注塑-后桥前支架塑料模具设计-说明书

1、西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计论文题目:后桥前支架塑料模具设计系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： B 学 生： 折彦江 学 号： B 指导教师： 米社虎 2013年 5 月毕业设计（论文）任务书系（部）机电信息系 专业机械设计制造及其自动化 班级B姓名 折彦江 学号B 1.毕业设计（论文）题目：后桥前支架塑料模具设计 2.题目背景和意义： 现在工业生产中需要大批量的生产塑料模具，特引导学生模拟实际的模具设计全过程，使学生熟悉掌握现代设计软件-塑料模具设计这一实用技能和工具的应用.加深基本技能应用和创新思维的磨练。 3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术

2、指标）：塑件零件成型工艺性分析：对零件进行结构分析，确定分型面材料和注塑工艺的选定；拟定的成型方案，模腔的结构；零件排出方式流道及浇口的基本形式浇口的位置的选择，模拟成型过程，确定最佳浇口的位置和最后成型位置。 注射机型号的选定：注射量的确定相关面积和力的计算根据注射量的确定和相关面积和力的计算选择机床 推出机构的确定：根据模型确定推出行程推杆的结构设计 排气系统的设计 侧抽芯机构设计：侧抽芯力的计算侧抽芯倾斜角和行程的计算斜拉杆直径的确定锁紧块的设计滑块的设计导向与定位，复位的设计：材料选择配合方式长度确定热处理要求的确定 冷却系统的设计。4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）

3、：1-2周查阅资料,绘制零件工程图，3周论文摘要，英文翻译、4-5周模具方案制定，总图设计；6-7周模具零部件工程图设计；8-9周模具设计开合过程分析；10-11周编写论文。5.毕业设计（论文）的工作量要求 : 难度适中，工作量适中，要求学生熟悉注塑模具的设计工程及使用三维软件 。 实验（时数）*或实习（天数）： 20 图纸（幅面和张数）*：一套图纸 要求绘制一套图纸：绘制全部零件图,模具结构总图，“0”号或“1”号图纸至少一张, 图纸要求：按照国家制图标准执行。例如零件名称、图号、材料牌号、热处理等要求都要填写。论文不少于10000字 其他要求：要求学生具备机械设计、材料力学、机械制造基础、

4、机械制造工艺学以及工程图学等方面的基本知识。 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系主任审批： 年 月 日说明：1本表一式二份，一份由各系集中归档保存，一份学生留存。2 带*项可根据学科特点选填。后桥前支架塑料模具设计摘要近年来，随着我国工业的迅猛发展，对模具的要求越来越迫切，精度要求越来越高，结构也越来越复杂。我国模具工业作为一个独立的、新型的工业，正处于飞速发展阶段，涌现出许多模具设计与制造的新方法、新技术。本文详细介绍了后桥前支架注塑模具的设计，主要包括：塑件材料的分析与设计方案的论证；注塑机的选择；模具成型零件的设计；模具排气系统的设计；模具结构件的设计；侧向分型与抽芯

5、机构的设计；浇注系统的设计；脱模机构的设计；导向机构的设计等。 本次设计为一模一腔，塑件材料选用了丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（即工程材料ABS），浇口形式选用了轮辐式浇口（直接浇口），模具先用侧抽芯机构抽芯，再在顶杆和斜推杆的作用下脱模。通过以下计算和设计是可行的，并可以应用到实际生产中。关键词：支架；注塑模具；侧抽芯机构；导向机构；脱模机构The design of the Before the rear axle bracket parts injection moldAbstractIn recent years,with the rapid development of industry

6、, mold industry has become more and more necessary. The precision is more and more precise and the structure is more and more complicated. As a independent and new industry,mold industry is rapid developing in our country.Many new measures and technologies were used in mold design and manufacture. T

7、his paper introduced the design of a Before the rear axle bracket parts.Mainly include analysis of plastic material and argumentation of design project; selecting injection machine; devising mold structure;devising molding parts; devising oriented framework; devising stripping framework; devising si

8、de parting and pulling framework. The mold is consisted of one cavities. The plastic material select acrylonitrile butadiene-styrene copolymer (i.e.engineering material ABS). The sprue form choose a spokes gate（drop gate）, Mould with side core-pulling mechanism first core-pulling, and bar at the top

9、 and under the action of oblique push rod demoulding .By the following calculation and design is feasible, and can be applied to practical production. Key Words: Bracket; Injection Mold; Devising Side Parting; Devising Oriented Framework; Pulling Framework 主要符号表 开模行程 摩察系数 最大收缩率 模具制造公差 模具制造公差 模具最大闭合高

10、度 模具最小闭合高度 材料的许用应力 塑件对型芯产生的单位正压力 流道中各段流程的厚度 塑件包紧型芯的侧面积G1 注塑机实际的最大注射量M 塑件成形时所需要的注塑量 公称压力 注射压力 最大注射量 T 注射机的额定锁模力 需用弹性变形量目 录1 绪论11.1前言11.2模具的发展1 1.2.1模具的发展及其未来趋势11.2.2国内(外)研究现状21.3研究的主要内容及其要求21.3.1主要内容21.3.2具体要求22 塑件材料分析选择32.1塑件的工艺分析32.1.1塑件的材料选择32.1.2 ABS的性能32.1.3塑件的工艺性分析32.1.4苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的注射成型工艺参

11、数42.2 塑件的成型工艺42.2.1注射成型的原理42.2.2注射成型的工艺过程42.3 方案的确定43 注塑机的选择53.1估算零件的尺寸和质量53.1.1最大注射量：53.2选择注射机及注射机的主要参数53.2.1选择注射机53.2.2 XS-ZY-1000型注塑机的主要参数63.3 注射基本压力校核63.4 锁模力的校核63.5模具与注射机安装部分相关尺寸的校核73.6模具厚度的校核83.7开模行程的校核84 分型面的设计94.1 分型面的设计94.1.1分型面分类选择原则95 浇注系统的设计115.1 浇注系统115.1.1浇注系统的组成及作用115.1.2浇注系统的设计原则115.

12、2 主流道的设计115.2.1直浇型主流道的设计115.2.2浇口套的设计125.2.3定位圈的设计135.3冷料穴设计145.4浇口的设计156 成型零件的设计166.1凹模的结构设计166.2凸模的结构设计166.3成型零件工作尺寸的计算166.3.1影响工作尺寸的因素166.3.2工作尺寸的计算176.4成型零部件强度计算及校核196.7.1型腔侧壁厚度和底板厚度的计算197 导向机构设计217.1导向机构的作用217.2导柱、导套的设计217.2.1 导柱的设计217.2.2 导套的设计227.2.3导向孔的总体布局228 顶出机构的设计248.1 顶出机构的设计原则248.2 顶出机

13、构的确定248.3 脱模机构强度计算校核258.3.1对顶杆受压弯曲的计算258.3.2脱模力的计算258.4 推杆的形式269 侧抽芯机构设计279.1 抽芯机构的概述279.2抽芯机构的确定279.3 斜导柱抽芯机构设计279.3.1斜导柱倾角279.3.2抽芯距289.3.3 斜导柱直径的确定299.3.4 斜导柱长度的计算309.3.5 滑块的设计309.3.6滑块定位装置309.3.7锁紧块319.4斜导柱抽芯机构的设计319.4.1抽芯距319.4.2滑块和定位装置329.5斜推杆抽芯机构329.5.1 斜推杆倾角的确定339.5.2 斜推杆的零件图与三维图3310 排气系统351

14、0.1 排气的几种方式3510.2排气机构的设计原则3511 温度调节系统设计3611.1 温度调节系统的重要性3611.2 温度调节系统的设计原则3611.3 冷却系统的设计3611.4 冷却系统的计算3711.4.1 冷却介质3711.4.2计算3712 模架的确定3912.1各模板尺寸的确定3912.2模架各尺寸的计算4013 模具的总装图.4014 注射模材料的选用及热处理4114.1 材料的选用4314.1.1 塑料模具用钢的应该具备下列性能4314.1.2 材料选用要求及选用4314.2 热处理4315 模具的可行性分析4515.1 本模具的特点4515.2 市场前景与经济效益分析

15、4515.2环保性分析4516 总结46参考文献47致谢48毕业设计（论文）知识产权声明49毕业设计（论文）独创性声明501 绪论1.1前言塑料注射模具是成型塑料制件的一种重要工艺装备，在塑料制品的生产中起着关键的作用。塑料模具工业从起步到现在，历经半个世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是质量、技术和能力等方面都有了很大的进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距任然很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口

16、1。1.2模具的发展1.2.1模具的发展及其未来趋势近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。采用模具生产制件具有生产效率高，质量好，切削少，节约能源和原材料，成本低等一系列优点，模具成型已经成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具有潜力的发展方向。模具是机械、电子等工业的基础工业，它对国民经济和社会发展起着越来越大的作用。一个国家模具生产能力的强

17、弱、水平的高低，直接影响着许多工业部门的新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。对塑料模具的全面要求是：能高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品。模具制造要求模具零件的加工工艺性能好，选材合适，制造容易，成本低廉。应该特别强调塑料制品质量和模具之间的关系，模具的形状、尺寸精度、表面粗糙度、分型面的位置、脱模方式对塑件的尺寸精度、形位精度、外观质量影响很大。塑料工业近20年来发展十分迅速，早在7年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的

18、方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形模具产量中约半数以上是注塑模具。随着塑料制品复杂程度和精度要求的提高以及生产周期的缩短，主要依靠经验的传统模具设计方法已不能适应市场的要求，在大型复杂和小型精密注射模具方面我国还需要从国外进口模具2。1.2.2国内(外)研究现状近年来,我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右，而在整个塑料模具市场以注塑模具需求量最大。随着模具制造行业的发展，许多企业开始追求提高产品质量及生产效率,缩短设计周期及制造周期,降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力等目标。新兴的模具CAD技术很大程度上实现了企业的愿望。近年来

19、，CAD技术的应用越来越普遍和深入, 大大缩短了模具设计的周期, 提高了制模质量和复杂模具的制造能力3。展望未来，由于国际、国内宏观环境总体良好，国内塑料模具各主要用户行业仍将持续以较快速度发展，塑料模具也必将持续高速发展。目前存在的主要问题通过国内外交流与合作，通过全行业的共同努力，通过各方面的共同支持，定会逐渐得到较好的解决。1.3研究的主要内容及其要求1.3.1主要内容本课题是对后桥前支架进行测量、设计出一套模具来制作后桥前支架。在设计过程中要解决支架的测量、模具设计、在模具设计时对分型面的选择、抽芯机构的设计、浇注系统的设计、脱模系统的设计、导向定位系统的设计等问题5。1.3.2具体要

20、求(1)对塑料进行实体测量，并完成基本参数的计算及其注射机的选用；(2)确定模具的类型及结构，完成模具的结构草图的绘制；(3)运用三维软件辅助设计完成模具的整体结构；(4)对模具典型零件需进行选材料；(5)对设计方案和设计结果进行经济分析和环保分析；(6)绘制模具零件图和装配图；(7)对模具结构进行三维剖析，输出部分模具三维图；(8)编写设计说明书。2 塑件材料分析选择2.1塑件的工艺分析2.1.1塑件的材料选择支架材料选择为ABS。因为通过对此塑件的结构分析，知道该支架为壳体件，又因该塑件的成型方式为注塑成型，ABS的流动性比较好，故选择ABS。2.1.2 ABS的性能 ABS有硬、韧、刚的

21、特性，综合力学性能良好，抗拉强度为3850MPa，尺寸稳定，耐化学性好，电绝缘性好，易于成型和机械加工，不会被水、无机盐、酸、碱侵蚀，工作温度为-2050 ，与372有机玻璃的熔接性良好，可作双色成型材料，且表面可以镀铬 。2.1.3塑件的工艺性分析塑件名称：后桥前支架； 精度：零件的精度等级为塑4级，表面粗糙度为Ra0.4；零件尺寸：零件的尺寸见图2.1所示，零件的三维图如下图2.2所示图2.1 塑件二维图 图2.2 塑件三维图工艺条件： 吸湿性强，成型前需充分干燥，要求含水量不小于0.3%，对于表面光泽要求叫高的制品，需要长时间预热干燥；通过对塑件进行分析，由于该塑件是薄壁塑件，故采用的成

22、型方式是注塑成型。2.1.4苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的注射成型工艺参数ABS材料性能指数如表2.1所示表2.1 ABS典型注射工艺条件工艺参数 通用型 高耐热型 阻燃型料筒温度后部 180-200 190-200 170-190料筒温度中部 210-230 220-240 200-220料筒温度前部 200-210 200-220 190-200 喷嘴温度 180-190 190-200 180190 注射压力MPa7090 85120 60100螺杆转速（r/min）3060 3060 2050 模具温度 50 70 6085 5070 2.2 塑件的成型工艺2.2.1注射成型的原理

23、注射成型是原理是将颗粒状态或粉状塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为粘流态熔体，在注射剂柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件，这样就完成了一次工作循环。2.2.2注射成型的工艺过程注射成型工业过程包括：成型前的准备、注射成型过程以及塑件的后处理三个阶段6。2.3方案的确定方案一：采用强制脱模，其浇口套和浇口设在定模固定板上。方案二：采用斜滑块外侧抽芯，用Z型拉料杆进行拉料，最后用斜顶杆（内侧抽芯）和顶杆同时作用将塑件顶出。方案三：采用一模一腔，用斜导柱进行外侧抽芯，用带推杆的锥

24、形冷料穴进行拉料，最后在斜顶杆（内侧抽芯）和顶杆的作用下将塑件顶出。方案一采用强制脱模，虽然模具设计结构比较简单，但有侧抽芯，无法将塑件顶出，即使顶出也将损坏塑件。方案二采用Z型拉料杆，需要塑件有侧向运动，不易实现自动化操作。方案三采用斜导柱和斜顶杆进行侧抽芯，它具有结构简单、制造方便、安全可靠等特点，用带推杆的锥形拉料杆拉料，无需侧向运动易实现自动化操作。3 注塑机的选择3.1估算零件的尺寸和质量3.1.1最大注射量：设计模具时，成型零件所需要的注射总量应该小于所选注塑机的最大注塑量。即 （3.1）式中： -注塑机实际的最大注射量（或）; -塑件成形时所需要的注塑量（或）;而 （3.2） -

25、型腔个数； -每个塑件的质量或体积（或）; -浇注系统的质量及体积（或）;根据三维软件计算塑件的体积: 塑件的最大质量：（根据查手册可得ABS的密度为） 浇注系统的飞边及流道损失，选浇口及流道损失的质量取： 根据实际塑件，选用一模一型腔的模具结构。 3.2选择注射机及注射机的主要参数3.2.1选择注射机根据注射容积初选注射机型号为 XS-ZY-1000。3.2.2 XS-ZY-1000型注塑机的主要参数特性内容特性内容结构类型卧拉杆内间距() 650750额定注射量（）1000移模行程()700螺杆(柱塞)直径()85最大模具厚度()700注射压力()1210最小模具厚度()300注射时间()

26、4锁模形式()液压-机械合模力()450模具定位孔直径()100螺杆转速()083喷嘴球半径()14最大成型面积/ 1500喷嘴口直径 3 注射方式螺杆式电动机功率（KW）13根据生产经验的总结，应该取注塑机允许最大的注塑量的，即 （3.3） 故：满足设计的要求。53.3 注射基本压力校核该项工作是校核所选注塑机的公称压力能否满足塑件成型时所需要的注射压力。即: （3.4） 由4表4.1可查的ABS塑料的注射压力为。根据所选注塑机的公称压力为150；满足要求。3.4 锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为

27、此，注塑机的额定锁模力必须大于该胀型力，即： TKFq/1000 （3.5）式中：T-注射机的额定锁模力（t）； F-塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积（cm2）; q-熔融塑料在模腔内的压力（kg/cm2）; K-安全系数，通常取1.11.2。查2表5.1可以得出：ABS的模腔平均压力为300kg/cm2。 F=1017.39+78.5=1095.86cm2 而注塑机的额定锁模压力为4500KN.所以符合要求。3.5模具与注射机安装部分相关尺寸的校核为了使注塑模具能顺利的安装在注射机上并生产出合格的塑件，在设计模具时必须校核注射机与模具安装有关的尺寸。在设计时，一般应校核的部分包括喷嘴尺寸

28、、定位圈尺寸、模板上的安装螺孔尺寸等。(1) 喷嘴尺寸 注射机喷嘴前端孔径d和球面半径r与模具主流道衬套的小端直径D和球面半径R一般因满足以下关系（见图3.1）即 （3.6） （3.7）喷嘴孔径为3mm，喷嘴球面半径为14mm。 图3.1 注塑机喷嘴与主流道衬套的关系(2) 注射机固定模板定位孔与模具定位圈的关系 两者按H9/f9配合，以保证主流道的轴线与注射机喷嘴轴线重合。(3) 模具的安装紧固 模具的定模部分安装在注射机的固定板上，动模安装在注射机的移动板上。模具的安装固定形式有两种，压板固定和螺钉直接固定。用螺钉固定有较大的灵活性7。3.6模具厚度的校核模具厚度（闭合高度）必须满足 H最

29、小 HM H最大 （3.8） 式中： H最小-注塑机允许的最小模厚，即动、定模板间的最小开距（mm）； H最小-注塑机允许的最大模厚（mm） HM=35+180+210+145+35=605mm因为 700 H M 300 因此：满足要求4。3.7开模行程的校核由于该塑件有侧抽芯，开模行程按下式进行校核：当时 （3.9）当时 （3.10） 因为所以根据 其中：-顶出距离（脱模距离）（mm） -塑件高度（包括在浇注系统内）（mm） -注塑机开模行程（移动模板行程）（mm） -抽芯距离为L时的脱模行程 （mm）由装配图可得,;故。，所以开模行程校核合理8。 4 分型面的设计4.1 分型面的设计4.

30、1.1分型面分类选择原则注射模的分型面也与压制模相似，简单的说，分型面就是动定模或瓣合模的接触面，模具分开后由此可取出塑件和浅浇注系统。9(1) 分型面与型腔的相对位置实际的模具结构基本上有三种情况： 塑件全部在动模内成型,如图4.1（1）所示；塑件全部在定模内成型,如图4.1（2）所示；塑件在动定、模中同时成型，如图4.1(3)所示。 (1) (2) (3) 图4.1 分型面与型腔的相对位置(2) 分型面的选择原则选择分型面的基本原则是应将分型面开设在塑件断面轮廓最大的部位以便顺利脱模。分型面除受排位的影响外，还受制品的形状、外观、精度、浇口位置、滑块、顶出等多种因素的影响合理的分型面是制品

31、完好成型的先决条件，一般因遵循以下几个原则10： 1.便于塑件脱模1) 在开模时尽量使塑件留在动模内2) 应有利于侧面分型和抽芯3) 应合理安排塑件在型腔中的方位 2.考虑和保证塑件的外观不遭损坏1)有利于排气2)尽量保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）3)尽量使模具加工方便 3.分型面的确定鉴于以上的要求，选择的分型面如图4.2所示图4.2 分型面5 浇注系统的设计5.1 浇注系统浇注系统是注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。 5.1.1浇注系统的组成及作用1.浇注系统的组成浇注系统一般是由主流道、分流道、浇口、冷料穴等组成的。2.浇注系统的作用浇注系统的作用主要体现在以下几个方面：(1) 输送

32、物料(2) 传递压力(3) 交换热量(4) 适时封堵型腔5.1.2浇注系统的设计原则(1) 再设计注塑模具浇注系统时，因考虑以下因素(2) 塑料的成型特性(3) 制品的大小、形状和技术要求(4) 模具成型的型腔数(5) 制品外观(6) 防止型芯和嵌件变形(7) 排气良好(8) 较少热量及压力损失(9) 防止塑件翘曲变形(10) 节省原材料5.2 主流道的设计主流道是使注塑机的喷嘴与型腔或分流道连接的一段进料通道。主流道的结构形式可分为三种类型：直浇型主流道、斜浇型主流道、和横浇型主流道。该设计选用的浇口是直浇型主流道11。5.2.1直浇型主流道的设计：直浇型主流道的进料方向与开合模方向重合，适

33、用于卧式和立式注射机。注射机喷嘴与模具浇口套关系如图5.1所示。 图5.1喷嘴与浇口套的关系主流道衬套尺寸 注射机喷嘴前端孔径d和球面半径r与模具主流道衬套的小端直径D和球面半径R一般因满足以下关系（见图5.1）即 主流道的圆锥角通常取，对流动性差的塑料可取。圆锥角可由下式表示： 为主流道大端直径，为主流道小端直径，为主流道长度。在模具结构条件允许的情况下，主流道的长度尽可能短，一般取，过长则会增加压力损失，使塑料熔体温度下降过多，而影响熔体的顺利脱模。5.2.2浇口套的设计： 由于主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，衬套一般选用T8A或T10A钢

34、，并进行淬火处理，球面硬度为。衬套与定模之间的配合采用。本次设计的浇口套的二维图和三维图如下图5.2和图5.3所示： 图5.3浇口套二维图 图5.3浇口套三维图 5.2.3定位圈的设计 定位圈的装配尺寸如图5.4所示，定位圈因与定模板有5mm的配合深度，定位圈的外径D因与注射机的定位孔间隙配合，配合间隙为；与定位孔的配合长度可取，对于大型模具而言；浇口套与定位圈的配合采用。 图5.4定位圈装配尺寸本次设计的定位圈的二维图和三维图下图5.5和图5.6所示。图5.5 定位圈二维图图5.6定位圈三维图5.3冷料穴设计冷料穴是浇注系统中，用以在注塑过程中储存熔融塑料的前端冷料，直接对着主流道的孔。冷料

35、穴一般设置在主流道的末端。 本方案采用底部有推杆的倒锥形式的冷料穴，靠塑件的包紧力将主流道拉住，易实现自动化操作，如图5.7所示。 图5.7底部带推杆的冷料穴5.4浇口的设计在该设计中选择的浇口是轮辐式浇口，通过对塑件的结构进行分析，塑件中心带孔且是一腔一模，故选择轮辐式浇口。轮辐式浇口，浇口小，易消除凝料，充模均匀，排气顺利，去除浇口方便且浇注系统凝料少。本次设计的浇口的二维图如5.8所示。 图5.8 浇口二维图 6 成型零件的设计6.1凹模的结构设计凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓的零件。根据需要有两种结构形式：. 整体式凹模和组合式凹模12。6.2凸模的结构设计凸模是成型塑件内表面的成型

36、零件，通常可分为整体式和组合式两种类型：整体式凸模和组合式凸模。6.3成型零件工作尺寸的计算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模的径向尺寸、凹模和凸模的高度尺寸以及位置尺寸等。6.3.1影响工作尺寸的因素塑料制品公差由模具的制造精度、模具的磨损量和塑件的成型收缩率构(1) 模具制造公差 实践证明，模具制造公差可取塑件公差的,即，型腔属于孔类零件，在使用过程中由于磨损的原因不断增大，则取。型芯属于轴类零件，在使用过程中由于磨损的原因不断减小，则取，中心距则取。 (2) 模具的磨损量 实践证明对于大型塑件最大磨损量可取塑件公差的以下。另外对于型腔底面，因与脱模方向垂直，故磨损量。 (3) 塑件收缩率

37、塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按照平均收缩率计算。 （6.1）根据表7.1可得ABS的收缩率为最小为0.3%，最大为0.8%。故收缩率：。另外由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型面的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于0.020.11。6.3.2工作尺寸的计算成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和极限磨损量进行计算。前种计算方法简便，但不适用于精密塑件的模具设计；后一种计算方法能保证所成型的塑件在规定的公差范围内，但计算比较复杂。1.凹模径向尺寸 （

38、6.2）制品为大件，取，代入上式得：2.凹模的深度尺寸 （6.3）制品为大塑件故取3.型芯的径向尺寸 （6.4）4.型芯高度的计算 （6.5） 图6.1型腔计算图5.孔中心到侧壁距离的计算： （6.6） 取，即得： 所以： 6.孔中心到型芯侧面距离型芯得磨损将使距离变小，单边最大磨损量为c / 2，计算公式1为： 6.4成型零部件强度计算及校核 在注射成型中，模具型腔内压力很高，在成型时，凸模、凹模以及动模垫板是主要的受力构件，经常要对它们进行强度和刚度的计算和校核。刚度计算条件有如下三个4：(1) 以满足模具型腔不发生溢料为条件(2) 以保证塑件精度为条件(3) 以保证塑件顺利脱模为条件6.

39、7.1型腔侧壁厚度和底板厚度的计算 (1) 矩形型腔组合式侧壁厚度计算型腔侧壁壁厚计算公式： （6.7）式中：-型腔侧壁厚度（mm）； -模腔压力（）； -型腔深度（mm）； -凹模外侧高度（mm）； -弹性模量（）； -凹模内壁长边长度（mm）； -成型零件的许用变形量（mm）；因为取碳钢的 取， 所以由图中可知的壁厚大于所计算的结果，所以绝对满足要求. (2) 底板厚度计算公式：=（按刚度计算）（按强度计算） 由装配图测得垫板厚度为77mm,故垫板的厚度都是满足要求。7 导向机构设计7.1导向机构的作用在注塑模具中，引导动模和定模按一定方向闭合或开启的装置，称为导向机构。导向机构由导柱和导

40、套组成，分别安装在动、定模两边。2导向机构的功能有如下几点：(1) 导向作用(2) 定位作用(3) 承受一定侧压力(4) 承载作用(5) 保持机构运动平稳7.2导柱、导套的设计7.2.1 导柱的设计导柱的结构形式有两种：一种为单节式导柱，另一种为台阶式导柱。 小型模具采用单节式导柱，大型模具采用台阶式导柱。在导柱的工作部分上开设油槽，可以改善导向条件，减少摩擦，故导柱采用加油槽的台阶式导柱。导柱安装时，模板上与之配合的孔径公差按确定5。根据国家标准选用的导柱。其示意图7.1如下：图7.1导柱的三维图图7.2导柱的二维图7.2.2 导套的设计 由于导柱已选定，所以由模具设计与速查手册可查的与之相

41、配的导套如图7.3所示： 图7.3导套的三维图和二7.2.3导向孔的总体布局 导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心距模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。根据手册推荐值选定的导柱分布情况如下图7.4所示(详细尺寸见装配图)：图7.4导柱孔分布图8 顶出机构的设计当模具开启后，要有特定的装置切实可靠地将制品从模具的一侧推顶出来，在这个过程中不能使制品发生顶白及卡滞等不良的成型现象，或者发生变形；当模具闭合时，要保证不会与模具的其它零部件发生干涉，并安全的复位到顶出前的初始位置，以便进行周期性的注塑，这种顶出装置称为顶出机构2。8.1 顶出

42、机构的设计原则(1) 为使制品不至于因顶出产生变形，推力点因尽量靠近型芯或难于脱模的部分。(2) 推力点应作用在制品最大的承力部位，及刚性好的部位。(3) 尽量避免推力点作用在制品的薄面上，防止制品破裂、穿孔等。(4) 为避免顶出痕迹影响外观，顶出装置因设在制品的隐藏面或非装饰表面。(5) 为使制品顶出时受力均匀，同时避免因真空吸附而使制品变形，往往采用复合顶出或特殊形式的顶出机构。8.2 顶出机构的确定 本模具采用的为一次顶出脱模机构，它包括常见的推杆、推管、推板、推块或活动镶块等脱模机构。因为此塑件比较大，同时内部有许多加强筋，相对比较平整，基于该塑件的用途，对表面粗糙度要求不是很高。因此

43、采用最为普遍的圆顶杆，且易于加工。如下图8.1所示模具装在注塑机台后，动模定模闭合状态，注塑机通过浇口衬套，流道，浇口向型腔内注射熔融态塑胶。注满型腔后，模具通过冷却系统冷却一段时间，待塑胶固化后，动模部分随注塑机台运动，模具分型面打开。产品因为收缩包紧力附在型芯上。在动定模分开过程时，滑块在定模斜导柱的作用力下，向一侧运动，完成抽芯动作。主分型面打开后，机台顶杆顶在模具顶针板上，使其开始顶出动作。斜顶向上顶出，在斜轨道内移动完成抽出倒扣部分，同时顶杆顶出产品，脱模。完成此动作后，模具闭合开始下一循环。图8.1顶杆一次顶出机构8.3 脱模机构强度计算校核8.3.1对顶杆受压弯曲的计算顶杆所受的

44、压力PB按下式计算： （8.1）式中：-顶杆的直径（cm）; -顶杆的长度（cm）； -顶杆端面所受的压力（kg）其中顶杆1有26个，顶杆2有4个，顶杆3有4个。因此8.3.2脱模力的计算(1) 脱模力的计算： （8.2）-因塑件收缩对型芯产生的正压力；-脱模力，；-脱模斜率，一般为；-塑件对型芯产生的单位正压力，一般取；-塑件包紧型芯的侧面积，；-摩擦系数，取。 因为 所以 故，满足脱模条件，可以顺利脱模。 8.4 推杆的形式 根据标准模架参考确定推杆尺寸形状尺寸如下图8.2，顶杆的三维图如图8.3所示。图8.2推杆尺寸 图8.3 顶杆三维图9 侧抽芯机构设计9.1 抽芯机构的概述当制品具有

45、开模方向不同的内侧孔、外测孔、或侧凹时，除极少数情况可以强制脱模外，一般都必须将成型侧孔或凹的零件做成可移动的结构。在制品脱模前，先将其抽出，然后再从型腔中和型芯上脱出制品。完成侧向活动型芯抽出和复位的机构叫侧抽芯机构5。9.2抽芯机构的确定通过对该塑件的结构进行分析（塑件图如下图9.1所示）该塑件侧面有4个孔，分别两两对称，都采用斜导柱侧抽芯机构。又因内侧有2个凹槽，都采用斜顶杆顶出。图图9.1 塑件图9.3 斜导柱抽芯机构设计9.3.1斜导柱倾角斜导柱倾角的计算：斜导柱倾斜角与脱模力及抽芯距有关。斜导柱倾角一般在之间选取，常用的是和。特殊情况下不可超过。角度太小斜导柱易磨损；角度太大滑块易卡死，即无法抽芯。在确定斜导柱的倾斜角度时，还要考虑滑块的高度，要使斜导柱开始拔动滑块时接触滑块的长度大于滑块斜孔长度的，让滑块受力的中心尽量靠近导滑槽，使滑动平稳可靠。滑块斜面的锁紧角度应比斜导柱倾斜角大，其目的有二：1.开模时滑块和锁紧块必须先分开，之后斜导柱才能拨动滑块实现侧抽芯