公共汽車橫杠扶手支架注射模設計,公共汽車,扶手,支架,注射,設計 畢業(yè)設計說明書 題 目：公共汽車橫杠扶手支架注射模設計 院 （系）： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 職 稱： 副教授 題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設計 ¨工程技術研究 ¨軟件開發(fā) 2011年12月30日 摘 要 塑料制品具有原料來源豐富,價格低廉,性能優(yōu)良等特點。它在電腦、手機、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用，應用極其廣泛。注射成型是成形熱塑性塑料制件的主要成型方法，因此應用范圍很廣。 本文闡述了對發(fā)夾產(chǎn)品的設計到整個注射模的大體的設計過程，在設計過程中也進行了必要的計算包括成型零件尺寸的計算和對注射機的鎖模力、最大注射量、注射壓力、開模行程和模具與注射機安裝部分相關尺寸的校核。同時，也對產(chǎn)品的工藝性進行分析，主要分析了塑料件的形狀特點、尺寸大小、尺寸標注方法、精度要求、表面質量和材料性質等因素，最后繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具非標準零件圖。 關鍵詞：注射成型、鎖模力、注射壓力、裝配總圖 Abstract Here to enter the need to turn over a source of plastic materials, low price, quality and performance characteristics. it is in computers and mobile phones, cars and electrical and electronics, instruments, appliance and products manufacturing is an alternative to the role of the most widely used. an injection is a thermoplastic - concrete shape of the main method, the scope of application is very large. In this paper, plastic Hairpin product of the injection mold design to the general design process, During the design process also includes forming necessarily computing components and the calculation of the size of the clamping force injection molding machine, the largest injection volume, injection pressure, the itinerary and mold and mold injection machine parts related to the size of the installation check. At the same time, the product of the process of analysis, the main analysis of the characteristics of the shape of plastic pieces, the size, dimensioning methods, accuracy, surface quality and material properties and other factors, Finally a complete mold assembly drawing general plan and the main non-standard mold parts diagram. Key words: injection；force injection molding machine；injection pressure；assembly drawing 目 錄 1 塑件的設計及其材料性能分析 1.1 支架的造型設計 該塑料制件為公共汽車上橫杠扶手的支架，其圖形如下： 作為公共汽車上的橫杠扶手支架，要求其具有一定的強度、韌性，外觀表面無缺陷。 1.2 制品的材料及性能分析 由于該支架為汽車零部件，切需要有一定的強度、韌性。故選ABS材料作為該塑件的成型材料。 1.2.1 ABS材料的基本特性 ABS是由丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分各自的特性，是ABS具有良好的綜合性能。丙烯晴使ABS具有良好的耐化學腐蝕及表面硬度。丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性。 ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑料有良好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3, 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， 具有極好的抗沖擊強度。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。 1.2.2 ABS材料的主要用途 ABS在機械工業(yè)上用來用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機外殼、儀表外殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池槽、冷藏庫水箱襯里等。在汽車工業(yè)領域，用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調節(jié)導管、加熱器等，還可以用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制作水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝容器、農藥噴霧器及家具等。 1.2.3 ABS的成性特點 ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在50~60oC，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度應控制在60~80 oC。 1.2.4 ABS主要技術指標 比容：0.86~0.98cm3/g。 熔點：130~160oC 吸水性：0.2~0.4% (24h) 熱變形溫度：4.6×105Pa---- 90~108oC 18.0×105Pa---- 83~103oC 屈服強度: 50MPa 拉伸彈性模量：1.8GPa 抗彎強度：80MPa 1.2.5 ABS注射工藝參數(shù) 注射機類型： 螺桿式 螺桿轉速（r/min）： 30~60 噴嘴形式： 直通式 噴嘴溫度（oC）： 170~180 料筒溫度（oC）： 150~230 模溫（oC）： 50~70 注射壓力（MPa）： 70~90 保壓力（MPa）： 50~70 注射時間(s)： 3~5 保壓時間(s)： 15~20 冷卻時間(s)： 15~30 成型周期(s)： 40~60 2 塑件的工藝性分析 2.1 塑件制品設計要求 作為公共汽車上的橫杠扶手支架，要求其具有一定的強度、韌性，耐磨性，不易損壞，表面光滑，外觀表面無缺陷。塑件的工作條件對精度要求較低，根據(jù)ABS的性能可選擇其塑件的精度等級為5級精度。 2.2 塑件制品的生產(chǎn)批量 因塑件制品要求具有一定的強度、韌性，耐磨性，且不易損壞，需求量不是非常大，故生產(chǎn)規(guī)模制定為3萬件。 2.3 塑件的質量和體積計算 經(jīng)Moldflow軟件分析得塑件體積為： V=8.38 cm3 塑件質量為： M=8.38×1.035g=8.67g 3 注塑機的初步選擇及其參數(shù)計算 3.1 注射量的計算 由之前的塑件工藝性分析可知塑件的質量為：8.67g 此時流道凝料的體積未知，根據(jù)經(jīng)驗可按塑件質量的0.6倍進行估算，所以注射量為: 3.2 鎖模力的計算 流道凝料(包括澆口)在分型面上的的投影面積，在此時還是個未知數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗公式： (為每個塑件在分型面上的投影面積) 取進行估算： 通過Moldflow軟件分析得, 則 根據(jù)經(jīng)驗公式[2]： 式中——鎖模力（）； ——制品在模板的垂直投影面積（ ）； ——鎖模力常數(shù)（）; 查表知，ABS的值為0.3-0.48，取=0.4，則 3.3 注塑機的選擇及參數(shù) 根據(jù)任務書要求，選擇臥式注射機，初選XS-ZY-125型螺桿式注射機，其主要技術參數(shù)如表3.1: 表3.1注塑機基本參數(shù) 理論注射容量/ 125 注射速度/g/s 55 注射重量/g 120 模板的最大厚度/ 300 螺桿直徑/ 42 模板的最小厚度/ 200 螺桿長徑度/L/O 25.4 最大的油泵壓力/ 6.5 鎖模力/ 900 油泵馬達功率/KW 75 注射壓力/ 119 拉桿空間/ 448×370 開模行程/ 300 合模方式 液壓-機械 螺桿轉速/（/） 220 電機功率/ 18.5 頂出行程/ 80 定位圈尺寸/ 100 注射方式 螺桿式 油箱容積/L 170 噴嘴球半徑() 12 定位孔直徑/() Ф36 噴嘴孔直徑() 4 最大注射面積/ 320 頂出力/ 100 外型尺寸(長×寬×高)/ 33.4×7.5×15.5 （1）噴嘴尺寸 注塑機噴嘴頭一般為球面，其球面半徑R應與模具的主流道始端的球面半徑吻合，以免高壓熔體從隙縫處溢出，一般模具的主流道始端的球面半徑應比噴嘴球半徑大2～5mm，否則主流道內的塑料凝料無法脫出 (2) 定位環(huán)尺寸 注塑機定模固定板上有一規(guī)定尺寸的定位孔，注塑模定模板上相應設計有定位環(huán)。為了使模具的主流道的中心線與注塑機噴嘴的中心線相重合，模具定模固定板上的定位環(huán)或主流道襯套與定位環(huán)的整體式結構的外徑尺寸d應與注塑機固定模板上的定位孔呈間隙配合，便于模具安裝。定位環(huán)的高度小型模具為7～10，大型模具為 10～15，定位孔深度應大于定位環(huán)的高度。 (3) 模具厚度 在模具設計時應使模具的總厚度位于注塑機可安裝模具的最大模厚和最小模厚之間，同時應校核模具的外形尺寸,使得模具能從注塑機拉桿之間裝入。模具閉合厚度應滿足的條件：，式中:——最大模具厚度，——最小模具厚度，——模具閉合高度 (4) 模具長度和寬度 模具外形尺寸要與注塑機拉桿間距相適應，校核其安裝時能否穿過拉桿空間在動、定模固定板上固定。模具在注塑機動、定模固定板上安裝的方式有兩種：用螺釘直接固定（大型注塑模多用此法）和用螺釘、壓板固定（中、小型模具多用此法）。采用第一種方法時，動、定模座板上的螺釘孔尺寸及間距應與注塑機對應模板上所開設的螺孔相適應（注塑機動、定模安裝板上開著許多不同間距的螺釘孔，只要保證與其中一組相適應即可）;若采用后一種方法，靈活性大，只需在模具動、定模固定板附近有螺孔就行。 3.4 注塑機有關工藝參數(shù)的校核 3.4.1最大注射量校核 注塑機一次成型的塑料容量通過Moldflow軟件分析 所選的型螺桿式注射機的實際注射量為，故選初選型螺桿式注射機合適。 3.4.2注射壓力的校核 所需的注射壓力通常選用，由于塑件精度為一般精度,PVC塑料的流動性一般,.故在設計中我們選用，在上一步中選的型螺桿式注射機理論注射壓力為, ，故注射壓力的校核合格。 3.4.3鎖模力的校核 根據(jù)公式： 式中, F-----注塑機的額定鎖模力()； P-----型腔的平均壓力()，一般是注射壓力的30%-65%； A分-----塑件及流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積()； K ---鎖模力安全系數(shù)，一般取1.1—1.2。 由于這個塑件是小型塑件,故由經(jīng)驗值,取 。選用的型螺桿式注射機中,其為900 >100，故鎖模力合格。其它尺寸的校核只有待模架選定，結構尺寸確定以后才可進行。 4 分型面的選擇 選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則： （1） 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。 （2） 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。 （3） 保證塑件的精度要求。 （4） 滿足塑件的外觀質量要求。 （5） 便于模具加工制造。 （6） 對成型面積的影響。 （7） 對排氣效果的影響。 （8） 對側向抽芯的影響。 為了盡量滿足以上要求，同時為了便于模具加工制造，應盡量選擇平直分型面工易于加工的分型面。該模具的分析面設在支架的最大分型面上，見裝配圖上。 5 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)的設計基本原則： （1）.分析塑料的成型性能，分析澆注系統(tǒng)對塑料熔體流動的影響以及在充模、保壓補縮和倒流的各階段中，型腔內塑料的溫度、壓力的變化情況，使設計出的澆注系統(tǒng)適應所用塑料的的成型性能，保證塑件制品的質量。 （2）.有利于型腔中氣體的排出。 （3）.避免塑料熔體直接沖擊型芯或嵌件，以防其變形或移位。 （4）.盡量縮短流程和減少拐彎，減少熔體壓力和熱量的損失，保證充填壓力和速度，減少塑料用量，提高熔接強度。 （5）.防止塑料制品的變形，設計時應注意由于冷卻收縮的不均勻或多澆口進料、澆口收縮等原因引起制品的變形。 （6）.澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應盡量小。 （7）.澆注系統(tǒng)的位置應盡量與模具的中心線對稱。 （8）.澆口的去除、休整應方便，保證制品外觀質量。 5.1 主流道的設計 為了便于凝料從主流道中拔出，主流道截面設計成圓錐形，其半錐角；主流道小端直徑一般??；主流道長度一般不超過；主流道襯套內壁必須光滑，表面粗糙度應有。主流道大端與分流道相接處應呈圓角，其半徑常取 r=1～3mm以減小料流轉向過渡的阻力。 根據(jù)任務書要求，模具設計為一模一腔。為了保證注射時塑件完全充滿，避免產(chǎn)生熔接痕，易于排氣，且便于模具的加工制造，將主流道與模具中心位置，通過查表和注射機參數(shù)的綜合分析，得其主要尺寸為： 主流道的小端直徑： ； 主流道的大端直徑： ； 主流道的球面半徑為： ； 主流道錐角：取 ； 主流道長度：?。? 由于主流道小端與注射機噴嘴反復接觸與相撞，還受高溫料流的沖刷，特別是當流道穿過幾塊模板是，在模板接觸面出可能產(chǎn)生溢料，妨礙主流道凝料脫模。因此，一般設置主流襯套。形狀如下圖所示： 其固定形式如下圖所示： 澆口套的固定形式 5.2 澆口的設計 澆口的類型有：直接澆口、中心澆口、側澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、點澆口、潛伏式澆口。 設計時應遵循以下原則： 1、 盡量縮短熔體流動路程。 2、 澆口位置應能減少熔接痕并提高熔接強度。 3、 澆口位置應能避免熔體噴射和熔體破裂現(xiàn)象而引起的制品缺陷。 4、 澆口位置應考慮高分子取向對制品的影響。 5、 澆口位置應有利于排氣。 6、 澆口開設在制件壁厚處有利于熔體流動和補縮。 7、 防止料流將型芯或嵌件被擠壓變形。 本塑件上有一大孔且該模具為單型腔注射模，考慮到本塑件的外觀光滑的要求，本塑件采用內側進料環(huán)形澆口的類型，環(huán)形澆口主要用于筒形無底塑料。環(huán)形澆口的特點是進料均勻，圓周上各處流速大致相等，熔體流動狀態(tài)好，型腔中的空氣容易排出，可基本避免熔接痕。缺點是澆注系統(tǒng)耗料比較多，澆口去除困難。 內側進料環(huán)形澆口的澆口設置在型芯上，澆口的厚度為t=0.25~1.6mm，長度L=0.8~1.8mm. 6 成型零部件的設計與計算 6.1影響塑件尺寸精度的因素 成型零部件的設計計算主要指成型部分，與塑件接觸部分的尺寸計算。而對于塑件尺寸精度影響的主要因素有以下方面：(1) 成型零件的磨損誤差(2) 模具成型零件的制造誤差(3) 塑料收縮率的偏差和波動誤差 6.2 成型零件工作尺寸的計算 根據(jù)尺寸公差可知：塑件的公差等級為MT7級(GB4458.5-84)，對于此塑料精度為中等，故取。 塑料收縮率范圍為0.6%～1.5%，則平均收縮率為： （1）型腔和型芯徑向尺寸的計算 根據(jù)[1]中的公式進行計算： 型腔徑向尺寸： 型芯徑向尺寸： 式中，是塑件的平均收縮率，△為塑件相應尺寸的公差；δz為制造公差，取δz為△/3。 （2）型腔和型芯高度尺寸的計算 按《塑料成型工藝及模具設計》中的公式進行計算 型腔徑向尺寸： 型芯徑向尺寸： 尺寸類型 適用公式 制品尺寸D（ 制品公差 計算結果（ 型腔寬度 12.5 0.18 50 0.25 型芯外徑 20 0.21 型腔深度尺寸 25 0.21 型芯 高度 尺寸 25 0.21 側型芯外徑 4 0.12 側型芯中心距 38 0.25 （3）型腔的強度和剛度計算 型腔壁厚的強度條件：在各種受力形式下的應力值不超過許用應力值，即。剛度條件是：型腔彈性變形的撓度值不超過允許變形量，即。剛度計算要保證三個方面的要求：1）成型過程中不發(fā)生溢料；2）保證塑料制品精度；3）保證塑料制品順利脫模。 側壁厚度計算： 因此，側壁厚要大于7.5mm。 上式中 P—型腔內熔體的壓力，由查表得到P=40Mpa，—承受熔體壓力的側壁高度，由型腔可知=25mm，l—型腔側壁長邊長,l=160mm, —材料的許用應力，該材料為T10，取=225 Mpa。 側壁高度計算： 因此，動模支撐板按標準厚度取40。 上式中 P—型腔內熔體的壓力，由查表得到，b—型腔側壁的短邊長，由型腔可知，L—雙支腳間距, 根據(jù)型腔的布局，模架應選在 ，所以支腳間距, —材料的許用應力，該材料為45鋼，取。 7 側向分型與抽芯機構 塑件在成型過程中，階臺內孔是靠滑塊來成型的。采用了滑塊和斜導柱組成的結構形式。這是此次模具的主要設計部分。根據(jù)動力來源的不同，側向分型與抽芯機構一般可分為機動、液壓或氣動以及手動等三大類型。本次設計成型的塑件抽拔距離短，成型型心尺寸小，需要的抽拔力小，所以本套模具選用機動側向抽芯。 斜導柱側向分型與抽芯機構主要由與開模方向成一定角度的斜導柱、側型芯、導滑槽、楔緊塊、側滑塊和定距限位裝置等組成。 7.1 抽芯距的計算 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，用公式表示即為： （8-1） （8-1）式中 ——塑件上側凹、側孔的深度或側向凸臺的高度； ——抽芯距。因為側孔的深度為3mm，需要抽芯長度5mm。 7.2 斜導柱的傾角確定 一般在設計時不大于，最常用為。抽芯距很短時，取小些，抽芯距較長時，取大些；抽芯力大時可取小些，抽芯力小時可取大些。另外，斜導柱在對稱布置時，抽芯力可相互抵消，可取大些，而斜導柱非對稱布置時，抽芯力無法抵消，要取小些。 綜上所述，塑件側孔深3mm的淺孔采用。 7.3 抽拔力的計算 由于塑件包緊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。對于抽芯力的計算，可以按《新編塑料模具設計手冊》中的公式來計算。即 （8-.2） （8-2）式中——抽芯力（N） A——塑件包絡型芯的面積。 ——塑件對型芯單位面積上的包緊力通常在，在此取平均值。 ——塑件在熱態(tài)時對鋼的摩擦系數(shù)，一般在范圍之內，取中間值。 ——側抽芯的脫模斜度或傾余角，取 故 7.4 斜導柱直徑的確定 由于計算比較復雜，可用查表的方法確定斜導柱的直徑。按已求得的抽拔力和選定的斜導柱的傾斜角在教材[《塑料成型工藝與模具設計》P213 表9.2來確定。 由先求得的抽拔力和選定的斜導柱傾斜角查表可得出最大彎曲力=2kN，同時在和之間（—側型芯滑塊受到脫模力的作用線與斜導柱中心線交點到斜導柱固定板的距離，它并不等于滑塊高度的一半），再通過其關系表查的斜導柱直徑。 7.5 斜導柱長度計算 斜導柱長度根據(jù)抽芯距、固定端模板厚度、斜導柱直徑以及斜角大小確定， 如圖7.2所示 工作長度： 總長度： 圖 8.2 斜導柱長度 式中，—斜導柱總長；—斜導柱固定部分抬肩直徑；—斜導柱斜角；——抽芯距；定模座板固定斜導柱部分的厚度，帶入上式得到： 7.6 導柱的材料及其安裝配合 斜導柱的材料多為T8,T10等碳素工具鋼，也可以用45鋼滲碳處理。此斜導柱的材料選T10。由于斜導柱經(jīng)?；瑒幽Σ?，熱處理要求硬度HRC≥55。表面粗糙度Ra≤0.8μm。斜導柱與其固定的模板之間采用過度配合。為了運動的靈活，滑塊上斜導孔與斜導柱之間可以采用較松的間隙配合H11/b11，或在兩者之間保留的間距。此外，還要分析側滑塊與推桿在合模復位過程中是否發(fā)生干涉，根據(jù)頂桿和滑塊發(fā)生干涉的條件進行分析（） 其中： 為在完全合模狀態(tài)下推桿端面離側型芯的最近距離; 為在垂直開模方向的平面上，側型芯與推桿投影在抽芯方向上的重合的長度。 7.7 滑塊、導滑槽及定位裝置的設計 設計要點：首先，活動型芯與滑塊的連接形式，滑塊分為整體式和組合式。主要從加工方便的角度來考慮，所以采用組合式。即把型芯的固定部分與滑塊的滑動部分分開來加工，然后再通過螺釘和銷釘連接起來，具體看裝配圖；其次是滑塊的導滑形式，滑塊在導滑槽中的活動必須順利平穩(wěn)，不發(fā)生卡滯、跳動等現(xiàn)象，滑塊與導滑槽的配合形式也不同，一般采用T 形槽或燕尾槽導滑，尤其使用局部蓋板式T 形槽比較多，應而優(yōu)先考慮用壓板通過銷釘和螺釘與動模板連接來形成導滑槽；還有是滑塊的導滑長度，應大于滑塊寬度的1.5倍，滑塊完成抽芯動作后繼續(xù)留在導滑槽內，并保證在導滑槽內的長度不小于滑塊全長的；最后是定位裝置，滑塊定位裝置在開模過程中用來保證滑塊停留在剛剛脫離斜導柱的位置，不再發(fā)生任何移動，以避免在合模時發(fā)生碰撞。有彈簧拉桿式，彈簧頂銷定位式，可根據(jù)具體情況合理選用，由于該設計抽完芯仍有一定長度流在側滑塊上，應而直接用擋板連接。 7.8 楔緊塊的設計 鎖緊塊的設計形式，將楔緊塊固定在定模板上，牢固可靠剛性大鎖緊塊的楔緊角比斜導柱的角度要大2°～ 3° 8 模架的確定及模具與注塑機相關參數(shù)的校核 8.1模架的確定 注塑模模架國家標準有兩個，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術條件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者適用于模板尺寸為；后者的模板尺寸為。因此，該設計按GB/T12556——1990來選取。 根據(jù)模具的總體結構，定模兩塊板，動模三塊板，采用推管脫模機構。因此，選用A4型模架。該類型模架適用于直接澆口，采用斜導柱側抽芯的注射成形模具。 最終確定模架為。 8.2 模具與注塑機安裝部分相關尺寸的校核 開模行程的校核 模具開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機的最大開模行程。注塑機最大開模行程的大小直接影響模具所能成形的塑件高度，太小時塑件無法從動、定模之間取出。因此模具設計時必須進行注塑機開模行程的校核，使其與模具的開模距離相適應。對于帶有不同形式的鎖模機構的注塑機，其最大開模行程有的與模具厚度有關，有的則與模具厚度無關。 選擇液壓－機械式鎖模機構的注塑機，其最大開模行程是由肘桿機構或合模液壓缸的沖程所決定的，而與模具厚度無關，當模具厚度變化時可由其調模裝置。用校核時只需使注塑機最大開模行程大于模具所需的開模距離即可。 模具為單分型面注塑模，其最大開模行程按下式校核： （9-1） （9-1）式中，——注塑機最大開模行程（）; ——模具所需開模距離（）; ——塑件脫模距離（）; ——包括澆注系統(tǒng)凝料在內的塑件高度（）。 由塑件的尺寸和模具結構可知：，，代入上式可得S=95mm，而所初選的XS-ZY-125注射機最大的開模行程，則，可知開模的行程在允許范圍內，校核合格。 模具閉合高度的校核 模具的高度尺寸261, （模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。 模具平面尺寸的校核 模具平面尺寸 (拉桿間距)，校核合格。 9 合模導向機構的設計 設計導柱和導套需要注意的事項有： （1）合理布置導柱的位置，導柱中心至模具外緣至少應有一個導柱直徑的厚度；導柱不應設在矩形模具四角的危險斷面上。通常設在長邊離中心線的1/3處最為安全。導柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。 （2）導柱工作部分長度應比型芯端面高出，以確保其導向與引導作用。 （3）導柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度時可采取更低的配合要求；導柱固定部分配合精度采用H7/k6；導套外徑的配合精度采取H7/k6。配合長度通常取配合直徑的1.5~2倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。 （4）導柱可以設置在動?；蚨＃O在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設在定模一邊有利于塑件脫模。 導柱：國家標準規(guī)定了兩種結構形式，分為帶頭導柱和有肩導柱，大型而長的導柱應開設油槽，內存潤滑劑，以減小導柱導向的摩擦。本設計采用帶頭導柱，導柱的材料應具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的芯部，因此多采用中碳鋼（45號鋼），經(jīng)淬火處理（RC56～60）或碳素工具鋼（T8A、T10A）經(jīng)淬火或表面處理（HRC50～55）；并且對它的粗糙度要求為，固定段表面用Ra0.8,導向段表面采用Ra0.4。 導套：導套分為直導套和帶頭導套，直導套裝入模板后，應有防止被拔出的結構，帶頭導柱軸向固定容易。本設計采用帶頭導套，導套的材料可用耐磨材料，如銅合金制造，當用碳鋼時也可采用碳素工具鋼淬火處理。硬度HRC50～55，或采用45號鋼碳淬火，其表面硬度為HRC56～60，但其硬度最好比導柱低5度左右；并且對它的粗糙度要求為，粗糙度內外表面均可用Ra0.8或Ra1.6。 10 脫模機構的設計 10.1脫模力的計算 脫模力按薄壁和厚壁兩種類型考慮，每種類型塑件再根據(jù)斷面幾何形狀進行計算。分辨薄壁和厚壁的條件是： 當圓形塑件的內孔半徑與壁厚之比時，此時塑件稱為薄壁塑件。 因為塑件的斷面是圓形，并且滿足薄壁塑件的條件，故安照《模具工程大典》中的可薄壁塑件脫模力的計算公式計算： 上式中，—脫模力()；—塑料的拉伸模量（查表為）；——塑料的泊松比（取0.42）；—塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)（取0.38）；—為型芯的橫截面面積；—塑料的平均成形收縮率；t—制品的厚度（3mm）；h—型芯脫模方向的高度（25）； —脫模斜度修正系數(shù)，計算公式為（）得到的脫模力為： 10.2推出機構的設計原則 （1） 盡可能讓塑件留在動模，使脫模動作易于實現(xiàn)； （2） 不損壞塑件，不因脫模而使塑件質量不合格； （3） 塑件被頂出位置應盡量在塑件內側，以免損傷塑件外觀； （4） 脫模零件配合間隙合適，無溢料現(xiàn)象； （5） 脫模零件應有足夠的剛度和強度； 10.3推出機構形式及分布位置的確定 由于塑料制件為圓環(huán)狀，所以選著推管推出機構比較合理。推管通過推桿推出，推桿沿推管底部圓周對稱布置，推出位置設在制件圓環(huán)上。推桿的工作端面在合模注射時是型腔底面的一部分，推桿端面如果低于或高于該處型腔底面，在塑件上就會產(chǎn)生凸臺或凹痕，影響塑件的使用或美觀，因此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。 10.4 推出機構的導向與復位 推出機構的導向：推管推出，以主型芯為導向。 推出機構的復位：采用復位桿復位。 11 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 11.1溫度調節(jié)對塑件質量的影響 溫度調節(jié)對塑件質量的影響主要有以下幾個方面: （1）尺寸精度 利用溫度調節(jié)系統(tǒng)來保持模具溫度的恒定或采取較低的模溫，可減少塑件成型收縮率的波動，提高塑件精度。 （2）形狀精度 模具型芯與型腔各部分溫差過大，會使塑件收縮不均勻而導致翹曲變形，影響塑件的美觀和使用。特別對于壁厚不一致和形狀復雜的塑件，經(jīng)常會出現(xiàn)因收縮不均勻而變形的情況，必須采用合適的冷卻回路，使模具型腔各個部位的溫度基本上均勻。 （3）表面粗糙度 模溫過低會使塑件輪廓不清晰，產(chǎn)生明顯的熔合紋，提高模溫可改善塑件的表面狀態(tài)，使塑件的表面粗糙度降低。 11.2冷卻系統(tǒng)的設計原則 （1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； （2）冷卻水孔數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。根據(jù)經(jīng)驗，一般冷卻水孔中心線與型腔壁的距離應為冷卻水孔直徑的 倍，冷卻水孔中心距約為 倍，水孔直徑一般為6～12。 （3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，當塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應處處相等。 （4）澆口處加強冷卻。一般在注射成型時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度越低，因此加強澆口處的冷卻。 （5）盡量降低進水和出水的溫度。如果進水和出水的溫度過大，將使模具的溫度分布不均勻，尤其對流程很長的大型塑件，料溫越流越低，對于矩形模具，通常沿模具寬度方向開設水孔，使進水與出水溫度差不大于。 （6）合理選擇冷卻水道的形式。 （7）合理確定冷卻水管接頭的位置。為不影響操作，進出口水管接頭通常設在注射機背面的模具同一側。 （8）冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構（如推桿孔、小型芯孔等）發(fā)生干涉現(xiàn)象，設計時要通盤考慮。 （9）冷卻水孔進出接頭應埋入模板內，以免模具在搬運過程中造成損壞。 11.3冷卻回路的布置 冷卻回路設置的基本原則： （1) 冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大； （2) 冷卻水道離模具型腔表面的距離要適當； （3) 水道出入口的布置要使得出入口溫差??； （4) 冷卻水道應沿著塑料收縮方向設置； （5) 冷卻水道的布置應避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位。 根據(jù)塑件在模具型腔中的布置形式，本模具的冷卻回路分別布置在定模板和中間板上。 11.4 排氣系統(tǒng)設計 當塑件熔體充填型腔時，必須排出型腔里面澆注系統(tǒng)內的空氣及塑件受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順序的排出，塑件由于填充不足而出現(xiàn)氣泡，接縫或表面輪廓不清等缺陷；甚至因氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑件焦化?？紤]該塑件尺寸，屬于中小型簡單型腔模具，故可以利用分型面排氣和推出機構與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙值為0.03mm。 12 合模導向機構的設計 12.1導柱和的導套結構與尺寸 對導柱尺寸和結構有以下幾點要求： （1）直徑和長度 導柱的直徑在之間時，按經(jīng)驗其直徑d和模板寬度B之比為，圓整后選標準值。導柱無論是固定段的直徑還是導向段的直徑，其形位公差與尺寸公差的關系應遵循包容原則，即軸的作用尺寸不得超過最大實體尺寸，而軸的局部實際尺寸必須在尺寸公差范圍內才合格。導柱長度應該比凸模端面的高度高出。 （2）形狀 導柱的端部做成錐形或半球形的先導部分，錐形頭高度取與相鄰圓柱直徑的1/3，前端還應倒角，使其能順利進入導向孔。大中型模具導柱的導向段應開設油槽，以儲存潤滑油脂。 （3）公差配合 安裝段與模板間采用過渡配合H7/k6，導向段與導向孔間采用動配合（間隙配合）H7/f7。 （4）粗糙度 固定段表面用,導向段表面采用。 （5）材料 導柱應具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的芯部，因此多采用中碳鋼（45號鋼），碳（深），經(jīng)淬火處理（RC56～60）或碳素工具鋼（T8A，T10A）經(jīng)淬火或表面處理（HRC50～55）。 對導套尺寸和結構設計有以下幾點要求： 導向孔可以直接加工在模板上，這種結構加工簡便，但模板上未淬火的導向孔耐磨性差，用于塑件批量小的模具，多數(shù)模具的導向孔鑲有導套，它既可淬硬以提高壽命，又可在磨損后方便更換。 （1）形狀 可分為直導套和帶軸肩導套兩類。 （2）公差配合與表面粗糙度 導套內孔與導柱之間采用動配合H7/f7。 外表面與模板孔為較緊的過度配合H7/n6（直導套）或H8/K7帶軸肩導套），其前端可設計長的引導部分，按松動配合H8/e7制造，其粗糙度內外表面均可用或。 （3）材料 導套的材料可用耐磨材料，如銅合金制造，當用碳鋼時也可采用碳素工具鋼淬火處理。硬度HRC50～55，或采用45號鋼碳淬火，其表面硬度為HRC56～60，但其硬度最好比導柱低5度左右。 本注塑模選I型標準導套，導套、導柱與模板間均采用過渡配合的固定方式（見裝配圖）。其形式和具體尺寸如下圖： 圖13.1 導柱結構 所選的此型號導柱的尺寸為： , , ，, 共4根。 所選的I型標準導套尺寸為：， , 共4根。 12.2 支承柱 支承柱的主用功能是用于支承推出機構，并用以調節(jié)推出距離，防止推出機構復位時受導物障礙的零件，其結構如圖下所示： 其尺寸為： ,, ,,共4顆。 13 繪制裝配圖和非標準零件圖 裝配圖和非標準零件圖見圖紙。 14 非標準模具成型零件加工工藝規(guī)程 14.11 主型芯加工工藝規(guī)程 序號 工序名 工序內容 定位基準 加工設備 1 備料 2 熱處理 正火 3 粗車 粗車外圓 外圓 車床 4 半精車 半精車外圓、車端面 外圓 車床 5 鉆 鉆?6.8孔 外圓 車床 6 攻螺紋 攻M8內螺紋 外圓 車床 7 精車 精車外圓 外圓 車床 8 熱處理 滲碳、淬火HRC54~58 9 磨削 磨外圓至要求尺寸 外圓 外圓磨床 10 磨削 磨削端面凹槽 外圓 外圓磨床 14.2 推管加工工藝規(guī)程 序號 工序名 工序內容 定位基準 加工設備 1 備料 2 熱處理 正火 3 粗車 粗車外圓 外圓 車床 4 半精車 半精車外圓、車端面 外圓 車床 5 鉆 鉆?19.8孔 大端面 鉆床 6 鉆 鉆4個?6.8孔 大端面、?19.8孔 鉆床 7 攻螺紋 攻4個M8內螺紋 大端面、?19.8孔 絲錐 8 精車 精車外圓 外圓 車床 9 熱處理 淬火 10 磨削 磨?20孔 外圓 內圓磨床 14.3 動模板加工工藝規(guī)程 序號 工序名 工序內容 定位基準 加工設備 1 備料 2 熱處理 調質 3 粗銑 粗銑六面 上下大平面 數(shù)控銑床 4 精銑 精銑六面 上下大平面 數(shù)控銑床 精銑 精銑型腔、倒滑槽 上下大平面 數(shù)控銑床 5 鉆 鉆4個?16孔 下平面 鉆床 6 鉆 鉆6個?16沉孔 下平面 鉆床 7 鉆 鉆6個?8.5孔 下平面 鉆床 8 攻絲 攻6個M10螺紋孔 下平面 絲錐 14.4 中間板加工工藝規(guī)程 序號 工序名 工序內容 定位基準 加工設備 1 備料 2 熱處理 調質 3 粗銑 粗銑六面 上下大平面 銑床 4 精銑 精銑六面 上下大平面 銑床 5 鉆 鉆4個?16孔 上平面 鉆床 6 鉆 鍃孔?20 上平面 鉆床 7 鉆 鉆6個?13.6孔 上平面 鉆床 8 鉆 鉆6個?8.5孔 下平面 鉆床 9 鉆 鉆3個?7.5孔 下平面 鉆床 10 鉆 鉆2個?6孔 前面 鉆床 11 鉆 鉆3個?5.2孔 右面 鉆床 12 攻絲 攻3個M6螺紋孔 右面 絲錐 13 攻絲 攻6個M10螺紋孔 下平面 絲錐 14 鉸孔 鉸3個?6孔 下平面 鉸刀 15 攻絲 攻6個M16螺紋孔 上平面 絲錐 16 精銑 精銑?70孔 上平面 銑床 15 塑料成型工藝卡 塑料成型工藝卡 ? 塑料成型工藝卡片 資料編號 ? 班級 ?0801120717 共 頁 第 頁 零件名稱 ?支架 材料牌號 ABS? 設備型號 XS-ZY-125 裝配圖號 ?A1 材料定額 ? 每模件數(shù) ?1 零件圖號 ?A4 單件重量 ?8.67g 工裝號 ? 零件草圖 材料干燥 設備 烘箱? 溫度/℃ 80~85 時間/h ?2~3 料筒溫度（℃） 后段/℃ ?150~170 中段/℃ 165~180? 前段/℃ ?180~200 噴嘴/℃ ?170~180 模具溫度/℃ 50~70? 時間 注射/s ?3~5 保壓/s ?15~20 冷卻/s ?15~30 壓力 注射壓力/MPa 70~90 背壓/MPa ?50~70 后處理 溫度 ?70 時間定額 輔助/min 20~30? 時間/h ?2~4 單件/min ?2.5 檢驗 ? 編制 審核 16 總結 經(jīng)過三個星期的實訓設計，使自己能夠認真系統(tǒng)地復習了所學的機械設計、機械制圖、注射模具設計等課程的重要內容，達到了進一步加強對模具設計過程的整體規(guī)劃能力，為即將投身社會工作奉獻自己的力量夯實了基礎。同時，在整個實訓的過程中也進一步鍛煉了自己對待問題的態(tài)度及分析解決所遇到問題的能力。 本次設計中，本人在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計算、模具零件結構設計、編寫說明書和查閱參考文獻等方面受到一次綜合的訓練，增強了動手能力和創(chuàng)新設計能力，并且充分利用了CAD技術。最后利用常用的CAD軟件AutoCAD來進行模具的設計和出圖。利用CAD技術，比動手畫圖更省時和省力，設計過程中充分體會到CAD技術帶來的方便，可見CAD技術在沖模設計中已從研究階段走上了實用階段。 這次實訓的意義在于使自己得到了很好的鍛煉和提高，CAD繪圖技能得到進一步提高，讓自己知道身為未來的設計研究工作者必須具備不可或缺的忘我投入精神，只有具備這種忘我投入精神才能在未來投身社會工作當中作出更大的進步、為自己創(chuàng)造更大的人生價值。在這次實訓過程中更是教會我們從書本中無法直接獲取的很多知識，并讓我從中體會到理論知識與實踐相結合重要的意義。 謝 辭 經(jīng)過本次實訓設計，本人受益匪淺。在此，首先非常感謝所有教導傳授知識予我的老師們，其次要感謝我的指導老師，感謝他提供的耐心指導以及各種幫助。同時，也要感謝陪伴我一同做畢設的同學們，感謝他們給予的鼓勵與幫助。在這次實訓設計過程中，有了老師和同學們的幫助，才使得我順利完成這次實訓設計并從中學到了更為廣泛的知識和實際操作能力以及為人處事能力。 同時，還要感謝在本文中引用其文獻的作者們，是他們奉獻的辛勤勞動成果才使得我在這次實訓學習當中有了清晰的思路，才使自己在遇到的困難時能很快得以解決，順順利利的完成了這次畢設。 最后，再次衷心地感謝給予我?guī)椭睦蠋熞约芭惆樵谖疑磉叺拿恳晃煌瑢W，是他們一直陪伴著我學習、生活，當我有困難的時候，他們也是非常樂意奉獻出各種力所能及的力量來為我排憂解難。感謝他們對我的學習和生活的照顧。 參考文獻 [1] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006. [2] 周永泰.我國塑料模具現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[M].北京：北京市塑料研究所出版社，2000. [3] 楊江河.現(xiàn)代模具制造技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006. [4] 楊慶東.高速加工技術在現(xiàn)代模具制造中的應用[J].電氣制造，2006年 第11期 [5] 余強.Pro/E模具設計基礎教程[M].北京：清華大學出版社，2005.9 [6] 袁小江.模具制造工藝.北京：機械工業(yè)出版社，2011.6 [7] 張維合.注塑模具設計實用手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2011.9 [8] 朱張嬌.工程材料.北京：清華大學出版社，2009.9 [9] 宋長發(fā).工程制圖.北京：國防工業(yè)出版社，2011.6 [10] 于華.注射模具設計技術及實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.7 [11] 胡偉.模具設計從入門到精通.北京：化學工業(yè)出版社，2010.10 [12] D Robert L. Norton .esign of Machinery .北京：高教出版社，2007.8