计算器盖子注塑模具设计【含三维PROE】【含CAD图纸+文档全套】
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XXXX 大学毕业设计（论文）题目： 计算器壳壳注塑模具设计 专 业 模具设计与制造 班 级 姓 名 学 号 指导老师 设计时间 审 阅 XXXX 学校机械工程系 年 月 日毕业设计（论文）毕业设计（论文）诚诚 信信 承承 诺诺 书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 计算器壳壳注塑工艺与模具设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 学 号： 作者姓名： 2019 年 02 月 25 日目 录摘摘 要要.1引引 言言.2第一章、制品图样第一章、制品图样.41.1.制品的尺寸.4第二章、制品分析第二章、制品分析.62.1.材料的选择.62.2.材料的性能参数.62.3.工艺参数.62.4.产品结构和质量分析.72.5.脱模斜度的确定.72.6.塑料工件的结构工艺性.7第三章、确定制品的基本参数、计算及其注射机的选用第三章、确定制品的基本参数、计算及其注射机的选用.8第四章、注射机有关参数的校核第四章、注射机有关参数的校核.94.1.注塑机的校核.9第五章、标准模架的选择与相关计算第五章、标准模架的选择与相关计算.105.1.注射模架的选择.105.2.成型零件工作尺寸的的计算.115.2.1.影响工作尺寸的因素.115.2.2.凹、凸模工作尺寸的计算.11第六章、模具结构的确定第六章、模具结构的确定.136.1.位置的确定.136.2.分型面选择.136.3.浇注系统与排气系统的结构.136.4.脱模机构（推出机构）的结构形式.156.5.冷却方式与装置的选择.166.6.斜顶抽芯机构设计.166.7.开模过程设计.18第七章、模架及其它结构零件第七章、模架及其它结构零件.207.1.注射模的标准模架.207.2.支承零部件设计.207.2.1.垫块（支承块）.207.2.3.动定模座板.217.3.导向装置.217.3.1.导柱导向机构.217.3.2.导套.21结结 论论.23致致 谢谢.24参考文献参考文献.25第 1 页摘摘 要要在现代生产中，模具是大批量生产各种产品和日用生活品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原料成型。由于模具成型具有优质、高产、省料和成本低等特点，现已在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航天航空、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等部门得到极其广泛的应用。以塑料该产品模具的设计和典型模具零件的数控加工为例，介绍了注塑模具的设计方法和流程。首先根据塑件材料及工艺特性用 pro/e 软件对零件进行模型分析，然后选择注塑机并确定型腔数目，接着确定成形方案：总体结构设计、分型面设计、浇注系统设计、脱模机构设计、冷却系统设计等。最后进行注塑机工艺参数校核，包括注射量、锁模力、注射压力、模具厚度和注射机闭合高度等方面。毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。关键词：关键词：注塑模 数控加工 模具设计 第 2 页引引 言言模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，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、上百倍，因此模具工业是国民经济的基础工业，模具的生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。由于塑料模具工业快速发展及上述各方面差距的存在，因此我国今后塑料模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时， “小而专”、 “小而精” 仍旧是一个必然的发展趋势。从技术上来说，为了满足用户对模具制造的“交货期短” 、 “精度高” 、 “质量好” 、 “价格低”的要求。塑料模具是成型塑料制品的工艺装备或工具。根据塑料成型工艺方法的不同，通常将塑料模具分为注射模具、压缩模具、传递模具、挤出模具、中空吹塑模具、热成型模具等。合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是实现现代塑料制品生产必不可少的三大重要因素。尤其是塑料模具对实现塑料成型工艺要求、保证塑料制件质量、降低生产成本起着重要的作用。一副品质优良的塑料模具可成型几十万次，甚至上百万次。这与模具设计、选材、制造和使用维护有着很大关系。对塑料模具设计的要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能、力学性能等各方面均能满足使用要求的优质制件。在模具使用时，力求生产效率高、自动化程度高、操作简便、寿命长；在模具制造方面，要求结构合理、制造容易、成本低廉。我国塑料模具的发展现状，整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。近年来,塑料模具工业迅速发展,体现在模具产品向着大型、精密、复杂的方向发展,综合技术含量不断提高,模具制造周期不断缩短。但与国外塑料模具的先进水平相比,依然存在一定差距。在二十世纪中期甚至更早，国外就已经出现很多对模具及模具工业的高度评价与精辟的比喻。例如：“模具是美国工业的基石”(美国)；“模具是促进社会繁荣富强的原动力”(日本)；“模具工业是金属加工的帝王”(德国)；“模具是黄金”(东欧)等。在二十世纪末，中国人才开始认识到其极端重要性，作出了科学的评价：“模具工业第 3 页是现代工业之母”(中国)。21 世纪的制造业，正从以机器为特征的传统技术时代，向着以信息为特征的技术时代迈进，即用信息技术改造和提升传统产业。经济全球化和世界市场一体化加速发展，不断加剧了制造商之间的竞争，提出了快速反应市场的要求，与之相适应，制造业对柔性自动化技术及装备的要求更加迫切而强烈。同时，微电子技术和信息通信技术的快速发展，为柔性自动化提供了重要的技术支撑，工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。现今，全世界模具工业年总产值约为 650 亿美元，其中亚洲地区占到全世界一半的总产值。而在亚洲，最高属于日本,年产值达 200 亿美元上下。美国的年产值为 50 亿美元。中国也在后来居上,现在已经达到 70 亿美元。然而，产值并不等同于技术质量。虽然我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与发展经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。而技术含量低的模具已供过于求,市场利润空间狭小。近五年来，平均每年进口模具约为 11.2 亿美元，2003 年就进口了近 13.7 亿的模具，这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。这表示中国大陆模具业的发展潜力仍然很巨大。这就是这次研究的意义。本课题是计算器壳模具的设计和典型模具零件的设计 。通过对塑件材料、质量、体积的分析与计算，合理选用注塑机，并对各个参数进行了校核，设计出一副合理，经济，适用的塑料注塑模具。重点解决的问题材料的选用顶出系统的设计第 4 页第一章、制品图样第一章、制品图样1.1.制品的尺寸制品的尺寸该制件只要能满足一般使用要求，对精度要求一般，根据 ABS 塑料的性质及特性，其精度等级可按 MT5-7 来查并取其公差。图 1-1 塑件 2D 模型第 5 页图 1-2 塑件 3D 模型第 6 页第二章、制品分析第二章、制品分析2.1.材料的选材料的选择择本设计选用 ABS 塑料成型，ABS 是一种具有良好综合性能的工程材料，它具有苯聚乙烯的良好成型性，聚丁二烯的韧性，聚丙烯晴的化学稳定性和表面硬度，其抗拉强度可达 3550Mpa，ABS 粘度适中，流动性好。它的另一个优点是耐气候性，其制品的使用温度范围 40100。ABS 的线膨胀系数小，制品具有良好的尺寸稳定性，且抗蠕变性好；拉伸强度、冲击强度、硬度值都较高；能耐水、无机酸、碱等.由于 ABS 中B 组分的存在，耐候性差，易发生光氧化老化和热氧化老化，为了提高耐候性，可加入抗氧化剂和光稳定剂。综上所述，由于 ABS 具有良好的耐酸碱性、较强力学性能、使用温度范围较宽，相比之下 ABS 更加适合做该产品的成型材料。2.2.材料的性能参数材料的性能参数ABS 是目前较常用的塑料材料，它是一种非结晶性材料。ABS 的密度为 1.05-1.08g/cm。收缩率在 0.3-0.8%之间，熔点（130-160），热变形温度（6598），拉伸强度：35-44MPa，拉伸弹性模量 1.8GPa，弯曲强度：800MPa，弯曲弹性模量：1.4GPa，压缩强度 1839MPa，硬度 R6286。 ABS（丙烯晴-丁二烯-苯乙烯聚物）具有耐热、表面硬度高、尺寸稳定、耐化学及电性能好、易成型加工、可镀金各等特点。鉴别：外观：浅象牙色或白色，不透明。 火焰：颜色黄色，形态：软化无滴，气味特殊味烟慢然烟黑。2.3.工艺参数工艺参数干燥处理：吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须经长时间预热干燥。模具温度：6068 喷嘴温度：180190 中段温度：210230 后段温度：180200 注射压力：7090 MPa塑化形式：螺杆式喷嘴形式：直通式注射时间：35s第 7 页保压时间：1530s冷却时间：1530s成型周期：4070s2.4.产品结构和质量分析产品结构和质量分析1） 、产品的结构分析：本产品是生活中常见的计算器壳壳，该制品要求有高的外观结构以及优良的集合稳定性，这就要求材料具有良好的强度，材料均匀。2） 、表面质量分析：产品要求没有缺陷、毛刺、斑点及熔接痕，粗糙度可取 Ra=1.6m。2.5.脱模斜度的确定脱模斜度的确定塑件高度在 30mm 以下时可以不考虑脱模斜度。本产品内腔高度为 13 毫米，且有角度，大圆弧过渡，无直边部分，所以无须考虑脱模的斜度，产品壁厚均匀，为3.0mm。2.6.塑料工件的结构工艺性塑料工件的结构工艺性（1） 、塑件公差等级的选用与塑料的品种有关：模具塑件尺寸公差的代号为 MT，公差等级分为 7 级,每一级又可分为 A、B 两部分，其中 A 为不受模具活动部分影响尺寸的公差，B 为受模具活动部分影响尺寸的公差。塑件尺寸精度的确定应合理选择，尽可能选用低精度等级。常用材料模塑件公差等级的选用。材料为 ABS 时，选取一般精度等级为 MT3，未注公差尺寸的公差等级为 MT5。（2） 、塑件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点外，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度要比塑件的低 12级，塑料制件的表面粗糙度 Ra 值一般为 3.20.2m，在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度不断加大，应随时给以抛光复原。透明制件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同；而不透明制件则根据使用情况而定，非配合表面和隐藏面可取较大的表面粗糙度值,除塑件外表面有特殊要求外，一般型腔的表面粗糙度要低于型芯的表面粗糙度。ABS 塑料表面粗糙度的取值范围为 0.025m1.6m。在本设计中表面粗糙度采用1.6m。第 8 页第三章、确定制品的基本参数、计算及其注射机的选用第三章、确定制品的基本参数、计算及其注射机的选用体积 V=SH本次设计的课题，产品外形尺寸比较小，且为不规则形状，所以只能粗略计算其体积，或者采用软件测量，V=50568.1mm=50.568cm3 密度=1.0510-3 g/ mm3质量=50.5681.05=53.0964g由于该产品的底面有两处内扣台阶，虽然台阶尺寸很小，外形尺寸要求不高，但是无法直接脱模，需要采用抽芯结构，而且是内抽芯，两边对称，考虑到其模具设计时产品脱模方便，此处台阶需要设计滑块脱模方式，所以需要设计抽芯机构，外形呈不规则形状，尺寸不算大，属于中等尺寸，下模需要顶出装置，考虑到模具加工难度，两边抽芯的零件建议选择一模两腔，该产品的注塑量为 50.568103mm3 。要求注射成型时的总注射量应是注射机最大注射量的 80%以下，初选注射机为 J54-S200，技术参数如 表 3.1：表 3-1 J54-S200 螺杆式注塑机技术参数理论容量/g200螺杆直径/ mm55注射压力/ MPa109锁模力/ KN2540最大注射面积/cm645模具最大厚度/ mm350模具最小厚度/ mm200采用一模二腔，总体积是 50.5682=101.136103mm3，要求注射成型时的总注射量应是注射机最大注射量的 80%以下，由公式（3-1）得Gmax= G/0.8=101.136 /0.8=126.42cm3第 9 页第四章、注射机有关参数的校核第四章、注射机有关参数的校核4.1.注塑机的校核注塑机的校核最大注射量应满足以下关系：NM+MjKMn （4-1）其中 N-型腔数量；M-单个塑件的体积或质量,cm3或 gMj-浇注系统的凝量，cm3或 g；Mn-注射机最大注射量，cm3或 g；K-注射机最大注射量利用系数，一般取 0.6；M=50.568cm3 ，Mj=9.499cm3 ，KMn=0.8200=160cm3将已知数据带入可得：nM+Mj=250.568+9.499cm=110.635cmgKMn=160cm3 所以校核最大注射量满足要求。型腔压力的估算：根据表 3-6，ABS 注射压力 Pi 为 100130Mpa，取 Pi =110Mpa，则模腔压力计算得，PM=kPi =0.6110=66Mpa。 锁模力等于制品与浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔内熔体压力 PM.。FL=164.6291.6510-366=995.77型腔成型压力，所以注射压力满足要求。第 10 页第五章、标准模架的选择第五章、标准模架的选择与相关计算与相关计算5.1.注射模架的选择注射模架的选择该产品身采用小水口两板型式模架。有关壁厚公式的计算来的到型腔壁厚尺寸。tc=0.2L+7(3-1)式中 型腔侧壁厚ct L型腔长度数据代入得 tc =0.2100.98+73=41.196mm型腔模板的长： LtcAtcAS=+型腔模板的宽：N= tc+B+S 式中 L型腔模板的长度 N型腔模板的宽度tc型腔侧壁厚，经验数据见表 3-36 A型腔长度 B型腔宽度 tc型腔间壁厚，经验数据见表 3-36 S系数，一般取 510 mm。代入数据得L=41.196+100.98+58.52+100.98+10=311.676mm，N=41.196+164.62+10=215.816mm有步骤（3）计算的模板周界不大可能与标准的尺寸相等，所以必须将计算的数据想标准尺寸“靠拢” ，一般取向叫大的修整。另外还得考虑到在壁厚位置上应该有足够的位置安装其他的零部件，如果不够的话，需要增大尺寸。一般情况下，动定模镶块的尺寸比制件的外形尺寸大 3080mm，本次设计型腔板的外形尺寸定为320mm230mm，制件外形尺寸也大，镶块尺寸与制件外形的尺寸的差值也应该选的越大。这里根据制件外形尺寸和型腔排列情况，选取动定模尺寸为 500mm350mm，可以确定模板的周界尺寸为 500mm400mm320mm。第 11 页因为选择了两板型的模板，所以 H=h1ABCh2 因此整副模架的厚度为 H=h1ABCh2=30+90+80+90+30=320mm 5.2.成型零件工作尺寸的的计算成型零件工作尺寸的的计算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成的塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响着塑件的精度。5.2.1.影响工作尺寸的因素影响工作尺寸的因素（1）塑件收缩率的影响由于塑件热胀冷缩的原因，成型冷却后的塑件尺寸小于模具型腔的尺寸。（2）凸、凹模工作尺寸的制造公差它直接影响塑件的尺寸公差。通常凹、凸模的尺寸公差取塑件公差的，表1/31/6面粗糙度取值为。Ra0.80.4mm（3）凸、凹模使用过程中的磨损量 生产过程中的磨损以及修复会使凸模尺寸变小，凹模的尺寸变大。（4）模具在分型面的合模间隙 由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型面的平面度较高，表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也较小。飞边的厚度一般为。0.020.1mm 因此，成型大型塑件时，收缩率对塑件的尺寸影响较大；而成型小型塑件时，制造公差与磨损量对塑件的尺寸的影响较大。常用塑件的收缩率通常在白分之几到千分之几之间。具体塑料的收缩率可查找相关手册或某种塑料说明书。5.2.2.凹、凸模工作尺寸的计算凹、凸模工作尺寸的计算通常，凹、凸模的工作尺寸根据塑料的收缩率，凹、凸模零件的制造公差以及磨损量三个因素确定。定模型芯的工作尺寸的计算塑件内的型腔尺寸公差为正值“+” ，制造公差为负值“” 。根据推导：Z型芯的径向尺寸计算公式如下：0 1ZMSlS l 式中：型芯的径向尺寸，；Mlmm 塑件的平均收缩率；=0.005S第 12 页 塑件的外径尺寸，；Slmm修正系数， （） ，取；0.50.80.6塑件的公差值，因尺寸的大小而变。制造公差，取。Z/3l191.65（1+0.005） 0+0.20=92.110+0.20l2164.62（1+0.005）0+0.20=165.440+0.2l32（1+0.005）0+0.05=2.10+0.05l485.03（1+0.005）0+0.15=85.4550+0.15l57.18（1+0.005）0+005=7.2160+0.05l60.5（1+0.005）0+005=0.50250+0.05l770（1+0.005）0+015=70.350+0.15型芯的高度尺寸计算公式如下l110（1+0.005） 0+0.05 =10.050+0.05l23（1+0.005） 0+0.05 =3.0150+0.05（1）动模型腔的工作尺寸的计算塑件内的型腔尺寸公差为正值“+” ，制造公差为负值“” 。根据推导：Z型腔的径向尺寸计算公式如下：LM=(L+LSCP-3/4) S0l191.65（1+0.005） 0+0.20 =92.110+0.20l2100.98（1+0.005） 0+0.20 =101.480+0.20 第 13 页第六章、模具结构的确定第六章、模具结构的确定6.1.位置的确定位置的确定制品的成型位置：本设计零件采用多型腔模具，该产品采用一模两腔模具。模具结构简单易懂，加工方便，调试简单，适合中批量生产。6.2.分型面选择分型面选择分型面的选择是注射模设计中的一个关键。它是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模方式和模具的制造工艺有关。（1）分型面应先在塑件外形的最大轮廓处（2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模（3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量（4）分型面的选择应有利于模具的加工 （5）分型面的选择要有利于排气该产品设计中，注射模具只有一个分型面，分型面的形状采用平直分型面，将分型面选在塑件外形最大轮廓处；并使塑件在开模后留在动模一侧，有利于塑件的顺利脱模，分型面的选择保证了塑件的尺寸精度和表面质量，有利于模具的加工，有利于排气，符合设计原则。分型面如下：图 6-1 分型面示意图6.3.浇注系统与排气系统的结构浇注系统与排气系统的结构浇注系统的结构：浇注系统指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。主流道的设计原则：1.要能保证塑件的质量(避免常见的充填问题 )第 14 页2.尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度3.尽可能做到同步填充主流道为直接与注射几的喷嘴连接的部分。主流道要与高温塑料及喷嘴反复接触，容易损坏，为便于更换，常设计成可拆卸的主流道衬套结构。主流道衬套的进口端在注射时承受很大的喷嘴压力，同时，其出口端与分流道、浇口也承受型腔的反压力，因此，主流道衬套应代凸缘，使之固定在定模上。主流道为一圆锥孔，其小头正对注射机的喷嘴，因喷嘴外形为球面，所以主浇道小头孔端的外形应为一凹球面，为了配合紧密，防止溢料，凹球面的半径应比喷嘴的球面半径略大 23mm，主流道的个部分尺寸如 CAD 图。该产品模具主流道的尺寸：d=喷嘴孔径1.0（mm）=4.01.0=5.0mmR=喷嘴球面径（14） （mm）=10（14）=1114mm=14 本设计中取 1r=13（mm）取 2mmH=（1/31/5）R=2.2mm4.7mmH 取 3mm技术参数：浇口套材料选用 P20，热处理后达到 5560HRC。粗糙度为Ra（0.40.8）vmm，如下图所示：第 15 页图 6-2 浇口套示意图6.4.脱模机构（推出机构）的结构形式脱模机构（推出机构）的结构形式（1）推出机构分类推出机构一般由推出、复位和导向等三大元件组成，推出机构设计的合理性与可靠性直接影响到塑料制件的质量。推出机构按基本传动形式可分为机动推出、液压推出和手动推出等三类。本设计采用液压推出，它是利用开模动作，由注射机上的液压缸推动模具上的推出机构，将塑件从动模部分推出。推出机构按推出元件的类别可分为推杆推出、推管推出、推件板推出等。本设计采用推杆推出机构，推杆推出机构是推出机构中最简单、动作最可靠、最常见的结构形式，因为设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，制造、修配方便，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度，推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换。（2）推杆的形状本设计中推杆的形状采用圆柱头直通式推杆，尾部采用台肩固定，这种形式通常第 16 页在 d3mm 时采用，是最常用的形式。本设计中该产品身和该产品头的推杆直径 d 都取12mm。推杆尺寸（GB/T4169.1-1984）（3）推杆的固定与配合在推杆固定板上制有台阶孔，将推杆装入其中。这种形式强度高，不易变形，但在推杆很多的情况下，台阶孔深度的一致性很难保证，本设计该产品所使用的推杆数为 4 个，直径为 8mm，模具不大，不宜很多。推杆台阶部分的直径为 d+2=10mm。推杆工作部分与模板或型芯上推杆孔的配合常采用 H8/f7H8/f8 的间隙配合，视推杆直径的大小与塑料品种的不同而定。推杆直径大、塑料流动性差可以取 H8/f8，反之采用 H8/f7。本设计采用的推杆直径较小，且 ABS 塑料的流动性好，据此取 H8/f7。推杆与推杆孔的配合长度视推杆直径的大小而定，L=1.53d，本设计取配合长度为 3d 即 24mm。推杆工作端配合部分的粗糙度 Ra 一般取 0.8m。（4）推杆的材料与热处理要求材料为 T8A 钢，端部淬火到 4550HRC（5）推杆位置的选择该产品设计采用的推杆数为 4 个,均匀分布，为使推杆位置的选择能保证塑件推出时受力均匀。推杆的工作端面在合模注射时是型腔底面的一部分，推杆的端面如果低于或高于该处型腔底面，在塑件就会出现凸台或凹痕，影响塑件的使用或美观。因此，通常推杆装入模具后，其端面应与相应处型腔底面平齐，本次设计的是多个推杆，所以要顶在产品的四周分布，方能准确顺利的顶出产品。6.5.冷却方式与装置的选择冷却方式与装置的选择本次设计的课题，产品很外形中等大小，凸模采用两边内斜顶机构，所以中间要设计加工台阶，镶嵌在凹模型腔板中的凹模镶块，整体体积不大，且制定在凹模型腔板内，这样必然容易引起不必要的麻烦，所以凹模型腔板要设计冷却水道，冷却水道通过型腔板侧面进入凹模镶块，从镶块另一侧面出来，将镶块的热量带出来。6.6.斜顶抽芯机构设计斜顶抽芯机构设计由于产品两侧面有内扣台阶，所以设计模具时需要采用斜顶内抽芯结构，在产品脱模之前，斜顶在斜滑轨道的作用下想内部滑出一段距离，与顶杆同步一起顶出产品，产品完全脱出，模具合模，斜顶在弹簧和斜顶的作用下复位，所以抽芯机构，斜顶对第 17 页整个模具的结构和产品的实现起到决定性作用，选择模具材料时要选用模具钢，需要热处理，耐磨。本设计采用的是机动斜顶，抽芯，利用注射机的开模力，通过传动零件，将活动斜顶顶出，斜顶零件。斜顶抽芯机构由与模具开模方向成一定角度的斜顶和动模座板，固定板组成，并有保证抽动芯作稳妥可靠的滑块定位装置和锁紧装置。斜顶的设计注意事项型心尽可能的设计在与分型面相垂直的动或定模内，利用开模或推出动作抽出侧型芯； 尽可能采用斜顶在定模或者动模内运动的抽芯机构；斜顶的楔角应大于斜导柱倾角，通常大，否则，斜顶无法带动正常运2 3动； 斜顶完成抽芯动作后，留在滑槽内的滑块长度不应小于滑块全长的；23 尽可能不使顶杆和活动型芯在分型面上的投影重合，防止斜顶和顶出机构复位时的互相干涉； 滑块设在定模的情况下，为保证塑件留在动模上，顺利脱模，开模时斜顶要与顶杆一起推出，因此。用定距拉紧装置。倾斜角的大小关系到斜导住所承受的弯曲力和实际达到的抽拔力，也关系到斜顶的工作长度、抽心距和开模行程。为保证一定的抽拔力及斜导住的强度，取小于，25一般在之间取 1020，本设计的斜导住在动模板部分顶出型腔，所以倾角要适当减小，倾角选了 7。斜顶分型抽芯机构是应用最广的分型抽芯机构，它借助注塑机开模力或推出力完成侧向抽芯，结构简单，制造方便，动作可靠。侧型心装在顶杆固定板的 T 形导滑槽内，可沿抽拔方向平稳滑移，驱动滑块的斜导柱与开模运动方向（或推出运动方向）成斜角安装，斜导柱与滑块上对应的孔呈松动配合，开模或推出时斜导柱和滑块发生相对运动，斜顶侧向产生一个分力，迫使斜顶头部台阶部分离开产品，使产品能够顺利脱离模具。 1(2 3)SS=+式中 S抽拔距离；第 18 页 S1塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度。 代入数据得：S=3.7+(23)=5mm6mm, S 取 6mm。 )sincos(mAPFc式中 型芯的抽拔力（N） ；CF A塑件包容型芯的表面积（2 ） ； P塑件对型芯的单位面积上的包紧力（Mpa） ，一般情况下，模外冷却的塑件：P=2439Mpa；模内冷却的塑件 P=812Mpa； 塑料对钢的摩擦系数，约为 0.10.3；m 型芯脱模斜度。a A=15087.423mm2,P 取 39Mpa,取 0.2,取 0。代入数据得ma=117681.8994N=117.682KN。CF斜顶的材料选用 P20，淬火硬度 HRC4548，加工后的表面粗糙度值 Ra 为 0.8。取斜顶的倾斜角为 7 度。斜导柱的工作长度，代入数据得，L=49.233mm，取 50mm。/sinLSa=开模行程 H=，代入数据得，H=48.866mm。/tanSa = wFcoscFa=117.682/cos7=118.566KN tankcFFa=117.682tan7=14.45KN式中 抽芯时对斜顶的作用力，N；wF 斜顶抽拔力，N；CF 模具的开模力。kF斜顶的定位是用于保证开模后的产品顺利脱模，使合模时斜顶能准确地在动模板里活动，不至于损坏模具。第 19 页6.7.开模过程设计开模过程设计本次设计的模具结构采用的是大水口结构，浇口设计在产品的侧面，可以通过此点浇口四周均匀注射，这样的模具结构简单，两板模即可。型芯与型芯固定板连接，与动模部分固定，型腔与型腔固定板连接，与定模部分固定。首先模具合模，处于闭合状态，此时连接注塑机，接通冷却水道，开始加热注射原材料，完成后保压一段时间，如下图所示：第 20 页第七章、模架及其它结构零件第七章、模架及其它结构零件注射模具由成型零部件和结构零部件组成。结构零部件部分包括注射模的标准模架、注射模的支承零部件和合模导向机构。支承零部件主要由固定板（动、定模板） 、支承板和动、定模座板等组成。7.1.注射模的标准模架注射模的标准模架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为一个整体。标准模架一般由定模座板、定模板、动模板、动模支承板、垫块、动模座板、推杆固定板、推板、导柱、导套及复位杆等组成。我国塑料注射模架的国家标准有两个，即塑料注射模中小型模架及技术条件（GB/T125561990）和塑料注射模大型模架 （GB/T125551990） 。前者按结构特征分为基本型（4 种）和派生型（9 种） ，适用的模板尺寸为 B（宽）L（长）560mm900mm；后者也分为基本型（2 种）和派生型（4 种） ，适用的模板尺寸为B（宽）L（长）为 630mm630mm 至 1250mm2000mm。本设计零件尺寸属于中小型，所以采用中小型模架标准制造生产，选取基本型 A1型作为基本模架结构，公制单位（mm） ，该产品模架尺寸为 500mm350mm，其中定模取标准值高度为 30mm，动模取标准值 30mm。模架的精度直接决定着模具的精度和质量，一般对于模架生产要保证的工艺条件有：模架四周的垂直度、板件的平行度、板件平面度与侧面的垂直度、导柱导套与模板配合的松紧程度、相对运动板件间的开合自如程度，另外还有整套模架的外观，如表面粗糙度、倒角等。7.2.支承零部件设计支承零部件设计7.2.1.垫块（支承块）垫块（支承块）垫块的作用主要是在动模支承板与动模座板之间形成推出机构所需的动作空间。另外，也起到调节模具总厚度，以适应注射机模具安装厚度要求的作用。因为该模具为中小型模具，所以适合用角架式垫块。在安装时，务必保持所有的垫块高度保持一致，否则由于负荷不均匀会造成相关模板的损坏，垫块与动模支承板之间一般用螺栓第 21 页连接，要求高时可用销钉定位。本设计采用模架库中的标准件，该产品身模架垫块高度为 90mm，长为 500mm，宽为 63mm，材料为 Q235，GB /T4169.61984，M14 螺栓连接。7.2.3.动定模座板动定模座板设计时必须保证它们的轮廓形状和尺寸与注射机上的动定固定模板相匹配，开设的安装结构也必须与注射机定模固定板安装螺孔的大小和位置相适应。它在注射成型过程中起着传递合模力并承受成型力，为保证定模座板具有足够的刚度和强度，动定模座板也应具有一定的厚度。在该产品的设计中动定模座板采用模架库中的标准件，尺寸为 500mm350mm，厚度为分别为 80mm，90mm。7.3.导向装置导向装置7.3.1.导柱导向机构导柱导向机构1）导柱的设计 导柱的结构一般可按标准件选用，也可以自行设计。本设计中采用标准件当中的有肩导柱，该产品模架取 d 为 35mm2 ）导柱的安装与配合导柱安装时模板上与之配合的孔径公差按 H7 确定，安装沉孔直径视导柱直径可取D+（12mm）3 ）导柱结构的技术要求a.长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出 610mm。b.形状 导柱前端面应做成锥面或半球面，以使导柱能顺利地进入导向孔。c.材料 导柱材料采用 T8A，或者 20#钢， （GB/T1298-1986）d.表面粗糙度 导柱固定部分的表面粗糙度为 Ra=0.8m。导滑部分表面常用Ra=0.4me.技术条件：热处理 5055HRC，导柱直径 d 的尺寸公差根据使用要求可在相同公差等级内变动f.导柱布置一副模具至少用两根导柱，一般采用四跟导柱，本设计中采用 4 根直径相同的导柱，不对称分布，防止合模方向错误。7.3.2.导套导套1）导套的设计第 22 页因本设计中的导柱采用有肩导柱，所以导套须采用有肩导套。2）导套的安装与配合导套安装时模板上与之配合的孔径公差按 H7 确定，有肩导套安装沉孔直径视导柱直径可取 D+（12mm） 。导套长度由模板厚度决定。3）导柱结构的技术要求a）形状 为使导柱顺利进入导套，导套前端应倒角。b）材料 导柱材料采用 T8A，或者 20#钢（GB/T1298-1986） ，c）表面粗糙度 带头导套用 H7/m6 或 H7/k6 过渡配合镶入模板，导向固定部分的粗糙度为 Ra=0.8m。导向部分粗糙度为 Ra=0.408md）技术条件：热处理 5055HRC，导柱直径 d 的尺寸公差根据使用要求可在相同公差等级内变动e）导柱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）本设计中取导柱中心到模具边缘距离为导柱直径的 1 倍。第 2
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