拉线盘注塑模具设计与制造

毕业设计说明书拉线盘注塑模具设计与制造院（系）名称工学院机械系专业名称材料成型及控制工程2012年5月15日拉线盘注塑模具设计与制造摘要塑料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作用。注射成形是塑件成形的主要方法，因此应用范围很广。本课题主要是针对拉线盘的注塑模具设计,注射材料为ABS。ABS塑件具有重量轻、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,最终设计出一副合格的注塑模具。该设计从产品结构工艺性，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。由于该塑件侧面带有沟槽，不易取出塑件，本模具采用了斜滑块侧向分型结构，顺利解决了这一问题。在设计过程中使用了很多标准件，减少了设计的工作量。另外，在本设计过程中全程使用了pro/E和autoCAD制图软件，使设计更加智能化，简单化，在降低了传统设计的工作强度同时，还使模具的结构更加直观，合理。关键词:注射模具，ABS，拉线盘，pro/ECablediskinjectionmolddesignandmanufactureAbstractPlasticproductshaverichmaterialsource,lowprice,excellentperformancecharacteristics.Itplaysanirreplaceableroleincomputers,mobilephones,cars,motors,electrical,instrumentation,homeappliancesandcommunicationproductsmanufacturing.Injectionmoldingisthemainmethodofthermoplasticmolding,soawiderangeofapplications.Thistopicmainlyaimedatthepulldiskinjectionmolddesign,theinjectionmaterialisABS.ABSplasticpartswithlightweight,easycleaning,andcorrosionresistancetoaging,highstrength,longservicelife,convenientmanufacture,lowpriceandothercharacteristics.Throughtheprocessofplasticpartsforanalysisandcomparison,thefinaldesignofaninjectionmold.Processfromtheproductstructureoftheproject,specificmoldstructurestartingonthecastingmoldsystem,moldformingpartofthestructure,thetopoutofthesystem,coolingsystem,thechoiceofinjectionmoldingmachinesandrelatedparametersofthecheck,allaredetaileddesign.Becausetheplasticsideisprovidedwithagroove,itisnoteasytotakeoutplasticparts,themoldusingtheslantingslidingblocksidepartingstructure,successfullysolvedtheproblem.Iusedalotofstandardpartsinthedesignprocess,effectivelyreducedtheworkloadofdesigning.Inaddition,inthedesignprocessoffulluseofPro/EandautoCADdrawingsoftwaremakesthedesignmoreintelligent,simple,notonlyreducesthetraditionaldesignworkintensityatthesametime,butalsomakesthemoldstructureismoreintuitive,rational.

Keywords：injectionmold,ABS,cabledisk,pro/E目录1绪论 12塑件成型工艺分析 32.1塑件的原材料分析 32.2塑件的注射工艺分析 32.3塑件结构工艺性分析 32.4初选注射机 52.5脱模斜度 53型腔数量、分型面的选择及浇注系统的确定 63.1最佳分型面论证 63.2浇注系统的设计 63.2.1浇注系统总体设计 63.2.2主流道设计 73.2.3主流道尺寸 74塑料模具设计方案的论证 104.1确定型腔布局 104.2成型零件的结构 104.3推出机构的确定 104.4抽芯机构的确定 114.5冷却系统的设计论证 114.6排气系统设计 114.7绘制模具结构草图 115主要零部件的设计计算 135.1成型零件的成型尺寸计算 135.2模具型腔壁厚的确定 135.3成型零件材料选择及热处理 135.4斜滑块设计 135.5楔紧块的设计 135.6模具加工工艺 156确定模架尺寸 187抽芯机构的设计计算 217.1抽芯距计算 217.2推出机构的设计计算 217.2.1推出力的计算 217.2.2推杆长度的计算 227.2.3推杆直径的计算 228导向机构的设计 248.1导向机构总体设计 248.2导柱设计 248.3导套设计 259成型设备的校核计算 269.1注射量的校核 269.2模具闭合高度的校核 269.3模具安装部分的校核 269.4模具开模行程的校核 269.5锁模力的校核 279.6注射压力的校核 2710模具的装配 2811参数化实体设计 2911.1拉线盘的建模 2911.2虚拟装配 3411.2.1模具的装配 3411.2.2分解视图 36总结 38致谢 39参考文献 401绪论随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”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重要标志之一，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[1]。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、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将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。Pro/E是美国参数技术公司（PTC）的三维CAD、CAM软件系统，它集成了近几年CAD方面的一些先进理论和技术，采用了先进的基于特征的参数化设计，使设计工作更加灵活和简便。在产品信息模型方面，Pro/E把所有的功能模块建立在统一的数据结构上，提供了所有工程项目之间的全关联，真正实现了CAD/CAE/CAM的有机集成，用户可以同时对同一产品进行并行的设计工作，从而可以提高设计质量，缩短开发周期。Pro/E的常用功能有：二维截面的草绘（草图的绘制、草图的编辑、草图的标注、修改尺寸标注、草图中的几何约束、修改截面和锁定尺寸）、零件设计（模型的显示设置、模型树、层、特征的编辑和编辑定义、旋转特征、倒角特征、圆角特征、孔特征、修饰特征、抽壳特征、筋特征、基准特征、特征的复制和阵列、特征的成组、扫描特征、混合特征、螺旋扫描特征）、曲面设计（曲面创建、曲面修剪、薄曲面的修剪、曲面合并与延伸、将曲面面组转化为实体或实体表面）、装配设计（装配约束、允许假设、元件的复制、元件的阵列、装配体中的层操作、模型的外观处理）、模型的测量与分析（模型的测量、模型的基本分析、曲线与曲面的曲率分析）、模型的视图管理（定向视图、样式视图、剖截面、简化表示、模型的分解、组合视图）、工程图的制作（工程图的视图、尺寸标注、创建注释文本、工程图基准、形位公差的标注、表面粗糙度的标注、工程图的打印）等。本次设计将用到上述功能中的许多功能。本次毕业设计的主要任务是拉线盘注塑模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产拉线盘塑件产品，以实现自动化提高产量。针对拉线盘的具体结构，通过此次设计，使我对中心浇口注射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。2塑件成型工艺分析2.1塑件的原材料分析ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成，收缩率为0.3%~0.8%，密度为1.02~1.16g/cm3。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。从使用性能上看，该塑料具有极好的抗冲击强度，有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。但是也存在耐热性不高，耐气候性较差，在紫外线的作用下易变硬、发脆等缺点[2]。2.2塑件的注射工艺分析无定形料，易吸湿，含水量超过0.125%即可发生银丝，云母斑，气泡，甚至开裂，应充分干燥，并在使用时房子再吸湿。易用螺杆式注射机加工，喷嘴易用直通式并加热，加工前必须彻底清除对温度敏感的树脂，所以最好宜用聚苯乙烯，聚乙烯，聚丙烯料进行清洗。成型性能与聚碳酸酯相似，热稳定性比聚碳酸脂差，分解温度360℃左右，可能发生熔融破裂。流动性差，对温度变化敏感，冷却速度快。要求成型加工温度高，宜用高压成型，压力低易产生波纹，气泡，凹痕，过高则脱模困难。模具温度以壁厚而定，一般取90~100℃，对加工复杂或长而薄，厚壁塑件则取140~150℃。模具应有足够刚度和强度，浇注系统应短而粗，散热慢，阻力小，易取直接式，圆片式，扁平或扇形，侧向进料口，截面厚度易取塑件壁厚的1/2~2/3,用针状进料口时直径应取大，进料口易设在壁厚处，对薄长塑件宜用多点浇口，模具宜设冷料穴。ABS注射工艺参数[3]如表2.1所示：2.3塑件结构工艺性分析（1）塑件为拉线盘，对精度要求不高，未注公差按MT5级公差要求。（2）从图纸（如图2.1所示）形为回转体，整体分布均匀，且符合最小壁厚要求。图2.1拉线盘（3）该塑件为工业用拉线盘,对其表面质量没有什么高的要求，塑件表面粗糙度可以取Ra=3.2μm。但考虑到它的强度，应尽量减少或消除溶解痕。表2.1ABS注射工艺参数工艺参数内容工艺参数内容注射机类型螺杆式喷嘴形式直通式温度/℃180～190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/℃前段200～210冷却时间15～30中段210～230总周期40～70后段180～200螺杆转速/（r/min）30～60注射压力/MPa70～90后处理方法红外线灯烘箱保压压力/MPa50～70温度/℃70模具温度/℃50～70时间/h2～42.4初选注射机本人已用pro/E完成了对塑件件的三维图形绘制如图2.2，可查的塑件的体积为9.7cm3，浇注系统体积为0.9cm3，所以总体积=9.7+0.9=10.6cm3，质量m=11.7g。据ABS塑料的注射成型参数，塑件的体积，结构特点等，注射机初选为：XS-ZY-125，参数[4,5]如表2.2所示。2.5脱模斜度为便于塑件从模腔中取出，塑件的内外壁需要足够的脱模斜度。外形尺寸以大端为基准，斜度往小处取；内形尺寸以小端为基准，斜度往大处取。根据ABS的性能和文献[6]表2-2-5：型芯脱模斜度为0.7°，型腔脱模斜度为0.5°。图2.2塑件三维图表2.2XS-ZY-125注射机参数额定注射量125cm3注射方式螺杆式螺杆直径φ42mm锁模力900KN注射压力120Mpa最大成型面积320mm²注射行程115mm最大开模行程300mm最大模具厚度300mm最小模具厚度200mm喷嘴圆弧直径12mm喷嘴孔直径4mm

3型腔数量、分型面的选择及浇注系统的确定3.1最佳分型面论证由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从图3.1中几种方案中优选出较[7]。图3.1塑件分型面方案一：若选用分型面A，由于塑件中间孔，中间小，两端大，需要在定模设置镶块，模具生产过程中取件劳动强度大，生产效率低。方案二：若选用分型面B，采用型芯在定模的斜滑块外侧分型机构，能有效有效优化模具的结构，使模具结构紧凑合理，避免了镶块，有效提高模具生产效率。综合考虑选用方案二较为合理。3.2浇注系统的设计3.2.1浇注系统总体设计浇注系统是指模具中从注塑机的喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道。它的作用是将熔体顺利地充满型腔的各个部位，并在填充及保压过程中，将注射压力传递到型腔的各个部位以获得外形清晰、内在质量优良的塑件。它向型腔中的传质、传热、传压情况决定着塑件内在和外在质量，它的布置和安排影响着塑件成型的难易程度和模具的复杂程度。设计时应注意排气，熔接痕，尺寸精度等问题。特别是浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，有利于排气和补缩，且应设在塑件较厚的部位，以使熔料从后断面移入薄断面，以利于补料[8]。3.2.2主流道设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。3.2.3主流道尺寸（1）主流道小端直径d主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+（0.5～1）=4+（0.5～1）取d=4.5（mm）这样便于喷嘴和主流道能同轴对准，也能使的主流道凝料能顺利脱出。（2）主流道球面半径主流道入口的凹坑球面半径R，应该大于注射机喷嘴球头半径的2～3mm。否则，两者不能很好的贴合,会让塑件熔体反喷,出现溢边致使脱模困难。故：SR=注射机喷嘴球头半径+（2～3）由表2.2知注射机的喷嘴球面半径为12mm，所以：SR=12+（2～3）取d=14（mm）。（3）主流道长度L一般按模板厚度确定，但为了减小充模时压力降和减少物料损耗，以短为好。在出现过长流道时，可以将主流道衬套挖出深凹坑，让喷嘴伸入模具。本设计中结合该模具的结构，取L=34（mm）（4）主流道大端直径D=d+2Ltanα式中α为半锥角。将α=2°带入公式得：D=4.5+2×34×tan2°≈7mm（5）主流道衬套形式及其固定主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，即浇口套。本模具是三板模，因此需要尽量减少主流道长度。方案一：用浇口套标准件，这样只需购买，但是主流道长度过大，在凝料脱模时会产生困难。。固定形式：用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件。方案二：在定模座板上开设阶梯孔，将浇口套放入减小主流道长度。浇口套自行设计。在定模座板上在安装定位圈定位。考虑到模具的配件的互换性，我们选用标注浇口套10×30GB/T4169.19—2006如图3.1所示和标准定位圈90GB/T4169.18—2006如图3.2所示。图3.2浇口套图3.3定位圈（6）浇口的设计模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。方案一：采用潜伏浇口方案二：采用中心浇口由于ABS塑料有较强的韧性和强度，不适宜采用潜伏式浇口，又因为该塑件结构对称，且中心有通孔，因此可考虑使用中心浇口。中心浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使型腔充满均匀，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。4塑料模具设计方案的论证4.1确定型腔布局由于该产品的产量为每年10000件，数量不是很大，考虑到模具的经济性，及保证塑件的精度和模具结构上采用了中心浇口等综合因素，采用一模一腔。此外，采用一模一腔有利于缩短开模距离，更方便的设置冷却系统，使模具结构简单化。4.2成型零件的结构由于拉线盘带有侧凹所以采用斜滑块侧向分型结构；由于塑件中间有孔，所以要采用型芯拼块，且型芯拼块应固定于动模，这样有利于顺利脱模。抽芯利用模具的动作开合来完成抽芯。如图4.1所示：图4.1模具分型结构4.3推出机构的确定塑件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的。本模具采用顶杆顶出，顶出杆顶出出是一种基本的、也是一种常用的塑件顶出方式。常用的顶杆形式有圆形、矩形、阶梯形。我们采用圆形顶杆。由于采用了斜滑块外向分型机构，型腔和型芯都在动模。考虑到滑块在脱模过程中是运动着的，所以采用推杆推动滑块底部而实现推出。4.4抽芯机构的确定由于采用斜滑块外侧分型与抽芯机构，若成型塑件的主型芯设置在定模一侧，可能会出现开模后型芯立即从塑件中抽出，塑件粘附于某一斜滑块上，难以取出或定模主型芯的包紧力较大而是斜滑块错位的情况。所以主型芯应设置在动模一侧，分模时斜滑块随动模后移，在脱模抽芯的过程中，塑件虽与主型芯松动，但在侧向分型抽芯时对塑件仍有限制侧向移动的作用，所以塑件不可能粘附在某一斜滑块上，容易取出。4.5冷却系统的设计论证由于制品平均壁厚为2mm，制品尺寸又较小，确定水孔直径为8mm。由于冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素都会影响模具的热量向冷却水传递，精确计算比较困难。实际生产中，通常都是根据模具的结构确定冷却水路，通过调节水温、水速来满足要求。由于采用采用了滑块外侧分型和抽芯机构，在动模上开水道不易实现，故采用在定模板上开水道的形式。4.6排气系统设计在注射成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统原有的空气外，还有塑料受热或凝固时产生的低分子挥发气体这些气体若不能顺利排出，则可能因填充气体被压缩而引起塑件局部碳化烧焦，或使塑件形成气泡，产生熔接不劳，表面轮廓不清及填充不满等缺陷。另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此设计时必须考虑型腔的排气问题。由于该模具的总体尺寸较小，属于小型模具吗，可以利用活动型芯以及型芯端部与模板的配合间隙，分型面进行排气。其配合间隙为0.03～0.05mm。4.7绘制模具结构草图根据以上的方案论证结论，可得到模具的结构草图如图4.2所示：图4.2模具结构草图5主要零部件的设计计算5.1成型零件的成型尺寸计算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。（包括矩形和异形型芯的长和宽），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[9]。查有关手册得ABS的收缩率为0.3%～0.8%，故平均收缩率Scp=（0.4+0.7）%/2=0.55%，尺寸偏差取MT5级，根据塑件尺寸公差要求，模具制造公差取δz=1/3Δ，成型零件尺寸计算见表5.1。5.2模具型腔壁厚的确定如果是利用计算公式的话比较烦琐，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的。由于该模具采用的是镶拼式型腔，取型腔壁厚为12～13mm，模套壁厚35～40mm。5.3成型零件材料选择及热处理为实现模具批量生产的目的,选用模具材料应具有较高耐磨性、韧性，良好的热处理尺寸稳定性和良好的导热性等，此外为降低成本，增加产品的竞争力，必须要考虑模具用钢材料的经济型。本毕业设计的产品为工业用拉线盘，必须具有一定的强度和尺寸精度，并且产品所用的材料为ABS没有腐蚀性，综合考虑以上因素可以采用9Mn2V。其热处理为780~800℃油淬，160~180℃低温回火，热处理后硬度大于60HRC[10]。5.4斜滑块设计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是斜滑块外侧分型机构，为了合模时斜滑块不被卡死，一般情况下，卧式模具的推出行程不大于模具斜滑块高度的1/3。经计算知该模具的推出行程为11mm,故斜滑块高度可取40mm。5.5楔紧块的设计在制品成型过程中,侧型芯和分型斜滑块会受到高压塑料的推力作用,有时这种推力相当大,若由斜滑块承受,则因斜滑块为组合型腔,受力后容易错位,因此,必须设置楔紧块来可靠地锁紧滑块。表5.1成型尺寸计算表类别名称塑件尺寸塑件的尺寸工公差计算公式工作尺寸型腔计算径向尺寸76Lm=[（1+Scp）Ls-0.75Δ]0+z809深度尺寸6Hm=[（1+Scp）Hs-0.75Δ]0+z41.2型芯计算径向尺寸27lm=[（1+Scp）ls+0.75Δ]0-δz16726582025高度尺寸2hm=[（1+Scp）hs+0.75Δ]0-δz4型芯拼块计算径向尺寸3lm=[（1+Scp）ls+0.75Δ]0-δz469尺寸高度2.5Hm=[（1+Scp）hs+0.75Δ]0-δz根据模具的结构及塑件的形状,可知侧向力较大,所以采用与动模板一体的整体式楔紧块，楔紧块设计及其工作原理如图5.1所示。图5.1楔紧块工作原理5.6模具加工工艺模具零部件的加工方法根据加工条件和工艺方法可分为三种：通用机床加工型腔（车、铣、刨、磨、钻）；专用机床加工（仿形铣床、CNC机床、加工中心等）；特种工艺（电火花加工、电解加工、精密锻造等）。对于平面加工，主要加工模具中的各个零件的端面和侧面等，加工过程分为粗加工、半精加工、精加工。由于此模具属于小型的模具，所以，粗加工可采用刨或铣削加工，然后可利用精铣或精磨进行精加工，以机床加工为主。而型腔的加工则不同，由于此零件的型腔比较复杂，对其塑料件表面质量要求较高，通用机床加工和专用机床加工都不易生产出合格的产品。考虑以上情况，此模具型腔主要以特种加工为主。模具的凸模尺寸如图5.2所示，下面以凸模为例来说明模具的零件的加工工艺。图5.2凸模尺寸（1）备料，切割钢板至尺寸155mm×155mm×35mm；（2）热处理，退火至180~200HBS；（3）刨，刨六面至尺寸151mm×151mm×33mm；（4）平模，磨六面尺寸至150mm×150mm×32mm，并保证并保证四平面及上下平面垂直度0.02mm；（5）数控铣，①以底面为基准，洗出型芯圆台，使相关尺寸φ73.14到φ73.5mm，高度31.23至31.6mm；②铣出上面的四个扇形台，加工扇形外圆尺寸φ65.91φ66.4mm，内圆尺寸φ25.51至φ25mm，高度29.35至29.7mm，距离8.25至7.8mm；③铣出流道到要求；（6）钳，①钻铰两条φ8水道到要求；②钻出4×M8螺纹底孔，并攻螺纹到要求；③研光型芯和浇口流道，Ra=0.4~0.8μm；（7）热处理，780~800℃油淬，160~180℃低温回火，硬度>60HRC；（8）平磨，磨31.23到要求；（9）成型磨，磨φ73.14，φ65.91，φ25.51，29.35，8.25至要求；（10）电火花加工，加工窄槽2.31,27.52，环形槽φ20.44,φ16.37至要求；（11）钳，研磨型芯到Ra=0.2μm，研磨浇口到Ra=0.8μm;（12）检验。6确定模架尺寸综合考虑本塑件采用直浇口，斜滑块侧向分型结构、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，查表文献[11]选取标准模板的尺选取标准模架A2020—40×50×60GB/T12555—2006模具上所有的螺钉采用内六角螺钉，模具外表面尽量不要有突出部分，模具外表面应光洁，加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。为了加工的方便所有模板都采用标准模板：（1）定模座板A300×250×25GB/T4169.8—2006定模座板是模具与注射机连接固定的板，定模座板上固定导柱和定位圈，材料为45钢。定位圈通过嵌入式与其连接。定模座板上的导柱与导柱孔采用H7/k6配合，定模座板与拉料杆采用H7/k6配合。（2）定模板A250×250×40GB/T4169.8—2006定模板用于固定定模模仁和导套，应该有一定的厚度，并有足够的强度，一般用45钢。其上的导套孔与导套一端采用H7/k6配合，定模与定模模仁采用H7/m6配合。（3）动模板A250×250×50GB/T4169.8—2006用于固定动模型芯镶块和导套，一般用45钢。动模板应具有较高的平行度和硬度。动模模仁（型芯镶块）通过4个沉头螺钉M12固定在动模板上面，其上的导套孔与导套一端采用H7/k6配合，动模与动模型芯镶块采用H7/m6配合。（4）垫块A48×250×60GB/T4169.6—2006垫块用于在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求，一般材料为45钢。垫块可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。垫块的高度h校核公式为h=h1+h2+s+δ<H式中h1——推板厚度；h2——推杆固定板厚度；s——推出行程；δ——推出行程富余量；h——垫块厚度。代入数据h1=20mm，h2=15mm，smm=11，δ=8mm得h=15+20+11+8=54mm<60mm故H=60mm符合要求。（5）动模座板A250×200×25GB/T4169.8—2006动模座板上的注射机顶杆孔为Φ100mm，动模座板上还有四个挡钉孔，动模座板的推板导套孔与推板导柱采用H7/n6配合，挡钉与挡钉孔采用H7/n6配合，材料为45钢。（6）推板A150×250×20GB/T4169.8—2006推板上的推板导套孔与推板导套采用H7/k6配合，用4个M8的内六角圆柱螺钉与推半固定板固定，材料为45钢。（7）推杆固定板A150×250×15GB/T4169.8—2006推杆固定板用于固定推板上的复位杆和推杆，材料为45钢。运用pro/E与EMX6.0结合由以上模架数据可作出模具的总体三维结构，如图6.1所示。图6.1模具三维结构图7抽芯机构的设计计算7.1抽芯距计算本模具采用了斜滑块外侧分型和抽芯设计，抽芯距一般应大于成型孔（或凸台）的深度，本塑件凸台高度为2mm相等，因此，另加3~5mm的抽芯安全系数，可取得抽芯距S轴=6mm。完成抽芯距所需的最小开模行程H由下式计算：H=Scotα式中α——斜滑块倾角。倾角α=30°在前面已经确定，代入公式得H=6cot30°=11（mm）7.2推出机构的设计计算7.2.1推出力的计算对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算文献[12]，并确定其脱模力Q，其计算公式为Q=1.25KfcαE(Tf-Tj)A式中Q——塑件脱模力，N；A——塑件包络型芯的面积，mm2；P——塑件对型芯单位面积上的包紧力，N；fc——塑件对钢的脱模系数；β——脱模斜度，°；K——脱模斜度系数，其中K=（fccosβ－sinβ）/[fc（1﹢fcsinβcosβ）]；Tf——软化温度，℃；Tj——脱模时塑件的温度，℃；E——脱模温度下塑料的抗拉弹性模量，MPa；α——塑料的线膨胀系数，℃-1。查阅相关手册得：fc=0.45，α=7.8×10-5℃-1，E=1.2×103MPa，Tf=110℃，Tj=50℃，β=0.5°，通过pro/E可查的塑件曲面的总面积为1.265×104mm2。因此可估算型芯包络面积约为0.5×104mm2。把以上数据代入公式得Q=7020（N）7.2.2推杆长度的计算推杆长度的计算公式为L=H+h1+h2－h3式中L——推杆长度；H——垫板高度；h1——动模固定板厚度；h2——动模楔紧块底部厚度；h3——推板厚度。由模具的结构知H=60mm，h1=35mm，h2=10mm，h3=20mm代入公式得L=60+35+10–20=85（mm）7.2.3推杆直径的计算（1）推杆的强度计算推杆强度计算公式为式中d——圆形推杆直径，mm；φ——推杆长度系数；l——推杆长度，cm；n——推杆数量；E——推杆材料的弹性模量，N/cm2(钢的弹性模量E=2.1×107N/cm2)；Q——总脱模力。取φ=0.7，l=8.5cm，n=2，E=2.1×107N/cm2，Q=7020N带入数据得d=0.432cm=4.32（mm）推杆直接作用于侧面分型斜滑块，考虑到模具的可靠性，取d=6mm。（2）推杆压力校核推杆压力校核公式为取σs=320N/mm2，带入公式得σ=279N/mm2<σs推杆应力合格。8导向机构的设计8.1导向机构总体设计（1）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，其中心至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变形。（2）该模具采用4根导柱，其布置为等直径导柱对称布置。（3）该模具导柱安装在动模座板上，导套安装在定模板上。（4）为了保证分型面很好接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑槽，即可削去一个面或在导套的孔口倒角，该模具采用后者。（5）在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏。（6）动定模板采用合并加工时，要确保同轴度要求。8.2导柱设计（1）该模具采用带头导柱GB/T4169.4—2006，如图8.1所示。图8.1导柱（2）导柱的长度必须比凸模断面高度高出6mm～8mm,该模具中取87mm。（3）为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先到部分。（4）导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架可知为Φ25mm）。（5）导柱的形式，导柱固定部分与模板按H7/f7配合，导柱滑动部分按H7/f7配合。（6）导柱工作不分的表面粗糙度为Ra=0.4μm。（7）导柱应具有坚硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢20Cr经热处理，硬度为50HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度为50HRC以上。本模具采用T8A。8.3导套设计导套与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆套形零件。导套常用的结构形式有两种：直导套（GB/T4169.2—2006）、带头导套（GB/T4169.3—2006）。结构形式采用带头导套，如图8.2所示。图8.2导套（2）导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排除孔内剩余空气。（3）导套的滑动部分按H7/f7配合，表面粗糙度为0.4μm。带头导套外径与动定模板一端采用H7/k6配合镶入模板，高度为39mm。（4）导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，该模具中采用T8A。9成型设备的校核计算9.1注射量的校核注射量校核公式为（0.8~0.85）式中——注射机的公称注射量，cm3；——每模的塑料体积量，cm3。如前所述，塑件及浇注系统的总体积为10.7cm3，远小于注射剂的理论注射量100cm3，故满足要求。9.2模具闭合高度的校核模具闭合高度的校核公式为由装配图可知模具的闭合高度=240mm，而注射机的最大模具厚度=300mm，最小模具厚度=200mm，满足安装要求。9.3模具安装部分的校核(1)模具定位圈的直径Φ60mm与注射机定位孔的直径Φ60相等，满足安装要求。(2)浇口套的球面半径SR1=SR+（1~2）mm=14mm，满足要求。(3)浇口套小端直径R1=R+（1~2）mm=5mm，满足要求。9.4模具开模行程的校核模具开模行程的校核公式为式中——模具的开模行程，mm；——注射机的移模行程，mm；——制件的推出距离，mm；——包括流道凝料在内的制品的高度，mm；——取出凝料所需分开的距离，mm。代入=11mm，=11mm，=30mm得H模=11+40+30=81<H注=300mm满足要求。9.5锁模力的校核锁模力的校核公式为式中F——注射机的额定锁模力，KNA——制件和流道在分型面上的投影面积之和，cm2——型腔的平均压力，MPaK——安全系数，通常取1.1～1.2代入数据得KA=1.2×30×8.04=289.4KN<F=900KN满足要求。9.6注射压力的校核注射压力的校核公式为式中——注射机的额定注射压力，MPa；——注射成型时的所需用的注射压力，MPa；——安全系数，取1.3。代入数据得K′=1.3×80=104MPa<120（MPa）满足要求。10模具的装配装配模具是模具制造过程中的最后阶段，装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系，将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。在模具装配过程中，对模具的装配精度应控制在合理的范围内，模具的装配精度包括相关零件的位置精度，相关的运动精度，配合精度及接触只有当各精度要求得到保证，才能使模具的整体要求得到保证。模具的装配图如图10.1所示。图10.1装配图11参数化实体设计11.1拉线盘的建模本次毕业设计的三维图形全部由pro/E绘制完成，各个零件的建模过程大致相同，我将以拉线盘的实体建模过程为例来说明三维实体建模过程。（1）新建一个实体零件，并命名为LXP，如图11.1所示。图11.1新建文件（2）选择工具栏旋转命令，进入草绘界面，绘制成如图11.2所示的草绘平面。图11.2草绘界面（3）草绘完成后点击对勾，就生成了如图11.3所示的拉线盘主体结构。图11.3构建拉线盘主体（4）选择工具栏的拉伸命令，去除材料，草绘并完成后就剪去如图11.4所示的扇形镂空。图11.4拉伸去除材料（5）选择工具栏阵列命令，选中上一步生成的扇形拉伸特征进行如图11.5所示的阵列，就得到了四个相同的扇形镂空。图11.5阵列（6）选择工具栏的拉伸命令，建立如图11.6所示的加强肋。图11.6拉伸建立加强肋（7）再次选择工具栏拉伸命令，建立另一个加强肋，如图11.7所示。图11.7建立另外一个加强肋（8）再次选择拉伸命令建立如图11.8所示的凸台。图11.8拉伸建立凸台（9）再次选择拉伸命名，建立另一小凸台，如图11.9所示。图11.9拉伸建立另一个凸台（10）选择工具栏拉伸命令，去除材料，建立如图11.10所示的凹槽。图11.10拉伸去除材料通过以上几个步骤就完成了拉线盘的三维实体建模，由于pro/E软件是参数化的设计软件，其它零件的建模步骤大致与之相同，就不再具体赘述。11.2虚拟装配虚拟装配是虚拟制造的重要组成部分，利用虚拟装配可以验证装配设计和操作的正确与否，以便及早的发现装配中的问题，对模型进行修改，并通过可视化显示装配过程。使用该技术不仅使模具的设计制造更加直观方便，而且还可以大大缩短产品开发周期，降低生产成本，提高产品在市场中的竞争力。现代产品的制造自动化，数字化的方向发展，虚拟装配式产品数字化定义中的一个重要环节。11.2.1模具的装配（1）模具所有零件的三维建模都完成后，在pro/E中新建一个组件，如图11.11所示。图11.11新建组件（2）首先装配定模座板，按照匹配，对齐，重合等约束方式，使定模座板完全约束在合适的位置，如图11.12所示。图11.12插入零件（3）其他零件的装配约束方法都与动模座板的