四层电梯设计及底座盖的模具设计毕业论文

四层电梯设计目录摘要……………3Abstract……………4前言…………………5一、绪论……………61.1可编程控制器简介……………61.1.1可编程控制器的定义…………61.1.2S7-200MicroPLC的概述…………………61.1.3可编程控制器的工作原理…………………61.1.4编程控制器与其它工业比较…………………81.2变频器简介……………………81.2.1变频器的定义…………………81.2.2变频器的工作原理…………91.2.3变频器面板按钮功能…………91.3传感器简介………………………101.3.1传感器的定义………………101.3.2传感器的分类………………10二、四层电梯控制系统设计方案论证……112.1设计方案比较……………………112.2可编程控制器（PLC）的的选择……………112.3变频器的选择……………………11三、硬件设计…………………133.1系框图……………133.2变频器的参数设置………………133.3减速及平层控制…………………143.4电梯机房里的主要部件…………153.5电梯井道里的主要部件…………163.6轿厢上的主要部件………………163.7电梯层门口的主要部件…………173.8电梯的安全保护环节……………173.9电梯控制系统操作过程…………183.10电梯控制系统实现的功………18四、软件设计…………………204.1I/O(输入/输出)端口分配………204.2外部接线图………………………204.3梯形图……………224.4梯形图控制分析…………………22设计心得…………24参考文献…………26附件摘 要随着科学技术的发展，我国的电梯生产技术得到了迅速发展。随着自动控制理论与微电子技术的发展、电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电器控制系统、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐步被淘汰，微机控制系统虽智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期较短等优点，备受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。【关键词】:电梯PLC继电器AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,ourcountry'selevatorproductiontechnologyhasbeendevelopingrapidly.Alongwiththeautomaticcontroltheoryandmicroelectronictechnology'sdevelopment,elevatordraggingwayandthecontrolmethodhashadtheverybigchange,ACspeedregulationisthecurrentelevatordraggingmaindevelopmentdirection.Theelevatorcontrolsystemmainlyhasthreecontrolmodes:therelaycontrolsystem,PLCcontrolsystem,microcomputercontrolsystem.Relaycontrolsystemduetothehighfailurerate,poorreliability,controlmodeisnotflexibleandlargepowerconsumptionandothershortcomings,hasgraduallybeeneliminated,althoughthemicrocomputercontrolsystemofintelligentcontrolhasstrongfunction,butalsohastheimmunity,thecomplicateddesignsystem,generalmaintenancepersonneltomasterthetechnicaldefectrepair.PLCcontrolsystemwithhighreliability,convenientrepairanduse,stronganti-interference,designanddebuggingcycleisshortandotheradvantages,hasattractedpeopleattentionandotheradvantages,hasbecomepresentinelevatorcontrolsystemusedinmostcontrolmode.【Keywords】Elevator；PLC；Relay前 言四层电梯设计采用西门子S7-200控制，利用软件实现对电梯运行自动控制，大大提高了电梯的可靠性、安全性、快捷性，另外节省了大量外部接线，简化了控制系统结构。另外可以方便的增加或改变控制功能，并便于检修。本设计系从第一章介绍PLC、变频器、传感器开始，先概要的介绍了PLC概念和工作方式，变频器和传感器概念、工作原理以及分类。第二章通过比较设计方案，确定设计方案。第三章合理设置变频器参数，提高运行过程中电梯带来的舒适感，设置电梯井道、轿厢内、电梯层门口的各个部件，设置保障电梯运行时安全保护环节，达到电梯运行安全第一。第四章确定输入输出端口，设计PLC外部接线图，编写梯形图，对梯形图网络解释说明。

一、绪论1.1可编程控制器简介1.1.1可编程控制器的定义PLC英文全称ProgrammableLogicController，中文全称为可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境中而设计的。它采用一类可编程的控制器，用于其内部存储程序执行逻辑运算，顺序控制，定时，技术与运算操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。1.1.2S7-200MicroPLC的概述S7-200系列是一类可编程逻辑控制器(MicroPLC)。这一系列产品可以满足多种多样自动化控制需要，（如图1.1.2）展示一台S7-200MicroPLC。由于具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令，使得S7-200可以近乎完美地满足小规模的控制要求。此外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。图1.1.2西门子PLCS7-200外部结构1.1.3可编程控制器的工作原理（一）PLC的工作方式PLC虽然以微处理器为核心，具有微型计算机的许多特点，但它的工作方式却与微型计算机有很大的不同，微型计算机一般采用等待命令或中断的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式，当有按键按下或I/O动作，则转入相应的子程序或中断服务程序，无按键按下，则继续扫描等待。PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行对。当PLC运行时，CPU根据用具按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第一条指令开始，逐条顺序执行用户的程序直到程序结束。然后重新返回第一条指令，在开始下一次扫描；如此周而复始。实际上PLC扫描工作除了执行用户程序外，还要完成其他工作，整个工作过程分为自诊断。通讯服务、输入处理、输出处理、程序执行五个阶段。(1)自诊断每次扫描用户程序之前，都先执行故障自诊断程序。自诊断内容包括I/O部分、存储器、CPU等，并通过CPU设置定时器来监视每次扫描是否超过规定的时间，如果发现异常，则停机并显示出错，若自诊断正常，则继续向下扫描。(2)通讯服务PLC检查是否有与编程器、计算机等的通讯要求，若有则惊醒相应处理。(3)输入处理PLC在输入刷新阶段，首先以扫描方式按顺序从输入缩存器中写入所有输入端子的状态或数据，并将其存入内存中为其专门开辟的暂存区—输入状态映像区中，这一过程称为输入采样，或是如刷新，随后关闭输入端口，进入程序执行阶段，即使输入端有变化，输入映像区的内容也不会改变，变化的输入信号的状态只能在下一个扫描周期的输入刷新阶段被读入。输出处理同输入状态映像区一样，PLC内存中也有一块专门的区域称为输出状态映像区，当程序的所有指令执行完毕，输出状态映像区中所有输出继电器的状态就在CPU的控制下被一次集中送至输出锁存器中，并通过一定的输出方式输出，推动外部的相应执行器件工作，这就是PLC输出刷新阶段。(5)程序执行PLC在程序执行阶段，按用户程序顺序扫描执行每条指令。从输入状态映像区独处输入信号的状态，经过相应的运算处理等，将结果写入输出状态映像区。通常将自诊断和通讯服务合称为监视服务。输入刷新和输出刷新称为I/O刷新。可以看出，PLC在一个扫描周期内，对输入状态的扫描只是在输入采样阶段进行，对输出赋的值也只有在输出刷新阶段才能被送出，而在程序执行阶段输入、输出会被封锁。这种方式称做集中采样、集中输出。（二）扫描周期扫描周期即完成一次扫描（I/O刷新、程序执行和监视服务）所需要的时间，有PLC的工作过程可知，一个完整的扫描周期T应为：T=（输入一点时间*输入点数）+（运算速度*程序步数）+（输出一点时间*输出点数）+监视服务时间扫描周期的长短主要取决于三个要素：一时CPU执行指令的速度；二是每条指令占用的时间；三是执行指令条数的多少，即用户程序的长度。扫描周期越长，系统的响应速度越慢。现在厂家生产的基型PLC的一个扫描周期大约为10ms，这对于一般的控制系统来说完全是允许的，不但不会造成影响，反而可以增强系统的抗干扰能力，这是因为输入采样仅在输入刷新阶段进行。PLC在一个工作周期的大部分时间里实际上是与外设隔离的，而工业现场的干扰常常是脉冲式的，短期的，由于系统响应慢，往往要几个扫描周期才相应一次，多次扫描因瞬时干扰而引起的误动作将会大大减少，从而提高了系统的抗干扰能力。但是对控制时间要求较严格、相应速度要求较快的系统，就需要精心编制程序，必要时还需要采取一些特殊功能，以减少因扫描周期造成的影响带来的不良影响。1.1.4编程控制器与其它工业比较基于PLC控制的电梯自动控制管理系统，PLC就物理结构来说有丰富的输入输出端，而从PLC的逻辑结构来看，内部有许多软元件，如输入输出继电器、辅助继电器、状态器、计数器、计时器和数据寄存器及器件所对应的常开常闭接点，方便对电梯上下、召唤信号自动定位、召唤信号自动排序、楼层显示、欠压保护、短路保护、过载保护等；大所数PLC的编程方式都用梯形图编程、指令表编程和顺序功能图（SFC）编程，特别是梯形图编程方式，方便编写，直观易懂，容易修改。除了运用基本指令可以完成大量工作，功能指令的扩展更为系统开发、调试和维护带来许多便利，本文以梯形图编程方式设计四层电梯自动控制系统，无论从设计到功能分析都是极为方便的。可编程控制器的原理是在确立了工作任务，装入了专用程序后成为一种专用机，它采用循环扫描工作方式，系统工作管理及应用程序执行都是按循环扫描方式完成的。一次循环可分五个阶段，分别为内部处理阶段、通信服务阶段、输入处理阶段、程序执行阶段、输出处理阶段。1.2变频器简介1.2.1变频器的定义变频器（如图1.2.1）是利用电力半导体期间的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电动机的启动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。图1.2.1西门子MM440变频器示意图1.2.2变频器的工作原理：主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变化为直流功率的“整流器”，吸收在变流其和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。1.2.3变频器面板按钮功能（如图1.2.2）:图1.2.2变频器控制面板示意图按键1:改变电动机的转动方向；按键2:启动变频器；按键3:停止变频器；按键4:电动机点动；按键5:访问参数；按键6:减小数值：减小面板上显示的参数数值；按键7:增加数值：增加面板上显示的参数数值；按键8:功能:变频器运行过程中,在显示任何一个参数时按下此键并保持2秒钟,将显示直流回路电压、输出电流、输出频率、输出电压、由P0005选定的数值。1.3传感器简介1.3.1传感器的定义：传感器（如图1.3.1）是能感受规定的被测量并按照一定规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。图1.3.1压力传感器1.3.2传感器的分类：（1）按被测量原理分类：可分为位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、压力、流量、流速等传感器。（2）按测量原理分类：可分为电阻、电容、电感、光栅、热电偶、超声波、激光、红外、光导纤维等传感器。（3）按传感器转换能量供给形式分类：可分为能量变换型（发电型）和能量控制型（参量型）两种。二、四层电梯控制系统设计方案论证2.1设计方案比较电梯控制方式主要分为三种，分别是继电器控制方式、微机控制方式和可编程控制器（PLC）控制方式，由于继电器控制存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短的缺陷现在已逐渐被淘汰，微机控制可靠性差故也不多采用，而PLC控制采用一种巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作。又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等是它本身系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，因此，它比继电器控制有明显的优越性，比微机控制有明显的可靠性，自动化水平更高。综上所述PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、优越性和实用性的控制方式，它更适合用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术，所以本次课程设计采用可编程控制器(PLC)作为控制方式。2.2可编程控制器（PLC）的选择目前市场是可编程控制器种类繁多，有西门子的、三菱的、欧姆龙的等。同一品牌的可编程控制器也有很多类型，仅西门子就S7-200/S7-300/S7-400这三个系列。结合自身学习特点，在学习期间接触西门子s7-200的时间比较长，熟悉s7-200的各种功能指令，可以熟练利用s7-200各种功能指令编程。结合PLCs7-200本身具有的：模块结构、可靠性好、多功能性、易编程性等特点，本次课题设计需要输入端口26个，输出端口11个。故设计中选用西门子PLCS7-200CPU224。2.3变频器的选择电梯的调速要求除了一般工业控制的静态、动态性能外，他的舒适度指标往往是选择的一项重要内容。本设计中拖动调速系统的关键在于保证电梯按理想的给定速度曲线运行以改善电梯运行的舒适度。由于西门子MM440变频器具有：(1)调试简单；（2）模块化的结构，配置灵活性最大；（3）6个可编程，带隔离的数字输入；（4）2个可表定的模拟输入（0V至10V，0mA至20mA），它们也可作为第7和第8个数字输入；（5）2个可编程的模拟输出（0mA至20mA）；（6）3个完全可编程的继电器输出（30V直流/5A，阻性负载；250V交流/2A，感性负载）；（7）当使用较高的开关频率时，电机可以低噪音运行（在开关频率较高情况下，要降格使用）（8）完善的变频器和电动机保护功能。所以本次课题设计采用西门子MM440变频器。三、硬件设计3.1系统框图（1）控制系统框图（如图3.1.1）图3.1.1控制系统框图（2）系统结构图（如图3.1.2）图3.1.2系统结构图3.2变频器参数设置参数设置原则(如表3.2)：为减小启动冲击及增加调速的舒适感，其斜坡上升时间和斜坡下降时间应当长一些(如图3.2.1时间t（s）/f（Hz）曲线)；为了提高运行效率，快车频率应选为工频，而爬行频率要尽可能低些，以减小停车冲击；零速一般设置为Oft，带速抱闸将影响舒适感；表3.2变频器参数设置图3.2.1时间t（s）/f（Hz）曲线3.3减速及平层控制电梯的工作特点是频繁启制动,为了提高工作效率、改善舒适感，要求电梯能平滑减速至速度为零时，准确平层，即“无速停车包闸”，不要出现爬行现象或低速抱闸,即直接停止,要做到这一点是要准确发出减速信号,在接近层楼面时按距离精确的自动矫正速度给定曲线。本设计采用旋转编码器检测轿厢位置，只要电梯运行，计数器就可以精确地确定走过的距离，达到与减速点相应的预制数时即可发出减速命令。3.4电梯机房里的主要部件（如图3.4）图3.4电梯构架图1.拽引机(1)驱动电动机：交流梯专用的双速电动机制动器：在电梯上通常采用双瓦块常闭式电磁制动器。电梯停止或电源断电情况下制动抱闸，以保证电梯不致移动。(2)减速箱：涡轮蜗杆减速箱。(3)拽引轮：拽引机上的绳轮称为拽引轮。两端借助拽引钢丝绳分别悬挂轿厢和对重，并依靠拽引钢丝绳与拽引轮绳槽间的静摩擦力来实现电梯轿厢的升降(4)导向轮或复绕轮（导向轮又称抗绳轮）：因为电梯轿厢尺寸一般都比较大，所以轿厢悬挂中心和对重悬挂中心间的距离往往大于设计上所允许的拽引轮直径。因此对一般电梯而言，通常要设置导向轮，以保证两股向下的拽引钢丝绳之间的距离等于或接近轿厢悬挂中心和对重悬挂中心间的距离。对于复绕的无齿轮电梯而言，改变复绕轮的位置同样可以达到上述目的。2.限速器：当轿厢运行速度达到限定值时，能发出电信号并产生机械动作的安全装置3.控制柜：各种电子元器件和电气元器件安装在一个防护用的柜形结构内，按预定程序控制轿厢运行的电控设备。4.电源开关、照明开关5．选层器、极限开关。机械楼层指示器、发电机组等部件3.5电梯井道里的主要部件（如图3.5）1.轿厢：轿厢是电梯的主要部件，是容纳乘客或货物的装置。2.导轨：供轿厢和对重在升降运行中起导向作用的组件。3.对重装置：设置在井道中，由拽引钢丝绳经拽引轮与轿厢连接，在运行过程中起平衡作用的装置。4．缓冲器：当轿厢超过下线位置时，用来吸收轿厢或对重装置所产生动能的制停安全装置。缓冲器一般设置在井道低坑上。5.限位开关：该装置是可以装载轿厢上，也可以装在电梯井道上端站和下端站附近，当轿厢运行超过端站时，用于切断控制电源的安全装置。6.接线盒：固定在井道壁上，包括井道中间接线盒及各层站接线盒。7.控制电缆：电缆两端分别与井道中间接线盒和轿内操作箱连接。8.补偿链或补偿绳：用于补偿电梯在升、降过程中由于拽引钢丝绳在拽引轮两边的重量变化。9.平层感应器或井道传感器：在平层区内，使轿厢地坎与厅门地坎自动准确对准的装置。3.6轿厢上的主要部件1．操作箱：装载轿厢内靠近轿厢门附近。用指令开关、按钮或手柄等操作轿厢运行的电气装置。2.轿内指层灯：设置于轿厢内，客梯一般装在轿门上方，货梯一般装在轿厢侧壁，用以显示电梯运行位置和运行方向的装置。3.自动门机：装于轿厢顶的前部，以小型的交流、直流、变频电动机为动力的自动门开关轿门和厅门的装置。4.安全触板（光电装置）：设置在层门轿门之间，在层门、轿门关闭过程中，当有乘客或障碍物触及时，门立刻停止并返回开启的安全装置。5.轿门：设置在轿厢入口的门。6.称重装置：能检测轿厢内的负载变化状态，并发出信号的装置，适用于乘客或货物电梯等。7.安全钳：由于限速器作用而引起动作，迫使轿厢或对重装置制停在导轨上，同时切断控制回路的安全装置。8.导靴：设置在轿厢架和对重装置上，使轿厢和对重装置沿着导轨运行的装置。9.其他部件：轿顶安全窗、光电保护、超载装置、邻梯指示等部件，要视电梯规格、型号、种类及客户要求而设置。3.7电梯层门口的主要部件1.层门：设置在层站入口的封闭门。2.层门门锁：设置在层门内侧，门关闭后，将门锁紧，同时接通控制回路，轿厢可运行的机电联锁安全装置。3.楼层指示灯；设置在层站层门上方或一侧，用以显示轿厢运行层站位置和方向的装置。4.层门方向指示灯：设置在层站层门上方或一侧，用以显示轿厢欲运行方向并装有到站音响机构的装置。5.呼梯盒：设置在层站门侧，当乘客按下需要的召唤按钮时，在轿厢内即可显示或登记，令电梯运行停靠在召唤层站的装置。6.电梯门侧壁上装有压力传感器，当电梯在关门时施加一定压力，梯门从新打开。3.8电梯的安全保护环节(一)断绳与超速保护；(二)轿门与层门锁保护；(三)安全电路保护；(四)梯门入口安全保护；(五)上、下端站的强迫减速保护；(六)上、下方向限位保护及终端保护；（七）缺相、错相保护；（八）电梯电气控制系统中的短路保护；（九）拽引电动机（交流原动机、主变压器）的过载保护；（十）电动机运转时间限制保护；（十一）紧急停止保护；（十二）轿厢上行超速保护；3.9电梯控制系统操作过程(1)按动召唤按钮,电梯牵引机启动到达召唤层停止、响铃、电梯门和轿厢门同时打开。(2)人进入轿厢，超重保护没有报警。(3)电梯门开的同时计时器开始计时5秒钟,5秒钟到电梯门和轿厢门自动关闭。(4)按动选层键,电梯牵引机启动到达选择层停止、响铃、电梯门和轿厢门同时打开。(5)电梯门打开的同时计时器开始计时5秒钟，5秒钟到电梯门和轿厢门自动关闭。(6)当电梯行驶过程中收到正向召唤信号,则到达召唤楼层时停止,接收到反向召唤信号,电梯继续执行当前信号,在顺向信号执行完毕后执行反向信号,执行过程中自动相应最近的信号。(7)电梯门和轿厢门设有压力传感器,当受到一定推力时,门自动返回计时5秒后重新关闭。3.10电梯控制系统实现的功能1.电梯内外当前楼层显示；2.各层厅外召唤按钮；3.轿厢内楼层选择指令键；4.一台交流电动机拽引轿厢上升和下降；5．待客召唤自动开门，当电梯在某层时，按下召唤信号自动开门；6．感到压力及时自动重新开关门；7.到站有自动响铃提示并自动开门经5秒自动关门；8.指令记忆，当轿厢接收多个指令后，电梯能按顺序自动停靠车门，并自动选择最佳运行方向；9.自动定向功能，当轿厢接收多个指令时，按照先入为主原则，自动确定运行方向；10.呼梯记忆和顺向截梯功能，当电梯运行时，遇到顺向召唤信号能停靠应答；11.自动换向功能，当电梯运行到顶层或最底层时，能自动换向运行；12.自动关门待客功能，当电梯全部完成轿厢内指令，又无厅外召唤信号时，电梯能自动关门停在原位待客。四、软件设计4.1I/O(输入/输出)端口分配根据控制要求I/O端口分布（如图4.1）图4.1输入输出端口分配

CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为I/O接口，而后者则被称为存储器接口。存储器通常在CPU的同步控制下工作，接口电路比较简单；而I/O设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同。4.2外部接线图（如图4.2）根据I/O端口设计外部接线图图4.2外部接线图4.3梯形图（见附录）4.4梯形图控制分析网络1至网络6：当按下召唤按钮I0.0、I0.1、I0.2、I0.3时，对应辅助继电器，M0.0、M0.1和M0.2、M0.3和M0.4、M0.5得电，如果轿厢在呼叫层上方M0.0、M0.1、M0.3接通电梯下行输出Q0.1，反之M0.2、M0.4、M0.5接通电梯上行输出,当电梯开门时,才能将当前呼梯信号清除,只有当前信号有效,轿厢到达时,才能自动开。当有多个呼梯信号同时发生，根据轿厢位置，利用时间继电器，管理轿厢上行或者下行，例如轿厢在二层，一层、三层和四层同时有呼梯，轿厢先去三层四层，最后去一层。网络7至网络网络18：当按下选层按钮，如果是向上辅助继电器M0.6、M0.7、M1.0、M1.2、M1.3、M1.6接通电梯上行输出，电梯上行；反之M1.1、M1.4、M1.5、M1.7、M2.0、M2.1接通电梯下行输出，电梯下行。网络19至网络24:利用时间继电器，将多个同时呼梯信号排序，如果轿厢在三层，这时一层、二层和四层同时有呼梯，通过网络22辅助继电器M2.5先断开网络1的M0.0和网络6的M0.5，然后分别利用时间继电器T41定时1秒、T42定时2秒接通M0.0和M0.5。使轿厢先去二层再去一层最后去四层。网络25至网络30：当有多个选层信号时，分别利用定时继电器将信号延时输入,起到对选层信号智能逐一执行的作用。例如网络25如果轿厢在二层当去一层、三层/四层时按下时，利用辅助继电器M3.4先断开网络M1.3和网络M1.4输入，利用定时器T46延时5秒钟接通M1.2和M1.3，使轿厢先去一层。网络31至网络38：当轿厢运行时正好有顺向呼梯信号，电梯运行到呼梯层停止并开门接客，然后继续运行。网络39至网络40为电梯上行和下行输出。上行和下行互锁，都设有开门、关门、故障、开门限位保护。网络41至网络45为电梯开门输出，碰到开门限位开关I2.4时电梯停止开门。网络45设有电梯门侧压力传感器输入I1.3，当侧门感受到一定压力时重新将门打开。Q0.4是电铃，与开门输出并联，当门开时电铃同时响。网络46至网络47是电梯关门过程，当门碰到极限开关I2.4时停止开门，并接通定时器T45定时5秒钟，T45接通关门输出Q0.3，电梯门自动关闭，当碰到关门限位开关I2.5时断开关门输出Q0.3，电梯停止关门。9.网络48为电梯的安全保护输入，当任何一个元器件发生故障时，Q1.1会立即被接通得电，并通过Q1.1的常闭触点断开电梯所有的输入输出，使电梯立即停止运行。10.网络49是电梯超载保护输入，当电梯超载时发出警告信号，并断开关门输出。当超载解除时继续执行关门输出。11.网络50至网络53是电梯运行显示指示信号输出，用于显示轿厢当前所在楼层。设计心得这次毕业设计从开始到结束用力一个多月的时间，非常高兴能够圆满完成。通过设计由最初对电梯工作过程一窍不通到自己独立设计，渐渐明白了利用PLC就可以实现控制电梯复杂的运行。在本次设计中学到最多的是电梯的控制过程，比如说当有多个呼层指令发出时，电梯会根据自己的位置最先响应距离自己最近的信号，当运行时再有呼梯信号进来，就先完成当前任务，如果这个呼梯信号在运行方向前方，则到达呼叫层停止，然后再继续运行，实现了控制过程的智能化。节省了电能消耗，在一定程度上保护了环境。设计中用到了PLC、变频器、压力传感器，通过对PLC为中心编程控制电梯整个运行过程，为了使电梯可靠安全运行，加入了多种保护开关，如拽引机超载保护防止电梯超载，梯门入口安全保护防止关门过程中有东西被夹到，为了让人即使了解电梯运行状况电梯装有楼层显示器、超载报警、电梯到达电铃响铃。通过变频器变频调速，电梯在平层时轿厢速度逐渐减小，并利用“无速停车抱闸”控制方法停止电梯，启动时缓慢启动，使人不感到眩晕、振动大大提高了乘坐电梯的舒适度和安全系数。压力传感器主要用在电梯门侧主要作用是收到压力时及时打开门防止东西被夹到。刚开始在设计电梯召唤信号时用了两个按钮，即上楼呼梯和下楼呼梯，但后来感觉这样和在轿厢内选层有所重复，并且大大增加编程难度，所以省略了厅外两个召唤信号，改用一个召唤信号，上下楼选层在轿厢内选择，这样也极大的方便了不清楚要去楼层在上还是在下的用户。设计中用到了变频器这一新时代的产物，由于对变频器的学习几乎没有，所以在图书馆、网上找了许多资料，勉强了解了变频器一些基础知识，但也足够本次设计用了。本次设计对我们是一个很大的考验，也是一个很大的学习机会，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心。原来在我们身边还有许多能够用我们所学的专业知识来解决的问题，这使得我对我学的专业越来越喜欢，并且从理论结合实际中，我可以学到更多。所以这次的课程设计虽然艰难也学到了很多。我也明白了，设计必须建立在实际的基础上。以后要更努力的学习，提高自己。也要多多运用自己所学的知识来运用的实际中，解决实际问题。设计至此，算是告一段落。这次设计要感谢我的设计指导老师游老师，每次遇到问题游老师都会详细帮我分析问题，引导我找到解决问题的方法。在这里衷心的对游老师说声：游老师您辛苦了！还要感谢学校给了我一个上大学的机会，使我学到了很多有用的知识。还要感谢我的从大学教过我的每位老师。最后祝愿我们学校以后发展的越来越好！祝愿每位老师身体健康，工作顺利！参考文献：[1]赵光.西门子S7-200系列PLC应用实例详解.北京：化学工业出版社，2010.25-69[2]杨后川.西门子S7-200PLC应用100例.北京：电子工业出版社，2009.12-40[3]白娟娟郭军.PLC技术应用.北京：北京理工大学出版社，2010.60-69[4]何峰峰.电梯基本原理及安装维修全书.北京：机械工业出版社，2009.58-80[5]王占福谢丽萍.高性能变频调速及其典型控制系统.北京:人民邮电出版社,2010.58-95底座盖的模具设计毕业论文摘要本课题主要是针对底座盖的模具设计，底座盖具有重量轻、易清洁、耐腐蚀老化、强度高、使用寿命长，制作方便、价格低廉等特点。通过对塑件进行工艺的分析和比较，最终设计出一幅注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。塑件制品具有原料来源丰富，价格低廉，性能优良等特点。它在电脑。手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的地位。应用极其广泛。注塑成型是形成热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热融化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，是熔体通过喷嘴以高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。依据产品的数量和塑料的工艺性能确定塑件采用这塑成型发生产。该产品设计为大批量生产，故设计的模具要具有较高的注塑效率，脱模系统要能够自动脱模，此外，为抱证塑件表面质量采用侧浇口，因此选用单分型面注射模，侧浇口自动脱模机构。模具的型腔采用一模两腔平衡布置，浇注系统采用侧浇成形，推出形式为顶杆顶出采用十二顶杆顶出机构完成塑件的顶出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了。本次设计中不仅参考了大量纸质文献，而且在互联网上查阅资料，设计过程比较完整。关键词：单分型面注射模侧抽机构硬聚氯目录摘要 I前言 11对塑料成型模具的认识 21.1 模具在加工工业中的地位 21.2 模具的发展趋势 22原始资料分析 52．1塑件的工艺分析 52.2插座盖原料（PC）的成型特性与工艺参数 62.3塑件的结构工艺性 6（1）塑件的尺寸精度分析 6（2）塑件的表面质量分析 7（3）塑件的结构工艺性分析 7（4）塑件的生产批量 72.4注射机的选择 73分型面及浇注系统的设计 103.1分型面的选择 103.2浇注系统的设计 11主流道和定位环的设计 12分流道设计 13浇口的设计 14冷料穴的设计 154模具设计方案论证 164.1型腔布置 164.2成型零件的结构确定 164.3导向定位机构设计 164.4推出机构设计 174.5冷却系统设计 174.6模具加热系统的设计 184.7侧抽芯的设计 184.8温度调节西东的设计 195主要零部件的设计计算 215.1成型零件的成型尺寸 215.2模具型腔壁厚的确定 215.3推出机构的设计 225.4标注模架的确定 226成型设备的校核计算 236.1锁模力的校核 236.2安装尺寸的校核 236.3推出机构校核 236.4开模行程的校核 237模具的安装 257.1模具的装配顺序 257.2模具的维护 26设计总结 27致谢 28参考文献 29PAGE34前言随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中国民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的主要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就是把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化程度高、长寿命、精密模具在模具产量中所占比例越来越大。注塑成型模具就是讲塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。本次毕业设计的主要任务是插座盖注塑模具的设计。也就是设计一幅注塑模具来生产插座盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对插座盖的机体结构，通过此次设计，使我我对侧浇口单分型面模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构(成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统)有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。本次设计中得到了林老师的指点。同时也非常感谢林老师的精心教诲。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。1对塑料成型模具的认识模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面能满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便;从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制品的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，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是，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽量可能的采用结构合理而简单地模具，以降低成本。现代里生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺的要求、塑件制品的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是一幕剧的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具业提出了啦越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。模具的发展趋势近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平级比例。这是由于塑料膜成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因生产率要求而发展的一模多腔所致。在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格降低到中小型企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及和应用提供了条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑件制品及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高要注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产效率和质量，并能大幅度的节省塑料制品的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制定热流道元器件的国检标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和加点行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型币传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用语较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面有利于塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具业非常重要。开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多种品种、少批量的生产方式。提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具的质量和降低模具的制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制定统一的国家标准，并严格按标准生产：其次要逐步形成生产规模，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再此是要进一步增加标准件的规格品种。应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。研究和应用模具的高速测量技术和逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实验逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、脸颊的检测设备是实现逆向工程的必要前提。设计在学习模具制造中的作用通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中的模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检查上学期所学的知识。2原始资料分析2．1塑件的工艺分析塑件成型工艺分析如图1.1所示图1.1插座盖熟读塑件图样，在脑海中建立清晰的塑件三维形状，插座的形状简单，顶部带有五个插孔，在保证孔间距和孔的形状是给模具的加工带来了很大的难度。外壳注射材料首先选用PC.我们必须很好地保证插座盖壁厚的均匀，譬如在注射成型过程中因为壁厚的不均匀造成了收缩率的不一致，这样就只能通过有效地控制模具温度来调节收缩率。2.2插座盖原料（PC）的成型特性与工艺参数PC化学名称聚碳酸酯，是一种高性能工程塑料，广泛应用于AV加点，OA机器、汽车标牌、显示器等产品之上。其优良的透明性能适于印刷加工之外，作为有高度耐热性能的功能材料，还能满足各种工业领域更高的规格要求。而且他是工程塑料片材，拥有多样的厚度，外观、色彩，可以生产出附加值更高的产品。优良的耐热性能，热变形温度135℃，适合设计规格100℃以上要求的高温部件。优良的加工性能，可以进行印刷、冲孔、真空成型、胶合粘贴、弯曲等多样加工优良的透明度总光通量大90%，拥有有机玻璃、PVC数倍的抗冲击性，可用于其它材料不适用的部件或者大面积要求的产品。多彩的外观和色调，外观上，光面之外，还有中砂，哑光等；色调上有各种颜色。可以提供卷材、片材之外，还有与连续印刷、连续成型匹配的卷材。收缩率：0.4-0.7%熔融温度：230-275°成型温度：138-160°比重：0.902-0.906成型压力：3.4-1.4Mpa流比长:100-200结晶性：半结晶性射速：高速注射。2.3塑件的结构工艺性（1）塑件的尺寸精度分析该塑件尺寸均为未标注公差的自由尺寸，可按MT5查取有关尺寸公差。下表所列为塑件主要尺寸的公差要求。部件塑件标注尺寸塑件尺寸公差外部尺寸10-0.1020-0.1060-0.12850-0.87内部尺寸82+0.870（2）塑件的表面质量分析该塑件去要外观光洁、色彩艳丽，不允许有成形斑点和熔接痕，塑件表面粗糙度无特殊要求。（3）塑件的结构工艺性分析eq\o\ac(○,1)从图纸上看，该塑件的外形为四方壳，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。eq\o\ac(○,2)由于该塑件有外凹，所以需考虑侧向分型抽芯装置。eq\o\ac(○,3)为使塑件顺利脱模，可在塑件内部处增设1°-2°的拔模斜角。综上所述，该塑件可采用注塑成型加工。（4）塑件的生产批量该塑件的生产类型是大批量生产，因此在模具设计中要提高宿建德生产率，倾向于采用多型腔、高寿命、自动脱模模具，以便降低生产成本。2.4注射机的选择（1）计算塑件的体积和重量Vg=8905mm3=8.905cm3塑件的质量计算：查有关手册，去PC的密度为ρ=1.03g/cm3,所以塑件的质量为：M=V╳ρ=8.095╳1.03g/cm3=8.34g（2）确定型腔数量由于塑件的孔有尺寸精度要求，不宜采用太多型腔数目，而该塑件的生产批量为大批量生产，为尽量提高生产率，决定采用一模二腔，型腔平衡布置在型腔板两侧，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。（3）确定注塑成型的工艺参数根据以上所计算的结果，可选择设备型号、规格、确定型腔数n、注射机的额定注射量为V，每次的注射量不超过它的80%，即N=(0.8Vb-Vi)/Vg式中n—型腔数；Vi—浇注系统的体积；Vg—塑件体积。估算浇注系统的体积Vi：根据浇注系统初步方案进行估算浇注系统体积。Vi=0.78cm3由于塑件外形较小，且需呀比较简单地抽芯机构，因此采用一模两腔，即n=8.则Vb=(nVg+Vi)/0.8=23.24cm3根据该塑件的结构特点和PC的成型性能，查有关资料初步确定塑件的注射成型工艺参数，见下表：塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容工艺参数内容预热和干燥温度80～90℃成型时间/s注射时间3～5时间2h保压时间15～30料筒温度/℃后段180～200冷却时间15～30中段210～230总周期40～70前段170～190螺杆转速/(r/min)30～60喷嘴温度/℃180～190后处理方法红外线灯烘箱模具温度/℃60～80温度/℃70注射压力/MPa70～90时间/h2～4(4)确定模具温度计冷却方式PC为非半结晶型塑料，流动性中等，壁厚一般，因此在保证顺利脱模的前提下应尽量可能降低模温，以缩短冷却时间，从而提高生产率。所以模具应考虑采用适当的循环水冷却，成型模具温度控制在60～80℃。（5）确定成型设备由于塑件采用注射成型加工，使用一模两腔分布，因此可计算出一次注射成型过程所用塑料量为W=8w+w=209.14g。根据以上一次注射量的分析及考虑到塑件品种、塑件结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸大小等因素，参考设计手册，楚轩SX-ZY-500型螺杆式注射机。记录下SX-ZY-500型螺杆式注射机的主要技术参数，见下表：SX-ZY-500型螺杆式注射机的主要技术参数序号主要技术参数项目参数数值1最大注射量cm35002注射压力/mpa10403锁模力/kn14004动、定模模板最大安装尺寸620x5205最大模具厚度/mm4506最小模具厚度/mm3007最大开模行程/mm5008喷嘴前端球面半径/mm129喷嘴孔直径/mm210定位圈直径/mm1003分型面及浇注系统的设计3.1分型面的选择塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称为分型面。通常有以下原则：分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件留在动模上，由于推出机构通常设置在动模一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利于脱模，如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小获塑胶较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。分型面的选择应有利于保证宿建德外观质量和精度要求。分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具有侧向抽芯，此点需考虑。不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。该塑件为外壳，外形表面质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量，便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处。如图所示:3.2浇注系统的设计浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷却穴组成。在设计浇注系统之间必须确定塑件成型位置，可以采用一模两腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量都有直接的影响，设计时必须按如下原则：型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载二造成溢料现象。型腔和浇口的排列要尽可能的减少模具外形尺寸。系统流道应尽可能短，截面尺寸适当；尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量计压力损失尽可能小。对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。考虑到塑件的外观要求较高，以及一模两腔的布置，PC对剪切速率较为敏感等因素，浇口采用分便加工修整、凝料去除容易且不会再塑件外壁留下痕迹的侧浇口，模具采用单分型面结构两板模，模具制造成本比较容易控制在合理的范围内。浇注系统的设计如图所示：主流道和定位环的设计主流道是塑料熔体进入模具型腔最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模是主流道凝料又能顺利拉出来，主流道德尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要于高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常用高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统连接处能自动剪断。采用带直流道与分流道的侧浇口，为了方便与拉出流道中的凝料，将主流道设计成锥形。如图所示:查资料得到SZY-500型注射机与喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端球面半径SRo=12mm，喷嘴孔直径d=4mm，定位环直径D=100mm。为保证模具主流道与喷嘴的紧密接触，避免溢料，主流道与喷嘴的关系为：SR=SRo+(1～2),d=do+0.5。因此，去主流道球面半径SR=14mm,主流道的小端直径d=4.5mm。为了便于将塑件从主流道中拔出，应将主流道设计成圆锥形，其斜度为2°～4°，计算其大端直径约为10mm；为避免模内压力产生过大，使熔料顺利进入分流道，在主流的哦啊出料端设计R2的圆弧过渡；为补偿在注射机喷嘴冲击力作用下浇口套的变形，将浇口套的长度设计的比模板厚度短0.02mm；浇口套外圆盘轴肩转角半径R宜大一些，取R=3mm，宜免淬火开裂和应力集中。主流道的长度L一般控制在60mm之内，可取L=50.01mm。定位环是安装模具是做定位用的，查资料的SZY-500型螺杆式注射机的定位环直径为100mm,一般定位环高出定模板表面5～10mm。由于浇口套与定位环均属于注射模具的通用件，所以设计者应尽量采用推荐尺寸的浇口套和定位环。分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，其分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比表面积最小（流道表面积与体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，六道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不宜脱模，所以在实际生产中交常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。分流道的设计要点：在保证足够的注塑压力是塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过渡。分流道较长时，在分流道的末端应开设冷却穴。对于此模来说在分流道不必开设冷却穴。分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动定模板上，合模后形成分流道截面形状。分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡。分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少流道凝料的要求出发，应力求缩短。分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注塑速率和分流道长度等因素来确定。因ABS的推荐断面直径为4.5～9.5，部分塑件常用断面尺寸推荐范围。分流道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，同时因考虑加工的方便性。分流到哦应考虑出料的流畅性和制造方便，熔融料的热量损失小，流动阻力小，比表面积小等问题，由于分流道对热损失和流动性提出了较高的要求，采用半圆形的分流道，为了保证外形无浇口痕，浇口前后两端形成较大的压力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔体冷凝速度，保证熔融的塑料不回流，同时可隔断注射压力对型腔内宿建德后续作用，冷却后快速切除。同时它的效果与浇注系统有同样的效果，有利于补塑。本塑件采用半圆形断面的分流道，在两块板模板上，切削容易实现，且比表面积不大，推荐直径为4.5～9.5mm，取6mm,据此，该模具的分流道设计如图所示：浇口的设计浇口又称进料口，是连接分流道和型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部位。其主要作用是：型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面约为分流截面及的0.03～0.09，浇口的长度约为0.5mm～2mm，，浇口具体尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件的质量。浇口位置的选择：浇口位置影视填充型腔的流程最短。这样使压力损失最小，以保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值虽塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。浇口设置应有利于排气和补塑。浇口位置的选择要避免塑件变形。采用侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部留下明显的熔接痕；而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口是应考虑料流的方向，交口的数量多，产生熔接痕的机会多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框型塑件，浇口位置是料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕强度低，会形成明显的接缝。如果浇口位置是料流的流程过短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢流槽，使冷料进入溢流槽。筒形塑件采用环形浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。浇口位置应避免侧面冲击细长型芯或镶件。冷料穴的设计冷料穴位于主流道对面的动模板上，获处于分流道的末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止进入型腔而影响塑件质量，开模是又能将主流道的凝料拉出。冷料穴的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。采用带Z形头拉料杆的拉料穴，如图所示，将其设置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼起开模分型时将凝料从主流道中拉出留在动模一侧，稍微侧向移动便可以取出凝料的作用。如图所示4模具设计方案论证4.1型腔布置对于一模多件的模具型腔布置，在保证浇注系统分流道的流程短、模具结构紧凑、模具能正常工作的前提下，尽可能使模具型腔对称。均衡、取件方便。本模采用一模两腔，型腔平衡布置在型腔板两侧。4.2成型零件的结构确定成型零件直接与高温高压的塑料接触，它的质量直接影响塑件的质量。该塑件的材料为PC工程材料，对表面粗糙度和精度的要求较高，因此要求成型零件有足够的强度、刚度。硬度和耐磨性，应选用优质模具钢制作，还应进行热处理，一般使其具备50～55HRC的硬度。型腔设计采用整体嵌入式凹模，放在定模板一侧，主要是从节省优质模具钢材料、方面热处理、方面日后的更换维修等方面考虑。型芯设计型芯结构设计也应用整体嵌入式，可节省贵重模具钢，减少加工工作量。成型塑件内壁的大型芯装在动模板上。4.3导向定位机构设计导向合模机构对于塑件模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一侧或定模一侧均可，通常导柱设在主型腔周围。如图所示：导向机构的主要作用有：定位。导向和承受一定侧压力。定位作用：为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至于因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，获由于注射机的精度限制，是导柱工作中承受以不定的导向作用。动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而损坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断，对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。由于塑件基本对称且无单向侧压力，所以采用直导柱导向便可满足合模导向及闭模后的定位。导柱要比主型芯高出6～8mm。4.4推出机构设计根据矩形外壳的形状特点，其推出机构可采用推杆推出。其中推杆推出机构可靠、顶出力均匀，不影响塑件的外观质量，但制造困难，成本高；推杆推出结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件内部留下顶出痕迹，但不影响塑件外观，所以采用推杆推出机构。如图所示：4.5冷却系统设计该模具的凹模冷却是在定模板上开出冷却水道，采用冷却水道进行单向冷却型腔。冷却通路的设计，如图所示：4.6模具加热系统的设计因在ABS要求的熔融温度为200。而且流动性能为中性，同时在注射时模具温度要求为50～70，所以该模具必须加热。模具加热方法包括：热水、热空气、热油及电加热等。由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大，所以在该模具应用电加热。4.7侧抽芯的设计如前所述，当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等的塑料制件时，模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件，以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件，否则就无法脱模。带动侧向成型零件做侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压或气动以及手动等三大类型。依据制件的批量，为大批量，模具自动化要求高，抽芯距较小，因此选用弹簧侧抽芯机构弹簧抽芯机构包括：侧抽型芯、侧滑块、限位块、楔紧块、压板和弹簧。(1)抽芯距型芯从成型位置抽到不妨碍塑件脱模的位置所移动的距离叫抽芯距，用s表示，一般抽芯距等于侧孔式侧凹深度s0加上mm的余量，即s=s0+(2～3)mm(2)滑块滑块上装有侧型芯或成型镶件，在弹簧的驱动下，实现侧抽芯或侧向分型。滑块是弹簧抽芯机构中的重要零部件。滑块与型芯有整体式和组合式两种机构。整体式适用于形状简单便于加工的场合，组合式便于加工和更换，并能节省优质材料，故被广泛应用。因此，该模具选用组合式。4.8温度调节西东的设计在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约80%，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求有尽相同，因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一低昂程度上决定了塑件的质量和成本，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量，而模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其他工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射冷却的印度很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。低的模具温度可降低塑件收缩率。模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快，可降低宿建德翘曲变形。对结晶性聚合物，提高模具温度可是塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。随着结晶性聚合物的结晶度的提高，宿建德内应力开裂性降低，因此降低模具温度是有利的，但对于高粘度的无定形聚合物，由于其内应力开裂性与塑料的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少充料时间是有利的提高模具温度可以改善塑件的表面质量。在注射成型过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产率，根据塑件的要求，注射到模具内的塑料温度为2000℃左右，而从模具中取出塑件的温度约为600℃，温度降低时由于模具通入冷却水，将温度带走来了，普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节税的流量就可以调节模具的温度。因外壳使用的塑料是PC，要求模温高，若模具温度过低则会影响塑料的流动性，增加剪切阻力，是塑件的内应力较大，甚至还出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。因此在注射开始时，为防止填充不足，充入温水或者模具加热。总之，要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。对温度调节系统的要求：确定加热或是冷却。模温均一，塑件各部分同时冷却，、。采用的模温，快速且大量通冷却水。温宿调节系统应尽量结构简单，加工容易，成本低廉。5主要零部件的设计计算5.1成型零件的成型尺寸所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。（包括矩形和异形的长和宽），型腔深度和型芯高度和尺寸。该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算，查有关手册的PC的收缩率为0.4%～0.7%，股平均收缩率SCP=(0.4+0.7)%/2=0.55%,根据塑件尺寸公差要求，模具制造公差取δz=1、3△，成型零件尺寸计算见下表：类型名称塑件尺寸计算公式工作尺寸型腔计算型腔的径向尺寸850-0.87Lm=[(1+SCP)LS-0.75△]0-δ 84.770+0.187850-0.8784.770+0.187型腔的深度尺寸60+0.28Lm=[(1+SCP)LS+0.67△]0-δ6.240-0.93型芯计算型芯的径向尺寸830+0.87Hm=[（1+SCP）HS+0.75△]O-δ83.28-O0.93830+0.8783.28-O0.93型芯的高度尺寸5+00.24Hm=[（1+SCP）HS+0.75△]O-δ5.1-00.0335.2模具型腔壁厚的确定如果是利用计算公式的话比较繁琐，且不能保证在生产中的精确性，我们可以根据书中的经验值来取得。成型零件材料选择。为实现高性能的目的；选用模具材料应具有高耐磨性，高耐蚀性，良好的稳定性和良好的导热性。必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变形要小，但不需要耐腐蚀性，因为PC没有腐蚀性。可以采用Cr12，经过调制，搓火加低温回火，正火。HRC>55.塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应有足够的强度和刚度，本模具的凹模采用的事整体嵌入式，因此采用经验数据法查表9-26，依据短边长度b=18mm查参考手册得该型腔侧壁厚度S为12mm和型腔底板T为15mm。5.3推出机构的设计采用推杆推出机构，由于该塑件的脱模力不是太大，推杆的布置空间足够，所以无须用繁琐的计算方法确定推杆的尺寸大小，可以根据经验选取d=4mm的国际推杆，注意保证推出距离略大于型芯的突出长度2～3mm，即推出距离大于9mm.5.4标注模架的确定综合考虑本塑件采用一模两腔平衡布置、侧浇口一次分型结构、型腔的壁厚要求、塑件尺寸大小、冷却水道的布置等多项因素，估算型腔模板的概略尺寸，查表8-1选用标准模板的尺寸为230x350x50mm和230x350x50mm选取标准模架A2335—50X50X80(GB/T12555-2006)。如图所示:6成型设备的校核计算6.1锁模力的校核锁模力是指注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。注塑机锁模力的校核关系为F≥kpA式中F注塑机锁模力，查参考设计手册的SX-ZY-