油管接头成型工艺及模具设计【输油管接头注塑模具设计】【说明书+CAD+UG】
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输油管接头注塑模具设计
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学校中期检查表学生姓名学 号选题情况课题名称油管接头成型工艺及模具设计难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定：所在专业意见： 负责人： 年 月 日 学校务书系 部： 专 业： 学生姓名: 学 号: 设计(论文)题目： 油管接头成型工艺及模具设计 起 迄 日 期: 指 导 教 师: 2013年11月2日任 务 书1本设计课题来源及应达到的目的： 该课题由生产计划确立，在完成该课题之后，应对塑料工艺生产较为熟悉，能熟练掌握相关设计手册的使用，能独立完成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制。能够运用模具设计软件完成模具装配图及零件图的绘制。2本设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 本图为油管接头，材料为ABS,精度MT5(其它自定义数据)要求：1 独立完成一套模具设计装配图（零件图一张）及模具主要零件图（总工作量为一张零件图）； 2 编制模具主要零件的制造加工工艺。任务：1 写出国内注塑模的发展现状； 2 油管接头的成型工艺及工艺方案的确定； 3 油管接头模具主要零部件的制造。所在专业审查意见：负责人： 年 月 日系部意见：系领导： 年 月 日学校说明书题目：油管接头成型工艺及模具设计系 部 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 2014年4月20日 输油管接头注塑模设计 摘 要本次所做的是输油管接头模具，该模具是以三板式模具为模板，根据塑件的尺寸，确定模具型腔的尺寸，从而确定型芯尺寸及气体尺寸。塑料注射的设计过程，其中的设计内容有零件的工艺性编制：塑件的工艺性分析、塑件的体积和质量计算及注射机参数的确定；结构设计：分型面选择、型腔数确定、型腔的排列方式、浇口设计、侧向分型抽芯机构设计、推出及复位机构方式确定；型芯、型腔尺寸计算；模具加热和冷却系统计算；模具闭合高度确定；注射机有关参数的校核； 如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核。并用AUTOCAD绘制了一套模具装配图和零件图。 关键词：注塑模 浇口 侧导柱 推块 输油管接头注塑模设计 AbstractPlastic Injection the design process, which is designed as part of the craft-oriented establishment : Plastic Parts of the Process Analysis, Plastic Parts of the size and quality of calculation and the injection parameters set; Structural design : Surface choice cavity determination, Cavity the arrangement, gate design, lateral type pulling mechanism design, launch and reattached body identified; Core, Cavity size calculation; Die heating and cooling system computation; Mold closing high set; Injection machine parameters in the verification; The design of such a structure can be used to ensure reliable die. Finally, the injection mold structure and the matching machine was calibrated. Using a set of auto mapping mold parts and assembly plans.Keywords:injection mold pouring gate Side guide pin ejector pad 机 械 加 工 工 序 卡 工序名称粗铣六面工序号零件名称定模座板零件号11零件重量同时加工零件数材 料毛 坯牌 号硬 度种 类重 量4548-52板 件设 备夹 具名 称辅 助工 具名 称型 号铣床，钻床，磨床虎钳垫块安 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 时二次2铣上、下平面30面铣刀游标卡尺40.2mm60/ min2000r/min二次4铣四周面10立式铣刀游标卡尺20.5mm200/ min2000r/min一次8钻各个型孔8的钻头游标卡尺12000r/min1下平面砂轮量块10.02mm200/ min2000r/min设 计 者指 导 教 师共 页第 页机械加工工艺过程卡片零件图号11零件名称定模座板模材料牌号45毛坯种类板料毛坯外形尺寸450x450x50备注工序号工序名称工序内容车间工段设备1备料将毛坯锻成为460mmx460mmx60mm蒸汽锤2热处理退火热处理炉3铣平面铣六面，厚度留磨磨量0.20.3mm机械加工立式铣床4磨平面磨厚度到上限尺寸；磨侧基面保证互相垂直机械加工平面磨床5钳工划线划出各个孔的位置机械加工立式钻床6型孔粗加工在仿铣床上加工孔10mm和型腔孔，留单边加工余量0.15mm机械加工线切割慢走丝机床 7 热处理 正火调质，保证4852HRC 热处理炉8磨平面磨上下平面及基准面达要求机械加工平面磨床9研磨型孔钳工研磨型孔达规定技术要求编 制审 核批 准共 页第 页目 录1.前 言12.塑件工艺性分析3 2.1塑件图3 2.2塑件工艺分析及材料说明3 2.3建模分析的塑件体积：6 2.4注射机的选择63.塑料制件在模具中的位置与浇注系统的设计8 3.1型腔布局8 3.2浇注系统的设计11 3.2.1浇注系统的设计原则11 3.2.2主流道设计11 3.2.3分流道设计12 3.2.5浇口设计124.成型零部件的结构设计14 4.1分型面的设计14 4.2注射模的排气14 4.3成型零部件的结构设计15 4.3.1凹模结构设计15 4.3.2凸模和型芯结构设计165.结构零部件的设计17 5.1导柱合模导向机构17 5.1.1导柱设计17 5.1.2导套设计17 5.2其他结构零部件设计18 5.2.1推杆18 5.2.2复位杆19 5.2.3推板固定板196.确认抽芯方式、温度调节系统及其它尺寸的计算20 6.1抽芯方式20 6.11抽芯力的计算20 6.12抽芯力的计算20 6.13侧导柱的设计21 6.2确定温度调节系统22 6.3凸模和凹模的工作尺寸计算23 6.4滑块的设计25 6.5导滑槽的设计26 6.6锁紧块的设计277.主要尺寸的校核28 7.1型腔数量的确定和校核28 7.2最大注射量校核29 7.3锁模力校核30 7.4注射压力校核30 7.5开模行程校核318.绘制模具总装图和主要零件图329.结束语33致 谢34参考文献35I油管接头成型工艺及模具设计1.前 言模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60%90%的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具生产技术水平的高低不仅是衡量一个国家产品制造水平高低的模具重要标志，而且在很大程度上决定着这个国家的产品质量、效益及新产品开发能力。我国目前的模具开发制造水平比国际先进至少相差10年，特别是大型、精密、复杂、长寿命模具的产需矛盾十分突出，已成为严重制约我国制造业发展的瓶颈。模具是工业的基础工艺装备，用模具生产制件所表现出现的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产力和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。随着我国工业的不断发展，对模具提出越来越高的要求，因此，精密、大型、复杂、长寿命的发展将高于总量发展速度。分析：未来我国模具行业的发展趋势据业内人士分析，未来我国模具发展趋势包括10个方面：1.模具日趋大型化；2. 模具的精度将越来越高。10年前精密模具的精度一般为5微米，现已达到2-3微米，1微米精度模具也将要上市；3. 多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求越来越高；4. 热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高；5. 随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也随之发展；6. 标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具质量和降低模具制造成本；7. 快速经济模具的前景十分广阔；8. 模具技术含量将不断提高。注塑成型作为一种重要的成型加工方法，在家电行业、汽车工业、机械工业等都有广泛的应用，且生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产效率高和消耗低的特点，有很大的市场需求和良好的发展前景。 塑料是以树脂为主要成分，添加一定数量和一定类型的添加剂。然而，塑料制品生产是一个既复杂又繁重的过程，其生产系统主要由成型、机械加工、修饰及装配四个连续过程组成。其中，成型是将各种形态的塑料制成所需形状的制品或毛坯的过程。塑料注塑模是一种用来生产塑料零件的模具。它被安装在塑料注射机上，由塑料注射机将塑料颗粒融化成为热熔体，经过合模、高压注射、保压冷却定型、开模、推出制件等工序，获取所需的塑料零件。塑料模具影响着塑料制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面粗糙度、分型面、浇口、和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、内应力大小、外观质量，表面粗糙度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在塑料加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模和取件过程中的手工劳动。当批量不大时，模具费用在制件成本中所占的比例将会很大，这时应尽可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。本次课程设计是是通过原始数据对塑料件进行工艺分析、塑料制件在模具中的位置与浇注系统的设计、成型零部件的结构设计、结构零部件的设计、侧向分型与抽芯机构的设计、主要尺寸的校核、模具总装图和主要零部件图的绘制等一步步完成。虽然在图书馆查阅了很多相关资料，但是由于自己水平有限，设计中仍有很多不足之处，恳请老师批评指正。2. 塑件工艺性分析2.1塑件图油头接管塑件三维图如图所示： 图1 油管接头图样2.2塑件工艺分析及材料说明该塑件是一塑料输油管接头，生产批量大，塑件壁厚均匀，精度等级为6级，材料为ABS。为了保证在生产过程中制造出理想的塑料制品，除应合理选用塑件材料外，还必须考虑宿建德江成形工艺性，塑件的成型工艺性与磨具设计有直接的关系，只有塑件的设计能适应成形工艺要求，才能设计出合理的模具结构。这样既能保证塑件顺利成形，防止塑件产生缺陷，又能达到提高生产率和降低成本低目的。1.脱模斜度为了保证塑件很好的脱模，塑件应有一定的脱模斜度，最小脱模斜度与塑料性能、收缩率的大小、塑件的几何形状有关。材料质脆、硬的，脱模斜度要求大。本塑件的35mm和10mm的内表面、45mm的外表面均有脱模斜度。该塑件壁厚约为2.56.5mm，其脱模斜度查表4-2得塑件外表面40120，塑件内表面351。 2.塑料的壁厚塑料壁厚应使各部分均匀，避免太薄，否则会引起收缩不均匀使塑件变形或产生气泡，凹陷等成型问题。塑件壁厚一般在之间。而最常用的数值是。大型塑料件的壁厚也有更大的，这都随塑料类型及塑件的大小而定。壁厚还与流程有密切相关。该塑件壁厚约为，各部分较均匀，没有太薄的现象。3.圆角在塑料设计过程中，为了避免应力集中，提高塑料强度，改善塑料的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过渡。另外，塑料上的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是有利的。本塑件未注圆角为。 4.制品物理化学性能要求具有吸湿性弱、耐化学性和电性能良好；不透明；满足精度要求，表面光滑平整不得有翘曲、裂缝、气孔；满足强度、韧性，硬度要求，使用安全。5.模具制造工艺性由于制品没有非常复杂的曲面，结构简单，有利于简化模具型腔及型芯的设计和CNC数控编程及加工制造程序，也有利于很好地保证加工精度。ABS的基本特性:ABS是丙烯腈、丁二烯苯乙烯的共聚物，原料易得，价格低廉，是目前产量最大，应用最广的工程材料之一。ABS无毒，无味，为呈微黄色或白色不透明颗粒，成型的塑料有较好的光泽，密度为1.021.05。ABS是由三种成分组成的，故它有三种组分的综合力学性能，而每一组分又在其中起着固有的作用。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，苯乙烯使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，经过调色可配置成任何颜色。其缺点是耐热性不高，最高连续工作温度为左右，热变形温度为左右。不透明，耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。由于ABS中三种组分之间的比例可以在很大的范围内调节，故可由此得到性能和用途不一的多种ABS品种，如通用级、抗冲击、耐寒级、耐热级、阻燃级等，从而适应各种应用。ABS的成型特点:ABS易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。为此，成型加工前应进行干燥处理;在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小;要求塑料精度高时，模具温度可控制在,要求塑件光泽和耐热时，应控制在;比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短;表现粘度对剪切速率的依赖性很强，因此在模具设计中大都采用点浇口形式。ABS在机械工业上用来制造齿轮，泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、蓄电池槽，冷藏库和冰箱衬里等;汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还可用ABS夹层板制作小轿车车身;ABS可还以做水表壳，纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具等等。下面是ABS的成型参数型机类型： 螺杆式堆密度 1.031.07g/cm计算收缩率 0.30.8预热温度 8085预热时间 23h料筒温度 200210（后段） 210230（中段） 180200（前段）喷嘴温度 180190成型温度 200260模具温度 5070脱模温度 70110注射压力 7090MPa成型时间 4070s螺杆转速 3060r/min适用注塑机类型 螺杆后处理方法 红外线灯烘箱后处理温度 70后处理时间 24h2.3建模分析的塑件体积：V=18631.4869mm3 2.4注射机的选择注塑成型机按机构形式可分为立式、卧式、和直角式三类。该模具采用卧式成型机其优点是机体较低容易操纵和加料，制件顶出后可自动坠落，故易实现全自动操作。注塑机的最大注塑量G（额定注塑量G）和额定锁模力Fm应满足： 其中注射系数，在此取0.75。（该数值在主要尺寸校核计算中可以得到）其主要技术参数如下：项目 SZ-200/1000结构形式 卧理论注塑容量（cm） 210螺杆直径（mm） 42 注塑压力（MPa） 150注射速率（g/s） 14螺杆转速（r/min） 10-250锁模力（KN） 1000拉杆内间距（mm） 315315移模行程（mm） 300最大模具厚度（mm） 350最小模具厚度（mm） 150锁模形式 双曲肘模具定位直径（mm） 125喷嘴球半径（mm） SR10喷嘴口孔径（mm） 3.53. 塑料制件在模具中的位置与浇注系统的设计3.1型腔布局为了制模具与注塑机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目。由于多型腔模具的各个型腔的成型条件以及熔体到达各型腔的流程一致易取得一致，所以塑件精度不高时一般采用多型腔模具。 在塑件设计阶段，就应考虑成型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大的影响。因此，分型面的选择是注塑模设计中的一个关键因素。注射分型面一般可以分为四种基本类型：1.制品全部在动模内成形；2.制品全部在定模内成形；3.制品同时在动、定模内成形；4.制品在多个瓣合模块中成形；具体采用分型面类型要根据制品的几何形状、浇注系统、脱模机构，以及制品质量要求等因素综合地加以考虑。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1.分型面应选择在制品的最大截面处，否则，制品无法脱模，在选择分型面时，这是首要原则；2.尽可能使制品留在动模一侧，因为注射机的推出机构设置在动模一侧，制品留在动模一侧有利于脱模机构的设置；3.有利于保证制品的尺寸精度；4.有利于保证制品的外观质量满足塑件的外观质量； 5.尽可能满足制品的使用要求；6.尽量减少制品在合模方向上的投影面积，以减小所需锁模力；7.长型芯应置于开模方向；8.有利于排气；9.有利于简化模具结构；10.在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便。该塑件在进行塑件设计时已经充分考虑了上述原则，再根据塑件的结构形式，选定模具的分型面如图所示图2 塑件图型腔数量的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量要求、批量大小、交货期长短、注射机能力、模具成本等要求来综合考虑。一般来说，精度要求的小型塑件和大中型塑件以及复杂塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件，形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。该塑件体积小，加工精度要求不高，且为大批量生产，理论上可以采用一模多腔的形式。考虑到该塑件需要侧抽芯且抽芯距离较长，初步定为一模两腔的模。 图3 型腔ug图在模具中型腔成对称布置，这样有利于提高两边的制件的表面质量，已经均匀的收缩率。 一模多腔时，型腔在模板上通常采用圆形排列，H形排列，直线形排列以及复合排列等。在设计时应注意如下几点：1.尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，保证质量的均一和稳定；2.型腔布置和浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象；3.尽可能使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸；4.型腔的圆形排列所占的模板尺寸大，虽有利于浇注系统的平衡，但加工困难。综上所述，根据塑件的结构采用平衡式排列，如下图所示：图4 塑件布局图3.2浇注系统的设计3.2.1浇注系统的设计原则浇注系统有主流道、分流道、浇口、和冷料穴四个部分组成。其设计原则包括以下几个方面：1.排气良好；2.流程短；3.防止型芯和嵌件移位和变形；4.整修方便；5.防止塑件翘曲变形；6.浇注系统的截面积和长度应尽量取最小值；7.保证型腔填充；3.2.2主流道设计直浇口式主流道垂直于模具分型面，适用于卧式和立式注射模，其设计内容包括主流道本身的设计及其主流道衬套和定位环设计等工作。设计原则如下：1.主流道的尺寸应当适宜，一般情况下，进口端直径为48mm一般要比喷嘴出口直径大0.51mm。2.为了便于取出主流道凝料，主流道应呈圆锥形，对于ABS塑料一般取24。3.主流道出口端应有圆角4.主流道表壁的表面粗糙度应小于0.631.25.5.主流道长度一般小于或等于60mm。3.2.3分流道设计 此模具是多型腔注射模通常需用用分流道，但如果是单型腔可不设分流道。分流道如上图所示。3.2.4冷料穴设计冷料穴位于主流道出口端。对于立式、卧式注射机用模具，冷料穴位于主分型面的动模一侧。该模具采用的是冷料穴与Z形拉料杆匹配：当动模打开时借助头部的Z形钩将主流道凝料拉向动模一侧，顶出行程中又可将凝料顶出模外。3.2.5浇口设计浇口是熔融塑料经分流道注入型腔的进料口，是流道和型腔之间的链接部分，也是注射模浇注系统的最后部分。其主要分为直浇口、点浇口、侧浇口、盘形浇口等九中形式。该模具采用直浇口其位置一般设在制品表面或背面，其特点是塑料直接从主流道进入模腔，物料流程较短，压力损失小，但由于尺寸大，冷却冻结慢，需要较长的保压补缩时间，还容易在进料处产生较大的残余应力，并由此导致制品翘曲变形，同时，浇口凝料留在塑件上，需要进行修正。直浇口适用于单腔模具和大型塑件以及高粘度塑料。浇口部位选择应注意以下几点：1.避免熔体破裂现象在塑件上产生缺陷；2.考虑分子取向方位对塑件性能的影响；3.浇口开在塑件壁厚最厚处；4.减少熔接痕和增加熔接牢度；5.防止料流将型芯或嵌件挤外变形；6.保证型腔充满；所以该制品选用的侧浇口，如图图5 侧浇口示意图4. 成型零部件的结构设计4.1分型面的设计模具闭合时动模和定模相配合的接触表面，叫做分型面。在模具制造不良或锁模力不足的情况下，模具内熔融塑料能通过分型面溅出，在塑件上形成较厚的飞边，经修整后留下明显的残痕。分型面的选择是模具设计的第一步，分型面的选择受塑件形状、壁厚、成型方法、后处理工序、塑件外观、塑件尺寸精度、塑件脱模方法、模具类型、型腔数目、模具排气、嵌件、浇口位置与形式以及成型机的结构等影响。分型面的选择原则是：脱出塑件方便，模具结构简单，确保塑件尺寸精度，型腔排气顺利，无损塑件外观，设备合理利用。该模具的分型面分为三种情况：图6 分型方式在A截面，塑料制件位于模具的动模部分，有利于使制件更容易的推出，也便于定模侧的加工；在B截面，塑料制件位于模具的两侧，模具的开模力较大，而且易产生飞边，对塑料制件的影响较大；在C截面，塑料制件位于模具的定模部分，不利于之间的推出。所以综上所述，应以B截面为分型面。4.2注射模的排气注射模的排气是模具设计中不可忽视的一个问题，特别是快速注射成型工艺的发展对注射模排气的要求更加严格。注射模内积集的气体有以下四个来源：1.进料系统和型腔中存有的空气。2.塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气。3.由于注射温度过高，塑料分解所产生的气体。4.塑料中某些配合剂挥发或化学反应所产生的气体。本模具采用的是在分型面处达到排气的效果。4.3成型零部件的结构设计4.3.1凹模结构设计凹模是成型塑件外表面的成型零件，凹模的基本结构可分为整体式、整体嵌入式、和组合式采用镶拼的结构的凹模，对于改善加工工艺有明显好处。其具有以下几个优点:1.简化凹模型腔加工，将复杂的凹模内形体的加工变形成镶件的外形加工，降低了凹模的加工难度。由于成型镶块的尺寸容易测量，凹模型腔的形状尺寸精度比较容易保证。2.尺寸较大或变形比较复杂的凹模型腔采用镶拼结构后，由于各部分成型镶块尺寸较小，热处理工艺将变得比较容易，热处理变形也会减小。凹模中使用镶件的局部型腔有较高精度、经久耐磨性并可置换。3.可节约优质塑料模具钢，尤其对于大型模具更是如此。4.在保证镶拼接缝不发生溢料的前提下，可以利用拼缝间隙排气。模具凹模示意图模具如下： 图7 凹模示意图4.3.2凸模和型芯结构设计凸模和型芯都是用来成型塑料制品的内表面的成型零件，两者没有严格的区别。一般来讲可以认为凸模是成型整体内形的模具零件，而型芯多指成型制品上某些局部特殊内形或结局孔、槽等所用的模具零部件，有时也可以把型芯叫做成型杆。 图8 型芯示意图由于该型芯较长，所以需要淬火调制处理，或者用低碳钢渗碳处理。该型芯需要与推管保证一定的同轴度，和表面粗糙度，而为了有助于固定，所以将螺钉配合推板固定板将锁紧，使其型芯精准定位。下面第六部分有工作部分型芯尺寸的的计算。5. 结构零部件的设计5.1导柱合模导向机构5.1.1导柱设计导柱可以安装在动模一侧，也可以安装在定模一侧，但等多的是安装在动模一侧。因为作为成型零件的主型芯多装在动模一侧，导柱与主型芯安装在同一侧，在合模时可起保护作用。如图图9 导柱示意图5.1.2导套设计导向孔可带有导套，也可以不带导套，带导套的导向孔用于生产或导向精度高的模具。无论带不带导套的导向孔，都不应该设计为盲孔，盲孔会增加模具闭合时的阻力，并使模具不能紧密闭合。但这个模具的导套位于动模一侧，这样可以防止积灰，保证了开合模时的同轴同心的精度。如图 图10 导套示意图5.2其他结构零部件设计5.2.1推杆该模具的推出机构为机动脱模，就是模具开模后塑件随动模一起运动，达到一定位置时，脱模机构被机床上固定不动的推杆推住，不在随动模移动，此时脱模机构动作，把塑件从动模上脱下了。这种推出方式具有生产效率高、工人劳动强度低且堆出力大等优点，但对塑件会产生撞击。推杆的设计原则如下：1.机构应尽量简单可靠，推出机构的运动要准确、可靠、灵活、无卡死现象、机构本身要有足够的刚度和强度，足以克服脱模阻力。2.保证止制品不因推出而变形损坏，这是对推出机构的最基本的要求。在设计时要真确估计塑件对模具粘附力的大小和所在位置，合理地设置推出部位，使推出力能均匀合理地分布，要让塑件能平稳地从模具中脱出而不会产生变形。推出力应应作用在不易使塑件产生变形的部位，如加强筋、凸缘、厚壁处等。应尽量避免使推出力作用在塑件平面位置上。3.推出力的分布应尽量靠近型芯（因型芯处的包紧力最大），且推出面积应尽量大，以防塑件被推坏。4.推出脱模行程应恰当合理、保证制品可靠脱模。5.若脱出部位需设在塑件使用或装配的基面上时，为了不影响塑件尺寸和使用，一般使推杆与塑件接触部位处凹进塑件0.1mm左右，而推杆端面则应高于基准面，否则塑件表面会出现凸起影响基准面的平整和外观。注射成型过程中，型腔内熔融塑料因固化包在型芯上，为使塑件能自动脱落，在模具开启后就需在塑件上施加一推力。推出力是确定推出机构和尺寸的依据。5.2.2复位杆复位杆的尺寸示意图如下：图11 复位杆示意图保证其热处理后硬度达到5660HRC，未标注表面粗糙度Ra=6.3。5.2.3推板固定板推板固定板的尺寸示意图如下： 图12 推板固定板示意图保证其热处理后硬度达到2832HRC，标注的形位公差t为6级精度。6. 确认抽芯方式、温度调节系统及其它尺寸的计算6.1抽芯方式 当注塑侧壁带有孔，凹穴和凸台等塑件时，模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件，称为活动型芯，在塑件脱模前必须先将活动型芯抽出，否则就无法脱模。带活动型芯作侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。对于成型那些深型腔且侧壁不允许有脱模斜度、深型腔且侧壁要求高光亮的制品，其模具结构也需要侧向分型与抽芯机构。6.11抽芯力的计算抽芯距是将侧型芯或侧哈夫块从成型位置抽到不妨碍塑件顶出时侧型芯或哈夫块所移动的距离。而在此塑件中侧壁孔的深度为42.5mm，则型芯部分应是孔深度的2倍以上。如下图所示：图13 侧抽距示意图所以 6.12抽芯力的计算抽芯力的计算与推出力的计算相似，注塑成型过程中，型腔内熔融塑料因固化包在型芯上，为使塑件能自动脱落，在模具开启后就需在塑件上施加一抽芯力，抽芯力的计算公式为： 由制件可求得面积A: 综上所述均取，取0.2。 6.13侧导柱的设计 根据抽芯力Q、斜导柱弯曲力臂L与斜导柱直径d的关系计算可得: 斜导柱许用弯曲应力，对于碳素钢可取140MPa a 斜导柱倾斜角，取20取斜导柱直径为20mm，斜导长度计算：斜导柱长度主要根据抽芯距离、斜导柱直径及倾斜角度的大小而确定。斜导柱总长为： L斜导柱总长度(mm) D斜导柱固定部分大端直径(mm) h斜导柱固定板厚度(mm) d斜导柱直径(mm) a斜导柱斜角() 根据设计的整体要求这里选用长度为200mm的斜导柱。为了减小其与滑块的摩擦，可将其圆柱面铣扁，斜导柱端部常成半球形或锥形，锥体角应大于斜导柱的倾角（这里取23），以避免斜导柱有效工作长度部分脱离滑块斜孔之后，锥体仍有驱动作用。如图所示：图14 侧导柱示意图6.2确定温度调节系统 一般生产ABS材料塑件的注射模具不需要加热。复杂的模具需要分为两部分，一部分是凹模的冷却，另一部分是型芯的冷却。而该模具结构略微复杂，为了便于加工，采用简单的温度调节系统，有利于方便加工模具。如下图所示：图15 温度调节流道示意图6.3凸模和凹模的工作尺寸计算 取ABS的平均收缩率为0.5%，塑件未注公差按MT5A公差选取，通过查塑料注塑模结构与设计表4-10 模塑件尺寸公差表（GB/T 14486-1993)。凹模的径向尺寸由直径45，40，19，15的圆形尺寸组成，公差分别是0.64,0.56,0.44,0.38，凹模：径向尺寸由 可得 深度尺寸由21,20,17.5,3等尺寸构成，公差分别是0.44,0.44，0.38,0.24，0.20深度尺寸由 可得 型芯的径向尺寸由40,35,10组成，公差分别是0.56,0.56,0.28型芯：径向尺寸由 可得 深度尺寸由42.5,21,3组成，公差分别是0.64,0.44，0.20. 6.4滑块的设计1.滑块的推出距离必须小于导滑槽总长的2/3 2.滑块在导滑槽中的活动必须顺利；3.保证滑块的分型面密合，成型时不致发生溢料； 4.侧向性芯或测向成型模腔从成型为指导不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离称为抽芯(拔)距，用s表示。为了安全起见，测向抽芯距离通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大2mm-3mm，但某些特殊零件（如绕线骨架），就不能简单地使用这种方法，必须作图计算来确定抽芯距离。抽芯力的计算同脱模力计算相同；5.内侧抽芯斜滑块的端面不应高于型心端面，而应在塑件允许的情况下低于端面0.050.10mm，否则，推出时由于斜滑块端面陷入塑件底面，阻碍谢滑块的径向移动。另外，在斜滑块边缘的径向移动范围内（即LL1），塑件上不应该有台阶，以免阻碍斜滑块活动；6.当定模型心的包紧力较大时，为了避免开模时滑块随定模移动，使塑件留于定模型心，一般设有止动装置。7.为了避免塑件推出时留在滑块一侧，动模部分应有可靠的导向元件； 8.为了防止斜滑块推出时滑出导滑槽，斜滑块应设有定位装置。图16 侧型芯示意图6.5导滑槽的设计导滑槽的作用是维持滑块运动方向的支撑零件，因此要求滑块在导滑槽内运动平稳，无上下窜动和卡紧现象，虽然燕尾槽精度高，但制造比较困难，故模具中多采用矩形导滑槽。该设计中也采用矩形导滑槽。滑块与导滑槽间上下、左右应各有一对平面是间隙配合，配合精度可选H8/f7或H8/f8，其余各面应留有0.51.0mm的间隙，导滑槽硬度应达到5256HRC。图17 导滑槽示意图6.6锁紧块的设计楔紧块的作用是保证在注射过程中滑块能闭合紧密，避免侧向分型产生毛边，保证塑件尺寸精度，免除斜导柱承受型腔的侧向推挤压力。在楔角的选取中，锁紧块的楔角应大于斜导柱斜角，使模具开模时，锁紧块的斜面起到让为作用，否则斜导柱就无法驱动滑块起抽拔作用。的适当选取不仅能保证让位作用，避免锁紧块与滑块斜面的磨损，也可防止闭模时滑块斜面上端面上边缘处于锁紧块斜面下端边缘处的干涉撞击。由于斜导柱与滑块的斜导柱之间一般都有较大间隙，因此开模和闭模运动时滑块的横向运动对纵向运动都有滞后作用，若选取偏小，闭模时滑块和锁紧块间就会发生上述的干涉撞击现象。所以在这里，如下图图18 楔紧块示意图7. 主要尺寸的校核7.1型腔数量的确定和校核对于多型腔注射模，其型腔数量与注射机的性能参数、塑件的精度和生产的经济等因素有关。由于该模具是多型腔的，对此就简单介绍一下。1 按注射机的塑化能力确定型腔数量N N (Kmpt/3600-mj)/msK-注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；mp-注塑机的额定塑化量，g/h或cm3/h;t-成型周期，s;mj-浇注系统和飞边所需塑料熔体的质量或体积；ms-单个制品的质量或体积；2 按注射机的额定合模力确定型腔数量N N(F1-p1Aj)/(p1AS) F1-注射机的额定合模力，N;AJ-浇注系统和飞边在模具水平分型面的投影面积，mm2;AS-单个制品在模具水平分型面上的投影面积，mm2;P1-单位投影面积需用的合模力，MPa，可近似取值为熔体对型腔的平均压力，参考5-2选取。3 按注射机的最大注射量确定型腔数量N N(Kmi-mj)/msmi-注射机允许的最大注射量g/cm3等，另外的做法就不在介绍。7.2最大注射量校核在一个注射成型周期内，注射模内所需的塑料熔体总量mi与模具浇注系统的容积和型腔容积有关，其值下式计算： N-型腔的数量；-单个制品的质量（或体积）；-浇注系统和飞边所需的塑料质量（或体积）。设计注射模时，必须保证mi小于注射机允许的最大注射量，二者的关系为： 由前文可得塑件体积为18631.4869cm3,ABS密度为1.021.05g/cm3。取其密度为1.05g/cm3。而流道凝料的质量是个未知数，我们可以取塑件质量的0.6倍来计算，所以注塑量为： 在此式子中，n取2，所以注塑料的体积为7.3锁模力校核注射成型时，当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生使模具分型面涨开的力F1，这个力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压力，即：-塑料熔体在分型面上的涨开力。根据建模
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