机械毕业设计论文灭火器筒座注射模设计全套图纸

毕业设计-扬州市职业大学毕 业 设 计设计课题：灭火器筒座注射模设计 全套图纸，加153893706系 别： 机械工程学院 专 业：模具设计与制造班 级：05模具 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成时间： 08年5月 前 言大学三年的专科学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在海门市扬子机械工模具厂、海门市开发区东方塑胶五金模具厂等几家单位的生产见习，尤其是南通市贸联铝合金科技有限公司的研发部研发课长达三个月的毕业实习，我对于模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。设计者： 二OO八年 三 月摘 要论文主要介绍了制件的三维实体造型的塑料成型工艺与模具设计，并利用三维造型技术优化模具设计方案。本次设计使用solidworks软件完成了制件的三维建模的过程, 然后，介绍了其塑料成型工艺及模具设计，并用solidworks中的imlod插件完成了模具型芯、型腔的设计,用AutoCAD完成模具的总装图, 改进了灭火器筒座注射模设计过程，起到了加快模具设计进程，节约制造成本的目的。关键词：三维实体造型 塑料成型 模具设计The plastics that thesis mainly introduced three-dimensional entity shapes of the direction piece and the molding tool designs, and make use of three-dimensional shape techniques excellent turn the molding tool design project.The thesis introduces the usage solidworks software to complete to make the process that three-dimensionals of the piece set up the mold, then, introduced its plastics to model the craft and the molding tool designs, the design, AutoCAD that counteracted the plug-in of imlod in the solidworks to complete a cavity of a core of molding tool completes the molding tool total to pack the diagram, improving the fire extinguisher tube injects the mold design process, rising to speed the molding tool design progress, economizing the purpose of the manufacturing cost.Keyword: three-dimensional entity shape plasticses model the molding tool design目 录一、 课题简介5二、 塑件及成型工艺分析6三、 注射机的选择8四、 成型零件工作尺寸的计算11五、 分型面、浇注系统的设计12六、 导向机构设计16七、 侧向分型与抽芯机构设计18八、 推出复位机构的设计23九、 温度调节、排气系统的设计25十、 结构零部件的设计27 十一、 典型零件的机械加工工艺分析28十二、 模具的装配、调试与维护31十三、 成型缺陷分析33十四、 参考文献35十五、 毕业设计小结36 一 课题简介毕业设计课题为灭火器筒座，起到固定灭火器罐的作用。制品材料为热塑性塑料PP（聚丙烯），此材料的优点有：1.刚硬有韧性。抗弯强度高，抗疲劳、抗应力开裂。2.质轻。3.在高温下仍保持其力学性能。缺点：1.在0以下易变脆。2.耐候性差考虑到该产品的特殊性，决定该生产量为1万件由制品图可以知，产品尺寸不大，但是制件的壁厚较薄，易变形，极易影响制品形状精度及尺寸精度，是本套模具设计与开发的重点和难点；产品外形虽比较简单，但是精度要求比较高，保证各安装孔之间的位置精度是模具设计与开发的关键点，产品尺寸的的分类与相应模具尺寸的计算是本套模具设计的难点；产品四周壁都有侧孔，为使制品顺利脱模而又不影响制品要求，需采用侧向分型与抽芯机构，是本模具中设计的要点二 塑件及成型工艺分析1. 塑件图用 途：固定灭火器罐生产纲领：1万件材 料：PP（聚丙烯）成型工艺：注射模注射成型2、 材料及工艺分析产品材料：PP即聚丙烯1）差文献实用注塑成型及模具设计P344附录D，密 度：0.850.9g/cm3缩水率: 8/1000 收缩率：20%成型收缩率:1.0-2.5%成型温度：160-220弹性模量：1.321.42泊松比：0.320.382）网上查询得到PP成型特性为：.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.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形.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.料温低方向方向性明显.低温高压时尤其明显,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,留痕,90度以上易发生翘曲变形 .塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中.3）查文献实用注塑成型及模具设计P61页表3-13：PP的注射工艺参数为：注射机类型：螺杆式螺杆转速：3060r/min喷嘴形式：直通式喷嘴温度（）：180190 料筒温度(）后段：190200 料筒温度（）中段：210220 料筒温度（）前段：160170 模具温度（）：7090 注射压力（MPa）：90130 保压压力（MPa）：4050 成型注射时间（S）：25 成型保压时间（S）：1540 成型冷却时间（S）：1540 成型周期时间（S）：40140 流动比：280240 后处理方法：红外线灯、烘箱 后处理温度(）：70 后处理时间（h）：243） 查文献模具设计指导得：PP的脱模斜度的推荐值及其他参数a）.脱模高度80120之间的，其单边脱模斜度为：30b）.选用模具制造精度等级为：3、4、5、6 5）模具结构设计工艺分析 a).该制品尺寸较大，采用一模一腔； b).为满足制品的外观要求，提高制品的成型效率采用直接式浇口； c).型腔及型芯采用整体结构三 注射机的选择 注塑机规格的确定主要根据制品大小及生产批量，在选择注塑机时，主要考虑其塑化量、锁模力、注射量、安装模具的有效面积、容模量，顶出机构形式及顶出长度。注塑机选定后，必须结合模具相关数据对注塑机相关参数进行校核。1所需注射量的计算：1）塑件的质量、体积计算对于塑件的图样,据此用3D软件建立塑件模型并对此模型分析得：塑件体积V1=81.722 cm3塑件质量M=73.55 g2)浇注系统凝料体积的初步估算可按塑件体积的0.6倍计算,由于该模具采用的是一模一腔,所以浇注系统凝料体积为 V2=0.6V1=0.681.722=49.0032 cm33)该模具一次注射所需塑料PP体积V0= V1+ V2=130.72592 cm3质量M0=142.4912528 g查文献实用注塑成型及模具设计P70页表42，初选注射机的型号为：SZ-200/120型的螺杆式注射机。2注射机的有关工艺参数校核查文献实用注塑成型及模具设计P70页表42，可知SZ-200/120型的螺杆式注射机的相关参数为：螺杆直径：42mm螺杆转速：0220r/min理论注射容量：200cm3注射压力：150kn注射速率：120g/h塑化能力：70kg/h锁模力：120kn拉杆间距：355385mm模板行程：305mm模板最小厚度：230mm模板最大厚度：400mm定位孔直径：125mm定位孔深度：15mm喷嘴伸出量：20mm喷嘴球半径：15mm顶出行程：150mm顶出力：22kn1)型腔数量的确定校核由于制品为尺寸较大的塑件，考虑制品的结构及模具加工和热处理的方便，选用一模一腔。2）最大注射量的校核nm+m1=kmpn型腔的数量为1；m单个塑件的质量或体积g/cm3；m1浇注系统所需塑件质量或体积g/cm3；k注射机最大注射量的利用系数，一般为0.8；mp注射机允许的最大注射量g/cm3；系统凝料设为1个g则ml=1g左边=142.5+1=143.5右边=0.8200=160不等式成立注射量的标准符合要求3).锁模力的校核F=p(nA+A1)FpF熔融塑料在分型面上的涨开力N；Fp注射机的额定锁模力N；A单个塑件在模具分型面上的投影面积mm2；A1浇注系统在模具分型面上的投影面积mm2；P成型压力MPa，大小一般为注射压力的80%；由于制品为PP材料，左边=0.815013.14（502-4.52）+3.145.0352 10-6 943.922141N右边=120103不等式成立锁模力符合要求4).注射压力校核注射机的额定注射压力为150MPa,成型时所需的注射压力为90130MPa 注射压力符合要求5).开模行程的校核SH1+ H2 +a+510H1塑件推出距离mm；H2 塑件高度mm；a定模板与中间板之间的分开距离；S 开模行程mm；经计算H1=90mmH2=90 mma=48mmSH1+a+H2+(510) 开模行程符合要求6)模具与注射机的安装部分相关尺寸的校核一般情况下，设计模具时还应对部分尺寸，如喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度及模板上安装螺孔尺寸等校核。1）、喷嘴尺寸：设计时，主流道始端球面必须比注射机喷嘴头部球面半径略大一些，主流道小端直径要比喷嘴直径略大，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。具体的主流道与喷嘴尺寸如下图所示：已知：r=15m d=5mm又 R=r+(12)mmD=d+(0.51)mm取R=16m D=5.5mm2）、定位圈尺寸：为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线重合，模具定模板上的凸起的定位圈应与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。3）、最大、最小模厚：在模具设计中，应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大模具厚度与最小模具之间。同时应校核模具的外形尺寸，使得模具能从注射机的拉杆之间装入。所以模具厚度H应满足HminHHmax式中Hmin=230mm，Hmax=400mm而该套模具的厚度H=25+110+25+20+40+63+25=368mm所以符合要求。4）、推出机构的校核：该注射机推出行程为90mm，等于塑件推出距离，符合要求。5）、模架尺寸与注射剂拉杆内间距校核该套模具模架的外形尺寸为250mm250mm，而注射机拉杆内间距为355mm385mm,因385mm大于250mm，符合要求。由此可见，选择SZ-200/120型号注射机符合要求。四 成型零部件工作尺寸的计算1. 查文献塑料成型工艺与模具设计P343页附录表B，知塑件材料PP，其收缩率为1.0%2.5%2.采用平均收缩率： S平 =1.75%1） 型腔有关尺寸的计算径向尺寸L=L塑(1+k)-(3/4) 0+Z =96(1+0.0175)-(3/4)0.88 0+0.881/6=97.02 0+0.147深度尺寸H=H塑(1+k)-(2/3) 0+Z =96(1+0.0175)-(2/3)0.88 0+0.881/6=97.09 0+0.1472） 型芯有关尺寸计算 径向尺寸l=l塑(1+k)+(3/4) 0_Z =90(1+0.075)+(3/4)0.650_0.651/697.240_0.108高度尺寸h=h塑(1+k)+(2/3) 0_Z=87(1+0.075)+(2/3)0.88 0_0.881/594.110_0.176型芯直径d=d塑(1+k)+(3/4) 0_Z=10(1+0.075)+(3/4)0.32 0_0.321/510.990_0.0643.型腔侧壁的厚度计算1）按刚度校核查文献实用注塑成型及模具设计P121，计算公式：S=r(E/rp-+1)/ (E/rp-1) 1/2-1= r(E+0.75rp)/ (E-1.25rp) 1/2-1 65.8mm77mm,符合要求。式中 S型腔侧壁厚度（mm）； r型腔半径（mm）； 模具材料泊松比，碳钢为0.25； p型腔所受压力（MPa）； E模具材料的弹性模量（MPa），碳钢为2.1105 MPa； 刚度条件，即允许变形量（mm）由文献实用注塑成型及模具设计P120，表67查得2）按强度校核查文献实用注塑成型及模具设计P121，计算公式：S=(/(-2p) 1/2-1 1.7386mm77mm,符合要求。式中 S型腔侧壁厚度（mm）；p型腔所受压力（MPa）； 模具材料的许用应力，预硬化模具钢具体值为300MPa；4.型腔底板厚度计算本套模具采用的是圆型腔，其刚度计算公式为：h=pr2/120Eb(30L3-45Lr2+64r3) 1/320.443mm25mm,符合要求。 强度计算公式为：h=rp(3L-8r)/(2b) 1/2=24.233mm25mm,符合要求。五 分型面、浇注系统的设计一） 分型面的设计1分型面的设计原则：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。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3) 保证塑件的精度要求。4) 满足塑件的外观质量要求。5) 便于模具加工制造。6) 对成型面积的影响。7) 对排气效果的影响。8) 对侧向抽芯的影响。除了上述这些基本原则以外，分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上投影面积的大小，这是避免接近或超过所选用注射机的最大面积而可能产生溢流现象。为了保证侧向型芯的放置及抽芯机构的动作顺利，应以浅的侧向凹孔或短的侧向凸台作为抽芯方向，而将较深的凹孔或较高的凸台放置在开合模方向。2.分型面的确定： 根据分型面的设计原则，结合制品的实际结构，考虑制品的成型工艺性，型芯安装和脱模特性决定其分型面的位置；又因为该制品轮廓最大尺寸在同一平面上，所以分型采用平面分型，开在制品的最大轮廓处。以上相关资料来自文献塑料成型工艺与模具设计P106至P109二） 浇注系统的设计注射模的浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴进模具开始到型腔为止所流经的通道，它的作用是将熔体平稳地引入模具型腔，并在填充和固化定型过程中，将型腔内气体顺利排出，且将压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸稳定的塑件。浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类,本制品材料为常用的热塑性塑料PP，材料成型工艺及模具无特殊温度要求，故设计中采用的普通浇注系统即可。浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内外部质量及模具的结构、塑料的利用率等有较大的影响。对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则。（1）保证熔体流动平稳应与排气结构相适应，使具有良好的排气性。（2）流程应尽量短各段尽量平直降低注射压力及热量损失和充模时间。（3）防止型芯变形和嵌件位移避免正面冲击。（4）制品修整尽量方便浇注系统位置及形状，尤其是浇口位置和形状应尽量根据制品形状和使用要求确定。（5）防止制品变形和翘曲应考虑如何减小浇口附近的残余应力集中现象，根据制品结构选择合理的浇口类型。（6）应与塑料品种相适应，不同塑料流动性不同。（7）合理设计冷料穴。（8）尽量降低塑料消耗。（9）浇口应开设在塑件壁厚最大处。浇注系统由主流道、分流道、浇口及冷料穴等四部分组成。1、 主流道的设计 主流道是指浇注系统中注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。 在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面。主流道通常设计在模具的浇口套中，如下图。为了让分流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形。相关参数如下：主流道始端直径：D=d+（0.51）mm本模具的选用注射机为SZ-200/120查表得：d=5D=5+（0.51）mm球面凹坑半径：R2=R1+（0.51）mm本模具的注射机选XSZY250查表得：R1=15 mmR2=15+（0.51）mm半锥角：=12主流道的长度L100mm 本设计中取L=48mm2、分流道的设计本套模具采用的是中心浇口，且为单型腔模具，所以不存在分流道。3、浇口的设计及浇口位置的选择、浇口的设计型腔与分流道之间采用一段距离很短，截面积很小的通道相连接，此通道称为浇口，它是连接分流道与型腔的桥梁。它具有两个功能，第一、对塑料熔体流入型腔控制作用；第二、当注射压力撤消后，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，浇口是浇注系统的关键部分。浇口一般分非限制性浇口和限制性浇口，限制性浇口，限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位，通过截面积的突然变化，使分流道送来的塑料熔体产生突变的流速增加，提高剪切速率，降低粘度，使其成为理想的流动状态，从而迅速均衡地充满型腔。另外，限制性浇口还起着较早固化防止型腔中熔体倒流的作用。非限制性浇口是整个浇口系统中截面尺寸最大的部位，它主要是对中大型筒类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用。浇口又可分为侧浇口系列点浇口系列环形浇口中心浇口直接浇口潜伏式浇口等系列，结合制品的结构特点及材料的成型工艺，本套模具中拟采用中心浇口 中心浇口具有直接浇口浇注系统有着良好的溶体流动状态，塑料从型腔底面中心部位流向分型面，有利于消除深型腔处气体不易排出的缺点，使排气通畅。这样的浇口形式，使塑件和浇注系统在分型面上的投影面积最小，模具结构紧凑，注射机受力均匀等特点外，它还克服了直接浇口易产生的缩孔、变形等缺陷。其实中心浇口就是是一种端面进料的环形浇口。其厚度t=0.251.6mm,搭接长度l=0.81.2mm，总长l可取23mm。、浇口位置的选择浇口的形式很多，但无论采用什么形式的浇口，其开设的位置对塑件的成型性能极成型质量影响都很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高塑件的一个重要设计环节。另外，浇口位置的不同还会影响模具的结构。选择浇口位置时，需要根据塑件的结构与工艺特性和成型的质量要求，并分析塑料原材料的工艺特性与塑料熔体在模内的流动状态、成型的工艺条件，综合进行考虑。同时还要避免制件上产生喷射等缺陷，浇口应开设在塑件截面尺寸的最大处，要有利于熔体的流动，型腔的排气。尽量缩短流动距离1） 避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷2） 浇口应开设在塑件壁厚处3） 考虑分子定向的影响4） 减少熔接痕提高熔接强度此外，浇口位置的选择还应注意到实际塑料型腔的排气问题，塑件外观质量问题等。在本模具中，由于制品是一个深筒形薄壁件，且尺寸较大，如果将浇口开在制品的上表面，将会影响制品的表面质量；刚好制品的顶部有一凹槽，并且有一直径为10mm的通孔，用中心浇口不仅解决了上面的不足，还能改变熔体在浇注系统中流动的工艺条件，提高熔体的流动速率，快速充模减少熔接痕现象，同时减小了模具的复杂程度，简化了模具结构，综上所述，本套模具的浇口采用中心浇口，分流锥做在型芯上，并起到拉料杆的作用。如下图所示：4、浇注系统的平衡本套模具是一模一腔，故无需考虑浇注系统的平衡。5、冷料穴和拉料杆的设计由于本塑件的材料为PP，塑料性能和成型工艺控制都比较好，而且塑件的精度要求不是很高，所以无需设置冷料穴。注射结束，模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，在二次分型时凝料被拉断，与塑件和具有拉料作用的分流锥分离，最终将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。六 导向机构的设计导向、定位机构是保证动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，主要有导柱导向装置和锥面定位两种形式，导向机构的作用有以下三点。1）、定位作用 ； 2）、导向作用；3）、承受一定的侧向压力。导柱导向机构应用最普遍，其主要零件是导柱导套。导柱既可以设置在动模一侧，也可以设置在定模一侧，应根据模具的结构来确定。本套模具中采用导柱导向，其主要零件是导柱和导套。（1）、导柱的设计1） 导柱的结构形式 采用最常用的带头导柱2） 导柱的技术要求 a 长度 导柱导向部分长度应比凸模端面的高度高出812 mm，以免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔的情况。b 形状 导柱前端应做成锥台或半球形，以使导柱能顺利地进入导向孔。由于半球形加工困难，所以导柱前端常以锥台形式为主，本套模具中也不例外。c 材料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，本模具中采用20钢（经表面渗碳淬火处理）或者T8、T10钢,经淬火处理硬度达5055HRC。导柱固定部分的表面粗糙度为Ra=0.8m,导向部分的表面粗糙度为Ra=0.80.4md 数量及布置 导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度。为确保合模时只能按一个方向合模，导柱的布置可采用等直径导柱对称布置或不等直径导柱对称布置，本模具中采用前一种方式。e 配合精度 导柱固定端与模板之间采用H7/m6或H7/k6的过渡配合，导柱的导向部分通常采用H7/f7或H8/f7的间隙配合。本套模具中均采用前种方式。（2）、 导向孔的设计 1） 导向孔的结构形式 导向孔分有导套和无导套两种，本模具中为无导套结构形式。 2) 导套的结构和技术要求 a 形状 为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。 b 材料 可用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造导套，但其硬度应略低于导柱硬度，这样可以减轻磨损，以防止导柱或导套拉毛。 c 固定形式及配合精度 带头导套用H7/m6或H7/k6过渡配合镶入模板，导套固定部分的粗糙度为Ra=0.8m，导向部分粗糙度为Ra=0.80.4m。 3） 导柱与导套的配用 由于模具的结构不同，选用的导柱和导套的结构也不同，导柱与导套的配用形式要根据模具的结构及生产要求而定，本套模具中采用最常见的配合形式，带头导柱与带头导套配合，具体情况见下图：七 侧向分型与抽芯机构设计当注射成型的塑件有与开模方向不同的内侧或外侧孔、凸台或凹穴时，除极少数产品精度要求不高，材料成型工艺允许时，可以强制脱模外，一般情况下，模具上成型该处的零件必须制成可移动的结构，在塑件脱模前，先将其抽出，然后再从型腔中和型芯上脱模。完成侧向活动型芯抽芯和复位机构就叫侧向抽芯机构。这类模具脱出塑件的运动有两种情况：一是开模时优先完成侧向分型或抽芯，然后推出塑件；二是侧向抽芯分型与塑件的推出同步进行。对于成型侧向凸台的情况，常常称为侧向分型；对于成型侧孔或凹穴的情况，往往称为侧向抽芯。因此本套模具中仅有侧向抽芯无侧向分型机构。一）侧向抽芯机构的分类侧向抽芯机构按其动力夹源可分为手动、机动、气动或液压三类。由于本设计中脱模力较小，可以直接采用机动侧向抽芯，这样操作方便，生产效率也能够提高，便于实现自动化生产。机动侧向抽芯主要开有：斜导柱抽芯、弯销抽芯、斜导槽、齿条齿轮、弹性元件、斜滑块抽芯等不同的形式，本设计中采用斜导槽侧向分型。斜导槽侧向抽芯机构是利用注射开模力作为动力，通过相关传动零件斜导槽将力作用于侧向成型零件，使其侧向抽芯，合模时又靠有关传动零件使侧向成型零件复位。这类机构比较简单，且能实现自动化生产，生产效率高，在模具的设计与制造中应用较为广泛。二）斜导槽侧向抽芯机构的设计斜导槽侧向抽芯机构是在开模力或推出力的作用下，圆柱销在导槽内的滑动驱动侧型芯完成侧向抽芯的动作。由于斜导槽侧向抽芯机构结构紧凑，动作可靠、制造方便，因此这类机构应用十分广泛。由于受到模具结构和抽芯力的限制，该机构一般使用于抽拔距比较大的场合。斜导槽侧向抽芯机构结构比较简单，主要由斜导槽、滑块、圆柱销和定位装置等零部件组成，此外还有一些与合模动作有关的复位装置和定距定位装置等。1、斜导槽的设计（1） 斜导槽的形状及技术要求 斜导槽的结构形式如下图所示；根据侧抽芯距及各方面工艺要求，斜导槽固定端形式如图，斜导槽工作部分与滑块上圆柱销之间的配合采用H11/b11或两者之间采用0.40.5 mm的大间隙配合。斜导槽的材料为T8或者T10，热处理要求与斜导柱相同，一般HRC55，工作部分表面粗糙度Ra0.8m。（2） 斜导槽的倾斜角斜导槽侧向抽芯机构的抽芯动作的整个过程，实际上是受斜导槽的形状所控制的。如上图所示为斜导槽板的三种不同的形式。图1的形式，开模后圆柱销先在直槽内运动，因此有一段延迟抽芯的动作，直槽有多长，延迟抽芯的动作就有多长，直至进入斜槽部分，侧抽芯才开始；图2的形式，斜导槽板上只有倾斜角为a的斜槽，所以一开始便开始侧向抽芯，但这时倾斜角a应小于25；图3的形式，先在倾斜角b的斜导槽内侧抽芯，然后再进入倾斜角a较大的斜导槽内侧抽芯，这种形式适合于抽拔力较大和抽芯距较长的场合。由于起始抽拔力较大，第一阶段的倾斜角一般在b25内选取，一旦侧型芯与塑件松动，以后的抽拔力就比较小，故第二阶段的倾斜角可适当增大，但仍应a40。图中第一阶段的抽芯距为S1，第二阶段为S2，斜导槽的宽度一般比圆柱销大0.2mm。本套模具采用图1所示结构的斜导槽来进行侧向抽芯。（3）斜导槽长度的计算 在侧型芯滑块方向与开合模方向垂直时，斜导槽的运动长度L与抽芯距S及倾斜角有关，即：L=L1+S/tan+L3斜导槽的工作长度为： L=L1+L2+L3 =25+27.47+33.91 =86.38mm S=L2tan20 10mmL斜导槽的运动长度；L1斜导槽尾部长度；L2斜导槽侧抽芯时的纵向长度；L3斜导槽头部长度；S抽芯距； 根据侧型芯上的定位销钉入侧型芯内的长度为20mm，第一次分型的距离为25mm，由此得L3必须大于等于25mm,即保证在第一次分型完全结束后，并等定位销与侧型芯完全分离后才开始侧向分型与抽芯。（4） 圆柱凸台受力分析与直径计算 Fx=0F1cos+F4sin-F3 =0 Fy=0 F1sin+F4cos-F2=0塑件对钢摩擦系数=0.10.3，取=0.2 脱模斜度1=1则 F4=F1 F3=F2 F2=Ft/( sin+cos)(tan+)/(1-2tan-2) Ft=Ap(cos1- sin1) 式中：A塑件包络侧型芯的面积 P塑件对型芯单位面积上的包紧力， 取P=3107帕A=3(3.1424+24)2 =399.362 =596.16 mm2 Ft= Ap(cos1- sin1) =596.163107（0.2cos20-sin20） =17.8848100.035 =6.25968KN查机械设计手册（电子版）得：取d=10mm三）楔紧机构的设计注射成型的过程中,侧向成型零件在成型压力的作用下会使侧型芯向外位移,如果没有楔紧机构楔紧,侧向力会通过侧型芯传给斜导槽,使斜导槽发生变形.如果斜导槽与侧型芯上的圆柱销采用较大的间隙(0.40.5mm)配合,侧滑块的外移会极大降低塑件侧向凹凸处的尺寸精度，产生溢料，造成制品缺陷；为了合模时让斜导槽能准确地进行定位，在开模过程中，侧型芯抽出时必须定位，否则合模时可能会损坏模具。因此,在斜导槽侧向抽芯机构设计时,必须考虑侧型芯的定位与锁紧. 根据抽芯方式的不同，可选用不同的定位形式。本套模具中采用的定位锁紧的结构形式如下图所示 首先加长L1的长度，使侧型芯上的圆柱在侧向抽芯完成后，当第二次分型还在继续进行时不至于滑出斜导槽，以保证其定位；再在合模时利用图中的圆柱销钉定位和锁紧。四） 斜导槽侧向分型与抽芯机构的应用形式本套模具中采用斜导槽固定在定模、定位销安装在动模的形式。在设计此种侧向分型与抽芯机构时，必须注意侧型芯与定位销在合模过程中不能发生干涉现象。 八 推出复位机构的设计注射成型后的塑料制件及浇注系统的凝料从模具中脱出的机构称为推出机构。推出机构的动作通常由安装在注射机上的顶杆或液压缸完成的。1、 推出机构的结构组成与分类推出机构一般由推出、复位和导向三大部件组成。本套模具中，由于制品结构的特性，采用推板推出机构；各种型号注射机的推出装置和最大推出距离不尽相同。设计时，应使模具的推出机构与注射机相适应。通常是根据开合模系统推出装置的推出形式。推杆直径、推杆间距和推出距离等，校核模具内的推杆位置是否合理，推杆推出距离能否达到使塑件脱模的要求。推出机构的设计要求：（1）设计推出机构时应尽量使塑件留在动模一侧。由于推出机构的动作是通过注射机的动模一侧的顶杆或液压缸来驱动的，所以在一般情况下，模具的推出机构设在动模一侧。（2）塑件在推出过程中不发生变形和损坏。为了使塑件在推出过程中不发生变形和损坏，设计模具时应仔细进行塑件对模具包紧力和粘附力的分析与计算，合理地选择推出机构的方式，推出的位置，推出零件的数目和推出面积等。（3）不损坏塑件的外观质量。对于外观质量要求较高的塑件，塑件的外部表面尽量不选作为推出位置。即推出位置尽量设在塑件内部。对于塑件内部表面均不允许存在推出痕迹时，应改变推出机构的形式或设置专为推出使用的工艺凸台，在推出后再将工艺凸台与塑件分离。（4）合模时，应使推出机构正确复位。 设计推出机构时，应考虑合模时推出机构的复位，在斜导柱和导柱侧向抽芯以及其他特殊的情况下，还应该考虑推出机构的优先复位问题。（5）推出机构应动作可靠。推出机构推出与复位的过程中，结构应尽量简单，动作可靠，灵活，制造容易。2、推出力的计算塑件注射成型后，塑件在模具内冷却定型。由于体积收缩对型芯产生包紧力，当其从模具中推出时候就必须克服包紧力而产生的摩擦力。Fm=2E tcos(f-tg)/(L+)k+10BE-塑料的拉伸模量；-塑料的成型平均收缩率；t-塑件的平均壁厚；L-塑料包容型芯的长度；-塑料的泊松比；-脱模斜度；f-塑料与钢材之间的摩擦系数；Fm=21.371033cos（0.25- tg）/（96+0.35）K1K1=1+ fsin40cos40=1.0035Fm=62103NF总=Fm=62103N3、推出机构的设计由于制品壁厚较薄，为保证推出力平衡，使制件不在推出时变形，本套模具采用推板推出机构，用四根16的推杆共同作用推动推件板，来最终实现推出制品的目的。九 温度调节、排气系统的设计模具温度是指模具型腔和型芯的表面温度。模具温度是否适合，均匀与稳定，对塑料熔体的充模流动，固化定型，生产效率以及塑料的外形和精度尺寸都有重要影响。模具中设置模具温度调节系统的目的就是要通过控制模具的温度，使注射成型塑件有良好的产品质量和较高的生产效率。1、冷却系统的设计冷却回路的设计应该做到回路系统内流动的介质能充分吸收成型塑料所传导的热量，使模具成型表面的温度稳定地保持在所需要的温度范围内，并且要做到使冷却介质在回路系统内流动顺畅。1）、冷却回路尺寸的确定：A=Mq/3600a(m +w)式中：A冷却回路总表面积，m2；M单位时间内注入模具中树脂的质量，kg/h；q单位质量树脂在模具内释放的热量,jkg；a -冷却水的表面传热系数,W/ (m2K)；m模具成型表面的温度,；w冷却水的平均温度,；a可用如下公式计算： a=（0.8）/d0.2a -冷却水的表面传热系数, W/ (m2K)；冷却水在该温度下的密度，kg/cm3； 冷却水在该温度下的流速，m/s； d冷却水孔直径，m； 与冷却水温度有关的物理系数，值可以从塑料成型工艺与模具设计P238表10.3中查得2）、冷却回路总长的确定：L=100A/d式中：L冷却回路总长度, mA冷却回路总面积, m2d冷却水孔直径, mm确定冷却水孔的直径时应该注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于14毫米，否则冷却水难以成为最佳状态，以至降低热交换效率。一般水孔的直径可以根据壁厚来确定。平均壁厚为2毫米时水孔直径可取810毫米；平均厚度为24毫米时水孔直径可取1012毫米；平均壁厚为46毫米时水孔直径可取1014毫米。本套模具制品厚度为3毫米，所以冷却水孔直径取为d=10mm3）、冷却水体积流量计算塑料树脂传给模具的热量与自然对流量到空气中的模具热量，辐射散发到空气中的模具热量以及模具传给注射机热量的差值，即为冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需要的冷却水体积流量则可用下式计算。qv=Mq/60c（1-2）式中：qv-冷却水体积流量m3/min；M-单位时间内注射入模具的树脂质量, kg/h；q-单位时间内树脂在模具内释放的热量, jkg；c-冷却水的比热容, j/(kgK)；-冷却水的密度, kg/cm3；1-冷却水出口处温度, ；2-冷却水入口处温度, ；4）、冷却水管的分布设置冷却效果良好的冷却回路的模具是缩短成型周期，提高生产效率最有效的方法。如果不能实现均一的快速冷却，则会使塑件内部产生应力而变形或开裂，所以应根据塑件的形状，壁厚以及塑料的品种，设计与制造出能实现均一，高效的冷却回路。冷却回路设置的基本原则：（1） 冷却水道应尽量多，截面应尽量大（2） 冷却水道离模具型腔表面的距离一般为1015毫米（3） 水道入口的布置 浇口处加强冷却和入口温差尽量小（4） 冷却水道应沿着塑料收缩的方向（5） 冷却水道的布置应避开容易产生熔接痕的部位 十 结构零部件的设计1、 标准模架的选用为保证塑件质量，还必须正确选用标准模架，以节约设计和制造时间保证模具质量。选用标准模架的程序及要点如下：1） 模架厚度H和注射机的闭合距离L满足关系如下： LminHLmax2） 具的实际情况与模架选用的注意要点确定开模行程与定、动模分开的距离与推出塑件所需行程之间的尺寸关系3） 选用的模架在注射机上的安装4） 选用模架应符合塑件及其成型工艺的技术要求结合本套模选用A4型标准模架，并在原有基础上进行改进，使之满足生产需要，其具体结构如下图：2、 支承零部件的设计用来防止成型零部件及各部分机构在成型压力作用下发生变形超差现象的零部件都称为支承零部件。模具的支承零部件主要有：支承板、垫板、支撑块、支撑板、支撑柱，结合本套产品的成型工艺及使用场所，由上图可知，支承零部件有：垫板和垫块。十一 典型零件及成型零件的机械加工工艺分析一套成功而又完整的模具不仅要有巧妙而又可行的设计方案，更重要的依赖于制造技术的水平，既使结构设计非常新颖但没有加工的可行性，同样也是行不通的，在此，仅以导柱和导套为例进行加工工艺的分析，其他零件的加工工艺要结合生产设备制定可行性方案。A. 导柱的加工工艺分析在机械加工过程中，除保证导柱配合表面的尺寸和形状精度外，还要保证各配合表面之间的同轴度的要求，导柱的配合表面是容易磨损的表面，应有一定的硬度要求，在精加工之前安排热处理工序，以达到要求的硬度。1) 导柱加工方案的选择导柱的加工表面主要是外圆柱面，外圆柱面的机械加工方法很多，本套模具中采用的加工方案为：备料粗加工半径加工热处理精加工光整加工2） 导柱的制造工艺过程加工工艺详见机加工工艺过程卡及工序卡片不同的生产条件采用的设备及工序划分也不尽相同。3） 导柱加工过程中的定位导柱加工过程中为了保证各外圆柱面之间的位置精度和均匀的磨削余量，对外柱面的车削和磨削一般采用设计基准与工艺基准重合的两端中心孔定位。4） 导柱的研磨导柱表面的精度及粗糙度Ra=0.63-0.16微米。B. 成型零件的加工工艺成型零件结构设计完后，就要开始零件的下材料和加工制作等。由于此塑件灭火器筒座的材料的主要成分是PP，要求有优良的力学性能，抗冲击强度高，较强的绝缘性能等。厂家的这种材料容易产生飞边，因此其成型零件的材料的各种性能要求相当好，并且必须进行热处理，提高它们的硬度。本套模具的成型零件都采用一种牌号叫718H（即40CrMnMo7）的瑞典进口模具钢。它是一般模具钢材中性能比较好，也是价格比较贵的一种。它是一种预加硬透明耐蚀镜面模具钢，其主要成份和性能如下：主要成份：出厂状态：淬火加回火，HRC31-35钢材特点：1、最佳之抛光性。2、渗透性良好。3、良好之搞腐蚀性。4、此钢材经淬火及镜面磨光后，其抗腐蚀性能更加可靠。所有的成型零件的加工工艺大致可分为：a)订材料、备料b)热处理前的加工c)热处理后的加工d)加工型腔等几道工序1. 型芯的加工工艺a)订材料、备料由塑件的结构可知，型芯就是一个圆柱体。其设计尺寸为100150.66，而订材料时的尺寸每边必须大约留3的余量，备料料的尺寸为106153.66，材料到了后，就要进行开粗，开粗的最终尺寸仍然单边要留20丝的余量，因为材料热处理后会有少量变形，余量是留给最后精磨的，即106。4154.06。开粗既用开粗的铣床铣掉材料的表层，再到车床上车成标准一点的圆柱体。b)热处理前的加工这里所说的热处理，其作用就是要提高材料的硬度，即将原来的HRC3135，淬硬到HRC4852。这种热处理具体采用的是什么方式，这是热处理厂的专利，别人不知道，据说是真空油淬，且这种热处理后的材料变形量相当小。反正只要告诉热处理厂材料要求的硬度就行了，热处理完后他们会测试材料的硬度是否达到了要求。由于热处理后材料的硬度达到了HRC4852，普通的刀具再也加工不动了。因此热处理前加工一些地方，如通冷却水道的内型芯。型芯的最终设计结构如图中的所示的结构，c)热处理后的加工型芯热处理后，只要将它精磨到数，配合就行了。由于型芯固定板上的孔在此之前已开好，所以要将热处理后的型芯的四周磨小，再配型芯固定板上的孔中去。2. 型腔的加工工艺用电火花加工成型。十二 模具的装配、调试与维护1、模具的装配 在总装前应选好装配的基准件，安排好上下模的装配顺序，在总装时，当模具零件装入上下模板时，先装作为基准的零件，检查无误后再拧紧螺钉，打入销钉。 塑料模先将淬硬的主要零件作为基准，全部加工完毕后再分别加工与其相关的其他零件。然后加工定模和固定板的4个导柱孔、斜导槽、销钉及型芯等零件，割侧型芯孔，安装好顶杆和推件板。最后将动模板、垫块、垫板、固定板等总装。本套模具的装配工艺及步骤如下;a、 精修定模内模及嵌件（1）定模内模经过锻、刨后，磨削6面。下，上平面留修模余量；（2）按图纸将预加工的嵌件型芯精修成型；（3）划线加工定模内模固定板型孔，并与嵌件配合加工（4）加工型腔，用电火花加工型腔。深度按要求尺寸增加0.2毫米；（5）用油石修整模具型腔表面。b、 精修动模型芯以及动模固定板型孔（1）按图纸将预加工的动模型芯精修成型，钻铰顶杆孔；（2）按划线加工动模固定板型孔，并与型芯配合加工。c、 同时镗导柱孔（1） 将定模内模，动模内模装在动、定固定板上后合在一起，使分型面紧密接触，然后夹紧镗削导柱孔；（2） 锪导柱孔的台阶。d、 钻各螺孔，销孔以及推杆孔（1） 定模与定模固定板合在一起，夹紧钻螺孔，销孔；（2） 动模固定板，垫板，支承板，动模板合在一起夹紧，钻螺孔，销孔。e、 定模型芯压入定模内模（1） 将定模型芯压入定模内模并且紧密配合；（2） 装配后型芯外露部分要求符合图纸要求。f、 压入导柱（1） 将导柱压入动模固定板；（2） 检验导柱，动模板上导柱孔配合的松紧程度。g、 磨安装基面（1） 将定模内模及定模板上基面磨平；（2） 将动模内模及动固定板下基面磨平。h、钻动模板上的推杆孔 通过动模内模，钻动模板上的推杆孔。卸下后钻支承板各孔及各动模型芯固定孔。i、安装内模 将动模内模，定模内模按照基准分别装入动模板及定模板，要求动模内模与定模内模结合面紧凑，型腔尺寸满足要求。j、将浇口套压入定模板用压力机将浇口套压入定模板k、装配定模部分定模板，定模钻螺孔，销孔后，拧入螺钉和敲入销钉紧固l、装配动模将动模固定板，垫板，支承板，动模板复钻后拧入螺钉，打入销钉固定m、修正推杆长度将动模部分全部装配后，使支承板底面和推板紧贴于动模板。自推件板下表面测出推杆长度，进行修正n、试模与调整各部位装配完毕后进行试模，并检验制品，验证模具质量状况。2、模具的调试 一副质量完好的注射模具，只能在其设计制造完毕之后，经过试模修整才能获得。尤其是对于大型、复杂、精密模具，试模工作不仅不可缺少，而且还要准备在试模过程中随时修改注射成型工艺和模具结构。注射模的调试工作虽然可以理论上加以指导，但目前更多地是依靠生产经验，有时，注射模经过一次试模和修整后。经常还要二次、三次地反复试模和修整，这是因为在第一次试模中往往还不能全面掌握成型问题的所在。因此，试模和修整工作是一项非常复杂和繁重的工作。a 试模前的准备1）. 领取并对原材料进行检查；2）. 准备