机床齿轮的设计及计算及机械毕业设计-普通茶杯杯盖注射模设计-带抽芯注塑

设计铣床中的一对圆柱齿轮传动，已知，寿命，小齿轮相对其轴的支承为不对称布置，并画出大齿轮的机构图。[解](1)选择齿轮类型、精度等级、材料①选用直齿圆柱齿轮传动。②铣床为一般机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。③材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。（2）按齿面接触强度设计1）确定公式中的各计算值①试选载荷系数1.6②由图10-30选取区域系数ZH=2.75③由图10-26查得εα1=0.765εα2=0.815εα=εα1+εα2=1.58④由图10-19取接触疲劳寿命系数计算接触疲劳许用应力取失效概率为，安全系数⑤许用接触应力[σH]=577.25MPa⑥计算小齿轮传递的力矩⑦小齿轮作不对称布置，查表10-7，选取⑧由表10-6查得材料的弹性影响系数⑨由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。⑩齿数比计算应力循环次数2）计算①计算小齿轮分度圆直径，代入中较小值≥=49.48mm②计算圆周速度③计算齿宽④计算齿宽与齿高之比计算纵向重合度εβεβ=0.318Φdz1tanβ=0.318×1×26×tan20○=3.009⑤计算载荷系数K根据，7级精度，查图10-8得动载荷系数由表10-4查得KHβ的值与直齿轮的相同，由表10-13查得由表10-3查得故载荷系数⑥按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径mm⑦计算模数3)按齿根弯曲强度设计取①计算载荷系数②根据纵向重合度εβ=3.099,从图10-28查得螺旋角影响系数Yβ=0.835③计算当量齿数ZV1=ZV2=④查取齿形系数由表10-5查得YFa1=2.6YFa2=2.30⑤查取应力校正系数.由表10-5查得Ysa1=1.59Ysa2=1.71⑥由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。⑦由图10-18取弯曲疲劳寿命。⑧计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数⑨计算载荷系数⑩根据大、小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大.设计计算mn≥对比计算结果,有齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,取mn=2.4mm,已可以满足弯曲强度.但为了同时满足接触疲劳强度,需要接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=55.01mm来计算应有的齿数.于是由Z1=取Z1=21,则Z2=uZ1=43几何尺寸的计算①计算中心距a=mm将中心距圆整为82mm.②按圆整后的中心距修正螺旋角β=arccos=arccos因为β值改变的不多,故参数εα、Κβ、ΖΗ等不必修正.③计算大、小齿轮的分度圆直径④计算齿轮宽度b=B1=55mm,B2=60mm10-6设计铣床中的一对圆柱齿轮传动，已知，寿命，小齿轮相对其轴的支承为不对称布置，并画出大齿轮的机构图。[解](1)选择齿轮类型、精度等级、材料①选用直齿圆柱齿轮传动。②铣床为一般机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。③材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。（2）按齿面接触强度设计1）确定公式中的各计算值①试选载荷系数1.6②由图10-30选取区域系数ZH=2.75③由图10-26查得εα1=0.765εα2=0.815εα=εα1+εα2=1.58④由图10-19取接触疲劳寿命系数计算接触疲劳许用应力取失效概率为，安全系数⑤许用接触应力[σH]=577.25MPa⑥计算小齿轮传递的力矩⑦小齿轮作不对称布置，查表10-7，选取⑧由表10-6查得材料的弹性影响系数⑨由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。⑩齿数比计算应力循环次数2）计算①计算小齿轮分度圆直径，代入中较小值≥=49.48mm②计算圆周速度③计算齿宽④计算齿宽与齿高之比计算纵向重合度εβεβ=0.318Φdz1tanβ=0.318×1×26×tan20○=3.009⑤计算载荷系数K根据，7级精度，查图10-8得动载荷系数由表10-4查得KHβ的值与直齿轮的相同，由表10-13查得由表10-3查得故载荷系数⑥按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径mm⑦计算模数3)按齿根弯曲强度设计取①计算载荷系数②根据纵向重合度εβ=3.099,从图10-28查得螺旋角影响系数Yβ=0.835③计算当量齿数ZV1=ZV2=④查取齿形系数由表10-5查得YFa1=2.6YFa2=2.30⑤查取应力校正系数.由表10-5查得Ysa1=1.59Ysa2=1.71⑥由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。⑦由图10-18取弯曲疲劳寿命。⑧计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数⑨计算载荷系数⑩根据大、小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大.设计计算mn≥对比计算结果,有齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,取mn=2.4mm,已可以满足弯曲强度.但为了同时满足接触疲劳强度,需要接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=55.01mm来计算应有的齿数.于是由Z1=取Z1=21,则Z2=uZ1=434)几何尺寸的计算①计算中心距a=mm将中心距圆整为82mm.②按圆整后的中心距修正螺旋角β=arccos=arccos因为β值改变的不多,故参数εα、Κβ、ΖΗ等不必修正.③计算大、小齿轮的分度圆直径④计算齿轮宽度b=B1=55mm,B2=60mm目录 摘要…………………………3关键词………………………31前言………………………42制品的分析………………42.1制品的简介………………………42.1.1对制品的分析主要包括以下几点………42.2制品的工艺学及结构分析………42.2.1结构分析…………………42.2.2成型工艺分析……………52.2.3材料的性能分析…………52.3注射成形过程……………………52.3.1PE的注射工艺参数………52.3.2PE的使用性能……………63拟定模具的结构形式……………………63.1确定型腔数量及排列方式………63.2模具结构形式的确定……………73.2.1多型腔单分型面模具……………………73.2.2多型腔多分型面模具……………………73.3注塑机型号的确定………………73.3.1有关制品的计算…………73.3.2注射机型号的确定………73.3.3注射机及各个参数的校核………………83.4分型面位置确定…………………93.4.1分型面的选择……………93.5浇注系统的设计…………………93.5.1浇注系统设计原则………93.5.2主流道的设计……………103.5.3冷料穴的设计……………123.5.4分流道的设计……………133.5.5浇口的设计…………………153.6脱模推出机构的确定……………163.6.1脱模推出机构的设计原则………………163.6.2制品推出的基本方式……………………163.6.3带螺纹塑件的脱模机构…………………173.6.4脱模斜度的确定…………173.7侧向分型与抽芯机构的设计……………………173.7.1侧向抽芯机构的分类及特点……………173.7.2脱模阻力的计算…………173.7.3抽拔距的计算……………183.7.4斜导柱侧抽芯机构………183.8排气系统的设计…………………193.8.1模具的排气引气方式……………………193.9温度调节系统设计………………193.9.1冷却系统…………………193.10模架的确定和标准件的选用…………………203.10.1定模座板………………203.10.2定模板…………………203.10.3瓣合模…………………203.10.4型心固定板……………203.10.5支承板…………………203.10.6垫块……………………213.10.7动模座板………………213.10.8推件板…………………213.10.9推板……………………213.11成形零件的结构设计和计算…………………213.11.1定模的设计……………213.11.2型心的设计……………224总结……………………24参考文献……………………25致谢…………………………26普通茶杯杯盖注射模设计作者:任力立指导老师:陈力航讲师(湖南农业大学东方科技学院，长沙410128)摘要:模具工业是国民经济的基础工业，而塑料模具又是整个模具行业的霸主。我国的塑料成型模具设计，制作技术比较晚，整体水平还比较低。该设计通过对多种相似塑件的模具结构参考，设计的是聚乙烯塑件采用的是一模两腔注射。该产品采用点浇口注射，和整体式型腔设置。型腔是由两瓣合模构成，利用斜导柱侧向分型，塑件的螺纹采用强制脱模。关键词：杯盖；注射模；侧向分型；设计；DesignofInjectionmouldfornormalCuplidStudent：RenLiliAuthor:ChenLihang:(OrientalScience＆TechnologyCollegeofHunanAgriculturalUniversity,Changsha410128)Abstract:Themoldindustryisthenationaleconomicalfoundation,andtheplasticmoldalsoistheoverlordintheentiremoldindustry.Itisquitelatewhichthedevelopmentofmanufacturetechnology,theoveralllevelislowinourcountry.Byresearchingmanykindsofsimilarlymodels,Idesignedapolyethylenemodel,whichcaninjecttwocavitiesinonetime.Theproductsarepinpointgatedontheside,andadoptintegralcavityarrangement.Thecavityisformedbytwopetalmoldmodules,andsidecore-pullingisthroughanglepin.thethreadisthroughforcedejection.Keywords:cuplid;injectionmold;petalmoldmodule；sidecore-pulling；design;1前言塑料是当今极具活力的一门产业。塑料是现代主要的工业结构材料之一，广泛应用于汽车、宇航、电子通信、仪器仪表、文体用品、化工、纺织、医药卫生、建筑五金等各个领域。至2004年，我国塑料制件的年产量已突破2500万吨。展望21世纪，高分子合成材料将进入质的飞跃发展时期。我国塑料模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比存在很大的差距。但在国家产业政策和与之相配套的一系列国家经济政策的支持和改革开放方针引导下，我国注塑模得到迅速发展，高效率、自动化、大型、微型、精密、无流道、气体辅助、高寿命模具在整个模具产量中所占的比例越来越大。总体上来看注塑模具发展趋势，注塑成型模具正加深理论研究，加速推进标准化进程，扩大研究各种特殊结构注塑模具，全面推广CAD/CAE/CAM，进一步加强快速原型制造技术。2制品的分析2.1制品的简介制品的分析是对所要成型的产品有个初步的了解，在接受设计任务书以后就要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件，产品的功用及工作条件有个整体概念，以便在设计模具时优选各种方式来成型塑件。2.1.1对制品的分析主要包括以下几点1、产品尺寸精度及其图纸尺寸的正确性；2、脱模斜度是否合理；3、塑件厚度及其均匀性；4、塑件种类及其收缩率；5、塑件表面颜色及表面质量要求。2.1.2塑件要求1、塑料名称：聚乙烯(PE)；2、色调：淡绿色不透明；3、生产纲领：大批大量。2.2制品的工艺性及结构分析2.2.1结构分析该制品为一茶杯盖,表面有一阶梯,小阶梯的外圆面有突起,这就增大了成型的难度,两外圆面分别在两个型腔成型,必须保证同轴度,所以在模具设计和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工艺，以保证传动精度。内部有不规则螺纹，也给脱模带来困难。见图1。2.2.2成型工艺分析1、精度等级：采用一般精度6级2、脱模斜度：因本设计中采用的是瓣合模，所以不需要考虑脱模斜度，也就是说脱模斜度为零度。2.2.3材料的性能分析聚乙烯（PE）是由乙烯聚合而成的，聚乙烯的原料来源充足，而且聚乙烯具有优良的电绝缘性能，耐化学腐蚀性能，耐低温性能和良好的加工流动性，因此PE及其制品生产非常迅速.2.3注射成形过程由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。2.3.1PE的注射工艺参数图1塑件零件图Figure1PlasticParts注射机：注塞式喷嘴形式：直通式喷嘴温度:230~240料筒温度（）：前段250~280中段后段240~260模具温度（）：80~100注射压力（）：80~130保压力（）：40~50成形时间（s）：注射0~5保压时间（s）：20~50冷却时间（s）：20~50成形周期（s）：50~1402.3.2PE的使用性能耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,辐照改性.可用玻璃纤维增强其熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有突出的电气性能和良好的耐辐射性.高压聚乙烯柔软性,伸长率,冲击强度和透明性较好,超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨,用冷压烧结成型.2.3.3PE的主要性能指标表1PE的主要性能指标Table1PEkeyperformanceindicators密度g/cm³0.95弹性模量MPa0.84~0.95×10³比容cm³/g1.03~1.06弯曲强度MPa208~400吸水率%（24h）小于0.01抗拉屈服强度MPa220~390收缩率%1.5~3.0熔点°C105~1373拟订模具的结构形式模具的结构形式，是指设计过程中的注射机的确定，浇注系统的形式和浇口位置的选择，成型零件的设计，脱模推出机构的设计，侧向分型与抽芯机构的设计，合模导向机构的设计，温度调节系统的设计及各个零件的设计和装配图设计。3.1确定型腔数量及排列方式当塑料制件的设计已经完成，并选定所用塑料后，就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。与多型腔模相比，单型腔模具有以下优点：1、塑料制件的形状与尺寸精度始终一致；2、工艺参数易于控制；3、模具结构简单、紧凑，设计制造、维修大为简化。一般来说，精度要求高的小型制品和中大型制品优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型制品（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。由以上分析初步定为一模两腔,。3.2模具结构形式的确定3.2.1多型腔单分型面模具制品外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采用此结构。3.2.2多型腔多分型面模具制品外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采图2型腔分布示意图用此结构。该制品外观质量要求figure2Distributionmapofthecavity较高，分析该制品样品采用的浇口位置、分型面位置、推出机构的痕迹，可知浇口为一般侧浇口，并可初步拟定采用两型腔双分型面的模具结构形式，其中双分型面为：水平、垂直分型面。3.3注塑机型号的确定注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。3.3.1有关制品的计算根据零件图提供的样品，便可以根据样品测绘得出制品体积，同时也可以借助计算机辅助软件(如：Pro/E软件等)建立制品模型（对于没有提供样品的设计，也可以由所提供的制品图样建立模型），这样既便于较精确的计算制品的各个参数，又更为直观、形象。因条件所限,本设计是由测绘所的体积：1）制品的体积为：V1=36.99（cm³） 质量为：m=0.95g/cm³36.99cm³=35.15g2）初步估计浇注系统的体积约为塑件的0.7倍：V2=36.990.7=24.605（cm³）本设计中取V2=25（cm³）3）该模具一次注射共需塑料的体积约为：V0=2V1+V2=98.98（cm³）3.3.2注射机型号的确定根据以上的计算初步选定型号为XS—ZY—125的注射机，其主要技术参数如下表：表2XS—ZY—125注射机主要技术参数Table2XS-ZY-125injectionmachinemaintechnicalparameters额定注射量（cm³）125螺杆(柱塞)直径（mm）42注射压力（MPa）150注射行程（mm）115注射时间(s)1.6锁模力（kN）900最大成型面积（cm²）320最大开合模行程（mm）300模具最大厚度（mm）300模具最小厚度（mm）200合模方式液压—机械喷嘴球头半径（mm）SR12顶杆中心距（mm）230喷嘴孔径（mm）43.3.3注射机及各个参数的校核1、注射压力的校核：该注射机的注射压力为150MPa，PE的注射压力为80～130MPa，所以能够满足要求。2、由注射机料筒塑化速率校核型腔数量n：（1）上式右边=3.652（符和要求）式中K——注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8M——注射机的额定塑化量（g/h或cm³/h）T——成形周期M2——浇注系统所需塑料质量和体积（g或cm³）M1——单个制品的质量和体积（g或cm³）3、按注射机的最大注射量校核型腔数量n：（2）=22.0637.32（符合要求）式中Mn——注射机允许的最大注射量（g或cm³）4、按注射机的锁模（合模）力的校核：注射模从分型胀开的力（锁模力）应小于注射机的额定锁模力，既FP（nA1+A2）式子的右面为429932.8（符合要求）式中F——注射机的额定锁模力（N）A1——单个制品在模具分型面上的投影面积（mm²）A2——浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm²）p——塑料熔体在模腔内的平均压力（MPa），通常模腔内的压力为20~40Mpa；成型一般制品为24~34Mpa；精密制品为39~44Mpa。本设计中取模腔内的平均压力为40Mpan——型腔个数5、开模行程的校核：SmaxS=H1+H2+5～10上式右边S=32+34+46+5=117mm而注射机的最大开模行程是300mm，所以（符合要求）式中Smax——注射机最大开模行程（mm）H1——推出距离（脱模距离）（mm）H2——包括浇注系统在内的制品高度（mm）3.4分型面位置确定模具上用以取出制品和（或）浇注系统凝料的，可分离的接触表面称之为分型面。3.4.1分型面的选择从所提供样品采用的分型面可知：第一分型面与开模方向垂直；进行模具设计时，在考虑设计要求的基础上，可得出：第二分型面与制品推出方向平行。3.5浇注系统的设计 该模具采用普通流道浇注系统，其包括：主流道、分流道、冷料穴、浇口。3.5.1浇注系统设计原则1、浇注系统与塑件一起在分型面上,应有压降,流量和温度的分布的均衡布置；2、结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置；3、尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间；4、浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，有利于排气和补缩，且应设在塑件较厚的部位，以使熔料从后断面移入薄断面，以利于补料；5、避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生；3.5.2主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。1、主流道尺寸1）主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+0.5～1=4+0.5～1取d=5（mm）这样便于喷嘴和主流道能同轴对准,也能使的主流道凝料能顺利脱出2）主流道球面半径主流道入口的凹坑球面半径R,应该大于注射机喷嘴球头半径的2～3mm.反之,两者不能很好的贴合,会让塑件熔体反喷,出现溢边致使脱模困难.SR=注射机喷嘴球头半径+2～3取SR=12+2=14（mm）3）主流道长度L一般按模板厚度确定，但为了减小充模时压力降和减少物料损耗，以短为好，小模具控制在50之内在出现过长流道时，可以将主流道衬套挖出深凹坑，让喷嘴伸入模具。本设计中结合该模具的结构取L=35（mm）4）主流道大端直径D=d+2Ltgα（半锥角α为1°～2°，取α=2°）≈8取D=8（mm）2、主流道衬套的形式及尺寸主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和图3浇口套Figure3setsthegate热处理，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处理硬度为53～57HRC。由于该模具主流道较长设计成分体式较宜。3、定位圈的结构尺寸定位圈是对浇口套的固定和对注射方向的导正图4定位圈Figure4Positioningring4、主流道衬套的固定图5主流道衬套的固定Figure5Fixedspruebushing3.5.3冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约10～25mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成形性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴（冷料井）。冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头及熔体流动的前锋冷料，以防止冷料进入型腔而影响制件质量。1、主流道冷料穴主流道冷料穴常设在主流道的末端，开模时应将主流道中的冷凝料拉出,所以冷料穴直径宜稍大于主流道大端直径.由于该模具具有垂直分型面即侧向分型，冷料穴分别开在左右瓣合模上，开模时，将主流道中的凝料拉出来；侧向分型时，冷料穴中的凝料会制动脱落。其中D为主流道大端直径,该模具取d=D=8(mm),图6主流道冷料穴Figure6majorcoldslug其中2为主流道的冷料穴，这样设计的好处是不紧能容纳熔料的冷峰，同时还可以配合拉料杆巧妙的拉出凝料，见图6。2、分流道冷料穴当分流道较长时，可将分流道的端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，以储存前锋冷料，其长度为分流道直径的1.5～2倍。该模具的分流道冷料穴与流道的截面形状相同，直径逐渐缩小的半圆形，见图7。图7分流道冷料穴Figure7shuntcoldslug3.5.4分流道的设计在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的动通道，其作用是通过流道截面及方向变化，使熔料能平稳地转换流向注入型腔。分流道最理想的设计就是把流动树脂在流道中的压降降到最小。在多种常见截面当中，圆形截面的压降是最小的。1、分流道的形状及尺寸为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、U形、半圆形、矩形、六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，希望流道的截面积大、表面积小。因此可以用流道截面积与其周长的比值来表示流道的效率。本设计在保证塑件质量的前提下，从经济和加工的角度分析，最终采用了半圆形截面。因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径，也常用塑料的分流道直径的推荐值，对于壁厚小于3mm，质量在200克以下的塑件，可以用以下的经验公式确定分流道的直径：（3）式中B―分流道直径（mm） m―流经分流道的塑料量（g） L―分流道的长度（mm）根据公式计算得=9.05（mm）（故不在适用范围）计算结果不在给定的推荐值内，在本设计中取12mm表3部分常用塑料常用分流道断面尺寸推荐范围Table3Commonsectionsizeofplasticcommonlyusedintherecommendedrangeshunt塑料名称分流道断面尺寸mm塑料名称分流道断面尺寸mmABS、AS4.8～9.5聚苯乙烯3.5～10聚乙烯1.6～9.5软聚氯乙烯3.5～10尼龙类聚甲醛1.6～9.53.5～10硬聚氯乙烯聚氨酯6.5～166.5～8.0聚丙烯5～10聚苯醚6.5～10丙烯酸塑料8～10聚砜6.5～10分流道长度长度应尽量短，且少弯折，该模具分流道的长度为：140。2、分流道的布置形式分流道在分型面上的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分为平衡式与非平衡式两种。不管有多少种布置形式，总的来说应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式3.5.5浇口的设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部位，它的作用是增加和控制塑料进入型腔的流速并封闭装填在型腔内的塑料，以保证充填实，确保制品质量。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。1、浇口尺寸的确定浇口的截面积一般为分流道截面积的3%～9%，截面的形状多为矩形（宽度与厚度的比为3：1）或圆形；浇口长度约为0.5～2.0mm左右。在设计的时候一般取小值，在以便在试模时修正。浇口最终的具体尺寸根据经验和零件的尺寸和形状的要求确定。2、浇口结构的形式对于该模具，是中小型制品的多型腔模具，同时从塑件的形状等各方面分析知采用的是点浇口。点浇口又称橄榄形浇口或菱形浇口，是种截面尺寸特小的圆形浇口。点浇口一般设在型腔底部，排气畅通，成型良好，塑件无不良痕迹。有利于实现制动化操作，常用于成型如壳盒形等中、小型塑件的一模多腔模具中，也可用于单型腔模具或表面不允许有较大痕迹的塑件，能制动切断浇口凝料，见图8。图8点浇口的结构尺寸Figure8pointgatestructureandsize3、浇口结构尺寸的经验计算根据模具的实际情况，点浇口的直径为1，长度为1。3.5.6浇注系统凝料的脱出机构综合对比各个方式，本设计中的点浇口的拉断利用的是侧凹：是在接近分流道的末端钻一斜孔，开模时保证先从此分型面分开，点浇口被拉断，流道凝料被中心拉料杆拉向型腔板一侧。拉断点浇口凝料的侧凹，见图9。图9侧凹拉断点浇口的系统Figure9Breakpointspull-gateundercutthesystem3.6脱模推出机构的确定注射成形每一循环中，塑料制品必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构，称为脱模机构，也常称为推出机构。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。既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。3.6.1脱模推出机构的设计原则制品推出（顶出）是注射成形过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则：1、结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度，且推出机构应尽量设置在动模一侧；2、保证制品不因推出而变形损坏；3、机构简单动作可靠；4、保证良好的制品外观；5、尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。3.6.2制品推出的基本方式本套模具的设计中，的推出机构形式不算太复杂，全部采用推件板推出。每个塑件采用4根推杆推推板推出，推杆与推板采用螺栓连接。推杆与推杆固定板，通常采用单边0.5mm的间隙，这样可以降低加工要求，又能在多推杆的情况下，不因由于各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象。此推杆与模板上的推杆孔采用H8/f7或H8/f8的间隙配合；推杆与推杆固定板，通常采用单边0.5mm的间隙；工作端配合部分的表面粗糙度为Ra0.8，推杆的材料常用T8、T10碳素工具钢，热处理要求硬度HRC50，3.6.3带螺纹塑件的脱模机构选用强制脱螺纹，这种模具结构简单，通常用于精度不高的塑件。利用塑件的弹性脱螺纹：对于聚乙烯、聚丙烯等具有弹性的塑料，可以采用脱模板将塑件从螺纹型心上强制脱出。3.6.4脱模斜度的确定在注射模一般的设计中，为了使塑件成型后易于从模具型腔内脱模，在垂直分型面的定模与动模型腔和型心工作面上，必须设计出脱模斜度。而本设计因为塑件的形状尺寸特殊，采用的是瓣合模成型，所以在设计的过程中就不需要再考虑脱模斜度的问题。3.7侧向分型与抽芯机构的设计当塑件上具有于开模方向不一致的孔或侧壁有凹凸形状时，除极少数情况可以强制脱模外，一般都需要将成型侧孔或侧凹的零件做成可活动的结构，在塑件脱模前，先将其抽出，然后才能将整个塑件从模具中取出，完成侧向活动型心的抽出和复位的这种机构就叫做抽芯机构。这种模具脱出塑件的运动有两种情况：一是开模时优先完成侧向分型和抽芯，然后推出塑件；二是侧想抽芯分型与塑件的推出同步进行。3.7.1侧向抽芯机构的分类及特点侧向抽芯机构按其动力来源可分手动、机动二大类。1、手动侧抽芯：这种模具结构简单、生产效率低、劳动强度大、抽拔力有一定限制，故只在特殊场合下应用，如试制新产品或小批量生产。2、机动侧抽芯：开模时，依靠注射机的开模动力，通过侧向抽芯机构改变运动方向，将活动零件抽出。机动侧抽芯操作方便、生产效率高、便于实现生产制动化，但模具结构复杂。机动侧抽芯机构形式主要有：斜导柱侧抽芯、斜弯销侧抽芯、斜滑块侧抽芯、齿轮齿条侧抽芯以及弹簧侧抽芯。3.7.2脱模阻力的计算脱模力是指将塑件从型心上脱出时所需克服的阻力。它是设计脱模机构的重要依据之一。脱模阻力的计算式与抽拔力相同，由于影响脱模力的因素很多，例如塑件的壁厚、塑件包容截面形状的大小、塑件的性能、成型的工艺参数等，如要全面考虑这些因素较困难，在生产过程中只要考虑主要因素，因此可按简化公式计算：Q=Ahq（μcosa-sina）（4）=105.600（KN）式中Q—抽拔力（N）侧型心被包紧的截面周长（cm）；h—成型部分深度（cm）；q—单位面积积压力，一般取800~1200（N/mm²）；μ—摩擦系数，取0.1~0.2；a—脱模斜度。因为本设计中采用的是瓣合模，所以脱模斜度是零度。3.7.3抽拔距的计算抽拔距：型心从成形位置抽至不妨碍塑件脱模位置所移动的距离称为抽拔距。当原材料确定时，抽拔力的大小与模具的结构和塑件的形状有密切的关系。一般抽拔距等于成形侧孔或侧凹的深度加上2~3mm。其抽拔距按以下公式计算：（5）取S=18根据计算结果和塑件的形状分析本设计中采用斜导柱侧抽芯机构3.7.4斜导柱侧抽芯机构斜导柱侧抽芯机构是最常用的一种侧抽芯机构，它具有结构简单、制造方便、安全可靠等特点。本设计中采用的是斜导柱在动模，滑块在定模的那种。开模行程及斜导柱的长度的计算1．开模行程的计算开模行程是指从模具中取出塑件所需要的最小开合距离，它必须小于注射机移动模板的最大行程，其计算方式：对双分型面注射模，开模行程为：S≥H=H1+H2+a+（5~10）mm（7）式中，a—中间板与定模的分开距离（mm）。根据以上情况和对塑件的分析得：S≥H=H1+H2+（5~10）mm=32+34+（5~10）mm取开模行程为72mm2．斜导柱长度的计算根据以上的要求，取斜导柱的倾角为22°，故斜导柱用于抽芯的有效长度为L=18/sina约为51.5其中18是瓣合模的厚度综合以后的考虑初步确定其总长为70mm图10斜导柱的设计Figure10thedesignanglepin3.8排气系统的设计3.8.1模具的排气引气方式利用制品推杆的配合间隙，分型面以及瓣合模，3.9温度调节系统设计3.9.1冷却系统一般注射到模具内塑料温度为200ºC左右，而制品固化后从模具型腔中取出时其温度在60ºC以下。热塑性塑料在注射成形后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模，提高塑件的定型质量和生产效率。冷却介质：有冷却水和压缩空气，但用冷却水较多，因为水的热容量大，传热系数大，成本低。用水冷却，即在模具型腔周围或内部开设冷却水道。综上，该模具塑料释放的总热量不大，只在模具型腔周围开设冷却水道即可，均采用简单流道式水道直径为8mm，在两瓣合模上、下各布置一根，左右对称布置。3.10模架的确定和标准件的选用以上内容确定之后，便根据所定内容设计模架。在学校作设计时，模架部分要自行设计；在生产现场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式，规格及标准代号。模板周界尺寸使用括号内的尺寸时，原组合零件的规定尺寸允许增减。模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核所选模架是否适当，尤其时对大型模具，这一点尤为重要。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，可选用标准模架180×L，其中L取250mm，可符合要求。模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。3.10.1定模座板（250250，厚30mm）定模座板就是模具与注射机连接处的板,开模时定模板和定模座板直接分开,构成第一分型面.因导柱是固定在定模部分,定模座板与注射机直接接触,导柱的台阶被压在定模座板里,所以这里只采用H7/m6的过渡配合就能达到要求.主流道衬套与固定孔也采用H7/m6的过渡配合,为不使他们件有较大间隙,而产生溢料现象.3.10.2定模板（180250，厚16mm）按常规这应该是定模固定板,但是鉴与塑件的特殊性,把型腔和定模板直接做成整体式,故叫做定模板,用以成型塑件的外部部分形状.导柱与定模板上的导柱孔采用H7/f6的间隙配和,才能保证导柱自由的来回滑动导正;同时为了顺利产生第二次分型,设置了限位螺钉以控制定模的开模行程,上面还开设了分流道和浇口.3.10.3瓣合模（180250，厚33mm）在本设`计中,瓣合模是用以成型塑件的外部表面的,边上设有导滑槽起着导轨的导向和定位的作用采用H7/f7的配合.配以瓣合模分型的斜导柱,与瓣合模采用的是H7/m6的配合.板合模的材料是相当于是型腔板,故应选用型腔的材料.3.10.4型心固定板（160250，厚20mm）在本设计中，是型心的固定板，也是斜导柱的固定板3.10.5支承板（180250，厚20mm）支承板的作用是防止型腔、型芯、导柱或顶杆等脱出固定板，并承受型腔、型芯或顶杆等的压力，因此它要具有较高的平行度和硬度。一般采用Q235。还起到了支承的作用，其要承受成形压力导致的模板弯曲应力。3.10.6垫块（38250，厚54mm）垫块：是用来连接支承板与动模座板的零件。主要作用：在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。结构型式：可以是平行垫块、也可以是拐角垫块（该模具采用平行垫块）。垫块一般用中碳钢制造。垫块的高度计算：h垫块=h1+h2+h3+Δ（8）=28+8+10=54mm式中h1—被推出塑件的高度；h2—推杆固定板的厚度；h3—推板的厚度；Δ—顶出行程的富裕量，一般为3～8mm，以免顶出板顶到动模垫板3.10.7动模座板（250250，厚25mm）其所有的尺寸是按标准选取，其注射机顶杆孔为ø40mm；3.10.8推件板（78196，厚5mm）在此模具中不是平常说的完全意义的推板，而是直接和推杆固定的一块薄板,既推件板.3.10.8推板(102250,厚10mm)用以配合注射机来推出塑件.3.11成形零件的结构设计和计算3.11.1定模（凹模）的设计由于该制品是在比较普通的口杯盖上多出两个对称的凸起，用以装挂环，使口杯便于携带。所以采用瓣合模。故需要动、定模部分同时设置型芯。因塑件尺寸不大，出于经济的考虑把凹模做成整体式。见图15。该塑件用与日常生活中，没有需要配合或装配的表面，因此选一般的精度等级6级便可，这样可以降低加工难度，也可以节约成本。1．凹模径向尺寸的计算查表得，塑件的径向尺寸公差是依据公式有，（9）2．凹模深度尺寸的计算塑件的高度，依据公式有，（10）3.12.2型心（凸模）的设计凸模和型芯都是成型塑件内表面的零件。凸模一般是指成型塑件中较大的、主要内腔的零件，因此又称主型芯；型芯一般是指成型塑件中较小的孔、槽的零件。1.型芯结构小型芯成型塑件上的小孔或槽。小型芯单独制造，然后嵌入模板中。对于异型芯，为了方便加工，将型芯设计成两段，连接和固定段制成圆形，并用凸肩和模板进行连接。2.螺纹型芯和螺纹型环的结构设计螺纹型芯和螺纹型环是分别用来成型塑件上内螺纹和外螺纹的活动镶块。另外，螺纹型芯和螺纹型环还可以用来固定带螺纹孔和螺杆的嵌件。=1\*GB3①螺纹型芯的结构螺纹型芯按用途可分为直接成型塑件上螺纹孔和固定螺母嵌件两种。两种型芯在结构上没有原则上的区别，用来成型塑件螺纹孔的螺纹型芯在设计时必须考虑塑件收缩率，表面粗糙度要小，螺纹的开始端、末端要按塑料螺纹的机构要求进行设计。而固定螺母嵌件的螺纹型芯不必考虑塑料收缩率，按普通螺纹制造即可。=2\*