大学毕业论文-外螺纹液压管接头四通管注塑模具设计

桂林电子科技大学毕业设计（论文）编号：毕业设计说明书题目：外螺纹液压管接头四通管注塑模具设计院（系）：国防生学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师单位：机电工程学院姓名：职称：题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发2014年5月4日摘要模具设计是工业生产中的重要工艺，是我国经济发展体系里的重要因素，好的模具能节省材料节省人力，节省时间，因此受到广泛的关注。注塑模是模具设计里的一种重要成型工艺，它主要用于热变形塑料的成形，也可以成形热固性塑料。它的生产效率极高，并且非常容易实现自动化，最重要的是生产出来的塑件质量都很好。注塑模形式多样，内容多样，结构复杂，对于它的发展也不会就此止步。本次毕业设计的主要任务是对外螺纹液压管接头四通管模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产外螺纹液压管接头四通管的塑件产品，以实现自动化提高产量。主要内容包括绪论、塑件的结构及成型工艺分析、材料的选择及成型工艺、注射机的选择及校核、模具的工作及结构原理、浇注系统的设计、成型零部件的设计、侧向分型机构的设计、合模导向机构的设计、温度调节系统的设计、排气系统的设计、顶出机构的设计、支撑零部件的设计等。在设计过程种运用到了Proe3.0软件对塑件进行三维造型，通过使用AutoCAD来设计整套模具，并运用CAXA/CAD对其装配图与零件图等进行表述，设计过程中也借鉴到很多学者的著作，设计相对充实。本文是探究四通管的注塑模具设计，详细描述了整套模具的设计过程。通过对整个模具设计的过程，进一步加深对注塑成型工艺的了解，同时也巩固了对成型工艺的类型、结构、工作原理等的理论知识，以及在实践中总结并掌握模具设计的关键要点和设计方法。关键词：外螺纹四通管；注塑模具；注射机；侧型芯滑块；AbstractThisgraduationdesignisthemaintaskoftheinclinedteemoulddesign,namelyapairofinjectionmoldisdesignedtoproducetheplasticpartsofinclinedteeproducts,inordertorealizetheautomationtoincreaseproduction.Themaincontentsincludedesignoptionsandchecking,moldandstructuralworkprinciple,theintroductionofgatingsystem,structureandplasticpartsmoldingprocessanalysis,choiceofmaterialsandmoldingprocess,injectionmachine,designedmoldedparts,lateralsub-designmechanismdesignguideclampingmechanism,temperaturecontrolsystemdesign,thedesignoftheexhaustsystem,theejectionmechanismdesignedtosupportthedesignofparts.Thisarticleistoexploretheplasticinjectionmolddesignfourline,adetaileddescriptionoftheentiremolddesignprocess.Throughtheentiremolddesignprocess,andfurtherdeepentheirunderstandingoftheinjectionmoldingprocess,butalsotoconsolidatetheprocessofformingthetype,structureandoperatingprinciplesofthetheoryofknowledge,aswellassummaryandmastermolddesignpracticeanddesignakeypointmethods.Keywords:obliquetee;Injectionmould;Injectionmachine;Coresideslideblock;目录TOC\o"1-3"\h\u引言 页引言注塑成型是一项越来越成熟的加工技术，它目前是在塑性成型的各个领域加工中最常见也最常用的加工方法，其中注塑模具已经被广泛的采用，在很多方面的应用都得到相当高的重视[12]。我国模具研究单位因此也投入了很大的科研精力，目的在于使注塑模具的发展得到最大的提高。它的生产零件的质量、模具的结构、温度调控系统、制造精度、生产周期以及生产效率的高低，直接影响到产品的质量、产量和成本。当今社会，我们追求的正是质量与成本，统称为性价比，模具的应用正是性价比的最高体现，有的时候我们用一个模具可以同时制造出很多个质量精良，结构复杂的高精度塑件，这在以前来说几乎是不可能实现的[2]。注塑成型现已被广泛的应用于机械、计算机、高科技材料、电子、航空、航天、军工、学习用品、交通、汽车、建材、医疗器械、生物、能源和日用品等领域[1]。虽然在很多人看来一个小小的模具制造工艺能有多大的影响对于一个国家的发展，我觉得这种想法是错误的，因为从小方面来说这一门技术的成熟意味着对塑件成型的深入研究取得了长足进步，也就是说我们生产塑件就会更加便捷也会更加快速，这对于塑料工业来说是一个很大的贡献，因此不容小视；大方面来说正是这种对于先进技术的渴望推动我们整个民族在进步，我们知道我们在清政府以后闭关锁国导致在科技方面落后西方一大截，但我们中华民族从来没有服输过，一直都是在迎头赶上，只为了争这一口气，而注塑模的研究进步正是对我们的一种肯定，因此我们应当不遗余力的继续在这条路上走下去。我国近年来一直致力于模具的研究，现在也已经逐步跟上了欧美先进的步伐。在一些发达国家，模具产业早已形成产业链，成为这些国家的基础经济工业之一。很多国家在发展高科技产业的同时也兼顾发展轻工业，在美国，模具工业被成为“美国工业的基石”，在日本被称为“促进社会富裕的动力、源泉”[3]。因此在轻工业行业有这么一句话：工业要发展，模具要先行。没有高水平的模具制造工艺就没有质量非常优良的科技产品。现在，模具工业水平是衡量一个国家制造工业制造水平高低的重要标志。可以这么大胆的预测，模具工业在国民经济中的地位将与日俱增，并且扮演越来越重要的角色。因此我们必须毫无疑虑的发展模具工业，对于我们国家的生产力的进步有很大的推动作用。模具按用途可以分为注塑模具、压铸模具、拉拔模具、塑料模具、橡胶模具、陶瓷模具和锻压模具等[2]。注塑模成型是通过一系列流程得到所需的各种产品或工件，而这样生产出来的一个设计合理的塑件往往能够代替几个传统金属构件，甚至能起到金属制品所不能替代的作用。利用塑性材料特有的特性，一次加工成型往往可以得到非常复杂的形状，在速度非常快的同时还能一次得到很多数量的塑件，它所带来的实际应用效果非传统构件所能相比。从模具行业的发展趋势来看，复杂化、精密化、大型化是其发展主旋律。采用模具成型工艺，运用高新技术控制对所需的零件进行加工生产，不仅可以提高生产时效，保质保量。而且还能减少生产线对材料的过度依赖，减少生产时间，压缩了生产成本，更好的获取经济效益。面对激烈的市场竞争，我国如果想要成为制造业的领头羊，那么就必须要大力发展模具生产，增强对大型、复杂、精密的模具的自主开发能力，从而提高竞争力。注射成型在现代成型界重要程度日益增长，是一种越来越受重视的塑料成型方式，成型周期非常短，自动化程度非常高，甚至可以实现全自动生产，而且他所能制造的塑料总类非常多，基本上，除了氟塑料，其他的塑料全都能用注射成型来完成。这也正是注塑模的优点以及优势所在，但是他也是有缺点的，比如造价比较昂贵，不适合小批量生产等。但是瑕不掩瑜，注射成型应当算是当代最受瞩目应用最广的一种塑料成型方式。这也正是为什么此次设计我们要着力于注塑模的设计的原因，而此次设计的重难点在于：学会查阅专业书刊并学为所用;利用画图软件进行细致的作图;理论知识要能运用到解决实际的问题;毕业论文的撰写;严谨的作风端正的态度。2塑件成型工艺的可行性分析2.1塑件分析图2.1塑件三维图结合生活实际，以及考虑到价格材料等各方面因素，选用ABS作为此次设计的材料，关于材料的介绍在后面的章节会有介绍；而在浇口方面，由于塑件结构较对称且非常均匀分布，因此我们选择直接浇口，采用后续处理的方法对其进行加工制造；对于结构的设计，我们选用上下凹模，四面侧抽芯，滑块的型芯充当成型的作用；综合考虑经济效益以及制件的生产质量我们采取一模一腔的方式；推出方式为一次推出；三维图2.1如上所示。2.2塑件的原材料分析关于本次设计的原材料ABS，英文名称:acrylonitrile-butadiene-styrenecopolymer，具有以下特性：（1）具有较高的耐热性。连续使用时的温度可达到110～120℃；（2）拥有良好的力学性能，成型加工性能良好；（3）流动性良好，溢边值在0.003mm左右；（4）质地纯净，无毒性，透明性好，吸湿性小，电绝缘性能好；（5）冷却速度较快，浇注系统及冷却系统应该缓慢散热；（6）着色性不好，模具处于50℃以下色泽不均，易产生流痕和熔接不良；（7）因收缩率较大，易发生缩孔、变形、凹痕等缺陷，方向性强；（8）塑件壁厚应均匀，尽量避免因缺口和尖角造成的应力集中。表2-1塑件成型工艺卡塑件名称外螺纹液压管四通管接头塑件草图材料牌号ABS单件重量40.845g成型设备型号卧式注射机每模件数1成型工艺参数成型前熔料温度/℃180～190预干燥温度/℃80~100时间/h4成型过程料筒温度前段/℃200~210中段/℃210~230后段/℃180~200喷嘴/℃180~190模具温度/℃50~70时间注射/s3~5保压/s15~30冷却/s15~30压力注射/MPa70~90保压/MPa50~70后处理退火温度/℃70~80时间/h2~4编制日期审核日期2014.052.2.1主要技术指标比重：1.02~1.16g/cm3；比容：0.86~0.98cm3/g；吸水性：0.2~0.4%(24h)；熔点：130~160oC；热变形温度：4.6×105Pa130~160oC；18.5×105Pa90~108oC；抗拉屈服强度：(105Pa):500；拉伸强度模量：1.8×104Mpa；弯曲强度：800×105Pa。2.2.2ABS的注射工艺参数表2-2ABS的相关注塑参数注射类型普通螺杆式喷嘴温度（℃）180～190喷嘴形式直通式螺杆转速r/min30～60料筒温度(℃)前段200～210模具温度(℃)50～70中段210～230注射压力(MPa)70～90料筒温度(℃)前段200～210模具温度(℃)50～70中段210～230注射压力(MPa)70～90后段180～200保压力(MPa)30～50注射时间(S)3～5保压时间(S)15～30冷却时间(S)15～30成型时间(S)40～70预热温度(℃)80～85后处理方法红外线灯、鼓风烘箱时间(h)2～3温度(℃)70总周期(S)50～220时间(S)2～42.3塑件的成型工艺分析在塑件的设计生产中想要在有限的工序中，生产出优秀的塑件，获取更好的经济效益。除了要对塑件的材料进行分析，检测和实验外，还需对塑件的结构和工艺问题进行特定的分析和处理。这种方法的目的有两个：可以使成型工艺方便，顺利的进行；满足塑件和模具在经济上要求，达到提高产品生产率和减少成本。2.3.1精度等级由于受到很多方面的影响，比如分型面的选择、模具的磨损、塑件成型时的外界条件等，因此根据经验，我们取本塑件的精度取MT5级。2.3.2脱模斜度注塑模具的材料是先加热到熔融态或粘稠态时，通过注射机注射到模具中当温度降低之后也就是材料冷却后，材料必然会出现部分收缩现象，使他紧紧的包紧在型芯上。然后就会导致脱出比较困难，甚至伤害到模具，因此必须设置型芯以及型腔的脱模斜度。依据《模具设计与制造简明手册》，查表设置产品的脱模斜度，可得：型腔脱模斜度35ˊ型芯脱模斜度30′2.3.3塑件壁厚塑料制品应具有一定的厚度，因为具有一定的厚度才具有一定的强度和刚度，才能满足使用性能方面的要求。同时具有一定的厚度，才能使熔融时的材料在型腔中成型的时候能保持良好的流动性。并且具有一定的厚度，才能承受脱模力，才能顺利脱模。对于同一塑件的壁厚，壁厚大小应尽量保持一致。不然会因为厚度不一，造成冷却速度的不一，使成品产生内应力，造成塑件的变形、缩孔等缺陷。所以同一塑件的壁厚应尽量做到一致，尽量避免因壁厚大小所带来的缺陷出现。由于热塑性塑件的壁厚一般都在1～4mm，故本塑件的壁厚选用3mm。2.3.4粗糙度影响塑件外观质量的主要因素就是塑件表面粗糙度，而塑件表面粗糙度的主要影响与模具型腔的表面粗糙度密不可分，是最直接的影响。一般来说，模具的表面粗糙程度一般比塑件的表面粗糙程度要求低一到两个等级。所以设定此四通管的表面粗糙度为0.8um。3选择注射成型机与确定成型腔数3.1注射成型机的选择正所谓好钢要用在刀刃上，模具也是如此，好的模具必须用在合适的注塑机上，这样配合起来才能达到最佳效果，因此对于注塑机的选择应该引起我们的重视，而注塑机的选择主要考虑以下几个方面：最大注射量、注射速率、锁模力等。3.1.1估算零件体积和投影面积利用PROE建模分析知塑件体积：V=38.9cm3，单侧投影面积为：A=4756.4064mm3，查阅相关资料可知，ABS的密度：1.02～1.05g/cm3，取其为1.05g/cm3，则单个塑件重量（3-1）此次设计采用的是一模一腔，因此估计浇注系统的体积为10cm3，则：（3-2）3.1.2注射量的计算通过建模的分析，通过计算可以得出塑件的质量为40.845g，塑件体积为38.9cm3，根据流道凝料质量M2是塑件质量的3/5我们进行大概估算，即M2=0.6nM1，而我们设定此模具为一模一腔，所以注射量为：（3-3）3.1.3锁模力锁模力：注射机为模具合模所提供的最大夹紧力，在此力的作用下，模具不应被流动的熔料所顶开。计算其所需锁模力为：（3-4）3.1.4选择注射机从生产效益以及模具的各项属性综合考虑，加上对ABS材料的带入了解，查表（型腔模具设计与制造，第65页），选用注射机型号XS-ZY-125。表3-1注射机XS-ZY-125主要技术参数项目数据项目数据理论注射容量/125锁模力900螺杆直径/mm42拉杆内间距/mm260×290注射压力MPa120移模行程/mm300注射时间/s1.6最大模厚/mm300最大成型面积/320最小模厚/mm200螺杆转速r/min30～100电动机功率/kw10喷嘴球半径/mm12喷嘴孔直径/mm4锁模方式液压-机械3.2注塑机的校核3.2.1最大注塑量校核3.2.2注射压力的校核查表可知注塑机的注塑压力为120，我们知道ABS的压力范围是80到120，因此注塑机的注塑压力大于其所需要的压力，因此满足条件。3.2.3锁模力校核当塑件成型时，塑件和浇注系统在分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，所需锁模力也越大。为了可靠的锁模，不让模具在注射成型的过程中产生溢料现象，应对注射机的锁模力进行校核：Pc计算：（3-5）式中：Pc：型腔压力，MPa；P：注射压力，MPa；K：损耗系数，这里我们取值0.37。5.5.1型腔径向尺寸的计算在前面我们已经介绍过本模具采用的是ABS材料，精度等级为5，通过查阅资料，我们知道MT5级塑件各尺寸公差值如下：表5-1MT5级ABS塑件各尺寸公差基本尺寸尺寸公差值10～140.2218～240.2824～300.3250～650.4665～800.5280～1000.60当塑件径向外形尺寸为Ls时，型腔径向尺寸：（5-5）=（1+0.0055）×70－0.5×0.52=69.955其中：Lm——塑件径向最大尺寸，mm；——塑件的平均收缩率0.55%；△——塑件的尺寸公差，mm；δz——模具制造公差，取公差的1/3mm。5.5.2型芯径向尺寸的计算当塑件径向内形尺寸为Ls时,根据公式计算出型芯的径向尺寸如下： （5-6）=（1+0.0055）×69+0.5×0.52=68.809其中：lm——塑件径向最大尺寸，mm；——塑件的平均收缩率0.55%；△——塑件的尺寸公差，mm；δz——模具制造公差，取公差的1/3mm5.5.3型腔深度的计算在型腔深度与型芯高度的计算中，我们不考虑磨损，而塑件尺寸公差前面的系数我们取0.5当塑件径向内形尺寸为Hs时,根据公式计算出型芯的径向尺寸如下：（5-7）=（1+0.0055）×26－0.5×0.32=其中：lm——塑件径向最大尺寸——塑件的平均收缩率0.55%；△——塑件的尺寸公差，mm；δz——模具制造公差，取公差的1/3mm5.5.4型芯高度尺寸计算我们知道本塑件的型芯直径为20mm，当塑件內行深度尺寸为Hs时，型芯的径向尺寸为： （5-8）=（1+0.0055）×20+0.5×0.28=其中：lm——塑件径向最大尺寸——塑件的平均收缩率0.55%；△——塑件的尺寸公差，mm；δz——模具制造公差，取公差的1/3mm6排气系统的设计 排气系统指的是将熔料充满型腔的时候，必须将里面残留的气体分子排出去，这时候需要我们设计一个科学有效的装置或者一种方式使气体排出去，这就是排气系统。排气系统是一个重要的设计内容，如果在设计中遗漏了这一步很有可能会导致生产出来的制件质量都不合格。6.1排气不良的危害（1）残留气体导致制件表面产生褶皱等使制品报废；（2）气体太多填充了型腔导致冲模时间过久；（3）熔料在流动时所受到的阻力增大，影响成型；（4）气体被压缩后会产生高温影响熔体浇注（5）制件力学性能过差6.2排气系统的设计方法（1）当模具开模时，利用分型面与外界接触的时候进行排气；（2）当顶杆将制件推出时，推孔会有缝隙，此时排气；（3）有些成型零件是镶嵌零件，这种零件通常会有缝隙，也可以用来排气；（4）利用专业的结块排气；（5）在熔合的地方通常会有融合缝，增加冷料井进行排气。本模具可以通过分型面在开合模间隙进行排气，也可以用推杆在推动过程中排气，也可以利用抽芯机构在抽芯时进行排气，总的来说排气性能较优良，因此这里不再单独设计排气槽。7导向与脱模机构的设计7.1导向机构的作用和设计原则模具在工作时，会经常进行频繁的开合模，动模与定模之间的活动需要精确的导向以及定位，这种时候就需要设置导向机构，称之为合膜导向机构。其中有导柱型与锥面型，通常我们广泛采用的是以导套与导柱为主要零件的导柱导向型机构，也有一些情况是直接用一个孔代替导套，但原理都是一样的；而锥面型则主要用于高精度的制件生产中，使用较少。7.1.1导向机构的作用导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。其具体作用有：（1）定位作用，使得模具装配时不会搞错方向；（2）导向作用，引导动模定模正确闭合；（3）承载作用，承受一定侧压力。（4）保持运动平稳作用（5）锥面定位机构作用7.1.2导向机构的设计原则（1）合理布置位置，不能距离模具中轴线太近，并不一定要对称但是直径一定要相等，这样有利于加工；（2）导柱不能影响到正常的塑件生成，也不能对模具本身产生危险增加，因此不可以设置在比较薄或者比较重要的横面上，且应当距离型腔有直径的距离以上；（3）导柱（导套）的材料以及尺寸应当根据模具本身情况而定，基本上工作长度要比型芯端面长5mm以上，；（4）导柱可以装在动模也可以在定模，各起到不同的作用，前者方便脱模，后者保护型芯。（5）根据模具的大小，通常一副模具需要2个以上的导柱；（6）各导柱与导套的中心线应保证是平行的。7.2导柱、导套的设计7.2.1导柱的设计导柱的形式随着模具的结构以及塑件的不同而随之改变，常用的有以下几种形式：（1）台阶式导柱导柱，最常用的注射模导柱，有带头导柱与有肩导柱两种；（2）铆合式导柱，主要用于小型简单的移动式模具；（3）合模鞘，用于垂直分型面。本设计采用的是4根带头导柱的导向结构，其中在工作部分开设油槽，增加润滑剂，减少摩擦力。导柱材料这里取T8A，淬火50～55HRc处理，导柱固定端与模板之间采用H7/k6配合，导柱导向部分用H7/f8配合。尺寸为直径30mm,长度126mm,其3d图如下：图7-1导柱7.2.2导套的设计前面已经确定了导柱的尺寸材料等的设计，因此导套的各项数据都应配合导柱，所以直径取30mm，长度定位160mm，固定部分用H7/k6配合镶入模板，其3d图如下：图7-2导套7.2.3导向孔的总体布局本设计我们采用的四根导柱对称分布在模具的四个角落，这样能合理的起到导向作用，同时保证了我们所设计模具的总体强度，再有同时也能承受相应的侧压力，防止模具的损坏也保证了制件的质量。7.3推出机构设计当我们设计的模具完成一系列工作制成我们想要的制品时，它需要把制品推送出型腔，这时候就需要我们设计一个科学合理的推出机构，目的就是为了能将塑件退出同时对其质量以及外表面的损伤降到最低。推出塑件是一个塑件成型的最后一步，因此我们必须引起足够的重视，可以这么说推出机构的好坏影响制件的最终质量，而推出机构的设计主要有以下几个原则：（1）最好不要把推出机构设置在定模这一边，因为推出时主要是顶杆在起作用，而如果设置在定模这一边的话不好操作比较麻烦，相反如果设置在动模这一边的话能使得推出动作实施起来更加方便，机构设计也趋于合理。所以，在设计分型面的时候就应当有意使开模后塑件能留在动模这一边。（2）推出的过程中不能损坏塑件，设计时应当进行精确的计算分析各种力的大小，从而确定合理的推出力的大小以及在什么位置进行推出，而位置的选择则尽量在塑件刚度硬度较高的部位，不要选择在比较脆弱的地方以免用力过猛导致塑件损坏，在推出时也要注意用均衡的力来推出制件从而保证质量。（3）推出机构动作越简单越好，本身推出杆的质量就要好，刚度强度要得到保证，以免在推出过程中由于承受力过大导致推出杆损坏从而影响制件质量（4）推出装置在推出塑件的时候最好把推出点设置在塑件比较隐蔽的地方，这样对于塑件的外表面伤害能降到最低（5）当推出塑件后，模具要能正常的合模，不能使推出杆与抽芯机构或者其他零件打住导致模具的损坏，这需要进行多次试模得出结论。本次设计我们选用推杆推出机构。7.4脱模力的计算当塑件冷却以后，由于热胀冷缩会导致塑件体积稍微收缩，这样子的话就会让塑件包围住型芯，这个时候如果想把塑件从模具中推出，则需要克服这个摩擦力，当然还有其他很多的阻力比如空气阻力，塑件本身熔料的粘附力等等，但是在实际计算中，我们通常采用简便的估算方式，主要取脱模阻力以及封闭型腔里的真空吸力，其余阻力通常忽略不计，特殊模具会有特殊计算方式。由简单估算法我们可以知道：（7-1）式中——客服塑件包围住型芯时所需要的摩擦力（N）；——在接近真空的型腔内脱模时的空气阻力（N）；——为被塑件包围住的凸模的横截面积（mm2）。从前文的介绍我们知道我们本次设计的型芯是圆柱型芯，查阅书籍得到厚壁圆柱形型芯包紧的脱模阻力计算公式如下：（7-2）其中——塑料的拉伸弹性模量，（Mpa）；——塑料的平均收缩率，取0.55%；——塑料的松泊比，取0.3；——型芯的脱模斜度，取0；h——型芯脱模方向的高度，45mm；——修正系数，其计算公式为=≈=0.45（7-3）——静摩擦因数，取0.45；——计算系数，其计算公式为==3.85（7-4）整合7.2,7.3,7.4，将算出来的数据代入计算得其脱模阻力≈3531.128N。克服脱模时封闭型腔的真空吸力为=0.1==53.066N （7-5）综上所述，总的脱模力为：=+=3531.128+53.066=3584.194N。7.5推杆的设计7.5.1推杆长度及强度计算（1）推杆的强度计算查[15]由式得：（7-6）式中——圆形推杆直径cm；——推杆长度系数≈0.7；——推杆长度cm；——推杆数量；——推杆材料的弹性模量N/(钢的弹性模量E=2.1107N/)；——总脱模力：取d=8mm。（2）推杆压力校核可查公式[16]：（7-7）取320N/mm²，推杆应力合格，硬度HRC50～65。7.5.2推杆的形状及固定形式之所以选择推杆机构，是因为制造和修理推杆机构比较方便，而且推出时阻力比较小，就算推杆损坏了也可以选择进行替换，操作性比较高，相比于其他推出装置推杆装置更受青睐，推杆的形式也是多种多样的，有直通式圆推杆，这种是最常用的推杆，也就阶梯式推杆，这种需要在后部对其加粗，还有半圆形推杆，镶嵌式矩形推杆，以及锥面推杆等，几种常用推杆的形式如图所示。图7-3推杆形式通过分析塑件的形状以及质量体积等因素，我们决定选用直通式圆推杆，尾部由台肩固定，也就是第一种形式，这种是最普遍的形式，对于推杆没有特殊要求的场合。我们取直径8mm。根据经验，在推杆固定板上的孔应9mm，台肩部分的直径则为14mm，推杆固定板上的台阶孔为15mm。推杆有紧固跟定位两个方面的固定形式，推杆的定位主要通过与固定板的沉孔进行配合，下面我们来介绍几种常见的紧固形式：图中（1）为普通紧固方式，应用最广泛；图中（2）端面压紧固定在固定板里的沉肩，简单便捷；图中（3）用螺丝拧紧推杆，当固定板的纵向长度足够的话可以采取这种形式；图中（4）推杆与固定板用螺钉镶嵌，当推杆直径比较大时可以采用这种方法。（1）（2）（3）（4）图7-4推杆固定形式我们知道，不同的塑件需要选择不同材料不同形式的推杆，大部分时候，我们默认为推杆与推杆孔采用H7/h7或H8/h7配合，其间隙则根据实际材料的情况而定，工作长度则不能少于14毫米，推杆与固定板之间则是采用0.5～1毫米的配合。根据上面的分析我们知道了推杆有多种形式并且固定形式也是有很多种的，我们本次设计的模具是四通管，分型面与开模方向垂直，因此我们选择最普遍的直通式圆推杆，采取四根圆推杆加中间一根浇道推杆的形式；采用最基本的固定形式与固定板紧固；推杆的材料选用T8A，热处理要求为淬火50—55HRC，粗糙度选择0.8μm。7.2.3推杆位置的选择推杆位置的选择主要有以下几个要点：（1）为了便于塑件的推出，最好在阻力比较大的地方设置推杆，这样才不会使推杆推到一半时卡住出不来。（2）在选择位置的时候，要考虑塑件推出时必须均匀受力，这样才能确保塑件推出时的路线不会与型腔发生剐蹭。（3）位置最好设定在塑件的较隐蔽的地方，这样对塑件外表面的影响能降到最低，同时最好在强度最大的地方设置，这样才不会损坏制件。（4）设置位置时也要考虑推杆本身的质量以及材料，避免推杆局部受力导致推杆折断或者推不出去。（5）推杆的位置选择尽量对称协调，从而有利于塑件平稳推出。下图是我们本次设计的推出机构3d图：图7-5推杆8侧向分型与抽芯机构当我们的塑件有侧孔或者凸台时，我们需要从侧面先将它们抽出来才能开模，而这个动作需要一个机构来完成，这就是侧向分型与抽芯机构，它能让侧型芯在开模前或者开模的同时抽出，在合模之前又复位。侧向分型与抽芯机构有三种形式，可以分为机动，手动，液压这三种形式，其中机动形式应用比较广泛。8.1抽芯机构设计原则（1）抽芯机构本身材料要有一定的强度硬度要求，有时候可能会局部受力过大，避免导致抽芯机构的损坏；(2）要设置好复位机构和限位机构，避免停留在原位阻挡下一次工作或者直接离开模具导致模具损坏；（3）设置前要对抽芯力及抽芯距进行科学详细的计算，节省试模时间；（4）要确保在模具开模前或开模的同时将侧抽芯拔出来并在合模之前能复位；（5）导滑槽应当尽量润滑避免阻力过大影响侧抽芯。8.2抽芯机构的确定抽芯机构多种多样，经过慎重考虑，由于我们本次设计的四通管制件有四个侧孔，因此采用从四面分别用四个斜导柱侧向分型与抽芯机构进行侧面抽芯。8.3斜导柱抽芯机构的原理及零部件组成当模具开模时会有一个开模力，这时候连接上下模的斜导柱就会收到这个力的影响，然后侧型芯就会因为这个力发生位移，从而使侧型芯在抽芯方向运动，并将型芯带出塑件达到抽芯的效果。它通常由弹簧，挡块，侧滑块，楔紧块，斜导柱，侧型芯，侧向成型块等组成。工作过程较为简单，这也是为什么我们选择这种抽芯结构的原因，比较节省时间，也为模具制造节约成本。8.4滑块的设计滑块是斜导柱抽芯机构中非常重要的一个部件，大多数情况下它与侧型芯一同组成侧滑块，他可以分为两种形式：（1）组合式；（2）整体式。根据前面的分析，我们选择组合式滑块。图8-5滑块8.5导滑槽的设计侧向型芯完成动作的时候需要进行往返运动，因此我们必须设置一条专用的通道给它，避免产生跳动以及堵塞情况，这就是导滑槽。对于导滑槽的设计有以下几点要求：（1）导滑长度要足够长，使得滑块在出来以后还有超过滑块本身长度的三分之二滑道，并且滑块要一直留在槽里。（2）导滑槽要足够润滑，这样滑块在运动的时候摩擦力才不会过大影响滑块在导滑槽里的运动。（3）导滑槽与滑块之间的配合应当留有一定的空隙。（4）导滑槽的材料必须硬度与强度都较高，经过长期磨损也不会产生大的变形或者表面凹凸不平。基于以上要求，为了节约成本，便于加工该模具才型芯固定板上直接开滑槽，用耐磨块加以固定其结构及与滑块的配合如下图所示：图8.6导滑槽配合示意图8.6锁紧块锁紧块也称楔紧块，由于斜导柱通常为直径比较小的杆，而当熔料进入型腔后会对斜导柱有力的作用，有时候这个力会让导柱变形，因此我们需要一块楔紧块对滑块在合模状态下进行压制，同时起到保护斜导柱的作用。楔紧块的斜角对于设计来说是一个比较重要的参数，一个合理的斜角能使开模非常迅速，锁紧时能够将滑块压的非常紧，通常我们取α’=α+（2～3）°8.7锁紧块的结构形式锁紧块有多种结构形式，主要有以下几种：（1）将楔紧块与滑块做成一个整体，这样子比较浪费材料，虽然很结实但一旦损坏很难维修，较为浪费；（2）用螺钉固定在板上面，虽然锁紧的力并不是很大，但比较方便灵活，调整起来也很容易；（3）采用T型槽固定并定位在其上面，也是有加工不方便的缺陷，虽然能承受比较大的侧向力，但也不受大家所青睐。本模具设计就是选用第二种形式，其示意图如下：图8.7楔紧块的结构9冷却系统设计我们大家都知道，注射模具温度调节能力与其塑件质量及生产效率是成正比的，温度调剂能力越强，则生产出来的塑件的质量必定要比温度调节能力差的模具生产出来的塑件要好；相反如果温度调节能力比较弱，那么生产出来的制件很有可能会有质量问题甚至沦为废品。因此一个优秀的模具设计必须有一个完整科学的温度调节系统。当模具内部温度过高时，塑件的各项尺寸基本都会发生改变，如果冷却系统足够优秀，则能阻止这一切的发生，但如果设计中没有考虑温度调节系统的话，那么很有可能这一个模具生产出来的全是废品，所以我们必须设计一个温度调控系统，目的就是为了提高制件的质量以及生产效率，针对本次设计，我们需要的调节系统主要是冷却系统，下面将对其进行进一步的设计。9.1冷却系统的设计原则（1）我们知道当型腔表面与水管接触面比较多时，冷却效果比较好，因此我们设计冷却水管时应当使其截面积越大越好；（2）针对散热主要区域应当多布置水路，而一些不需要冷却的地方则尽量少，从而达到最佳冷却效果；（3）在浇口这个地方应该着重增加冷却效果，因为浇口附近温度是最高的，如果不进行冷却容易局部受热导致变形；（4）在一些镶嵌的地方尽量避免冷却水路的经过，一旦漏水则会损坏模具；（5）在设计冷却水路时应当注意平均散热，防止由于局部地方散热过慢或者局部地方散热过快导致塑件温度不一样从而影响质量；（6）冷却管道的设计要注意节约材料，争取全都用到点上不要浪费一寸水管。（7）冷却管道的尺寸不能太大也不能太小，太小了起不到冷却效果，太大了则影响模具的清洗以及增加模具的造价。温度调节对塑件质量的影响（1）模具如果温度太高的话，那么成性收缩率会变大，塑件的尺寸也随之变大，而且很有可能使得熔料流出型腔；（2）如果温度太低的话，熔料的整体流动速度太慢，当流到指定位置时很有可能已经开始冷却了，不能填充满整个型腔，从而导致制件形状与尺寸不规则；（3）只有在温度适中，流速适中的情况下才能制造出优秀的制品。对温度调节系统的要求（1）根据我们要加工的塑件，考虑其材料结构等各方面因素，首先确定温度调节系统是要加热还是冷却；（2）整个模具的温度应该越均匀越好，在恒定均匀模温下制件的质量是最高的；（3）在冷却水管中，水的流速应该不要太快，但是流量是越大越好；冷却装置的设计要点（1）在冷却装置中，冷却水孔越多越好，越能起到冷却的作用；（2）水流管道最好与型腔等需要冷却的零件平行，这样有利于平均散热；（3）对于一些比较关键的部位应该着重进行冷却，比如浇口这些地方；（4）冷却系统要注意密封检查气密性；（5）水管中的水最好成湍流状态，这种冷却效果最好；（6）水管接头的位置最好设置在模具一侧，也就是注塑机的后面；（7）根据模具的不同要灵活改变冷却管道的形状及水路；（8）在能达到冷却效果的前提下尽量节约材料反对铺张浪费。9.5冷却系统设计计算9.5.1冷却水的体积流量根据能量守恒定律我们可以得出塑料熔体凝固释放的热量与冷却水降低的热量应该是相等的，即有：（9-1）式中：W：磨具内的塑料质量；Q1：凝固所放出的热量；冷却水的密度1000KG/M3；冷却水出口温度25C；冷却水入口温度20C；冷却水的比热容4.187KJ/(KG*C)[14]。9.5.2冷却水管直径为了提高冷却系统的热交换率，应当使水流处于端流状态，根据经验取水管直径为6毫米根据模具的形状为上下开模，因此需要比较多的冷却管道，所以我们这次设计设计4条冷却管道，其中上模有两条，下模有两条。在结构上是对称的，有利于均匀散热。9.5.3冷却水道的结构从上面分析我们已经知道我们是要为四通管注塑模设计冷却管道，且管道直径为六毫米，取上下共四条水管，因此得出其3d图如下：图9.1冷却水道结构图10其它结构零部件的设计本次设计的其他零部件参数如下，均是标准件，是通过查阅课本得来的：定模座板350×450×30，定模板350×400×70，动模板350×400×100，动模座板350×400×30，垫块63×400×100，推板220×400×25，推板固定板220×400×20，总厚640mm。10.1各零部件的简单介绍（1）动模座板和定模座板：前者是动模的基座，后者是定模的基座，基本上动模与定模上所以的零件都安装在上面，因此座板的厚度必须有保障；（2）动模板和定模板：也可以称为固定板，作用是固定凹模、凸模、导柱、导套等，因此也应当有足够的厚度（3）支承板：是垫在固定板下面的板块，主要是防止零件的脱落，同时承受开合模带来的压力；（4）垫块：一个模具中所以垫块的高度应该都是一样的，它的作用主要是调节高度以及为推出装置提供空间（5）定位螺钉：主要起定位切合作用10.2开模行程的效核每台注塑机都有其特定的开模行程，我们此次设计的开模行程是300mm，而我们设计的模具它的开模距离绝对不能超过它的注塑机的最大开模行程，：S≥H1+H2+（5～10）(mm)（10-1）式中：S：:为开模行程,此注射机中为300mm；H1：为本模具开模以后两个凹模的移动距离，本模具为23mm；H2：整个塑件制品加上它的其他成型零件的总纵向尺寸，本模具中为77mm；通过校核可以知道这次设计开模行程是在合理范围内的，因此设计中，选择的注塑机型号合格。。11小结从那天在曹老师那里拿到我的毕业设计任务书起，我开始了我的毕业设计的制作周期，刚开始的时候我有很多不懂，因为没有上过注塑模这门课，我感觉上手的时候压力好大，好多基本的概念都不懂，于是我只能去图书馆查阅书籍，并向一些有选了这门课的同学请教，期间我们国防生还去了部队当兵锻炼两个月，毕业设计也是中断了两个月，从四月八号回来后我加紧进度投入了所有的精力在里面，终于外螺纹液压管接头四通管注塑模设计算是基本完成了。现在回头想想这一次的毕业设计应该说是我大学四年以来工作量最大，投入精力与时间也最大的一项工程了，回顾这个毕业设计周期，我也对我的这次设计过程做一个小小的总结，大概有下面几个方面：对于大一到大三所学专业基础课以及专业课的掌握非常不牢固。我记得有一天我要画装配图的时候，想制作明细表，怎么样也找不到那个生成表格的按键，最后还是在同