侧抽芯液压管路三通管接头注塑模具设计本科本科毕业论文

桂林电子科技大学毕业设计（论文）桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸编号：毕业设计说明书题目：侧抽芯液压管路三通管接头注塑模设计学院：国防生学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：匡鹏来学号：1000110105指导教师：曹泰山职称：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4日摘要塑料注射模具是成型塑料的一种重要工艺装备，通过对液压管路三通塑料模具设计,能够全面的了解塑料模具设计的基本原则、方法.并能较为熟练的使用Proe4.0、AUTOCAD软件进行塑料模具设计,提高自己的绘图能力。为今后从事设计工作打下了坚实的基础。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业、日常生活和军事等各个领域的应用范围越来越广，质量要求也越来越高，中国已经成为全球最大的塑料市场之一，塑料制品产量全球第二。为了做到高质、高效、低成本，从而提高市场占有率，注塑模具的开发、设计、加工与CAD/CAE/CAM技术相结合具有重大意义。本次主要设计是对液压管路三通注射模的设计,重点对塑件的成型原理、原料选用和注射技术进行分析。通过根据形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。关键词：注塑模；模具结构；侧型芯；工艺方案 AbstractPlasticinjectionmoldisanimportanttechnologicalequipmentofplasticforming,basedonthehydraulicpipingteeplasticmolddesign,canfullyunderstandthebasicprinciples,methodsofplasticmolddesign.AndcanbeusedmoreskilledProe4.0,AUTOCADsoftwareforplasticmolddesign,improvetheirabilitytodraw.Engagedinthedesignforthefutureworklaidasolidfoundation.Withtheneedsofthedevelopmentofmodernindustry,plasticproductsinindustry,agriculture,militaryandotherfieldsofdailylifeandtheapplicationscopeismoreandmorewide,thequalityrequirementsalsomoreandmorehigh,Chinahasbecomeoneoftheworld'slargestplasticsmarket,plasticproductsproductionintheworld'ssecond.Inordertoachievehighquality,highefficiency,lowcost,andimprovethemarketshare,injectionmolddevelopment,design,processingcombinedwithCAD/CAE/CAMtechnologyisofgreatsignificance.Themaindesignisthedesignofinjectionmoldhydraulicpipingtee,focusontheformingprincipleofplasticparts,rawmaterialsselectionandinjectiontechnologywereanalyzed.Byaccordingtotheshape,size,precisionandsurfacequalityrequirementanalysis,todeterminetherequiredmoldingsolutions,productsafterprocessing,thechoiceofthepartingsurface,cavitynumberandarrangement,thestructureofmoldingparts,pouringsystem,etc.Keywords:injectionmold;Themoldstructure;Thesidecore;Theprocessingplan目录TOC\o"1-3"\h\u14437前言 11研究概况 11.1国外研究现状11.2国内研究现状1208832塑件制品分析 2154522.1明确制品设计要求 2312222.2明确制品批量 393342.3材料选择及性能 390802.3.1材料选择 3290852.4成型设备 445132.5拔模斜度 436972.6计算制品的体积和质量 5196762.6.1表面质量的分析 5206642.6.2塑件的体积重量 5119643注射机及成型方案的确定 689833.1注射机的确定 6310473.2成型方案的确定 64193.2.1成型设备的选择 665883.2.2成型的特点 720743.2.3成型的原理 7313463.2.4成型过程 717304型腔数的确定及分型面的选择 994074.1型腔数的确定 9315384.2分型面的选择 10151134.2.1分型面的主要选择原则 10298584.3确定型腔的排列方式 11264774.4标准模架的选用 11201435成型零部件的设计与计算 13209695.1凸模设计 1341385.2凹模的设计 13257995.3成型零件工作尺寸的计算 14172195.3.1模腔工作尺寸的计算 14201436浇注系统的设计 13131976.1主流道设计 1675216.2分主流道的设计 16220106.3浇口的设计 1759856.4平衡进料 17269496.5冷料穴设计 18201437排气与冷却系统的设计 13271987.1冷却系统设计的原则 1862957.2冷却水路的计算 19312767.3排气系统的设计 20201438顶出与抽芯机构的设计 20200298.1推杆复位装置 20315748.2抽芯机构的选择 21144118.3抽芯距的计算 2146228.4斜导柱抽芯的设计 2145578.5滑块的设计 23283308.5侧向分型与抽芯机构三维效果图如下所示： 23201439导向机构的设计 24312829.1导向、定位机构的主要功能 2435659.2导向机构的设计 2465839.2.1导柱的设计 242014310注塑机与模具各参数的校核 25911310.1工艺参数的校核 251424310.2模具安装尺寸的校核 263126610.2.1喷嘴的校核 261529410.2.2定位圈尺寸的校核 26327510.2.3模具外形尺寸的校核 26114010.2.4模具厚度的校核 26607710.2.5安装参数的校核 263252110.3开模行程的校核 273017711模具安装和试模 27680212主要成型零件加工工艺 2813结论………………308836谢辞 329480参考文献 33桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第7页共33页桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第13页共33页前言注射成型也称为注射或注塑，是热塑性塑料的一种重要成型方法。到现在为止，有超过1/3的塑料原材料，是通过注射成型工业加工的，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用此成型方法。它的特点是生产周期短、生产效率高的、易自动化，因此广泛应用于塑料制品的生产。现在塑料成型生产中，塑料制件的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。在这三要素中，塑料成型模具的质量最为关键，他的功能是双重的：赋予塑料熔体以期望的形状、性能、质量；冷却并推出成型的塑件。模具是决定最终产品的性能、规格、形状以及尺寸精度的载体，塑料成型模具是使塑料成型生产过程顺利进行、保证塑料成型质量不可缺少的工艺装备，是体现塑料成型设备高效率、高性能和合理先进塑料成型工艺的具体实施者，也是新产品开发的决定环节。由此可见，周而复始地获得符合技术经济要求及质量稳定的塑料制件，塑料成型模具的优劣是关键，它最能反映出整个塑料成型生产过程的技术含量以及经济效益。因此，注射成型的模具设计制造成为当今社会模具发展的热点,己发展成为热塑性塑料最主要的成型加工方法。1研究概况1.1国外研究现状在工业发达国家，据1991年统计，日本生产塑料模和生产冲压模的企业各占40；韩国模具专业厂中，生产塑料模的占43.9，生产冲压模的占44.8%;新加坡全国有460家模具企业，60%生产塑料模，35%生产冲模和夹具。当今世界注射模具的基本格局是以日、美及欧洲各工业化国家作为世界模具技术的领头羊，占据了世界注射模具市场的半壁江山，他们拥有现代的设计方法和先进的模具制造设备，特别是近几年来这些国家把CAD/CAM/CAE系统作为模具工业发展的臂翼，其发展的趋势如日中天。在注塑模具设计工业中，国外先进国家（日本、德国、美国等）从20世纪80年代中期已广泛使用计算机对塑料模进行辅助设计（CAD），辅助制造（CAM），并对模具设计的各个环节进行定量计算机和数值分析（CAE），已由经验数据逐步过渡到计算机设计，对模具浇注系统和型腔的熔料流动行为以及温度调节系统的热量分布都采用了微机辅助设计。1.2国内研究现状20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15％的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，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"（约122CM）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，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。2塑件制品分析2.1明确制品设计要求液压管路三通管工件如图所示，它是一种常见的塑料工件，广泛应用与建筑行业，由于塑件材料为ABS，模具浇注系统应粗短，进料口截面宜大，溶料流程不易长，因此采用侧浇口。根据该塑件的结构特点，模具设计为上下开模，三向侧抽芯，由滑块上的型芯成型。为了使模具与注射机相匹配以提高生产力和经济性、保证塑件精度，并考虑模具设计时应合理确定型腔数目，该模具选择一次开模及一模两腔[1]。图2.1塑料制品的三维立体图图2.2塑件尺寸2.2明确制品批量该产品生产量大，故设计的模具要求有较高的注塑效率，又考虑到模具的抽芯，结构复杂，因此模具采用一模二腔结构，浇口形式采用侧浇口。2.3材料选择及性能2.3.1材料选择液压管路三通该塑件作为工业用品，要具备安全无毒，化学稳定性高，不易分解等特点和价格低廉的要求；同时，作为承重物件在一定的高度掉下或过载时，不会出现裂纹甚至断裂，这就意味着塑件所使用的材料要有一定的机械强度。2.3.2材料品种根据2.1中对塑件的分析要求，同时考虑原材料价格要低廉，现决定选用应用广泛的ABS工程塑料。ABS塑料是以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种原料为单体经过共聚而成的一种热塑性塑料（可以反复加热软化冷却成型的塑料），因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的性质。ABS塑料无毒、无味。表2.1ABS塑料的部分技术指标技术指标值密度(g/cm^-3)1.02～1.16收缩率(%)0.4～0.7透明度不透明比热容/(J·kg^-1·k^-1)1470吸水性（24小时）（%）0.2～0.4屈服强度/MPa50拉伸弹性模量/GPa1.8抗压强度/MPa53弯曲弹性模量/GPa1.4熔点℃130～1602.4成型设备注塑成型机按结构形式可分为立式、卧式、和直角式三类。立式注塑机是注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模）安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出后不能靠重力下落，需靠人工取出，这就有碍于全自动操作，但附加机械手取产品后，也可实现全自动操作。卧式注塑机是注射柱塞或螺杆均沿水平装设，合模运动也在水平方向上。其优点是机体较低容易操纵和加料，制件顶出后可自动坠落，故易实现全自动操作。直角式注塑机是注塑机柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直，这种注塑机的主要优点是结构简单，便于自制，适用于单件生产中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杆的转动来拖动螺纹型芯或型环旋转，以便脱下塑件。考虑到生产成本和易于实现自动化，塑件还是靠自身重力下落比较合适，且重心较低安装稳妥。经比较，成型设备采用卧式注射机较好，其优点是机体较低,容易操作和加料，塑件脱模后可以自动落下可实现自动化操作，注塑机的重心较低安装稳定，适合大中型注射机的设计制造。2.5拔模斜度由于塑件在冷却过程中产生收缩，因此在脱模前会紧紧地包住凸模（型芯）或模腔中的其他凸起部分。为了便于脱模，防止塑件表面在脱模时划伤、擦毛等，在设计时应考虑与脱模方向平行的塑件内表面应具有一定的脱模斜度。由于零件深度很小，所以拔模角度为一度。2.6计算制品的体积和质量2.6.1表面质量的分析该零件的表面质量要求很高各个成型面都得进行抛光处理。2.6.2塑件的体积重量计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。通过Proe建模分析如下图所示。图2.3建模分析计算得塑件的体积：V＝30.8cm3计算塑件的质量：公式为根据设计手册查得ABS的密度为1.05g/cm3，故塑件的重量为：=30.8*1.05=32.34g3注射机及成型方案的确定3.1注射机的确定根据注射所需的压力和塑件的重量以及其它情况（主要考虑到模具的高度问题），查阅《塑料成型工艺与模具设计》初步选用注射机XS-ZY-125。注射机XS-ZY-125参数：额定注射量：125mm最大成型面积：320cm柱塞直径：42mm注射压力：120Mpa模板尺寸：428×450（mm×mm）柱杆空间：260×290(mm×mm)锁模力：900KN喷嘴圆弧半径：12mm喷嘴孔径：4mm最大开模行程：450mm（可调整型）模具最大厚度：300mm模具最少厚度：200mm3.2成型方案的确定3.2.1成型设备的选择柱塞式成型机中，塑料熔化成黏流态的热量主要由筒外部的加热器提供。在柱塞的平稳推动下，料流是一种平缓的滞流态势。料筒内同一横截面上不同径距的质点有着梯度变化的流速，结果靠料筒轴心的流速快，靠近料筒壁的流速慢。料筒同一截面上的温度分布也有差异，靠近筒壁的料，因流速慢，又直接接受外壁的电热圈加热，所以温度高；而靠近轴心的料，因流动快，且又与料筒加热圈隔了一层热阻很大的塑料层，所以温度低。可见在柱塞式料筒内，塑料的塑化程度很不均匀。这种注射成型法虽然注射机本身结构简单，成本低，但是需要配置热炼机和炼胶工人，从而增加了设备成本和工人劳动强度，最重要的是这种注射成型方法生产效率低，塑化不均匀，从而影响到制品的质量。螺杆式注射成型机中，在螺杆的旋转作用下受到强烈的剪切，胶温很快升高。当胶料沿螺杆移动到螺杆的前端时，已得到充分而均匀的塑化。螺杆一边旋转一边向后移动，当螺杆前端积聚的胶料达到所需要的注射量时，轴向动力机构以强大的推力推动螺杆向前移动，从而将胶料注入模腔。这种往复式注射成型方法，胶料的塑化是通过机械剪切获得，因而胶料升温快，塑化均匀，这样一来生产效率和制品质量都得到提高。另外由于这种注射成型方法可以直接将冷胶料喂入注射机中，从而省去了热炼工序，减少了设备投资和设备占地面积，同时提高了生产效率，降低了劳动强度。因此，该液压管路三通选用螺杆式注塑机，型号为XS-ZY-125。3.2.2成型的特点注射成型又称注射模塑,成型周期短,能一次成型外形复杂,尺寸精密,带有嵌件的塑料制件。制品无需修整或仅需少量修正,可得到较窄的公差,废料损耗最小,且生产效率高,易于实现自动化生产,适于多件批量较大的塑件生产等优点。但是,产品质量有时难短期稳定,模具的结构有时不宜高效成型等缺点。3.2.3成型的原理注射成型工艺是塑料成型的一种最常用的方法。它将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热到流动状态，在注射机的柱塞或螺杆的推动下，以一定的流速，通过喷嘴和闭合模具的浇注系统而充满型腔，经过一定的时间的冷却定型，打开模具，从模内取出成型的塑件。3.2.4成型过程注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。一般分为成型前的准备、注射成形过程以及塑件的后片理三个阶段。1）物料准备为使成形工艺过程能顺利进行并保证塑料制件的质量，在成形前应进行一系列必要的准备工作。成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有无杂质等进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥，若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对模具进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹，有的塑料制品还需要选用脱模剂，以利于脱模。另外当改变产品、更换原料及颜色时均需清洗料筒，通常柱塞式料筒可拆卸清洗，而螺杆式料筒可采用对空注射法清洗。2）注塑成形过程完整的注射成型过程包括加料、加热塑化、加压注射、保压、冷却定型、脱模等工序。但从实质上讲主要是塑化、注射充模和冷却定型等基本过程。塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为充模（图3-1中0-t1时间段）、保压补缩（图3-1中t1-t2时间段）、倒流阶段（图3-1中t2-t3时间段）和浇口冻结后的冷却（图3-1中t3-t4时间段）冷却四个阶段，注塑过程可以用如图所示。图中0代表螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻；当模腔充满熔体（T=t1）时，熔体压力迅速上升，达到最大值P0。从时间t1到t2，塑料仍处于螺杆的压力下，熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段，p1为浇口冻结时的压力。这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到浇口处熔体冻结为止（时间从t2-t3），由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。从浇口处塑料完全冻结起到制件脱模取出时为止，倒流不再继续进行，模腔内的塑料塑料冷却并凝固定型。在冷却阶段中，随着温度的迅速下降中，模腔内的塑料体积收缩，压力也逐渐下降。开模时，模腔内的压力不一定等于外界大气压。有可能有一个残余压力（即图3-1中p2）。当残余压力为下值时，脱模比较困难，塑件容易被刮伤甚至破裂；当残余压力为负值时，塑件表面出现凹陷或内部产生真空泡；当残余压力接近零时，塑件不仅脱模方便，而且质量较好。图3.1注射成形过程中塑料压力的变化3）制件后处理由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力，此外，退火还可以对制件进行解除取向，并降低制件硬度和提高韧性，温度一般在塑件使用温度以上的10-20度至热变形温度以下10-20度之间；调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件.调湿处理所用的加热介质一般为沸水或醋酸钾溶液（沸点为121℃，加热温度为100～121℃，保温时间与制件厚度有关，通常取2～9小时。4型腔数的确定及分型面的选择4.1型腔数的确定以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的80%计算：=2.76式中：N型腔数S注射机的注射量（g）W浇浇注系统的重量（g）W件塑件重量（g）因为，N=2.76>2所以，此模具型腔为一模2腔结构合理。4.2分型面的选择4.2.1分型面的主要选择原则分型面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、塑件的脱模和模具的制造工艺的有关，一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面,分型面可以是垂直于合模方向,也可以与合模方向平行或倾斜。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。根据分型面的选择原则：（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；（2）在开模时尽量使塑件留在动模；（3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量；（4）有利于排气和模具的加工方便；（5）有助于避免侧抽芯或便于侧抽芯。该塑件对美观不太要求，无斑点和熔接痕，表面质量要求一般。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，属于薄壁壳小型塑件，塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，所以，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模，并不影响塑件的质量和尺寸精度，以及外观形状。综上所述，合理的分型面应选择在下部。如图所示：图4.1分型面位置4.3确定型腔的排列方式多型腔有模板上的排列形式通常有圆形、H形、直线型及复合型等。在设计时有以下原则：在分流道的设计时，应考虑尽量减小在流道内的压力损失，尽可能避免熔体温度的降低，同时还要考虑减小流道的容积。在此，选择半圆形，取半圆直径6mm.参见《塑料制品成型及模具设计》。6.3浇口的设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的熔体通道，它是浇注系统的关键部分。其主要作用是：（1）熔体充模后，浇口处首先凝固，可防止其倒流；（2）熔体在流经狭窄的浇口时产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模；（3）易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积的0.03-0.09，浇口的长度约为0.5mm-2mm,浇口的具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值。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，有利于充型。根据浇口的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为合适。6.4平衡进料作为一模2腔的多腔模具，其浇注系统的平衡进料很重要，一模多腔浇注系统的平衡。图6.1平衡式浇注系统6.5冷料穴设计常用的冷料穴有Z形拉料杆的冷料穴、倒锥孔冷料穴、圆环槽冷料穴、圆头形冷料穴、菌头形冷料穴、圆锥头形冷料穴。本设计采用带Z型拉料杆。由于拉料杆头部的侧凹将主流道凝料钩住，分模是即可将凝料从主流道中拉出。拉料杆的根部固定在推出板上，在推出塑件时，冷料也一同被推出，取产品时向拉料钩的侧向稍微许动，即可脱钩将塑件连同浇注系统凝料一道取下。图6.2冷料穴示意图7排气与冷却系统的设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为200℃左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效地冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具课简单地进行冷却或利用自然冷却不设定冷却系统：当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却。通过比较最终确定本次设计的冷却系统采用循环水冷却方法。7.1冷却系统设计的原则（1）冷却水孔数量尽可能多，尺寸尽可能的大。（2）冷却水孔与型腔表面各处最好有相同间距，一般水孔边离型腔的距离大于10mm，常用12～15mm。（3）降低入水与出水的温度差，防止制品变形。（4）水道的开设便于加工和清理，一般孔径为6～10mm。（5）采用并流流向，加强浇口处的冷却。7.2冷却水路的计算在注射过程中，塑件的冷却时间是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时为止的这段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准，确定生产周期：式中t为生产周期（s）,t注为注射时间，t冷为冷却时间，t浇为脱模时间,由《塑料制品成型及模具设计》第237页附录D可查得t注15-60s,t冷15-60s，总周期t为40-140s;ABS的单位热流量：ABS的单位热流量Qs为590-690kJ/kg每小时需要注射的次数N=3600/t;取t=120s，可求得N=30次.每小时的注射量： 从型腔内发出的总热量Qs取650kJ/kg,代入式中得根据塑件产品在模具中的位置和模板的布置，确定水路图如图7.1所示图7.1水路图7.3排气系统的设计如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成型缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。注射模通常以如下三种方式排气(1）利用配合间隙排气(2）在分型面上开设排气槽(3）利用排气塞排气对于简单型腔的小型模具，可以利用推杆、活动型芯、活动镶件以及双支点鼓固定的型芯端部与模板的配合间隙进行排气。其配合间隙不能超过0.5mm,一般为0.03-0.05mm。本设计采用利用配合间隙排气的方式排气。8顶出与抽芯机构的设计在注射成型的每一循环中，都必须便塑件从模具型腔中型芯上脱出,模具中这种脱出机构称为脱模机构（或推出机构、顶出机构）。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作，即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。(1)推出机构应尽量设在动模一侧以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作；(2)保证塑件不因推出而变形损坏,外形良好；(3)结构简单可靠:机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度；用推件板推出机构中，为了减少推件板与型芯的摩擦，在推件板与型芯间留0.20~0.25mm的间隙，并用锥面配合，防止推件因偏心而溢料。8.1推杆复位装置本模具采用的为一次顶出脱模机构，它包括常见的推杆、推管、推板、推块或活动镶块等脱模机构。该机构是最常用的顶出方式。即塑件在顶出机构的作用下，通过一次动作即可顶出。基于以上原则，该模具的脱模零部件设在动模上，选择推杆顶出形式[9]。图8.1推杆8.2抽芯机构的选择根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为手动，机动和气动（液压）三大类。（1）手动侧向分型与抽芯机构：手动侧向分型与抽芯机构是由人工将侧型芯或镶块连同塑件一起取出，在模外使塑件与型芯分离。（2）机动侧向分型与抽芯机构：机动侧向分型与抽芯机构是利用注射机的开模力，通过传动件使模具中的侧向成型零件移动一定距离而完成侧向分型与抽芯动作。这类机构经济性好，效率高，动作可靠，实用性强。其主要形式有斜导柱分型与抽芯机构。（3）液压或气动侧向分型与抽芯机构：液压或气动侧向分型与抽芯机构是以液压力或压缩空气作为侧向分型与抽芯的动力。8.3抽芯距的计算抽芯距是指将侧型芯抽至不妨碍塑件脱模位置的距离。一般抽芯距等于成型塑件的孔深或凸台高度再加2～3mm的安全系数。即S＝h+(2～3)mm＝3.5＋3＝6.5mm式中，S——抽芯距（mm）h——塑件的侧孔深度或侧凸高度8.4斜导柱抽芯的设计斜导柱分型与抽芯机构是生产中最常见得一种，它是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯，使之产生侧向移动来完成抽芯动作的。斜导柱抽芯设计示意如图8.2。结构原理：斜导柱抽芯机构由与模具开模方向成一定角度的斜导柱和滑块组成，并有保证抽芯动作稳妥可行的滑板定位装置，起到固定作用的侧向固定板和提供锁紧力的锁紧装置。斜导柱如图8.3所示。图8.2斜导柱抽芯设计示意图8.3斜导柱示意图8.5滑块的设计滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中的一个重要零部件，注射成型时塑件尺寸的准确性和移动的可靠性都需要它来保证。经验所得，滑块长度（运动方向）应为宽度的1.5倍，滑块在侧向分型抽芯机构和复位过程中，要沿一定的方向平稳往复运动。为了保证滑块运动平稳，抽芯及复位可靠，无上下窜动和卡紧现象，滑块在导滑槽内必须很好地导滑。（如图8.4)图8.4滑块设计示意8.5侧向分型与抽芯机构三维效果图如下所示：图8.5侧向分型与抽芯机构三维效果图9导向机构的设计9.1导向、定位机构的主要功能（1）定位作用导向装置直接保证动模、定模位置的正确性，保证模具型腔的形状和尺寸的精确性，从而保证塑料制品的精度。同时，在模具装配的过程中便于装配和调整。（2）导向作用合模时引导动模按序正确闭合，防止损坏型芯，并承受一定的侧压力。（3）承载作用塑料熔体在充模过程中，或由于成型设备精度低的影响，可能产生单向的侧压力，故需导向装置能产生一定的单向侧压力，以保证模具的正常工作。9.2导向机构的设计9.2.1导柱的设计（1）导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。（2）导柱的长度应比型芯端面的高度高出6-8mm，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。（3）导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。（4）为了使导柱能顺利的进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角.（5）导柱设在动模一侧可以保护型芯不爱损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。（6）般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H6/k6;（7）除了动模、定模之间设导柱、导套外、，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。（8）导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考标准框架数据选取。9.2.2导套的设计（1）该模具采用带头导柱，且加油槽；（2）导柱的长度必须比凸模端面高度高出6～8mm；（3）为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分；（4）导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架（5）导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/m6配合。导柱滑动部分按H7/f7或H8/f7的（6）导柱工作部分的表面粗糙度为Ra0.4μm；（7）导柱滑动部分按H8/h8间隙配合，固定部分按H7/m6过渡配合10注射机与模具各参数的校核10.1工艺参数的校核1）注射量的校核（按体积）注射机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。所以，选用的注塑机的最大注塑量应满足：0.8V机≥V塑+V浇式中V机——注塑机的最大注塑量，125cm3V塑——塑件的体积，该产品V塑=30.8cm3V浇——浇注系统体积，该产品V浇=10cm3故V机≥2XV塑+V浇/0.8=89.5cm3而所选定的注塑机为125cm3，以符合要求。2）锁模力的校核公式：F≥KAPm式中：F——注射机的额定锁模力(kN)A——制品和流道在分型面上的投影和(cm2)Pm——型腔的平均计算压力(MPa)由表9.9-4取30K——安全系数，通常取K＝1.1－1.2则：KAPm＝1.2×19829×30=713.8kN＜900kN，所以符合要求。3）最大注射压力的校核Pmax≥K’P0式中：Pmax——注射机的额定注射压力(MPa)150P0——成型时所需的注射压力(MPa)取45K’——安全系数，常取K=1.25－1.4取1.3则K’P0=1.3×45=58.5MPa＜Pmax150，所以符合要求。10.2模具安装尺寸的校核10.2.1喷嘴的校核注塑模具主流道衬套始端凹坑的球面半径应大于注射机喷嘴球头半径，以利于塑料熔体的流动，防止流涎。10.2.2定位圈尺寸的校核注塑机固定板台面的中心有一规定尺寸的孔，称为定位孔。注塑模端面凸台的径向尺寸需与定位孔成间隙配合，便于模具的安装，并使主流道的中心线与喷嘴的中心线重合，模具端面的凸台高度应小于定位孔的深度。10.2.3模具外形尺寸的校核注塑模外形尺寸应小于注塑机的工作台面的有效尺寸。模具长宽反响的尺寸要与注塑机拉杆的间距相适应，模具至少由一个方向的尺寸穿过拉杆件的空间装在注射机的工作台面上。10.2.4模具厚度的校核模具的厚度（闭合高度）必须满足下式：Hmin<Hm<Hmax注：Hm——所设计的模具厚度，mmHmin——注塑机允许的最小模具厚度，mmHmax——注塑机允许的最大模具厚度，mm10.2.5安装参数的校核模具各模板的厚度分别为：H1——定模座板H2——型腔固定板H3——型芯固定板H4——垫块H5——动模座板模具的闭合高度H=H1+H2+H3+H4+H5=235mm所允许的最小模具厚度Hmin=200mm所允许的最大模具厚度Hmax=300mm即模具满足Hmin≤281mm≤Hmax的安装条件。所以注射机的开模行程足够，由以上的验证可知，型注射机能满足使用要求，故可采用。10.3开模行程的校核开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。经查资料注射机的最大开模行程300mm。S≥H1+H2+(5－10)mm =35+60+10=105mm满足要求。11模具安装和试模（1）清理模板平面定位孔及模具安装面上的污物、毛刺。（2）因模具外形尺寸不大，故采用整体安装法。先在机器下面两根导轨上垫好板，模具从侧面进入机架间，定模入定位孔，并放正，慢速闭合模板，压紧模具，然后用压板或螺钉压紧定模，并初步固定动模，然后慢速开闭模具，找正动模，应保证开闭模具时平稳、灵活，无卡住现象，然后固定动模。（3）调节锁模机构，保证有足够开模距及锁模力，使模具闭合适当。（4）慢速开启模板直至模板停止后退为止，调节顶出装置，保证顶出距离。开闭模具观察顶出机构运动情况，动作是否平衡、灵活、协调。（5）模具装好后，待料筒及喷嘴温度上升到距离预定温度20～30，即可校正喷嘴浇口套的相对位置及弧面接触情况，可用一纸片放在喷嘴与浇口套之间，观察两者接触印痕，检查吻合情况，必须使松紧合适，校正后拧紧注射座定位螺钉，紧固定位。（6）开空车运转，观察模具各部分运行是否正常，然后才可注射试模。虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人们的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。试模时，塑件上常可能出现各种弊病，为此必须进行原因分析、排除故障。造成次、废品的原因很多，有时是单一的，但经常是多方面综合的原因。需按成型条件、成型设备、模具结构及制造精度、塑件结构及形状等因素逐个分析找出其中主要矛盾，然后再采取调节成型工艺参数、修整模具等方法加以解决。因为成型条件容易改变，所以一般的做法是先变更成型条件，当变更成型条件不能解决问题时，才考虑修理模具。12主要成型零件加工工艺工艺规程是指规定产品或零件的制造工艺过程和操作方法等内容的工艺技术文件，简称工艺规程。工艺规程的内容主要包括零件加工的工艺路线、各道工序的具体加工内容、切削用量、工时定额、所选用的设备与工艺装配，以及毛坯设计等。塑件的精度高低，表面质量好坏，全取决于成型零件的制造工艺，因此编制出一个科学合理制造工艺是保证成型零件质量，进而保证产品质量的关键。成型零件主要有两类：型腔类和型芯类。简单的型腔和型芯以机械切削加工为主，再加抛光工序；复杂的型腔和型芯以机械切削进行粗加工，精加工以电加工为主，复杂的小型异形型芯以电加工为主。机械切削加工基本上是数控化加工。因为本设计的型腔采用的是整体式型腔，定模板与型腔形成一个整体，故定模板和动模板是主要成型零件，故在此只列出定模板的加工工艺卡，如下表12-1所示加工工艺过程日期材料名称45下料规格420×480×75审核零件图号17零件名称定模板数量批准序号工序工序内容设备及工具单件定额检验员检验日期1下料方块料420×480×75mm,1件锻造2热处理正火处理，喷丸处理热处理3立铣铣六方，各留5mm余量铣床4钳工划周边4个φ48通孔及冷却水道孔位置、导柱孔位置钳工5磨磨六方至图纸规定尺寸磨床6铣数控铣φ48孔及沉孔φ55，并数铣定模板上表面铣床7铣铣M36的螺纹铣床8钳工①钻通6×φ18㎜的斜导孔②钻攻2×M14深10的螺纹孔，及φ8mm的水道钳工9车各倒角车床10平磨磨厚度及基面见光磨床11热处理调质,保证50～52HRC热处理12钳工研光各型孔达要求钳工13检验13结论此毕业设计已接近尾声，毕业设计的大部分工作已完成，只是某些小的细节仍需要修改，但这比以前的工作量要小许多。这次的毕业设计不仅仅是模具的设计，还有软件的学习，任务量很大。在设计的过程中困难很多，不过在老师、同学以及参观实习中模具师傅的讲解，使问题一个一个的被解决掉。通过这次的毕业设计学习到了很多的东西，特别是模具及proe软件方面的相关知识。这次的毕业设计不仅仅是我们模具方面所学的知识，还有软件方面的内容。在现在的模具设计中，软件已成为一个优秀设计师不可缺少的工具。虽然它只是一个工具但要灵活运用，还需要一段很长的路要走。软件操作虽然不是什么高深的知识，但要想成为高手也确属不易，你也必须有一个良好的学习方法和吃苦耐劳的精神，软件的操作非一日之功这需要我们付出努力才会有收获。本设计中详细介绍了模具设计的流程及各个过程中参数的确定方法，保证模具的各个参数都有来历。设计是一个繁琐的工作，在有设计方案的情况下，需要不断的修改、确定里面的各个参数，从最初的框架设计到最后的产品要很长的一段路要走。在设计过程中proe是参数化的，这就给设计带来了便利，但同时也给修改带来了不便。在参数化的修改中，参数少时可以给修改带来方便，但参数比较多时就给修改带来了不便特别是模具的分型面，修改非常的不易。有时修改还没有重新建立快，但只要少数的情况大多数情况下还是修改的快，这就对我们的软件操作能力有更高的要求。在开题报告中已说明了塑料工业的重要地位和当今注塑模具的现状，随着经济的发展，塑料工业将继续呈现蓬勃发展之势，模具设计已成为一种不可缺少的行业。这次的模具设计，我体验了模具设计的整个流程，不管以后搞不搞模具设计，这对我来说都是一种不可缺少的经历，它也是经验积累的一个过程。在本设计说明书中介绍了注塑件的一般设计原则，对塑件的特征如倒圆角、加强筋等做了说明，从实际来看，几