塑料模具的设计毕业设计说明书(22页).docx

-12 塑料模具的设计毕业设计说明书-第 21 页3 绪论1.1 塑料成型模具的重要性塑料成型方法离不开模具，塑料模塑成型过程中最关键的工艺装备就是塑料成型模具。在现代塑料制品生产过程中，影响塑料制品生产的三大重要因素是：正确的加工工艺、高效的设备和先进的模具，而塑料模具对塑料塑模工艺的实现，保证塑料制品的形状、尺寸及公差则起着极为重要的作用。高效率全自动的设备只有配备了适合自动化生产的塑料模具才能发挥其效能，产品的更新换代也是以模具的制造和更新为前提的。可以说模具就是产品的质量，模具就是经济效益1。目前，对塑料制品的品种、质量和产量的要求越来越高，因而对塑料模的要求也越来越迫切2。对塑料模具的设计要求是：a) 能生产出在尺寸精度、外观、物理性能、力学性能等各方面均能满足使用要求的优质塑件；b) 在模具使用时，力求生产效率高、自动化程度高、操作简便、寿命长；在模具制造方面，要求结构合理、制造容易、成本低廉。塑料模具的结构、性能、质量均会影响塑件的质量和成本3。1.2 国内外模具发展现状及趋势我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。国内的模具生产厂已超过17000家，从业人员达50万。近年来，我国的模具工业一直以每年13左右的增长速度快速发展我国模具行业在“十五”期间的增长速度达到1315。 近年来我国的模具技术有了很大的发展，在大型模具方面，已能生产大屏彩电注塑模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。机密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具4。在成型工艺方面，多材质塑料成行模、高效多色注塑模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新业取得了较大进展。气体辅助注射成形技术的使用更趋成熟。热流道模具开始推广，有些单位还采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。现代模具发展趋势：a） 粗加工向高速加工发展以高速铣削加工为代表，高速铣削加工主轴转速可达400010000r/min，快速进给速度可达3040m/min,与传统铣削加工相比，工件温升低，热变形小，效率高，还可加工硬度达HRC60的模块。b） 成形表面的加工向精密发展。成形表面的精加工向数控、数显方向发展，数控机床、电火花成形机床、慢走丝线切割机床等精加工广泛运用。 c） 光整加工向自动化发展。目前模具的研磨、抛光等光整加工仍然以手工作业为主，不仅费工费力，而且表面质量低。发达国家正在研制数控自动化光整加工设备5。未来520年注塑模具生产技术的总体发展趋势，具体表现在以下几个方面：a） 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。b） 在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。c） 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革6。d） 开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。e） 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。f） 应用优质材料和先进的表面处理技术对提高模具寿命和质量显得十分必要6。2 塑件的工艺分析2.1任务要求 2.1.1 设计任务设计一套完整的注塑模具。2.1.2 设计要求a） 文献综述，撰写开题报告；b） 模具总体方案阐述；c） 应用2D或3D设计软件，完成装配图、零件图的设计；d） 应用word软件完成设计计算说明书撰写；e） 翻译相关设计课题方面的外文资料；f） 模具在一次动作循环中应能生产出合格的产品，并能拉料、脱料、脱模等；g） 模具的寿命要求应能满足生产50万次以上。2.2 塑件的材料分析及成型特性塑件如上图所示，塑件为遥控器电池盖，是普通的生活用品，常温下使用，没有特殊的抗压、抗腐蚀要求，要求使用材料为ABS。ABS是五大合成树脂之一，无毒、无味，通常为浅黄色或乳白色的粒料，是非结晶性树脂。ABS具有突出的力学性能，坚固、坚韧、坚硬；具有一定的化学稳定性和良好的介电性能；具有较好尺寸稳定性，易于成型和机械加工，成型塑件表面有较好光泽，经过调色可配成任何颜色，表面可镀铬。其缺点是耐热性不高，连续工作温度约为70，热变形温度约为93，但热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙等都高；耐候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型、电镀、焊接及表面涂饰等多种成型加工方法。其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。表2-1 ABS塑料的部分技术指标技术指标值密度(g / cm-3)1.051.18收缩率（%）0.40.9透明度半透明压缩率2.53.9成型温度217237ABS的成型特性：a) ABS塑料为易吸水材料，成型加工前应对塑件进行干燥处理，若为表面光泽要求高的塑件则应长时间预热干。 b) 流动性中等，溢边值0.04 mm左右。c) 壁厚、熔料温度对收缩率影响极小，塑件尺寸精度高。d) ABS比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。e) ABS的表观黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式。f) 顶出力过大或机械加工时塑件表面会留下白色痕迹，脱模斜度宜取2°以上。g) 易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。h) 易采用高料温、高模温、高注射压力成型。在要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080。制品属于大批量生产，则应选用7 级精度，采用注射成型，本次设计的塑件遥控器电池盖，结构相对简单，内部有倒扣，为了降低成型费用，减少废品率， 提高生产效率，采用一模四腔的模具结构形式，倒扣部分采用斜顶成型。2.3 塑件的体积和重量通过Pro/E软件建模后，得出图2-1，图2-2塑件的三维图并侧出了单个塑件的体积: 塑=11317mm³=11.317cm³ 取ABS材料的密度=1.12/cm³，于是算得单个塑件质量为: m塑=塑=1.12×11.317=12.675g图 2-1 图 2-2 3 注射机的选择3.1 注射成型工艺参数要保证塑件质量合格及稳定所必须的条件是准确而稳定的工艺参数。塑件注射成型工艺参数如表3-1所示：表3-1 ABS塑料的注射成型工艺参数工艺参数规格喷嘴形式直通式喷嘴温度/170180料筒温度/前段180210中段170180后段150170模具温度/4050注射压力/MPa5070保压力/MPa3050成型时间/s注射时间03保压时间1540冷却时间1530成型周期40903.2选用注射剂设备型号与技术参数选择的注塑机的注射压力必须大于成型制品所需的注射压力。 根据注塑机的额定注射量选择注塑机型号，注射机的额定注射量应满足7 （3-1）式中 注射机额定注射量（）； 单个塑件的容量（）； 浇注系统凝料的容量（）； n 型腔个数。根据第2.4节可知，单个塑件的体积为11.317,型腔数目为4，预估算浇注系统凝料及冷料体积为塑件体积的50%。则 =4×11.317+0.5×11.3170.863.66因此所选用的注塑机额定注射量至少要大于等于63.66，则选用XS-ZY-125，该注射机的主要参数如下表3-2：表3-2 XSZY125注射机主要技术参数技术参数值注射量/125螺杆直径/mm42注射压力/MPa119注射行程/mm115螺杆转速/（r/min）29，43，56，69，86，101注射时间/s1.6注射方式螺杆式锁模力/KN900最大成型面积/320模板最大行程/mm300模板尺寸/mm428×450锁模方式液压机械喷嘴球半径/mm12喷嘴孔直径/mm44 模具结构方案的确定4.1 分型面的选择综合几条分型面的设计原则：a) 应便于塑件的脱模（应尽可能留在动模一侧）。b) 应有利于侧向分型与抽芯。c) 应保证塑件的质量。d) 应有利于防止溢料。e) 应有利于排气（一般尽量与熔体流动的末端重合）。f) 选择分型面时，应尽量减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异。不论塑件的结构如何，采用何种设计方法都必须首先确定分型面，模具结构很大程度上取决于分型面的选择。塑件的开模方向是垂直向上，因此将分型面设置在塑件的底面，这样有利于脱模而且不会影响塑件的外观质量，还可以利用间隙和型芯镶件等间隙排气。为了加工的方便，提高精度，在塑件侧面的钩槽使用斜顶来成型，这样可使得分型面更为简单。如图4-1所示： 图 4-1 分型面4.2型腔数目的确定及布局腔数目的确定：应根据塑件的几何形状及尺寸、质量要求、批量大小、交货期长短、注射机能力、模具成本等要求来综合考虑。分析：该塑件形状复杂程度一般，尺寸小，为了提高生产效率，降低成本而又想模具简单降低加工难度。决定采用一模四腔来设计。型腔的布局：多型腔的总体布局可分为平衡式和非平衡式，由于型腔数目为4，所以很显然采用平衡式的布局，如图4-2所示：图4-2 型腔布局4.3 浇注系统的设计浇注系统的作用是使塑料熔体平稳有序地填充到型腔中，并在塑料填充和凝固的过程中，把注射压力充分传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰的塑件。浇注系统的设计非常重要，设计合理与否对塑件的内在性能质量、尺寸精度、外观质量以及模具结构、成型效率、塑料利用率等都有较大影响。对浇注系统设计，一般应遵循以下基本原则：a） 适应塑料的成型工艺性能。b） 结合型腔布局考虑。c） 热量及压力损失要小。d） 有利于型腔中气体的排出。e） 防止塑件出现缺陷。f） 保证塑件外观质量。g） 降低成本，提高生产效率。4.3.1 主流道和定位圈的设计浇注系统包括主流道、分流道、浇口、冷料穴等四个部分组成。考虑到塑件的外观要求高，外表面不允许有成型斑点和熔接痕，以及一模四腔的布置，ABS对剪切速率较为敏感等情况，浇口采用方便加工修整、凝料去除容易且不会在塑件外壁留下痕迹的侧浇口，模具采用单分型面结构两板模，模具制造成本比较容易控制在合理的范围，浇注系统设计如下图所示：图4-3 浇注系统 图4-4 浇口套 定位圈主流道是熔料注入模具最先经过的一段流道，直接影响到填充时间及流动速度。主流道太小，熔料流动过程中冷却面相对增大，热量消耗大，注射压力损失大，但主流道太大会造成塑料损耗大，冷却时间长，发生旋涡及紊乱，要求机床可塑化能力增大。则必须选择恰当尺寸的流道。主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体个入分流道或型腔中，其设计要点：a) 为便于凝料从直浇道中拔出，主浇道设计成圆锥形，其锥角=2°6°，内壁表面粗糙度Ra0.8m。b) 主浇道进口端直径应比喷嘴直径大0.51mm。主浇道进口端凹下的球面半径比喷嘴球面半径大12mm，凹下深度约38mm。c) 主流道大端与分流道交接处应该倒圆角R=13mm，以减小料流转向过渡时的阻力。d) 在保证塑件成型良好的前提下，主浇道长度L尽量短，一般宜小于60mm为佳，最长不宜超过95mm，但也应视模版的厚度和水道的开设等具体情况而定。e) 主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上。4.3.2 主流道尺寸的确定a) 主流道长度：根据主流道设计要点，现初取L=70mm进行设计。b) 主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸 +（0.51）mm=（4+0.5）mm=4.5mm。c) 主流道球面半径：R=注射机喷嘴球半径 +（12）mm=（12+1）mm=13mm。d) 球面凹坑深度：取3mme) 主流道锥角：取。f) 主流道大端直径：。g) 主流道大端圆角：取r=2mm。4.3.3 主流道衬套的形式主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，容易磨损，对材料的要求比较高，故将其分开设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。常见的主流道浇口套及其固定形式如图4-5所示：图4-5 主浇道浇口套及其固定形式本次设计采用图4-5中的（c）型衬套形式。材料选用T10A，热处理后硬度为5357HRC，浇口套选用直径为35mm，与其配合的定位圈外径取100mm，高度取5mm，并用M6的螺纹固定。其结构如图4-6和图4-7所示： 图4-6 定位圈 图4-7 主浇道衬套4.3.4 分流道的设计分流道是主流道和浇口之间的塑料熔体流动通道，在多型腔或单型腔多浇口时设置。分流道的作用是改变塑料熔体的流向和截面积，使塑料熔体以平稳的流态均衡分配到各个型腔，并充满型腔3。(1)分流道截面形状：常见的分流道截面形状一般为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等（见图4-8所示）。圆形和正方形截面流道的流道表面积与体积之比最小，塑件熔体的温度下降少，阻力越小，流道的效率越高，但加工较困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。考虑成本和加工难度，本次设计中选用梯形流道。图4-8 常见的分流道截面形状(2)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两类。平衡式布置是指从主流道到各型腔的分流道和浇口其长度、形状、端面尺寸都市对应相等的；非平衡式布置则相反。本次设计是把四个制品在同一模具中形成，因为塑件的尺寸、体积都相同，故在分流道的布置上采用平衡式布置，所以其分流道的直径取一致。(3)分流道的尺寸：塑料ABS的流动性中等,分流道直径一般取4.89.5mm，因此将矩形截面的长度b选择为6mm，高度h为3mm，斜度常取5°10°。4.3.5 浇口的设计浇口是连接分浇道和型腔的桥梁，浇注系统的关键部分，对塑件的质量影响很大。其作用是对塑料熔体流入型腔起控制作用，注射压力撤消后，浇口固化，封锁型腔，使型腔中尚未冷却固化的塑料不会倒流。该塑件外表面质量要求较高，而且塑件体积较小，型腔容易充满，为了不影响外观，综合考虑选用侧浇口，该浇口一般设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面形状多为矩形（扁槽），是限制性浇口。侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模上。(1)侧浇口的形式如图4-9所示：图4-9 侧浇口的形式1 主浇道 2分浇道 3浇口 4塑件(2)侧浇口的尺寸：侧浇口尺寸计算的经验公式8如下：b= （4-1） t= （4-2）式中 b侧浇口的宽度（mm）；A塑件的外侧表面积（mm）；t 侧浇口的厚度（mm）；浇口处塑件的壁厚（mm）。本次毕业设计采用如图4-9 c）所示的浇口形式，侧向进料的侧浇口。利用PRO/E软件中的测量功能，查的塑件的外侧表面积为A=4688.03mm，塑件的平均壁厚t=3mm，浇口处塑件的壁厚为2mm，所以9：b=（0。60。9）A30=（0。60。9）4688.0330=1.372.05mm （4-3）t=（0.60.9）=（0.60.9）×3=1.82.7mm （4-4）而根据相关资料侧浇口尺寸的推荐值为： 宽度b=1.55mm；厚度t=0.52mm；长L=0.72mm。故尺寸确定为b=2mm；t=2mm；L=1.5mm。4.4 成型零件的结构设计4.4.1 凹模的结构设计凹模是成型塑件外表面的凹状零件，按结构不同可分为整体式和组合式；组合式凹模又分整体嵌入式组合凹模、局部镶嵌式组合凹模、镶拼式组合凹模、底部镶拼式、侧壁镶拼式和四壁拼合式等形式。综合考虑，现选用整体嵌入式组合凹模结构（见图4-9所示）。对小型塑件采用多型腔模具成型时，各单个型腔采用机械加工、冷挤压、电加工等方法加工制成，然后压入模板中。该凹模形状及尺寸的一致性好，更换方便，加工效率高，可节约贵重金属。图4-10 整体嵌入式型腔结构本次设计采用图4-10中d)形式，其凹模的三维结构图如图4-11所示：图4-11 凹模的三维结构图4.4.2 凸模的结构设计凸模结构也分整体式和组合式。由于型芯和型腔的结构非常类似，所以选用的结构形式和凹模的结构形式一样，采用整体嵌入式，如图4-12所示。图4-12 凸模的三维结构图4.5 抽芯机构的设计通过对塑件的外型分析，该塑件的后面部分有个小凸台，所以需要内侧抽芯来完成此次脱模。常见的内抽芯机构有斜导柱侧向机构、斜滑块抽芯机构、斜导杆抽芯机构。根据此设计要求，经过认真考虑、比较、初步确定出各部分的的结构情况，最大限度地满足塑件的技术要求和模具的合理工艺性，选择斜导杆机构来完成此次注射。但需要考虑的是斜导杆抽芯机构的设计要求：（1)斜导杆的形状：斜导杆上端为塑件侧凹的成型部位。所显示机构简单，加工方便。（2）斜导杆与推杆间的距离应大于斜导杆侧向抽芯行程，以避免斜导杆推出时与推杆发生碰撞。（3）为了提高斜导杆的强度和刚度，减少斜导杆与模板之间的磨损，应镶嵌经淬火的垫块，对斜导杆进行支撑和导向。（4）斜导杆下端与斜导杆座用转销连接，斜导杆座固定在推杆固定板上。两个或两个以上的斜导杆，当运动方向一致且间距较小时，可共用一个斜导杆座，但要注意两销钉之间的距离不小于45mm。（5）当斜导杆强度较差，需要缩短其长度或推杆固定板厚度较薄时，可将斜导杆座凸出推杆固定板或沉入推杆内。（6）当斜导杆宽度较大时，其底部可切小用销钉固定。当斜导杆太薄时或者无法采用销钉固定时，可采用切槽固定的方法。其各零件的装配图如图4-13所示：图4-13 斜顶机构装配图1斜杆 2斜杆导向 3转销 4底座4.6 冷料穴和拉料杆的设计冷料穴的作用是收集每次注射成型时，流动熔体前端的冷料头，避免这些冷料进入型腔影响塑件的质量或堵塞浇口。一般设在主浇道的末端，且开在主浇道对面的动模板上。通过在冷料穴末端设置拉料杆，主流道冷料穴在开模时又能起到把主流道的凝料拉出的作用。主流道拉料杆有两种基本形式：(1)一种是适于推杆（推管）推出机构的Z型拉料杆，如图4-14所示:图4-14 钩形（Z形）拉料杆和冷料穴(2)另一种是适合推件推出机构的球形拉料杆，如图4-15所示：图4-15球形拉料杆根据本次设计的要求选用图4-15中a所示的形式的钩形（Z形）拉料杆，其优点是若选择Z形方向，凝料会由于自重而自动脱落，不需要人工取出。4.7 排气系统的设计当塑料熔体充填模具型腔时，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发物顺利地排出模外。如果气体不能被顺利排出，塑件会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑件焦化。另外气体的排放不畅还会产生反压力而降低充模速度。因此在模具设计时必须考虑型腔的排气问题。常见的排气方式有：间隙排气、排气槽排气、排气塞排气、强制性排气。本设计中模具成型空腔中的气体是很少的，根据塑件形状分析，其最后填充部位在分型面上，因此可利用分型面、推杆活动间隙进行排气，间隙大小通常为0.020.04mm。利用间隙排气减少加工成本，提高了工作效率。4.8 加热或冷却方式的确定及计算本塑料（ABS）的熔隔粘度较低，流动性较好，因此不设加热系统。根据材料分析对其设冷却系统。冷却系统的设计原则：a) 冷却水孔应尽量多，孔径应尽量大。b) 冷却水道至型腔表面的距离应尽量相等（一般冷却水孔的孔壁至型腔表面的距离为1215mm）。c) 烧口处加强冷却。d) 降低入水与出水的温差。e) 冷却水道要避免接近熔接痕部位。f) 冷却水道的大小要易于加工和清理，一般孔径为810mm。查相关资料，当塑件的平均壁厚为3mm，所以选用水孔直径为8mm的直流式冷却形式，其排列形式如图4-16所示：图4-16 冷却水道的排列形式由于模具的工作部分在动模板内，所以只要在动模板上开设冷却水孔，其在模具中的分布如图4-17所示：图4-17（a） 水道的分布与水管接头图4-17（b） 水道的分布与水管接头5 模具设计的相关计算5.1 成型零件的工作尺寸计算所谓工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件的尺寸，但影响塑件的尺寸公差因素很多，其主要的有：1) 成型零件的制造误差：一般取塑件总公差的1/31/4，现取z=/4。2) 磨损量：对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的/6，对于大型塑件则取/6以下。但因为脱模方向垂直，故磨损量c=0。3) 塑件的收缩率：塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算，即8：=0.4+0.92%=0.65% （5-1）本次设计中尺寸公差已在塑件图中给出。5.2 型腔壁厚、底板厚度的确定根据塑件的结构，可按组合式矩形型腔侧壁和底板厚度来计算，但由于型腔壁厚计算比较麻烦，因此选用查表法来确定尺寸，查相关资料13得当矩形型腔内壁短边尺寸小于40mm时，其凹模壁厚选用9mm，底板厚度选用22mm。5.3 结构零件的设计及相关尺寸5.3.1 型腔壁厚、底板厚度的确定标准模架的选择及尺寸确定模架是设计、制造塑料注射模的基础部件。为适应大规模成批量生产塑料成型模具、提高模具精度和降低模具成本，模具的标准化工作是十分重要的。注射模具的基本结构有很多共同点，所以模具标准化的工作现在已经基本形成。塑料注射模中小型模架标准中规定10，模架的周界尺寸范围560mm×900mm，还规定了其模架结构形式为品种型号，如图5-1所以：图5-1 基本型中小型模架 根据各模架的功能及用途，本次设计采用图5-1中的A1型模架，其优点是适用于立式或卧式注射机，可设计成多种浇口形式的单型腔或多型腔注射模，还可设计成斜导柱侧抽芯注射模。其分型面可在合模面上，也可设计成斜滑块垂直分型机构的注射模。 各模板的的尺寸确定如图5-2所示：图5-2 标准模架总厚度=JT板+A板+B板+C板+JL板=25+70+80+90+25=290。5.3.2 导向装置的设计及尺寸确定模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须导向。导向机构主要有定位、导向、承受一定侧压力三个作用：定位作用指为避免模具装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均，或者模塑失败。导向作用则是在动定模合模时，首先导向机构接触，引导动模、定模正确闭合，避免凸模或型芯撞击型腔，损坏零件。承受一定侧压力指塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制，使导柱在工作中承受了一定的侧压力。当侧压力很大时，需要增设锥面定位装置。且导柱的布置应保证动定模只能按一个方向合模，以防止装配或合模时因弄错方位而使模具损坏。导柱的材料多采用低碳钢（钢 20）经渗碳淬火处理，或碳素工具钢（T8A,T10）经淬火处理，硬度为 HRC5055。 在本模具设计中，由于模架型号不大，故采用导柱导向即可，且导柱设在模板四角。导柱、导孔、导套的结构尺寸、配合精度根据所选模架型号的标准选取，如图5-3、图5-4 所示： 图5-3 导套 图5-4 导柱5.4 脱模机构的设计从脱模机构的结构来看，可分成简单脱模机构，二次（多次）顶出机构，二次（多次）分型脱模机构，双脱模机构，带螺纹和螺旋的脱模机构，凝料自动脱落机构等。在本设计中，由于塑件构型不复杂，故选择简单脱模机构，以使设计趋于简便。 制品顶出是注塑成型的最后一个环节，顶出质量的好坏将最终决定制品的质量。本套模具的顶出方式采用顶针顶出。顶针是最简单，最变通的顶出装置。其针和孔都易于加工，因此已被作为标准件广泛使用。顶针的布置遵循以下几个原则：（1）为防止塑件变形，受力点应尽量靠近型芯或难于脱模的部位； （2）受力点应作用在塑件受力量最大的部位，即刚性强的部位； （3）尽量避免受力点作用于塑件薄平面上； （4）注意美规性，顶出痕迹尽量在塑件的隐蔽面或非装饰面上； （5）注意布局尽量均匀，尽量采用同一类顶针，方便加工。 1.直接顶出元件： 本设计选用顶杆。顶杆顶出是注塑成型中最常用的脱模方法，其特点是结构简单，加工方便，更换容易，可用于任何地方，受产品形状及尺寸的限制小，是和其他方法复合使用最多的一种方法。顶杆形状的确定：常见的顶杆形状如图5-5所示，本设计选用圆形顶杆，其优点加工容易，顶杆和滑动孔能达到较高的配合精度；且圆形顶杆滑动阻力较小，不易卡滞，更换容易。顶杆的材料多用 T8A 或 T10A 材料，头部淬火，硬度达 50HRC 以上，表面粗糙度 Ra 值小于 0.8mm，和顶杆孔呈 H8/f8 配合。图5-5 顶杆形状推杆固定形式（见图5-6）：图5-6 推杆的固定形式本次设计采用图5-6中的a)，该结构加工容易，也较为常用。顶杆尺寸的确定：顶杆的尺寸一般都在Æ2.512 范围内，长度根据使用要求选择。本设计对每一个电池盖零件用四根Æ5的顶杆，对于塑件底部用一根Æ12的顶杆，杆孔呈 H8/f8 配合，各顶杆的分布位置，如图5-7所示： 图5-7 顶杆的分布图2.复位元件： 选用回程杆回程。这是最常用可靠的复位机构，一般小模具都用2或4根回程杆，本设计的模具选用4根回程杆，以使复位平稳。在大批量生产时，为保证精确复位，回程杆和对侧模板都被顶处都应淬火，以免变形。根据选取的模架标准和 Pro/E 提供的 futaba 公司，杆孔配合精度为 H7/f7,材料为 SK4，如图5-8所示 图5-8 复位杆3. 斜顶杆倾角 倾斜角的大小关系到斜顶杆所承受的弯曲力和实际达到的抽拔力，也关系到斜顶杆的长度和开模行程。倾角增大，开模行程及斜顶杆有效工作长度均可减小，有利减小模具的尺寸，但斜顶杆所受的弯曲力和开模阻力均增大，斜顶感受力情况变差。综合考虑，一般倾角a=15 20° ,不宜超过25°，现选取a=10°。如图5-9所示： 图5-9 斜顶与塑件的角度6 成型设备的校核6.1 注射剂注射压力的校核查阅有关资料8，一般注射压力为P=40200MPa，这里取P=75MPa。根据公式：（塑件成型所需要的注射压力） （6-1）得119MPa 75MPa ，故注射机压力满足要求。6.2 注射量的校核由公式8： （6-2）式中； 注射机最大注射量（）。 塑件所需塑料体积（）。 注射机最大注射量利用系数，一般取=0.8。即：=1250.8=100= （塑件压缩率）（塑件体积）=（2.53.0）45.268=113.17135.04 ，所以校核合格。6.3 锁模力的校核 注射机锁模力的校核关系式为8： （6-3） 式中：注射机的公称锁模力（N）。 塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和（）。 型腔内熔体压力（MPa），常取=2040Mpa，现取24.5 Mpa。 其中：所以，注射机锁模力合格。6.4 模具部分相关尺寸的校核8a) 定位圈尺寸：，而小型模具一般选510mm，所以符合要求。b) 模具外形尺寸：180×140mm注射机的拉杆空间260×290mm，模具座板尺寸350×400mm 注射机模板尺寸428×450mm，故校核合格。c) 模具厚度尺寸：295mm，200mm< 290mm <300mm，处于模具的最小厚度和最大厚度之间，故校核合格。d) 安装模具螺孔位置尺寸：模具定位圈直径为100mm注射机定位孔直径100mm，符合安装要求。6.5 开模行程的校核单分型面的注射模8，即： （6-4）式中：注射机的最大开模行程（mm）。 塑件脱模所需的推出距离（mm）。 （含浇注系统的高度）制件高度（mm）。，故校核合格。7 模具装配图根据前面各参数的计算与校核，其3D装配图如图7-1所示：图7-1 总装配图结 论经过三个月的努力终于完成了毕业设计，回首过去的日子，自己感慨良多。第一次接触模具设计这种行业，自己本身缺乏的是经验和自信，但在整个设计过程中不但应用了大学里所学过的知识还积累了许多参考书上面的理论知识，还从设计过程中学到许多实际生产中的工作经验。虽然在做毕业设计的过程中还遇到了不少的困难与难题，而且有些问题还使人感到比较懊恼，但最终还是通过各种途径解决了问题，完成了这份毕业设计。通过本次毕业设计的过程中，使我对塑料模具行业的发展现状及未来的发展趋势有了更明确的了解；使我掌握了注塑模具的总体设计思路，对在模具设计中发现问题，解决问题的能力得到很大的提升；现在的我对模具的设计有了深入具体的认识，掌握了用Solid work绘图软件对其进行辅助设计、分析的技术，并深深体会到 CAD/CAE 技术为设计者带来的方便。更让我深刻体会到了知识的重要性！参考文献1 谷音.国内塑料模具发展将提速N.中国化工报，2012-1-21(6).2 郑涌.模具行业现状及其发展趋势J.科技信息，2007，(4)：64.3 俞芙芳.塑料成型工艺与模具设计M.清华大学出版社，2011：3.4 S.H. Tang,Y.J. Tan,S.M. Sapuan etc. The use of Taguchi method in the design of plastic injection mould for reducing warpageJ.Journal of Materials Processing Technology.2007,182(1-3):418-426.5 L.W.Seow, Y.C.Lam.Optimizing flow in plastic in jection moldingJ. Journal of Materials Processing Technology.1997,72(3):333-341.6 蒋桂芝，王丽.我国模具技术的发展现状机器发展趋势J.机电产品开发与创新，2008,21（4）197-198.7 王以华.现代模塑成型手册M. 上海: 上海交通大学出版社，1993.8 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.北京: 机械工业出版社， 2000.9 何华妹,杜智敏,陈永涛.UG NX3产品模具设计入门一点通 Z .北京：清华大学出版社，2005.10 黄锐主编.塑料工程手册M. 北京: 机械工业出版社，2000.致 谢 经过一个学期的辛勤与忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，由于经验的匮乏，在设计过程中难免有许多问题会考虑不周，如果没有庞老师的悉心指导与督促，以及设计小组的同学们的帮助与支持，也许我的毕业设计不会这么顺利的完成。在本次毕业设计的过程中，庞老师耐心的指导使我们受益匪浅，他扎实的理论知识与丰富的实践经验给我留下了深刻的印象，也正是老师认真负责的教学态度使我们从毕业设计中真正的学会了学以致用，将课本知识与实际应用中所遇到的问题相联系，整合了自己在校所学的专业知识，同时提高了我们发现问题、解决问题的能力。从设计开始到完成，庞老师对于专业知识严谨的学习精神以及对于设计过程严格的要求态度成为我们在今后学习以及工作中良好的榜样，在此谨向为我们毕业设计小组辛苦了一学期的老师致以最真诚的谢意。 回望这一学期，似乎忙碌与紧张充满了整个设计过程，但是因为有了小组成员们的关怀与帮助，使得设计的过程也充满了欢乐。我们共同研究，相互讨论，遇到问题一起解决，毕业设计不仅是对我们学习的检验，同时也是锻炼我们与他人协同工作的好机会。 在最后我要感谢学校、学院对我们的培养，为我们的学习以及毕业设计创造良好环境、提供便利条件。伴随着毕业设计的结束，我们也将离开校园，有过少耕耘就有多少收获，相信我们走出校园后能将自己的价值体现出来，回报父母、回报学校，为社会做自己力所能及的贡献。再一次感谢在毕业设计中给予我帮助的老师和同学们，祝大家在今后的工作和生活中一切顺利！