毕业设计（论文）-扫地机器人面盖注塑模具设计

毕业设计说明书毕业设计（论文）说明书扫地机器人面盖与前档注塑模具设计学院专业班级学生姓名学生学号指导教师提交日期摘要本课题针对一个扫地机器人面盖与前档塑料零件，通过三维软件UG，对扫地机器人面盖与前档塑件进行模型的绘制，同时对模具的成型零件进行设计，并绘制出相关的零件图纸文档。设计过程中，模具选择一模三腔（三个不同的零件）的结构，采用三板模点浇口转侧浇口形式以及环绕式冷却的方法，对产品进行注塑。本课题设计的模具具有良好的工作稳定性，结构比较紧凑，注塑过程比较平稳，而且冷却的效率也比较高，可以减轻工人的劳动强度，提高生产效率，降低生产成本，最重要可以保证产品的精度。除模具结构设计外，本文针对模具的布局确定、型腔与型芯、浇注系统、冷却系统等部件进行了详细的设计。从文中可以体会到了零件的分析,模具的设计布局,同时也为本模具说明书做了铺垫。设计完成注塑分析与设计,绘制一套完整的装配图和零件图是很有必要的。利用UG软件对塑件进行建模,选择合适的位置做为模具的分型面，并进行三维建模,合理设计各个成型零件。除此之外,还指出了这些问题对应改善及避免的方法。通过整个计算机辅助设计（NC）的过程,这样设计过程变得非常容易,而且还可以及时发现一些设计中的可能出现的问题,比如说模具可能潜在的问题,还有零件干涉及设计方面不合理这些失误。关键词:扫地机器人面盖与前档塑件;注射模设计;三维建模;浇注系统AbstractInthispaper,forasweepingrobotfacecoverandfrontgearplasticparts,themodelofsweepingrobotfacecoverandfrontgearplasticpartsisdrawnthroughthree-dimensionalsoftwareUG,andthemoldformingpartsaredesignedatthesametime.Anddrawtherelevantpartsdrawingdocuments.Duringthedesignprocess,themouldchoosesthestructureofonemoldandthreecavities(threedifferentparts),andadoptstheformofathree-platemoldpointgatetoturnthesidegateandthemethodofsurroundcoolingtoinjecttheproduct.Themoulddesignedinthistopichasgoodworkingstability,compactstructure,stableinjectionmoldingprocess,andrelativelyhighcoolingefficiency.Itcanreducethelaborintensityofworkers,improveproductionefficiency,reduceproductioncost,andmostimportantly,ensuretheaccuracyoftheproduct.Inadditiontothediestructuredesign,thispaperhascarriedonthedetaileddesignforthedielayoutdetermination,cavityandcore,pouringsystem,coolingsystemandothercomponents.Fromthispaper,wecanunderstandtheanalysisoftheparts,thedesignlayoutofthemold,andalsoforthismoldmanualtodothegroundwork.Itisnecessarytocompletetheanalysisanddesignofinjectionmoldinganddrawupacompletesetofassemblydrawingsandpartsdrawings.UGsoftwareisusedtomodelthemoldingparts,selecttheappropriatepositionasthemold'spartitionsurface,andconductthree-dimensionalmodeling,reasonabledesignofeachmoldingpart.Inaddition,itpointsouthowtheseproblemsshouldbeimprovedandavoided.Throughtheentirecomputer-aideddesign(NC)process,thedesignprocessbecomesveryeasy,andsomepossibleproblemsinthedesigncanbeidentifiedinatimelymanner,suchaspotentialproblemsinthemold,andthepartsinvolvedinthedesignareunreasonable.Thesemistakes.Keywords:Surfacecoverandfrontgearplasticpartsofsweepingrobot;Injectionmolddesign;Three-dimensionalmodeling;Pouringsystem目录17345摘要 I1345Abstract II17637目录 III1787第一章绪论 1218591.1塑料模的概述 195021.2塑料成型技术的发展趋势 3231071.3本设计的研究内容 43654第二章零件成型工艺分析 5303652.1零件分析 5297972.2塑件的工艺性分析 6191532.3塑料材料的基本特性 6152872.3.1ABS材料的性能指标 787592.3.2塑件材料成型性能 7169102.4零件的体积质量与注射机的选择 7111872.5塑件注射工艺参数的确定 112483第3章注射模的结构设计 12316383.1分型面的选择 12113213.2成型零部件的设计 13188473.3确定型腔的排列方式 14237883.4浇注系统的设计 15133623.4.1主流道 16163323.4.2浇口的设计 17230213.5流道冷料穴设计 18166813.6流道拉料杆设计 19259303.7脱模顶出系统的设计 20151983.7模具冷却系统的计算 21168783.7.1冷却介质 21254143.7.2冷却系统计算 21127583.7.3冷却水道结构设计 2231060第4章模具尺寸计算与模架的选择 23267514.1成型型腔尺寸计算校核 24277714.2成型型芯尺寸计算校核 28175974.3模具排气系统的设计 31177374.3.1排气的作用 31178864.3.2排气方式 3189294.3.3排气设计方法 31325844.3.4排气槽设计 3283724.4模架选择 329660第五章定位导向系统结构设计 34294895.1定位导向机构 34276065.2导向机构的设计 34150445.2.1导柱的设计 3420371第六章注射机的校核 36183836.1最大注射量的校核 36186426.2注射压力的校核 3680796.3锁模力的校核 3623616.4模具外形安尺寸校核 37207446.5开模行程的校核 38163556.6模具安装校核 3825196总结 3910166致谢 408856参考文献 417522附录 42第一章绪论1.1塑料模的概述在工业产品之中,一个符合设计要求的塑胶制品通常都能替换传统的金属结构件,再合理利用工程塑料专有的性质,能够一次成型形状较复杂的塑胶制件,而且塑胶件还可以设计成拼装的结构,可以明显使塑胶制品结构简化,因此,近年来工业产品使用塑胶代替金属的趋向不断上升。注塑成型是塑料制品成型中最常用的方式,当中最常用之一的注塑模具现在已经使用的很广泛。制造注塑模具的质量水平,对产品的质量和生产效率都有很大的影响,这也决定了生产企业对于市场变化的反应能力。注塑模具同其它的机械行业相比较,有如下三个特征:第一,模具并不像其它机械可以随时能在机电市场购买。因为模具的特有属性,使得模具基本上都不能成批量的生产,通常都是根据生产的产品来单独定制制造。因此,模具的制造成本通常很高。其次,由于注塑模具是专门为塑料制品的成型而制造的,除了质量和价格等主观因素外,非常重要的一点就是对市场的响应速度,所以对于特殊订制的注塑模具来说,其制造的时间要尽可能缩短。第三,模具的制造需要的技术水平和文化水平较高,模具在加工的过程综合了机械制造的先进技术和钳工技术人员的手工技术手段,相对于企业来说,我们要注意培训和“适应”,以适应多个岗位的要求。熟练工人是组织模具生产平衡生产的重要人员。综合以上,注塑模具的制造存在着成本高、制造周期短,专业性强等特点。当前,伴随着科学技术水平的不断发展以及计算机的应用,这些问题基本上得到了较好的改善。注塑模具的特点：(a)注射时,在注塑机的桶内加热和熔化塑料,然后在注射机的螺杆或活塞的作用下,多次注射进入浇注系统,然后进入腔。浇注系统是注塑模具的重要组成部分。b)塑胶料的熔体进入型腔后，需要依据塑胶料的特性，在模具中合理的布置加热或者是冷却系统。c)注塑模具的生产范围较广，既可以生产小型制件，又可以生产大型制件；既可以生产结构简单制件，也可以生产结构复杂的制件，生产的效率较高，能较好的实现自动化生产。d)注塑模的零配件较多，结构通常都比较复杂，所以制造的时间都较长，导致成本普遍都很高。注塑模具在现在的使用越来越广泛，同时它的特点让他的使用和涉及的范围也大了。模具是从生产实际中慢慢发展起来的，可以直接为生产进行服务，模具是一种生产技术，它以塑料材质为研究对象，通过特殊的工艺将塑料颗粒制造成型，采用的工具被称为模具，将塑料进行一定的手段塑造成人们想要的产品形状被称为注塑成型。近几十年来，中国塑料的工业发展从空白期到高速发展期，取得了不小的成就，迄今为止，我国的塑料工业在世界大国中排名靠前，特别是最近几年，塑料制品的种类不断的增多，我国在塑料加工机械装备的生产上位居世界第一，塑胶制品的产量占据世界第二，塑料的发展已经在我国的工业中不可缺少，也带动了其他相关行业的发展，例如机械制造和模具设计的发展，注塑模具因为高效、快速、精密的优势在模具产量中占据较大的分量，但在技术方面与国外还有很大的差距，比如模具的精度相对较低、使用寿命不高、成型的时间长，注塑机的设备陈旧、规格不齐全，成型的塑料质量和模具使用的材料还达不到国外的水平，还有很长的一段路要走，因此需要对模具行业进行大力的发展与扶持，这样才能改变我国的模具的相对滞后的状况。工业信息化的发展与结合，模具的发展也面临着挑战与机遇，如何利用高速发展的网络信息给模具的更进一步发展带来了契机，对机械装备的不断的研究与开发，克服塑胶制品存在的问题，不断提升人们的生活需求和促进科技的进步与发展。塑料成型模具在日常的生产中也被称为注塑模具，这种模具主要用来成型一些塑料类的零件，从结构类型上看，注塑模是一种模腔模。从生产的原理上看，注塑成型是在金属压铸的技术上发展而来的，因为塑料具有可挤压以及可塑性等的性能[2]。注塑的过程首先是将一些疏松的颗粒状或者粉末状的塑料原料送入高温的设备中，然后对塑料原料进行加热熔化，使其达到熔融状态，这是，塑料原料变成可以流动的状态，接着利用螺旋杆或者柱塞对溶体进行挤压，通过模具的唧嘴注入到模具的型腔中，最后对其进行保温冷却，出模之后就可以得到一个完整的塑料件。。经过特定时间的冷却处理，相应设计形状和尺寸的塑料制品在模具型腔中形成。目前，塑料制品在工业和人民生活各个领域起着占据着越来越重要的地位。塑料工业在我国也成为了一个迅速发展的工业领域。如今，模具有很多种类型，有关它们所占模具生产总量的比例也有差别，其中，冲压模具、注塑模分别占生产总量的35%以及45%，压铸模具占了10%，而其他包括粉末冶金模具、陶瓷模具以及玻璃模具等大约占10%。伴随着材料技术的飞速发展，常用的钢材可能会被塑料取代，而且这个将会形成一种趋势。在我国，塑料加工成型的方法大概有50种左右，其中，注塑成型、挤压成型、胀形模具以及压缩成型是十分重要的几种塑料成型方法，它们在成型方法中约占85%，在以上几种的成型方法中，注塑成型最为广泛地被应用，约占35%，注塑成型具有生产周期短、工艺过程简单、加工精度高的特点，同时，对一些形状比较复杂的零件来说，应用注塑成型也是最为适合的一种方法。是具有广泛应用的加工技术。注塑成型是目前塑料零件生产中最具有生产竞争力的工业技术。1.2塑料成型技术的发展趋势(1)摘要塑料模具产品越来越大、复杂、精度高、生产效率高，适应了第一个模拟考试多腔的发展，未来应注重提高设计水平，主要是通过技术手段，提升注塑模具的使用寿命。(2)需要提高注塑模具的通用标准，在模具设计中更多地使用一些标准件。(3)在模具设计中，使用了更多的新技术，例如注塑模热流道技术，在注塑的过程中有的还采用了气体进行辅助注射或者利用更高的压力来进行注塑生产。(4)日常生活中，生活以及生产中经常需要一些结构较为复杂的零件，这就衍生了一系列创新的加工成型工艺，同时也对产品的生产周期提出了更高的要求，因此，追求加工质量以及效率之外，模具的生产成本也需要一并考虑。(5)传统的模具设计生产一般是通过设计人员使用经验设计，但是现在随着计算机技术的不断发展，一些计算机辅助设计软件已经也在模具设计制造中得到了非常广泛地应用，这方面的应用有效地提高了设计以及制造的效率，减少了后期反复修改的工作量。(6)在使用了大量的加工技术以及采用了新的模具材料之后，模具的质量得到了明显的提升，使用的寿命也更加长。(7)除了模具本身的因素之外，现在的模具加工设备也已经是越来越先进，在这种情况下，模具的加工效率以及加工精度都得到了很好的保证。(8)工艺分析方面，可以应用一些CAE分析软件对模具前期的设计以及注塑过程模具的动态变化提前分析，减少设计人员后期的工作量。对比传统的模具设计，工艺分析技术可以对以往需要多次试模、调整的模具设计步骤，还能大大缩短设计周期。CAE技术能够为产品设计提供全面的方案。在生产模具之前，对模具的注塑过程利用相关的CAE软件进行模拟以及分析，这一类的软件可以对塑料溶体在模具型腔里的填充、保温以及冷却作出比较接近的预测。还可以动态显示模具注塑过程中，应力的分布状态、塑料熔体的流动速率、注射之后产品的收缩以及变形翘曲等的状况，这样就可以在设计的时候及时发现可能会在注塑过程中发生的问题，及时修改和完善模具的结构，这种方法就避免了在模具生产完成之后需要进行的各种维修工作。这样就可以走出传统方法设计模具的限制约束，有效地防止引用传统方法设计的模具的维护、甚至报废情况的发生，它的重要意义在于有效提高模具的生产质量以及降低产品的生产成本，同时，也可以大幅降低模具的生产成本，这是非常重要的[3]。1.3本设计的研究内容本设计主要对进行注塑模具的设计，塑料扫地机器人面盖与前档零件是日常生活中常见的产品，本设计根据所给的塑料扫地机器人面盖与前档零件进行测绘尺寸然后进行3D建模，最后再对其模具进行设计，需要完成的内容如下：1、对其塑件进行结构和工艺的分析，分析其材料和年产量，并确定模具的结构；2、对注塑机进行选取，并进行重要参数的校核；3、选择模具的分型面，对浇注系统进行设计，包括主流道、分流道和浇口的设计；4、对冷却系统和脱模机构进行设计；5、完成模具的整体结构设计和图纸的绘制；第二章零件成型工艺分析2.1零件分析根据塑料扫地机器人面盖与前档零件实物进行测绘，利用UG软件绘制出模型并生成二维工程图，零件尺寸不是很大，属于中小型塑料件，从零件图上面来看,本零件的整体形状就是个长方形的。在它的上表面上有台阶孔、也有槽、侧壁有侧孔。因此,该部分具有中等复杂性。除零件表面外,无缺陷、毛刺、无内部杂质,无特殊表面质量要求,更容易实现具体形状及尺寸完成后的塑件三维模型下图所示：一号零件图二号零件图三号零件图图2-1零件图2.2塑件的工艺性分析进行模具设计的目的就是保证制造出的塑件能够满足其使用功能和装配要求，成为功能的设计，而且需要满足塑件的一些相应的参数指标，由于塑料扫地机器人面盖与前档零件是日常所用的产品，因此对这类产品的外观质量和表面质量都有一定的要求，即是不能导电以及它的强度和刚度都要好，根据任务书要求选用的塑料扫地机器人面盖与前档零件的材料为ABS，生产批次为大批量，精度等级为中等级MT4。2.3塑料材料的基本特性塑件为日常受力用品，在使用中需要有一定的强度,塑件的尺寸不是很大。适用于注塑成型。精度要求不同于每个维度。其中一些属于一般精度。其中一些属于高精度,它们是根据实际公差计算的。：ABS牌号的塑料它有些很多种优良的综合表现性能,化学成分是聚合物，其组成为丙烯腈ABS作为工程塑料有着很多用途，在汽车电子以及机械行业应用较多，也广泛应用于机械行业,如贝壳、水表外壳、加热器、电器配件、家具制造等,也适用于扫地机器人面盖与前档配件。化工学界上面给的定论是它和物理学特性非全晶体结合的材质。。2.3.1ABS材料的性能指标(1)整体的性能特点好，化学稳定，不宜发生化学反应，耐冲击。(2)与372有机玻璃的且可表面镀铬，制成双色塑件，熔接性良好、喷漆处理。(3)有透明、增强、阻燃、高耐热、高抗冲等级别。(4)流动性较好，柔韧性不差。2.3.2塑件材料成型性能如表2.1所示为ABS材料的注射参数，从表中可以看出ABS材料的注塑类型、注射温度以及注射压力。表2-1ABS的注射工艺参数注射机类型螺杆式螺杆转速30~60r/min喷嘴形式直通式喷嘴喷嘴温度180~190℃模具温度50~70℃注射压力60~100Mpa保压压力5~10Mpa冷却时间5~15s周期15~30s后处理方法红外线烘箱温度70℃时间0.3~1h备注原材料应预干燥0.5h以上2.4零件的体积质量与注射机的选择我们因为要计算塑料件的质量/重量目的是为确定注塑机型号以及模具型腔数，注射机是模具主要的设备，为模具提供材料棵粒加热注射的功能，因此需要对注射机进行选型，在选型前需要对塑件的质量进行计算，利用UG软件可以测量出塑料扫地机器人面盖与前档零件的体积分别为V1=32.12，V2=36.07，V2=6.41，通过材料成型手册可以得知ABS的密度大小为1.05g/cm3以计算出塑料扫地机器人面盖与前档零件的质量大小，V1=33.72g,V2=37.87g,V3=6.73g。一号零件图厚度分析二号零件图厚度分析三号零件图厚度分析图2-2零件图厚度分析一号零件图体积分析二号零件图体积分析三号零件图体积分析图2-3零件图体积分析计算塑件的质量是为确定注塑机型号以及模具型腔数。由于任务书要求是大批量生产，考虑到塑件的尺寸精度以及生产效率，选定模具的型腔数量为一模三腔（三个不同的零件），一次可以加工出三个制件，因此一次加工出的质量的总质量为78.32g，初步选择注射机的型号为HTF300XA，最大注射量为727，可以满足注射要求。注射机HTF300XA参数包含额定注射量、最大注射压力，喷嘴孔径、最大开模行程、模具的最小厚度以及最大厚度。该型号注塑机参数表如下图所示

型号

参数单位300×A300×B300×C螺杆直径mm606570理论注射容量cm3727853989注射重量PSg662776900注射压力Mpa213182157注射行程mm257螺杆转速r/min0~160料筒加热功率KW17.25锁模力KN3000拉杆内间距(水平×垂直)mm660×660允许最大模具厚度mm660允许最小模具厚度mm250移模行程mm660移模开距(最大)mm1260液压顶出行程mm160液压顶出力KN62液压顶出杆数量PC13油泵电动机功率KW30油箱容积l580机器尺寸(长×宽×高)m6.9×2.0×2.4机器重量t11.5最小模具尺寸(长×宽)mm460×460表1注塑机参数表2.5塑件注射工艺参数的确定参照模具的设计手册以及实际的应用情况，选用的材料为ABS，ABS的材料注塑拟定的条件如下：（1）预热的温度：80-85-176;C，预热所需的时间为2-3小时；（2）料筒的温度：后段为150～170；中段为165～180；前段为180～200；（3）喷嘴的温度：170～180；（4）模温：45-65；（5）注塑压力：65-120Mpa（6）注塑周期：注塑所需的时间为20-90s，保压的时间为0-5s，冷却的时间在20s-120s，总的注射时间为50-130s；（7）螺杆的转速：30r/min；上述参数可以根据在实际试模的时候进行调整，不能一成不变的。第3章注射模的结构设计3.1分型面的选择分型面是上模和下模的分界面，选择分型面需要考虑的条件较多，需要根据塑件的结构、型腔的数量和浇注系统的设计，还要考虑模具的排气问题、模具的生产制造，分型面的选择需要遵循下面的原则：由于塑件比较规则，选用的塑件的分型面选择在塑料扫地机器人面盖与前档零件的最大截面处，利用UG软件进行了初步的三维造型设计,主要考虑了零件有凸耳，需要进行侧抽芯需要分型设置在零件中间对半分型处。如图3-1所示为本次设计的塑件分型面的确定以及示意图。一号零件图分型面二号零件图分型面三号零件图分型面图3-1塑料扫地机器人面盖与前档零件的分型面的选择3.2成型零部件的设计成型零部件是注塑模具结构中最重要的零部件之一。它的制造加工质量直接影响着塑件的最终质量。在模具闭合的时候，型芯与型腔之间的空间就是塑件的形状，这一部分也可以成为模具空腔。成型零件还包括一些镶块以及与塑料件直接接触的结构件。在这么多的成型零件中，有一些零部件在注塑过程中会受到塑料熔体的压力，而且这些零件还决定着最终产品的尺寸精度与表面质量，因此，在模具设计中，成型零件是很重要的一环。由于塑料成型的过程需要加热，那么塑料熔体的温度比较高，当溶体与这些零件相互接触的时候，在压力的作用，会与成型零件表面相互摩擦，从而对这些零件的表面产生影响，甚至会使得零部件发生变形、损坏的情况，因此，在结构设计的时候，需要从多个方面进行考虑，合理设计模具的额结构，不仅要符合塑件的尺寸精度要求，还要保证模具的使用寿命能够达到生产纲领的要求。除此之外，还需要考虑模具在使用的装配以及使用一段时间之后，维修与更换部件的方便性。在保证塑料零件质量的前提下，从易加工、装配、使用、维修等角度考虑成形件的结构设计。在本设计中，利用UG对型芯与型腔建模的示意图如图3-2所示。图示是一种嵌入式的型芯与型腔，这样设计的优点在于可以简化模具的结构，塑件成型之后产生熔接痕的几率降低，可以使用CNC进行加工。图3-2型腔与型芯3.3确定型腔的排列方式通过测量塑件的体积，然后再乘以对应材料的密度，就可以得到这个塑件的质量了。质量以及出模的方式选择型腔的布局为一模三腔（三个不同的零件）的形式，如图3-3所示为型腔的排列方式。图3-3型腔的排列方式3.4浇注系统的设计浇注系统是整个模具设计的一个重要的环节，浇口设计的好坏，直接影响到模具的注塑成型质量，以及相关的工艺参数的调整，主流道直接通往注塑机的接口，然后从分流道注塑到型腔内部中，这样构成了一个平衡系统而且保证了一定的压力且提高了注塑的压力，下面对浇注系统进行设计。3.4.1主流道模具的主流道与注射机上的喷嘴的球面半径之间的关系式有：SR=SR1+（1～2）mm和d=d1+(0.5～1)mm根据喷嘴的球面半径可以计算出主流道的球面半径大小为11mm。喷嘴的直径为d=3.0mm，可以计算出主流道的大端直径为3.5mm。图3-3主流道3.4.2浇口的设计浇口是流体的进入模的型腔的唯一位置，分布在分流道和型腔间，浇口位置为狭小的通口，尺寸比较小，而且壁厚也比较薄，浇口的位置要依据熔体在型腔内部的流动情况来定，在动能上所需的能量是最小的，并且能够将型腔内部的气体能够有效排出，由于制件的材质为ABS，从其工艺性和设计的参数和产品的结构特点以及模具进行结构优化，模具为一模三腔（三个不同的零件）的布局形式，浇口的位置选择三板模点浇口转侧浇口，浇口位置在制件的中间孔位的侧边，浇注口的尺寸以下的：W=5mm,L=1.4mm,H=1.3mm其浇口位置如图3-4所示的浇口的分布。模具浇注入口计算的公式[3]如下：d=nk式子中n——塑胶料的系数，由塑胶料能性能参数决定，一般来说ABS：n=0.7kA——零件在型腔成型的表面积（mm2）通过三维零件的模型测量后可以知道，抽取其中的一个零件的外侧表面积为A=14158.53mm2；流道到模型直径的壁厚为t=5mm然后可计算得出浇口宽度：根据三板模点浇口转侧浇口的高度h的计算式子为h=nt(4-1)=1.3×0.95=1.23mm；根据三板模点浇口转侧浇口的宽度b的计算公式为b=nA0.5/30(4-2)=2mm；三板模点浇口转侧浇口的长度l一般选用0.7~2.5mm，这里取L=1.6mmt—塑件厚度；n—塑料成型系数；对于ABS来说，其n=0.7本次采用截面为矩形的三板模点浇口转侧浇口。图3-4浇口的设计3.5流道冷料穴设计模具的冷料井它一般都是布置在浇注口衬套流道中间和末端这些地方，因为从注塑机在喷射熔体时从流道里面直接流下来的胶料，前面的一部份，这个最先与模具接触的胶料，我们一般叫他前锋，它有一些冷料（温度低），这些冷的胶料不能让它就这样直接流到模具型腔里面，不然就会对成型的质量产生很大的影响。3.6流道拉料杆设计模具的主流道在模具里面成型以后，主流道依然留在浇注口衬套里的，如果我们不设计一个拉料针，那么浇注系统（包括主流道）必定会卡住在前模部份了，因为这样会使塑料件同样会留在前模的里面，所以这个情况是模具中不许可的，这样我们就要设计一个，也可以是多个拉料杆了。我的这次模具设计里面，采用了最常用的Z字形状拉料针。如图3-5所示。图3-5Z型拉料杆3.7脱模顶出系统的设计由于手塑料扫地机器人面盖与前档零件都是规则形状，外形规则，本设计的推出机构设计较为简单，三个制件通过8mm圆形推杆进行推出的作用，将制件推出，推杆利用端面与制件表面进行接触推出，推出的结构简单，形式也较单一。其布置形式见图3-6。一号零件图推杆布置二号零件图推杆布置三号零件图推杆布置图3-6推杆的设计与布置3.7模具冷却系统的计算3.7.1冷却介质选用的材质为ABS，该材质具有一定的粘度，对模具注塑成型的温度要求不是很高，一般取注射温度在200°左右，模具冷却的温度为50-80°C,本设计选择的模具的冷却温度为50°C，由于水的比热容大，导热快，而且几乎零成本，因此选用水作为介质进行冷却。3.7.2冷却系统计算冷却系统的计算是包括塑料熔体在单位时间内的总质量以及凝固产生的热量以及体积流量和水路直径的计算，下面分别对这四项参数进行计算。一般机械加工中，麻花钻加工水道的直径为6mm，8mm，10mm，12mm居多，本次设计中通过查表，可以取冷却水道的直径为8mm。模具的结构特点和塑件的结构可以对水路的布置构成影响，为了保证凸凹模能够得到有效的冷却，经过再布置完后根据实际的情况再加以改动，调整完后将冷却水路的直径做小点，水路的直径经常取值为8mm。所以本设计取8mm。3.7.3冷却水道结构设计冷却水道的结构形式，首先要保证每一个型腔里面的塑件都可以冷却均匀，其次是要考虑模具的结构，不能与顶杆，浇口套，镶件，镶针，螺丝之类的各种零件相干涉。图3-7冷却水路布置第4章模具尺寸计算与模架的选择对模具成型零件的尺寸计算主要包括型腔和型芯，对其采用平均法进行计算，已知ABS的收缩率大小在0.3%-0.7%，因此可以计算出平均的收缩率大小根据实际情况，模具制造公差取。本设计取0.5%，精度等级取MT4。如图4-1所示。图4-1塑件精度等级公差表4.1成型型腔尺寸计算校核1.注塑模具的凹模內形基本尺寸：L凹式中：L凹塑料零件外径的基本尺寸（mm），即塑料零件的实际尺寸L塑塑件(mm)外径的基本尺寸,即塑件的实际形状尺寸K塑性收缩率（%），我们取0.5%；；是塑料零件的公差,ABS塑料件一般精度等级为4级。一号零件图计算尺寸(1)、一号塑件在型腔上的外形尺寸校核由于型腔成型长度方向尺寸203.3mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.82mm。则型腔长度成型计算尺寸如下：Lm公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间L由于型腔成型宽度方向尺寸191.7mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.74mm。则型腔宽度成型计算尺寸如下：Lm公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间L由于型腔成型高度方向尺寸21.7mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.24mm。则型腔高度成型计算尺寸如下：L公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间二号零件图计算尺寸(2)、二号塑件在型腔上的外形尺寸校核由于型腔成型长度方向尺寸206mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.82mm。则型腔长度成型计算尺寸如下：Lm公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间L由于型腔成型宽度方向尺寸102.9mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.50mm。则型腔宽度成型计算尺寸如下：Lm公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间L由于型腔成型高度方向尺寸21.7mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.24mm。则型腔高度成型计算尺寸如下：L公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间三号零件图计算尺寸(3)、三号塑件在型腔上的外形尺寸校核由于型腔成型长度方向尺寸100mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.44mm。则型腔长度成型计算尺寸如下：Lm公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间L由于型腔成型宽度方向尺寸53.3mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.32mm。则型腔宽度成型计算尺寸如下：Lm公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间L由于型腔成型高度方向尺寸1.3mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.12mm。则型腔高度成型计算尺寸如下：L公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间4.2成型型芯尺寸计算校核（1）主型芯参数的确定①主型芯径向尺寸主要形心径直方向应按下面的式子验算：

Lm式子中LLs——塑件内形基本尺寸；∆δ(1)、一号塑件在型芯上的外形尺寸校核由于型芯成型件长度方向尺寸200.7mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.82mm。则型芯长度成型计算尺寸如下：Lm公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间由于型芯成型件宽度方向尺寸190.3mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.72mm。则型芯长度成型计算尺寸如下：Lm公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间由于型芯成型件高度方向尺寸20.3mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.22mm。则型芯长度成型计算尺寸如下：Lm公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间(2)、二号塑件在型芯上的外形尺寸校核由于型芯成型件长度方向尺寸200.7mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.82mm。则型芯长度成型计算尺寸如下：Lm公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间由于型芯成型件宽度方向尺寸100.3mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.50mm。则型芯长度成型计算尺寸如下：Lm公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间由于型芯成型件高度方向尺寸20.3mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.22mm。则型芯长度成型计算尺寸如下：Lm公式中：Δ前面的系数可取在1/2～3/4之间(3)、二号塑件在型芯上的外形尺寸校核由于三号型芯成型件没有在型芯表现，此处不作计算。4.3模具排气系统的设计在模具的型芯、型腔合理的位置开设排气槽，能很大程度的使得注塑压力、注塑时间降低。同时也能减少保压时间和锁模力，从而让塑胶的成型更简单，提高生产效率，降低生产成本。4.3.1排气的作用通常来说，在以最高的注塑速度进行充填后，制品的表面没有留下焦斑，我们就认为在模腔内的气体已经合理的排除。4.3.2排气方式让模腔内的气体排除的方式很多,在设置排气的方式时需要注意:通常将排气槽设置在分析面上,在排气槽排气的同时,还要保证在保压成型的过程中物料不能溢出,同时还得防止物料堵塞排气槽。通常在距离模腔的内表面长6~12mm以上的位置开设排气槽,排气槽的高度约为0.25—0.4mm。另外,排气槽的数量不宜过多。下列方法用于排气:(1)填充保护气体在充、放电的空气;其次,使用碳化硅磨料粒径200#使喷丸分面上。另外,浇注系统进料口末端的排气槽主要是分配器末端的排气槽。宽度应与扩压器的宽度相等,高度与材料不同。4.3.3排气设计方法相对于形状复杂的制件,模具腔的排气槽最好在多个试验模型之后按照具体条件打开。整体型腔模芯通常有以下几种排气方式:(1)空腔的凹槽或插入物被人体部分使用。②利用侧面的嵌件接缝;③局部制成螺旋形状;在纵向位置,安装有槽的板芯开孔。⑤当模腔很难排气的时候,模具的转角出又很难开设排气槽,可以考虑在不影响产品的外观和尺寸精度的情况下,将模具型芯、型腔改成镶拼结构,这样可以帮助排气工作,减少加工难度,以后的维修也方便。4.3.4排气槽设计排气槽的宽度通常是作为分流通道的宽度相同,高度为0.12mm。通常,排气槽设置在模芯和腔的周围。排气槽的位置如下:间隔25mm,宽度为6.5mm,高0.075~0.16mm(大小由塑性、流动性和高流动性材料的确定通常是小的)。4.4模架选择本模具采用的是《塑料模具设计指导》P104页中的CI型标准模架，如下图所示：(2)、二号塑件在型芯上的外形尺寸校核由于型腔成型件长度方向尺寸200.7mm，查表可得ABS聚丙烯中MT4等级对应对应塑件公差为0.82mm。则型腔长度成型计算尺寸如下：图4-3标准模架通过以上的分析和计算，借助AutoCAD的燕秀工具，可以调出模架来进行选择，最终确认的模架型号为中国最大的模架加工企业，龙记LKMFCI-4555-A如图4-3所示定模板厚度：A=90㎜动模板厚度：B=100㎜垫块厚度：C=120㎜模具厚度：H模=446㎜模具外形尺寸：450㎜×550㎜×446㎜第五章定位导向系统结构设计5.1定位导向机构模具的主要功能是在注射过程中能够对进行定位和导向，定位的作用就是可以保证合模和开模的过程中位置不会发生错误，这样才能保证型腔内注塑的尺寸精度，也可以对模具的结构进行更改，导向的作用就是保证合模不会发生偏斜，这样也不会磕坏零件，能够承受沿着侧向的压力。承载作用可以承受在充模过程中产生的侧压力。本设计采用导柱与导套的方式进行定位，导柱和导套的配合方式如下图5-1所示。图5-1导柱导柱定位示意图5.2导向机构的设计5.2.1导柱的设计(1导向零件主要作用是使得动模、定模部分在开合模的过程中的轴向相对位置不会产生偏移,并且保证模具运动的平稳。导向部分主要有导向柱、导向套、导向板等。导套和导套可保证启闭模中固定模的导向。导向零件尽可能的均匀布置,为了方便安装成型零件和布置水路,通常布置在模具模板的边缘处。为了保证动定模在开合模式的导向,在本次的模具设计中采用了导柱、导套进行导向定位。它有如下功能:(1)定位效果:确保模具关闭后固定模和移动模的位置正确,保证了模具的形状。同时,导向机构在模具装配过程中起着一定的作用。导向作用:当模具闭合时,导套与导套接触。引导动模、定模的上下运动,使得型芯和型腔能准确配合,避免合模出现偏移使得成型零件损坏。(3)承受侧向压力:塑性熔体在充型过程中会在腔体的各个部位产生压力,使模具在成型过程中承受压力,导柱承受一定的侧向压力,保证模具的正常工作。在模具设计中,导件导向柱的长度比固定模端面高8~12毫米,设计时取值10mm,它可以保证导柱与导套先接触,使芯腔的位置正确。导套采用标准件,硬度可达到59~61hrc,导柱中心的距离通常是1~1.5倍的导柱,和设计的1倍。其他的一些参数值在图6-2,6-4所示。导柱固定在H7/K6过渡活动模板,并指导部分的导柱、导套采用的H7/F7。详细的协调可参照模架的结构。第六章注射机的校核6.1最大注射量的校核我们可以按照模具行业中的的模具成型的经验公式结合教科书及理论上面各方面内容综合分析，注塑机的安全注射量，一般是注塑机的喷射熔体体积极限公称容量80%的左右，上面已经计算得则故注射量符合要求。本次设计中，初选的注塑机的额定注塑量为131，那么这个注塑机是可以满足要求的。6.2注射压力的校核注塑压力需要大于塑件在成型时所需要的注塑压力才可以，而且额定的注塑压力必须乘以一个0.8的安全系统，不能按照理论数值去满算，只有这样才能够安全的生产。因此公式为：P根据注射机的型号查得最大注射压力206Mpa，塑件的成型压力20-30Mpa，因此注射压力满足要求。6.3锁模力的校核模具在注射成型的时候塑料件在分型面上投影的表面积是影响锁模力大小的最重要的原因，如果这个锁模力的数据大过注塑机最大的成型表面积，就可能在注塑的时候道致模具涨开。胶料溢出等各种现像，所以呢，我们为了避免这种情况的发生，一定要让锁模力能够满足这个模具，计算式子以下：nA1式中n–模具中型腔设计的数目AAn=3

=23803.03=14158.53

=5037.10=1634.39=23803.03+14158.53+5037.10+1634.3=44633.05模具在注塑成型的时候，能让他有可能的足够的锁模力量，所以一定要让熔体对模型的压力和塑料件及塑胶浇注系统等所有力量相加后比注塑机的极限的锁模力要小。即可得：n式子里：P-液体胶料在使模具型腔受到的压力（Mpa）F-注塑机的极限锁模力量其它的意思同上面一样根据教料书材料数据表得知,这种材料ABS的材料压力一般系20-40mpa,一般精度的产品24-34mpa,高精度高精密的产品39-44mpa,这个压力参数本个设计采职为30mpa。（）P=44633.05x30x1.1x0.001=1472.89KN<0.8x3000KN注射机的公称锁模力，远远小于注射机的锁模力大小，所以这个注塑机的锁模力是满足要求的。6.4模具外形安尺寸校核注塑模具的长宽高的外形尺寸，要能够安装进注塑机上面去才可以，这个是最起码的一个要求，也是工程设计与注塑生产人员最预先判定注塑机型号的方式，一般来讲，主要模具能够放进注塑机里面，基本都可以满足生产。另外模具的底板外形尺寸必须小于注射机的模具尺寸，根据所选的注射机型号HTF300X1A的拉杆尺寸为660mmx660mm，动模板的尺寸是90mm和定模板的尺寸是100mm，而设计的模具的尺寸为450x550，小于拉杆尺寸，满足外形尺寸校核要求。6.5开模行程的校核每当一次零件在充填注塑完成后，模具就会将前后模打开，模具打开后会有推出机构把塑件进行顶高将零件顶出模具外面，在本次的设计中，塑件的顶出行程（塑件在后模的高度，包含了主流道的尺寸）为167.6mm，然后还需要加一定的安全顶出距离约3-5mm。它计算方式如下HHmaxH顶H塑H安全值所以：H所以选用的注塑机满足模具要求6.6模具安装校核注塑模具的定位环（也叫法兰）一定要和注射机法兰孔安装孔相到配合的，而且法兰的直径要比法兰孔小0.2mm,这种尺寸间隙是为了方便定模板能更好的安置上去，当然也必须设计