毕业设计（论文）-齿轮链轮套塑件注塑模具设计-斜导柱侧抽芯

.2浇注系统的设计浇注系统是熔体进料时将会流经的管道，它将主流道和型腔连接。本实验设计使用点浇口浇注的系统。4.2.1确定浇注系统的原则在设计模具的浇注系统时，以下几个因素有必要纳入考查：（1）塑料成型特性适用性要高，尽量适用所有的塑料，这样才可以提高产品的质量。（2）模具成型塑件的型腔数设计多个型腔可能更适用，效率更高，要进行分析。（3）塑件大小及形状由于各种原因，需要分析材料的大小能不能保持成型成功，需要结合分析系统的方式还有分型面的选择，特别需要避免的是承受的压力不均匀，要提前想好可能出现的问题，当问题发生了，可以有效的去处理，效率跟高。（4）冷料冷料会对成品的具体质量好坏造成直接的影响，出现后需快速清理，设计模具的浇注系统设计时需采用合理有效的方法对此问题进行解决【12】。4.2.2主流道的设计浇注系统中的流道指的是塑料熔体浇入时，流经的通道。主流道是处在模具中心位置的塑料熔体的入口处，形状为圆锥形。（1）主流道的尺寸此次设计采用的注射机型号是海天HTF80×B，注射机喷嘴的直径值是4mm，喷嘴的球面半径值是16mm，机体的具体尺寸如下，构造如图4.2：图4.2浇注系统与定位环、浇口套（2）主流道衬套的形式采用图4.3所展示出的此种衬套，衬套需要与固定模板配合使用，采用。图4.3主流道衬套及其固定形式（3）主流道衬套的固定使用2个M5X20L螺丝锁对主流道的套衬进行附加的固定，使固定的效果更为牢固【13】。4.2.3分流道的设计分流道在布置形式应遵循两个方面原则：一锁模力力求平衡，流程尽量短；二缩小模具板尺寸。该模具用点浇比较适合，具有对称性，如图4.4所示。图浇口的设计浇口又叫进料口，其功能主要有两个：一、控制塑料熔体的流入型腔的一些使用时参数；二、在撤开后封锁型腔的注射压力之后，保证腔中未来得及固化的塑料不会发生倒流。采取使用侧浇口，浇口尺寸如图4.5所示【14】。图4.5浇口尺寸4.2.5冷料穴的设计为防止制品中出现固化的冷料，主流道的末端需要设置冷料穴。冷料穴直径应稍大于主流道直径，这里取为6mm。这里用倒锥形的冷料穴将主流道的凝料拉出。4.3注射模成型零部件的设计模具中确定塑件尺寸精度和几何形状的零件称成型零部件。这些零部件在注射的过程中需要经过很多重程序的磨打，一方面是高温压力，一方面是强大的冲击，还会有摩擦力的产生。长期在这种状态下，损坏会很严重，所以必须设计一个强度足够大，高质量的成型零部件。4.3.1成型零部件结构设计（1）凹模的设计凹模主要是为了控制成型塑料制品的外形轮廓，经常使用的结构类型为如下四种：整体式、嵌入式、瓣合式以及镶拼组合式模。此次设计使用的凹模类型为镶入式，特点是结构比较不复杂，不容易变形，结构可靠，制品表面不会有溢料痕迹。模具的制作加工需要采用数控加工或者是电火花加工【15】。图4.6型腔3D图（2）凸模的设计凸模的主要特征就是构造简单，操作起来难度系数也不大，后期维修护理起来也方便快捷，型芯与动模板配合使用，两者之间的配合采用。图4.7型芯3D图4.3.2成型零部件工作尺寸的计算成型零部件运行工作时所要求的尺寸参数，是指可对塑件各个尺寸的成型零件的相关参数造成直接影响的参数，主要指型腔的深度尺寸以及型芯的高度尺寸参数，型腔和型芯径向方面的参数，型芯之间的距离参数，距离中心尺寸参数等。模具设计的过程中，成型零部件的工作尺寸及其精度是依据其将产出的塑件的各项参数以及其尺寸容许出现的误差范围确定的。能对塑件尺寸的精度造成影响的有:塑件本身前后的收缩率；模具成型零部件制作过程中有意或者无意形成的误差，使用过程中的磨损；模具安装过程中，各部件协同工作时形成的误差等。以上因素影响模具精度，同时也可为成型零部件工作尺寸等各项参数最终确定的依据。在具体操作中塑料的平均的制造公差、收缩率以及磨损量计算型芯型腔的相关参数容易存在误差，综上，在具体模具设计过程中计算各个零部件的参数时，只考虑塑料的收缩率。从热模具中取出的塑件制品后，由于热涨冷缩以及其他因素的影响下，制品的各方面参数会发生收缩，塑料本身大都自带能收缩的特性，此实验过程中使用的材料是PA66，它的平均收缩率为0.5%，各部件的工作尺寸参数的计算公式为：(4-1)上式A—常温下，模具成型零部件的尺寸B—常温下，塑件的实际尺寸关于成型零部件制作时的尺寸公差，其参数标准范围一般是介于塑件公差的1/4到1/3之间，或者是IT7至8级作为模具制造公差。此实验制作过程中使用的标准则是IT8级的，而在型芯的制作过程中，工作尺寸的公差使用的标准则是IT7级的。关于零部件的其他工作尺寸参数，详见图纸【16】。4.4排气结构设计注塑模的排气系统的构造设计必须予以重视。若排气不良，会造成塑件有气孔、组织疏松等缺陷。本次采用间隙排气的方式。4.5脱模机构的设计从成型零部件上将塑件脱出的机构称为脱模机构。4.5.1脱模机构的选用原则（1）推力分布要合理安排；（2）推杆的受力不可太大，以免塑件产生隙裂；（3）使塑件脱模时不发生变形；（4）推杆位置痕迹须不影响塑件外观；（5）推杆在推出动作时不产生弹性变形。4.5.2推杆机构具体设计在此实验的设计过程会使用到推杆机构，以下为推杆工作时的推出机构。（1）推杆布置由于型芯胶位的缺乏，此次实验中的塑件只用了1根推杆，如图4.8所示。图4.8推杆布置图（2）推杆的设计本实验的塑件设计过程中，采用的圆形截面推杆是台肩形式的，推杆与推杆孔配合为。4.6注射模温度调节系统模具的温度会对塑件的质量造成直接的影响，温度过高时，塑件模具中脱离后极易发生变形，但是，延长冷却时间生产率则下降。温度过低时，塑料模具的流动性会变差，塑料填充到模具的过程中难度会大大升高，制品的表面易出现明显的接痕等故障。一般在200℃时，将塑料粉体注射入模具内。全部注入好塑料熔体后，通过在模具周围经过冷水，使熔体环境冷却降低。当温度降至60℃左右后，把固化的塑料熔体从模具中取出。模具的加热有通入热水、电阻丝加热等。图4.9模具冷却水路图模具的冷却系统在被设计时，设计师需要参考塑件的体积以及塑件的壁厚定设计参数，如:冷却孔道的长度、种类、尺寸、位置、配置以及链接，包括孔道通过的冷却剂的性质以及流动的速度。冷却系统内部的管路位置以及尺寸的设置：整个塑件所有的部分应尽量使壁厚之间均匀。冷却系统的孔道位置是间于凸模块与凹模块之间，孔道位于模块以外时模具的冷却过程会变慢效果会变差。通常，冷却孔道距离模具的表面、模穴以及模心的值为冷却孔道直径的1到2倍，冷却孔道互相的距离为直径的3至5倍之间。而冷却孔道内的直径，一般是在6至12毫米之间（即为7/16至9/16英寸之间），此次实验中取8毫米为孔道直径。4.7模架及标准件的选用本次设计模具是单分型面模具，根据成型零件尺寸结合标准模架，最终决定采用基本构造如下图4.10FCI型的模架。图4.10FCI型的模架此种类型的模具中，使用两块模板为定模，使用一块模板为动模，使用斜导柱侧抽芯的注射成形模具。导柱导套选择选正装。此类型的模具为一模二腔，由计算得出：型腔与型腔间的距离为20至30毫米；将型腔并排为一模二腔，测量宽度是110毫米，长度是200毫米；模架长度为L=型腔壁厚+复位杆的直径+螺钉的直径+200350毫米；模架宽度为W=型腔壁厚+复位杆的直径+100230毫米；斜抽芯对模架的外部形状的各尺寸参数造成的的影响：采用BL=230×350规格的模架，塑件厚30毫米，大量塑件的胶位会在定模时留下，此模具型腔的结构较为复杂，型芯以及型腔的高度是在固定总高度上增加30到50毫米，A板为80毫米，B板为80毫米，强度符合要求，C板为80毫米（选择板C时，应考察推出机构的推出距离满足推出的高度与否等）。在此次设计过程中，由于所用的模架类型是龙记的CI2335标准模架，此模架的模脚标准高度是80毫米，符合以上各项要求。综合以上，最终符合以上要求的模架型为：LKMFCI-2535-A80-B80-C80【18】。4.8侧向抽芯机构类型选择模具的行位机构，能以侧向抽芯及复位动作来脱出产品的机构。下图4.11列出模具的常用行位结构。图4.11侧向抽芯机构的类型主要有三种：液压或气动抽芯、手动抽芯以及机动抽芯。这次选用斜导柱侧向分型与抽芯机构。4.8.1斜导柱侧向抽芯机构设计计算（1）抽芯距是指侧型芯从成型位置移动至不妨碍塑件取出的位置时，侧型芯在轴拔方向抽出的长度。S=H+3~5mm(4-2)式中,S——抽芯机构移动的总距离H——测量出的产品抽芯距离3~5mm为零部件抽芯后的安全距离本次实验设计过程中，抽芯的距离比较小，抽芯参数为28至30毫米与45至50毫米。抽芯力是指把侧型芯从塑件中抽出过程中所施加的力。

抽芯力的值F=PA(fcosα+sinα)(4-3)p为塑料制品收缩后对型芯单位面积造成的正压力，一般为8至12Mpa

A为塑料制品的包紧型芯的侧面积

f为磨擦系数，数值一般取0.1至0.2Α为脱模斜度，通常是几度，数值不大

F的单位是牛顿（N）F=300×1×10×0.1=300N4.8.2斜导柱抽芯机构斜导柱抽芯机构的结构及其设计（1）斜导柱的结构设计①斜导柱材料：T8、T10或者是45钢经过渗碳处理，淬火硬度大于55HRC，表面粗糙度在Ra0.8μm至Ra1.6μm之间。②斜导柱倾斜角α：取15°～20°。

③斜导柱的长度和直径计算：抽芯距离较大，S=30度和50毫米。滑块的角度为30度，斜导柱的长度经过CAD里进行实际的测量以及相关的计算之后L=190毫米。滑块的长度是240毫米（不包含T脚的值）。由实践的经验得知，采用两根斜导柱，长度大于100毫米，厚度为90毫米的滑块类型是中小型的滑块，采用直径为16毫米的斜导柱。图4.12斜导柱示意图（2）滑块的设计滑块的材料通常为T8、T10以及45钢等，硬度要求大于HRC40。（3）导滑槽设计导滑槽材料通常用45钢制造，调质至HRC28～HRC32，滑块导滑与导滑槽之间采用留出间隙进行配合，通常为H8/f8。滑块定位装置设计此次设计过程中使用的为后模行位的方式，行位压板。

（5）楔紧块设计

楔紧角β通常应该大于斜导柱倾斜角α2至3度【19】。斜导柱抽芯机构的结构形式抽芯机构的结构多种多样，造成这种多样性的原因主要就是滑块与斜导柱在模具上安装位置的不同。（1）斜导柱安装在定模上、滑块安装在动模上：①设计过程中需谨记，合模复位的过程中，滑块与推杆两者间切忌互相干涉。干涉指的就是滑块完成复位过程先于推杆，那么推杆则会碰撞到活动侧向型芯导致推杆或者是活动侧向型芯受到损坏。②若两者之间产生干涉现象，常采用一下几种方式进行复位：先复位附加装置、有弹簧先复位、楔形滑块先复位、摆杆先复位等。（2）斜导柱安装在动模上、滑块安装在定模上；（3）斜导柱和滑块均安装在定模上；（4）斜导柱和滑块均安装在动模上；斜滑块抽芯机构斜滑块在侧向上的抽芯特征是，由于推出机构产生了推力施加到斜滑块的斜向运动上，并且对其产生了驱动，当制作的产品从脱模里被推出的时候，斜滑块完成侧向抽芯的整个过程。而斜滑块抽芯一般有两种形式：侧抽芯、内侧抽芯。（1）斜滑块抽芯一般适用于制品表面有较浅的侧凹、有侧孔以及成型面积比较大的设备等；（2）特点：制品从脱模脱离的过程中，其斜滑块完成侧向抽芯的整个过程；（3）斜滑块的导滑方式；（4）斜滑块滑行的倾斜角通常小于30度；（5）斜滑块抽芯机构在设计时，若定模一侧存在成型抽芯，那么有必要用销钉压紧或者锁紧以止动，从而保障制品从定模型芯分离后仍能保留在动模一侧。\o"查看图片"图4.13模具行位上图：β=α+2°～3°(减少开模产生的磨擦；防止合模产生的干涉。)α30°(α为斜撑销的倾斜的角度，此实验设计过程中为20°)L=1.5D(L是配合长度)S=T+2～3mm(S是滑块发生水平运动时所产生的距离；T是成品倒勾)=21+4=25mm成品通常底部会随着后模的运动一并跟着运动，因此不算倒扣的距离。S=(L1xsina-δ)/cosα(δ是斜撑梢距离滑块的参数,一般取0.5毫米；L1是指滑块内，斜撑梢在垂直方向的距离)【20】。5模具总装图6结论本次毕业设计，从分析模具开始，先确定了模具材料，成型特性。然后分析了注塑成型工艺，确定浇注系统、型腔、注射机，之后完成注塑模具结构及成型零件设计。在设计建模过程中，我进一步了解了注塑设备，并对模具特点、注塑工艺有了进一步的认识。参考文献[1]邢超.基于Moldflow的洗衣机外桶模具设计与优化[D].湖北工业大学,2017.[2]吴国强.饮料容器塑料框架注塑模具设计研究[D].湖北工业大学,2017.[3]王战.NC电气盒底座注塑模具设计[D].湖北工业大学,2017.[4]宋晓龙.基于数字化技术的注塑模具研究与应用[D].辽宁工业大学,2017.[5]向强.耦合作用下注塑模具镶件的疲劳特性研究[D].浙江工业大学,2016.[6]董坤.基于CAD/CAE的手机外壳注塑模设计及成形工艺优化[D].安徽工程大学,2016.[7]单学军.直立式聚丙烯瓶胚注塑工艺参数优化研究[D].安徽工程大学,2016.[8]田红兰.注塑齿轮结构特征与收缩关系的研究[D].昆明理工大学,2016.[9]郭利娜.汽车三角窗密封件注塑成型数值模拟及模具结构改进[D].燕山大学,2015.[10]程明科.薄壁防水垫片注塑模具设计与注塑成型CAE