毕业设计注塑模具设计说明书

/摘要根据注射模具在国内外的飞速发展以及注射模软件CAD/CAM的提高再结合我校专业特色及本专业的培养计划.我选用奇瑞车的工具箱盖双型腔注塑模设计作为本次的毕业设计题目。该设计采用侧抽芯机构和冷却水道布置对称.易于安装.整体受力均匀。本次设计利用计算机辅助设计注射模具.分为注射模具的机械设计部分和CAD两部分。第一部分.机械设计部分包括：注射机的选用、浇注系统、动、定模的结构、脱模和顶出系统、排气系统和冷却系统等设计。第二部分包括使用AUTOCAD完成模具的二维制图。关键词：注塑模型腔型芯浇注系统斜导柱AbstractAccordingtotheinjectionmouldfortherapiddevelopmentinbothathomeandabroad,theimprovementofinjectionmouldCAD/CAMsoftwareandourprofessionalcharacteristicsandtheprofessionaltrainingplan,IhavechoosedCherytoolboxcoverdoublecavityinjectionmoldingdesignasthegraduationdesigntopic.Thisdesignhasadoptedthesymmetricallayoutofatwocavities,sidecore-pullingmechanismandthecoolingchannels,easytoinstallandoverallstrengthevenly.Thecomputer-aideddesignisusedforthedesigninjectionmould.whichisdividedthemechanicaldesignandCADintotwoparts.Thefirstpart,themechanicaldesignincluded:selecting,injectionmachine,gatingsystem,themouldstructure,strippingandejectorsystemsandexhaustsystemandcoolingsystem,etc.Thesecondpart.includededusingtheAUTOCADtocompletethemold’s2dcadtwodrawing.Keywords:InjectionCavityCoreDatingSystemBevelPillar目录摘要………………………ⅠAbstract…………………Ⅱ第1章绪论………………11.1模具的发展情况…………………11.2选题的依据和意义………………21.3本课题在国内外的发展状况……………………31.4未来的发展趋势…………………31.5毕业设计内容概述………………51.6本章小结…………5第2章方案分析…………62.1设计任务…………62.2产品分析…………6产品外形分析………………6塑件材料选择、其性能及工艺参数………62.3注射机的选择……………………7注射机类型的选择…………7注射机型号的确定…………7部分参数校核………………82.4产品结构要素确定………………9确定脱模斜度………………9确定塑件的壁厚……………9确定圆角……………………9确定塑件的尺寸公差及精度………………92.5确定模具结构方案………………10确定注塑模基本模架………10确定分型面…………………11确定型腔数计型腔的布置…………………11确定拉料杆的结构…………122.6本章小结…………13第3章成型零部件结构尺寸设计………143.1成型零部件的结构设计…………14一般凹模的结构设计………14凸模的结构设计……………183.2浇注系统的设计…………………20浇注系统的组成……………20主流道的设计………………21分流道的设计………………22浇口的设计…………………23冷料穴的设计………………243.3排溢引气系统设计………………25排溢、引气系统设计………253.4脱模机构的设计…………………26脱模机构系统的设计………26侧凹、侧凸塑件脱出机构设计……………293.5温度调节系统的设计……………33冷却系统……………………343.6其它零部件设计…………………37顶杆的导柱设计……………37限位钉………………………37导向元件的设计……………38动模座板及定模座板的设计………………39垫块的设计…………………393.7本章小结…………40结论………………………41参考文献…………………42致谢………………………43第1章绪论1.1模具的发展情况模具加工有其一定的特殊性.这些特殊性主要是：1.大多数模具需要在实芯金属模块上加工出形状复杂的空间曲面.随着模具不断向大型化发展.模块重量也将越来越大.现在有的已达几十吨；2.大多数模具外形为长方体或正方体.很少有窄长形的.主要加工量集中在凹模和凸模上；3.随着模具制品要求越来越精密、复杂.对模具加工精度的要求也越来越高.现在许多模具的加工精度已达±1~2μm.不久将很快发展为小于±1μm；4.随着用户对模具生产周期的要求越来越短.模具加工就要满足高效、快速.且有一定柔性和长时间满负荷不停顿运行等要求。根据上述4条特殊性.就对模具加工设备提出了如下一些基本要求：1.机床要有好的刚性和与模块重量相适应的大承载能力；2.工作台面尺寸要与模具外形尺寸相适应.宜于长方形或正方形及圆形.不宜窄长.而高度方向及其行程却要求有较大空间；3.要有高的精度及精度保持性；4.要能快速高效地去除余量.且有很高的可靠性.以保持连续长久满负荷运行；5.为适应复杂的空间曲面加工.且有大量的加工量.因此要求机床能多轴联动.且配有大信息容量的数控系统。

上面只提出了一些大多数模具加工对设备的基本要求.此外尚有不少特殊要求。例如加工塑料的机床就要求有更高的速度.但由于切削力小.为降低成本.机床可采用轻型结构；试模用的研配压机则不要求其高效快速.但要求有反转动能以便修模；某些简单工序的大量重复加工可用专机等等。同时.复合加工、柔性加工和在线检测也是模具加工的要求。

就模具行业设备市场这一块.与进口设备相比.国产设备在性能、可靠性、精度、质量、交货期和综合服务能力等方面都缺乏竞争力。究其原因.一是自主创新能力薄弱.二是不重视模具行业中的设备市场.三是体制、机制和管理等跟不上。

以数控机床为例来说.20XX我国数控机床产量已突破6万台.数量和产品水平都已有了长足的进步.但其国内市场占有率却不到30%<有资料说20XX是26.9%>.在模具行业.恐怕是20%都到不了。为什麽会这样?我认为大致有三方面原因：一是国内市场对数控机床有强劲的需求.尤其是中低档产品量大面广又易于生产.大多数机床厂都任务饱满.这就使许多有关企业不再去追求高、精、尖、难的品种和中高档产品了；二是绝大部分机床企业自主创新能力薄弱.核心技术和关键技术掌握得少.即使有心要去开发中高档产品.却是心有余而力不足；三是模具行业虽然有较为庞大的设备市场.但由于模具加工的特殊性.特别是个性化要求比较突出.模具企业又大都是中小企业.对数控设备的订货难以形成较大批量.因此要满足模具行业需求.确实有较大难度.必须花大力气.而且还会有一些风险.还要有水平才行。鉴于这三方面原因.所以国内机床生产企业对模具行业设备市场至今仍不重视或无暇去顾及.只好听任进口设备去唱主角。

现在模具行业设备市场中.中高档产品基本上已被日本和欧美国家所占领.中低档产品主要从我国XX进口。现在韩国设备已开始呈现不断扩大其市场占有率的趋势.而多数国内机床企业仍对此无动于衷.还在局外游移。

鉴于国内机床行业尚不重视模具行业中的设备市场.国产设备在这一市场中的很低的占有率.机床行业应该密切关注模具行业的发展.重视模具行业中的设备市场.即使是在目前任务饱满的情况下.也应从长远发展出发.从战略高度去认识.并对这一市场进行充分研究与正确定位。

在金属设备方面.特别是在中低档数控设备方面.国内企业也一样是大有可为的。近年来.光是XX的模具行业.每年都从XX或国内台资企业购进2000多台中低档设备.我国一些机床企业.是完全有能力进入这一市场的。先从中低档产品开始.再逐渐向高端发展.这可能是一条比较切合实际的路子。当然.随着模具工业总体水平的不断提高.所需设备的档次理所当然的也在不断提高。例如XX有些模具企业已开始淘汰XX设备而把采购目光逐渐转向日本和欧美了。然而日本和欧美设备的价格毕竟还是昂贵了一些。这也正是国内机床企业的一个良好机遇。希望国内机床行业能把握好这个良好机遇.在我国模具行业"十一五"的发展中.为其插上翅膀.真正起到利其器而助发展之积极作用。针对国产模具加工设备行业创新开发能力不足、市场占有份额偏低.罗百辉建议骨干重点企业.应一方面努力提高现有产品的质量和尽快改善服务.另一方面应针对模具行业所需去开发一些新产品.并大力进行宣传.以逐渐形成好的品牌和树立起良好的形象来。特别是生产金切机床的骨干企业.更应重视这一问题.因为生产电加工设备的企业在这一点上相对要好得多.有关企业已经在模具行业中树立起了一些较好的品牌和建立起了良好信誉和形象。1.2选题的依据和意义这次的毕业设计题目是根据本次在XX齐塑汽车饰件有限公司的实习内容定的.在原模件的基础上给与创新.设计奇瑞车的工具箱盖双型腔注塑模设计。塑料制品已在工业.农业.国防和日常生活中的方面得到广泛应用。特别是在电子业中则为突出。电子产品的外客大部分是塑料制品.产品性能的提高要求高素质的塑料模具和塑料性能。成型工艺和制品的设计。塑料制品的成型方法很多。其主要用于是注射.挤出.压制.压铸和气压成型等和气压成型等。而注射模.挤出约占成型总数的60%以上。注射成型分为加料.熔融塑料.注射制件冷却和制件脱模等五个步骤。当然如利用电气控制。可实现半自动化或自动化作业。因注射模成型的广泛适用.正是我这个设计的根本出发点。1.3本课题在国内外的发展状况国内发展：目前.国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国内外同类产品水平。使用CAD三维设计、计算机模拟注塑成形、抽芯脱模机构设计新颖等对精密、复杂、大型模具的制造水平起到了很大作用。34英寸彩电塑壳和48英寸背投电视机壳模具.汽车保险杠和仪表盘的注塑模等大型磨具.在国内已可以生产。国外发展：国外注塑模具制造行业的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品质量和生产效率。国外发达国家模具标准化程度达到70%-80%.实现部分资源共享.大大缩短设计周期及制造周期.降低生产成本。最大限度地提高模具制造业的应变能力满足客户要求。未来的发展趋势近年来由于汽车、建筑、家用电器、食品、医药等产业对注射制品日益增长的需要.推动了注射成型技术水平的发展和提高。我国塑料机械有70%左右是注射成型机。中国塑料加工业拥有着巨大的发展潜力.为注塑机及模具产业迅猛成长开拓了广阔空间。目前在塑料加工制品中.83%采用了注射模具成型。从美国、日本、德国、意大利、加拿大等主要生产国来看.注塑机的产量都在逐年增加.在塑料机械中占的比重最大。从注塑机的发展情形可以预见.塑机配件大有可为。随着注塑机的发展及国际市场的不断扩大.给塑机辅机及周边设备的市场带来了更大的市场和更多的商机.以往.中国客户大都只注重加工设备的投资.而选购相对较为廉价的辅机及周边设备。随着汽车、移动电话、电子电器、食品饮料包装、塑料建材等市场的迅猛发展.为之配套的塑料制品加工商为了满足终端市场对高品质塑料产品的需求.开始选用高档次的辅助设备配合生产刚刚过去的20XX.也是我国塑机行业难以忘记的一年。在这一年当中.全国塑机行业特别是注塑机产业.经历了前所未有的严峻考验。从1958年上海生产第一台60克注塑机开始.中国塑机事业伴随着XX国的脚步.走过了从无到有、从小到大、逐步做强的历程.实现了跨越式的发展.取得了令世界瞩目的巨大成就。目前.我国塑料机械行业已发展成为门类齐全、体系完整、产品配套能力较强、具有相当国际竞争力的装备产业.成为名符其实的塑料机械制造大国和出口大国.在世界塑料机械工业中起着举足轻重的作用。20XX是中国塑机行业奋力应对风险挑战、加快转型升级、迈向塑机创造的重要之年。智能化将会是塑料机械的发展方向.而自主创新能力的发展也会是塑机企业的一大重要课题。随着塑料制品加工业的进一步成熟.它对于塑料机械产业也提出了越来越高的要求。模具专家罗百辉预测.智能化将成为塑机开发的新方向。近年来.国内专业化生产发展迅速.如上料装置、螺杆、机筒、减速器和快速换网装置等零部件都能自行生产。同时.供货期已缩短到6-9个月.约为过去的1/3时间。并且.产品品种向多样化发展.如各种注塑机、挤出机和吹塑机等。特别是注塑机.大型、超大型的产品相继问世。专家指出.高精密的塑机是研发目标.要融入更多的电子技术、网络技术.能实现自动调控的机械将会成为未来市场的主角。在国际金融危机和节约能源的大前提下.中国塑料机械的逐渐转向了生产轻量化、节省资源、节省能源、能再生循环利用制品的机械设备的专业化方向发展。而面对金融危机.目前塑机市场有点混乱无序的"价格战".更在一定程度上暴露了塑料机械市场在管理方面的弊端。而在管理方面.有关方面也表示.应该尽早出台有关塑料机械的精度标准及其检测标准.这对于规范当前的众多塑机企业纷纷加入的"价格战"的塑料机械市场有着决定性的作用.对于营造一个经济制造、公平有序的竞争市场环境.推动塑料机械技术的不断进步有着重要的意义！在此金融危机之际.塑料机械行业应在现有发展的基础上.更积极努力.争取不断缩小与国际先进塑机的差距.成为塑料机械工业强国。与之同时.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。加入WTO.给塑料模具产业带来了巨大的挑战.同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主.产品价格优势明显.有些甚至只有国外产品价格的1/5～1/3.加入WTO后.国外同类产品对国内冲击不大.而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具方面.加入WTO前本来就主要依靠进口.加入WTO后.不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利.同时还促使更多外资来中国建厂.带来国外先进的模具技术和管理经验.对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。目前.进口的塑料模具中.最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑料模具价格较低.在国际市场中有较强的竞争力.所以进一步扩大出口的前景很好.近几年出口年均增长50%以上就是一个很好的证明。虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅.但所增加的绝对量仍是进口大于出口.致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在20XX已得到改善.逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展.特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求.有些高档模具国内的确生产不了.只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产.也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样.出口退税率只有13%.而未达17%。从市场情况来看.塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具.并大力开发国际市场.发展出口模具。随着中国塑料工业.特别是工程塑料的高速发展.可以预见.中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度.未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。毕业设计内容概述毕业设计课题确定为奇瑞车工具箱盖双型腔注塑模设计。本次设计利用计算机辅助设计注射模具.分为注射模具的机械设计部分和CAD两部分。第一部分.机械设计部分包括：注射机的选用、浇注系统、动、定模的结构、脱模和顶出系统、排气系统和冷却系统等设计。第二部分.CAD部分包括：使用AUTOCAD完成模具的二维制图。1.6本章小结本章主要介绍了选题的依据和背景.模具和注塑模.注塑模具在国内外的了展现状.最后介绍毕业设计内容概述。第2章方案分析2.1设计任务设计题目：奇瑞车工具箱盖双型腔注塑模设计2.2产品分析2.2.1产品外形分析经测量产品壁厚为4mm.本塑件最长边为300mm.最短边为290mm。产品的形状应尽可能保证有利于成型的原则.尽可能不采用复杂的瓣合分型侧抽芯。否则.不但使塑件结构复杂.制造周期延长.成本提高.模具生产率降低。产品原材料选用、其性能及工艺参数首先选择产品原材料.考虑材料的材料的力学性能.材料的使用性能〔耐热、耐寒、耐化学腐蚀、耐光辐射、耐潮湿性、耐应力开裂、耐疲劳等特性；材料的可模塑性〔流动性、收缩性、结晶性、取向性、热化学稳定性、成型工艺特性等；材料的电气性能.着色性能.光学性能使用性能、物理性能、电气性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能等.尽量选用价格低廉和成型性好的塑料。综合时候、所述产品选用的材料是ABS——丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物。ABS的各项均很好.无论在使用性能还是力学性能上都适合本产品的选择。查表可知工艺参数如下：螺杆转速〔r/min：30成型收缩率〔%：0.4～0.7；拉伸弹性模量〔E/MPa：1.91～1.98；与钢的摩擦系数f：0.20～0.25,取0.25；注射熔体温度〔ºC：200～270.取250；模腔表面温度〔ºC：50～90.取60密度〔g/cm3：1.03～1.07.取10.5；计算收缩率〔%：0.3～0.8.取0.5；预热温度〔ºC：80～85.取85；预热时间<h>：2～3.取2；模具温度〔ºC：50～80.取60；喷嘴温度〔ºC：170～180.取175；注射压力<MPa>：80～130.取120；2.3注射机的选择.注射机类型的选择注塑机分卧式注塑机和立式注塑机。卧式注射机卧式注射机机体较低.容易操作.开模后顶出的塑件在其重力作用下可自行落下.易于提高生产效率.实现自动化操作。优点：螺杆和塑化装置的塑化能力强,且均匀,注射压力可达6865～7845N/cm2压力损失小.塑件内应力及定向性小.可减少变形和开裂倾向；螺杆式注射机可采用不同的螺杆.使用调节螺杆转数及背压等适应能力.可加工各种塑料及不同要求的塑件。缺点：装模麻烦.安放嵌件及活动型芯不便.易倾斜落下；螺杆式注射机加工低粘度塑料.薄壁及形状复杂塑件时.易发生副料回流；螺杆不易清洗.贮料清洗不净.易发生分解。立式注射机优点：占地面积小.安装和拆卸方便.嵌件及活动型芯易于安放.料斗中的塑件能均匀地进入料筒。缺点：由于柱塞式送料塑料的塑化不均匀.引起成型压力高注射速度不均.其塑件内应力大.这类注射机多是小型的。一般注射机容量为60cm3以下。根据此次的设计任务要求选用卧式螺杆式注射机为这次设计的注塑机。注射机型号的确定产品质量为400g.所取材料ABS〔其密度为1.05g/cm3.所以其体积V=380.95cm3.由选用原则可知.注塑机的实际注塑量不应超过注射机的额定注射量的80%.所以额定体积应为476.2cm3.既所选用的注射机的额定注射量应大于476.2cm3。经查表1-8[1]知.选用国产SZ-300/160.最大体积为525cm3.满足选用要求。查表1—8[1]知：表2-1国产SZ-300/160性能表注射行程〔mm450理论注射量〔cm3525注射压力〔MPa153模板行程〔mm450锁模力〔F2000最小模具厚度〔mm280移板行程〔mm450最大模具厚度〔mm450注射速度〔g/s200顶出行程〔mm90喷嘴球半径〔mm15杆间内距离〔mm460×460顶出力〔kN200-260模具定位孔直径〔mm160部分参数校核〔1注射量校核公式[2]〔2-1式中G公——注塑机的公称质量注射量〔gK利——注塑机最大注射量的利用系数.一般取0.75～0.85.本设计中取0.8G件——塑件的质量〔g.经过称量本塑件重40gG废——浇注系统等废料的质量〔g.经估算取30g=525=551.25g=537.5g综上可知所选注塑机的注射量满足条件。〔2注射压力校核这次产品是中等流动程度的一般制品.其注射压力范围为100～130MPa.据经验选取P注=120MPa.查表知所选注射机的公称注射压力为150MPa.由注射压力校核公式P公P注可知注射压力满足条件。〔3锁模力校核公式[2]〔2-2式中F锁——为注射机的额定锁模力.故F锁=2000kN.K锁——注射机压力到达型腔的压力损失系数.一般取0.34～0.67.取K锁=0.6P注——塑件成型所需的实际注射压力.取P注=30×106PaA分——塑料及浇注系统在分型面上的投影面积产品在分型面上的投影近似为长方形.长为30cm,宽为29cm.所以==870cm2=0.0由以上数据可知=0.6×30××0.087=1.566106N即.满足锁模力的要求。2.4产品结构要素确定确定脱模斜度由于本塑件的材料为ABS.查表知型腔脱模斜度为1°～1°30′..防止拉伤或擦伤塑件.在脱模方向应具有一定的脱模斜度.则取斜度为1°。型芯的脱模斜度为4.取4。确定塑件的壁厚表2-2产品选的材料为ABS.则该材料壁厚的常用值材料料温/ºC注射压力/Mpa模温/ºC壁厚/mmABS200-26080-20040-60根据上表结合实践设计经验可确定设计中壁厚最薄处取1.5mm.最厚处选取4mm。确定圆角为了避免应力集中.提高塑件的强度.而且美观.流动性好。改善塑件的流动情况及便于脱模.在塑件的各面或内部连接处应采用圆弧过渡.圆弧半径的大小取决于壁厚.本设计中结合壁厚选取小圆弧半径为1.5mm.大圆弧半径取取4m确定塑件的尺寸公差及精度〔1塑件尺寸产品尺寸大小取决于塑料的流动性。在注塑成型流动性的塑料或薄壁塑件是.塑件的尺寸就不能设计的太大.否则.塑件就会不完善或产生熔接痕而影响塑件质量。此外.注塑成型塑件的尺寸要受到注塑机的注塑量、锁模力和模板尺寸的限制塑件精度〔2塑料收缩率的波动、模具成型零件的制造误差及其磨损、成型工艺的变化、塑料的种类及其性能、模具的结构形状、塑件的形状、塑件成形后的时效变化、飞边厚度的变化以及脱模斜度等因素.都会影响塑件的尺寸精度。根据我国目前的塑件成型水平可分8个精度.在结合本次的产品的设计要求.选用4级精度。2.5确定模具结构方案确定注塑模的结构注塑模分定模和动模两大部分。定模不动.动模安装在注塑机的移动模板上。通常的注塑模有以下几种结构形式：表2-3注塑模形式单分型面注塑模单分型面注塑模又称二板式模具.是注塑模中最简单、最常用的一类.它具有结构简单.易于加工装配等优点、并且有利于分型和提高工作效率.由于工具箱盖模具的结构特点和注射要求.可看出单分型面注塑模符合要求。带有活动镶块的注塑模由于塑件的结构特殊要求.如带有侧孔或螺纹孔德塑件.需要再模具上设有活动的型芯或螺纹型芯或对拼组合式模等镶块。双分型面注塑模双分型面注塑模与单分型面注塑模相比是在动模与定模板之间增加一块可移动的中间板.其特点是：模具有两个或两个以上的分型面.适用于点浇口进料的模具。它可在塑件中心部位设置点浇口.但制造成本较高.侧向分型抽芯注塑模当塑件上有侧孔或侧凹时.在模具内可设置出斜滑块或斜导柱等组成侧向分型抽芯机构.他可使侧芯作横向移动这类模具广泛应用于有侧孔或侧凹的塑件的大批量生产中。结合上表和设计要求选择结构简单的单分型面注塑模和与设计符合的侧向分型抽芯注塑模作为产品的注塑模的结构。确定分型面为了将塑件和浇注系统凝料等从密闭的模具内取出.以及为了安放嵌件.将模具适当地分成两个或若干个主要部分.这些可以分离部分的接触表面.通称为分型面。从分型面数目来看.有单型面、双分型面、多分型面。从分型面形状来看.有平面、斜面、梯形面、曲面。分型面的选择考虑一下几个基本原则：〔1考虑塑件质量1确保塑件尺寸精度。2确保塑件表面要求。〔2考虑注塑机技术规格。1考虑锁模力2考虑模板间距。〔3考虑模具结构1尽量简化脱模部件。2尽量方便浇注系统的布置。3便于排溢4便于嵌件的安放。5模具总体结构简化〔4考虑模具制造难易性综上所述应选择塑件的最大曲面为分型面。分型面的选择要保证塑件脱模方便.使模具结构简单.且要有利于型腔排气顺利.确保塑件质量。确定型腔数及型腔的布置根据所用注射机的最大注射量确定型腔数目：根据注射机的注射能力.以每次注射量不超过注射机最大注射量的80%来求型腔数N时.公式[1]为式中N——型腔数mg——注射机的最大注射量〔g.mg=5251.05=551.25gmj——成型件的重量〔g.由前可知为4mn——浇注系统的重量〔g.mn为30g故N=<0.8×551.25-30>/400=1.3.所以型腔数为2。型腔的布置型腔的强度和刚度是注塑模设计中经常需要考虑的问题。因注塑模的型腔在成型压力作用下容易产生变形.其变形量必须在允许范围以内.如变形量过大.则将会导致型腔的扩大而易出毛边.使塑件尺寸增大.甚至造成型腔的破裂。另外.当塑件成型后.压力消失时.型腔又会因弹性恢复而收缩.若收缩尺寸大于塑料的收缩率时.则会使型腔紧紧地包住塑件而造成开模困难.或因此引起塑件残留在定模上而使脱模困难.甚至损坏塑件。因为塑件为一上一下相对.所以型腔也为一上一下相对排列。确定拉料杆的结构几种普通的拉料杆如下：表2-4拉料杆的形式球形拉料杆塑料进入冷料穴后.紧包在拉料杆的球形头或菌形头上．拉料杆的底部固定在动模边的型芯固定板上.开模时将主流道凝料拉出定模.然后靠推板推顶塑件时.强行将其从拉料杆上刮下脱模。因此.这种拉料杆对塑料的弹性要求较高。使用该种的拉料杆,当塑料进入冷料穴后.紧紧包在拉料杆的球形头上.开模时即可将主流道凝料从主流道中拉出。拉料杆的尾部固定在动模边的型芯固定板上.并不随顶出机构移动。圆锥形拉料杆拉料杆的头部制成正圆锥行的.依靠塑料收缩的包紧力而将主流道凝料拉出.故其可靠性要视包紧力大小而定。这种拉料杆既起到拉料作用又起到分流锥的作用.广泛用于单型腔注塑模成型带中心孔的塑件。这种拉料杆的缺点是小型塑件不便开设冷料穴.因此本设计不适合使用此种拉料杆。钩形<Z形>拉料杆拉料杆头部做成Z形.可将主流道凝料钩住.开模时即可将该凝料从主流道拉出。拉料杆的尾部是固定在顶杆固定板上的.故在塑件顶出时凝料也一起被顶出.取出塑件时朝着拉料钩的侧向稍许移动.即可将塑料连同浇注系统凝料一起取下。这种拉料杆除了起到拉住和顶出主流道凝料的作用外.还兼有冷料穴的作用。但是主流道凝料拉出后不能自动脱落.需人工摘掉.不宜用于全自动机构中。综上所述结合设计要求在考虑到汽车工具箱盖模具在实际生产工作中.主要采用的是半自动化操作.因此可以选择钩形<Z形>拉料杆作为本设计的拉料杆。这种拉料杆的流道料能自动脱落.但球形部分加工比较困难.该种形式拉料杆的适用于推板顶出机构。2.6本章总结本章主要是对产品大概结构的设计.主要是产品原材料的选择及原材料的各项性能、注射机的选择、塑件结构要素、模具结构方案等设计。对产品有一个初步设计。第3章成型零部件结构尺寸设计3.1成型零部件的结构设计本章是此次设计的主要部分.主要包括凹模、凸模、型芯、成型杆等。通过计算来设计以上几个部分。一般凹模结构设计〔1确定凹模结构凹模是成型塑件外形的主要部件.其结构随塑件的形状和模具的加工方法而变化。一般有以下几种结构形式：整体式凹模块、完全整体式凹模块+局部镶拼嵌入及完全镶拼嵌式凹模块。在结合上一章中的介绍.凹模的结构形式采用整体式.而且整体式凹模与定模固定板之间采用H7/m6配合.其结构示意如下：图3-1整体式凹模示意图〔2确定凹模工作尺寸：凹模工作尺寸首先得确定凹模的工作和径向尺寸、中心距尺寸、型芯或型腔的深度尺寸等。影响制品工作尺寸的因素很复杂.成型零件的制造公差成型零件的精度越低.生产的制品尺寸或形状精试也越低。成型零件的制造公差为.是塑件公差。塑件收缩率的影响.塑件成型后的收缩率与多种因素有关。在计算工作尺寸时.通常接平均收缩率计算。模具在分型面上的合模间隙.注射时由于成型压力的原因。使模具的分型面有一个涨开的趋势。同时.由于模板分型面平面度的影响.动定模合模注射时存在着一定的间隙.它对垂直于分型面的尺寸有一定影响。此外.成型零件在使用过程中的磨损.活动零件的配合间隙.塑件的脱模斜度和模具的装配误差等也都会影响塑件的尺寸精度。综上所述.常用方法是成型零件工作尺寸的公差带法：〔1凹模的径向尺寸.查表〔3-21[15]得：计算公式：校核公式：+++式中——塑件基本尺寸〔mm；——成型零件工作尺寸〔mm；——最大收缩率；——最小收缩率；——塑件公差值〔mm.查表1-5[7]可得ABS材料的尺寸精度为4；——成型零件制造公差〔mm.其值可取；——成型零件的的磨损量〔mm.一般取。a、长边：=300mm.=0.5%,查[7]表1-5可得.=1.1mm=<1＋0.5%>×300-1.1=300.4mm校核：取得=0.22mm.==0.18mm.=0.3%满足条件：mmb、短边：=290mm.=0.5%.查表1-5[7]得.=1.1mm=<1＋0.5%>×290-1.1=290.35mm校核：取得=0.22mm.==0.18mm,=0.3%不满足条件.重新选取为=0.36mm；mm〔2凹模型芯的尺寸计算：计算公式：校核公式：eq\o\ac<○,1>塑件孔1：〔长度方向=85mm.=0.3%.查表1-5[7]得.=0.44mm=[<1+0.3%>×85+0.44]=85.7mm校核：取得=0.088mm.==0.073mm.=0.5%满足条件：〔宽度方向=65mm.=0.3%.查表1-5[7]得.=0.32mm=[<1+0.3%>×65+0.32]=65.52mm校核：取得=0.064mm.==0.053mm.=0.5%满足条件：eq\o\ac<○,2>塑件孔2：〔长度方向=35mm.=0.3%.查表1-5[7]得.=0.26mm=[<1+0.3%>×35+0.26]=35.37mm校核：取得=0.052mm,==0.043mm,=0.5%,符合要求,〔宽度方向=30mm.=0.3%.查表1-5[7]得.=0.24mm=[<1+0.3%>×30+0.24]=30.33mm校核：取得=0.048mm.==0.04mm.=0.5%满足条件：<圆孔>——型腔内形〔内径尺寸〔mm——塑件外径基本尺寸〔mm.=25mm——塑件公差.查表1-5[7]得=0.24——塑件平均收缩率〔%.=0.4%x——综合修正系数.x=0.5——模具成型尺寸设计公差.一般=〔.==0.08=〔3、凹模型腔侧壁及底部壁厚计算：模具型腔的类型属于矩形凹模整体式型腔.查表5-2[7]可知.按强度要求和刚度要求计算结果如下：侧壁：按强度计算[7]：<3-1>式中——凹模型腔侧壁厚度；——模腔压力〔MPa.=40MPa；h——凹模型腔的深度〔mm.h=25mm——系数.查表5-5[7]可得=0.321；——为材料的许用应力〔MPa.由于凹模采用的是45钢.故=156.8MPa。按刚度计算<3-2>式中——侧壁厚度；c—系数.查表5-3[7]得c=0.570；E——材料的弹性模量.E=；——成型零件的许用变形量.取=0.05mm。按强度条件和刚度条件计算的侧壁厚度可知.按强度计算的侧壁厚度较大.故选择凹模侧壁厚度为9mmb、底部：按强度计算<3-3>式中——凹模型腔底部厚度；b——凹模型腔的内孔〔矩形短边尺寸.b为85mm——系数.查[7]表5-6得=0.4872；——模腔压力.为62MPa；——材料的许用应力.=156.8MPa；按刚度计算<3-4>式中——系数.查[7]表5-4得=0.0164；——模腔压力.=62MPa；其它的数据同上。按强度要求和刚度要求计算的凹模型腔底部厚度可知.按强度要求计算出的壁厚尺寸较大.所以凹模型腔底部厚度。凸模的结构设计凸模是成型塑件内形的成型零件.型芯是成型塑件上孔德成型零件.两者并无严格的区别。一般有以下几种结构形式：整体式凸模、完全整体式凸模+局部镶拼嵌入及完全镶拼嵌入式凸模。结合设计要求及凹模结构选用整体凹模式。构形式示意图如下：图3-2整体式凸模示意图〔1凸模成型工作尺寸计算1>凸模型腔径向尺寸计算〔内表面凸起侧棱长度和宽度型腔径向尺寸取最小值.塑件以最大收缩率进行收缩时.可以获取其下限尺寸.其计算公式：校核公式：eq\o\ac<○,1>长边=295mm.=0.5%.查表1-5[7]得.=1.1mm=<1＋0.5%>×295-1.1=295.315mm校核：取得=0.22mm.==0.183mm.=0.3%满足条件：eq\o\ac<○,2>短边=285mm.=0.5%,查表1-5[7]得.=1.1mm=<1＋0.5%>×285-1.1=285.325mm校核：取得=0.22mm.==0.183mm.=0.3%满足条件：〔2凸模型腔深度计算〔内表面凸起长度根据塑件的最大高度和预定的制造偏差初算型腔深度的基本尺寸.由表3-21[15]得计算公式为：校核公式为：计算：=25mm.查[7]表1-5得.=0.24mm.=0.3%.==0.048mm.=0.5%校核：满足条件：〔3孔成型边距尺寸计算：磨损后增大的成型中心边的计算公式为[7]：<3-5>式中——塑件的平均收缩率.；——塑件成型尺寸设计公差.；——塑件公差；eq\o\ac<○,1>.查表1-5[7]得..eq\o\ac<○,2>.查表1-5[7]得..成型零件材料及材性要求成型零件所用材料的性能及粗糙度要求通常有以下几个方面：抛光性能；强度韧性.一定的硬度和耐磨性；耐热性；耐磨蚀性；使用寿命；加工性能；成本和经济性。从以上几个方面权衡考虑.兼顾取舍。参考表5-11[7]可知成型零件选用45钢.淬火至55HRC。取其表面粗糙度。而表面为材料选用的是45钢.为了减少材料的种类.与凹模材料相对应.凸模材料也选用45钢.淬火至55HRC。在实际产品的应用场合.对内表面的要求较低.故选择凸模的表面粗糙度为。3.2浇注系统的设计浇注系统的组成浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔为止的塑件流动通道.其由主流道、分流道、浇口和冷料穴等几部分组成。2浇注系统的设计原则〔1塑料从喷嘴中喷射到型腔中时应尽量保持温度不下降或下降得很小。〔2塑料在流道中内的流动应为层流.并在规定时间内充满型腔。〔3流程要尽量短.要减少弯道.以降低压力损失。〔4对多型腔要尽量做到同一时间完成充型。〔5浇口位置要适当.要尽量避免冲击嵌件和细小型芯.防止型芯变形.浇口的残痕不应影响的外观。〔6浇注系统的容积要尽量小.以减小材料消耗。主流道设计主浇道是指从注塑机喷嘴与模具接触的部位起.到分流道为止的一段。作用：主流道是指注射机喷嘴与模具接触处到分流道的一段塑料熔体流的通道.一般呈圆锥形。1主流道结构设计熔融塑料首先经过主流道.所以他的大小直接影响塑料的流速计填充时间。主流道的断面形状常为圆形。〔1为了便于凝料从主浇道中拔出.主流道设计成圆锥形.其半角在1~3内选取。内壁必须光滑.表面粗糙度应有。〔2主浇道的小端直径.常取4~8mm.视塑件重量及补料需要而定。〔3主浇道截面直径的推荐值可查表5-12[7]〔4主流道大端处应呈圆角.其半径常取r=1~3mm,以减小料流转向速度时的阻力。〔5主流道的一端常设计成带凸台的圆盘.其高度h为5～10mm.并与注射机固定模板的定位孔间隙配合。〔6衬套的球形凹坑深度常取3~5mm.。〔7在保证塑件成型良好的前提下.主流道长度L应尽可能短些。通常主浇道可取小于或等于60mm。2确定浇注套和机床喷嘴的尺寸〔1浇注套：由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞.所以模具的主流道部分通常设计成可拆卸.更换的主流道衬套.简称浇注套或浇口套。浇注套的结构形式有以下几种：整体式和分体式。浇注套的主要作用是将料筒内的塑料有力畅道地到达模具型腔内；在模具安装时.进入定位孔方便.与注射机喷嘴吻合.能经受塑料的反压力.不致被模具推出.浇注套结构形式有整体式和分体式。根椐工具箱盖的生产批量选取整体式.根据浇注套的实际工作环境.浇注套的材料选用45钢.并淬火至55HRC。〔2浇注套尺寸计算：根据上述主流道的设计原则.选取浇口套的部分尺寸如下：r=2mm,=2,=8mm,=3mm.D==4＋1=5mmR=R＋〔1～2mm=18＋2=20mm,L取59mm.喷嘴尺寸：根据所选注射机的参数可得：喷嘴孔径<mm：4mm；喷嘴球面半径〔mm：SR=18mm.其示意图如下：图3-3浇口套分流道的设计分浇道是指主浇道与浇口之间的这一段.它是熔融塑料由主浇道流入型腔的过渡段.也是浇注系统中通过断面面积变化和塑料转向的过渡段.能使塑料得到平稳的转换。作用：分流道是主流道与进料口之间的一段通道。塑料熔体在分流道改变流向.对多型腔模具起着向各型腔分配塑料的作用。1分流道的截面设计〔1根据理论分析可知.在同等截面面积的条件下.正方形的周边最长.圆形最短。因此从增大传热面积考虑.分流道的截面最好擦用正方形。〔2从减小散热面积考虑.分流道的截面宜采用圆形。〔3从压力损失考虑.由于在同等断面积时圆形的周边比正方形的短.因此料流阻力小.压力损失小。〔4从加工方便出发.常用U形、梯形、正六边形截面。2分流道的尺寸根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径.本塑件选用的材料为ABS。分流道尺寸应在4.8～9.5mm之间选取。由于成形件的壁厚为4mm.这里选取分流道直径为5mm。由模具结构确定.应尽可能短些为好。根据凹凸模结构尺寸及浇口套的各结构尺寸.确定分流道长度为20mm浇口的设计浇口又称进料口或内流道。踏实分流道与塑件之间的狭窄部分.也是浇注系统中最短小的部分。1浇口的断面设计浇口的断面形状常用圆形和矩形.而矩形浇口用得比较广泛。根据经验.浇口断面积雨分流道断面积之比约为0.03~0.09.浇口长度约为0.5~2mm。2浇口形式的选择浇口的形式：〔1侧浇口：普通侧浇口、扇形浇口、平缝式浇口、护耳式浇口、隙式浇口〔2点浇口：一般点浇口和潜伏式浇口〔3盘环型浇口：盘状浇口、分流浇口、直接浇口、轮辐式浇口、爪形浇口、圆形浇口结合设计采用的是双型腔的模具.而双型腔通常先用直接浇口、盘环型浇口、点浇口等型式.而像普通盆形、罩形、壳形塑件.外形不大的各式容器.都可以成功地采用侧浇口、点浇口和潜伏式浇口.综合考虑工具箱盖的模具设计.则采用潜伏式浇口。潜伏式浇口又称剪切浇口或隧道式浇口.是由点浇口演变而来的.它除了具备点浇口的特点外.其进料部分一般选在塑件侧面较隐蔽处；因而塑件外表不受损伤。这种浇口及流道成一定角度与型腔连接。形成能切断浇口的刀口.潜伏式浇口具体形状如下：图3-4潜伏式浇口示意图潜伏式浇口一般设置在塑件内侧或外侧隐蔽部位.其尺寸结构由材料和件的重量决定。查表可知使用ABS材料.塑件重量为400g时.d=4mm,D=7mm3浇口位置的选择浇口的位置开设正确与否.对塑件的质量影响很大.因此合理的选择浇口的位置是提高塑件质量的重要环节。一般说来.选择浇口位置时应遵循下述原则：〔1浇口的尺寸及位置选择应避免产生喷射和蠕动。〔2浇口应开设在塑件断面最厚处。〔3浇口的位置选择应使塑料的流程最短.料流变向最小。〔4浇口位置的选择应有利于型腔内气体的排出。〔5浇口位置的选择应减少或避免塑件的熔接痕.增加熔接牢度。〔6浇口位置的选择应防止料流将型腔、型芯、嵌件挤压变形。冷料穴的设计1冷料穴的结构冷料穴是用来储藏注射间隔期间产生的冷料头的.防止冷料进入型腔而影响塑件质量.并使熔料能顺利地充满型腔。冷料穴又叫冷料井。卧式或立式注射机用模具的主流道在定模一侧.模具打开时.为了将主流道凝料能够拉向动模一侧。并在顶出行程中将它脱出模外.动模一侧应设有拉料杆。作用：冷料穴是在主流道或分流道末端的延伸部分.客观存在贮存开始进入模具的部分冷料。防止冷料堵塞浇口或进入模具型腔.以提高塑件的熔体强度。2拉料杆形式的选择钩形〔Z形拉料杆、球形拉料杆、圆锥形拉料杆、及拉料穴。球形和圆锥拉料杆头部制成正圆锥形的.依靠塑料收缩的包紧力而将主流道凝料拉紧.这种拉料杆与推板顶出机构同时选用.既起到拉料作用.又起到分流锥的作用.其缺点是小型塑件不便开设冷料穴.综合考虑设计模具及这种形式的适合范围.故不选用。综上所述.拉料杆选用Z形拉料杆.冷料穴图示如下：图3-5Z形拉料杆、冷料穴示意图〔1确定拉料杆的机构尺寸图3-6拉料杆尺寸示意图图中d=8mm,由此查表得：D=13mm.H=4mm.根据实际情况L=169mm。3.3排溢引气系统设计排溢、引气系统设计1排溢设计排溢是指排出充模熔料中的前锋冷料和模具内的气体等。广义的注射模排溢系统包括浇注系统部分的排溢和成型部分的排溢.通常所说的排溢是指成型部分的排溢。在高速注射成型时.考虑排气是很必要的。否则.会引起塑件局部碳化烧焦.或使塑件产生气泡.或使塑件熔接不良而引起塑件强度降低.甚至阻碍塑料填充等。因此要设有排溢系统。排气槽的开设位置.通常是通过试模后才能正确地确定。排气槽应开设在型腔最后被充满的地方。以下几种情况下开排气槽：〔1在大多数情况下可利用模具分型面或模具零件间的配合间隙排气.这是可另开排气槽。〔2如果利用间隙来排溢不能满足.则需另开排气槽。排气槽最好开设在型腔的一面.这样对模具制造和清理都很方便排气槽最好开设在靠近嵌件或壁厚最薄处.因为此处最容易形式熔接痕.熔接痕处应排尽气体和排出部分冷料；排气槽出口不要对着操作人员.以防熔融塑料喷出伤人；排气槽与塑件接触的深度不应超过塑料的溢料值.断面为矩形或梯形；2引气系统的设计对于一些大型深腔壳形塑件.注塑成型后.型腔内气体被排出.此时塑件的包容面与型芯的被包容面基本上构成真空。当脱模时.由于受到大气压力的作用.造成脱模困难.如采用强行脱模.势必使塑件发生变形或损坏.影响塑件质量。因此必须加设引起装置。常用的引气装置有：〔1镶拼式侧隙引气〔2气阀式引气：弹簧气阀式和顶杆阀式。3.4脱模机构的设计3.4脱模机构的作用是先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离〔称为脱出.然后把从模具脱出的塑件和浇注系统凝料从模内取出.即脱模动作可分为脱出和取出两个步骤。取出机构的设计1取出机构的方式〔1掉落取出：就是使塑件或浇注系统凝料等掉落取出的方法。取出的动作有时靠塑件和浇注系统凝料等的自重.在脱出部件使其从模具脱出后自动掉落.而离开模具。〔2非掉落取出。就是塑件或浇注系统凝料等从模具中被拿出。取出有时依靠人工.有时依靠机械手。模具中脱出掉落而划伤塑件产品的表面.所以不采取掉落取出.考虑到在实际生产加工过程中.主要采用的是半自动化操作。故可以利用人工来将汽车工具箱盖产品从模具上取下来。脱模机构的形式多种多样.在设计和选用脱模机构时.必须遵循以下原则：〔1脱模机构应保证脱模时不损坏塑件.必须把脱模机构的脱模力作用在塑件能承受较大力的部位。〔2脱模机构应保证不损伤塑件的外观表面。脱模机构应尽可能简单、动作可靠。〔3由于注射机合模系统与注射机内部带有推出装置.为了便于在动模的一边。〔4脱模机构应确保塑件在脱模时.不致因脱模力的作用而变形.必须正确考虑塑件对注射模粘附力的大小和作用位置.以便选择合适的脱模方式和位置.尽可能使脱模力的分布均匀合理.并使脱模力的作用面积尽量增大而靠进型芯。〔5脱模时必须克服制品和注射模之间懂得摩擦力.因此要求脱模机构中各有关脱模的零部件应具有足够的强度.刚度和硬度。应使脱模零件运动和终止的位置合理.以确保塑件脱模可靠。2承接输送装置为实现自动化生产.使掉落下来的塑件及浇注系统凝料等落在承接器中.并通过传送装置而送离注射机。3取出确认装置：光电式、重量式及机械式。综上所述.结合设计要求采用顶杆脱模机构.成型活动镶块及侧抽芯机构共同来充当脱模机构.完成产品的顶出。设计如下：顶杆脱模机构是注射模脱模机构中用的最多的一种脱模机构.其制造简便.滑动阻力小.可在塑件的任意位置上配置.更换方便.脱模效果好。奇瑞汽车工具箱盖内表面的上部一般可以采用18个顶杆脱模机构来完成内表面上部的脱模动作。1顶杆的形式顶杆的形式：〔1平头顶杆、〔2台阶顶杆和D形顶杆。结合设计要求平头顶杆最简单.装配也方便.所以奇瑞汽车工具箱盖模具选用平头顶杆作为顶杆脱模机构。2顶杆的数量考虑到奇瑞汽车工具箱盖产品的结构形状.为了便于脱模.不使塑件产生变形.应在型腔产品的内表面上部设置15个顶杆以满足脱模要求。3顶杆的位置顶杆的顶出位置在脱模阻力大的地方.盖和箱类塑件侧面是阻力最大的地方.因此在端面设置顶杆是最理想的.而在里面设置顶杆时.以靠近侧壁的地方为好。当结构需要顶在最薄处时.可增大顶出面积来改善塑件受力状况。奇瑞汽车工具箱盖模具的顶杆可将其设置在靠近上边缘的内部和靠近内部凸起部分的边缘.这样可以使塑件脱模力均匀.防止塑件变形。当塑件各处脱模力相同时.顶杆应均等设置.使塑件脱模时受力均匀.以免塑件变形。顶杆不宜设在塑件最薄处.以免塑件变形或损坏。4确定顶杆的材料及各部分尺寸顶杆的材料选用45钢.并将其淬火至55HRC。其各部分尺寸为顶杆的直径d.根椐经验值取2.5～12mm.这里取d=12mm.D一般取d+〔4～6mm.取D=16mm；轴肩H一般取4～6mm.取H=5mm。长度L根据模具的结构尺寸.由[1]得其计算如下：〔3-9式中——顶杆的总长度；——凸模的总高度.=25mm；——动模垫板的厚度.=30mm；——顶出行程.=3mm；——顶杆固定板厚度.=20mm；——富裕量.一般取0.05～0.1mm.这里取0.1mm；——顶出行程富裕量.一般取3～6mm.这里取5mm；L=25+0.1+30+3+5+20=8顶杆与顶杆孔的配合采用H8/f7.配合表面粗糙度一般为Ra0.8～0.4mm.取Ra=0.6mm。顶杆的形状图如下：图3-7顶杆示意图5顶杆与固定板的连接形式顶杆与固定板的连接形式如下图所示：图3-8顶杆与固定板的连接形式图中s为顶杆与顶杆孔的配合尺寸.一般s取2～3d,s=2×8=16mm。6顶杆顶出机构中的附属零部件〔1顶出板：顶出板由顶杆固定板及其垫板组成.用于固定顶出元件用.常用45钢做成.调制235HB。〔2限位钉：为了提高顶出板再复位后与模具的动模座板有比较好的接触性能和方便复位距离的调整.可采用限位钉装于顶出板与模具的动模之间。所有限位钉的高度必须一致.限位钉数目可为3、4、6等.均匀分布于动模座板上.通常与动模座板过盈配合。限位钉通常用T8但在此次设计的模具中使用4个.且用T8制成.淬火至55HRC。一般模具也可用45钢做成.并经调试处理.235HB。〔3顶出导向零件：在顶出塑件时为了避免垫板和顶杆固定板扭曲倾斜而折断顶杆.尤其对细长顶杆更应防止产生这种折断现象.故常设有导向零件.导柱一般不应少于2个.这里就设置为4个。模具还应装配导套.以延长导向零件的寿命及使用稳固可靠.导柱用T8、T10等材料做成.淬火55~60HRC.〔4复位杆：作用是将已经完成的顶出塑件的顶杆回复到注射成型时的原始位置。用T8、T10做成.淬火至55~60HRC。设计如下：奇瑞汽车工具箱盖模具具有成型活动型芯.因此.需要在模具闭合之前使顶杆及各顶出机构复位.这里采用的复位杆形式如下图所示：图3-9复位杆示意图各部分尺寸确定：根据模具的各部分结构尺寸.L=172mm,查表3-38[15]得.取d=12mm.D=17mm.H=8mm。材料的选择及配合公差的确定：复位杆的材料选用T8钢.淬火至55HRC.模板与复位杆配合的孔的极限偏差为H8/f7。3.4.2侧凹、侧凸塑件脱出机构设计当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹等阻碍塑件直接脱模时.必须将成型侧孔或侧凹的零件做成活动的.成为活动型芯。在塑件脱模前先将活动型芯抽出.然后再从模中顶出塑件.完成活动型芯抽出和复位的机构叫做抽芯机构。1斜导柱抽芯分型与抽芯机构斜导柱抽芯机构是最常用的一种抽芯机构.它具有结构简单.制造方便.安全可靠等特点。主要由斜导柱、滑块和定位装置等零部件组成。其基本结构和工作原理如下：斜导柱3固定在定模板2上.滑块9在动模板10的滑槽内滑动.侧型芯5用销钉4固定在滑块9上。开模力通过斜导柱作用于滑块.迫使滑块在动模板的导滑槽内向滑出.完成抽芯。塑件由推管11推出。支架8、螺钉6、弹簧7组成的限位装置用于保证滑块停留在抽芯后的最终位置.使合模时导柱能顺利进入滑块的斜导孔中.使滑块顺利复位。锁紧楔1用于锁紧滑块.防止侧型芯受到成型压力的作用而使用滑块向外移动。图3-10常见斜导柱示意图2斜导柱抽芯机构零部件设计：〔1、斜导柱设计：eq\o\ac<○,1>斜导柱的长度和所需最小开模行程：如图所示.斜导柱的长度主要根椐抽芯距.斜导柱直径及斜角来确定。因为抽芯的方向垂直于开模方向.斜导柱长度的计算公式如下[7]：〔3-10式中——斜导柱的总长度；——斜导柱台肩直径.取；——斜导柱工作部分的直径.；——斜导柱固定板的厚度.；——抽芯距.抽拔距通常应比侧孔或侧凹的深度大2～3mm.即S=<+2～3mm>.其中为最小抽拨距。这里的即为侧孔的深度.所以为3mm.取S=3+3=6mm；——斜导柱的斜角.；——斜导柱头部长度.常取8～15mm。eq\o\ac<○,2>斜导柱所受的弯曲力计算：受力分析如图：图3-11斜导柱受力分析图根据斜导柱的工作原理.对斜导柱受力分析如图所示.其中——脱模力；——斜导柱所受的弯曲力；——抽芯所需的开模力。在确定斜导柱各尺寸时.可以用斜导柱所受的最大脱模力来决定。影响脱模力的因素有：与塑件包容的断面形状大小.壁厚.塑料的收缩率.刚性.对成型零件的摩擦系数.成型工艺上的注射压力.开模时间及脱模斜度和型芯加工纹面等。最大脱模力的公式为：式中——最大脱模力〔N；A——活动型芯被塑件包紧的断面形状周长〔mm；H——成型部分深度〔mm；Q——单位面积的挤压力.一般取8～12MPa.这里取Q=10MPa；——摩擦系数.取0.2；——脱模斜度.通常取～.这里取。根据汽车工具箱盖产品的实际结构形状.其中斜导柱h为3mm,周长图3-12斜导柱受力关系图与抽拨距s对应的开模力斜导柱所受的弯曲力为抽芯所需的开模力为。eq\o\ac<○,3>斜导柱的截面尺寸的计算图3-13斜导柱截面示意图斜导柱的断面尺寸取决于所受的弯曲力。本次设计选的是圆形断面的斜导住.计算斜导柱的断面尺寸公式如下：<3-11>式中——圆形断面斜导柱的直径〔m；——斜导柱所受的最大弯曲力〔N；——斜导柱的有效长度〔m；——许用弯曲应力〔Pa.；代入公式得：eq\o\ac<○,4>斜导柱的斜角确定：根椐有关理论分析.斜角值取最为合理.但为了考虑斜导柱的强度.在开模行程允许的情况下.斜角应尽量取小些。一般取。这里取。eq\o\ac<○,5>斜导柱在安装固定形式及表面要求：斜导柱与固定板的配合为。滑动表面的粗糙度为。斜导柱的材料用T8.淬火硬度达55HRC以上。〔2斜导柱分型与抽芯机构的结构形式：由产品的特殊形状.本次设计采用的是斜导柱设在动模上。这种结构可通过顶出装置或顺序分型机构实现斜导柱与滑块的相对运动。滑块装在推板的导滑槽内.开模时动模与定模分开.此时滑块与斜导柱并无相对运动.因此滑块不动.当顶出系统开始动作时.在顶杆的作用下顶动推板.使塑件脱离型芯.与此同进.滑块在斜导柱的作用下离开塑件。这种结构由于滑块始终不脱离型芯.所以不需要滑块定位装置。〔3滑块的设计eq\o\ac<○,1>型芯与滑块的连接形式：滑块分为整体式和组合式.组合式的滑块是将型芯安装在滑块上.这样可以节约优质钢材.且加工方便。eq\o\ac<○,2>滑块的导滑形式：为确保活动型芯可靠地抽出及复位.保证滑块运动平稳.无上下窜动和卡紧现象.滑块在导滑槽必须很好地导滑。滑块在完成抽芯动作后.需留在导滑槽内.此时留在导滑槽内的长度l应不短于滑块长度L的2/3。滑块与导滑槽间上下左右应各有一对平面呈间隙配合.配合精度可选度H8/f7。其它各面应留有0.5~1.0mm的间隙。导滑槽硬度为55HRC。且在导滑易磨损部位加上用T8做成的耐磨板.以便于更换。eq\o\ac<○,3>滑块的定位装置：因滑块始终不脱离型芯.所以不需要滑块的定位装。温度调节系统的设计模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。所以模具上需要添加温度调节系统以达到理想的温度要求。温度调节系统根据不同的情况.包括冷却系统和加热系统两种.结合设计主要设计冷却系统。3.5.1冷却系统冷却介质有冷却水和压缩空气.但用冷却水普通的多.应为水的热容量大.传热系数大.成本低.且低于室温的水也容易取得。用水冷却即在模具型腔周围或型腔内开设冷却水通道.利用循环水将热量带走.维持恒温。1冷却装置的基本结构形式冷却装置的基本结构形式：简单流道式、螺旋式、隔片导流式、喷流式〔导热棒及导热型芯式。几何设计的奇瑞汽车工具箱盖的模具没有多型芯、长型芯和特小型芯的特点。且为使模具制造简单.采用比较常用的简单流道式冷却装置。简单流道式即通过在模具上直接打孔.并通以冷却水进行冷却。2冷却装置设计分析〔1冷却装置设计的基本考虑：1尽量保证塑件收缩均匀.维持模具平衡。在允许的条件下.冷却水道距型腔壁不宜太远或太近.以免影响冷却效果和模具强度.其距离一般为冷却孔道直径的1～2陪。2冷却水孔的数量越多.孔径越大.则对塑件的冷却也就越均匀。3水孔与型腔表面各处的距离最好相同.使水孔的排列与型腔形状相吻合。4浇口处加强冷却。5降低入水与出水的温差。6要结合塑件的特性和塑件的结果.合理考虑冷却水道的排列形式。7冷却水道要避免接近塑件的熔接痕部位.以免熔接不牢.影响强度。8保证冷却通道不泄露.密封性好.以免遭塑件上造成斑纹。9冷却系统的设计要考虑避免其与模具结构中其他部分的干涉现象。10冷却通道的进口和出口接头尽量不要高出模具外边面.既要埋入模板里.以免模具在运输过程中造成损坏。11冷却水通道要易于加工和清理。一般孔径设计为8~12mm。3冷却装置的理论计算冷却装置的计算就是计算模具的冷却面积.计算冷却分布造成的不同温度分布.以便设计冷却回路.求得恰当的冷却管道直径和长度.满足冷却要求。〔1模具冷却面积的计算：由于影响模具温度的因素很多.比较复杂.所以我们假设塑料所放出的热量等于冷却介质所带走的热量。非结晶形塑料〔ABS每小时所放出的热量为[7]：Q=nG<3-6>式中Q——熔融塑料每小时所放出的热量〔J/h；G——每次注射的塑料量〔包括浇注系统在内〔kg.由于塑件为400g.浇注系统为30g.所以G=400+30=430=0.4n——每小时的注射次数.由于此次设计的产品注射周期为90s.所以n=3600/90=40次/小时；——塑料从熔融状态进入型腔的温度到塑件冷却后的脱模温度的焓之差〔J/kg；=<3-7>——塑料的比热容.ABS塑料的比热1470J<kg.K>；——熔融塑料进入型腔的温度〔K.=473K；——塑件脱模温度.==333K；=1470=205800J/kgJ/h在不考虑其它热损失的情况下.可以认为塑料所放出的热量等于冷却介质带走的热量。〔2计算冷却水的体积<3-8>式中V——所需水的体积流量〔m3/min；G——单位时间注入模具内塑料熔体的质量<kg/h>.故G=0.43㎏×40次/小时=17.2㎏/h；——成型塑料单位质量释放的热量.其值为3.5×105J/kg；C——冷却水的比热容.其值为4.18×103J/<㎏.K>；——水的密度.其值为1.0×10kg/.为冷却水的出口温度〔.取.为冷却水的入口温度.其值为。〔3计算冷却水的导热总面积式中A——冷却水路的导热总面积〔m2；Q——熔融塑料每小时所放出的热量〔J/h；——冷却水的热导率.成型模板钻孔冷却道.取=0.64；——模具成型零件表面温度.取其为；——冷却水的平均温度.取；〔4确定冷却水路的直径d根据计算出的水的体积流量V后.根据冷却水处于紊流状态下的流速与通道的关系.确定冷却水路的直径为10mm。〔5冷却水孔的总长度由[7]得<3-8>式中L——冷却水路总长度〔m；A——冷却水路的导热面积〔；d——冷却水路直径〔mm；〔6冷却水路的条数n由于模具尺寸的限制.每根水路的长度由模具尺寸决定.设每条水路的长度为L.则冷却水路的条数为n.且根椐模具的尺寸.l=450mm=0.45m.〔条.即为15条。4冷却系统的零部件冷却系统对应不同的冷却装置有不同的零件.主要有以下几种：〔1水管接头〔冷却水嘴——主要用来连接冷却通道的入口和出口.使冷却水导入模具的冷却系统.并使在模具中吸收了热量的水离开模具.水管接头一般由黄铜材料制成.对于要求不高的模具可用一般结构钢制成。〔2螺塞——要求高的模具要用黄铜材料的螺塞.要求不高的模具可用钢材料。〔3密封圈——主要用来使冷却回路不泄漏。〔4密封胶带——主要用来使螺塞或水管接头与冷却通道连接处不泄漏。〔5软管——作为连接并构造模外冷却回路的作用.一般为橡胶材料做成。〔6喷管——用在喷流式冷却系统上.最好用铜管.但对于要求不高的模具可用铁管等。〔7隔片：——用在隔片导流式冷却系统上.最好用黄铜片.要求不高的模具.可用一般金属制成。〔8导热杆——用于导热式冷却系统上.主要由铍铜制成。3.6其它零部件设计3.6顶杆所受顶出反力的合力不一定正好与注射机顶杆的轴线〔或注射机推顶装置的合力作用线一致.在此情况下.塑模中的顶杆底板〔与注射机顶杆接触容易发生偏斜.这种偏斜又