教具模具的设计与制造毕业设计

摘要在这次工厂的实习中，我努力完毕了教具模具的设计与制造。这次我设计的是教具模具，这个零件的形状不是很复杂，对于工厂来说，是个比较简朴的零件，不过对于我们这些刚要毕业的学生来说还是比较困难的。这其中重要简介了简朴的教具模具的设计与制造工艺，它用了ABS为原料，模具采用了比较简朴的注射成型工艺，在模具设计中用了注塑的技术与比较完善的工艺相结合，设计任务包括成型零部件、浇注系统、构造零部件、冷却系统等几大机构的设计，运用了模具设计手册的计算公式的尺寸计算的校核，在自己所学的基础上结合老模具师的传授设计出来了这副模具。关键词：模具构造，模具设计，注射工艺目录第一章课题简介 1.1国内外模具技术发展 41.2课题分析 7第二章塑料的工艺性 82.1塑件材料的特性 82.1.1ABS材料分析 82.1.2塑料成型工艺性能分析 82.2工艺性分析 102.2.1塑料件的尺寸精度分析 102.2.2塑料件的使用性能分析 102.2.3塑料件的表面质量分析 102.2.4型芯与型腔脱模斜度确实定 10第三章注射机与模具各参数的校核 123.1注射机的类型及选用 123.1.1成型参数确实定 123.1.2设备选择 123.2工艺参数确实定 133.2.1塑件的体积和重量的计算 133.2.2最大注塑量的校核 143.2.3锁模力的校核 14第四章模具构造设计 154.1注射模的选用 154.2型腔数确实定 154.3成型零件设计 154.3.1成型零件构造设计 154.3.2成型零件工作尺寸的计算 164.3.3模具型腔侧壁和底板厚度的设计 174.4浇注系统设计 184.4.1一般浇注系统设计 184.4.2浇口设计 194.5推出机构计算 204.6构造零件设计 204.6.1合模导向装置的设计 204.6.2支撑零件设计 214.7冷却系统设计 214.8排气系统设计 22第五章基于UG的课程设计 235.1设计前的分析 235.2UG设计 23参照文献 35道谢 36第一章课题简介1.1国内外模具技术发展1.1.1模具行业的现实状况现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求,市场需求量维持在每年600亿至650亿美元,同步,我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。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，同步自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“模具是增进社会繁华富裕的动力”，同步也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。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%，其他各类模具约占11%。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、制作以便和成本低廉，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乏的材料。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。尤其是在办公设备、摄影机、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。目前，世界的塑料产量已超过有色金属产量的总和。塑料模具就是运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。用塑料模具生产的重要长处是制造简便、材料运用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，尤其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亲密的关系。伴随塑料工业的飞速发展，塑料模具工业也随之迅速发展。1.1.2国外模具行业的发展态势高新技术在欧美模具企业得到广泛应用,欧美许多模具企业的生产技术水平,在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造,已成为迅速制造优质模具的有力保证。1.CAD/CAE/CAM的广泛应用,显示了用信息技术带动和提高模具工业的优越性。在欧美,CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面,已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段,目前3D设计已到达了70%～89%。PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完毕2D设计,同步可获得3D模型,为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D设计,还可以在设计时进行装配干涉的检查,保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用,保证了模具零件的加工精度和质量。30～50人的模具企业,一般拥有数控机床十多台。通过数控机床加工的零件可直接进行装配,使装配钳工的人数大大减少。CAE技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件,模拟塑料的冲模过程,分析冷却过程,预测成型过程中也许发生的缺陷。在冲模设计中应用CAE软件,模拟金属变形过程,分析应力应变的分布,预测破裂、起皱和回弹等缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大,意大利COMAU企业应用CAE技术后,试模时间减少了50%以上。2.为了缩短制模周期、提高市场竞争力,普遍采用高速切削加工技术高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为重要特性的加工技术,其加工效率比老式的切削工艺要高几倍,甚至十几倍。目前,欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣,三轴联动的比较多,也有某些是五轴联动的,转数一般在1.5万～3万r/min。采用高速铣削技术,可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面,仅需略加抛光便可使用,节省了大量修磨、抛光的时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为4～5年。增长数控高速铣床,是模具企业设备投资的重点之一。3.迅速成型技术与迅速制模技术获得普遍应用由于市场竞争日益剧烈,产品更新换代不停加紧,迅速成型和迅速制模技术应运而生,并迅速获得普遍应用。在欧洲模具展上,迅速成型技术和迅速制模技术占据了十分突出的位置,有SLA、SLS、FDM和LOM等多种类型的迅速成型设备,也有专门提供原型制造服务的机构和企业。模具企业中,有不少是将迅速成型技术和迅速制模技术结合起来应用于模具制造,即运用迅速原型技术制造产品零件的原型。再基于原型迅速地制造出模具。许多塑料模厂家运用迅速原型浇制硅橡胶模具,用于少许翻制塑料件,非常适合于产品的试制。1.1.3中国和世界先进技术的差距中国模具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德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多,也比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后。其差距重要表目前下列六方面。国内自配率局限性80%,其中中低级模具供过于求,中高档模具自配率局限性60%。模具是制造业的重要工艺基础,在我国,模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具,但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期,中国模具工业才驶入发展的快车道。近年,不仅国有模具企业有了很大发展,三资企业、乡镇(个体)模具企业的发展也相称迅速。企业组织构造、产品构造、技术构造和进出口构造都不够合理。中国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车(分厂),专业模具厂也大多数是“大而全”、“小而全”的组织形式。国外模具企业大多是“小而专”、“小而精”。中国模具自产自配比例高达50%以上,国外70%以上是商品模具。国内模具总量中属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例只有30%左右,国外在50%以上。年模具进出口之比为4:1,进出口相抵后的净进口为10.3亿美元,是净进口量最大的国家。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。产品水平低重要表目前精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上;工艺水平低重要表目前设计、加工、工艺装备等方面。开发能力弱,经济效益欠佳。中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,在市场中常处在被动地位。国内每个职工平均每年发明模具产值约合1万美元左右,而模具工业发达国家大多是15～20万美元,有的甚至到达25～30万美元。由此而来的是中国模具企业经济效益差,大都微利,国有企业总体亏损,缺乏后劲。模具原则化水平和模具原则件使用覆盖率低。国外先进国家模具原则件使用覆盖率达70%以上,国内模具原则件使用覆盖率只有45%左右。与国际先进水平相比,模具企业的管理落后更甚于技术。管理落后易被忽视,国内大多数模具企业还沿用过去作坊式粗放经营管理模式,真正实现现代化企业管理的还不多。导致上述差距的原因诸多,除了长期以来未将模具作为产品得到应有的重视之外,尚有下列几种重要原因:第一,体制不顺,基础微弱。“三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推进作用,私营企业近年来发展较快,国企改革也在进行之中,但总体来看,体制和机制尚不适应市场经济,再加上国内模具工业基础微弱,因此,行业发展还不尽如人意,尤其是总体水平和高新技术方面。第二,人才严重局限性,科研开发及技术攻关方面投入太少。模具行业是技术密集、资金密集的产业,伴随时代进步和技术发展,能掌握和运用新技术的人才异常短缺,高级模具钳工及企业管理人才也非常紧缺。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视,因而总体来看模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少,民营企业贷款困难也影响许多企业的技术改造,致使科技进步不大。第三,工艺装备水平低,且配套性不好,运用率低。虽然国内许多企业采用了先进的加工设备,但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多,尤其是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因,引进设备不配套,设备与附配件不配套现象十分普遍,设备运用率低的问题长期得不到很好处理。装备水平低,带来中国模具企业钳工比例过高等问题。第四,专业化、原则化、商品化的程度低、协作差。由于长期以来受“大而全”“小而全”影响,许多模具企业观念落后,模具企业专业化生产水平低,专业化分工不细,商品化程度也低。目前国内每年生产的模具,商品模具只占45%左右,其他为自产自用。模具企业之间协作不好,难以完毕较大规模的模具成套任务,与国际水平相比要落后许多。模具原则化水平低,原则件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响,对模具制造周期影响尤甚。第五,模具材料及模具有关技术落后。模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本,国产模具钢与国外进口钢相比,无论是质量还是品种规格,均有较大差距。塑料、板材、设备等性能差,也直接影响模具水平的提高。综上所述,虽然中国模具工业在过去十数年中获得了令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如,精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低,CAD/CAE/CAM技术的普及率不高,许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。尤其在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距,这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求,因而需要大量从国外进口。1.1.4中国模具行业发展前景巨大的市场需求将推进中国模具的工业调整发展。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的二分之一左右。年,国内汽车年产量为400万辆,。保有量为3000万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推进模具工业的高速增长,尤其是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如,到年汽车行业需要多种塑料件36万吨,而目前的生产能力仅为20多万吨,因此发展空间十分广阔。家用电器,如彩电、冰箱、洗衣机、空调等,在国内的市场很大。目前,我国的彩电的年产量已超过4000万台,电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了1500万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。其他发展较快的行业,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进作用。据分析,未来我国模具的10大发展趋势是:1.模具日趋大型化。2.模具的精度将越来越高。10年前精密模具的精度一般为5微米,现已到达2-3微米,1微米精度的模具也将上市。3.多功能复合模具将深入发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外,还肩负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务,对钢材的性能规定越来越高。4.热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高。5.伴随塑料成型工艺的不停改善与发展,气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展。6.原则件的应用将日益广泛。模具原则化及模具原则件的应用将极大地影响模具制造周期,还能提高模具的质量和减少模具制导致本。7.迅速经济模具的前景十分广阔。8.伴随车辆和电机等产品向轻量化发展,压铸模的比例将不停提高。同步对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的规定。9.以塑代钢、以塑代木的进程深入加紧,塑料模具的比例将不停增大。由于机械零件的复杂程度和精度的不停提高,对塑料模具的规定也越来越高。10.模具技术含量将不停提高。1.2课题分析名称：铰链衬套材料：POM未注公差按一般精度等级选用机床：自行选定型腔数：一模6件搜集并分析必要的设计原始资料与数据根据零件所给的尺寸和精度规定查表3.10和表3.09对零件进行标注，其标注与下图所示：第二章塑料的工艺性2.1塑件材料的特性2.1.1POM材料分析聚甲醛(POM)聚甲醛学名聚氧化聚甲醛（简称POM）又称赛钢、特钢。它是以甲醛等为原料聚合所得。POM-H（聚甲醛均聚物），POM-K（聚甲醛共聚物）是高密度、高结晶度的热塑性工程塑料。具有良好的物理、机械和化学性能，尤其是有优秀的耐摩擦性能。聚甲醛是一种没有无侧链，高密度，高结晶性的线性聚合物，具有优秀的综合性能。聚甲醛是一种表面光滑，有光泽的硬而致密的材料，淡黄或白色，可在-40-100°C温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越，又有良好的耐油，耐过氧化物性能。很不耐酸，不耐强碱和不耐紫外线的辐射。2.1.2塑料成型工艺性能分析物理性质聚甲醛的拉伸强度达70MPa，吸水性小，尺寸稳定，有光泽，这些性能都比尼龙好，聚甲醛为高度结晶的树脂，在热塑性树脂中是最坚韧的。具抗热强度，弯曲强度，耐疲劳性强度均高，耐磨性和电性能优良。聚甲醛的性能:性能数值比重1.43熔点175°C伸强度（屈服）70MPa伸长率（屈服）15%（断裂）15%冲击强度（无缺口）108KJ/m2（带缺口）7.6KJ/m2应用范围POM属结晶性塑料，熔点明显，一旦到达熔点，熔体粘度迅速下降。当温度超过一定程度或熔体受热时间过长，会引起分解。POM具有很好的综合性能，在热塑性塑料中是最坚硬的，是塑料材料中力学性能最靠近金属的品种之一，其抗张强度、弯曲强度、耐疲劳强度，耐磨性和电性都十分优良，可在-40度--100度之间长期使用。化学性质按分子链构造不一样，聚甲醛可分为均聚甲醛和共聚甲醛，前者密度、结晶度、熔点都高，不过热稳定性差，加工温度窄（10度），对酸堿的稳定性略低；后者密度、结晶度、熔点较低，但热稳定性好，不易分解，加工温度宽（50度）局限性之处在于：由受强酸腐蚀，耐侯差，粘合性差，热分解与软化温度靠近，限氧指数小。它们广泛用于汽车工业，电子电器，机械设备等。还可以做水龙头、框窗、洗漱盆。POM物性表：密度g/cm31.39吸水率％0.2持续使用温度℃—50--110屈服抗拉强度MPa63屈服拉应变％10极限抗拉强度MPa极限拉应变％31抗冲击韧度Kj/㎡缺口冲击韧度Kj/㎡6洛氏硬度MPa135邵氏硬度MPa85抗弯强度MPa弹性模量MPa2600软化温度℃150热变形温度HDT℃155热线膨胀系数1.1热导率W/(m×K)031摩擦系数0.35POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，尤其适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性，因此还用于管道器件（管道阀门、泵壳体），草坪设备等。工艺条件干燥处理：假如材料储存在干燥环境中，一般不需要干燥处理。熔化温度：均聚物材料为190~230℃；共聚物材料为190~210℃。模具温度：80~105℃。为了减小成型后收缩率可选用高某些的模具温度。注射压力：700~1200bar注射速度：中等或偏高的注射速度。流道和浇口：可以使用任何类型的浇口。假如使用隧道形浇口，则最佳使用较短的类型。对于均聚物材料提议使用热注嘴流道。对于共聚物材料既可使用内部的热流道也可使用外部热流道。POM聚甲醛的化学和物理特性:POM是一种坚韧有弹性的材料，虽然在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度，但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料，都是结晶性材料并且不易吸取水分。POM的高结晶程度导致它有相称高的收缩率，可高到达2%~3.5%。对于多种不一样的增强型材料有不一样的收缩率。2.2.1分析塑件的成型工艺性按塑件的尺寸MT精度规定,未标注公差为自由，按POM材料模塑件公等级（GB/T14486-1993）选用一般精度规定MT3。壁厚要均匀，容许的最小厚和最大厚的最大比为3∶1;壁厚要适中，且不能太薄，最小壁厚查表3.14得0.8mm。根据塑件图可知，塑件的壁厚为1mm,满足最小壁厚的规定。结论：由分析可确定为注射成型的模具。第三章注射机与模具各参数的校核3.1注射机的类型及选用塑料注射机按用途分可以分为热塑性塑料通用注射机和专用注射机（热固性塑料注射机、注射吹塑机、发泡注射机、排气注射机等）；按外形可以分为卧式注射机、立式注射机和直角注射机；按塑料在料筒内的塑化方式可以分为柱塞式注射机和螺旋式注射机。目前，在生产中应用最为广泛的是卧式螺杆式热塑性塑料通用注射机。由于本产品属于中型大小的工件，因此采用卧式螺杆式热塑性塑料通用注射机3.1.1成型参数确实定查《中国模具设计大典》、《塑料成型工艺与模具设计》得ABS塑料的有关注塑成型参数：密度：1.01～1.05g/mm³收缩率：0.005～0.008预热温度：80℃～90℃，预热时间2～3h料筒温度：前段200℃～210℃,中段210℃～230℃，后段200℃～220℃喷嘴温度：180℃～190℃模具温度：50℃～70℃注射压力：60～100MPa注射时间：注射时间3～5s，保压时间10～30s，冷却时间15～30s.成型周期：40～70S3.1.2设备选择根据塑化塑化温度，额定注射量，注射压力，锁模力规定，参照《塑料成型工艺设计与模具设计》P105表4.2常用国产注塑机的规格和性能。初步选择采用注射机型号：XS—ZY—125,其有关的参数为：额定注射量125cm³注射压力120MPa锁模力900KN最大注射面积320cm2最大开合模行程300mm最大模具厚度300mm最小模具厚度200mm喷嘴圆弧半径12mm喷嘴孔直径4mm动定模板尺寸190×300mm拉杆间距235mm3.2工艺参数确实定3.2.1塑件的体积和重量的计算运用PRO/E进行体积的计算根据产品图纸，将塑料件按1:1的尺寸比例在PROE里完毕三维构图。运用PROE分析指令对塑件进行体积的计算，塑件体积V≈2.8，如图2所示。塑料件质量的计算:根据分析POM材料ρ=1.41g/cm3，m=ρV=2.8x1.41=3.948g。3.2.2最大注塑量的校核最大注塑量是指注射机一次注射塑料的最大容量。设计模具时，应保证成型塑件所需的总注塑量不不小于所选注射机的最大注射量，即：nm+m1≤Kmp式中m—单个塑件的质量,g；n—初步选定的型腔数量；m1—浇注系统所需塑料质量,g；mp—注射机容许的最大注射量，g或cm3K—注射机最大注射量的运用系数，一般取0.8。由前面的计算可得：m=3.948g，n=6，m1=5g即6X3.948+5≤0.8Xmpmp≥35.86g3.2.3锁模力的校核p（nA+A1）≤Fp式中Fp—注射机的额定锁模力，N；A—单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2A1—浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2p—塑料熔体对型腔的成型压力，其大小一般是注射压力的80﹪，运用UG进行注塑件投影面积分析（一模四腔一起分析），A投影面积为：568.65mm2根据资料《塑料模具设计指导》P7常用塑料注射成型时型腔平均压力表2-2中，ABS属于中等黏度塑件及有精度规定的塑件，P取p=35MPaFz=35x0.8x[6x3.14x（17x17-12.1x12.1）+6x6x35]=111KN查表4.2得该注射机的锁模力是900KN，因此满足规定。第四章模具构造设计4.1注射模的选用注射模的分类措施诸多，按加工塑料的品种可分为热塑性塑料注射模和热固性塑料注射模；按注射机类型可分为卧式、立式和角式注射机用注射模；按型腔数目可分为单型腔注射模和多型腔注射模；一般是按注射模总体构造特性来分，可以分为单分型面注射模、双分型面注射模具、侧向分型抽芯注射模、热流道注射模。由于本产品构造简朴，为一种梯形平整的面，我们可以采用单分型面注射模，主浇道在定模中心位置，分浇道及浇口在分型面上，动模上设有推出机构，用于推出塑件和浇注系统凝料。4.2型腔数确实定型腔数确实定一般得考虑如下几点：①塑料制件的批量和交货周期。假如必须在相称短的时间内制造大批量的产品，则采用多型腔模具可提供独特的优越条件。②质量的控制规定。塑料制件的质量控制规定是指其尺寸、精度、性能及表面粗糙度等，如前所述，每增长一种型腔，由于型腔的制造误差和成型工艺误差等影响，塑件的尺寸精度就减少约4%～8%，因此多型腔模具（n＞4），一般不能生产高精度的塑件，高精度的塑件一般宁可一模一件，保证质量。③成型的塑料品种与塑件的形状及尺寸。塑件的材料、形状尺寸与浇口的位置和形式有关，同步也对分型面和脱模的位置有影响，因此确定型腔数目时应考虑这方面的原因。④所选用的注射机的技术规格。根据注射机的额定注射量及额定锁模力算出型腔数目。综上所说，该制件应当使用多型腔模具(采用一模6件的模具构造)，以保证制件统一。4.3成型零件设计4.3.1成型零件构造设计确定模具构造方案件成型位置及分型面的选择分型面是决定模具构造形式的一种重要原因，它与模具整体构造、浇注系统的设计、塑件的脱出和模具的制造工艺等有关，因此应根据分型面选择的原则和塑件的外形合理的选择分型面。该塑件为回转类零件，表面质量无特殊规定，总高为15mm,截面形状简朴、规范，其分型面的形式如下图所示:⑵型腔数目的最终确定及型腔的排列根据设计规定最终确定型腔的排列分布图如下图所示：4.3.2成型零件工作尺寸的计算型芯、型腔的设计为了以便加工，选择组合式的型腔，详细的构造图如下图所示：根据塑件的精度规定为一般精度，取x值为0.5，查附表B得聚甲醛的最大收缩率和最小收缩率分别为3.0%和1.2%，即其平均收缩率为2.1%。4.3.3模具型腔侧壁和底板厚度的设计塑料模型腔壁厚及底板厚度的计算措施是模具设计中常常碰到的重要问题，尤其对大型模具更为突出。目前常用计算措施有按强度和按刚度条件计算两大类，但实际的塑料模却规定既不容许因强度局限性而发生明显变形甚至破坏，也不容许因刚度局限性而发生过大变形。因此规定对强度及刚度加以合理考虑。在塑料注射模注射过程中，型腔所承受的力是十分复杂的。型腔所受的力有塑料熔体的压力、合模时的压力、开模时的拉力等，其中最重要的是塑料熔体的压力。在塑料熔体的压力作用下，型腔将产生内应力及变形。假如型腔壁厚和底板厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。与此同步，刚度局限性则发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度，也也许导致脱模困难等。可见模具对强度和刚度均有规定。对大尺寸型腔，刚度局限性是重要矛盾，应按刚度条件计算；对小尺寸型腔，强度不够则是重要矛盾，应按强度条件计算。强度计算的条件是满足多种受力状态下的许用应力。刚度计算的条件则由于模具的特殊性可以从如下几种方面加以考虑：1）要防止溢料。2）应保证塑件精度。3）要有助于脱模。由于本产品的型腔是整体式型腔，根据计算其型腔侧壁尺寸为50mm、65mm，底板厚度为30.5mm，刚度和强度规定都应能保证。4.4浇注系统设计注射模的浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴进入模具开始到型腔为止，所流经的通道。它的作用是将熔体平稳地引入模具型腔，并在填充和固化定型过程中，将型腔内气体顺利排出，且将压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密，外形清晰，表面光洁和尺寸稳定的塑件。因此，浇注系统设计的对的与否直接关系到注射成型的效率和塑件质量。浇注系统可分为一般浇注系统和热流道浇注系统两大类。由于本产品采用的是一般浇注系统，这里我重要简介一下一般浇注系统，热流道浇注系统将不再简介。4.4.1一般浇注系统设计浇口套的设计由于初选注射机的型号为XS-ZY-125，查表4.2得喷嘴圆弧半径为12mm，喷嘴孔直径为4mm。主流道一般设计在浇口套中，为了以便注射，主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大1～2mm，防止主流道口部积存凝料而影响脱模，一般将主流道小端直径设计的比喷嘴孔直径大0.5～1mm。其设计尺寸如下图所示：主流道的设计由于在前面的设计中将主流道设计在浇口套中，即其图和尺寸如上图所示：分流道的设计该塑件的形状不是很复杂，熔料填入型腔也比较轻易，根据型腔的布局图可知分流道的长度不是很长，为了便于加工选择其截面形状为半圆形的分流道，由于聚甲醛的流动性好，取其截面的半径为3mm,截面形状如下图所示：。4.4.2浇口设计根据塑件的材料为聚甲醛（POM），以及塑件的形状和型腔数，查表5.2的该塑件可选的浇口形式有点浇口和伏浇口两种形式，下图分别为两种浇口的设计形式：侧浇口潜伏式浇口比较：由于潜伏浇口在制造是不易制造，浇口与型腔相连时有一定的角度，形成了能切断的刃口，这一刃口在脱模或分型时形成的剪切力可将浇口自动切断，不过对于较强韧的塑料则不适宜采用，但其得到的塑件的表面质量很好。而侧浇口的截面小，其减少了浇注系统塑料的消耗量，同步清除浇口轻易，且不留明显的痕迹，适合于表面质量规定不是很高的塑件，该塑件的型腔不是很深，排气也很好。故选择浇口的形式为侧浇口浇注系统设计原则1.理解塑料的工艺特性2.排气量好3.防止型芯和塑件变形4.减少熔体流程即塑料耗量5.修整以便，并保证塑件的外观质量6.规定热量及压力损失小4.5推出机构计算推出力计算：Ft=Ap(μcosα+sinα)μ——塑件对钢的摩擦原因，一般为0.1~~0.3；A——塑件包容型芯的面积；P——塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般状况下，模外冷却的塑件p取（2.4~3.9）×10Pa；模内冷却的塑件p取（0.8~1.2）×10Pa.由式子可以看出；脱模力的大小由塑件包容型芯的面积增长而增大，随脱模斜度的增长而减小。当然，影响脱模的原因还诸多，因此只是个估算值。确定推出方式及推杆位置：根据制品构造特点，确定制品的推出方式为推板推出，保证塑件不顶出而变形损坏及影响外观。4.6构造零件设计4.6.1合模导向装置的设计合模导向装置是保证动模与定模合模时对的定位和导向的装置。合模导向装置重要有导柱导向和锥面定位。导柱导向装置的重要零件是导柱和导套。有的不用导套而在模板上镗孔替代导套，该孔通称导向孔。本产品模具的合模导向装置采用的是导柱导套，而导套是用导向孔替代的合模装置。4.6.2支撑零件设计塑料模的支撑零件包括动模座板、定模座板、定模板、支撑板、垫板等。塑料模的支撑零件起装配、定位和安装作用。1.动模座板和定模座板动模座板和定模座板是动模和定模的基座，也是固定式塑料模与成型设备连接的模板。因此，座板的轮廓尺寸和固定孔必须与成型设备上模具的安装板相适应。座板还必须具有足够的强度和刚度。注射模的动模座板和定模座板尺寸可参照原则模板选用。2.动模板和定模板动模板和定模板的作用是固定凸模或型芯、凹模、导柱、导套等零件，因此又称固定板。由于模具的类型及构造的不一样，固定板的工作条件也有所不一样。对于移动式压缩模，开模力作用在固定板上，因而固定板应有足够的强度和刚度。为了保证凹模、型芯等零件固定稳固，固定板应有足够的厚度。3.支撑板支撑板是垫在固定板背面的模板。它的作用是防止型芯或凸模、凹模、导柱、导套等零件脱出，增强这些零件的稳固性并承受型芯和凹模等传递而来的压力。支撑板应具有足够的强度和刚度，以承受成型压力而不过量变形，它的强度和刚度计算措施与型腔底板的相似。支撑板的尺寸也可参照原则模板选用。4.7冷却系统设计冷却系统设计原则：1）冷却水孔应尽量多、孔径尽量大。2）冷却水道至型腔表面的距离应尽量相等。3）浇口处加强冷却。4）减少入水与出水的温差。5）冷却水道要防止靠近熔接痕部位，以免熔接不牢，影响塑件的强度。6）冷却水道的大小要