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湖 南 科 技 大 學 瀟湘學院畢業(yè)設計（論文） 題目 三角插頭外殼模具設計 作者 李志軍 學院 瀟湘學院 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 學號 1053010530 指導教師 谷金良 二〇一 年 月 日 湖 南 科 技 大 學 瀟湘學院畢業(yè)設計（論文）指導人評語 [主要對學生畢業(yè)設計（論文）的工作態(tài)度，研究內容與方法，工作量，文獻應用，創(chuàng)新性，實用性，科學性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進行綜合評價] 指導人： （簽名） 年 月 日 指導人評定成績： 湖 南 科 技 大 學 瀟湘學院畢業(yè)設計（論文）評閱人評語 [主要對學生畢業(yè)設計（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究內容與方法，實用性與科學性，結論和存在的不足等進行綜合評價] 評閱人： （簽名） 年 月 日 評閱人評定成績： 湖 南 科 技 大 學 瀟湘學院畢業(yè)設計（論文）答辯記錄 日期： 學生： 學號： 班級： 題目： 提交畢業(yè)設計（論文）答辯委員會下列材料： 1 設計（論文）說明書 共 頁 2 設計（論文）圖 紙 共 頁 3 指導人、評閱人評語 共 頁 畢業(yè)設計（論文）答辯委員會評語： [主要對學生畢業(yè)設計（論文）的研究思路，設計（論文）質量，文本圖紙規(guī)范程度和對設計（論文）的介紹，回答問題情況等進行綜合評價] 答辯委員會主任： （簽名） 委員： （簽名） （簽名） （簽名） （簽名） 答辯成績： 總評成績： 摘 要 注射成型生產(chǎn)塑件，具有成型周期短、效率高、可成型形狀復雜、尺寸精確或帶嵌件的制品。本文對日常生活中人們經(jīng)常用的三角插頭外殼上蓋的結構進行分析并對其生產(chǎn)加工的注塑模具進行設計。 本文主要介紹了三角插頭外殼的注塑模設計，其材料為PVC，根據(jù)PVC塑料的工藝特性和產(chǎn)品的使用要求，分析了三角插頭外殼結構特點和成型工藝。通過采用PRO/E軟件對制件進行3維建模，分析制件的體積及質量等屬性，得到的結果可作為確定塑件的澆口位置和工藝條件的參考，對模具進行了成型零部件、澆注系統(tǒng)、側向抽芯機構、推出脫模機構及冷卻系統(tǒng)的設計分析。在運用AutoCAD繪制工程圖時利用了燕秀工具箱插件,該插件里集成了大量包括注射模設計等標準零件能較大程度上實現(xiàn)了三維設計與二維設計的統(tǒng)一，并且也極大的提高繪圖效率。 關鍵詞：注塑成型；模具設計；proe；三維結構圖 - i - ABSTRACT Plastic parts, injection molding production molding cycle is short, high efficiency, accurate but molding complex shape, size or products with embedded parts. In this paper, the daily life of people often use the structure of the plastic cover cover is analyzed and the production and processing to carry on the design of injection mold. Plastic cap injection mold design is mainly introduced in this paper, its material is PVC, according to process characteristics and product requirements of the PVC plastic, plastic housing structure characteristics and molding process were analyzed. By using PRO/E software to 3 d modeling of parts, analysis of properties, such as volume and quality of parts, the result can be used as a plastic part of the gate location and process conditions of reference, to the molding parts, mold, side core-pulling mechanism, gating system launched demoulding mechanism and the analysis of the design of the cooling system. When using AutoCAD map project using the YanXiu toolkit plug-ins, integrates the plug-in in including the design of injection mould standard parts can be largely realized the unification of the 3 d and 2 d design, and also greatly improve the efficiency of drawing. Key words: injection molding; Mold design; proe; Three-dimensional structure 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設計（論文） 目 錄 摘 要 i ABStract ii 第1章 前 言 1 第2章 塑件工藝件設計分析 2 2.1概述 2 2.2塑件分析 2 2.3 塑件材料的確定 2 2.3.1 塑件材料的選擇 2 2.4 塑件材料的各項性能 2 2.4.1 主要特性 2 2.4.2 技術指標 3 2.4.3 制件壁厚 3 2.4.4 精度 3 2.4.5 尺寸公差 3 2.4.6 塑件的成型工藝性能介紹 3 2.5 體積計算確定型腔數(shù)量及型腔布局 3 2.5.1 體積 3 2.5.3型腔布局 4 2.6 注塑設備的選擇及其主要參數(shù) 5 2.6.1注塑設備的型號選取 5 2.6.2射設備的主要參數(shù) 5 2.7本章小結 5 第3章 分型面的設計 6 3.1概述 6 3.2分型面的選擇 6 3.3 本章小結 7 第4章 澆注系統(tǒng) 8 4.1主流道設計 8 4.1.1澆口套設計 8 4.1.2澆口套的固定形式 8 4.2分流道的設計 9 4.3澆口的設計 10 4.4 本章小結 10 第5章 模具成型零部件的設計 11 5.1型腔的設計 11 5.2型芯的設計 11 5.3成型零部件工作尺寸的計算 12 第6章 頂出脫模機構的設計 15 6.1概述 15 6.2 推件機構的設計 15 6.3 三角插頭外殼的推出機構 15 6.4 斜滑塊推出機構 16 6.4.1 抽芯距S 16 6.4..2 斜導柱傾斜角 16 6.4..3斜導柱的結構 16 6.4.4 滑塊的設計 17 6.4本章小結 18 第7章 冷卻系統(tǒng)的設計 19 7.1 冷卻管道的體積流量 19 7.2 冷卻水道的結構設計 19 7.3 本章小結 20 第8章 導柱導向機構的設計 21 8.1 導柱導向機構 21 8.2導套的設計 22 第9章 模具零部件材料選擇 23 9.1 塑料模選用鋼材的原則 23 9.2 模具的選材及熱處理要求 23 結 論 28 參考文獻 29 致 謝 30 - i - 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設計（論文） 第1章 前 言 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料也工程塑料在強度和精度方面的不斷提，塑料制品的應用范圍也在不斷擴展。由于在工業(yè)產(chǎn)品中，一個設計合理的塑件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬結構件，加上利用工程塑料特有性質，可以一次成型非常復雜的形狀，并且還能設計成卡裝結構，成倍地減少產(chǎn)品中的各種緊固件，大大地降低了金屬材料消耗能和加工及裝配工時，因此，近年來工業(yè)產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升。 ? 注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法。該方法適應于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其他成型方法望塵莫及的。由于注塑成型加工不僅產(chǎn)量多，而且適應于多種原料，能夠成批地生產(chǎn)，并且具有固定的尺寸，可以實現(xiàn)自動化、高速化，因此具有較高的經(jīng)濟效益。 ?? 作為注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具。在質量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產(chǎn)效率等方面水平高低，直接影響產(chǎn)品的質量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時也決定著企業(yè)在市場競爭中反應能力和速度。 與其它機械行業(yè)相比，模具制造業(yè)主要有以下三個特點： 第一，模具不能像其它機械那樣可作為基本定性定型的商品隨時都可以在機電市場上買到。這是因為每副模具都是針對特定塑料制品的規(guī)格而產(chǎn)生的，由于塑料制品的形狀、尺寸各異，差距甚大，其模具結構也大相徑庭，所以模具制造不能形成批量生產(chǎn)。換句話說，模具是單件生產(chǎn)的，其壽命越長，復加工的可能性越小。因此模具的制造成本較高。 ? ?第二，因為注塑模具是為產(chǎn)品中的塑料制品而定制的。作為產(chǎn)品，除質量、價格等因素外，很重要的一點就是需要盡快的投放市場，所以對于塑料制品 而特殊定制的模具來說，其制造周期一定要短。 ? ?第三，模具制造是一項技術很強的工作，其加工過程集中了機械制造技術中先進技術的精華部分與鉗工技術的手工技巧，因此要求模具工人具有較高的文化技術水平，特別是對企業(yè)來說要求培養(yǎng)“全能工人”，使其適應多種要求，這種技術工人對于模具單件生產(chǎn)方式組織均衡生產(chǎn)是非常重要的。綜上所述，模具制造業(yè)存在成本高，要求制造周期短，技性強等特點，目前，隨著科學技術的不斷發(fā)展和計算機技術的應用，這些問題得到了很大改善。由于有了計算機輔助設計和計算機輔助加工，從根本上改變了模具生產(chǎn)的面貌，可靠地保證了模具所要的精度與質量。預硬、易切削以及高光亮等，新興模具材料的應用，大大方便了加工及熱處理。另外，模具標準件和標準件為基礎的特殊定制零件的普及，明顯地模具制造周期。 ? ?在模具設計方面，正逐漸把理論設計提高到日益重要的位置，即采用了理論與經(jīng)驗結合的方法，改變了以往的經(jīng)驗—類比—實驗的方法。使我國的塑料模具設計水平進入了新階段。 第2章 塑件工藝件設計分析 2.1概述 本章將會對塑件的工藝設計進行分析，確定此論文題目三角插頭外殼的材料及其收縮率和密度等特性。然后通過體積計算確定型腔的數(shù)量及排列，并由此選擇相對應的注塑機的型號和模架。 2.2塑件分析 制品的三維立體圖。 圖2.1 零件示意圖 參照塑件為三角插頭外殼。產(chǎn)品成型后，外表面要求沒有明顯的熔接線、縮水、缺膠、流痕和頂白等成型問題所有尺寸是按塑件公差等級5級控制的，即在模具制造中采用公差IT5級精度。還有其他一些尺寸均不影響配合尺寸，也按SJ—1732—T8中的7級精度控制。 2.3 塑件材料的確定 2.3.1 塑件材料的選擇 該塑件的原材料為硬聚氯乙烯(U-PVC),其價格便宜,應用廣泛．由于聚氯乙烯的化學穩(wěn)定性高，所以可用于制作防腐管道，管件，輸油管，離心泵和鼓風機等．聚氯乙烯硬板廣泛用于化學工業(yè)上制作各種貯槽的襯里，建筑物的瓦楞板，門窗結構，墻壁裝飾物等建筑用材． 2.4 塑件材料的各項性能 2.4.1 主要特性 聚氯乙烯樹脂為白色或淺黃色粉末，是線型結構，非結晶型的高聚物，其可溶性和可熔性較差，加熱后塑性也很差，故純聚氯乙烯不能直接用作塑料，一般都應加入添加劑．在聚氯乙烯樹脂中加入少量的增塑劑，可制成硬質聚氯乙烯，而軟質聚氯乙烯樹脂中則含有較多的增塑劑，起塑性，流動性比硬質聚氯乙烯好．純聚氯乙烯．加入了增塑劑和填料等的聚氯乙烯塑件的密度范圍一般為1.2～1.5g/cm3． 2.4.2 技術指標 成型特點：聚氯乙烯成型性能較差，又是熱敏性塑料，在成型溫度下容易分解放出氯化氫．因此，在成型時，必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑并嚴格控制溫度及溶體的滯留時間．應采用帶預塑化裝置的螺桿式注射成型．模具澆注系統(tǒng)也應粗短，進料口截面宜大，模具應有冷卻裝置． 2.4.3 制件壁厚 零件的壁厚為2mm（PVC的推薦小型塑件壁厚：3.25mm和最小壁厚參考值0.80mm[3]）。 2.4.4 精度 三角插頭外殼上蓋的尺寸精度：根據(jù)“塑件精度等級的選用（SJ1372-1978）”，選擇建議采用的精度等級為PVC一般精度——5級。 2.4.5 尺寸公差 三角插頭外殼上蓋的尺寸公差：根據(jù)“塑件的尺寸公差（SJ1372-1978）”，塑件基本尺寸在20~30mm精度等級為5級的推薦公差數(shù)值為0.52mm。 2.4.6 塑件的成型工藝性能介紹 表2-2 PVC的注射工藝參數(shù) 注射機類型 螺桿式 螺桿轉速 30 ~ 60r/min 噴嘴形式 直通式噴嘴 噴嘴溫度 180~190℃ 模具溫度 50 ~ 70℃ 注射壓力 60 ~100Mpa 保壓壓力 5 ~ 10 Mpa 冷卻時間 5 ~ 15s 周期 15 ~ 30s 后處理方法 紅外線烘箱溫度70℃時間0.3 ~ 1h 備注 原材料應預干燥0.5h以上 2.5 體積計算確定型腔數(shù)量及型腔布局 2.5.1 體積 根據(jù)proe對零件的分析可得制件的體積 圖2.3 體積計算 根據(jù)proe的分析可得： 體積 =7.21931mm3 并由已知 密度 = 1.38 g/cm3 可得： 質量 = 9.96 g 考慮到PVC的材料性質（成型周期較短）、塑件的尺寸精度、每個塑件的成型壓力、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本等各因素，將模具的型腔定為：一模2腔。 2.5.3型腔布局 由于零件比較簡單，塑件可以分布在模具中心的四周，這樣也保證了澆注系統(tǒng)的平衡，下圖為型腔的分布圖： 圖2.4 型腔分布圖 2.6 注塑設備的選擇及其主要參數(shù) 2.6.1注塑設備的型號選取 選取型號為XS-ZY-125的注塑機。 2.6.2射設備的主要參數(shù) 由此考慮塑件大批量生產(chǎn)，以及以上的從溫度、壓力、時間方面考慮，查表附錄D（塑料成型工藝與模具設計）初步選用注射機XS-ZY-125。 注射機XS-ZY-125參數(shù)： 額定注射量：125mm 最大成型面積：320cm 柱塞直徑：42mm 注射壓力：120Mpa 模板尺寸：428×450（mm×mm） 柱桿空間：260×290(mm×mm) 鎖模力：900KN 噴嘴圓弧半徑：12mm 噴嘴孔徑：3mm 最大開模行程：300mm 模具最大厚度：300mm 模具最少厚度：200mm 2.7本章小結 此章對產(chǎn)品塑件的工藝設計進行了分析，確定了塑件產(chǎn)品的材料及其特性。然后通過計算確定了型腔的數(shù)量與排列方式，并由此選擇相對應的注塑機型號和模架類型型號，最終通過計算驗證初步的選擇滿足了實際的情況。 第3章 分型面的設計 3.1概述 將模具適當?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料,它是決定模具結構的重要因素，每個塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。 3.2分型面的選擇 分型面在整個注塑成型過程中起到非常重要的作用，分型面的選擇一般都會依據(jù)以下幾點原則： （1）盡可能將鑄件的全部或大部分置于同一砂型內，以避免錯箱和產(chǎn)生較大的縫隙。 （2）分型面的數(shù)目應少且為平面。 （3）盡量減少型芯和活塊的數(shù)目。 （4）分型面的選擇應有利于下芯、合箱，使型芯安放穩(wěn)固，便于檢查型腔尺寸。 （5）分型面一般不取在裝飾外表面或帶圓弧的轉角處。 （6）使塑件留在動模一邊，利于脫模。 （7）將同心度要求高的同心部分放于分型面的同一側，以保征同心度。 （8）抽芯機構要考慮抽芯距離。 （9）分型面作為主要排氣面時，分型面設于料流的末端。 （10）一般在分型面凹模一側開設一條深寬的排氣槽。亦可以利用頂桿，型腔，型芯鑲塊排氣。 本次設計的注射模為單分型面，其中型芯和型腔分型，澆注系統(tǒng)凝料留于動模一側；動模移動一定距離后，澆注系統(tǒng)凝料及塑件從推桿中脫出。具體由圖所示： 圖3.1 上下分模示意圖 3.3 本章小結 本章對本設計的模具分型面：上下分型面，前后分型面，內部的分型面進行了設計分析，最終確定了最理想的方案。并在圖上給出參考的指示。 - 27 - 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設計（論文） 第4章 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)：從注塑機噴嘴進入模具開始，到型腔入口之間的流道。多模腔的模具的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴等組成。本章會對此次設計的澆注系統(tǒng)進行分析并選出最適合的方案。 4.1主流道設計 4.1.1澆口套設計 主流道是注塑機噴嘴與分流道之間的供塑料熔體流動的通道，其形狀尺寸對熔體的流動和注射時間有很大的影響。主流道一般被設計在澆口套中。 表4-1 澆口套形式以及參數(shù) 澆口套 符號 名稱 數(shù)值 d 主流道小段直徑 0.5-1 SR 主流道球面半徑 噴嘴球面直徑+1 h 球面配合高度 2 L 主流道長度 取 D 主流道大端直徑 α 主流道錐角 1-3 R：球頭半徑= SR=(12+1)=13； α：主流道的錐度，一般在o范圍之內選取，對于粘度大的塑料，可取1-3o。但是由于受標準錐度鉸刀的限制，應盡量選用標準錐度值，或者選用標準澆口套o； L：主流道長度，取=70.5； d：主流道小端直徑，即主流道與注射機噴嘴接觸處的直徑。D0.5-1mm般在范圍內我們這里可以選取。 4.1.2澆口套的固定形式 本次設計的澆口套固定形式如下：澆口套設置在定模座板表面。通過兩個M6螺絲固定定位環(huán)，具體如下圖： 圖4.2 澆口套與定位環(huán) 4.2分流道的設計 分流道橫截面形狀有很多種：圓形、梯形、六邊形、圓角梯形、等。在各種截面中，圓形截面是使用最為廣泛的，本設計就采用了圓形截面這樣的分流道使用效率高，在分流道中流過塑料熔體的流量相同的情況下，其分流道內的表面積最小，減小注射過程中的散熱面積，減少壓力損失。對應的缺點就是加工難度較大。不能采用加工中心端面銑刀銑削，一般采用電火花加工?？紤]到模具型腔的分布情況，為使注射壓力在各個型腔較為相近，保持相同的注射壓力，其具體的布局如下： 圖4.3 分流道 4.3澆口的設計 澆口是連接分流道和型腔之間的通道。它的位置、形狀和尺寸對產(chǎn)品塑件的成型有較大的影響。它的設計包括了形狀、尺寸的確定和位置的選擇。 優(yōu)點： （1）冷卻時間短，從而縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。 （2）易去除澆注系統(tǒng)凝料而不影響塑件外觀。 （3）可根據(jù)塑件形狀特點靈活多樣選擇澆口位置。 （4）澆口在分型面上且形狀簡單故易加工，且可隨時調整尺寸，使各型腔澆注平衡。 交口應按要求迅速冷卻封閉，防止型腔內還未冷卻的熔體回流。澆口截面尺寸要小、長度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉。交口采用側澆口，由經(jīng)驗公式h=nt, h=1.5mm 圖4.4 澆口的設計示意圖 4.4 本章小結 本章對設計中的澆注系統(tǒng)進行了設計，對主流道，分流道，澆口等進行了計算驗證。  第5章 模具成型零部件的設計 模具中，決定產(chǎn)品塑件幾何形狀與尺寸的零部件成為成型零部件，主要包括凸模，凹模，型芯，鑲塊，成型桿，成型環(huán)等等。 5.1型腔的設計 凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，其中成型塑件上的外螺紋稱為螺紋型環(huán)。凹模按結構不同主要可分為整體式和組合式兩種結構形式。 （1）整體式凹模 強度高，牢固，成型的塑件無拼縫痕跡，塑見的精度高；但模具加工困難，熱處理變形大，一般適用于簡單的中、小型模具。 （2）整體嵌入式凹模 嵌塊的外形多采用臺階的圓柱體，加工和安裝容易；熱處理變形??；便于凹模損壞時的更換和維修；多用于多型腔模具。 （3）組合式凹模 一般用于復雜的凹模，采用組合方式可以簡化復雜的機加工工藝，有利于模具成型零件的熱處理和模具的修復，有利于采用鑲拼間隙來排氣，可節(jié)省貴重模具材料。 本設計由于模具簡單，采用整體式，如下圖所示： 圖5.1 型腔設置示意圖 5.2型芯的設計 型芯和成型桿均用來形成制品的內表面。型芯和成型桿并無嚴格的區(qū)分。一般成型桿多指能形成制品孔和局部凹槽的小型芯。當型芯用來成形制品的整個內部形狀時，又稱為主型芯或凸模。 （1）整體式型芯 適用于塑件的內形比較簡單的型芯，其結構牢固；成型塑件的質量好，但模具的加工量大，耗鋼材多，熱處理的變形大。 （2）組合式型芯 適用于塑件的內形復雜，機加工困難的型芯。其加工簡單、容易。能減少貴重的模具鋼的耗重；節(jié)省加工工時；避免大型件的熱處理變形。 綜合上面的比較，本次設計中根據(jù)塑件的形狀可以確定模具采用整體式。 圖5.2 型芯設置示意圖 5.3成型零部件工作尺寸的計算 塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定PVC材料的平均收縮率為0.5%，剛計算模具成型零部件工作尺寸的公式為： 式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B — 塑件在常溫下實際尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT4～8級作為模具制造公差。在此取IT5級，型芯工作尺寸公差取IT5級。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負值，中心距偏差為雙向對稱分布。 所以型腔尺寸如下： L1=[40×(1+0.005)-(3/4)×0.56]=39.78 L2=[12×(1+0.010)-(3/4)×0.32]=11.82 型腔深度的尺寸計算： h=[h(1+k)-(2/3)Δ] （5.7） 式中： h凸模/型芯高度尺寸(mm)； h為塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的實際內形深度尺寸； Δs 、K 含義如（1）式中。 H1=[2×(1+0.005)-(2/3)×0.20=1.88 H2=[23×(1+0.005)-(2/3)×0.44]=22.82 2）凸模的外形尺寸計算： L=[L(1+k)+(3/4) Δ] （5.8） 式中： L凸模/型芯外形尺寸(mm)； L為塑件內形基本尺寸(mm),即塑件的實際內形尺寸； Δs 、k含義如（1）式中。 所以型芯的尺寸如下： L1=[45.17×（1+0.005）+（3/4）×0.64]=45.82 L2=[10×（1+0.005）+（3/4）×0.32]=10.29 型芯的深度尺寸計算： h=[h(1+k)+ (2/3)Δ] （5.9） 式中： h為凸模/型芯高度尺寸(mm)； h為塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的實際內形深度尺寸； Δs 、k含義如（1）式中兩個型芯的高度分別為： H1=[21×(1+0.005)+(2/3)×0.44]=21.39 H1=[2×(1+0.005)+(2/3)×0.20]=2.14 第6章 頂出脫模機構的設計 6.1概述 本設計中，頂出系統(tǒng)采用頂桿頂出機構，產(chǎn)品塑件包覆的型芯分為兩個部分：型芯內部作為頂桿，用于頂出塑件，使塑件脫出型芯外部表面；型芯外部固定于定模模板之上。 6.2 推件機構的設計 三角插頭外殼推出(頂出)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三角插頭外殼的質量，因此，三角插頭外殼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。 (1) 推出機構應盡量設置在動模一側。 (2) 保證三角插頭外殼不因推出而變形損壞。 (3) 機構簡單、動作可靠。 (4) 良好的三角插頭外殼外觀。 (5) 合模時的準確復位。 6.3 三角插頭外殼的推出機構 (1)方形推桿，如圖6.1所示。每個三角插頭外殼由3根推桿推出，共有6根。 圖6.1 三角插頭外殼推桿 (2) 推桿應設在脫模阻力大的地方。 (3) 推桿應均勻布置。 (4) 推桿應設在三角插頭外殼強度、剛度較大的地方。 (5) 推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f8間隙配合。 (6) 通常推桿裝入模具后，其端面應與型腔底面平齊或高出型腔底面0.05mm~0.10mm。 (7) 推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙 (8) 推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度50HRC以上，工作端配合部分的表面粗糙度為m。 6.4 斜滑塊推出機構 6.4.1 抽芯距S 型芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離叫理論抽芯距，用S′表示。為了安全起見，實際抽芯距離S通常比理論抽芯距離S′大2～3mm，即 S = S′+（2～3）mm 本次設計中S′=12mm，所以S =12+3=15mm。 6.4..2 斜導柱傾斜角 導柱傾斜角是決定斜導柱抽芯機構工作效果的一個重要參數(shù)，它不僅決定了開模行程和斜導柱長度，而且對斜導柱的受力狀況有著重要影響。決定傾斜角大小時，應從抽芯距、開模行程和斜導柱受力幾個方面綜合考慮。實際生產(chǎn)中，一般取=12°～25°。 本次設計取=18°。 6.4..3斜導柱的結構 斜導柱頭部可做成半球或錐臺形，斜導柱的表面粗糙度Ra小于0.63～1.25μm。斜導柱與其固定板采用過渡配合H7/m6聯(lián)接。斜導柱與滑塊斜孔之間可采用較松間隙配合(如H11/b11)，或在二者之間保留0.5～1mm以上的間隙，甚至當分型抽芯有延時要求時，可以放大到1mm以上。 圖6.2 斜導柱的結構 6.4.4 滑塊的設計 滑塊是斜導柱側向分型抽芯機構中的一個重要零部件，注射成型時塑件尺寸的準確性和移動的可靠性都需要它來保證。 經(jīng)驗所得，滑塊長度（運動方向）應為寬度的1.5倍，滑塊在側向分型抽芯機構和復位過程中，要沿一定的方向平穩(wěn)往復運動。為了保證滑塊運動平穩(wěn)，抽芯及復位可靠，無上下竄動和卡緊現(xiàn)象，滑塊在導滑槽內必須很好地導滑。 圖6.3 滑塊示意圖6.4本章小結 本章對頂出脫模機構進行了設計。對本設計中的頂桿，推板頂出機構，作了介紹并計算。 第7章 冷卻系統(tǒng)的設計 注塑模具型腔的溫度高低及均勻性對成型效率和制品的質量影響很大，一般注入模具的塑料熔體的溫度為200-300（℃），而塑件固化后從模具中取出的溫度為60-80（℃）以下，視塑料品種不同有很大的差異。為了調節(jié)型腔的溫度，需在模具內開設冷卻水通道，通過模溫調節(jié)冷卻介質的溫度。 7.1 冷卻管道的體積流量 （7-1） 式中 W--單位時間（每分鐘）內注入模具中的塑料質量（kg/min）按每分鐘兩次注射 --單位質量的塑件在凝固時所放出的的熱量PVC為取370kJ/kg --冷卻水的密度（） --冷卻水的比熱容（） --冷卻水出口溫度() --冷卻水出口溫度() 7.2 冷卻水道的結構設計 1、冷卻水孔數(shù)量盡可能多，尺寸盡可能的大。 2、冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同間距，一般水孔邊離型腔的距離大于10mm，常用12～15mm。 3、降低入水與出水的溫度差，防止制品變形。 4、水道的開設便于加工和清理，一般孔徑為6～12mm，該設計取用D=8mm。 5、采用并流流向，加強澆口處的冷卻。 冷卻水管道分布在型腔和型芯上，直徑為6mm。動模板的一端用短膠管聯(lián)通，另一端的兩個孔分別接進水孔和出水孔。 圖7.1 冷卻水管的設計圖 7.3 本章小結 本章通過計算得出冷卻水管道直徑 只需6mm即可。冷卻管道的數(shù)目為4根。 分布在動模連接型芯的槽兩側（可以靠近型芯起到更好的散熱效果）。 第8章 導柱導向機構的設計 注塑模的導向機構用于、定模之間的開合模導向和脫模機構的導向。定位機構分模外定位和模內定位。模外定位是通過定位圈使模具易于在注射機上安裝，以及模具的澆口套能與注射機噴嘴精確定位。而模內定位則通過錐面定位機構用于動、定模之間的精密對中定位。 8.1 導柱導向機構 （1）導柱的形式 導柱的基本機構形式有兩種，一種是帶頭導柱，另一種是帶肩導柱。，帶頭導柱用于生產(chǎn)批量的模具，可以不用導套。帶肩導柱用于采用導套的大批量生產(chǎn)并高精度導向的模具。 本設計中采用帶頭導柱，其結構簡單，加工方便，可以用于簡單模具，其機構及尺寸如圖8.1所示。 圖8.1 帶頭導柱 （2）導柱數(shù)量、大小及其布置 根據(jù)模具形狀及尺寸，一副塑料模架導柱數(shù)量一般需要個，本設計選用4個。 導柱的長度應比型芯端面的高度高出，以免在錯誤定位時，型芯進入凹模型腔相碰撞而損壞。 導柱設置在動模一側可以保護型芯及塑件脫模時，支撐推件板的作用，設置在定模一側可以起到方便塑件脫模支撐澆道板的作用，在設計中，應根據(jù)具體情況來選擇，一般設置在動模一側。 （3）配合精度 導柱固定端與模板之間采用或的過渡配合。導柱導向部分采用的間隙配合。 （4）導柱的材料 導柱應具有硬而耐磨的表面，堅韌不容易折斷的內芯，多采用20鋼參碳或T8，T10淬火處理。本設計中用T8A鋼。 8.2導套的設計 導套是與安裝在另一半模上的導柱相配合，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。 （1）固定形式及配合精度 常采用或配合鑲入模板。 （2）導套的結構形式 導套常用的結構形式有兩種，一種是直導套，另一種是帶頭導套。直導套多用于較薄的模板，比較厚的模板應采用帶頭導套。 本設計中根據(jù)導柱導套的配合應該采用結構簡單，加工方便的帶頭導套。 （3）導套的材料 套用與導柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，其硬度一般應低于導柱硬度，以減輕磨損，防止導套和導柱拉毛。導套固定部分和導滑部分的表面粗糙度一般為。本次設計的導套結構及尺寸如圖6.2所示。 圖8.2 導套的形式 第9章 模具零部件材料選擇 9.1 塑料模選用鋼材的原則 （1）模具鋼材成分應不包括各種夾雜物，否則在拋光時會出現(xiàn)麻點及氣孔。 （2）鋼材必須結構緊密，沒有空氣及氣孔。 （3）組織必須均勻，化學成分定性分析勻稱，合金偏析度小。 （4）機械加工性能要好，易于加工。 （5）擠壓性能好。 （6）模腔表面硬度要足夠，而且既要有硬度，又要耐磨損。熱處理后，硬度要均勻一致，變形要小。 9.2 模具的選材及熱處理要求 表9-1 零部件選材及熱處理 零部件 選材 熱處理 動模座板、定模座板 45鋼板 調質 230~270HB 推板 45鋼板 ------------ 推桿固定板 45鋼板 ------------ 墊塊 45鋼板 ------------ 凸模板 40Cr 淬火60-64HRc 凹模板 40Cr 淬火60-64HRc 定位圈 45鋼板 淬火 40~50HRC 澆口套 T8A圓鋼 淬火 50~55HRC 導套 T8A圓鋼 淬火 50~55HRC 導柱 T8A圓鋼 滲碳，淬火 56~60HRC 復位桿 圓鋼 淬火 50~55HRC 推桿 圓鋼 淬火 50~58HRC 模架的選擇 制品加工行業(yè)的顯著特點之一是高效率、大批量的生產(chǎn)方式。這樣的生產(chǎn)方式要求盡量縮短模具的生產(chǎn)周期，提高模具制造質量。為了實現(xiàn)這個目標就必須采用模具標準模架及標準零件。 圖9.2 模架的基本結構 1-動模座板；2- 螺栓； 3-墊塊； 4-動模板； 5-定模板；6-定模座板； 7-導套； 8-導柱； 9-復位桿； 10-推板固定板；11-推板 根據(jù)參考文獻[10]《實用模具技術手冊》P433選擇A1型。 A1型定模采用兩塊模板，動模采用一塊模板。設置推桿推出機構，適用于單分型面注射模。 根據(jù)參考文獻[8]《塑料塑料技術手冊》注射模中小型模架標準尺寸組合（GB/T12556.1—1990）可選模板 注塑機重要參數(shù)的校核 初選完注塑機的型號以后要對注塑機的各項重要參數(shù)進行校核，比較實際需求是否能滿足注塑機的重要參數(shù)。 注塑容量的校核 注射機的最大注射量指注射機一次注射塑料的最大容積。選擇注射機時，必須保證塑件連同凝料、飛邊在內的質量或體積不大于注射機的最大注射量，否則，就會使塑件成型不完整或內部組織疏松，塑件強度降低。校核公式 ， 所以滿足的注射條件 注射壓力的校核 注射壓力校核的目的是校驗注射機的最大注射壓力能否滿足塑件成型的需要，注射機的最大壓力應大于或等于塑件成型時所需的注射壓力，即 因注射機的最大注射壓力塑件的成型壓力，滿足要求。 鎖模力的校核 鎖模力為注塑機鎖模裝置用來夾緊模具的力。鎖模力過小會在產(chǎn)品塑件成型發(fā)生飛邊跑料的現(xiàn)象。 F＞p×A/1000 （2.3） 式中：F為鎖模力,KN； P為型腔壓力，MPa； A為塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，mm2。 已知參考的低PVC的型腔壓力為25~30MPa。確定型腔壓力25MPa。 澆注系統(tǒng)的投影面積與產(chǎn)品的投影面積可以通過proe中的分析得出，A=18897。由于澆注系統(tǒng)的投影較為分散，即定為一倍的單個制品的陰影面積。 圖9.3 截面面積分析圖 鎖模力即為F=p×A=25×994.5=24.86KN。 而注塑機的鎖模力為900KN遠大于計算所得的脹模力 所以注塑機的鎖模力符合標準要求。 開模行程的校核 模具開模后為了便于取出制件，要求有足夠的開模距離，所謂開模行程是指模具開合過程中動模固定板的移動距離。 注塑機的開模行程是有限的，設計模具必須校核所選注射機的開模行程，以便與模具的開模距離相適應。對于臥式注射機，其開模行程與模具厚度有關，對于多分型面注射模應有： 式中 --推出距離 --包括澆注系統(tǒng)凝料在內的塑件高度 =（水口料的長度+20~30） 總的開模距離需要H=98mm以上 經(jīng)計算，符合要要求。 結 論 這次塑料模具設計，全面考慮了塑料成型性能，模具結構特點，注射工藝參數(shù)，塑件表面粗糙度以及制造精度等，在理論分析和數(shù)據(jù)計算生產(chǎn)操作上論證該設計是合理可行的。并且，通過這次設計，我了解了注射模設計概況，熟悉了注射設備，基本掌握了注射成型的一般原理。 在設計和三維建模過程中也遇到了一些問題，通過對問題的探索與分析，最后得到圓滿解決，更另深刻的知道了模具設計各個階段的重要性和嚴謹性，達到了畢業(yè)設計的目的。 伴隨經(jīng)濟建設，特別是汽車、機械、電子、日用制造等行業(yè)的飛速發(fā)展，對模具設計與制造的人才的需求與日俱增，模具設計制造，特別是注射模具的設計與制造將更為受到重視，并將會廣泛應用到各個領域中，飛速發(fā)展。 相信這次設計中獲得的經(jīng)驗及處理問題的能力將會對今后的學習和工作有所啟示和幫助。 湖南科技大學瀟湘學院本科生畢業(yè)設計（論文） 致 謝 在這次畢業(yè)設計中，特別感謝谷老師和陳老師的指導和幫助，給予了我充分的信心和把握，讓我按時完成了本次設計。由于經(jīng)驗不足和對專業(yè)知識的了解不夠透徹，在設計時常常遇到一些問題無法理解，老師則耐心而認真的加以指導幫助，讓我學到了書本上學不到的知識，既增長了見識也充實了自己。 在我畢業(yè)設計和論文的整個完成過程中都凝聚著老師的智慧和心血，你給了我熱心關懷和諄諄教誨。從畢業(yè)設計的選題開始到設計完成，中間過程中我遇到了很多的困難，老師的大力支持和精心的指導使我能夠及時地調整好狀態(tài)，投入到正常的設計中去，按時的完成進度要求，并最終完成了課題，順利完成了設計的基本要求。老師的教誨對我來說是一筆非常寶貴的財富，不但對于我現(xiàn)在的畢業(yè)設計，也對我將來走上工作崗位都有著極大的鼓勵和幫助。這些都使我在各方面取得了可貴的進步。 其次，我要感謝我們這組的同學，是你們的無私的幫助讓我能夠順利完成設計，從你們那里我學到了很多知識，謝謝你們的幫助。 此次的畢業(yè)設計，給了我一個相對獨立完成課題的機會。在完成整個設計的過程中，我學到了很多書本上沒有的知識，并將這些與自身的實際能力很好的結合了起來，真正了解了自己所要從事的事業(yè)，使自己有了很大的提高。 最后，再次感謝老師和同學們在畢業(yè)設計過程中所給予的指導與幫助。 xxix 參考文獻 [1] 孫玲 . 塑料成型工藝與模具設計[M].北京：清華大學出版社，2008 [2] 塑料模設計手冊編寫小組. 塑料模設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002 [3] 李德群 . 現(xiàn)代塑料注射成型的原理、方法與應用[M].上海：上海交通大學出版社，2004 [4] 黃虹 . 塑料成型加工與模具[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003 [5] 章飛 . 型腔模具設計與制造[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003 [6] 李海梅，申長雨 . 注射成型及模具設計實用技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002 [7] 葉邦彥 . 機械工程英語[M].第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2008 [8] 李軍 . 精通Pro/ENGINEER中文野火版?模具設計篇[M].北京：中國青年出版社，2010 [9] 韓玉龍 . pro/E wildfire4.0零件設計基礎教程[M].北京：科學出版社，2010 [10] 屈華昌 . 塑料成型工藝及模具設計[M].第二版.北京：高等教育出版，2009 [11] 譚雪松 . 新編塑料模具設計手冊[M].北京：人民郵電出版社，2008 [12] 駱生 . 金屬壓鑄工藝與模具設計[M]..北京：清華大學出版社，2008 [13] Hindhede I,Uffe. 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