洗衣机水位传感器支座产品设计及注塑模设计说明书样本

编号：毕业设计阐明书题目：洗衣机水位传感器支座产品设计及注塑模设计学院：机电工程学院专业：机械设计与制造及自动化学生姓名：学号：姓名：叶东职称：副专家题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发5月15日摘要本阐明书在结合了老式机械设计后，把CAD/CAM技术应用到注塑模具设计上，在CAD系统中实现了模型和注塑模具设计。本文还简介了国内当前模具技术发展状况以及CAD/CAM在模具上应用，其中涉及AUTOCAD，PRO/E和UG等。一方面简介了塑料及塑料工业发呈现状、发展趋势和塑料成型在工业生产中重要性，接着粗略地简介了热塑性塑料注射成型工艺特点和需要考虑因素，最后较为概要地简介了玩具小汽车壳体模具设计整个过程思路和要点，涉及零件分析、选取注射机和模具有关系统、数据计算与选取等等，而重要机械某些设计，其内容涉及塑料注塑模具工作原理及应用，设计准则，塑料注塑模设计计算，涉及模具构造设计，注塑机选用，浇注系统设计，动、定模，浇注系统，脱模机构，顶出机构，冷却系统等方面。尚有，如何选取、拟定规定参数，以及浮现问题时又该如何解决等。可以说在本阐明书中，整个注塑模设计过程基本上均有简介。虽然粗略，但可以这样说，对于注塑模具设计来说，它总体上应当是要点较为完整了。总之，模具技术发展应当为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”规定服务。核心词：注塑模；型芯；型腔；侧抽芯；注射机；浇注系统AbstractInthisstatement，theCAD/CAMtechnologyisusedinthedesignoftheinjectionmoldunderthecombinationwiththetraditionalmechanicaldesign，anditimplementsthedesignofthemodelandtheinjectionmoldintheCADsystem.ThispaperintroducesChina'scurrentmoldtechnology’sdevelopmentandtheapplicationofCAD/CAMindiedesign，includingAUTOCAD，PRO/E，UGandsoon.First，itintroducesplastics，thedevelopmentandthedevelopmenttrendofplasticindustries，andtheimportanceofplasticmoldinginindustrialproduction；andthenitintroducesroughlyinjectionmoldingprocesscharacteristicsofthethermoplasticsandthefactorsconsidered；finally，ittalksaboutthedesignideasandelementsintheentireprocessofthesmalltoyAutomotiveshell’smolddesign，includingthepartanalysis，choiceofinjectionmolds，thecalculationandchoiceofrelatedsystemsanddata，andsoon，andthemainmechanicaldesignofthepartincludestheworkingprincipleandApplicationofplasticinjectionmold，designguidelines，calculationdesignofplasticinjectionmoldincludingstructuraldesign，thechoiceofinjectionmoldingmachine，pouringsystemdesign，dynamicandsetmold，pouringsystem，strippingstructure，atopbody，coolingsystemdesign，andsoon.Also，howtoselectandidentifyparametersrequired，andwhentheproblemstakeplace，howtosolvethemandsoonareallincludedinthispaper.Itcanbesaidthatinthisstatement，theentireinjectionmolddesignprocesshasbasicallyintroduced.Althoughitisrough，wecansaythatitiscompleteonthewholetotheinjectionmolddesign.Inshort，dietechnicaldevelopmentshouldbepropertodieproductswith"shortdeliverytime"，"highaccuracy"，"goodquality"and"lowprice".Keyword：InjectionMold；core；cavity；sidelypumpingcore；injectionmoldmachine；pouringsystem目录摘要 IAbstract II引言 11塑件构造分析和材料选取 21.1构造分析 21.2塑件材料及其选取 21.2.1聚甲醛（POM） 21.2.2双酚A型聚碳酸酯（PC） 31.3模具材料及其选取 42.模流分析 52.1.流动分析成果 52.1.1填充时间 52.1.2流动前沿处温度 52.1.3压力分布 62.1.4熔接痕 72.1.5气穴 82.2模流分析报告 82.3模流分析总结： 93注射机选取及其参数校核 93.1注射机技术规范 93.2型腔数目拟定和校核 103.3最大注射量校核 103.4注塑压力核核 103.5锁模力校核 113.6模具闭合高度校核 113.7开模行程校核 113.8小结 114塑件位置与浇注系统设计 114.1塑料制件在模具中位置 114.1.1型腔数目拟定 114.2.2分型面设计 124.2浇注系统设计 124.2.1主流道设计和主流道衬套构造 134.2.2分流道设计 144.2.3浇口设计 154.2.4冷料穴和拉料杆设计 154.2.5排气系统设计 165成型零部件构造设计 175.1凹模构造设计 175.2型芯和成型杆构造设计 176成型零部件设计与计算 186.1成型零件构造设计 186.1.1动、定模构造设计 186.1.2小型芯构造设计 186.2成型零件工作尺寸计算 186.2.1影响尺寸精度因素 186.2.2型腔和型芯工作尺寸计算 197模具构造零部件设计 207.1原则模架选用 207.2合模导向机构设计 217.2.1模具重要导向件选取 217.2.2模具重要连接件选取 227.2.3模具重要定位件选取 237.3小结 238推出机构设计 248.1推出机构选用原则 248.2推出力计算 248.3推出机构构造设计 259斜推杆抽芯机构设计 269.1斜推杆倾斜角拟定 269.2斜推杆设计要点 269.3小结 2710温度调节系统 2810.1设计冷却管道考虑因素 2810.2冷却装置设计原则 2810.2.1冷却水回路布置 2910.3小结 2911塑料成型工艺卡片 3012模具零件制造工艺走向 3113结论 32谢辞 33参照文献 34引言模具是制造业重要构成某些，模具它是一种用来生产其她产品模型。模具也许离咱们生活比较远，但是通过模具生产出来产品，普遍用到咱们生活生产中。塑料制品基本上都是通过模具生产出来，金属制品也有诸多是通过模具做出来，例如冲压模具，锻造模具等等。可以说当代制造业已经离不来模具工业。

模具工业以来以每年20％速度在增长，“十一五”期间，产销两旺，产量、质量和水平进一步提高，特别是汽车制造业和IT制造业发展，拉动了模具档次提高，精良模具制造装备为模具技术水平提高提供了保障。国际模协秘书长罗百辉称，中华人民共和国模具业正经历“黄金发展阶段”，此后一段时期仍将保持持续迅速增长。

全国既有模具生产公司3万余家，从业人员约100万人，销售额1240亿元，预测突破2500亿。近年来，模具行业产品构造调节加快，以大型、精密、复杂、长寿命模具为代表技术含量较高模具发展速度高于行业总体发展速度，占模具总量35％左右。模具出口增幅达35.73％，逆差进一步下降，进出口模具构造趋于合理，国产模具代替进口模具已成气候。-全球模具行业市场规模及增长率图（单位：亿元）由图可知，至今，全球模具行业处在稳步上升阶段，到，市场规模达到860亿美元。虽然在，世界经济受到金融海啸影响而陷入低谷，当年模具行业产值依然增长3.68%。-国内模具产值及增长率（单位：亿元）可以看到，近年来国内模具行业产值增长迅速，已经从60亿元增长到1120亿元，增长率远高于世界模具行业整体速度。由于塑料产品在人们生活中广泛应用，塑料模具也将成为模具产品中最常用一种，使用成型办法众多，涉及注塑成型、压缩成型、吹塑成型等各种办法。其中，公司使用产品成型办法是注塑成型。注塑成型是指将模具装夹在注塑机上将熔融塑料注进成型模腔内，当塑料冷却定型后，将上下模分开，通过顶出体系将成品从模腔顶出离开模具生产过程。成品顶出后，模具再闭合进行下一次注塑，整个注塑进程循环进行。注塑成型办法合用于所有热塑性塑料和某些热固性塑料，是塑料产品成型采用最普遍办法。1塑件构造分析和材料选取1.1构造分析制件为传感器支座，从零件图上分析，该零件是一块底板，有几种槽，上面有圆柱，六面体，倒角等待，该零件属于中档复杂限度，其技术规定为1.收缩率2%-3%。2.未注公差尺寸按sj1372-78.8级。3.大批量生产。1.2塑件材料及其选取1.2.1聚甲醛（POM）聚甲醛是一种表面光滑，有光泽硬而致密材料，淡黄或白色，可在-40-100°C温度范畴内长期使用。它耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越，又有良好耐油，耐过氧化物性能。很不耐酸，不耐强碱和不耐太阳光紫外线辐射。POM是一种坚韧有弹性材料，虽然在低温下仍有较好抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具备较好延展强度、抗疲劳强度，但不易于加工。共聚物材料有较好热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料，都是结晶性材料并且不易吸取水分。POM高结晶限度导致它有相称高收缩率，可高达到2%~3.5%。聚甲醛是一种没有侧链，高密度，高结晶性线性聚合物，具备优秀综合性能。聚甲醛拉伸强度达70MPa，吸水性小，尺寸稳定，有光泽，这些性能都比尼龙好，聚甲醛为高度结晶树脂，在热塑性树脂中是最坚韧。具抗热强度，弯曲强度，耐疲劳性强度均高，耐磨性和电性能优良。1.2.2双酚A型聚碳酸酯（PC）双酚A型聚碳酸酯是无色或者微黄色透明刚硬、坚韧固体。(1)力学性能双酚A型聚碳酸酯是典型硬而韧聚合物，具备良好综合力学性能。拉伸、压缩、弯曲强度均相称于聚酰胺6、聚酰胺66，冲击强度高于所有脂肪族聚酰胺和大多数工程塑料，抗蠕变性也明显优于聚酰胺、聚甲醛。力学性能方面缺陷是耐疲劳性较差，缺口敏感性较明显(2)热性能有良好耐热性，玻璃化温度较高，高于所有脂肪族聚酰胺，熔融温度略高于聚酰胺6但低于聚酰胺66，热变形温度和最高持续使用温度均高于绝大多数脂肪族聚酰胺，也高于几乎所有热塑性通用塑料。在工程塑料中，她耐热性优于聚甲醛、脂肪族聚酰胺和PBT,与PET相称，但逊于其她工程塑料。聚碳酸酯具备良好耐热性，脆化温度为-100℃(3)电性能双酚A型聚碳酸酯是弱极性聚合物，极性存在对电性能有一定不利影响，在原则条件下电性能虽不如聚烯烃、聚苯乙烯等，但也不失为是电性能较优绝缘材料，特别是因其耐热性优于聚烯烃，可在较宽温度范畴保持良好电性能。由于吸湿性较小，环境温度对电性能无明显影响。(4)其她性能在干燥气候条件下物理力学性能基本不变，但在潮湿环境及强烈日照条件下，会产生表面裂纹并发暗，在火焰中可缓慢燃烧，离火源后可自熄。PC剪切黏度高，充模阻力大，并且由于其在力学性能方面缺陷也不选用。材料最后选定为POM,其综合性能优秀，具备较高力学性能，流动性好，易于成型；成型收缩率小，理论计算收缩率为1.018％；溢料值为0．04；比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短。制件尺寸稳定，表面光亮。1.2.3POM近年国内pom市场增长迅速，国内pom市场表观消费量为13.657万吨，1990～pom市场表观消费量年均增长率为11.7%。预测国内pom市场表观消费量为16.8万吨，～pom市场表观消费量年均增长率将达到10.3%。到，国内pom市场表观消费量将增长到19.7万吨，～pom市场表观消费量年均增长率将达到3.2%。支持国内pom市场迅速发展重要因素有：国民经济整体发展使五大工程塑料之一pom应用市场不断扩大，用量不断增长；国内pom生产原料价廉易得，pom生产和贸易利润丰厚；pom应用领域不断浮现新突破，如改性材料研究开发等。鉴于国内市场需求稳步增长，近期内pom价格将继续保持稳中有升趋势。1.3模具材料及其选取模具采用9sicr，某些零件采用T8A，T10A。9sicr强度高，韧度、塑性和焊接性均好，重要用于型腔简朴，生产批量较大塑料模，采用反印法制造模具，然后经渗碳淬火、回火解决，可或外表高硬度又耐磨，心部韧性好模具，其加工性能较好，脱碳敏锐性较小。模具材料见下表1-2。表1-2惯用模具材料性能惯用塑料模具钢使用性能和加工性能钢号/类别钢号/牌号使用硬度耐磨性抛光性能淬火后变形倾向硬化深度渗碳型2030～45差较好中档浅渗碳型20Cr30～45差较好较小浅淬硬型4530～50差差较大浅淬硬型45Cr30～50差差中档浅淬硬型CrWMn58～62中档差中档浅淬硬型9SiCr58～62中档差中档中档淬硬型9Mn2V58～62中档差小浅预硬型5CrNiMnMoVSCa40～45中档好小深预硬型3Cr2NiMnMo32～40中档好小深预硬型3Cr2Mo40～58中档好较小较深预硬型8Cr2MnWMoVS40～42较好好小深耐蚀型2Cr1330～40较好较好小深耐蚀型1Cr18Ni930～40较好较好小深2.模流分析在塑料注射到模具后，它流动性与否均匀将影响到成品质量，开模后若局部温度冷却状态不好或温度太高，将导致拔出后零件变形或有缩痕。此外，浇口位置也对零件质量有很大影响。运用计算机上模流分析软件，可以协助设计人员在制造之前，就先行理解这些可影响制造核心因素，将减少模具试制成本、加快塑料件和模具设计速度，并提高产品合格率。使用Moldflow对传感器座进行模流分析，从而预知零件在注塑过程中也许浮现问题，并通过改进零件构造和注射工艺来解决这些问题，以便在一种可行注塑方案上进一步设计注塑模具。2.1.流动分析成果2.1.1填充时间填充时间为动态成果，它可以显示从进料开始到充模完毕整个注塑过程中，任一时刻流动前锋位置。如图2-1所示，为熔体布满型腔时成果显示。蓝色区域为最先填充区域，外围红色区域为最后填充区域，填充时间为2.195s。图2-1充填时间2.1.2流动前沿处温度流动前沿处温度是塑料流体刚刚流动到某一位置温度，研究流动前沿处温度，可以防止迟滞和短射现象。从图2-2中可以看出最低流动前沿处温度为225.5℃，满足流动规定。图2-2流动前沿温度2.1.3压力分布压力分布显示了填充结束时腔内急流道内压力分布，如图2-3所示，此时进料口处最大压力位27.71Mpa。对注塑过程中各个区域压力进行评估，从而预知注塑工艺可行性，防止过保压现象。图2-3压力分布注射位置处压力：XY图为产品进料口位置压力在注射、保压、冷却整个过程中变化图，如图2-3-1图2-3-12.1.4熔接痕熔接痕容易使产品强度减少，特别是在产品也许受力部位产生熔接痕会导致产品构造上缺陷。同步熔接痕还会导致产品表面质量但是关。如图2-4所示为产品上熔接痕位置。图2-4熔接痕2.1.5气穴如图2-5所示气穴位置，多数分布在产品边沿，这些位置在模具设计中会有大量顶杆存在，因而气体很容易排出，不会影响到产品外观质量。图2-5气穴2.2模流分析报告除了上述图形成果外，尚有诸多重要参数，这些参数有是分析模型构造和工艺重要根据，尚有是设计模具时用到数据。将模流分析生成报告，以便进一步分析。一下是报告某些内容：注射工艺：PartName:制造商CMOLDGenericEstimates材料类型POMGenericEstimates最大注射压力20MPa模具温度70熔料温度210填充分析：FillingAnalysis：填充时间2.146s注射压力30.38MPa料流量33cm填充锁模力2.6tonne平均速度203.6cm体积温度217.7c填充结束时压力30.38MPa冻结时间9.510s壁上剪切应力0.4415MPa2.3模流分析总结：由分析成果可以鉴定，此模型构造和采用注射工艺能保证塑料熔体良好塑化，顺利充模、冷却与定型，生产出塑料件质量和外形尺寸都合格，完全满足产品规定。本次分析中，由于零件设计已经固定，咱们不能修改零件形状，因而咱们只能修改浇口位置和流道尺寸。这在一定限度上限制了产品质量问题特别是熔接痕和翘曲变形方面解决。咱们仅仅修改了浇口类型、大小和工艺参数。咱们采用MPI流动、保压、冷却和变形分析模块来检查塑件质量并得到优化流道设计。3注射机选取及其参数校核3.1注射机技术规范注射模是安装在注塑机上使用工艺设备，因而设计注塑模时应当详细理解注塑机技术规范，方能设计出符合规定模具。从模具设计角度考虑，需理解注塑机技术规范重要项目有：最大注射量、最大注射压力、最大锁（合）模力，模具安装尺寸以及开模行程等。惯用国产注塑机重要规范见《塑料模具设计手册》表3-48。详细选用SZ-250/1250型注塑机（图3.1），其规格如下表3-1所示。表3-1注射机重要技术规格构造形式卧式额定注射量270螺杆注射直径45mm注射压力160MPa注射速率18.9g/s塑化能力110g/s螺杆转速10~200r/min注射行程115mm注射时间1.6s注射方式螺杆式锁模力1250kN最大成型面积320cm最大开合模行程260mm拉杆内间距440*340mm最大模具厚度550mm最小模具厚度150mm动定模固定板尺寸415*415mm合模形式双曲肘喷嘴口孔径5mm喷嘴球半径13mm3.2型腔数目拟定和校核按照注射机额定塑化量进行型腔数目拟定和校核式中—注塑机最大注射量运用系数，普通取0.8；—注射机额定塑化量，110g/s；—预塑时间，28s；—浇注系统所需塑料质量，20g；—单个塑品质量，47.7g；—型腔数量。，取=4。3.3最大注射量校核最大注射量是指注射机一次注射塑料最大容量，设计模具时，应保证成型塑件所需总注射量不大于所选注射机最大注射量，即：式中—注射机容许最大注射量，或。由于ABS塑料密度是1.018/，因此=270*1.018=274.86。得274.8680，因而满足规定。3.4注塑压力核核注射机最大注射压力应当不不大于塑件成型所要注射压力：即：式中—注射机最大注射压力；—塑件成型所要注射压力；由表3-1和表2-4可以得出：=160Mpa，=54Mpa因而满足规定。3.5锁模力校核注射机锁模力必要不不大于型腔内熔体压力与塑件及浇注系统在分型面上投影面积之和乘积。即：式中—注射机公称锁模力，1250000N；—模内压力，54×106Pa；—制品，流道，在分型面上投影面积之和，8349mm2；即：，条件成立，满足规定。3.6模具闭合高度校核式中：150mm，：550mm，模具高度：275mm，因而满足规定。3.7开模行程校核开模行程可按下式校核：式中—注射机最大开模行程，260mm；—涉及浇注系统在内塑件高度，42mm；—推出距离，10mm；a—定模座板与中间板之间距离，24mm由开模行程校核公式，得：，因而满足规定。3.8小结塑料注射成型模具重要用于热塑性塑料制件成型，本次设计所用注射机是SZ-250/1250卧式注塑机。在对注射机重要技术规格足够理解状况下，才可以对注射机关于工艺参数进行校核，从而拟定所选注射机与否适合应用于该制件成型加工中。同步，通过对型腔数目、最大注射量、注射压力、锁模力、模具闭合高度和开模行程校核，拟定得出适当工艺参数。4塑件位置与浇注系统设计4.1塑料制件在模具中位置4.1.1型腔数目拟定普通来说，精度规定高小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔构造，本设计中，依照型腔数目拟定和校核，考虑到塑件要有侧向抽芯机构，为简化模具采用一模一腔。4.2.2分型面设计分型面是决定模具构造形式重要因素，它与模具整体构造和模具制造艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体流动特性及塑料脱模。由于分型面受到塑件在模具中成型位置、浇注系统设计、塑件构造工艺性及精度、形状以及摧出办法、模具制造、排气、操作工艺等各种因素影响，因而在选取分型面时应综合分析。在本设计中，重要遵循如下原则：（1）型腔分型面位置设计：为了得到更好外表质量分型面优选在以便脱模，制件留在动模边，从制件推出装置设立以便考虑；（2）包紧力大在动模边故将凹模放在定模边；（3）同心度规定：规定同心某些放在模具分型面同一侧；（4）考虑到有侧向抽芯和排气：分型面作为重要排气面，料流末端在分型面上以利排气，且利于分型。分型面三维造型如下图4.1所示：图4.1分型面三维造型4.2浇注系统设计浇注系统尺寸与否合理不但对塑件性能、构造、尺寸、内外在质量等影响效大并且还在与塑件所用塑料运用率、成型效率等有关。在设计浇注系统时应考虑下列关于因素：（1）塑料成型特性：设计浇注系统应适应所用塑料成型特性规定，以保证塑件质量；（2）模具成型塑件型腔数：设立浇注系统还应考虑到模具是一模一腔，浇注系统直接为直浇道；（3）塑件大小及形状：依照塑件大小，形状壁厚，技术规定等因素，结合选取分型面同步考虑设立浇注系统形式、进料口数量及位置，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分预计也许产生质量弊病等问题。（4）塑件外观：设立浇注系统时应考虑到去除、修整进料口以便，同步不影响塑件外表美观。本模具直接在拉料杆作用下去除进料口；（5）成型效率：在大量生产时设立浇注系统还应考虑到在保证成型质量前提下尽量缩短流程，减少断面积以缩短填充及冷却时间，缩短成型周期，同步减少浇注系统损耗塑料；4.2.1主流道设计和主流道衬套构造主流道固化时间规定：为了有效地传递保压压力，浇注系统主流道及其附近塑料熔体应当最后固化。（1）卧式注塑机主流道构造设计要点：①锥角、粗糙度加工划痕方向规定：圆锥形主流道，锥角=～；取。内壁粗糙度值Ra＝0.4m如下；机械加工划痕不得垂直于脱出方向；加工腐蚀性材料还应将流道内孔镀铬；②主流道与喷嘴构造：接触处多作成半球形凹坑，凹坑球半径R2应比喷嘴球头半径R1大l～2mm。取1mm；③主流道小端直径：应比注塑机喷出孔直径约大0.5～lmm常取。取5mm；④主流道大端直径：应比分流道深度大15mm以上，锥角普通取2O一6O。取4度；⑤主流道村套构造：设计成独立。图4.2浇口套喷嘴半径R=13mm，取d=20mm。公差见下表4.1。L=80mm，浇口套材料采用T8A制造，热解决淬火硬度53～57HRC。表4.1浇口套配合公差与配合孔公差（D）公称尺寸配合公差（gb）16+0.019+0.007+0.00920+0.023+0.008+0.02325+0.02335+0.027+0.009+0.02740+0.027（2）定位圈与注射机定位孔配合直径，应按选用注射机定位孔直径设计，普通应比定位孔直径小0.1～0.3mm，以便于装模，固取D=120mm,模具大则该间隙也应增大。D1为与浇口套配合直径,选d=90mm。为固定螺钉分布圆周直径，按状况选用。定位圈普通选用45钢，定位圈固定螺钉普通取M6～M8mm,其数量在2个以上。本设计中取固定螺钉为M6mm,数量为4个。如右图定位圈尺寸和材料如下：D=120mm，D1=90mm，D2=80mm；定位孔半径与注塑机喷嘴半径配合小0.1mm；材料为：45。4.2.2分流道设计分流道其作用是是熔体变化流向，以平稳流态均衡地分派到各个型腔，设计时应尽量减少熔体热量损失与压力损失。小型塑料制品单腔模具普通不设立分流道，只有需要多浇口进料大型制品或者多型腔模具才需要设立分流道。由于该塑件是单腔模具，主流道设立在塑件上方内孔中心，因此无需设计分流道。4.2.3浇口设计浇口基本作用是加速从分流道来熔体，以便迅速布满型腔。当熔体通过狭小浇口时，剪切速率增高，摩擦生热使熔体温度升高，成果是熔体黏度减少，流动性变好，有助于填充型腔，获得外形清晰制品。浇口类型：直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐式浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏式浇口。设计时应遵循如下原则：（1）尽量缩短熔体流动路程；（2）浇口位置应能减少熔接痕并提高熔接强度；（3）浇口位置应能避免熔体喷射和熔体破裂现象而引起制品缺陷；（4）浇口位置应考虑高分子取向对制品影响；（5）浇口位置应有助于排气；（6）浇口开设在制件壁厚处有助于熔体流动和补缩；（7）防止料流将型芯或嵌件被挤压变形。由于受塑件形状所限制，本设计采用直接浇口。直接浇口浇注系统有着良好熔体流动状态，塑料熔体从型腔底面中心部位流向分型面，有助于消除深型腔处气体不易排出缺陷，使排气畅通。这样浇口形式，使塑件和浇注系统在分型面上投影面积最小，模具构造紧凑，注射机受力均匀。4.2.4冷料穴和拉料杆设计冷料穴作用是储存浇注系统中料流前锋冷料，以免这些冷料注入型腔而影响制品质量或者堵塞浇口。卧式和立式注射机注射模冷料穴普通开设在主流道对面动模板上（也即塑料流动转向处），其标称直径与主流道大端直径相似或略大某些，深度约为直径1-1.5倍，最后要保证冷料体积不大于冷料穴体积，冷料穴有六种形式，惯用是端部为Z字形冷料穴和拉料杆形式，如下图4.4所示。拉料杆直径为6mm，长度为67mm。图4.4Z字形冷料穴和拉料杆形式4.2.5排气系统设计注射模普通以如下三种方式排气：运用配合间隙排气；在分型面上开设排气槽；运用排气塞排气。依照前面CAE可懂得塑件在成型中会产生较多气泡，多是由于塑件构造和形状所决定（塑件太多孔和凹槽）。但是却并不需要特意设立排气槽，由于采用拼合式凹摸和两个小型芯一种大型芯，在注塑过程中完全可以凭借组合间隙来排气。5成型零部件构造设计5.1凹模构造设计凹模用以成型塑件外表面，按构造不同，可分为六种。考虑到塑件外表有凸起，采用镶块式凹模，并将凹模局部做成滑块形式。在开模过程中，以侧抽芯完毕两侧两孔抽芯和外侧凹脱模，来完毕塑件脱出。图5.1为凹模，中间圆即镶块。侧壁两个小孔采用小圆柱芯成型。为避免磨损小型芯设计为可更换。图5.1凹模构造5.2型芯和成型杆构造设计型芯用来成型塑件内表面，成型杆多用来成型塑件上孔。为了成型塑件和以便脱模，将型芯做成T形槽镶块以完毕内侧凹脱模。其中镶块固定在动模支承板上，随着分型面分型，动模支承板下移带动镶块下移，在T形槽作用下，完毕内侧凹脱模，到于两侧孔小型芯做成独立小型芯，为了防止小型芯磨损，特别把小型芯设计成可更换小型芯，固定在凹模滑块上。设计如右图5.2所示。6成型零部件设计与计算6.1成型零件构造设计6.1.1动、定模构造设计（1）动模构造设计由于制件不大，动模可采用整体式构造。（2）定模构造设计定模也采用整体式构造。6.1.2小型芯构造设计型芯、型腔都采用整体式构造。6.2成型零件工作尺寸计算6.2.1影响尺寸精度因素影响塑件尺寸精度因素诸多，概括来说，有塑料材料、塑件构造、和成型工艺过程、模具构造、模具制造和装配、模具使用中磨损等因素，其中塑料材料因素重要是指收缩率影响。（1）塑件成形收缩L=L（1+S）式中L——室温时模具成形零件尺寸，mm；L——室温时制品尺寸，mm；S——制品计算收缩率。表6.2.1模具制造公差Δ在制品尺寸公差Δ中所占比例塑件基本尺寸L/mmΔ/Δ塑件基本尺寸L/mmΔ/Δ塑件基本尺寸L/mmΔ/Δ0～501/3～1/4140～2501/5～1/6355～5001/7～1/850～1401/4～1/5250～3551/6～1/7（2）成形零件制造偏差成形零件制造偏差涉及加工偏差和装配偏差。（3）成形零件磨损模具成形零件磨损重要来自熔体冲刷和制品脱模时磨损，其中被刮磨型芯径向表面磨损最大。因成形零件磨损而引起制品尺寸误差δ与制品尺寸大小无关，而与尺寸类型、塑料和钢材物理性能关于。生产中，规定δ不不不大于制品尺寸公差1/6。（4）模具活动零件配合间隙影响模具在使用中导柱与导套之间间隙会逐渐变大，会导致制品径向尺寸误差增长。模具分型面间隙波动，也会引起制品深度尺寸误差变化。6.2.2型腔和型芯工作尺寸计算（1）型腔尺寸计算（L）=[（1+）L-（0.5～0.75）Δ]式中L——室温时型腔尺寸，mm；L——室温时与L相应制品尺寸，mm；δ——模具成形零件制造误差，取δ=Δ/3；——塑料平均收缩率，依照《模具设计与制造简要手册》（上海科学技术出版社，冯炳尧，韩泰荣，殷振海，蒋文森编）查得=0.005；Δ——塑件基本尺寸公差，塑件尺寸公差依照GB/T14486——1993模塑件尺寸公差表查取，取MT5-A公差级别。由于制件精度规定较高，Δ前系数取0.75。①型腔长度此时Δ=0.2。（L）=[（1+0.005）×180-0.75×0.2]=180.15（mm）②型腔宽度此时Δ=0.18。（L）=[（1+0.005）×160-0.75×0.18]=160.67（mm）③型腔深度此时Δ=0.11。（H）=[（1+）H-（0.5～0.75）Δ]=[（1+0.005）×30-0.75×0.11]=30.068（mm）式中H——型腔深度，mm；H——与型腔深度相应处塑件高度，mm。（2）型芯尺寸计算（l）=[（1+）l+（0.5～0.75）Δ]式中l——室温时型芯尺寸，mm；l——室温时与l相应制品尺寸，mm；①型芯长度此时Δ=0.2。（l）=[（1+0.005）×180+0.75×0.2]=181.05（mm）②型芯宽度此时Δ=0.18。（l）=[（1+0.005）×160+0.75×0.18]=160.935（mm）③型芯高度此时Δ=0.11。（h）=[（1+）h+（0.5～0.75）Δ]=[（1+0.005）×30+0.75×0.11]=30.23（mm）式中h——型腔深度，mm；h——与型腔深度相应处塑件高度，mm。7模具构造零部件设计7.1原则模架选用依照塑件侧孔构造决定了模架得具备侧向分型，内侧凹和外侧凹得有三板式功能。由于塑件有侧凹因此有镶块式构造，又由于工件浇口选不是工件中心，考虑到导柱，冷却水道安装因此模具浇口不选在模具中心以顺利安装整个模具零件。综上考虑，我选取了一种非标模架。如下图6.1所示：7.2合模导向机构设计注射模导向机构重要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向用于动、定模之间开合模导向和脱模机构运动导向。锥面导向机构用于动、定模之间精密对中定位。（1）导向机构作用：①定位作用；②导向作用；③承载作用；④保持运动平稳作用。（2）定位机构功用对于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注射模和生产批量大注射模，仅用导柱导向机构是不完善，还必要在动、定模之间增设锥面定位机构，有保持精密定位和同轴度规定。7.2.1模具重要导向件选取（1）依照所拟定模架和所定模板厚度，现拟定模具导柱基本尺寸d=32mm。其她尺寸和粗糙度，偏差值如图6.1所示：图6.1导柱，，，，选用带头导柱，材料为：T8A，零件原则号：GB/T4169.4-1984，热解决：淬火50～55HRC。（2）依照原则模架选取导柱相应导套基本尺寸=35mm，如下图6.2所示：图6.2导套考虑到是三分型面，导套只在各个分型面之间模板上分别安装，设计三个导套长度分别是（80mm，50mm，32mm），长度(70mm,40mm,22mm)，，，，，，mm。选用带头导套，材料为：T8A，原则号：GB/T4169.3-1984,热解决：淬火50～55HRC。（3）推件板上导柱选取选用带头导柱(GB4169.4-84)，如下图所示：图6.3底座带头导柱重要参数如下：=mm，=mm，=16mm，=4mm，=140mm，=50mm，材料:T8A。（4）底座导柱相应导套选取图6.4为底座导柱相应导套：图6.4底座导套重要参数如下：()=mm，()=mm，()=mm，=22mm，=12mm，()=mm，=6mmR=1mm，=40mm，=32mm，材料：T8A。7.2.2模具重要连接件选取模板之间连接件采用内六角螺钉，型芯型腔固定也使用内六角螺钉，浇口套和定位圈之间连接采用开槽螺钉。（1）动模底座螺钉如下图6.5所示：图6.5螺钉螺纹规格：M24=36mm，=24mm，=12mm，=0.8mm，=19mm，=16mm，=120mm，材料:钢GB70-85M24×120。（2）推板固定板螺钉如下图6.6所示：图6.6螺钉螺纹规格：M6=10mm，=3.9mm，=1.6mm，=40mm，=38mm，=0.25mm，=2mm，材料:不锈钢GB68-85M6×40。7.2.3模具重要定位件选取模架在安装时，为保证其安装精度，普通都先将模板定位，采用定位件有圆柱定位销和圆锥定位销。在该设计中采用了4根圆锥销来定位模板，然后采用螺钉连接。某些型芯和组合件使用配合连固定。7.3小结依照塑件侧孔构造决定了模架得具备侧向分型，内侧凹和外侧凹得有三板式功能。注射模导向机构重要有导柱导向和锥面定位两种类型，在设计中使用了导柱导向机构。模具重要导向件、连接件和定位件都选用了原则件。8推出机构设计8.1推出机构选用原则设计推出脱模机构，必要依照制品形状，复杂限度和注塑机推出机构形式选用。采用何种不同类型推出脱模机构，其选用原则如下：（1）使制品脱模后不致变形，推力分布均匀，推力面尽量大，并接近型芯。（2）制品在推出时不能导致碎裂，推力应设在制品能承受较大力地方，如肋部、凸缘、壳体壁等处。（3）尽量不损伤制品外观。（4）推出机构应动作可靠，运动灵活，制造以便，配换容易。8.2推出力计算由于此塑件属于盖形制品，因此采用推件板推出。她特点是推出力大而均匀，运营平稳，且不会在塑件表面留下痕迹，推件板脱模机构不需另设复位杆，和模时推件板被压回原位。推杆前端加工成螺纹与推板相连，这样可防止推件板推件时因运动惯性而从导柱上滑落，或当空模开合时它被粘附在定模边儿落下。推件板脱模时为避免推板孔内表面与型芯成型面相摩擦，导致凸模迅速擦伤，为此将推板内孔与型芯面之间留出0.20.25mm间隙。推件力计算,推件力计算公式：=()+式中—塑件包络型芯面积mm；—塑件对型芯单位面积上包紧力，取；—塑件脱模斜度（ABS脱模斜度取40’）；—大气压力0.09Mpa；—塑件对钢摩擦系数0.25；—制件垂直于脱模方向投影面积mm。=()+=[16994N=23902N。校核：由于所选SZ-250/1250注塑机脱模顶出力为1250，能满足规定注塑机。8.3推出机构构造设计推杆设计应注意：（1）推杆不适当过细。（2）推杆应设在脱件阻力小地方。（3）端面装配后应比型腔或镶件平面高0.050.1mm。（4）进料口解决尽量不设推杆。（5）尽量避开侧抽芯。（6）推杆与推杆孔之间双边间隙保证不凝料，保证不溢料有能排气。推杆形状为原则圆形截面推杆JI85108-1964。推杆材料选用T8A钢，=21000000N/cm。推杆直径：=（）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；—推杆材料弹性模量（N/cm）。=0.7，=20cm，=23902N，=4，=21000000N/cm；解得：=0.91cm，取=10cm。推杆其她尺寸为：=mm，=16mm，=5mm，=110mm；材料:T8A，代号：GB/T4169.1-1984。推杆构造如下图8.1所示：图8.1推杆推杆应力校核：δ=≤320Mpa=δ其中：普通中炭钢δ=3N/cm；合金构造钢δ=4N/cm；推杆材料选用45号钢。由于本模具采用推杆推动推板脱模，故不必复位机构，推板在合模时，在型腔板作用下自动复位。推板脱模特点是顶出均匀，力量大，运动平稳，塑件不易变形，表面无痕迹，构造简朴，不需要设立复位机构。依照模具设计构造、塑件构造分析，采用顶杆推板脱模机构。推杆和模体配合性质普通为H8/h7或H7/h7，配合间隙参照塑料不溢料间隙值。配合长度普通为直径1.5～2倍，但至少不不大于15mm。其固定方式简介如下图8.2所示：图8.2推杆配合形式9斜推杆抽芯机构设计9.1斜推杆倾斜角拟定斜推杆倾斜角取决于侧向抽芯距离和推杆板推出距离H。它们关系见图8-1，计算公式如下：其中：侧向凹凸深度mm斜推杆倾斜角不能太大，否则，在推出过程中斜推杆会受到很大扭矩作用，从而导致斜推杆磨损，甚至卡死或崩裂。普通取3°-15°,惯用角度8°-10°，取10°。9.2斜推杆设计要点（1）要保证复位可靠。斜推杆复位办法有下列办法：（2）在斜推杆进腔一端，须做6-10mm直身位，并做2-3mm挂台起定位作用，以避免注塑时斜推杆受压而移动。设计挂台亦以便加工、装配及保证内侧凹凸构造精度。（3）斜推杆上端面应比动模镶件低0.05-0.1mm，以保证推出时不损坏制品。（4）斜推杆上端面侧向移动时，不能与制品内其她构造发生（如圆柱、加强筋或型芯）干涉。（5）沿抽芯方向制品内表面有下降弧度时，斜推杆侧移时会损坏制品，解决方案有：①制品减料做平②斜推杆座底部导轨斜度，使斜推杆延时推出（6）当斜推杆上端面和镶件接触时，推出时不应遇到另一侧制品。（7）斜推杆在推杆固定板上固定（8）当斜推杆较长或较细时，在动模板上加上导向块，协助顶出及回位时稳定性。加装导向块时其动模必要和内膜镶件组合一起切割。（9）斜推杆与内模配合公差去H7/f6斜推杆与模架接触处避空。避空设计要点：①优先钻圆孔，另一方面为腰形孔，最后是方孔；②斜推杆过孔大小与位置用双截面法检查，尺寸往大取整数；③过孔在平面装配图时必要画出，以检查与密封圈、水管、推杆、螺钉等与否干涉。（10）增强斜推杆刚性办法：①在构造容许状况下，尽量加大斜推杆横截面尺寸；②在可以满足侧向抽芯状况下，斜推杆倾斜角“”尽量选用较小角度，斜角普通不不不大于15°，并且将斜推杆侧向受力点下移，如增长导向块，同步导向块可以具备较高硬度，以提高模具寿命。（11）斜推杆材料应不同于与之摩擦镶件材料，否则易磨损粘结。斜推杆材料可以用铍铜。（12）推杆及下面导向块表面应作氮化解决，以增强耐磨性。9.3小结当注射成型塑件与开合模方向不同内侧或外侧具备孔、凹穴或凸台时，模具上成型该处零件必要制成可侧向移动，以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后再把塑件从模内推出，否则就无法脱模。在这种状况下，设计侧向分型抽芯机构是保证塑件顺利脱模必要条件。10温度调节系统在注塑成型过程中，模具温度直接影响到塑件成型质量和生产效率。由于各种塑料性能和成型工艺规定不同，模具温度规定也不同。由于制品平均壁厚为2mm制品尺寸比较小，拟定水孔直径尺寸为8mm。由于冷却水道位置、构造形式、孔径、表面状态、水流速、模具表面材料等诸多因素都会影响模具热量向冷却水传递，精准计算比较困难。实际生产中，普通都是依照模具构造拟定冷却水路，通过调节水温、水速来满足规定。模具设立冷却装置目，一是防止塑件脱模变形；二是缩短成型周期；三是使结晶性塑料冷凝形成较低结晶度，以得到柔软性、挠曲性，伸长率较好塑件。塑料模具温度直接影响塑件成型质量和生产效率。由于各种塑料性能和成型工艺不同，模具温度也规定不同。因而在设计注塑模具时必要考虑用加热或冷却装置来调节模具温度。对于普通热塑性塑料注射成型时只需考虑冷却装置。10.1设计冷却管道考虑因素模具温度与否适当、均一与稳定，对塑料溶体充模流动、固化定型、生产效率及塑件形状、外观和尺寸精度均有重要影响。在设计冷却管道冷却时需考虑如下几方面因素。（1）模具构造形式，如普通模具、细长型芯模具、复杂型芯模具及脱模机构障碍多或镶块多模具，对冷却系统设计直接关于。（2）模具大小和冷却面积。（3）塑件熔接痕位置。10.2冷却装置设计原则设立冷却效果良好冷却水回路模具是缩短成型周期、提高生产率最有效办法。如果不能实现均一迅速冷却，则会使塑件内部产生应力而导致产品变形或开裂，因此应依照塑件形状、壁厚及塑件品种，设计与制造出能实现均一、高效冷却回路。下面简介冷却回路设立基本原则。（1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具热平衡；（2）冷却水孔数量越多，孔径越大，则对塑件冷却也就越均匀；（3）水孔与型腔表面各处最佳有相似距离，即水孔排列与型腔形状尽量相吻合；（4）浇口处加强冷却；（5）减少入水与出水温差；（6）要结合塑料特性和塑件构造，合理考虑冷却水通道排列形式；（7）冷却水通道要避免接近塑料熔接痕部位，以免熔接不牢；（8）保证冷却水道不泄漏，密封性能好，以免在塑件上导致斑纹；（9）冷却系统设计要考虑尽量避免其与模具构造中其她某些相干涉；（10）冷却通道进口与出口接头尽量不要高出模具表面，即要埋入模板内，以免模具在运送过程中被损坏；（11）冷却水通道要易于加工和清理，普通孔径设计为8～12mm。综合以上原则并考虑型腔板厚度和塑件高度以及型腔布置，将模具冷却系统设计成直通式，横向和纵向各2个水道。本制件深度算中档水平，在凹模底部与型腔表面之间以钻孔形式设立直通式冷水道。10.2.1冷却水回路布置设计冷却效果良好冷却水回路模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效办法。本设计冷却水道布置如下图9.1所示：图9.1冷却水道10.3小结该设计属于普通热塑性塑料注射成型，因而只需考虑冷却装置。在设计冷却管道时，要考虑模具构造形式、模具大小和冷却面积以及塑件熔接痕位置等因素。通过对ABS塑料在每小时所放出热量、冷却水管体积流量和冷却回路总长度等理论参数计算，设计出冷却水道。11塑料成型工艺卡片机电工程学院塑料成型工艺卡片资料编号

班级

08011204共1页第1页零件名称

材料牌号PO