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旋钮 注塑 设计 三维 UG

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江阴职业技术学院毕业设计开题报告江阴职业技术学院毕业设计开 题 报 告题 目 旋钮注塑模设计 姓 名 孙远飞 学 号 10020324 系 部 机电工程系 专 业 模具设计与制造 指导教师 刘 毅 职 称 高级实验师 2012年 9 月 10 日说 明1、毕业设计（论文）工作开始之前，学生填写江阴职业技术学院毕业设计（论文）开题报告。2、学生要认真填写毕业设计（论文）工作在开始之前所进行的准备工作和对毕业设计（论文）的整体构思设计。指导教师要对学生毕业设计（论文）的准备和整体构思做出评价。3、本开题报告的各部分内容要完整，必须用黑墨水笔工整书写,或按统一设计的电子文档标准格式打印所有签字必须齐全。系、部的工作检查将以此作为主要依据。4、本开题报告填写完整后，与毕业设计（论文）一起交给指导教师，作为毕业设计（论文）成绩考核的主要依据材料。5、评定成绩后，江阴职业技术学院毕业设计（论文）开题报告与江阴职业技术学院毕业设计（论文）任务书要统一交到系办公室。成绩优秀的毕业设计（论文）开题报告、任务书、毕业设计（论文）由系、部复制后，存到教务处实训科和学院档案室各1份，其它由系、部保存，以备检查、评估。 江阴职业技术学院毕业设计开题报告1、毕业设计题目旋钮注塑模设计2、题目来源（科研、生产、教学、其它）生产3、毕业设计的研究背景和意义上海遐欣塑胶模具有限公司，是一家专业从事模具设计、制造及注塑成型、装配、丝网印刷为一体化的企业。旋钮是公司的一个产品，该塑件年产量约为20万件。模具工业是国民经济的基础，模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它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。塑料模是一种用于生产的基本工艺装备，它可以控制和限制熔融态的塑料流体在模具型腔内的流动，使之形成所需要的形状。它在很大的程度上节约了大量的零件的原材料，降低了加工成本，提高了生产效率。当前塑料制品在制造业中所占的比例迅猛增加，一个设计合理的塑料模具可以提高生产率，降低次品率。 塑料作为一种新的工程材料，发展速度十分迅猛。塑料材料由于其具有优异的性能且加工容易，故成为塑料、橡胶和合成纤维三大合成材料中产量最大、应用最广的高分子材料。目前，塑料材料的应用领域仍在进一步扩大，已经涉及国民经济及人们生活的各个方面而塑料的加工及成型工艺也越来越得到设计者的重视。4、毕业设计的目标、基本内容、重点与难点、主要创新点，研究的可行性 目标：独立完成该套模具的设计，以及编写设计计算说明书。 基本内容：完成整套注塑模具的设计。 重点与难点：塑件底部螺纹孔的成型零件设计。 主要创新点：注塑模具的脱螺纹机构。 研究的可行性：图纸正确，说明书完整。5、主要参考资料及使用的原始资料（参考资料必须有著作、论文、网站和其它类，不得少于15册）1 赵华. 模具设计与制作M. 北京: 清华大学出版社, 2009-042 黄平、朱文坚. 机械设计教程-理论、方法与标准M. 北京: 清华大学出版社, 2010-123 郭铁良. 模具制造工艺学M. 北京:高等教育出版社, 2008-114 赵昌盛. 实用模具材料应用手册M. 北京：机械工业出版社, 2005-065 王焕庭、李茂华、徐善国. 机械工程材料M. 大连,大连理工大学出版社， 2000-056 屈华昌. 塑料成型工艺及模具设计M. 北京,高度教育出版社，2007-087 吴兆祥、高枫. 模具材料及表面处理M.北京,机械工业出版社， 2002-048 黄毅宏、李明辉. 模具制造工艺M. 北京: 机械工业出版社, 2003-079 张克惠.塑料材料学M.西安:西北工业大学出版社,2000-0510 宋涛、顾军等.热处理技术M.北京:化学工业出版社,2003-0111刘靖岩.模具设计与制造.北京：中国轻工业12 王树勋.注塑模具设计与制造实用技术M.广州:华南理工大学出版社,1996-0613 高为国.模具材料M.机械工业出版社,2005-0114 蒋继宏、王效岳 注塑模具典型结构100例M.北京：中国轻工业出版社，2000-0615 王鹏驹、张杰 塑料模具设计师手册 北京：机械工业出版社，2008-1016 ABCUG论坛 17 燕秀模具论坛 18免费CAD教程网 毕业设计（论文）整体构思设计毕业设计（论文）的整体构思（设计类：方案；论文类：提纲） 1对产品成型工艺进行分析2注塑模具设计的方案论证3注塑模具的结构设计（包括零件结构设计，成型零件及主要零部件的设计计算等，绘制装配图和零件图）4模具零件加工工艺规程的编制5毕业设计说明书的编写毕业设计（论文）的主要研究手段、方法（含学校实验室条件） 应用已掌握的专业知识，在指导老师的帮助下，应用UG、AUTOCAD等软件完成该套注塑模具的设计与绘制，并在相应专业知识的基础上理论联系实际，不断巩固和学习新的知识，为将来更好的工作打下坚实的基础。毕业设计的进度安排第一阶段 准备工作 2012年06月01日2012年08月30日第二阶段 方案调研 2012年09月01日2012年09月15日第三阶段 毕业设计 2012年09月16日2012年12月15日第四阶段 毕业答辩 2012年12月16日2012年12月25日第五阶段 资料归档 2012年12月26日2012年12月30日指导教师意见：（对题目、深度、广度、工作量、工作准备的意见，对结果的预测、期待等）选题符合要求，同意开题 指导教师签字： 刘毅 2012 年 9 月 15日专业指导小组意见： 符合要求，同意开题专业指导小组长签字：庞晓琛 2012 年 9 月 15日 系指导委员会意见： 符合要求，同意开题系毕业设计指导委员会主任签字：周宏雷 2012 年 9 月 15日6毕业设计课 题：旋钮注塑模设计专 题：专 业： 模具设计与制造学 生 姓 名： 孙远飞班 级： 10模具（2）班学 号： 10020324指 导 教 师： 刘毅完 成 时 间： 2012年12月27日- 1 - 江阴职业技术学院毕业设计 旋钮注塑模设计摘要随着科技的不断发展，越来越多的高分子材料不断被应用。因此价格低廉、来源丰富、性能优良的塑料制品已经越来越普及，它在汽车、电脑、机械仪表、家电、通信等各个领域几乎已经起到不可替代的作用。注射成形是把塑料原料放入注射机料筒中经过加热熔化均匀塑化，使之成为熔融状态的流体，然后通过柱塞或螺杆高压力注入模具型腔中，然后经过保压、冷却、固化从而获得塑料制品的加工工艺。 本产品是儿童玩具车座椅底部旋钮，体积较大且带有两螺纹孔。该产品设计为大批量生产，故设计的模具必须要有较高的生产效率，螺纹能够自动脱模，故采用液压传动装置，齿条带动齿轮脱螺纹。而塑件底部有两矩形台阶孔，可利用模具的开模力，采用斜导柱带动侧滑块完成侧抽芯。为了保证塑件的质量以及其使用性能故模具设计成一模两腔。浇注系统采用侧浇口，推出方式为推杆推出。因体积较大，冷却时间较长故在型腔板上开设冷却水道，从而加速冷却，减少塑件的成型时间。关键词：注射成型；斜导柱；一模两腔 I Design of injection mold for the knobAbstract With the continuous development of science and technology, more and more high polymer material has been applied. So the price is low, the source is rich, good performance of plastic products has been more and more popular, it in the car, computer, mechanical instrument, home appliances, communications, and other fields has almost play the role that cannot be replaced.Injection molding is the plastic raw materials into the injection machine cylinder through heating melting uniform plasticizing, make it become the molten state of the fluid, and then through the plunger or screw high pressure injection mold cavity, and then after the pressure, cooling, curing to get plastic products processing technology. This product is a childrens toy car seat bottom knob, large size and with two threaded hole. This product design for mass production, the design of the die must have higher production efficiency, thread automatically release, it adopts hydraulic drive, rack drive gear to take off the thread. And at the bottom of the plastic parts there are two rectangular step hole, can use mould cavity force, the inclined guide pillar drive the sideslip block complete side core-pulling. In order to guarantee the quality of plastic parts and its performance so mould design into a die two cavity. Pouring system adopts the side gate, roll out way out for the push rod. Because of the large size, cooling time is long so in cavity plate set on cooling channel, so as to accelerate cooling, reduce plastic parts forming time. Keywords：Injection molding ;Slider angle pin ;One die two cavity - 1 - 目录摘 要.IAbstract. I目 录.I 第一章 绪论.1 1.1我国塑料模具的发展状况和趋势.1 1.2课题的背景和意义.2 1.3毕业设计的目标、基本内容、重点与难点、主要创新点，研究的可行性.2第二章 塑件的工艺性分析.3 2.1 设计任务说明书.3 2.2塑件的尺寸精度分析.4 2.3 壁厚分析.4 2.4 圆角分析.4 2.5 孔分析.5 2.6 螺纹分析.5 2.7 脱模斜度分析.5 2.8加强肋分析.6第三章 材料的工艺分析.7 3.1塑件材料的选择.7 3.2材料的基本特性.7 3.2.1高密度聚乙烯的物理性质.7 3.2.2高密度聚乙烯的化学性质.7 3.3 材料的成型特性.7第四章 成型设备的选择.9 4.1塑件体积的计算.9 4.2 模具型腔数目的确定.9 4.3 注塑机的初步选择.9 4.3.1 塑件所需的最大注射量.9 4.3.2 注射机的成型工艺参数.10- 1 - 第五章 浇注系统的设计.11 5.1 分型面的选择.11 5.2 主流道的设计.11 5.3 分流道的设计.12 5.4 浇口的设计.12 5.4.1 浇口的选择（选择侧浇口）.13 5.4.2 浇口尺寸的确定.13 5.5 冷料穴和拉料杆的设计.13第六章 成型零部件设计.15 6.1 零件工作部分尺寸的计算.15 6.2 成型零部件的结构设计.16第七章 脱螺纹机构的设计.19 7.1 螺纹抽芯力的计算.19 7.2 螺纹抽芯旋转圈数的计算.19 7.3 齿轮结构的设计 .20 7.4 齿数与传动比的确定.207.5齿条工作部分尺寸的计算.21第八章 注射模侧向分型与抽芯机构的设计.22 8.1 抽芯机构的类型.22 8.2 斜导柱的基本形式.22 8.3 斜导柱抽芯倾斜角的选取.22 8.4 斜导柱工作参数的确定.22 8.4.1 抽芯力与开模行程的计算.22 8.4.2 抽拔距地计算.23 8.4.3 斜导柱所受弯曲力的计算.23 8.4.4 斜导柱直径的计算.23 8.4.5 斜导柱长度的计算.23 8.5 侧滑块与压紧块的设计.23 8.5.1 侧滑块的设计.23 8.5.2 导滑槽的设计.24- 1 - 8.5.3 楔紧块的设计.24 8.5.4 侧滑块定位装置的设计.24第九章 结构零部件的设计.269.1 标准注射模架的选择.269.2 限位螺钉的选择.269.3 导向机构的设计.27 9.4 推出机构的设计.27第十章 温度调节及排气系统的设计.2810.1 温度调节系统的设计.2810.2 排气系统的设计.28第十一章 模具与注射机的校核.3011.1 锁模力的校核.3011.2 模具闭合高度的校核.3011.3开模行程的校核.3011.4 最大注射量的校核.3111.5 最大注射压力的校核.3111.6 模具安装尺寸的校核.31第十二章 绘制模具总装配图及零件图.3212.1模具总装配图.3212.2部分零件图.33结 语.35致 谢.36参考文献.37- 1 - 第一章 绪论1.1我国塑料模具的发展状况和趋势 近几年来，世界模具市场总量一直保持在600亿650亿美元之间。04年世界模具产值约600亿美元,亚洲约占200亿美元,中国大约占有65亿美元。但是进口比例大约为1020亿美元。近年来这些模具在我国逐渐实现国产化,我国近年来模具工业及其进出口情况如表1-1所示。表1-1 中国的模具工业及其进出口情况年份生产厂家（个）产值（销售额）（亿元人民币）进口（亿美元）出口（亿美元）19846000150.2450.0131994100001307.6500.389200453018.1304.91020063000072020.47010.41200787020.04014.15200895020.0419.22 目前,我国模具制造技术与国际先进水平相比还有较大差距,其中创新能力差距非常突出，最主要的原因是我国自主创新产品较少。为了鼓励机械工业发展，2005年12月21日国务院正式颁布促进产业结构调整规定，其中第19项是：大型、精密模具及汽车模具设计与制造。可见，国家对机械工业的重视。近年来现代化的科学设计方法已经在我国得到广泛应用，如：热流道技术、气辅注射技术和多色注射技术等。许多国际著名CAD/CAE/CAM软件如：CATIA、UG、Pro/E、I-DEAS、Euclid-IS、Mold flow、DYNAFORM、DEFORM逐渐被引进，并得到了很好的应用。同时自主开发的系统软件，例如：华中理工大学注塑、汽车覆盖件和级进模具CAD/CAE/CAM系统、上海交大冲压、挤压和精冲模具CAD系统、西安交大的冲压和级进模具CAD/CAM系统（XJCY）、北京机电研究所锻模CAD/CAE/CAM系统等，也有了较大的发展。 江 阴 职 业 技 术 学 院毕业设计(论文)教学手册 机电工程系系模具设计与制造专业10模具2班学生姓名孙远飞设计(论文)题目旋钮注塑模设计专 题同课题学生指导老师刘毅职称高级实验师工作单位江阴职业技术学院指导老师职称工作单位系指导小组组长庞晓琛校指导委员会主任潘永惠 起止时间：2012年9月至2012年12月 表1：毕 业 设 计（论文）任 务 书 设计(论文)题目: 旋钮注塑模设计 专题: 课题简介（主要介绍课题的来源、性质及目的意义）： 上海遐欣塑胶模具有限公司，是一家专业从事模具设计、制造及注塑成型、装配、丝网印刷为一体化的企业。旋钮是公司的一个产品，该塑件年产量约为20万件。模具工业是国民经济的基础，模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它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。塑料模是一种用于生产的基本工艺装备，它可以控制和限制熔融态的塑料流体在模具型腔内的流动，使之形成所需要的形状。它在很大的程度上节约了大量的零件的原材料，降低了加工成本，提高了生产效率。当前塑料制品在制造业中所占的比例迅猛增加，一个设计合理的塑料模具可以提高生产效率，降低次品率。 塑料作为一种新的工程材料，发展速度十分迅猛。塑料材料由于其具有优异的性能且加工容易，故成为塑料、橡胶和合成纤维三大合成材料中产量最大、应用最广的高分子材料。目前，塑料材料的应用领域仍在进一步扩大，已经涉及国民经济及人们生活的各个方面而塑料的加工及成型工艺也越来越得到设计者的重视。设计(论文)任务的主要内容(主要说明基本条件、设计内容、方法、思路或构想及主要成果)： 针对旋钮塑件，分析了塑件成型工艺性，选择合适的模具分型面，计算模具的工作部分尺寸，设计出模具的基本结构，选择合适的标准模架，同时完成了模具的主要零部件（如定位零件、卸料装置、模架）及其它零件的设计，注射机的选用，模具的装配。通过使用CAD/CAM软件设计出整套模具装配图及主要零件图，并撰写出设计计算说明书。毕业设计（论文）成果（主要指实物、图纸、图画、论文、论著和调研报告等作品以及任务书、说明书）的主要要求：毕业设计课题：旋钮注塑模设计。图纸：模具总装图、模具主要零件零件图、三维零件图等。毕业设计图纸总计为3张0号图纸以上的工作量，正式提交的图纸必须用CAD绘制，制图符合国家标准。说明书字数不少于8000字，格式符合要求，按学校统一要求排版后打印。参考文献及资料等: 机械制图、机械设计基础、模具设计、塑料模设计手册、塑料模具设计与制造、塑料模具技术手册、塑料成型模具、塑料模具设计手册、模具设计与制造简明手册、塑料模具设计、塑料成型模具设计、塑料注射成型与模具、型腔模设计、侧浇口点浇口并用的双层型腔注射模、分流道截面形状和尺寸计算的探讨、模具标准应用手册、模具技术问答、公差配合与技术测量、模具材料及表面处理等。学 生（签名） 年 月 日指导老师（签名） 年 月 日表2：毕 业 设 计（论文）进 度 计 划起止日期工作内容备注2012年09月01日2012年09月15日下企业调研，初选设计方案，资料收集，设计准备。2012年09月16日2012年09月20日制定设计方案。2012年09月21日2012年09月30日塑件成型工艺分析。2012年10月01日2012年10月06日分型面及浇注系统的确定。2012年10月07日2012年10月21日塑料模具设计的方案论证。2012年10月22日2012年11月10日模具主要零部件的设计计算。2012年11月11日2012年11月20日完成模具装配工作图。2012年11月21日2012年12月10日绘制模具零件工作图。2012年12月11日2012年12月24日编写设计计算说明书。2012年12月25日2012年12月31日设计总结及答辩。表3：毕 业 设 计（论文）课 题 审 批 表系指导小组审题意见符合要求，同意开题 审题人：庞晓琛 2012年 9 月 13 日校指导委员会审题意见同意系指导小组意见 审题人：潘永惠 2012年 9 月 15 日表4：指 导 老 师 指 导 记 录 表（1）存在问题： 浇注系统的选择。指导意见： 浇注系统的设计要求如下：（1）排气良好；（2）流程短；（3）防止小型芯变形；（4）热量、压力损耗小；（5）整修方便；（6）防止塑件变形；（7）尽可能减小浇注系统容积。学生应选择合适的浇口类型、数量及进料位置，并加以论证。必要时用平面示意图把构思表达出来。浇注系统各组成部分零件应尽量选用标准件，可加快模具制作的速度，同时也有助于降低模具制造费用。 指导教师：刘毅 2012年 10月 4日 学生：孙远飞 2012年 10月 4日存在问题： 推出机构的确定。指导意见：根据塑件的形状、尺寸大小、设备类型等综合考虑塑件的推出方式。开模时应尽量使塑件留在动模一侧；推出元件的布局应合理；塑件脱模时应不变形，不损伤塑件的外观质量；推出机构的推出及复位应可靠且运动灵活，制造及配换应方便容易。推出机构采用顶块顶出机构。 指导教师：刘毅 2012年 10月 15日 学生：孙远飞 2012年 10月 15日表4：指 导 老 师 指 导 记 录 表（2）存在问题： 绘制模具装配图。 1.视图布置不合理。2.缺少必要的配合尺寸。3.标题栏填写不规范。指导意见：按照制图国标中的相关规定绘制装配图，准确、清晰地表达模具的基本构造及模具零件之间的装配关系。1.作图比例和图面布置尽量采用1:1的作图比例。一般采用主视图和俯视图两个视图，塑件图布置在图纸的右上角，并注明塑件名称、塑料牌号等要素，标全塑件尺寸。装配图上需标注模具的总体尺寸、必要的配合尺寸和安装尺寸，其余尺寸一般不标注。2.标题栏及明细表应按统一要求填写，特别是设计者必须要在相应位置上签名。 指导教师：刘毅 2012年 11月 16日 学生：孙远飞 2012年 11月 16日存在问题： 绘制模具零件图。 1.视图比例不当。2.尺寸标注不规范。3.技术要求不合理。指导意见：1.视图和比例尺的选择零件图比例尺大都采用1:1，小尺寸零件或尺寸较多的零件则需放大比例绘制。2.尺寸标注的基本规范尺寸标注要做到既不少标、漏标，又不多标、重复标，同时又使整套模具零件图上的尺寸布置清晰、美观。3.表面粗糙度及形位公差各面的粗糙度均应注明，有形位公差要求的结构形状则需加注形位公差。4.技术要求及标题栏零件图上的技术要求应标注在标题栏的上方，注明除尺寸、公差、粗糙度以外的加工要求。标题栏按统一规格填写，设计者必须在各零件图标题栏的相应位置上签名。 指导教师：刘毅 2012年 11月 27日 学生：孙远飞 2012年 11月 27日表4：指 导 老 师 指 导 记 录 表（3）存在问题： 编写设计计算说明书。 1.编写不规范。2.计算说明缺乏条理。3.内容不够完整。指导意见：设计计算说明书应在全部计算及全部图纸完成后进行整理与编写。编写时要注意以下要求：1.编写的规范化必须按照江阴职业技术学院的有关规定进行编写。2.计算的正确性对所有的设计计算要求正确无误。3.内容的完整性编写完后，应检查设计计算说明书中所包括的内容是否完整。 指导教师：刘毅 2012年 12月 17日 学生：孙远飞 2012年 12月 17日存在问题： 指导意见： 指导教师： 年 月 日 学生： 年 月 日注：此表不够，可自行添加。表5：毕 业 设 计（论文）评 阅 意 见 指导老师评语： 孙远飞同学的毕业设计课题为旋钮注塑模设计。 在毕业设计过程中，学习态度端正，组织纪律性好，能够按照指导老师的要求完成整个毕业设计任务。经常深入企业进行调研，积极主动查阅有关模具设计资料，能够运用所学的基础理论知识和模具专业知识分析和解决一些实际问题。设计任务难度较大，能够熟练地运用CAD和UG等模具设计软件，工作完成情况较好。希望在今后的工作和学习中，能够充分发挥自己的聪明才智，勤学苦练，做一名优秀的模具专业人才。 孙远飞同学完成了规定的毕业设计任务，同意其参加答辩。建议毕业设计（论文）成绩为 9 。指导老师：刘毅 2012年 12月 22日第一评阅人评语： 孙远飞同学论文主要针对旋钮塑件进行模具设计研究，选题具有一定难度，工作量较大，有一定的现实意义。针对旋钮零件的成型工艺，选择合适的塑料材料。根据塑料的收缩率以及流动性合理的设计和计算模具工作部分尺寸及公差，并设计出模具。论文撰写认真，内容详细，逻辑严谨，条理清晰。从论文可以看出作者阅读了大量的国内外文献资料，在模具设计和制造专业方面掌握了坚实的理论基础知识和基本应用技能，具有一定的分析问题和解决问题的能力。我认为此毕业设计（论文） 能够 参加答辩，并建议成绩为： 17 评阅人： 沈杏林 职称： 副教授 2012年 12 月 24日第二评阅人评语： 孙远飞同学毕业设计选题符合专业培养目标，能够达到综合训练目的。题目有一定难度，工作量较大。该生查阅文献资料能力较强，能较为全面收集关于模具设计的资料，其时效性较强。设计过程中参考了较为丰富的文献资料，能综合运用所学知识，全面分析模具的内容以及控制要求，设计分析了高密度聚乙烯的参数指标，设计了有油缸齿条带动的抽芯机构的模具，综合运用知识能力较强。 说明书篇幅完全符合学院规定，内容较为完整，层次结构安排科学，逻辑关系清楚，语言表达流畅，格式完全符合规范要求，图纸质量较好。我认为此毕业设计（论文） 能够 参加答辩，并建议成绩为： 18 评阅人： 唐黎明 职称： 讲师 2012年 12月 25日注：表5中的指导教师和评阅人的评阅成绩要参照封底的“参考评分标准”给定。指导教师：10分，评阅教师各20分，满分为50分。表6 系 部 审 核 意 见系审核意见： 同意评阅老师意见。 审核人： 周宏雷 2012年12 月26日 表7：毕 业 设 计（论文）答 辩 记 录 及 成 绩自述记录： 本设计是旋钮注塑模的设计。该塑件外形尺寸精度要求一般，形状比较复杂。本文详细论述了旋钮注塑模具设计的全过程。针对旋钮零件的成型工艺，选择合适的塑料材料，根据塑料的收缩率以及流动性合理的设计和计算模具工作部分尺寸及公差，同时完成了模具总体设计、模具的主要零部件及其它零件的设计以及冲压设备的选用，模具的装配等。该模具生产成本低，使用寿命长，操作安全、方便，便于搬运、安装、紧固到冲床上，并且方便、可靠，外形美观，各部分比例协调，能保证规定的生产率和塑件的质量，对设计同类产品具有参考价值。回 答 提 问 情 况 记 录提 问 题 目回答情况1、如何确定模具型腔数目？1、由于多型腔模具在满足塑料制件的形状和尺寸一致性好，成型工艺条件容易控制条件下具有提高生产效率和降低塑件的整体成本。并结合旋钮的质量要求，所以采用双型腔模具。 回答正确。2、模具推出机构如何确定？2、根据塑件的形状、尺寸大小、设备类型等综合考虑塑件的推出方式。 回答正确。3、开模距离如何进行校核？3、取出制件所需要的开模距离必须小于注射机的最大开模行程距离，根据公式计算校核。 回答基本正确。 答辩小组评语： 孙远飞同学答辩准备工作充分，能够详细阐述毕业设计的主要内容，对主要问题的回答正确，思路清晰，时间控制得较好。设计计算说明书概念清楚，内容完整，有较强的逻辑性。比较注重礼貌和仪容仪表，较好地完成了毕业设计任务书所规定的设计任务。答辩成绩 15 答辩小组组长： 庞晓琛 2012年 12月 30日 答辩秘书： 2012年 12月 30日注：答辩小组的答辩成绩要参照封底的“参考评分标准”给定，用分数表示，满分“20分”表8：毕业设计（论文）工作成绩汇总和评定分段项目建议成绩人员或小组建议成绩1.平时工作与中期检查由指导老师给定 （30分）262设计（论文）质量与水平指导老师评阅成绩（10分）9评阅人评阅成绩 （20分）17评阅人评阅成绩 （20分）183.答辩 答辩小组答辩成绩（20分）15总 评 成 绩85专业答辩委员会评定意见： 根据指导老师、评阅人和答辩小组建议成绩，经专业答辩委员会研究，确定该同学的毕业设计（论文）工作的总成绩 85 。 专业答辩委员会主任： 周宏雷 2013 年 1 月 5 日校毕业作业工作指导委员会审核意见： 指导委员会主任： 潘永惠 2013 年 1 月 8 日注：1、平时工作和中期成绩由指导老师参照封底的“参考评分标准”给定。2、各栏成绩均用分数表示，总成绩满分为“100分”表9：毕业设计指导、评阅、考核人签字我们是此毕业设计（论文）相关的全部指导、评阅、审核人员，我们已经认真仔细地阅读了上述的全部内容，以上内容共 页，全部真实、有效。毕业设计（论文）题目旋钮注塑模设计学生姓名/学号孙远飞/10020324指导教师刘毅序人员身份工作单位 职称/职务签名日期备注1指导教师1团队项目2指导教师2团队项目3指导教师3团队项目4课题系部审核人江阴职业技术学院/ 系部盖章5第一评阅人江阴职业技术学院/ 6第二评阅人江阴职业技术学院/ 7答辩小组组长江阴职业技术学院/ 8答辩老师1江阴职业技术学院/ 9答辩老师2江阴职业技术学院/ 10答辩老师3江阴职业技术学院/ 11答辩老师4江阴职业技术学院/12系答辩委主任江阴职业技术学院/ 13系工作秘书江阴职业技术学院/ 14校审核人江阴职业技术学院/教务处章15校指委主任江阴职业技术学院/盖章注：本页为当事人手书签字各盖章，在毕业设计工作全部结束后将此页描述后载入原word文档，并将全部毕业设计（论文）转化为pdf格式文件存档保存。江阴职业技术学院毕业设计(论文)评分原则、参考标准和填写说明一、评分原则1、毕业设计（论文）和社会调查（论文）的成绩评定采用百分制记分。2、毕业设计（论文）和社会调查（论文）的成绩由三个部分组成，其中平时工作、中期检查情况占30分，毕业设计（论文）质量和水平占50分（由指导教师与评阅教师分别评分，其中指导教师满分为10分，两位评阅教师各20分），毕业答辩占20分。三项之和为总成绩，总成绩由答辩委员会集体议定。3、毕业设计（论文）和社会调查（论文）的成绩单独进行评定，原则上不受平时课程的学习成绩影响。坚持标准，严格要求，实事求是，力求反映学生的真实水平。4、各系可以参照下述标准，根据专业特点制定相应的毕业设计（论文）和社会调查（论文）答辩与评分标准，报教务处备案。项目内容权重评分标准（5分）（3-4分）（0-2分）平时工作与中期检查（30分）出勤、纪律、协作精神1好一般差独立工作能力1强一般差工作勤奋及刻苦精神1勤奋刻苦较认真马虎独立思考与主动性1主动钻研欠主动不主动资料、材料应用能力1水平高水平一般差中期检查情况1好一般差设计(论文)质量与水平（50分）综合应用知识的能力3强较强差设计（论文）的科学系、合理性及实用性2正确合理较正确合理差设计（论文）的创新性2有创新一般差方案选择论证1合理正确基本正确有错误数据处理能力1强一般较差图、文表达能力1清晰、正确通顺较正确通顺有错误答辩（20分）能在规定时间内精炼正确完成讲解2按时、精炼正确按时、较正确错误较多能全面正确回答所提问题2全面正确比较全面、基本正确错误较多总分100分二、评分说明1、对无数据处理或只有简单数据处理的毕业论文在“数据处理能力”一栏的权重降为0，在“图、文表达能力”一栏的权重提高到2。2、上述各小项得分=评得分权重；各小项得分之和为总得分。三、填写说明1、此手册为重要的教学文件，请认真、严肃填写。2、此手册的表9“毕业设计指导、评阅、审核人签字”必须为手书签字，其余可以计算机输入。3、系部应将此手册的表9扫描后制成电子文档，再将手册全部转化为PDF格式文件归档保存。江阴职业技术学院毕业设计课 题：旋钮注塑模设计专 题：专 业： 模具设计与制造学 生 姓 名： 孙远飞班 级： 10模具（2）班学 号： 10020324指 导 教 师： 刘毅完 成 时 间： 2012年12月27日- 1 - 江阴职业技术学院毕业设计 旋钮注塑模设计摘要随着科技的不断发展，越来越多的高分子材料不断被应用。因此价格低廉、来源丰富、性能优良的塑料制品已经越来越普及，它在汽车、电脑、机械仪表、家电、通信等各个领域几乎已经起到不可替代的作用。注射成形是把塑料原料放入注射机料筒中经过加热熔化均匀塑化，使之成为熔融状态的流体，然后通过柱塞或螺杆高压力注入模具型腔中，然后经过保压、冷却、固化从而获得塑料制品的加工工艺。 本产品是儿童玩具车座椅底部旋钮，体积较大且带有两螺纹孔。该产品设计为大批量生产，故设计的模具必须要有较高的生产效率，螺纹能够自动脱模，故采用液压传动装置，齿条带动齿轮脱螺纹。而塑件底部有两矩形台阶孔，可利用模具的开模力，采用斜导柱带动侧滑块完成侧抽芯。为了保证塑件的质量以及其使用性能故模具设计成一模两腔。浇注系统采用侧浇口，推出方式为推杆推出。因体积较大，冷却时间较长故在型腔板上开设冷却水道，从而加速冷却，减少塑件的成型时间。关键词：注射成型；斜导柱；一模两腔 I Design of injection mold for the knobAbstract With the continuous development of science and technology, more and more high polymer material has been applied. So the price is low, the source is rich, good performance of plastic products has been more and more popular, it in the car, computer, mechanical instrument, home appliances, communications, and other fields has almost play the role that cannot be replaced.Injection molding is the plastic raw materials into the injection machine cylinder through heating melting uniform plasticizing, make it become the molten state of the fluid, and then through the plunger or screw high pressure injection mold cavity, and then after the pressure, cooling, curing to get plastic products processing technology. This product is a childrens toy car seat bottom knob, large size and with two threaded hole. This product design for mass production, the design of the die must have higher production efficiency, thread automatically release, it adopts hydraulic drive, rack drive gear to take off the thread. And at the bottom of the plastic parts there are two rectangular step hole, can use mould cavity force, the inclined guide pillar drive the sideslip block complete side core-pulling. In order to guarantee the quality of plastic parts and its performance so mould design into a die two cavity. Pouring system adopts the side gate, roll out way out for the push rod. Because of the large size, cooling time is long so in cavity plate set on cooling channel, so as to accelerate cooling, reduce plastic parts forming time. Keywords：Injection molding ;Slider angle pin ;One die two cavity - 1 - 目录摘 要.IAbstract. I目 录.I 第一章 绪论.1 1.1我国塑料模具的发展状况和趋势.1 1.2课题的背景和意义.2 1.3毕业设计的目标、基本内容、重点与难点、主要创新点，研究的可行性.2第二章 塑件的工艺性分析.3 2.1 设计任务说明书.3 2.2塑件的尺寸精度分析.4 2.3 壁厚分析.4 2.4 圆角分析.4 2.5 孔分析.5 2.6 螺纹分析.5 2.7 脱模斜度分析.5 2.8加强肋分析.6第三章 材料的工艺分析.7 3.1塑件材料的选择.7 3.2材料的基本特性.7 3.2.1高密度聚乙烯的物理性质.7 3.2.2高密度聚乙烯的化学性质.7 3.3 材料的成型特性.7第四章 成型设备的选择.9 4.1塑件体积的计算.9 4.2 模具型腔数目的确定.9 4.3 注塑机的初步选择.9 4.3.1 塑件所需的最大注射量.9 4.3.2 注射机的成型工艺参数.10- 1 - 第五章 浇注系统的设计.11 5.1 分型面的选择.11 5.2 主流道的设计.11 5.3 分流道的设计.12 5.4 浇口的设计.12 5.4.1 浇口的选择（选择侧浇口）.13 5.4.2 浇口尺寸的确定.13 5.5 冷料穴和拉料杆的设计.13第六章 成型零部件设计.15 6.1 零件工作部分尺寸的计算.15 6.2 成型零部件的结构设计.16第七章 脱螺纹机构的设计.19 7.1 螺纹抽芯力的计算.19 7.2 螺纹抽芯旋转圈数的计算.19 7.3 齿轮结构的设计 .20 7.4 齿数与传动比的确定.207.5齿条工作部分尺寸的计算.21第八章 注射模侧向分型与抽芯机构的设计.22 8.1 抽芯机构的类型.22 8.2 斜导柱的基本形式.22 8.3 斜导柱抽芯倾斜角的选取.22 8.4 斜导柱工作参数的确定.22 8.4.1 抽芯力与开模行程的计算.22 8.4.2 抽拔距地计算.23 8.4.3 斜导柱所受弯曲力的计算.23 8.4.4 斜导柱直径的计算.23 8.4.5 斜导柱长度的计算.23 8.5 侧滑块与压紧块的设计.23 8.5.1 侧滑块的设计.23 8.5.2 导滑槽的设计.24- 1 - 8.5.3 楔紧块的设计.24 8.5.4 侧滑块定位装置的设计.24第九章 结构零部件的设计.269.1 标准注射模架的选择.269.2 限位螺钉的选择.269.3 导向机构的设计.27 9.4 推出机构的设计.27第十章 温度调节及排气系统的设计.2810.1 温度调节系统的设计.2810.2 排气系统的设计.28第十一章 模具与注射机的校核.3011.1 锁模力的校核.3011.2 模具闭合高度的校核.3011.3开模行程的校核.3011.4 最大注射量的校核.3111.5 最大注射压力的校核.3111.6 模具安装尺寸的校核.31第十二章 绘制模具总装配图及零件图.3212.1模具总装配图.3212.2部分零件图.33结 语.35致 谢.36参考文献.37- 1 - 第一章 绪论1.1我国塑料模具的发展状况和趋势 近几年来，世界模具市场总量一直保持在600亿650亿美元之间。04年世界模具产值约600亿美元,亚洲约占200亿美元,中国大约占有65亿美元。但是进口比例大约为1020亿美元。近年来这些模具在我国逐渐实现国产化,我国近年来模具工业及其进出口情况如表1-1所示。表1-1 中国的模具工业及其进出口情况年份生产厂家（个）产值（销售额）（亿元人民币）进口（亿美元）出口（亿美元）19846000150.2450.0131994100001307.6500.389200453018.1304.91020063000072020.47010.41200787020.04014.15200895020.0419.22 目前,我国模具制造技术与国际先进水平相比还有较大差距,其中创新能力差距非常突出，最主要的原因是我国自主创新产品较少。为了鼓励机械工业发展，2005年12月21日国务院正式颁布促进产业结构调整规定，其中第19项是：大型、精密模具及汽车模具设计与制造。可见，国家对机械工业的重视。近年来现代化的科学设计方法已经在我国得到广泛应用，如：热流道技术、气辅注射技术和多色注射技术等。许多国际著名CAD/CAE/CAM软件如：CATIA、UG、Pro/E、I-DEAS、Euclid-IS、Mold flow、DYNAFORM、DEFORM逐渐被引进，并得到了很好的应用。同时自主开发的系统软件，例如：华中理工大学注塑、汽车覆盖件和级进模具CAD/CAE/CAM系统、上海交大冲压、挤压和精冲模具CAD系统、西安交大的冲压和级进模具CAD/CAM系统（XJCY）、北京机电研究所锻模CAD/CAE/CAM系统等，也有了较大的发展。 有关分析专家预计我国模具工业将以每年12%15%速度增长(近3年来，塑料模具的平均年增长率约为21%），大型、精密、复杂、长寿命模具需求增长速度将远超过15。1 1.2课题的背景和意义 上海遐欣塑胶模具有限公司，成立于2002年12月,是一家专业从事模具设计、制造及注塑成型、装配、丝网印刷为一体化的企业。该公司员工超过150人，固定资产超过1500万元，占地面积12000平方米，其中厂房建筑面积约为8000平方米。2007年，该公司为深圳某公司设计并生产了该塑件，其年产量约为20万件。模具工业是国民经济的基础，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它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。塑料模是一种用于生产的基本工艺装备，它可以控制和限制熔融态的塑料流体在模具型腔内的流动，使之形成所需要的形状。它在很大的程度上节约了大量的零件的原材料，降低了加工成本，提高了生产效率。当前塑料制品在制造业中所占的比例迅猛增加,一个设计合理的塑料模具可以提高生成效率,降低次品率。 塑料最为一种新的工程材料，发展速度十分迅猛。塑料材料由于其具有优异的性能且加工容易，故成为塑料、橡胶和合成纤维三大合成材料中产量最大、应用最广的高分子材料。目前，塑料材料的应用领域仍在进一步扩大，已经涉及国民经济及人们生活的各个方面而塑料的加工及成型工艺也越来越得到设计者的重视。1.3毕业设计的目标、基本内容、重点与难点、主要创新点，研究的可行性 目标：独立完成该套模具的设计，以及编写设计计算说明书。 基本内容：完成整套注塑模具的设计。 重点与难点：塑件底部螺纹孔的成型零件设计。 主要创新点：注塑模具的脱螺纹机构。 研究的可行性：图纸正确，说明书完整。1 1第二章 塑料成型制件的结构工艺性2.1 设计任务书 （1） 塑料制品名称：旋钮 （2） 塑料原料：高密度聚乙烯 （3） 收缩率：1.62.0% （4） 生产批量：200万件 （5） 塑件图：旋钮塑件的二维图如图2-1所示，三维图如图2-2所示。图2-1 旋钮塑件二维图- 9 -图2-2 旋钮塑件三维图2.2塑件的尺寸精度分析本塑件呈伞形，结构较为复杂带有较多的圆角、凹槽并且带有两个M8深20的螺纹孔，塑件外轮廓高度为77.17mm，最大外轮廓直径为112mm，但该塑件表面粗糙度要求不高，除两螺纹孔中心距尺寸外，其余尺寸均无公差要求，故选用MT6级公差。2.3 壁厚分析 塑件的壁厚与塑料原料的性能、成型条件、塑件的质量、及其使用要去有着密不可分的关系。塑件的壁厚直接影响到塑件的加工及产品质量，壁厚过小，难于成型，且不利于脱模。塑件壁厚过大则会浪费材料，增加冷却时间，而塑件内部则会产生气泡、缩孔。表面则会产生凹陷、等缺陷。为了降低成本，减少塑件在模具内部的注射、凝固、冷却时间，提高生产效率，根据该塑件的形状和使用要求来确定壁厚，除中间部位实心外，其余部分壁厚变化比例严格控制在1:3范围内，从而满足注塑成型的厚度要求。2.4 圆角分析带有尖角的塑件，在注射成型时往往会在尖处产生局部应力集中，在受力或冲击下会发生开裂，所以，为了避免应力集中，提高塑件的局部强度，减小应力集中，改善熔体的流动性能且便于脱模，故除塑件上要求使用圆角外其余各处均采用圆弧过度连接。采用圆弧过度可增加塑件的美观程度和增加塑件的强度，也大大改善了充模流动特性，根据与应力集中系数的关系图可以看出，理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上，通常塑件内壁圆角半径应是壁厚的一半，而外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍。根据设计要求并结合塑件的实际使用情况，除塑件顶部三个突出部分以外，其余过度部分均采用圆弧过度，此外该塑件顶部内孔中局部采用R0.2mm圆弧过度，其余各处的最小过度圆弧大于等于R0.5mm，从而满足注塑成型的圆角要求，与应力集中系数的关系如图2-3所示。图2-3 与应力集中系数的关系2.5 孔分析塑件上常见的孔有通孔和盲孔两类。盲孔只能用一端固定的单支点型芯来成型，因此深度应浅于通孔，一般情况下注塑成型时孔深不应超过孔径的4倍。该塑件顶部有一个5mm深20mm的盲孔，其孔深刚好为孔径的4倍，满足注塑成型的孔要求。2.6 螺纹分析塑件上的螺纹可以直接用模具来成型，也可以在塑件成型后用机械进行再加工。在经常拆装和受力较大的地方，则通常采用金属螺纹镶件。考虑到细牙螺纹螺距过小，影响到塑件的使用强度，故采用粗牙螺纹牙距取1.25mm。由于该塑件是大批量生产，而采用金属螺纹镶件则会增加量，而此塑件采用高密度聚乙烯，其具有较好的刚性和韧性，机械强度较好，故使用螺纹型芯，采用油缸，进行强制脱模，满足注塑成型的螺纹要求。2.7 脱模斜度分析 塑件在模具型腔里冷却成型后会因为塑料原料的收缩率而紧紧包裹住模具的型芯或其它的凸起部分。以此，为了便于成型塑件顺利的从模具成型零件上顺利的脱出，因而必须在塑件的内外表面沿脱模方向设计足够的斜度。此塑件结构较复杂，而塑料材料高密度聚乙烯的收缩率也较大，故内外表面的脱模斜度均取1。2.8 加强肋分析由于多数塑料的弹性模量和强度较低，受力后容易产生变形甚至发生破坏，一味的增加塑件壁厚来提供刚度和强度是不合理的，也不经济。因此，在塑件相应的位置上设置加强肋，显得更加合理，并且沿料流方向设置加强肋可以改善塑料熔体在充模时的流动性，也有利于降低塑料熔体的充模阻力。该塑件上方有一阶梯孔，最薄壁处厚度仅有2mm，而底部壁厚较大，故可以再两孔底面分别设置三个加强肋，改善塑料熔体的充模流动性以及充模阻力。5第三章 材料的工艺分析3.1 塑件材料的选择选择塑件的材料时需要根据塑件的使用要求以塑件的工作环境，以及塑料原料生产商提供的材料性能参数等。对于常温状态下使用的塑件则需要考虑塑料材料的机械性能、物理性能和化学性能，如弹性变形、硬度、屈服强度、吸水性、耐腐蚀性等。从该塑件的工作环境上来分析，首先要求具有一定的机械性能，而后则是从塑件的浇注、成型、脱模难易和使用该塑料原料的经济性问题上考虑。由于该塑件在尺寸上要求比较低，而起底部有两个M8的螺纹孔，考虑到强制脱螺纹对塑件螺纹孔的影响，并且结合其使用的过程中需要有一定的强度和硬度，随后在保证塑件的功能和性能的前提条件下，从经济性上考虑，包括加工生产、成本。通过甄选以及结合工厂以及原材料供应商的实际情况下，选用机械性能较好、具有较高的刚性和韧性的塑料原料高密度聚乙烯（HDPE）。3.2 材料的基本特性3.2.1 高密度聚乙烯的物理性质原态高密度聚乙烯为乳白色固体，在微博截面呈一定程度的半透明状。熔点为130，相对密度为密度为0.910.96g/cm，收缩率为1.22.0%，结晶度为8590%，具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，且具有较高的刚性和韧性，机械性能较好，耐环境应力开裂性较好。3.2.2 高密度聚乙烯的化学性质高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，常温下的聚乙烯不会溶于任何一种已知的溶剂，并可以抵抗稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸以及各种浓度的碱、盐溶液的腐蚀。聚乙稀的耐水性高度，长期与水接触其性能荣可保持不变。其透水气性能较差，而透氧气、二氧化碳以及许多有机物质蒸气的性能好。在热、光、氧气等作用下会产生变脆和老化。一般使用温度约在80 oC左右。耐寒，在-60 oC时仍有较好的力学性能，-70 oC时仍有一定的柔软性。因此决定了高密度聚乙烯可以抗多种有机溶剂、酸碱的腐蚀，但是不抗氧化性酸，在氧化性环境中会被氧化。3.3 材料的成型特性成型前应对材料的颗粒情况、外观色泽、有无杂质进行检验，并要测试其受热流动性、稳定性、收缩率、热敏性、熔融指数等各项指标。高密度聚乙烯属于结晶型塑料，其具有较高的结晶度高，吸湿性小,可不必干燥，流动性好，但流动性对压力敏感。由于其收缩率较大，易变性、翘曲因而必须严格控制模具温度保持冷却均匀。而在模具方面，对有侧凹位的塑件，一般都可以强制脱模。塑件的注射成型参数如表3-1所示。表3-1 塑件的注射成型参数工艺参数内容工艺参数内容预热和干燥温度7080成型时间/s注射时间05时间12h保压时间1560料筒温度/前段180190冷却时间1560中段180200总周期40140后段140160螺杆转速/（r/min）3060喷嘴温度/150170后处理方法模具温度/3060温度/80 注射压力 /MPa70100时间/h17 第四章 成型设备的选择4.1 塑件体积的计算通过使用三维绘图软件UG对塑件进行三维建模，然后通过UG自带的分析功能测量体得到单个塑件的体积为75962.49mm=76cm，如图4-1所示。图4-1 塑件体积测量图4.2 模具型腔数目的确定由于塑件底部带有螺纹孔且两孔之间有一定的尺寸精度要求，而侧面带有侧抽芯，并且体积较大，不宜采用太多型腔，为了提高生产效率，故决定采用一模两腔，平衡分布在型腔板上，这样有利于各型腔均匀进料和各型腔同时充满。4.3 注塑机的初步选择4.3.1 塑件所需的最大注射量 设计模具时，应满足注射成型塑件所需的总注射量小于所选注塑机的最大注射量，一般满足以下公式： 式中：n 型腔数量； m 单个塑件的体积或质量，cm或g； mj 浇注系统凝料，cm或g；9 mn 注射机最大注射量，cm或g； k 注射机最大注射量利用系数，一般取0.8。故塑件所需的最大注射量应满足： 4.3.2 注射机的成型工艺参数已知mn大于等于193.75cm，以及注射压力为70100Mpa，考虑到G54-S200/400型螺杆式注射机的注射压力为109Mpa，XS-ZY-500型注射机的注射压力为145Mpa，从安全起见，故初选XS-ZY-500型螺杆式注射机，其主要工艺参数如表4-1所示。表4-1 XS-ZY-500型螺杆式注射机主要技术参数序号主要技术参数项目参数数值1最大注射量/cm5002注射压力/MPa1453锁模力/kN35004动、定模模板最大安装尺寸/（mmmm）7008505最大模具厚度/mm4506最小模具厚度/mm3007最大开模行程/mm5008喷嘴前端球面半径/mm189喷嘴孔直径/mm3、5、6、810定位圈直径/mm12011 第五章 浇注系统的设计5.1 分型面的选择注塑模的分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，分型面的类型、形状及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺有关，不仅直接关系到模具的复杂程度，也关系到塑件的成型质量。 该塑件为旋钮，外观要求不高，无斑点、熔接痕，依据分型面的选取原则，分型面在最大轮廓处，有利于顺利脱模，便于模具加工，有利于排气，有助于避免与侧抽芯发生干涉。故分型面选取在塑件的最大轮廓处，如下图5-1中A-A截面。图5-1 模具分型面5.2 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具交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充模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度和压力损失最小。主流道与注射机的高温贫嘴反复接触碰撞，故应设计成独立可拆卸、可更换的浇口套，采用碳素工具钢T10A材料制成，热处理硬度5357HRC。查资料得到XS-ZY-500型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端球面半径SR18mm；喷嘴孔直径采用3mm。为保证注射机喷嘴能够与主流道紧密接触，避免溢料，主流道球面半径取SR20mm。为了让主流道凝料能够顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角为26取2。定位圈是对浇口套在模具上的安装起固定和定位作用，XS-ZY-500型注射机的定位圈直径为120mm，其安装在模具上后的高度一般高于定模座板的510mm。主流道、浇口13 套及定圈如下图5-2所示。图5-2 主流道、浇口套及定位圈5.3 分流道的设计分流道是指主流道末端与浇注系统之家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匀的分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失和压力损失。由于U型截面的分流道加工容易，且热量损失和压力损失均不大，满足高密度聚乙烯的成型要求，故选择U型截面的分流道。U型截面分流道的宽度b可在510mm内选取取8mm，半径R=0.5b=4mm，深度h=1.25R=5mm，斜角=510取8，分流道如图5-3所示。 图5-3 分流道截面图5.4 浇口的设计5.4.1 浇口的选择（选择侧浇口）浇口是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与其位置的选择直接关系到塑件能否被完好高质量的注射成型。由于该塑件顶端要与其它零件相接触，且顶部成型零件结构复杂，不宜设置浇口，如若在底部设置浇口，则会大大增加开模行程，给脱模带来不便，而凸耳下部分为平面和圆柱面，设置浇口则影响美观。为了能够保证塑件质量，又保证美观的前提条件下故选择侧浇口，浇口开在定模型腔板上，并与定模型腔一起加工。5.4.2 浇口尺寸的确定侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面多为矩形（扁槽），改变浇口的宽度与厚度可以调节熔体的剪切速率及浇口的冻结时间。侧浇口宽度和侧浇口深度尺寸计算的经验公式如下：， 式中 b 侧浇口宽度，mm； A 塑件外侧表面积，mm； T 侧浇口深度，mm； 侧浇口处塑件的壁厚，mm。根据已知条件带入公式求得， 浇口长度l取2mm，l1取0.5mm，侧浇口如图5-4所示。图5-4 侧浇口5.5 冷料穴和拉料杆的设计冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴设置在主流道底面的模板上，其作用是容15 15纳浇注系统中塑料熔体前锋的冷料，防止其进入模具型腔影响熔体的填充速度以及成型塑件的质量。推杆形式的拉料杆是主流道拉料杆的两种形式之一，其中Z字形拉料杆是一种较典型的结构。由于高密度聚乙烯具有一定的刚性和韧性，故可采用Z字形头拉料杆的拉料杆，冷料穴及拉料杆如图5-5所示。图5-5 冷料穴及拉料杆第六章 成型零部件的设计6.1成型零部件的结构设计凹模即型腔是成型塑件外表面的主要零件，凸模即型芯是成型塑件内表面的主要零件。凸模、凹模按结构的不同可以分为整体式和组合是两种。整体式的凸、凹模是指直接在一块模板上加工出模具凸、凹模形状的结构形式，这种结构牢固、不易变形，但加工困难、消耗模具钢多浪费材料，成本高。这种结构尽适合用于形状简单的单个型腔中、小型模具或工艺试验模具。组合式凸、凹模是指由两个或两个以上的零件组成的凸模或凹模。按组合的方式不同，可以分为整体嵌入式、局部镶嵌式、四壁拼合式等形式。这种结构简化了复杂成型零件的加工工艺，减少了热处理变形，拼合处有间隙利于排气，便于模具的维修，节省了贵重的钢材。但这种结构对镶块的尺寸、形位公差要求较高。组合结构必须牢固，镶块的机械加工工艺性要好。分析该塑件顶端有一异性凹孔，以及一个直径5的圆孔。若采用整体式，则加工困难，圆孔凸模的机械强度明显不足。故采用组合式，为了便于加工和安装，故将塑件顶端直径5的圆孔凸模单独加工，并将其安装在异性凹孔凸模上，然后将其整体镶拼在模板上。塑件低端有两螺纹孔，而螺纹孔采用油缸带到齿条，再由齿条带到齿轮传动系统进行螺纹脱模，故螺纹型芯必须穿过型腔板。故将底部设计成一凸模具整体镶拼在模具型腔板中。动模成型部分如图6-1所示，定模部分如图6-2所示。图6-1 动模部分- 9 - - 1 -图6-2 定模部分6.2 零件工作部分尺寸的计算成型零件的工作尺寸是指凸模、凹模直接构成塑件的尺寸。例如型腔和型芯的径向尺寸、高度、深度、凸台或孔到某成型表面的深度、螺纹成型零件的径向尺寸和螺距尺寸等。该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算，根据厂家提供信息得到该材料高密度聚乙烯的收缩率为1.62.0%。故平均收缩率为： 根据模具的制造公差取，成型零件工作部分尺寸计算见表6-1至表6-6所示。表6-1型腔深度尺寸计算塑件尺寸工作部分尺寸塑件尺寸工作部分尺寸R4.12R34.133.153.364.25.235.2514.833.650.4表6-2 型腔径向尺寸计算塑件尺寸工作部分尺寸塑件尺寸工作部分尺寸R2RR3.15RR12RR12.48RR15.75R73.580901126.246.39.4716.818.4854.6 表6-3 型芯高度尺寸计算塑件尺寸工作部分尺寸塑件尺寸工作部分尺寸9.6610.512.6314.312025.63表6-4 型芯径向尺寸计算塑件尺寸工作部分尺寸塑件尺寸工作部分尺寸R0.2RR0.5RR1RR2R 续表6-4R3RR10RR10.5RR13.6RR21R515.1272.56.657.3710.1512.6 表6-5 中心尺寸计算塑件尺寸工作部分尺寸塑件尺寸工作部分尺寸5.877.5611141848.65表6-6 螺纹工作部分尺寸计算螺纹大经8螺纹中经7.19螺纹小径6.65螺距1.2523 23第七章 脱螺纹机构的设计7.1 螺纹抽芯力的计算 塑料注塑成型后在模具内冷却成型后，由于体积收缩，对型芯产生包紧力，塑件从模具中推出就必须克服因包紧力而产生的摩擦力。根据公式： 式中 Ft 脱模力； A 塑件包络型芯的面积； 塑件对刚的摩擦系数，一般取0.10.3； 脱模斜度。 由于该塑件上底面带有两螺纹孔，故模具脱模时，塑件紧紧包裹在螺纹型芯上。通过使用三维软件UG的分析功能，对塑件内部的螺纹孔进行面积测量，得到单个螺纹孔的面积为450.38mm，如图7-1所示，即A螺纹=450.384=1801mm。由于该塑件凸耳中部带有凸模，A凸=5885.66mm。 故A=A螺纹4+A凸=428.654+5885.662=13572.84mm；脱模斜度为1；塑件对刚的摩擦系数取0.2；大气压力F0为1.01105pa。将以上带入公式得Ft螺纹=13572.8410-61.01105（0.2cos1-sin1）=250.2N图7-1 螺纹空面积的测量 7.2 螺纹抽芯旋转圈数的计算本塑件底部有两螺纹型芯，且采用油缸带动齿轮系来完成脱卸螺纹型芯，根据公式：来计算螺纹型芯的旋转圈数。故当螺纹型芯旋转16.5圈后，塑件与螺纹型芯分离。7.3 齿轮结构的设计由于塑件底部两螺纹空的中心距为18mm，距离较小，故将两螺纹型芯上的齿轮上下排布，同时使主动轮与两齿轮均啮合，为了增大传动比，可考虑采用齿轮系，螺纹型芯以及齿轮系的排布方式如图7-2所示。 图7-2 螺纹型芯的排布7.4 齿数与传动比的确定该塑件螺纹空长度为20mm，脱螺纹圈数为16.5圈，由于该模具采用油缸带动齿条齿轮脱螺纹，为了减小模具的安装空间，故可考虑采用较大的传动比。如果螺纹型芯上的齿轮直径过大，则会产生干涉，故螺纹型芯上的齿轮1齿数Z1初定为20，模数m1为1。根据齿轮啮合条件压力角相等，模数相等，故主动齿轮2的齿数Z2初定为80，模数m2=m1。齿轮3与齿轮4在同一轴上，只要齿轮4采用较小的齿数便可获得较大的传动比，故齿轮4，齿数Z4等于38，模数m4等于1。由于该塑件采用一模两腔，故齿轮5的分度圆等于中心距减去两倍的齿轮4分度圆半径，故齿轮5的齿数Z5等于82，模数m5等于1，齿轮6与齿轮5在同一轴上，将齿轮6的齿数Z6设计为28，m6等于1.25。根据齿轮传动比的计算公式：故即齿轮轴3旋转一周，螺纹型芯旋转9.3圈，齿条齿轮抽芯机构如图7-3所示。- 17 - 图7-3 齿条齿轮抽芯机构7.5齿条工作部分尺寸的计算已知齿轮轴3旋转一周，螺纹型芯旋转9.3圈，故若完成螺纹抽芯，齿轮轴3必须选择旋转圈。由于齿轮轴由齿条带动，故齿条模数m齿条=m6=1.25。齿条工作长度为：。- 1 - 第八章 侧向分型与抽芯机构的设计8.1 抽芯机构的类型侧向抽芯动力的来源不同，注射模的侧向分型与抽芯可以分为手动、气动、液压和机动四种类型。机动抽芯，它是利用注射机的开模力作为动力，通过斜导柱将力作用于侧向成型零件使其侧向分型或侧向抽芯，合模时又靠它使侧向成型零件复位。由于其抽芯力大，抽芯不需要人工操作，生产效率高。故本模具采用机动抽芯。8.2 斜导柱的基本形式斜导柱如下图8-2所示。其安装在模具定模部分，与模板内的安装孔之间采用的过渡配合，工作部分采用配合。8.3 斜导柱抽芯倾斜角的选取 在斜导柱侧向分型与抽芯机构中，斜导柱与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角，它是决定斜导柱抽芯机构中工作效果的重要参数，的大小对斜导柱的有效工作长度、抽芯距、受力状况等起着直接的重要影响。侧型芯滑块抽芯方向与开模方向垂直的状况，是最常见的一种方式，通过受力分析与理论计算可知，斜导柱的倾斜角取比较理想一般在设计时去22，最常见的是，故本套模具中斜导柱的倾斜角取22。8.4 斜导柱工作参数的确定8.4.1 抽拔力的计算将侧向活动的型芯从制品中抽出所需的力叫作抽拔力。其计算公式如下： 式中 Q 抽拔力； L 活动型芯被包裹塑件的周长； h 成型部分深度； p2 制品对型芯单位面积的挤压力，一般去812Mpa； f2 塑料与钢的摩擦系数通常取0.10.2； 脱模斜度。- 1 - 经计算8.4.2 抽芯距与开模行程的计算将活动型芯从成型位置抽至不妨碍制品脱模位置所移动的距离叫作抽芯距。而斜导柱完成抽芯在开模方向上所需的距离称为开模行程。其计算公式如下：S = S + ( 23 )，H=S/tan 式中 S 抽拔距（mm）； H 斜导柱完成抽拔距所需的开模行程（mm）; S 塑件上侧凹、孔的深度或侧向凸台的高度（mm）。故 S = 14.31 + 2.5 =16.81 mm , H = 16.81/tan22= 41.60 mm。8.4.3 斜导柱所受弯曲力的计算斜导柱所受弯曲力P主要取决于抽拔力Q和倾斜角。其计算公式如下： 经计算得到。8.4.4 斜导柱直径的计算斜导柱的直径取决于它所承受的最大弯曲力，按斜导柱所承受的最大弯曲力应小于许用弯曲应力的原则，故斜导柱直径的计算公式如下： 经计算得到，故取斜导柱直径d为15mm。8.4.5 斜导柱长度的计算 根据公式 经计算得到L =91.87mm。取L = 95mm。8.5 侧滑块与压紧块的设计8.5.1 侧滑块的设计侧滑块是斜导柱侧向分型与抽芯机构中的一个重要零部件，一般情况下，它与侧向型芯组合成侧滑块型芯，称为组合型芯。在侧型芯简单且容易加工的情况下，也有将侧滑块- 1 - 和侧型芯制成一体的，称为整体式。在侧向分型与抽芯的过程中，为了保证塑件的尺寸精度与侧滑块移动的可靠性，故将侧滑块设计成T形。而侧型芯结构较简单，整体形状类似矩形，但长度较长，故考虑将侧型芯单独加工，然后采用柱销固定在侧滑块上。8.5.2 导滑槽的设计 斜导柱侧向抽芯机构工作时，侧滑块是在导滑槽内按一定的精度和沿一定的方向往复移动的零件。由于侧滑块已设计成T形，故在动模板上开设T形槽，设计成整体盖板式。导滑部分采用的间隙配合，如图8-1所示。 图8-1 侧滑块与导滑槽8.5.3 楔紧块的设计 在注射成型时，型腔内的熔融塑料会以很高的压力作用在侧型芯上，从而使侧滑块后退产生位移，侧滑块的后退将力作用在斜导柱上，导致斜导柱产生弯曲变形；另一方面，由于斜导柱与侧滑块上的斜孔采用较大的间隙配合，侧滑块的后移也会影响到塑件的尺寸精度，所以，合模注射时，必须要设置锁紧装置，常用的锁紧装置为楔紧块。 在设计楔紧块时，楔紧块的楔紧角应大于斜导柱的倾斜角，负责开模时，楔紧块会影响到侧抽芯动作的进行。故楔紧角取其。8.5.4 侧滑块定位装置的设计 侧滑块与斜导柱分别工作在模具动、定模两侧的侧抽芯机构，开模抽芯后，侧滑块必须停留在刚脱离的斜导柱上，以便合模时斜导柱准确插入侧滑块的斜导孔中。因此，必须设计侧滑块的定位装置，以保证侧滑块脱离斜销后，可靠地停留在正确的位置上。故在模具上设计挡块，以保证侧滑块准确的定位。其定位的距离L比抽芯距s大1mm左右。29 图8-2 侧向分型机构- 1 - 第九章 结构零部件的设计注射模具由成型零部件和结构零部件组成。结构零部件包括标准模架、注射机的支持零部件和合模具导向机构。支承零部件主要由动、定模板、支承板、垫板、固定板等组成。9.1 标准注射模架的选择模架是注射模的骨架和基体，通过它将模具的各个部分有机地联系成一个整体。标准模架由动定模座板、动定模板、支承板、垫板、导套、导柱、复位杆等组成。综合考虑本塑件采用一模两腔、侧浇口、侧抽芯、以及模具型腔的壁厚、塑件的尺寸、冷却水道等多项因素，选取AI-3340-A35-B80-C230型标准模架，如图9-1所示。图9-1 AI-3340-A35-B80-C230型标准模架9.2 限位螺钉的选择推出机构的限位零件最常见的形式是限位螺钉，由于推出机构在复位时，会遇到限位螺钉而停止运动，由于限位螺钉头部与推板所形成的空隙可容纳一些异物如污油、粉尘等，因此限位螺钉头部除了将推出机构限定在正确的位置上以外，还可以防止推出机构在复位时受到异物阻碍。限位螺钉常用45钢制造，热处理4045HRC，故选用168（GB/T 4619.9-1984）型限位螺钉，如图9-2所示。- 1 - 图9-2限位螺钉9.3 导向机构的设计模具在进行装配和出现时，合模导向机构主要用来保证动、定模两大部分或模内零件之间的准确对合，以确保塑料制件的形状和尺寸的精度，并避免模内各个零部件发生碰撞和干涉。合模导向机构主要有导柱导向和锥面导向两种形式。考虑到该模具较复杂，且用于大批量生产故采用导柱、导套配合。导柱采用20号钢，热处理5055HRC，导柱固定端表面粗糙度为Ra0.8m，与导套配合面粗糙度为0.80.4m，导柱与固定端之间采用H7/m6的过盈配合，导套与导柱之间采用H7/f6