线圈骨架注塑具设计【含5张cad图纸+文档全套资料】
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河南机电高等专科学校毕业设计说明书毕业设计题目：线圈骨架注射成型工艺与模具设计系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具112 学生姓名 王平 学 号 111304202 指导教师 翟德梅 年 月 份目 录第1章 绪论11.1 模具工业产品结构的现状11.2 模具工业技术结构现状11.3 我国塑料模具工业的发展现状21.3.1 成型工艺方面21.3.2 在制造技术方面21.4 国外塑料模具的发展现状31.5 总结3第2章 塑件工艺性分析及方案确定72.1 原材料的工艺特性、成型性能及注射成型工艺参数72.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析7第3章注射成型模具设计103.1 注射机有关参数的校核103.1.1 型腔数目及排列方式103.2 最大注射量103.3锁模力校核103.4 注射压力校核113.5 开模行程校核113.6 浇注系统设计113.6.1 浇注系统的设计原则123.6.2浇口套的设计123.6.3冷料井123.6.4分流道133.6.5浇口及位置选择15第4章成型零部件的设计174.1.1分型面的设计174.1.3型芯 型腔零件工作尺寸计算174.1.4成型零件的强度及底板厚度计算19第5章结构零部件设计205.1合模导向机构设计205.2 模架的设计205.3 模架各尺寸的校核215.4 脱模顶出机构设计215.5 侧向分型与抽芯机构设计22第6章 温度调节系统设计256.1理论注射量256.2实际注射量266.3模具闭合高度的校核276.4模具安装尺寸的校核276.5斜导柱侧向型芯开模行程的校核27模具草图27小结28致谢29参考文献30 第1章 绪论模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高度一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上几百倍。目前全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业，从1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产量值。1.1 模具工业产品结构的现状 按照中国模具工业协会的划分，我国模具基本分为10大类，其中，冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。按产值计算，目前我国冲压模占50左右，塑料成形模约占20，拉丝模（工具）约占10，而世界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的40以上。我国的塑料成形模具设计，制作技术起步较晚，整体水平还较低。目前单型腔，简单型腔的模具达70以上，仍占主导地位。一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模已经能初步设计和制造。模具平均寿命约为80万次左右，主要差距是模具零件变形大、溢边毛刺大、表面质量差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、模具排气不畅和型腔易损等，注射模精度已达到5um以下，最高寿命已突破2000万次，型腔数量已超过100腔，达到了80年代中期至90年代初期的国际先进水平。1.2 模具工业技术结构现状 我国模具工业目前技术水平参差不齐，悬殊较大。从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比，还有较大的差距。在采用CAD/CAM等技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。在应用CAD技术设计模具方面，仅有约10%的模具在设计中采用了CAD，距抛开绘图板还有漫长的一段路要走；在应用CAM技术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设备或因计算机制式不同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作。1.3 我国塑料模具工业的发展现状我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸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整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可达0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，1.3.1 成型工艺方面多材质料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%80%相比，差距较大。 1.3.2 在制造技术方面CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美国CV公司的CADS5、以及一些塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如对充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。 近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重 大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%80%相比，仍有差距。1.4 国外塑料模具的发展现状1.模具生产效率高，工期短，人均产值高各企业共同之处是厂房设备密集，显得十分拥挤，即使在这样的条件下，车间管理还是有条不紊，生产效率高。一般模具企业，人均年产值为514万美元。 2.专业分工细，技术精益求精，客户相对稳定模具企业专业分工较细，生产协作紧密。每家企业只生产某一类模具，各家都有自己的拳头产品，这利于在技术上精益求精，以利在激烈的竞争中生存发展模具厂所需的模具标准件都是外购的，有些零件加工业是由其他厂协作。 3.模具企业带件生产比较普遍，有利于企业发展模具作为单件或极小批量产品，技术密集和精密加工设备密集，与模具成型制品的大批量生产相比，投入大，产出低，因而制约了模具企业大发展。他们注重模具与制品一体化，模具与制品相辅相成，互相促进，有利于模具企业的发展。1.5 总结通过本次盒盖注塑模的设计，对热塑性塑料的各项工艺特性、注射机的选用、分型面的选择、浇注系统的选择、模架等的选择，以及型腔、型芯的尺寸尺寸计算等模具相关设计细节有了更深的了解。当初学注塑模设计与制造的时候，对模具设计只是理论上的理解，并没有应用到实际中去。通过这次设计，我感觉受益菲浅，把理论与实践联系到一起，一些平时不懂的问题，在这里都解决了河南机电高等专科学校毕业设计说明书第2章塑件工艺性分析及方案确定2.1 原材料的工艺特性、成型性能及注射成型工艺参数ABS塑料是一种常用的具有良好的综合性能的工程塑料。它具有良好的机械强度，特别是抗冲击强度；具有一定的耐磨性.耐寒性.耐水性.耐油性.化学稳定性和性能。一般为无定型料，不透明，无毒无味，成型塑件的表面有较好的光泽。其缺点是耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线的作用下易变硬发脆。使用ABS注射成型塑件时，由于熔体粘度高，所需要的注射成型压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度；另外熔体粘度高，使ABS塑件易产生熔接痕，所以模具设计时应注意减少浇注系统对料流的阻力。ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理。在成型条件下，ABS塑件的尺寸稳定性较好。塑件成型工艺参数的确定查相关手册得到ABS(抗冲）塑件的成型工艺性参数：密度 1.01-1.04g/cm3收缩率 0.3%-0.8%；预热温度 80-85 预热时间2-3 h料筒温度 后段 150-170， 中段165-185 前段 180-200喷嘴温度 170-180；模具温度 50-80注射压力 60-100 M Pa成型时间 注射时间 20-90 s，保压时间 0-5 s,冷却时间 20-150 s模具的基本结构（1）.塑件采用注射成型生产。为保证塑件表面质量，采用点浇口浇注系统形式，因此模具应为三班式注射模具结构。（2）.该塑件尺寸一般，一般精度等级，为降低成型费用，采用一模两腔的结构来提高生产率。塑件壁较薄，对制品不进行后加工。（3）.为了方便加工和热处理，型芯部分采用镶拼结构。2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析结构分析：从塑件图上分析，该零件总体形状为圆形。因此，模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构，该零件属于一般复杂程度。尺寸精度分析该塑件的尺寸在MT5MT6之间，对应的模具成型零件的尺寸加工可以保证。从零件的尺寸来看，壁厚均匀，有利于零件的成型。零件表面分析 该零件表面要求没有缺陷、毛刺外，外表面粗糙度要求大于内表面，故要求模具型腔表面的粗糙度要大于型芯表面。表面粗糙度Ra=0.81.6m。设备的选择及主要技术参数的确定塑件体积塑件质量的计算为； M塑件 = V塑件 而 V塑件 = 22（4021.5）-(1721.5)+(202-172)57=2(3733+5814) 19.11cm3=1.35g/cm3 (查塑料模具设计手册)故M塑件 = 19.111.35 25.80(g)又因；M浇道=V浇道=1.356200(通过pro/E计算得出)=8307mg8.3g所以；M总= M塑件+M浇道=19.11+8.3=27.41g根据塑件图可知，主要计算出相对于固定型芯和哈夫块组合而成的型腔尺寸，其余型芯与型腔的尺寸则直接按产品尺寸。本模具采用一模两件的结构，所需塑件的单件质量为25.80g，考虑到浇注系统的质量，一般取（0.21）的塑件质量，取浇注系统地质量m=0.5W,得m为8.3g,考虑起外形尺寸、注塑时所需的压力和现有设备，初步选用XS-Z-125 型的注塑机，其各项参数如下所示： 公称注射量cm 125 螺杆直径mm 42 注射压力Mpa 120 注射行程mm 115 注射时间s 1.6 螺杆转速r/min 56 注射方式 螺杆式 锁模力KN 900 最大成型面积cm2 320 最大开(合)模行程mm 300 模具最大厚度mm 300 模具最小厚度mm 200 动定模固定板尺寸mm 428458 拉杆内距mm 260290 锁模方式 液压-机械式 定位圈尺寸mm 100 推出形式 两端推出 孔径22mm 中心距为230mm 喷嘴 球半径mm R12 本产品在工业生产中广泛应用,因为作为常期生产的塑件,可以说其批量值是比较大的，属于大批量生产。故设计模具要有较高的效率,浇注系统要能自动脱模；产品形状规则，内空心，侧有凹槽，其要求它具有耐光，耐化学腐蚀、耐磨。结合这些要求，材料选择软聚氯乙烯。根据计算出的体积与质量选择SZ-100-60型号的注塑机注塑。由于塑件内空心，侧有凹槽要求模具必需采用斜导柱侧抽芯机构分型。经过比较，采用斜导柱在定模，哈夫块（斜滑块）在动模的结构 。整体斜楔定位，斜导柱侧抽芯分型，推板推出工件的工作原理。第3章注射成型模具设计3.1 注射机有关参数的校核3.1.1 型腔数目及排列方式（1） 型腔数目利用下式计算模腔数目：N模腔数目ms-单个制品的质量（cm3）K 注塑机最大注塑量的利用系数，一般取0.8mI注塑机允许的最大注塑量（g/cm3，XS-ZY-125型注塑机的额定注射量mI=125cm3）mj浇注系统和飞边所需要的塑料质量或体积（g/cm3），一般取塑件的（0.2）倍，此次设计中取塑件的体积或质量的0.9倍。(这里m值为体积值)N(0.8125)-(110.56)/10.56=8.47采用侧向抽芯结构，为了简化模具结构便于加工，同时为了能够充分注射和有足够的注射压力这里取N=2。（2）定型腔排列方式 单件塑件的质量为25.80g，取浇注系统的质量为为8.3g，本塑件在注塑时采用一模两件，即模具需要两个型腔。 3.2最大注塑量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量，其中包括了主流道及浇口的凝料。通常注塑机的实际注塑量最好是在注塑机理论注塑量的80%之间。故有公式0.8M机M塑+M浇 M塑+M浇=27.41g因此，最大的注塑量符合工作的需要。3.3锁模力的校核当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生一个很大的力，使模具的分型面涨开。而作用在这个面积上的总力，应小于注塑机的额定锁模力P，否则在注塑时会因模具不紧产生严重的溢边现象。型腔内塑料压力，可以按公式计算。而经查塑料模具设计中PVC在型腔里的理论注塑压力在40MP80MP之间。而只有F机锁P模A的不等式成立时，才能符合要求。式中F机锁表示注塑机的最大锁模力； P模 表示为熔融型料在型腔内的压力 ； A 表示为塑件和浇注系统在分型面上的投影之和；故有；F机锁=400knP模A=80MP29362=189.88kn所以符合要求。3.4注塑压力的校核注塑压力校核是校验注塑机的最大注塑压力能不能满足该制品成型的需要，制品成型所需的压力是由注塑机类型、喷嘴形式、塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的，例如螺杆式注塑机，其注塑机压力传递比柱塞式注塑机好，因此注塑压力可取得小一些，流动性差的塑料的或细长流程塑件注塑压力应取得大一些。可参考各种塑料的注塑成型工艺确定塑件的注塑压力，再与注塑机额定压力相比较。那么查塑料模具手册可得，其额定注塑压力大于所需的注塑压力。因此所选择的是符合要求的。3.5开模行程与顶装置的校核在此，本文所选注塑机的最大开模行程与模具厚度的关时的校核。且该模具结构则属于有侧向抽芯开模动作的结构 ，故注塑机的开模行程要求符合下式；S机HcH1+H2+（510）mm 式中；S机 注塑机板间的最大开距，（mm） Hc完成侧抽芯距离l所需要的开模行程，（mm） H1开模要顶出的距离，（mm） H2塑件的高度，（mm）而当，HcH1+H2可以按S机（H模H最小）H1+H2+（510）mm进行计算式中，HM成型模板的高度，（mm）那么可以解得不等式；S机（H模H最小） =300-（270-170）60+116+（510）mm=181186mm，故也满足要求。3.6浇注系统设计3.6.1浇注系统的设计原则 浇注系统的基本原则，是在满足塑料制品质量的同时，还应有利于提高成型速度来缩短成型周期。浇注系统设计应注意的几个问题：排气良好； 流程短； 防止型芯和嵌件移位和变形； 整修方便；防止塑件翘曲变形； 浇注系统的截面积和长度； 保证型腔充满。3.6.2浇口套的选用浇口套属于标准件，在选够浇口套时应注意：浇口套进料口直径和球面坑半径。因此，所选浇口套如图所示：3.6.3冷料井的设计根据实际,采用底部带有顶杆的冷料井，推杆装于推杆固定板上。如图所示：3.6.4 分流道的设计1）分流道截面形状分流道截面形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比表面积最小（流道表面积与体积之比称为比表面积），塑料熔体的温度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工较困难，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。 2）分流道的尺寸 分流道尺寸由塑料品种、塑件的大小及长度确定。对于重量在200g以下，壁厚在3mm以下的塑件可用下面经验公式计算分流道的直径，如式 D=0.2654W1/2 L1/4 式中：D-分流道的直径，mm; W-塑件的质量，g； L-分流道的长度，mm. 此式计算的分流道直径限于3.2mm9.5mm.对于HPYC和PMMA。应将计算结果增加25。对于梯形分流道，H=2D/3；对于U形分流道，H=1.25R，R=0.5D。D算出后一般取整数；对于半圆形H=0.45R 对于流动性极好的塑料（如PE，PA等），当分流道很短时，其直径可小到2mm左右；对于流动性差的塑料（如PC，HPVC及PMMA等），分流道直径可以大到13mm;大多数塑料所用分流道的直径为6mm10mm。3）分流道的布置 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式两类。平衡史布置是指分流道到各型腔浇口的长度、断面形状、尺寸都相同的布置形式。它要求各对应部位的尺寸相等。这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，使成型的塑件力学性能基本一致，但是，这种形式的布置使分流道比较长。非平衡式布置的指分流道到各型腔浇口长度不相等的布置。这种布置使塑料进入各型腔有先有后，因此不利于均衡送料，但对于型腔数量多发模具，为不使流道过长，也常采用。为了达到同时充满型腔的目的，各浇口的断面尺寸要制作得不同.4）分流道设计要点 （1）、在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道截面面积与长度尽量取小值，分流道转折处应圆弧过度。（2）、分流道较常时，在分流道的末端应开设冷料井。（3）、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。（4）、分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。在选择浇口套时应注意：、浇口套进料口直径如式 D=d+(0.51)mm 式中：d-注塑机喷嘴口直径。 、球面凹坑半径R R=r+(0.51)mm; 式中：r-注塑机喷嘴球头半径。、浇口套与定模板的配合在单腔模中，常不设分流道，而在多腔模中，一般都设置有分流道，塑料沿分流道流动时，要求通过它尽快地充满型腔，流动中温度降低尽可能小，阻力尽可能低。同时，应能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。从前两点出发，分流道应短而粗。但为了减少浇注系统的加回料量，分流道亦不能过粗。过粗的分流道冷却缓慢，还倒增长模塑的周期。而该设计中使用了梯形断面形状的分流道。如图所示；因为梯形断面的这种分流道易于机械加工，且热量损失和阻力损失均不大，故它也是一种常用的形式其断面尺寸比例为；H=2/3W,X=3/4W,或将斜边与分模线的垂线呈510的斜角。3.6.5 浇口及位置选择浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细流道（除直浇口外），它是浇注系统的关键部分，其主要作用是：1 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。2 易于在浇口切除浇注系统的凝料，浇口截面约为分流道截面的0.03-0.09。浇口长度约为0.5mm2mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试限时逐步纠正。 当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内摩擦加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利用充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑料质量。浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大，浇口在多情况下，系整个流道断面尺寸最小的部分（除主流道型的浇口外），一般汇报口的断面积与分流道的断面积之比约为0.030.09。断面形状如图4.3所示，浇口台阶长11.5左右虽然浇口长度比分流道的长度短的多，但因为其断面积甚小，浇口处的阻力与分流道相比，浇口的阻力仍然是主要的，故在加工浇口时，更应注意其尺寸的准确性。然而，根据塑件的样品图1.1、生产的批量等，采用一模两腔结构。浇口采用扇形如图所示：（1）浇口的位置的应使填充型腔的流程最短这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔。对于型塑件，要进行流动比的校核。流动比K由流动通道的长度L与厚度t之比来确定。如下式：K=（L/t） 式中：L-各段流程的长度，mm; t-各段流程的厚度或直径，mm; 流动比的允许值随塑料熔体的性质、温度压力等的不同而变化。流动比的计算公式为： K=L1/t 1+L 2+L 3/t 2 K= L1/t 1+L 2/t 2+L 3/t 3+2L 4/t 4+L 5/t 5 (2) 浇口位置的选择要避免塑件变形 （3）浇口位置的设置应减少或避免产生熔接痕 熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向。为提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢流槽，使冷料进入逸流槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会有熔接痕产生。浇口的位置塑与件质量有直接影响,位置选择不当会使塑件产生变形、熔接痕等缺陷。图示为浇口位置的布局。第4章 成型零件工作尺寸的计算4.1分型面的设计 在塑件设计阶段，首先应该考虑成型时分型面的形状，否则就无法用模具成型。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。分型面选择是否合理，对工艺操作难易程度和模具设计制造有很大影响。因此分型面的选择是注射模设计中的一个有关塑件质量的关键因素。选择分型面总的原则是保证塑件质量，且便于制品脱模和简化模具结构，主要有以下几点：塑件脱模方便； 模具结构简单；确保塑件尺寸精度；型腔排气顺利；无损塑件外观分型面选择应便于模具零件的加工；分型面选择应考虑注射机的规格；如果塑件上侧孔，必须侧向抽芯，应避免定模上侧向抽芯；分型面的选择应有利于嵌件的安装。4.2成型零件的结构设计 型腔.由于成型塑件的总体吃寻不是太大，型腔采用整体式，它是在整块金属模板上加工而成的，其特点是牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹，整体式型腔常用于简单的中小型模具上。 型芯.凸模是用于成型塑件内表面的零部件，有时又称型芯或成型杆。凸模与模板做成整体，结构牢固，成型质量好，但钢材消耗量大，适用于内表面形状简单的小型凸模。由于本塑件尺寸较小 ，对材料不能构成浪费，为了使其结构牢固，安装方便，配合简单，本制件可选用整体式凸模。4.3型芯 型腔尺寸的计算型芯的径向尺寸的计算：按平均收缩率计算型芯的径向尺寸：经查塑料模具设计手册可知PVC的平均收缩率为1.8% （SCP）根据塑件精度等级查得塑料模具设计中“塑件公差数值表”,其径向基本尺寸为17mm,那么它的浮动尺寸为17+0.48 0根据公式 LM = LS +SCP LS + 3 4- LM = 17+171.8%+3 4 0.48-=/3 LM = 17.670 -0.16 式中LM 零件制造径向尺寸；LS 径向的基本尺寸； 对于小型零件等于/3（为制件允许的公差值）；型芯尺寸的高度计算，同样也是按收缩率来计算值：这时规定制件孔深的名义尺寸HS 为最小尺寸，偏差为正偏差，型芯高度的名义尺寸为HM为最大尺寸，偏差为负偏差,而其基本尺寸为60mm，浮动尺寸为60+0.92 0，同上可以得到型芯高度名义尺寸： HM = HS + SCPHS + 2 3 - HM = 61.70 -0.3 因为以面的型芯尺寸的计算时都是以型腔为准的，因此有一部分的尺寸（60mm的尺寸）我们只考虑了型腔各尺寸的制造加工尺寸。（1）型腔径向尺寸的计算为：同上以是按平均收缩率来计算其尺寸，已知在给定条件下的平均收缩率SCP ，制件型腔的名义尺寸为LM （最小尺寸），公差值为（正偏差），则型腔的平均尺寸为：LM + 2 。考虑到收缩量和磨损值， 但要注意的一点，那就是该设计的一大优点，为了便于工人的制模，把型腔先做成一个整体，然后用线切割机床再分开，这样也可以节约材料。因此在型腔一方将会加上一个放电间隙值和钼丝的直径值（设放电间隙为0.02mm、钼丝直径为0.18mm）。故也根据公式 LM = LS + LSSCP - 3 4 + 可得：基本尺寸为20mm时，可得如下值；LM = 20+201.8%- 3 40.56+/3 LM = 19.94+0.18 0 那么 LM = 20.14+0.18 0基本尺寸为40 mm时，可得如下值；LM = 40+401.8% - 3 40.92+/3LM = 40.12 +0.26 0那么 LM = 40.32+0.26 0（2）型腔深度尺寸的计算；也是按平均收缩率计算型腔的深度尺寸，在型腔深度尺寸的计算中，规定制件高度的名义尺寸为HS 为最大尺寸 ，公差以负偏差表示。型腔深度名义尺寸HM为最小尺寸，公差以正偏差表示。型腔的底部或型芯的端面与分型面平行，在脱模过程中磨损很小磨损量就不考虑， 据 HM = HS + HSSCP - 2 3+ 可得深度尺寸为1.5mm 时： HM = 1.5+ 1.51.8% - 2 30.32+0.32/3 HM = 1.51+0.1 0深度尺寸为57mm时：HM = 57+ 571.8% - 2 30.92+0.92/3HM = 57.33+0.3 04.4成型腔壁厚的计算成型腔应具有足够的壁厚以承受塑料熔体的高压，如壁厚不够可表现为刚度不足，即产生过大的弹性变形值；也可表现为强度不够，即塑腔发生塑隆变形甚至破裂。模具的型腔在注射时，当型腔全部充满时，内压力达到极限值，然后随着塑料的冷却和浇口的封闭，压力逐渐减小，在开模时接近常压。型腔壁厚计算以最大压力为准。理论分析和实践证明，对于大尺寸的型腔，刚度不足是主要原因，应按刚度来计算；而小尺寸和型腔在发生的弹性变形前，其内应力就超过了许用应力，因此按强度来计算。而此次设计的塑件尺寸不是很大，因此，我们就按强度来计算型腔壁厚。模具结构中，都采用的是整体式且是矩形型腔，它的按强度来计算侧壁的厚度比较的复杂。而在模具设计手册里可以查得一些经验值，如图所示：第5章结构零部件设计5.1合模导向机构设计 导向机构主要用于保证动模和定模两大部分及其他零部件之间的准确对合。导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式，设计的基本要求是导向精确，定位准确，并且有足够的强度，刚度和耐磨性，多采用导柱导向机构。其作用是：导向作用。上模和下模合模时，首先是导向零件接触，引导上下模准确合模，避免凸模或型芯先进入型腔，保证不损坏成型零件。 定位作用:避免模具装配时认错方位而损坏模具（尤其是形状不对称的型腔），对于垂直分型的两瓣对拼凹模，合模销可以保证在合模时定位准确。承受一定的侧向压力。塑料注入型腔过程中会产生单向侧面压力，或者由于成型设备精度的限制，使导柱在工作中承受一定的侧压力，当侧向压力很大时，则不能完全由导柱来承担，需要增设锥面定位装置。 图（12） 公差配合：安装段与模板间采用过渡配合H7/k6,导向段与导向孔间采用间隙配合H7/f75.2模架的设计 模具的大小主要取决于塑件的大小和结构，对于模具而言，在保证足够强度和刚度的条件下，结构越紧凑越好，可以以塑件布置在推杆的范围之内及复位杆与型腔保持一定距离为原则来确定模架大小，经确定选取A2型直浇口标准模架，其外形尺寸为230mm250mm200mm。如下图所示：图（13）5.3模架各尺寸的校核 根据所选注塑机来校核模具设计的尺寸：模具平面尺寸230mm250mm260mm290mm（拉杆间距），校核合格。模具闭合高度尺寸225mm，200mm225mm300mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。模具的开模行程SH1+H2+a+（5-10）mm计算得：H1+H2+a+510=20+30+10+10=70mm300mm（开模行程），校核合格。5.4塑件脱模机构设计在注塑成型的每一个循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，在该设计中，为了使符合脱模机构的要求：使塑件留于动模；塑件不变形损坏这是脱模机构应当达到的基本要求。要做到这一点首先必须分析塑件对模腔的附着力的大小和所在部位，以便选择合适的脱模方式和脱模位置，使脱模力得以均匀合理的分布。良好的塑件外观顶出塑件的位置应尽量设在塑件内部，以免损坏塑件的外观。结构可靠因此，根据装配图所示，其模具结构的脱模机构主要由中心拉料杆拉断浇口，然后由顶杆推动推板使工作推出，还有在设计主型芯时也会有一定的拨模作斜度35。5.5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时，塑件不能直接脱模，必须将成型侧孔的零件做成可动的，在塑件脱模前先将活动型芯抽出，然后再自模中通过顶杆顶出塑件。而此次的设计完全符合以上要求，因此，也采用了侧向分型抽芯机构。又，该塑制品是大批量的生产，故也使用了机动侧向分型抽芯。5.5.1抽芯力和抽芯距的计算抽芯距的计算；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，如成型圆形线圈骨架，以及该外形为正方形的线圈骨架，（如下图所示）设计的抽芯距不能等于线圈骨架凹模深度S2，因为滑块抽至S2时塑件的外径仍不能脱出滑块的内径，必须抽出S的距离再加上(23)mm，塑件才能脱出。故抽芯距为：S= S1+(23)=20+(23)mm=2223mm式中S抽芯距；S抽芯的极根尺寸（此为塑件最大的外形尺寸）；斜导柱的尺寸与安装形式斜导柱的形状与基本尺寸；斜导柱的基本尺寸主要以长度尺寸为主，斜导柱的长度计算为如下式：L =1/2Dtan+h1/cos+1/2dtan+S/sin+(1015)mm =1/2200.45+251.11/2150.45+22/0.4+(1015)mm 110mm式中L斜导柱的长度；D斜导柱固定部分大端直径；h斜导柱固定板厚度；斜导柱的形状与尺寸如图所示；斜导柱的安装固定形式：如上图所示，斜导柱的倾斜角a为24，而一般来说锁紧块的角度a=a+(23)mm,斜导柱与固定板之间用三级精度第三种过渡配合。由于斜导柱只起驱动滑块的作用，滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块间的配合精度保证，滑块的最终位置由锁紧块保证，因此为了运动灵活，斜导柱和滑块间采用比较松的配合，斜导柱的尺寸为15-0.5 -1.0，头部做成圆锥形，同时圆锥部的斜角为30度，它大于斜导柱的倾斜角，这样避免了斜导柱的有效长度离开滑块时，其头部仍然继续驱动滑块。那么固定形式如图：滑块形式与导滑槽的形式滑块分为整体式与组合式，因根据设计的需要，采用了组合式（哈夫块）。而导滑槽的形式就是要能达到在抽芯的过程中，保证滑块远动平稳，无上下窜动和卡紧的现象。同时又要方便加工，故导滑槽采用组合式（由导滑板与推件板组成）其组合图为：第六章 模具温度调节系统在注塑成型过程中，模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型 工艺要求不同，模具的温度要求也不同，一般注射到模具内的塑温度为200C左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时温度在60C，温度降低是由于模具通入了冷却水，将热量带走了。像这样就是我们要做的模具温度调节系统，（加水循环冷却），这种方法一般用于流动性比较好的低融点塑料的成型。因为PVC的成型的如下的特性：虽然流动不是很好，极易分解，特别在高温下与钢接触时极易分解，分解产生腐蚀性气体，但当给模腔表面镀铬或渗氮处理，可以解决以上问题；另外就是在低温高压下注塑。同时模具应有冷却系统。图是模具结构的冷却系统的大概图：6.1先考虑理论注塑量理论注塑量是指注塑机在对空注塑的条件下，注塑螺杆（或柱塞）作一次最大注塑行程时，注塑装置所能达到的最大注塑量。理论注塑量一般有两种表示方法：一种规定以注塑聚氯乙烯（PVC）（密度约为1.35g/cm3）的最大克数（g）为标准，称之为理论注塑质量；另一种规定以注塑塑料的最大容积（cm3）为标准，称之为理论注塑容量。 6.2考虑实际注塑量 根据实际情况，注塑机的实际注塑量是理论注塑量的80左右。即有 M S= a M1 V s =a V1 式中：M1理论注塑质量，g ； V1理论注塑容量，cm3 ; MS实际注塑质量，g ； VS实际注塑容量，g ;a注塑系数，一般取值为0.8。 在注塑生产中，注塑机在每一个成型周期内向模内注入熔融塑料的容积或质量称为塑件的注塑量M，塑件的注塑量M必须小于或等于注塑机的实际注塑量。 当实际注塑量以实际注塑容量VS表示时，如式： MS， = ，VS 式中：MS，注塑密度为时塑料的实际注塑质量，g ；，在塑化温度和压力下熔融塑料密度，g/cm3 。， = C 式中：注塑塑料在常温下的密度，g/cm3 ; C塑化温度和压力下塑料密度变化的校正系数；对结晶型塑料，C=0.85，对非结晶型塑料C=0.93。 当实际注塑量以实际注塑质量MS表示时，有式： MS，=MS（/ps） 式中：ps软聚氯乙烯（PVC）在常温下的密度（约为1.35g/cm3）。所以，塑件注塑量M应满足式： MS，M = nMZ = + MJ 式中：n型腔个数； MZ每个塑件的质量，g ； MJ浇注系统及飞边的质量，g 根据塑料制品的体积或质量查塑料模具设计教材表或查相关手册选定注塑机型号为；XS-ZY-1256.3模具闭合高度的校核通过前章各模板的尺寸选定和计算，模具实际厚度H模为270mm，而注塑机最小厚度H最小为170 mm，即；H模H最小也满足要求。6.4模具与注塑机安装部分相关尺寸校核6.4.1模板尺寸和拉杆间距是否相适合因为要满足上述要求，只有达到模具长宽拉杆间距这样的条件。而确有，模具长宽=240200(mmmm)拉杆间距=295295(mmmm)成立，所以也是满足要求的。6.5斜导柱侧向分型最小开模行程的校核；因为该塑件所用斜导柱侧向芯是在水平的位置，因此
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