摩托车尾灯罩模具毕业设计

摘要本文详细地阐述了盖注射模具的设计过程。设计了注射模具中的各个系统，如浇注系统、导向与定位机构、侧向分型与抽芯机构，并对塑料材料性能进行了分析。根据塑件的产品数量要求，以及结构要求，该模具采用一模一腔。整个设计过程都是用CAD软件进行参数化设计，使整个模具设计过程简单明了。利用MPA软件进行模流分析，为模具设计和成型工艺的指定提供参照依据。使用CAD软件设计成型零件以及非标零件，从而进行全方面的参数化设计，即对模具进行分模、生成元件、装配、试模、开模等设计。调用标准模架以及标准件，从而完成模具的整体设计。直接指导生产。针对塑件的特点，本模具设计了侧抽芯滑块机构，也构成了本次模具设计的主要内容。关键词注射模；参数化设计；侧抽芯和滑块；灯罩ABSTRACTTHISPAPERDESCRIBESTHEDESIGNPROCESSOFTHEPLASTICINJECTIONMOLDDESIGNOFTHESYSTEMINTHEINJECTIONMOLD,SUCHASPOURINGSYSTEM,POSITIONINGMECHANISMFORHORIZONTALORIENTATION,COREPULLINGMECHANISM,ANALYSISANDPLASTICMATERIALPERFORMANCEACCORDINGTOTHENUMBEROFPLASTICPRODUCTS,ANDCONSTRUCTIONREQUIREMENTS,THEUSEOFTHEMOLDCAVITYPARAMETERIZEDDESIGNOFCADSOFTWAREOFTHEWHOLEDESIGNPROCESS,THEDESIGNPROCESSOFTHEMOULDISSIMPLEFLOWANALYSISUSINGTHEMPASOFTWAREMODULE,PROVIDINGREFERENCESFORMOLDDESIGNANDMOLDINGPROCESSCADSOFTWAREDESIGNOFMOLDINGPARTS,NONSTANDARDPARTS,SOTHEPARAMETRICDESIGN,INALLASPECTSOFTHATRELEASE,THEGENERATINGELEMENT,ASSEMBLY,TESTMODE,MOLDDESIGNCALLTHESTANDARDMOULDBASEANDSTANDARDPARTS,SOASTOCOMPLETETHEWHOLEDESIGNOFTHEDIEDIRECTPRODUCTIONACCORDINGTOTHECHARACTERISTICSOFTHEPLASTICPARTS,MOLDDESIGNCOREPUMPINGMECHANISMONTHESIDE,ANDALSOTHEMAINCONTENTSOFMOLDDESIGNKEYWORDSINJECTIONMOLDPARAMETRICDESIGNSIDECOREPULLINGTHESLIDERTHELAMPSHADEKEYWORDSINJECTIONMOULDPARAMETRICDESIGNSIDECOREPULLINGANDSLIDINGBLOCKTHELAMPSHADE目录摘要I1前言111模具行业发展的现状112我国模具发展的现状113参数化技术慨述214选题目的以及意义32塑件成型工艺性分析421摩托车尾灯罩二维图422结构特征分析及成型工艺性分析4221结构特征分析4222成型工艺性分析4223塑件材料的基本性能5224塑料的成型收缩率5225塑件材料的流动性53塑件成型工艺与设备631注塑成型工艺条件6311温度6312压力6313时间632注射机型号的确定8321由公称注射量选择注射机8322由锁模力选择注射机833型腔数量以及注射机有关工艺参数的校核9331型腔数量校核9334注射压力校核11335安装尺寸校核114注射模具结构设计1441型腔的确定1442制品成型位置及分型面的选择1443浇注系统设计14431主流道设计15432冷料穴的设计17433分流道设计17434浇口的位置、数量的确定18435剪切速率的校核19（1）主流道剪切速率校核19436排气系统设计2044成型零部件设计21441凹模结构设计与计算21442型芯结构设计与尺寸计算2345模架的选用25451型腔侧壁以及底板厚度尺寸25452模具高度尺寸的确定2646导向与定位机构2747脱模机构的设计28471脱模力的计算28472推件板脱模机构设计2948侧向分型与抽芯机构设计29481斜导柱的设计30482滑块的设计32483楔紧块的设计33484斜导柱抽芯机构中的干涉现象34492冷却系统的设计原则37410模具成型零部件材料的选择38412模具的装配过程38413模具运动分析过程395试模4051试模过程4052试模过程中可能产生的缺陷、原因以及调整方法4053试模过程记录426结论43致谢44参考文献45附录一46附录二501前言11模具行业发展的现状模具行业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。目前，塑料模具在整个模具行业中约占30左右。二十一世纪世界制造加工业的竞争更加激烈，对注塑产品与模具的设计制造提出了新的挑战，产品需求的多样性要求塑件设计的多品种、复杂化，市场的快速变化要求发展产品及模具的快速设计制造技术，全球性的经济竞争要求尽可能地降低产品成本、提高产品质量，创新、精密、复杂、高附加值已成为注塑产品的发展方向，必须寻求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑产品与模具设计制造系统。当前，国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。有关数据表明,目前仅汽车行业就需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台；到2010年,在建材行业,塑料门窗的普及率为30,塑料管的普及率将达到50。这些都会导致对模具的需求量大幅度增长。近来我国模具工业发展迅速，目前已呈现出市场广阔、产销两旺的局面。深圳周边及珠江三角洲地区是中国塑料模具工业最为发达、科技含量最高的区域，预计有可能在10年内发展成为世界模具生产中心。其次，浙江东部的余姚、宁海、黄岩温州等地区的塑料模具工业发展也非常快。相当多的发达国家塑料模具企业移师中国，是国内塑料模具工业迅速发展的重要原因之一。中国技术人才水平的提高和平均劳动力成本低都是吸引外资的优势，这些是塑料模具市场迅速成长的重要因素所在，所以中国塑模市场的前景一片辉煌。12我国模具发展的现状虽然近几年来，我国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大发展，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。例如，在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具已供过于求，市场竞争激烈；一些技术含量不太高的中档塑料模具也有一些趋向于供过于求，然而精密加工设备还很少，一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍大量进口。许多先进的技术如技术的普及率还不高，我国塑料模具行业与其发展需要和国外先进水平相比，还存在很多方面的问题。现在国外发达国家模具标准化程度为7080，而我国只有30左右。如能广泛应用模具标准件，将会缩短模具设计制造周期2540，并可减少由于使用者自制模具件而造成的工时浪费。现在应用模具CADCAM技术设计模具已较为普遍，随着通用机械CAD/CAM技术的发展，塑料注射模CAD/CAM已经不断的深化。从上世纪60年代基于线框模型的CAD系统开始,到70年代以曲面造型为核心的CAD/CAM系统，80年代实体造型技术的成功应用，90年代基于特徵的参数化实体/曲面造型技术的完善，为塑料注射模采用CAD/CAE/CAM技术提供了可靠的保证。目前在国内外巿场已涌现出一批成功应用于塑料注射模的CAD/CAE/CAM系统。而且通过推广使用模具标准件，实现了部分资源共享，这样就大大减少模具设计的工作量和工作时间，对于发展CADCAM技术、提高模具的精密度有重要意义。因此，模具成为国家重点鼓励与支持发展的技术和产品。现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。13参数化技术慨述参数化技术是当前CAD技术重要的研究领域之一，通过改动图形某一部分或某几部分的尺寸，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现尺寸对图形的驱动。在设计过程中，系统自动地捕获用户的设计意图，并把各个设计对象以及对象之间的关系记录下来，当用户修改图纸中的设计参数时，系统能够自动地更新图纸，使图纸中反映用户设计意图的设计对象之间的关系依旧可以维持。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形功能，极大地改善了图形的修改手段，提高了设计的柔性，在慨念设计、初始设计、产品建模及修改系列设计、多方案比较、动态设计、实体造型、装配、公差分析与综合、机构仿真、优化设计等领域发挥着越来越大的作用，并体现出很高的应用价值，能否实现参数化目前已成为评价CAD系统优劣的重要技术指标。CADNGINEER集合了零件设计、产品组合、模具开发、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、自动量测、机构仿真、应力分析等功能于一体。是塑料模具实现参数化的一个必备的软件。EMX（EXPERTMOLDBASEEXTENSION）是CAD系统中的一个外挂模块，专门用来建立各种标准模架及模具标准件和滑块、斜销等附件，能够建立冷却水管，能够自动产生模具工程图和明细表，还可以模拟模具开模过程进行动态仿真和干涉检查，并可将仿真结果输出成视频文件，是个功能非常强大且使用非常方便的模具设计工具。本设计结构和模架设计是利用模架设计专家系统设计的。型腔和型芯设计可以在EMX里设计，也可以事先在CAD的制造模块里完成。本设计有一部分是在EMX里完成。在模架调入之后可以根据需要添加、删除各种模具零件。也可以修改现成的标准件使之满足自身设计。完全的参数化设计，使用非常方便。CADNGINEER参数化设计的特性13D实体模型除了可以将用户的设计思想以最真实的模型在计算机上表现出来之外，借助于系统参数，还可以随时计算出产品的体积、面积、重心、重量、惯性大小等，可极大的减少设计人员的计算时间。2CADNGINEER可随时由3D实体模型产生2D工程图，且可自动标示工程图尺寸。不论在3D还是2D图形上作尺寸修正。其相关的2D图形或3D实体模型均自动修改，同时组合、制造等相关设计也会自动修改，如此可确保数据的正确性，并避免反复修正的耗时性。3以特征作为设计的单位。可随时对特征做合理、不违反几何顺序调整、插入、删除、重新定义等修正动作。14选题目的以及意义毕业设计将总结专业基础和专业技术的学习成果,锻炼和开发学生的综合运用能力。本课题要求跟据图纸以及任务书设计出结构优化的模具。该塑件为摩托车尾灯罩，它是配在摩托车上用的一种灯罩子，批量很大，为大批量生产。其结构有点复杂，有1个侧抽芯，因而该塑件的模具有一个典型结构侧抽芯滑块机构。这个课题能充分体现专业知识，对模具设计能力有一定的锻炼。通过对摩托车尾灯罩的注射模具的设计，可以巩固专业知识为以后从事本专业实际工作和研究工作奠定了重要的思想基础，也同时具有一定的初步开发模具能力。另外加深了对机械基础知识的应用。提高了整体的设计能力。2塑件成型工艺性分析21摩托车尾灯罩二维图21MOTORCYCLETAILLIGHTCOVERTWODIMENSIONALMAP、塑件的材料PS204图22摩托车尾灯罩二维图22结构特征分析及成型工艺性分析221结构特征分析该塑件为灯罩，其二维图尺寸如图22所示，塑件的壁厚为2MM,为大批量生产，材料为聚苯已烯，成型工艺性好，可以注射成型。222成型工艺性分析根据塑件的用途以及塑料的性质分析其表面质量，确定塑件的精度等级要求为IT4；其中塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，溢料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出一个等级。为了便于塑件从模腔中脱出或从塑件中抽出型芯，塑件设计时须考虑其内外壁面应该有足够的脱模斜度。最小脱模斜度与塑料性能、塑件几何形状有关。该塑件壁厚约为2MM，大开口处有5的斜角，小开口处有3的倾角，这样足以使型芯很容易抽出。为了容易使大的侧抽芯容易抽出可以查参考文献中的表219，脱模斜度（型芯）1。223塑件材料的基本性能成型本零件使用聚苯乙烯（PS），该材料为热塑性塑料，聚苯乙烯无色，透明，有光泽，无毒无味，落地时有清脆的金属声比重小，具有高的强度、刚性、硬度，耐腐蚀、性耐热性、电绝缘性优良，可以与熔融的石英相媲美，密度为1054G/CM3，取1054G/CM3成型收缩率为0885,可在100左右使用。该塑料为无定形高聚物，注射时一般不需要进行干燥。流动性好，它的流变特性是黏度对剪切速率的依赖性比温度的依赖性大。因此，在注射充模时，通过提高注射压力或注射速度来增大熔体的流动性比通过提高温度有利。其结晶能力较强，提高模具温度将有助于制件结晶度的增加，甚至能提前脱模。同时，聚苯乙烯质软易脱模，塑件有浅的倒凹模时可强行脱模。聚苯乙烯（PS）在工业上主要用做仪表外客，灯罩化学仪器零件，透明模型等；在电气方面做良好的绝缘材料，接线盒等；在日用品方面用于包装材料等，各种容器玩具等。224塑料的成型收缩率塑件从模具中取出到冷却至室温会发生尺寸收缩，这种性能称收缩性。查参考文献1中的表216该塑料的成型收缩率（）0885；由于收缩不仅与树脂的热胀冷缩有关，还和各成型因素有关，所以将成型后塑件的收缩称成形收缩。影响收缩的因素主要有1塑料品种2塑料特性3模具结构4成形工艺。这里取计算成型收缩率为08。225塑件材料的流动性塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。这是模具设计时必须考虑的一个重要工艺参数。流动性大易造成溢料过多，填充型腔不密实，塑件组织疏松，树脂、填料分头聚积，易粘模、脱模及清理困难，硬化过早等弊病。但流动性小则填充不足，不易成形，成形压力大。所以选用塑料的流动性必须与塑件要求、成型工艺及成形条件相适应。聚苯已烯的流动特性属非牛顿流体。查参考资料可以知道聚苯乙烯流动性良好等。影响塑料流动性的因素一般有1温度2压力3模具结构。3塑件成型工艺与设备31注塑成型工艺条件311温度注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。聚苯已烯塑料与温度的经验数据查参考资料如表31所示。5表31温度的经验数据EMPIRICALDATAINTABLE31TEMPERATURE料筒温度/后段中段前段喷嘴温度/模具温度/701001301702002201802452070资料来源陈志刚主编塑料模具设计北京机械工业出版社，2003年2月，第36页312压力注射成型过程中的压力包括注射压力，保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。对于像聚苯已烯流动性一般的塑料，保压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高，根据生产经验，背压的使用范围约为34275MPA。313时间完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间，保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为35秒，保压时间一般为20120秒，冷却时间一般为30120秒（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大则相应的时间越长）。确定成型周期的经验数值如表32所示。表32成型周期与壁厚关系TABLE32MOLDINGCYCLEANDWALLTHICKNESSRELATIONSHIP制件壁厚/MM成型周期/S制件壁厚/MM成型周期/S05102535101530451522356520284085资料来源黄虹主编塑料成型加工与模具北京化学工业出版社，2003年3月，第87页经过上面的经验数据和推荐值，可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数如表33所示。表33制品成型工艺参数初步确定TABLE33MOLDINGPROCESSPARAMETERSDETERMINED内容特性内容特性注塑机类型螺杆式螺杆转速（R/MIN）50喷嘴形式直通式模具温度50喷嘴温度175后段温度180210中段温度210230前段温度200210注射压力MPA80保压力（MPA）60注射时间S4保压时间（S）25冷却时间S25其他时间（S）2成型周期S60成型收缩08预热干燥温度8095预热干燥时间H45资料来源陈志刚主编塑料模具设计北京机械工业出版社，2003年2月，第67页32注射机型号的确定注射模具是安装在注射机上使用的。在设计模具时，除了应掌握注射成型工艺过程外，还应对所选用的注射机有关技术参数有全面了解，才能生产出合格的塑料制件。注射机为塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种。注射成型时注射模具安装在注射机的动模板和定模板上，由锁模装置和模并锁紧，塑料在料筒内加热呈熔融状态，由注射装置将塑料熔体注入型腔内，塑料制品固化冷却后由锁模装置开模，并由推出装置将制件推出。321由公称注射量选择注射机制品体积制品的结构及尺寸如图22，通过粗略计算得塑件的体积得（1）单个塑件体积V12085104MM32085CM3,质量M208510542198G。（2）两个塑件和浇注系统凝料由于本模具采用一模两腔的结构，取浇注系统的质量为塑件质量的80，则V总28V15838CM3，总质量M总28M6154G。模具设计时，塑件成型所需的塑料熔体的总容量或质量需在注射机额定注射80内。由此可得注射机所需体积最小为5838/80730CM3。322由锁模力选择注射机塑料制件在分型面上的投影面积为A115896MM2。流道凝料（包括浇口）在分型面上的上的投影面积A2，A203A103158964769MM2；AA1A215896476920665MM2分查参考文献5FFAP（31）锁胀分型20665MM230MPAMM23010PA6620（KN）式中F注射机的公称锁模力（N）；A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；P锁分为型腔内熔体压力，查参考文献表51，取P30MP；型2型A结合上面两项的计算，查参考文献中的表42，初步确定注塑机为XSZY250型注射机。5该注射机的主要技术参数如下所示表42注射机XSZY250技术参数表TABLE42INJECTIONMACHINEXSZY250TECHNOLOGYPARAMETERTABLE特性内容特性内容结构类型卧式拉杆内间距/MM448370理论注射容积/CM3250模板最大行程/MM500螺杆直径/MM50最大模具厚度/MM350注射压/MPA130最小模具厚度/MM200注射速率/G/S200锁模形式/MM液压注射行程/MM160模具定位孔直径/MM1250060螺杆转速/R/MIN2589喷嘴球半径/MM18塑化能力/G/S喷嘴孔直径/MM4锁模力/KN1800模板尺寸（MM）598520资料来源陈志刚主编塑料模具设计北京机械工业出版社，2003年2月，第98页33型腔数量以及注射机有关工艺参数的校核331型腔数量校核为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性，并保证塑件精度，模具设计前应合理的确定型腔数目。按注射机的最大注射量校核型腔数量（32）08GJNV2其中注射机最大注射量，；GV3CM浇注系统凝料量，；J单个塑件的容积，；N3C通过上面321可知算单个塑件的质量为10362G；浇道凝料的质量为5181G。而凝料的容量和最小注射量应不小于注射机额定最大注射量的20，故可得，N143，所以型腔的数目取N1。332最大注射量的校核JNV08JG325087298NJGCM由于250CM3,故满足使用要求。GV333锁模力的校核1ZFPNAF式中熔融塑料在分型面上的涨开力（N）；Z型腔数目，为2；NA塑件在分型面上的投影面积，为158963MM2；A1浇注系统在分型面的投影面积，为47688MM2；P型腔内塑料熔体的平均压力，为40MPA；其中，AFKA塑件和浇注系统在分型面上的投影面积，为206651MM2；压力损失系数，随塑料品种注射机类型喷嘴阻力流道阻力的不同而变化，可在K0204的范围内选取；注射压力，即料桶内柱塞或螺杆施于熔体上的压力，为150MPA；AP算得1462456N，F2202132N，满足。ZFZF334注射压力校核注射压力的校核是检验注射机的最大注射压能否满足制品成型的需要。为此注射机的最大注射压力应大于或等于塑件成型时所需要的注射压力，即PMAXP式中PMAX为注射机的最大注射压力，该注射机的PMAX为130MPAP为塑件成型时所需要的注射压力,一般取P40200MPA制品成型时所需的注射压力一般很难确定，它与塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、制品形状的复杂程度以及浇注系统等因素有关。在确定制品成型所需的注射压力时可利用类比法或参考各种塑料的注射成型工艺参数等，聚丙烯的成型注射压力在784MPA至150MPA的范围内，考虑本塑件平均厚度为3MM，所以注射压力可P取为100MPA,可见螺杆注射压力满足要求。335安装尺寸校核喷嘴尺寸校核为了使注塑模能够顺利地安装在注射机上并生产出合格的产品，在设计模具时必须校核注射机上与模具安装有关的尺寸，因为不同型号和规格的注射机，其安装模具部分的形状和尺寸各不相同。一般情况下设计模具时应校核的部分包括喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的螺孔尺寸等,这里先对喷嘴尺寸进行校核，其他的校核需要在模具结构设计进行完以后进行校核。注射机喷嘴前端的球面半径R和孔径D与模具浇口套始端的球面半径R及小孔径D应吻合,以避免高压塑料熔体从缝隙处溢出。它们一般应满足下列关系12RM051DDM如果11MM可满足要求，为了安全，取底板厚度为15MM，。凹模的底板因为是与注塑机的工作台接触的，所受的力传递到工作台上，所以凹模底板的厚度同样只要留有走冷却系统的空间就可以，该设计取凹模底板厚度为35MM。2）推杆推出距离；在分模时塑件一般是黏结在型芯上的，需要推杆或推板推出一定的距离才能脱离型芯，该塑件的高度为75MM左右，黏结在型芯上的尺寸约75MM左右，所以当推出距离为25MM时就能使塑件和型芯分离。完成了以上的工作，确定模架的长宽具体尺寸为325255MM。各模板的确定如下A板的尺寸本模具中A板既为定模型腔固定板又为上模座，因为塑件上型芯固定在A板上，而且斜导柱固定部分也在A板上，根据下面斜导柱计算的公式可知，A板的厚度可取为40MM。垫块尺寸如果垫板（即模脚）的高度太小，则推出的距离不够而使塑件不能脱离型芯，需要满足下面关系式HH1H2H3H0式中H垫板高度；H1挡销高度，一般取35MM，这里取挡销的高度为4MM；H2推板厚度；H3推杆固定板厚度；H推出距离；H415203069MM取垫板的高度大于69MM即可，这里取垫板的厚度为73MM。完成了以上的工作，确定该模具可用板面尺寸为255325MM，其中A板厚度40MM，垫板厚度73MM的模架，为了保证凸、凹模不碰伤，动板和定板之间取1MM间隙。46导向与定位机构导柱导向机构是利用导柱和导向孔之间的配合来保证模具的对合精度。注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构内容包括导柱和导套的典型结构；导柱和导向孔的配合以及导柱的数量和布置。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。这里用导柱导向机构导向开合模，用复位杆来导向脱模机构的运动。设计导柱和导套需要注意的事项有1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出68MM，以确保其导向与引导作用。3）导柱工作部分的配合精度采用H7/F7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用H7/K6；导套外径的配合精度采取H7/K6。配合长度通常取配合直径的152倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。为了保证模具的平稳性及协调性，顺利滑动，采用4对导柱导套对称布置。材料为T8A。47脱模机构的设计脱模机构的设计有遵循以下原则1塑件滞留于动模，以便于借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，使模具结构简单。2防止塑件变形和损坏，正确分析塑件对模腔的黏附力的大小及其所在部位，有针对性地选择适当的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。3力求良好的塑件外观，在选择顶出位置时候，应尽量设在对塑件外观影响不大的位置。在采用推杆脱模尤其要注意这个问题。4结构合理可靠，脱模机构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，且具有足够的强度和刚度。脱模机构分类有多种方法，但主要以脱模装置结构特征分类较实用和直观，参考同类型零件的脱模机构，本塑件产品的脱模机构采用推件板脱模机构。471脱模力的计算本产品为薄壁壳类零件，故查参考文献中公式356可知脱模力为42213COSTAN0314950259210683ETLFQBUKN（412）式中塑料的拉伸模量（MPA），查参考文献表329可知；E431950EMPA塑件成型平均收缩率，；05塑件包容型芯的长度（MM）；L塑件的壁厚（MM）；T脱模斜度，；16230塑料与钢材之间的摩擦系数，；F021F塑料泊松比，038；UU1K1SINCO13F塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（）。B2CM由上面的分析可知，定模上型芯的脱模力为，动模上的型芯的脱模力为10985QN。动定模的脱模力相差不大，但由于该塑件有二个侧抽芯，因此在开模时，29135QN塑件一定会留在动模上。塑件所需要的最小脱模力为。213472推件板脱模机构设计推件板推出机构适用于大型塑件，薄壁容器及各种罩壳类塑件的脱模，与推杆，推管推出机构相比，推件板推出机构推出受力均匀，力量大，运动平稳，塑件不易变形，表面无顶痕，结构简单。另外不需要设复位机构。在和模过程中，待分型面一接触，推件板即可在和模力的作用下回到初始位置。推件板多用45钢制造，表面淬火处理，表面粗糙度在RA16UM以下。1推板厚度的确定推板厚度按强度计算可按参考文献中的公式88如下2（417）1/31/339508FTKM式中系数，按参考文献中的表84可知；323205K推件板材料的许用应力，材料为50号钢；8MPA脱模力（N），由471可知F368NF根据计算以及所选模架确定模具推板的厚度为20MM。48侧向分型与抽芯机构设计当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹时，塑件不能直接脱模，必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可动的，称为活动型芯，在塑件脱模前先将活动型芯抽出然后再从模中取出塑件。带动侧向成型零件作侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压或气动以及手动等三大类。机动侧向分型与抽芯机构根据传动零件的不同，由可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块和齿轮齿条等许多不同类型的侧向分型与抽芯机构。根据塑件的特点，本模具采用斜滑块驱动侧向分型抽芯机构，通常斜滑块由锥行模套锁紧，能承受较大的侧向力。斜滑块和套模都设计在动模一边，以便用顶出力同时达到推出塑件和侧向分型抽芯的目的。为了防止塑件对定模型芯的包紧力大于塑件对动模型芯的包紧力以及损伤，主型芯设于动模，这样有利于塑件顺利推出。滑块推出一般不超过导滑槽的2/3，否则会影响复位。主型芯设于动模边有利于塑件脱出导向，并防止损失的作用。为了确保凹模斜滑块闭合锁紧，注射成型时不至于溢料，模具闭合后斜滑底部与模套之间应该有05MM间隙，同时斜滑块还应该高出模套05MM。斜销固定段与模板的配合为，与滑块呈松动配合，通常为，有时需要保持051MM的间隙。6/M7H1/AH481斜导柱的设计1抽芯距的计算抽芯距是指将侧型芯抽至不妨碍塑件脱模位置的距离。一般抽芯距等于成型塑件的孔深或凸台高度加上23MM的安全系数。由参考文献中的公式429可知523SHM式中S抽芯距（MM）；塑件侧孔深度或侧凸台高度（MM）。该塑件有两个小的大小相同的对称的斜侧孔以及一个较大的斜侧孔，其深度分别为25MM，50MM。根据本塑件的特点将一个小孔与一个大孔放在一个滑块上，另一个1H2小孔放在另一个滑块上。这里的抽芯距只要计算两个即可。SH23MM（418）1225145MM2抽芯力的计算注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯会产生一定的包紧力，要抽出侧型芯就要克服此包紧力所引起的摩擦阻力。一般情况下，抽芯力可按下式估算SINCOSCBFF，（419）APBFAPF式中抽芯力（N）；C塑件对型芯的包紧力（N）；BF抽芯时的摩擦力（N）；塑件包容型芯的面积，A221345/9AM；2223148/504M塑件对型芯单位面积上的包紧力（PA），一般模内冷却的塑件P，这里取；70PA710PA塑件与纲的摩擦系数；F脱模斜度（）。由222可知。由223可知。50021U（420）17COSIN23450986CFAPFN217CSI1098635CCFFN两侧的抽芯力分别为，。18635CF2C3斜导柱倾角的计算。斜导柱倾角A时确定斜导柱抽芯机构工作效果的一个重要参数，它决定了开模长度和斜导柱的长度，而且对于导柱的受力情况有重要的影响，一般取1020，这里取20411斜销的位置图关系图THE411OBLIQUEPINPOSITIONOFFIG4斜销直径的计算由参考文献中的式99可知大体斜销直径为2斜导柱的直径D301COSPHD算得D16MM。些，为了平衡两边的受力，使其平衡。5斜销长度的计算查参考文献中的式910可知2TANTAN105COS2LTDLM总1345D120MM（425）式中L5锥体部分的长度，一般取（1015）MM；斜导柱台肩直径（MM）；D斜导柱工作部分的直径（MM）；D斜导柱固定板厚度（MM），由所选模架可知44MM；TT斜导柱的倾斜角（）。（427）482滑块的设计滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中一个重要零部件，注射成型时塑件尺寸的准确性和移动的可靠性都靠它来保证，滑块的结构主要有两种形式，整体式和组合式。在滑块上直接制出侧型芯或侧向型腔的结构称为整体式，这种结构仅使用于形状十分简单的侧向移动零件，尤其适用于瓣合式侧向分型结构。如把侧型芯和滑块分开加工，然后装配在一起，这种结构成为组合式。采用组合式的结构可以节省优质钢材，且加工容易，因此应用较为广泛。1侧型芯和滑块的联接形式本塑件有一个侧抽芯，其与滑块的连接形式为整体式连接，这样的好处是侧抽芯具有良好的成型精度2滑块的导滑形式滑块在侧向分型抽芯和复位的过程中，要沿一定的方向平稳往复移动。导滑槽应使滑块运动平稳可靠，二者之间上下、左右各有一对平面配合，配合取H7/F7，其余各面留有间隙。滑块的导滑部分应具有足够的长度，以免运动中产生歪斜，一般导滑部分应大于滑块宽度的2/3，否则滑块在开始复位时容易发生倾斜。因此，导滑槽的长度不能太短，有时为了不增大模具尺寸，可采用局部加长的措施来解决。导滑槽应有足够的耐磨性，由T8、T10或45钢制造，硬度在HRC50以上。本设计中导滑槽用T8材料，淬火硬度为5055HRC。3滑块的定位装置合模时为了保证斜导柱的伸出端可靠地进入滑块的斜孔，滑块在抽芯后终止位置必须定位，所以滑块需要有定位装置，而且必须灵活、可靠、安全。经分析只有一个侧抽的滑块采用弹簧、活动定位钉定位，413滑块定位装置（1）有两个侧抽芯的滑块用弹簧使滑块停靠在陷位挡块上定位，弹簧力应为滑块自重的152倍。经过估算，弹簧的受力为250N，所以弹簧应选择为弹簧丝的直径为25MM,弹簧中径为14MM，节距为473MM，最大工作负荷为284N的弹簧，4斜导柱与滑块的配合间隙在斜导柱抽芯机构中，斜导柱只起驱动滑块的作用，至于在闭模状态下型腔内熔融塑料对滑块的压力应该由楔紧块来承受。因此为了运动灵活，斜导柱与滑块一般采用比较松动的配合，可作成单边05MM的间隙，或取F9配合。483楔紧块的设计1楔紧块的形式在注射成型的过程中，侧型芯会受到型腔内熔融塑料较大推力的作用，这个力会通过滑块传给斜导柱，而一般的斜导柱为一细长杆，受力后很容易变形。因此必须设置楔紧块，以便在合模状态下能压紧滑块，承受腔内熔融塑料给予侧向成型零件的推力。2楔紧块的楔角在侧抽芯机构中，楔紧块的楔角是一个重要的参数。为了保证在合模时能压紧滑块，而在开模时它有能迅速脱离滑块，避免楔紧块影响导柱对滑块的驱动，锁紧角一般必须大于斜导柱的斜角，这样才能保证模具一开模，楔紧块就让开。一般楔角要比斜导柱的倾角大。23484斜导柱抽芯机构中的干涉现象干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位，致使活动侧型芯与推杆相碰撞，造成推杆或侧型芯的损坏。避免干涉的条件，在侧抽芯结构中，如果侧型芯的水平投影与推杆重合或推杆的顶出距离大于侧型芯的最低面时，若仍采用复位杆复位，就为产生干涉，因此在模具结构允许的情况下，应尽量避免推杆与侧抽芯的水平投影相重合，或是推杆顶出距离小于侧型芯的最低面。根据本模具的特点，侧型芯不与推杆重合，并且推杆顶出距离大于侧型芯的最低面，所以不会产生干涉现象。49冷却系统的设计与计算模具冷却系统的设置对塑件的尺寸精度、形状精度、表面质量和力学性能有重要的影响，故合理的设置冷却系统有重要的意义。491冷却系统的计算1）塑料制件在固化时所放出的热量1Q1234QC式中C2塑料的比热容；/KJGC塑料熔体的初始温度（）；3塑件在推出时的温度（）；4结晶型塑料的熔体质量焓（KJ/KG）；算得2051KJ/KG1Q2冷却水的体积流量VQ塑料熔体具有的热量通过辐射，对流约有5扩散到空气中，而95有模具传导，假设熔体带入的热量由模具传导，则有12VWQQC式中冷却水体积流量（M3/MIN）VQW单位时间内注入模具中的塑料熔体质量（KG/MIN）Q1单位质量的塑料熔体在凝固时所放出的热量（KJ/KG）；冷却水的密度（KG/M3）；C1冷却水的比热容；/KJGC冷却水出口温度（）；冷却水入口温度（）；2算得013103M3/MINVQ3）查表取管道直径D根据冷却水处于湍流状态下的流速与管道直径D的关系,参见下表V表31冷却水的稳定湍流速度与流量STEADYTURBULENTFLOWVELOCITYANDFLOWMETER31COOLINGWATER流量水管直径（MM）最低流速（M/S）（/MIN）3M（1/MIN）816600055101320006262121100007474150870009292200660012412425053001551553004400187187确定冷却管道的直径D8MM。4）冷却水在管道内的流速V冷却水在圆管中的平均流速为24VQD式中冷却水的体积流量（M3/S）；VQD冷却管道的直径（M）；V冷却水在圆管中的平均流速（M/S）；算得V0043M/S5）冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数H08236VHFD式中冷却水在一定温度下的密度（KG/M3）；冷却水在圆管内的平均流速M/S；VD冷却管道的直径M；由于冷却介质为水，值可由下表查得F表32不同水温下的值FTABLE32VALUESUNDERDIFFERENTTEMPERATURE平均水温/05101520253035F491530568607645648722760平均水温4045505560657075/F7898318648979309609901020查得789算得0019106H6）冷却管道总传热面积A10WQH式中W单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料熔体质量（KG/MIN）；Q1单位质量的塑料熔体在凝固时所放出的热量（KJ/KG）；H冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数；/KJGC模具温度与冷却水温度之间的平均温差（）；算得A421104M27）模具上应开设的冷却管道的孔数NANDL式中L冷却管道开设方向上模具长度或宽度（M）；A冷却管道总传热面积（M2）；D冷却管道的直径（M）；算得N2492冷却系统的设计原则1合理确定冷却管道的直径中心距以及与型腔壁的距离。根据经验，一般冷却管道中心线与型腔的距离应为冷却管道直径的12倍，冷却管道的中心距约为管道直径的35倍，并尽可能使冷却管道孔分别到各处型腔表面的距离相等。2降低进出水的温差。一般精密模具的进出水温差应在2内，普通模具不应超过5。3浇口处应加强冷却。通常将冷却水回路的入口设在浇口附近。4避免将冷却水道开设在塑件熔接痕处，并注意干涉及密封等问题。5冷却管道应便于加工和清理。鉴于以上几点设计原则，合理布置水道。6本模具采用的水嘴类型如下图所示选用黄铜材料，所有冷却水道水嘴与模具冷却水道孔都采用螺纹连接。在其螺纹部位，应缠绕生胶带以防止冷却水泄漏。图412水嘴410模具成型零部件材料的选择由于标准模架的座板、垫块、推件板、导柱、导套、螺钉等标准零件可查找设计手册确定，故此处只对成型零件的材料进行选择。由于各种模具用钢并不可能具备所有应该具备的条件，依模具的使用情况不同而合理的选择钢材，这是重要的。作为塑料模具的使用情况，有种种的不同条件，模具用钢大致应满足如下的要求1机械加工性能优良；2抛光性能优良；3有良好的表面腐蚀加工性；4既要耐磨损，而且又有韧性；5淬火性能好，变形小；6电火花加工性能好；7有耐腐蚀性；8焊接性好。在选择模具钢材时，要依以下条件而逐次考虑之，最后作出结论。1塑件的生产批量；2塑件的尺寸精度；3制件的复杂程度；4制件体积大小；5制件外观要求。综合考虑各方面因素，本模具的成型部位的材料选用的是55调质钢，硬度为250280HB。易于切削加工，但抛光性和耐磨性较差。导柱和导套应有足够的强度和耐磨度，常采用20底碳钢渗碳淬火处理，硬度为大于55HRC，也可采用T8A或T10碳素工具钢，经表面淬火处理。本模具采用T8A钢，淬火处理。导柱和导套配合部分的表面粗糙度要求为RA16M。由于45、50钢具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当的热处理以后，可获得很好的韧性、塑性和耐磨性，材料来源光，价格低廉，一般可根据需要进行热处理用于顶杆、拉料杆、以及各种模板、推板、固定板、模座等。412模具的装配过程本模具装配时以塑料模具中的主要工作零件如上型芯、型腔为装配基准件，模具的其他零部件都依装配基准件进行顺序装配，本模具有导柱、导套导向，以模具侧面为基准，进行修整和装配。具体的装配过程如下1）按图纸要求检验各装配零件。2）利用定模的侧面垂直基准确定定模上实际型腔中心，作为以后的加工基准，分别加工定模上的孔以及与动模配合的台肩面，3）利用凹模的侧面垂直基准确定凹模上实际型腔中心，作为以后的加工基准，加工凹模上的孔。4）将两个型芯分别装入型芯固定板中，在推件板和型腔板上分别加工型心控并将其装入模具当中，型芯与推件板之间采用间隙配合，再在推件板和支撑板上钻螺纹孔，将球头拉料杆2其中。5）在支撑板上钻推杆孔，其与推杆的配合是间隙配合，保证推出过程的顺利，再在垫块和支撑板上钻孔。用螺钉将其固定在一起。在利用配合加工法钻孔将动模座板与垫块固定在一起。以凹模侧面为基准加工导柱孔，导柱与导套之间采用间隙配合。6）以动模座板的侧面为基准钻孔。使得注塑机的后座顶杆碰到推件板，顺利的完成脱模。并在定模座板，定模板，型腔板，推荐版，支撑板之间钻孔，在孔中安装定距拉杆使得第一次开模的距离得到限制。7在定模板，滑块，型腔板上加工斜导柱孔，将斜导柱装入，导柱与模板之间采用H7M6过度配合,在型腔扳上加工滑块槽其与滑块的配合为H8F8。在定模座板上加工锁紧楔孔。其与锁紧块的配合为H7M6，斜导柱与滑块上的孔配合为H11B11间隙配合。8）在定模板上镗孔将定位圈装入，两者之间采用H7M6的配合，并将两者用螺钉连接。9）装配完成后进行试模，合格后打标记并交验入库。413模具运动分析过程开模时动模板与定模板分开，制品被带往动模一侧,大型心与动模分离，同时小斜导柱和大斜导柱分别带动滑块完成对两侧斜向型芯的抽芯，当斜心抽出后只有一个型芯的斜滑块由定位销定位，固定两个侧型芯的滑块由限位螺钉与弹簧定位，同时球型头拉料杆将主浇道中的塑料凝料拉出。动模部分继续运动，当模具推板与注射机的顶杆相接触后，推板顶出塑件使塑件实现脱模，同时拉料杆将浇道凝料顶出。然后取出塑件，清理，再次合模注射。5试模51试模过程模具装配完成以后，在交付之前应进行试模，试模的目的主要是检查模具在设计中制造上是否存在缺陷，若有缺陷则需要排除，另外对模具成型工艺条件进行试验以有利于模具成型工艺的确定和提高。试模应按以下顺序进行1）装模模具尽可能整体安装，模具定位圈装入注射机的定位孔后，以很慢的速度合模，由定模板将模具轻轻压紧，然后装上压板，通过调节螺钉或垫块，将压板压紧。模具固紧后可慢慢开模，装好模具后，按通冷却水管进行检验。2）试模做好试模准备后，选用合格的原料，根据上面31的注射工艺条件将料筒和喷嘴加热并调试加热温度。当温度合适时可以开机试模。52试模过程中可能产生的缺陷、原因以及调整方法1注射填充不足所谓的填充不足是指在足够大注射压力，足够多的料量的条件下注射不满型腔而得不到完整塑件。这种情况极为常见，其主要原因有1熔体流动阻力过大这主要有下列原因主流道或分流道尺寸不合理；2型腔排气不良这是个很容易被忽略的问题，模具精度高，排气尤为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须要合理的安排顶杆、镶块，利用间隙充分排气，否则不仅充模困难，而且容易产生烧焦现象；3锁模力不足因注射时动模稍往后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量加大而引起缺料，应调大锁模力，保证正常制件料量；2制品尺寸超差初次是试模时经常出现制件尺寸与设计