资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共44页)
编号：130595370
类型：共享资源
大小：9.86MB
格式：ZIP
上传时间：2021-05-29
上传人：好资料QQ****51605
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
45
积分
- 关 键 词：
-
支承
注射
模具设计
90
直角
弯头
弯管
- 资源描述：
-
喜欢这套资料就充值下载吧。。。资源目录里展示的都可在线预览哦。。。下载后都有，，请放心下载，，文件全都包含在内，图纸为CAD格式可编辑，【有疑问咨询QQ:414951605 或 1304139763】
- 内容简介：
-
桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 编号： 毕业设计(论文)说明书题 目： 支承管注射模具设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 谭宇宙 学 号： 1000110111 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 何玉林 职 称： 讲师 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2014年5月1日 摘 要模具作为一种成型工具，其设计、制造水平的高低，直接关系到产品的质量与更新换代，是衡量一个国家产品制造水平的重要标志。支撑管弯头体积较小、内部结构复杂，因而对注射成型模具和成型工艺的要求极高。支撑管弯头注射模设计制造的最大难点在于成型部件、浇注系统、脱模机构的设计。然后用Solidworks进行三维实体建模,再进行实体分析,确定出型腔数目,初选出成型设备,确定塑件的摆放位置,然后进行分型面的确定,浇口的确定,确定结构草图,再搭配Solidworks的moldflow可以非常有效的进行模架设计,然后进行抽芯机构,推出机构,复位机构的设计,冷却系统的设计,最后在Solidworks下进行机构模拟分析和校核。在这过程中经常发现不合理或者干涉的情况,然后分析这些状况产生的原因,然后进行修改,直到最后确定比较合理的方案。方案出来以后,再利用Solidworks的有限元分析功能对模具的受力部分进行强度校核,这也是Solidworks比较强大的功能之一。当完全确定没有问题的时候,就进行二维图形的绘制。在绘制二维图形的时候,运用目前机械行业最有有效的二维图纸绘制方法-由三维转成二维。这不但在设计的过程思维更加清晰, 把大量经历用于机构的优化和完善,最重要的是大大提高的绘图速度和准确性,这在目前的经济时代是非常重要的。这套模具最重要的是通过传统和现代二种思维方法来设计的,可以亲身体会出二种方法各自的优缺点,取长补短。可以让传统工业焕发出新的活力,也提高了大家学习兴趣。关键词: 注塑模具；支撑管弯头；浇注系统；装配工艺；AbstractDie as a tool for molding, its design, manufacture level are of direct bearing on the quality of products and replacement, an important indicator to measure a countrys level of manufacturing. Support elbow is of small size and complex internal structure, thus demanding a highly molding technique and injection die. The most difficult parts of Support elbow injection mould design and manufacture are the design of molding part, injection system, stripping structures. after demonstrated, I choose low-pressure polyethylene as the stuff. Second, I use Solidworks to do the three-dimensional sculpting for the entity for the sake of deciding the number of swage, equipment of injection, and the place of produce. Third, I choose the parting line, the gate, the sketch of the machinery, and arranged in pairs or groups imoldflow of Solidworks (in this way, we can design the molds carrier with effectively). Next, the machine of take out, fetch, return, and the cool system. The end, I use Solidworks to simulate the machine, besides analyses and check it. In the process, I always find the phenomenon of inconsequence and interference, when this phenomenon happened, I must analyses whats wrong happened and why. Until I fine the whys, I must modify it. The end, I should decide the rational project. After the project is putted forward, I checked the intension of the pressed part of the mold with FEA of Solidworks. FEA is one of the power functions of Solidworks. After raveling out all problems, I should draw the planar chart. In the process of drawingtransform the three-dimensional chart to planar. In this way, my thinking became very in focus in the process of design, so I spend mostly energy to optimize and consummate the machine, the top-drawer is that we can heighten speed and veracity of drawing. At present, this is very important.In the process of the design, I used traditionary technique and unconventional ways. Compared them, I found theirs strongpoint and disadvantage, so I can learn from others strong points to offset ones weakness. Improving the traditionary technique, besides improve ours interest to study machine.Key Words: Injection mold；Support elbow；Pouring system； Assembly process；目 录1. 绪 论11.1国内外发展状况11.1.1模具工业的概况11.1.2我国塑料模具工业和技术状况及地区分布21.1.3我国塑料模具工业和技术的今后的主要发展方向51.1.4注塑模具CAD发展概况及趋势51.2研究内容71.2.1支撑管弯头外形设计71.2.2分析最佳成型工艺71.2.3模具结构分析和确定71.2.4模具开合模运动仿真72.支撑管弯头设计及其成型工艺分析82.1制品结构和形状的设计82.2制品材料的选择92.2.1丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（ABS）92.2.2聚苯乙烯（PS）92.2.3双酚A型碳酸脂（PC）102.3注射工艺选择122.3.1 ABS塑料的干燥122.3.2注射压力122.3.3注射温度122.3.4模具温度132.3.5料量控制133.模具设计143.1型腔数量的确定143.2注塑机选型143.2.1注射量计算153.2.2注射机型号确定163.2.3注射压力校核163.2.4锁模力校核163.2.5开模行程和模板安装尺寸校核173.3模具浇注系统设计183.3.1主流道设计183.3.2分流道183.3.3浇口设计193.4注射模具成型零部件设计203.4.1成型零部件尺寸分析203.4.2塑件收缩率的影响203.4.3成型零件的设计213.4.3.1型腔213.4.3.2侧型芯223.4.4成型零部件强度校核计算233.4.5型芯与型腔配合233.5脱模机构设计243.6侧向抽芯设计263.6.1机构设计263.6.2确定抽芯距273.6.3抽芯力的计算273.6.4斜导柱设计283.7导柱导向机构293.7.1结构形式293.7.2导柱结构和技术要求303.7.3导套303.8模具温度调节系统313.9模具材料314.模具装配工艺334.1塑料模具的装配基准334.2塑料模具的总装配程序334.3塑料模具装配时注意事项344.4空心球柄模具装配工艺34结 语36致 谢37参考文献38桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 38 页 共 38 页1 绪 论1.1国内外发展状况1.1.1模具工业的概况 模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之一。作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用，在国际上被称为“工业之母”，对国民经济发展起着不容质疑的作用。 模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业” ;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。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%，其它各类模具约占11%1。 塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便和成本低廉，塑料工业发展很快，它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料2。 目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。特别是在办公设备、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、电信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经向塑料化方向发展。近几年来由于工程塑料制件的强度和精度等得到很大的提高，因而各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大，预计今后随着微型电子计算机的普及和汽车的微型化，塑料制件的使用范围将会越来越大，塑料工业的生产量也将迅速增长，塑料的应用将覆盖国民经济所有部门，尤其在国防和尖端科学技术领域中占有越来越重要的地位。目前，世界的塑料产量已超过有色金属产量的总和3。塑料模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装备。用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。随着塑料工业的飞速发展，塑料模具工业也随之迅速发展。在我国，随着国民经济的高速发展，模具工业的发展也十分迅速。2010年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为1800亿元，今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。汽车、建筑材料、家用电器行业的飞速发展使之对模具的需求量极大。到2015年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为40%，塑料管的普及率将达到60%，这些都会大大增加对模具的需求量。其它发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用1。1.1.2我国塑料模具工业和技术状况及地区分布在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。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l8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。如天津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0. 08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0. 02 0. 05mm，表面粗糙度Ra0. 2 u m，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50 100万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计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，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸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。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率不到10%,与国外的5080%相比，差距较大。 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，如美国EDS的UG II、美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA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、华中科技大学开发的注塑模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较低等特点为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件1。近年来，国内己较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如:P20, 3Cr2Mo, PMS,SM I、SM II等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，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和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距3。技术比较见表1表1-1 国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度0. 0050. 01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010. 05 umRa0.20 um非淬火钢模具寿命10-60万次1030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右24个月 目前，全世界模具的年产值约为650亿美元，我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。虽然近几年来，我国模具工业的技术水平己取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距2。 我国模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比有很大的差距，但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速。据统计2000年总产值仅为270亿元，占世界总量的5%。2010年，我国模具产业的销售总额超过1200亿元，预计到“十二五”末我国模具产业的总产值将有望突破2600亿元5。但我国模具行业还有很大的发展空间，目前自产自用占主导地位，商品化模具仅占一半左右，国内模具生产仍供不应求，特别是精密、大型、复杂、长寿命模具，仍主要依赖进口。目前，就整个模具市场来看，进口模具约占市场总量的20%左右，其中，中高档模具进口比例达40%以上。因此，近年来我国模具发展的重点放在精密、大型、复杂、长寿命模具上，并取得了可喜的成绩，模具进口逐渐下降，模具技术和水平也有长足的进步。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型精密、复杂、长寿命等中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量增加较快，其能力提高显著；“三资”及私营企业发展迅速，尤其是“三资”企业目前已成为行业的主力军；股份制改造步伐加快，等等。从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，这2个省的模具产值已占全国总量的六成以上。江苏、上海、山东、安徽等地目前发展态势也很好。我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后许多，其差距主要表现在下列六方面：(1)国内自配率不足80，中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60。(2)企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。(3)模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。(4)开发能力弱，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例较低，水平也较低，不重视产品开发，在市场中常处于被动地位。(5)模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。(6)与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后1。 纵观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具质量。 早在1989年，在国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，模具被列为机械工业技术改造序列的首位。1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从1997年开始对部分模具企业实行了增值税返还70%的优惠政策。所有这些国家对模具工业采取的优惠政策也将对其发展提供有力支持1。在科技发展中，人是第一因素，因此我们要特别注重对知识的更新与学习，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，提高模具设计制造水平。在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。我国模具工业一个完全信息化的、充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来。1.1.3我国塑料模具工业和技术的今后的主要发展方向在信息社会和经济全球化不断发展的进程中，模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展，技术含量不断提高，模具生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展；模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。模具技术的发展趋势主要是：CAD、CAM、CAE的广泛应用及其软件的不断先进和CADCAMCAE技术的进一步集成化、一体化、智能化；PDM(产品数据管理)、CAPP(计算机辅助工艺设计管理)、KBE(基于知识工程)、ERP(企业资源管理)、MIS(模具制造管理信息系统)及Internet平台等信息网络技术的不断发展和应用；高速、高精加工技术的发展与应用；超精加工、复合加工、先进表面加工和处理技术的发展与应用；快速成型与快速制模(RPRT)技术的发展与应用；热流道技术、精密测量及高速扫描技术、逆向工程及并行工程的发展与应用； 模具标准化及模具标准件的发展及进一步推广应用；优质模具材料的研制及正确选用；模具自动加工系统的研制与应用；虚拟技术和纳米技术等的逐步应用1。1.1.4注塑模具CAD发展概况及趋势 计算机辅助设计(Computer Aided Design, CAD)是当代计算机应用的一个重要领域。随着计算机硬件和软件技术水平的迅速提高，CAD技术及其应用一直处于日新月异的发展浪潮中。作为CAD技术应用的一个十分重要的方面，塑料模具计算机辅助设计、模拟分析与制造，即模具CAD、CAE和CAM也一直是国内外普遍关注的热点。 三十多年来，国外注射模CAD技术发展相当迅速。70年代己开始应用计算机对熔融塑料在圆盘形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初，人们成功地采用有限元法分析三维型腔内塑料熔体的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十年来，注射模CAD技术在不断进行理论和实验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些高水平的商品软件逐步推出，并在推广和实际使用中不断改进、提高和完善。比较有代表性的软件系统有: 澳大利亚Moldflow PTY公司的Moldflow系统该系统具有很强的注射模分析模拟功能，包括绘制型腔图形的线框造型软件SHOD，有限元网格生成软件FMESH，流动分析软件FLOW，冷却分析软件COOLING，流动、冷却分析结果和模架应力场分布的可视化显示软件FRES以及翘曲分析模拟软件。 美国CRATEK公司的注射模CAD/CAM/CAE系统该系统包括三维几何形状描述软件OPTIMOLD III，二维注射流动分析软件SIMUFLOW，三维有限元流动分析软件SLMUFLOW 3D，冷却分析软件SIMUCOOL，标准模架(美国DME标准)选择软件OPTIMOLD等部分。 美国和意大利的Plastics&Computer Inc公司的TMCONCEPT专家系统，该系统包括材料选择TMC-MS、注射工艺条件和模具费用优化TMC-MCO、注射流动分析TMC-FA、型腔尺寸设计TMC-CSE和模具传热分析TMC-MTA等功能模块。德国IKV研究所的CADMOULD系统，该系统具有注射模流动分析、冷却分析和力学性能校核等功能，CAD-MOULD-MEFISTO系统则采用有限元法进行三维型腔的流动分析。 我国在注射模CAD技术开发、应用及研究方面起步较晚。从80年代中期开始，国内部分大中型企业先后引进了一些国外知名度较高的注塑模CAD系统。同时，某些高等学校和科研院所也开始了注塑模CAD系统的研制与开发工作。 多年来，我国对注射模设计制造技术及其CAD的开发应用十分重视，在“八五”期间，这方面安排了“大型薄壁深腔注射模具制造技术”、“多型腔小模数齿轮精密模具制造技术”和“实用CAD/CAM技术在精密注射模制造中的应用”等国家重点企业技术开发项目，还安排了国家“八五”重点科技攻关项目“塑料注射模CAD/CAM/CAE集成系统研究”。这些项目的成果对促进我国注射模CAD技术的迅速发展起到了重要作用，使我国注射模CAD技术的发展和应用水平得到很快提高1。我国在注射模CAD技术研究与开发方面较具代表性的工作有: 华中理工大学是国内较早自行开发研究注射模CAD/CAE/CAM系统的单位之自80年代中期开始，就在注塑模流动分析模拟和冷却分析模拟方面进行了较深入的研究与开发工作，并推出了塑料注射模CAD/CAE/CAM系统HSC-1。该系统包括塑料制品三维形状输入、流动模拟、冷却分析、型腔强度与刚度校核及模具图设计与绘制等功能，在一些企业单位应用取得较好效果，现已实现商品化。 浙江大学基于工作站的UG II系统开发出精密注射模CAD/CAM系统。该系统采用特征造型技术构造产品模型，使形状特征表达与工艺信息描述统一，并利用特征反转映射实现了型腔模型的快速生成。 上海交通大学从1983年开始，对注射模CAD进行了多方面的研究。在国内首次将人工智能技术引入注射模CAD系统中，并于1988年开发出集成化注射模智能CAD系统。现在在工作站UG II平台上进一步开发智能CAD/CAE/CAM系统。 北京航空航天大学华正模具研究所开发的注射模CAD/CAE/CAM系统具有塑料产品线框造型、曲面造型、分析模拟和数控仿真与数控加工程序生成等功能，具有很高的技术水平与实用价值。 合肥工业大学在注射模结构CAD技术方面进行了多年的研究与开发工作，先后研制出微机注塑模CAD系统PMCAD和微机注塑模CAD三维系统IPMCAD V3.0，取得了较好的成绩。IPMCAD3.0系统在微机上采用三维实体模型、实体造型技术，使系统在设计效率和通用性两方面都得到较好的兼顾。现在以AutoCAD 813.0和MDT作为环境，进一步采用参数化特征模型、特征建模技术和装配模型技术，研制出注射模CAD三维参数化系统IPMCAD V4.0，在技术水平、实用性与通用性方面都达到较高水平4。1.2研究内容本文主要是对支撑管弯头的成型工艺、各构件及模具的研究和设计。1.2.1支撑管弯头外形设计 本课题利用solidworks软件对支撑管弯头进行的实体建模，solidworks的图形设计是基于三维的，它与传统的二维绘图有着本质的区别。生成的模型直观，立体感强，可以在任何角度进行观察。使设计者很容易、很清楚地知道零件的特性。而且可由立体图生成三视图，大大提高工作的效率和准确性。1.2.2分析最佳成型工艺 工艺方案的优劣直接影响到产品质量、生产成本以及生产效率。本文在对塑件进行分析的基础上，确定并优化了工艺方案。具体内容如下：(1)对塑件成型工艺性进行分析，对可能的工艺方案进行比较分析，初步得出可能的工艺方案以及其可行的条件。(2)根据产品开发依据及成型要求，确定工艺方案。1.2.3模具结构分析和确定根据塑料制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，模具设计软件会提供相应的设计步骤、参数选择、计算公式以及标准模架等，最后给出全套的结构设计图。1.2.4模具开合模运动仿真 运用CAD技术可对模具开模、合模以及制品被推出的全过程进行仿真，从而检查出模具结构设计的不合理处，并及时更正，一减少修模时间。2.支撑管弯头设计及其成型工艺分析2.1制品结构和形状的设计用SolidWorks软件进行空心球柄的三维建模，三维实体模型更加直观的表现了产品造型,可以从各个角度对模型进行观察，软件可以测量并且可以根据三维模型数据使用 SolidWorks的MoldFlow分析模块进行熔体的充模仿真，可以验证模具结构的正确性，制品如图所示： 图2-1 支撑管弯头2.2制品材料的选择通用塑料如聚丙烯PP，聚乙烯PE，聚氯乙烯PVC具有应用范围广、加工性能良好，价格低廉的优点，但由于其力学性能较差且成型收缩率较大不易成型尺寸稳定的制品故不选用，以下拿三种常用典型材料比较选取。2.2.1丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（ABS） ABS外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度与聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的综合物理力学性能，耐热，耐腐，耐油，耐磨、尺寸稳定，加工性能优良，它具有三种单体所赋予的优点。其中丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯赋予材料良好的韧性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性。改变三组分的比例，可以调节材料性能。 ABS为无定形聚合物，无明显熔点，熔融流动温度不太高，随所含三种单体比例不同，在160190范围即具有充分的流动性，且热稳定性较好，在约高于285时才出现分解现象，因此加工温度范围较宽。ABS熔体具有明显的非牛顿性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降。ABS吸湿性稍大于聚苯乙烯，吸水率约在0.2%0.45%之间，但由于熔体粘度不太高，故对于要求不高的制品，可以不经干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光泽并可改善内在质量。在8090下干燥23h,可以满足各种成型要求。ABS具有较小的成型收缩率，收缩率变化最大范围约为0.3%0.8%，在多数情况下，其变化小于该范围。注塑是ABS塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑机，但更长采用螺杆式注塑机，后者更适于形状复杂制品、大型制品成型5。2.2.2聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯是无色无臭的透明刚硬固体，制品掷地时有金属般响鸣。聚苯乙烯透光率不低于80%，雾度约为3%，折射率较大，在1.591.60之间，具有特殊光亮性，但储存时易泛黄。泛黄原因之一是单体纯度不够，特别是在含有微量元素时；二是聚合物在空气中缓慢老化引起发黄。聚苯乙烯较轻，密度在1.041.065之间。（1）力学性能 聚苯乙烯在热塑性塑料中属于典型的硬而脆塑料，拉伸、弯曲等常规力学性能皆高于聚烯烃，拉伸时无屈服现象。（2）热学性能 聚苯乙烯分子链虽是刚性链，但由于是无定形结构，超过玻璃化温度即开始软化，软化点仅95左右，许多力学性能都受到温度升高的明显影响。最高连续使用温度仅6080。120开始成为熔体，180后开始具有流动性，其热稳定性较好，超过300才开始分解，因此聚苯乙烯具有较高的成型加工区间。（3）电性能 聚苯乙烯是非极性聚合物，具有颇为优异的介电、电绝缘性能，由于吸湿性很小，电性能也不受环境湿度改变的影响。 （4）加工工艺性 吸湿性很小，加工前一般不需要专门的干燥工序，成型温度范围较宽，收缩率及其变化范围都很小，一般在0.2%0.8%有利于成型出尺寸精度较高和尺寸较稳定的制品5。聚苯乙烯制品容易产生内应力，并且在空气中会缓慢老化引起发黄很显然不适合选用。2.2.3双酚A型碳酸脂（PC） 双酚A型聚碳酸酯是无色或者微黄色透明的刚硬、坚韧固体。（1）力学性能双酚A型聚碳酸酯是典型的硬而韧聚合物，具有良好的综合力学性能。拉伸、压缩、弯曲强度均相当于聚酰胺6、聚酰胺66，冲击强度高于所有脂肪族聚酰胺和大多数工程塑料，抗蠕变性也明显优于聚酰胺、聚甲醛。力学性能方面缺点是耐疲劳性较差，缺口敏感性较明显。（2）热性能有良好的耐热性，玻璃化温度较高，高于所有的脂肪族聚酰胺，熔融温度略高于聚酰胺6但低于聚酰胺66，热变形温度和最高连续使用温度均高于绝大多数脂肪族聚酰胺，也高于几乎所有的热塑性通用塑料。在工程塑料中，他的耐热性优于聚甲醛、脂肪族聚酰胺和PBT,与PET相当，但逊于其他工程塑料。聚碳酸酯具有良好的耐热性，脆化温度为-100。（3）电性能双酚A型聚碳酸酯是弱极性聚合物，极性的存在对电性能有一定不利影响，在标准条件下电性能虽不如聚烯烃、聚苯乙烯等，但也不失为是电性能较优的绝缘材料，特别是因其耐热性优于聚烯烃，可在较宽温度范围保持良好的电性能。由于吸湿性较小，环境温度对电性能无明显影响。（4）其他性能在干燥的气候条件下物理力学性能基本不变，但在潮湿环境及强烈日照条件下，会产生表面裂纹并发暗，在火焰中可缓慢燃烧，离火源后可自熄5。PC剪切黏度高，充模阻力大，并且由于其在力学性能方面的缺点也不选用。表2-1 三种材料性能参数表ABSPSPC密 度1.051.041.061.181.20收 缩 率0.30.80.20.80.50.7熔 点130160131165220240热变形温度（45N/cm）65986590132138模具温度5070406085120喷嘴温度180190160170250300中段温度180230170190270320后段温度150170140160250270注射压力70906010050110塑化形式螺杆式柱塞式螺杆式柱塞式螺杆式柱塞式拉伸强度334935636066拉伸弹性模量1.82.83.52.3弯曲强度806198105113弯曲弹性模量1.4-1.54压缩强度18398011285缺口冲击强度11200.250.40不断硬 度R6286洛氏M658011.7HB体积电阻率1016101710191015介电常数60Hz2.45.0106 Hz2.760Hz3.0击穿电压-19272030外 观浅象牙色或白色不透明无色透明、摔打音清脆透明微黄特 点耐热、表面硬度高、，尺寸稳定、耐化学及电性能好，易成型加工，可镀铬耐水、耐化学品、绝缘性好、不耐冲击不耐温透明度高、硬而韧、高抗冲、尺寸稳定性优电绝缘性和耐热性好、耐开裂耐药品性差材料最终选定为ABS,其综合性能优异，具有较高的力学性能，流动性好，易于成型；成型收缩率小，理论计算收缩率为0.5 ；溢料值为0.04 mm；比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短。制件尺寸稳定，表面光亮。2.3注射工艺选择 2.3.1 ABS塑料的干燥ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前进行充分的干燥和预热，不单能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面色斑和云纹。ABS原料需要控制水分在0.3%以下5。注塑前的干燥条件是：干冬季节在7580以下，干燥23h，夏季雨水天在8090下，干燥48h，干燥达816h可避免因微量水汽的存在导致制件表面雾斑。在此，由于空心球柄属批量件要求自动化程度高实现连续化生产选用烘干料斗并装备热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮10。(1) 注射温度：表2-2 ABS温度工艺参数表工艺参数 通用型ABS料桶后部温度 180200料桶中部温度 210230料桶前部温度 200210喷嘴温度/ 180190模具温度/ 5070ABS塑料非牛顿性较强，在熔化过程温度升高时，其熔融降低很小，但一旦达到塑化温度(适宜加工的温度范围，如220250)，如果继续盲目升温，必将导致耐热性不太高的ABS的热降解反而使熔融粘度增大，注塑更困难，制件的机械性能也下降。2.3.2注射压力ABS熔融的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射时要采用较高的注射压力。但并非所有ABS制件都要施用高压，考虑到本制件小型、构造不算非常复杂、厚度中等可以用较低的注射压力。注制过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力过小，塑料收缩大，与型腔表面脱离接触的机会大，制件表面容易雾化。压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模6。2.3.3注射温度ABS塑料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易烧焦或分解析出气化物，从而在制件上出现熔接痕、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。并且空心球柄小型薄壁制件，要保证有足够高的注射速度，否则难以充满。2.3.4模具温度ABS的成型温度相对较高，模具温度也相对较高。一般调节模温为7585，当生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求7080，动模温度要求5060。空心球柄属小型制件，形状也不算复杂不用考虑专门对模具加热。2.3.5料量控制注塑机注塑塑料时，其每次最大注射量仅达标准注射量的80。为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，注射量选为标定注射量的80%6。通常要确保注塑机生产条件及参数有一个很宽的范围，使大多数的产品和生产能力要求包含于这范围内，并且在调整确定这范围的过程时尽量按常规的工艺流程，这种生产条件范围愈大，生产过程愈稳定，使注塑产品愈不容易受到生产条件的改变而产生明显的质量降低6。3.模具设计3.1型腔数量的确定 型腔的数量和注射机的塑化速率、最大注射量和锁模力有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因素影响。确定型腔数目的方法：(1) 根据经济性： (3-1）式中 n-每副模具中型腔的数目N-计划生产塑件的总量Y-单位小时模具加工的费用t-成型周期（min）C1-每个型腔的模具加工费用（元）(2) 根据锁模力： （3-2）式中 Q-注射机锁模力）（kN）P-型腔内熔体的平均压力（MPa）A2-浇注系统在分型面上的投影面积A1-每一个塑件在分型面上的投影面积(3) 根据塑件的精度：根据经验，在模具中每增加一个型腔，塑件的尺寸精度就要降低4%，由于水龙头壳体是人们生活中的人体中的手经常触摸的日常生活消费品，精度自然要求高一点，所以采用一模一腔。(4) 根据注射量： （3-3）式中 G-注射机的最大注射量（g）m1-单个塑件的重量（g）m2-浇注系统的重量（g）支撑管弯头体积小，结构较简单，精度要求不是很高，为考虑其生产效率和经济性，初步定为4型腔。3.2注塑机选型注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出很符合要求的模具。3.2.1注射量计算由SolidWorks 2010工具当中的质量特性功能查得如图所示塑件单个体积为11.1 cm3。 图3-1 支撑管弯头质量特性根据生产经验，注塑机注塑塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的80。为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，选定注射量为标定注射量的807 V一个成型周期内所需要注射的塑料容积cm3n型腔数Vz单个塑件容量cm3Vj浇注系统.凝料和飞边所需的塑料的容积cm3Vg注射机的额定注射量单个塑件体积Vz=11.1cm3，预计浇注系统和飞边体积为10cm3V=411.1+10=54.4 cm3 0.8VgnVz+VjVg68cm33.2.2注射机型号确定根据以上的计算初步选定注塑机型号为XZ-SY-125，其主要的技术参数于表3-1表 3-1 XZ-SY-250技术规格XZ-SY-250注射机额定注塑量cm3250螺杆直径mm50注射压力MPa130注射行程mm160注射方式螺杆式注射时间S2.0螺杆转速r/min31合模力KN1800最大成型面积550最大开（合）模行程mm500模具最大高度mm350最小高度mm200动、定模固定板尺寸mm450400拉料空间mm448370合模方式增压式3.2.3注射压力校核 ABS塑料推荐注射压力为7090MPa，考虑到本制件壁厚较小，充模阻力较大取注射压力为80 MPa8，XZ-SY-125注射机注射压力为130 MPa，符合要求。3.2.4锁模力校核注射成型时的塑料会产生模板间的涨模力，此涨模力等于塑件和浇注系统在分形面上的投影面积与型腔压力之积22。为防止模具分型面被涨模力顶开，必须对模具施加足够的锁模力，否则在分型面处会产生溢料现象，因此模具设计时应使注射机的额定锁模力大于涨模力由P（n+）F得单个塑件在模具分型面上的投影面积浇注系统在模具分型面上的投影面积F =59.8(41154.6610+44.17910)=278.74KN所以总的合模力为F=278.741800KN 符合条件3.2.5开模行程和模板安装尺寸校核（1）模具开模取出制品所需的开模距离必须小于注射机的开模行程。注射机最大的开模行程的大小直接影响模具所形成的塑件高度，太小时则不能成型高度太大的，因为塑件成型后，塑件无法从动、定模之间取出。其中模具厚度H必须满足：H H1+H2时，可用Hc代替（1）式中H1+H2，其他各项保持不变当 Hc H1+H2所以S=110+6=116mm选择XZ-SY-125液压泵注塑机3.3模具浇注系统设计浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统的组成一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的作用： (1)将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利排出。 (2)在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整、内外在质量优良的塑料制件。普通流道浇注系统设计，一般遵循以下原则： (1）了解塑料的成型特性和塑料熔体的流动特性 (2) 采用尽量短的流程，以减少热量与与压力的损失 (3) 浇注系统设计应有利于良好的排气 (4) 防止型芯变形和嵌件的位移 (5) 便于修整浇口以保证塑件外观质量 (6) 浇注系统应结合型腔布局同时考虑 (7) 流动距离比和流动面积比的校核综合考虑以上各种因素，下面开始详细的浇注系统设计。3.3.1主流道设计主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到各分流道为止的塑料熔体的流动通道。它的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使熔体的温度和压力降最小，且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的能力。3.3.2分流道模具采用一模四腔对称布置，型腔数过多影响制品精度，而型腔数过少生产效率太低不能达到使用要求，故采用一模四腔。为使塑料熔体以等速度充满两型腔，分流道在模具上采用对称等距离分布，在注射时采用对称分布可以使型腔和浇注系统投影面积重心更接近锁模力的中心，避免局部胀模力过大影响锁模。分流道长度也尽可能短小，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因而分流道的内表面粗糙度Ra并不一定要很低，取1.6m 既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。为便于机械加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。常用的分流道截面形状一般是圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等。本模具采用圆形截面。其形状如图所示： 图3-2 分流道布局3.3.3浇口设计 浇口亦称进料口，是连接分流道和型腔的通道。注塑机注射时有一定的注射速率，浇口尺寸过大，浇口前后方的压力降P减小，会导致得不到理想的充模速率。采用小浇口不但会大大提高熔体通过浇口时的剪切速率，而且产生的摩擦热也会降低熔体粘度，流动性增加，利于填充。因而对与薄壁塑件以及诸如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等表现粘度随剪切速率变化而敏感改变的塑性成型有利。本设计采用潜伏浇口成型塑件，潜伏浇口又称剪切浇口，由点浇口演变而来。这类浇口的分流道位于分型面上，而浇口本身设在模具内的隐蔽处，塑料熔体通过型腔侧面注入型腔，塑件成型质量好、外表美观。潜伏浇口的截面是圆形，直径d一般在0.82.0mm范围内选取，常用直径是0.81.5mm、点浇口直接也可以用以下的经验公式计算: d=(0.140.20) （3-4）式中d 点浇口直径（mm）塑件在浇口处的壁厚（mm）A 型腔表面积本模具所选的浇口如图 图3-3 浇口参数：A1=0，A2=10，L=10mm，d=2mm，Ext=1mm3.4注射模具成型零部件设计 3.4.1成型零部件尺寸分析模具中决定塑料几何形状和尺寸的零件称为成型零件，主要包括凹模、型芯，成型杆、镶块等，成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。模具设计时，应根据塑件的尺寸及精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的主要因素如下：3.4.2塑件收缩率的影响 塑件成型后的收缩率与塑件的品种，塑件的形状、尺寸、壁厚，模具的结构，成型的工艺条件等因素有关。在生产塑件时由于工艺条件、塑料批号发生变化也造成塑件收缩率的波动。收缩率的偏差和波动，都会引起塑件尺寸误差，其尺寸变化值为：式中 塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差塑件的最大收缩率；塑件的最小收缩率；塑件的基本尺寸。按照一般的要求，塑件收缩率所引起的误差应小于塑件公差的13。(1) 模具成型零件的制造误差 模具成型零件的制造精度是影响塑件尺寸精度的重要因素之一。成型零件模具加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。实践表明，成 型零件的制造公差占塑件总公差的1/31/4,因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可 取塑件公差的1/31/4，或取IT7IT8级作为模具制造公差。(2) 模具成型零件的磨损 模具在适用过程中，由于塑料熔体流动冲刷、脱模时与塑件的摩擦、成型过程中可能产生的锈蚀、以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨抛光等，均造成了成型零件尺寸的变化。在上述诸多因素中脱模时塑件对成型零件的摩擦磨损时最主要的，为了简化计算起见，凡与脱模方向垂直的成型零件表面，可以不考虑磨损；与脱模方向平行的成型零件表面，应考虑磨损。对于中小型塑件，最大磨损量可取塑件的1/6；对于大型塑件应取1/6以下。(3) 模具安装配合的误差 模具成型零件装配误差以及在成型过程中成型零件配合间隙的变化，都会引起塑件尺寸的变化。塑件在成型过程中产生的最大尺寸误差应该是上述各种误差的总和。即：式中 塑件的成型误差；z模具成型零件制造公差c模具成型零件在适用中的最大磨损量；s塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差；j模具成型零件因配合间隙变化而引起塑件尺寸的误差；a因安装固定成型零件而引起的塑件尺寸误差。3.4.3成型零件的设计3.4.3.1型腔型腔可以分为整体式型腔和组合式型腔。整体式型腔牢固,使用中不容易变形,不会使塑件产生拼接线痕迹。但是加工困难,热处理不方便,只能用于形状简单的中小模具上。经综合考虑采用组合式型腔较为合适.为了了简化模具零件结构,提高塑件精度,选用整体嵌入式凹模中的非通孔固定形式,凹模嵌入固定板内用螺钉固定在固定板上,其具体如图3-4所示： 图3-4 型腔 配合公差采用 H7/m6 的过渡配合。上型腔跟动模板连接采用4-M12 的内六角螺钉连接。装配的时候上型腔应该高于定模板上表面0.010.02mm,以便装配修模时候留出加工余量。下型腔与动模板同样采用整体嵌入式结构,连接形式与上型腔类似。3.4.3.2侧型芯该支撑管弯头为中空九十度弯道，内型芯由两根互成九十度的侧型芯构成，其示意图如下： 图3-5 侧型芯3.4.4成型零部件强度校核计算塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，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挠曲变形，导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。模具型腔壁厚的计算，应以最大压力为准。而最大压力是在注射时，熔体充满型腔的瞬间产生的，随着塑料的冷却和浇口的冻结，型腔内的压力逐渐降低，在开模时接近常压。型腔壁厚的强度计算条件是型腔在各种受力形式下的应力值不得超过模具材料的许用应力；而刚度计算条件由于模具特殊性，应从以下三方面来考虑：模具成型过程中不发生溢料保证塑件尺寸精度 某些塑料制件或塑件的某些部位尺寸长要求较高的精度，这就要求模具型腔应具有很好的塑性，以保证塑料熔体注入型腔时不产生过大的弹性变形。保证塑件顺利脱模 型腔允许弹性变形量应小于塑件壁厚的收缩值，即：100mm时，在乘以0.850.9.当p49MPa,S=0.2 L1+17(mm)，由上面知道：型腔最小壁厚为：(0.20.5)D=(0.20.5)38=819mm而本模具最薄壁腔厚度为20mm，因此符合条件。3.4.5型芯与型腔配合为了保证塑料不溢出,又要保证型腔有良好的排气,型芯与型腔采取 H7/g6 的间隙配合。3.5脱模机构设计脱模机构采用推杆、推板和复位杆推出的典型结构，推杆直接作用于塑件的端面不会影响到外观。在设置顶出系统时，模具设计者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)，顶出系统必须是建立在制品所滞留的模具部分中。通常，由于注塑机的顶出机构是设置在动模板一例，因此大多数摸具的顶出系统是安装在动模中的。当然也有的制品在成型过程中要求棋具开启后，滞留在定模中，此时必须采取特殊的顶出结构以使其从模具中脱离出来。为了提高生产效率。缩短成型周期和实现自动化，不仅制品需要顺利地脱模，而且绕道中的塑料也必须有其特定的脱模方式。由于塑料制品的尺寸、形状各不相同，差距甚大，因而每副模具顶出系统的结构也是各不一样的，但是对所有注塑模具顶出系统的要求均是相同的。那就是要求它在规定时间内将制品不变并且准确地进行脱模。在设计顶出系统时，应考虑以下因素：(1) 顶出行程 顶出行程一般规定使被顶出的制品脱离模具510mm，在成型一些形状简单且脱模斜度较大的捅形制品，也可使顶出行程为制品深度的23。(2) 复位杆(回程杆) 顶杆在将制品顶出后，其顶端位置会高于型芯(型腔)表面许多，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，如下图。 图3-6 复位杆顶杆固定板与垫板之间采用螺钉联接，如上图所示，但装配方式不能颠倒(须从垫板向固定板方向拧入螺钉)，以免装配时发生扳手空间不足的困难。(3) 顶杆端面与型芯(或型腔)平面的关系 项杆端面与型芯(或型腔)平面在理论上应处于同一平面。但是为了模具制造与装配简便，在实际中，大多允许顶杆的端面超过或降低型芯(或型腔)平面0.050.1mm,在一般情况下制品内表面有小凸台或小凹坑是允许的。(4) 顶杆的形状与尺寸选择众所周知，圆柱形顶杆及其顶杆孔的加工比其它形状的顶杆和顶杆孔要容易的多，因此，在选择顶杆时，应尽量使用圆柱形顶杆。另外，除非制品形状限定必须使用之外，应尽量避免采用直径小于3mm的细长顶杆。如果顶出位置须设置在制品侧壁上时，应尽可能增加顶出面积。(5) 支撑在成型较大制品时，由于顶杆固定板和垫板尺寸较大，使得动模垫条之间的跨度随之增大，在较高的注射压力下，动模垫板可能发生弯曲变形，从而导致顶杆运动不畅或卡死。解决这一问题的最常用的办法，除用增加动模垫板的厚度来增强其刚度之外，还可在动模垫板与动模固定板之间设置支撑往来防止成型过程中动模垫板变形。(6) 定位与导向 当制品产量较大(一般超过50000件)或顶出行程较长，同时需要使用较细的顶杆，以及使用顶管顶出并在动模固定板装有细长芯子时，为保护顶杆(或长芯子)使其运动平稳，顶出系统需要设置导向装置。(7) 顶出位置的设置 正确的顶出位置，应设在制品脱模有困难的地方。众所周知，制品除筋、柱处有脱模困难外，凡是由塑料包围钢件的地方，脱模都会发生困难。这是由于塑料熔体冷却后的收缩应力而产生对钢件的“抱紧”现象所导致的。因此，凡是在模具中，塑料对钢件有“抱紧”现象的地方，都应作为设置顶出机构。支撑杆弯头顶出主要由以下零件组成，其分别为推干、推板、复位杆、推管固定板、限位钉，推板导柱。脱模过程为：开模时，动模部分向左移动，开模一段距离后，注射剂机的顶杆接触模具推板，推杆，推杆固定板，推板一起静止不动，当动模部分继续向左移动，塑件就由推杆从凸摸上推出。其主要结构如下图3-7 所示。 图3-7 顶杆3.6侧向抽芯设计3.6.1机构设计 在由于制品的特殊要求，而无法避免其侧壁内、外表面出现凹凸形状时，模具则需要采取特殊的手段对所成型的制品进行脱模。当然，对于某些制品可选用软且弹性较好的材料(如聚丙烯、聚乙烯等)，在侧壁凹、凸形状不大的情况下、模具结构可采取以二次顶出的方式对制品进行强制脱模。但是绝大多数塑料(如PS、ABS、PC、PMMA等)和在制品侧壁凹、凸形状较大时，其模具结构采用强制脱模的方法是行不通的。因此，为解决制品侧壁内、外表面凹、凸形状的脱模问题，模具中需要设置侧面分型或抽芯机构。 显而易见，模具中一旦出现侧面分型或抽芯机构,无疑会使模具结构变得复杂。侧面分型或抽芯机构大致可以其驱动方式分为三种：机械驱动、电机驱动、液压驱动。其中机械驱动主要是指利用注射机的开模运动或顶出作用力，通过斜导柱(斜滑板或斜楔等)便其转化成侧面分型或抽芯动作，这种方法在注塑模具中应用最为广泛。(1)侧面分型与抽芯机构的行程 为保证制品顺利脱模，侧面分型与抽芯机构的移动距离一定要充分。一般以制品可以脱模的最小移动距离加1mm为侧面分型与抽芯的最小行程。(2)侧面分型与抽芯机构的限位侧面分型与抽芯机构在移动方向的两个极限位置(即合模完毕与开模完毕时，侧分型或抽芯机构所停止的位置)必须设置准确可靠地限位装置。(3)侧面分型与抽芯机构的弹簧限制在开、合模的过程中，由于侧面分型与抽芯机构的自重和运动惯性，可能会使其在开模后的位置发生改变，导致下一次合模时因斜导柱(或斜契等)插入位置不对而发生碰撞。因此，为保证侧面分型与抽芯机构在开模后可靠地停留在开模极限位置(开模后侧面分型与抽芯机构所停留的位置)，则必须设置弹簧机构对其加以限制。(4)侧面分型与抽芯机构的导向装置为使侧面分型与抽芯机构运动平稳、对位准确，在其移动方向必须设置导向装置，并且在侧面分型或抽芯机构的滑动面周边不能有阻碍其运动的尖角，毛刺等。(5)其它侧面分型与抽芯机构在运动过程中，不能与顶出系统发生干涉，如果因模具结构限制不能避免干涉，则必须对顶出系统采取先复位机构。3.6.2确定抽芯距侧向型芯和侧向成型模腔从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出的位置所移动的距离称为抽芯距，用s表示。为了安全起见，侧向抽芯距离通常比所见上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大23mm。 S抽h + 13 mm。S抽：抽芯距(mm)； h：侧向成形孔或外侧内凹深度(mm)； 图3-8 零件尺寸如上图 可知道抽芯距为： S抽h + 3=38-13+3=28mm3.6.3抽芯力的计算在抽拔过程中，开始抽动的瞬时，塑料制品与侧型芯脱离所需的抽拔力称为起始抽芯力，以后为了使侧型芯抽到不妨碍制品推出的位置时，所需的抽拔力称为后继抽芯力。因此，计算抽芯力时应以起始抽芯力为准。影响抽芯力的因素很多且比较复杂，精确计算抽芯力是困难的。在设计抽芯机构时，应全面分析，找出主要影响因素进行粗略计算。当塑料制品收缩抱紧型芯时，其受力情况如下图所示。由于型芯有脱模斜度，所以在抽芯力F 的作用下，塑料制品对型芯的正压力降低了Fsin，这时摩擦力为 （3-5）式中 Fm摩擦阻力；f摩擦系数，一般f=0.151.0；Fy因塑料制品的收缩产生对型芯的正压力；F抽芯力；脱模斜度，=12。根据受力图可列出平衡方程式 （3-6） 将(8-1)代入(8-2)得 式中 P塑料制品收缩对型芯单位面积的正压力，制品在模内冷却时P=19.6MPa，制品在模外冷却时P=3.92MPa; A塑料制品抱紧型芯的侧面积。 Fy=PA=3.921529.64= 5996.189 N3.6.4斜导柱设计（1）斜导柱长度计算 斜导柱的长度由侧滑块的行程、斜度、高度以及固定斜导柱的模板厚度决定的。 该抽芯机构斜度取值为18。 (3-7) 其中L-斜导柱总长 -斜导柱安装高度度 S抽-抽芯距 -斜导柱倾角 经计算，斜导柱长度为L=148mm （2）斜导柱直径确定 由抽芯力F和倾斜角查表可以知道斜导柱直径为20mm 图3-9 斜导柱 3.7导柱导向机构3.7.1结构形式 图3-10 导柱3.7.2导柱结构和技术要求(1) 长度 本模具导柱长度为180mm。(2) 形状 导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱顺利进入导向孔。(3) 材料 T8A T10A钢经淬火处理，硬度为5055HRC。(4) 数量及布置 导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至边缘应有足够的距离，应保证模具强度。(5) 配合精度 导柱固定部分一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合；导柱导向部分采用H7/f7或H8/f7的间隙配合。3.7.3导套导套的结构形式 3-11 导套导套结构和技术要求(1) 形状 为使导套顺利进入导套，在导套的前端应倒圆角。导套孔为通孔。(2) 材料 T8 T10钢，硬度低于导柱的。(3) 固定形式及配合精度 根据导套的形式用H7/r6配合镶入模板。3.8模具温度调节系统注射模具的温度对塑料熔体的冲模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要影响。注射模中的温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。由于本模具所选塑料粘度低，流动性好，故不要求对模具进行加热，所以只进行冷却系统的设计。冷却水道的设计原则：(1) 冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大(2) 冷却水道至型腔表面距离应尽量相等。(3) 浇口处加强冷却。(4) 冷却水道出、入口温差应尽量小。(5) 冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置。此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的熔解部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度；冷却水道要易于清理，一般水道孔径为10mm左右（不小于8mm），本模具选用水道孔径为12mm；冷却水道是设计要防止冷却水的泄漏，凡是泄露的部位要加密封圈。本模具一模四腔，型腔深度不是很大，故可采用四水道进行冷却。 3-12 冷却水管3.9模具材料塑料模具的工作条件与冷冲模有所不同，一般都必须在一定温度（1502O0）条件下进行工作，除了要受到一定压力作用外，还要承受温度的影响。因此对塑料模的成型零件，除了要求必须具有足够的强度、硬度和良好的加工性能之外，还要求热稳定性好，温度差异引起的尺寸变化率小。选取常用的45牌号的优质碳素钢经调质处理后有一定的强度和耐磨性用于模架材料。高碳工具钢、低合金工具钢经过热处理后具有较高的强度和耐磨性，用于成型零件。而型腔和型芯用50号钢以改善表面抛光性能和耐磨性能。本模具所用零件的材料如表所示：表3-1 国内外塑料模具技术比较表零件类别零件名称材料牌号热处理方法硬度说明成型零件型腔Cr4W2MoV淬火HRC5458用于形状复杂要求热处理变形小的型芯、型腔。型芯Cr4W2MoV模体零件垫板 浇口板45淬火HRC4348动、定模板动定模座板45调质HB230270固定板45调质HB230270顶板T8A淬火HRC5458浇注系统零件浇口套拉料杆T8A淬火HRC5055导向零件导柱20渗碳、淬火HRC60导套T8A淬火HRC55顶出机构顶管T8A淬火HRC5458复位杆45淬火HRC4348挡板45淬火HRC4348顶杆固定板45定位零件定距螺钉45淬火HRC4348支承零件垫块454.模具装配工艺 模具装配过程是按照模具技术要求和各零件间的相互关系。将合格的零件连接固定为组件、部件，直至装配成合格的模具，它可以分为组件装配和总装配等。模具装配是模具制造过程的最后阶段，装配质量的好坏将影响模具的精度、寿命和各部分的功能。要造出一副合格的模具，除了保证零件的加工精度外还必须做好装配工作。模具装配阶段的工作比较大，又将影响模具的生产制造周期和生产成本，因此模具装配又是模具制造的重要环节。 模具的装配方法：互换法、修配法、修整法。4.1塑料模具的装配基准 以塑料模中的主要零件如定模、动模的型腔、型芯为装配基准；定模和动模的导柱先不要加工。先将型腔和型芯加工好，然后装入定模和动模内。将型腔和型芯之间以垫片法或工艺定位器法保证壁厚。动模和定模合模后用平行板夹紧，镗制导柱和导套孔。最后安装动模和动模上的其它零件。这种情况多适合于大中型塑料模。 已有导柱、导套的塑料模架的，以模板相邻侧面作为装配基准；将已有导向机构的动模和定模合模后，磨削模板相邻两侧呈90度，然后以侧面为基准分别安装定模和动模上的其它零件。4.2塑料模具的总装配程序(1) 确定装配基准(2) 装配前对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净。(3) 调整各零件组合后的累计尺寸误差，如各模板的平行度要进行检验修磨，以保证模板组装密合，分型面处吻合面积不得小于80%，间隙不得超过溢料最小值，防止产生飞边。(4) 装配中要尽量保持原加工尺寸的基准面，一般总装合模调整时检查。(5) 组装导向系统，并保证开模、合模动作灵活、无松动和卡滞现象。(6) 组装修整顶出系统，并调整好复位及顶出位置。(7) 组装修整型芯，保证配合面间隙达到要求。(8) 组装冷却或加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，阀门动作灵活。(9) 组装液压和气动系统，保证运行正常。(10)紧固所有连接螺钉，装配定位销钉。(11)试模：试模合格后打上模具标记（模具编号、合模标记、及组装基准面等）(12)最后检查各种配件，附
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号