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畢業(yè)設(shè)計(論文)
課 題 名 稱 繞 線 圈 注 塑 模 具
學(xué) 生 姓 名 謝 小 雄
學(xué) 號 5 1
院(系)、專 機(jī)械工程學(xué)院03模具1班
指 導(dǎo) 教 師 鄧 清 方
職 稱 高 工
2006 年 6 月 1 日
內(nèi)容提要
本設(shè)計主要講述了以軟聚氯乙烯（SPVC）為材料的線圈高骨架注塑模具的設(shè)計過程。
此模具在設(shè)計時，充分考慮了生產(chǎn)批量、以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本為主要宗旨。
本產(chǎn)品為電動機(jī)繞線圈，形狀規(guī)則，內(nèi)空心，側(cè)有凹槽，其要求它具有耐光，耐化學(xué)腐蝕、耐磨。結(jié)合這些要求，材料選擇軟聚氯乙烯。根據(jù)計算出的體積與質(zhì)量選擇SZ-100-60型號的注塑機(jī)注塑。由于塑件內(nèi)空心，側(cè)有凹槽要求模具必需采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)分型。經(jīng)過比較，采用斜導(dǎo)柱在定模，哈夫塊（斜滑塊）在動模的結(jié)構(gòu) 。整體斜楔定位，斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯分型，推板推出工件的工作原理。
設(shè)計中對主要零件一一的進(jìn)行了設(shè)計。文中插入了非標(biāo)準(zhǔn)零件圖，以及模具結(jié)構(gòu)圖。
Contents brief summary
Is it tell taking soft polyvinyl chloride (SPVC ) as material coil high skeleton mould plastics idea course of mould mainly to design originally.
This mould is in the design, fully consider production lot , regard improving production efficiency , reducing the production cost as the main aim.
This product winds the coil for the motor, form rule, hollow inside, the side has grooves , it requires it is able to bear all, able to bear chemistry and corroded, wear-resisting . Combine these require material choose the soft polyvinyl chloride. Choose the moulding plastics machine of SZ-100-60 type to mould plastics according to the volume and quality calculated out. Mould piece hollow , side have groove demand mould must adopt oblique to lead post side release the core organization dividing into type. Through compare, adopt oblique to lead post make mould , Haff piece (oblique to slip yuan ) Move the structure of the mould . Whole oblique wedge make a reservation, oblique to lead post side release core person who divide , push board put out operation principle of work piece.
To the designing one by one of major part in the design. Have inserted the non-standard part picture, and mould structure chart in the article.
目 錄
內(nèi)容摘要……………………………………………………………… I
Contents brief summary…………………………………………… II
前言…………………………………………………………………… 1
第1章 塑件分析………………………………………………… 2
第1.1節(jié) 塑件工藝性能分析……………………………………… 2
第1.2節(jié) 塑件批量………………………………………………… 2
第1.3節(jié) 塑件批量體量和質(zhì)量…………………………………… 3
第2章 注塑機(jī)的選擇…………………………………………… 4
第2.1節(jié) 注塑機(jī)的概述…………………………………………… 4
第2.2節(jié) 選擇注塑機(jī)……………………………………………… 6
第3章 模具設(shè)計的有關(guān)計算…………………………………… 6
第3.1節(jié) 成型零件工作尺寸的計算……………………………… 6
第3.2節(jié) 成型腔壁厚的計算……………………………………… 8
第4章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計………………………………………… 9
第4.1節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………… 9
第4.2節(jié) 模具結(jié)構(gòu)草案…………………………………………… 14
第4.3節(jié) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計……………………………………… 16
第4.4節(jié) 塑件脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計……………………………………… 18
第4.5節(jié) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計……………………………… 18
第4.6節(jié) 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)……………………………………… 22
第5章 注塑機(jī)參數(shù)的校核……………………………………… 23
第5.1節(jié) 最大注塑量的校核……………………………………… 23
第5.2節(jié) 注塑壓力的校核………………………………………… 23
第5.3節(jié) 鎖模力的校核…………………………………………… 24
第5.4節(jié) 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核………………… 24
第5.5節(jié) 開模行程和頂出裝置的校核…………………………… 25
結(jié)論…………………………………………………………………… 26
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………… 27
符號說明……………………………………………………………… 28
致謝…………………………………………………………………… 30
前言
隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料制品在工業(yè)及日常生活中使用越來越大，因此對塑料模具設(shè)計人員的需求也在逐年的增加。同時對設(shè)計的人員的先進(jìn)的設(shè)計思維、掌握較多先加工技術(shù)以及加工工藝也是非常必要的。作為學(xué)習(xí)模具專業(yè)的學(xué)生，我們有必須以提高自己的基礎(chǔ)理論為前提，為促進(jìn)我國模具行業(yè)的發(fā)展而努力，為促進(jìn)我國工業(yè)提高標(biāo)準(zhǔn)化水平而做出自己的貢獻(xiàn)。
模具畢業(yè)設(shè)計是模具專業(yè)最為重要的環(huán)節(jié)之一，同時它也是最后的一個關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)。它是由學(xué)生過渡到生產(chǎn)的一步，由學(xué)校走向工廠的橋梁。是我們第一次系統(tǒng)地把所學(xué)理論應(yīng)用在實際生產(chǎn)。
通過此次的畢業(yè)設(shè)計制造的各個環(huán)節(jié)有了更加深入明確的了解從而培養(yǎng)和提高設(shè)計的能力。
畢業(yè)設(shè)計的目的有兩個，第一個目的是讓我們掌握模具設(shè)計的基本技能，如繪圖，計算，查閱設(shè)計資料和手冊。熟悉國標(biāo)和各種標(biāo)準(zhǔn)的能力，能夠熟練運(yùn)用CAD，Pro/E。進(jìn)行繪圖。第二個目的是了解和掌握模具設(shè)計與制造的工藝，從而獨(dú)立的設(shè)計一般的塑料模具，為走出學(xué)校走向社會打下基礎(chǔ)。
我設(shè)計的是一副斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的模具。采用斜導(dǎo)柱在定模，哈夫塊（斜滑塊）在動模的結(jié)構(gòu) 。整體斜楔定位，斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯分型，推板推出工件的工作原理。
但因本人經(jīng)驗不足，又加上時間倉促。因此難避免存在一些錯誤，敬請各位老師批評和指正，以便取得更大的進(jìn)步。
第1章 塑件分析
第1.1節(jié) 塑件工藝性分析
本產(chǎn)品為電動機(jī)繞線圈，在工程中，我們都知道要求選擇有良好絕緣性能的材料,具有此種性能的也較多，但此塑件選用軟聚氯乙烯（SPVC）這種材料還具有耐光性、耐化學(xué)腐蝕性、耐磨性。
以下圖1.1為塑件的實物圖
圖1.1
根據(jù)實際測量塑件的尺寸,如圖1.2所示:
圖1.2
第1.2節(jié)塑件批量
本產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,因為作為常期生產(chǎn)的塑件,可以說其批量值是比較大的，屬于大批量生產(chǎn)。故設(shè)計模具要有較高的效率,澆注系統(tǒng)要能自動脫模。
第1.3節(jié) 塑件體積計算
塑件質(zhì)量的計算是為了選擇合理的注塑機(jī)，提高設(shè)備利用率，確定模具的型腔數(shù)目。
因此；塑件質(zhì)量的計算則為； M塑件 = ρ×V塑件 （1.1）
而 V塑件 = 2×{2×[（402×1.5）-(172×1.5)] +(20 2-172)×57}
=2×(3733+5814)
≈19.11cm3
ρ=1.35g/cm3 (查塑料模具設(shè)計手冊)
故 M塑件 = 19.11×1.35 ≈ 25.80(g)
又因； M澆道=ρV澆道=1.35×6200(通過pro/E計算得出)=8307mg≈8.3g
所以；M總 = M塑件+M澆道=19.11+8.3=27.41g
第2章 注塑機(jī)的選擇
第2.1節(jié) 注射機(jī)的概述
注射機(jī)的類型和規(guī)格很多，分類方法各異，按結(jié)構(gòu)型式可分為立式、臥式、直角式三類，國產(chǎn)臥式注射機(jī)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。這三類不同結(jié)構(gòu)形式的注射成型機(jī)各特點(diǎn)如下：
立式注射機(jī)的注射柱塞（或螺桿）垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動模板也沿垂直方向移動，這種注射成型機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是制品自模具中頂出以后不能靠重力下落。需人工取出，有礙于全自動操作，但附加機(jī)械手取產(chǎn)品后，也可以實現(xiàn)全自動操作，此類注射機(jī)注射量一般均在60克以下。
臥式注射機(jī)是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的注射成型機(jī)，其注射柱塞或螺桿與合模運(yùn)動均沿水平方向裝設(shè)，并且多數(shù)在一條直線上（或相互平行）。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低，容易操縱和加料，制件頂出模具后可自動墜落，故能實現(xiàn)全自動操作，機(jī)床重心較低安裝穩(wěn)妥，一般大中型注射機(jī)均采用這種形式。缺點(diǎn)是模具安裝比較麻煩嵌件放入模具有傾斜或落下的可能，機(jī)床占地面積較大。
直角式注射機(jī)的柱塞或螺桿與合模運(yùn)動方向相互垂直，主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，便于自制適于單件生產(chǎn)者，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杠的轉(zhuǎn)動來拖動螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。缺點(diǎn)是機(jī)械傳動無準(zhǔn)確可靠的注射和保壓壓力及鎖模力，模具受沖擊振動較大。
第2.2節(jié) 選擇注射機(jī)
2.2.1先考慮理論注塑量
理論注塑量是指注塑機(jī)在對空注塑的條件下，注塑螺桿（或柱塞）作一次最大注塑行程時，注塑裝置所能達(dá)到的最大注塑量。理論注塑量一般有兩種表示方法：一種規(guī)定以注塑軟聚氯乙烯（SPVC）（密度約為1.35g/cm3）的最大克數(shù)（g）為標(biāo)準(zhǔn)，稱之為理論注塑質(zhì)量；另一種規(guī)定以注塑塑料的最大容積（cm3）為標(biāo)準(zhǔn)，稱之為理論注塑容量。
2.2.2其次要考慮實際注塑量
根據(jù)實際情況，注塑機(jī)的實際注塑量是理論注塑量的80％左右。即有
M S= a M1 (2.1)
V s =a V1 （2.2）
式中：M1——理論注塑質(zhì)量，g ；
V1——理論注塑容量，cm3 ;
MS——實際注塑質(zhì)量，g ；
VS——實際注塑容量，g ;
a——注塑系數(shù)，一般取值為0.8。
在注塑生產(chǎn)中，注塑機(jī)在每一個成型周期內(nèi)向模內(nèi)注入熔融塑料的容積或質(zhì)量稱為塑件的注塑量M，塑件的注塑量M必須小于或等于注塑機(jī)的實際注塑量。
當(dāng)實際注塑量以實際注塑容量VS表示時，如式（2.3）：
MS， = ，VS （2.3）
式中：MS，——注塑密度為時塑料的實際注塑質(zhì)量，g ；
，——在塑化溫度和壓力下熔融塑料密度，g/cm3 。
， = C （2.4）
式中：——注塑塑料在常溫下的密度，g/cm3 ;
C——塑化溫度和壓力下塑料密度變化的校正系數(shù)；對結(jié)晶型塑料，C=0.85，對非結(jié)晶型塑料C=0.93。
當(dāng)實際注塑量以實際注塑質(zhì)量MS表示時，有式（2.5）：
MS，=MS（/ps） （2.5）
式中：ps——軟聚氯乙烯（SPVC）在常溫下的密度（約為1.35g/cm3）。
所以，塑件注塑量M應(yīng)滿足式（2.6）：
MS，≥M = nMZ = + MJ （2.6）
式中：n——型腔個數(shù)；
MZ——每個塑件的質(zhì)量，g ；
MJ——澆注系統(tǒng)及飛邊的質(zhì)量，g
根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量查《塑料模具設(shè)計》教材表5-2或查相關(guān)手冊選定注塑機(jī)型號為；SZ-100-60
注塑機(jī)的參數(shù)如下；
注塑機(jī)的最大注塑量………………………………………… 100cm3
鎖模力………………………………………………………… 600Kn
注塑壓力……………………………………………………… 150Mpa
最小模厚……………………………………………………… 170mm
模板行程……………………………………………………… 300mm
注塑機(jī)定位孔直徑…………………………………………… 125mm
噴嘴前端孔徑………………………………………………… ?4mm
噴嘴球面半徑………………………………………………… SR12
注塑機(jī)拉桿間距……………………………………………… 320×320/mm×mm
第3章 模具設(shè)計的有關(guān)計算
第3.1節(jié) 成型零件工作尺寸的計算
根據(jù)塑件圖可知，線圈高骨架外形尺寸無精度要求，只是塑件本身就要求達(dá)到IT8級的精度，它屬于一般精度要求。故主要計算出相對于固定型芯和哈夫塊組合而成的型腔尺寸，其余型芯與型腔的尺寸則直接按產(chǎn)品尺寸。
3.1.1 型芯尺寸的計算
型芯的徑向尺寸的計算：
按平均收縮率計算型芯的徑向尺寸：
經(jīng)查《塑料模具設(shè)計手冊》可知SPVC的平均收縮率為1.8% （SCP）
根據(jù)塑件精度等級(IT8)查得《塑料模具設(shè)計》中“塑件公差數(shù)值表”,其徑向基本尺寸為17mm,那么它的浮動尺寸為17+0.48 0
根據(jù)公式 LM = [LS +SCP ·LS + 3 4Δ] -δ （3.1）LM = [17+17×1.8%+3 4 ×0.48]-δ=Δ/3
LM = 17.670 -0.16
式中 LM —零件制造徑向尺寸；
LS —徑向的基本尺寸；
δ —對于小型零件等于Δ/3（Δ為制件允許的公差值）；
型芯尺寸的高度計算，同樣也是按收縮率來計算值：
這時規(guī)定制件孔深的名義尺寸HS 為最小尺寸，偏差Δ為正偏差，型芯高度的名義尺寸為HM為最大尺寸，偏差為負(fù)偏差,而其基本尺寸為60mm，浮動尺寸為60+0.92 0，同上可以得到型芯高度名義尺寸：
HM = [HS + SCP·HS + 2 3 Δ]-δ （3.2） HM = 61.70 -0.3
3.1.2 型腔尺寸的計算
因為以面的型芯尺寸的計算時都是以型腔為準(zhǔn)的，因此有一部分的尺寸（60mm的尺寸）我們只考慮了型腔各尺寸的制造加工尺寸。
（1）型腔徑向尺寸的計算為：
同上以是按平均收縮率來計算其尺寸，已知在給定條件下的平均收縮率SCP ，制件型腔的名義尺寸為LM （最小尺寸），公差值為δ（正偏差），則型腔的平均尺寸為：LM +δ 2 ?？紤]到收縮量和磨損值，
但要注意的一點(diǎn)，那就是該設(shè)計的一大優(yōu)點(diǎn)，為了便于工人的制模，把型腔先做成一個整體，然后用線切割機(jī)床再分開，這樣也可以節(jié)約材料。因此在型腔一方將會加上一個放電間隙值和鉬絲的直徑值（設(shè)放電間隙為0.02mm、鉬絲直徑為0.18mm）。故也根據(jù)公式 LM = [LS + LS·SCP - 3 4 Δ]+δ （3.3）
可得：
基本尺寸為20mm時，可得如下值；
LM = [20+20×1.8%- 3 4×0.56]+Δ/3
LM = 19.94+0.18 0
那么 LM′ = 20.14+0.18 0
基本尺寸為40 mm時，可得如下值；
LM = [40+40×1.8% - 3 4×0.92]+Δ/3
LM = 40.12 +0.26 0
那么 LM′ = 40.32+0.26 0
（2）型腔深度尺寸的計算；
也是按平均收縮率計算型腔的深度尺寸，在型腔深度尺寸的計算中，規(guī)定制件高度的名義尺寸為HS 為最大尺寸 ，公差以負(fù)偏差表示。型腔深度名義尺寸HM為最小尺寸，公差以正偏差表示。型腔的底部或型芯的端面與分型面平行，在脫模過程中磨損很小磨損量就不考慮， 據(jù) HM = [HS + H S·SCP - 2 3Δ]+δ (3.4)
可得
深度尺寸為1.5mm 時：
H M = [1.5+ 1.5×1.8% - 2 3×0.32]+0.32/3
HM = 1.51+0.1 0
深度尺寸為57mm時：
H M = [57+ 57×1.8% - 2 3×0.92]+0.92/3
HM = 57.33+0.3 0
第3.2節(jié) 成型腔壁厚的計算
成型腔應(yīng)具有足夠的壁厚以承受塑料熔體的高壓，如壁厚不夠可表現(xiàn)為剛度不足，即產(chǎn)生過大的彈性變形值；也可表現(xiàn)為強(qiáng)度不夠，即塑腔發(fā)生塑隆變形甚至破裂。模具的型腔在注射時，當(dāng)型腔全部充滿時，內(nèi)壓力達(dá)到極限值，然后隨著塑料的冷卻和澆口的封閉，壓力逐漸減小，在開模時接近常壓。
型腔壁厚計算以最大壓力為準(zhǔn)。理論分析和實踐證明，對于大尺寸的型腔，剛度不足是主要原因，應(yīng)按剛度來計算；而小尺寸和型腔在發(fā)生的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力就超過了許用應(yīng)力，因此按強(qiáng)度來計算。而此次設(shè)計的塑件尺寸不是很大，因此，我們就按強(qiáng)度來計算型腔壁厚。模具結(jié)構(gòu)中，都采用的是整體式且是矩形型腔，它的按強(qiáng)度來計算側(cè)壁的厚度比較的復(fù)雜。而在《模具設(shè)計手冊》里可以查得一些經(jīng)驗值，如圖3.1所示：
圖3.1
圖3.1
第4章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計
第4.1節(jié) 澆注系統(tǒng)設(shè)計
4.1.1 澆口套的選用
澆口套屬于標(biāo)準(zhǔn)件，在選夠澆口套時應(yīng)注意：澆口套進(jìn)料口直徑和球面坑半徑。因此，所選澆口套如圖4.1所示：
圖4.1
4.1.2 冷料井的設(shè)計
根據(jù)實際,采用底部帶有頂桿的冷料井，推桿裝于推桿固定板上。如圖4.2所示：
圖4.2
圖3.3
4.1.3 分流道的設(shè)計
（1）分流道截面形狀
分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比表面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工較困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。
（2）分流道的尺寸
分流道尺寸由塑料品種、塑件的大小及長度確定。對于重量在200g以下，壁厚在3mm以下的塑件可用下面經(jīng)驗公式計算分流道的直徑，如式（4.1）。
D=0.2654W1/2 L1/4 （4.1）
式中：D---分流道的直徑，mm;
W---塑件的質(zhì)量，g；
L---分流道的長度，mm.
此式計算的分流道直徑限于3.2mm～9.5mm.對于HPYC和PMMA。應(yīng)將計算結(jié)果增加25％。對于梯形分流道，H=2D/3；對于U形分流道，H=1.25R，R=0.5D。D算出后一般取整數(shù)；對于半圓形H=0.45R
對于流動性極好的塑料（如PE，PA等），當(dāng)分流道很短時，其直徑可小到2mm左右；對于流動性差的塑料（如PC，HPVC及PMMA等），分流道直徑可以大到13mm;大多數(shù)塑料所用分流道的直徑為6mm～10mm。
4.3.3.分流道的布置
在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式兩類。平衡史布置是指分流道到各型腔澆口的長度、斷面形狀、尺寸都相同的布置形式。它要求各對應(yīng)部位的尺寸相等。這種布置可實現(xiàn)均衡送料和同時充滿型腔的目的，使成型的塑件力學(xué)性能基本一致，但是，這種形式的布置使分流道比較長。
非平衡式布置的指分流道到各型腔澆口長度不相等的布置。這種布置使塑料進(jìn)入各型腔有先有后，因此不利于均衡送料，但對于型腔數(shù)量多發(fā)模具，為不使流道過長，也常采用。為了達(dá)到同時充滿型腔的目的，各澆口的斷面尺寸要制作得不同，在試模4.3.4.分流道設(shè)計要點(diǎn)
（1）、在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)圓弧過度。
（2）、分流道較常時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。
（3）、分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動模板上，也可以同時開設(shè)在動、定模板上，合模后形成分流道截面形狀。
（4）、分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。
在選擇澆口套時應(yīng)注意：
①、澆口套進(jìn)料口直徑如式（4.2）
D=d+(0.5～1)mm （4.2）
式中：d---注塑機(jī)噴嘴口直徑。
②、球面凹坑半徑R
R=r+(0.5～1)mm; （4.3）
式中：r---注塑機(jī)噴嘴球頭半徑。
③、澆口套與定模板的配合
在單腔模中，常不設(shè)分流道，而在多腔模中，一般都設(shè)置有分流道，塑料沿分流道流動時，要求通過它盡快地充滿型腔，流動中溫度降低盡可能小，阻力盡可能低。同時，應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。從前兩點(diǎn)出發(fā)，分流道應(yīng)短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的加回料量，分流道亦不能過粗。過粗的分流道冷卻緩慢，還倒增長模塑的周期。而該設(shè)計中使用了梯形斷面形狀的分流道。如圖4.3所示；
圖4.3
因為梯形斷面的這種分流道易于機(jī)械加工，且熱量損失和阻力損失均不大，故它也是一種常用的形式．其斷面尺寸比例為； H=2/3W, X=3/4W, 或?qū)⑿边吪c分模線的垂線呈5°—10°的斜角。
4.1.4 澆口設(shè)計
澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)流道（除直澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其主要作用是：
1 、型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。
2 、易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料，澆口截面約為分流道截面的0.03～0.09。
澆口長度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試限時逐步糾正。
當(dāng)塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利用充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑料質(zhì)量。
澆口的形狀和尺寸對制品質(zhì)量影響很大，澆口在多情況下，系整個流道斷面尺寸最小的部分（除主流道型的澆口外），一般匯報口的斷面積與分流道的斷面積之比約為0.03～0.09。斷面形狀如圖4.3所示，澆口臺階長1～1.5㎜左右．雖然澆口長度比分流道的長度短的多，但因為其斷面積甚小，澆口處的阻力與分流道相比，澆口的阻力仍然是主要的，故在加工澆口時，更應(yīng)注意其尺寸的準(zhǔn)確性。
然而，根據(jù)塑件的樣品圖1.1、生產(chǎn)的批量等，采用一模兩腔結(jié)構(gòu)。澆口采用扇形如圖4.4所示：
圖4.4
4.1.5 澆口位置的選擇
（1）澆口的位置的應(yīng)使填充型腔的流程最短
這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔。對于型塑件，要進(jìn)行流動比的校核。流動比K由流動通道的長度L與厚度t之比來確定。如下式（4.4）：
K=Σ（Lτ/tτ） （4.4）
式中：Lτ---各段流程的長度，mm;
tτ---各段流程的厚度或直徑，mm;
流動比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)、溫度壓力等的不同而變化。流動比的計算公式為（7-6/8）：
①K=L1/t 1+L 2+L 3/t 2 （4.5）
②K= L1/t 1+L 2/t 2+L 3/t 3+2L 4/t 4+L 5/t 5 （4.6）
(2) 澆口位置的選擇要避免塑件變形
（3）澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免產(chǎn)生熔接痕
熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時應(yīng)考慮料流的方向。為提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢流槽，使冷料進(jìn)入逸流槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會有熔接痕產(chǎn)生。
澆口的位置塑與件質(zhì)量有直接影響,位置選擇不當(dāng)會使塑件產(chǎn)生變形、熔接痕等缺陷。圖4．5為澆口位置的布局。
圖4.5
第4.2節(jié) 模具結(jié)構(gòu)草案
由于塑件內(nèi)空心,側(cè)有凹槽所要求模具結(jié)構(gòu)必須采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。并采用斜導(dǎo)柱在定模，哈夫塊（斜滑塊）在動模的結(jié)構(gòu) 。整體斜楔定位，斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯分型，推板推出工件的工作原理?？梢岳L出模具草圖，如圖4.6所示；
圖4.6
（1）定模斜楔（2）冷卻水咀（3）哈夫塊（4）斜導(dǎo)柱（5）推件板（6）型芯固定板（7）支承板 (8) 模腳（9） 螺釘M10（10）銷釘（11）模腳墊板（12）頂桿墊板（13）頂桿固定板（14）頂桿（15）拉料桿（16）導(dǎo)柱（17）導(dǎo)套（18）型芯（19）定模板 （20）澆口套（21）定位環(huán) （22）斜楔固定板 （23）螺釘M8
第４.3節(jié) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部件，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動模一邊或定模這一邊均可．通常導(dǎo)柱設(shè)在主型芯周圍。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要定位、導(dǎo)向、承受一定側(cè)壓力三個作用。在該設(shè)計中采用了導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，而導(dǎo)柱導(dǎo)套為標(biāo)準(zhǔn)件。
所以，，以下為選用的導(dǎo)柱形式，如圖4.7所示：
圖4.7
從圖4.7中我們知道，其中對導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)有要求：
２、 導(dǎo)柱的長度必須比型芯端面的高度高出6～8mm；
３、 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，多采用T8或T10 硬度為 50～55HRC
，導(dǎo)向孔的結(jié)構(gòu)要求如圖4.8所示：
圖4.8
，導(dǎo)柱導(dǎo)套配合形式，如圖4.9所示：
圖4.9
以上圖形，導(dǎo)柱裝入模板多用二級精度第二種過渡配合，而導(dǎo)套用二級精度靜配合。
，導(dǎo)柱布置方式，如圖4.10所示：
圖4.10
第4.4節(jié) 塑件脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計
在注塑成型的每一個循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，在該設(shè)計中，為了使符合脫模機(jī)構(gòu)的要求：
使塑件留于動模；
塑件不變形損壞
這是脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)達(dá)到的基本要求。要做到這一點(diǎn)首先必須分析塑件對模腔的附著力的大小和所在部位，以便選擇合適的脫模方式和脫模位置，使脫模力得以均勻合理的分布。
良好的塑件外觀
頂出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，以免損壞塑件的外觀。
結(jié)構(gòu)可靠
因此，根據(jù)4.6裝配圖所示，其模具結(jié)構(gòu)的脫模機(jī)構(gòu)主要由中心拉料桿拉斷澆口，然后由頂桿推動推板使工作推出，還有在設(shè)計主型芯時也會有一定的撥模作斜度3°～5°。
第4.5節(jié)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計
當(dāng)塑件上具有與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔時，塑件不能直接脫模，必須將成型側(cè)孔的零件做成可動的，在塑件脫模前先將活動型芯抽出，然后再自模中通過頂桿頂出塑件。而此次的設(shè)計完全符合以上要求，因此，也采用了側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。又，該塑制品是大批量的生產(chǎn)，故也使用了機(jī)動側(cè)向分型抽芯。
4.5.1 抽拔力和抽拔距的計算
4.5.1.抽拔力的計算。
4.5.1.而抽拔距的計算；
因為抽拔距等于側(cè)孔深加2～3mm的安全系數(shù)，而當(dāng)結(jié)構(gòu)比較特殊時，如成型圓形線圈骨架，以及該外形為正方形的線圈骨架，（如下圖所示）設(shè)計的抽拔距不能等于線圈骨架凹模深度S2，因為滑塊抽至S2時塑件的外徑仍不能脫出滑塊的內(nèi)徑，必須抽出S１的距離再加上(2～3)mm，塑件才能脫出。
故抽拔距為：S= S1+(2～3)=20+(2～3)mm=22～23mm
式中 S—抽拔距；
S１—抽拔的極根尺寸（此為塑件最大的外形尺寸）；
4.5.1. 斜導(dǎo)柱的尺寸與安裝形式
斜導(dǎo)柱的形狀與基本尺寸；
斜導(dǎo)柱的基本尺寸主要以長度尺寸為主，斜導(dǎo)柱的長度計算為如下式：
L =1/2Dtanα+h×1/cosα+1/2dtanα+S/sinα+(10～15)mm （4.4）
=1/2×20×0.45+25×1.1×1/2×15×0.45+22/0.4+(10～15)mm
≈110mm
式中L—斜導(dǎo)柱的長度；
D—斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑；
h—斜導(dǎo)柱固定板厚度；
斜導(dǎo)柱的形狀與尺寸如圖4.11所示；
圖4.11
斜導(dǎo)柱的安裝固定形式：
如圖4.11所示，斜導(dǎo)柱的傾斜角a為24°，而一般來說鎖緊塊的角度a′=a+(2～3)mm,斜導(dǎo)柱與固定板之間用三級精度第三種過渡配合。由于斜導(dǎo)柱只起驅(qū)動滑塊的作用，滑塊運(yùn)動的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊間的配合精度保證，滑塊的最終位置由鎖緊塊保證，因此為了運(yùn)動靈活，斜導(dǎo)柱和滑塊間采用比較松的配合，斜導(dǎo)柱的尺寸為 Φ15-0.5 -1.0，頭部做成圓錐形，同時圓錐部的斜角為30°度，它大于斜導(dǎo)柱的傾斜角，這樣避免了斜導(dǎo)柱的有效長度離開滑塊時，其頭部仍然繼續(xù)驅(qū)動滑塊。那么固定形式如圖4.12：
圖4.12
4.5.2 滑塊形式與導(dǎo)滑槽的形式
滑塊分為整體式與組合式，因根據(jù)設(shè)計的需要，采用了組合式（哈夫塊）。而導(dǎo)滑槽的形式就是要能達(dá)到在抽芯的過程中，保證滑塊遠(yuǎn)動平穩(wěn)，無上下竄動和卡緊的現(xiàn)象。同時又要方便加工，故導(dǎo)滑槽采用組合式（由導(dǎo)滑板與推件板組成）其組合圖為4.13
圖4.13
4.5.3鎖緊楔形式
在塑料的注塑過程可中，型芯受到塑料很大的推力作用，這個力通過滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般斜導(dǎo)柱為細(xì)長桿件，受力后容易變形，因此必須設(shè)置鎖緊楔，以便在模具閉模后鎖住滑塊，承受塑料給予型芯的推力，鎖緊楔與模件的邊連接可以根據(jù)推力的大小，選取不同的方式，而該設(shè)計所選取的是整體式結(jié)構(gòu)，牢固可靠，側(cè)向力較大。它直接與定模固定，可見裝配圖可知。而鎖緊楔的角度在斜導(dǎo)柱的固定形式已講述了，這里不再重復(fù)。
4.5.4. 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型最小開模行程的校核；
因為該塑件所用斜導(dǎo)柱側(cè)向芯是在水平的位置，因此要完成Ｓ抽拔距所需要的開模行程Ｈ由下式求得；
H = S×ctgα=22×ctg24°≈45mm；
4.5.4. 斜導(dǎo)柱的受力分析及強(qiáng)度計算
１、 斜導(dǎo)柱的受力分析；
根據(jù)斜導(dǎo)柱的形式，可以按公式: Fw = Ft/cosα (4.2)
Fk = Ft·tanα (4.3)
式中 Fw —側(cè)抽芯時斜導(dǎo)柱所受的彎曲力；
Ft —側(cè)抽芯的脫模力，其大小等于抽芯力；
Fk —側(cè)抽芯時所需要的開模力；
綜合以上分析可知，從斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)考慮，希望斜角α值大一些好；而從斜導(dǎo)柱受力情況考慮，希望斜角α值小一些好。因此，該斜導(dǎo)柱的斜角取了24°，經(jīng)過用上述公式的核算，滿足了模具結(jié)構(gòu)要求。
第4.6節(jié)模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)
在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型 工藝要求不同，模具的溫度要求也不同，一般注射到模具內(nèi)的塑溫度為200°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時溫度在60°C，溫度降低是由于模具通入了冷卻水，將熱量帶走了。像這樣就是我們要做的模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，（加水循環(huán)冷卻），這種方法一般用于流動性比較好的低融點(diǎn)塑料的成型。因為SPVC的成型的如下的特性：
雖然流動不是很好，極易分解，特別在高溫下與鋼接觸時極易分解，分解產(chǎn)生腐蝕性氣體，但當(dāng)給模腔表面鍍鉻或滲氮處理，可以解決以上問題；另外就是在低溫高壓下注塑。同時模具應(yīng)有冷卻系統(tǒng)。圖4.14是模具結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的大概圖：
圖4.14
第５章 注塑機(jī)參數(shù)的校核
每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注塑機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計與所用的注塑機(jī)關(guān)系十分密切。在設(shè)計模具時，應(yīng)校核注塑機(jī)的一些技術(shù)參數(shù)
。
第5.1節(jié)最大注塑量的校核
注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量，其中包括了主流道及澆口的凝料。通常注塑機(jī)的實際注塑量最好是在注塑機(jī)理論注塑量的80%之間。故有公式
0.8M機(jī)≥M塑+M澆 （5.1）
M塑+M澆=27.41g 因此，最大的注塑量符合工作的需要。
第5.2節(jié)注塑壓力的校核
注塑壓力校核是校驗注塑機(jī)的最大注塑壓力能不能滿足該制品成型的需要，制品成型所需的壓力是由注塑機(jī)類型、噴嘴形式、塑料流動性、澆注系統(tǒng)和型腔的流動阻力等因素決定的，例如螺桿式注塑機(jī)，其注塑機(jī)壓力傳遞比柱塞式注塑機(jī)好，因此注塑壓力可取得小一些，流動性差的塑料的或細(xì)長流程塑件注塑壓力應(yīng)取得大一些?？蓞⒖几鞣N塑料的注塑成型工藝確定塑件的注塑壓力，再與注塑機(jī)額定壓力相比較。那么查《塑料模具手冊》可得，其額定注塑壓力大于所需的注塑壓力。因此所選擇的是符合要求的。
第5.3節(jié)鎖模力的校核
當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產(chǎn)生一個很大的力，使模具的分型面漲開，其值等于制件和澆口流道系統(tǒng)在分型面上投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料壓力。而作用在這個面積上的總力，應(yīng)小于注塑機(jī)的額定鎖模力P，否則在注塑時會因模具不緊產(chǎn)生嚴(yán)重的溢邊現(xiàn)象。型腔內(nèi)塑料壓力，可以按公式計算。而經(jīng)查《塑料模具設(shè)計》中SPVC在型腔里的理論注塑壓力在40MP～80MP之間。
而只有F機(jī)鎖≥P?！罙的不等式成立時，才能符合要求。
式中F機(jī)鎖 —表示注塑機(jī)的最大鎖模力；
P模— 表示為熔融型料在型腔內(nèi)的壓力 ；
A — 表示為塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影之和；
故有；F機(jī)鎖=400kn＞P?！罙=80MP×2936㎜2=189.88kn
所以符合要求。
第5.4 節(jié) 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核
5.4.1 模板尺寸和拉桿間距是否相適合
因為要滿足上述要求，只有達(dá)到模具長×寬＜拉桿間距這樣的條件。
而確有，模具長×寬=240×200(mm×mm)＜拉桿間距=295×295(mm×mm)成立，所以也是滿足要求的。
5.4.2 模具閉合高度的校核
通過前章各模板的尺寸選定和計算，模具實際厚度H模為270mm，而注塑機(jī)最小厚度
H最小為170 mm，
即；H模＞H最小也滿足要求。
第5.5節(jié) 開模行程與頂裝置的校核
在此，本文所選注塑機(jī)的最大開模行程與模具厚度的關(guān)時的校核。且該模具結(jié)構(gòu)則屬于有側(cè)向抽芯開模動作的結(jié)構(gòu) ，故注塑機(jī)的開模行程要求符合下式；
S機(jī)－Hc＞H1+H2+（5～10）mm （5.2）
式中；S機(jī)— 注塑機(jī)板間的最大開距，（mm）
Hc—完成側(cè)抽芯距離l所需要的開模行程，（mm）
H1—開模要頂出的距離，（mm）
H2—塑件的高度，（mm）
而當(dāng)，Hc≤H1+H2可以按S機(jī)－（H模H最?。綡1+H2+（5～10）mm進(jìn)行計算
式中， HM—成型模板的高度，（mm）
那么可以解得不等式；
S機(jī)－（H模H最?。?=300-（270-170）＞60+116+（5～10）mm=181～186mm，
故也滿足要求。
總結(jié)：根據(jù)以上章節(jié)的計算與分析得出，該模具結(jié)構(gòu)及各工作尺寸都符合要求。各模板中的相對位置可以根據(jù)零件圖便可查出，附零件圖于后。
結(jié) 論
三年的模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，匯集于這次的畢業(yè)設(shè)計，在這一段時間的塑模設(shè)計過程中，查閱了大量的資料、以及結(jié)合短暫的畢業(yè)實習(xí)，我鞏固了自己三年來所學(xué)的知識。掌握了塑料模具設(shè)計的一般步驟和方法，提高了塑模設(shè)計的能力，增加了自己的知識量，為以后的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。通過這次設(shè)計，使我對模具結(jié)構(gòu)，模具設(shè)計以及模具加工都有了一定的了解，同時也是我三年來所學(xué)知識的一次總結(jié)。
通過這次的設(shè)計同時也使我認(rèn)識到新產(chǎn)品的開發(fā)必須符合當(dāng)代制模的現(xiàn)狀，也就是說模具的設(shè)計與制造是密不可分的關(guān)系。更清楚的認(rèn)識到模具設(shè)計是一個綜合型的專業(yè)，它所涉及的范圍之廣。從而進(jìn)一步增強(qiáng)了我對模具行業(yè)的信心。
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符號說明
編號
符號
符號說明
備注
1
SPVC
軟聚氯乙烯
塑件的材料
2
IT8
塑件精度
屬于一般精度等級（8級）
3
HRC
鉻氏硬度
用于成型零件的熱處理要求
4
W
分流道斷面上寬
5
X
分流道斷面下寬
6
I
分流道斷面槽深
7
M塑伯
塑件的質(zhì)量
8
ρ
塑件的密度
該塑件的密度為1.35g/cm3
9
V塑件
塑件的體積
10
M澆道
澆注系統(tǒng)的質(zhì)量
11
V澆道
澆注系統(tǒng)的體積
12
KN
力的單位
13
SR
球面的半徑
14
MPa
壓強(qiáng)單位
15
Scp
塑件的平均收縮率
0.018
16
LM
零件的徑向制造尺寸
17
LS
徑向基本尺寸
18
δ
偏差值
等于Δ/3
19
Δ
公差值
20
HM
零件制造深度尺寸
21
HS
深度的基本尺寸
22
S
抽拔距
23
S1
抽拔的極限尺寸
24
L
斜導(dǎo)柱的長度
25
D
斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑
26
h
斜導(dǎo)柱固定板厚度
27
a
斜導(dǎo)柱傾斜角角度
一般不小于25度
28
FW
側(cè)抽芯時斜導(dǎo)柱所受的彎曲力
29
F1
側(cè)抽芯的脫模力
30
FK
側(cè)抽芯所需要的開模力
31
M機(jī)
注塑機(jī)的理論注塑量
32
F機(jī)鎖
注塑機(jī)的最大鎖模力
33
A
塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上投影總和
34
P模
塑料在型腔內(nèi)的壓強(qiáng)
35
H模
模具實際厚度
36
H最小
注塑允許的最小模具厚度
37
S機(jī)
注塑機(jī)板間最大開模距
38
HＣ
完成側(cè)抽芯距所需要的開模行程
致 謝
在畢業(yè)設(shè)計將圓滿結(jié)束之即，首先我要感謝的是我的指導(dǎo)老師鄧清方老師！在她的精心指導(dǎo)下這次設(shè)計才順利得完成。其次感謝的是模具專業(yè)的各位老師，感謝他們?nèi)陙淼男燎诘慕逃?，不僅是專業(yè)知識、還教我們做人，在大學(xué)三年里，本人學(xué)到豐富的社會知識，為我將走上社會打下了堅實的基礎(chǔ)。再次就是要感謝我的同學(xué)，在畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中，給予我的幫助，在此本人再一次表示感謝！最后無數(shù)的感動匯成一句話：謝謝！
邵陽學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院03模具
謝小雄
2006 年6月1日
３５