淋浴喷头注塑模具设计-喇叭形【三维UG】【含CAD图纸】
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毕 业 设 计（论 文）设计（论文）题目： 淋浴喷头注塑模设计及分析 学 院 名 称： 专 业： 班 级： 姓 名： XXX 学 号 XXXXXXXXXXXXXX 指 导 教 师： XXX 职 称 XXX 定稿日期：2013年 5月9日中文摘要摘 要本文主要介绍了三向侧抽芯的淋浴喷头注塑模的结构设计，包括塑件工艺的分析，型腔排列的确定，分型面的确定，浇注系统、推出机构和冷却系统的设计，模架的选择，注塑机的选用，以及最重要的成型零部件的设计，侧向抽芯的设计等。根据塑件结构的复杂程度，同时考虑生产效率和批量的要求，采用一模两腔、侧浇口形式的单分型面注射模结构以及铲基侧抽机构。在此基础上，借助CAD/CAE技术，利用有限元分析软件完成注射成型模拟，以分析结果辅助该塑件一模多腔的浇注系统设计；借助UG三维软件对整套模具进行模拟装配。关键词：铲基侧抽芯；注射成型；模具设计；CAD/CAE English summaryABSTRACTThis paper describes a fixed direction core drawn tube frame injection mold structure design, including the analysis of the process of plastic parts, cavity arranged to determine, the determination of the parting surface, gating system, the introduction of agencies and cooling system design,formwork selection, the selection of the injection molding machine, and most importantly, molded parts of the design, the side core design.According to the complexity of the structure of the plastic parts, taking into account the requirements of the production efficiency and volume, the use of a mold cavity, the side gate in the form of a single parting surface injection mold structure and Bevel Pillar side of the pumping mechanism. On this basis, with the help of CAD / CAE technology, complete injection molding simulation using finite element analysis software to analyze the results assisted the plastic parts of a multi-cavity mold gating system design; With UG three-dimensional software to simulate the entire mold assembly.Key Words：Bevel Pillar side core；Injection molding；Mold design；CAD/CAE目 录1 引 言11.1 概述12 塑件的工艺分析22.1 塑件材料性能分析 材料：ABS22.2 塑件结构特征及用途分析22.3 综合分析塑件结构32.4 塑件的Moldflow分析33 模具总体结构设计63.1 确定型腔数目以及排列形式63.2 确定分型面63.3 确定浇注系统结构83.3.1 确定最佳浇口形式及浇口位置、数量83.3.2 流道布置83.4 确定推出机构93.4.1 脱模推出机构的设计原则93.4.2 塑件推出的基本方式93.5 确定导向机构93.6 确定温度调节系统103.6.1加热系统103.6.2冷却系统103.7 确定排气系统113.8 确定模具支撑零件结构114 模具零件结构尺寸设计124.1 初选设备124.1.1 计算塑件体积和重量124.1.2 根据容量初选注射机124.1.3 根据容量初选注射机124.1.4注射机主要参数124.1.5 校核注射机的有关参数134.2 设计浇注系统134.2.1 主流道设计134.2.2 设计计算分流道尺寸134.2.3 设计计算浇口尺寸144.3 设计推出机构144.3.1 推杆推出机构144.3.2 确定推杆位置、形状、尺寸及数量144.3.3 推杆安装、固定及配合144.3.4 推出机构复位方式的确定144.4 动、定模导向机构设计144.5 成型零件工作尺寸的计算154.6 侧向分型抽芯机构的设计164.6.1 抽芯距与抽拔力的计算164.6.2 铲基设计174.6.3 侧滑块与导滑槽设计184.6.4 楔紧块的设计184.7 模架的确定和标准件的选用185 注塑机的校核215.1 注射容量的校核215.2 锁模力校核及注射压力校核215.3 成型面积的校核计算215.4 注射压力的校核计算215.5 模高的校核225.6 模具最大尺寸的校核225.7 开模行程的校核22结 论23致 谢24参考文献25251 引 言1.1 概述塑料是20世纪才发展起来的新材料，目前世界上塑料的体积产量已经赶上和超过了钢材，成为当前人类使用的一大类材料。我国的塑料工业正在飞速发展，塑料制品的应用已深入到国民经济的各个部门。塑料制品的普及应用事毕要求塑料模具得到快速发展。近年来，我国塑料模具已得到快速发展，主要有如下成果：大型塑料模具已能生产单套重量达到50t 以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2um，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800 腔的塑封模；高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min 以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。从生产手段上， 模具企业设备数控化率已有较大提高， CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩展，高速加工及RP/RT 等先进技术的采用已越来越多， 模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都已有较大幅度的提高， 热流道模具的比例也有较大提高，内热式或外热式热流道装置得以采用，少数单位采用了具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具，完全消除了制件的浇口痕迹。气体辅助注射技术已成功得到应用。同时，塑料模具对设计人员的先进设计思维，创新意识的培养也越来越重要，所以掌握叫多的加工技术以及加工工艺是非常必要的。塑料模具的毕业设计在其中发挥了重要的作用，让作为学习塑料模具的学生得到了实践，体会到设计塑料模具的过程，也更加巩固了我们的理论基础与专业知识。了解模具行业，了解塑料模具产品从设计到生产的详细过程。虽然，塑料模具在国内发展较为迅速，但由于我国模具行业本身起步较晚，相比国外发达国家的模具设计制造水平，我国还存在很大问题，比如说发展不平衡， 产品总体水平较低。工艺装备落后， 组织协调能力差。大多数企业开发能力弱， 创新能力明显不足。供需矛盾一时还难以解决。体制和人才问题的解决尚待时日。为此，学习、研究塑料模具有其实在意义。通过本次毕业设计，对塑料模具相关知识进行进一步的巩固和学习。通过分析塑料分型面、浇口位置，推件板推出机构等一系列问题，对模具结构进行设计，并结合相关软件的应用，实现了优化模具设计。2 塑件的工艺分析2.1 塑件材料性能分析 材料：ABSABS塑料一般可分为硬质与软质两大类。硬制品中可不加增塑剂，有时加入冲击改性剂以改善其韧性，软制品需加入大量增塑剂。两者均加着色剂、稳定剂、润滑剂等塑料助剂。 结合本次研究的塑件，应选用硬质ABS（ABS）。由于塑件是大批量生产，塑件结构带有侧抽芯，所以选择注射成型。ABS的工艺特性（1）没有明显的熔点，60以上会变软，100150呈黏弹态，150以上呈黏流态，ABS混合料的分解温度很少超过200。（2）热稳定性差，无论是时间还是温度，都能导致ABS的分解，所以要严格控制成型温度和物料在料筒中的停留时间。（3）在ABS中，尽管加入了添加剂，但其流动性仍然较差，因此，在极短的时间内要使熔料充满模腔是困难的，因此，要用较高的注射压力和较低的注射速率。（4）由于加工过程中不可避免地要产生分解，放出HCl气体，因此，做好设备的防腐工作。（5）制品的脆性大。（6）ABS在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数，如果此参数不当将导致材料分解的问题。（7）ABS的流动特性相当差，其工艺范围很窄，特别是大分子量的ABS材料更难以加工（这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性），因此通常使用的都是小分子量的ABS材料。（8）ABS的收缩率相当低，一般在0.20.6% 。（9）在成型时温度过高易分解出氯气，氯气与空气中的水蒸气结合形成盐酸，易腐蚀模具型腔表面。2.2 塑件结构特征及用途分析该塑件为淋浴喷头，塑件结构如图2-1所示，起到固定和连接的作用，所以要求材料耐强度性要好。该塑件结构复杂程度一般，塑件属于大批量生产，要求模具寿命在10万件以上。根据设计任务书的要求，塑件要有良好的耐强度要求，制品重要尺寸精度为塑件4级，外露表面粗糙度为Ra0.8，要求表面干净清晰，无飞边，无明显收缩痕迹。图 2-1 塑件图2.3 综合分析塑件结构 由于零件的材料为ABS，综合ABS的特点、用途，该塑件基本符合要求，但在设计中还存在很大的问题，比如塑件表面要求高强度，所以浇口开在塑件侧面，属于侧浇口，用顶杆顶出塑件。塑件壁厚一般，在布置冷却水道的时候要考虑好塑件的质量问题，以免产生起泡、溶接痕点等缺陷。另外，塑件的侧抽多，且深度较大，分模力较大，需要考虑。2.4 塑件的Moldflow分析Autodesk Moldflow 仿真软件具有注塑成型仿真工具，能够帮助您验证和优化塑料零件、注塑模具和注塑成型流程。该软件能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。从薄壁零件到厚壁、坚固的零件，Autodesk Moldflow的几何图形支持可以帮助用户在最终设计决策前试验假定方案。先进行模流分析的网格预处理。图2-2 对塑件的网格处理再进行模流分析的最佳浇口位置分析。图2-3 最佳浇口位置分析从上图可以选出一个合理的位置作为浇口。最后，用选出来的浇口来进行以下分析：图2-4 对塑件的熔接痕分析由上图可知，熔接痕的位置不影响塑件的使用性能，基本符合要求。图2-5 对塑件的充填时间分析从上图可看出，填充时间约为2.1s，填充时间合理，充填流动比较平衡。图2-6 流动前沿处的温度上图表示流动过程中，产品温度分布很均匀，充填质量好。影响：过高的温度变化可以导致零件内部产生残余应力，而残余应力的存在会导致零件发生翘曲。 图2-7 对塑件成型产生气穴分析注意：气穴应该都分布在零件的边界上，存在气穴的位置应该在模具上添加排气槽，应该避免在零件的表面上出现气穴。影响：气穴可能使制件没有被完全填充，零件内存在气孔，气穴可能导致燃烧，使零件上出现烧焦的现象。由上图可知，气穴虽多，但不影响塑件的使用，基本符合要求。3 模具总体结构设计3.1 确定型腔数目以及排列形式一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型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（没有配合精度要求），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。型腔的数目可根据模型的大小情况而定。分析该塑件的结构特点，拟定为一模两腔的模具形式，型腔分布如图3-1所示。图 3-1 型腔分布3.2 确定分型面分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。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、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。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：（1）保持塑件外观整洁。（2）分型面应有利于排气。（3）应考虑开模时对塑件留在动模一侧。（4）应容易保证塑件的精度要求。（5）分型面应该简单实用并容易加工。（6）分型面应与注射机的参数相适应。（7）嵌件和型芯应安装方便。在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。根据浇注系统以及上述原则，考虑到模具有斜抽部分，所以采用单分型面分型，如下图3-2所示。 图3-2 模具的分型面分型的爆炸图如图3-3所示，图3-3 爆炸图3.3 确定浇注系统结构3.3.1 确定最佳浇口形式及浇口位置、数量因为ABS在升温的同时粘度也随之增高，容易发生缩孔现象，所以浇口不宜太小，太小不利于注射成型；但浇口也不能过于大，过大的话会影响塑件外观质量。该零件形状复杂程度一般，根据塑件表面可以看出，塑件采用侧浇口，这样可以降低溶体的表观粘度，增加浇注系统的平衡。浇口处在零件旁边，一模两腔，分流道为平衡分布。3.3.2 流道布置主流道设计：主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和冲模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面。主流道通常设计在模具的浇口套中。为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角为26，设计该零件时采用5，流道的表面粗糙度Ra0.8m。分流道设计：分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡地分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道。流道的设计原本应该是以最短的距离来设计，即水平直线来设计本模具的流道。但本模具型芯上的螺纹成型部分阻碍了这种设计方案，由于分流道要平衡分布，所以采用S形设计，流道分布如图3-4所示。图3-4 流道分布浇口套的设计：浇口套一般采用碳素工具钢（如T8A、T10A等）材料制造，热处理淬火硬度5357HRC。考虑到模具的生产成本，采用的形式为浇口套与定位圈设计成两个零件的形式，以台阶的形式固定在定模座板上。具体见装配图。3.4 确定推出机构注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凸模或型芯上脱出，完成脱出塑件。完成这一推出后，塑件才脱离模具完成所谓的脱模。3.4.1 脱模推出机构的设计原则塑件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此塑件的推出是不可忽视的。在设计脱模推出机构时应遵循下列原则。（1）推出机构应尽量设计在动模一侧；（2）保证塑件不因推出而变形损坏；（3）结构简单，动作可靠；（4）保证良好的塑件外观；（5）合模时准确复位。3.4.2 塑件推出的基本方式（1）推杆推出推杆推出是一种基本的，也是一种常用的塑件推出方式。常用的推杆形式有圆形，矩形，阶梯型等。（2）推件板推出对于轮廓封闭且周长较长的塑件，采用推件板推出。（3）对于大型深腔塑件，经常采用或辅助气压推出方式。本套模具的推出机构较为简单，全部采用推杆推出，每个塑件由4根圆形推杆推出，实现脱模。3.5 确定导向机构零件为大批量生产，且零件材料为ABS，相对与其他材料的塑料零件其零件精度一般，又考虑便于设计制造及维修方便，所以选用导柱、导套导向机构。 导向机构的总体设计：（1）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）本套模具采用4根导柱，其布置为等直径导柱对称布置。（3）本套模具导柱安装的支撑板和模架上，导套安装在上、下模板和推杆固定板、推件板上。（4）在合模时，应保证导向零件首先接触，避免型芯先进入型腔，损坏模具。（5）动定模板采用合并加工，可确保同轴度要求。3.6 确定温度调节系统3.6.1加热系统由于本套模具的模温要求在70以下，又是小型模具，所以无需设置加热装置。3.6.2冷却系统一般注射模内的塑料熔体温度为200左右，而塑料从模具型腔中取出时其温度在60以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。此零件材料为ABS是热塑性材料，在注射成型后需要通过冷却系统使塑料冷却下来，以获得满足设计要求的零件。所以在此副模具上应开设冷却水道，所以采用水冷的冷却装置,还有模具结构有点特殊，冷却水道开在两块镶件上，在水管里面放置一块铁片，让水流可以顺利流通循环，但在镶件与板接触处要用密封圈做好密封工作。根据塑件分析，冷却水道的直径应该为810mm。但由于可以打冷却水道位置的范围小，需适当减小水道直直径，故取上镶件水道直径为6mm，下镶件水道直径为6mm，方便加工和清理。（1）冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水的较多。因为水的热容量大，传递系数大，成本低。本套模具用水冷却，即在模具型腔内部开设冷却水道。（2）冷却系统的简略计算如果忽略模具因空气对流，热辐射以及与注射机接触所散发的热量，不考虑模具金属材料的热阻，可对模具冷却系统进行初步的计算。 塑件在固化时每小时释放的热量Q查表得ABS单位质量放出的热量=350kj/kg Q=W=152*350*6*=3192kj 式中W单位时间（每分钟）注入模具中的塑料质量kg/min 冷却水的体积流量 式中冷却水的密度 冷却水的比热容 冷却水出口水温25冷却水进口水温203.7 确定排气系统型腔内气体的来源，除了型腔内原有的空气外，还有因塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体。一般来说，对于结构复杂的模具，事先较难估计发生气阻的准确位置。所以，往往需要通过试模来确定其位置，然后再开排气槽。排气的方式有开设排气槽和利用模具零件配合间隙排气。开设排气槽通常要遵循的原则是：（1）排气槽最好开设在分型面上，因为分型面上因排气槽而产生的飞边，易随塑件脱出。（2）排气槽的排气口不能正对操作人员，以防熔料喷出而发生工伤事故。（3）排气槽最好开设在靠近嵌件和塑件最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕，宜排出气体，并排出部分冷料。（4）排气槽的宽度可取1.51.6mm,其深度以不大于所用塑料的溢边值为限，通常为0.020.04mm。本塑件的排气槽开设在分型面上，因为分型面上因排气槽而产生的飞边，容易随塑件脱出。采用间隙排气的方法，利用了分型面及零件的配合间隙排气。3.8 确定模具支撑零件结构该副模具的支撑零件和其他一般的塑料模具的支撑零件基本相同，查阅模具设计与制造简明手册P359 表2-87，模具支撑零件包括：定模板、动模板、固定板、支承板、动定模座板、推杆固定板、推板等，其具体结构、尺寸、表面粗糙度及形位精度要求见模具装配图和各零件图。4 模具零件结构尺寸设计4.1 初选设备4.1.1 计算塑件体积和重量由UG软件分析所得塑件的体积V=14.05cm，材料为硬质ABS，密度约为1.05g/cm，所以计算得出塑件质量约为14.75g。4.1.2 根据容量初选注射机（1）注射量的计算通过计算分析,塑件质量m1=14.75g,塑件体积V=14.05cm 从上述分析中确定为一模两腔,所以注射量为：m=1.05214.05g=29.505g 4.1.3 根据容量初选注射机 除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。通过查阅塑料成型工艺与模具设计P81表5.1，选用SZY-300注射机。4.1.4注射机主要参数注射机主要参数如下：螺杆（柱塞）直径 60 mm 注射容量 320 cm注射压力 77.5 MPa锁模力 1500 KN模具最大厚度 355 mm模具最小厚度 285 mm喷嘴球半径 12 mm喷嘴孔直径 4 mm定位孔直径 55 mm4.1.5 校核注射机的有关参数（1）注射量校核 nm1+m2 0.8m 214.75+110.8320 注射量足够 式中：m1个制品的质量（g）；m2浇注系统的质量（g）， m注射机允许最大注射量。4.2 设计浇注系统4.2.1 主流道设计根据设计手册差得SZY-300型注塑机喷嘴的有关尺寸： 喷嘴前端孔径： 喷嘴前端球面半径： 根据模具主流道与喷嘴的关系： 取主流道球面半径R=13mm；取主流道的小端直径d=4.5mm。 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，锥角为，流道的表面粗糙度。浇口套一般采用碳素工具箱（如T8A,T10A等）材料制造，热处理淬火硬度。4.2.2 设计计算分流道尺寸分流道截面形状及尺寸应根据塑料制件结构、大小和壁厚，所用塑料的工艺性能、成型工艺条件及分流道长度等因素来确定。在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。塑件采用半圆形截面流道。4.2.3 设计计算浇口尺寸考虑到这副模具为中小型塑料模具，根据模具结构特点为一模四腔，浇口设计为侧浇口，开设在分型面上，平行于分型面，这类浇口一般采用一次分型，一般根据塑件的形状特征适当地选择进料位置。浇口具体位置及分布情况见装配图，浇口形状及尺寸查阅塑料成型工艺与模具设计P104 图6.20。具体尺寸与形状见装配图。4.3 设计推出机构4.3.1 推杆推出机构由于塑件与型芯的接触面为主要为一个平面，为避免推出零件变形和保证零件表面光洁和平整，并结合其分型特点，拟采用推杆推出机构，推杆的数量为四根，均匀的分布在四个角落的位置。复位机构选用复位杆和弹簧复位。4.3.2 确定推杆位置、形状、尺寸及数量从模具整体结构可以看出，推杆推出机构作用于塑件，为了有足够的推出力，并使推出塑件时候受力均匀，保证制品不变形，所以根据塑件形状及模具特点，推出位置应在塑件内平面上，对称分布在塑件上端面一个用于按的地方，每腔采用4根直径为2.5mm的推杆，推杆具体位置及布置看装配图。4.3.3 推杆安装、固定及配合推杆通过头部阶梯固定在推杆固定板与推板之间，推杆与型芯之间的配合为H7/m6。4.3.4 推出机构复位方式的确定模具在合模前，利用复位杆和弹簧复位。详细见装配图。4.4 动、定模导向机构设计为保证塑料注射模具的动模与定模的正确定位和导向，所以选用普通的导柱、导套导向机构。1、导柱国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。2、 导套 导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。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6-8 mm，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1.5-2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。结合一次分型模具的特点，采用标准导柱GB/T4169.4-1984，导套采用GB/T4169.2-1984。4.5 成型零件工作尺寸的计算塑料模具型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏。也可能因刚度不足而产生翘曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型的模具型腔。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。结合本套模具，成型零件有型芯、型腔、侧抽芯1和侧抽芯2。其形状如图4-1所示。其部分尺寸计算如表4-2所示。图4-1 成型零件4.6 侧向分型抽芯机构的设计侧向分型与抽芯机构根据动力来源不同可分手动，液压或气动以及机动侧向分型抽芯机构三大类，根据本套模具选择机动侧向分型与抽芯机构。机动侧向分型抽芯机构是利用是利用注射机的开合模动作，通过驱动零件驱动滑块在稻花槽内作侧向往复动作，具体形式为铲基侧向分型抽芯机构。4.6.1 抽芯距与抽拔力的计算因为抽芯距等于侧孔深加23mm的安全系数，而当结构比较特殊时，如成型形状为正方形的线圈骨架，设计的抽芯距不能等于线圈骨架凹摸深度。抽芯距为：S侧=S1+(23)mm，则S侧1=4.8-5mm，S侧2=4.8-5mm，式中：侧抽芯距； 抽芯的极限尺寸（此为塑件最大的外形尺寸）。由文献2P177得计算公式如下：式中：侧型芯成型部分的截面平均周长； 侧型芯成型部分的高度； 塑件对侧型芯的包紧力，一般情况下模内冷却的塑件脱模时取； 塑料在热状态时对钢的摩擦系数； 侧型芯的脱模斜度。 可查得，h侧1=25mm，h侧2=25mm，L侧1=160mm，L侧2=79mm，代入求得F侧1=1602580（0.25cos0.58-sin0.58）=7.67kNF侧2=792580（0.25cos0.58-sin0.58）=3.79kN4.6.2 铲基设计铲基结构形式如图4-13所示，材料一般采用T8、T10。也可用20钢以渗碳处理，要求硬度5560HRC。铲基与模板固定孔间的配合采用H7/m6，与滑块导滑孔的采用H11/b11的间隙配合，或采用0.51mm的双边间隙值；当要求滑块导滑孔间的采用H11/b11的间隙配合，或采用0.51mm的双边间隙值；当要求滑块运动滞后于开模运动时，可采用23mm的双边间隙值。图4-3 铲基的形状铲基安装倾角的取值，当侧抽拔方向垂直于开模方向时，12 30。此处设计侧型芯滑块抽芯方向与开模方向垂直，4.6.3 侧滑块与导滑槽设计侧滑块的结构形式采用整体式，即将成型部分与滑动部分做在一整体材料上见图4-4所示，侧滑块上斜导孔的直径与倾角应保证能与铲基实现H11/b11的间隙配合。图4-4 侧抽芯机构导滑槽与滑块的配合形式为局部盖板结构，导滑槽应有足够的长度，其与滑块的配合长度常取滑块宽度的1.5倍，配合精度一般采用H8/b8或H8/b7。滑块与导滑槽的材料都常用45钢，T8或T10，滑动部分表面淬火，要求滑块的导滑面硬度等于或大于40HRC，另外侧滑块上的成型部位表面热处理硬度大于或等于50HRC，滑块与导滑槽的滑动配合面的表面粗糙度。侧滑块利用压缩态弹簧的弹力，通过拉杆螺钉将滑块拉紧在限位挡块上，要求压簧的弹力应是滑块中立的1.52倍，且其压缩长度常取侧抽芯距S的1.3倍左右。4.6.4 楔紧块的设计楔紧块的作用就是侧滑块在模具闭合后能精确复位，并锁紧侧滑块，承受注射成型时熔体对侧型芯的压力。楔紧块的楔紧斜面的倾角应于铲基的安装倾角，一般取=+25，楔紧面的热处理硬度为5256HRC。4.7 模架的确定和标准件的选用模具尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核所选模架是适当的。尤其是对大型模具，这一点尤为重要。在前面的型腔布局以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架，选用结构形式为C1型，模架尺寸为350mm600mm的标准模架，可符合要求。模具上所采用的螺钉尽量采用内六角螺钉，模具表面尽量不要有突出部分，表面应光洁，加涂防锈油。两板之间应有分模间隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便的分开两块模板。初选模架为C1型，如图4-3所示，详细的见装配图。图4-3 模架 模架重要尺寸： 定模座板 =30mm 定模板 =80mm 动模板 =60mm 推杆固定板=13mm 推板板 =15mm 垫块 =75mm 动模座板 =25mm1.定模座板（300mm300mm30mm）定模座板是模具与注射机连接的固定板，材料为45钢。通过4个内六角螺钉与上模板连接，与交口套采用H7/f8配合。2.定模板（300mm250mm80mm）定模板是型腔成型或是固定型腔的板，材料为45钢。其上导套孔与导套一端采用H7/m6配合，与浇口套采用H7/m6配合。3.垫块（300mm75mm33mm）（1）主要作用在动模座板与动模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要求。（2）结构形式可以是平行垫块或是拐角垫块，本套模具采用平行垫块。（3）垫块材料垫块材料可以用Q235A、HT200、球墨铸铁等。本套模具采用45钢。4.动模板（300mm250mm60mm）动模板是固定型腔的板，材料为45钢。其上导柱孔与导柱一端采用H7/m6配合。5.动模座板（300mm300mm25mm）材料为45钢，其上的注射机顶杆孔直径为60mm。6.推杆固定板（300mm180mm13mm）材料为45钢，其上与推杆配合孔采用H7/f9配合。7.推板（300mm180mm15mm）推板与推杆固定板采用4个内六角螺钉紧固连接，材料为45钢。5 注塑机的校核5.1 注射容量的校核式中 注射机额定注射量（克），查模具设计与制造简明手册P285 表2-33，得G机=320g； 塑料制品重量（克）； 浇注系统重量（克）。塑料制品的重量和浇注系统的重量计算 式中 V制品或浇注系统体积（cm）； r塑料的比重，查塑料成型工艺与模具制造P26，得r=1.15-2.00g/cm3 所以注射容量满足要求。5.2 锁模力校核及注射压力校核锁模力校核：（0.750.9）式中 注射机的额定锁模力（kN）；取1500kN 制品成型力（kN）； 塑料进入型腔的单位平均压力，一般取（20004000）104 N/m2 制品在分型面上（包括浇注系统）的投影面积（m2）。=（20004000）104 0.0068=141.4282.8kN所以（0.750.9），锁模力符合要求。5.3 成型面积的校核计算 式中 注射机额定最大成型面积，查得800cm2 模具成型面积由上式可以计算出：所以 ，所以成型面积足够。5.4 注射压力的校核计算 式中 注射机额定最大注射压力，查； 模具成型时需要的注射压力，查得所以，注射压力符合要求。5.5 模高的校核模具厚度H必须满足HminHHmaxHmin=285mm，Hmax=355mm，H=300mm，所以285300355符合要求。5.6 模具最大尺寸的校核SZY-300注塑机的动定模固定板的尺寸为620520mm，而本套模具的尺寸为600350mm，所以满足要求。5.7 开模行程的校核该模具的开模行程为173，而Smax=340，所以开模行程符合要求。结 论经过两个多月来对淋浴喷头注塑模具的设计，使我对注塑模具的设计流程和方法有了一个较为全面的了解，掌握了注塑模具的基础知识等等。同时在这个反复设计计算，工艺分析，查阅文献和资料的过程中，不仅是对大学四年所学的知识进行系统的整合和恰当的运用，而且潜移默化中又得到了一种科学的设计思路和解决问题的方式方法。在设计过程当中遇到了很多问题，比如如何选择分型面、成型设备、模架的结构，以及成型零件的设计和工作尺寸的计算等等，费了很多周折，也走了不少的弯路。而在装配图的绘制过程中，又遇到了前面设计上的很多结构错误，对细节方面的，反复修改较多。经过老师的指导和长时间的思考及翻阅许多的相关资料，才完整的完成了本套模具的设计过程。但由于经验和水平所限，设计中依然存在很多的问题，在实际中仍需大量的修正和调试，才可正常运作，毕竟是在学校做的设计，难免会遇到各种各样的生产上的实际问题。 在设计过程充分利用了各种可以利用的方式，在设计的后一阶段充分利用CAD软件制图和Word对设计说明书的排版编辑和打印等。新的工具的利用，大大的提高了工作效率，同时又让我对这些应用软件有了更深层次的提高。 总之，对模具的设计原则是在模具符合使要求的前提下尽量降低成本，同时在实际中不断的积累经验，设计出价廉物美的模具 。致 谢走的最快的总是时间
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