畢業(yè)設計-- 自行車剎車手把工藝及模具設計

1、<p><b>　　畢 業(yè) 設 計</b></p><p>　　設計（論文）題目： 自行車剎車手把工藝及模具設計

2、 </p><p>　　學 院 名 稱： 機械工程學院 </p><p>　　專 業(yè)： 材料成型及控制工程 </p><p>　　定稿日期： 2014 年 5 月 4 日</p><

3、p><b>　　摘 要</b></p><p>　　塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產品的生產過程和提高產品質量有很大意義。本設計介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結構與工作原理，對注塑產品提出了基本的設計原則；詳細介紹了冷流道注射模具澆注系統、溫度調節(jié)系統和頂出系統的設計過程，并對模具強度要求做了

4、說明，通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，了解模具結構及工作原理。</p><p>　　關鍵詞：塑料模具；分型面；設計</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The plastics industry in the world grows one of now quicke

5、st industry classes, but the injection mold is develops the quick type, therefore, the research injection mold to understood that the plastic product the production process and improves the product quality to have the ve

6、ry big significance. This design introduced injection molding's basic principle, specially single is divided the profile to inject mold's structure and the principle of work, to cast the product to propose the ba

7、sic princi</p><p>　　Key Word: Plastic mold; Divides the profile; Design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　引 言…………………………………………………………………………………1</p><p>　　1 塑件的圖樣表達…

8、……………………………………………………………..2</p><p>　　2 塑件成型工藝分析…………………………………………………………....4</p><p>　　2.1塑料成型工藝特性............................................................................................5</p&

9、gt;<p>　　2.2塑件的結構工藝性............................................................................................5</p><p>　　2.2.1 塑件的尺寸精度分析..............................................................

10、..................................5</p><p>　　2.2.2 塑件表面質量分析7</p><p>　　2.2.3 塑件的結構工藝分析7</p><p>　　2.2.4 塑件的生產批量7</p><p>　　2.3注塑機的選用7</p><p>　　2.3.1 計算塑件體

11、積7</p><p>　　2.3.2 計算塑件的質量…………………………………………………………………....7</p><p>　　2.3.3 選擇注塑機型號……………………………………………………………….…...8</p><p>　　2.3.4 初選型腔數目.8</p><p>　　2.3.5 確定注射成型的工藝參數.......

12、.................................................................................9</p><p>　　2.4分型面位置的選擇………………………………………………………………….....9</p><p>　　2.5型腔數量及注塑機有關工藝參數的校核..............................

13、..........................9</p><p>　　2.5.1 型腔數量的校核........................................................................................................9</p><p>　　2.5.1.1按注射機的最大注射量確定型腔的數量n…………

14、……………..….…..9</p><p>　　2.5.1.2按注射機的最大注射量校核型腔數量n…………………………….......10</p><p>　　2.5.2 注塑機相關參數的校核..........................................................................................10</p>

15、;<p>　　2.5.2.1最大注射量的校核……………………………………………….….…....10</p><p>　　2.5.2.2鎖模力的校核……………………………………………………….….…11</p><p>　　2.5.2.3注射壓力的校核…………………………………………………….….…11</p><p>　　2.5.2.4安裝尺寸的校核

16、………………………………………………………..…11</p><p>　　2.6澆注系統的設計………………………………………………………………….…...12</p><p>　　2.6.1主流道設計…………………………………………………………………….…..12</p><p>　　2.6.2分流道設計……………………………………………………………………..….1

17、3</p><p>　　2.6.3澆口設計………………………………………………………………………...…13</p><p>　　3 成型零件的結構設計和計算……………………………………………….14</p><p>　　3.1 成型零件的結構設計16</p><p>　　4 模架及其他零件選用………………………………………………………..

18、.17</p><p>　　4.1 模架的選用17</p><p>　　4.2各模板尺寸的確定17</p><p>　　4.2.1定模座板尺寸17</p><p>　　4.2.2定模板板尺寸17</p><p>　　4.2.3動模板板尺寸17</p><p>　　4.2.4 支撐板尺寸

19、17</p><p>　　4.2.5墊塊尺寸…………………………………………………………………………17</p><p>　　4.2.5.1主要作用…………………………………………………………………17</p><p>　　4.2.5.2結構形式…………………………………………………………………17</p><p>　　4.2.5.3墊塊材

20、料…………………………………………………………………17</p><p>　　4.2.5.4墊塊高度h校核…………………………………………………………17</p><p>　　4.2.6動模板尺寸……………………………………………………………………….18</p><p>　　5 合模導向機構的設計………………………………………………………...19</p&g

21、t;<p>　　5.1 導向機構的總體設計19</p><p>　　5.2 導柱設計19</p><p>　　5.3 導套設計20</p><p>　　6 脫模推出機構的設計………………………………………………………...21</p><p>　　6.1脫模推出機構的設計原則22</p><p>

22、　　6.2 塑件推出機構22</p><p>　　6.2.1 推桿的固定與配合22</p><p>　　7 側向分型與抽芯機構的設計………………………………………………………23</p><p>　　7.1側向分型與抽芯機構類型的確定…………………………………………23</p><p>　　7.2抽芯距的計算………………………………………

23、………………………23</p><p>　　7.3斜導柱設計…………………………………………………………………24</p><p>　　7.4滑塊與導滑槽的設計………………………………………………………25</p><p>　　8 排氣系統設計………………………………………………………………….28</p><p>　　9 溫度調節(jié)系統設計…

24、…………………………………………………………29</p><p>　　9.1 冷卻系統29</p><p>　　9.2 冷卻裝置的布置29</p><p>　　10、模具零件的配合關系……………………………………………………………….30</p><p>　　10.1導柱和導套………………………………………………………………….………30

25、</p><p>　　10.2澆口套與模板………………………………………………………………………30</p><p>　　10.3斜導柱抽芯機構……………………………………………………………………30</p><p>　　10.4推桿推出機構………………………………………………………………………30</p><p>　　10.5復位桿…………

26、…………………………………………………………………..…30</p><p>　　10.6成型鑲件…………………………………………………………………………….30</p><p>　　11、模具的裝配…………………………………………………………………………….31</p><p>　　結論………………………………………………………………………………….32</

27、p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………...33</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一。自從聚氯乙烯塑料以來，隨著高分子化學技術的發(fā)展以及高分子合成技術、材料改進技術的研發(fā)、愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷出現，從而加速塑料工業(yè)的發(fā)

28、展。</p><p>　　隨著我國改革開放的進一步加快，我國正逐漸成為全球制造業(yè)基地，特別是加入WTO之后，作為制造業(yè)基礎的模具行業(yè)得到了迅速發(fā)展。塑料模的設計技術、制造技術、CAD、CAPP，已有相當規(guī)模的開發(fā)以及應用。在設計技術以及制造技術領域與發(fā)達國家差距相對比較大，在模具材料方面，專用塑料模具制造鋼種類少、規(guī)格不完整質量不夠穩(wěn)定。模具標準化程度不高，系列商品未實現規(guī)模化；CAD、CAE、Flow Cool

29、軟件等應用不夠廣泛；個體模具工廠不多；企業(yè)大而全居多，多屬勞動密集型企業(yè)。所以，我國想要從一個制造業(yè)大國轉變成為一個制造業(yè)強國，必須要重視和發(fā)展我國的模具行業(yè)，努力提高模具產業(yè)的整體技術程度，提高模具設計與制造技術水平，提高我國在模具制造行業(yè)的競爭能力。</p><p>　　塑料作為現代四大工業(yè)基礎材料之一，越來越普遍地被應用在各行各業(yè)。其中注塑成型技術在塑料的各類成型工藝中所占有的比重也越來越大。隨著社會的經濟

30、技術不斷的提高，對注塑成型的成品的質量要求和精度要求都有著不同程度的提升。塑料制品的形狀和尺寸精度直接與模具設計和制造精度有關系，對注塑成品的要求就是對模具制造及設計的要求。</p><p>　　由于計算機技術和數控加工技術的迅猛展，使得CAD/CAM技術逐步取代了以前塑料模的設計和制造技術，讓傳統的設計制造方法和生產模式發(fā)生了顯著的變化。塑料模CAD/CAM的發(fā)展不但可以提升塑料模具的質量，減少塑料模具設計和制

31、造所需要的時間，縮短塑料模具的生產周期，推進塑件制造和成品的換代，更有意義的是能夠滿足當前客戶對塑料模具相關行業(yè)提出“質量高、交貨快、價格低”的基本要求。</p><p>　　本文中對大學課程中典型的塑料模具進行了詳盡的計算與論證，在這過程中體會到了設計的艱辛與不易，同時也在設計過程中體會到了模具行業(yè)生生不息的活力，感嘆模具行業(yè)在國民生活中無比的重要性，感受到了模具行業(yè)的巨大經濟價值與無可替代的巨大優(yōu)越性，它早已

32、深入我們們每一個人的生活，難以想象沒有塑料的生活那將是多么可怕與不便。</p><p><b>　　1 塑件的圖樣表達</b></p><p>　　塑件圖：圖1-1、圖1-2和圖1-3為塑件的二維圖樣，圖1-4、圖1-5為塑件的三維圖樣。</p><p>　　圖1-1 塑件主視圖</p><p>　　圖1-2 塑件俯視圖

33、</p><p>　　圖1-3 塑件仰視圖</p><p><b>　　圖1-4塑件三維圖</b></p><p>　　2 塑件成型工藝分析</p><p>　　2.1 塑料成型工藝特性</p><p>　　ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性：</p&g

34、t;<p>　　丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。ABS外觀為粒狀或粉狀，呈淺象牙色，不透明但成型的塑件有較好的光澤。它無毒、無味易燃燒、無自熄性，密度為1.08-1.2g/cm3，相對分子質量較大。ABS具有較高的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降；有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。</p>&

35、lt;p>　　2.2塑件結構工藝性</p><p>　　2.2.1塑件的尺寸精度分析</p><p>　　該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，考慮到塑件用途，采用MT5級精度查取公差，其主要尺寸公差要求如表所示。</p><p>　　2.2.2塑件表面質量分析</p><p>　　該塑件表面沒有提出特殊要求，通常，一般情況下

36、外表面要求光潔，表面粗糙度可以取 \* MERGEFORMAT =0.8μm，沒有特殊要求時塑件內部表面粗糙度 \* MERGEFORMAT =1.6μm。</p><p>　　2.2.3 塑件的結構工藝分析</p><p>　　為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口開設在模具的型腔處，塑件外表面因澆口痕跡而影響塑件的表面質量與美觀

37、效果程度較小。</p><p>　　通?？刂屏蠝卦?50-310℃，壓力500-800KG/cm2，模溫在85-120℃之間，噴嘴部分應有大的噴口和短的平直部分，噴嘴溫度應于料筒前部溫度相等或略低10℃左右.為了消除制品內應力，可在100-130℃內退火時間為1-2時間/1MM。干燥溫度在100-120℃之間，時間6小時以上。</p><p>　　2.3 注塑機的選用</p>

38、<p>　　2.3.1計算塑件的體積</p><p>　　根據制件的三維模型，利用三維軟件直接求得塑件的體積為：V =26230mm；其中澆注系統凝料體積可按塑件體積的0.6倍來估算，為：V=15738mm；故一次注射所需要的塑料總體積為V=（26230+15738）×2=83936mm。</p><p>　　2.3.2計算塑件的質量</p><p

39、>　　由前面所述，ABS的密度為1.08～1.2g/ \* MERGEFORMAT ，取平均值1.14 g/ \* MERGEFORMAT ，所以，塑件的質量為：</p><p>　　M= V=26230×1.14× \* MERGEFORMAT =29.9g</p><p>　　澆注系統凝料質量為：</p><p>　　M= V=2

40、800×1.14× \* MERGEFORMAT =17.94g</p><p>　　塑件和澆注系統凝料總質量為：</p><p>　　M= M+M=(29.9+17.94) ×2=47.84g</p><p>　　2.3.3選擇注塑機型號</p><p>　　初選注塑機型號為XS-ZY-125，考慮到塑件原料

41、為ABS，故加料方式采用采用往復式螺桿加料，據查有關資料列出該機型的主要技術參數，如表1-2所示。</p><p>　　表2-2 XS-ZY-125型塑料注塑機的主要技術參數</p><p>　　2.3.4 確定型腔數目</p><p>　　初步確定型腔為簡單的一模兩腔的形式，型腔平衡布置在型腔板的兩側，這樣有利于澆注系統的排列和模具的平衡。</p>

42、<p>　　2.3.5 確定注射成型的工藝參數</p><p>　　根據所用材料，查有關資料，確定注射成型工藝參數，如表2-3所示。</p><p>　　表2-3塑件的注射成型工藝參數</p><p>　　2.4 分型面位置的選擇</p><p>　　塑件的分型面選擇如圖2-2所示，在塑件的中心截面處。</p>&l

43、t;p>　　圖2-2 分型面的選擇</p><p>　　2.5 型腔數量及注塑機有關工藝參數的校核</p><p>　　2.5.1 型腔數量的校核</p><p>　　2.5.1.1按注塑機的最大注射量確定型腔的數量n</p><p>　　n≤(KMT/3600-m2)/m1

44、 </p><p>　　式中n——型腔數量；</p><p>　　K——注塑機最大注射量的利用系數，一般取0.8左右，視設備的新舊而取值；</p><p>　　M——注塑機的額定塑化量，g/h或 \* MERGEFORMAT /h；</p><

45、p>　　T——成型周期，s；</p><p>　　m2——澆注系統凝料的塑料質量或體積，g或 \* MERGEFORMAT ；</p><p>　　m1——單個塑件的質量或者體積，g或 \* MERGEFORMAT 。</p><p>　　因此， 上式右邊=（0.8×125000×50/3600-17.94×2）/29.9=4

46、5.25≥2，符合要求。</p><p>　　2.5.1.2按注射機的最大注射量校核型腔數量n</p><p>　　n≤ \* MERGEFORMAT </p><p>　　式中k——注射機最大注射量的利用系數，一般取0.8；</p><p>　　\* MERGEFORMAT ——注射機最大注射量， \* MERGEFORMAT 或g；

47、</p><p>　　\* MERGEFORMAT ——澆注系統凝料量， \* MERGEFORMAT 或g；</p><p>　　m——單個塑件的體積或質量 \* MERGEFORMAT 或g。</p><p>　　式中右邊= \* MERGEFORMAT ≥2,滿足要求。</p><p>　　2.5.2 注塑機相關參數的校核<

48、;/p><p>　　2.5.2.1 最大注射量的校核</p><p>　　\* MERGEFORMAT </p><p>　　式中，n——型腔數量</p><p>　　k——注射機最大注射量的利用系數，一般取0.8；</p><p>　　\* MERGEFORMAT ——注射機最大注射量， \* MERGEFORMAT

49、或g； </p><p>　　\* MERGEFORMAT ——澆注系統凝料量， \* MERGEFORMAT 或g；</p><p>　　m——單個塑件的體積或質量 \* MERGEFORMAT 或g。</p><p><b>　　計算得：</b></p><p>　　\* MERGEFORMAT 97,175，

50、滿足設計要求</p><p>　　2.5.2.2 鎖模力的校核</p><p>　　\* MERGEFORMAT </p><p>　　式中 \* MERGEFORMAT ——注塑機的額定鎖模力（N）；</p><p>　　\* MERGEFORMAT —— 每個塑件在分型面上的投影面積（mm）；</p><p>

51、　　\* MERGEFORMAT ——澆注系統在模具分型面上的投影面積（mm），一般可取為0.35 \* MERGEFORMAT ；</p><p>　　P-----塑料熔體對型腔的成型壓力；P=30MPa，查閱教材表5.2。</p><p>　　\* MERGEFORMAT =122 45=5490 </p><p><b>　　計算得：</b&

52、gt;</p><p>　　F≥387KN，滿足設計要求。</p><p>　　2.5.2.3 注射壓力的校核</p><p>　　由已知得注塑機的額定注射壓力即為該機器的最高壓力,應該大于注射成型時所需調用的注射壓力，即</p><p><b>　　≥</b></p><p>　　式中：——安全

53、系數，常取=1.25—1.4。</p><p>　　實際生產中，ABS的注射壓力為70～90MPa，代值計算，滿足設計要求。</p><p>　　2.5.2.4安裝尺寸校核</p><p><b>　　1）噴嘴尺寸</b></p><p>　　（1）主流道的小端直徑D大于注射機噴嘴d，通常為</p><

54、;p>　　D=d+（0.5-1）mm</p><p>　　對于該模具d=4mm，取D=4.5mm，符合要求。</p><p>　　（2）主流道入口的凹球面半徑SR應大于注射機噴嘴半徑SR，通常為</p><p>　　SR=SR+（1-2）mm</p><p>　　對于該模具SR=12mm，取SR=13mm，符合要求。</p>

55、<p>　　3）模具的最大、最小厚度</p><p>　　已知注塑機的最大厚度和最小厚度為300mm和200mm，滿足裝配圖最大263mm的要求。模具的外形尺寸按照模架的尺寸為337×337，在拉桿空間337×200之間，滿足要求；</p><p>　　4）開模行程和推出機構的校核</p><p>　　由于所選定注塑機采用液壓與機械

56、聯合作用的合模機構，因此：</p><p>　　H≥ \* MERGEFORMAT +（5～10）mm</p><p>　　式中 H——注塑機最大開模行程，mm；</p><p>　　\* MERGEFORMAT ——推出距離（脫模距離），mm；</p><p>　　\* MERGEFORMAT ——包括澆注系統在內的塑件高度，mm。<

57、;/p><p>　　由 \* MERGEFORMAT =47mm， \* MERGEFORMAT =24mm，因此H≥40+24+10=75mm，滿足要求。</p><p>　　2.6澆注系統的設計 </p><p>　　2.6.1主流道設計 </p><p>　　主流道是指澆注系統中從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通

58、道，是熔體最先流經模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。</p><p>　　根據手冊查得XS-ZY-125型注射機噴嘴的有關尺寸:噴嘴球半徑:R =12mm噴嘴孔直徑:d =4mm</p><p>　　1）主流道尺寸 主流道是指澆注系統中從注射機噴嘴與模具處到分流道為止塑料熔體流動通道。根據選用的注射機的相

59、關尺寸得：</p><p>　　噴嘴前端孔徑：d0=4.0mm；</p><p>　　噴嘴前端球面半徑：R0=10mm；</p><p>　　根據模具主流道與噴嘴的關系</p><p>　　取主流道球面半徑：R=11mm；</p><p>　　取主流道小端直徑：d=4.5mm</p><p>　

60、　為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設計成圓錐形，起斜度為，此處選用2°，經換算得主流道大端直徑為8MM。2）主流道澆口套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式，以便有效的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。常用澆口套分為澆口套、定位圈整體式和澆口套與定位圈單獨分開兩種。由于注射機的噴嘴球半徑為12，所以澆口套的為球面半徑R=1

61、3，小端直徑4.5，大端直徑8.5mm，半錐角α為，澆口套總長87mm。 3）主流道襯套的固定 因為采用的為分開式,所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈選擇型號為LRB100，外徑為75 mm，內徑為，厚度10，使用螺釘M6。</p><p>　　2.6.2分流道的設計 </p><p>　　分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向作用，分流道的長

62、度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表5-1所示。</p><p>　　表5-1 流道斷面尺寸推薦值</p><p>　　分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和

63、正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為7mm。</p><p>　　2.6.3澆口設計 </p><p><b>　　1）澆口類型的選擇</b></p><p>　　按截面尺寸大小的結構特點，澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然

64、變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進入型腔時的流動特性，調節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。 2）澆口位置的選擇 澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統的關鍵部分，澆口的形狀，數量，尺寸和位置對塑件的質量影響很大，澆口

65、的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點澆口，側澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定，該模具采用側澆口，其有以下特性：</p><p>　?、傩螤詈唵?，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；</p><p>　?、谠嚹r如發(fā)現不當，容易及時修改；</p><p>　　

66、③能相對獨立地控制填充速度及封閉時間；</p><p>　?、軐τ跉んw形塑件，流動充填效果較佳。</p><p>　　3 成型零件的結構設計和計算</p><p>　　3.1 成型零件的結構設計</p><p><b>　?、?型腔</b></p><p>　　型腔采用整體嵌入式，安裝在定模板上。

67、</p><p><b>　　② 型芯</b></p><p>　　型芯同樣采用整體嵌入式安裝在動模板上</p><p>　?、鄢尚土慵牧系倪x用</p><p>　　塑件為批量生產，形狀復雜，無特殊要求，凹、凸模宜采用SKD11，HRC60～62。</p><p>　?、艹尚土慵ぷ鞒叽绲挠嬎?

68、lt;/p><p>　　塑件材料為ABS，平均收縮率為S=(S max +S min)/2=(0.8%+0.4%)/2=0.6%。</p><p>　　成型該塑件相關尺寸的模具工作部分尺寸填寫在表3-1中</p><p>　　表3-1 型芯、型腔尺寸</p><p>　　4 模架及其他零件選用</p><p><b

69、>　　4.1 模架的選用</b></p><p>　　根據型腔的布局，零件的大小等各方面問題，確定選用模架系列為337×337，模架結構為A1形式。</p><p>　　模具上所用的螺釘盡量采用內六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應光潔，涂防銹油。兩模板之間應有分模間隙，即在裝配、調試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。</p>

70、<p>　　4.2各模板尺寸的確定</p><p>　　4.2.1定模座板尺寸</p><p>　　根據零件尺寸和注塑機的拉桿距離，因此定模板的尺寸為300mm×337mm、厚度50mm，定模座板是模具與注射機接連固定的板，材料為45鋼，定位圈通過4個M6的內六角圓柱螺釘與其連接，定模座板與澆口套為H8/f8配合。</p><p>　　4.2.2

71、 定模板尺寸</p><p>　　根據零件尺寸和定模板尺寸，確定定模板尺寸為300mm×337mm，厚67.5mm，型腔深度45mm，在模板上還要開設冷卻水道，冷卻水道離型腔應有一定的距離，因此A板厚度取67.5mm。該板采用45鋼制造。</p><p>　　4.2.3 動模板尺寸</p><p>　　根據型芯尺寸，確定動模板尺寸為300mm×3

72、50mm，厚50mm，該板需要留出冷卻水道、推桿、嵌件固定桿位置位置， 因此動模板取67.5mm，該板采用45鋼制造。</p><p>　　4.2.4支撐板尺寸</p><p>　　支撐板尺寸為90mm×340mm，厚48mm，應具有較高的平行度和硬度，該板采用Q235</p><p>　　4.2.5 墊塊尺寸</p><p>　　

73、由定模板和動模板尺寸確定墊塊尺寸為337mm×337mm，厚26mm。</p><p>　　4.2.5.1主要作用</p><p>　　在動模座板與支承板之間形成推出機構的動作空間，或者調節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求。</p><p>　　4.2.5.2 結構形式</p><p>　　可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模

74、具采用平行墊塊。</p><p>　　4.2.5.3 墊塊材料</p><p>　　墊塊材料為Q235A，也可以用HT200等。該模具墊塊采用Q235A制造。</p><p>　　4.2.5.4 墊塊的高度h校核</p><p>　　h=h1+h2+ \* MERGEFORMAT =10+10+26=46mm，符合要求。</p>

75、<p>　　4.2.6 動模座板尺寸</p><p>　　動模座板和定模座板的尺寸對應，采用337×337mm，厚26mm，該模座采用Q235制造。</p><p>　　5 合模導向機構的設計</p><p>　　當采用標準模架時，因模架本身帶有導向裝置，一般情況下，設計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置，則須設計人員根據模

76、具結構進行具體設計。</p><p>　　5.1 導向機構的總體設計</p><p>　　1）導向零件應合理均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊</p><p>　　緣應有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導柱和導套變形。</p><p>　　2）該模具采用4根導柱，其布置為等徑直導柱對稱布置。</p>&l

77、t;p>　　3）該模具導套安裝在定模上，導柱安裝在動模上。</p><p>　　4）在合模過程中應采用導向零件首先接觸，避免凸模損壞。</p><p>　　5)動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。</p><p><b>　　5.2 導柱設計</b></p><p>　　1）該模具采用標準帶頭導柱，參考GB/

78、T4169.4—2006。</p><p>　　2）導柱長度必須比凸模端面高度高出6mm～8mm。</p><p>　　3）為使導柱能順利進入導向孔，導柱的端面通常必須做成圓錐或球形的先導部分。</p><p>　　4）導柱直徑應根據模具體模具尺寸來確定，應保證具有足夠的抗彎強度，該模</p><p>　　具導柱直徑由標準模架可知為Ø

79、; 25mm。</p><p>　　5）導柱的安裝形式，導柱固定部分與模板按H7/k6配合，導柱滑動部分按H7/f7</p><p>　　或H8/f7的間隙安裝。</p><p>　　6）導柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.8μm。</p><p>　　7）導柱應具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內芯，多采用低滲碳淬火</p>

80、<p>　　處理或碳素工具鋼T8A、T10A經淬火處理，硬度為50HRC以上或45鋼經調質、</p><p>　　表面淬火、低溫回火，硬度為50HRC以上。此處采用T10A。</p><p><b>　　5.3 導套設計</b></p><p>　　導套與導柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運動導向精度的圓套形零件。導套

81、常用的結構形式有兩種：直導套（GB/T4169.2-1984）、帶頭導套（GB/T4169.3-1984）。</p><p>　　1）結構形式。采用標準帶頭導套。</p><p>　　2）導套的端面應倒圓角，導柱孔最好做成通孔，利于排出孔內的剩余空氣。</p><p>　　3）導套孔的滑動部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為0.8μm。導套外徑與模板

82、一端采用H7/k6配合；另一端采用H7/e7配合鑲入模板。</p><p>　　4）導套材料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制造，該模具中采用T8A。</p><p>　　6 脫模推出機構的設計</p><p>　　注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構，也常稱為推出機構。</p><

83、p>　　6.1脫模推出機構的設計原則</p><p>　　塑件推出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質量的好壞將最后決定塑件的質量，因此，塑件的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則：</p><p>　　1）推出機構應盡量設置在動模一側。</p><p>　　2）保證塑件不因推出而變形損壞。</p><p>　　3）機

84、構簡單、動作可靠。</p><p>　　4）良好的塑件外觀。</p><p>　　5）合模時的準確復位。</p><p>　　6.2 塑件推出機構</p><p>　　推桿推出是一種基本的、也是一種常用的塑件推出方式。常用的推桿形式有圓形、矩形和階梯形。本模具采用圓形推桿推出。</p><p>　　6.2.1 推桿的固

85、定與配合</p><p>　　1）推桿的固定采用如圖6.1所示固定形式，這種形式強度高，不易變形。</p><p>　　2）推桿固定部分的配合如圖6.1所示。一般直徑為d的推桿，在推桿固定板上的孔應為d+1mm，即推桿固定部分的配合為單邊0.5mm，實際上，推桿與動模支撐板之間也是采用單邊0.5mm的大間隙配合。推桿臺階部分的直徑常為d+5mm；推桿固定板上的臺階孔為d+6mm。</

86、p><p>　　3）推桿工作部分與模板或型芯上推桿孔的配合常采用H8/f7或H7/f7的間隙配合，此處采用H8/f7配合。</p><p>　　4）推桿的材料與熱處理。推桿的材料常采用T8A、T10A等碳素工具鋼或65Mn彈簧鋼。此處選用T8A 彈簧鋼，熱處理硬度為50～54HRC</p><p>　　圖6 推桿的配合與固定</p><p>　　

87、7 側向分型與抽芯機構的設計</p><p>　　側向分型與抽芯機構用來成型塑件上的外側突起、凹槽和孔以及殼體塑件的內側局部突起、凹槽和不通孔。具有側抽機構的注射模，其活動零件多、動作復雜，在設計中特別注意其機構的可靠、靈活和高效。側抽機構類型很多，根據動力來源的不同，一般可分為機動、液壓或氣動以及手動三大類型。根據塑件結構進行合理選用。</p><p>　　7.1側向分型與抽芯機構類型的

88、確定</p><p>　　該套模具采用機動側抽機構，其驅動方式為斜滑塊。根據斜滑塊側向分型與抽芯的特點，利用推出機構的推力驅動斜滑塊斜向運動，在塑件被推出脫模的同時由斜滑塊完成側向分型與抽芯機構。</p><p>　　7.2抽芯距的計算 </p><p>　　側向抽芯距一般比塑件上側凹、側孔的深度或側向凸臺的高度大2—3mm，用公式表示為</p>&l

89、t;p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中：S—抽芯距，mm；</p><p>　　—塑件上側凹、側孔的深度或側向凸臺的高度，mm。</p><p>　　該塑件模具有三個相同的側抽型機構，其抽芯距為</p><p>　　（2-3）=20+2.5=22.5mm</p><p&

90、gt;　　7.3斜導柱設計 1）斜導柱的結構 如下圖所示,斜導柱的斷面為圓形,其固定形式與合模導柱類似的臺肩固定,只是由于傾斜安裝而臺肩軸被削去一部分.斜導柱導向部分可以做成半球型或錐臺形,但應注意錐臺的斜角須大于斜導柱的傾斜角,以避免斜導柱工作長度部分已脫離滑塊的孔之后,斜導柱頭部仍對滑塊有驅動作用。2）斜導柱傾角a確定 在斜導柱側向分型與抽芯機構中，斜導柱與開合模方向的夾角稱為斜導柱的傾角a，它是決定斜導柱

91、抽芯機構工作實效的一個重要的因素。a的大小關系對斜導柱的有效工作長度、抽芯距、受力狀況等起著直接的重要影響。a的取值一般在12°～22°間,根據塑件的側抽孔的深度,即抽芯距的大小,由于抽芯距為22.5mm, 取α為18°。</p><p>　　3）斜導柱長度的計算</p><p>　　在側型芯滑塊抽芯方向與開模方向垂直時，可以推導出斜導柱的工作長度L與抽芯距s

92、及傾斜角α有關，即</p><p><b>　　斜導柱的總長為</b></p><p>　　式中：----斜導柱總長度；</p><p>　　----斜導柱固定部分大端直徑；</p><p>　　h----斜導柱固定板厚度；</p><p>　　d----斜導柱工作部分的直徑；</p>

93、<p>　　s----側向抽芯距。</p><p>　　代入上式可算得：=78mm4）斜導柱直徑的確定 斜導柱主要承受彎曲力,而對斜導柱的直徑的確定一般按經驗來取,由于塑件的側抽型芯孔較小,側抽力不大,所以取斜導柱的直徑為12mm.</p><p>　　7.4滑塊與導滑槽的設計 1）側型芯與滑塊的連接形式 根據塑件的形式分析,側型芯與滑塊應做成組合式,

94、然后裝配在一起,這樣可以節(jié)約優(yōu)質鋼材,且加工及維修更換方便. 為了保證型芯的強度和固定方便,用銷釘固定。</p><p>　　側型芯與滑塊的鏈接形式如下:2）滑塊的導滑形式 根據模具型芯的大小,以及各自的使用情況,滑塊與導滑槽的常用配合形式各不相同,總的要求是在抽芯過程中,保證滑塊運動平穩(wěn),無上下竄動和卡滯現象,為此對滑塊與導滑槽之間有兩處位置要求間隙配合,一是在滑塊的側面處,另一是在滑塊被壓緊的臺

95、肩面處. 經過對滑塊導滑形式的考慮,若采用整體式的導滑槽,會使導滑槽的加工增加難度,所以考慮采用組合式的導滑槽結構,導滑槽部分敞開,便于制造加工,保證其精度和硬度。3）滑塊定位裝置的設計 為了保證斜導柱在和模中再次準確可靠地進入滑塊的斜孔內,必須使滑塊在開模停留在抽芯的終止位置,且不可任意滑動,因此,滑塊必須設置定位裝置.常用的定位裝置有定距螺釘、彈簧、擋塊組合和活動定位釘、彈簧、螺塞組合等的定位裝置。由塑件的外形

96、,模具的四方均有側抽,所以四周都必須采用滑塊定位裝置,且采用定距螺釘、彈簧、擋塊的組合定位裝置.其結構如下:</p><p><b>　　4）楔緊塊的設計 </b></p><p>　　楔緊塊的楔角a′必須大于斜導柱的斜角a,這樣當模具打開開始抽芯時,楔緊塊才能為滑塊的移動讓位,否則,斜導柱無法帶動滑塊抽芯。當側滑塊抽芯方向垂直于合模方向時， 。 在制品成型過

97、程中,側型芯和滑塊會受到高壓塑料的推力作用,有時這種推力相當大,若由斜導柱承受,則因斜導柱為細長桿件,受力后容易變形,是不可靠的.因此,必須設置楔緊塊來可靠地鎖緊滑塊。</p><p><b>　　8 排氣系統設計</b></p><p>　　當塑料熔體充填型腔時，必須順序地排出型腔及澆注系統內的空氣及塑料受熱而產生的氣體。如果氣體不能被順利排出，塑料會由于填充不足而

98、出現氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產生高溫，使塑料焦化。特別是對大型塑件、容器類和精密塑件，排氣槽將對它們的品質帶來很大的影響，對于在高速成行中排氣槽的作用更為重要。</p><p>　　我們的塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件，因此本方案設計在分型面之間、推桿于模板之間及活動型芯與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙值取0.04㎜。</p><p>　　9 溫度調節(jié)系統設

99、計</p><p><b>　　9.1 冷卻系統</b></p><p>　　冷卻水回路布置的基本原則： a) 冷卻水道應盡量多，b) 截面尺寸應盡量大； c) 冷卻水道離模具型腔表面的距離應適當； d) 適當布置水道的出入口； e) 冷卻水道應暢通無阻； f) 冷卻水道的布置應避開塑件易產生熔接痕的部位； 由以上原則我們可以確定冷卻水道的布置情況，以及冷卻水道的截面

100、積。</p><p>　　本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設加熱系統。是否需要冷卻系統可作如下設計算計。</p><p>　　設定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質，其出口溫度為。</p><p>　　本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設加熱系統。是否需要冷卻系統可作如下設計算計。</p><

101、p>　　設定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質，其出口溫度為</p><p>　　冷卻介質有水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因為水的熱容量大、傳熱系數大，成本低。</p><p>　　用水冷卻，即在模具型腔周圍或內部開設冷卻水道。</p><p><b>　　冷卻系統的簡略計算</b></p><p>　

102、　如果忽略模具因空氣對流、熱輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對模具進行初步的和簡略的計算。</p><p>　　（1）查表得ABS單位質量放出的熱量 \* MERGEFORMAT =350kJ/kg，</p><p>　　故Q=W \* MERGEFORMAT =0.017×350kJ/kg =5.95kJ/min=357kJ/h</p&g

103、t;<p>　　式中W——單位時間（每分鐘）內注入模具中的塑料質量（kg/min），該模具每分鐘注射一次，所以W=0.017kg/min</p><p>　　（2）求冷卻水體積流量</p><p>　　\* MERGEFORMAT =WQ1/[c1(1-2)]=0.017 kg/min×350 kJ/kg /[1000×4.187×（25-20）

104、] （8-1）</p><p>　　≈0.28×10-3m3/min</p><p>　　式中 --冷卻水的密度；</p><p>　　C1—冷卻水的比熱容；</p><p>　　1—冷卻水出口溫度；</p><p>　　2—冷卻水入口溫度。</p><p>　?。?）求冷卻管

105、道直徑d</p><p>　　查書，取d=8mm。</p><p>　　（4）求冷卻水在管道內的流速v</p><p>　　v=4 \* MERGEFORMAT /d2=(4×0.28×10-3/60)/(π×0.0082)m/s≈0.093m/s</p><p>　?。?）求冷卻管道孔壁與冷水之間的傳熱系數α

106、</p><p>　　參考教材表11-4，取Φ=7.725</p><p>　　\* MERGEFORMAT =7.725x=762.2w/（ \* MERGEFORMAT </p><p>　?。?）求冷卻管道總傳熱面積A</p><p>　　A=60WQ1/α=60×0.017kg×350kJ/kg /{762.2&

107、#215;[135-(67.5+26)/2]}</p><p><b>　　≈0.034m2</b></p><p>　　式中——模具溫度與冷卻水之間的平均溫差（C），模具溫度取50C。</p><p>　　（7）求模具上冷卻回路的總長度L</p><p>　　L=A/d=0.034（3.14×0.008）=1

108、.348m</p><p>　　9.2 冷卻裝置的布置</p><p>　　由于上面計算可知該模具塑料釋放的總熱量不大，只要在模具型腔周圍開設冷卻水道即可，為了布置方便，減少加工成本，采用制冷時直流時水道布置，如圖9-1、9-2和9-3為水道布置。</p><p>　　圖9-1 水道布置（俯視圖）</p><p>　　圖9-2 型芯水道布置（

109、正視圖）</p><p>　　10．模具零件的配合關系</p><p><b>　　10.1導柱和導套</b></p><p>　　導柱固定部分與模板之間采用的過渡配合，導套固定部分采用或較松的過盈配合。</p><p>　　10.2澆口套與模板</p><p>　　澆口套與模板之間的配合采用的過

110、渡配合。</p><p>　　10.3斜導柱抽芯機構</p><p>　　斜導柱固定于模板內，與模板的安裝孔采取的過渡配合，側滑塊與斜導柱的工作部分采用的間隙。側滑塊的鑲拼的組合的粗糙度Ra=0.8，鑲入的配合精度為。</p><p>　　10.4推桿推出機構</p><p>　　推桿的固定部分采用的配合，推桿的工作部分與模板或型芯上的推桿孔

111、的配合采用</p><p><b>　　10.5復位桿</b></p><p>　　復位桿的固定部分采用的配合，復位桿的工作部分與模板的配合采用。</p><p><b>　　10.6成型鑲件</b></p><p>　　成型鑲件鑲入的配合精度為</p><p><b&

112、gt;　　11．模具的裝配</b></p><p>　　裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術要求和相互間的關系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。</p><p>　　在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應控制在合理的范圍內，模具的裝配精度包括相關零件的位置精度，相關的運動精度，配合精

113、度及接觸只有當各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。</p><p>　　塑料模的裝配基準分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的型腔，型芯為裝配基準。這種情況，定模各動模的導柱和導套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導柱和導套孔，最后安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導柱導

114、套塑料模架的。</p><p>　　澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.05——0.15毫米，因為該處受噴嘴壓力的影響，在注射時會發(fā)生變形，有時在試模中經常發(fā)現在分模面上澆口套周圍出現塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。</p><p><b>　　

115、結論</b></p><p>　　本次設計是在我的導師趙忠老師悉心指導下完成的。老師嚴謹的治學態(tài)度和精益求精的工作作風使我受益匪淺。本次畢業(yè)設計是大學四年間所學知識的綜合運用，通過這次設計把這四年所學的基礎理論和專業(yè)課程作了一個總結和回顧，加深了對理論的理解，能夠掌握機械設計的全套思路，為即將走上工作崗位和以后的發(fā)展打下了一定的基礎。</p><p>　　在對塑料結構件的設計過

116、程當中遇到了很多問題，比如如何選擇分型面、成型設備、模架的結構，以及成型零件的設計和工作尺寸的計算等等，費了很多周折，也走了不少的彎路。而在裝配圖的繪制過程中，又遇到了前面設計上的很多結構錯誤，對細節(jié)方面的，反復修改較多。經過老師的指導和長時間的思考及翻閱許多的相關資料，才完整的完成了本套模具的設計過程。</p><p>　　當然，由于本人設計水平有限、在課程中沒有接觸塑料結構件的相關課程，實際經驗的不足，以及時