毕业设计（论文）汽车仪表盖的模具设计

第1章 绪 论 1.1 模具技术的发展以及选取本课题的意义1）模具的发展前景和在国名经济中的重要由于塑料有质量轻，比强度高，耐腐蚀，绝缘性能好以及良好的可塑性，并易于成型等特点，得到了越来越多的应用，并逐渐取代木材，并部分取代金属等传统材料，逐渐成为各个领域里经常采用的结构材料。而生产塑料制品的模具就是工业生产中使用极为广泛的主要工艺设备.采用模具生产零部件具有高效节材、成本低、成本低、保证质量等一系列优点,是当代工业生产中的重要手段和工艺发展方向.如汽车、拖拉机、电器、电机、仪器仪表等行业,有60%90%的零部件需用模具加工.螺钉、螺母、垫圈等标准件没有模具就无法大批量生产.并且,推广工程塑件、粉末冶金橡胶、合金压铸、玻璃成形等工艺也需要模具来完成批量生产.同时,它也是发展和实现无切削技术不可或缺的工具. 在工业生产中产品的更新换代少不了模具。试制新产品，少不了模具。如果模具供应不及时，很可能造成停产。如果模具精度不高，产品质量就得不到保证，模具结构及生产工艺落后，产品产量就难以提高。许多现代工业生产的发展和技术水平的提高，在很大程度的、上取决于模具工业发展的水平。因此，模具技术的发展状况及水平的高低，直接影响到工业产品的发展，也是衡量一个国家工业水平高低的重要标志。利用模具加工制品与零部件，主要有以下优点：生产效率高，适于大批量制品及零件生产；节省原材料，即材料的利用价值高；操作工艺简单，不需要操作者有较高的水平和工艺；能制造出用其他加工工艺方法难以加工的，形状复杂的零件制品；制造出的零件或制品精度高，尺寸稳定，有良好的互换性；制造出的零件和部件，一般不需要再进一步加工，可一次成型；容易实现生产的自动化和半自动化；用模具生产的制品和零件，成本比较低廉。2）毕业设计选取本课题的意义随着社会科学技术的发展和模具生产产品质量提高，塑料制品能获得极大的经济效益，因而引起了各个国家的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕社会的原动力”，在德国则冠之以“金属加工业中的帝王”，在罗马尼亚视为“模具就是黄金”。因此可以断言，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具工业能促进工业产品济中的地位将日益提高，模具技术也会不断发展，并在国民经济发展过程中发挥越来越重要的作用。因此选取本课题能很好的运用以前所学的专业知识，并且也是今后发展的趋势，具有重要实际的意义。作为塑料注射模具设计人员，了解塑料的基本性能以及有关塑料成型的基本知识，对设计出结构合理易于成型，高质高效低耗的塑料结构是十分必要的。1.2 模具制造的工艺路线及加工方法1）模具制造的工艺 模具制造的工艺路线如下： 分析计算模具设计模具制图零件加工装配调整试模2）模具制造的基本要求（1） 制造精度高（2）使用寿命长（3）制造周期短（4）模具成本低3）模具制造的特点（1） 制造质量要求高 （2）形状复杂 （3）材料硬度高 （4）单件生产 4）模具加工方法模具的能加工方法有：机械加工、特种加工、塑性加工、铸造等。第2章 汽车仪表盖塑件成型工艺分析2.1 PP的材料概述材料为PP料，化学名称：聚丙烯。英文名称:Polypropylene（简称PP）&Nbsp。此材料性能与用途如下：1.特点：密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。2.成型特性：（1）结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解.（2）流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形.（3）冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形 .（4）塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中.PP的物理力学性能如下表（2-1）名称 密度拉伸强度断裂伸长率熔点脆折点弯曲强度垃伸弹性模量收缩率缺口冲击强度性能g/cm3MPa0C0CMPaMPakJ/m数值0.900.9129.4200700165170Fm （35） 式中 注射系数，无定型塑料取0.85，结晶型塑料取0.75。由于PP是属于结晶型塑料则取0.75,得出G294.12cm3,F66.56KN。根据以上条件查塑料模具设计指导初步选定注塑机型号为XS-ZY-500其参数如下： 螺杆直径：65mm 注射量：500cm3注射压力：104pa锁模力：3500KN开模距离： 200mm模具厚度：最大450mm,最小300mm模板行程：500mm喷嘴：球半径18mm,孔直径7.5mm最大注射面积（cm）1000定位孔直径：125注射时间：2.7s定位圈尺寸：150mm注射方式：螺杆式. 推出形式：中心液压推出推出位置：两侧推杆机械推出3.3 型腔数量的确定应根据本厂的设备条件，先选取注射机，再根据注射机的性能参数（注射机的塑化速率、最大注射量及锁模力）、塑料精度等级（在模具中每增加一个型腔，塑件精度要降低4%）来确定模具的型腔数量，有以下几种方法1）由注射机料筒塑化速率确定模具的型腔数量n （3-6）式中 K注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8。 m2浇注系统凝料所需塑料质量或体积（g或cm3）m1单个塑件的质量或体积（g或cm3） 2）按注射机的最大注射量确定模具的型腔数量 （3-7）式中 G注射机允许的最大注射量； 其他符号意义同前。算出n4.94 3）按注射机的最大锁模力确定型腔数量 （3-8）综合考虑型腔的数量n=4。第4章 模具结构设计4.1 分型面的确定将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具分型面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置、形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。在选择分型面时一般遵循以下几项原则：(1) 分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求如图41所示的分型面方案较合理，如果用在中间分型会影响外观，应尽量避免。图41(2) 分型面的选择应有利于脱模a. 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。如图4-2所示，在A-A处设置分型面可顺利脱模，若将分型面设在B-B处则取不出塑件。 图42 图43b. 分型面应使塑件留在动模部分，由于推出机构通常设置在动模一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利于脱模，如图4-3所示。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为使塑件留在动模，一般应将凹模(型腔)也设在动模一侧，如图4-4所示。c. 拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件的中间部位，如图4-5所示，但此时塑件外形有分型的痕迹。 图4-4有嵌件或小孔时的分型面 图4-5拔模斜度小、塑件较高的分型面(3) 分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。如图4-6(a)所示的斜分型面，凸模与凹模的倾斜角度一致，加工成型较方便，而图4-6(b)的形式较难加工。图4-6 分型面应有利于成型零件加工还应考虑到一些其他的影响：如对成型面积的影响、对排气效果的影响。对于本设计注塑模中的塑件，预定的几个分型机方案如下：方案一：其分型面的位置如图4-7所示。图4-7方案二：其分型面的位置如图4-8所示。图4-8两个方案中，方案一，分型面设在制件的内表面，这种方案的优点是不会留下飞边及痕迹。但是在分模时有可能使塑件留在定模边。方案二，会影响外表面平整、光洁度，还有会进料痕迹和其它划伤痕等等。根据分型面选取的一般应遵循的原则和其它因素，比较了两个方案的优缺点后，在此设计里决定采用方案一的分型面方式。4.2 浇注系统的设计和浇口的选择浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸及质量等影响很大，而且还与塑件的利用率、成型生产效率等有关，因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本规则：1、了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性；2；采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失；3、浇注系统设计应有利于良好的排气；4、防止型芯变形和嵌件位移；5、便于修整浇口以保证塑件外观质量；6、浇注系统应结合型腔布局同时考虑；7、流动距离比和流动面积比的校核。1）主流道设计（1）注塑机喷嘴与主流道衬套接触面尺寸的关系主流道与喷嘴接触处做多做成半球形的凹坑，二者应严密的配合，避免高压塑料熔体溢出，凹坑球半径R2应比喷嘴球头半径大12mm，主流道小端直径应比注塑机喷嘴直径约大0.51mm,常取48mm，大端直径应比分流道深度大1.5mm以上，其锥角不易太大，一般取26。配合段的直径D1亦不易过大。 图4-9（2） 主流道尺寸主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为8。（3） 主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，这边称唧咀），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标准件，只需去买就行了。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种下图为前者，有托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规格有12，16，20等几种。由于注射机的喷嘴半径为18，所以唧咀的为19。 图4-10（4） 主流道衬套的固定因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为150mm，内径为35mm。具体固定形式如下图所示 图4-112）分流道设计在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。（1）主分流道长度分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长50mm.（2）主分流道的形状及尺寸主分流道是图4-11中水口板下水平的流道。了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等，工程设计中常采用圆形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸：D-各级分浇道的直径(mm);W-流经该分流道的熔体重量(g);L-流过W熔体的分流道长度(mm);（3）分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。实际加工时，用铣床铣出流道后，少为省一下模，省掉加工纹理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，即用打磨机，沙纸，油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。）（4）分流道的布置形式分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式，如下图：图4-123）浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最大的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。（1） 浇口的选用浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速而均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。从图4-12中可看出，我们采用的是侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇-口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这灯浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。具体到这套模具，其浇口形式及尺寸如图4-13所示。浇口各部分尺寸都是取的经验值。实际加工中，是先用圆形铣刀铣出直径为8的分流道，再将材料进行热处理，然后做一个铜公（电极）去放电，用电火花打出这个浇口来的。 图4-13(2)、浇口位置的选择模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1、尽量缩短流动距离。2、浇口应开设在塑件壁厚最大处。3、必须尽量减少熔接痕。4、应有利于型腔中气体排出。5、考虑分子定向影响。6、避免产生喷射和蠕动。7、浇口处避免弯曲和受冲击载荷。8、注意对外观质量的影响。浇口的种类有很多种，有直接浇口、点浇口潜伏式浇口、侧浇口、扇形浇口、平缝式浇口、圆环形浇口、轮辐式浇口、爪形浇口、护耳式浇口等根据塑件的特点，本人决定采用侧浇口，侧浇口主要有以下特点： 1、侧浇口一般开设在模具的分型面上，截面形状为矩形，容易加工，是工繁采用的一种浇口形式； 2、侧浇口可以根据塑件的形状特点和充模需要，灵活地选择浇口位置。 3、侧浇口一般适用于多型腔模具，一模出多件，大大提高劳动生产率； 4、去除浇口容易。（3）浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。（4）冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约3050mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为Z字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。本模具中的冷料穴的具体位置和形状如图4-12中所示。实际上只要将分流道顺向延长一段距离就行了。4.3排溢系统设计当塑料体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体，不被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另外一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部炭化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型腔充填的均匀合适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度，还需在塑料最后充填到的型腔部位开设溢流槽以容纳余料，也可以容纳一定量的气体。注射模具成型时的排气通常以如下四种方式进行：1、 利用配合间隙排气2、 在分型面上开设排气槽排气3、 利用排气塞排气4、 强制性排气在本设计中，利用配合间隙就足以满足排气的需要，所以不须再设计其它方式排气。4.4 成型零件设计直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑件外形的成型零件称为凹模，构成塑件内部形状的成型零件称为凸模（或型芯）。由于凹、凸模件直接与高温、高压的塑料接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及足够低的表面粗糙度。构成模具型腔的零件统称为成型零件，这里主要包括凹模、凸模、推板等各种成型杆、成型环。由于型腔直接与高温的塑件相接触，它的质量直接关系到制件的质量。足够的精度和适当的表面粗糙度，以保证该塑件的美观性，且容易脱模。有足够的强度、刚度、硬度、而磨性，来承受外来力。 1） 凹模的结构设计凹模是成型零件外表面的主要零件，按其结构不同，可分为整体式和组合式两类。1、整体式凹模 整体式凹模由整块材料加工而成。2、组合式凹模 组合式凹模是指凹模由两个以上零件组合而成。按组合方式的不同分为以下几种形式：1、嵌入式凹模 2、局部镶嵌式凹模 3、底部镶拼式凹模4、侧壁镶拼式凹模5、多件镶拼式凹模 6、四壁拼合式凹模根据以上原则和特点，结合塑件的形状，采用整体式凹模。 2） 凸模的结构设计凸模和型芯均是成型塑件内表面的零件。凸模一般是指成型塑件中比较大的、主要内形的零件，双称主型芯；型芯一般是指成型塑件上比较小的孔槽的零件。主型芯的结构 主型芯按结构可分为整体式和组合式两种。整体式结构牢固，但不便加工，消耗的模具钢多，主要用于工艺实验或小型模具上的形状简单的型芯。组合式型芯的优缺点和组合式凹模的基本相同。根据多方面的考虑，将采取整体式的凸模。4.5 导向机构设计导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的作用。合模导向机构主要有导向和锥面定位两种形式，通常采用导柱导向定位。1） 导向机构的作用1、定位作用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证形腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。2、导向作用 合模时，首先时导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入形腔造成成型零件损坏。3、承受一定的侧向压力 塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大时，不能单靠导术来承担。需要增设锥面定位机构。4、保持运动的平稳作用。2） 导柱导向机构导柱导向机构的主要零件是导柱、导套。1、导柱导柱的结构形式 导柱的典型结构如图4-14所示。图中a为带头导柱，结构简单，加工方便，用于简单模具。小批量生产一般不需要导套，而是导柱直接与模板中的导向孔配合。生产批量大时，也可在模板中设置导套，只需更换导套即可；图中b和图中c是有肩导柱的两种形式，其结构较为复杂，用于精度要求高、生产批量大的模具，导柱与导套相配合，导套固定孔直径与导柱回定孔直径相等，两孔同时加工，确保同轴度的要求。其中图中c所示导柱用于固定板大薄的场合，在固定板下面再垫板固定，这种结构不太常用。导柱的导滑部分根据需要可加工出油槽，以便润和集尘，提高使用寿命。a b c图4-14在分析了以上三种导柱的特点后，因为本塑件的生产批量比较大，而且塑件的精度要求也比较高，所以决定采用带头导柱与导套配合的导向机构，故导柱采用图a的形式。其直径选用50mm2、导套导套的典型结构如图4-15所示。图a为直导套（I型导套），结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；图b和图c为带头导套（II型导套），结构较复杂，用于精度较高的场合，导套的固定孔便于与固定孔同时加工，其中图c用于两块板固定的场合。在本模具设计中，选用B导套。 a b c图4-154.6 推出机构设计1） 推出机构塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具的成型零件上脱脱落的过程，使塑料件从成型零件上脱落的机构为推出机构。推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或者液压缸来完成的。推出机构可按其推出动作的动力来源分为手动推出机构、液压和气压推出机构。手动推出机构是模具开模后，由人工操作的推出塑件，一般多用于塑件滞留在定模一侧的情况；机动推出机构利用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模；液压和气动推出机构是依靠设置在注射机上的专用液压和气动装置，将塑件推出或从模具中吹出。推动机构还可以根据推出零件的类别分类，可分为推杆推出机构、推管推出机构、凹模或成型推杆（块）推出机构、多无综合推出机构等。另外还可以根据模具的结构特征来分类，如：简单推出机构、动定模双向推出机构、顺序推出机构、二级推出机构、浇注系统凝料的脱模机构；带螺纹塑件的脱模机构等等。推出机构的设计原则：1. 推出机构应尽量设置在动模一侧。2. 保证塑个不因推出而变形损坏。3. 机构简单动作可靠。4. 良好的塑件外观。5. 合模时的正确复位。1、 推杆推出机构由于设置推杆位置的自由度较大，因而推杆推出机构是最常见的推出机构，常被用来推出各种塑件。推杆的截面形状根据塑件的推出情况而定，可设计成圆形、矩形等等。其中圆形最为常用，因为使用圆形推杆的地方，较容易达到推杆合模板或型芯上推杆孔的配合精度，另外圆形推杆还具有减少运动阻力、防止卡死现象等优点，损坏还便于更换。合理地布置推杆的位置进推出机构设计中的重要工作之一，推杆的位置分布得合理，塑件就不致于变形或被顶坏。推杆应均匀布置；推杆应设在塑件强度刚度较大处；推杆的直径；推杆的形状及固定形式。2、 推件板推出机构推件板推出机构是由一块于凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑件的整个周边端面上进行推出，因此，作用面积大。推出力大而均匀，运动平稳，并且塑件上无推出痕迹。但如果型芯合推件板的配合不好，则在塑件上会出现毛刺，而且塑件有可能会滞留在推件板上。结合以上这几项设计原则和各种推出机构的特点，和经过对塑件的分析，本人在此提出了两种方案，这两种方案的特点分别如下：方案一：采用推杆推出，利用塑件的内部安置2根推杆。方案二：采用推板推出，在塑件内部用推板推出。经过对塑件的分析，因为塑件壁厚只有34mm，如果采用推板推出的话，将可能使塑件变形，所以采用方案（一）推出推出塑件。推出机构的导向与复位机构设计为了保证推出机构在工作过程中灵活、平稳，每次合模后，推出无件能回到原来的位置，通常还需要设计推出机构的导向与复位装置。2） 1、复位杆复位为了使推出元件合模后能回到原来的位置，推杆固定板上同时装由复位杆，常用的复位杆均采用原形截面，一般每副模具设置四个复位杆，其位置近可能够设在固定板的四周，经便推出机构合模时复位平稳，复位杆端面与所在动模分型面平齐。如图4-16所示。图4-162、弹簧复位弹簧复位时利用弹簧的弹力使推出机构复位。弹簧复位与复位杆复位的主要区别是：用弹簧复位时，推出机构的复位先于合模动作完成，所以，通常为了便于活动镶件的安放而采用弹簧先复位机构。在本模具设计中，没有活动镶件，所以使用复位杆复位已经满足设计要求，而且复位杆复位将会使得模具加工方便，所以在设计中我采用复位杆得复位。4.7 冷却系统设计注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑料及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模具设置温度调节系统的目的，就是通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。注射模具型腔的温度高低及其均匀性成型效率和制品的质量影响很大，一般注入模具的塑料熔体的温度为160170,而塑化固化后从模具中取出的温度为100120以下。为了调节型腔的温度，需在模具内开设冷却水通道，通过模温调节机调节冷却介质的温度。1） 模具温度设计的原则模温高低视塑料品种不同而定，它对制品结晶度、力学性能、表面质量、制品的内应力和翘曲变形有很大影响。特别是结晶型塑料。1、 结晶型塑料模温的决定2、 模温内应力和翘曲变形3、 模温与制品外观质量2） 冷却效率对生产效率的影响一般来说在整个成型周期中模内冷却时间约占80%，因此提高冷却效率、缩短冷却时间是提高生产效率的关键。在注塑成型过程中高温(约150)塑料熔体转变成塑料制品(约100)要放出潜热和显热，其中约5%以辐射和对流的方式散发到大气中，5%左右通过模板传走。其余90%由冷却介质（水或油）带走，要提高冷却效率可以从以下方面着手。（1） 提高模板对冷却介质的传热系数（2） 降低冷却介质温度增加传热推动力（3） 增大冷却传热面积3） 冷却系统的设计原则与冷却水道的布置1、冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大；2、冷却水道至型腔表面距离应尽量相等；3、浇口处加强冷却；4、冷却水道出、入温差尽量小；5、冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置；6、合理确定冷动水接头位置。此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度；冷却水道要易于加工清理，一般水道孔径为10mm左右（不小于8mm）；冷却水道的设计要防止冷却水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈等等。由塑件的特点和成型周期可得，该副模具的冷却水道如图4-17。第5章 成型零部件的计算及校核5.1 模架的选择 ( 注塑模具模架的选用 )前面已经提到：模具设计主要是形成产品外形的凹、凸模零件以及开模和脱模方式的设计，模具上的大部分零部件可以直接选购由专门厂家生产的标准件，尤其是模架的直接选购，大大节约了模具制造时间和费用。现在厂家设计制造出一套中等复杂程度的注塑模具，半个月左右的时间即可完成。1） 模架的分类按进料口（浇口）的形式模架分为大水口架和小水口模架两大类。1、大水口模架总共有4种形式：A型、B型、C型、D型。图5-12） 小水口模架小水口模架就是指采用点浇口的模具所选用的模架，总共有8种型式：DA型、DB型、DC型、DD型、EA型、EB型、EC型、ED型，其中以D字母开头的4种型式适用于自动断浇口模具的模架。根据塑件尺寸及型腔排列方式，在本设计中选择模架为大水口模架，型号为CI5555型。其外型及尺寸如图5-1所示。5.2 成型零件的计算模具的成型尺寸是指型腔上直接用来成型塑件部位的尺寸。该塑件主要有型腔和型芯的径向和轴向尺寸，型腔和型芯的深度或者高度尺寸等。按平均收缩计算成型尺寸比较简便易行，是最常用的计算方法。1） 型腔径向尺寸按平均收缩率计算型腔的最小为名义尺寸，偏差为正值，塑件的最大尺寸为名义尺寸，偏差为负值。为型腔的平均尺寸，为塑件的平均尺寸，为平均收缩率。为塑件的尺寸。对于和，如果最大偏差尺寸能满足要求，小偏差尺寸也就能满足要求。经计算发现为最大偏差尺寸。 (5-1) 1.8% 0.4 =7070-0.2=69.8 71.08 模具型腔按IT9级精度制造，其制造偏差为：0.074 (5-2)如果按极限尺寸计算： (5-3)校核塑件可能出现的最大尺寸，设模具最大磨损量为0.08mm (5-4)由上式计算左端可得：70.83所以，70.83 71.08,满足要求，故型腔长度为mm，比较平均收缩率计算的结果偏小，有较大的修模余量。2） 型腔深度尺寸按平均收缩率计算型腔深度的最小尺寸为名义尺寸，偏差为正值，为平均尺寸，偏差为负值。为塑件高。 (5-5)型腔深度IT9级精度制造，其制造公差：0.062mm若型腔容易修浅，则 (5-6)按极限尺寸计算： (5-7)校核塑件最小高度是否合格： (5-8) 得左边为39.53，虽说左边小于右边，但是不是很大仍能满足要求，型腔深度为,比按平均收缩率计算结果偏小一些，也满足要求。3） 型芯直径按平均收缩率计算型芯的最大为名义尺寸，偏差为负值，塑件内表面的最小尺寸为名义尺寸，偏差为正值。为型芯的平均尺寸，为塑件的凹孔的平均尺寸，为平均收缩率。为塑件的尺寸。 (5-9)0.018% 0.05 6464.025 65.20模具型腔按IT9级精度制造，其制造偏差为：0.074 (5-10)如果按极限尺寸计算： (5-11)校核塑件可能出现的最大尺寸，设模具最大磨损量为0.08mm (5-12) 由上式计算左端可得：63.49 虽说左边等于63.49小于右边，但大不了多少，故可以选择，因此型腔长度为mm，虽能比较平均收缩率计算的结果偏小，但还是可以选。4） 计算小孔中心距按平均收缩率和按极限尺寸计算时，其尺寸都用下面的公式 (5-13)孔间距的制造公差取按公差带计算时结果完全相同，但需校核极限尺寸 (5-14) 设型芯配合间隙式左端为46.95虽说左端大于右端，但是大不了多少，还是符合要求。即模具孔间距为（48.840.025）mm.5） 矩形侧壁厚度和底板厚度计算1、侧壁厚度计算 整体式矩形型腔受力情况如图5-2所示，任一侧壁均可简化为三边固定一边自由矩形板，当塑料熔体注入时，其最大变形发生在自由边的中点，变形量为： (5-15) 式中：C由而定的常数 L侧壁内边长，mm h侧壁内侧边高(型腔深度)，mm P为许用应力，取25MPa按允许计算侧壁厚度 (5-16) C值也可以近似公式计算： a=30mm (5-17) 图5-22、 底板厚度计算 支撑在垫块上其中部悬空的整体式矩形型腔的底，可看成是周边固定表面受均布载荷的矩形板，其内壁边长分别为L、b（b为短边），当它受到压强为p的塑料熔体作用时，板的中点将产生一最大变形，其值为 (5-18)c为L/b而定的常数 可查参考书得则按刚度条件底板厚为 (5-19) (5-20) 对底板强度计算分析发现，其最大应力集中在板的中心和长边中点处，而以长边中点处的应力最大，其应力值可按下式计算： (5-21) c”为矩形底边四壁边长之比Lb的常数 可查参考书得按许用应力计算底板最小厚度S（mm）为 (5-22) 3、推杆支撑板厚度计算塑料模具的一种典型结构是动模型芯通过轴肩固定板内，下面用支撑板将型芯托住，型腔内的塑料压力通过型芯作用在支撑板上，如图5-3所示，由于模具外形不同撑板常见有矩形板、圆形板。对于矩形板一般由双垫块支撑着，因此支撑板可视为简支梁，由于型芯的数量、形状、尺寸等各不相同，因此作用在简支梁上的载荷及其分布支撑板作用力可简化为一集中载荷，载荷大小为塑料熔体压强乘以压力作用范围的投影面积。当型芯与支撑板接触面积较大时可简化成均布载荷进行计算。由于支撑板弯曲变形时着力点会向梁的支点偏移，因此这种简化是偏于安全的。现公举最简单的在板中心有一个矩形主型芯的情况为例进行计算。垫块间净距离为L，型芯与支撑板接触长度为A。图5-3则最大挠度为 式中 (5-23)当允许挠度为时，按刚度计算底板厚度为： (5-24)作强度计算梁的最大弯矩为 (5-25)由此可得出按强度计算的壁厚 (5-26) (5-27)由此可得到壁厚。6） 注塑机校核1 注射量的校核为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量（包括流道凝料质量）应在公称注塑量的35%75%范围内，最大可达80%，最小不小于10%。为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在45%80%。V =250.88 cm； V； (5-28)=100=45.95该塑件的质量为：m=35.28g，则型腔总质量为M4*1.6*35.28225.79g。此注塑机的最大注射量为450g，由于考虑到安全系数。实际注射量为总注射量的50%左右，由此可得些注塑机满足要求。2注射压力校核由注射压力应满足条件为： (5-29)由相关手册可得：PP成型时的压力为25MPa，所选注塑机的注射压力为104MPa，大于成型所需的压力，符合要求。3 模具厚度校核由模架选用可得模具厚度H25+30+100+150+60365mm由注塑机的数据为440.5mm，大于模具厚度，符合要求。4锁模力校核 在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模力：FK（nA+A）P A=nA1+A2 (5-30) Fm=( nA1+A2)p型 F=66.56KN 满足要求。 式中: F注塑机额定锁模力：3500KN； K安全系数，通常取1.11.2，取K=1.2；注射机的锁模力应满足条件： (5-31)式中 P塑料成型时的型腔压力，PP成型时的压力约为25MPa A为浇注系统和塑件在分型面上的投影面积5 开模行程校核开模行程应满足条件： +510 (5-32)该模具开模只有一个分型面，则这副模具的开模行程为：mm该注塑机的移模行程为200mm，远远大于模具的最小开模行程，所以符合要求。 第6章 塑件制造工艺6.1 数控加工简介数控技术即数字控制技术，是指用计算机数字指令方开控制机床作的技术。数控机床则是采用了数控技术的机床。数控机床最初是为了解决单件、小批量，特别是复杂型面零件加工的自动化并保证量要求而产生的。随着数控机床的精度和自动化和度的不断提高，数控机床已逐步扩大到批量生产的柔性生产系统。 一般来说，数控机床包括程序介质、数控装置、伺服系统和机床本体几部分。程序介质用来记载加工信息。如：穿孔带、磁带、磁盘、磁泡存储器。数控装置则控制机床运动，即将插补运算结果经输出装置送到各坐标控制伺服系统。伺服系统按照数控装置的输出指令控制机床上的移动部件作相应的移动，并对定们的精度和速度进行控制。数控编程就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具体们移等内容，按照数控机床的纺程格式和能识别的语言记录在程序单上的过程。编制的程序按规定制备成控制介质（程序纸带、磁盘），变成数控系统能读取的信息，再送入数控系统。也可手动数据输入（MDI）将程序输入数控系统。程序编制的好坏直接影响数控机床的正确使用和数控加特点的发挥。借助计算机自动完成手工编程中的各种计算，零件加工程序单的编写，纸带的穿孔及校验。以至工艺处理等工作的方法，即计算机辅助自动编程，简称自动编程或数控自动编程。自动编程是通过数控自动编和系统实现的。根据自动编程，简称自动编程开数控自动编程。自动编和是通过数控自动编程中的各种计算，零件加工和序单的编写，纸带的穿孔及校验，以至工艺处理等工作的方法，即计算机辅助自动编程，简称自动编或数控自动编程。自动编程是通过数控自动编程系统实现的。根据所用的软件不同，大体可公为APT语言类自动编程和图形交互自动编程。由于各种机床使用的控制系统不同，所以，所用的数控指令文件的代码及格式也有所不同。为解决这个问题，软件能常设置一个后置处理文件。后置处理的目的是开成数控指令文件。它是CAD/CAM集成系统的重要组成部分，直接影响CAD