毕业设计（论文）-输油管接头注塑模设计

输油管接头注塑模设计目录1绪论22塑件的分析43塑料材料的成型特性与工艺参数631POM的成型性能632POM的注射工艺参数633POM的性能分析74拟定模具结构形式841分型面位置的确定842确定型腔数量943确定型腔的布置95注射机的选择1051注射机的初步选择1052型腔数量的校核1153校核注射机技术参数126浇注系统的设计1361主流道的设计1462分流道的设计1563浇口的设计167成型零件的结构设计和计算1771定模部分的型腔1772动模部分的型芯1873嵌块设计2074型腔侧壁厚度和底板厚度的设计208模架的确定和标准件的选用219合模导向机构的设计2391导向机构的总体设计2392导柱设计2410侧向分型与抽芯机构的设计24101侧向分型与抽芯机构的分类24102斜导柱侧向分型与抽芯机构25103滑块的设计26104导滑槽的设计27105楔柱的设计2711推出机构与复位机构的设计27111推出机构的设计28112复位机构设计2912冷却系统的设计2913排气系统的设计3214总装图32总结34致谢35参考文献36输油管接头注塑模设计摘要本文首先对输油管接头进行工艺分析，根据已知条件选择注塑材料和注塑机，并对选择的注塑机进行校核；其次进行了成型零件的结构设计和计算；最后对浇注系统、合模机构、分型抽芯机构、推出与复位机构、以及冷却、排气系统等进行了详细的设计。关键词模具；塑性材料；侧向抽芯；输油管接头。1绪论11注塑模具的国内外研究及制造技术概况从20世纪80年代开始，工业发达国家的模具工业，已从机床工业分离出来，并发展成为一个独立的工业部门，而且其产值已经超过机床工业产值。改革开放以来，中国模具工业发展十分迅速；近年来，一直以每年15左右的增长速度快速发展。至2007年，中国约有60000多个模具制造厂点，从业人数100多万；2005年中国模具工业总产值达470亿元人民币，中国模具总量仅次于日本、美国，居世界第三。国民经济高速发展对模具工业提出了越来越多且越来越高的要求，巨大的市场需求推动着中国模具工业更快的发展。2005年中国大陆制造业对模具的市场总需求量约为570亿元人民币，并以每年10以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10的增幅1。根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化2。我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、65KG大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。12注塑模具制造技术的发展趋势随着市场经济发展的需要和产品更新换代不断加快，对模具制造提出了越来越多的要求，模具制造质量提高、生产周期缩短已经成为该行业发展的必然趋势。纵观模具制造业十余年的发展道路，其主要发展方向可以归纳为如下几大趋势。1）全球化模具市场和发展的全球化是当今模具工业最主要的特征之一。模具的购买者是遍布全世界的，而模具生产商也同样无处不在。模具工业的全球化发展使生产工艺简单、精度低的模具加工企业向技术相对落后、生产率较低的发展中国家迁移。而仍然保留在美国、欧洲和日本的模具生产企业则定位在生产高水准的模具上，这不仅是技术上的要求，更是竞争的结果。模具生产企业必须面对全球化的市场竞争，这正是模具生产商追求高效应用技术的驱动力。2）生产周期缩短众所周知，在同样的条件下，用户都愿意选择交货期更短的产品，因为这样用户可以节约更多的生产时间，因此模具生产厂家不得不千方百计地加快生产进度，并努力简化和废除不必要的生产工序。3）高速加工近年来发展起来的“高速加工”对模具制造业产生了重要的影响。“高速加工”是由非常小的步进距和较大的进给率来实现的，通常高主轴转速能使刀具获得足够的切屑抗力。在美国，采用高速加工技术以减少或省去钳工工序是一种效益相当可观的措施,这种技术在欧洲和日本也颇受欢迎。4）硬铣削用充分硬化的材料加工模具的型腔是模具加工业发展的另一个重要趋势。这对锻模尤其有价值，因为与其它模具相比,锻模往往需要更高的硬度。5）自动化模具加工的另一个重要发展趋势是自动化，这听起来似乎有些不可思议，因为大多数模具都是单件生产的，它似乎应该需要柔性的加工系统，而非自动化的加工系统。13塑料模分类按照塑料制品成形加工方法的不同，通常可将塑料模分为以下6大类型。1注塑模用于塑料制件注塑成形的模具，通称注塑模，或称注射模。注塑模主要用于热塑性塑料制成品成形，近年来也越来越多地用于热固性塑料制品成形。这是一类用途宽、占有重大、技术较为成熟的塑料模具。因材料或塑件结构或成形过程不同，有热固性塑料注塑模、结构泡沫注塑模和反应成形注射模以及气辅注塑模等。2压模用于塑料制件压缩成形的模具，称为压缩模。压模主要用于热固性塑料制品的成形，但也可用于热塑性塑料制品成形。另外还可用于冷压成形聚四氟乙烯塑件，此种模具称为压锭模。3传递模用于塑料制件传递成形的模具，称为传递模（或称压铸模），俗称挤胶模。传递模多用于热固性塑料制品的成形。4挤出模用于连续挤出成形塑料型材的模具，通称挤出模（俗称机头），也简称挤塑模。这是又一大类用途很宽、品种繁多的塑料模具。主要用于塑料棒材、管材、板材、片材、薄膜、电线电缆包覆、网材、单丝、复合型材及异型材等的成型加工。也用于中空制品的型坯成形，此种模具称为型坯模或型坯机头。5中空吹塑模将挤出或注塑出来的、尚处于塑化状态的管状形坯，趁热放置于模具型腔内，立即在管状型坯中心通以压缩空气，致使形坯膨胀而紧贴于模腔壁上，经冷却固化后即可得一中空制品。凡此种塑料制品成形方法所用的模具，称为中空吹塑模。中空吹塑模主要用于热塑性塑料的中空容器类的制品成形。6热成型模具热成形模具，通常以单一的阴模或阳模形式构成。将预先制备的塑料片材周边紧压于模具周边，并加热使之软化，然后于紧靠模具一侧抽真空，或在其反面充以压缩空气，使塑料片材紧贴于模具上，经冷却定型后即得一热成形制品。凡此类制品成形所用的模具，通称热成形模具。2塑件的分析对输油管接头进行分析是模具设计的基础工作，是决定模具结构形状和所采用加工工艺的依据，所以对塑件分析非常重要，现分别论述。21塑件（输油管接头）实体分析该塑件是一塑料输油管接头，生产批量大,塑件壁厚均匀，精度等级为6级，材料为聚甲醛POM，有较高的机械强度和抗拉、抗压性能和突出的疲劳强度，耐汽油及润滑油性能良好，可以制造各种输油管，成型工艺性能很好，可以注射成型。图21为其制成品形状剖视图。从其形状上看，由形状规则的几部分几何体组成，基本形状为圆筒状。图21输油管接头的零件图22塑件工艺分析为了保证在生产过程中制造出理想的塑料制品，除应合理选用塑件材料外，还必须考虑塑件的成形工艺性。塑件的成形工艺性与模具设计有直接的关系，只有塑件的设计能适应成形工艺要求，才能设计出合理的模具结构。这样既能保证塑件顺利成形，防止塑件产生缺陷，又能达到提高生产率和降低成本的目的。221脱模斜度为保证塑件很好的脱模，塑件应有一定的脱模斜度，最小脱模斜度与塑料性能、收缩率的大小、塑件的几何形状有关。材料质脆、硬的，脱模斜度要求大。本塑件的35MM和10MM的内表面、48MM的外表面均有脱模斜度。该塑件壁厚约为2565MM，其脱模斜度查表1471有塑件外表面35130，塑件内表面301。222塑件的壁厚塑件的壁厚应使各部分均匀，避免太薄，否则会应引起收缩不均匀使塑件变形或产生气泡，凹陷等成型问题。塑件壁厚一般在16MM之间。而最常用的数值是23MM。大型塑件的壁厚也有比6MM更大的，这都随塑料类型及塑件的大小而定。壁厚还与流程有密切相关。该塑件壁厚约为2565MM，各部分较均匀，没有太薄的现象。223圆角在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过渡。另外，塑件上的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是有利的。本塑件中未注圆角为R1。234制品物理化学性能要求具有吸湿性弱、耐化学性和电性能良好；不透明；满足精度要求，表面光滑平整，不得有翘曲、裂缝、气孔；满足强度、韧性、硬度要求，使用安全。235模具制造工艺性由于制品没有复杂的曲面，结构简单，有利于简化模具型腔及型芯的设计和CNC数控编程及加工制造程序，也有利于很好地保证加工精度。3塑料材料的成型特性与工艺参数成型树脂的性质直接影响模具的设计。在设计模具之前，必须清楚成型树脂的性质，然后根据成型树脂的性质进行设计，以确定模具的浇注系统及选择适当的浇口位置，减少成型后由于收缩产生的变形。本塑件的树脂材料选为聚甲醛,缩写为POM。综合性能良好，强度、刚度高，减摩耐磨性好，吸水小，尺寸稳定性好，适合制造减摩零件、传动零件、化工容器及仪器仪表外壳。31POM的成型性能1）典型结晶型塑料，熔融范围很窄，熔融或凝固速度快，结晶化速度快，料温稍低于熔融温度即发生结晶，流动性下降；2）热敏性强，极易分解，分解温度为240，但200时滞留30MIN以上也即发生分解，分解时产生有刺激性，腐蚀性气体；3）流动性中等，溢边值为004MM左右，流动性对温度变化不敏感，但对注射压力变化敏感；4）结晶度高，结晶时体积变化大，成形收缩范围大，收缩率大；5）吸湿性低，水分对成形影响极小，一般可不做干燥处理，但为了防止树脂表面吸附水分，不利成形，加工前须进行干燥并起预热作用，特别对大面积薄壁塑件，改善塑件表面光泽有较好效果，干燥条件一般用烘箱加热，温度为90100，时间4H，料层厚度3CM；6）摩擦系数低，弹性高，浅侧凹槽可强迫脱模，塑件表面可滞有皱纹花样，但易产生表面缺陷，如毛班，折皱，熔接痕，缩孔，凹痕等弊病；7）宜用螺杆式注塑机成形，余料不宜过多和滞留太长，一般塑件克量不应超过注塑机注射克量的75，或取注射容量与料筒容量之值为16110，料筒，喷嘴等务必防止有死角，间隙而滞料，预塑时螺杆转速宜取低，并宜用单头，全螺纹，等距，压缩突变型螺杆；8）喷嘴孔径应取大，并采用直通式喷嘴，为防止流涎现象，喷嘴孔可呈喇叭形，并设置单独控制的加热装置，以适当的控制喷嘴温度；9）模具浇注系统对料流阻力要小，进料口宜小，要尽量避免死角积料，模具应加热，模温高时应防止滑动配合部件卡住，模具应选用耐磨耐腐蚀材料并淬硬，镀羅、镀铬，要注意排气；10）必须严格控制成形条件，嵌件应预热（一般100150），料温取稍高于熔点（一般170190）即可，不宜轻易提高温度。模温对塑件质量影响较大，提高模温可改善表面凹痕，有助于融料流动，塑件内外均匀冷却，防止缺料，缩孔，折皱，模温对结晶度及收缩也有很大影响，必须正确控制，一般取75120，壁厚大于4MM的取90120，小于4MM取7590。宜用高压高速注射。塑件可在较高温度时脱模，冷却时间可短，但为防止收缩变形，应力不均，脱模后宜将塑件放在90左右的热水中缓冷或用整形夹具冷却；11）在料温偏高，喷嘴温度较低，高压对空注射时易发生爆炸性伤人事故，分解时有刺激性气体，易燃，应远离明火。32POM的注射工艺参数POM的注射工艺参数如表1表1POM注射工艺参数项目参数注射机类型螺杆式螺杆转速（R/MIN）28料筒后段温度（）160170料筒中段温度（）170180料筒前段温度（）180190喷嘴温度（）170180模具温度（）90120注射压力（MPA）80130预热温度（）80100热时间（H）35高压时间（S）05保压时间S2090冷却时间S2060成形周期（S）50160后处理方法红外线灯、烘箱后处理温度140145后处理时间4H说明空气循环干燥箱干燥33POM的性能分析POM的性能参数如表2表2POM性能参数参数数值参数数值密度（G/CM3）141屈服强度（MPA）69质量体积（CM3/G）071抗拉强度（MPA）60吸水率24H/长期012014/08断裂伸长率55拉伸弹性模量GPA25抗弯强度（MPA）104摩擦系数阿姆斯勒试验031，B60，负荷28N/CM3动014，静021弯曲弹性模量GPA18抗压强度（MPA）69POM/POM0204POM/钢0102抗剪强度（MPA）45无缺口202玻璃化温度（）50冲击韧度KJ/M2缺口15熔点（）180200布式硬度112M78熔融指数G/10MIN190,载荷21N，喷嘴209271169表面电阻率维卡针入度（）152160马丁耐热（）60体积电阻率M1871014热变形温度045MPA/18MPA（）158174110157介电常数106HZ356线膨胀系数105/107击穿电压KV/MM186计算收缩率（）1530比热容J/KGK1470介电损耗角正切106HZ78103热导率W/MK0231燃烧性（CM/MIN）254耐电弧性（S）1291404拟定模具结构形式41分型面位置的确定在塑件设计阶段，就应考虑成型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大的影响。因此，分型面的选择是注塑模设计中的一个关键因素。411分型面的类型注射分型面一般可以分为四种基本类型制品全部在动模内成形；制品全部在定模内成形；制品同时在动、定模内成形；制品在多个瓣合模块中成形；具体采用分型面类型要根据制品的几何形状、浇注系统、脱模机构，以及制品质量要求等因素综合地加以考虑。412分型面的选择原则如何确定分型面，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、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件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分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则分型面应选择在制品的最大截面处，否则，制品无法脱模，在选择分型面时，这是首要原则；尽可能使制品留在动模一侧，因为注射机的推出机构设置在动模一侧，制品留在动模一侧有利于脱模机构的设置；有利于保证制品的尺寸精度；有利于保证制品的外观质量满足塑件的外观质量；尽可能满足制品的使用要求；尽量减少制品在合模方向上的投影面积，以减小所需锁模力；长型芯应置于开模方向；有利于排气；有利于简化模具结构；在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便。该塑件在进行塑件设计时已经充分考虑了上述原则，再根据塑件的结构形式，选定模具的分型面如图41AA所示。图41分型面42确定型腔数量型腔数量的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量要求、批量大小、交货期长短、注射机能力、模具成本等要求来综合考虑。一般来说，精度要求高的小型塑件和大中型塑件以及复杂塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件，形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。该塑件体积小，加工精度要求不高，且为大批量生产，理论上可以采用一模多腔的形式。考虑到该塑件需要侧抽芯且抽芯距离较长，初步定为一模两腔的模具结构。43确定型腔布置一模多腔时，型腔在模板上通常采用圆形排列，H形排列，直线形排列以及复合排列等。在设计时应注意如下几点1）尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，保证质量的均一和稳定；2）型腔布置和浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象；3）尽可能使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸；4）型腔的圆形排列所占的模板尺寸大，虽有利于浇注系统的平衡，但加工困难。综上所述，根据塑件的结构采用平衡式排列，如图42所示图42型腔排列示意图5注射机的选择51注射机的初步选择在模具设计时，根据产品几何尺寸及模具结构特点，尽可能选用适合的注塑机以充分发挥设备的内在能力。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机。511计算塑件的体积和质量根据本塑件的三维零件图及相关尺寸，利用PRO/E软件计算出该塑件的体积为，POM的密度，所以塑件质量319024CMV3/41CMG。GV109354902而流道凝料的质量M2是个未知数，我们可以取塑件质量的06倍来计算，所以注射量为GNMN348126011式中N为腔数，在此取2。所以，注塑料的体积为。36879/CMV512塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2在模具设计前是未知的，根据多腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1通过PROE建模分析可得的0205倍之间。因此可取035。其中21M547390371985094总投影面积A为1121AN24683757锁模力FM可依照公式算出145769KNMPAM1APF2M式中P为型腔压力单位MPA，此处取P35MPA（因为所用塑料为中等黏度的POM，且浇口又是潜伏式浇口，压力损失大，所以应该取大一点）。513根据质量和锁模力来选择注射机注射机的最大注射量（额定注射量G）和额定锁模力FM应满足其中注射系数，在此取075。14980G7512348/0M/G69KNF根据以上分析，采用一模两腔的模具结构。考虑塑件的结构、塑件的材料、塑件的注射成型工艺等，现选用SZ200/1000型注射机。表3SZ200/1000型注射机的主要技术参数项目SZ200/1000结构形式卧理论注射容量（CM）210螺杆（柱塞）直经42注射压力（MPA）150注射速率（G/S）110塑化能力（G/S）14螺杆转速（R/MIN）10250锁模力（KN）1000拉杆内间距（）315315移模行程（）300最大模具厚度（）350最小模具厚度（）150锁模形式双曲肘模具定位孔直径（）125喷嘴球半径（）SR10喷嘴口孔径（）3552型腔数量的校核在初步选择了注射机以后还需要对相关的参数进行校核，以确定所选的注射机符合该塑件生产的全部条件，在实际设计中，通常对以下几个方面进行校核521型腔数量的校核由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数N12360MKMT上式1541。所以，所设定的型腔数符合要求，合格。式中K注射机最大注射量的利用系数，一般取08M注射机的额定塑化量，取14G/ST成型周期，取50SM1为单个塑件的质量（G），取M135109GM2为浇注系统的质量（G），取M2210654G按注射机的最大注射量校核型腔数量N12KN上式右边421。所以，所设定的型腔数符合要求，合格。式中MN注射机允许的最大注射量（G或CM）522锁模力的校核模具锁模力必须大于涨模力，才能防止分型面上产生溢边，保证制品在深度方向的尺寸精度。通常，可采用下列公式进行校核APNF21式中F注射机最大合模力KNN型腔个数P成型时型腔平均压力（MPA）A1塑件在开模方向的最大投影面积MMA2浇注系统在开模方向的最大投影面积MM从前面可知型腔个数N2PNF21154273035473KN86而注塑机合模力1000KN126872KN，故满足要求。53校核注射机技术参数确定型腔和选择注射机以后，这种注射机是否合适，还要对该机型的其他技术参数进行校核。531注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的额定压力PE能否满足塑件成型时所需要的注射压力P0，塑件成型时所需要的压力一般由塑料流动性，塑件结构的壁厚以及浇注系统类型等因素所决定，生产实践中其值一般为80MPA130MPA。设计中要求104MPA813KP0E式中K安全系数，常取12514，在此取13。而PE150MPA，所以PE104MPA符合要求。532注射机安装模具部分相关尺寸的校核不同型号的注射机安装部位的形状和尺寸各不相同，设计模具时应对其相关尺寸加以校核，以保证模具能顺利安装。需校核的主要内容有喷嘴尺寸，定位圈尺寸，模具的最大与最小厚度及安装螺钉孔等。喷嘴尺寸。注射机喷嘴一般为球面，其球面半径R与相接触的模具主流道始端凹球面半径R凹相适应，即。12M021R凹定位圈尺寸。模具安装在注射机上必须使模具中心线与料筒，喷嘴的中心线相重合，定位圈与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配。模具厚度HM也称模具闭合高度，必须满足MAXMINH式中HMIN注射机允许的最小模具厚度，即动定模之间的最小开合距离；HMAX注射机允许的最大模具厚度。在此模具中HM200，因为,所以符合要求。35021模具长，宽尺寸与注射机拉杆距离的关系。模具安装有两种方式，即从注射机上方直接吊入机内进行安装，或者先吊到侧面推入机内安装，为安装方便，应使模具尺寸与注射机拉杆间距离小于10MM。模具与注射机的安装关系。模具的安装固定形式有压板式与螺钉式两种。压板式安装灵活而被广泛采用，而螺钉式需模座上的孔和模板上的孔完全吻合，安装比较麻烦，但对于大型模具的安装，这种安装安全可靠。在此选用压板式安装。脱模距与模板行程的校核由于采用斜销分型抽芯机构，所以其开模行程其中，21H式中H1脱模距离（）；H2包括浇注系统在内的制品高度（）；L注射机开模行程（即移动模板的行程）（）；M03571053782105H21M所以符合要求。6浇注系统的设计浇注系统由浇道（主流道）、分流道、浇口组成。从注塑机喷嘴至模具型腔的熔融树脂流路称之为流道，其浇口套内树脂流路称之为主流道，其余部分称之为分流道。分流道末端通向型腔的节流孔称之为浇口，在不通向型腔的分流道末端设置冷料井。浇注系统分为两大类，制品与固化的浇注系统一同从模具中取出的浇注系统称之为冷流道浇注系统。通过加热装置保持流道中树脂为熔融状态的称之为热流道浇注系统。浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满到型腔各处，以便获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑件。因此要求充模速度快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，且在塑件上留下浇口痕迹小。61主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注塑机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。611主流道尺寸为了使凝料顺利拔出，主流道小端直径D应稍大于注塑机喷嘴直径。D注射机喷嘴直径（051）35（051），取D4MM。主流道入口的凹坑球面半径SR0也应大于注塑机喷嘴球头半径，否则，两者不能很好贴和，会让塑料熔体反喷，出现溢边致使脱模困难。故主流道球面半径应为R喷嘴球面半径（23）10（23）12MM取R12球面配合高度H3到5MM，取H3MM。主流道长度尽量小于60MM，取L32MM。锥孔壁粗糙度RA08M，取RA063M。主流道的锥角24。过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气。过小锥角使凝料脱模困难，还会使充模时流动阻力大，比表面增大，热量损耗大。该设计中取3，所以主流道大端直径DD2LTAN74MM。主流道的出口端应有较大的圆角，其半径R1/8D05MM612主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，即浇口套，以便有效地选用优质刚才单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A,T10A等，热处理硬度为50HRC55HRC,如图61所示图61主流道浇口套613定位圈的设计为了便于模具在注射机上安装以及模具浇口套与注射机的喷嘴孔精确定位，应在模具上（通常在定模上）安装定位圈，用于与注射机定位孔匹配。定位圈除完成浇口套与喷嘴孔的精确定位外，还可以防止浇口套从模内滑出。图62为定位圈的尺寸和形状。图62定位圈62分流道的设计分流道是熔料从主流道进入型腔前的过渡部分，其作用是通过浇道截面及方向变化，使熔料平稳的转换流向，注入型腔。常见的分流道的截面形状有圆形、半圆形、梯形和U型等。其中，圆形截面分流道的表面积最小，热量不容易散失，流动阻力最小，但它需要开在动模和定模上，要保证两半圆完全吻合，制造困难；梯形截面分流道加工容易，热量散失和阻力也不大，是最常用的形式；U形截面分流道的优缺点与梯形截面基本相同。分流道的形状及尺寸，应根据塑料的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度因素来确定。另外，从传热面积考虑，热固性塑料的注射模宜用矩形截面分流道，而热塑性塑料宜用圆形截面分流道；从压力损失考虑，圆形分流道最好。由于该塑件采用了一模两腔结构，所以必须设置分流道。一般当分型面为平面的时候，通常采用圆形截面的流道。因为该塑件的分型面为平面，所以分流道采用圆形截面，其直径查阅相关资料可取6MM。63浇口的设计浇口的基本作用是使分流道来的熔体产生加速，以快速充满型腔。浇口在大多数情况下是整个浇注系统中截面最小的部分（除直接浇口外）。当熔体通过狭小浇口时，其剪切速率增高，同时由于摩擦作用，熔体温度升高，熔体粘度降低，流动性提高，有利于填充型腔，获得外形清晰的制品。当浇口截面尺寸过小时，压力损失大，冷凝快，补缩困难，会造成制品缺料、缩孔等疵病，甚至还会产生熔体破裂形成喷射现象，制品表面出现凹凸不平。相反，浇口截面尺寸过大，注射速度降低，温度下降，制品可能产生明显的熔接痕和表面云层现象。所以浇口形式、大小和位置的选择，数量多少，在很大程度上决定了成品质量的好坏，也影响着制品成型周期的长短。浇口形式较多，一般可分为直接浇口、中心浇口、侧浇口、点浇口、潜伏式浇口及护耳浇口等。一般来说小浇口优点较多，它可以增加熔体通过的流速，充模容易，这对于塑料熔体粘度对剪切速率较敏感的塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯等尤其有利；小浇口对熔体有较大的摩擦阻力，结果使熔体温度明显上升粘度降低，流动性增大，有利于薄壁复杂制品的成型。浇口设计很重要的一方面是位置的设计，浇口位置选择不当会使塑件产生变形、熔接痕、凹陷、裂纹等缺陷。一般说来，浇口位置选择要遵循以下原则。1浇口位置的设置应使塑料熔体填充型腔的流程最短、料流变向最少；2浇口位置的设置应有利于排气和补缩；3浇口位置的选择要避免塑件变形；4浇口位置的设置应减少或避免产生熔接痕、提高熔接痕的强度。根据该塑料的特性及塑件的结构形式，设计时采用侧浇口。侧浇口一般开设在模具的分型面上，从制品的边缘进料，故也称之为边缘浇口。侧浇口的截面形状为矩形。其优点是形状简单，易于加工，便于试模后修正。缺点是在制品的外表面留有浇口痕迹。中小型制品的多腔模常采用侧浇口设计方案。图63侧浇口通过PROE建模可得A6902373MM2，计算得W194MM，取2MM，浇口深度中小型制品常用052MM，在此取2MM，浇口长度取075MM。7成型零件的结构设计和计算模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。成型零件包括凹模、型芯、镶件、成型杆和成型环等。成型过程中成型零件受到塑料熔体的高压作用，料流的冲刷，脱模时与塑件间发生摩擦。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，此外还要求成型零件具有合理的结构和良好的加工工艺性，具有足够的强度、刚度和表面硬度。71定模部分的型腔定模部分的型腔根据塑件的结构和成形工艺分析直接在定模板中加工，螺纹部分可通过嵌块实现，其结构和尺寸如下图71所示型腔的工作面尺寸计算。型腔径向尺寸ZXDSD0110527482509348图71定模板ZXDSD0221052745074型腔的深度尺寸ZXHSHM01052753205613式中H塑件高度最高尺寸，为135MMS塑件平均收缩率（ABS的成形收缩率为153，这里取225）X修正系数，取075塑件公差值，取020MM72动模部分的型芯721主型芯（图72）采用螺钉固定形式，下底面用螺钉与垫板锁紧。型芯的工作面尺寸计算型芯的直径计算011ZXDSD052735209435图72主型芯0221ZXDSD05274504式中S塑件平均收缩率（ABS的成形收缩率为153，这里取225）D为塑件内宽径尺寸，为48MMX修正系数，取075塑件公差值，取020MM制造公差，取/4Z722侧型芯（型销）（图73）侧型芯的结构与尺寸如图所示图73侧型芯侧型芯的直径计算01ZXDSD052725037注式中各符号意义同上。73嵌块的设计输油管接头的螺纹部分由嵌块形成。由于嵌件必须与塑件相互咬合构成整体。因此，嵌件的设计必须满足这样的加工工艺性要求。1嵌件材料需选用其膨胀系数与塑件材料的膨胀系数尽可能相接近的材料；2）嵌件形状尽可能选用圆形或周对称形，且不允许存在尖角或锐角，以便于塑料均匀收缩和防止产生局部应力，甚至应力集中现象；3）嵌件的位置嵌件在塑件的位置，通常与塑件使用要求，强度，成形施压方向，熔体流动方向等有关。一般来讲，应使嵌件距塑件边缘远一点为好。如果是一个嵌件，应将其置于塑件中心位置。如果是多个嵌件，应将它们对称的安置于塑件中。要尽量避免非对称布置，以免导致塑件变形。综上选取嵌块的尺寸为BHL3052142整体尺寸，材料选用聚乙烯。74型腔侧壁厚度和底板厚度的设计在塑料注塑模注塑过程中，型腔所承受的压力是十分复杂的。型腔所受的力有塑料熔体的压力、合模时的压力、开模时的拉力等。其中最主要的是塑料熔体的压力。在塑料熔体的压力作用下，型腔将产生内应力及变形。如果型腔厚度和底板厚度不够，当型腔中产生内应力超过型腔材料的许用应力时型腔即发生强度破坏，与此同时，刚度不足则发生过大的弹性变形，从而产生益料和影响塑件尺寸及成型精度，也可能导致脱模困难等。对大尺寸型腔，刚度不足是主要失效原因，应按刚度条件计算；对中小尺寸型腔，强度不足是主要失效原因，应按强度条件计算。1）组合式圆筒形凹模侧壁厚度计算SR1/2201/2250120375216MM式中，S型腔的侧壁厚度；P型腔压力，P25MPA；E模具钢材弹性模量；模具刚度许用变形量（MM）；PH凹模型腔深度H凹模高度。2）组合式圆筒形凹模底板厚度计算T0741/3PER40741/3031254765MM式中，T底板厚度；R凹模内半径；综上计算可知所选尺寸符合要求。8模架的确定和标准件的选用标准模架的选用有两种方式一种是标准型用法,即完全采用标准规定的结构形式,在组成零件规定的尺寸范围内予以选用；二是变更型用法,即可以通过对标准零件适当进行二次加工来改变标准规定的结构形式；也可以对部分标准零件不予采用的作法,从而使标准模架的应用范围扩大。标准模架的选用的方法和步骤为1模架型号的选择按照制件型腔、型芯的结构形式、脱模动作、浇注形式确定模架结构型号；2模架系列的选择根据制件最大外形尺寸、制件横向侧分型、侧抽芯等模具零件的结构动作范围、附加动作件的布局、冷却系统等,选择组成模架的模板板面尺寸尺寸应符合所选注射机对模具的安装要求,以确定模架的系列；3模架规格的选择分析模板受力部位,进行强刚度的计算,在规定的模板厚度范围内确定各模板厚度和导柱长度,以确定模架的规格；4模架选择的其他注意事项模架板面尺寸确定后,导柱、导套、推杆、紧固螺钉孔的孔径尺寸,组配的推板,垫块尺寸均可从标准中找出；考虑制件推出距离和调节模具厚度,确定垫块厚度和推杆长度；核实模架的总厚度是否符合所选注射机要求,不符合时则对某些模块或垫块进行适当增减,使其满足要求；5模架结构型号和尺寸确定后即可向标准模架制造商订货。由前面型腔的布局以及相关位置尺寸，在根据成型零件尺寸结合标准模架，选用结构形式为P5型、模架尺寸为250315MM的标准架，并采用变更型用法，可符合要求。图81P5标准模架81定模板定模板上有型腔，还用于导柱和其它零件固定稳固。在定模板上开设了冷却水道，定模板要具有较高的平行度、硬度和一定的厚度，并有足够的强度。导柱孔与导柱为H7/K6过渡配合。定模板尺寸为BLH25031532MM。82垫块垫块在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求；垫块材料为Q235A，也可用HT200、球墨铸铁等。该模具采用Q235A制造。垫块的尺寸为BLH5025080MM。83推板推板用来推动脱模机构的运动，承受压力及弯曲应力，因此推板必须具有足够的强度和硬度，推板的尺寸为BLH11825020MM。84推杆固定板推杆固定板用来固定推杆、复位杆及拉料杆，必须具有一定的强度和硬度，推杆固定板的尺寸为BLH11825016MM。85动模垫板动模座板用来固定动模板和垫块，动模座板和动模板、垫块通过4个20的内六角螺钉连接，动模座板应有一定的厚度，并有足够的强度，动模垫板尺寸为BLH25025025MM。86拉料杆拉料杆用来在模具开模时对塑件施加一定的拉力，防止其移位，通过圆柱台阶固定在推板上。其尺寸为74MM，L117MM。9合模导向机构的设计当采用标准模架时因模架本身带有导向装置，一般情况下，只要按模架规格选用即可。导向机构的主要作用是为保证在模具闭合后动、定模模板位置的准确；在模具的装配中也起了定位的作用，合模时引导动、定模板的准确闭合；能够承受一定的侧压力，能保证模具的正常工作。一般导向分为动、定模之间的导向，推板的导向，推件板的导向。一般导向装置由于受加工精度的限制或使用一段时间之后，其配合精度降低，会直接影响塑件的精度，因此对精度要求较高的塑件必须另行设计精密导向定位装置。91导向机构的总体设计1导向零件应合理的均匀分布在模具的周围或靠近边缘部位，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变形。2该模具采用4根导柱，其布置为等直径不对称布置。3该模具导柱安装在动模板和定模板上面。4为了保证分型面很好的接触导柱和导套在分型面处应制有承屑槽，即可消去一个面或在导套的孔口倒角，该模具采用后者。5在合模时应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔导致模具损坏。6动定模板采用合并加工时可确保同轴度要求。92导柱设计1该模具采用带头导柱，不加油槽，如图91所示。2导柱的长度必须比凸模端面高度高出6到8MM。3为使导柱能顺利的进入导向孔，导柱的端部常作成圆锥形或球型的先导部分。4导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架可知25MM）。5导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/K6配合，导柱滑动部分按H7/F7或H8/F7的间隙配合。图91导柱6导柱工作部分的表面粗糙度为RA04。M7柱应具有坚硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢，经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理硬度为50HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度为50HRC以上。10侧向分型与抽芯机构的设计侧向分型与抽芯机构，用来成形制品上的外侧凸起、凹槽和孔，以及壳体制品的内侧局部凸起、凹槽和不通孔。具有侧抽机构的注射模具，其活动零件多、动作复杂，在设计中特别要注意其机构的可靠、灵活和高效。101侧向分型与抽芯机构的分类侧抽芯机构类型很多，根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为三大类，设计中应当根据塑件结构尺寸和抽芯力大小来进行合理的选择。1）机动侧向分型与抽芯机构；2）液压或气动侧向分型与抽芯机构；3）手动侧向分型与抽芯机构。该设计中采用的是机动侧抽机构，其借助于注射机的开模力或顶出力与合模力进行模具的侧向分型、抽芯及其复位动作，这类机构经济性好、效率高、动作可靠、实用性强。根据结构的不同又可以将侧向分型与抽芯机构分为以下六种1斜导柱侧向分型与抽芯机构；2弯销侧向分型与抽芯机构；3斜导槽侧向分型与抽芯机构；4斜滑块侧向分型与抽芯机构；5齿轮齿条侧向分型与抽芯机构；6其他侧向分型与抽芯机构；该设计中采用斜导柱侧向分型与抽芯机构。102斜导柱侧向分型与抽芯机构斜导柱分型抽芯是应用最广泛的分型抽芯机构，它借助机床开模力或推出力完成侧向抽芯，结构简单，制造方便，动作可靠。侧型芯或瓣合模滑块装在T形导滑槽内，可沿抽拔方向平稳滑移，驱动滑块的斜销与开模运动方向成斜角安装，斜销与滑块上对应的孔为间隙配合，开模或推出时斜销和滑块发生相对运动，斜销对滑块产生一侧向分力，迫使滑块完成抽芯或分型动作。经分析，可以知道，如果斜角取大值，可以用较短的斜导柱取得较大抽芯距。但是斜导柱所受的弯曲力也增大。滑块受到的垂直分力增加，使滑块不平稳，容易受到磨损。反之斜角取小值，则斜导柱受到的弯曲力和开模力均小，各零件之间滑动都比较平稳，唯一的缺点是增加了斜导柱的长度，也就是使开模距离增加了。所以斜导柱的角度要酌情处理，使它两全其美。该设计取20比较合理。抽芯距和抽拔力计算抽拔力是指塑件处于脱模状态，需要从与开模方向有一交角的方位抽出型芯所克报的阴力。当原材料确定时，抽拔力的大小与模具结构和塑件形状有密切关系。抽芯距是指将侧型芯从成型位置推至不妨碍塑件推出时的位置所需的距离。该设计塑件为一般侧抽芯SS113MM4752495MM式中S1侧凹分开至不影响制品脱模的距离MM侧抽芯抽芯力可按公式QAQCOSSIN389KN式中A塑件包洛型芯面积Q塑件对型芯单位面积上的包紧力，一般取812MPA，取10MPA塑件对钢的摩擦系数，查表可知POM的取值范围为029033，取03脱模斜度，取30根据抽芯力Q、斜导柱弯曲力臂L与斜导柱直径D的关系计算可得D151MM式中斜导柱许用弯曲应力，对于碳素钢可取140MPA斜导柱倾斜角，取20取斜导柱直径为20MM。斜导长度计算斜导柱长度主要根据抽芯距离、斜导柱直径及倾斜角度的大小而确定。斜导柱总长为12345LL150SINTA2COSTANSDHD24901025718式中L斜导柱总长度MMD斜导柱固定部分大端直径MMH斜导柱固定板厚度MMD斜导柱直径MM斜导柱斜角根据设计的整体要求这里选用长度为190MM的斜导柱。为了减小其与滑块的摩擦，可将其圆柱面铣扁，斜导柱端部常成半球形或锥形，锥体角应大于斜导柱的倾角（这里取23），以避免斜导柱有效工作长度部分脱离滑块斜孔之后，锥体仍有驱动作用。如图101所示图101斜导柱103滑块的设计1）滑块的推出距离必须小于导滑槽总长的2/3；2）滑块在导滑槽中的活动必须顺利；3）保证滑块的分型面密合，成型时不致发生溢料；4侧向性芯或测向成型模腔从成型为指导不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离称为抽芯拔距，用S表示。为了安全起见，测向抽芯距离通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大2MM3MM，但某些特殊零件（如绕线骨架），就不能简单地使用这种方法，必须作图计算来确定抽芯距离。抽芯力的计算同脱模力计算相同；5内侧抽芯斜滑块的端面不应高于型心端面，而应在塑件允许的情况下低于端面005010MM，否则，推出时由于斜滑块端面陷入塑件底面，阻碍谢滑块的径向移动。另外，在斜滑块边缘的径向移动范围内（即LL），塑件上不应该有台阶，以免阻碍斜滑1块活动；6当定模型心的包紧力较大时，为了避免开模时滑块随定模移动，使塑件留于定模型心，一般设有止动装置。7为了避免塑件推出时留在滑块一侧，动模部分应有可靠的导向元件；8为了防止斜滑块推出时滑出导滑槽，斜滑块应设有定位装置。综上所述并查阅相关资料取滑块的尺寸为BHL12645上82下98。104导滑槽的设计导滑槽的作用是维持滑块运动方向的支撑零件，因此要求滑块在导滑槽内运动平稳，无上下窜动和卡紧现象，虽然燕尾槽精度高，但制造比较困难，故模具中多采用矩形导滑槽。该设计中也采用矩形导滑槽滑块与导滑槽间上下、左右应各有一对平面是间隙配合，配合精度可选H8/F7或H8/F8，其余各面应留有0510MM的间隙，导滑槽硬度应达到5256HRC。导滑槽的尺寸取BHL8135164MM。105楔柱的设计闭模后，斜销不能使滑块完全复位，且斜销也不能承受熔体施于滑块的侧向推力，为此需设置楔柱。楔柱的的楔角应大于斜销的倾角，通常大23。楔柱表面硬度应达到5256HRC。取楔柱直径为30MM，长度为60，楔角为22。11推出机构与复位机构的设计在注塑成型过程中，当塑件固化到一定程度时就应该由模具中取出塑件，由于乘虚收缩等原因，塑件往往包在型芯上，不能自动地掉出模具，必须设计推顶脱模装置，而要使下次注塑时推顶装置又回复原位就要设计复位装置。典型的推出及复位机构包括顶板、导柱、导套、直接顶出零件（如顶杆）和复位元件等，在开模时利用机床（注射机）的动板的运动和顶杆运动，或者外来动力源如液压缸、马达等的作用顶出塑件。在这种简单的机构中，推定板的作用是固定顶出元件和复位等，以及使动力作用其上推动脱模；导柱和导套的作用的使顶出过程平稳准确，并使顶出元件不至由于推定板等的重量以及其他因素而弯曲。由于塑件的尺寸和形状千变万化，有时简单的推出机构难以满足要求，必须用较为复杂的推出机构。选择推出机构应考虑素件形状、尺寸、注塑机类型以及模具结构等因素。目前最新注塑机上带有推顶装置，这使模具上的推出和复位机构可以简化。使用推出机构应该做到（1）塑件在脱模时不损坏，不变形。因而应在包紧力较大，塑件强度、刚度高的地方，如加强筋、凸缘外施加脱模力。推顶的面积要大，使受力均匀。（2）保证良好的塑件外观。一般塑件要求型芯设计在动模上，便于脱模。但是由于本例的特殊情况，型芯要设计在定模上。（3）推出机构动作应该可靠、灵活；机构应尽量简单，便于制造和配换容易。顶出机构的动力源主要是注塑机上的顶杆，也有液压推出和气压推出的，有的甚至用手工操作推出机构推出。111推出机构的设计推出机构的主要部件有推杆脱模机构、推管脱模机构、推件板脱模机构、多元件联合脱模机构和气动