電控氣喇叭零部件模具設計畢業(yè)設計

1、浙江工貿(mào)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）課題名稱： 電控氣喇叭零部件模具設計系部： 汽車與機電工程系專業(yè)： 模具設計與制造班級： 模具0801姓名： 樓士童學號： 0810202128指導教師： 譚小紅教師職稱： 講師完成時間 2010 年 1 月 18 日目 錄摘要.11.0模具行業(yè)及產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀.12.0選題意義.32.1產(chǎn)品的設計及要求.33.0塑件模型建立.43.1模型3D圖.43.2塑件2D圖技術條件.43.3塑件參數(shù)設計.53.3.1 材料選擇.53.4塑件收縮率.83.5塑件的壁厚.83.6塑件結構工藝性.83.7分型面的設計.94.0塑件體積的計算.104.1注塑機的初選.104.

2、2按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目.125.0注塑機的校核.135.1最大注塑量的校核.135.2模具閉合高度的確定.145.3模架的選擇.146.0澆注系統(tǒng)設計.156.1主流道設計.156.2分流道設計.166.3澆口的設計.177.0成型零部件的設計.177.1型芯.187.2型腔、型芯工作尺寸計算.188.0側向分型與抽芯機構.198.1抽芯力的確定.208.2抽芯距的計算.218.3斜導柱側向分型與抽芯機構.218.3.1斜導柱的工作原理.218.3.2斜導柱的設計.218.3.3斜導柱長度的計算.218.3.4斜導柱直徑的計算.228.4斜滑塊的設計.238.5斜滑塊限位裝置的設計

3、.249.0導向機構的設計.259.1導柱的設計.259.2導套的結構設計.2510.0推出機構的設計.2510.1推件力的計算.2610.2推桿的設計.2611.0模具排氣槽的設計及冷卻方式.2712.0模具裝配圖.2713.0模具設計的創(chuàng)新與特色總結.3013.1設計存在的問題與解決設想.3013.2繪圖軟件之間的轉換效果差.31參考文獻.32電控氣喇叭零部件模設計樓士童浙江工貿(mào)職業(yè)技術學院汽車與機電工程系，班級：模具0801摘要：機電與控制通過對電控氣喇叭零部件塑件的設計分析，設計出該塑件的模具。在整個模具設計過程中，涉及到了塑件的結構設計、對塑件進行模流分析、注塑機和模架的選擇及注塑機

4、的一些重要工藝參數(shù)的校核，并詳細敘述了模具設計中的分型面設計、澆注系統(tǒng)設計、成型零件設計、頂出機構設計和冷卻系統(tǒng)設計，最后還對成型零件制訂加工工藝方案。在模具設計過程中，采用了Moldflow、Pro/ENGINEER、AutoCAD等著名的設計分析軟件，采用這些軟件進行設計分析，優(yōu)化了設計的參數(shù)和縮短了設計時間，提高了設計效率。通過整個模具設計，本人已經(jīng)能夠熟練地使用當前常用的設計分析軟件，學會了根據(jù)計算或者依據(jù)經(jīng)驗選擇一些參數(shù), 增加了對注塑模具的了解。關鍵詞：模具設計；模流分析；工藝；分型面1.0模具行業(yè)及產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀模具作為重要的生產(chǎn)裝備和工藝發(fā)展方向，在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著

5、重要作用。通過模具進行產(chǎn)品生產(chǎn)具有優(yōu)質、高校、節(jié)能、節(jié)材、成本底等顯著特點。因而在汽車、機械、電子、輕工、家電、通訊、軍事和航天等領域的產(chǎn)品中獲得廣泛應用。其中60%80%的零件采用模具加工生產(chǎn)，作用不可代替。塑料工業(yè)是一個新興的工業(yè)領域，又是一個發(fā)展迅速的領域。塑料已經(jīng)進入一工業(yè)部門以及人民的日常生活中，塑料因其材料本身易得、性能優(yōu)越、加工方便，而廣泛應用于包裝、日用消費品、農(nóng)業(yè)、交通運輸、電子、電訊、機械化工、建筑材料等各個領域，并顯示出巨大的優(yōu)越性和發(fā)展?jié)摿Α．斀袷澜绨岩粋€國家的塑料消耗量和塑料工業(yè)水平，作為衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標志之一。 隨著機械、電子、家電、日用五金等工業(yè)產(chǎn)

6、品塑料化趨勢的不斷增強以及塑料制件（塑件）的廣泛應用與不斷發(fā)展、更新?lián)Q代迅速，對塑料成型成型工藝以及塑料模具設計方面的知識。但是我國模具行業(yè)總體落后的面貌尚未得到更本改變，長期以來，設計制造水平在總體落后于先進國家。我門應該重視模具生產(chǎn)標準化，專業(yè)化和商品化的發(fā)展，逐步建立適應我國的模具科研開發(fā)、人才培訓和產(chǎn)品生產(chǎn)的基本體技術的發(fā)展與塑料模具在數(shù)量、質量、精度和復雜程度等方面都提出了更高的要求，這就要求從事塑料成型和模具設計的人員更多的掌握塑料在大型塑料模方面，已能生產(chǎn)三十四英寸大屏幕彩電塑殼模具，六千克大容量洗衣機全套塑料模具及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。在精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)多

7、型腔小模數(shù)齒輪模具和600腔塑封模具，還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的1模2腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。在精度方面，塑料模型腔制造精度可達0.020.05mm（國外可達0.0050.01mm），分型面接觸間隙為0.02mm，模板的彈性變形為0.05mm，型面的表面粗糙度值為Ra0.20.25mm，塑料模壽命已達100萬次（國外可達300萬次），模具制造周期仍比國外長24倍。成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注塑模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新方面也取得較大進展。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的

8、高難度針閥式熱流道模具2。在制造技術方面，CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。這些系統(tǒng)和軟件的引進，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，取得了一定的技術經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展3。模具使用材料方面，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，對模具的質量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。國外先進工業(yè)國家在鏈

9、條與模具生產(chǎn)中均采用了可靠性設計以及CADCAM技術，開發(fā)新品速度快、精度高，質量較有保證。大多數(shù)新產(chǎn)品具有高耐磨、高疲勞、高精度的特點，結構形式上有微型鏈以及多種輸送鏈、纜鏈、倍速鏈等，在材料上則使用了耐磨、耐熱、塑料、含油粉末冶金等材料，進一步提高了鏈條的性能。 在加工方面，一般規(guī)格鏈條鏈板多采用高速多顆沖裁工藝，滾子制造采用五工位冷擠壓機加工，套筒采用高速精密且具有自動檢測功能的卷管機加工；噴丸、擠孔、表面硬化處理等新工藝應用很普遍；零件熱處理一般采用熱處理自動生產(chǎn)線，熱處理質量由在線檢測設備檢測與控制；熱處理工藝有趨于向溫度、爐壓、爐氣組分以及淬火介質等多參數(shù)綜合控制，零件質量穩(wěn)定可靠

10、，技術性能較高；在裝配工藝上則普遍采用組裝、鉚頭、檢測、預拉，拆節(jié)多功能自動裝配線。在材料使用方面，國外則采用專用模具材料DINI、2316等，其綜合機械性能，耐磨、耐腐蝕性能及拋光亮度都比較優(yōu)異。在塑料件方面，有數(shù)據(jù)顯示，今后5年，中國塑料市場的年增長幅度將在8%到14%之間，需求總額將超過3500億元4。隨著人們生活水平提高，塑料產(chǎn)品的加速普及與換代升級必將產(chǎn)生驚人的市場推動力，小家電的市場發(fā)展前景非常廣闊。2006年，中國塑料消費市場份額將進一步擴大，針對部分塑料質量標準不一的狀況，國家將會出臺更嚴格的塑料產(chǎn)品質量標準，促進了塑料品牌的優(yōu)勝劣汰，強勢品牌的塑料廠家成為真正的贏家。2.0選

11、題意義由于新技術、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術不斷進步，對模具技術的要求越來越高，對人才的知識、能力、素質的要求也在不斷提高。通過各種渠道培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術創(chuàng)新，則可以不斷提高我國模具設計和制造以及維修水平6。本畢業(yè)設計通過對一個電控氣喇叭零部件的塑料產(chǎn)品及其模具的設計，鍛煉了塑料制品的設計及成型工藝的選擇能力；塑料制品成型模具的設計能力、塑料制品的質量分析及工藝改進能力、塑料模具結構改進設計能力，熟悉了模具設計的常用商業(yè)軟件。2.1產(chǎn)品的設計及要求 零件名稱：電控氣喇叭零部件生產(chǎn)批量：大批量未注公差?。篗T5級精度工作要求：化學性能穩(wěn)定，能耐一般的化學腐蝕，對皮膚無刺激，

12、無害，在一定的溫度、酸性條件下，不易氧化腐蝕分解，并具有良好的絕緣性。3.0塑件模型建立畢業(yè)設計的塑料件原型來源于市場上電控氣喇叭中的零部件,畢業(yè)設計參考市場 上電控氣喇叭中的零部件設計出經(jīng)過改進的產(chǎn)品，并且繪制出這個容器的3D圖和2D圖。3.1 模型3D圖模型繪制采用PTC公司的產(chǎn)品Pro/ENGINEER Wildfire 4.0,最終繪制出來的3D結構如圖1所示：圖1 塑件模型3D圖3.2 塑件2D圖技術條件本模型2D圖由Pro/E 3D圖轉換而來,并在軟件AutoCAD上進行整理繪制出來的2D圖如圖2所示，如果需要更加詳細的塑件尺寸，請參照附件中的塑件的2D圖。圖2 塑件2D圖 1）塑

13、件精度等級及尺寸公差：塑件采用的精度等級為5級。 2）塑件的表面質量:該塑件要求外形要求不高，外表面沒有斑點，粗糙度可取Ra3.2m。3.3 塑件參數(shù)設計 材料選擇這個電控氣喇叭零部件為一般的零件, 沒有特別的要求,根據(jù)以上的依據(jù),選擇材料PP為塑料件的材料。PP材料說明：中文名稱:聚丙烯?；咎匦匀缦拢簾o色、無味、無毒。不吸水，光澤好，易著色。外觀似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更輕。密度為0。900。91g/cm。卓越的介電性能、耐水性、化學穩(wěn)定性、高頻絕緣性能；定向拉伸后抗彎曲疲勞強度特別高；耐熱性好，能在100以上的溫度下進行消毒滅菌；具有特別高的抗彎曲疲勞強度，聚丙烯在氧、熱、光的作用下

14、極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。典型應用范圍：汽車工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風管、風扇等），器械（洗碗機門襯墊、干燥機通風管、洗衣機框架及機蓋、冰箱門襯墊等），日用消費品（草坪和園藝設備如剪草機和噴水器等）。防腐管道、管件、輸油管、離心泵和鼓風機等；瓦楞板、門窗結構、墻壁裝飾物等；插座、插頭、開關和電纜。涼鞋、雨衣、玩具和人造革等 。注塑模工藝條件：干燥處理：不吸水，故不需要干燥處理。熔化溫度：164170。模具溫度：4090，建議使用80左右。結晶程度主要由模具溫度決定。注射壓力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面

15、出現(xiàn)了缺陷，那么應使用較高溫度下的低速注塑。流道和澆口：對于冷流道，典型的流道直徑范圍是47mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是 11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。對于邊緣澆口，最小的澆口深度應為壁厚的一半；最小的澆口寬度應至少為壁厚的兩倍。PP材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。成型特點：流動性好，過熱時極易分解，加穩(wěn)定劑和潤滑劑，控制成型溫度及熔體的滯留時間。成型溫度范圍小，必須嚴格控制料溫，模具應有冷卻裝置；模具澆注系統(tǒng)應粗短，澆口截面宜大。化學和物理特性：PP是一種半結晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。由于均聚物型的PP

16、溫度低于-35時會脆裂，因此許多商業(yè)的PP材料是加入 14%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強的抗沖擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150。由于結晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應力開裂問題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進行改性。PP的流動率MFR范圍在140。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強度較低。對于相同MFR的材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。由于結晶，PP的收縮率相當高，一般為1.8

17、2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。本制件采用pp(聚丙烯)材料制作，對其材料分析如下：表1 注塑塑料對比塑料名稱PP聚丙烯PE聚乙烯材料特性較大的機械強度和良好的綜合性能。結晶部分多時，塑料硬度高、韌性大、抗拉強度高，但整體尺寸變小，耐沖擊強度及斷裂強度底。成型工藝特點PP在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。聚乙烯制件最

18、顯著的特點是收縮率大，這與材料的可結晶性和模具溫度有關。定型后塑件在強的收縮牽引作用下，可令制件變形和翹曲。注射溫度PP塑料的溫度與熔融粘度的關系比較獨特，在達到塑化溫度后在繼續(xù)盲目升溫，必將PP的熱降解。聚乙烯的注射溫度一般在120310之間，溫度超過300時，收縮率會明顯增大。注射速度及壓力PP采用中等注射速度效果較好，注射時需要采用較高的注射壓力，其溢邊料為0.04mm左右。并需要調配好保壓壓力和保壓時間。聚乙烯的注射壓力一般選擇在68.6137.2Mpa之間。注射速度不易過快，以保證結晶程度高。模具溫度PP的模具溫度相對較高，一般調節(jié)在7585，為縮短生產(chǎn)周期，應維持模具溫度的相對穩(wěn)定

19、，制件在取出后可采用冷水浴等方法來補償冷固定型時間。由于模具溫度對收縮率影響很大，因此要經(jīng)常保持模具相對恒定的溫度，一般在4080之間。表2 PP的注射工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格預熱和干燥溫度t/4080注射壓力/Mpa70120時間 /h05料筒溫度t/前段180200成型時間/s注射時間05保壓時間2060中段200220冷卻時間1550后段160170成型周期40220模具溫度t/4080螺桿轉速n/（r）30603.4塑件收縮率根據(jù)以上選用的材料，查相關資料可知，PP的收縮率為1.02.5%，這里選擇偏中值，為1.75%。3.5塑件的壁厚一般說來，塑件的厚度越厚就越能滿足產(chǎn)品的強

20、度和剛度的性能要求，但是從塑件的成型過程看來，塑件的壁厚越厚，冷卻的時間就越長，整個塑件的成型周期就要延長，提高了生產(chǎn)的成本，降低了生產(chǎn)的效率，同時，塑件的壁厚越厚，收縮率就增大，這樣使的得產(chǎn)品的尺寸不穩(wěn)定性增加，降低了產(chǎn)品的質量。因此產(chǎn)品的厚度必須得適中，根據(jù)材料的的特性，查閱相關的資料，查得PP制品的壁厚通常為0.5、1、1.2、1.5、2、2.5、3、3.5mm。本次設計中，塑件的壁厚為1mm。3.6塑件的結構工藝性該塑件尺寸較小，除兩個面屬要側抽芯外，其它結構相對比較簡單，復雜程度中等。要想獲得優(yōu)質的塑料制件，除塑件的結構工藝性設計時，需遵循的幾個原則。1) 在設計塑件時，應考慮原材料

21、的成型工藝性，如流動性、收縮率等。2) 在設計塑件的同時應考慮其模具的總體結構，使模具型腔易于制造，模具抽芯和推出機構簡單。3） 在保證塑件使用性能、物理性能與力學性能、電性能、耐化學腐蝕性能和耐熱性能等的前提下，力求結構簡單，壁厚均勻，使用方便。4） 當對結構設計的塑件外觀要求較高時，應先通過造型，然后逐步繪制圖樣。塑件的尺寸精度不僅與模具制造精度及其使用磨損有關，而且還與塑件收縮率的波動、成型工藝條件的變化、塑件成型后的時效變化和模具的結構形狀有關?？梢姡芗某叽缇纫话悴桓撸虼?，在保證使用要求的前提下盡可能選用低的精度等級。該按鍵開關選用IT5級。 模具在使用過程中，由于型腔磨損而使

22、表面粗糙度值不斷加大，所以應隨時給予拋光復原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明塑件則根據(jù)使用情況來決定它們的表面粗糙度。該按鍵開關內(nèi)表面的粗糙度可略高與開關外表面的粗糙度。 為保證塑件有足夠的強度和剛度，而且也為了塑料在成型時保持良好的流動狀態(tài)，承受脫模推出了。壁厚應盡可能一致，防止塑件變形、縮孔及凹陷等缺陷。該開關外殼壁厚為1mm。 為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側澆口進料，塑料熔體通過開關頂部的平面處注入型腔。查表和參考工廠實際應用的情況，聚丙稀的成型工藝參數(shù)可作如下選擇。試模時，可根據(jù)實際情況作適當調整。 該塑件尺寸較小，除兩個面需要側抽芯外，其他結構比較簡

23、單，復雜程度不高。尺寸精度分析 該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按MT5查取公差，其主要尺寸公差標注如下（單位均為mm）：塑件外形尺寸(型腔)：、。內(nèi)形尺寸(型芯)：、。該塑件整體結構復雜程度一般，而尺寸較多，多為曲面特征。除了配合部分尺寸精度要一般求較高外，其它面精度要求相對較低，但外觀表面粗糙度要求較高，再結合其材料性能，故選精度等級：IT5級。還有部分尺寸較小，對模具設計與制造沒有太大影響，可忽略不計。3.7分型面設計分型面設計如圖3所示:圖3 分型面選擇這樣的分型面是因為便于塑件的脫模和簡化模具結構。分型面確定之后就在軟件中繪制出來，為了能夠實現(xiàn)下來的分型能夠順利進行

24、，有對塑件的分型面進行檢測的必要，如圖為對分型面的自交檢測，結果為沒有發(fā)現(xiàn)自交截。如果發(fā)現(xiàn)有相交的分型面，應該對分型面作修整，否則在軟件中無法分型。4.0塑件體積的計算1）計算塑件的體積根據(jù)塑件的三維模型，由PROE軟件中的自動計算體積，質量功能可以得出制件的體積和質量，塑件的密度=0.9如下圖（過程略）：由上圖再經(jīng)過單位換算得制件的體積V=4.54.1注射機的的初選注射模一次成型的塑料重量應在注射機理論注射量的10%80%之間為好，塑件形狀簡單，溶體流動性好，根據(jù)兩個塑件的體積加上澆注系統(tǒng)上的凝料初步確定注射機位XS-ZY-60。注射機的主要參數(shù)額定注射量(cm3)： 60螺桿（柱塞）直徑(

25、mm)： 38注射壓力(MPa)： 122注射行程(mm)：1705 注射方式：柱塞式鎖模力(kN)：500最大成型面積(cm2)： 130最大開合模行程(mm)： 180模具最大厚度(mm)： 200 模具最小厚度(mm)：70 噴嘴圓弧半徑(mm)： 12噴嘴孔直徑(mm)： 4 頂出形式： 中心設有頂出，機械頂出動、定模固定板尺寸(mm)： 330440拉桿空間(mm)： 190300合模方式： 液壓-機械液壓泵流量(L/min)：70、12液壓泵壓力(MPa)： 6.5加熱功率(kW)： 2.7機器外形尺寸(mm)： 31608501550 注塑機如下圖：4.2 按注射機的最大注射量確

26、定型腔數(shù)目根據(jù)：得：注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；注射機最大注射量，cm或g； 澆注系統(tǒng)凝料量，cm或g；單個塑件體積或質量，cm或g經(jīng)計算結合模具的閉合高度和開模行程確定該模具為一模兩腔。5.0注射機的校核5.1 最大注射量的校核最大注射量是指注射機在對空注射的條件下，注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注射量。設計模具時，應滿足注射成型塑件所需的總注射量小于所選注射機的最大注射量，即：經(jīng)估算澆注系統(tǒng)凝料體積為2.5cm；式中: n型腔數(shù)目 m單個塑件的體積或質量，cm或g； mj澆注系統(tǒng)凝料，cm或g； mn注射機最大注射量，cm或g； k注射機最大注射量

27、利用參數(shù)，一般取0.8.所以根據(jù)式子：nm+mj=24.5cm+2.5cm=11.5cm Kmn=0.811.5=9.2cm9.260所以注射機的最大注射量符合要求。mm校核式中：注射機最大開模行程，mm；塑件脫模所需頂距離，mm；塑件高度，mm；考慮到本模具的型腔均布于動、定模板，頂桿頂出工件后，仍留在動模部分的型腔中，故其不影響開模行程的大小，可忽略。查塑料成型工藝與模具設計（第二版）表4.2得：注射機最大開模行程：300 mm ,而H1=39mm ,a=36mm, 34mm ,可求得：+a+(510)mm114mm300mm。所以，所選注射機的開模行程符合所選的模具。5.2模具閉合高度的

28、確定 組成模具閉合高度的模板及其零件的尺寸有： 定模座板=20mm； 型腔板=50mm； 型芯板=30mm； 墊塊=70mm； 動模板=20mm； 則該模具的閉合高度為：H=+=20+50+30+70+20=190mm 由于XS-ZY-60型注塑機所允許的模具最小厚度=70mm；模具最大厚度=200mm；，所以模具閉合高度滿足的安裝要求。5.3模架選擇模架的選擇：注塑模模架國家標準有兩個，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技術條件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標準，該設計采用龍記標準模架，型號為：CI7

29、070100B160。模架如下圖4所示：圖4 模架模型6.0澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。其一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。應遵循如下基本原則：1）了解塑料的成型性能2）盡量避免或減產(chǎn)生熔接痕3）有利于型腔中氣體的排出4）防止型芯的變形和嵌件的位移5）盡量采用較短的流程充滿型腔6）流動距離比和流動面積比的校核6.1主流道的設計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為止的塑料熔體流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，他的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此必須使熔體的溫度和壓力損失最小。主流道通常設計

30、在模具的澆口套中,為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出,主流道設計成圓錐形,其錐角a為30 。如圖：圖5澆口套 6.2分流道的設計分流道是指主流道末端與澆口之間的一段流動通道。分流的作用是改變?nèi)垠w的流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡的分配到各個型腔。設計時應盡量減少過程中的熱量損失與壓力損失。分流道截面選U形截面，寬度b選6mm，深度h=3.75mm,R=3mm，斜角取6o。分流道的長度根據(jù)型腔大小取36。分流道的分置如下圖：圖6 分流道布置 6.3澆口的設計澆口是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設計與位置的選擇恰當與否，直接關系到塑件能否被完好高質量的注射成型。 根據(jù)制件的外形，選用側澆口，深度t

31、=1mm，寬度b=1.5mm。 本次設計采用的澆口為矩形側澆口,其優(yōu)點有: 側澆口多為扁平狀,可以縮短澆口的冷卻時間,從而縮短成型周期； 易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀； 可根據(jù)塑膠件的形狀特點靈活地設置澆口的位置； 澆口位于分型面上,易于加工；適用一模多腔的模具,提高注塑效率。7.0成型零部件的設計型腔可采用整體式或組合式結構。 根據(jù)制件的復雜程度，且型腔的形狀復雜，所以型腔選擇半合模形式。推件方式的選擇注塑模中的脫模機構可以在注塑的每一個循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型芯上自動的脫出模外。推桿脫模機構在生產(chǎn)實際中應用廣泛，是脫模機構的典型型式，它一般包括推桿、拉料桿、復位桿、推桿固定板等

32、組成，當開模到一定距離時，注塑機推出裝置推動推板并帶動所有推桿、拉料桿和復位桿一道前進，將塑件和澆注系統(tǒng)一起推出模外。合模時復位桿首先與定模邊的分型面相接觸，而將推板和所有的復位桿一道推回原位。根據(jù)塑件的形狀特點， 模具型腔在定模部分，型心在動模部分。其推出機構可采用推桿推出機構、推件板推出機構。為了便于加工，降低模具成本，我們采用推件板推出機構，推件板推出機構推出力大而均勻，推出平穩(wěn)可靠，塑件上沒有推出痕跡。推桿與推件板用螺釘連接的形式，在推出過程中，可以防止推件板早推出過程中脫落。本模具為推件板鑲入動模板內(nèi)的形式，并且與動模板作導向配合，推出機構工作時，推件板除了和型芯做配合外，還依靠推桿

33、進行支承與導向，這種推出機構結構緊湊，推板在推出過程中也不會掉下 。從以上分析得出：該塑件采用推件板推出機構。當注射成型后，動模部分向后退，推桿向前推，滑塊向左右移動，推桿推動推件板將制件推出。根據(jù)制件成型特點和經(jīng)濟效益，采用半合模結構。該結構廣泛應用于中小型塑件的模具中。加工方法可采用普通機加工、數(shù)控機床、電火花、電鑄成型等方法。將一個整體型腔嵌入到型腔固定板中，嵌入的型腔材料可用低碳鋼或低碳合金鋼，滲碳淬火后拋光7.1型芯型芯是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。要求表面光滑，精度要求不高。本制件的型芯簡單。7.2型腔、型芯工作尺寸計算PP塑料的收縮率是1.0%-2.5%平均收縮率: S

34、=（1.0%+2.5%）/2=1.75% 型腔內(nèi)徑： (Lm) +z0=( 1+S)Ls-0.75+z0型腔深度： 型芯外徑： 型芯深度：型腔徑向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收縮率；-塑件公差（參考文獻4）-成形零件制造公差，一般取1/31/4；-塑件內(nèi)形基本尺寸（ mm）;-型芯徑向尺寸（mm）;-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）；表3型芯、型腔尺寸計算類型基本尺寸/mm公差值/mm計算公式平均收縮率計算結果型腔徑向尺寸0.56(Lm) +z0=( 1+S)Ls-0.75+z01.75%0.440.2020.201

35、10.32160.38型腔軸向尺寸1.50.40270.2020.4050.44340.7610.20型芯徑向尺寸0.38型芯軸向尺寸340.768.0側向分型與抽芯機構當在注射成型的塑件上與開合模方向不同的內(nèi)側或外側具有孔、凹穴或凸臺時，塑件就不能直接推桿等推出脫模，此時，模具上成型該處的零件必須制成可側向移動的活動型芯，以便在塑件推出之前，先將側向成型零件抽出，然后再把塑件從模內(nèi)推出，否則就無法脫模；該模具的側抽芯機構如圖7。本制件需要二個側型芯。側向分型機構有以下幾個元件組成： （1）側向成型元件 側向成型元件是成型塑件形狀的零件。 （2）運動元件 運動元件是指安裝并帶動側向成型塊或側向

36、型芯并在模具導滑槽內(nèi)運動的零件 （3）傳動元件 傳動元件是指開模時帶動元件做側向分型或抽芯，合模時又使之復位的元件。 （4）鎖緊元件 為了防止注射時運動元件受到側向壓力而產(chǎn)生位移的零件稱為鎖緊元件。 （5）限位元件 為了使運動元件在側向分型或側向抽芯結束時停留在所要求的位置上，以保證合模時傳動元件能順利的使其復位，必須設置運動元件在側向抽芯結束時的限位元件圖7 側抽芯機構8.1抽芯力的確定由于塑件包緊在側向型芯或粘附在側向型腔上，因此在各種類型的側向分型與抽芯機構中，側向分型與抽芯時必然會遇到抽拔的阻力，側向分型與抽芯的力（簡稱抽芯力）一定要大于抽拔阻力。側向抽芯力與脫模力的計算方式相同，即F

37、m=Ap(cos-sin)。8.2抽芯距地計算 在設計側向分型與抽芯機構時，除了計算側向抽拔力以外，還必須考慮側向抽芯距（亦稱抽拔距）的問題。側向抽芯距一般比在塑件上的側孔的深度大23mm，用公式表示為：s=s1+（23）式中 s：抽芯距，mm； s1：塑件上側孔深度，mm所以s=7+3=10mm8.3 斜導柱側向分型與抽芯機構斜導柱的工作原理開模時，動模部分向后移動，塑件包在凸模隨著動模一起移動，在斜導柱的作用下，側滑塊帶動側型芯在動模板上的導滑槽內(nèi)向上側做側向抽芯。側向抽芯結束后，斜導柱脫離側滑塊，側滑塊在彈簧的作用下拉緊在限位擋塊上，以便再次合模時斜導柱能準確的插入側滑塊的斜導孔中，迫使

38、其復位。 斜導柱的設計斜導柱的的傾斜角取20033比較理想，一般設計時取250，最常用的是12022，本設計中取20。斜導柱長度的計算在側型芯滑塊抽芯方向與開模方向垂直時，可以推導出斜導柱的工作尺寸L的計算公式為：斜導柱的總長度為：式中 Lz斜導柱的總長度； d2斜導柱的固定部分大端直徑； h斜導柱固定板厚度； d斜導柱工作部分尺寸； s側向抽芯距；由此計算出：所以斜導柱的長度選60mm 斜導柱直徑的計算由于計算比較復雜，有時為了便利，也可用查表的方法確定斜導柱的直徑。先按已求的抽芯力F和選定的斜導柱傾斜角，再教材中的表10.1查出最大彎曲力Fw，然后根圖8斜導柱 據(jù)F和Fw以及斜導柱的傾斜角

39、的數(shù)值在表10.2中查出斜導柱的直徑d。由此查出的直徑為12mm。8.4斜滑塊的設計側滑塊是斜導柱側向分型中的一個重要零件，側型芯是模具的成型零件，常用T8、T10、45剛、CrWMn、P20等材料制造，硬度要求大于40HRC。圖9 斜滑塊的剖面圖圖10斜滑塊的左視圖圖11 斜滑塊的俯視圖8.5斜滑塊限位裝置的設計側滑塊與斜導柱分別工作在模具動、定模兩側抽芯機構，開模抽芯后，側滑塊必須停留在剛脫離斜導柱的位置上，以便合模時斜導柱準確的插入側滑塊的斜導孔中，因此，必須設計側滑塊的定位裝置，以保證側滑塊脫離斜銷后可靠的停留在正確的位置。圖12斜滑塊的限位裝置9.0導向機構的設計導向機構的作用：1）

40、 定位作用；2） 導向作用；3） 承受一定的側向壓力。9.1導柱的設計長度導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出812 cm，以免出現(xiàn)導柱末導正方向而型芯先進入型腔的情況。形狀導柱前端應做成錐臺形，以使導柱能順利地進入導向孔。材料 導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采 用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為5055HRC。9.2導套的結構設計材料用與導柱相同的材料制造導套，其硬度應略低與導柱硬度，這樣可以減輕磨損，一防止導柱或導套拉毛。形狀為使導柱順利進入導套，導套的前端應倒圓角。導向孔作成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。10.0推出機構的設計注塑模中的脫模機構可以在注塑的每

41、一個循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型芯上自動的脫出模外。推桿脫模機構在生產(chǎn)實際中應用廣泛，是脫模機構的典型型式，它一般包括推桿、拉料桿、復位桿、推桿固定板等組成，當開模到一定距離時，注塑機推出裝置推動推板并帶動所有推桿、拉料桿和復位桿一道前進，將塑件和澆注系統(tǒng)一起推出模外。合模時復位桿首先與定模邊的分型面相接觸，而將推板和所有的復位桿一道推回原位。根據(jù)塑件的形狀特點， 模具型腔在定模部分，型心在動模部分。其推出機構可采用推桿推出機構、推件板推出機構。由于分型面有臺階，為了便于加工，降低模具成本，我們采用推件板推出機構，推件板推出機構推出力大而均勻，推出平穩(wěn)可靠，塑件上沒有推出痕跡。推桿與推件板用螺釘連

42、接的形式，在推出過程中，可以防止推件板早推出過程中脫落。本模具為推件板鑲入動模板內(nèi)的形式，并且與動模板作導向配合，推出機構工作時，推件板除了和型芯做配合外，還依靠推桿進行支承與導向，這種推出機構結構緊湊，推板在推出過程中也不會掉下 ，推件板和型芯的配合為H7/f7-H8/f7。10.1推件力的計算對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力（Q）： 式中 -型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）;-被包緊部分的深度（cm）;-由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取7.811.8MPa；-磨擦系數(shù)，一般取0.11.2；-脫模斜度； L=100.5mmH=34mm10.2 推桿的設

43、計1）推桿的強度計算查塑料模設計手冊之二由式5-97得d=（） d圓形推桿直徑cm推桿長度系數(shù)0.7l推桿長度cmn推桿數(shù)量 E推桿材料的彈性模量E=2.1107N/Q總脫模力 取 D=8mm。 2）推桿壓力校核 查塑料模設計手冊式5-98=取320N/mm 推桿應力合格，硬度HRC5065 推出機構如圖所示：圖16 推出機構11.0模具排氣槽的設計及冷卻方式當塑料熔體充填型腔時，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利排出，塑料會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。特別是對大型塑件、容器類和精密塑件，排氣

44、槽將對它們的品質帶來很大的影響，對于在高速成行中排氣槽的作用更為重要。我們的塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件，因此本方案設計在分型面之間、推桿預模板之間及活動型芯與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙值取0.04。根據(jù)塑件材料特性和模具結構該模具采用風冷冷卻方式。12.0模具裝配圖圖18模具配套圖圖19 模具配套圖圖20 模具配套圖13.0模具設計的創(chuàng)新與特色總結本次畢業(yè)設計時間不長，真正的設計時間為兩個月，但并不意味著本次畢業(yè)設計任務是式的設計，最大的特點就是整個過程都離不開計算機，是名副其實的計算機輔助設計。創(chuàng)新與特色主要體現(xiàn)在如下幾個方面：在塑料件的設計階段，采用了軟件對塑料件的厚度以及拔模斜度進行檢測。這樣做可以在模具設計的初始階段就能確保塑件設計的合理性，避免了在注塑成型的時候塑件由于厚度不均或者是拔模斜度不合理而導致的塑件質量的下降。在模具設計初始階段采用模流分析軟件對整個模具設計進行優(yōu)化。模流分析采用的是著名的分析軟件Moldflow Plastics Advisers（中文稱為模具顧問）進行分析，此軟件為注塑模采購者、設計者和制造者提供了一個準確易用的方法來優(yōu)化他們的模具設計。它可以設計澆注系統(tǒng)并進行澆注系統(tǒng)平衡、可以計算注塑周期、鎖模力和注塑體積等等