【空气开关盒注塑模具设计14000字（论文）】

第一章、绪论1.1注塑模具的简介首先，工业的发展离不开制造业，制造业是整个工业最基本也是基础。俗话说得好：模具是工业之母，模具的发展关系到了整个工业的发展。在我国，目前从事传统制造业的人数非常多，因为制造业是与生活相关，而且非常的好就业、就业率广。注塑模具通过浇注冷却成型，适合批量化生产，因此占据市场很大一片天地。通过注塑模具生产出来的产品优点非常多，首先重量轻，同样一个物体用铁、铝等金属材料重量就相对来说比较重一些，而且塑料产品韧性也非常好，既避免了大重量也让产品轻便，塑料制品因为原材料的优点在产品上面也体现出来了。注塑模具产品经久耐用，质量和结构都很稳定，而且如若有损伤更换也非常的简便，而且价格也相对来说便宜一些。塑料产品耐腐蚀、强度高、色泽好等等优势让注塑产品在生活中随处可见。注塑模具生产出来的产品是构成家电重要的组成部分，同时也是人们生活当中不可或缺的一部分。注塑模具有小型模具、中小型模具、中型模具、中大型模具、大型模具之分，在设计的时候根据产品大小布局再进行选择合适的模架。注塑模具从发展的几十年间来，发展到现在，技术方面、机械设备方面也比较成熟了。在我国，因为人口众多的原因，市场也是非常的好，而且需求量也非常的大。比如生活用品方面，家家户户都有，而且现在新的产品更新也非常的快，因此也间接的促进了人们购买的欲望。现在，人们的经济和物质基础也在稳步提升，消费观念也跟以前不一样可，为了更好地生活，现在也不再那么节俭了。现在，随着注塑模具的发展，加工机床和设计也都满足制造要求，市场非常的广，而且产量也非常的大。很多国外的企业也来我们国家订购商品，或者在中国进行生产和制造。注塑模具一套模具生产主要由设计和加工完成，注塑模具选择外框架一般45#钢即可，对于模具外框架钢材可以满足要求，例如那些复位、顶出、导向机构它们在模具开合模的时候需要来回配合据选材需要选强度很高的材料。一般选材就用SKD61即可。成型零部件选材就要很好的了，因为作为模具内部的核心，一定要经久实用，而且整体的强度也要好，所以选用718H作为原材料。一套模具针对于特定的产品而设计和生产制造的，模具不能批量化生产，因为模具比较严谨，根据产品的尺寸来判断的，多一点或者少一点都不行，既要节约成本又要保证质量。一般都是跟专门生产模架的厂家订购，再按照相关尺寸去价格完成。对于一般的模具但是产品可以中小批量化生产；对于很好的，特定的，模架选材都是非常好的材料，没有节省太多的很多都能大批量生产。但是成本也会变得非常高，一般的成本低但是生产到一定批量就会产生各种问题，也是各有利弊。注塑模具也是非常需要技术的一个行业，需要用时间和经验去沉淀，还要在原有的基础上面去学习与创新。目前，在沿海地区的机器设备、技术人员水平更加的高。那些做出口模具的要求也非常的严格，要非常的严谨，模具行业涉及的精度需要非常高，也不断地需要去提升。1.2注塑模具发展国内外现状我国目前注塑模具发展非常迅速，我们身边的塑料产品也是五花八门，同时给我们带来了很多的方便。也正是因为身边的东西开始慢慢多了起来，也象征着时代的进步，和科技的创新得到了应用。注塑模具作为工业基础，同时也象征着国家工业发展达到的阶段，象征着国家的整体水平，重要性当然不言而喻了。因此，国家近几年以来都在大力提升工业实力。高科技也都是让制造业、各个行业更加的方便，智能领域也是建立在传统制造行业的基础之上的，所以，基础行业一定要非常的牢固。注塑模具与其他行业都有或多或少的联系，同时注塑模具也带动了其他行业的发展，其他行业也慢慢的开始依靠注塑模具，相辅相成。尽管如此，注塑模具在高端领域还不是很成熟，比如汽车、航空领域。因为一旦涉及到那些领域，就意味着需要更高、更加成熟的技术去完成。例如汽车方面：汽车是关系到人们安全的，各个结构方面需要非常严密的配合，而且各个框架也都需要去检验和校核，保护人们的安全。汽车内饰与人们直接接触的，材料、质量、色泽一定要好。而航天领域那个精度更高，普通的机床加工的模具达不到要求，要想使用安全可靠、还要经历时间的沉淀去检验，一点不可马虎。而有的不能够制造但是又需要，就只能从国外进口，但是价格都非常的高。因此，就需要继续努力提升实力。根据身边的塑胶产品就可知道，目前生产出来的塑胶产品在家庭当中占据绝对的地位，质量非常可靠和外观非常有色泽。随着发展，各类产品更新淘汰老旧产品，市场也对模具依赖度更加的高了。而目前我们国家，注塑模具生产产品大多数并不能实现全自动化，比较耗费劳动力，因为现在人工成本也相对来说比较高，而且我们国家精度尺寸离国外还有一定的差距。机床生产出来的模具精度非常精密，但是在一些特定领域还不能满足要求，也是需要继续努力地方向。注塑模具不仅仅要学习原来的基础，上并且还要在上面创新，也要提高整机机加工的水平。现在注塑模具趋势是朝着超级精密、经久耐用、强度钢度超强，达到提高模具长久的使用和产品的精度等级提升，从而满足市场。目前，模具发展也是非常火热的时期，同时也有很多人投资这个行业，国家也在大力扶持。首先：制造业为基础行业，也是很重要的一个行业。因为有投资和发挥，带动了一条生产产链，也解决了就业问题。同时企业也在提升自身实力，同时因为企业大量的出现，因此，一个企业的强弱依据就是自身实力的强弱。也从侧面体现出了技术的关键性。企业实际生产需要节省成本又要提高产量和效益。也向着全自动化的方向努力着，让操作人员也相对来说工作相对容易一些[1]。1.4本课题研究内容根据本次空气开关盒的选题，了解到了它在生活中的地位和重要性，针对对于空气开关盒的了解，让我对其他注塑产品也有了了解，原理也都大致相同。正是它们的出现让生活更加的方便。只有了解塑件在生活中的地位才可以根据它所处环境来具体分析，根据分析：本次塑件为生活常见物，设计难度一般，壁厚比较均匀，壁厚在1~4mm之间满足注射成型需求，本次选用题目目的就是更好的了解到生活的塑料产品的由来，通过一个塑件设计一套模具并且批量化生产，对于这个将来会从事这个行业也有一定的了解，一切的需求都来自生活，对于设计有了大致的思路。第二章、产品工艺分析原材料的确定2.1塑件结构分析本次塑件名字为空气开关盒，通过塑件名字了解到它是生活中常见的物品，用途也比较广，而且结构也并不复杂，壁厚也比较均匀，画出三维图，了解到塑件的单个体积，结合生活确定塑件表面精度一般即可，注塑成型表面许光泽，内部结构需保持完整和无缺料，非常适合批量化生产。塑件整体外形呈现一个壳体形状，在塑件的侧壁上孔，孔需要抽芯机构才能实现成型和脱模，在设计的时候要与预留出侧抽芯的位置和设计侧抽芯具体结构。具体三维塑件图如下所示：图2-1塑件三维图图2-2塑件的二维图2.1塑件的工艺性分析2.1.1塑件的原材料分析PVC材料常用的塑料中的一种，为常见塑件，环保和廉价，适合本次设计需要。该材料应用广泛，具有稳定的材料特性，有较高的强度和柔韧度，色泽饱和，质量很稳定，所以对于本次塑件再适合不过了。材料的选择对产品本身有着很大作用和影响，针对不同的产品选择与之对应的材料，一些产品在特殊领域那么运用到的材料就不相同，因为每一种材料的特性不相同。首先分析本次空气开关盒，对于产品本生要求没有其他特殊，也都中规中矩，材料需要流动性很好的特点，其次就是材料本生结构稳定，良好的柔韧度，充填性能好，最重要的就是所用才要需要对人体无害，所以实际操作当中还需要加入一些材料混合在一起，使其塑件本生质量上升一个档次。所以，经过综合分析，优先选用PVC材料，让产品生产达到实际要求。2.1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析从制件的结构谈。结合UG软件对塑件几何状态的分析得，制件的最大几何尺寸86.5×44×54mm，壳状制品，注塑体积约为16.4cm，壁厚为2mm且均匀，四周有圆角分布半径为R1，结构对称，初步选用具有良好介电性能且易于成型加工的热塑性塑料PVC（聚氯乙烯），有5处通孔，可以采用点浇口来保证其表面精度要求。为便于塑件脱模，空气开关盒表面设置了1°的脱模斜度。通过软件MOLDFLIW对制件进行模流分析确定点浇口的形式、数量[3]。初步制定一个点浇口、两个侧浇口和一个测浇口三种方案，最终设计需进过模流分析得出最终结果。因侧面有孔，需设置双侧抽结构。 该塑件需要在外面表面保证没有毛边，缺胶现象产生[3]。2.2计算塑件的体积和质量根据最开始绘制的三维图，我们可以测得塑件的体积，影响体积的有塑件尺寸大小，壁厚，我们测量好体积以后就能进行下一步操作，本次测得体积，根据上面的材料特性可以确定PVC材料比重为的密度，设计中，采用三维测量得到塑件的体积，如下图所示。计算塑件的体积：V=16.40cm度为ρ=1.15kg/dm质量：M=Vρ=16.40×1.15=17.42g采用三板模，初步选用注塑机型号为HTF160J/B型。图2-3塑件体积测量2.3塑件注塑工艺参数的确定查找有关文献和参考工厂时间应用的情况，PVC的成型工艺参数[4]可作如下选择：（试模时，可根据实际情况作适当调整）根据查询相关参数以及实际生产，需要对PV作一下的工艺分析与选择：PVC材料的收缩率为0.014-0.017，塑件成型工艺如下所示：PVC材料的技术参数如下所示收缩率：1.016比重：1.15g/cm³熔融温度：195-240℃成型温度：40-90℃成型压力：120-140Mpa射速：中等速度2.4塑料成型设备的选取根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为HTF160J/B查注塑机参数表[4]知：表2-1注塑机参数表第三章、注塑模具的结构设计注塑模具结构设计包括了分型面的选择，模具型腔出模数量的确定，成型型芯和型腔的确定，浇注系统和流道的设计，顶出和脱模机构的设计，标准模架的确定和型号的选择，温度冷却水道的设计。3.1分型面选择与确定分型面的设计原则可以按照如下几点综合考虑：方便塑料产品的脱模：开模具打开时候，产品要尽可能的留在动模上面。方便抽芯机构的实现，一般还要考虑模具上时候需要设计滑块抽芯机构。保证塑料的外观和表面质量不受影响，特别是外观需要光滑或者是镜面的产品。保证塑料产品的尺寸和精度的等级在合理的公差范围值之内。尽可能的使得模具型腔内的空气通过分型面排出去。考虑实际机械机床加工的便利性，让加工更简单。分型面要考虑让模具的整体结构更加的精简和合理，考虑模具整体的装配便利性，让装配技术人员简单的更换和维修。分型面的选择和设计是模具设计开始，也是最重要的一步，因为其他结构都是以分型面作为参考和设计的，分型面设计错了后续改动就非常的大，而且非常的麻烦。分型面设计没考虑好会造成增加加工难度，材料浪费明显，同时也会造成成本提高等一系列问题发生。针对于本次设计，因为结构和难度比较简单，分型面稍加分析就确定了，首先塑件整体大小一般，一般的塑件分型面都是在塑件最大轮廓处，本次也是一样，具体设计结合塑件的实际结构形式，以及考虑模具结构形式，适合采用如下图所示的分型面，该分型面能够保证模具制造方便，结构合理，注塑充填工艺性能好[4]。该塑件为塑料空气开关外壳，分型面的选择如下图所示：图3.1塑件分型面的选择3.2确定型腔的数目及排列方式3.2.1模腔数量的确定初选的注塑机的额定注塑量为：320。根据以下公式[4]进行校核型腔出模数量：N=（0.8x320-15）/16.4=14.70个；式中：3201516.40综合考虑，设计采用一模二腔[5]，校核满足要求。3.2.2型腔的排列方式注塑模具结构千变万化，结构也比较复杂，所以设计模具各个系统的时候需要仔细和认真对待，选择尺寸的时候要计算好，防止用料过多造成浪费，用料过少结构和质量不稳定，保证数据的准确，尽量为整数方便读数和选材加工。每个结构之间都不可以有干涉，成型区域和其他结构不能有薄钢出现，会影响加工和后续生产、维修，首先要保证模具的整体质量和安全性，在考虑之后的设计。型腔数量是根据产品大小和产品结构决定的，还要考虑到注塑成型填充问题，还需要考虑到流道尺寸问题得到。绘制三维以后布局，初步绘制出一模几腔，选取模架看哪一种方案更加的节省材料、劳动成本以及铣削加工达到最理想状态。布局也会直接影响后面加工的时间，所以需要认真考虑。通过上面的分析，经过了初步绘制以及选择了模架来达到要求，采用一模两腔，布局规则，也满足实际的生产和经济、效益性达到最大化。具体的型腔布局如下：图3.2模具型腔的排列方式3.3注塑成型CAE分析及优化[6]3.3.1CAE分析前期准备通过UG对产品模型进导出STL格式；由于产品结构变化比较大，所以用作CAE分析的模型可先通过CADdoctor简化处理，去除倒角、细小圆角等对成型过程影响很小的小特征。然后再导入CAE分析软件进行双层面网格划分后，划分网格后结果如图3.1所示：图3.1网格初步划分效果通过网格统计分析结果得出：网格符合后期分析要求、网格相互匹配率也达到了分析要求。3.3.2浇注系统创建、分析及优化1.浇口的位置对比分析浇口的位置分析结果如图3.2所示：（a）一点进胶流动阻力分析（b）两点进胶流动阻力分析图3.3浇口位置分析结果浇口位置分析结果说明：分析结果表明本塑件的最佳浇口位置在塑件中间位置，

设计过程需要综合考虑，塑件毕竟高度较深，骨位多并薄，一点浇口担心填充不均，本次选择三个方案对比。

2.进胶方式分析对比及优化综合考虑本产品的外观要求、所用材料性能、模腔排布以及后期对制品的加工处理方便与否等，设计了两种进胶方案：方案一：一点进胶方案二：两点进胶（软件建议进胶位置）方案三：两点进胶（根据塑件实际情况选择两处进胶位置）对方案一进行充填分析，分析结果如图所示：图3.4充填时间对比对方案一、方案二和方案三分析结果比较，方案二的充填时间相对较短，但分析结果与其余两个方案近似。图3.5气穴对比对方案一、方案二和方案三分析结果比较，发现气穴差距不大，但是方案二、方案三有气穴分布于平面上，后期不利于调整，气穴对比方案一有一点优势。图3.6填充末端压力对比压力结果对比结果比较，方案二的相对均匀，采用方案一优于其余两个方案。图3.7熔接痕对比方案二与方案三中间熔接痕太明显，方案一分散的熔接痕对塑件质量影响不大，可以采用方案二。图3.8综合变形对比三个方案变形都近似，但方案一变形均匀，有利于生产中调整。表3.1方案对比方案一方案二方案三填充时间（s）0.57550.35350.6497气穴有气泡有较多气泡有较多气泡填充末端压力只有部分尾端压力降低，填充性能良好多处胶位压力丧失，填充性能差多处胶位压力丧失，并且出现缺胶位，填充性能差熔接线（较明显）表面熔接良好，熔接线少且短表面熔接线分散，多且较长，有部分分布于塑件平面表面熔接线分散，多且较长，有部分分布于塑件平面变形，所有因素:变形（mm）≤0.5307≤0.4982≤0.4467对方案一、方案二和方案三分析结果比较，方案二的填充时间分析都优于其余两个方案，但其他分析结果方案一优于其余两个方案，三个方案的变形均小于0.6mm,并且方案一表面没有明显的气穴和熔接痕，所以最终采用方案一进行模具设计，并采用方案一进行完成的CAE分析：3.3.3CAE分析1.CAE分析前设置图3.3.1浇注系统设置2.分析结果-流动图3.3.2填充时间=0.8835（S）图3.3.3速度/压力切换时的压力箭头指示处压力切换，为产品最后填充区域，需要采用保压功能填充。图3.3.4填充进行1.09s时，锁模力达到最大，Max=34.58（tonne）图3.3.5产品气穴大小和位置与前文分析结果近似。箭头指示处有相对其余位置较大的收缩，但产品的体积与壁厚原因，5~6%的收缩可以忽略不计[6]。产品熔接痕长度和位置与前文分析结果近似。3.3.3.3分析结果-冷却冷却流道温度25~25.67℃，温差小于1℃，满足模具设计要求[6]。产品到达顶出温度时间小于30（s），满足产品量产要求[6]。3.3.3.3分析结果-变形箭头指示处为所有因素变形分析结果变形量最大位置，0.45mm(Max)。实际量产由于型腔对产品的约束作用和能通过参数的微调改善产品的变形，所以实际生产变形量将小于0.45mm,但是变形问题应加入模具设计的考量问题中，该位置在模具设计中建议型芯处设计为型芯镶件形式，便于模具的变更与维修[13]。3.4浇注系统设计3.4.1主流道设计浇注系统包括了主流道、分流道、浇口、冷料穴，在注塑模具当中，浇注系统可以说是直接关系到产品。因为在注塑模具当中产品成型才是最重要的，产品是由原材料构成，而实际生产当中浇注系统使材料进入模具内部的唯一通道，正因为有了浇注系统的出现，材料才能通过然后再注射到型芯、型腔里面成型。这个结构也非常的重要，我们设计的时候也要考虑到在满足能够充分填充的情况下，尽可能的降低主流道的高度，主流道的上端和下端大小也直接影响着产品的注射时间和填充。根据HTF160J/B型注塑机喷嘴的有关尺寸，设计的主流道相关设计：3.5=2.5+（）mm；小端直径d=3.5mm；脱模斜度[1]；主流道高度L=70mm；主流道大端直径D=7mm；3.4.2分流道设计分流道顾名思义就是分流的意思：当主流道注射的胶料不能够直接填充产品的时候就需要设计分流道了。一般常规的一模一腔用直接浇注的方法，一些特殊结构为了保证充填满的情况下也需要设计分流道。当出现一模两腔、四腔、八腔的时候，那么就需要用到分流道了，通常情况下，主流道大端直径要大于分流道直径，因为这样才不会是注塑力分散，和节约材料，再由分流道把胶料向产品靠近，分流道注射点一般在产品的中心位置，保证产品头尾注塑力相同和良好的填充。本次设计分流道和计算如下所示：本次设计中，采用了梯形截面的分流道，分流道的直径可以采用如下经验公式[4]进行计算。式中：16.40g；40mm；经过计算得分流道直径:D=8mm3.4.3浇口设计浇口浇口形式有很多种，最重要的就是保证充填，对于中等塑件，浇口设计应该要宽一些，高度也要稍微高一些。因此，浇口设计应该在塑件的中心位置，这也是直接与产品接触的部分，综合以上分析，设计的为侧浇口最合适，计的大小按塑件体积和分流道大小取值，一般要小于分流道直径。浇口在松掉的时候会伤塑件的内表层在这儿是能够的，充分考虑浇口有益浇筑系统软件的废弃物和塑件的摆脱。本次设计的为侧浇口，然后设计冷料穴带拉杆，具体的浇口图如下：[8]对于侧浇口取值：点浇口直径d1=0.8mm；点浇口深度h1=2.5mm；点浇口斜度a1=20°；冷料穴是设计在主流道或者交叉的分流道的末端，主要作用是用来储藏锋料。谁叫过程中，一般情况，取5-14mm之间，深6-10mm左右，本次设计的冷料穴在主流道下，下部设计有勾料针，采用Z形勾料针，这种加工简单，使用方便。大小设计为主流道末端大小。3.4.4排气结构的设计排气机构设计方法有很多种，例如利用镶件排气、顶针、抽芯机构、分型面等等排气，目的就是将气体排出。当注塑机注射熔融状态下胶料的时候，温度非常高，颗粒原材料加热会熔化，就会产生高温气体，正是这样，也顺着进入到注塑模具内部（成型区域）。当没有设计排气系统时，气体进入模具里面，会导致产品填充不均匀，也就是不良产品，给企业带来经济损失。因此，设有排气系统就可以避免这些问题，气体就会跟着排气系统跑出去。本次设计产品尺寸一般大小，结构也比较简单，就利用分型面排气。3.4.5主流道衬套的选取本次设计中，采用了标准的浇口衬套和定位环，标准件的采用能够缩短设计与制造周期、提高模具经济成本，更换容易，修模维修简单。能够更好的提高生产效率。图下图所示为定位环与浇口衬套结构形式。图3.4浇口衬套标准件3.5推出机构设计顶出系统设计前提在于产品成型开模以后留在后模部分，产品通过水道冷却收缩就包紧在型芯上面，再通过设计顶出系统使产品脱模。顶出系统是模具当中非常重要的一个结构，关系到产品的取出问题，顶出系统大多数情况下分成两组也是最常用的两种结构类型。一：顶杆、司筒、斜顶顶出系统，非常常见的一种，首先对于塑件内壁没有太大要求，一般产品通过顶针顶出就会在顶出的地方留下痕迹，这也是很明显的缺点，顶杆顶出相对来说没有特别复杂，需满足顶出力均衡和能够顶出产品，以及不可干涉。二：采用推板推出，这种没有设计顶杆，采用一整块板子沿着产品最大端面处推出，用于对于内壁有很高要求的产品，例如：水杯、塑料碗类产品。优点在于成型快、脱模顺畅，缺点就是成本稍贵和结构相对复杂一些。推出脱模机构的结构如下图所示。图3.7推出脱模机构复位机构是模具重要组成部分，绝大多数情况下是必须要有的，一些情况较为复杂的结构因为空间不足够或者与其他重要结构干涉就需要舍弃，这也是极少结构这样。本次设计复位结构必不可少，复位机构有复位杆和弹簧组成，复位杆和弹簧之间留有一些空隙，保证弹簧的压缩变形和复位，同时复位杆有起到定位、支撑、导向作用。在模具当中，导向、复位、往复运动的零件大都采用强度较高的材料，采用SKD61材料，才可以保证质量和可以承受对于的力。本次复位机构为弹簧复位，设计有复位杆。3.6推出机构的计算3.6.1脱模力的计算根据如下公式[4]进行计算经过计算得到：F=587.65N3.6.2推杆强度的校核故符合要求。式[4]中，是推杆材料的许用应力，为120Mpa；是推杆所受的应力；F是脱模力，为587.65N；n是推杆数目，为26根；d是推杆直径，4mm21.23Mpa所以满足要求。 第四章、成型零件结构设计4.1、成型零件的结构设计成型零部件设计需考虑到的因素很多,首先：因为成型区域是与产品密切相关的，所以，设计的时候需要考虑到产品本身的机构特点。然后产品有成型会收缩，满足热胀冷缩的原理，会紧紧的把与产品接触到的地方包裹起来。因此，设计之初就需要考虑到后续的加工，合理的设计可以节省成本和良好的脱模性。成型零部件最主要是型芯与型腔，抽芯机构作为辅助作用。本次设计难度一般，根据结合产品分析合理的设计。[8]。（1）型腔最为注塑模具中很重要的一部分，是产品成型的上表面，同时型腔的设计直接关联到产品的表面精度，与产品密切关联。一般大多数模具设计最主要用整体式和镶嵌式，当然镶嵌式更多一些。镶嵌式首先便于加工和移动方便，维修拆模也更加的便利，材料选取相对来说也更加的实惠，同时设计镶件也便于安装。本次设计选用镶嵌式的型腔结构安装在定模板里面，然后设计完成以后还需要计算型腔成型区域的相关尺寸是否满足产品收缩尺寸，具体结构和计算如下所示：图4.1模具型腔结构设计（2）和型腔不同的在于型芯成型产品内表面，产品包紧力最大一块区域，所以设计的时候就需要考虑到把产品留在型芯上面，因为设计这样才方便设计之后的顶出。本次设计型芯也采用镶嵌式，对于产品本身很高的型芯一般需要设计镶件安装在型芯上面，便于加工和选取材料，更加能节省成本，同时维修和拆装也非常方便。最后也需要计算相关尺寸，便于加工，具体设计和计算如下所示：图4.2模具型芯结构设计4.2成型尺寸计算4.2.1型腔成型零件尺寸计算4.2.2型芯成型零件尺寸计算1、型芯尺寸的计算（1）型芯径向尺寸计算型芯径向尺寸的计算采用平均尺寸法，公式[4]如下：；；其他符号意义同上。型芯长度尺寸计算为：=[(1+0.005)x86.20+1/4x0.08]=86.65mm型芯宽度尺寸计算为：=[(1+0.005)x44+1/4x0.08]=44.24mm（2）型型芯深度尺寸计算型芯深度尺寸采用平均尺寸法，公式[4]如下：；其他符号意义同上。=[(1+0.005)x46-1/3x0.08]=46.25mm4.2.3型腔零件的强度刚度校核根据模仁侧壁刚度校核公式[4]式中：经过计算模仁侧壁厚度得:Sc=1.02mm，实际需要考虑水道的位置和尺寸，实际设计的取值为30-40mm之间，满足要求。4.3成型零件钢材的选用作为一套模具的核心部件，选材料一定要综合考虑。首先，成型零部件与产品直接接触，质量好坏直接影响产品。再者就是粗糙度满足要求，还有就是杂质要很少，钢材纯度要很高，然后就是钢度介于模架材料和导向机构之间，过硬不利于加工和抛光，强度一般不利于产品成型。为了便于中大批量生产和质量可靠稳定性高，优先选用718H钢材，本次设计产品也是大量生产，所以满足实际要求[10]。4.4抽芯机构设计抽芯机构的设计也是成型零部件的一部分，也是跟产品密切相关的。模具工作中是与注塑机一起左右运动的开、合模的过程，顶出也是左右运动顶出，那么我们分析产品的时候就知道，侧边有孔、圆台，内部有卡口无法让产品直接顶出就需要设计抽芯系统来满足模具开模。抽芯是和产品表面或者内部贴合在一起成型，同时也直接影响产品的整体质量。抽芯系统针对于带有侧抽芯产品而设计的，不同的产品结构不同，抽芯距离、相关尺寸也有所不同。当产品有多个抽芯位置并且在不同位置的时候，那么就需要考虑很多的问题和因素，还有一些卡口在侧边需要看是适用滑块或者斜顶抽芯机构，或者有的需要做成一个整体。总的来说就是设计目的最终目的就是顺利完成抽芯，并且还需要考虑到后续的加工和生产，既要节约成本又要保证质量过关，一些关键的尺寸需要校核和计算，再根据经验看是否满足实际的生产要求。4.4.1斜导柱滑块抽芯机构（1）、计算抽芯距离S=L+（3-5）MM式中：S——抽芯距离L——塑件倒扣距离抽芯距离S=32+（3-5）mm=37mm（2）、抽芯力的计算式中：经过计算得：354N（3）、斜导柱直径的计算式[4]中：；120mm；经过计算得：11.62mm本次设计斜导柱直径为12mm。倾斜角度为20度。抽芯机构如下图所示。图4.3斜滑块芯机构第五章、模具冷却系统的设计与模架的选择5.1、模具冷却系统概述设计冷却系统目的在于冷却作用，最主要的是专门为冷却产品而设立的机构，目的为了更快的冷却产品提升开、合模次数达到提高产量的作用。首先设计以充分和均匀冷却产品为目的，然后如若有干涉就需要调整相应距离，然后水道距离流道距离不能太近，防止产品充填不均匀，再者水道最多情况下是与顶出系统，顶针、司筒、斜顶等等干涉，设计需要保证对于大于5mm以上的距离，才能保证之间的强度满足要求。5.2、冷却系统设计原则因为冷却系统设计比较简单，但是布局相应的周围有很多的其他结构，所以需要保证：1、前模和后面的冷却水路直径尽量相同2、以模具中心为原点，尽量保证到边缘或者产品的距离相同。3、冷却水管可在天侧，底侧，后侧，尽量不要再操作人员一侧，影响取出产品。4、冷却水道不要离流道近，否则影响产品的浇注和成型。5、水道不可漏水：漏水会给产品、型芯、型腔等等带来很大的影响，而且堵头一定要堵住。不可干涉：水道距离其他结构至少保证在5mm的距离，水道设计优先均匀冷却。5.3、冷却水道的计算在单位时间内熔体凝固时放出等热量等于冷却水所带走的热量，故有公式[4]：

5.3.1求塑料制品在固化时每小时释放的热量Q设注射时间为2s，冷却时间为20s，保压时间为15s，开模取件时间为3s.，得注射成型周期为40S。设用20℃的水作为冷却介质，其出口温度为28℃，水呈湍流状态，一个小时成型次数n＝3600/40＝90501.0590=4.725查注塑模具设计指导手册得PVC单位重量放出的热量

故：4.725=1937KJ5.3.2水的体积流量

由公式[12]1937/=40.55式中：5.3.3求冷却水道直径d根据水的体积流量查注塑模具设计指导手册得d=8mm；本次设计中的冷却水道满足要求。5.4.4求冷却水道总长度L由公式[4]A=4.725×3600/3600×1000×（28-24）=0.00118m2式中;由公式[4]L=L=0.00118/3.141×0.0008=0.47m冷却水道设计如下图所示：图5.1冷却系统设计5.4模架型号的选择GB/T12555——20065.4.1标准模架的选择对于一般的产品，要求不是很高的或者没有其他特殊要求是，通常选用标准模架来作为模具的外框架，因为这样方便选取材料和加工，一般注塑模具的框架采用45#，首先材料相对来说便宜些，而且刚才也可以满足基本的要求，强度和钢度也可以得到保证。首先针对于产品来分析，根据塑件的整体大小加大或者减少对于的尺寸，前提就是需要保证模架的强度达标。根据分析，决定采用CI的模架形式，垫块高度与塑件的脱模距离相关，垫块高度包括垃圾钉高度、底针板高度、面针板高度在内的。同时还有复位机构在内的，经过分析选择垫块高度为60满足要求,具体设计分析根据以下方式进行选择模架型号（1）、确定成型型腔零件长宽高尺寸如下150x190x45mm（2）、确定成型型芯零件长宽高尺寸如下150x190x57mm（3）、确定模架定模板长宽高尺寸如下330x350x80mm（4）、确定模架动模板长宽高尺寸如下330x350x100mm（5）、确定垫块的高度高度为：130mm，满足要求[4]。具体的模架型号为：GB/T12555——2006，结构形式如下图所示：图5.2模架基本结构形式5.4.2导柱导套的选择导柱、导套是注塑模具中最重要的导向机构，也是模具最基本的组成部分，一般为4组配合使用，良好的保证导向和强度作用，导柱上面隔一段距离开设了凹槽用来存放润滑油保证良好的开合模，同时也起到了一个定位作用。具体结构如下所示图5.3导柱导套结构形式第六章、注塑机有关参数的校核注塑机是和注塑模具配合在一起使用的，模具生产完成了以后就需要配合注塑机才可以实现批量化的生产。注塑机最常见的就是卧式了，也很普遍。注塑模具一套生产完成了以后需要进行试模生产，同时根据模具的整体尺寸和塑件的体积确定注塑机。注塑机以长宽高和吨位来区分不同，越大的注射量越大，同时功率等等都有明显的增加，所以选用的时候优先选用和模具差不多参数的进行生产，可以保证节约成本和各项参数的准确性。注塑机配合模具生产结构简图如下所示：注塑机的型号采用的是HTF160J/B，注塑机结构如下图所示。图6.1注塑机结构原理6.1注塑机锁模力的校核每一台注塑机都有对于的参数作为依据，注塑机的最大注射量需要大于模具的成型产品加上流道的体积，才可以保证注射量达到要求，因此参数校核必不可少，根据如下公式：320x80%≥2x16.40+15=47.8其中：注塑机参数额定量为320，满足要求。6.2校核压力根据设计完成了的模具，我们选择了注塑机的型号为HTF160J/B，根据对于参数可知压力值159Mpa，而本次选取的材料PVC允许注射压力为100-130Mpa[4]，允许注塑压力120，注塑机压力值大于材料的压力值，所以满足注射压力条件。6.3校核模具安装尺寸每一台注塑机都有与之对于的参数，而且都不相同。因此，为了生产制造我们需要选取合适的注塑机型号进行生产。首先，针对本次设计而言，选用模架为国标，得知它的最大长宽为50x400mm，注塑机拉杆内间距455x455mm，长宽满足安装要求。模具总高420mm,注塑机的厚度数据为180-500mm之间，宽高尺寸均满足注塑机的安装尺寸要求。6.4校核移模行程移模行程就相当于最大的注塑模具最大的开模行程，要校核它的行程就需要了解到原理：首先，产品通过一系列动作得到产品，那么模具必须打开，产品才可以展示出来，那么开模这个距离就叫做移模行程，通过注塑机可以调整注塑机的开模距离，一般可以根据计算得出合理的开模距离，如果过大会照成注塑机损耗较快，而且时间也不能更好的节约，不利于批量化生产。因此，首先我们可以明确的就是注塑机移模行程，我们再来校核本次设计的产品顶出行程和相关尺寸，具体如下所示：表注塑机总的开模行程为320mm；式中，46mm；，140mm；310mm≥46+140mm+10mm=196经计算满足注塑要求。6.5校核注塑机锁模力校核是锁模力非常重要，是检验胶料注射进入模具内部的一个压力，要保证模具不能被撑开，不要合模不紧让胶料跑出来都是万万不可的，因此就需要校核使得满足条件。具体计算如下[4]；16