推杆—塑壳开关注塑模具设计【三维UG】【7张CAD图纸+PDF图】
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手柄-塑壳开关 塑料模具设计及制造工艺 37摘要本课题主要是针对手柄的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是手柄注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产手柄塑件产品，以实现自动化提高产量。针对手柄的具体结构，该模具是点浇口的双分型面注射模具。由于塑件内侧有四个小倒扣，设置斜导柱。其优点在于简化机构，使模具外形缩小，大大降低了模具的制造成本。通过模具设计表明该模具能达到手柄的质量和加工工艺要求。关键词： 塑料模具，塑料，手柄，模具 ABSTRACT This topic mainly aims at the mold design of plastic shaft. Through the analysis and comparison of the plastic product , the plastic mold is designed. This topic comes from the technology capability of product, the structure of the mold embarks, the pours system, the injection molding system and the related parameter examination, the mold takes shape the partial structures, the against system, the cooling system all had the detailed design, at the same time , the processing craft of the mold are simply established. Through the entire process of the design indicates this mold can achieve the processing craft which the plastic shaft requested.According to the topic designs primary mission is to handle injection mold design. Design is an injection mold to produce plastic parts shaft products, to improve the automation of production. To handle the specific structure, the mold is the pin gate of double double parting surfaces mold. As a result of plastic parts inside has four small buckle, setting inclined guide pillar. The utility model has the advantages of simplified structure, so that the mold shape narrowing, greatly reduces the manufacture cost of the mold. Through the mold design show that the mold can achieve the quality and process requirements.Keywords: plastic mold, plastic , shaft , mold目录1 绪论11.1 注塑模具现状11.2 注塑模设计概述12 塑件工艺性分析22.1 塑件原材料分析22.2 塑件结构工艺性分析32.3 塑件制造工艺性分析33 注塑机的选择43.1注塑机额定注射量估算43.2注塑机选择44 注射模的结构设计64.1 分型面的选择64.2 模具型腔数的确定，排列及结构分析74.3 浇注系统的设计74.4 模具工作零件结构设计114.5 抽芯机构的设计124.6顶出机构设计164.7排气方式设计185 注射模设计的尺寸计算195.1 成型零件工作尺寸计算195.2 型腔壁厚和底板厚度的确定255.3冷却系统设计265.4模具总体尺寸的确定,选购模架276 有关工艺参数的校核286.1 最大注塑量校核286.2 锁模力校核286.3 模具与注塑机安装部分相关联尺寸校核287 塑料注射模具总装技术要求及零件加工工艺307.1 总装技术要求307.2 零件加工工艺318 模具工作过程338.1模具工作过程简述339 结论35参考文献36致谢371 绪论1.1 注塑模具现状21世纪，塑料工业以前所未有的速度高速发展。塑料，在各个领域、各个行业乃至国民经济中已拥有举足轻重的不可替代的地位。模具是工业生产的重要工艺装备。由于用模具加工成形零部件，具有生产高效、质量好、节约原材料和能源、成本低等一系列优点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具制造是一个生产周期要求紧迫，技术手段要求较高的复杂生产过程。总之，模具具有结构复杂、型面复杂、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特点。应用数控加工进行模具的制造可以大幅提高加工精度，减少人工操作，提高加工效率，缩短模具制造周期。同时，模具的数控加工具有一定典型性，并比普通产品的数控加工有更高的要求。在模具的加工中，各种数控加工均有用到，应用最多的是数控铣及加工中心，数控线切割加工与数控电火花加工在模具数控加工中的应用也非常普遍。随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所占比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。11.2 注塑模设计概述本次毕业设计的主要任务是塑料手柄-塑壳开关模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产手柄-塑壳开关的产品，以实现自动化提高产量。针对手柄的具体结构，通过此次设计，使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深刻的认识；同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、侧抽机构、模温冷却系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。2 塑件工艺性分析2.1 塑件原材料分析工程塑料:玻璃纤维增强尼龙66(PA66+GF30)尼龙（Nylon），中文名聚酰胺，英文名称Polyamide（简称PA），是分子主链上含有重复酰胺基团NHCO的热塑性树脂总称。其命名由合成单体具体的碳原子数而定。是美国最大的化学工业公司杜邦公司著名化学家卡罗瑟斯和他的科研小组发明的。尼龙具有优异的耐磨性和自润滑性能，它的耐磨性高于铜。它还具有较高的机械强度和韧性，耐弱碱和一般的有机溶剂，使用温度一般在-40度到+100度之间。不足之处是它的吸水性较大，影响尺寸的稳定性。尼龙树脂中还经常加入玻璃纤维填料提高抗冲击强度。尼龙的熔体流动性好，故制品壁厚可小到1mm。尼龙系列是最重要的工程塑料。该产品应用广泛，几乎覆盖每一个领域，是五大工程塑料中应用最广的品种。由于这次的产品零件为塑壳开关把手，因而产品材料选用增强尼龙66。尼龙66为聚己二酰己二胺，工业简称PA66。常制成圆柱状粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般为1.5万2万。各种聚酰胺的共同特点是耐燃，抗张强度高（达104千帕），耐磨，电绝缘性好。尼龙66+GF30 （黑色）：与纯尼龙66相比，这种尼龙填加30% 玻璃纤维增强，其耐热性、强度、刚度。耐蠕变性和尺寸稳定性、耐磨等性能方面均有提高，它的最大允许使用温度较高。2 表2-1材料性能指标表 性能 指标 外观 微黄色均匀颗粒 相对密度(g/cm3) 1.301.40 含湿量(%) 1.5 拉伸强度(MPa) 150 静弯曲强度(MPa) 220 弯曲弹性模量(MPa) 6500 缺口冲击强度(KJ/m2) 15 热变形温度(1.81MPa，) 210 玻璃纤维含量(%) 302 用途:本产品居于高强度、高耐热性、热胀系数和收缩率小，吸水性低，尺寸稳定性随大气湿度和温度变化而不大，它适合制作凸轮、伐座、收音机零部件、电子仪表零件、汽车交通零部件等。2.2 塑件结构工艺性分析该塑件尺寸中等，整体结构较简单。结合材料特性及塑件结构，故选IT13级精度等级。2.3 塑件制造工艺性分析结合塑件的外形尺寸以及一模两腔的模具结构，所以采用点浇口。3 注塑机的选择3.1注塑机额定注射量估算根据UG软件计算得塑件的体积为4282.7775 mm3。查手册得玻璃纤维增强尼龙66(PA66+GF25-30)材料的密度1.30-1.40g/cm3。计算得塑件质量约为6克。 （3-1）得 （3-2）注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8;注射机最大注射量，cm3或g； 浇注系统凝料量，cm3或g；单个塑件体积或质量，cm3或g；3料杆凝料大致取10g Mp=(2*6+10)/0.8=27.5g 3.2注塑机选择根据实用模具设计手册试选择SZ系列注塑机中的SZ-100，此注射机的一些工艺参数。表3-1注射剂工艺参数表 工艺参数 数据 螺杆直径 30mm 理论注射量 75cm3 注射速率 60g/s 注射压力 224 MPa 塑化能力 7.3 m/s 螺杆转速 14-200r/min 锁模力 630KN 模板行程 270mm 拉杆间距 370mm320mm 模具最大厚度 300 mm 模具最小厚度 150 mm续表3-1 工艺参数 数据 定位孔直径 100mm 喷嘴球半径 16mm 喷嘴孔孔径 4mm 顶出中心孔径 50mm4 注射模的结构设计4.1 分型面的选择(1)符合塑件脱模：为使塑件能从模具内取出，分型面的位置应设在塑件断面最大尺寸的位。(2)分型面的数目和形状：通常只采用一个与开模运动方向相垂直的分型面。确定分形面应以模具制造及脱模方便为原则。(3)型腔的选择：尽量防止形成侧孔和侧凹，以避免采用较复杂的模具结构。(4)确保表面质量：分型面尽量不要选择塑件光滑的外表面，避免影响塑件的外观质量;将塑件要求同轴度的部分放在分型面的同一侧。以确保塑件的同轴度;要考虑减小造成塑件大、小端的尺寸差异要求等。(5)有利于塑件脱模：由于模具的脱模机构通常设置在动模一侧，故尽可能使开模后塑件留在动模一侧。(6)考虑侧向轴拔距。一般机械式分型 抽芯机构的侧向轴拔距都较小，因此选择分型面的时应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开合模方向上，即将短轴拔距作为侧向分型或抽芯。并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯。(7)锁紧模具的要求：侧向合模锁紧力较小，故对于投影面积较大的大型塑件，应将投影面积大的方向放在动、定模的合模方向上，而将投影面积小较小的方向作为侧向分型面。(8)有利于排气。当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设计在塑料的流动末端，以利于排气。(9)模具零件易于加工。综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。4因而根据上诉的选用原则，塑件的具体情况，选择分型面如下图所示。 图4-1 分型面示意图4.2 模具型腔数的确定，排列及结构分析 多型腔模具可提高生产效率,降低生产成本，型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需足够压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，是各型腔内塑件内在质量均一稳定。设计时应尽可能采用平衡式排列，型腔布置和浇口开设部位力求对称，以防模具受偏载而出现溢料现象。根据工厂现有设备及制造成本核算设计此模具为一模二腔二板式，模具型腔数为2。图4-2 型腔布局示意图图4-3 塑件分布示意图4.3 浇注系统的设计 4.3.1浇注系统的设计原则：(1)浇注系统的设计要适应塑料的工艺性。(2)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；(3)浇注系统应与模具的排气方式相适应，能顺利地引导塑料熔体充满型腔的各个角落，使型腔及浇注系统中的气体有序地排出，减少成型缺陷，使塑件获得良好的成型质量。(4)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；(5)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；(6)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。(7)脱模后，应使浇注系统凝料要与成型后的塑件易于分离，以便于模具加工及使用时浇口的清理；(8)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；(9)浇注系统设计应结合型腔布局。54.3.2 主流道的设计主流道是紧接注射机喷嘴到分流道为止的那一段流道，熔融塑料进入模具时首先经过它。它与注射机喷嘴在同一轴心线上，物料在主流道中并不改变流动方向。为使塑料熔体顺利流入和凝料拔出，主流道断面设计成圆锥形，其断面尺寸，可能是变化的，也可以是不变的，锥角为26，根据实际情况选择3。由于主流道在工作过程中要与一定温度和压力的塑料熔体和注塑机喷嘴冷热交替反复接触和碰撞，属于易损件，对材料要求较高，通常不直接开在定模板上，而是将它单独设计成可拆卸更换的主流道衬套镶入定模板内。主流道衬套通常由高碳工具钢制造，选择T10A并热处理淬硬HRC5357。主流道衬套又称为浇口套。喷嘴窝球面半径：SR=R+(12)mm SR=16+2=18mm流道小端直径：d1=喷嘴直径+（0.51）mm=4+0.5=4.5mm流道大端直径：d2=d1+2ltg(/2)=4.5+2*65*tg1.5=4.84mm为了便于模具在注射机上安装以及模具交口套与注射机喷嘴口精确定位，应安装定位圈。浇口套与定模座板的配合：两者的配合可采用H7/m6，浇口套与定位圈的配合可采用H9/f8，定位圈外径按注射机的定位孔直径确定，由四个M6的螺钉固定。 图4-4 浇口套图4-5 定位圈4.3.3 分流道设计非单浇口的单型腔模具,以及多型腔模具必须设置分流道。分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。(1)分流道设计要点：在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料穴。对于此模来说在分流道上不须开设冷料穴。.分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。6分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。(2)分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。断面形状与尺寸圆形断面分流道的比表面积最小，但需开设在分型面两侧，且对应两半部分须吻合，加工不便；梯形及U形断面分流道加工容易，比表面积较小，热量损失和流动阻力均不大，为常用形式；半圆形和矩形断面分流道则因比表面积较大较少采用。表面粗糙度分流道表面粗糙度值不能过大，以免增大料流阻力，常取Ra=0.8m。与浇口的连接形式分流道与浇口通常采用斜面和圆弧连接，这样有利于塑料流动和填充，减小流动阻力。布置形式在多型腔模具中，分流道的布置有平衡式和非平衡式两类。平衡式布置是指从主流道开始，到各型腔的流道长度、形状、尺寸都对应相同。这种布置可实现均衡进料和同时充满各型腔的目的，使各型腔成型出的塑件性能、尺寸基本一致。非平衡式布置塑料进入各型腔有先有后，各型腔充满的时间也不相同，各型腔成型出的塑件差异较大。但对于型腔数量较多的模具，采用非平衡式布置，可使型腔排列较为紧凑,模板尺寸减小,流道总长度缩短.为了达到同时充满型腔的目的,可将浇口设计成不同的尺寸。7总结本模具采用一模两腔，平衡式，结构较简单。分流道断面形状为半圆形，直径8mm。4.3.4浇口的设计采用点浇口注射模具，可以实现塑料件与浇口凝料的自动拉断，减少人工操作，使塑料注射成型生产的自动化程度提高。适用于粘度低及粘度对剪切速率敏感的塑料，其直径为0.9mm（常见为0.5-1.8mm），视塑料性质和制件质量大小而定。当制件尺寸较大时，采用多点浇口从几点同时进料，可缩短料在型腔中的流动距离，加快进料速度，减小流动阻力，减少翘曲变形。对薄壁制件，由于针点浇口附近的剪切速率过高，会造成分子的高度定向，增大局部应力，甚至引起开裂。在不影响使用的情况下，可将浇口对面壁厚增加并呈圆弧过渡。同时圆弧部分还有储存冷料的作用。但是，为了保证浇注系统凝料的自动脱模，常常需要在定模一边增设浇道凝料推出机构，增加分型面，从而导致模具脱模机构复杂化，也使模具结构复杂化。对于多型腔的点浇口模具，如能利用定模的定距分型动作来完成浇注系统凝料的自动脱模，则可以简化模具结构，并降低模具成本。 普通流道的点浇口模具需采用双分型面模具结构，在定模一边应设置与定模定距分型的浇口板。对于多型腔的点浇口模具，浇注系统需设计分流道，在主流道的下面设计冷料井，并可采用拉料杆的结构。在点浇口模具浇注系统凝料自动脱模机构的设计中，利用这些必要的结构并加以改进，可实现浇注系统凝料的自动脱模。(1)点浇口的优点：熔融塑料流通过浇口时流速增高,加上摩擦力的作用，塑料流的温度升高。这样，能获得外形清晰，表面光泽的塑件。开模后点浇口可自动拉断，有利于| 自动化操作。去除浇口以后，塑件上留下的痕迹不明显，不影响塑件表面的美观。确定浇口的位置很灵活。(2)点浇口的缺点：注射压力损失较大，对塑件成型不利。模具结构较复杂，一般采用双分型面模具(三开模)才便于脱出浇道凝料。由于浇口附近的流速过高，造成分子高度定向，增加局部应力，易发生开裂现象。为此，必须采取如图-4所示的补救方法； 即在不影响塑件使用的前提下，加大浇口对面塑件的壁厚，并使其呈圆弧过渡。大型塑件采用一个点浇口时易产生翘曲变形，故应采用多个点浇口同时进料。8(3)如何实现浇道凝料脱出：浇口板带动浇道凝料脱出球形拉料杆。当限位拉杆的轴肩与浇口板的台阶接触时，由于限位拉杆的限制，定模的定距分型即浇口板与定模底板的分型结束。注塑机继续开模，模具动模与定模分型，塑料件脱出型腔而留在动模的型芯上。由于球形拉料杆固定在动模、冷料井设在定模浇口板上，动、定模分型时，浇口板与动模分开，即浇口板与球形拉料杆分开，在浇口板的作用下，把冷料井凝料强行地从球形拉料杆上刮下来，使浇注系统凝料能自动地脱模。4.4 模具工作零件结构设计此模具的工作零件有定模镶块，定模镶件，动模镶块，侧抽芯机构四部分组成。4.4.1定模由于塑件外表面形状特征较为简便，又无抽芯等特殊结构要求，为满足生产需求，提高互换性，节省昂贵模具钢等几方面因素考虑，故采用定模整体式镶块。4.4.2动模为了简化复杂凸模型芯的加工工艺，减少热处理变形，且结构较为复杂，动模型芯易损坏的部分设计成镶件形式，嵌入动模镶块，动模型芯采用组合嵌入式凸模，动模镶块镶件均通过螺钉与动模固定板固定。组合式凸模拼合处有间隙利于排气，便于模具维修，节省了贵重的模具钢，同时，为了保证组合式型芯尺寸精度和装配的牢固，减少塑件上的镶拼痕迹，对于镶块镶件的尺寸，形状位置公差的要求较高，组合结构必须牢固。图4-6 定模镶块 定模镶件 动模镶块4.5 抽芯机构的设计 当注射成型侧壁带有动型芯，在塑件脱模前先将活动型芯抽出，否则就无法脱模。带动活动型芯作侧向移动(抽拔与复位)的整个机构称为侧向分型与抽芯机构，简称侧抽芯机构。根据动力来源的不同，侧抽芯机构一般可分为孔、凹穴、凸台等的塑件时，模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件，称为活机动、液压 (液动)或气动以及手动等三大类型。斜导柱侧抽芯注射模结构：利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧向成型块，使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作，其特点是结构紧凑，动作安全可靠，加工制造方便，是注射模最常用的抽芯机构，但他的抽拔力和抽拔距离受到模具结构限制。考虑到本塑件侧抽芯距不大，斜导柱抽芯机构能够胜任，且斜导柱抽芯机构成本相对较低、结构相对较简单，所以选用斜导柱抽芯机构。斜导柱抽芯注塑模具可分为：斜导柱在动模，滑块在定模；滑块在动模，斜导柱在定模；斜导柱和滑块同在定模；斜导柱和滑块同在动模四种结构形式。这里为了使塑件更好的脱模，我选择斜导柱在定模，滑块在动模的结构形式，这种结构应用较为广泛。斜导柱侧抽芯机构主要由斜导柱、滑块、导滑槽、斜楔、侧抽芯、定距限位钉等装置组成。4.5.1斜导柱又叫斜销，它靠开模力来驱动从而产生侧向抽芯力，迫使斜型芯滑块在导滑槽内向外移动，达到侧抽芯的目的。为完成侧分型抽芯动作，施加于侧型芯上的克服塑件对侧芯的包紧力、粘附力及机构运动阻力的作用力，称为抽拔力。抽拔力属于侧向脱模力，其计算方法，影响因素与脱模力相同。(1)抽芯距侧型芯从原始位置移动到不防碍制品脱模的位置所需移动的距离，称为抽拔距。抽拔距应根据制品结构，脱模方式等模具具体情况计算，常取侧向凹凸尺寸再加 23mm。即S=S1+（23）=5.06+23 取8mm(2)斜角的确定斜导柱斜角是斜导柱抽芯机构的一个主要参数。它的大小涉及到开模力，斜导柱所受的弯曲力，滑块抽拔力以及开模行程的大小，因开模行程受到注射机开模行程的限制，而且斜导柱工作长度的加长，会降低导柱的刚度，所以斜导柱斜角应综合考虑斜导柱的强度、刚度和注射机开模行程，从理论上推导，取2230为宜，在生产中斜角一般1520，最大不超过25。这里根据实际情况选择15。(3)斜导柱直径确定斜导柱直径（d）取决于它所受的最大弯曲力（F弯） （4-1） 斜导柱直径一般在8到20mm之间。这里选12mm，能够满足要求。(4)斜导柱长度的确定斜导柱长度根据抽拔距离、固定端模板厚度、斜导柱直径以及斜角大小确定 （4-2）图4-7 斜导柱尺寸确定示意图L=58.47+(510) 取值70mm式中：L斜导柱总长，mm； d斜导柱直径，mm； S抽拔距离，mm； 斜导柱斜角，（）。图4-8 斜导柱4.5.2侧型芯滑块侧型芯滑块是成型塑件上侧凹或侧孔的零件，滑块与侧型芯既可做成整体式，也可做成组合式。为了便于加工和修配以及节省优质钢材，在生产中广泛应用组合式滑块，即将侧型芯和滑块分别制造，然后安装在一起。图4-9 滑块4.5.3导滑槽导滑槽是维持滑块运动方向，确保侧型芯可靠地抽出和复位的支撑零件，要求滑块在导滑糟内运动平稳，无上下窜动和卡紧现象，配合一般采用H7/f8或H8/f8。滑块与导滑槽的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍。滑块完成抽拔动作后，保留在导滑槽内的长度一般不应小于导滑槽长度的23，否则推出塑件时斜滑块容易倾斜。为防止斜滑块在开模时被带出模套，应设有限位螺钉。4.5.4限位装置使型芯滑块在抽芯后保持最终位置的限位装置由限位挡块、滑块拉杆、螺母和弹簧组成，它可以保证闭模时斜导柱能很准确地插入滑块的斜孔，使滑块复位。根据实际情况我选择利用弹簧活动钢球定位，其特点是不易磨损。4.5.5斜楔斜楔是闭模装置，其作用是在注射成型时，承受滑块传来的侧推力，以免滑块产生位移或使斜导柱因受力过大产生弯曲变形。由于所需楔紧力不大，此处用螺钉固定，便于制造装配和调整。4.5.6抽芯机构配合斜导柱安装在定模、滑块安装在动模的结构是斜导柱侧向分型抽芯机构的模具中应用最广泛的形式，它既可用于结构比较简单的注射模，也可用于结构比较复杂的双分型面注射模，模具设计人员在接到设计具有侧抽芯塑件的模具任务时，首先应考虑使用这种形式。此模具采用斜导柱在定模，滑块在动模的侧向抽芯机构。由侧抽芯，斜导柱，斜滑块，斜锲，压板，限位柱，销组成。侧抽芯和动模镶件一起和斜滑块共同跟随动模向后动作。斜导柱本身不运动，对侧抽芯和斜滑块起到导向作用。斜锲的斜度比斜导柱大2到3度，当模具一开模，斜楔就让开，斜导柱对侧抽芯和斜滑块起到导向作用，保证侧向抽芯机构能很好的运转。压板压住斜滑块，使其不会前后窜动。限位柱控制住此模具的侧向抽芯距为8mm，销起固定侧抽芯和斜滑块作用。因此，斜导柱倾斜角15度，斜锲的斜度是18度。图4-10 斜导柱 滑块 斜锲 组合示意图图4-11 侧抽芯机构三维示意图4.6顶出机构设计为了保证推出机构顺利工作，每次合模后推出元件能回到原来位置，通常还需要在推出机构中设计导向和复位装置。4.6.1推板导向零件推出机构的导向零件使推出元件间保持一定的配合间隙，从而保证推出和复位动作可靠平稳，有的导向零件还起支承作用，通常由顶板导柱和导套组成，我所选用的顶板导柱除了起导向作用外，还支承着动模支承板，增强了支承板的刚性。4.6.2复位杆复位为了使推出元件合模后能回到原来的位置，推杆固定板上同时装有复位杆，常用的复位杆均采用圆形截面，一般每副模具设置四根复位杆，其端面与所在动模分型面平齐，尽量设在推杆固定板的四周位置，以便合模时推出机构平稳复位。推出机构推出后，复位杆便高出分型面，合模时复位杆先于动模和定模接触，在动模向定模合拢过程中，推出机构便被复位杆顶住，从而与动模产生相对移动而开始复位；之后复位与合模同步进行，直至分型面合拢时，推出机构也回复到原来的位置。4.6.3推杆推出机构在模具结构允许的情况下，应尽量避免在侧型芯的投影范围内设置推杆。如果受到模具结构的限制而侧型芯的投影下一定要设置推杆，应首先考虑能否使推杆在推出一定距离后仍低于侧型芯的最低面，当这一条件不能满足时，就必须分析产生干涉的临界条件和采取措施使推出机构先复位，然后才允许型芯滑块复位，这样才能避免干涉。本模具采用的是推杆脱模机构，将塑件顶出。由于设置推杆位置的自由度较大，因此此模具的推出机构为最常用的推杆推出机构，推杆的截面形状设计为圆形，因为圆形较为常用，容易达到推杆和模板上推杆孔的配合精度，并且圆形推杆结构简单，更换方便，滑动阻力小。推杆应设在脱模阻力大的地方，型芯周围塑件对型芯包紧力很大，所以可在型芯外侧塑件的端面上设推杆，也可在型芯内靠近侧壁处设推杆。推杆应布置均匀，尽量设在塑件强度刚度较大处，保证塑件被推出时受力均匀，推出平稳不变形。推杆形状采用最常用的圆形截面，推杆直径与模板上的推杆孔采用H8/f7H8/f8的间隙配合。推杆的工作端面在注射时是模腔底面的一部分，如果推杆的端面低于型腔底面，则在塑件上会留下一个凸台，这样将影响塑件的使用。因此，通常推杆装入模具后，其端面应与型腔底面平齐，或高出型腔底面0.050.1mm。推杆固定端与推杆固定板通常采用单边0.5mm的间隙，这样既可降低加工要求，又能在多推杆的情况下，不因推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象。圆弧处的顶针需做止转处理。图4-12 顶出示意图1图4-13 顶出示意图2图4-14 止转推杆4.7排气方式设计当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利排出，塑料会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑料焦化。特别是对大型塑件、容器类和精密塑件，排气槽将对它们的品质带来很大的影响，对于在高速成行中排气槽的作用更为重要。我们的塑件并不是很大，属中小型模具，可利用推杆,活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙排气，其间隙为0.030.05mm。5 注射模设计的尺寸计算5.1 成型零件工作尺寸计算经过查教材得: 增强尼龙66的收缩率是0.4%型腔径向尺寸： =(1+ Scp)-x （5-1）型腔深度尺寸： =(1+ Scp)-x （5-2）型芯径向尺寸： =(1+ Scp)+x （5-3）型芯高度尺寸： =(1+ Scp)+x （5-4）中心距尺寸： （5-5） 塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm） 塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm） 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）塑件中心距的基本尺寸（mm） 塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸（mm） 修正系数 取0.50.75 塑件公差 模具制造公差 一般取（1/31/4）9为了统一计算基准，按照一般习惯，规定型腔（孔）的最小尺寸为名义尺寸LM，手柄的尺寸LS, 模具的制造公差为=/3,同时，考虑到实际加工和生产需要，所有计算结果将保留小数点后两位。5.1.1型芯的主要工作尺寸计算 型芯径向尺寸：=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*26.15+0.75*0.33 26.50mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*5.8+0.75*0.18 5.96mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*19.8+0.75*0.33 20.13mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*2.3+0.75*0.14 2.41mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*19.4+0.75*0.33 19.73mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*11.8+0.75*0.27 12.05mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*12.5+0.75*0.27 12.75mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*1.6+0.75*0.14 1.71mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*16.75+0.75*0.27 17.02mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*6.05+0.75*0.22 6.24mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*4.7+0.75*0.18 4.85mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*2+0.75*0.14 2.11mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*3.5+0.75*0.18 3.65mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*5+0.75*0.18 5.16mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*3.8+0.75*0.18 3.95mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*36.9+0.75*0.39 37.34mm型芯高度尺寸：=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*30.1+0.67*0.39 30.48mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*6.8+0.67*0.22 6.97mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*2.5+0.67*0.14 2.60mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*3.5+0.67*0.18 3.63mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*4.8+0.67*0.18 4.94mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*4.2+0.67*0.18 4.34mm=(1+ Scp)+x =(1+0.4%)*1.2+0.67*0.14 1.30mm5.1.2 型腔的主要工作尺寸计算型腔径向尺寸：=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*4.1-0.75*0.18 3.98mm=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*6.06-0.75*0.22 5.92mm=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*5.52-0.75*0.18 5.41mm=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*54.25-0.75*0.46 54.12mm=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*12.5-0.75*0.27 12.35mm=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*15.5-0.75*0.27 15.36mm=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*22-0.75*0.33 21.84mm=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*33-0.75*0.39 32.84mm=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*5.14-0.75*0.18 5.03mm=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*26.91-0.75*0.33 26.77mm=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*0.72-0.75*0.14 0.62mm=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*2.62-0.75*0.14 2.53mm型腔深度尺寸：=(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*0.4-0.67*0.14 0.31mm =(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*35.3-0.67*0.39 35.18mm =(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*35.75-0.67*0.39 35.63mm =(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*38.9-0.67*0.39 38.79mm =(1+ Scp)-x =(1+0.4%)*0.67-0.67*0.14 0.51mm 5.2 型腔壁厚和底板厚度的确定侧壁：按刚度计算 （5-1） =0.719cm按强度计算 （5-2） =0.87cm 取0.87cm侧壁壁厚为安全值，镶块整体取整，便于外购。底板：按刚度计算 （5-3） = =0.32cm按强度计算 （5-4） =0.87cm 取0.87cm底板壁厚为安全值，镶块整体取整，便于外购。5.3冷却系统设计5.3.1 冷却水回路布置的基本原则(1)冷却水道应尽量多；(2) 截面尺寸应尽量大； (3) 冷却水道离模具型腔表面的距离应适当；(4) 适当布置水道的出入口；(5) 冷却水道应畅通无阻；(6) 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位；由以上原则我们可以确定冷却水道的布置情况，以及冷却水道的截面积，确定水道孔径为5mm。10图5-1 定模镶块水路5.4模具总体尺寸的确定,选购模架标准模架的尺寸系列很多，应选用合适的尺寸。如果选择的尺寸很小，有可能使模架强度不够，而且会引起螺钉孔、销钉孔、导柱导套的安放位置不够，但是如果选择了尺寸过大的模架，不仅引起成本提高，还有可能使注塑机型号增大。由于此模具为三板式，因而根据申萌牌注塑模标准模架选择（申萌）模架：申萌s3030，A=50mm，B=25mm，C=35mm图5-2 模架6 有关工艺参数的校核6.1 最大注塑量校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好为注塑机的最大注塑量的80%，所以，选用的注塑机最大注塑量应 （6-1）式中：V机注塑机的最大注塑量，cm3; V塑件塑件的体积，cm3,该产品V塑件=4282.7775mm3 V浇浇注系统体积，cm3，估算为10cm3。175*0.8=604.3*2+10,最大注塑量正确。6.2 锁模力校核 （6-2）式中：P模熔融塑料在型腔内的压力，20Mpa-40Mpa; A塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经估算选择整个凹模型腔的投影面积2*55*23=2530mm2 F锁机注塑机的额定锁模力。1取P为30MPa，则P*A=30*2530=75.95kN630kN，满足要求。6.3 模具与注塑机安装部分相关联尺寸校核6.3.1模具闭合高度长宽尺寸与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合 模具长*宽拉杆面积； 模具的长宽为350*300（mm*mm）注塑机拉杆的间距370*320（mm*mm）;故满足要求。6.3.2模具闭合高度校核 模具实际高度 =290mm; 注塑机最小闭合高度 H最小=150mm; 最大闭合高度H最大=300mm 即 H最小H模H最大,故满足要求。6.3.3开模行程校核注塑机的开模行程是有限制的，取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模距离，否则成型后塑件无法从动、定模间取出。 SH1+H2+a+（510） （6-3）式中：H1塑料脱模距离； H2包括流道凝料在内的塑件高度。1H1=30mm，H2=35.25mm，a=97+5移模行程S=270mm30+35.23+102+510，符合要求。 7 塑料注射模具总装技术要求及零件加工工艺7.1 总装技术要求7.1.1总装图要求装配图应该按照国标绘制，完成绘图工作后还要编写模具装图的技术要求，以方便模具的生产、组装和试生产，一般情况下，模具总装图的技术要求包括一下主要内容： (1)对于模具某些系统的性能要求。例如对顶出系统、滑块抽芯结构的装配要求。 (2)对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。 (3)模具使用，装拆方法。 (4)防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。 (5)有关试模及检验方面的要求。117.1.2技术要求根据上面的要求编写本次毕业设计模具总装图的技术要求：(1)模架装配技术要求安GB/T14556-90(2)零件分别按GB/T4169.1-1984和GB/4170-1984中的1.1-1.9的规定进行检验(3)动定模板或动定模座板间安装平面的平行度按GB/T12555.2和GB/T12566.2的规定(4)导柱导套与动模安装面和定模座板面的垂直度按GB/T12555.2和12556.2的规定(5)模具所有活动部分应保证位置准确,动作可靠,不得有相对歪斜和卡滞现象,固定零件不得有窜动(6)嵌件在模具安放时应定位准确,安放可靠(7)合模后分型面就紧密贴合,局部间隙小于0.05mm(8)模具成型零件件的配合，其同意配合部分应保持均匀一致；在未注公差处按已注明公差的配合要求(9)成型表面未说明脱模斜度时，不允许有影响脱模的反斜度及其它缺陷(10)模具分型面及组合件的结合面应很好贴合，局部间隙不大于0.2(11)模具在使用前应检查是否出现氧化等缺陷，正式启用前应做好防止氧化的工作并定时检查(12)在正式生产前应进行试生产和检验，确定产品符合要求后再正式生产。127.2 零件加工工艺 7.2.1动模镶块加工工艺 表7-1动模镶块加工工艺 序号工序名称工序内容01下料锯床下料02铇铇六面，放0.3-0.4。03平磨六面正。04检验检验毛坯是否有微裂纹等缺陷05电割校正后割正甲乙视图。06钻校正后钻8放0.3-0.4；4*M8螺孔。07铰铰孔8正。08划线侧向孔中心线。09钻钻4个侧孔正。10钳修制，砂光，攻螺纹正。11检验检验产品的尺寸是否合格7.2.2定模镶块加工工艺表7-2定模板加工工艺序号工序名称工序内容01下料锯床下料02铇铇六面，放0.3-0.4。03平磨六面正。04检验检验毛坯是否有微裂纹等缺陷05电割校正后割正甲乙视图。06钻校正后钻孔4*M8螺孔。07划线侧向孔中心线08钻4个侧孔09钳修制，砂光，攻螺纹正。10检验检验产品的尺寸是否合格7.2.3定模板加工工艺表7-3定模板加工工艺序号工序名称工序内容01电割以模架角尺基准与动模板同割96*234型孔正。割正158*178型孔正。割正232*234型孔正。02钻镗调整好角度与谢滑块一起钻孔12放0.3-0.4，16肩孔钻锪正。03铰孔孔12正。04铣以模架角尺基准坑全形正。05划线侧向孔。螺孔中心线。06钻钻侧孔10.5正、螺纹孔。07钳修制，砂光、攻螺纹正。08检验检验产品的尺寸是否合格8 模具工作过程8.1模具工作过程简述模具在注塑成型后，开模时，动模开始后退并且带动定模，浇口处设置拉料杆，拉断点浇口使浇口留在流道板一侧，当定模移动到拉杆末端带动拉杆使其推出流道板，流道板使浇口从浇口套脱模，拉杆另一方面拉住定模进行二次开模。此时滑块在斜导柱的作用下作侧向移动，当其移动的距离达到抽芯距时，与塑件完全脱离，停止移动，限位钢珠对其限位，防止其位置发生变化，避免合模时斜导柱无法进入滑块上的斜孔而损坏模具。当动模移动到开模行程时停止移动，此时注塑机上的顶杆推出，推动推板及顶杆将塑件推出型芯，即可取出塑件；注塑机顶杆退回，脱模机构在复位赶的作用下复位。合模时，滑块在斜导柱和楔紧块的作用下复位，合模结束即可进行下一个成型周期。13图8-1 模具工作过程1图8-2 模具工作过程2图8-3 模具工作过程39 结论通过这次毕业设计，我基本了解了一副简单注射模具的设计流程了。在设计过程中，总会遇到各类问题，也在老师的帮助下不断解决问题，如：如何匹配注塑机与模具，模具结构设计的合理性，数据等级的考量，怎么解决模具在实际生产上的加工困难等等。经过几个月的艰辛努力，我所设计的手柄-塑壳开关塑料模从无到有，从不完善到基本成型，这
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