90度弯头塑料成型工艺及模具设计【含CAD图纸、说明书】
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机 械 加 工 工 序 卡 工序名称粗铣六面工序号零件名称型腔零件号零件重量同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度种 类重 量718H42-48HRC锻件设 备夹 具名 称辅 助工 具名 称型 号铣床 镗床虎钳垫块安 装工 步安装及工步说明刀 具量 具走 刀长 度走 刀次 数切 削 深 度进给量主 轴转 速切 削速 度基 本工 时2铣上、下平面12面铣刀游标卡尺100mm50.2mm200/ min2000r/min22铣四周面10立铣刀游标卡尺100mm20.5mm60/ min2000r/min31铣面铣刀游标卡尺0.5mm200/ min2000r/min49钻孔游标卡尺第 1 页机 械 加 工 工 序 卡 工序名称粗铣六面工序号零件名称型芯零件号零件重量同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度种 类重 量718H42-48HRC锻件设 备夹 具名 称辅 助工 具名 称型 号铣床 镗床虎钳垫块安 装工 步安装及工步说明刀 具量 具走 刀长 度走 刀次 数切 削 深 度进给量主 轴转 速切 削速 度基 本工 时2铣上、下平面12面铣刀游标卡尺100mm50.2mm200/ min2000r/min22铣四周面10立铣刀游标卡尺100mm20.5mm60/ min2000r/min31铣面铣刀游标卡尺0.5mm200/ min2000r/min49钻孔游标卡尺第 1 页 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 零件号零 件 名 称型腔工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格01下料，锯床下料(163x163x43），粗铣（160.5x160.5x40.5）锯床,铣床铣刀直尺02精磨，六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 (160x160x40)磨床磁力夹具、精密平口钳砂轮游标卡尺03钻孔，钻水孔,螺丝孔,攻牙钻床钻头、铰刀、丝锥高度尺、游标卡尺04线割，线切割浇口孔线切割机床复式支撑线切割慢走丝机床千分表，游标卡尺05CNC，型腔成型部位加工，数控铣床粗加工，精加工数控铣床虎钳06EDM，对加工中心无法处理位置做电火花加工电火花机07抛光，型腔表面抛光处理虎钳游标卡尺，刀口尺08装配，模具装配 编制 校对 审核 批准 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 零件号零 件 名 称型芯工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格01下料，锯床下料(163x163x43），粗铣（160.5x160.5x40.5）锯床,铣床铣刀直尺02精磨，六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 (160x160x40)磨床磁力夹具、精密平口钳砂轮游标卡尺03钻孔，钻水孔,螺丝孔,攻牙钻床钻头、铰刀、丝锥高度尺、游标卡尺04线割，线切割浇口孔线切割机床复式支撑线切割慢走丝机床千分表，游标卡尺05CNC，型腔成型部位加工，数控铣床粗加工，精加工数控铣床虎钳06EDM，对加工中心无法处理位置做电火花加工电火花机07抛光，型腔表面抛光处理虎钳游标卡尺，刀口尺08装配，模具装配 编制 校对 审核 批准 90度弯管塑料成型工艺及模具设计摘 要根据塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，考量塑件制件尺寸。本模具采用一模四腔，侧浇口进料，注射机采用XS-ZY 500/200型号，设置冷却系统，CAD和PROE绘制二维总装图和零件图，选择模具合理的加工方法。附上说明书，系统地运用简要的文字，简明的示意图和和计算等分析塑件，从而作出合理的模具设计。关键词：机械设计；模具设计；CAD绘制二维图；UG绘制3D图 ABSTRACTTo understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products, analysis of the technical requirements of the plastic parts of the process, dimensional accuracy, select the workpiece size of the plastic parts. The mold using a two sub gate feed injection machine adopts HTFXS-ZY 500/200 models, and set a cooling system, CAD and PROE drawing two-dimensional assembly diagram and parts diagram, reasonable mold processing methods. Attach a manual, use brief text, a concise diagram and calculated analysis of plastic parts, in order to make a reasonable mold design.Keywords: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional map;UG draw 3D maps, injection machine selection目录 1绪 论11.1 国内模具的现状和发展趋势11.2 国外模具技术现状与趋势21.3 设计在学习模具制造中的作用32塑件分析42.1塑件的原料分析42.2塑件的结构分析43塑件注塑工艺参数的确定63.1 ABS注塑工艺参数63.2分型面选择63.3确定型腔的数目及排列方式73.4计算塑件的体积和质量73.5注塑机的计算和校核73.6锁模力的计算83.7注塑机选择确定94模架的选用114.1模架基本类型114.2模架的选择114.3导向与定位机构设计124.4 成型浇注系统的设计134.5成型零部件的设计154.6成型零部件结构154.7成型零部件工作尺寸的计算164.8模具强度与刚度校核184.9脱模及推出机构184.10推出机构19 5冷却系统的设计与计算215.1冷却水道设计的要点215.2冷却水道在定模和动模中的位置215.3冷却水道的计算225.4排气结构设计236模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核246.1模具长宽尺寸246.2模具厚度（闭合高度）24 7侧向抽芯机构类型选择257.1侧向抽芯机构介绍257.2斜导柱的设计26总 结29致 谢30参考文献311绪 论1.1 国内模具的现状和发展趋势1.1.1国内模具的现状近10年来，我国模具行业一直以每年15的增长速度快速发展。十五期间，我国模具行业年增长速度达到20。2005年模具销售额达610亿元，同比增长25，排在世界第三位；模具出口大幅增长，表明模具水平和竞争力提高。据海关统计，2005年模具出口74亿美元，同比增长50以上；模具产品结构更趋高档，复杂、精密、长寿命的模具份额提高到30。目前，国内约有模具生产厂商3万余家，从业人员有80多万人，全年模具产值达534亿元人民币。涌现出一批模具行业领头羊，如在汽车覆盖件领域的一汽模具，轮胎领域的巨轮模具，塑料模具领域的海尔，模块标准件领域的圣都等；不少地方出台了扶持当地模具行业发展的政策，如重庆、成都、苏州、大连等地都在建立模具工业园区，改善发展环境，完善模具生产的配套体系。中国经济的高速发展对模具行业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大了的动力。1.1.2国内模具的发展趋势近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面： 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。 应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。1.2国外模具技术现状与趋势 高新技术在模具企业中得到广泛应用,分别有以下三个方面： （1）广泛应用CAD/CAE/CAM技术 a) 超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，3D设计已达到了7080%。 b) PRO/E、UG、CIMATRON等软件普遍应用。 c) 数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。 d) CAE技术已逐渐成熟（意大利COMAU公司应用CAE技术后，试模时间减少了50%以上）。 （2）普遍采用高速切削加工技术 a) 特征：以高切削速度、高进给速度、高加工质量。 b) 加工效率：比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。 c) 转速：1500030000r/min。 d) 效益：大大缩短制模时间。 （3）普遍应用快速成型技术与快速制模技术 a) 塑料模具：有专门提供原型制造服务的机构和公司塑料模具厂家利用快速原型浇制硅胶模具，用于少量翻制塑料件。 b) 汽车模具：多为锌基合金快速制模和使用环氧树脂制作金属成型模1.3设计在学习模具制造中的作用通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学时期所学的知识。2 塑件分析2.1塑件的原料分析 ABS是丙烯腈，丁二烯，聚苯烯的共聚物，原料易得，价格便宜，是目前产量最大，应用最为广泛的工程塑料之一。ABS无毒，无味，为呈微黄色或白色不透明塑料，成型的塑料有较好的光泽，密度为1.02-1.05g/cm3.ABS是由三种组分组成的，故它有三种组分的综合力学性能，而每一组分又在其中起有固有的作用。丙烯腈使ABS具有良好的表面硬度，耐热性，及耐化学腐蚀性，丁二烯使ABS坚韧。聚乙烯使ABS具有良好的成型加工性和着色性能。ABS的热变形温度比聚苯乙烯，聚氯乙烯，尼龙等都高。尺寸稳定性较好，具有一定的化学稳定性和良好的介电性能。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右。不透明，耐气候性差，在紫外线作用下容易变硬发脆。 ABS易吸水，使成型塑件表面出现瘢痕。为此，成型加工前应进行干燥处理，在正常成型条件下，壁厚熔料温度对收缩率影响极小：要求塑件精度高时，模具温度可控制在60在80；要求塑件光泽和耐热时，应控制在60-80度之间。ABS比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短；ABS表面粘度对剪切速率依赖性强，因此在模具设计中大都采用点浇形式。2.2塑件的结构分析图2-1零件结构图从零件图上分析，该零件为弯曲形件。外形为直径为25MM的两个圆筒垂直相交，内形为两沉孔相交组成的形状，因为模具设计时必须设置侧向分型机构。尺寸精度分析该零件要求的尺寸精度为MT5,尺寸精度为中等精度，对应的模具相关尺寸加工可以得到保证。从塑件的壁厚上来看，壁厚最大处3MM 最小壁厚为2MM 符合ABS最小壁厚原则。图2-2塑料制品壁厚设计标准壁厚差为1MM，塑料熔体流程不太长，塑件材料为热塑性塑料，流动性好，适合注射成型。在制件转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷。表面质量分析该零件的表面除了不得有缺陷，杂质之外，没有什么特别的表面质量要求，所以比较容易实现。综上分析可以看出，注塑时在工艺控制的较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。3 塑件注塑工艺参数的确定3.1 ABS注塑工艺参数 根据塑料成型工艺与模具设计P33页表可得ABS注塑工艺参数喷嘴温度：180料筒温度（前段）：200料筒温度（中段）：210料筒温度（后端）：180模具温度：60注射压力：80保压压力：60注射时间：4S保压时间：20S冷却时间：20S成型周期：50S说明:预热和干燥均采用鼓风烘箱 凡是潮湿环境使用的塑料。应进行调湿处理。在100-200C的水中加热2-18H3.2分型面选择模具设计中，分型面的选择很关键，决定的模具的结构。应该根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。该塑件为弯头，表面无特殊要求，其分型面应选在最大轮廓处。其分型面刨面图如下图所示。图3-1分型面选择选择其他界面不利于分型，对出件造成困难，而且不利于侧向抽芯，所以最大截面处事最佳的位置选择。3.3确定型腔的数目及排列方式塑件的生产属于大批量生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济型因素等影响。由注塑件的结构形状可以分析选取一模四腔。如下图图3-2 型腔布局采用一模四腔排列方式的最大优点是便于设置侧向分型抽芯机构，并且有利于注塑件的脱模。3.4计算塑件的体积和质量 图3-3塑件体积的计算塑件体积为：V=1019.8128mm3=10.1981cm3 (3-1)塑件质量 M=V=10.1981*1.05=10.7g (3-2)3.5注塑机的计算和校核 模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。校核公式为：式中：-型腔数量 -单个塑件的重量（g） -浇注系统所需塑料的重量（g）（单个塑件质量为10.7g 浇注系统所需塑料的重量一般为塑件总质量百分之20左右，=10.7*4*0.2=8.56) 本式中=10.7 n=4 =8.56m（4x10.7+8.56）/0.8 即m64.2因而预选注塑机额定注塑量最少为64g以上3.6锁模力的计算选用注射机的锁模力必须大于型腔压力产生的开模力，不然模具分型面要分开而产生溢料。塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。成型投影面积=式中 n -型腔数目 -单个塑件在模具分型面上的投影面积 -浇注系统在模具分型面上的投影面积图3-4塑件投影面积 =1819 =500 n=4 =4x1819+500=7776锁模力和成型面积的关系根据依照以下计算公式确定： 式中 锁模力，kN； 型腔压力，MPa ； A 成型投影面积，mm2；一般的注塑注塑机在经过模具喷嘴时候的压力大概为6080MPa，经浇注系统入型腔时型腔压力通常为20-40MPa，这里取30MPa计算：A/1000=307776/1000= 233.28kN (取整234 kN)得出预选注塑机额定注塑压力为260 kN以上。3.7注塑机选择确定综合考虑以上因素，选定注射机为XS-ZY 500/200。其相关性能符合成型方案要求，以下相关参数：综合考虑以上因素，选定注射机为XS-ZY 500/200。其相关性能符合成型方案要求，以下相关参数：表3-1 型 号xs-zy 项 目 500/200螺杆直径/mm65注射容量/cm3500注射重量/g455注射压力/mpa132注射速率/(g.s-1)168塑化能力/(kg.h-1)110注射方式螺杆式锁模力/kn2000移模行程mm500拉杆间距mm540440最大模厚mm440最小模厚/mm240合模方式液压顶出行程/mm128顶出力/kn41定位孔径/mm160喷嘴移出量/mm30喷嘴球半径/mm20系统压力/mpa13.6电动机功率/kw41加热功率/kw17外形尺寸(lwh)/(mmm)61.52重量/t9 HTFXS-ZY 500/200注塑机参数 304模架的选用4.1模架基本类型注射模具的分类方式很多，此处是介绍的按注射模具的整体结构分类所分的典型结构如下： 单分型面注射模、双分型面注射模、带有活动成型零件的模、侧向分型抽芯注射模、定模带有推出机构的注射模、自动卸螺纹的注射模、热流道注射模。4.2模架的选择根据对塑件的综合分析，确定该模具是单分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可选择CI型的模架，其基本结构如图所示：图4-1模架结构图CI型模具定模采用两块模板，动模采用一块模板，又叫两板模，大水口模架，适合侧浇口的注射成形模具。由分型面的选择而选择模具的导柱导套的安装方式，经过考虑分析，导柱导套选择选正装。根据所选择的模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺寸，以此分析计算：模架的长L=型腔长度（160）+复位杆的直径+螺钉的直径+模板壁厚+滑块厚度300mm模架的宽W=型腔宽度（160）+导向杆的直径+模板壁厚+滑块厚度300mm根据成型型腔的尺寸，在计算完模架的长宽以后，还需要考虑其他螺丝导柱等零件对模架尺寸的影响，在设计中避免干涉。参考成型型腔厚度，考虑模板强度要求，定模板厚度取70mm，动模板厚度取80mm。考虑顶出行程要求，支撑板取10mm以满足。综上所述所选择的模架的型号为：CI-3030-A70-B80-C1004.3导向与定位机构设计导向机构的作用：保证模具在进行开合模时，保证公母模之间一定的方向和位置。导向零件承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用,导向机构零件包括导柱和导套等。1.导向结构的总体设计（1）导向零件（主要是导柱和导套）应该尽可能的采用标准模架已设计好的尺寸，这样有利于保证质量和减少设计周期，导柱、导套到模具侧壁必须要有足够的距离，必须满足模具的强度要求，防止因模板变形而引起导向机构失效。（2）现在根据模具的型号，一套模具正常需要二到四根导柱。由于塑件通常留于公模，所以为了便于脱模导柱通常安装在母模。（3）导柱、导套导向机构在分型面处应有承屑槽（4）导柱导套及导向孔的轴线应保证平行（5）合模时，应保证导向零件首先接触，避免公模先进入模腔，损坏成型零件。2.导柱的设计（1）有单节与台阶式之分（2）导柱的长度必须高出公模端面68mm（3）导柱头部应有倒圆角处理（4）固定方式凸台形式固定在模板上（5）导柱、导套需要热处理来增加硬度、刚度、耐磨性。3.导套和导套孔（1）无导套的导套孔，直接开在模板上。现在常规设计师导套孔直接开在定模板上、然后在镶嵌一个有托导套上去。（2）导套有有托式、台阶式、凸台式，在导套前端应倒有圆角r。一般情况下,导柱与导套共同使用,用于保证动模与定模两大部分内零件的准确对合和塑料部品的形状,尺寸精度,并避免模内零件互相碰撞与干涉,起到合模导向的作用.4.4成型浇注系统的设计浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道，浇注系统按照浇口形式可以分为大水口浇注系统和细水口浇注系统，本设计中采用普通侧浇口浇注系统。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。浇注系统组成：普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分。1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道5浇口 6型腔 7冷料穴4.4.1主流道设计所选用XS-ZY 500/200型注射剂喷嘴有关尺寸如下：喷嘴前段孔径d0=3mm喷嘴圆弧半径R0=12mm为了使凝料能够顺利拔出，主流道的小段直径d应稍大于喷嘴直径。d=d0+（0.51）=3.5mm主流道设计成圆锥形，其锥角通常为24，主流道角度过大时，容易卷入空气而产品气泡，主流道角度过小时，会使充填过程的压力损耗率增大，所以本次设计的主流道倾斜角度为1，主流道球面半径比喷嘴球面半径大12mm。这里取主流道球面半径R16mm，经测量主流道长度L取95mm。4.4.2分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。其作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔，分流道的长度应该尽可能短，折弯少，尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失，节约塑料的原材料和降低能耗。由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般取Ra为1.6 m，本设计选择矩形截面的分流道，d=5mm，采用流道布局如图所示：图4-2流道布局4.4.3浇口的设计侧浇口普遍用于中小型塑件的多型腔模具，一般开设在分型面上，一般塑料熔体从外侧充填模具型腔，其截面形状多为矩形。侧浇口的宽度和深度尺寸作如下取值：宽度b=3 mm 深度t=1 mm4.4.4冷料穴的设计主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料。因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降，如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量，为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道直径相同或略大一些，这里取为5mm，最终要保证冷料体积小于冷料穴体积。冷料穴的倒扣形式有多种，这里采用Z倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它与推杆配用，开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模，最后在推杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模。如图：图4-3推杆推出制件4.5成型零部件的设计模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。构成模具型腔的零部件称成型零部件。一般包括型腔、型芯、型环和镶块等。成型零部件直接与塑料接触，成型塑件的某些部分，承受着塑料熔体压力，决定着塑件形状与精度，因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分。成型零部件在注射成型过程中需要经常承受温度压力及塑料熔体对它们的冲击和摩擦作用，长期工作后晚发生磨损、变形和破裂，因此必须合理设计其结构形式，准确计算其尺寸和公差并保证它们具有足够的强度、刚度和良好的表面质量。4.6成型零部件结构成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。型腔是用来成型制品外形轮廓的模具零件，其结构与制品的形状、尺寸、使用要求、生产批量及模具的加工方法等有关，常用的结构形式有整体式、嵌入式、镶拼组合式和瓣合式四种类型。本设计中采用嵌入式型腔及型芯，如图所示。其特点是结构简单，牢固可靠，不容易变形，成型出来的制品表面不会有镶拼接缝的溢料痕迹，还有助于减少注射模中成型零部件的数量，并缩小整个模具的外形结构尺寸。不过模具加工起来比较困难，要用到数控加工或电火花加工。针对型芯和型腔的工艺分析如下：相同点：型芯和型腔均需要加工成型区域，流道，浇口为位置，冷却水路，固定用的螺丝孔。不同点：型芯需要加工顶针孔，勾料针孔，型腔则需要加工浇口衬套孔图4-4 型腔 图4-5型芯4.7成型零部件工作尺寸的计算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸，以及中心距尺寸等。在模具设计时要根据塑件的尺寸及精度等级确定成型零部件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收缩率，模具成型零部件的制造误差，模具成型零部件的磨损及模具安装配合方面的误差。这些影响因素也是作为确定成型零部件工作尺寸的依据。由于按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量计算型芯型腔的尺寸有一定的误差（因为模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨损量大多凭经验决定），这里就只考虑塑料的收缩率计算模具盛开零部件的工作尺寸。塑件经成型后所获得的制品从热模具中取出后，因冷却及其它原因会引起尺寸减小或体积缩小，收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一，ABS收缩率为0.4-0.6%。故平均收缩率为 S=(0.04+0.06)/2=0.051 型腔相关尺寸的计算(1)（型腔宽度）26-0.320 LM1=(1+S)LS1-0.75*0=26.46800.22式子中S为平均收缩率为0.05，LS1为塑件最大尺寸，查表得为0.5， =1/3(2)（型腔长度）38-0.440 LM1=(1+S)LS1-0.75*0=38.68400.2式子中S为平均收缩率为0.05，LS1为塑件最大尺寸，查表得为0.44 =1/3(3)（型腔高度）13-0.040 LM1=(1+S)LS1-0.75*0=13.23400.067式子中S为平均收缩率为0.05，LS1为塑件最大尺寸，查表得为0.24 =1/32 型芯相关尺寸的计算（1）（型芯宽度）26-0.320 LM1=(1+S)LS1-0.75*0=26.468.1170式子中S为平均收缩率为0.05，LS1为塑件最大尺寸，查表得为0.5， =1/3（2）（型芯长度）38-0.440 LM1=(1+S)LS1-0.75*0=38.68400.2式子中S为平均收缩率为0.05，LS1为塑件最大尺寸，查表得为0.44 =1/3（3）（型芯高度）13-0.040 LM1=(1+S)LS1-0.75*0=13.23400.067式子中S为平均收缩率为0.05，LS1为塑件最大尺寸，查表得为0.24 ， =1/34.8模具强度与刚度校核普通意义上的模具强度包括模具的强度、刚度。模具的各种成型零部件和结构零部件均有强度、刚度的要求，足够的强度才可以保证模具能正常工作。由于模具形式较多，计算也不尽相同且较复杂，实际生产中，采用经验设计和强度校核相结合的方法，通过强度校核来调整设计，保证模具能正常工作。模具强度计算较为复杂，一般采用简化的计算方法,计算时采取保守的做法，原则是：选取最不利的受力结构形式，选用较大的安全系数，然后再优化模具结构，充分提高模具强度。为保证模具能正常工作，不仅要校核模具的整体性强度，也要校核模具局部结构的强度。整体性强度主要针对型腔侧壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的压力等几个方面，实际选用尺寸应大于计算尺寸并取整。校核时应从强度与弯曲两个方面分别计算，选取较大的尺寸。4.9脱模及推出机构 脱模力的产生范围：（脱模）塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，产生包紧力。 不带通孔壳体类塑件，脱模时要克服大气压力 。 机构本身运动的磨擦阻力。塑件与模具之间的粘附力。 初始脱模力，开始脱模进的瞬间防要克服的阻力。相继脱模力，后面防需的脱模力，比初始脱模力小，防止计算脱模力时，一般计算初始脱模力。脱模力的影响因素：a 产品的自身壁厚，型芯长度，垂直于脱模方向塑件的投影面积有关，各项值越大，则脱模力越大。 b 塑件收缩率，弹性模量E越大，脱模力越大。 c 塑件与芯子磨擦力俞大，则脱模阻力俞大。 d 排除其他客观因素的影响，原则上是塑料产品的脱模斜度越大，产品越容易出模。4.10推出机构塑件从模具上取下以前有一个从模具的成型零部件上脱出的过程，使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件，推出零件固定板和推杆，推出机构的导向和复位部件等组成。脱模机构按其推出动作的动力来源分为手动推出机构，机动推出机构，液压和气动推出机构。根据推出零件的类别还可分为推杆推出机构、推管推出机构、推杆推出机构、推块推出机构、利用成型零部件推出和斜滑杆侧抽芯机构等。推出、脱模机构的设计原则：（1）防止产品在脱模是产品变形（在刚脱模可以有一定的变形量，满足一定条件的冷却时间后恢复，不能形成永久变形）；（2）推力根据产品的结构、特点、大小要合理安排；（3）推杆顶出力必须小于塑件所能承受的顶出力，以免造成塑件的被推局部产生隙裂；（4）推杆的强度及刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；（5）推杆位置痕迹须不影响塑件外观；考虑到塑件的特征等要求不高，决定选用简单的推杆机构、使用最广泛的推杆顶出机构。推杆将塑件从动模的型芯推出脱模，由于设置推杆的设计推杆截面为圆形，这样制造和加工、维修、替换简单。该塑件采用了推杆，其分布情况如图所示，这些推杆的作用，使制品受推出力从而脱模。采用台肩形式的圆形截面推杆，设计时推杆的直径根据不同的设置部位选用不同的直径。推杆端平面不应有轴向窜动。推杆与推杆孔配合一般为，其配合间隙不大于所用溢料间隙，以免产生飞边，ABS塑料的溢料间隙为。图4-6推出机构图4-7 推出机构5 冷却系统的设计与计算注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为左右，熔体固化成为塑件后，从左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般小于）的塑料，仅需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。5.1冷却水道设计的要点 a冷却水孔的数量越多，对塑件冷却也就越均匀。b冷却水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型腔的形状一致。c塑件局部壁厚处，应加设冷却装置。当设计冷却孔直径为D时，它的孔距最好为5D，孔与型腔的距离为3D。d当大型塑件或薄壁零件成型时，料流较长，而料温越流越低，可以适当地改变冷却水道的排列密度。e冷却水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低强度。f冷却水道不应穿过接缝部分，以防漏水。g冷却水道内不应有存水或产生回流的部分。h浇口部分由于经常接触注塑机喷嘴，是模具上最热的部分，应加强冷却，有时应考虑进料嘴单独冷却。i进出水水嘴接头，应设在不影响操作的方向，尽可能设在模具的同一侧，通常在注塑机操作的对面。j如果型芯太长，冷却水道无法开设，则可以选用热导系数较大的材料，在型芯下部采用喷水法进行冷却。5.2冷却水道在定模和动模中的位置冷却水道的位置取决于制品的形状和定、动模板的厚度，必须将冷却水路设计在产品胶位较大的地方，即型芯和型腔热量较大、较多区域,冷却水道最好采用环绕式的冷却水路，可以均匀的冷却塑件，保证冷却水路的均匀分布。不少小型模具的型腔时直接在模板上加工而成的（也可以采用拼镶结构，但是由于模具尺寸较小，所以型腔与型芯的镶件尺寸更小）。本设计中型芯型腔各一组冷却水回路, 此方式冷却快速, 塑件冷却均匀, 确保尺寸变形一致。冷却水路排布如图所示：图5-1模具冷却水路图5.3冷却水道的计算冷却计算：单位时间内进入模具应除去的总热量Q，可以用参考文献中的公式计算：Q=W1 a （5-1)式中 W1单位时间内进入模具的塑料的重量g a克塑料的热容量(J/g)Q549354J则带走上述热量，所需的冷却水量按下式计算： (5-2) 式中 W通过模具冷却水的重量(g/h)T3出水温度T4入水温度 K热传导系数；经计算 W367787 g/h由下式可以计算出冷却水道的直径： (5-3) 式中 冷却液容重kg/cm3 =0001 kg/cm， L 冷却水道长度cm L=174cm d冷却水道直径cm 经计算d7438 cm，取8mm5.4排气结构设计在塑料熔体充模过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气、塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体，塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。常用的排气方式有利用配合间隙排气，在分型面上开设排气槽排气，利用推杆运动间隙排气等。由于本次设计中模具尺寸不大，本设计中采用间隙排气的方式，而不另设排气槽，利用间隙排气，以不产生溢料为宜。6 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核6.1模具长宽尺寸模具长宽尺度必须小于注塑机拉杆间距,本设计选用机台拉杆间距为365365,模具长宽为300x350，经核算机台选用合适。6.2模具厚度（闭合高度）模具闭合高度必须满足以下公式式中 -注射机允许的最大模厚 -注射机允许的最小模厚本设计中模具厚度为310mm 240H440， 符合要求开模行程（S）模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于卧式注射机，其开模行程与模具厚度有关，对于单分型面注射模应有：SmaxS= H1 + H2 + H3 + C式中 H1-模具厚度 H2-顶出行程 H3 -包括浇注系统凝料在内的塑件高度 C 安全距离本设计中=500 =310 mm =20mm H3 =95mm C取30mm总的开模距离需要S=425mm以上. 经计算，符合要求7侧向抽芯机构类型选择7.1侧向抽芯机构介绍一般指的模具的行位机构，即凡是能够获得侧向抽芯或侧向分型以及复位动作来拖出产品倒扣，低陷等位置的机构。 下图列出模具的常用行位结构。图7-1行为机构1.从作用位置分为下模行位、上模行位、斜行位（斜顶） 2.从动力来分，为机动侧向行位机构和液压（气压）侧向行位机构斜导柱侧向抽芯机构设计计算是利用成型的开模动作用，使斜撑梢与滑块产生相对运动趋势，使滑块沿开模方向及水平方向的两种运动形式，使之脱离倒勾。 3.侧向分型与抽芯机构的类型 （1）手动抽芯 （2）液压或气动抽芯 （3）机动抽芯4.抽心距：S=H+(3-5) 其中,S为抽芯机构需要行走的总距离， H为通过测量出来的产品抽芯距离（可以通过3D或2D进行实际测量） 35mm为产品抽芯后的安全距离 本设计中，抽芯距离小，抽芯35mm即可。5.抽芯力的计算 将塑料制品从包紧的侧型芯上脱出时所需克服的阻力称为抽芯力。抽芯力F=PA(f *cos+sin) p-塑料制品收缩对型芯单位面积的正压力，通常取812Mpa;-塑料制品包紧型芯的侧面积， f-磨擦系数，取0.10.2 -脱模斜度，一般就是几度而已。 F-单位为N F=10x300x0.1x1=300N7.2斜导柱的设计（1）斜导柱抽芯机构的结构及其设计 A、斜导柱的形状，在此套模具中，我们采用标准的斜导柱形式，含有胚头示。可以直接购买标准件。 B、斜导柱的材料：45钢、T8、T10或者20钢经渗碳处理，淬火硬度在55HRC以上，表面粗糙度为Ra0.8mRa1.6m。 C、斜导柱与其固定的模板之间采用过渡配合H7/m6。 D、斜导柱倾斜角的确定：通常取1520，一般不大于25 E、斜导柱的长度计算： F、斜导柱直径的计算：查表关于斜导柱长度的计算：可以根据三角函数（即勾股定理计算，也可以在3D里面直接测量，此模具中，抽芯距离较大，S=32.07mm，还需要3mm左右安全距离。滑块行程较大，所以采用的角度略大，根据实际经验，取角度30，斜导柱长度可以在CAD里面实际测量与计算，最后得出，斜导柱长度l=112mm滑块长度为120mm（不加T脚）根据实际经验，超过100mm以上的滑块，用两根斜导柱，且滑块厚度75mm，属于中小型滑块，采用12
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