消防套筒成型技术及注射模具设计

消防套筒成型技术及注射模具设计摘要：本文分析了消防套筒的成型技术并进行了相应注射模具的设计。设计内容包括产品工艺分析、模具结构设计、校核过程等环节，设计中应用了三维软件Pro/e、计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术。文中在对塑件外形及工艺性分析的基础上，选择了模具的分型面、合模导向机构、浇注系统等，用斜导柱来进行侧向抽芯，完成了成型零件尺寸的计算，最后校核各项数据，并利用CAD软件绘制零件图和装配图。在设计过程中圆满完成了各项预定的任务,整个设计表明设计的模具能够达到塑件所要求的加工工艺.完成的模具设计文件质量高，完整规范。关键词：消防套筒，模具设计，斜导柱，CAD/CAEIFormingtechnologyforthefireextinguishersleevesanddesignofinjectionmoldAbstract：Thisarticleanalyzesontheformingtechnologyofthefirefightingsleevesandthedesignofthecorrespondinginjectionmold,includingthetechnologyanalysisoftheproduct,thedesignofmoldstructureandthecheckingprocess.Moreover,thedesigniscompletedwiththehelpofthree-dimensionalsoftware(Pro/e),technologyofComptued-aideddesignandComptued-aidedmanufacturing(CAD/CAM).Thisarticleanalysestheshapeandprocessoftheplasticpartandonthisbasis,choosingthepartingsurfaceofmold,syntheticdieorientedinstitutions,gatingsystemetc.Meanwhile,itchoosesslantedguidepillartolateralcorepullingandfinishthecalculationofthesizeofthemoldedpart.Aftereverydatawaschecked,theComptued-aideddesignsoftwarewouldbeusedtodrawthepart-figureandassembly-figure.Duringtheprocessofdesigning,eachscheduledtaskhasbeenaccomplishedsuccessfully.Thewholedesignshowsthatthemoldwhichhasbeendesignedcanfulfilltherequirementsoftheprocessingtechnology.Overall,withhighquality,thisarticleaboutmolddesigningiscompleteandnormative.Keywords:Thefireextinguishersleeves,molddesign,Inclinedguidepillar,CAD/CAEII目录1绪论.11.1塑料注射模简介.11.2我国塑料注射模的现状及今后的主要发展方向.12产品技术要求和工艺分析.42.1产品技术要求.42.2塑件的工艺性分析.42.2.1塑件的结构工艺性.42.2.2塑件的工艺性分析.42.2.3塑件的材料分析.52.3塑件成型工艺参数的确定.52.4注射机的选择.62.4.1产品体积的计算.62.4.2浇注系统凝料体积的初步计算.62.4.3注射机的主要参数.63模具结构及设计.83.1分型面的设计.83.1.1分型面的概念及设计原则.83.1.2分型面的选择.93.2浇注系统的设计.103.2.1主流道的设计.103.2.2浇口设计.123.2.3分流道的设计.133.3成型零件设计.133.3.1成型零件工作尺寸计算.143.3.2模具型腔壁厚的确定.193.3.3模具型腔模板总体尺寸的确定.193.4合模导向机构的设计.203.4.1导柱导向机构.20III3.5推出机构设计.213.6侧向分型及抽芯机构设计.223.6.1确定抽芯距.223.6.2确定斜导柱倾角.223.6.3确定斜导柱尺寸.223.6.4滑块的设计.243.7冷却系统的设计.244.1注射压力的校核.274.2锁模力的校核.274.3模具闭合高度的校核.284.4模具安装部分的校核.284.5模具开模行程的校核.285绘制装配图.306结论.32参考文献.33致谢.3401绪论1.1塑料注射模简介塑料模具（简称塑料模具）的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有及密切关系。塑料模具是现代塑料城业生产中的重要工艺装备。塑料模具工业是国民经济的基础工业。用塑料模具生产成型零件的重要优点是制造的过程简便、材料的利用率较高、生产率高、产品生产的规格一致，特别是对大批量生产的产品，更能获得物美价廉的良好的经济效果。塑料模具也是成型塑料制品的主要工具，它的结构和加工精度对塑件的质量和生产效率等有直接的关系。因而世界上各国对塑料模具的现代设计与制造技术都极为关注。塑料模具广泛应用于成型塑料制品，他利用塑料在高温下所具有的流动性或可塑性，将其成型为具有一定形状和尺寸，并通过塑料的化学或物理变化，定型为塑料制品。在塑料加工工业中普遍使用有以下几种塑料模具：（1）压缩成型的塑料模具；(2)压入成型的塑料模具；（3）挤出成型的塑料模具；（4）注射（塑）成型的塑料模具。本次设计采用的是注射（塑）成型的塑料模具，简称注射模或注塑料模具。它是将塑料原料注射在注射机的加热料桶内，受热呈熔融状态，在注射机的螺杆或柱塞的推动下进入到注塑料模具具的型腔内，使塑料在型腔内硬化成型，得到做需要的制品。1.2我国塑料注射模的现状及今后的主要发展方向我国现代塑料注射模具的发展非常迅速，目前我国塑料的应用正在普及到国民经济各个领域的各个部门。采用塑料模具加工的塑件也很多，在生活中随处可见，比如如各种管类材料、板类材料、发泡型材及棒材等等，都广泛应用于医学、医药品、化学物品、纺织物品、日用品及机械工业中的齿轮、轴承等机械类零件，在汽车、飞机等领域的各个地方也得到了广泛的应用；特别是在建筑工业中塑件的应用更加的广泛，为人类在寻求解决替代有限的木材和贵金属材料开辟了新的方向和途径。当前我国塑料战线上出现了许多新的塑料模具结构和新的塑料模具加工方法，1塑料注射模具的设计、制造技术等各种技术水平，包括AUTOCAD技术等在我国已经有了很大程度的发展，各种各样的有关模具设计方面的技术已经有了相当程度的开发和应用，为我国塑料模具的设计与制造走向现代化提供了非常有利条件和广阔的前途。我国塑料模具工业从刚开始起步到现在，已经历经了50多年，已经有了很大的发展，模具水平有了较大的提高。在大型模具方面已能生产洗衣机全套塑料模具、大尺寸的大屏幕电视塑壳注塑料模具以及汽车外壳上的塑料保险杠装置和各类整体精密仪表板等塑料模具；而且我国在精密塑料模具方面，也有了非常快速的发展，各种技术水平也有了很大的提升，已能生产照相机塑料件模具，多腔防盗瓶盖注塑模具，多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。例如津荣天和机电有限公司和北极星I.K模具有限公司制造的多腔齿轮模具，都是属于精密塑料模具类的先进产品，这些公司所生产的这类多腔齿轮塑件的尺寸精度、同轴度等要求都与国外先进的同类产品的精度等级相靠近，基本到达到了国际上的先进水平，而且还采用了目前国际上代表先进水平的齿轮设计软件，较大程度上修正了由于在成型过程中由于塑料材质收缩造成的不良的齿形等各类误差，已经达到了标准渐开线齿形要求。在成型工艺方面，多材质塑料成型模和高效多色注射模等创新设计方面也取得较大进展。在制造技术方面，AUTOCAD/CAM技术的应用水平迈向了一个新台阶。近年来，国内已较广泛的采用了一些如P20、3Cr2Mo、PMS、SM、SM等新的塑料模具钢，这些新兴的材料质量以及模具设计技术对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但是总体来说还是发展的程度较低，使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到了应用。但目前我国模具标准化程度和商品化程度和国外先进工业国家已达到70%以上相比仍然发展水平较低，一般在30%以下，仍然存在着很大的差距，需要我们进行进一步的努力，继续大力的发展我国的模具标准化，促进我国塑料模具事业的发展。经过查阅了一些资料，总结出了我国国内与国外在模具制造方面的一些对比，由下表可以明确的看出：在模具制造的精度以及表面粗糙度、模具寿命等一些关于模具精度水平方面，我国与国外的先进水平还存在着很大的差距。要发展我国的塑料模具制造技术水平，还需要多多汲取国外的先进经验，吸收并转化成自己的技术，提高我国的制造业水平，为我国的工业制造提供一个可以快速发展的平台，并且在以后的技术水平上可以靠近甚至赶超外国，为我国成为世界上先进的、强大的、处于领先水平的工业大国打好一定的基础。我国2国内塑料模具制造技术水平与国外的水平对比如下表1：项目国外国内注塑料模具型腔精度0.0050.010.020.05型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火刚模具寿命1060万次1030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右24个月在模具行业中的占有量3040%2530%表1国内外塑料模具技术比较表从现阶段的发展水平来看，我国模具市场的总体发展趋势是处于向上平稳的发展的，并且在未来我国国内的模具市场中，塑料模具的发展速度将远远高于其他模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，微精、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，微精、复杂、长寿命模具占了大部分的比例，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。我国塑料模具工业今后的主要发展方向将包括以下几个方面：（1）提高微精、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔模具所要求的。（2）在塑料模具设计制造中全面推广应用CAD/CAM技术。现代CAD/CAM技术已经发展的很成熟，其硬件与软件价格都已经降低到了很大的程度，大部分中小企业可以接受，这样就可以为其进一步的普及创造了良好的条件；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；模具的3D分析及塑料制件将在我国塑料模具工业中发挥出越来越重要的作用。（3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。（4）开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。（5）提高塑料模具标准化水平和标准件的使用率。（6）研究和应用模具的告诉测量技术与逆3向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实线逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实线逆向工程的必要前提。2产品技术要求和工艺分析2.1产品技术要求图14该零件图为消防套筒，其零件图如图1所示。本塑件的材料采用聚丙烯（PP）塑料，并要求大批量生产。2.2塑件的工艺性分析2.2.1塑件的结构工艺性从零件图看，该零件总体形状为圆柱状，内部掏空，外形尺寸为50，大孔尺寸35，孔深15，底部高84，壁厚1.5，底部边缘有一环形凸缘，制件总高度为105，底部内孔为92.5，制件外壁对称分布有四个腰圆形通孔。该塑件较深，且有四个侧抽芯，脱模时不易形成真空，故采用推板推出。筒侧壁厚较薄，而上部较厚，故模具型腔上部要加冷却孔。塑件壁厚较为均匀，有一定的脱模斜度。2.2.2塑件的工艺性分析该塑件尺寸较大且要求塑件表面精度等级不高，在塑件的顶部有孔，侧面有四个通孔，可以考虑采用中心浇口流道的三板式型腔注射模，采用这种形式的注射模具可以保证塑件顺利脱模。2.2.3塑件的材料分析此零件采用聚丙烯（PP）注塑成型。聚丙烯塑料英文名称是Polypropylene，是密度小而耐热性较好的结晶性聚合物，度为0.90.92g/cm，是最轻的塑料，成型收缩率为1.02.5%，热变形温度为102，。透明性好拉伸强度与表面硬度都很高，但是在低温时不耐冲击，不耐紫外线。物理性能与聚乙烯接近，成型收缩率大，熔体的流动性好，有突出的抗疲劳性。此类材料为结晶形料，吸湿性很小，在成型过程中有可能发生熔融破裂，同时在长期与热金属接触时易发生分解。它的流动性极好，溢边值为0.03左右，但成型收缩范围和收缩值大，易发生缩孔、凹痕、变形、方向性强。它的冷却速度快，因此应使浇注系统及冷却系统的散热缓慢。聚丙烯的熔5点为164170，耐热性好，能在1000以上的温度下进行消毒灭菌。聚丙烯的耐低温的使用温度可达-15，在低于-35会脆裂。聚丙烯的高频绝缘性能好，而且由于其不吸水，绝缘性能不受温度的影响。聚丙烯在氧、热、光的作用下极易聚解、老化，所以必须加入防老化剂。2.3塑件成型工艺参数的确定查有关手册得到聚丙烯（PP）塑料成型工艺参数如下表2：密度0.890.91g/cm后段180210收缩率1.02.5%中段200230预热温度8085料筒温度前段190220预热时间23h注射时间2060s注射温度250270高压时间03s模壁温度2060冷却时间2090s模具温度4060成型时间总周期50160s喷嘴温度190220表2成型工艺参数2.4注射机的选择2.4.1产品体积的计算根据塑件的三维模型，利用Pro/E软件画出零件可以直接计算出塑件体积V塑件=123.479cm2.4.2浇注系统凝料体积的初步计算浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.21倍来估算。由于本次采用的浇注系统流道比较简单，一次浇注系统的凝6料可以按塑件体积的0.8倍来估算，故以此注入模具型腔塑料熔体的总体积为：V总=V1（1+0.8）=123.4791.8=222.262cm为了确保塑件的质量，注塑料模具一次成型的塑料体积应在理论注塑量的25%75%范围内，最大可达80%，最小应不小于10%。为了保证塑件的质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在50%80%。即注入模具型腔塑料熔体的总体积应在333.393400.072cm，所以选择理论注塑量为400cm。初选卧式注射机G54-S200/400。2.4.3注射机的主要参数卧式注射机G54-S200/400的主要参数如表3所示：额定注射量/cm200400注射压力/MPa109注射行程/mm160锁模力/KN2540最大成型面积/cm645最大开（合）模行程/mm260模具最大厚度/mm406模具最小厚度/mm165动、定模固定板尺寸/mm532634模具定位圈直径/mm125模具定位孔深/mm10喷嘴球直径/mm18喷嘴口直径/mm4表3G54-S200/400的主要参数783模具结构及设计3.1分型面的设计3.1.1分型面的概念及设计原则分型面的概念：在注射模具中，用于取出注塑件或浇注系统凝料的面通称为分型面。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件的位置形状以及推出方法，模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合比较，从几种方案中优先选择较为合理的方案。在选择分型面时，应遵循以下几个原则：（1）分型面应选择在注塑件的最大截面处这是一个首要原则。因为我们设置分型面的目的就是为了能够水利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品的最大轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个轮廓呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。（2）尽可能的将注塑件留在动模一侧因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便易行。为了让注塑件留在动模一侧，可以将型芯设置在动模的型芯上，薄壁注塑件对型芯产生有足够的包紧力；但是遇到厚壁注塑件或者没有型芯，可将注塑件型芯设置在动模一侧的型腔里。（3）有利于保证塑件的尺寸精度（4）有利于保证塑件的外观质量分型面上的型腔壁面稍有间隙，溶体就会在注塑件上产生飞边。飞边影响注塑件的外观质量。因此在光滑平整表面或圆弧曲面上，应尽量避免选择分型面。（5）考虑满足注塑件的使用要求注塑件在模塑过程中，有一些很难避免的工艺缺陷，例如脱模斜度，分型面上的飞边以及顶杆与浇口痕迹等。在分型面设计时，应以使用角度避免这些工艺缺陷影响塑件功能。9（6）注塑件在主分型面上的投影面积应小于所用注射机的成型面积减小注塑件在合模平面上的投影面积，可减小所需锁模力。（7）长型芯应置于开模方向当塑件在相互垂直方向都需设置型芯时，将较短型芯置于侧抽芯方向，有利于减小抽拔距离，因为侧向分型抽芯机构的抽拔距离。（8）有利于排气应将分型面置于熔体充模流动的末端。熔体溢料面与分型面垂直，熔体不能从分型面溢出。注塑件在压缩中成型，虽然翻边壁厚的尺寸精度高，但不能利用分型面排气。对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。按照此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭。（9）应有利于简化模具结构综上所述，选择注射模分型面时受影响的因素比较多，但总体的要求是保证能够顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。而这一零件有侧孔，侧抽芯一定有。再者，由于零件的结构限制，型腔限制，侧抽芯得安在定模板上。3.1.2分型面的选择根据该塑件的特点，侧壁有侧抽芯机构且有粗糙度要求；再根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处、有利于塑件的留模及脱模、保证塑件的精度要求等原则，故分型面的选择如下图2，即塑件下表面。图2103.2浇注系统的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的输送通道。它具有传质、传压和传热的功能，对注塑件质量有决定性影响。浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满到模腔深处，以获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑料制件，因此要求充模过程流畅有序、压力损失小、热量散失少、排气条件好、浇注系统凝料易与制品分立或切除。（1）浇注系统的组成各类注射机模具的浇注系统一般均由四部分组成。1）主流道。指由注射机喷嘴出口起到分流道入口止的一段流道。它是塑料熔体首先经过的通道，且与注射机喷嘴在同一轴线。2）分流道。指主流道末端至浇口的整个通道，分流道的功能是使熔体过渡和转向，通常由一级分流道和二级分流道，甚至多级分流道组成。单型腔模具中分流道是为了缩短流程，多型腔注射模中分流道是为了分配物料。3）浇口。指分流道末端与型腔入口之间狭窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔体加快流速注入型腔内，有序地填满型腔，且对补缩具有控制作用。4）冷料井。通常设置在主流道和分流道转弯处的末端。其功用为“捕捉”和贮存熔料前锋的冷料。冷料井也经常起拉勾浇注系统凝料的作用。（2）浇注系统设计的原则1）浇注系统与注塑件一起在分型面上，应有流量、降压和温度分布的均衡布置。2）尽量缩短流程，以降低压力损失，缩短充模时间。3）浇口位置的选择，应避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气和补缩。4）避免高压塑料熔体对型芯和嵌件产生冲击，产生变形和位移。5）浇注系统凝料脱出方便可靠，易与注塑件分离或切除，注塑件上切口整修容易，且外观无损伤。6）熔合缝位置需合理安排，必要时配以冷料井或溢料槽。7）尽量减少浇注系统的用料量。8）浇注系统应达到所需精度和粗糙度，其中浇口须有IT8级以上精度。3.2.1主流道的设计11设置在主流道部分的零件在工作过程中，与注塑机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔体冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常单独设计成可拆卸更换的主流道衬套，选用优质钢材单独进行加工和热处理。主流道的形状如图3所示，为使塑料熔体的顺利流入和凝料顺利拔出，主流道设计成圆锥形，锥角为6，主流道衬套采用可拆卸更换的浇口套，表面粗糙度Ra0.8m；浇口套的形状尺寸设计采用推荐尺寸的常用浇口套，如图4所示；为了能与塑料注射机的定位圈相配合，采用外加定位环的方式，这样不仅减小了浇口套的总体尺寸，还避免了浇口套在使用中磨损。图3主流道根据相关资料，查的G54-S200/400型塑料注射机喷嘴的相关尺寸为：喷嘴前端球面半径R0=9mm；喷嘴孔直径d0=4mm。根据模具主流道与喷嘴关系得到：主流道进口端球面半径SR=R0+（12）（mm）=9+（12）mm取SR=11mm；喷嘴窝深度h=35（mm），取h=5mm；流道口小端直径d1=d0+（0.51）（mm）=4+（0.51）（mm），取d1=4.5mm12图4浇口套3.2.2浇口设计浇口的形式有很多，通常都有直接浇口、侧浇口、扇形浇口、环形浇口、盘形浇口、轮辐浇口、点浇口、潜伏浇口等等。由于该塑件外观要求一般，浇口的位置和大小以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽可能使模具结构更简单。根据对塑件的分析，并结合确定分型面的位置，选择如图5所示的直接浇口进料方式，进料位置设计在塑件顶部。因采用直接浇口式浇注系统，所以此模具的浇注系统不设冷料井。直接浇口的直径尺寸可以根据不同塑料按塑件平均厚度查表确定。查表得浇口的直径尺寸为12mm。133.2.3分流道的设计分流道截面形状及尺寸应根据塑件的结构（大小和壁厚）、所用塑料的工艺特性、成型工艺条件、分流道的长度及制造工艺性等因素来确定。分流道的长度要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注塑机的能耗，减少压力损失和热量损失，较长的分流道还需在末端设置冷料穴。而分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6m左右即可。流道内外层流速较低的料流容易冷却形成固定表皮层，起到绝热层作用。该模具是一模一腔结构，所以不需要分流道。模具的浇注系统如图6所示图6浇注系统3.3成型零件设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件成为成型零件，包括凹模、凸模、镶块、成型杆等。成型零件决定着塑件的形状和精度，影响着模具的寿命，是模具设计的重要部分。成型零件工作是，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。143.3.1成型零件工作尺寸计算模具的型腔、型芯采用整体式。整体式的型腔、型芯是直接加工在模板上的，有较高的刚度和强度，使用中不易发生变形。该塑件尺寸较小，最大处也只有105mm，且形状简单，型腔加工容易实现，可采用整体式结构。（1）型腔径向尺寸计算设塑件的外形径向尺寸为，模具型腔的径向尺寸LM，采用平均尺寸法0LsZ0得到公式:=ZM0ZSCP043)1(注：LM：型腔径向尺寸，mm；LS：塑件的径向公称尺寸，mm；SCP：PP的平均收缩率，%；PP的平均收缩率SCP=%为1.75%；25.01：塑件公差值，mm；SZ：型腔制造公差，mm；取SZ=；3305011.498)175.(43)(ZSCPMLL01.897305.022.).()(ZSP01.49.603025.033.450)17.(4)1(ZSCPMLL08.标注如下图：15（2）型腔深度尺寸计算设塑件外形高度尺寸为，模具型腔的深度尺寸为，采用平均尺寸法0SHZMH0可得到如下公式：ZZxsCPM00)1(注：由于型腔的地面磨损很小，所以可以不考虑磨损量，式中修正系数x=，321取值为；32HM：型腔轴向尺寸，mm；HS：塑件的轴向公称尺寸，mm；SCP：PP的平均收缩率，%；PP的平均收缩率SCP=%为1.75%；25.01：塑件公差值，mm；SZ：型腔制造公差，mm；取SZ=；3305.011.2105)7.(2)(zSCPMH01.94305.022.84).(3)(ZSP01.816301.03323)175.(2)1(ZSCPMH03.82标注如下图：（3）型芯径向尺寸的计算设塑件孔的径向尺寸为，型芯的径向尺寸为，采用平均尺寸法，可得：0SA0ZMA00)1(ZZxSCPM注：按IT7IT8级取值，x取；43AM：型芯径向尺寸，mm；AS：塑件孔的径向尺寸，mm；SCP：PP的平均收缩率，%；PP的平均收缩率SCP=%为1.75%；25.01：塑件公差值，mm；SZ：型芯制造公差，mm；取SZ=；30325.011.45)17.(43)(zSCPMA08.-6170315.022.410)75.(43)1(ZSCPMA05.270325.033.).1()(zSP08.64035.044.45.92)7.()1(ZSCPMA08.90321.055.8)1.(3)(zSP07.4标注如下图：（4）型芯高度尺寸的计算设塑件孔的深度尺寸为，型芯的高度尺寸为，同上推得：0SB0ZMB0)1(ZZxSCPM注：由于型芯的断面磨损很小，所以可不考虑磨损量，式中修正系数x取；32BM：型新高度尺寸，mm；BS：塑件孔的深度尺寸，mm；18SCP：PP的平均收缩率，%；PP的平均收缩率SCP=%为1.75%；25.01：塑件公差值，mm；SZ：型芯制造公差，mm；取SZ=；3035.011.28)175.(32)(ZSCPMB01.8903.022).()(ZSP01.7标注如下图：（5）中心距尺寸的计算塑件上凸台之间、凹槽之间或凸台到凹槽的中心线之间的距离称为中心距，该类尺寸属于定位尺寸。设塑件中心距尺寸为，模具上中心距尺寸为,由于2SC2ZMC二者的公差都是双向等值公差，同时磨损的结果不会使中心距尺寸发生变化，计算式不必考虑磨损量。因此，塑件中心距的基本尺寸Cs和模具上成型零件中心距的基本尺寸CM均为平均尺寸，于是标注上制造公差后得：SCPM)1(注：19CM：模具中心距尺寸，mm；CS：塑件中心距尺寸，mm；SCP：PP的平均收缩率，%；PP的平均收缩率SCP=%为1.75%；25.01SZ：型芯制造公差，mm；取SZ=；3=201.8)0175.(2)1(1ZSCPM014.6.=3.).()(22ZSP.83.3.2模具型腔壁厚的确定采用经验数据法，直接查阅设计手册中的有关表格，可得到此型腔的推荐壁厚取4552mm。圆形型腔壁厚经验推荐数据如下表：表圆形型腔壁厚根据上表可得，选取壁厚为50mm。3.3.3模具型腔模板总体尺寸的确定20此模具的型腔直径为98mm，根据确定的型腔壁厚50mm，综合以上所得的数据，确定型腔模板的总体尺寸为“200（B）200（L）125（H）”。3.4合模导向机构的设计导向机构是保证动、定模或上、下模合模时，正确定位和导向的装置。导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向机构。导向机构的作用有：（1）导向作用合模时，首先是导向零件的接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件的损坏。（2）定位作用模具闭合后，保证动、定模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。（3）承受一定的侧向压力塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大时，不能靠导柱来承担，需增设锥面定位机构。3.4.1导柱导向机构该塑件的精度要求不高，塑件形状对称，由于塑件四周是通孔，注射压力对其影响较小，可采用常见的导柱导向定位机构。在动模板、推件板、定模板之间使用4根导柱，导柱的长度要确保推件板推出塑件后不脱落。导柱的设计要点有：（1）导柱应具有硬而耐磨的表面，多采用20钢经渗碳淬火处理，硬度为HRC5560；或T8、T10钢经淬火处理，硬度为HRC5055。（2）导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱顺利进入导向孔。导柱导滑部分已标准化，可查阅国标GB4169.41984，根据模座板尺寸大小确定；长度应高出型芯断面68mm，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。（3）导柱可设置在动模一侧，也可设置在定模一侧。在不妨碍脱模取件的条件下，导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧。导柱固定部分与模板孔一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合；导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8m，导向部分表面21粗糙度Ra为0.4m。导套的设计要点有：（1）导套用于与导柱相同的材料或铜合金的耐磨材料制造，其硬度一般稍低于导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱拉毛。导套固定部分与导滑部分的表面粗糙度一般为Ra=0.8m。（2）为使导柱顺利进入导套，在导套的前段应倒圆角。导柱孔最好做成通孔，以利于排出孔内空气及残渣废料。如模板较厚，导柱孔必须做成盲孔时，可在盲孔的侧面打一小排气孔。（3）直导柱用H7/r6配合镶入模板，带头导套用H7/m6或H7/k6配合镶入模板。3.5推出机构设计在注射成型的每一次循环中，塑件必须从模具的型芯上或型腔中脱出。完成塑件脱出的装置成为推出机构。推出机构主要由推出零件、推出零件固定板和顶板、推出机构的导向与复位部件等组成。设计推出机构时应注意遵循以下几项原则：（1）由于推出机构的动作是通过装在注塑机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构应尽量设置在动模一侧。正因为如此，分型面的设计也应该尽量使塑件开模后能留在动模一侧。（2）为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，必须仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，选择合理的推出方式及推出位置，从而使塑件受力均匀。（3）推出机构应使推出动作可靠、灵活，结构简单、制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度，以承受推出过程中的各种作用力，确保塑件顺利地脱模。（4）推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。（5）必须考虑合模时推出机构的正确复位，并不保证与其他模具零件相干涉。另外，为实现注塑生产的自动化，必要时不但塑件要实现自动脱落，还要使浇注系统凝料能脱出并自动坠落。根据塑件的形状特点，确定模具在型腔在定模部分，模具型芯在动模部分。塑件成型开模后，塑件与型芯一起留在动模一侧。由于该塑件属于壳体类制品，故采22用推板推出机构。根据分型面的选择和制件的外形特点，采用推板推出制件。这样设计的优点有：（1）制件受力均匀，在推出时不产生变形。（2）制件表面不受影响。（3）无需设置复位杆，使得模具的机构简单。3.6侧向分型及抽芯机构设计此次设计的塑件在侧壁方向有四个通孔，它们都垂直于脱模的方向，阻碍了在经过成型后的塑件从模具中顺利地脱出。因此，设计成型四个通孔的零件是必须做成活动的型芯（即做成滑块）。此次设计的模具采用斜导柱滑块侧抽芯机构。3.6.1确定抽芯距抽拔距离一般比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大23mm，所以由此经验法可得本模具的侧抽芯距离为塑件的壁厚加上23mm，即为侧抽芯的距离。可以得出抽芯距为1.5+3=4.5mm。3.6.2确定斜导柱倾角因为模具的开模行程受到了注射机开模行程的限制，而且由于斜导柱工作长度的加长，这样会降低斜导柱的整体刚度，所以，在选择斜导柱倾角时应该综合考虑斜导柱的强度和刚度以及注射机的开模行程。一般来说取为宜，但是在302生产过程中斜角一般取1520。本次设计的模具采用15。3.6.3确定斜导柱尺寸斜导柱的直径取决于抽拔力及其抽拔角度，可以按照设计资料中的给出的相关公式进行斜导柱相关尺寸的计算。本次设计的模具经验估值，取斜导柱头部分的直径为D=25mm，行程部分的直径为d=20mm，以后可以修正。斜导柱的尺寸应23该根据已经确定的抽拔距、斜导柱的直径、斜角的大小以及固定端模板的厚度来确定。如图所示：L=L1+L2+L3+L4+L5=madSahD)105(tn2sicotn2L：斜导柱总长，mm；D：斜导柱固定部分台肩直径，mm；S：抽拔距离，mm；：斜导柱斜角，（）。经过查表及计算可得：L1=；ma35.1tn25tL2=；h4.9cosL3=；a68.15tn0tdL4=；mS39.7si.iL5=5mm。24所以，斜导柱的总长L=L1+L2+L3+L4+L5=3.35+129.41+2.68+17.39+5=157.83mm，取L得长度为158mm。3.6.4滑块的设计滑块通常可以分成两种形式：整体式和组合式。组合式的滑块就是将型芯安装在滑块上，这种形式的滑块可以节省钢材，而且加工起来简洁方便。侧滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中必不可少的一个重要零部件，它上边安装有侧向型芯或侧向成型块，注射成型过程中塑件尺寸的精确度和移动的可靠度都需要通过侧滑块的运动精度来保证。根据具体塑件和模具结构的灵活设计，侧滑块的结构形状大致可以分为以下两种形式：组合式和整体式。所谓的组合式结构就是在设计中把侧向型芯或者侧向形成块与滑块分开来加工，然后再装配到一起，这就是组合式的滑块结构。整体式的滑块形式就是在滑块上直接制出侧向型腔结构或者侧向型芯结构，这种整体式结