接水盒的注塑模具設計及成型工藝-滑塊抽芯注射模含8張CAD圖

接水盒的注塑模具設計及成型工藝-滑塊抽芯注射模含8張CAD圖,接水盒,注塑,模具設計,成型,工藝,滑塊抽芯,注射,cad 接水盒注塑成型工藝及模具設計 摘 要 本設計題目為接水盒成型工藝及模具設計，體現(xiàn)了盒型塑料零件的設計要求、內容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者注塑模設計的基礎知識，為設計更復雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經驗。 本設計運用塑料成型工藝及模具設計的基礎知識，首先分析了塑件的成分及性能要求，為選取澆口的類型做好了準備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機及確定型腔數(shù)量；最后分析了塑件的特征，確定模具的設計參數(shù)、設計要點及推出裝置的選取。 本塑件形狀規(guī)則，壁厚均勻，該塑件兩側開有型孔，所以在脫模時必須考慮設計一個側抽芯機構在開模時隨著開模過程的進行使側型芯從塑件中脫離。本副模具的設計中，在定模板上裝有斜導柱，在開模時頂斜導柱與側滑塊接觸，在開模的過程中，斜導柱與側滑塊發(fā)生相對移動，促使斜滑塊與塑件分離。這種機構脫?？煽?，設計方便且在模具中占用空間較小，非常適合在本副模具中使用。 關鍵詞：注塑模 直澆口 斜導柱 側抽芯  Injection molding process and die design of water injection box Abstract This design topic is the design of water box molding process and mold design, plastic parts box type reflects the requirement, content and direction of the design of a certain significance. Through the design of the die parts, to further strengthen the designers of injection mold design basic knowledge, for more complex design of injection mold has laid a good groundwork and the more profound lessons of experience. The design of the use of plastic forming process and die design of the basic knowledge, the first analysis of the plastic parts composition and performance requirements, ready for the selection of the type of the gate; and estimated the plastic parts of the size, facilitate the selection of injection molding machine and determine the number of cavity; finally, analysis of the plastic parts, determine the characteristics of mold design parameters, design points and launch device selection. The plastic pieces of regular shape, uniform wall thickness, the plastic parts arranged at both sides of the stylish hole, so while demoulding must consider the design of a side core pulling mechanism in the mold with the opening process for the side core detachment from the plastic parts. This pair of moulds design and in the fixed template is provided with oblique guide pillar, in the mold top slanted guide pillar and the side slider contact, in the process of opening, slanted guide pillar and the side slider moves relatively, prompting slanting slide and plastic separation. This kind of mechanism has the reliable and convenient design, it is very suitable to use in the mold. Keywords: Injection mold Straight gate Inclined guide pillarSide core pulling  目錄 1.緒論 1 1.1國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 2 1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 2 1.3注塑成型模具設計與制造 3 2.結構工藝分析 4 2.1塑件工藝分析 4 2.2脫模斜度 4 2.3 ABS性能特征及成型工藝參數(shù) 5 3.確定模具的結構形式 7 4.確定型腔數(shù)量和排列方式 8 4.1型腔數(shù)量的確定 8 4.2型腔形式的確定 8 5.分型面位置的確定 9 6.注射機的選擇 10 6.1注射量的計算 10 6.2鎖模力計算 10 6.3注射機的選擇 10 7.澆注系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)設計 12 7.1主流道設計 12 7.2排氣系統(tǒng)設計 12 8.成型零件結構設計 13 8.1型腔 13 8.2型芯 14 8.3側滑塊 15 8.4成型零件鋼材的選用 16 9.成型零件工件尺寸的計算 16 10.側抽芯機構的設計 17 10.1側抽芯機構類型選擇 17 10.2抽芯距與抽拔力計算 17 10.3斜導柱尺寸計算 18 11.冷卻系統(tǒng)設計 20 12.選擇模架 22 13.選用標準件 23 13.1螺釘 23 13.2導柱導套 23 14.注射機有關參數(shù)校核 25 14.1最大注射量的校核 25 14.2注射壓力的校核 25 14.3鎖模力校核 25 14.4模具尺寸的校核 25 致謝 26 參考文獻 27  1.緒論 在如今制造業(yè)中，塑料制件在工業(yè)中被應用的越來越多，使得塑料生產尤為重要。隨著科技、市場經濟的迅速的發(fā)展，對塑料制件的精度也提出了更高的要求，同時為了來不斷的促進塑料模具的高速的發(fā)展，模具的生產和使用不僅大大的提高了生產效率和產品的精度，同時降了成產成本，大大提高了生產效率。? 現(xiàn)在提倡“以塑帶鋼”，塑料生產的使用越來越多,使用廉價的塑料代替昂貴的鋼鐵,從而達到節(jié)約成本。在保證使用安全的硬度和強度的前提下,輕量又廉價的塑料制品越來越多的被使用。市場的需求大大提升注塑行業(yè)的快速發(fā)展。注射成型是最常見的熱塑性塑料產品成型的方法，生產時塑料先在塑料注射成型機的加熱筒內加熱成為熔融狀態(tài),然后在注射機螺桿或柱塞的推動下,經過注射機噴嘴高速注射到模具型腔內部，在冷卻定型后獲得模具所賦予的形狀和尺寸。注塑模具的大量使用,使勞動者的勞動力大大的減少,先進的設備和高精度的模具可以實現(xiàn)高生產、高質量、高效率、高壽命的連續(xù)生產。 模具作為現(xiàn)代大型生產工具之一,是在工業(yè)生產中使用非常廣泛和重要的工藝設備。當我們采用模具生產的產品和部件的時候,我們會發(fā)現(xiàn)它具有較高的生產效率,可以實現(xiàn)高速大規(guī)模生產,同時也可以節(jié)省原材料,?因此,精密、大型、復雜、長壽命塑料模具開發(fā)將高于總開發(fā)速度。目前，汽車和輕工業(yè)的迅速發(fā)展,模具設計和制造越來越廣泛關注的人來說,已經成為一個產業(yè)。將高新技術應用于模具設計和制造,已經成為一個強有力的保證快速制造優(yōu)質模具?？焖僭图夹g和快速成型技術廣泛應用。SLA、SLS?FDM、LOM及其他各種類型的快速成型設備。提高塑料模具的標準化水平和使用標準部件,使用標準化的工業(yè)生產中可以更好的保證產品質量縮短生產周期,降低生產成本。模具標準化商業(yè)化程度的工業(yè)發(fā)達國家目前也在我國已達到70%?~?70%不到30%的中國模具生產的標準化方面與一些發(fā)達國家相比仍有很大差距。這無疑提供了塑料工藝和塑料模具行業(yè)在中國是非常大的發(fā)展空間。 本說明書在編寫過程中得到了師友的支持和幫助，在此我表示感謝。同時感謝所引用文獻的作者，他們辛勤研究的成果使得本次設計增色不少。限于學生水平有限，難免出現(xiàn)不少的缺點和錯誤，懇切希望各位老師批評指正。  1.1國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 通過產業(yè)的革新，技術的提升，我國模具行業(yè)已經在整個模具大范圍中逐漸占據(jù)了自己的位置。同時隨著我國模具產品質量等的提升，國內模具行業(yè)已經成為世界的焦點，市場也已經轉移到過來。在未來的行業(yè)發(fā)展中，技術創(chuàng)新自然是主要，技術提升是必要，這是行業(yè)高速發(fā)展和市場需求中最重要的條件。我國模具業(yè)雖然起步晚，前期很長時間也是以低端產品為主要，但是隨著逐漸轉型，行業(yè)的新機遇已經擺在了面前。 目前，國內市場對中高檔模具的需求量很大，其中，家電、汽車、塑料制品行業(yè)對模具需求最大。據(jù)了解，"十二五"期間，模具市場總的趨勢平穩(wěn)向上，但要求國產模具必須在質量、交貨期等方面滿足用戶的需求。 國際市場方面，近年來，工業(yè)發(fā)達國家的人工費用增加，其正向發(fā)展中國家特別是東南亞國家轉移。其國內以生產高、精模具為主，人工勞動投入量大的模具依靠進口解決。因此，中低檔的模具國際市場潛力十分巨大。只要國產模具的質量能夠有提高，交貨期能夠保證，模具出口的前景是十分樂觀的。此外，國模具標準件的需求量也很大。目前，我國只有少量出口。 從機械制造業(yè)的技術發(fā)展趨勢來看，今后我國工廠中的高效數(shù)控機床的比重將逐年增加，高效先進刀具的需求量將隨之迅速增加。此外，由于我國人工成本增加，中低檔的刀具的價格優(yōu)勢將逐漸喪失。對于數(shù)控機床先進刀具需求量增多這一現(xiàn)狀，我國的工具工業(yè)必需改變理念，大力發(fā)展高效先進刀具的生產，注意銷量的同時，更要重視售后服務，努力創(chuàng)新占有更多的市場份額。 　　技術永遠是行業(yè)中的主流走勢，沒有創(chuàng)新技術行業(yè)發(fā)展的發(fā)展就存在太多的阻礙。相信在未來的日子里，經過努力創(chuàng)新技術的不斷提升和自主研發(fā)會成國內模具產業(yè)的真正主流。隨著我國模具行業(yè)的不斷發(fā)展，對于模具產品的需求與要求也在逐步提高。而這樣的提高帶來的是對行業(yè)技術提升更大動力。 1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 在歐美，CAD/CAE/CAM已成為模具企業(yè)普遍應用的技術。在CAD的應用方面，已經超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前3D設計已達到了70%～89%。PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應用很普遍。應用這些軟件不僅可完成2D設計，同時可獲得3D模型，為NC編程和CAD/CAM的集成提供了保證。應用3D設計，還可以在設計時進行裝配干涉的檢查，保證設計和工藝的合理性。數(shù)控機床的普遍應用，保證了模具零件的加工精度和質量。30～50人的模具企業(yè)，一般擁有數(shù)控機床十多臺。經過數(shù)控機床加工的零件可直接進行裝配，使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE技術在歐美已經逐漸成熟。在注射模設計中應用CAE分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷卻過程，預測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設計中應用CAE軟件，模擬金屬變形過程，分析應力應變的分布，預測破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE技術在模具設計中應用術后，試模時間減少了50%以上。 為了縮短制模周期、提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術，快速成型技術與快速制模技術獲得普遍應用，采用專業(yè)化，產品定位準。并且西方工藝管理先進，標準化程度高。 1.3注塑成型模具設計與制造 1.3.1注塑成型模具設計的設計思路 注塑模具的設計須按照以下幾個步驟進行： 1. 塑料制品的工藝分析； 2. 注塑機的選用； 3. 模具設計的有關計算； 4. 模具結構設計； 5. 注塑機參數(shù)校核； 6. 模具結構總裝圖和零件工作圖的繪制； 7. 全面審核投產制造?。 1.3.2注塑成型模具設計的進度 1.了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間20天； 　　2.確定加工方案，所用時間5天； 　　3.模具的設計，所用時間30天； 4．模具的調試．所用時間5天．  2.結構工藝分析 零件圖 該設計是制造接水盒注塑成型工藝及模具設計 要求：材料ABS 大批量生產 精度MIT5級 2.1塑件工藝分析 該塑件為一塑料盒型件，結構簡單，塑件壁厚均勻，要求材料須有很好的流動性。合理確定塑件壁厚尺寸，如果壁厚值太小，會影響塑件的強度和剛度，并且導致塑料填充困難。壁厚太大，增加冷卻時間，降低生產率，產生氣泡、縮孔等不良現(xiàn)象。要求壁厚盡可能均勻一致,否則由于冷卻和固化速度不一樣易產生內應力，引起塑件的變形及開裂。生產批量大，材料為丙烯烴-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），成型工藝性很好，可以注塑成型。 2.2脫模斜度 由于塑件冷卻后產生收縮，會緊緊地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件取出困難，強行取出會導致塑件表面擦傷、拉毛。為了方便脫模，塑件設計時必須考慮與脫模（及軸芯）方向平行的內、外表面，設計足夠的脫模強度。只有塑件高度不大時才允許不設計斜度。最小脫模斜度與塑料性能、收縮率、塑件的幾何形狀等因素有關。 塑件脫模斜度為：40＇~ 1o30＇。一般型芯的脫模斜度要比型腔大，型芯長度及型腔深度越大，則斜度越小。在不影響外觀的情況，脫模斜度盡量大一點，以便脫模。 2.3 ABS性能特征及成型工藝參數(shù) 綜合性能較好，沖擊強度較高，化學穩(wěn)定性，電性能良好;與有機玻璃的熔接性良好；制成雙色塑件，且可表面鍍鉻，噴漆處理；外觀是不透明粒狀或粉狀熱塑性樹脂，無毒、無味，其制品可著成五顏六色。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： 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。從形態(tài)上看，ABS是非結晶性材料。 三中單體的聚合產生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結構。這就可以在產品設計上具有很大的靈活性，ABS材料具有良好的抗沖擊強度、表面硬度、表面光澤度、尺寸穩(wěn)定性、耐化學藥品性和電絕緣性，且耐磨性較好。它的不足在于熱變形溫度比較低，低溫抗沖擊性能不夠好，耐候性較差。ABS塑料的使用范圍為-40~100℃。 有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等特性，流動性比HIPS 差一點，比PMMA、PC 等好，柔韌性好，適于制作一般機械零件，減磨耐磨零件。 查手冊得到ABS塑料的成型工藝參數(shù)： 密度 1.01 ～ 1.07 g/cm3 ； 收縮率 0.3 ～ 0.8 % ； 預熱溫度 80C°～ 85C°，預熱時間 2 ～ 3 h ； 料筒溫度 后段150C°～170C°，中段165C°～180C°，前段180C°～200C°； 噴嘴溫度??170C°～?180C°；? 模具溫度??50C°～?80C°；?? 注射壓力??70?～100?MPa?；? 成型時間??注射時間20?～?90s?，保壓時間0?～?5s?，冷卻時間20?～?120s?。 ABS的成型條件 成型條件的選擇和控制直接影響塑料的塑化流動和冷卻的溫度、壓力和相應的各個作用的時間,是生產的優(yōu)質塑料的主要因素：(1) 溫度，注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等。前兩種溫度主要影響塑料的塑化和流動，而后者主要是影響塑料的流動和冷卻；(2)壓力，注塑成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，它們都直接影響塑料的塑化和塑件的質量。(3)時間（成型周期），一次注塑成型周期包括注射時間（充模時間和保壓時間）、閉模冷卻時間和其它時間（開模、脫模、涂脫模劑、安放嵌件、閉模等時間）。  3.確定模具的結構形式 本模具的結構形式采用單分型面注射模。 采用一模一腔，頂桿推出，流道采用平衡式，澆口采用側澆口。 為了縮短成型周期，提高生產效率，保證塑件質量，動，定模均開設冷卻水道。結構如下圖。 模具結構圖 4.確定型腔數(shù)量和排列方式 4.1型腔數(shù)量的確定 為了制模具與注塑機的生產能力相匹配，提高生產效率和經濟性，并保證塑件精度，模具設計時應確定型腔數(shù)目。模具的型腔數(shù)可根據(jù)塑件的產量、精度高低、模具制造成本以及所選用注塑機的最大注射量和鎖模力大小等因素確定。小批量生產，采用單型腔模具；大批量生產，宜采用多型腔模具。但如果塑件尺寸較大時，型腔數(shù)將受所選用注塑機允許最大成型面積和注塑量的限制。由于多型腔模的各個型腔的成型條件以及熔體到達各型腔的流程難以取得一致，所以塑件精度較高時，一般采用單型腔模具。 該塑件精度要求不高，又是大批量生產，可以一模多腔的形式。本塑件結構較為復雜，若抽芯過多，會提高模具加工難度，增加模具成本，故定為一模兩腔的模具形式 該塑件精度要求較高，尺寸較小，但是有側抽芯的結構，模具結構較復雜?？紤]到模具制造成本和生產效率，初定為單型腔的模具形式。 4.2型腔形式的確定 該塑件為長方體，，形狀個很規(guī)則，底面朝向定模方向。側抽芯機構與地面水平放置。如圖所示，直線為分型面，以上為定模部分，線以下為動模部分。 模具分型面 5.分型面位置的確定 分型面是指分開模具能取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。合理地選擇分型面對于塑件質量、模具制造、與使用性能都有著很大的影響，模具設計時應根據(jù)塑件的結構、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式、脫模方法、嵌件位置、排氣條件及制造工藝等多種因素，全面考慮，合理選擇，是使塑件能完好的成形的先決條件。 分型面的方向盡量采用與注射機開模垂直的方向，特殊情況下采用與注射機開模方向平行的方向。選擇分型面的位置是應當注意： （1）塑件在型腔中的方位確定后，分型面必須設在塑件斷面輪廓最大的地方，才能保證塑件順利從模腔中脫出； （2）不要設在塑件要求光亮平滑的表面或帶圓弧的轉角處，以免意料飛邊、拼合痕跡影響塑件外觀； （3）開模時，盡量使塑件留在動模一邊，一般在動模邊設脫模機構較為方便； （4）盡力保證塑件尺寸的精度要求； （5）應有利于側面分型和抽芯； （6）盡量使分型面位于料流末端，以利于排氣； （7）盡量使模具加工方便。 塑件分型面的選擇應保證塑件的質量要求，所以分型面選擇在下端面，這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體凹模型腔內成型，塑件大部分外表面光滑，僅在側向抽芯處留有分型面痕跡，同時側向抽芯容易，而且塑件脫模方便。  6.注射機的選擇 6.1注射量的計算 注射機的理論注量，指在對空注射時能完成一次注射熔料的體積量（cm3） 模具安裝后，對模腔注射容量的計算,可以制件產品為主,計算其體積量，然后確認總體積注射量。 注射模一次成型的塑料重量（塑件與流道凝料之和）應在注塑機理論注射量的10%-80%之間，既能保證制品的質量，又可充分發(fā)揮設備的能力，則選在50%-80%之間為好。 通過計算，可知塑件體積單個約16.43cm3， 流道凝料的質量可按塑件質量的0.6倍來估算。此設計為一模一腔，所以注塑量為： 按照經驗公式計算總體積 1.6×16.43=26.29cm3。 查相關手冊的ABS的密度為1.04g/cm3。 故所需的塑料質量為1.04×26.29=27.34g。 6.2鎖模力計算 鎖模力是指注塑機的鎖模機構對模具所施加的最大夾緊力。當高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產生一個很大的脹型力。為此，注塑機的額定鎖模力必須大于該脹型力。 通過計算，可知塑料件在分型面上的投影面積為 62×52=3224mm2 按經驗公式計算得：1.35×3224=4352mm2 ABS成型時的型腔平均壓力為80Mpa,故所需的鎖模力為 F=4352×80≈348KN 6.3注射機的選擇 注塑成型機按結構形式可分為立式、臥式、和直角式三類。立式注塑機是注射柱塞（或螺桿）垂直裝設，鎖模裝置推動模板也沿垂直方向移動，主要優(yōu)點是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動模上（下模）安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點是制品自模具中頂出后不能靠重力下落，需靠人工取出，這就有礙于全自動操作，但附加機械手去產品后，也可實現(xiàn)全自動操作。臥式注塑機是注射柱塞或螺桿與合模運動方向均沿水平裝設，其優(yōu)點是機體較低容易操縱和加料，制件頂出后可自動墜落，故易實現(xiàn)全自動操作。直角式注塑機是注塑機柱塞或螺桿與合模運動方向相互垂直，這種注塑機的主要優(yōu)點是結構簡單，便于自制，適用于單件生產中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時常利用開模時絲桿的轉動來拖動螺紋型芯或型環(huán)旋轉，以便脫下塑件?？紤]到生產成本和易于實現(xiàn)自動化，塑件還是靠自身重力下落比較合適，且重心較低安裝穩(wěn)妥。通過分析，本塑件選用臥式注塑機比較理想。 根據(jù)以上計算選用XS-ZY-60注射機，其主要技術參數(shù)如下 XS-ZY-60注射機的主要技術參數(shù) 理論注射容量（cm3） 60 鎖模力（KN) 500 螺桿直徑（mm） 38 拉桿內間距（mm） 190×300 注射壓力（Mpa) 122 移模行程（mm） 180 注射行程（mm） 170 最大模厚（mm) 200 注射方式 柱塞式 最小模厚（mm） 70 噴嘴球半徑（mm) 12 定位圈尺寸（mm） 55 鎖模方式 液壓—機械 噴嘴孔直徑（mm） 4  7.澆注系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)設計 由于是單型腔模具，盒類零件，采取直交到較合適直澆口。澆口位置在盒件的底面外表面。由于該制件采用側抽芯的機構，側滑塊在動模上。不需拉料桿。 7.1主流道設計 7.1.1主流道尺寸 根據(jù)所選注射機，則主流道小端尺寸為 d=注射機噴嘴尺寸＋（0.5~1）mm=4mm＋1mm=5mm 主流道球面半徑為 SR=注射機噴嘴球面直徑＋（1~2）mm=12＋1mm=13mm 7.1.2主流道襯套形式 本設計雖然是小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長度，獎襯套和定位圈設計成分體形式，主流道襯套長度取57.5mm。主流道設計成圓錐形，錐角取5°，內壁粗糙度Ra取0.14μm。襯套材料采用T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53~57HRC. 7.2排氣系統(tǒng)設計 在注射成型過程中，模具內除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產生的低揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，型腔內氣體將產生很大的壓力，阻止塑料熔體正?？焖俪淠?，同時氣體壓縮產生高溫，可能是塑料燒焦。在充模速度大、溫度高、物料粘度低、注射壓力大和塑件壁厚較厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑件內部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。 注塑模的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣，只在特殊情況下采用開設排氣槽的排氣方式。排氣槽一般設在分型面上凹模一側，以便于模具制造與清理。排氣槽尺寸一般為寬1.5～6mm，深0.02～0.05mm，以塑料不從排氣槽溢出為宜，即應小于塑料的溢料間隙。 本塑件為小型塑件，且不須采用特殊的高速注射，故利用分型面和推桿的配合間隙排氣即可。 8.成型零件結構設計 塑料在成型加工過程中，用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱型腔。而構成這個型腔的零件為成型零件。在本設計中成型零件就是成形殼體外表面的凹模、成形內表面的凸模型芯。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑料熔體接觸，它的質量關系到制件的質量，因此要求它有足夠的強度、硬度、耐磨性以承受塑料的擠壓力和料流的摩擦力和足夠的精度及較低的表面粗糙度。一般來說，成型零件都應進行熱處理。同時應考慮零件的加工性及模具的制造成本。 本模具是單型腔模具，直澆口的成型方案。型腔和型芯均采用鑲嵌結構，通過螺釘和模板鏈接。精度為IT5級。 模具的制造公差取制件公差的1/3，考慮制造難度跟實際情況，模具成型部件精度取IT4級。以下為型腔、型芯、側滑塊的設計思路。 8.1型腔 型腔是成型塑件外表面的部件，按其結構形式可分為整體式和組合式。整體式凹模是由一整塊金屬材料直接加工而成。其特點是為強度好，不易變形，塑件表面光滑平整，沒有鑲拼的痕跡。用于小型且形狀簡單的塑件成型。宜采用整體嵌入式。 塑件表面光滑無其他特殊結構。塑件總體尺寸為62mm×52mm×30mm，考慮側抽芯及結構零件的設置，型腔嵌件尺寸取100mm×80mm，深度為模架的一半。為了方便安裝，在定模板上開設相應的型腔切口，并在直角上鉆直徑為10mm的孔以便于安裝。 型腔 8.2型芯 本塑件屬于小型殼體，成型為塑件內表面的型芯結構復雜，都是由不規(guī)則的面構成。加工難度大，延長制造時間，故型芯采用整體嵌入式凸模。 與型腔一致，型芯的尺寸也取100mm×80mm，并在動模板上開設相應的型芯切口。保證裝配精度。如下圖。 型芯 8.3側滑塊 該塑件的側孔為24mm×14mm的矩形。壁厚2mm，所以側滑塊型芯長度為2mm。 側滑塊 8.4成型零件鋼材的選用 塑料模具結構較為復雜，就算是簡單的注塑模至少也有好多零件組成。這些零件由于工作時所處的狀況不同，作用不同，因此，對材料的要求也不同。此外，由于塑料制品的形狀、大小、精度各不相同，制品的批量和塑料品種也不一樣，因此，應考慮各種具體情況，對塑料模零件的材料進行選擇。塑料模剛材的性能要求： （1） 機械加工性能良好 （2）拋光性能優(yōu)良 （3）耐磨性和抗疲勞性能好 （4） 芯部強度高 （5） 具有耐腐性能 （6） 有一定的熱硬性 本設計凹模，凸模均采用整體鑲拼式結構，模具應在符合模具強度，剛度以及光潔度的前提下合理的選用鋼材。凹模板是外表面頂面的成型面，由于零件的外表面要求比較高，因此，材料選用為CrWMn，硬度可達53~56 HRC。熱變形極小，這種材料適用于要求長壽命而精度高的中小模具。而側型芯由于頻繁推進抽出，摩擦比較大，因此，所選用的鋼材耐磨性和疲勞性能應該良好，作為塑件側面的成型面，也要求機械加工性能和拋光性能也應良好。故鋼材選用高級優(yōu)質工具鋼T8A。小型芯脫出塑件時與塑件摩擦較大，磨損比較嚴重，采用硬度比較高的模具鋼Cr12MoV，淬火后表面硬度為58～62HRC。  9.成型零件工件尺寸的計算 該塑料件所用的材料為ABS，收縮率為0.4%~0.7%，故平均收縮率為 塑件尺寸公差的要求為IT5級，根據(jù)經驗結合實際制造加工難度，模具的制造公差取塑料制品公差的1/3,則成型零件的全部工作尺寸如下表所示。 尺寸類別 塑件尺寸 計算公式 計算結果 型腔 尺寸 型芯 尺寸 側滑塊 尺寸  10.側抽芯機構的設計 10.1側抽芯機構類型選擇 當塑件上具有與開模方向不一致的孔或側壁有凹凸形狀時，除極少數(shù)情況下可以強制脫模外，一般都必須將成型側孔或側凹的零件做成可活動的結構，在塑件脫模前，先將其抽出，然后才能將整個塑件從模具中脫出。完成側向活動型芯的抽出和復位的這種機構就叫做側向抽芯機構。這種模具脫出塑件的運動有兩種情況：一是開模時優(yōu)先完成側向分型和抽芯，然后推出塑件；二是側向抽芯與塑件的推出同時進行。側向分型的抽芯機構按動力來源可分為手動、氣動、液壓和機動四種類型。手動抽芯機構的結構簡單，但勞動強度大，生產效率低，故僅適用于小型制品的小批量生產；液壓或氣動抽芯側向分型的活動型芯可以依靠液壓或氣壓傳動的機構抽出。由于一般注塑機沒有抽芯液壓缸或氣壓缸，因此需要另行設計液壓或氣壓傳動機構及抽芯系統(tǒng)；機動抽芯是利用注塑機的開模力通過傳動機構改變運動方向，將側向的活動型芯抽出。機動抽芯機構的結構比較復雜，但抽芯不需人工操作，抽拔力較大，具有靈活、方便、生產效率高、容易實現(xiàn)自動化操作、無需另外添置設備等優(yōu)點。 該模具側抽芯距較小，抽拔力較小，宜采用機動側抽芯機構，通過斜導柱傳動，使力作用于側向成型零件而將活動型芯從塑件中抽出，合模時又靠它使側向成型零件復位。 斜導柱抽芯結構簡單、加工制造成本低、不用手工操作、生產效率高。 10.2抽芯距與抽拔力計算 10.2.1抽芯距的計算 側抽芯是將側滑塊從成型位置抽到不妨礙塑件頂出事側滑塊所移動的距離。抽芯距的定義為：側型芯從成型位置移動到不妨礙制品取出的距離，這個距離還應該比滑塊凸臺多出2～3mm。 S取4mm，即側向抽芯距為4mm。 10.2.2抽芯力的計算 由于塑件包裹在側向型芯或粘附在側向型腔上，因此在各類型的側向分型與抽芯機構中，側向分型與抽芯時必然會遇到抽拔的阻力，側向分型與抽芯的抽拔力一定要大于抽拔阻力，對于抽型芯的計算，可以參考以下公式。 脫模力： 式中F——抽芯力； A——塑件包裹型芯的面積； P——塑件對型芯單位面積上的包緊力，一般情況下，模內冷卻塑件，p取 這里取中間值； μ——塑件對鋼的摩擦系數(shù)，為0.1~0.3，取中間值0.2； α——側抽芯的脫模斜度，本型芯的脫模斜度為0°。 通過計算，單個型芯的被包裹面積為152mm2， 計算后得脫模力F=0.304KN。 10.3斜導柱尺寸計算 計算出斜導柱的長度、直徑等參數(shù)。 10.3.1斜導柱長度確定 斜導柱的長度計算如下圖 在側型芯滑塊抽芯方向與開合模方向垂直時，斜導柱的工作長度L與抽芯距S及傾斜角α有關，即： 工作長度L=15.5mm 此時，完成抽芯所需要的開模行程為 H=14.34mm 斜導柱的總長為 式中——斜導柱安裝固定部分的尺寸； ——斜導柱固定部分大段直徑； h——斜導柱固定板厚度； d——斜導柱工作部分的直徑（d≈dp)； S——抽芯距。 由于該模具規(guī)格較小，側向抽芯距4mm,側向脫模力為0.304KN。斜導柱長度取80mm. 10.3.2斜導柱直徑確定 在設計斜導柱側向分型與側抽芯機構時，需要選擇合適的斜導柱直徑，也就是要對斜導柱的直徑進行計算，斜導柱的直徑計算公式為： 式中——斜導柱所受彎曲應力； ——斜導柱彎曲力臂； ——斜導柱所用材料的許用應力，一般碳鋼可??； α——斜導柱的傾斜角。 本設計中，斜導柱傾斜角度為15°，彎曲力臂長度為20mm，帶入公式計算，直徑d應取12mm。  11.冷卻系統(tǒng)設計 塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質量，模具溫度過高，成型收縮大，脫模后塑件變形率大，而且還容易造成溢料和粘模；溫度過低，則熔體流動性差，塑件輪廓不清晰，表面會產生明顯的銀絲或流紋等缺陷。當模溫不均勻時，型芯和型腔溫差過大，塑件收縮不均勻，導致塑件翹曲變形，會影響塑件的形狀和尺寸精度。通常溫度調節(jié)包括冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)兩種。由于各種塑料的性能成型工藝不同，對模具溫度的要求也不同。一般注塑到模具內的塑料溫度為200℃左右，熔體固化成為制品后，從60℃左右的模具內脫模內，溫度的降低依靠在模具通入冷卻水將熱量帶走。本設計產品材料為ABS塑料，在注塑成型時，黏度低，流動性好，要求模具溫度（一般低于80℃）較低，通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度，因此僅需要設置冷卻系統(tǒng)即可。 冷卻系統(tǒng)的設計原則： 1.冷卻回路數(shù)量應盡量多； 2.冷卻通道孔徑要盡量大； 3.冷卻通道的布置應合理； 4.冷卻回路應有利于減少冷卻水進、出口水溫的差值； 5.冷卻回路結構應便于加工和清理； 6.冷卻水道至型腔表面的距離應盡可能相等； 7.冷卻水道要避免接近熔痕部位，以免熔接不牢，影響塑件的精度。 本塑件壁厚為2mm，制件總體尺寸較小，為62mm×52mm×30mm，確定水孔直徑為6mm。在型芯和型腔上均采用直流循環(huán)式冷卻裝置。由于動定模均為鑲拼式，受結構限制，冷卻水路布置如下圖。 冷卻水道布置圖 采用標準的水嘴， 12.選擇模架 本設計采用的是斜導柱進行側抽芯，這就需要較大點的板面面積，支撐活動型芯，有利于抽芯的順利完成。再考慮到其他導柱、導套及連接螺釘布置應占的位置、冷卻水道的設置、定模采用的定距拉板，確定選用模架尺寸為200×250，模架結構為A3的形式。 C墊塊尺寸 墊塊高度=推出行程+推板厚度+推桿固定板的厚度+（5～10） =30+15+16+（5～10）=66～71 根據(jù)計算的結果，C取標準高度70。 又綜合型芯高度，型腔厚度和分型面的選擇，可以確定模架板面為200×250，模架結構形式為A4，編號為13號的標準模架。  13.選用標準件 13.1螺釘 分別用四個M12的內六角圓柱螺釘將定模板與定模座板，動模板與動模座板連接。定位圈通過4個M6的內六角圓柱螺釘與定模座板連接。 13.2導柱導套 為了保證注塑模準確合模和開模，在注塑模中必須設有導向機構。導向機構主要起定位、導向以及承受一定側壓力的作用。導柱導向機構，包括導柱和導套兩個主要零件，分別安裝在動、定模兩邊。導柱的基本機構形式有兩種。一種是除安裝部分的凸肩外，長度的其余部分直徑相同，稱帶頭導柱，另一種是除安裝部分的凸肩外，使安裝的配合部分直徑比外伸的工作部分直徑大，稱有肩導柱。帶頭導柱用于生產批量不大的模具，可以不用導套。有肩導柱用于采用導套的大批量生產并高精度導向的模具。裝在模具另一邊的導套安裝孔，可以和導柱安裝孔以同一尺寸一次加工而成，保證了同軸度。導柱前端均須有錐形引導部分，并可割有儲油槽。導柱直徑尺寸隨模具模板外形尺寸而定。模板尺寸愈大，導柱間的中心距應愈大，所選導柱直徑也應愈大，其結構如下圖 導柱安裝形式 設計導柱和導套時應注意以下幾點： （1）導柱應合理地均勻布在模具分型面的四周，導柱中心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模具的強度。 （2）導柱的長度應比型芯端面的高度高出6～8mm，以免型芯進入凹模時與凹模相碰而損壞。 （3）導柱和導套應有足夠的耐磨度和強度，常采用20#低碳鋼經滲碳0.5～0.8mm，淬火50～55HRC,也可采用T8A碳素工具鋼，經淬火處理。 （4）為了使導柱能順利地進入導套，導柱端部應做成錐形或半球形，導套的前端也應倒角。 （5）導柱設在動模一側可以保護型芯不受損傷，而設在定模一側則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。 （6） 一般導柱滑動部分的配合形式按H7/f7,導柱和導套固定部分按H7/k6,導套外徑的配合按H7/k6。 （7） 導柱的直徑應根據(jù)模具大小而決定，可參考標準模架數(shù)據(jù)選取。 本設計中采用帶頭導柱，在模具中呈對稱分布。  14.注射機有關參數(shù)校核 14.1最大注射量的校核 為了保證正常的注射成型，注射機的最大注射量應稍大于制品的質量或體積（包括流道凝料）。通常注射機的實際注射量最好在注射機的最大注射量的80%以內。XS-ZY-60注射機允許的最大的注射量約為60cm3，利用系數(shù)取0.8,則 60×80%=48cm3 26.29cm3<48cm3 所以，最大注射量符合要求。 14.2注射壓力的校核 安全系數(shù)取1.3，注射壓力根據(jù)經驗取為80Mpa。 1.3×80Mpa=104Mpa 104Mpa<122Mpa 所以，注射壓力校核合格。 14.3鎖模力校核 安全系數(shù)取1.2則 1.2×348=417KN 417KN<500KN 所以，鎖模力校核合格。 14.4模具尺寸的校核 模具平面尺寸250mm×250mm<290mm×260mm，合格。 開模距離 H=l×cosα-40=130cos15°-40 =85mm 而推出塑間所需的推出距離30mm，小于H。 取出澆注系統(tǒng)凝料所需的行程A為60mm，故 H+A+(5+10)=145mm<200mm. 開模行程校核合格。 綜合分析，選擇XS-ZY-60注射機是合適的。  致謝 在本次畢業(yè)設計過程中，丁海老師對該設計從選題，構思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細心指引與教導,使我得以最終完成畢業(yè)設計。在學習中,老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、豐富淵博的知識、敏銳的學術思維、精益求精的工作態(tài)度以及誨人不倦的師者風范是我終生學習的楷模，導師們的高深精湛的造詣與嚴謹求實的治學精神，將永遠激勵著我。在大學期間，我還得到了河南工學院眾多老師的關心支持和幫助。在此，謹向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意。另外，感謝校方給予我這樣一次機會，能夠獨立地完成一個課題，并在這個過程當中，給予我們各種方便。使我們在即將離校的最后一段時間里，能夠更多學習一些實踐應用知識，增強了我們實踐操作和動手應用能力，提高了獨立思考的能力。再一次對我的母校表示感謝。 最后，我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位教授專家表示感謝。同時也要感謝我的親人朋友。他們一直是我的堅強后盾，無論何時何地，都有親切的鼓勵與溫暖的關心，讓我在任何時候都不放棄希望，堅強前行。 此致 敬禮！  參考文獻 [1]王秀鳳、萬良輝.冷沖壓模具設計與制造[M]，北京航空航天大學出版社，2005.4 [2]劉建超、張寶忠.沖壓模具設計與制造[M]，高等教育出版社，2010.1 [3]馬霄、任泰安.互換性與技術測量[M]，南京大學出版社，2011.5 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