塑料模具说明书

PAGE46模具设计与制造技能训练设计说明书设计题目：设计者：班级：指导教师：哈尔滨理工大学2013年12月26日摘要论文根据工程实际的需要完成底座盖的注射模设计。在设计中采用塑料注射成型论文中具体分析了产品的工艺性,确定了所采用塑料的工艺参数和所采用的成型设备,确定了模具制作的总体方案,分析并解决了模具的总体结构和各工作部分的具体结构,并进行了一些必要的尺寸计算和强度的校核。论文中还对分型面、浇注系统、脱模机构和温度调节系统进行了分析设计，完成了工件工程图设计，圆满完成了模具设计所要求的各项工作。本文中针对底座盖注射模具制定出合理的设计结构，其中包括成型部分及其零部件设计，浇注系统设计，脱模机构设计，冷却系统设计等。根据分析，设计了一套塑料注射模具，并对模具以及主要零件进行了CAD绘图。关键字：注射模具，浇注系统，脱模机构，冷却系统目录摘要 II目录 III第1章前言 1第2章塑件的工艺分析 22.1塑件的工艺性分析 22.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 42.2.1结构分析 42.2.2尺寸精度分析 42.2.3表面质量分析 42.3计算塑件的体积和质量 42.4注射机的初选 5第3章分型面选择和浇注系统设计 73.1注射模具分型面的选择 73.1.1分型面的基本形式 73.1.2分型面选择的基本原则 73.1.3分型面的选择 73.2浇注系统的设计 83.2.1浇注系统的组成 83.2.2注射模具主流道的设计 83.2.3分流道的设计 11第4章成型零件的设计 154.1模具型腔的结构设计 154.2型芯的结构设计 174.3成型零件的尺寸确定 17第5章顶出机构的设计 22第6章冷却系统的设计 24第7章排气系统 25第8章成型设备有关参数校核 25第9章模具特点和工作原理 27总结 28参考文献 29PAGE45第1章前言光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为闹钟后盖的注塑模具。本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以注射底座盖模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、Pro/E等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。本次设计中得到了戴老师的指点。同时也非常感谢邵阳学院各位老师的精心教诲。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。第2章塑件的工艺分析第2章塑件的工艺分析该塑件是底座盖产品，其零件图如图所示。本塑件的材料采用聚碳酸酯，生产类型为大批量生产。图2.1底座盖图2.1塑件的工艺性分析塑件的工艺性分析包括塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件的表面质量和塑件的结构工艺性分析，其具体分析如下：1塑件的原材料分析塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点聚碳酸酯（PC），属于热塑性塑料线型结构非结晶型材料，透明小于130℃，耐寒性好，脆化温度为-100℃有一定的化学稳定性，不耐碱、酮、酯等透光率较高，介电性能好，吸水性小，但水敏性强（含水量不得超过0.2％），且吸水后会降解力学性能好，抗冲击抗蠕变性能突出，但耐磨性较差熔温温度高（超过330℃才严重分解），但熔体黏度打，流动性差（溢边值为0.06mm）；流动性对温度变化敏感，冷却速度快；成型收缩率小；易产生应力集中结论1熔温温度高且熔体粘度大，对于大于200g的塑件应用螺杆式注射机成型，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴，并加热，严格控制模具温度，一般在70~120℃为宜，模具应用耐磨钢，并淬火2水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝气泡及强度显著下降现象3易产生应力集中，严格控制成型条件，塑件成型后退火处理，消除内应力；塑件壁不宜厚，避免有尖角，缺口和金属嵌件造成应力集中，脱模斜度取2°2塑件的尺寸精度分析该塑件尺寸精度无特殊要求，大部分尺寸为自由尺寸，可按MT5差取公差，其主要尺寸公差标注如下（单位均为mm）。塑件外形尺寸：35EQ\o(\s\up6(0),\s\do2(-0.56))、18EQ\o(\s\up6(0),\s\do2(-0.38))、Φ15EQ\o(\s\up6(0),\s\do2(-0.38))、9EQ\o(\s\up6(0),\s\do2(-0.28))、10EQ\o(\s\up6(0),\s\do2(-0.1))内形尺寸：26EQ\o(\s\up6(+0.50),\s\do2(0))、R1EQ\o(\s\up6(+0.20),\s\do2(0))、R3.5EQ\o(\s\up6(+0.24),\s\do2(0))、12EQ\o(\s\up6(+0.32),\s\do2(0))、6EQ\o(\s\up6(+0.24),\s\do2(0))、Φ3.5EQ\o(\s\up6(+0.24),\s\do2(0))、Φ5EQ\o(\s\up6(+0.1),\s\do2(0))孔心距：22±0.223塑件表面质量分析该塑件要求外形美观，外表面没有斑点及熔接痕，而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。4塑件的结构工艺性分析①该塑件的外形为长方体。壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。②塑件型腔很大，有尺寸不等的孔，它们均符合最小孔径要求。综上所述，该塑件可采用注射成型加工。2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.2.1结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为圆形。因此,模具设计,该零件属于中等复杂程度.2.2.2尺寸精度分析从塑件的壁厚上来看,壁厚最大处为3.5mm,壁厚均匀,，在制件的转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷，由于制件的尺尺寸中等。2.2.3表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷﹑毛刺，内部不得有杂质外，没有什么特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出,注塑时在工艺控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证.2.3计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积：V=4624.5388mm3（单个）（2）计算塑件的质量计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型腔数。根据有关手册查得p=1.2kg/dm3所以，塑件的质量为W=pV=4624.5388×1.2×10-3=5.549g根据塑件形状及尺寸采用一模四件的模具结构，考虑外形尺寸、对塑件原材料的分析及注塑时所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机W总=4W=4×5.549=22.198g2.4注射机的初选综上所述，初选螺杆式注塑机：XS-ZY-60根据塑件的计算重量或体积，选择设备型号规格，确定型腔数当未限定设备时，须考虑以下因素：采用一模四腔的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机XS-ZY-60型。XS-ZY-60型注射机的主要参数如下表所示主要技术参数项目参数数值主要技术参数项目参数数值最大注射量/cm360最大模具厚度/mm200螺杆直径/mm38最小模具厚度/mm70注射压力/Mpa122模板最大距离/mm380注射面积/cm3130喷嘴圆弧半径/mm12注射方式螺杆式喷嘴移动距离/mm120锁模力/KN500喷嘴孔直径/mm42塑件注射成型工艺参数的确定：根据该塑件的结构特点和聚碳酸酯的成型性能，查相关手册得到聚碳酸酯的成型工艺参数：塑件的注射成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度t：110～120℃成型时间/s注射时间20～90时间τ：8～12h保压时间0～5料筒温度t/℃后段210～240冷却时间20～90中段230～280总周期40～190前段240～285螺杆转速n/（r/min）30～60喷嘴温度t/℃240～250后处理方法红外线灯模具温度t/℃70（90）～120温度t/℃鼓风烘箱100～110注射压力p/MPa80～130时间τ/h8～12第3章分型面选择和浇注系统设计3.1注射模具分型面的选择3.1.1分型面的基本形式分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。3.1.2分型面选择的基本原则选择分型面的基本原则：（1）保持塑料外观整洁；（2）分型面应有利于排气；（3）应考虑开模是塑料留在动模一侧；（4）应容易保证塑件的精度要求；（5）分型面应力求简单适用并易于加工；（6）考虑侧向分型面与主分型面的协调；（7）分型面应与成型设备的参数相适应；（8）考虑脱模斜度的影响[11]。3.1.3分型面的选择1、确定成型位置由于塑件结构简单,所以不用设计小型心,型腔直接开设在定模板和中间板上.采用两排各8个型腔分布.2、确定分型面采用单分型面注射模,从AA分型面一次分型,如下图所示:图3.1分型面3.2浇注系统的设计3.2.1浇注系统的组成浇注系统是将熔融的塑料从成型设备喷嘴进入模具型腔所经的通道，它包括主流道、分流道、浇口及冷料。在设计注射模具的浇注系统应注意以下几项原则[12]。（1）根据所确定的塑件型腔数设计合理的浇注系统布局。（2）根据塑件的形状和大小以及壁厚等诸多因素，并结合选择分型面的形式选择浇注系统的形式及位置。（3）应尽量的缩短物料的流程和便于清除料把，以节省原料，提升注射效率。（4）应根据所选用塑件的成型性能，特别是它的流动性能，选择浇注系统的截面积和长度，并使其圆滑过渡以利于物流的流动。3.2.2注射模具主流道的设计主流道是熔融塑料由成型设备喷嘴先经过的部位，它与成型设备喷嘴在同一轴心线上。由于主流道与熔融成型设备喷嘴反复接触、碰撞，一般浇口不直接开设在定模上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或迫合形式在定模板上[13]。（1）主流道的设计主流道是指浇注系统中从成型设备喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。主流道的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。（2）主流道尺寸在卧式或立式成型设备上使用的模具中，主流道垂直于分型面。为了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角为2º～6º。小端直径d比成型设备喷嘴直径大0.5mm～1mm。由于小端的前面是球面，其深度为3mm～5mm，成型设备喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大1mm～2mm。流道的表面粗糙度值Ra为0.08。（3）主流道浇口套主流道浇口套一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等材料制造，热处理淬火硬度53HRC—57HRC。浇口套的材料应选用优质钢T8A，并应进行淬火处理，为了防止成型设备喷嘴不被碰撞而损坏，浇口套的硬度应低于成型设备喷嘴的硬度。为了便于浇注凝料从主流道中取出，主流道采用α为3º～6º左右的圆锥孔。浇口套于成型设备的喷嘴头的接触球面必须吻合，由于成型设备喷嘴是球面，半径是固定的，所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使浇口套端面的凹球面与成型设备喷嘴端的凸面接触良好，圆锥孔的小端直径则大于喷嘴的内孔直径，球面与主流道孔应以清角连接，不应有倒拔痕迹。为了便于浇注凝料从主流道中取出，主流道采用α为3º～6º度左右的圆锥孔，对流动性较差的塑料也可取得稍大一些，但过于大则容易引起注射速度缓慢，并容易形成涡流。浇口套与塑料注射区直接接触时，其出料端端面直径应尽量选得小些。浇口套于成型设备的喷嘴头的接触球面必须吻合，由于成型设备喷嘴是球面，所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使浇口套端面的凹球面与成型设备喷嘴端的凸面接触良好，圆锥孔的小端直径则大于喷嘴的内孔直径，球面与主流道孔应以清角连接，不应有倒拔痕迹，以保证主流道凝料顺利脱模[14]。定位环是模体与成型设备的定位装置，它保证浇口套与成型设备的喷嘴对中定位，定位环的外径应与成型设备的定位孔间隙配合。浇口套端面应与定模相配合部分的平面高度一致。成型设备SZ-63／400的喷嘴球半径为18mm，喷嘴孔径为2mm。所以要使浇口套端面的凹球面与成型设备喷嘴的端凸球面接触良好，凹球面半径取19mm，圆锥孔的小端直径则应大于喷嘴口内径，取3.2mm，如图3.2。图3.2浇口套主流道垂直于分型面。为了让主流道凝料能顺利从浇口中拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角为3º。小端直径d比成型设备喷嘴直径大0.5－1mm。由于小端的前面是球面，其深度为3－5mm，取值为5mm，成型设备喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面大1－2mm。3.2.3分流道的设计分流道是将熔融塑料从主流道截面及其方向的变化，平稳进入单腔中的进料浇口或主流道进入多腔的浇口的通道，它是主流道与浇口的中间连接部分，起分流和转换方向的作用，通常分流道设置在分型面的成型区域内。在注射过程中，熔融的塑料在流经分流道时，应是它的压力损失以及热量损失最小，而以分流道中产生的凝料最少为原则，分流道的设计要点总体归纳如下：分流道的形状要考虑分流道的截面积与其周边长度的比最大为好，这样可以减少熔料的散热面积和摩擦阻力，减少压力损失。在可能情况下，分流道的长度应尽量的短，以减少压力损失，避免模体过大影响成本，在多型腔模具中和型腔的分流道长度尽量相等，以达到注射大时压力传递的平衡，保证塑料尽可能同时均匀的充满各个型腔。在有些情况下分流道长度不能相等时，则应在浇口处作必要的补救措施，如果分流道较长时，应在其末端设置冷料穴，放置冷料和空气进入模腔[15]。在满足注射成型工艺的前提下，分流道的截面积应尽量的小，但分流道的截面积过小会降低注射速度，使填充时间延长，同时可能出现缺料、焦烧、皱纹、缩孔等塑件缺陷，而分流道过大则增大冷却时间应比型腔中塑件的冷却时间要短，才不影响注射时的效率。因此在设计时应采用较小的截面积，以便于在试模是为不要的修正留有余地。分流道和型腔的分布是排列紧凑，距离合理，应采用轴对称或中心对称，使其平衡，尽量缩小成型区域的总面积。最好使型腔和分流道在分型面上的总投影面积的几何中心和锁紧力的中心相重合。在分流道上的转向次数尽量少，在转向处应圆滑过渡，不能有尖角，这些都是为了减小压力损失，有利于物料的流动。当分流道设在定模一侧或分流道延伸较长时，应在浇口附近或分流道的交叉处设置钩料杆，以便于在开模时在钩料杆的作用下首先从定模中拉出分流道的凝料，并与塑料一起顶出。分流道的内表面不必要求很光，一般表面粗糙度取1.6μm即可，这样可以在分流道的摩擦阻力下使料流外层的流动小些，使其分流道的冷却皮层固定，有利于熔融塑料的保温。在总体分布中，应综合考虑冷却系统的方式和布局，并留出冷却水路的空间。a．分流道的形状和尺寸分流道开设在定模板上，其截面形状为半圆形，底部以圆角相连。分流道为二次分流道，具体形状如图三。该塑件采用的是一模四件成型，型腔在模具中对称排列在浇注系统的四周，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。浇注系统的设计①主流道设计根据手册查得XS—ZY—60型注塑机喷嘴的有关尺寸。喷嘴球半径：R=12mm喷嘴孔直径：d=Φ4mm根据模具主流道与喷嘴的关系：R=Ro+（1～2）mm，d=do+0.5mm取主流道球面半径：R=14mm取主流道的小端直径：d=Φ5为了便于将凝料从主流道中拔出，其斜度为1～3°。经换算得主流道大端面直径D=5.5mm。同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=3mm的圆弧过渡。对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用间隙配合。主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为52～56HRC。②分流道设计分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关。该塑件形状不算太复杂，且壁厚均匀，从便于加工的方面考虑，采用截面形状为半圆形的分流道，查有关手册得R=3mm③浇口设计浇口的结构形式很多，按照浇口的形状可以分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及薄片式浇口。综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口形式。如图所示：④型芯、型腔结构的确定型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。该塑件型芯形状比较复杂，因此应采用组合式形式，而型腔形状比较简单，可采用整体式结构。型腔尺寸如下：⑤推件方式的选择根据塑件的形状特点，模具型腔在定模部分。开模后，塑件和型芯一块向后运动。其推出机构可采用推块或推杆推出。综合对塑件形状结构分析，该塑件可采用推杆推出结构。第4章成型零件的设计4.1模具型腔的结构设计型腔大体有以下几种结构形式：整体式、整体组合式、局部组合式和完全组合式。型腔由整块材料制成，用台肩或螺栓固定在模板上。它的主要优点是便于加工，特别是在多型腔模具中，型腔单个加工后，在分别装入模板，这样容易保证各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件进行处理等。型腔由整块材料制成，但局部镶有成型嵌件的局部组合式型腔。局部组合式型腔多于型腔较深或形状较为复杂，整体加工比较困难或局部需要淬硬的模具。完全组合式是由多个螺栓拼块组合而成的型腔。它的特点是，便于机加工，便于抛光研磨和局部热处理。节约优质钢材。这种形式多用于不容易加工的型腔或成型大面积塑件的大型型腔上。这里选择整体式型腔。在塑料注射模具的注射过程中，型腔从合模到注射保证过程中受到高压的冲击力，因此模具型腔应该有足够的硬度和刚度，总的来说，型腔所承受的力大体有合模时的压应力、注射过程中塑料流动的注射压力、浇口封闭前一瞬间的压力保证和开模时的压应力，但型腔所承受的力主要是注射压力和保证压力，并在注射过程中总是在变化。在这些压力作用下，当型腔的刚度不足时，往往会产生弹性变形，导致型腔向外膨胀，它将直接影响塑件的质量和尺寸精度。所以在模具设计时要首先考虑使型腔的壁厚和底板厚度都有足够的强度和刚度，以保证型腔在注射过程中产生超过规定限度的弹性变形。因此型腔壁厚和底板的计算和选择是十分重要的。（1）型腔侧壁厚度的计算按强度计算其壁厚S按下列公式计算式中[σ]—型腔材料的许用应力，[σ]=156.8MPap—型腔内单位平均压力，P=38.4MPar—型腔内半径，r=10mm代入公式得：S=4mm（2）底板厚度的计算按强度计算其壁厚H按下面公式计算式中[σ]—型腔材料的许用应力，[σ]=156.8MPap—型腔内单位平均压力，P=38.4MPar—型腔内半径，r=10mm代入公式得：H=5.5mm4.2型芯的结构设计型芯的结构形式大体有：整体式、整体复合式、局部组合式、完全组合式。4.3成型零件的尺寸确定（1）型腔尺寸计算型腔的各部分尺寸一般都是趋于增大尺寸，因此应选择塑件公差△的1/2，取负偏差，再加上-1/4△的磨损量，而型芯深度则再加上-1/6的磨损量，这样的型芯的计算尺寸的表述如下。该塑件的成型零件尺寸计算时均采用平均尺寸,平均收缩率,平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查有关模具设计手册得聚碳酸酯的收缩率为s=0.5%～0.8%,故平均收缩率为Scp=（0.5%+0.8%）/2=0.65%。根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取。型腔和型芯工作尺寸计算如下:已知条件：平均收缩率Scp=0.0065mm；模具制造公差取δz=Δ/3类别模具零件名称塑件尺寸计算公式工作尺寸型腔的计算型腔长度35EQ\o(\s\up11(0),\s\do4(-0.56))D=[D+DS-Δ/2-δz/2]EQ\o(\s\up9(+δZ),\s\do3(0))34.79EQ\o(\s\up9(0),\s\do3(-0.19))型腔宽度18EQ\o(\s\up11(0),\s\do4(-0.38))D=[D+DS-Δ/2-δz/2]EQ\o(\s\up9(+δZ),\s\do3(0))17.86EQ\o(\s\up9(0),\s\do3(-0.13))凸台直径Φ15EQ\o(\s\up11(0),\s\do4(-0.38))D=[D+DS-Δ/2-δz/2]EQ\o(\s\up9(+δZ),\s\do3(0))14.84EQ\o(\s\up9(0),\s\do3(-0.13))型腔高度9EQ\o(\s\up11(0),\s\do4(-0.28))H=[H+HS-Δ/2-δz/2]EQ\o(\s\up9(+δZ),\s\do3(0))8.87EQ\o(\s\up9(0),\s\do3(-0.093))10EQ\o(\s\up11(0),\s\do4(-0.1))H=[H+HS-Δ/2-δz/2]EQ\o(\s\up9(+δZ),\s\do3(0))9.998EQ\o(\s\up8(0),\s\do3(-0.033))型芯的计算型芯长度26EQ\o(\s\up11(+0.50),\s\do4(0))d=[d+dS+Δ/2+δz/2]EQ\o(\s\up9(0),\s\do3(-δZ))26.50EQ\o(\s\up8(+0.167),\s\do3(0))型芯圆角R1EQ\o(\s\up11(+0.20),\s\do4(0))d=[d+dS+Δ/2+δz/2]EQ\o(\s\up9(0),\s\do3(-δZ))1.14EQ\o(\s\up8(+0.067),\s\do3(0))型芯圆弧R3.5EQ\o(\s\up9(+0.24),\s\do3(0))d=[d+dS+Δ/2+δz/2]EQ\o(\s\up9(0),\s\do3(-δZ))3.683EQ\o(\s\up8(+0.08),\s\do3(0))型芯宽度12EQ\o(\s\up11(+0.32),\s\do4(0))d=[d+dS+Δ/2+δz/2]EQ\o(\s\up9(0),\s\do3(-δZ))12.29EQ\o(\s\up8(+0.107),\s\do3(0))型芯高度6EQ\o(\s\up11(+0.24),\s\do4(0))h=[h+hS+Δ/2+δz/2]EQ\o(\s\up9(0),\s\do3(-δZ))6.199EQ\o(\s\up8(+0.08),\s\do3(0))型芯直径Φ3.5EQ\o(\s\up6(+0.24),\s\do2(0))d=[d+dS+Δ/2+δz/2]EQ\o(\s\up9(0),\s\do3(-δZ))3.683EQ\o(\s\up8(+0.08),\s\do3(0))Φ5EQ\o(\s\up11(+0.1),\s\do4(0))d=[d+dS+Δ/2+δz/2]EQ\o(\s\up9(0),\s\do3(-δZ))5.099EQ\o(\s\up8(+0.033),\s\do3(0))孔距孔心距22±0.22L=[L+LS]±δz/222.143±0.0374.6确定主要零件结构及尺寸经过初步设计,预选中小型315×400×194标准A1模架，各板厚数值皆已有国际规定，其强度足够。定模座板外形尺寸：400×315×25mm；材料：Q235A；调质HB216-260；浇口套与板之间采用φ20H7/k6过渡配合，四个孔距为260×160mm，四个小孔为160×100的销钉孔。如图5所示。图5定模座板4.6.3、型腔外形尺寸：315×315×32mm；材料：45钢；调质HB230-270；板上开16腔孔；采用四个φ30,孔距为230*6mm的导套孔采用过渡配合（H7/k6）。4.6.3、型芯外形尺寸：315×315×32mm；材料：45钢；调质HB230-270；板上开24腔孔；采用四个φ20mm、孔距为258×260mm的导柱与孔采用过渡配合（H7/k6）；260×160mm。4.6.7、推杆固定板外形尺寸：199×315×20mm；材料：Q235A；四个与φ2.6推杆过渡配合、孔距为150×240mm的孔；四个用于连接推板的M12螺钉孔，孔距为285×160mm，如图8所示。4.6.8、推板外形尺寸：315×199×20mm；材料：45钢；淬火HRC43-48；四个用于连接推杆固定板的φ12孔，孔距为285×160mm。如图9所示。图94.6.9、动模座板外形尺寸：400×315×25mm；材料：Q235A；调质HB216-260；四个孔距为260×160mm的M16螺钉孔。如图10所示。图10动模座板第5章顶出机构的设计顶出机构的分类：按驱动方式分类可分为：手动顶出、机动顶出、启动顶出。按模具结构分类可分为：一次顶出、二次顶出、螺纹顶出、特殊顶出。（1）推出机构的结构组成在注射成形的每个周期中，将塑料制品及浇注系统凝料从模具巾脱出的机构称为推出机构，也叫顶出机构或脱模机构。推出机构的动作通常是由安装在成型设备上的机械顶杆或液压缸的活塞杆来完成的。结构组成：由推出、复位和导向零件组成。（2）结构分类手动推出、机动推出、液压或气动推出。（3）结构设计要求塑件留在动模,塑件在推出过程中不变形、不损坏,不损坏塑件的外观质量,合模时应使推出机构正确复位,动作可靠。（4）结构设计（a）推杆推出机构推杆推出机构是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式。由于设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度．推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，因此在生产中广泛应用。但是因为推杆的推出面积一般比较小，易引起较大局部应力而顶穿塑件或使塑件变形，所以很少用于脱模斜度小和脱模阻力大的管类或箱类塑件。（b）推管推出机构推管推出机构是用来推出圆筒形、环形塑件或带有孔的塑件的一种特殊结构形式，其脱模运动方式和推杆相同。由于推管是一种空心推杆，故整个周边接触塑件，推出塑件的力量均匀，塑件不易变形，也不会留下明显的推出痕迹。（c）推件板的推出机构凡是薄壁容器、壳形塑件以及表面不允许有推出痕迹的塑料制品，可采用推件板推出．推件板推出机构义称顶板顶出机构，它由一块与型芯按一定配合精度相配合的模板和推杆组成。特点：推件板推出的特点是顶出力均匀，运动平稳，且推出力大。但是对于截面为非圆形的塑件，其配合部分加工比较困难。（d）活动嵌件及凹模推出机构有一些塑件由于结构形状和所用材料的关系，不能采用推杆、推管、推件板等简单推出机构脱模时，可用成形嵌件或型腔带出塑件。（5）顶出机构的设计原则：塑件在成型顶出后，一般都留有顶出痕迹，但应尽量使顶出的残留痕迹不影响塑件的外观，这是在选择顶出形式和顶出位置时必须考虑到的问题。一般顶出机构应设在塑件的内表面以及不显眼的位置。注射设备的顶出装置都设计在动模一侧，因此，在一般情况下开模时，尽量设计使塑件留在动模一侧，以便于顶出塑件。这在分型面的选择时就应充分考虑。在实践中如果出现塑件并没有留在动模侧的情况时，可设法增加动默一侧的阻力，一是将型芯的脱模斜度变小，或增加型芯的表面粗糙度，或者在不影响塑件使用的前提下，在型芯侧面人为的开设横凹槽、凹窝等脱模障碍，以增大动模的阻力。在特殊情况下必须使塑件留在定模时可采用定模顶出机构。塑件在成型顶出后，一般都留有顶出痕迹，但应尽量使顶出的残留痕迹不影响塑件的外观，这是在选择顶出形式和顶出位置时必须考虑到的问题。一般顶出机构应设在塑件的内表面以及不显眼的位置。顶出零件应有足够的机械强度和耐磨性能，使其在相当长的运作周期内平稳顺畅，无卡滞现象，并力求制造方便，容易维修。顶出装置力求均匀分布，顶出力作用点应在塑件承受顶出力最大的部件，尽量避免顶出力作用于最薄的部位，防止塑件在顶出过程中的变形和损伤。顶出零件应有足够的机械强度和耐磨性能，使其在相当长的运作周期内平稳顺畅，无卡滞现象，并力求制造方便，容易维修。第6章冷却系统的设计1、冷却系统设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。2、冷却系统的结构形式根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。如图所示第7章排气系统在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。排气方式有两种：开排气槽排气和利用合模间隙排气。由于底座盖注塑模是小型镶拼式模具，可直接利用分型面和镶拼间隙进行排气，而不需在模具上开设排气槽。第8章成型设备有关参数校核1、模具闭合高度的确定根据支承与固定零件中提供的数据测量确定：H=206mm注射机有关参数的校核1、模具闭合高度的确定和校核⑴模具闭合高度的确定。根据标准模架各模板尺寸及模具设计的其他零件尺寸：定模座板H定=20mm。⑵定模板H=30mm，型芯固定板H固=20mm，模脚H模=60mm，动模固定板H动=20mm模具闭合高度H闭=20+30+20+60+20mm=150mm2模具安装部分的校核该模具外形尺寸为150mmX150mm，XS-ZY-60型注射机模板最大安装尺寸为380mmX180mm，固满足模具安装要求。XS-ZY-60型注射机允许模具最小厚度为Hmin=70mm，最大厚度为Hmax=200mm，所以模具闭合高度满足Hmin＜H闭＜Hmax的安装条件综上所述，XS-ZY-60型注射机能满足使用要求。S-ZY-60型注射机SZ-63／400型注射机技术参数表第9章模具特点和工作原理1、模具的特点：该模具是两板模，设计了1个水平分型面。设计了定距拉杆，A分型面是为了取出制件。该模具一模4件，节省了成本，降低了制造周期，提高了生产效率。2、模具的工作过程模具装配试模完毕后，模具进入正式工作状态，其基本工作过程如下。（1）对塑料进行烘干，并装入料斗。（2）清理模具型芯、型腔，并喷上脱模剂，进行适当的预热。（3）合模、锁紧模具。（4）对塑料进行预塑化，注射装置准备注射。（5）注射过程包括充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模。（6）脱模过程。制件的推出同一般注塑模具推出方式相同，即由注塑机推杆推动模具推板，从而推动推件杆将之间顶出。总结总结这次课程设计针对设计内容进行了大量的工作，顺利完成了课程设计中所提出的各项任务，达到了课程设计的目的。通过此课程设计，掌握了模具设计的方法和步骤，并结合具体的零件进行了具体的设计工作，包括确定型腔的数目、选择分型面、确定浇注系统、脱模方式、温度调节系统的设计、注射模成型零件尺寸的计算等。课程设计进行三维造型绘制；完成塑件注射模具方案设计和相关设计计算；最后完成模具加工，掌握了完整的工程设计过程，工程设计应用能力得到了锻炼和提高。参考文献屈华昌主编.《塑料成型工艺与模具设计》.北京:高等教育出版社,20012.李澄,吴天生,闻百桥主编.《机械制图》.北京:高等教育出版社,19973.许发樾主编.《实用模具设计与制造手册》.北京：机械工业出版社，20024.李军主编,《精通PRO/E中文野火版模具设计》.北京:中国青年出版社,20045．《塑料模设计及制造》．李学锋主编．北京：机械工业出版社，2001年附录资料：不需要的可以自行删除预应力锚索桩板墙施工工法一、前言在山岭陡峭、地形复杂、山高谷深的地区，高等级公路通过的地段造成大量的高填深挖，高桥及隧道处处可见。在山谷深、地面横坡陡峭的地段，路基难于填筑，旱桥跨越在经济和技术上造成较大的浪费，同时也给路基稳定及桥梁的桥桩、墩柱带来隐患。采用新型高挡墙跨越不仅开挖面小，也可消耗废方，起到安全、经济和环保的作用。个旧至冷墩二级公路预应力锚索桩板墙工程是采用40米高预应力锚索桩板墙进行边坡治理的项目，稳定了高填方路基，减少了陡坡旱桥，预应力锚索结构由于其合理的受力机理以及在软弱岩体中能更有效的发挥土体承载力而提供了较大锚固力，通过施工经总结形成本工法。二、工法特点1.采用MG-50A型潜孔冲击钻跟套管无水干钻，能有效的预防塌孔，保证水泥浆与孔壁岩体的粘结强度。2.锚索材料选用低松弛环氧喷涂无粘结钢绞线（ASTMT416-88a标准270级，强度Rby=1860Kpa，松弛率为3.5%，Φj=15.24mm），配套OVM15型锚具，钢绞线强度高，性能好，可以在张拉结束后有效的进行放张或补偿张拉且弥补了钢绞线在特殊环境下中长久防腐的问题。3.该体系能主动提供抗滑力，有效的控制岩体的位移，在锚索的锚固范围内产生亚应力带，从而从根本上改善岩体的力学性能。4.根据现场实际地质情况，大吨位锚索主要锚于碎石土、亚粘土中，鉴于土体破碎，抗剪强度低，在锚索结构上，通过对拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较，采用分散压缩型锚索结构有突出优点。拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较见表1。表1拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较项目拉力型锚索分散压缩型锚索岩体—水泥浆体间的粘结摩阻应力分布状况沿锚固体长度分布极不均匀，应力集中严重，易发生渐进性破坏沿锚固长度分布较均匀岩体—水泥浆体间的粘结摩阻应力值总拉力大，粘结摩阻应力值大总拉力可分散成几个较小的压力，粘结摩阻应力值显著减小粘结摩阻强度灌浆体受拉不会引起水泥浆体横向扩张而增大粘结摩阻强度灌浆体受压产生横向扩张而使粘结摩阻强度增大锚索承载力锚固长度超过一定值后，承载力增长极其微弱锚索承载力随锚固段长度增加而增加耐久性灌浆体受拉，易开裂，防腐性差灌浆体受压，不易开裂，预应力筋外有油脂、PVC涂层及水泥浆体多层防腐，耐久性好三、适用范围本工法适用于公路、铁路、水利、城市建设等相关领域的浅、中、深层土石混合滑坡、土滑坡、岩石滑坡的防治工程。四、工艺原理穿过边坡滑动面的预应力锚索，外端固定于抗滑桩上，另一端锚固在稳定整体岩体土石混合体中。锚索的预应力使不稳定岩体处于较高围压的三向应力状态，岩体强度和变形比在单轴压力及低围压条件下好的多，结构面处于压紧状态，使结构面对岩体变形消极影响减弱，显著提高了岩体的整体性，锚索的锚固力直接改变了滑动面上的应力状态和滑动稳定条件。五、施工工艺（一）施工工艺流程（见图1）锚索预应力施作、桩位监测锚索预应力施作、桩位监测回填土压密、桩位监测坡面整修桩位定位放样工作平台搭设挖孔、浇桩、放板回填土压密至一定高度、桩位监测桩上锚孔造孔、制索桩上锚孔钻孔、制索锚索安装、注浆锚索安装、注浆锚索预紧锚索预应力施作、桩位监测回填土到位、桩上锚索张拉锁定封锚图1预应力锚索桩板墙施工工艺流程（二）施工要点1.桩板墙施工（1）桩基施工时，应准确核对平面位置，结合地形做好桩区地面截、排水及防渗工作。（2）桩基采用挖孔桩施工，施工方法主要有：碎石土开挖用洋镐和钢钎；软、风化岩石用风镐，；灰岩、板岩人工用钢钎硬凿；有地下水用7.5KW，20—40米扬程的浅水泵抽水人工凿后，整体板岩和弧石用静态爆破进行凿除。提升采用人工辘轳和电动葫芦。挖孔及支撑护壁连续作业，护壁1米为一节，采用孔内现浇，一天后拆模，严格按隔桩开挖的方法进行。（3）挖孔到位后，清理孔底，重新进行桩位放样，复查准确后开始绑轧钢筋。在绑扎过程中若发现钢筋笼位置偏差，应及时将其调整准确。（4）钢筋的焊接和绑扎应严格按照技术规范要求进行。绑扎成型经检验合格后，转入下道工序——模板安装。（5）由于桩板墙结构的特殊性，采用标准化的组合钢模。模板支架与脚手架分离，避免引起模板变形。在混凝土浇筑之前，用同一种脱模剂涂刷模板，且不得污染钢筋。安装完毕后，对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查。浇筑时发现模板有超过允许变形值的可能时，及时纠正。（6）桩板墙桩长均大于10米，为防止离析，利用串桶倾卸，且在中途设置一至两道减速装置。由于钢筋密度大，用4台插入式振动器同时进行捣固，浇筑层厚度15cm左右。浇筑混凝土，必须一次性全桩浇成，否则视为断桩。当浇筑至预留锚孔处时，仔细振捣，以保证锚孔处的强度。在混凝土浇筑期间，设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件等稳固情况，发现松动、变形、移位时及时处理。专人填写混凝土浇筑记录。（7）挡土板为钢筋混凝土矩形板，预制时两侧留有吊装孔，同时作为泄水孔。挡土板采用直接搭接桩身的形式，桩、板连接的缝隙不用处理，若缝隙过大可采用沥青麻絮填塞。挡土板采用平面堆放，受力面朝上（受力面按设计图纸标识），其堆积高度不宜超过5块，板块间用木块等支垫，并置于设计支点位置，运输过程要轻搬轻放。安装时，应竖向起吊，用手牵引，防止与桩相撞，将挡土板正确就位，同时应做好防排水设施及填筑墙被填料，挡土板顶面不齐时，可用砂浆或现浇混凝土调整。2.桩后回填桩板墙段路基填土严格按照公路工程技术规范和设计标准施工，在填料选材和路基填筑工程中加强了试验工作，从长远考虑，在填土与桩板之间填一层50cm厚的碎石深水层，从而使渗入填土路基中的雨水从挡板泄水孔排出，以保证锚索长久不受雨水的侵蚀，从而保证路基的工程质量。3.预应力锚索施工（1）施工准备将预应力的造孔设备、注浆设备、张拉设备调至工作面附近，待工作面完成后，马上吊运至工作面，所有施工材料均应由出厂证明、合格证，钢绞线应检测合格，做好施工场地的排水工作，材料、机械的防雨、防水工作，水、电等在前期施工中已接到位，稍做处理即可满足施工要求。（2）回填土、压密至一定高度。填土高度按锚索张拉控制程序施工。随时进行桩位监测。（3）钻孔钻孔是预应力锚索施工中控制工期的关键工序，为提高钻孔效率和保证钻孔质量，采用MG-50A潜孔冲击钻机。该钻机所配钻杆是统一规格，按锚索设计长度将钻机所需钻杆摆放整齐，钻杆用完孔深也恰好到位，由于钻杆长度均有±5mm的误差，要求实际钻孔深度超出设计孔深0.5m左右。为防止恶化边坡岩体的工程地质条件和降低孔壁的粘结性，严禁开水钻进。钻进过程中应对每个孔的地层变化，钻进状态（钻进、钻压）地下水及一些特殊情况做好现场记录，如遇地层松散、破碎时应用跟套管钻进技术，以使钻孔完整不坍。如遇坍孔或地下水丰富时，应立即停钻，进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.2～0.4Mpa），待水泥浆凝固后，再重新扫孔钻进。钻孔到位后，用高压风（风压大于0.4Mpa）将孔内的岩粉清干净，然后，用预先做好的探孔装置，进行深孔，若探孔时轻松将探孔器送入孔底，钻孔深度符合设计要求，经验收同意后即可转入下道工序——锚索安装。（4）锚索制作锚索制作工艺流程编束通知单下料、清洗安装承载体、挤压P锚编束安装支撑环安装注浆管验收库存穿束在预先平整好的下料场地上（场地要求宽4m、长40m左右）按下料长度进行下料，每根绞线长度误差控制在10cm左右。下料长度计算L下=∑Li+Lf+Lw式中L下——下料长度Li——各分段锚固长度Lf——锚索自由段长度Lw——锚索工作段长度下料要求用砂轮切割机切割好以后，钢绞线一端剥除PE15cm，对剥除部分绞线除污洗净，下好料以后，按要求设置承压板、支撑环，支撑环每1m放1个，用GYJ60A型挤压机对剥除部分挤压上P锚。索体要求绑扎牢固，绞线应平行顺直。对不同位置处的承载体相应的绞线外露端做出临时和永久性标记。灌浆管绑扎在锚索体上，灌浆管头部距孔底5～10cm，灌浆管使用前，要检查有无破裂、堵赛。绑扎好的锚索顶部要安装导向帽，以方便穿索。锚索制好后应将承压板、P锚外部涂上防腐油漆。检查合格后的锚索标识好以后分区存放，同时做好防雨、防晒工作。（5）锚索安装向锚索孔安索前，要核对锚索编号是否与孔号一致，确认无误后，即可将锚索用人工抬至工作面，用人工将锚索平顺穿入锚孔，当外露部分满足工作长度时即到位，停止穿索。锚索往孔内穿时，索体必须平顺，不得扭绞，同时应避免损伤PE管及支撑环脱落。锚索安装工作结束后即可进行灌浆工作。（6）注浆注浆采用3SNS系列注浆泵，搅拌采用灰浆搅拌机进行。浆液要搅拌均匀，随绞随用，并在初凝前用完。严防石块等杂物混入浆液。注浆材料为纯水泥浆，水泥选用普通硅酸盐525＃，水灰比为0.38，外加10%UEA-Z型复合膨胀剂和0.6%的高效早强减水剂。浆体强度不小于40MPa，注浆压力大于0.3MPa。边注浆边缓慢抽拔注浆管，保证注浆管口处于浆液面一下。并保证浆体密实、饱和，达到设计浆体强度。待孔口溢出清晰的浆体即可停止注浆。注浆过程中要做好相关记录，并做好试验块。（7）锚索的张拉待锚孔注浆体强度达到设计要求后，（按上述配合比施工一般七天就可达到40MPa以上）根据回填土的高程（一般高于相应锚孔4米）和监理工程师书面通知即可进行张拉。张拉前须对张拉机具进行配套标定，计算出千斤顶受力与油压的线性方程，用于张拉油压与张拉力的控制。安装锚板前，要用棉纱擦净锚板内的泥沙油污。钢绞线穿入锚板的顺序，力求与钢绞线束绑扎的顺序一致，防止交叉缠绕。张拉前，钢绞线外包的PE护管用锯条割掉（注意不要伤着钢绞线），不得用火烧钢绞线，剥除PE后要清除防腐油脂。锚索张拉应根据填土情况、锚孔数分次分级进行。张拉方式用小千斤顶对每个承载体按由内向外的顺序对称进行张拉，第一级观测时间需稳定10分钟外，其余每一级需稳定2—5分钟，分别记录每一级钢绞线的预应力施作情况。张拉过程中必须进行桩位监测和锚索应力的测试工作。张拉结束后，将锚板外的钢绞线处理好，不能松散，以备再进行张拉。为防止外锚头的长期暴露，每次结束后应作相应的防护。每级张拉的稳定时间必须保证，张拉时以张拉油压为主，伸长值进行校核。当出现异常情况时，必须停止作业进行检查，查明原因后方可继续进行作业。预应力施作时，对每一次控制应力Nji应进行如下施作方式：①对每一孔锚索的每一次Nji的施作均应按承载体由内向外的顺序进行。且每一次的施作Nji针对每一个承载体上的钢绞线又须按两步来完成：（设控制应力为Nji）测量、记录持续2min第一步：00.1Nji0.25Nji0.5Nji（测量记录后不顶压锁定）每根锚索的每一个承载体上的钢绞线采用小千斤顶按第一步的步骤对称张拉结束后进行第二步的操作。测量、记录持续2min测量、记录第二步：00.5Nji0.75Nji1.0Nji不顶压锁定稳压3min②当填土到位时，预应力最终控制应力的施作按①中第一步、第二步完成后对每根钢绞线进行顶压锁定。（8）再回填、压密、造孔预应力施作后再进行回填、压密工作（同时要进行桩位的监测），至一定的高度后，再造桩上上部锚索孔，如此循