矩形开关外壳罩壳的注塑模具设计-抽芯塑料注射模说明书.doc
矩形开关外壳罩壳的注塑模具设计-抽芯塑料注射模含10张CAD图
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矩形开关外壳罩壳的注塑模具设计-抽芯塑料注射模含10张CAD图,矩形,开关,外壳,罩壳,注塑,模具设计,塑料,注射,10,CAD
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矩形开关外壳注塑模具设计【摘要】 本文以矩形罩壳为对象，详细介绍其注射模设计过程。设计中主要运用PRO/ENGINEER软件，根据制件的零件图进行零件的三维造型，并在对该模型进行成型性分析的基础上，进行了必要的计算和结构设计。采用模具专家系统EMX，提高了设计效率。通过Autocad完成工程图的制作，根据注塑的额定注塑量我们可以确定模具的型腔为一模2腔，排列方式为直线对称排列，制件有侧孔，无法直接脱模，所以我们需要设计侧抽芯机构，利用斜导柱带动滑块来完成侧孔的横向抽芯，最后当主流道余料全部被拉出后，再利用推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件比较大，所以需要设计冷却系统对制件进行局部冷却，防止制件发生翘曲变形设计中综合考虑了各方面的因素并通过调研对模具进行了估价。 关键词：矩形罩壳；三维造型；注塑模；设计。 IIABSTRACT The graduation design topic is: rectangular casing of the plastic parts injection mould. Based on rectangular casing for object, detailed introduces the injection mould design process. The main design using PRO/e software, according to the products part drawing for components of the three-dimensional modelling, and on the model based on the analysis of the formability, the necessary calculation and structural design. According to the rated the injection quantity and injection we can determine the mold cavity as a mold 2 cavity, the arrangement of linear symmetrical arrangement, parts with side holes, can not be directly release, so we need to design of side core pulling mechanism, lateral core pulling the slanted guide pillar drives the sliding block to complete the side hole, when more than the mainstream the material is pulled out, the rod with the agency to complete the introduction of plastic parts. Because the plastic is relatively large, so it is necessary to design the cooling system to prevent the local cooling parts, parts warpage.EMX adopted mould expert system and improve the design efficiency. Finally through the Autocad complete engineering drawing production, design of the comprehensive consideration of various factors and through the investigation to the mold for the valuation. Keywords: Three dimensional modelling; Proe; EMX; Rectangular casing目 录前 言11.塑料制品工艺分析42. 塑料的成型特性及工艺参数63. 注塑设备的选择83.1 计算塑件的体积和重量83.2 确定型腔数选择注塑机83.3注塑机基本参数94. 塑料件的工艺尺寸的计算115. 浇注系统145.1 分型面的选择145.2 浇口套的选用155.3 分流道的布置155.4 浇口的设计166. 抽芯机构的设计与合模导向结构设计176.1脱模结构设计176.2合模导向机构的设计176.3侧抽芯机构的设计186.3.1抽拔距的计算196.3.2斜导柱的尺寸与安装形式197. 温度系统与排气系统的设计217.1 排气系统的设计217.2 温度控制系统的设计218. 注射机有关工艺参数的校核248.1注射量及锁模力的校核248.2注射机安装模具部分的尺寸校核259. 零件材料的定制及模具的安装试模26结 论31致 谢32参考文献33附 录34 前 言 本次设计主要运用PRO / ENGINEER软件进行模具的设计、分析, 包括初期零件的三维造型以及以此模型为基础进行的厚度、质量和投影面积的分析。其次根据三维模型进行模具分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑件充填过程分析、采用模具专家系统EMX进行的模架设计等几个方面。 需要分析的问题是：塑料在型腔内的注射过程中流动情况，温度压力变化情况、注塑件残余应力等, 根据分析检查模具结构、流动状态、产品质量等问题。如是否存在浇注系统不合理, 流道和浇口位置尺寸是否不当, 型腔平衡以及产品的翘曲变形等。设计完成后，最后通过Autocad完成工程图的制作。模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石，被人称为“工业之母”和“磁力工业”。模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。换句话说，没有高水平的模具就不会有高水平的工业产品。模具业是否强盛也反映出一个国家工业的强弱。 (1)塑料制品和注射成形在模具业的重要地位塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。塑料注射成形工艺的最大特点是复制，能够复制出所需任意数量的可直接使用或稍作处理即可使用的制品，是一种适宜大批量生产的工艺。虽然在设备上投入较大，但是可以生产制品的数量非常大，实属一种经济快捷的生产方式，因此得到广泛的应用和快速的发展。 (2)模具在我国的发展历程过去在我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表、汽车等行业进入大批量生产，模具工业有了一定的发展。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来，因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密，如我们使用的电脑、手机、汽车等产品都要依靠模具。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒地看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后很多，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出，等等。可见，我国模具工业的发展任重而道远。 (3)前景展望我国进入实施国民经济和社会发展的第十一个五年规划期，模具工业的发展也将进入一个关键时期。在这一时期，模具行业的主要任务是，在党中央关于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下，进一步推进改革，调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。我国进入实施国民经济和社会发展的第十三个五年规划期，模具工业的发展也将进入一个关键时期。在这一时期，模具行业的主要任务是，在党中央关于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下，进一步推进改革，调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。1 塑料制品工艺分析本次设计原始数据为塑件的零件图，如图1.1产品零件图所示： 图1.1产品零件图 从塑件厚来看，总的来讲塑件壁厚变化比较均匀，有利于零件成型。当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。 一般来说，塑件高度在25mm以下者可不考虑脱模斜度。但是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认真设计脱模斜度。 （1）斜度作用：便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度，在模具上称为脱模斜度。 （2）脱模斜度选取:取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30130。塑件脱模斜度的选取应遵循以下原则： 塑料的收缩率大，壁厚、斜度应取偏大值，反之取偏小值。 塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。 当塑件高度不大（一般小于2mm）时，可以不设斜度；对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些。 一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。 热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也相应取小一些。 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。综合以上的原则，由于塑件高度不是很大，收缩率一般，本设计中采用30的脱模斜度。塑料制件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等痴点外，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低12级，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般为1.60.2um，在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，应随时给以抛光复原。非配合表面和隐蔽面可取较大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度与塑料的品种有关。一般，型腔表面粗糙度要求达到0.20.4mm。2 塑料的成型特性及工艺参数 苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物（ABS）可认为是改性聚苯乙烯。其性能：综合性能较好、冲击韧、力学强度高，尺寸稳定，耐化学性、电性能良好：易于成型和机械加工，与有机玻璃的熔接性良好，可作双色成型塑件，且表面可镀络等装饰性颜色。 用途：适于制作一般机械零件、各类壳体、汽车配件、日用品、管材及文具等。ABS塑料主要的性能指标（见表2.1）：密度(Kg.dm-3)1.021.16收缩率%0.40.7熔 点130160热变形温度6598弯曲强度Mpa80拉伸强度Mpa50拉伸弹性模量GPa1.810弯曲弹性模量GPa1.4压缩强度Mpa1839缺口冲击强度kJ/1120硬 度HRR6286体积电阻系数cm1013击穿电压Kv.mm-115介电常数60Hz3.7 表2.1 ABS的注射成型工艺参数（见表2.2）:注塑机类型螺杆式喷嘴形式通用式料筒一区150170料筒二区180190料筒三区200210喷嘴温度180190模具温度5070保压4060注塑时间25注塑压60100保压时间510冷却时间515周期1530后处理红外线烘箱温度70时间0.31 表2.23 注塑设备的选择3.1 计算塑件的体积和重量 体积：通过PROE软件的“质量属性”分析塑件，得到塑件的体积为=41.732cm。如图3.1体积说明所示： 图3.1 体积说明 质量：材料ABS的密度取=1.06g/ cm3，则单个塑件的质量m=v=44.23g。3.2 确定型腔数选择注塑机根据以上所计算的结果，由于制件的大小和客户要求采取一模两腔，可决定设备型号、规格。注射机的额定注射量为V（额）每次的注射量不超过它的80%，浇注系统的体积可以估算大概： V（浇）=15cm,m=13.65g V（注）=2*41.7+1598.4 0.8V（额）V（注）=98.4cm V（额）123cm 注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的说法有: （1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机； （2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。 此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。3.3注塑机基本参数 注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。 (1)公称注塑量 指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。 (2)注射压力 为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。 (3)注射速率 为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表3.2注射量与注射时间的关系所示：注射量/CM125250500100020004000600010000注射方向/CM/S125200333570890133016002000注射时间/S11.251.51.752.2533.755表3.2 注射量与注射时间的关系 (4)塑化能力 单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。 (5)锁模力 注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。 (6)合模装置的基本尺寸 包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。 (7)开合模速度 为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停。 (8)空循环时间 在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。根据以上计算以及模具总高度和模具设计与制造简明手册表2-40选择注射机XS-ZY-250螺杆式注射机，其参数如下表3.3： 额定注射量250cm螺杆直径50mm注射压力130Mpa锁模力1800KN模板行程500mm模具最大厚度350mm模具最小厚度200mm模板尺寸598520mm拉杆空间448370mm定位孔直径100mm合模方式液压机械 表3.34 塑料件的工艺尺寸的计算 ABS的成型收缩率为0.40.7%,所以平均收缩率取S=0.5% （1）型芯设计 型芯的尺寸计算 型芯的尺寸按以下公式计算： D=（1+）d+x 式中： D1型芯外径尺寸 D1塑件内形尺寸 塑件公差 塑料平均收缩率 成形零件制造公差,取/2。 （2）型腔设计 型腔径向尺寸按以下公式计算 D2=(1+)dx 式中： D型腔的内形尺寸 D2塑件外形基本尺寸 塑件公差 塑料平均收缩率 成形零件制造公差,取/2。 型腔深度尺寸按以下公式计算 = 式中： 型腔深度 H 塑件外形高度尺寸 塑件公差 塑料平均收缩率 成形零件制造公差,取 （3）由于该产品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度要求不需那么高。一般取Ra1.6,在机床上加工就可以直接投入使用，不需要经过其它的特殊加工。考虑模具的修模以及型芯的磨损，在精度范围内，型芯尺寸尽量取大值。而型腔则取大值，型腔的表面粗糟将决定产品的外观，因此型腔的表面粗糙度则要求较高，一般取Ra0.80.4。在本次设计中，型腔取Ra0.8。 （4）X综合修正系数（考虑塑料收缩率的偏差和波动，成型零件的磨损等因素），塑件精度低、批量较小时，X取1/2；塑件精度高、批量比较大，X取3/4，根据设计要求取X为0.5。 （5）型腔、型芯工作尺寸的计算要计算型芯、型腔的工作尺寸，必先确定塑件的公差及模具的制造公差。根据要求塑件精度取五级精度。根据塑料制件公差数值表（SJ137278）塑件在五级精度下，基本尺寸对应的尺寸公差如下表4.1：基本尺寸公差基本尺寸公差30.16360.186100.2010140.2214180.2418240.2824300.3230400.3640500.4050650.4665800.52801000.601001200.68 表4.1 型腔：宽度方向d=120.4；取=0.5%（以下收缩率都取0.5%）D=（1+0.005）120.40.50.60=120.702 长度方向 d2=80; D2=（1+0.005）800.50.68=80.06 型腔深度：H=40.1; X=0.4 H=(1+0.005) 40.1+0.40.18=40.3725 型芯：宽度方向d=76；取=0.5%（以下收缩率都取0.5%） D=（1+0.005）760.50.60=76.08 长度方向d=116.3；取=0.5%（以下收缩率都取0.5%） D=（1+0.005）116.30.50.60=116.58 高度方向 d2=38.1; D2=（1+0.005）38.10.50.68=37.95 （6）型腔壁厚的确定 塑料模具型腔的侧壁和底壁厚度计算是模具设计中经常遇到的问题，尤其对大型模具更为突出。目前常用的计算方法有按强度条件计算和按刚度条件计算两类，但塑料模具要求既不许因强度不足而发生明显变形，甚至破坏，也不许刚度不足而变形过大的情况，因此要求对强度和刚度加以考虑。对于型腔主要受到的力是塑件熔体的压力，在塑件熔体的压力作用下，型腔将发生内应力及变形。如果型腔侧壁和底壁厚度不够。当型腔中产生的内应力超过材料的许用应力时，型腔发生强度破坏，与此同时，刚度不足则发生弹性变形，从而产生溢料现象，将影响塑件成型质量，所以模具对刚度和强度都有要求。但是，实践证明，模具对强度和刚度的要求并非同时兼顾，对大型腔，按刚度条件，对小型腔则按强度条件计算即可。（在本设计中按强度条件来计算）5 浇注系统浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入；避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁；型芯或嵌件，使塑料能尽快的流入到型腔各部位，并避免型芯或嵌件变形；尽量避免使制件产生熔接痕，或使其熔接痕产生在之间不重要的位置；浇口位置及其塑料流入方向，应使塑料在流入型腔时；能沿着型腔平行方向均匀的流入，并有利于型腔内气体的排出。5.1 分型面的选择 分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。外表质量：分型面最好不选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处，方便脱模，制件留在动模边：从制件的推出装置设置方便考虑。包紧力大的，芯应设在动模边而将凹模放在定模边包紧力小且不能确切判断留向的将型芯和凹模的主要部分都设在动模边对型芯无包紧力，对凹模粘附力较大的，将粘附力较大的设在动模边同心度要求：要求同心的部分放在模具分型面的同一侧。当分型面作为主要排气面时 料流的末端应在分型面上以利排气。矩形罩壳模具设计的分型面设计如图5.1所示：5.1分型面5.2 浇口套的选用主流道是浇注系统中从注塑机喷嘴与模具的部位开始，到分流道为止的塑件熔体的流通通道。在注塑机上，主流道垂直分型面。为了使凝料从其中顺利推出，需设计成圆锥形，锥角为2060，表面粗糙度Ra0.8m,主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注塑机及一定温度、压力的塑料熔体要冷热交替反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆。一般采用碳素工具钢即T8A、T10A等。把它热处理到5357HRC。取主流道的球面半径为16mm.浇口套大体结构示意图如图5.2浇口套所示： 图5.2 浇口套5.3 分流道的布置 分流道是指主流道末端与浇口之间的通道。此副模具采用圆形的截面形状，对于壁厚小于3mm,质量在200g以下的塑件，截面的直径可采用如下的的经验公式： D=0.2654W1/2L1/4 =7mm 其中D是分流道的直径，L是分流的长度，W是塑件的质量，此副模具选分流道的截面积为D=7mm,由于分流道与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料的熔体的流动状态较为理想，因而分流道的内表面粗糙度Ra要求比较高，一般取1.6um左右。分流道在分型面上的布置的形式，它必须遵循以下两方面的原则，即一方面排列紧凑，缩小模具板面的尺寸，一方面流程尽量短，锁模力力求平衡，该模具采用平衡式的分流道。5.4 浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。它是整个浇注系统的关键的部位，也是最薄点。其形状、大小及位置应根据塑件大小、形状、壁厚、成型材料及塑件技术要求等进行而确定。浇口分限制性浇口和非限制性浇口，该塑件采用的是限制性浇口，它一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，有利于塑料进入，使其充满型腔。另一方面改善塑料熔体进入型腔的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分开的作用。设计中，浇口的位置及尺寸的要求是比较严格的，初步试模，必要时还需要修改。因此浇口的位置的开设，对成型性能及成型质量的影响是很大的。一般在选择浇口位置时，需要根据塑件的结构工艺及特征，成型质量和技术要求，综合分析。一般要满足以下原则： (1)尽量缩短流动距离。 (2)浇口应开设在塑件的壁厚。 (3)必须尽量减少或避免产生熔接痕。 (4)应有利于型腔中气体的排除。 (5)考虑分子定向的影响。 (6)避免产生喷射和蠕动。 (7)不在承受弯曲冲击载荷的部位设置浇口。 (8)浇口位置的选择应注意塑件的外观质量。 该模具设计中浇口的形式设计为矩形。6 抽芯机构的设计与合模导向结构设计6.1脱模结构设计 塑件冷却后由于有少量的收缩，塑件会紧抱在型芯上，所以在脱出产品时不像冲压件那么可以自动脱落。这样，我们必须设计推出机构将塑件顶出，推出机构设计时我们考虑的是要使塑件各部分受力均匀，在此设计中，由于采用了一模二腔的结构，模具开模时，在注塑机的作用下，动模部分向开模方向运动 滑块在斜导柱的作用下向两边运动 运动到一定位置（侧向抽芯完成），注塑机的顶出装置作用在推杆固定板上，推杆固定板推动推杆将产品顶出模外，推杆的设计如图6.1推杆所示：图6.1 推杆6.2合模导向机构的设计 导向机构主要包括导柱、导套，主要作用是在动模与定模合模时保证型芯和型腔的精确定位。导向零件应合理地均匀分别在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。根据模具的形状和大小，一副模具一般采用2到4根导柱。在此设计中采用了4根导柱。加工个导柱、导套孔时，应将定模板、推件板、动模板合在一起，一次性加工出来，以保证孔的同心度，然后再在定模板、动模板上加工沉头孔。导柱导套的具体结构如图6.2导柱，6.3导套所示： 图6.2导柱 图6.3 导套6.3侧抽芯机构的设计 当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔时，塑件不能直接脱模，必须将成型侧孔的零件做成可动的，在塑件脱模前先将活动型芯抽出，然后再自模中通过顶杆顶出塑件。而此次的设计完全符合以上要求，因此，也采用了侧向分型抽芯机构。又，该塑制品是大批量的生产，故也使用了机动侧向分型抽芯。6.3.1抽拔距的计算 因为抽拔距等于侧孔深加23mm的安全系数，而当结构比较特殊时，如成型圆形制件的设计时 抽拔距不能等于制件凹模深度S2，因为滑块抽至S2时塑件的外径仍不能脱出滑块的内径，必须抽出S1的距离再加上(23)mm，塑件才能脱出。 故抽拔距为：S= S1+(23)=2+(23)mm45mm式中： S抽拔距； S1抽拔的极根尺寸（此为塑件最大的外形尺寸）；6.3.2斜导柱的尺寸与安装形式斜导柱的形状与基本尺寸；斜导柱的基本尺寸主要以长度尺寸为主，斜导柱的长度计算为如下式： L =1/2Dtan+h1/cos+1/2dtan+S/sin+(1015)mm 80mm 式中 ： L斜导柱的长度； D斜导柱固定部分大端直径； h斜导柱固定板厚度；斜导柱的形状与尺寸如图6.4斜导柱所示：图6.4 斜导柱 斜导柱的安装固定形式：斜导柱的倾斜角a为15，而一般来说锁紧块的角度a=a+(23)mm,斜导柱与固定板之间用三级精度第三种过渡配合。由于斜导柱只起驱动滑块的作用，滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块间的配合精度保证，滑块的最终位置由锁紧块保证，因此为了运动灵活，斜导柱和滑块间采用比较松的配合，斜导柱的尺寸为10-0.5 -1.0，头部做成球形。那么固定形式如图6.5斜导柱固定形式所示： 图6.5 斜导柱固定形式7 温度系统与排气系统的设计7.1 排气系统的设计 ABS料在熔化时，会产生气体，所以当塑料在充满型腔时及浇注系统内的空气，如果在型腔中不及时排除干净，可以会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面气体的受压产生反向压力而降低充模速度，还可能造成塑件碳化或烧焦。注射成型时的排气可采用如下四种方式排气： （1）利用配合间隙排气； （2）在分型面上开设排气槽排气； （3）利用排气守排气； （4）强制性排气； 该模具是采用利用配合间隙排气。其间隙值约为0.030.05mm.它常用于中小型的简单模具。 7.2 温度控制系统的设计 在注射成型过程中，模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求也不同。一般注射到模具内的塑料温度在60度以下。温度降低是通入循环冷却剂，从而将热量带走，模具冷却剂常用水，此外还有压缩空气，冷冻水冷却，而水冷却最为普通，使水在其中循环，带走热量，维持所需的模温，水的热容量大，导热系数大，成本低。冷却水道的开设受模具上镶块和顶出杆等零件几何形状的限制，必须根据模具的特点，灵活地设置冷却装置，其设计要点如下： （1）实验表明冷却水孔的数量愈多，对制品的冷却也就愈均匀。 （2）水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，水孔边距型腔的距离常用10-15mm。 （3）进水管直径的选择应使水流速度不超过冷却水道的水流速度。避免产生过大的压力降。冷却水道直径一般不小于9mm，常用9-12mm，但也必根据模具的具体大小和产品大小状况而定，本设计由于模具较小，产品也较小，综合考虑取水管直径8mm。 （4）进出口冷却水温差不应过大，以免造成模具表面冷却不均。冷却回路的布置缩短成型周期有各种方法，而最有效的是制造冷却效果良好的模具，如果不能实现均一的快速的冷却，则会使制品内部产生应力而造成制品变形成形或开裂，所以我们必须根据制品的形状及壁厚设计，制造能实现均一的且高效的冷却回路。 一般在冷却回路的布置上应遵循如下原则： 模具上有数组冷却回路时，冷却水应首先接近主流道的部位； 对于聚乙稀等收缩率较大的成型树脂，必须沿制品收缩大的方向设置冷却回路； 水道之间的中心距离一般为水道直径的3-5倍，最小不得小于水道直径的1.7倍，水道的外周离模具型腔表面的距离一般为10-15mm。 本设计由于采用整体式型腔，水道布置具体结构如图7.1水道分布图所示：图7.1 水道分布图8 注射机有关工艺参数的校核 每副模具都只能安装在与其相适应的注塑机上进行生产，因此模具设计与所用的注塑机关系十分密切。在设计模具时，应校核注塑机的一些技术参数8.1注射量及锁模力的校核 （1）注射量的校核 根据模具设计与制造简明手册可知：塑件的体积应小于注射机的注射容量，其公式按下式校核： 0.8=0.8250=200式中： 塑件与浇注系统的体积总和 注射机的注射量（） 0.8最大注射量的利用系数 经估计算得：41.732*2+15 所以=98.464Pf=1738KN 故合格。8.2注射机安装模具部分的尺寸校核 喷嘴尺寸：喷嘴尺寸与浇口套相适应，浇口套是根据喷嘴尺寸来设计的； 定位环尺寸：定位环高度10mm，直径100mm（与定位孔相配合）； 模具厚度：Hmin=200mmHm=300Hmax=350 ； 故合格。 9 零件材料的定制模具及模具的安装试模 （1）零件材料的定制 运用Auto CAD软件，按照上述几章设计的尺寸，绘制模具装配总图及各零件图。总装配图按照0#图纸绘制，零件图则按照3#等图纸绘制。图样幅面应符合国家(GB4457.1-84)标准。 先绘制装配草图，经指导老师认可，才进行正式图的绘制。绘图过程中严格按照国标制图标准绘制。 装配图应用足够说明模具构造的投影图及必要的剖面图、剖视图，一般主视图和俯视图对应绘制。还要注明必要尺寸，如模具高度、轮廓尺寸、开模行程以及装配保证的有关尺寸和精度。画出工件图，填写详细的零件明细表和技术要求。装配结构图（主视图）如图9.1装配图所示： 图9.1 装配图大部分零件材料选用的45#。模具零件材料选取如表9.2 明细表：2222型芯2crwmnHRC50-5521LM-06小螺钉245#2020浇口套1T8A1919定位环1T10AHRC50-551818推杆1245#17LM-05内六角螺钉M8445#16MJ-01推杆垫板155#15MJ-01推杆固定板155#14LM-04螺钉M8445#1313定位垫板245#1212滑块2crwmnHRC50-551111斜导柱445#1010水路9MJ-01定模垫板155#8LM-03内六角螺钉M10645#7MJ-01定模板155#6MJ-01动模板155#5MJ-01支撑板155#4MJ-01垫块255#3MJ-01动模垫板155#2LM-02螺钉M6645#1LM-01内六角螺钉M10445#序号代号名称数量 材料单件总计备注重量 表9.2 明细表（2）模具的安装试模 试模前的准备 试模前要对模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查模具各个滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要准确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。 模具的安装及调试 模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地，并安装在指定注射机的全过程。 模具安装到注射机上要注意以下几个问题： （a）模具的安装方位要满足设计图样的要求。 （b）模具中有侧向滑动机构时，尽量使其运动方向为水平方向。 （c）当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。 （d）模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。 模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用块压板，对称布置。 模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用。要注意以下几个方面： （a）合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。 （b）活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠。 （c）开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。 （d）冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。 试模 将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压，低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效的时，可以适当提高温度条件。试模注射出样件。试模过程中，应进行详细记录，将结果填入试模记录卡，并保留试模的样件。试模过程： 进料阶段和塑料预热阶段 第一阶段进料阶段：将塑料放入注射机料斗内，由螺杆或柱塞将塑料定量推入注射机料筒内。 第二阶段塑料预热阶段：塑料在保持一定温度的料筒内预热并成粘稠状态，料筒内的温度一般在90100C。 模具闭模后，注塑机通过高压使固体塑料塑化，再通过压力充满型腔，通过大约3s 钟的保压后开模。 合模前的状态 第三阶段合模阶段：安装时定模以定位圈或浇口套与注射机定模板上的定位孔配合，并将动模部分通过四块压铁紧固在定模板上，动模部分则通过四块压铁紧固在注射机的动模板上，等塑料预热到粘稠状态时，注射机的锁模机构推动其动模将动模与定模楔紧合模。 第四阶段注射阶段：当模具合模后，启动注射机液压缸中的活塞，推动料筒内的螺杆，以40130Mpa的注射压力，将料筒内已加热均匀成熔融的塑料，通过料筒喷嘴和定模部分的浇口套以及浇注系统注入动模与定模密紧后组成的型腔内。 合模、注射、保压阶段状态 第五阶段保压阶段：塑料充满型腔后需保持一段时间的注射压力，并使型腔内由足够的压力，以对塑料收缩进行补料，使塑料密实，同时塑件在模内冷却定型。 开模、卸件状态 第六阶段开模卸件阶段：塑件在模内型腔中冷却硬化道一定强度后，注射机的锁模机构松压并带动动模板与动模与定模沿分型面分开，开启模具.并由注射机上的顶出机构，推动动模部分的定出机构，将塑件从模具内顶出即可卸下塑件产品。 检验 通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样件是否符合用户的要求；模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产的样件满足客户的要求，试模合格的模具，应清理干净，涂防锈油入库保存。结 论 大学生活即将结束，毕业设计作为对所学知识和所掌握技能的综合运用与检验。有着非常重要的意义和作用。 在完成的课程学习和相应的生产实习以后，我熟练的掌握了机械制图、机械原理、机械设计、材料成型等专业基础方面的知识，并且在大四上学期进行了塑料成型工艺与模具设计这门课程的学习，对模具设计这个实践性非常强的课题，也进行了相应的课程设计和到生产现场的参观实习。 在指导老师和工厂师傅的细心讲解下，使我们对模具的一般工作原理、制造及加工工艺有了一些初步的了解。并在图书馆借阅了大量的相关书籍和手册，在设计的过程中得到了充分的利用，对设计过程中不懂的地方，通过老师的讲解和与同学的讨论都得到了相应的解决。 本次设计主要借助于PRO/ENGINEER和Autocad软件得以完成，这次设计，使我对这两个软件地运用更加熟练！毕业设计作为我大学生涯中的最后一堂课，也是相当重要的一堂。通过毕业设计检验了我大学的学习成果并且更加全面地巩固了大学四年所学东西。同时也培养了我们独立自主，不怕吃苦的精神。提高了我的动手能力和分析问题的能力。这些为我以后的学习和工作都打下了坚实的基础，我们将受益无穷！通过设计也让我发现了自身存在的问题，比如学习之余未能充分拓展自己的知识面、软件的运用没有向更深一层次的发展、经验缺乏、考虑问题不够全面等。在毕业设计中我们可以吸取这些教训，加以改正这样在以后的人生路上就会走的更加的平坦！所以毕业设计不仅是我们大学里的一堂课，更是我们每个人人生中重要的一堂课！在这次毕业设计中无论是思想上还是能力上我都有了进一步地提高。 在本次设计过程中，遇到了不少困难，但在刘老师的细心指导下，都一一克服，由于学生水平有限，缺乏实践经验，设计中难免出现一些不当之处，恳请各位老师指正。36致 谢 经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及小组同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在论文写作过程中，得到了刘老师的亲切关怀和耐心的指导。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到任务的最终完成，刘老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，刘老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀。在此谨向章老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，有很多可敬的师长、同学、朋友给了我无穷的帮助与指导。最后，我还要感谢教导我们的老师们，一直是你们在传授我们知识、教导我们为人，谢谢你们对我的栽培！ 我感谢可以有这样一个空间，让我对所有给予我关心、帮助的人说声“谢谢”！今后，我会继续努力。 谢谢! 参考文献1 郑生荣.嵌件注塑成型工艺的特点J.模具工业，2008（11）：38-41.2 艾方.精密注塑模具J.模具技术，1993（5）：67-71.3 李建国.注射模成型零件工作尺寸计算方法分析J.模具工业，2003（11）：38-41.4 骆志文.注射模冷却时间计算分析J.模具工业，1994（3）：29-34.5 王建华，徐佩弦. 注射模的热流道技术M. 北京：机械工业出版社，2006.6 袁中双，李德群.注塑成形的流动平衡分析J.模具技术，94（1）：12-16.7 申长雨.注射模保压过程的数值模拟和塑料的收缩分析J.模具工业，2001（5）：48-52.8 叶久新，王群.塑料成型工艺及模具设计.北京：机械工业出版社，2007：:25-240.9 郑生荣，辛勇.注射工艺参数的快速确定方法J.模具工业，2003（12）：9-37.10 何华妹，杜智敏，伍柳机，注塑模具设计实例精解，清华大学出版社，2005.911 JANSEN K M B. 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