水龍頭造型設計與注塑模設計

1、畢業(yè)論文(設計)密級： 學號：本科生畢業(yè)（論文）設計水龍頭造型設計與注塑模設計系 別： 專 業(yè)： 班 級： 學生姓名： 指導老師： 完成日期： 2014年10月 摘要 本設計的主要任務是研究塑料水龍頭的成型技術并且設計出注射模具。注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可以一次成型形狀復雜的精密塑件。近年來，我國工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè)，對塑料模具提出了越來越高的要求。課題設計首先分析了水龍頭塑件工藝特點，利用CAD軟件對塑件進行了實體造型，對塑件結構進行了工藝分析。該水龍頭注射模設計的結構特點是側澆口形式的單分型面注射模，具有側向抽芯及圓弧抽芯。并在隨后的設計過程中逐

2、漸明確了設計思路，確定了注射成型工藝過程并對各個具體部分進行了詳細的計算和校核，以確保設計出的結構可確保模具工作運用可靠，保證了與其他部件的配合，最后用AutoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。 關鍵詞：塑料水龍頭；注射模具；單分型面；圓弧抽芯ABSTRACTThe main task of this design is the study of plastic faucet molding technology and design the injection mold. Injection molding is a kind of important method of plastic

3、molding, it is mainly suitable for thermoplastic plastic molding, can be a complicated shape of precision plastic forming parts. In recent years, with the rapid development of industry in our country to the mold industry, puts forward higher and higher requirements for plastic mould. Project design,

4、 first of all, analyzed the technological characteristics of plastics article of faucet, using CAD software for plastic parts entity model, process of plastic parts structure analysis. The faucet of the structure of injection mould design is the side gate in the form of a single parting surface inje

5、ction mould, with side core-pulling and arc core pulling. And in the subsequent design process gradually clear the design idea, determine the injection molding process and to each specific part carried on the detailed calculation and checking, to ensure that the structure are designed, which can ens

6、ure the mold work using reliable, ensure the communicate and coordinate with other parts of the final use AutoCAD draw a set of mold assembly drawing and part drawing.Key words: Plastic faucet; Injection mould; Single parting surface; Arc core pulling 12目錄第1章 緒論1第2章 塑件成型工藝性能分析3第3章 注射工藝設計43.1工藝參數(shù)計算43

7、.2注塑機選定4第4章 模具的總體設計64.1確定模具類型64.2.選擇分型面64.3確定型腔布局74.4.澆注系統(tǒng)設計74.4.1.主流道設74.4.2.分流道設計84.4.3.澆口設計84.5成型零件的設計94.5.1.凹模設計94.5.2.型芯設計10第5章 模具結構設計115.1模具工作部分尺寸計算115.1.1影響成型零件尺寸的因素115.1.2型腔和型芯工作尺寸115.1.3螺紋型芯的工作尺寸125.2 零件圖繪制135.2.1 動模零件圖15.2.2 定模零件圖25.2.3型芯零件圖15.3模板設計15.4機構設計25.4.1.合模導向機構的設計25.4.2.推出機構的設計35.

8、4.3.側向分型與抽芯機構的設計45.5冷卻系統(tǒng)的設計65.5.1冷卻管道直徑的確定65.5.2冷卻管道數(shù)量的確定6第6章 模具參數(shù)的校核9結論10參考文獻11致謝12第1章 緒論塑料工業(yè)是一門新興產(chǎn)業(yè)，自塑料問世后幾十年，塑料來源豐富，制作方便及成本低廉、金屬零件塑料化的發(fā)展很快，在機械電子、國防、交通、通訊、建筑、農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)和日常生活用品等行業(yè)中都得到了廣泛的應用，對塑料模具要求量增加，大多數(shù)應用模具成型。因此，產(chǎn)品對模具的精度要求越來越高、越來越普及。其產(chǎn)品在人們的生產(chǎn)生活中的作用越來越大。塑料模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工具，它對塑料零件的制造質量和成本起

9、著決定性影響，所以對塑料模具的設計要求還是比較高的，從產(chǎn)品的角度講，能生產(chǎn)出尺寸精度、外觀、物理性能等各方面均滿足使用要求的優(yōu)質產(chǎn)品；從模具使用的角度講，要求效率高、自動化并且操作簡單；從模具制造角度講，要求模具結構合理，制造容易，成本低廉。模具設計過程一般是設計收縮率、毛坯尺寸、型腔布局，然后進行分模，創(chuàng)建型芯型腔、滑塊和鑲塊、添加模架和標準件，最后設計澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)和建腔，生成材料清單和模具圖。在現(xiàn)代塑料制品的生產(chǎn)中，合理的加工工藝，高效的設備，先進的模具是必不可少的三項重要因素。尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料加工工藝的要求，塑料制品使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備只有配上

10、想適應的模具才能發(fā)揮作用，隨著塑料制品的品種和產(chǎn)量需求量的增加，對塑料模具也提出了越來越高的要求，促使塑料模具不斷的向前發(fā)展。零件名稱：塑料水龍頭殼體材料：尼龍1010生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)第2章 塑件成型工藝性能分析該塑件為生活用水龍頭，使用上沒有什么特別的要求，只要求外形美觀，表面光潔。尺寸較小，形狀要求對稱，精度要求不高。上面有內螺紋，要求為M20，入水端裝有外螺紋要求為G1/2"×14的金屬嵌件。對于R36的型芯可以實用齒輪齒條嚙合在模內抽芯，M20的螺紋則在模外手動抽芯。該水龍頭殼體所選用的材料是尼龍1010工程塑料,它是優(yōu)良的工程材料之一，外觀潔白或微黃半透明顆粒

11、，屬長碳鍵分子結構，它具有吸水性小，尺寸穩(wěn)定性好，無毒、質輕、電絕緣性能優(yōu)異，在低溫-40下仍保持一定韌性，另外，它的加工成型性能良好，深受用戶歡迎。尼龍1010廣泛應用于航天、造船、汽車、紡織、儀表、電氣、醫(yī)療器材等工業(yè)領域。主要技術指標如表1所示。表1 尼龍1010主要技術指標項目性能參數(shù)項目性能參數(shù)相對密度(g/cm3)1.42缺口沖擊強度(KJ/m2)20熔點()200210體積電阻(.cm) 10141015含濕度(%) 1.5表面電阻()10141015相對粘度 1.92.3馬丁耐熱()42拉伸強度(MPa)42熱變形溫度(1.81MPa，) 45靜彎曲強度(M

12、Pa) 78成型收縮率(%) 1.22.2 第3章 注射工藝設計3.1工藝參數(shù)計算利用Proe軟件對塑件建模（圖1），對其進行充填分析，從分析日志中可以清楚的看出塑件的體積為11.2342cm3，流道和澆口的體積為0.6101cm3，所以總體積為11.8443cm3，約為12cm3圖1 塑料水龍頭實體模型分析根據(jù)表1.1查得，PA塑料的密度為=1.42g/cm3，所以可以求得單件制品質量W件=12×1.42=17.04g3.2注塑機選定 根據(jù)制品體積及質量來確定注射機的型號和規(guī)格。為了保證注射成型的正常進行，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一次成型所須的總質量宜為最大注射量的80%，即：W總80%W機

13、式中：W機注射機最大注射量；W總成型時所需的塑料總量。該制品及澆注系統(tǒng)的總體積V總=V件+V澆=12cm3，總質量W總=W件+W澆=17.04g，則W機21.3g。根據(jù)計算結果，并查閱注射機技術規(guī)格表，可初步選擇型號為XS-Z-30的注射機,主要技術指標見表2。項目性能參數(shù)項目性能參數(shù)螺桿直徑(mm)28最小模具厚度(mm)60最大理論注射容量(cm3)30動、定模固定板尺寸為(mm) 250×280注射壓力(MPa) 119最大開合模行程(mm)160鎖模力(KN) 250噴嘴球半徑(mm)12最大成型面積(cm3)90噴嘴孔徑(mm) 2最大模具厚度(mm)

14、180噴嘴移動距離(mm) 130表2 XS-Z-30注射機主要技術指標第4章 模具的總體設計4.1確定模具類型注射模具的種類有很多，生產(chǎn)中常按其特征來分，可以分為：單分型面注射模具（兩板式），雙分型面模具（三板式），側向分型與抽芯注射模具，帶活動鑲件的注射模具等。按塑件生產(chǎn)批量，注射機的規(guī)格和塑件形狀和大小，確定此塑件采取一模一件的生產(chǎn)方式。由于其形狀比較復雜，體積小，可設計成帶活動鑲件的注射模。4.2.選擇分型面分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關，常見的形式有水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面、曲面分型面等，其中水平分型面結構簡單，加工方便，

15、所以經(jīng)常采用。分型面的選擇是一個比較復雜的問題，選擇分型面應遵循以下原則：（1）分型面塑件應盡可能留在動?；蛳履?，以便從動模或下模頂出，簡化模具結構。（2）分型面塑件留于動模時，應考慮最簡頂出形式，簡化模具結構。（3）塑件有側抽芯時，應盡可能放在動?；蛳履２糠郑苊舛；蛳履瘸樾?。（4）塑件有多組抽芯時，應盡量避免長端側抽芯。（5）頭部有圓弧的塑件，采用圓弧部分分型會損傷塑件外觀。一般應選擇在頭部下端分型。（6）一般塑件分型面的選擇，應考慮到塑件的外觀，盡量避免塑件表面留有分型痕跡。（7）有同心度要求的塑件，應盡可能將型腔設在同一分型面上。（8）一般分型面應盡可能設在塑料流動方向的末端，以利

16、于排氣。綜合以上原則，根據(jù)塑件的結構形式，這里選擇最常用的水平分型面(圖2)圖2 水平分型面4.3確定型腔布局塑件結構比較復雜，需要側滑塊抽芯以及齒輪齒條嚙合在模具內抽芯，所以這里選擇一模一腔。4.4.澆注系統(tǒng)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。它的設計是注射模設計中很重要的環(huán)節(jié)。澆注系統(tǒng)的作用是：將塑料熔體均勻地送到每個型腔，并將注射壓力有效地傳送到型腔的各個部位，以獲得形狀完整，質量優(yōu)良的塑件。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。4.4.1.主流道設主流道是指注射機噴嘴與型腔或與分流道連接的這一段進料通道，是塑料熔體進入模具最先經(jīng)過的部位，它與注

17、射機噴嘴在同一軸芯線上。在臥式注射機用模具中，主流道垂直于分型面，主流道的結構形式及與注射機噴嘴的連接如圖3所示。圖3 主流道形狀及其與注射機噴嘴的關系主流道需設計成錐角為20º60º的圓錐形，表面粗糙度Ra<0.8 m，以便于澆注系統(tǒng)凝料從其中順利拔出。由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道部分常設計在可拆卸的主流道襯套（澆口套）內。襯套一般選用碳素工具剛如T8A，T10A等，熱處理要求5357HRC，襯套與定模板的配合可采用H7/m6。為使塑料熔體完全進入主流道而不溢出，主流道與注射機噴嘴球的對接處應設計成半球形凹坑，其半徑SR=SR1+（12）m

18、m,其小端直徑d=d1+(0.51)mm.為便于模具安裝時與注射機的對中，模具上應設有定位圈。大多數(shù)情況下，主流道襯套和定位圈分開設計，然后配合固定在模板上。襯套與定位圈的配合可采用H9/f9.由于選擇的注射機的噴嘴球半徑為SR1=12mm,所以設計的SR=12+1=13mm；噴嘴孔徑d1=2mm,所以設計的d=2+0.5=2.5mm.主流道錐角為30º。4.4.2.分流道設計 在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應設置分流道，由于本塑件模具屬于單型腔模具，塑件又比較小，所以不必設置分流道。4.4.3.澆口設計澆口是指連接分流道和型腔的進料通道。模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較

19、嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結構。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇。通常要考慮以下幾項原則：（1）盡量縮短流動距離；（2）澆口應開設在塑件壁厚最大處；（3）必須盡量減少熔接痕；（4）應有利于型腔中氣體排出；（5）考慮分子定向影響；（6）避免產(chǎn)生噴射和蠕動；（7）澆口處避免彎曲和受沖擊載荷；（8）注意對外觀質量的影響。澆口的形式很多，尺寸也各不相同，常見的澆口形式有：直接澆口（主流道型澆口）、側澆口、中心澆口、扇形澆口、薄

20、片澆口、潛伏式澆口、點澆口、護耳澆口等。具體到本模具，考慮到模具本身的復雜度，選用比較簡單的直接澆口。該澆口在單型腔模中，塑料熔體直接進入型腔，因而壓力損失小，進料速度快，成型比較容易。另外傳遞壓力好，保壓補縮作用強，模具結構簡單緊湊，制造方便，但去除澆口困難，設計在主流道襯套內。4.5成型零件的設計 成型零件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。它是模具的主要部分，主要包括：凹模（型腔）、型芯（凸模）及鑲件等。4.5.1.凹模設計凹模有整體式和組合式兩種。整體式凹模結構簡單，成型出的塑件質量較好，模具強度好，不易變形。但加工工藝差，所以只適合形狀簡單的塑件成型；組合式凹模是指凹模有兩個以上的零件組

21、合而成。這種凹模加工工藝性能好，但裝配調整困難。組合式凹?？煞譃檎w嵌入式、局部鑲拼式和四壁拼合式。對于形狀復雜或易損壞的凹模，將難以加工或易損壞的部分設計成鑲件形式，嵌入型腔主體上，以方便加工和更換（即局部鑲拼式）。考慮到塑件的特殊結構，以及分型面選擇在塑件的對稱平面等原因，本模具的凹模選擇組合式凹模中的局部鑲拼式凹模。所以對于成型G1/2"×14的外螺紋，采用局部鑲拼上的絲哈夫。4.5.2.型芯設計型芯是成行塑件內表面的凸狀零件。型芯有整體式和組合式兩類。整體式型芯是將模板和型芯制成一體，其結構牢固，但工藝性較差，同時模具材料損耗費多，多用于形狀簡單的單型腔模具中。組合

22、式型芯可分為整體嵌入式和鑲拼式。整體嵌入式的型芯是將型芯單獨加工后鑲入模板中組成，這樣可以節(jié)省貴重模具材料，便于加工，尺寸精度容易保證，配合采用H7/m6。鑲拼式的型芯是將某些難以加工的或易損的部位做成鑲件或拼塊，然后嵌入主型芯內的組合式結構?？紤]到塑件的特殊結構，本模具可以設計成有三個型芯的結構。對以R36的圓弧孔設計成由側滑塊運動帶動齒條，由齒條帶動齒輪式型芯來進行抽芯。對于M20的內螺紋則采用螺紋型芯在模外手動抽芯的方法。第5章 模具結構設計5.1模具工作部分尺寸計算5.1.1影響成型零件尺寸的因素1）成形收縮率=×100% 式中：塑件的平均收縮率塑件的最大收縮率塑件的最小收縮

23、率本塑件的材料為聚甲醛，收縮率范圍為1.2%3.0%，所以：=2.1%2） 模具成型零件的制造公差模具成型零件的制造公差直接影響塑件的尺寸公差，成型零件的精度高，則塑件的精度也高。模具設計時，根據(jù)實踐證明，成型零件的制造公差z可選為塑件公差的1/31/4，塑件材料聚甲醛的標注公差尺寸公差等級一般精度為MT4，未主公差尺寸公差等級為MT6。表面精度Ra0.80.4.3）模具成型零件的磨損模具使用過程中由于塑料熔體、塑件對模具的作用，成型過程中可能產(chǎn)生的腐蝕氣體的銹蝕以及模具維護時重新打磨拋光等，均有可能使成型零件發(fā)生磨損。一般來說，對于中小塑件最大磨損量可取塑件公差的1/6，本塑件因為精度要求不

24、高，所以模具成型零件的磨損這里可以忽略不計。5.1.2型腔和型芯工作尺寸（LM）0+z=（1+）Ls-x 0+z （LM）0-z=（1+）Ls-x0-z 式中：、型腔、型芯的工作尺寸，mm；塑件的平均收縮率；LS、ls塑件的尺寸；塑件的尺寸公差，mm；X修正系數(shù)當塑件尺寸較大、精度級別較低時，x=0.5。 當塑件尺寸較小、精度級別較高時，x=0.75。對于本模具，2.1%,因為精度級別較低，所以x取0.5，取MT6級（按國家標準GB/T14486-93查表可得），取/3。所以型腔尺寸計算如下：LS1=26 (1=0.35) 26.3710+0.117mmLS2=22 (2=0.31) 22.3

25、070+0.103mmLS3=14 (3=0.27) 14.1590+0.09mmLS4=47 (4=0.47) 47.4630+0.163mmLS5=24 (5=0.35)24.3290+0.117mm型芯尺寸如下：=12 (1=0.23) =12.3670-0.077mm=10 (2=0.19) =10.3250-0.063mm=26 (3=0.35) Error! Reference source not found.=26.7210-0.117mm5.1.3螺紋型芯的工作尺寸 1）：螺紋型芯大徑 （dm大）0-z=（1+）ds大-中0-z 2）：螺紋型芯中徑 （dm中）0-z=（1+）

26、ds中-中0-z 3）：螺紋型芯小徑 （dm?。?-z=（1+）ds小-中0-z 上面各式中 dm大螺紋型芯大徑基本尺寸； dm中螺紋型芯中徑基本尺寸； dm小螺紋型芯小徑基本尺寸； ds大塑件內螺紋大徑基本尺寸； ds中塑件內螺紋中徑基本尺寸； ds小塑件內螺紋小徑基本尺寸； 塑料平均收縮率； 中塑件螺紋中徑公差，參照金屬螺紋公差標準中精度最低者選用，其值可查表GB/T 1971981； z螺紋型芯中徑制造公差，其值取中/5。 對于塑件內螺紋M20,需螺紋型芯使之成型，螺距P=2.5mm，內螺紋大徑D=20mm,中徑D2=18.376mm，小徑D1=17.294mm。 得出螺紋型芯工作尺寸：

27、（dm大）0-z=20.7550-0.067mm（dm中）0-z=19.0970-0.067mm（dm小）0-z=17.9920-0.067mm由于螺紋牙較小，螺紋配合的長度也較小，所以不考慮螺距的收縮率。5.2 零件圖繪制根據(jù)計算所得數(shù)據(jù)繪制的動模零件圖、定模零件圖、型芯零件圖如下：5.2.1 動模零件圖圖4 動模零件圖5.2.2 定模零件圖圖5 定模零件圖5.2.3型芯零件圖圖6 型芯零件圖5.3模板設計在塑料注射模的注射過程中，型腔從合模到注射保壓過程中將受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應有足夠的強度和剛度?？偟恼f來，型腔所承受的力大體有如下幾種：合模時的壓應力；注射過程中塑料流動的注射壓

28、力；澆口封閉前一瞬間的保壓壓力；開模時的拉應力。但型腔所承受的力主要是注射壓力和保壓壓力，并在注射過程中總在變化。在這些壓力作用下，當型腔剛度不足時，往往會產(chǎn)生彈性變形，導致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質量和尺寸精度，并產(chǎn)生溢料飛邊。當塑料冷卻收縮時，隨著壓力下降，型腔將會彈性回復，當型腔的彈性變形恢復量大于塑件壁厚的收縮量時，將壓緊塑件，引起塑件頂出困難，甚至使塑件留在型腔中。如果型腔強度不足時，會產(chǎn)生塑性變形，即引起型腔的永久變形，特別嚴重的會使型腔破裂，釀成事故。所以在模具設計時要首先考慮型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強度和剛度，以保證型腔在注射過程中不產(chǎn)生超過規(guī)定限度的彈性變形。因

29、此型腔壁厚和底板厚度的計算和選擇是十分重要的。根據(jù)定模板上的最大成型尺寸，采用經(jīng)驗估計法估算出定模板的壁厚尺寸約為30mm。根據(jù)塑件的各部尺寸計算，可以初步確定模具周邊尺寸為186mm×213mm。5.4機構設計為了保證模具正確合模，塑件順利脫模，注射模中還包含有合模導向機構、推出機構等。5.4.1.合模導向機構的設計 合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位導向兩種形式。通常采用導柱導向定位機構。合模導向機構的主要作用是：保證動定?；蛏舷履Ｎ恢脺蚀_，引導型芯進入型腔，工作時承受一定的側向力，另外在模具裝配時可起到定位作用。本模具采用導柱導套導向機構。導柱導套導向機構設計時應將頭部設計成

30、球形或者錐形，能使導柱順利進入導向孔 ,導柱長度必須高出凹模端面1012mm,以免凸模先進入型腔與其相撞而損壞模具；導柱、導套與固定板之間，一般采用H7/k6配合，導向部分常采用H7/f7配合。其各部尺寸參照選定的標準模架而定。本模具設計的導向機構如圖所示。 圖7 本模具采用的合模導向機構的形式5.4.2.推出機構的設計注塑模必須設有準確可靠的脫模機構，以便在每一循環(huán)中將塑件從型芯上自動地脫出模外，脫出塑件的機構稱為脫模機構或推出機構。在設置推出機構時，首先需要確定當模具開啟后制品的留模形式，是留在動模部分還是留在定模部分，由于頂出系統(tǒng)必須建立在制品所滯留的模具部分中，而且，注塑機的頂出機構是

31、設置在動模板的一側，因此大多數(shù)模具的推出機構是安裝在動模中的。為了提高生產(chǎn)效率，縮短成型周期和實現(xiàn)自動化，不僅制品需要順利的脫模，而且澆道中的塑料也必須有其特定的脫模方式。由于塑料制品的尺寸、形狀各不相同，差距甚大，因而每副模具的頂出系統(tǒng)的結構也是各不相同的，但是對所有注塑模具頂出系統(tǒng)的要求均是相同的。推出機構總的設計原則是： （1）：盡量設法使塑件留于動模。模具結構設計應盡量設法使塑件在開模的過程中留在動模上，以便利用注射機動模上的頂桿或其它推出機構頂出制品。 （2）：確保塑件不變形不損壞完整脫出。 要保證塑件在頂出過程中不變形，必須正確分析塑件型腔附著力大小和所在部位，以便選擇合適的頂出方

32、式和頂出裝置，使推力均勻合理分布，塑件平穩(wěn)脫出而不變形。由于塑件收縮時包緊型芯，因此頂出力作用點應盡可能靠近型芯。（3）：盡量不損壞塑件的外觀。塑件頂出方式的選擇應不影響塑件的外觀，若采用頂桿等有頂出痕跡上時，頂桿應設在塑件加工面或內側面，必要時還可以在頂桿頂部壓出裝飾文字或圖案。 （4）：結構可靠。頂出機構必須動作可靠、運動靈活、制造方便、維修與更換容易。從塑件結構形狀分析，塑件內外表面沿脫模方向的脫模斜度為3°，以便于脫模和塑件留于動模。采用推桿脫模機構，用一根推桿推在塑件的中心部位，推桿固定在模具的推桿固定板與推板之間，由注塑機頂出油缸推動，使推桿運動實現(xiàn)脫模動作，并用復位桿復

33、位。常用的推出機構包括推桿推出機構、推件板推出機構、活動鑲塊、及型腔推出機構等。其中推件板推出機構是在型芯的根部安裝了一塊與之相配合的推件板，在塑件的整個周邊端面上進行推出。這種推出機構作用面積很大，推出力大而均勻，運動平穩(wěn)，并且在塑件上無推出痕跡，所以常用推出支撐面很小的塑件。具體到本模具，考慮到塑件的特殊結構，不能采用推板形式的推出機構，所以只能采用推桿形式的推出機構。其形式及各部尺寸參照選定的標準模架而定。本模具推出（脫模）機構有如下特點：（1）半徑為50的圓弧型芯采用了模內齒輪齒條側抽芯；（2）M20的內螺紋采用了模外手動脫螺紋：（3）12孔側抽芯和齒條運動由斜導柱帶動滑塊實現(xiàn)。5.4

34、.3.側向分型與抽芯機構的設計（1）脫模距與脫模力的計算將側型芯或拼合凹模（滑塊）從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置，側型芯或拼合凹模（滑塊）在拔模方向移動的距離稱為抽芯距。一般情況下，抽芯距去塑件側孔、側凹、側凸深度加23mm安全系數(shù)。S=S1+K=S1+(23)mm式中S抽芯距(mm) S1臨界抽芯距(mm) K安全系數(shù)所以，S=53+3=56mm。注射成型后，塑件在模具內冷卻定型，由于體積的收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力。塑件要從型芯上脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。一般而論，塑件在開始脫模時，所需克服的阻力最大，所需的脫模力最大。脫模力Ft可用下式計算: Ft=pA式中：塑件與剛的摩擦

35、系數(shù)，聚碳酸脂，聚甲醛取0.10.2，其余取0.20.3；P塑件對型芯的單位面積上的包緊力，一般情況下，模外冷的塑件p=（2.43.9）×107Pa;模內冷卻的塑件p=（0.81.2）×107Pa；A塑件包容型芯的面積；脫模斜度。對于本模具，取0.3，p取1.2×107 Pa, 取30分，由于脫模斜度很小，近似等于。 =1.2×107 ×62××(53+25)×0.2×10-6=35.68KN（2）斜銷抽芯機構設計1）斜銷的形狀及技術要去斜銷工作端設計成錐臺形，其斜角應大于斜銷的傾斜角23度。斜銷固定端與

36、模板之間可采用H7/m6過度配合，斜銷工作部分與滑塊上斜導孔之間的配合可采用H11/b11。斜銷的材料為T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度HRC55，表明粗糙度為Ra0.8m。2）斜銷的傾斜角 通過受力分析與理論計算可知，斜銷的傾斜角取22度33分比較理想，常用的是1222，所以這里去=20。3）斜銷的長度計算 斜銷完成抽芯距S所需的距離H=Scot=56×0.36397=154mm。 斜銷工作長度：L=S/sin=164mm。 斜銷總長度：LZ=L1+L2+L3+L4+L5 =d2/tan+h/cos+2d1tan+s/sin+(510)mm式中 LZ斜銷總長度； d2斜銷固定部分大

37、端直徑； h斜銷固定板厚度； d斜銷工作部分直徑； S軸心距。4）斜銷的直徑通過斜銷的傾斜角以及脫模力查設計手冊可知最大彎曲力FW=38KN，在通過FW查手冊可以確定斜銷直徑為25mm。5.5冷卻系統(tǒng)的設計5.5.1冷卻管道直徑的確定1.單位時間內塑件在凝固時間所放出的熱量（J/h）=G()+ 式中： t成型時間總周期 t=60sG塑件質量 G=17.04×10-3Kg塑料的比熱容 =2880 J/Kg*0C塑料的能量密度 =4.2×105(J/Kg)注射溫度 =230出模溫度 =60故：=1.98×106 J/A2.模具冷卻時所需冷卻介質的體積流量 式中： 冷卻

38、介質密度（Kg/cm3） =103Kg/cm3C1冷卻介質比熱容（J/Kg*0C）=4.187×103冷卻介質出口溫度 =300C冷卻介質進口溫度 =200故 ：=6.65×106m3/mm由以上計算，查表可得冷卻管道直徑d=8mm5.5.2冷卻管道數(shù)量的確定1. 求冷卻水道在管道里的流速=0.22m/s2. 求管道孔壁與冷卻介質的傳熱系數(shù)，查表得f=6.84(設水溫為25 0C)=4.187×103× =5.62×106J/（m2*h*0C）3.求冷卻管道傳熱總面積AA=0.02m2所以，模具應開設的冷卻管數(shù)n=3.97考慮塑件受熱均勻，所以

39、采取對稱式分布，取n=4。5.5.3結構尺寸確定 在塑料注射模的注射過程中，型腔從合模到注射保壓過程中將受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應有足夠的強度和剛度。總的說來，型腔所承受的力大體有如下幾種：1） 合模時的壓應力；2） 注射過程中塑料流動的注射壓力；3） 澆口封閉前一瞬間的保壓壓力；4） 開模時的拉應力。但型腔所承受的力主要是注射壓力和保壓壓力，并在注射過程中總在變化。在這些壓力作用下，當型腔剛度不足時，往往會產(chǎn)生彈性變形，導致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質量和尺寸精度，并產(chǎn)生溢料飛邊。當塑料冷卻收縮時，隨著壓力下降，型腔將會彈性回復，當型腔的彈性變形恢復量大于塑件壁厚的收縮量時，將壓

40、緊塑件，引起塑件頂出困難，甚至使塑件留在型腔中。如果型腔強度不足時，會產(chǎn)生塑性變形，即引起型腔的永久變形，特別嚴重的會使型腔破裂，釀成事故。所以在模具設計時要首先考慮型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強度和剛度，以保證型腔在注射過程中不產(chǎn)生超過規(guī)定限度的彈性變形。因此型腔壁厚和底板厚度的計算和選擇是十分重要的。 根據(jù)定模板上的最大成型尺寸，采用經(jīng)驗估計法估算出定模板的壁厚尺寸約為30mm。根據(jù)塑件的各部尺寸計算，可以初步確定模具周邊尺寸為186mm×213mm。模架是設計，制造塑料注射模的基礎部件，為了提高模具的質量，縮短生產(chǎn)周期，組織專業(yè)化生產(chǎn)，促進商品化國家完成塑料注射模具大中小型模

41、架制定。并規(guī)定模 架 結構型式為四種型號，即基本型號阿A 1 A 2 A 3 A 四個品種，派生型分為P 1 P 9 九個品種 ,表準中還規(guī)定，以定模和動模座板有肩，無肩劃分，又增加了13個品種。這樣總共就有26個模架品種。其規(guī)格數(shù)基本上覆蓋了注射容量為10 4000注射機用的各類中小型熱塑性和熱固性塑料注射模具。 根據(jù)以上的分析、計算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結構形式和規(guī)格。查模具設計指導，選用以下標準模架：A1-315X315-31-F1 GB/T 12556-1990定模板厚度：A=40mm ； 動模板厚度：B=80mm ； 墊塊厚度：C=100mm模具厚度：=A+B+C+50=

42、40+80+100+50=270mm；模具的外形尺寸：315mm×315mm×270mm第6章 模具參數(shù)的校核注射時，為防止模具分型面被模壓力頂開，必須對模具施以足夠的鎖模力，否則在分型面處將產(chǎn)生溢料，因此模具設計時，應使注射機的鎖模力大于模具將分型面漲開的力，即：F>Pm(n) 式中： F鎖模力。，分別為制品和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積（mm2）。Pm塑料熔體在型腔內的平均壓力（Mpa）,型腔壓力取注射壓力的80%左右，一般取2040Mpa，詳見表3.1，這里選29.4MP； N型腔數(shù)量。制品的特點模內的平均壓力(MPa)舉列容易成型制品24.5PE,PP,P

43、S等壁厚均勻的日用品。及容器制品一般制品29.4在摸溫較高下，成型薄壁容器制品中等黏度塑料和有精度要求制品34.3ABS,PMMA等有精度要求的工程結構件。加工高黏度塑料，高精度，充模難的塑料制品39.2用于機械零件上高精度的齒輪或凸輪 表 3 模內的平均壓力根據(jù)本模具設計的尺寸，代入數(shù)據(jù)得出Pm(n)=66.3KN而本模具所采用的注射機的額定鎖模力F為250KN，即 FPm(n)，因此鎖模力足夠，符合要求。結論 隨著畢業(yè)日期的臨近，經(jīng)過三個月的奮斗，畢業(yè)設計終于完成了。整個設計從產(chǎn)品結構工藝性，具體模具結構出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結構、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關參數(shù)

44、的校核都進行了詳細的設計。在沒有接受任務以前覺得畢業(yè)設計只是對這這些年來所學知識的單純總結，但是通過這次做畢業(yè)設計，才發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。在研究塑料水龍頭的成型技術和設計模具的過程中，發(fā)現(xiàn)解決了很多問題，盡管自己對專業(yè)知識的掌握還不夠透徹，但我仍然通過自己的努力完成設計并希望有所突破。通過這次的畢業(yè)設計，使我將所學理論知識運用到了實踐當中，加深了書本知識的理解，通過查閱資料、跟其他同學探討、以及請教老師等方式學到了不少東西，雖然經(jīng)歷了一些困難，但得到的收獲很多。這次設計不僅提升了我的專業(yè)知識，也鍛煉了我思考問題尋找解決方法的能力，對我們以后的工作有非常大的幫助。雖然這個方案做的還不夠專業(yè)，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，將使我們終身受益。參考文獻1尹航. 水龍頭造型設計J. 機械設計,2013,12:8. 2張家寧. 服裝表演與造型設計J. 黑龍江教育(理論與實踐),2014,01:78-7