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042
电钻
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042-电钻排风叶轮注塑模设计,042,电钻,叶轮,注塑,设计
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本科毕业设计(论文) 题目：电钻排风叶轮注塑模设计 电钻排风叶轮注塑模设计摘 要 本毕业设计说明书主要讲述对电钻排风叶轮进行模具设计的过程。通过对塑件的工艺分析，设计出塑料模具。 本次设计的具体过程如下：第一步对塑件的成型工艺性能进行分析。这包括对塑件的结构尺寸的分析和成型塑件的材料各项性能的分析。第二步就是如何合理的选择注射机。选择正确的注射机是本次设计的基础。第三步就是拟定模具的结构形式。模具的结构形式必须根据塑件的结构尺寸，通过计算进行合理的选择。第四步就是浇注系统的设计。第五步是本次设计的重点，成型零部件的设计和计算。第六步是斜滑块侧抽芯机构的设计和计算。 本设计主要是通过使用Pro/ENGINEER与Auto CAD完成装配图、零件图。此次毕业设计综合了大学四年来所学的专业知识，从而进一步巩固了模具设计方面的相关知识，并积累了相关的设计理念与经验。关键词：注塑模，分型面，浇注系统Drill Exhaust Impeller Injection Mold DesignAbstractThe graduation design specification focuses on drill exhaust impeller mold design process. Through the plastic parts of the process analysis, design of plastic mold. Theprocessesofthespecificdesignareasfollows:Firstofall,analyzingplasticmoldingprocessperformance.ItincludesanalysisofthestructureofplasticpartsandanalysisoftheperformanceofPE.Thesecondstepishowtochooseareasonableinjectionmachine.Choosingtherightinjectionmachineisthebasisofthisdesign.Thethirdstepistodevelopthestructureoftheformofmold.Thestructureoftheformofmoldplasticpartsmustbebasedonthestructuresize.Thefourthstepisthedesignofgatingsystem.Thefifthstepisthefocusofthisdesign.Thesixthstepisthedesignandcalculationofsidecolumncorepullingguide. ThisdesignisthroughtheuseofPro/ENGINEERandAutoCADcompletionoftheassembly,partsmap.Theintegrateddesignofauniversitygraduateinthreeyearstheschoolsexpertisetofurtherconsolidatethemolddesign-relatedknowledge,andtheaccumulationofrelateddesignideasandexperience.Key words:Injection mold，Parting surface，Gating systemII主 要 符 号 表K 安全系数 E 材料弹性模量Smax 塑料的最大收缩率 P1 脱模阻力Smin 塑料的最小收缩率 C 型芯成型部分断面的平均P0 单位面积的包紧力 h 型芯被塑料包紧部分的长度s 塑件公差 P0 单位面积的包紧力D腔 型腔內形尺寸 安全系数Qcp 塑料平均收缩率 S 顶出行程ds 塑件外径基本尺寸 富裕量Ds 塑件內形基本尺寸 顶出行程富裕量h腔 凸模/型芯高度尺寸 倾斜角Hs 塑件內形深度基本尺寸 Q 抽拔阻力P1 动模受的总压力 P 斜导柱所受的弯曲力F 塑件的投影面积 塑件收缩率P 型腔压力 f 摩擦系数K 修正系数 塑料泊桑比B 动模垫板的宽度 L 支撑块的跨距目 录1绪论1 1.1 设计背景1 1.2 模具国内外发展概况1 1.2.1 我国模具技术的现状1 1.2.2 国内外模具技术的展开趋向22叶轮工艺设计5 2.1 电钻排风扇叶轮塑件图尺寸确定5 2.2 材料成型工艺分析6 2.3 塑件尺寸精度7 2.4 模具材料的选择7 2.5 脱模斜度8 2.6 拟定模具的结构形式9 2.6.1 型腔数量的确定9 2.7 孔的设计9 2.7.1 孔的极限尺寸9 2.7.2 孔间距9 2.7.3 孔的类型93注射机型号的确定10 3.1 注射量的计算10 3.2 锁模力的计算10 3.3 注射机型号的确定10 3.3.1 注射机的两种类型的优缺点10 3.3.2 注射机具体型号的选用11 3.4 注射机工艺参数的校核11 3.4.1 注射量的校核11 3.4.2 注射机压力的校核12 3.4.3 锁模力的校核124浇注系统的设计13 4.1 流道设计13 4.1.1主流道的设计13 4.2 浇口设计15 4.3 分型面的设计16 4.4 排气槽的设计165成型零部件的设计和计算18 5.1 凹模的结构设计18 5.2 凸模结构设计18 5.3 螺纹型芯的设计19 5.4 成型零件工作尺寸的计算19 5.4.1 凸模外形尺寸计算19 5.4.2 型芯高度尺寸计算20 5.4.3 凹模内腔尺寸的计算20 5.4.4 凹模深度尺寸的计算21 5.4.5 成型零件的工艺性21 5.5 各模板尺寸的确定22 5.6 模架各尺寸的校核226合模导向及定位机构设计24 6.1 导柱导向机构24 6.2 导套设计26 6.3 推出机构设计27 6.4 推杆27 6.5 复位杆28 6.6 脱模机构设计28 6.6.1 脱模机构和设计原则28 6.6.2 脱模力的计算29 6.6.3 推出方式的确定297温度调节系统的设计和计算31 7.1 冷却系统的设计31 7.2 冷却介质31 7.3 冷却回路计算328结论34参考文献35致 谢37毕业设计（论文）知识产权声明38毕业设计（论文）独创性声明39V1绪论 1.1设计背景由于塑料材料具有许多优点，目前正逐渐成为金属材料的良好代用材料，在很多领域都出现了金属材料塑料化的趋势。作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平的高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。随着塑料新品种的不断出现以及塑料制品在结构、外观上要求的日益提高，使产品的设计和模具设计过程变得越来越复杂。而传统的模具设计是在二维环境下采用手工绘图的方式进行的，已经很难满足这种发展变化的需要。过去模具设计工作主要依靠设计人员的经验，模具的加工制造又在很大程度上依赖于生产者的操作技能，因此存在模具设计水平低、加工质量差、生产周期长、使用寿命短等缺陷。注塑模具CADCAM技术的应用，从根本上改变了传统的塑料产品开发和模具加工方式，大大地提高了产品的质量、缩短了开发周期、降低了生产成本、强有力地推动了模具工业的发展。一些大型的商品化CADCAM 软件，如ProEngineer、Unigraphics II、Cimatron、MoldFlow等，都已开发出专门用于注塑模具设计的功能模块，为模具设计提供了十分方便的工具。有资料统计表明，采用CAD技术可以使模具设计时间缩短50。在欧美一些工业发达的国家，CADCAM已经成为模具行业一种普遍应用的技术。在CAD应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段。在模具设计中采用三维CAD软件的企业已经接近90。目前，国内也有不少企业开始应用CAD软件进行模具设计。ProE、MoldFlow等软件在注塑模具设计中的应用，成功地弥补了传统设计方法的不足，制品几何造型、分型面的创建、模具的结构设计，都是基于同一数据库进行的，既方便，又易保证制品的精度。1.2模具国内外发展概况 模具工业是国民经济的重要根底工业之一。模具是工业消费中的根底工艺配备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要范畴，其技术程度的上下已经成为权衡一个国度制造业程度的重要标志。381.2.1我国模具技术的现状 20世纪80年代以来，国民经济的高速展开对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的展开提供了宏大的动力。这些年来，中国模具展开非常迅速，模具工业不断以15%左右的增长速度疾速展开。复兴和展开中国的模具工业，日益遭到人们的注重和关注。“模具是工业消费的根底工艺配备”已经获得了共识。目前，中国有17000多个模具消费厂点，从业人数约50多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。近年来，中国模具工业企业的一切制成分也发作了变化。除了国有专业厂家外，还有个人企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都失掉了迅速的展开。许多模具企业非常注重技术展开。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业展开的重要动力。此外，许多研讨机构和大专院校也展开了模具技术的研讨与开发。中国塑料模工业从起步到如今，历经半个多世纪，有了很大展开，模具程度有了较大进步。在大型模具方面已能消费48in（约122cm）大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和全体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能消费照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、疾速成型与疾速制模技术、新型模具材料等方面获得了明显进步；在进步模具质量和延伸模具设计制造周期等方面作出了奉献1。进入21世纪，在经济全球化的新情势下，随着资本、技术和休息力市场的重新整合，中国配备制造业在参加WTO当前，将成为世界配备制造业的基地。而在古代制造业中，无论哪一行业的工程配备，都越来越多地采用由模具工业提供的产品。为了适使用户对模具制造的高精度、短交货期、低本钱的迫切要求，模具工业正普遍使用古代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，这是各行各业对模具这一根底工艺配备的迫切需求2。1.2.2国内外模具技术的展开趋向 （1）模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向展开模具CAD/CAE/CAM技术是模具设计、制造技术的展开方向，模具和工件的检测数字、模具软件功用集成化、模具设计、分析及制造的三维化、模具产业的逆向工程以及模具软件使用的网络化是主趋向3。新一代模具软件以立体的、直观的观感来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品构造的分析、模具可制造性评价和数控加工、成形进程模仿（CAE）及信息的管理与共享。值得强调的是，模具数字化不是孤立的计算机辅佐功用或数控技术的集合，其关键是它们与人工智能的无缝集成，不只可以整理知识、保管知识，还可以发掘知识、繁衍知识。新一代的模具数字化将是一个集工程师的智慧和经历、计算机的硬件和软件、数值模仿和数控技术、工艺及工程管理为一体的模具优化的开发、设计和认证的系统工程4。（2）模具制造向精密、高效、复合和多功用方向展开精密数控电火花加工机床（电火花成形机床、快走丝线切割和慢走丝线切割机床）不时在加工效率、精度和复合加工上获得进步，国外已经将电火花铣削用于模具加工。加工精度误差小于1m的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一同的复合加工将快速展开。国外近年来展开的高速铣削技术和机床（HSM）开端在国际使用，将大幅提高加工效率。模具抛光的自动化、智能化也是展开趋势之一，日本已研制了数控研磨机，可完成三维曲面模具的自动化研磨抛光。此外，特种研磨办法如挤压研磨、电化学抛光、超声抛光也有巨大进步6。其他方面，如采用氮气弹簧压边、卸料、疾速换模技术、冲压单元组合技术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。（3）快速经济制模技术使用快速制模主要从以下四方面提高制模速度：一是进步加工速度（如高速铣削）；二是基于疾速原型的疾速制模技术；三是选择易切削模具材料（如铝合金）来提高制模速度；四是采用复合加工、多轴加工提高加工效率7。快速成型制造技术（RPM）被公以为是继数控（NC）技术之后的一次技术革新，基于快速成型的疾速制模技术是如今和将来的一个热点。此外表面成形制模技术、浇铸成型制模技术、冷挤压及超塑性成形制模技术、无模多点成形技术和KEVRON钢带冲裁落料制模技术也在蓬勃展开。（4）模具自动加工技术的研制和展开随着各种新技术的迅速展开，国外已呈现了模具自动加工趋势。这也应是中国的长远展开目的。模具自动加工系统应有如下特征：多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完好的机具、刀具数控库；有完好的数控零碎同步系统；有质量监测控制系统。 （5）模具材料及表面处置技术展开迅速在模具材料方面，一大批用于不同成形工艺的模具材料相继问世并投入运用。在模具表面处置方面，其次要趋向是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗（如TD法）展开；由普通分散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向展开；同时热处置技术由大气热处置向真空热处置展开。另外，目前激光强化、辉光离子氮化技术及电镀（刷镀）防腐强化等技术也日益遭到注重8。（6）模具工业新工艺、新理念和新方式逐步得到了认同由于车辆和电机等产品向轻量化展开，许多轻型材料和轻型构造用于汽车业，如以铝代钢，非全密度成形，高分子材料、复合材料、工程陶瓷、超硬材料。新型材料的采用使得消费成形和加工工艺发作了根本改造，相应地呈现了液态（半固态）挤压模具及粉末锻模、冲压模具功用复合化、超塑性成形、塑性精密成形技术、塑料模气体辅佐注射技术及热流道技术、高压注射成型技术等9。另一方面，随着先进制造技术的不时展开和模具行业全体程度的进步，在模具行业呈现了一些新的设计、消费、管理理念与方式。主要有：顺应模具单件消费特点的柔性制造技术；创造最佳管理和效益的精益消费；进步快速应变才能的并行工程、虚拟制造及全球矫捷制造、网络制造等新的消费方式；模具标准件的日渐普遍使用（模具标准化及模具标准件的使用将极大地减少模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具制造本钱）；普遍采用标准件、通用件的分工协作消费方式；顺应可持续展开和环保要求的绿色设计与制造等。2 叶轮工艺设计首先是对塑件进行测绘，在绘制CAD图时，要多几个刨面图以利于表达。造型结束后进行模具设计。通过计算和实际需求本设计选用一模一腔。下面选择注塑机，主要从注射量、锁模力等方面进行考虑。要确保塑件及浇注系统所需的注射量不超过注射机最大容量的80。接着对各个系统进行设计，首先是浇注系统。浇注系统分为主流道、分流道、浇口、冷料穴等。主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线应在同一条直线上。另外由于主流道与高温高压的熔融塑料接触所以外面要加个浇口套。浇口套要进行淬火处理，这样可以延长模具的使用寿命。主流道与分流道采用圆角过渡，这样可以减小料流转向过渡时的阻力。分流道的布置要均匀处理，确保熔融塑料由主流道到各分流道的距离相等。分流道表面不必很光，可以使熔融塑料的冷却皮层固定，有利于保温。分流道与浇口采用圆弧过渡，有利于熔料的流动及填充。浇口主要有两个作用，一是起控制作用，二是压力撤销后封锁型腔，不产生倒流。冷料穴主要是避免冷料进入型腔影响塑件的质量和堵塞浇口。拉料杆主要是保证浇注系统的凝料从定模浇口套中拉出，留在动模一侧，便于取出。接着是排气系统的设计。本模具采用间隙排气10。利用分型面的配合间隙自然排气。下面是推出机构的设计。推动的动力来源有手动推出、机动推出和液压与气动推出机构。本模具设计采用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模。接着是推出机构的设计。本模具设计采用塑件留在动模，要保证塑件不应推出变形或损坏，还要保证塑件的良好外观和结构可靠。2.1电钻排风扇叶轮塑件图尺寸确定电钻排风扇叶轮塑件，材料为ABS，用游标卡尺对零件进行测绘。我们最终所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，而我们所取的塑件是模具生产出来的千千万万个塑件中的一个，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的会产生一定的变形，因此对该零件的测量数值需要进行分析处理。如对塑件较大尺寸误差的进行修正，对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整，然后绘出零件的草图11。由于条件限制所以采用多次取断面进行测量的办法。量具：游标卡尺（0300、0.02），曲线测量仪等注意做到以下几点：a测绘过程中必须把被测物体放在工作平面上；b采用多次测量求平均值； c正确地读取数据。测量的主要尺寸如下图： 图2.1 电钻排风扇叶轮塑件图2.2材料成型工艺分析 （1）化学和物理性能： ABS 是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯3 元单体共聚物，每种单体都有不同性能：丙烯腈具有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；在本设计中选用的收缩率为0.5。苯乙烯具有易加工、高光洁度、高强度的特性，因而ABS 是具有“坚韧”、“质硬”、“刚性”的材料。从形态上看，ABS 是非结晶型材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS 的特性主要取决于三种单体的组成比例及两相中的分子结构，因此市场上产生了不同品质的ABS 材料。如ABS 与#372 有机玻璃熔接性良好，可作双色成型塑件。不同品质的材料提供不同的特性，如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲性能等。 （2）成型特点：流动性中等，有超强的易加工性、外观特性、低蠕变性和优异的尺寸稳定性及很高的冲击强度。 （3）注塑工艺及模具条件：干燥处理：ABS 具有吸湿性，注塑成型之前要进行干燥。建议干燥条件：80-90下最少干燥2小时，且材料温度波动应保证小于0.1%。熔化温度：210-280；建议温度：245。模具温度：25-70。（模具温度将影响塑件光洁度，模具温度较低则会导致成型制品的光洁度较低）注射压力：50-100MPa。注射速度：中等高速。 （4）典型应用范围： 电器外壳、汽车仪表盘、蓄电池槽、热空气调节管、叶轮、凸轮及手柄等。2.3塑件尺寸精度塑件的尺寸精度一般是根据使用要求确定的，但还必须充分考虑塑料的性能及成型工艺的特点。由于该塑件是作为排风叶轮，要求其外表面光滑，既不会在使用过程中对人造成伤害，还要必须考虑其外形的美观。因此该塑件取精度等级为5级。2.4模具材料的选择塑料模具结构比较复杂，组成一套模具的零件数目较多，而且由于各零件在工作中所处的地位、作用不同，对材料的性能要求也不同。总的说来，用于制作塑料模具的材料，在质量上首先要求具有一定的硬度和耐磨性，其次是有一定的强度和韧性，再次是易于加工。因此，应根据模具的结构、性能要求和使用条件、模具的制造方法，合理地选用模具材料。根据文献12，模具中各个零件的材料选择如下：a. 导向零件的材料选择 包括导套和导柱，由于在开、合模时有相对运动，成型过程中要承受一定的压力，或偏载负荷，因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韧性，本设计中的导向零件选用T10A，经过渗碳淬火后表面硬度应达到5055HRC；b. 浇注系统零件的材料选择 包括浇口套，拉料杆等，要求具有良好的耐磨表面、耐蚀性和热硬性，本设计中的浇注系统零件选用T10A，经过渗碳淬火后表面硬度应达到5055HRC；c. 顶出机构零件的材料选择 包括推杆和复位杆，要求表面耐磨性好，并具有足够的机械强度，本设计中推杆选用3Cr2W8V,淬火处理后表面硬度达到4045HRC；复位杆选用T10A，淬火处理后表面硬度达到5055HRC； d. 模体零件的材料选择 包括各种模板、推板、固定板、垫块等，这些零件要求具有足够的机械强度，在本设计中选用45钢，经淬火处理后表面硬度达到28-2HRC，可满足上述要求；e. 定位零件的材料选择 包括定位圈和螺钉，要求其具有足够的机械强度，耐磨性好，考虑上述要求，定位圈选用T10A，并表面淬火使硬度达到5055HRC；螺钉选用45钢。2.5脱模斜度脱模斜度主要是为了便于脱模。塑件沿脱模方向常用的斜度值对热塑性塑件为0.53，热固性酚醛压制件取0.51。脱模斜度的大小与塑件的形状，脱模方向的长度，塑件表面质量有密切关系10。热塑性塑料在脱模时有较大的弹性，即使是较小的脱模斜度，也可以顺利脱模。但为了减小脱模阻力，一般在产品没有特殊要求的条件下，选用尽可能大的脱模斜度。较深的孔，其两端尺寸公差又较小时，可以用推板、推管等进行强制脱模。但型芯的表面必须做成镜面，而且要有不低于52HRC的硬度11。塑料的性质不同（指硬度、表面摩擦系数、弹性等），所必须的脱模斜度也不同，一般规律为：A. 硬质塑料需比软质的脱模斜度大；B. 塑件的壁厚大时，成形收缩大，脱模斜度要大；C. 形状复杂的部分要比形状简单的部分有较大的脱模斜度；D. 型腔的深沟槽部分如加强筋、突脐，需要较大脱模斜度。一般选取35。由于塑件冷却后产生收缩，会使塑件紧紧地包住模具型芯、型腔中突出的部分，为了使塑件易于从模具内脱出，在设计时必须保证塑件的内外壁具有足够的脱模斜度。由于目前还没有比较精确的脱模斜度计算公式，在选择脱模斜度时，主要还是参照经验数据，根据ABS材料的性质在设计中选用2.5的脱模斜度12。2.6拟定模具的结构形式2.6.1型腔数量的确定该塑件精度要求一般，精度等级为MT5，生产为单件生产。再通过公式计算： （2.1） 所以选择一模一腔2.7孔的设计塑件上有一个通孔，这个孔与塑件同时成型。由于塑件的成型特性，设计时应注意以下几个方面：2.7.1孔的极限尺寸 原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。在注射成型时，型芯受到高速流动的塑料熔体的冲击，如果型芯的直径太小或者太长，则会因为高冲击而弯曲，所以对孔的最小直径和孔的最大深度加以限制。极限尺寸根据参考文献12表2-15选取。2.7.2孔间距 注射成型时，塑料熔体遇到成型孔的小型芯时会被分成两部分，在料流的背面颤声熔接痕，使塑件孔的强度降低。因此，孔边与孔边之间，孔边与塑料边缘之间应该有一定的距离，以保证塑件有足够的强度。孔间距、孔边距与孔径的关系见参考文献12表2-16查的孔径为16mm，孔边距23；2.7.3孔的类型 塑件上常见的孔有通孔、不通孔、螺钉固定孔和异型孔等。本设计中主要采用了通孔和螺纹固定孔两种。 3注射机型号的确定3.1注射量的计算 通过称重塑件的质量为m=22.53g，密度由表可查得=1.021.08g/（在本设计中取1.07g/），所以塑件的体积为： 而流道凝料的质量m1未知，在此按m 的0.6 倍来计算。由于是一模一腔，则总的注射量是： 3.2锁模力的计算 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需要的锁模力计算：对塑件投影面积分析得A 为 A=-lc （3.1） =-52 =15617.78mm 因为本设计选用的是一模一腔，所以，流道凝料（包括浇口）在分型面上的投面积a 数值相当小可以忽略不计，所以总投影面积就是15617.78mm。从而得到F f = AP式中， F注射机的额定锁模力（N）； f 模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa），一般为注射压力的0.3 0.65 倍，通常为2040MPa，在此设计中取35MPa ； Ff =15617.7810_635106= 546622.3N ，则F260KN 。3.3注射机型号的确定3.3.1注射机的两种类型的优缺点 采用卧式注射机的优点是注射部分和锁模部分在同一水平线上，工作位置低，操作方便，稳定性好，顶出后塑件可以自动脱落，是应用广泛的注射机，适用于大、中、小个各型注射机，但唯一的缺点是占地面积大。采用立式注射机的优点是占地面积小，缺点是操作位置高，对于注射量大的注射机，势必使注射机高度增加，操作台升高，操作不方便，注射机的工作稳定性也减小。因此，立式注射机多限于小型注射机。本设计考虑到两种注射机的优、缺点，最终选用卧式注射机。3.3.2注射机具体型号的选用注射机规格主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式来确定13，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下进行注射机相关参数的计算。在本设计中，根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，初步选择公称注射量为200cm，注射机型号为SZ-200/120卧式注射机，主要技术参数：理论注射量/ =200螺杆（柱塞）直径/= 42注射压力/MPa=150注射速率/(g/s)=120塑化能力/(kg/h) =70螺杆转速/(r/min) =0220锁模力/kN =1200拉杆内间距/ =345385顶出行程/=100顶出力/kN=15模板行程/mm=350最大模具厚度/=400最小模具厚度/=230喷嘴口孔径/=4喷嘴球半径/=15模具定位孔直径/mm=1253.4注射机工艺参数的校核3.4.1注射量的校核为了保证正常的注射成型,模具每次需要的实际注射量应该小于或者等于某注射机的公称注射量的80%,即 nV塑+V浇0.8V公 (3.2) nm塑+m浇0.8m （3.3)式中, V公是注射机公称注射量(cm3);m公是以聚苯乙烯为标准的注射机的公称注射量(g);V塑是单个塑件的容积(cm3);V浇是浇注系统的容积(cm3);N 是型腔数目;代入数据得: 33.60.8200=16036.0482001.06=312由计算可知两个条件都满足要求,所以,注射量满足要求。3.4.2注射机压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力p能否满足塑件成型时所需要的注射压力p。塑件成型时所需要的压力一般由塑料流动性、塑件结构和壁厚以及浇注系统类型等因素决定，其值一般为70150Mpa，具体数据参考参考文献12表4-1。通常要求： 。 而，注射压力校核合格。式中 取1.3 取90（壁厚易流动）3.4.3锁模力的校核 而KN锁模力校核合格。其它安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。4 浇注系统的设计 4 浇注系统的设计 注塑模具的浇注系统是指在模具中从主流道始端到型腔之间的塑料熔体的流动通道。其作用是使塑料熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。浇注系统分为普通浇注系统和无流道浇注系统两大类。本设计采用普通的浇注系统，包括流道（由主流道、分流道、和冷料穴三部分组成）和浇口。4.1流道设计流道设计包括主流道、分流道和冷料穴的设计。4.1.1主流道的设计主流道（也叫进料口），它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难14。主流道部分在成型过程中，其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要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设计成可拆卸更换的主流道衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢T8A、T10A等，热处理要求淬火50HRC55HRC。在一般情况下，主流道不直接开设在定模板上，而是制造成单独的浇口套，镶定在模板上。小型注射模具，批量生产不大，或者主流道方向与锁模方向垂直的模具，一般不用浇口套，而直接开设在定模板上。浇口套是注射机喷嘴在注射模具上的座垫，在注射时它承受很大的注射机喷嘴端部的压力同时由于浇口套末端通过流道浇口与型腔相连接，所以也承受模具型腔压力的反作用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压入模具内，浇口套的结构上要增加台肩，并用螺钉紧固在模板上，这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶出。 主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，是连接注射机喷嘴与分流道的 一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，横截面为圆形，带有一定的锥度，便于塑料熔体按序顺利地向前流动，开模时主流道凝料又能顺利地被拔出。主流道的尺寸直接影响到塑件熔体的流动速度和充模时间，甚至塑件的质量。主要设计参数如下： （1）为了防止浇口套与注射机喷嘴对接处溢料主浇道与喷嘴的对接处设计成半球形凹坑,凹坑深度为35mm,这里取5mm;其球面半径SR应比注射机喷嘴头球面半径SR0大12mm,喷嘴球的半径r=15 ，则凹坑的球面半径R=17 ; （2）浇口道的圆锥角通常取a=2080,这里取60;圆锥角a可以用下式表示: tana=(D-d)/ L式中,D是主浇道大端直径;d是主浇道小端直径;L是主浇道长度;（3）浇口套内壁的粗糙度为Ra0.8m，抛光时沿轴向进行；（4）主流道大端呈圆角，半径为r=13,以减小料流转向过度时的阻力.这里取r=2。 （5）主浇道小端直径d应比注射机喷嘴直径d0大0.51mm,以防止主浇道口部积存凝料而影响脱模,喷嘴孔径d=4 ；小端直径D=5；大端直径为5.89。（6）在模具结构允许的情况下,主浇道的长度应尽可能短,一般取L小于等于60mm,这里主流道长度取L=20 ,L=20-5=17mm。 主流道由于采用的是三板试点浇口结构，要用推流道板使流道凝料自动坠落，故浇口套与推流道板的滑动配合部分设计有 15的锥度，以保证使用安全，动作可靠。如图： 图4.1 主浇道零件图图4.2 定位圈示意图4.2 浇口设计 浇口是连接分流道和型腔的一段细短的通道（除直接浇口以外），它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模时加以修正15。点浇口是比较常用的一种浇口形式，通常用于流动性较好的塑料制品，如聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚苯乙烯、尼龙类的塑件。本设计采用材料ABS，综合考虑选用点浇口结构。点浇口的有点是当熔体通过点浇口时，有很高的剪切速率和摩擦，产生热量提高熔体的温度和降低熔体粘度，有利于熔体的流动从而能获得外形清晰、表面光泽的塑料制品。塑料制品的浇口在开模的同时即被拉断，浇口痕迹呈圆点状，不明显，所以点浇口可开在塑件的表面及任何位置，并不影响制品的外观。点浇口的类型选用参考文献13上的4-66a；浇口的长度一般取02mm，这里取2mm。交口直径范围为0.51.8mm，这里取1mm。4.3分型面的设计分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。在封闭模腔中成型塑件，为了减小模腔中脱出时的阻力，要求塑件应带有适当的脱模斜度，也要求模具两半部分的接触面（即分型面）应相对于所成型的塑件，安排适当的位置，这就要正确的选择分型面。分型面的选择原则是： （一）便于塑件脱模 （1）在开模时尽量使塑件留在动模内； （2）应有利于侧面分型和抽芯； （3）应合理安排塑件在型腔中的方位； （二）考虑和保证塑件的外观不遭损坏 （三）尽量保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等） （四）有利于排气 （五）尽量使模具加工方便分型面一般设在塑件断面尺寸最大处，但在此设计中由于采用的是点浇口，需要三板模，存在两个分型面，把型芯设在动模一边，型腔设在定模一边，开模后塑件留在动模，有利于塑件的脱模。流道板和定模板接触面为分型面，即动模板和定模板两接触面为分型面（详图见装配图）。由于本设计采用的双分型面结构，所以在模具分型时必须要注意几个点，一是第一次分型的位置，二是第二次分型的位置，以及定模板位置的固定。在这里首先应确定第一次分型面的位置。4.4排气槽的设计在注塑成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中有的气体外，还有塑件受热或凝固产生的低分子挥发气体和塑料中的水分在注射温度下气化形成的水蒸气。这些气体若不能顺利排出，则可能因充填时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，使塑件产生气泡、空洞或填充不足等缺陷，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题.对于由于排气不畅而造成型腔局部充填困难时.除了设计排气系统外、还要考虑开设流槽.用于在容纳冷料的同时也容纳一部分气体,有时采用这种措施是十分有效的. 通常有三种排气方式: (1) 利用配合间隙排气. (2) 在分型面上开设排气槽. (3) 利用排气塞排气. 本模具由于制品尺寸不大，可以利用他们之间的配合间隙排气.不要另设排气槽.间隙不超过0.05mm,一般为0.030.05mm；还可以利用分型面排气。5 成型零部件的设计和计算 塑件在成型加工过程中，用来充填塑料熔体以成型制品的空间被称为型腔或模膛。构成模具型腔的零件统称为成型零件，通常包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型芯或型环等。由于这些成型零件直接于高温、高压的塑件熔体接触，并且在脱模时反复与塑件摩擦，它必须具有如下一些性能16： （1）具有足够的强度、刚度，以承受塑料熔体的高压。 （2）具有足够的硬度、耐磨性，以承受料流的摩擦和磨损。通常进行热处理，使其硬度达HRC40以上。模腔的应力，避免模具在短期工作后即失效。为此，在模腔压如模套内后，二者应该预压。5.1凹模的结构设计凹模又称阴模，他是成型塑件外轮廓的零件。根据需要有以下几种形式： （1） 整体式凹模整体式凹模是一整块金属材料（也称定模板或凹模板）直接加工而成。其特点是为非穿通式模体，强度好，不易变形。但由于成型后热处理变形大，浪费贵重材料，故只只用于小型且形状简单的塑件成型。 （2） 整体嵌入式凹模对于小件一模一腔式模具，一般是将每个凹模单独 后压入定模板中，这种结构的凹模形状、尺寸一致性好，更换方便。 （3） 组合式凹模这种结构形式广泛用于大模具上。对于形状复杂的凹模或尺寸加大时，可把凹模做成通孔型的，然后再装上底板，地板的面积大于凹模地面。（4） 镶嵌式凹模在凹模结构设计中，采用镶拼结构可以简化凹模加工，将复杂的凹模内形的加工变成镶件的外形加工。降低了凹模整体的加工难度。本设计中选用整体式凹模，因为本设计中的塑件属于小型塑件结构也不是很复杂。5.2凸模结构设计 凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。在此采用组合式中的镶件组合式凸模，型芯之间不可靠的太近。设计镶嵌式和组合式凸模时，应尽可能满足下列要求： （1） 将型腔的内型芯加工变为镶件和组合件的外形加工； （2） 拼缝应避开型腔的转角或圆弧部分的外形加工； （3） 镶件的数量力求尽可能少，以减小对塑件外观和尺寸精度的影响； （4） 易损坏部分应设计独立的镶件，便于更换5.3螺纹型芯的设计 螺纹型芯分别用于成型塑件上的螺纹孔和安装金属螺母嵌件两类，其基本结构相似差别在于工作部分。前者除了必须考虑塑件螺纹的设计特点机器收缩性，还要求有较小的表面粗糙度（Ra0.080.16m）；而后者仅需要按普通螺纹 设计且表面粗糙度只要求达到Ra0631.25m。5.4成型零件工作尺寸的计算在型腔和型芯工作尺寸计算之前，对塑件各重要尺寸应按机械设计中最大实体原则进行转换，即塑件外形尺寸 Ls和高度尺寸H 为最大尺寸，其公差为负值，制造公差为正值；塑件的内腔尺寸l 及深度尺寸h为最小尺寸，公差尺寸为正值，制造公差为负值；模具中心距C和塑件中心距C均为公称尺寸，其公差为正负/2。S、S和S分别为塑料的最大收缩率、最小收缩率和平均收缩率13。 (1) 型腔径向尺寸 L=(1+S)L-x （5.1） (2) 型芯径向尺寸 l=(1+S)l +x （5.2）(3) 型腔深度尺寸和型芯高度尺寸 H=(1+S)H-x （5.3） h=(1+S)h+x （5.4）5.4.1凸模外形尺寸计算塑件内部尺寸的转换L=142mm=141.36mm，相应的塑件制造公差=1.28mmL=16mm=15.81mm, 相应的塑件制造公差=0.38L=5mm=4.9mm，相应的塑件制造公差=0.2mm l=(1+S)l+ x=(1+0.005)141.36+0.541.28=142.678=142.6mml=(1+S)l+x=(1+0.005)15.81+0.560.38=16.102 =16.1mml=(1+S)l+ x=(1+0.005)4.9+0.560.2=5.037=5.0mm 式中：S为塑件的平均收缩率，ABS的收缩率为0.4%0.7%，所以其平均收缩率S=0.005；x、x、x为系数，参考文献13表2-10可知x=0.54，x=056，x=0.56；、分别是塑件上相应尺寸的公差（下同）；、是塑件上相应尺寸制造公差，对于小型塑件取=/6(下同)。5.4.2型芯高度尺寸计算 塑件内腔高度尺寸转换：h=18mm=17.81mm, 相应的塑件制造公差=0.38h=(1+S)h+x=(1+0.005)17.81+0.580.38 式中：x 为系数，查参考文献13表2-10可知x =0.385.4.3凹模内腔尺寸的计算 塑件外部尺寸的转换：l=142mm=142.74mm，相应的塑件制造公差=1.48mml=49mm=49.15mm，相应的塑件制造公差=0.3mml=(1+S)l-x=(1+0.005)142.74-0.541.48=142.655=142.6mml=(1+S)l- x=(1+0.005)49.15-0.540.3=49.234=49.2式中：x 、x为系数，查参考文献13表2-10可知x =0.54，x=0.54.5.4.4凹模深度尺寸的计算塑件高度尺寸的换算：H=18=18.32mm相应的=0.64mm；H=(1+S)H-x=(1+0.005)18.32-0.550.64=18.060=18.0mm。式中：x 为系数，查参考文献13表2-10可知x =0.55。5.4.5成型零件的工艺性模具设计时，应力求成型零件具有较好的装配、加工及维修性能。为了提高成型零件的工艺性，主要应从以下几点考虑： （1） 避免产生尖角、薄壁现象 （2） 保证成型零件的强度和刚度 1） 所有成型零件要尽量避免尖角的出现，因为尖角容易引起应力集中，从而降低零件的使用寿命，特别是凹模的内腔更是这样。 2） 增加锁紧块，减少弹性变形。 3） 尽量减小动模垫板在垫块上的跨距，当跨距较大时，可在动模版与动模座板之间增加支承柱。 4） 对于较为细长的型芯采用短不定位，提高强度，减少型芯变形。 （3）易于加工易于加工是对零件设计的基本要求。模具设计时，应充分考虑没一个零件的加工性能，通过合理的镶拼组合来满足加工工艺要求。 （4）已与修正尺寸、维修及装配针对镶拼结构的成型零件而言，易于装配是模具设计的基本要求，而且应避免安装时出现差错。对于形状规整的镶件或模具中有多个外形尺寸相同的镶件，设计时应避免镶件错位安装和同一镶件的转向安装。常常采用的方法是镶件非对称紧固或定位的方法，如定位销非对称排布的方法。对于成型零件中，尺寸有可能变动的部位应考虑组合结构，对易于磨损的碰、擦部位，为了强度及维修方便，应采用镶拼结构。 (5) 不能影响外观在进行成型零件设计时，不仅要考虑其工艺要求，而且要保证塑件外观要求。塑件是否允许合摸线存在是决定能否制作镶件的前提5.5各模板尺寸的确定根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸为200mm229mm，又考虑凹模最小壁厚，导柱导套的布置等，再同时根据参考文献13表4-38，可确定选用模架序号为5号（WL=200mm250mm），具体尺寸做稍微调整，模架结构为A4型。 1）A板尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度为20mm，考虑到模板上还要开冷却水道，还需要留出足够的距离，故A板厚度取45mm。 2）B板尺寸。B板是型芯固定板，按模架标准板厚取20mm 3） C板（垫块）尺寸。垫块=推出行程+中间板厚度+（510）=（31+59.5+510）=95.5100.5mm初步选定C为109mm。经上述尺寸计算，模架尺寸已经确定为模架为ZDD型，板面为200mm240mm，其外形尺寸：宽长高=200mm240mm247.5mm。5.6模架各尺寸的校核根据所选注射机来校核模具设计尺寸。 1） 模具平面尺寸200mm240mm345mm345mm（拉杆间距），校核合格。 2） 模具高度尺寸247.5mm，200mm247.5mm300mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。 3） 模具开幕行程S=H+H+a+(510)mm=20+20+36+（510）=8185 325mm（开模行程），校核合格。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） 图 5.1 模架图 6 合模导向及定位机构设计合模导向机构对于塑料模具是不可少的部件，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，必须导向。导向机构主要有定位、导向、承受一定侧压力三个作用。定位作用是为了避免模具装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状，不至于因为位置的偏移而引起塑件壁后不均，或者模塑失败；导向作用是在动定模合模时，首先导向机构接触，引导动模、定模正确闭合，避免凸模或型芯撞击型腔，损坏零件；承受一定侧压力指塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或者由于注射机精度的限制，使导柱在工作中承受一定的侧压力。6.1导柱导向机构 导柱对合导向机构在注塑模中应用最普遍，包括导柱和导套两个零件，分别安装在动模和定模的两半部分。 1） 导柱设计 导柱可以安装在动模一侧，也可以安装在定模一侧，但更多的是安装在动模一侧。因为作为成型零件的主型芯多装在动模一侧，导柱与主型芯安装在同一侧，在合模时可以起保护作用。导柱的结构有两种：一种是除安装部分的凸肩外，长度的其余部分直径相同，称为直导柱；另一种是除安装部分的凸肩外，使安装部分直径比外伸的工作部分直径大，称为阶梯形导柱。直形导柱和阶梯形导柱的前端都设计为锥形，便于导向。两种导柱都可以在工作部分带有储油槽，以延长润滑时间。在该设计中采用直形导柱。 2）导柱尺寸导柱直径尺寸随模具分型面处模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大，导柱间的中心距应愈大，所以导柱所选的直径也应愈大17。除了导柱长度按模具具体结构确定外，导柱其余尺寸随导柱直径而定。根据查表得导柱的直径是：12mm；导柱的长度必须比凸模端面的高度要高出812 . 以免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔的情况。 3) 导柱的材料导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内因此多采用T10A钢(经表面淬火处理)或者T8 T10钢(经淬火处理),硬度为5660HRC.导柱固定部分的表面粗糙度为Ra0.8m,导向部分的表面粗糙度为Ra0.80.4 m。 4）导柱的数量及布置 导柱应合理均布在模具分型面的四周,导柱中心至模具边缘应有足够的距离,以保证模具强度(导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的11.5倍).为确保合模时只能按一个方向合模,导柱的布置可采用等直径导柱不对称布置或不等直径导柱对称布置的形式. 图6.1 导柱的布置图 5) 导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合，导柱的导向部分通常采用H7/f6或H8/f6间隙配合18。此次设计前者选用H7/k6的过渡配合，后者选用H7/f6的间隙配合。导柱简图如下：图 6.2 导柱零件图因此，本模具所选导柱规格按标准GB/T4169.5-2006选取：材料：T10A 热处理：HRC56HRC60HRCD=12 ；D=18；D=226.2导套设计 导向孔可带有导套，也可以不带导套；但无论那种形式，都不能设计为盲孔，因为盲孔会增加模具闭合时克服空气的阻力，并使模具不能紧密闭合19。本设计中将综合以下几方面选取导套： 1) 形状为使导柱顺利进入导套,导套的前端应倒圆角.导向孔最好做成通孔,以利于排出孔内的空气. 2) 材料 可用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造导套,但其硬度应略低于导柱的硬度,这样可以减轻磨损,以防止导柱或导套拉毛. 3) 固定形式及配合精度直导套用H7/n6过盈配合镶入模板,为了增加镶入的牢固性,防止开模时导套被拉出,可以用止动螺钉紧固. 4)导柱与导套的配用 由于模具的结构不同,选用的导柱和导套的结构也不同.导柱与导套的配合形式要根据模具的结构及生产要求而定。本套模具采用注射模型导套如下图所示： 图6.3 导套图导套具体参数如下：材料：T10A热处理：56HRC60HEC径向尺寸D=12mm；D=18mm；=22mm；R=1.56.3推出机构设计推出机构的作用是塑件成型后，顺利地把塑件及浇道凝料推出模外20。推出机构一般由推杆、推管、推板、推杆固定板等零件组成。在设置推出机构时，首先需要确定当模具开启后，制品的留模形式（留动模部分或留定模部分），推出机构必须是建立在制品所滞留的模具部分中。通常，由于注塑机的推出机构设置在动模板一侧，因此大多数模具的推出机构是安装在动模中的21。根据文献12中的4.9节。1推出机构的设计原则：a. 模具的推出机构必须有足够的强度及刚度，使塑件出模后不致于变形；b. 推力要均匀。推力面尽可能要大，其推力应设计在塑件承受力较大的地方如筋部、凸缘及壳体壁部等部位；c. 推件不应设计在零件外表面，以免影响塑件外观质量；d. 推出系统要动作灵敏可靠、动作平稳并便于更换与维修。2推出机构的类型：a. 推杆推出机构的结构特点：塑件成型后，能一次被推出。设计要点：推杆的直径不要过细，应有足够的强度承受推力；推杆的端面应距离型腔或镶件的平面0.080.1mm；推杆应作淬硬处理22。b. 推管推出机构 适用于环形、桶形塑件或塑件上中心带孔部分的顶出，过薄的塑件尽量不要用这种机构，因为过薄的推管加工困难，且易损坏。c. 推板推出机构 其主要特点是在制件表面不留下顶出痕迹，同时塑件受力均匀，顶出平稳，适用于各种容器、桶形制品及中心带孔塑件。d. 气压推出机构 它是推出薄壁深腔壳型塑件最简单有效的方法，特别是成型车间设有压缩空气管路，采用此法更加经济合理。e. 推块推出机构 中间有孔的平块状带凸缘塑件，易采用这种机构，它的结构形式及与推出板的固定方法与推杆相似。根据以上原则及推出机构的类型，以及制品的结构特征，选用推杆推出机构。6.4推杆推杆多为圆形结构，细长杆可将后部加粗成台阶形，配合间隙要求小的推杆，其推杆端部应设计成锥形。推杆应尽量短，推出时，一般将塑件推到高于型腔（或型芯）10mm左右即可。推杆的端面应高出所在型腔的底面或型芯顶面0.05-0.1mm。推杆与其配合孔采用H7/f6配合，保持一定同轴度。推杆数量在保证推出前提下，越少越好。在推杆推出机构中一定要设计复位机构23。推杆需要进行淬火处理，使其具有足够的强度和耐磨性。本设计采用标准GB/T4169.12006中的12mm和4mm的圆形推杆和标准GB/T4169.152006中10mm的扁推杆。推杆简图如下：图6.4 圆导柱6.5复位杆顶杆在将制品顶出后，其顶端位置会高于型芯（型腔）表面很多，在下一次合模（模具合紧之前）时，必须使其退回到顶出前的初始位置，以免碰坏型腔（或型芯），因此在顶出机构中必须设有复位杆帮助顶杆回位24。6.6脱模机构设计在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具凹模中或者型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为脱模机构（或称推出机构、顶出机构）25。脱模机构的作用包括塑件等的脱出、取出两个动作，即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。6.6.1脱模机构和设计原则 （1） 塑件滞留于动模 模具开启后应使塑件及浇口凝料滞留于带有脱模装置的动模上，以便脱模装置在注射机推杆的驱动下完成脱模动作26。 （2）保证塑件不变形损坏 这是脱模机构应达到的基本要求。首先要正确分析塑件对凹模或型芯的附着力的大小以及所在部位，有针对性地选择合适的脱模方法和脱模位置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。型芯由于塑料收缩时对其包紧力最大，因此推出的作用点应该尽可能的靠近型芯，推出力应该作用于塑件刚度、强度最大的部位，作用面应尽可能大一些。影响脱模力大小的因素很多，当材料的收缩率大，塑件壁厚大，模具的型芯形状复杂，脱模斜度小以及凹模（型芯）表面粗糙值高时，脱模阻力就会增大，反之则小27。（3）力求良好的塑件外 推出塑件的位置应该尽量设在塑件内部或对外观影响不大的部位，在采用推杆脱模时尤其要注意这个问题。6.6.2脱模力的计算 成型塑件小型芯的脱模力计算 因为=410，所以，此处视为厚壁圆筒塑件，同时，由于该塑件的内孔是通孔，所以，脱模时不存在真空压力，参考式（4-24）可得脱模力为 F= （6.1）=182N 式中，F是脱模力（N）；E是塑料的弹性模量（MPa），根据参考文献1表4-24；S是塑料成型的平均收缩率（%），查表4-24；t是塑件的壁厚（mm）；L是被包型芯的长度（mm）；是塑料的泊松比查表4-24；是脱模斜度；f是塑料与刚才之间的摩擦因数，查表4-24；r是型芯的平均半径（mm）；a是矩形型芯短边长度（mm）；b是矩形型芯长边长度（mm）；A是塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（mm），当塑件底部有通孔时，A项视为零；K是由和决定的无因次数，K=，其中的值与塑件的横截面形状和相关尺寸有关；K=1+fsincos。6.6.3推出方式的确定采用推杆推出 （1） 推出面积。设4mm的圆推杆设置8根，1.5mm9mm的扁推杆2根，那么推出面积为 A=-d8+ba2=2=429.12mm （2） 推杆推出应力。根据书塑料模具设计指导表2-12取许用应力=8MPa =4.79通过上述计算，应力在安全范围，本设计选用上述推杆的设计。7 温度调节系统的设计和计算7.1冷却系统的设计注塑成型时，模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率，也影响到注塑周期。因此在使用模具时必须对模具进行有效的冷却，添加温度调节系统以达到理想的温度要求。热塑性塑料在注射成型后，要使熔融的塑料的热量尽快传给模具，必须做好冷却通道的设计工作，以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率28。模具的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却。因为水的热容量大，传热系数大，成本低，且低于室温的水容易取得，所以冷却水普遍使用。用水冷却即在模具型腔周围或型腔内开设冷却水通道，利用循环水将热量带走。 冷却装置的设计要考虑以下几点29： （1） 保证塑件收缩均匀，维持模具热平衡。 （2） 冷却水孔的数量越多，孔径越大，对塑件冷却也就越均匀。 （3） 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即水孔的排列与型腔形状尽量吻合。 （4） 浇口出要加强冷却。一般熔融塑料填充型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低。因此浇口附近应加强冷却，通冷却水，而在温度较低的外側只需通过经热交换后的温水即可。 （5） 降低入水与出水的温度。可通过改变冷却孔道排列的形式。 （6） 要结合塑料的特性和塑件的结构，合理考虑冷却水通道的排列形式。如塑件的收缩率，壁厚等。 （7） 冷却水通道要避免接近塑件的熔接痕部位，冷却通道的密封性要好，冷却通道的进口与出口接头尽量不要高出模具外表面。在本设计中，塑件为典型薄壁壳体机构，故采用的是简单流道式，即通过在模体上直接打孔，并通以冷却水而进行冷却，是最常见的一种形式。通过软管在模外连接冷却水路。7.2冷却介质ABS属于中等黏度材料，其成型温度及模具温度分别为200和5080。所以，模具温度初步选定为50，用常温水对模具进行冷却30。7.3冷却回路计算（1）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W1）塑料制品的质量M = nm+ m = nm+ 0.6nm =1.6 1 22.53 = 36.048g2)塑料制品的体积V=M/p=36.048/1.07=33.69塑件壁厚为2mm，可以根据参考文献13表4-34查的t=9.3s。取注射时间t=0.3s，脱模时间t=8s，则注射周期：t=t+=（0.3+9.3+7.4）=17s。由此得每小时注射次数：N=(3600/17)次211次4)单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量。W=Nm=2110.036kg/h=7.606kg/h。（2）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量Q根据参考文献10表4-35直接可知ABS的单位热流量Q的值得范围在（310400）KJ/kg之间。故可取Q=400KJ/kg。（3）计算冷却水的体积流量q设冷却水道入水口的温度为=22，出水口温度为取水的密度，水的比热容c=4.187kJ/(kg)。则根据公式可得：q=0.00404m（4）确定冷却水路的直径d当q=0.00334m/min时，根据参考文献12表4-30可知，为了使冷却水处于湍流状态，取模具冷却水孔的直径d=0.01m。(5）冷却水管内的流速v V=m/s=0.858m/s(6)求冷却管壁与水交界面的膜传热系数h因为平均水温为23.5 ,根据参考文献12表4-31可得f=6.7，则有：h=KJ/（m）=2.110kJ/（m）(7)计算冷却水通道的导热总面积A A=m=0.00878m式中， （8）计算模具所需冷却水管的总长度L L=0.280m=280mm （9）冷却水路的根数x设每条水路的长度为l=200mm，则冷却水路的根数为x=1.4根,由上述计算可以看出，一条冷却水道对于模具来说显然是不合适，所以采用两条冷却水路进行冷却。冷却水路设置在定模型腔板上。8 结论为期将近四个月的毕业设计已经基本结束，但是对我来说这这样的考验与锻炼还要迎接很多，这次设计是我以后工作的开端。毕业设计是培养学生独立承担实际任务的全面训练，也是学生在指导教师的指导下，完成机械工程师的基本训练的最后一个教学环节。本人的毕业设计，
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