【鞋架接头的工艺分析及注塑模具设计14000字（论文）】

目录成型零部件设计与计算型腔是指当塑料注射模具的动模和定模通过导柱导套导向闭合后的近乎密闭的空间。在型腔中，在塑料注射模具的作用下五花八门、各式各样的塑件成品在这里定型。构成塑料模具型腔的各个构造零部件被称为成型零部件。它们各司其职，参与塑件中各个结构部分的成型工作。当然，大部分成型零部件都会承受由于塑料熔体注入而产生的压力，每一个成型零部件中的成型零件的质量都会影响最终成品的零件的质量。所以，成型零部件的的设计也是模具设计制造中的关键一环。接合本次课题，对这些成型零部件采用C12Mov淬火加回火的处理方式使它们的硬度大于52HRC以此来更好的保证每个构件的质量从而保证成品的质量。成型零件的结构设计本次设计中将分型面选在了多出圆心处使其处在了模具中间位置。这就导致了型芯和型腔形状的极度相似性。本零件上表面部分为型芯，下表面部分为型腔。考虑到组合式成型法会使塑料零件在脱模时留下印记，会极大的影响产品的美观以及质量。因此一般而言，除少数有着特殊要求的结构设计外一般不会采用该成型方法。在某些塑料零件中，产品的外观质量同样也扮演着其自身非常重要的一环，例如塑料时钟；塑料喷水壶；塑料水瓶等。因此，本零件选用整体式型腔和型芯是较为合理的。模具的动模型芯和动模型腔如下图所示。图6.1定模型腔图6.2动模型芯三维图成型尺寸计算现目前模具行业已经是一个较为成熟的行业。但各个厂家或个人在标准的选定方面存在有一些差别。在中国，塑件制品的程度精度尺寸的国标执行标准可以参照GB/T14486-1993。本次设计为表达清晰，减小歧义，将本零件的工作尺寸以及计算过程中的标准单位全部选为平均的制造公差、收缩率、磨损量以及平均尺寸。故得出该ABS成型的收缩率为0.005，模具制造公差应取z=Δ/4。型腔径向尺寸：===型芯径向尺寸计算=型腔深度的尺寸计算====型芯高度的尺寸计算=侧向分型抽芯机构的设计很多时候我们所需要的塑件结构在侧边方向上会有一些孔或者凹槽的存在，此时如果简单的将两块模具分开进行开模，那么将不会生产得到实际想要的制品，侧凹与侧孔结构成型将会失败。因此，我们要设计侧向分型抽芯机构来进行这部分结构的成型。在脱模前，把侧型芯抽出。顺利完成侧孔和侧凹的成型，最后进行脱模。抽芯机构的选择本次设计将分型面位置选在多处圆心处使其处于中间位置，这导致该模具两处中空的结构部分的直接成型成为不可能。为此，使用使用抽芯机械成型的方法在此处是非常有必要的。综合考虑后，决定利用滑块和斜导柱以及定位机构共同组成的成型机构采用抽芯成型的方法来完成中空机械的成型。本次设计需要涉及到两处抽芯机械，由于两处机构相同故使用设计一处便可满足要求。本次抽芯机械设计如下图所示：斜导柱抽芯机构抽芯距的计算抽芯距的计算抽心距：S=S1+(3−5)mm其中,S为抽芯距离，S1为产品抽芯后的安全距离在3−5mm之间S分别为31mm抽心力的计算抽芯力的定义：塑料零件克服侧型芯的包裹力从而脱出的的阻力被陈伟抽芯力。其计算公式为：

F=PA(f∗cosα+sinα) P−−−塑件收缩对型芯单位面积的正压力，通常情况下取8~12Mpa;

A−−−塑件包紧型芯的侧面积，包裹的侧面积为圆柱体，

f−−−磨擦系数，一般取0.1~0.2α−−−脱模斜度，取0度。

F−−−单位为N代数数据计算两处抽芯机构的抽芯力分别为斜导柱设计斜导柱角度：将斜导柱角度在一定范围内适当变大，那么设备的零件尺寸也会随之减小，但是导柱其自身受载将会增大，导致抽芯困难。因此，在设计时需要进行综合考虑，通常我们在15度到25度这个范围内取角度的值比较合适，那么本次课题中两个都为18度。斜导柱直径：参照教材指导，根据斜导柱的数量以及使用的滑块的宽度可以得出经验值。即：抽芯机构为12mm。斜导柱长度：计算斜导柱的长度通常采用以下计算公式=L1+L2+L3+L4+L5=d2/2tg+h/Cos带入数据通过计算得到斜导柱长度为192mm本次设计的斜导柱结构如图所示斜导柱三维模型图滑块的设计滑块的设计较为多样，组合式和整体式滑块在此处都是可以被应用的。本次设计中由于两个鞋架接头在型腔的排布时候距离空间很近，所以将成型两个孔的侧型芯放在一个滑块上，滑块设计成组合式，方便后期侧型芯磨损后的维修和更换，本次设计的组合式滑块如下图所示组合式滑块三维模型图8合模导向机构设计合模导向机构设计导柱导向机构是一种确保注塑模具的定模和动模在合模时其合模动作的方向以及合模位置保持正确的零部件。其主要是通过导柱孔与导柱导柱孔与导柱二者的间隙配合来确保注塑模的对合精度。导柱导向机构的作用导柱导向在整个模具制造中主要起到承力，定位，导向以及固定的作用，将各个作用的具体体现见下表导柱导向机构作用定位在塑料模具动模和定模闭合后确定其合模位置确保推板和动模、定模或上下模之间的位置准确给塑料注射模具作为定位基准确保型腔的形状以及尺寸是精确的导向合模时，接触导向零件，使动模和定模安装其导向进行精确闭合，提高合模的准确率，提升产品的质量固定用于装配以及调整承力承受一部侧向压力导柱导套的选择图10.1导柱导套结构形式图导柱：常用的导柱有两种：有肩导柱或带头导柱。上图中尺寸较长的导柱需要在使用前给其加工出油槽来，在油槽中添加润滑剂可以减小其在使用过程中产生的磨损，更好的发挥导向作用。导套：导套通常有带头导套与直导套两种，带头导柱更易固定轴向，为防止直导套在使用过程中掉落需要在导柱或导套上设计固定导套的结构。导柱导套尺寸大小：相关尺寸相关尺寸对导柱、导套所使用的材料表面进行淬火处理使其硬度淬火后达到50~55HRC。其之间配合尺寸应使用H7/r6的过盈配合并将两零件固定部分的表面精度加工成Ra=0.8μm保障导套不易脱落。导向面的上表面精度导柱导套的排布一般而言，导柱距离模具外缘必须留有一定的余量以此来保证塑料注射模具的强度要求，同时，导柱需要根据各个模具的具体情况以最为合理的方式布局在注射模具的四周。按照模具设计要求，定模和动模的合模方向必须是一致的，因此在此次模具设计中，将导柱按照等直径的对称分布是有利于模具更好的按要求合模的。导柱布置位置见下图导向机构布置9脱模机构设计脱模机构设计塑件制品在制造的过程当中，我们都不可避免地需要将其从装置内部取出，那么要实现这个动作，就需要进行脱模结构的相关设计工作，实际中我们通常还把这部分叫做推出亦或是顶出结构。那么对于顶出结构来说它有着顶出和取出两个主要的动作过程，可以说运动原理简单。这种结构其设计的原则可以见下面几点：1）首先要保证此部分构件能够在运动部分的模具上面，而不是定模。2）还要注意所设计的结构本身运动不会过于复杂。3）在进行顶出工作时，顶出部件不会和其它结构相撞。4）我们还应该保证最基本的塑件外观要求。5）在进行下一次成型前能够使得模具进行准确复原原位。推件力计算Ft＝Ap(μcosα-sinα)+qA1式中，A—鞋架接头包络型芯的面积，采用软件自带系统计算。p—鞋架接头对型芯单位面积上的包紧力，P取0.8×107α—脱模斜度；q—大气压力0.09兆帕μ—鞋架接头对钢的摩擦系数，约为0.1～0.3；A1则，A≈24.38㎝2带入数据得Ft脱模机构设计选择在这部分结构中，一般有推杆，推管，推板等结构，那么它们之间有运动形式相似的，还有动作相似的，但是每一种都不太一样，目的都是将塑件进行推出工作，那么在实际的选用中需要进行具体的分析考虑。结合塑料三通壁薄，有中空结构等特点，直接脱模很难实现，使用推管推出塑件不失为一个好办法。查阅资料并在老师的指导下该处采用推管推出机构进行脱模。使用过程中需将推管配合推管型芯，装配方法与推杆一直。其结构如下图所示推管推出推管的设计我们本课题中使用到推管机构来进行此部分的工作，一般此零件要和推管型芯两者组合起来进行使用，推管型芯在装配方式上面与推杆相似，采用间隙配合，那么具体的推出结构见下图：图8.1推管推出10冷却系统设计冷却系统设计塑件在模具里的成型过程中，其成型的质量以及成型的时间会受到许多方面的影响,其中温度对其质量的影响尤为突出，当模具的温度过高以至于超过了合适的成型温度时，塑件成型的收缩程度会变大，不利于保持塑件的整体尺寸同时塑件脱模后其变形率也会变大，又会容易发生黏模和溢料。而当模具的温度不足时，就会使塑料熔体的热量流失过快，致使原料在流道和型腔中的流动受阻，塑件的表面会出现因为材料不均导致的坑坑洼洼，整体轮廓也会因此模糊，严重影响成品的尺寸以及外观。此外，当模具模具各处温度偏差较大时，作为主要成型部分的型芯和型腔的成型受此影响致使塑件收缩不均，成型程度偏差过大。严重时，塑件甚至会出现翘曲变形，直接导致塑料产品不合格。为了使得塑料制品的收缩平衡，模具的温度就要保持均衡，那么冷却系统的设计就必须有。当我们设置的冷却孔或者管道的直径尺寸越大，数量越多的时候，此时制品的冷却效果自然就会变好；其次，在设置冷却管道的孔时应该保证孔的位置和型腔面上的距离均匀，通常推荐和塑件制品的壁厚差不多相同，那么我们将水管中心距B设置为2.5D~3.5D范围内比较好，管壁距模具边界和制件壁的距离在0.8B到1.5B范围内比较合适一些。最后，我们应该将冷却水管道的设计进行合理布局，水管的接头位置布置也要合理，尽量不和模具的其它零部件发生碰撞，影响塑件的成型质量，影响设备的正常工作。塑料熔体释放的热量计算传热系数的计算如下：将以上结果带入：然后计算冷却水通道的可导热总面积计算模具冷却水管的总长度设冷却水路根数为高温喷嘴向模具的接触传热计算Q=3.6×4169×10=348.89KJ/h式中：A——模具与注塑机喷嘴头接触的面积A=4169×10——金属传热系数=140(W/mt——塑料熔体进入型腔的温度℃tt——模具平均温度℃t=50℃本文将鞋架接头注塑模具的温度控制系统设置在固定模具的腔体内和活动模具的芯部内部，设计环形管路左右对称分布，管路易于加工，对模具的正常运行也不影响。冷水水道结构如图所示。 冷却系统（水冷） 参考文献[1]常芳娥，坚增运.注压成型模具设计.西北工业大学出版社.[2]张维合编著，注塑模具设计实用教程[M],化学工业出版社，2007.9.[3]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京:机械工业出版社，1996,1-3.[4]杨洪旗.模具设计与CAD技术[[J].CAD/CAM计算机辅助设计与制造，2000.[5]黄虹.塑料成型加工与模具.北京:化学工业出版社,2003.[6]黄雁,彭华太.塑料模具设计与制造技术.广州:华南理工大学出版社,2003.[7]李秦蕊.塑料模具设计.西安:西北工业大学出版社,1988.[8]张中元.塑料注射模具设计:入门到精通.北京:航空工业出版社,1999.[9]邹继强.塑料制品及其成型模具设计.北京:清华大学出版社,2005.[10]张孝民.塑料模具技术.北京:机械工业出版社,2003.[11]叶久新，王群主.塑料制品成型及模具设计.长沙:湖南科学技术出版社,2004.[12]模具实用技术丛书编委会.塑料模具设计制造与应用实例.北京:机械工业出版社,2002.[13]颜智伟.塑料模具设计与机构设计.北京:国防工业出版社,2006.[14]模具实用技术丛书编委会.塑料模具设计制造与应用实例.北京:机械工业出版社,2002.[15]付宏生,刘京华.注塑制品与注塑模具设计.北京:化学工业出版社,2003.[16]H.HILL,S.WEBER,S.SIEBERT,S.HUTH,andW.THEISEN.ComprehensiveInvestigationsoftheSupersolidusLiquid-PhaseSinteringofTwoPlasticMoldSteels.TheMinerals,Metals&MaterialsSocietyandASMInternational2010.[17]DongCherngWen.Erosion–co