塑料模具畢業(yè)設計---進水接頭注射成型工藝及模具設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　學 生： </p><p>　　指導老師： 　 </p><p>　　系 別： 　　材料科學與工程系 </

2、p><p>　　專 業(yè)： 模具設計與制造 </p><p>　　班 級： 模具071 　 </p><p>　　學 號： </p><p><b>　　2010年6月</b></p&

3、gt;<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.引言1</b></p><p>　　2.塑件工藝分析2</p><p>　　2.1產品結構分析2</p><p>　　2.2成型結構工藝性分析2</p><p>　　2.3塑件材料分

4、析3</p><p>　　2.3.1聚甲醛的使用性能3</p><p>　　2.3.2聚甲醛的成型性能3</p><p>　　2.3.3聚甲醛的用途3</p><p>　　2.4注射成型的工藝參數(shù)3</p><p>　　3.模具設計方案的設計5</p><p>　　3.1計算制件的體

5、積和質量5</p><p>　　3.2注射機的確定5</p><p>　　3.3分型面的選擇6</p><p>　　3.4確定型腔的排列方式7</p><p>　　3.5澆注系統(tǒng)的設計8</p><p>　　3.5.1主流道設計8</p><p>　　3.5.2分流道設計10<

6、;/p><p>　　3.5.3澆口的設計11</p><p>　　3.5.4排氣系統(tǒng)設計12</p><p>　　3.5.5冷料穴和拉料桿設計12</p><p>　　3.5.6型芯型腔結構設計13</p><p>　　3.6合模導向機構設計14</p><p>　　3.6.1導向與定位機

7、構設計14</p><p>　　3.6.2導向機構的功用14</p><p>　　3.6.3導向機構結構及設計14</p><p>　　3.6.4定位機構設計14</p><p>　　3.7脫模機構設計15</p><p>　　3.7.1脫模機構設計15</p><p>　　3.7.

8、2脫模力的計算16</p><p>　　3.8抽芯機構設計17</p><p>　　3.8.1側向分型抽芯機構17</p><p>　　3.8.2抽芯距的確定17</p><p>　　3.8.3抽芯力的計算17</p><p>　　3.8.4斜導柱的選擇18</p><p>　　3.

9、8.5滑塊與導滑槽設計18</p><p>　　3.8.6先復位機構設計18</p><p>　　4.模具設計的有關計算19</p><p>　　4.1型腔的徑向尺寸19</p><p>　　4.2主型芯徑向尺寸19</p><p>　　4.3型腔深度的尺寸計算20</p><p>

10、　　4.4型芯高度的尺寸計算20</p><p>　　4.5螺紋尺寸的計算21</p><p>　　4.6模具型腔側壁和底板厚度的計算21</p><p>　　4.6.1凹模側壁厚度計算22</p><p>　　4.6.2凹模底板厚度計算22</p><p>　　5.注射機參數(shù)的校核23</p>

11、<p>　　5.1最大注射量的校核23</p><p>　　5.2注射壓力的校核23</p><p>　　5.3鎖模力的校核23</p><p>　　5.4模具與注射機安裝的部分相關尺寸的校核24</p><p>　　5.5模具閉合高度長寬尺寸要與注射機模板尺寸拉桿間距相適合24</p><p>

12、;　　5.6模具閉合高度校核24</p><p>　　5.7開模行程的校核25</p><p><b>　　6.模架選用26</b></p><p>　　7.模具裝配圖繪制26</p><p><b>　　8.結語28</b></p><p><b>　　

13、致謝29</b></p><p><b>　　參考文獻30</b></p><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。</p><p

14、>　　本論文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，介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設計過程度要求做了簡單說明。設計成型零部件以及設計合理的推出機構。并分析和闡述了模具型芯零件及各標準件的選材、熱處理工藝，塑件的結構要素，塑件的尺寸公差和精度的選擇，塑件的體積和質量的計算方法對設計進行驗證主要是對注射機的相關重要參數(shù)進行驗證包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸等。在

15、校驗合格后，進行成型零件加工工藝過程的制定，既要保證塑件的質量，又要兼顧經濟性。</p><p>　　通過本設計可以對注塑模具有一個更進一步的認識，了解模具結構及工作原理。</p><p>　　關鍵詞： 進水接頭注塑模 側抽芯 分型面 澆注系統(tǒng)</p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　塑料

16、具有可塑性強，密度小，比強度高，化學穩(wěn)定性高，外觀多樣的特點，因而受到越來越多的廠家及人民的喜愛，塑料制品幾乎已經進入一切工業(yè)部門及人民日常生活的各個領域。進水接頭是日常生活中十分常見和常用的制品，選擇進水接頭是因為它的結構包含了常見塑料模具的各個部分，能達到綜合訓練自己設計水平的目的，能充分做到理論結合現(xiàn)實生活的實際情況，我們能做到同時站在生產方和使用者的角度來考慮產品的設計，可以結合自己對產品使用性能的一些需求來改進產品的設計方案，

17、使產品模具設計更具實際意義。</p><p><b>　　2.塑件工藝分析</b></p><p><b>　　2.1產品結構分析</b></p><p>　　圖2-1進水接頭三維圖</p><p>　　如上面的三維圖，該零件結構中等復雜程度，是個管狀零件，通過分析該零件需要兩邊抽芯才能完成。<

18、;/p><p><b>　　圖2-2零件圖</b></p><p>　　如圖2-2所示，零件上重要尺寸（如：φ130 -0.1、φ14.3+0.05 -0.1、φ22-0.1 -0.2、φ10.2±0.05）的精度為三級（SJI372-78），次要尺寸精度等級為4～6級（SJI372-78），由此可知尺寸精度中等偏上，對應的模具相關零件的尺寸加工可以保證。從零件

19、壁厚來看，壁厚比較平均為4.1㎜，有利于零件的成型。該零件的表面質量達CRN C級標準，要求不是很高比較容易實現(xiàn)。綜合上述，制件取MT4制造，未注公差尺寸取MT6制造。</p><p>　　2.2成型結構工藝性分析</p><p>　　a、本次設計采用平衡式側澆口，這樣可以更好的防止模具受力不均與，也便于塑件填充均勻。</p><p>　　b、 側抽芯機構用斜滑塊，

20、用鉸鏈復位。</p><p>　　c、 冷卻系統(tǒng)確保要達到冷卻水孔道不應穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水的要求。</p><p><b>　　2.3塑件材料分析</b></p><p>　　零件的材料聚甲醛屬于工程塑料，有以下幾個方面的性能：</p><p>　　2.3.1聚甲醛的使用性能 </p>&

21、lt;p>　　聚甲醛是結晶度很高的高聚物。它的突出特點是綜合力學性能好。其強度、硬度很高，尤其是彈性模量很大，具有與金屬材料較接近的比強度和比剛度；聚甲醛還具有很好的沖擊強度和疲勞強度，好的耐磨性和小的摩擦系數(shù)。</p><p>　　2.3.2聚甲醛的成型性能 </p><p>　　聚甲醛的吸水性比聚酰胺和ABS等塑料小，成型前可不必要進行干燥，其制品尺寸穩(wěn)定性較好，可以制造較精

22、密的零件。但聚甲醛熔融溫度范圍小，熔融和凝固速度快，其制品容易產生毛斑、折皺、熔接痕等表面缺陷，并且收縮率大，熱穩(wěn)定性差。</p><p>　　2.3.3聚甲醛的用途</p><p>　　聚甲醛是一種較好的工程材料，可以在很多領域代替鋼、銅、鋁、鑄鐵等金屬材料制造許多多種結構零件。</p><p>　　2.4注射成型的工藝參數(shù)</p><p>

23、;　　注射機類型： 螺桿式</p><p>　　預熱和干燥t/℃: 80～100℃</p><p><b>　　3～5h</b></p><p>　　密度1.41～1.43</p><p>　　計算收縮率/% 1.5～3</p><p>　　料筒溫度/℃： 后段 1

24、60～170</p><p>　　中段 170～180</p><p><b>　　前段180～190</b></p><p>　　噴嘴溫度t/℃: 170～180</p><p>　　模具溫度t/℃: 90～120</p><p>　　注射壓力P/MPa： 80～130&

25、lt;/p><p>　　成型時間t/s: 注射時間 20～90</p><p>　　高壓時間 0～5</p><p>　　冷卻時間 20～60 </p><p>　　總周期 50～160</p><p>　　螺桿轉速n/(r·min-1): 28</p>&

26、lt;p>　　后處理： 方法 紅外線燈、古風烘箱</p><p>　　溫度t/℃ 140～145</p><p>　　時間t/h 4</p><p>　　3.模具設計方案的設計</p><p>　　3.1計算制件的體積和質量</p><p>　　通過UG造型，直接得出該零件的體積為623

27、1.4㎜3查手冊知道聚甲醛的密度為1.54g/㎝3，采用一模四件的模具結構</p><p>　　塑件體積V塑 =6.2314 cm3</p><p>　　塑件的質量M塑=ρV塑=9.6g</p><p>　　澆注系統(tǒng)體積V澆=20%.V塑=1.25 cm3</p><p>　　澆注系統(tǒng)質量M澆=ρV澆 =2g</p><p

28、>　　故V總=4×V塑+V澆= 26.175cm3</p><p>　　M總=M塑+M澆=40.3g</p><p>　　即總質量為46.1g</p><p><b>　　3.2注射機的確定</b></p><p>　　考慮注射時所需壓力和工廠現(xiàn)有設備等情況，根據制件體積和質量的計算，初步選用注射機SZ-

29、100/630型，其主要技術參數(shù)如下[2]：</p><p>　　注射機型號 SZ-100/630</p><p>　　結構形式 臥</p><p>　　螺桿直徑（mm） 30</p><p>　　理論注射容量（cm3） 75</p><p>

30、　　注射壓力（MPa） 224</p><p>　　注射速率（g/s） 60</p><p>　　塑化能力（g/s） 7.3</p><p>　　螺桿轉速(r/min) 14-200</p><p>　　鎖模力（KN） 630</p>&l

31、t;p>　　拉桿內間距（mm） 460x460</p><p>　　最大模具厚度（mm） 300</p><p>　　最小模具厚度（mm） 150 </p><p>　　鎖模形式 雙曲肘</p><p>　　移模行程（mm） 270</p>

32、<p>　　噴嘴球半徑（mm） SR18</p><p>　　噴嘴球孔直徑（mm） Φ4</p><p>　　模具定位孔直徑（mm） Φ125</p><p><b>　　3.3分型面的選擇</b></p><p>　　因分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、

33、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：</p><p>　　分型面應便于塑料件的脫模</p><p>　　分型面的選擇應有利于側面分型和抽芯</p><p>　　分型面的選擇應保證塑料件的質量</p&g

34、t;<p>　　分型面的選擇應有利于防止溢料</p><p>　　分型面的選擇應有利于排氣</p><p>　　分型面的選擇應盡量使成型零件便于加工</p><p>　　分型面選擇必須考慮注射機的技術參數(shù)</p><p>　　綜合上述，制件的分型面選擇有兩種方案如圖3所示：</p><p><b&g

35、t;　　a)</b></p><p><b>　　b)</b></p><p><b>　　圖3分型面</b></p><p>　　方案一：圖a這種方案分型面大，脫模力主要集中水平方向，推出行程不是很大，對設備的要求不是很高，容易實現(xiàn)和控制。</p><p>　　方案二：圖b主要的脫模力

36、在徑向而且用哈夫塊開模，需要的水平力又大，這樣綜合起來需要的脫模力，在客觀上比方案一要大許多，而且所需的推出行程比方案一大許多。所以分型面選擇方案一在水平方向。</p><p>　　3.4確定型腔的排列方式</p><p>　　模具的型腔數(shù)可根據塑料制品的產量、精度高低、模具的制造成本以及所選用注射機的最大注射量和鎖模力大小等因素確定的。由于大批量生產，宜采用多型腔模具。</p>

37、;<p>　　[2]n=0.375G/V(G為公稱注射量，V為單個制件的體積)</p><p>　　n=0.375x250/6.231=15.7</p><p>　　為了便于模具的設計與加工，故采用一模四件。</p><p>　　本模具采用一模四件大批量生產，根據要求從主流道來的熔體能均衡到達各澆口并同時充滿型腔，綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結構的復雜程度等

38、因素采取，有兩種方案：</p><p>　　方案一，側抽機構設置在前后方向，這樣對要求大的模架。</p><p>　　方案二，側抽芯機構設置在左右方向，同樣的抽芯力，選擇的模架比較適中，節(jié)省材料。綜合上述比較選擇左右側抽芯。如圖4所示的排列方式。</p><p><b>　　圖4 型腔排列圖</b></p><p>　

39、　3.5澆注系統(tǒng)的設計</p><p>　　定義：指由注射機噴嘴中噴出的塑料進入型腔的流動通道，使塑料熔體平穩(wěn)有序的填充型腔，并在填充和凝固過程中把注射壓力充分傳遞到各個部分，以獲得組織緊密的塑件。</p><p>　　分類：普通澆注系統(tǒng)：冷流道 （本模具采用）</p><p>　　無流道凝料澆注系統(tǒng)：熱流道、絕熱流道</p><p>　　

40、普通澆注系統(tǒng)設計原則：</p><p>　　了解塑料的成型性能和塑料的流動性。</p><p>　　要保證塑件的質量，避免常見的充填問題。</p><p>　　盡量減少停滯現(xiàn)象；盡量避免熔接痕；盡量避免過度保壓和保壓不足；盡量減少流向雜亂。</p><p>　　盡量減少及縮短澆注系統(tǒng)的斷面和長度。</p><p>　　

41、盡可能做到同步填充。</p><p>　　便于修整澆口以保證制件外觀。</p><p>　　3.5.1主流道設計</p><p>　　作用：是連接注射機和模具的橋梁，是熔料最先進入型腔經過的部位。如圖5所示：</p><p><b>　　圖5主流道圖</b></p><p>　　主流道部分尺寸單位

42、（㎜）</p><p><b>　　主流道參數(shù)</b></p><p><b>　　確定后尺寸如下：</b></p><p>　　d=4.5 SR=18.5 h=3</p><p>　　α=2? D=8</p><p>　　澆口套的尺寸如圖6：</p>

43、<p><b>　　圖6澆口套尺寸</b></p><p><b>　　定位環(huán)的選用</b></p><p>　　作用：主要是使注射機與模具主流道準確對正、定位。主流道和定位環(huán)的關系如圖所示：</p><p>　　定位環(huán)的基本尺寸如圖7：</p><p>　　圖7 定位環(huán)基本尺寸<

44、/p><p>　　3.5.2分流道設計 </p><p>　　作用：使塑料熔體的流向得到平穩(wěn)的轉換，并盡快地充滿型腔。</p><p><b>　　分流道的設計原則</b></p><p>　　對于含有玻璃纖維流動性較差的樹脂，流道截面要大一些，聚甲醛屬于流動性中等，截面適中</p><p>　　流向

45、改變的拐角處，應適當設置冷料穴</p><p>　　使塑件和流道在分型面的投影面積的幾何中心和鎖模力的中心相重合</p><p>　　保證熔體迅速而均勻地充滿型腔</p><p>　　分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能小，使熔體到達澆口時，溫度和壓力降低最少</p><p>　　要便于加工及刀具的選擇</p><p>&

46、lt;b>　　綜合上述：</b></p><p>　　分流道的截面尺寸和形狀 分流道的截面尺寸應按塑料制品的體積、制品的形狀和壁厚、塑料品種、注射速度、注射速率、分流長度等因素確定。由型腔的排列方式可知分流道的長度較長，為了便于加工選擇半圓形的截面分流道，選擇直徑為7㎜的半圓形截面分流道。</p><p>　　分流道的布置及長度 采用平衡式如圖4所示<

47、;/p><p>　　分流道的表面粗糙度 Ra小于1.6um原因：可增加塑料熔料的流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層，有利于流道保溫。</p><p>　　3.5.3澆口的設計 </p><p>　　作用：連接分流道和型腔橋梁，是澆注系統(tǒng)中最薄弱和最關鍵的地方。澆口的位置、數(shù)量、形狀、尺寸等是否適宜直接影響產品的外觀、尺寸精度、物理性能和成型效率。</

48、p><p>　　澆口過小：易造成充填不足、收縮凹陷、熔接痕等外觀上的缺陷，且成型收縮很大。澆口過大：澆口周圍產生過剩的殘余應力，導致產品變形或破裂，且澆口的去除加工困難等。</p><p>　　澆口的類型：<1>環(huán)形澆口 <2>輪輻式澆口 <3>點澆口 <4>側澆口 <5>潛伏式澆口 <6>護耳澆口</p&g

49、t;<p>　　本設計采用矩形截面?zhèn)葷部?，設計時從壁厚2㎜處進料，料由厚處往薄處流，而且在模具上采取鑲拼式型腔和型芯，有利于填充和排氣，有利于更換方便，又節(jié)省材料。測澆口的尺寸根據[1]得知：厚度=1；寬度=2.5；長度=1.5 如圖8所示：</p><p><b>　　圖8 側澆口圖</b></p><p>　　3.5.4排氣系統(tǒng)設計</p&g

50、t;<p>　　利用模具分型面和配合間隙自然排氣，排氣間隙以不產生溢料為限，通常為0.03～0.05。</p><p>　　3.5.5冷料穴和拉料桿設計</p><p><b>　　1）冷料穴的設計</b></p><p>　　冷料穴的作用：容納澆注系統(tǒng)流道中料流前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔，既影響熔體充填速度，又影響塑料制件的

51、質量。</p><p>　　見圖6常見的冷料穴有：拉料桿的冷料穴（本設計采用） 、 帶球頭拉料桿冷料穴 、 無拉料桿冷料穴</p><p><b>　　冷料穴的位置見圖6</b></p><p><b>　　2）拉料桿的設計</b></p><p>　　作用：起到模具開模時，將凝料從定模部分脫出和將

52、塑件留在動模的作用基本尺寸及結構見圖9</p><p><b>　　圖9 拉料桿</b></p><p><b>　　材料：T10</b></p><p>　　熱處理：頭部HRC50～55</p><p>　　配合：拉桿與推件板H9/f9，拉桿固定部分H7/m6</p><p&

53、gt;　　表面粗糙度Ra0.8</p><p>　　3.5.6型芯型腔結構設計</p><p><b>　　1)型腔設計</b></p><p>　　由于制件的型腔形狀中等復雜程度，且尺寸不大，但需要大批量生產比較容易磨損，故型腔采用鑲拼式。材料為P20。如零件圖10所示。</p><p><b>　　動模鑲塊

54、</b></p><p><b>　　定模鑲塊</b></p><p>　　圖10動、定模鑲塊零件圖</p><p><b>　　2）型芯設計</b></p><p>　　型芯結構簡單，且尺寸不大，由于需要側抽芯，所以型芯做成錐度配合，具有較好的強度。材料采用P20。如零件圖11所示。&

55、lt;/p><p><b>　　大型芯</b></p><p><b>　　小型芯</b></p><p><b>　　圖11 型芯零件圖</b></p><p>　　3.6合模導向機構設計</p><p>　　3.6.1導向與定位機構設計 </p&g

56、t;<p>　　注塑模具的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向機構主要用于動、定模之間的開合模導向。錐面定位機構用于動、定模之間的精密對中定位。</p><p>　　3.6.2導向機構的功用</p><p><b>　　(1) 定位作用</b></p><p>　　合模時保證動、定模正確的位置，以便合模后保持模具型腔

57、的正確形狀。</p><p><b>　　(2) 導向作用</b></p><p>　　合模時引導動模按序正確閉和，防止損壞凹、凸模。</p><p><b>　　(3) 承載作用</b></p><p>　　導柱在工作中承受一定的側向壓力。</p><p>　　3.6.3導

58、向機構結構及設計</p><p>　　模具設計通常購買標準模架，其中包括了導向機構。如模架圖</p><p>　　3.6.4定位機構設計</p><p>　　通常有導向機構就足夠動、定模之間的正確定位了。但由于導套和導柱之間存在間隙，所以對于薄壁、精密塑件的注塑模具，僅有導柱導向機構是不夠的，還必須在動、定模之間增設錐面定位機構，以滿足精密定位和同軸度的要求。本設計

59、涉及產品的同軸度，所以要設置錐面定位。</p><p><b>　　3.7脫模機構設計</b></p><p>　　3.7.1脫模機構設計</p><p>　　注塑成型每一循環(huán)中，塑件必須從模具中凹、凸模上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構，也稱頂出機構。</p><p><b>　　脫模機構設計原則<

60、/b></p><p>　　脫模機構設計時須遵循以下原則：</p><p>　?。?） 因為塑料收縮時抱緊凸模，所以頂出力的作用點應盡量靠近凸模；</p><p>　　（2） 頂出力應作用在塑件剛性和強度最大的部位，如加強條、凸緣、厚壁等處，作用面積也盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞；</p><p>　?。?） 為保證良好的塑件外觀

61、，頂出位置應盡量設在塑件內部或對</p><p>　　塑件外觀影響不大的部位；</p><p>　?。?） 若頂出部位需設在塑件使用或裝配的基面上時，為不影響塑件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進塑件0.05∽0.1mm；否則塑件會出現(xiàn)凸起，影響基面的平整。</p><p>　　在動模一邊拖加一頂出力，就可實現(xiàn)塑件脫模的機構稱為簡單脫模機構。通常使用推桿脫模機構。

62、</p><p>　　推桿多用T8A或T10A材料，頭部淬火硬度達50HRC以上，表面粗糙度取Ra值小于0.8μm，和頂桿孔呈H8/f8配合。推桿是模具標準件。</p><p>　　推桿頂出塑件后，必須回到頂出前的初始位置，才能進行下一次循環(huán)的工作。因此，還必須設計復位桿來實現(xiàn)這一動作。復位桿又稱回程桿。</p><p>　　復位桿回程：復位桿端面與分型面平齊，合模

63、時，定模板推動復位桿，通過頂桿固定板，頂板使頂桿恢復到頂出前的位置。復位桿必須裝在固定桿的同一固定板上。 </p><p>　　3.7.2脫模力的計算</p><p><b>　　根據：</b></p><p>　　t/D=2.5/11.2=0.22>1/20</p><p>　　t—表示零件的平均壁厚（㎜）<

64、;/p><p>　　D—表示零件的平均直徑（㎜）</p><p>　　所以制件為厚壁殼體件。</p><p>　　由于制件必須通過側抽完成脫模，所需要的脫模力主要在塑料對兩個型芯的包緊力，所以本設計的脫模力以兩個型芯來計算，橫截面為圓形。通過表2.6-1常用塑料參數(shù)查得以下參數(shù)[2]。</p><p><b>　　脫模力： </b

65、></p><p>　　Q=2πrEεLK1/(1＋µ＋k2)×cosβ</p><p>　　E:塑料的拉伸模量（MPa）表2.6-1查</p><p>　　ε：平均收縮率（%）表2.6-1查</p><p>　　L：包容型芯的長度（㎜）</p><p>　　µ：泊松比表3-29查&

66、lt;/p><p><b>　　Ф：脫模斜度</b></p><p>　　f:塑件與鋼材間摩擦系數(shù)表2.6-1查</p><p>　　r:型芯的平均半徑（㎜）</p><p>　　k1：脫模斜度修正系數(shù)</p><p>　　k2：厚壁制品的計算系數(shù)</p><p>　　根據上述

67、計算與查得以下數(shù)據：</p><p>　　E=2.1×103MPa；ε=2.5%；µ=0.44；f=0.31；Ф=1?；t=2.5㎜；k1=1.0052；cosβ=1</p><p>　　小型芯：k2=1.125；r=3.5㎜；L=16㎜；</p><p>　　大型芯：k2=2.084；r=5.8㎜；L=38.2㎜；</p><

68、;p>　　Q小=725N；Q大=805N</p><p><b>　　3.8抽芯機構設計</b></p><p>　　3.8.1側向分型抽芯機構</p><p>　　1）定義：在制品脫模前必須抽出側型芯，然后再從模具中推出制品，完成側型芯的抽出和復位的機構稱為側向分型與抽芯機構。</p><p><b>

69、　　2）分類：</b></p><p>　　按動力來源可分為手動、機動、氣動或液壓三大類。</p><p>　　常見的手動抽芯機構有：螺紋抽芯機構、齒輪齒條抽芯機構、活動鑲塊抽芯機構</p><p>　　特點：結構簡單，制造方便，但操作麻煩，生產率低，適合小批量生產。</p><p>　　手動抽芯機構：斜導柱分型與抽芯機構、斜滑塊

70、分型與抽芯機構、齒輪齒條抽芯機構</p><p>　　特點：具有較大的抽芯力和抽芯距，生產率高，操作方便，動作可靠。適合大批量生產。</p><p>　　氣動或液壓側向分型與抽芯機構：</p><p>　　特點：傳動平穩(wěn)，有較大抽芯力和抽芯距。</p><p>　　本設計考慮設備的條件問題，采用機動側向分型與抽芯機構。</p>

71、<p>　　3.8.2抽芯距的確定</p><p>　　抽芯距是指側型芯從成型位置抽到不妨礙制品取出位置時，側型芯在抽拔方向移動的距離。</p><p>　　抽芯距一般大于制品的側孔深度或凸臺高度2～3㎜，即：</p><p>　　S抽=h＋(2～3)㎜</p><p>　　h:制品上側孔深度。</p><p&g

72、t;　　所以，小型芯抽芯距S小=16＋（2～3）㎜=18～19㎜</p><p>　　大型芯抽芯距S大=38.2＋（2～3）㎜=40.2～41.2㎜</p><p>　　3.8.3抽芯力的計算</p><p>　　由于塑料制品對型芯的包緊力遠大于對型腔的包緊力，故本設計忽略不計。所以抽芯力等于脫模力。即：Q小=7235N；Q大=8050N</p>&l

73、t;p>　　3.8.4斜導柱的選擇</p><p>　　斜導柱1：α=25°；規(guī)格為φ25×150；抽芯距為41.5</p><p>　　斜導柱2：α=25°；規(guī)格為φ30×145；抽芯距為56.5</p><p>　　3.8.5滑塊與導滑槽設計</p><p>　　為了確保側型芯可靠地抽出和復位

74、，保證滑塊在移動過程中平穩(wěn)、無上下竄動和卡死現(xiàn)象，導滑槽必須很好配合和導滑。2滑塊和導滑槽的配合一般采用H7/h6?；瑝K用1壓板來導滑，如圖12所示。</p><p><b>　　圖12滑塊與壓板圖</b></p><p>　　3.8.6先復位機構設計</p><p>　　為了避免滑塊先于推桿復位，致使側型芯與推桿損壞，所以采用先復位機構。&l

75、t;/p><p>　　本設計采用杠桿先復位機構，工作原理：杠桿1固定在推桿固定板5上，可繞中心支點轉動，合模時復位桿2端部的45?斜面推動杠桿的外端，而杠桿的內端頂在支撐板4上，從而迫使推桿3固定板連同推桿下移，當復位桿45?斜面完全脫離杠桿時，推桿先復位即告結束。如圖13所示。</p><p><b>　　圖13復位機構</b></p><p>

76、　　4.模具設計的有關計算</p><p>　　對于未注尺寸公差的尺寸，按MT6級計算</p><p>　　4.1型腔的徑向尺寸</p><p>　　LM=[LS+ LS SCP﹪－3/4△] 0+z</p><p>　　式中[1]: LS——塑料制品外形的徑向尺寸。</p><p>　　SCP——平均收縮率。POM

77、的收縮率為1.5～3%，取平均收縮率2.25% </p><p><b>　　取z =△/3。</b></p><p>　　型腔尺寸有：2±0.13、4±0.16、6.5±0.2、2.5±0.13、3.20+0.1、8.5±0.2</p><p>　　轉換為：2.130 -0.26、4.1

78、60 -0.32、6.70 -0.4、2.630 -0.26、3.30 -0.1、8.70 -0.4</p><p>　?、?對于尺寸2.13mm的工作尺寸 △=0.26</p><p>　　L1=(2.13+2.13x2.25%﹣3/4x0.26)+0.26/3 0</p><p><b>　　=2+0.08 0</b></

79、p><p>　?、趯τ诔叽?.16㎜的工作尺寸 △=0.32</p><p>　　L1=(4.16+4.16x2.25%﹣3/4x0.32)+0.32/3 0</p><p><b>　　=4+0.1 0</b></p><p>　　以此類推，各工作尺寸為：6.5+0.1 0、2.5+0.08 0、3.2+0.0

80、3 0、8.5+0.1 0</p><p>　　4.2主型芯徑向尺寸</p><p>　　lM=[lS+ lS SCP﹪+3/4△] 0-z</p><p>　　式中[1]: lS——塑料制品外形的徑向尺寸。</p><p>　　SCP——平均收縮率。</p><p><b>　　取z =△/3</

81、b></p><p>　　型芯尺寸有：φ7±0.2、φ9±0.2、φ10.2±0.05、φ9.9±0.05、φ10.2±0.24、φ13±0.15、φ14.3+0.05 -0.1、φ15±0.05</p><p>　　轉換為：φ6.8+0.4 0、φ8.8+0.4 0、φ10.15+0.1 0、φ9.85+0.1

82、0、φ9.96+0.48 0、 φ12.85+0.3 0、φ14.2+0.15 0、φ14.95+0.1 0</p><p>　　對于尺寸6.8mm的工作尺寸 △=0.4</p><p>　　l1=（6.8+6.8x2.25%+3/4x0. 4）0-0. 4/3</p><p>　　=7.30-0.13</p><p>

83、　　以此類推，各工作尺寸為：φ9.30-0.13 φ10.450-0.03 φ10.150-0.03 φ10.50-0.16φ13.250-0.1 φ14.60-0.05 φ15.40-0.03</p><p>　　4.3型腔深度的尺寸計算</p><p>　　HM=[HS+ HSSCP﹪-2/3△] 0+z</p><p>　　式中[1]: HS——塑料

84、內形的高度的尺寸。</p><p>　　SCP——平均收縮率。</p><p><b>　　取z =△/3</b></p><p>　　型腔深度尺寸有：φ22-0.1 -0.2、φ18±0.27、φ14.2±0.05、φ130 -0.1、φ10±0.05、φ10.2±0.24 </p>&l

85、t;p>　　轉換為：φ21.90 -0.1、φ18.270 -0.54、φ14.250 -0.1、φ130 -0.1、φ10.050 -0.1、 φ10.440 -0.48</p><p>　?、?對于尺寸φ22mm的工作尺寸 △=0.1</p><p>　　H1=（22+22x2.25%-2/3x0.1）0+0.1/3</p><

86、p>　　=φ22.30+0.03</p><p>　　以此類推，各工作尺寸為：φ18.30+0.18、φ14.50+0.03、φ13.20+0.03、 φ10.20+0.03、φ10.30+0.16</p><p>　　4.4型芯高度的尺寸計算</p><p>　　hm=[hS+ hSSCP﹪+2/3△]0-z</p><p&

87、gt;　　式中[1]: hS——塑料內形的高度的尺寸。</p><p>　　SCP——平均收縮率。</p><p><b>　　取z =△/3</b></p><p>　　型芯高度尺寸有：16±0.27、5±0.16、20±0.31、0.5±0.13、4.6±0.16、 1.6

88、77;0.13</p><p>　　轉換為：15.73+0.54 0、4.48+0.32 0、19.69+0.62 0、0.37+0.26 0、4.46+0.32 0、1.47+0.26 0</p><p>　　對于尺寸15.73mm的工作尺寸 △=0.54</p><p>　　h1=（15.73+15.73x2.25%+2/3x0.54）0-0.5

89、4/3</p><p>　　=16.40 -0.18</p><p>　　以此類推，各工作尺寸為：5.20 -0.1、20.50 -0.2、0.550 -0.08、4.80 -0.1、1.70 -0.08</p><p>　　4.5螺紋尺寸的計算</p><p>　　由[1] DM=(ds＋dsScp%-b)0+δz </p>

90、<p>　　PM=(ps＋psScp%)±δz`/2</p><p>　　查螺紋公差標準GB197-81得b=0.2㎜</p><p>　　大徑 ds=20.955㎜ 由[1]表4-2得δz=0.04</p><p>　　即DM=(ds＋dsScp%-b)0+δz</p><p>　　=（20.995+20.995

91、5;2.25%-0.02）0+0.04 </p><p>　　=21.4260+0.04㎜</p><p>　　中徑 d2=19.793㎜ 由[1]表4-2得δz=0.03</p><p>　　即DM=(ds＋dsScp%-b)0+δz</p><p>　　=（19.793+19.793×2.25%-0.02）0+0.03 <

92、/p><p>　　=20.2380+0.03㎜</p><p>　　小徑 d1=18.613㎜ 由[1]表4-2得δz=0.04</p><p>　　即DM=(ds＋dsScp%-b)0+δz</p><p>　　=（18.613+18.613×2.25%-0.02）0+0.04 </p><p>　　=19.0

93、320+0.04㎜</p><p>　　螺距 Ps=1.81㎜由[1]表4-2得δz`=0.04</p><p>　　即 PM=(ps＋psScp%)±δz`/2</p><p>　　=（1.81+1.81×2.25%）±0.02</p><p>　　=1.85±0.02㎜</p><

94、;p>　　4.6模具型腔側壁和底板厚度的計算</p><p>　　塑料膜型腔在模塑成型過程中受到熔體的強大壓力作用，可能因強度不足而產生塑性變形甚至破壞；還可能因剛度不足而產生過大變形，導致溢料形成飛邊，降低塑料制品精度和影響塑料制品脫模。本設計凹模材料選用P20，許用應力為160Mpa。</p><p>　　4.6.1凹模側壁厚度計算</p><p>　　根

95、據凹模側壁厚度的經驗值數(shù)據計算如下[1]：</p><p>　　型腔壓力P模為24.5MPa<49 MPa，即根據公式：</p><p>　　S=0.2L＋17=225×0.2＋17=62</p><p>　　S:表示凹模側壁厚度㎜</p><p>　　L:表示鑲塊的長度㎜</p><p>　　∴S≧6

96、2，本設計側壁為88.5㎜符合要求。</p><p>　　校核計算H1=35㎜,L1=225㎜,即H1/L1=35/225=0.156＜0.41，</p><p>　　∴σmax=3PH12(1＋Wa)/t2=3×24.5×352×(1+0.108)/88.52=12.7Mpa﹤160Mpa</p><p>　　符合材料許用應力要求。&

97、lt;/p><p>　　4.6.2凹模底板厚度計算 </p><p>　　凹模底板厚度H=（0.13～0.15）b=115×（0.13～0.15）=14.95～17.25㎜</p><p>　　本設計凹模底板厚度為35符合要求。</p><p>　　校核計算L2=115, α=L2/L1=115/225=0.51</p>

98、<p>　　∴σmax=PL22/2H2(1＋α)=24.5×1152/2×352×(1＋0.51)=87.6Mpa﹤160Mpa</p><p>　　符合材料的許用應力。</p><p>　　5.注射機參數(shù)的校核</p><p>　　5.1最大注射量的校核</p><p>　　注射機最大注射量和制品的

99、質量或體積有直接關系，兩者必須相適應，不然會影響制品的產量和質量。若最大注射量小于制品的質量，就會造成制品的形狀不完整或內部組織疏松，制品強度下降等缺陷；而注射量過大，注射機利用率降低，浪費電能，而且可能導致塑料分解。因此，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。所以，選用的注塑機的最大注塑量應滿足：</p><p

100、>　　0.8V0≥V塑+V澆</p><p>　　式中 V0——注射機的最大注射容量（cm3）</p><p>　　V塑——塑件的體積，該產品的體積，V塑=5.11cm3</p><p>　　V澆——澆注系統(tǒng)體積，該產品V澆=1.022cm3</p><p>　　故 V0≥（V塑+V澆）/0.8=（6.23x4+1.25x4）/

101、0.8=30cm3(一模四件)</p><p>　　而選定的注射機注射量為75cm3，所以滿足要求.</p><p>　　5.2注射壓力的校核</p><p>　　注射壓力校核的目的是校核注射機的最大注射壓力能否滿足塑料制品成型的需要。注射機最大注射壓力應稍大于塑料制品成型所需的注射壓力。即</p><p><b>　　P0≥P&l

102、t;/b></p><p>　　式中 P0——注射機的最大注射壓力（MPa）</p><p>　　P——塑料制品成型所需的注射壓力（MPa）</p><p>　　由前面資料可知 P0 =224MPa ≥ P=80~130MPa</p><p><b>　　所以滿足要求。</b></p>

103、<p><b>　　5.3鎖模力的校核</b></p><p>　　鎖模力又稱合模力，是指注射機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力。當熔體充滿型腔時，注射壓力在型腔內所產生的作用力總是力圖使模具沿分型面脹開，為此，注射機的鎖模力必須大于型腔內熔體壓力與塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積。即</p><p><b>　　F0≥P模

104、A</b></p><p>　　式中 P?！绕骄鶋毫Γㄐ颓粌鹊娜垠w平均壓力）， </p><p>　　A——塑料件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，經計算</p><p>　　F0——注射機的最大鎖模力。</p><p>　　A=51.6x70.6x4+37.2x8x2+104x8</p><p>

105、;　　=1457.84+595.2+832</p><p><b>　　=2885.04</b></p><p>　　由[1]得P模為24.5MPa</p><p>　　故 F0> P模A =24.5×2885.04N=70.683KN</p><p>　　選定的注射機為630KN，滿足要求。<

106、;/p><p>　　5.4模具與注射機安裝的部分相關尺寸的校核</p><p>　　5.5模具閉合高度長寬尺寸要與注射機模板尺寸拉桿間距相適合</p><p>　　模具長×寬 < 拉桿面積</p><p>　　模具的長X寬為450mm×400mm<注塑機的拉桿間距460mm×460mm,</p>

107、;<p><b>　　故滿足要求。</b></p><p>　　5.6模具閉合高度校核</p><p>　　模具閉合厚度 H=295mm</p><p>　　注射機允許模具最小厚度 Hmin=150mm</p><p>　　注射機允許模具最大厚度 Hmax=300mm</p>&l

108、t;p>　　即Hmin ≤H ≤Hmax， 滿足要求。</p><p>　　5.7開模行程的校核</p><p>　　本設計用到斜滑塊斜導柱側向抽芯機構，注射機的最大開模行程與模具厚度無關，故注射機的開模行程應滿足下式：</p><p>　　S ≥ Hc+a+（5~10）mm</p><p>　　式中 Hc——斜導柱離開斜滑塊的

109、距離，mm</p><p>　　S——注射機最大的開模行程（移動模板行程），mm</p><p>　　因為S =270mm</p><p>　　H1+H2+（5~10）=87+109+（5~10）=206mm</p><p><b>　　故滿足要求</b></p><p><b>　　6

110、.模架選用</b></p><p>　　模架選用選擇依據：根據型腔布局、澆注系統(tǒng)形式、成型零件結構、側抽芯機構、推出機構、冷卻系統(tǒng)的設置要求，估算出模架周界尺寸為 400×400</p><p>　　結果：龍記大水口AH型 450×400 模架，A板厚40mm，B板厚70mm，C板厚60。如圖14所示。</p><p><b&g

111、t;　　圖14模架圖</b></p><p><b>　　7.模具裝配圖繪制</b></p><p><b>　　主視圖</b></p><p><b>　　俯視圖</b></p><p><b>　　左視圖</b></p>&l

112、t;p><b>　　工作原理：</b></p><p>　　開模時，利用開模力通過斜導柱帶動側型芯滑塊作側向移動，使側型芯與制品分離（稱為抽芯動作），然后再由推出機構將制品從型腔推出模外。</p><p>　　閉模時，先通過杠桿復位機構使推出機構先行復位，然后由斜導柱插入側型芯滑塊，使型芯滑塊復位，并借助楔緊塊將側型芯滑塊壓緊。 </p><

113、p><b>　　8.結語</b></p><p>　　本人設計的產品是進水接頭。該產品對外觀沒有很大的要求，表面粗糙度C等級。該產品的模具具備了塑料模具的各種典型的特點。經過這階段的畢業(yè)設計工作，我對塑料注射成型工藝及塑料模具設計的相關知識有了較全面的認識和掌握，特別是對塑料注射模具的成型零件結構、冷卻控制系統(tǒng)、塑件的脫模機構、模具剛度增強機構等方面的設計要點有了較為深入的研究，同時對

114、模具成型零件的加工方法也有了更多的了解。同時也學會了如何在設計過程中針對設計任務查找資料和獨立地思考問題。</p><p>　　通過本次課題的研究，獲得了以下幾點結論：</p><p>　?。?）學會如何在設計過程中針對設計任務查找資料和獨立地思考問題。</p><p>　　在整個設計過程中，確定分形面進行型腔布局是關鍵。</p><p>　

115、?。?）杠桿復位機構應用在模具抽芯上有著很大的優(yōu)點。特點：與其他復位機構相比較，具有模具成本低、生產率高、維修方便等優(yōu)點。</p><p>　　（3）模具的冷卻系統(tǒng)的安排應該合理，考慮模具的強度和模具制造過程中出現(xiàn)的干涉等問題。</p><p>　?。?）模具設計過程中應全面考慮，定下總體方案先畫出二維草圖，再根據設計過程中出現(xiàn)的問題做適當?shù)恼{節(jié)和修改，此外，設計時應多為實際生產做考慮，在

116、符合產品要求情況下盡量降低加工難度和成本。 </p><p>　　由于時間的限制，本課題設計的玩具部件模具尚未完成實際制造，且塑件結構的合理性和模具的可靠性等還要依賴于模具試生產來檢驗，這部分工作還有待進一步深入進行，有待更多人的參與。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　畢業(yè)設計已經到了收尾階段，在這近三個月的設計過

117、程中，首先感謝xx老師的精心指導，xx老師給我提出了許多寶貴的意見，從課題選擇、設計框架、內容體系的安排直至成文后一次又一次的修改。xx老師熱情待人、認真的研究精神和嚴謹?shù)慕虒W態(tài)度也深深感染了我，借此論文完成之際特向她表示我的敬意和感激之情。</p><p>　　同時，在設計過程中資料的收集、軟件的應用、文字的處理等方面，得到了很多同學、朋友的積極幫助，占用了他們許多寶貴時間，在此也向他們表示由衷的感謝。此外，感

118、謝答辯組委會老師在百忙之中抽時間評閱我的論文及設計內容，并根據所設計的內容給提我相關的專業(yè)問題，指引我做更多的思考，讓我對所做課題有了更深入的認識，為我整個畢業(yè)設計畫上圓滿的句號。</p><p>　　最后，我還要感謝大學三年來所有的老師，他們淵博的學術知識、認真的教學態(tài)度在課堂上使我受益匪淺，他們用辛勤的汗水給我們換來了掌握知識的機會，他們的熱情工作為我學業(yè)的完成提供了良好的環(huán)境。</p><

119、;p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 翁其金主編，《塑料模塑成型技術》，機械工業(yè)出版社，2000.11.</p><p>　　[2] 李德群，唐之玉在主編，《中國模具工程大典》，電子工業(yè)出版社，2007.3.</p><p>　　[3] 馮炳堯主編，《模具設計與制造簡明手冊》（第三卷），上?？茖W技術出版社，19

120、84.12.</p><p>　　[4]《塑料模具技術手冊》，機械工業(yè)出版社，1998.5.</p><p>　　[5] 馮秋官主編，《機械制圖與計算機繪圖》（第2版），機械工業(yè)出版社，2002.7.</p><p>　　[6] 黃云清等主編，《公差配合與測量技術》，機械工業(yè)出版社，2001.3.</p><p>　　[7] 范有發(fā)主編，《沖

121、壓與塑料成型設備》，機械工業(yè)出版社，2001.7.</p><p>　　[8]《模具制造手冊》編寫組 編著，《模具制造手冊》（第2版）[M]，機械工業(yè)出版社1996.</p><p>　　[9] 趙昌盛 編著，《模具材料及熱處理手冊》，機械工業(yè)出版社，2008.4.</p><p>　　[10] 涂序斌 主編， 《模具制造技術》，北京理工大學出版社，2007.8