毕业设计（伦文）-弧形手柄花洒淋浴头注塑模具设计

中文题目弧形手柄花洒外壳注塑模具设计英文题目闽南理工学院本科设计（论文）PAGE2摘要模具作为近代新型工业设备，其作用对于制造业和工业来说，至关重要，且能够起到促进经济快速发展，工业进步的作用。尤其是发达国家，更是将模具产业视为工业基础，把模具产业列入重点项目。我国模具技术起步晚，但发展速度快，属于后起之秀，近些年来取得很好的成就，也一跃成为全球模具制造大国，国内的模具产值不断攀升，跃居全球模具产值最多的国家。模具技术遍及的产业多，覆盖面广泛，特别是电子生产，汽车制造，医疗器械及日用化工等领域，都离不开模具设备的支持，近年来，模具产品更是不断增加，延伸到人们生活方方面面，为工业发展做出贡献，同时更方便人们的生活。本次设计为弧形手柄花洒外壳注塑模具，此类壳体零件为普通塑料件，是用于生活当中，设计结合模具设计与机械制图的知识点。从产品三维建模开始，重点分析了产品的工艺与使用要求，选定ABS材料，通过对模具的结构进行初步拟定，主要完成浇注系统，脱模机构，成型零件设计，对成型的凹模凸模部件进行工作尺寸计算，分析成型锁模力与注射量要求，选取生产需要的注射机，以及对初步选取的注射机进行参数校验，利用CAD制图软件画出模具总装图与非标零件图.关键词：注塑模具；ABS；弧形手柄花洒外壳AbstractMoldasanewtypeofmodernindustrialequipment,itsroleformanufacturingandindustry,isveryimportant,andcanplayaroleinpromotingrapideconomicdevelopment,industrialprogress.Especiallyindevelopedcountries,themoldindustryisregardedastheindustrialfoundation,andthemoldindustryisincludedinthekeyprojects.China'smoldtechnologystartedlate,butthedevelopmentspeedisfast.Itisarisingstar.Inrecentyears,ithasmadegoodachievements,andhasbecomeaglobalmoldmanufacturingpower.Thedomesticmoldoutputvalueisrising,rankingthehighestintheworld.Moldtechnologycoversawiderangeofindustries,especiallyinthefieldsofelectronicproduction,automobilemanufacturing,medicaldevicesanddailychemicalindustry,whichareinseparablefromthesuABSortofmoldequipment.Inrecentyears,moldproductsareincreasing,extendingtoallaspectsofpeople'slives,makingcontributionstoindustrialdevelopmentandmakingpeople'slivesmoreconvenient.Thisdesignforthethermoscupcoverinjectionmold,thiskindofshellpartsforordinaryplasticparts,isusedinlife,designcombinedwithmolddesignandmechanicaldrawingknowledge.Fromthethree-dimensionalmodelingoftheproduct,thepaperanalyzestheprocessandaABSlicationrequirementsoftheproduct,selectsABSmaterials,andthroughthepreliminaryformulationofthemoldstructure,mainlycompletesthedesignofthecastingsystem,demouldingmechanism,themoldingparts,calculatestheworkingdimensionofthemoldedconcavedieconvexparts,analyzestherequirementsofthemoldinglockingforceandinjectionquantity,selectstheinjectionmachineneededforproduction,andtheinitialrequirementsTheparametersoftheselectedinjectionmachinearechecked,andthegeneralassemblydrawingandnon-standardpartdrawingaredrawnbyCADsoftware.Keywords:Injectionmold;ABS;thermoscupcover目录30811摘要 35689关键词 36254Abstract 416596目录 513118第一章绪论 7284431.1模具在工业中的地位 7164861.2模具的发展现状与趋势 8172301.3设计的目的 91518第二章塑件成型工艺分析 1033182.1塑件基本要求 10144192.2塑件结构与外形分析 10116022.3塑件材料选取 11327082.3.1材料的使用性能 11286902.3.2成型性能 1113414第三章注塑机选取与校核 127943.1确定分型面 12290883.2型腔数目确定与排列 13197413.3模具结构形式初步确定 14247513.4注射量与锁模力计算 1487813.4.1塑件注射量计算 14238423.4.2凝料注射量计算 1539723.4.3锁模力计算 16271153.5注射机型号选取 16305913.6注射机的参数校核 18256293.6.1注射量的校核 18233323.6.2注射压力的校核 1822053.6.3锁模力的校核 1811511第四章浇注系统设计 19195284.1浇注系统的组成 19207704.2主流道的设计 19169924.3分流道的设计 20140064.4浇口的选取 21274474.5冷料穴的设计 227191第五章模具结构设计 22218835.1成型零件的组成 22245015.2型腔型芯的结构设计 2337225.2.1型腔结构设计 2319055.2.2型芯结构设计 236945.2.3成型零件材料选取 24154695.3成型零件工作尺寸计算 24134135.4脱模推出机构设计 2797505.4.1推出机构设计原则 27106045.4.2推出机构设计布置 2798846.3圆弧抽芯机构的设计 28102725.6排气系统的设计 29195305.7温度控制系统的设计 2927106第六章模架选取与模板校核 3197996.1模架的选取 31223356.2模板尺寸确定 31247866.3模架尺寸校核 32168557成本预算与环境分析 33276437.1模具成本预算 332934810.2环境与可持续发展分析 3418777结论 3522364致谢 3516473参考文献 36第一章绪论1.1模具在工业中的地位模具是通过设计一定的模具腔体结构，最终使产品能够按照预定的模腔外形尺寸和精度成型，获得需要的尺寸和精度产品，保证其结构性能符合要求，产品的致密性和质量满足需求，且辅助使用相应的成型设备，完成物料加工和填充注射要求，将模具与成型设备共同使用，最终得到产品的生产过程，此种生产方式叫做模具。模具是制造业与工业的重点核心产业，其能够为工业生产提供大量的零件产品，也为制造业生产提供更多满足需求的部件，根据数据统计，目前在各个产业当中使用到的模具产品占比高达60%以上，意味着现在工业制造当中，有超过一大半的零件都是模具加工所得，传统的机械加工等方式也逐步会被模具锁取代。模具的使用遍布与电子制造，汽车制造，仪器仪表，电器生产，生活产品等领域，这些生产都离不开模具的使用，尤其是目前的汽车制造当中，一辆汽车的零部件中，更是超过上千种零部件为模具产品，从汽车的外部覆盖件，到汽车的内部装饰件，也都随处可见模具产品，因此在汽车生产企业来说，对于模具研发部门尤为重视，模具的设计人员也非常多。在家电生产当中，模具的零部件也非常的多。模具技术作为目前的新兴工业设备，其有着高效率，低能耗及自动化等性能，因此更符合企业的生产续期，特别是现在的产品加工制造，多是为大批量加工，产量更是高达上百万或者上千万件的加工批次，因此传统加工方式，则很难满足需求，模具这可以实现不间断的生产制造，部分模具的使用寿命更是可以达到上亿次的加工要求，其效率之高，同时生产需要的能耗也低，使用的成本也低，为企业的生产提供更好的优势，能够更符合目前的环保加工要求，以及可持续发展的目标。同时现在的自动化技术的成熟，结合模具生产，能够满足生产过程无人操作需求，人工成本降低，达到全自动生产的目的，符合现在的发展大趋势。模具的使用越来越广泛，触及到的产业也是不断增加，尤其是现在的生产原材料的增加，也促进模具快速发展，可满足各种材料的生产需求。模具不仅仅是工业制造的技术支撑，同时更是国家经济发展的有力保障，更是一个国家的技术先进性的标致，目前全球很多发达国家也都特别重视模具产业，同时也将模具产业看做是“工业之母”，可见模具的重要性。模具还具有一种独有的特征，其也被看做是“效益放大器”，也就是说模具的可带动的工业产值远大于模具的自身产值，往往达到上百倍，也就意味着模具的产值如果是1的话，其能够带来超过上百的附加产值。因此目前全球很多国家都把模具列入到国家重点科技项目当中。发展至今，模具的种类也是越来越丰富，大的方向上，可以把模具按照成型材料的种类，区分为五金模具，塑胶模具与特殊的模具种类。同时五金模具则有分为很多种，其中就有冲压模具，压铸模具，以及锻造模具等类型，此类模具多是用于生产的钢材料，合金材料等类型的物料加工，使用的非常的广泛，模具的类型也非常的多。其中非金属的模具则有塑料模具，真空模具，及石蜡模具，陶瓷模具等类型，塑料模具是目前使用比较多的一类，由于塑料的产品性能表现优异，且价格也相对便宜，因此塑料模具作为非金属模具当中最为普遍的一种，近些年来发展速度非常的快，产品的产量占比更是不断提升。1.2模具的发展现状与趋势目前国外很多国家，尤其是发达国家，都有比较完善的体系，从模具的设计到制造，以及后期的使用维护都有严格的标准，纵观全球的模具技术，目前处于领先地位的国家有德国，美国，日本及意大利，这些都是目前模具产值较高的国家，也是技术比较先进的一些发达国家，德国作为一种工业发达的国家，其基础较好，因此长期以来，德国也是位于模具技术榜首，以技术精湛闻名于全球。德国的模具企业更是高达5000多家，其中多是以小型企业为主，人数普遍在20人左右，企业的人员配置非常的精简，往往都是一人能身兼数职，可以做到生产更为专业化，且各个企业之间的优势也存在不同，做到模具产品制造更为精准，有比较严格的定位，特别是在汽车生产以及电子产品等领域，模具技术为全球之首。美国的模具企业多大7000多家，同样也是以微小企业为主，其中人数小于15人的企业多大70%以上，因为美国的工业比较先进，且发展时间长，因此也为模具技术的发展提供更好的条件，美国的模具技术也是目前全球数一数二的，其出口的产值也非常的多，模具的生产合格率也非常高，比如其生产的大型铸造模具，首件合格率通常都能够达到90%,这些也都是很多国家无法比拟的，且美国模具从业的技术人员个人年均产值更是高达200万之多。日本的模具发展时间也比较短，但是其发展的速度非常的快，短短的几十年时间，日本的技术已经达到全球第一梯队，一跃成为模具制造强国，其国内的模具制造企业更是多大上万家，同样模具企业也都非常的精简，从业人数少于20人的企业更是占比高达90%以上，且日本模具制造产业分工非常的细化，且在以往的全球性的模具比赛项目当中，更是遥遥领先，其在中小型高端模具制造方面，长期处于国际领先地位，出口额度也非常的大，有着非常完善的工业分工体系。我国的模具技术整体来说，起步晚，但是发展也很快，仅仅在几十年的时间内，就取得很好的成就，可以说国内的模具技术已经超过众多发展中国家，且一跃成为模具制造大国，可以说是属于后起之秀，从一个模具零基础的国家，通过几十年的努力追赶，成为现在的模具制造大国，产值更是超过欧美发达国家，数据显示，我国在2015年的模具产值为1700亿，到了2018年的模具产值增长到2500亿，且每年都在不断的增长，国内的模具产业正处于一个稳步增长的时期，且正从模具制造大国转变到模具制造强国的一个过程，国内的模具制造企业更是多大3万多家，其中模具的从业人员也达到百万之众，特别是目前国内汽车产业的成熟，也为我国的模具技术提供更好的发展空间，在中端模具及高端模具发展领域，不仅仅可以实现国内生产需求，更是将模具产品出口众多海外地区，同时国内的模具生产中，软件的使用普及率也在不断提升。这些也都说明了国内模具技术的发展，以及模具技术取得的成就。1.3设计的目的模具设计需要涉及到很多专业知识点，不仅仅是模具制造工艺，也涉及到机械制图等各个方面。设计能够更好的将各个知识点都运用在一块，更好的做到理论知识跟实际设计相结合，能够通过设计更熟悉模具的重要性，以及了解模具的设计和计算过程，更好的学会使用软件制图和CAD制图。培养自己独立操作设计的能力。第二章塑件成型工艺分析2.1塑件基本要求本次设计的的零件为弧形手柄花洒外壳，此种产品是用于生活当中，是一种简单的弧形手柄花洒外壳产品。产品的基本要求如下：弧形手柄花洒外壳的外形尺寸：79.4X229.6X83.2mm使用条件：-10C~80℃精度需求：一般精度表面要求：光滑其他需求：具备耐磨性和硬度弧形手柄花洒外壳是一般的水杯零部件，此种产品是普通的外观零件，因此表面要比较光滑，且还有耐磨性比较好。2.2塑件结构与外形分析下图2-1是本次的弧形手柄花洒外壳的产品图，产品是规则的外观产品，其尺寸属于中等尺寸，且内部有内螺纹的特征，这些部分需要考虑设计内螺纹脱模机构，才可以实现生产的需求，也是本次设计需要重点考虑的部分。图2-1塑件产品图2.3塑件材料选取本次零件是普通塑料件，其使用的条件一般，结构也较为简单，属于外观塑料件，则要求其能够有一定的耐磨性，同时材料的强度要好，材料的成本要低，同时还要有绝缘性，因此查询用于生产的工程塑料种类，可选取ABS材料，这种材料的性能比较好，有很好综合性能，被广泛用在一些电子仪器部件，仪表及电器等生产当中。2.3.1材料的使用性能ABS材料是较为普通的工程塑料，此种材料是通过三种物料聚合加工所得，因此综合性能比较好，有着很好的耐磨性，以及绝缘性能，且是属于无毒的安全材料，材料通常为乳白色，因此这种材料被广泛的用在一些电器外壳，以及生活制品等方面。材料的成型性能非常的稳定。2.3.2成型性能ABS材料为一种使用较为广泛的材料，其有很好的综合性能，且能够满足使用方面的强度和耐磨性，以及绝缘性的要求，是目前使用最多的一种热塑性材料。本次的零件因此选取ABS材料也比较合适。材料的加工工艺参数如下表2-1.图表2-1ABS工艺参数表项目参数项目参数注射机类型螺杆式喷嘴形式通用式收缩率%预热温度℃时间h2料筒后段温度℃料筒中断温度℃料筒前端温度℃喷嘴温度℃模具温度℃注射压力MPa保压MPa注射时间s高压时间s冷却时间s周期s螺杆转速30s后第三章注塑机选取与校核3.1确定分型面分型面的位置是模具打开之后，产品取出的位置，也是动模跟定模的接合的地方，分型面的位置关系到模具的难度，以及产品开模是否顺利，因此需要合理设计分型面，选定其位置，通常有如下基本要求原则：1、分型面的选定要符合产品脱模基本要求，通常为产品最大截面位置。2、分型线不能够对产品的外观有影响，即破坏产品的外表面。3、要确保塑料产品在开模之后位于动模一边，方便产品的推出。4、分型面的选定要避开模具的滑块及侧孔的位置。5、要方便模具的加工，且确保模具结构简单。结合本次的产品结构图，以及综合以上的选取基本要求，考虑到模具的结构简单，且方便脱模。本塑件的分型面，应选在零件截面积最大且利于开模取出塑件的平面上，其位置如下图：选择工件横截面最大的位置。如下图所示：a图3-1分型面布置图3.2型腔数目确定与排列型腔的数量需要跟注射机的产能，及生产的要求相适应，其为模具一次成型注射可生产的产品数量，通常来说有单型腔机多个型腔的模具，型腔的数量可综合做出选取，若是产品的结构比较复杂，尺寸比较大的，通常设计为单个型腔的模具，避免模具结构过于复杂，产品结构比较简单，尺寸较小的，从效率出发，可选取多型腔的模具。本次的弧形手柄花洒外壳是规则的普通塑料件，尺寸也是一般的尺寸，因此考虑到生产效率的问题，同时要满足模具的结构比较简单，可选取一模两腔的生产方式，如下图3-2所示的型腔布置方式：图3-2型腔布置图3.3模具结构形式初步确定模具的型腔都选取好以后，要对本次的模具进行方案初步拟定，因为产品是简单的塑料件，因此可以选取普通的两板模具，这种模具简单，浇口可以初步选取的是侧边浇口的方式进浇，以及模具的推出机构采取推板进行推出，导柱和导套进行定位。3.4注射量与锁模力计算3.4.1塑件注射量计算所需的注射量是为模具一个注射过程要用到的物料体积，此数值是选取注射机的一个重要参考的因素，包括了产品的体积之和与浇注系统的凝料体积。因此要对注射量做出计算。塑件的体积可依靠软件进行测算，能够更快更直接获得需要的产品的体积数值，目前可使用三维软件进行测算体，本次也是根据此种的测算方式来获得塑件的体积数值。图3-3塑件体积测量图一个塑件的体积：：一个塑件质量：以上的ρ是材料ABS密度，是1.05g/cm³。3.4.2凝料注射量计算凝料是指浇注系统的存在凝料部分，此部分的体积，也同样可测算出来：图3-4凝料体积测量经过以上的计算和测量，可知凝料的体积和质量数值：凝料体积：凝料质量：则可计算出实际需要的注射量的数值：实际注射塑料重量:本次设计选取的是一模两腔的生产方式，因此n=2.3.4.3锁模力计算模具因为是高压注射，因此会对模具的型腔有一个冲击力，迫使模具型腔打开，这个力叫做胀型力，需要通过注射机的锁模力来克服，才能锁紧模具。胀型力的数值一般是根据产品和凝料在分型面投影面积乘以型腔压力数值。因此可计算锁模力数值如下：产品于分型面投影面积：凝料于分型面投影面积：总投影面积：可计算锁模力：上面的为物料的平均型腔压力数值，通来说ABS物料数值为20~40MPa，计算选取的是均值35MPa.3.5注射机型号选取注射机的型号选取，要跟产量和效率匹配，不可选取过大设备，造成浪费，也不可因为选取的设备不符合生产的参数要求，不符合实际需要。通常要保证注射机的注射量，注射压力，锁模力参数都跟模具的参数匹配，同时还要符合安装尺寸要求。本次初步根据计算的实际注射量，可初步选取的注塑机型号是HTF300J/TJ，其基本参数如下所示：表3-1注塑机参数表注射装置INJECTIONUNITABC螺杆直径ScrewDiametermm606570螺杆长径比ScrewL/DRatioL/D21.72018.6理论容量ShotSize(Theoretical)cm3727853989注射重量InjectionWeight(PS)g662776900注射压力InjectionPressureMpa213182157螺杆转速ScrewSpeedrpm0～185合模装置CLAMPINGUNIT合模力ClampTonnageKN3000移模行程ToggleStrokemm600拉杆内距SpaceBetweenTieBarsmm660x660最大模厚Max.MoldHeightmm660最小模厚Min.MoldHeightmm250顶出行程EjectorStrokemm160顶出力EjectorTonnageKN62顶出杆根数EjectorNumberPiece13其它OTHERS最大油泵压力Max.PumpPressureMPa16油泵马达PumpMotorPowerkw30电热功率HeaterPowerkw19.65外形尺寸MachineDimension(LxWxH)m6.5x2.0x2.4重量MachineWeightt12.5料斗容积HoABSerCapacitykg503.6注射机的参数校核3.6.1注射量的校核选取的注射机，需要保证注射量符合要求，通常是保证选取的注射机理论注射量80%大于需要注射量，则有如下校核：式中：本次的模具是采取的一模两腔的生产方式，因此可知n=2,实际注塑量：，公称注射量,因此：。注射量符合需求。3.6.2注射压力的校核注射压力是关系到物料填充的压力，因此需要保证注射机的压力大于需要的注射压力，需要的注射压力跟物料的种类相关，通常ABS材料的注射压力为200~220MPa，本次设计按照300MPa计算，校核中海油个安全系数，通常安全系数是，此校核中选取，校核如下：本次初步选取的注射机注射压力数值是300MPa.因此能够符合压力的要求。3.6.3锁模力的校核锁模力的数值需要保证能够大于胀型力，避免出现漏料的情况，因此要对锁模力做出相应的校验才行。有如下校验的过程：投影面积：式中：n--型腔数目--塑件分型面上投影面积--浇注系统在分型面上投影面积,，要确保胀型力的数值小于锁模力，因此为：式中：P—熔体对型腔成型压力,MPaF—注射机额定锁模力,Nk--安全系数，一般为1.1~1.2可查得ABS材料型腔压力是，在此选35，所以：计算可知锁模力符合要求的。第四章浇注系统设计4.1浇注系统的组成浇注系统是用来对模具物料填充注射的部分，此部分也是模具的重要部分，关系到物料的填充压力和能量，其结构组成有主流道，分流道，浇口及冷料穴这几个组成。4.2主流道的设计主流道是浇注系统前面的位置，这部分的结构通常设计为圆锥形的结构，能够方便进料，同时有利于起到增大物料的压力的效果，且还要考虑到主流道的浇口套机构容易损坏，故而一般设计为可以方便更换的形式。主流道的纯要跟注射机喷嘴尺寸互相匹配，做出合理选取，因此主流道的尺寸如下所示：长度L=L0+H=30.5+90.3=120.8mm,H取90.3mm小端直径d=注塑机喷嘴尺寸4mm+（0.5～1）=5mm大端直径D==d+2Ltan(α)=7.4mm,式中α=1.5°球面半径SR=注射机喷嘴球头半径18mm+（1～2）mm=19mm当量半径：Rn=(3.1+7.5)/2=5.3mm球面配合高度h=3mm主流道的结构为如下所示：图4-1主流道结构4.3分流道的设计分流道一般是用在多个型腔的模具中，或者是用于大尺寸模具，能够起到对物料进行转向和分流的效果。分流道的种类主要是圆形，半圆形和矩形等类型，其中半圆形的结构使用的比较多，这种方式能够尽可能降低流量的损失。则本次设计也采取的半圆形的分流道机构。如下图所示：图4-2分流道结构图4.4浇口的选取浇口是模具浇注系统的末端的位置，其功能是能够对流动其到控制和补缩的效果，且还可以快速冷却封闭流道，防止物料回流的功能。浇口一般有点浇口，侧浇口和潜伏浇口几个基本的类型，浇口的选取需要分析模具结构和产品的特征要求。一般点浇口用在三板模中，本次的模具为普通的两板模，因此考虑到产品的充填平衡，选取的侧浇口方式。（1）侧浇口尺寸的1）侧浇口深度可按照如下公式计算：h=nt=0.7×2mm=1.75mm式中，t--产品壁厚，t=2mm,n-塑料成型系数ABS材料一般是0.7。但是在实际生产中，一般缴款的深度尽可能选取小数值，能够便于后期试模进行改进，因此本次选取深度为0.7mm2）侧浇口宽度查表4-10得宽度:B=QUOTE≈2cm式中，n-塑料成型系数，A-凹模内表面积。3）侧浇口长度查表4-9侧长度一般取lQUOTE=0.7～2mm，取lQUOTE=1mm，（2）侧浇口剪切速率的校核1）计算浇口当量半径按照面积相等来做出计算，可得当量半径=Bh得QUOTE=0.42mm2）校核浇口的剪切速率确定注射时间：查表4-8取t=2s浇口体积流量：浇口剪切速率此种矩形缴款剪切速度是在浇口最佳剪切速度范围5×10³～5×10QUOTE，则可知浇口剪切塑料是符合要求的。4.5冷料穴的设计冷料穴一般设计在流道的末端，其功能是用于对冷料进行收集，防止冷料进入型腔，一般结构为圆环形和Z,本次设计采取普通的Z型冷料穴。第五章模具结构设计5.1成型零件的组成模具的成型零件是关键的部分，也是构成模腔的主要部件，此部分是最终实现模具的成型的部分，因此也是模具设计的重要部分，其尺寸和结构需要根据产品的实际结构及尺寸进行分析和设计，成型零件有凹模，凸模，型芯镶件等这些，由于零件工作过程有高压和高温的情况，则需要材料的强度高，同时需要有很好耐磨性。5.2型腔型芯的结构设计5.2.1型腔结构设计型腔是模具中的凹模，用于对模具的外形部分进行成型的，种类分作整体的跟组合的型腔类型，其中整体的型腔结构简单，使用的比较普遍，加工也方便。则本次选取的是整体的型腔，如下图的结构方式：图5-1型腔结构图5.2.2型芯结构设计型芯是用来对塑件的内部结构成型的，比如内部的深腔或者是型孔进行加工的，此部分的结构种类也有整体跟组合的形式，本次也选取简单的整体型芯方式，其结构类型如下图所示：图5-2型芯结构图5.2.3成型零件材料选取成型机构是模具中最为重要的部分，其关系到产品的质量和精度要求，且在成型过程直接跟物料接触，因此会受到较大的冲击力以及高温的腐蚀，所以容易造成成型零件的磨损和精度降低。因此需要材料很好的强度和耐磨性，才能确保模具的精度更高。因此本次选取的零件材料可选取性能好的T10A材料。5.3成型零件工作尺寸计算成型零件的工作尺寸，主要是对其中的凹模，凸模的尺寸做出相应的计算，包括凹模的径向尺寸，深度尺寸，与凸模的高度尺寸与径向尺寸等。计算成型零件的工作尺寸时，还要考虑对工作尺寸的影响因素。1、影响工作尺寸的因素影响塑料件尺寸公差的因数跟模具制造精度，工作磨损以及塑料的收缩相关。（1）模具制造公差：生产当中，模具制造工厂通常是选塑件公差，为，中心距尺寸取。（2）模具磨损量：一般中小尺寸塑件，其最大磨损量是塑件公差的,为，大尺寸产品则选定小于。（3）塑件收缩率，收缩率跟材料是相关的，材料不同收缩率也不同，实际设计中可按照平均收缩率来计算。本次产品是选用的材料ABS,可查到ABS材料平均收缩率是0.55%,计算根据平均收缩率的均值法计算。2、工作尺寸的计算本次塑件的材料是ABS材料，因此可根据平均值来计算。（1）型腔径向尺寸计算:上式：，，（2）型芯径向尺寸计算：上式：，（3）型腔深度尺寸计算：上式：，（4）型芯高度尺寸计算：上式：，05.4脱模推出机构设计注射模具成型过程中，在产品成型以后，需要在模具开模以后将成型以后的塑件给推出模具，方便再次进行注射成型，此部分推出塑件的机构也叫做脱模机构或者是推出机构。5.4.1推出机构设计原则对于推出机构的设计要满足一定的设计原则：1、模具在开模之后要保证塑件位于动模部分，方便推出机构顶出塑件。2、推出机构不可以损坏塑件的外形，此为推出机构的基本要求。3、要保证产品的外观完整，不可以影响到产品的整体的外观。4、推出机构的运动要安全可靠，且要保证模具结构简单。5.4.2推出机构设计布置本次的零件有内部螺纹，此种水弧形手柄花洒外壳要设计脱螺纹的脱模机构，采取的是齿条来驱动主动齿轮的方式，进而带动主锥齿轮，最终带动螺纹型环机构转动，最终能够完成产品的内部螺纹脱模，以及将凝料给旋转脱出。此时便能够利用顶杆部件顶动成型加工所得的塑件产品。成型加工所得的塑件产品和凝料在自身重力作用下会脱落。考虑到防止推板运动当中有偏斜的现象，以及出现卡滞后等情况，需要设计推出导向机构，本模具采取的是导柱导套的形式来保证推出机构的导向要求。设计四根导柱机构。推出机构结构如下图所示：图5-3推出机构图6.3圆弧抽芯机构的设计（1）圆弧抽芯机构具体设计本次的模架设计的是标准模架，其中圆弧采用的齿条带动齿轮旋转，从而达到脱模的方案，可以通过油缸提供动力，采取液压马达的方式，通过马达的动力，最终带动内部脱螺纹机构转动，实现产品的脱出要求，结构如下图所示。图5-4油缸圆弧抽芯机构（2）、螺纹机构的原理如图6.2所示，脱模机构由液压马达、传动链、齿轮、传动轴等组成，开模时，动模定模先开模，然后液压油缸开始运作通过齿条带动传动轴转动，再由传动轴通过另外一组圆弧齿轮从而带动圆弧型芯转动，从而完成抽芯。5.6排气系统的设计因为模具在成型的过程中，内部的模具腔体会有很多的气体，其中的一部分是来自物料加热的气体，还有喝多是存在与模具腔体当中，或者是注射到模具的内部，这些气体若是没有及时排出来的话，很可能造成产品内部存在气孔，或者是产品的局部表面烧焦的情况，这些也都直接影响产品的质量，最终有可能导致产品的次品率比较高。因此需要在模具设计中考虑排气系统，通常有间隙排气和设计排气槽，排气槽多是用在大型腔体模具中，本次产品为简单小尺寸零件，模具中小型，因此只要利用间隙排气就行。5.7温度控制系统的设计模具的成型当中，温度的控制直接影响产品的质量和生产的效率，由于塑料产品的成型是一个温度的变化过程，首先是物料通过加热成为溶体状态，之后通过在模具的腔体当中进行冷却，随后成型取出产品。因为温度的控制很关键，也跟效率有很大的关系。通常模具的温度控制分冷却跟加热系统两类。其中加热是用于模具温度大于80℃的模具当中，对于模温比较低的模具，一般只要考虑设计冷却系统则可。由于本次的ABS物料模具温度为40-60℃，故只要考虑设计冷却系统即可。本次的冷却系统采取的水冷的方式进行冷却，通过设计冷却水管与动定模当中，水管的排布采取的是循环排布的方式，能够有更好的效果。分析产品的尺寸和型腔的尺寸布置，水管直径设计的是8mm的直径，水管布置如下图：图5-5定模水路图5-6动模水路第六章模架选取与模板校核6.1模架的选取模架是用于安装模具各个部分零件的，因此模架也是模具的主题。通常来说中小型模具都也可以根据要求选取标准模架即可，降低模具的制造周期。本次结合附录B提供的标准模架图例，选取标准模架。选取的模架型号是。6.2模板尺寸确定本模具标准尺寸是：。其中定模固定板的厚度设计为110mm。分析冷却水管布置要求，动模固定板的厚度也选取的是110mm垫块尺寸=推出行程+推板固定板厚度+(5-10)mm=60+55+(5~10）mm=120~125初步定为120mm。图6-1模板结构图6.3模架尺寸校核模具要能够方便安装，要满足安装控件要求，因此需要对齐安装尺寸做出校核，其中包括外形尺寸，闭合高度和开模行程的校核。1.模具外形尺寸校核：模具的外形尺寸要满足小于注射机拉杆间距，校核如下：即所以模具外形尺寸符合需求。2.模具闭合高度尺寸校核：闭合高度须满足：式中：

模具闭合高度为640mm，注塑机最大模厚，最小模厚，因此，故而闭合高度符合。3.模具开模行程校核：注塑机最大开模行程600mm，开模行程符合要求。7成本预算与环境分析7.1模具成本预算如下表10-1是整套注塑模具设计制造所需的成本费用，具体如下：表7-1注射模具总成本费用表模具成本组成占模具总费用率（%）组成材料费15-30产品加工费10-15模具设计费3-5产品试模费10-15模具包装费3其他费用19表7-2注射模具各零部件成本费用表项目名：弧形手柄花洒外壳模腔数量：1*2腔制品尺寸：79.4X229.6X83.2模具尺寸：450*450*641产品材料：ABS模具主要物料数量原材料类型厚度材料单价材料费总计面板309700面板30滑块709600滑块70A板10091200A板100B板11091000B板110垫块1009500垫块100底板309800底板30垫板011389900垫板01138垫板0192.59800垫板0192.5前模料358800前模料35后模料358800后模料35注射模具导柱、导套、中托司和其余配件总成本费用为1000RMB。表7-3注射模具加工制造成本费用表项目名：弧形手柄花洒外壳模腔数量：1*2腔制品尺寸：79.4X229.6X83.2模具尺寸：300*350*641加工工序RMB/H加工时间/HRMB/元模具排位12044802D结构设计120141680车铣磨80252000CAM编程1101516503D模具设计120121440大型龙门洗320123840小型龙门洗120172040深孔钻120141680电火花150101500线切割100252500抛光80352800装配8012960检测150304500试模80141120试模件输送2014280其他00600------总共：29670元模具成本=材料成本+制造成本+试模成本+设计成本+运输成本+其他成本=10.2环境与可持续发展分析已知本文设计注射成型加工生产弧形手柄花洒外壳塑件产品选用ABS塑料材料，ABS材料的光降解特性相对较好，见光便可以分解，对外界环境基本不会产生不良影响，该种塑料材料相对较为环保。ABS塑料材料的采购成本不高，针对中等批量的生产采购来说较为合适，通过注射模具注射成型塑件产品可以获得较高的生产效率，无需过多的能消耗，与绿色经济环保的现代新型可持续发展理念相对较为时候，故本文设计方案较为绿色环保，适合规模推广。结论设计的过程很充实，可将专业知识运用到本次设计当中，把所学知识点得到很好的运用，可起到巩固作用，同时更是大学最后的学习阶段，在此阶段更好做到学以致用，为工作打下铺垫，也能够通过设计体会到知识的重要性，感触很深，也学到很多。本次的注塑模具课题的设计，需要用到的知识点很多，覆盖的面也很广泛，