电极丝骨架注塑模具设计

毕 业 设 计 题目 电极丝骨架注射模具设计 英文题目Design of injection mold forelectrode wireskeleton39 / 43摘 要塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用,应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法,因此应用围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化,使之成为高黏度的流体,用柱塞或螺杆作为加压工具,使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中,经过冷却、凝固阶段,而后从模具中脱出,成为塑料制品。本产品是电极丝骨架,且实用性强。为保证塑件表面质量采用侧浇口,因此选用单分型面注射模。模具的型腔选择一模一腔结构,浇注系统采用侧浇口成形,推出形式为推件板推出机构完成塑件的推出。塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统,因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计查阅了大量的专业资料和书籍,丰富了设计过程。关键词：注射成型,侧浇口,型芯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.Been shaping the plastic materials in rolls of the material being heated, which has become a highly fluid bolts, or as the pressure of tools, the melted by regulated by a high pressure injection mould of form, after a cooling and solidify, and then die from the adjustment, as of plastic.The product is the skeleton of Electrode wire, and with high practicability. the product design for mass production, the design molds to have high molding efficiency, the system can automatically release, in addition to ensure the quality of the surface forms a side gate and therefore use single cent for the injection, the side gate automatically release the structure of the type. the machine mold is a choice of a module four chambers structure, the system uses the side gate to push out of shape, form a board with the agency to complete the forms of the launch of the process. Keywords:injection; side gate; a core目录绪论11. 塑料的分析511 产品的材料及成型分析52 注塑机的选用821 计算塑件的体积和质量822 注塑机的确定924 锁模力的校核1025 最大注射压力的校核1126 开模行程的校核113. 分型面的选择124. 模具型腔数的确定135. 分流道的设计146. 浇口的选择167. 侧抽芯机构的设计187.1 侧向分型与抽芯机构的分类187. 2 抽芯距离的确定188. 斜导柱测向分型与抽芯机构208.1 斜导柱的设计208.2 斜导柱倾斜角确定208. 3 斜导柱长度的计算229. 型腔的尺寸计算2410.模架的选择2611. 导柱导向机构的设置2711. 1 导柱导向机构的设计2712. 顶出机构的设计2913. 复位机构的设计3014. 冷却系统的设计31致33总结34参考文献35附录36绪论从市场情况来看,塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具,并大力开发国际市场,发展出口模具。随着中国塑料工业,特别是工程塑料的高速发展,可以预见,中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度,未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。整体来看,中国塑料模具无论是在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都有很大进步,但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时,一些低档塑料模具却供过于求,市场竞争激烈,还有一些技术含量不太高的中档塑料模.整体来看,中塑料模具无论在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步,但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、复杂、寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时,一些低档塑料模具却供过于求,市场竞争激烈,还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。加入WTO,给塑料模具产业带来了巨大的挑战,同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主,产品价格优势明显,有些甚至只有国外产品价格的1/51/3,加入WTO后,国外同类产品对国冲击不大,而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具方面,加入WTO前本来就主要依靠进口,加入WTO后,不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利,同时还促使更多外资来中国建厂,带来国外先进的模具技术和管理经验,对培养中国的专业模具才起到了推动作用。20XX,中国塑料模具总产值约300多亿元人民币,其中出口额约58亿元人民币。根据海关统计资料,20XX中国共进口塑料模具约10亿美元,约合83亿元人民币。由此可以得出,除自产自用外,市场销售方面,20XX中国塑料模具总需求约为313亿元人民币,国产模具总供给约为230亿元人民币,市场满足率为73.5%。进口的塑料模具中,最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑料模具价格较低,在国际市场中有较强的竞争力,所以进一步扩大出口的前景很好,近几年出口年均增长50%以上就是一个很好的证明。虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅,但所增加的绝对量仍是进口大于出口,致使模具外贸逆差逐年增大。一状况在20XX已得到改善,逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展,特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求,有些高档模具国的确生产不了,只好进口；但也确实有一些模具国可以生产,也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样,出口退税率只有13%,而未达17%。从市场情况来看,塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具,并大力开发国际市场,发展出口模具。随着中国塑料工业,特别是工程塑料的高速发展,可以预见,中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度,未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。模具设计的主要依据,就是客户所提供的塑料制品图及实样。模具设计人员必须对制品图及实样进行详细的分析和消化,同时在设计模具时,必须逐一核查以下所有项目：(1) 尺寸精度及其相关尺寸的正确性根据塑料制品在整个产品上的具体要求和功能,来确定其外观质量和具体尺寸属于哪一类型。一般来说有三种情况,第一种是外观质量要求较高、尺寸精度要求较低的塑料制品,具体尺寸除装配尺寸外,其余尺寸只要吻合较好、形状逼真即可。第二种是功能性塑料制品,尺寸要求严格,其尺寸必须在允许的公差围,否则会影响整个产品的性能,这类产品有塑料齿轮等。第三种是外观与尺寸都要求很严格的塑料制品,这类制品如照相机用塑料件、塑料光学透镜等。(2) 脱模斜度是否合理脱模斜度直接关系到塑料制品的脱模和质量,关系到在注射过程中,注射是否能顺利进行。因此要求塑料制品有足够的脱模斜度。脱模斜度的方向应与塑料制品在成型时的分型或模具分型面相适应,否则会影响制品的外观和壁厚尺寸的精度,甚至会影响塑料制品某些部位的强度。(3) 制品壁厚及其均匀性塑料制品的壁厚要适当,且要具有一定的均匀性。壁厚过厚或者壁厚的均匀性较差,会直接影响制品的成型质量及成型后的变形,加长成型周期,甚至增加制品成本。(4) 塑料种类 各种不同的塑料有其共性,也有各自的特性。在设计模具时必须考虑到塑料特性对模具的影响和要求,以便采取相应的设计方案。因此必须充分的了解塑料名称、牌号、生产厂家及收缩率等情况,例如,在成型含有玻璃纤维增强的塑料时,模具型腔和型芯必须具有防腐蚀的性能,以防止在注射过程中挥发出的腐蚀性气体对模具的腐蚀。另外,不同生产厂家所生产的塑料其色彩和收缩率也不尽相同。(5) 表面要求 塑料制品的表面要求,系指塑料制品的表面粗糙度及表面皮纹要求。模具成型表面的粗糙度对于成型透明制品和非透明制品有所不同,成型透明制品要求型腔和型芯的表面粗糙度相同。对于成型非透明制品时,型腔、型芯的表面粗糙度可以有所不同,成型装饰面的模具部位应具有较高的粗糙度要求,而对于非装饰面,在不影响脱模的情况下,其模具表面可以粗糙一些。 塑料制品表面粗糙度要求,应按照制品表面质量要求来确定,可根据航标HB684193塑料模具型腔表面粗糙度样块和塑料样板技术要求及评定方法来选定。塑料制品表面皮纹要求,应按专业厂家提供塑料皮纹样板来进行选择。在设计具有表面皮纹要求的模具时,要特别注意侧面皮纹对制品脱模的影响,其侧面的脱模斜度应为23。(6) 塑料制品的颜色在一般情况下,颜色对模具设计没有直接影响,但在制品壁厚较厚、制品较大的情况下,易产生颜色不匀,而且制品颜色越深,其制品缺陷暴露的越明显。(7) 塑料制品成型后是否有后处理 某些塑料制品在成型后需进行热处理或表面处理。需进行热处理的制品在计算成型尺寸时,要考虑处理对其尺寸的影响。需进行表面处理的制品,如需表面电镀的制品,若制品较小而批量又很大时,则必须考虑设置辅助流道,将制品连成一体,待电镀工序完成后,再将制品与辅助流道分开。(8) 制品的批量 制品的生产批量是设计模具的重要依据之一,因此客户对月批量、年批量、总批量必须提供一个围,以便在设计模具时,对模具的腔数、模具大小、模具的选材、模具寿命等方面能与批量相适应。(9) 注射机规格 在接收客户订货时,客户必须对所用注射机提出明确的规格,以便作为模具设计的依据。在所提供的注射机规格中应包括以下容：1) 注射机型号及生产厂家；2) 注射机最大注射容积最大注射量；3) 注射机的锁模力；4) 注射机喷嘴球面半径及喷嘴孔径；5) 注射机定位孔直径；6) 注射机拉杆间距；7) 注射机容模量允许的模具最大、最小闭合高度；8) 注射机的顶出方式液压顶出或机械顶出以及顶出点位置、顶杆直径；9) 注射机开模行程及顶出力。 其它要求 客户在提出订货时,除了提供必要的设计依据外,有的客户还对模具提出一些具体要求,如腔数及同一模中成型制品的种类、浇口形式、模具形式二板或三板模、顶出方式及顶出位置、操作方式手动、半自动、全自动、型腔型芯的表面粗糙度等,甚至对型腔型芯所用钢材牌号及热处理硬度都提出具体要求。1. 塑料的分析产品的外型结构如图1-1所示。图 1-1 塑件图由于该零件是左右两头大,中间小的结构若是从垂直方向设置分型面,则需要在中间部分进行侧向抽芯,同样,若是从水平方向设置分型面,因为中间的孔也需要进行侧抽芯,故这是一个需要进行侧向抽芯的模具由图可知,未注公差尺寸,采用MT5精度公差。从制品厚度上来看,制品平均壁厚为2mm,较均匀,有利于零件的成型。表面质量分析：该零件表面质量要求不高,注射时只要控制好相应的各项工艺参数,比较容易达到要求。11 产品的材料及成型分析本产品需要有其有强的绝缘性,所以选择聚碳酸酯作材料。聚碳酸酯是一种无味、无臭、无毒、综合性能优良的热塑性工程塑料,具有突出的抗冲击、耐蠕变性能,较高的抗强度,较高的耐热性和耐寒性,介电性能优良,有极好的形状和颜色稳定性,透光性好,可见光的透过率可达90左右,是五大工程塑料中唯一的透明产品。聚碳酸酯也可以与掺混物以合金方式使用。按功能特性,聚碳酸酯分通用、透明医药、食品、阻燃、耐热、耐候、润滑、玻璃纤维增强、无机物填充、电磁屏蔽、抗静电等品级及复合品级,各品级又可分为更多牌号。聚碳酸酯应用与开发正向高复合、多功能、专用化、系列化方面发展,广泛应用于汽车、建筑、包装、医疗保健、家庭用品等领域,并迅速扩展到航空、航天、电子计算机、光盘等许多高新技术领域。聚碳酸酯的成型性能：（1） 无定形料,热稳定性好,成型温度围宽,流动性差。吸湿小,但对水敏感,须经干燥处理。成型收缩率小,易发生熔融开裂和应力集中,故应严格控制成型条件,塑件须经退火处理。（2） 熔融温度高,粘度高。大于200g的塑件,宜用加热式的延伸喷嘴。（3） 冷却速度快,模具浇注系统以粗、短为原则,宜设冷料井,浇口宜取大,模具宜加热。（4） 料温过低会造成缺料,塑件无光泽；料温过高易溢边,塑件起泡。模温低时收缩率、伸长率、抗冲击强度高,抗弯、抗压、抗强度低；模温超过l20时塑件冷却慢,易变形,粘模。可用挤出、注塑、吹塑和真空成型方法进行加工,制造各种板材、制件、容器、管件和薄膜等,其中最常用的是注塑成型法。聚碳酸酯的注塑参数可参考表11。表11 聚碳酸酯的注塑工艺参数名称聚苯乙烯材料代号收缩率/%密度/PC0.50.81.181.20设备类型螺杆转速/喷嘴形式螺杆式28直通式温度料筒一区/二区/三区/喷嘴/模具/21022022024023025025028024028524025090110压力注塑/MPa80130时间注塑/s保压/s冷却/s周期/s20901015209040190后处理方法温度/时间/h红外线烘烤100110812备注材料预干燥0.5h以上2 注塑机的选用21 计算塑件的体积和质量该产品材料为聚碳酸酯,密度为1.181.20,收缩率为0.50.8,计算出其平均密度为1.19,平均收缩率为0.7。通过Pro/E软件画出其三维实体图,软件能自动计算出所画图形的体积。其三维图如图21和22所示。图21 产品实体图图22 产品实体图塑件的体积为218.4cm,由此可计算塑件的质量浇注系统的体积：V2=2.2cm塑件与浇注系统的总体积为V=218.4+2.2=220.6cm塑件质量：根据有关手册查得：=1.19g/cm所以,塑件的重量为：M=V=218.4cm1.2=259.89g22 注塑机的确定根据塑料制品的体积或质量选定注塑机的型号为CJ150N2,其主要技术参数见表12所示。表12 CJ150N2注塑机的主要技术参数注射重量 330 g注射容量 361 mm注射压力 110 Mpa注射行程 170 mm喷嘴半径 10 mm喷嘴孔径 4 mm定位环直径 100 mm锁模部分 锁模力 1500 KN锁模行程 350 mm开模行程 800 mm模板尺寸 665X637 mm导柱间距 450X425 mm最小容模厚度 160 mm最大容模厚度 450 mm顶出力 42 KN顶出行程 75 mm23 注射量的校核KMnm+K注射机最大注射量利用系数,一般取0.8；M注射机的额定注射量；m单个塑件的质量g;n型腔的数量；浇注系统所需要塑件质量g.通过前面的计算,已经知道浇注系统的质量=2.618g,单个塑件的质量m=259.89g即0.8M17.8508.975=262.508g 0.8330=264262.508所以注塑机的注塑量合格。24 锁模力的校核当高压的塑料熔体充满模具型腔时,会产生使模具分型面分开的胀模力,此胀模力等于塑件和浇道系统在分型面上的投影面积与形腔压力之积。为防止模具分型面被胀模力胀开,必须对模具施加足够的锁模力,否则在分型面处将产生溢料现象。因此模具设计时应使注射机的额定锁模力大于胀模力。 Fp式中：F注射机额定锁模力N查参考文献9表5.2得p=30MPaAZ、Aj 分别为制品和浇注系统在分型面上的垂直投影面积mm2;P塑料熔体在型腔的平均压力Mpa。注射机注入的塑料熔体流经喷嘴、流道、浇口和型腔,将产生压力损耗,一般型腔平均压力仅为注射压力的1/41/2。即30=304630=1389.4KN射机的注射压力为1500KN1389.4KN所以注塑机的锁模力合格。25 最大注射压力的校核塑料成型所需要的注射机压力是有塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、塑料形状和浇注系统的压力损失等因素决定的。 聚苯乙烯所用成型压力：60100Mpa 注射机的额定注射压力：11OMpa 选用螺杆式压力损失小一些。所以注塑机压力合格。26 开模行程的校核注射机的开模行程是有限制的,塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离,否则塑件无法从模具中取出。开模行程可按下式校核S+A+510mm式中：S注射机最大开模行程；推出距离脱模距离；包括浇注系统在的塑件高度mm； A取出浇注系统凝料的必须长度mm。Sk=120mm+117.18mm=237.18mm SKS=1145MM 条件成立3. 分型面的选择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艺有密切关系,并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。选择分型面的基本原则：注射成型模的分型面是其闭合时凹模与凸模相配合的接触面。分型面的正确选择,对塑料制品的质量、工艺操作和模具制造均有很大影响。因此,必须认真对待。选择分型面时,应考虑如下基本原则：1. 不应影响制品尺寸的精度和外观；2. 尽量简单；避免采用复杂形状,使模具制造容易；3. 不妨碍制品脱模和抽芯；4. 有利于浇注系统的合理布置；5. 尽可能与料流的末端重合,有利于排气。根据以上原则确定分型面的位置如图31所示。图31 分型面及浇口位置4. 模具型腔数的确定此模具的设计要求为一模一件,所以就不需要复杂的型腔排列。相对来说流道的布局和浇口位置的确定也就简单了许多,由于为一模一件的型腔,不需要利用到分流道,采用直流道不但结构简单而且节省材料,凝料取出也比较容易,在分型面已经确定的情况下,浇口位置被设计在制品的外表面顶端,为保证制品表面的美观,便于与凝料分离所以采用点浇口比较合理。浇口位置如图41所示。直流道的设计如图41所示。浇口套进料口直径D=d+1.50.52式中 D浇口套直径； d注塑机喷嘴口直径； 球面凹坑半径直径Rr+=10+1=11式中 R球面凹坑半径； r注塑机喷嘴球头半径。为了便于将凝料从主流道中取出,将主流道设计成圆锥形,起斜度为26,此处选用2,经换算得主流道大端直径6.7MM。图41 直流道浇注系统5. 分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道,一般开设在分型面上,起分流和转向作用,分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置,分流道的设计应尽可能短,以减少压力损失,热量损失和流道凝料。分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积,塑件的壁厚,塑件的形状和所用塑料的工艺性能,注射速率和分流道长度等因素来确定。 部分塑件常用断面尺寸推荐围。分流道要减小压力损失,希望流道的截面积大,表面积小,以减小传热损失,同时因考虑加工的方便性。分流道应考虑出料的流畅性和制造方便,熔融料的热量损失小,流动阻力小,采用圆形的分流道,为了保证外形无浇口痕,浇口前后两端形成较大的压力差,增加流速,得到外形清晰的制件,提高熔体冷凝速度,保证熔融的塑料不回流,同时可隔断注射压力对型腔塑料的后续作用,冷却后快速切除。同时它的效果与S浇注系统有同样的效果,有利于补塑。常用分流道断面尺寸推荐如表5-1所示。分流道断面直径mm塑料名称分流道断面直径mmABS,AS 聚乙烯尼龙类聚甲醛丙烯酸抗冲击丙烯酸醋酸纤维素聚丙烯异质同晶体4.89.51.69.51.69.53.510810812.5510510810聚苯乙烯软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯热塑性聚酯聚苯醚聚砜离子聚合物聚苯硫醚3.5103.5106.5166.58.03.58.06.5106.5102.4106.513表51 常用分流道断面尺寸分流道的断面形状有圆形,矩形,梯形,U形和六角形。要减少流道的压力损失,希望流道的截面积大,表面积小,以减小传热损失,因此,可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率,其中圆形和正方形的效率最高,但正方形的流道凝料脱模困难,所以一般是制成梯形流道。在该模具上取半圆形断面形状,直径为5mm。该塑件的分流道的断面如图51所示。图51 分流道的断面6. 浇口的选择浇口又称进料口,是连接分流道与型腔之间的一段细短流道除直接浇口外,它是浇注系统的关键部分。其主要作用是： 1型腔充满后,熔体在浇口处首先凝结,防止其倒流。 2易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09,浇口的长度约为0.5mm2mm,浇口具体尺寸一般根据经验确定,取其下限值,然后在试模是逐步纠正。 当塑料熔体通过浇口时,剪切速率增高,同时熔体的磨擦加剧,使料流的温度升高,粘度降低,提高了流动性能,有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大,凝料加快,补缩困难,甚至形成喷射现象,影响塑件质量。浇口位置的选择： 1 浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小,易保证料流充满整个型腔,同时流动比的允许值随塑料熔体的性质,温度,注塑压力等的不同而变化,所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。 2 浇口设置应有利于排气和补塑。 3 浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔,在塑件顶部常留下明显的熔接痕,而采用点浇口,有利于排气,整件质量较好,但是塑件壁厚相差较大,浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处,有利于补缩,可避免缩孔、凹痕产生。 4 浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位,它的存在会降低塑件的强度,所以设置浇口时应考虑料流的方向,浇口数量多,产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口,以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件,浇口位置使料流的流程过长,熔接处料温过低,熔接痕处强度低,会形成明显的接缝,如果浇口位置使料流的流程短,熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度,可在熔接处增设溢溜槽,是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕,而轮辐式浇口会使熔接痕产生。 5 浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。 因点口在脱开时会伤塑件的表面在这里是可以的,考虑到点浇口有利浇注系统的废料和塑件的脱离,所以选取用点绕口。依以上要求,浇口的设计如图61所示。图61 浇口的设计7. 侧抽芯机构的设计由于该塑件侧向有孔和凹穴,所以要设计侧向抽芯机构。7.1 侧向分型与抽芯机构的分类根据动力源的不同,侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压或气动以及手动等三大类型。1机动侧向分型与抽芯机构 机动侧向分型与抽芯机构是利用注射机开模力作为动力,通过有关传动零件如斜导柱使力作用于侧向成型零件而将模具侧向分型或把侧向型芯从塑料制件中抽出,合模时又靠它使侧向成型零件复位。这类机构虽然结构比较复杂,但分型与抽芯无需手工操作,生产率高,在生产中应用最为广泛。根据零件的不同,这类机构可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块和齿轮齿条等许多不同类型的侧向分型与抽芯机构,其中斜导柱侧向分型与抽芯机构最为常用。2液压或气动侧向分型与抽芯液压或气动侧向分型与抽芯机构是以液压力或压缩空气作为动力进行侧向分型与抽芯,同时亦靠液压力或压缩空气使侧向成型零件复位。液压或气动侧向分型与抽芯机构多用于抽拔力大、抽芯距比较长的场合,例如大型管子塑件的抽芯等。这类分型与抽芯机构是靠液压缸或气缸的活塞来回运动进行的,抽芯机构的动作比较平稳,特别是有些注射机本身就带有抽芯液压缸,所以采用液压侧向分型与抽芯更为方便,但缺点是液压或气动装置成本较高。3手动侧向分型与抽芯机构 手动侧向分型与抽芯机构是利用人力将模具侧向分型或把侧向型芯从成型塑件中抽出。这一类机构操作不方便,工人劳动强度大,生产率低,但模具结构简单,加工制造成本低,因此常用于产品的试制、小批量生产或无法采用其他侧向分型与抽芯机构的场合。手动侧向分型与抽芯机构的形式可分为两类,一类是模手动分型抽芯,另一类是模外手动分型抽芯,而模外手动分型抽芯机构实质上是带有活动镶件的模具结构。综合考虑：我选用液压侧向分型与抽芯机构。7. 2 抽芯距离的确定侧向型芯或侧向成型模腔从成型位置到不防碍塑件脱模推出位置所移动的距离称为抽芯距,用S表示。为了安全起见,侧向抽芯距离通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大23mm,但在某些特殊的情况下,当侧型芯或侧型腔从塑件中虽已脱出,但仍阻碍塑件脱模时,就不能简单地使用这种方法确定抽芯距离。我设计的抽芯机构可以使用这种方法确定抽芯距离。即：7.2式中 式中 S抽芯距,mm；S1取出塑件最小尺寸,mm；R最外尺寸,mm；r滑块径,mm。S=58.01+2.99=61mm 8. 斜导柱测向分型与抽芯机构 斜导柱侧向分型与抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧向成型块,使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作。这类侧向分型抽芯机构的特点是结构紧凑,动作安全可靠,加工制造方便,但它的抽芯力和抽芯距受到模具结构的限制,一般使用与抽芯力不大及抽芯距小于6080mm的场合。斜导柱侧向分型与抽芯机构主要由与开模方向成一定角度的斜导柱、侧型腔或型芯滑块、导滑槽、楔紧块和侧型腔或型芯滑块定距限位装置等组成。其结构特点是瓣合模滑块装在T型导滑槽,可沿着抽拔方向平稳滑移,驱动滑块的斜导柱与开模运动方向成斜角安装,斜导柱与滑块上对应的孔呈松动配合,开模时斜导柱与滑块发生相对运动,斜导柱对滑块产生一侧向分力,迫使滑块完成抽芯动作。8.1 斜导柱的设计斜导柱工作端的端部可以设计成锥台形或半球形。我采用半球形。为了减少斜导柱与滑块上斜孔之间的摩擦,可在斜导柱工作长度部分外圆轮廓铣出两个对称平面。 斜导柱的材料多为T8、T10等碳素工具钢,也可以用20钢渗碳处理,我选用T8碳素工具钢。由于斜导柱经常与滑块摩擦,热处理要求硬度,表面粗糙度值。 斜导柱与其固定的模板之间的采用过渡配合H7/m6。由于斜导柱在工作过程中主要用来驱动侧滑块作往复运动,侧滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块之间的配合精度保证,而合模时滑块的最终准确位置有楔紧块决定。因此,为了运动的灵活,滑块上斜导孔与斜导柱之间可以采用较松的间隙配合H11/b11,或在两者之间保留0.5-1mm的间隙。在特殊情况下例如斜导柱固定在动模、滑块固定在定模的结构,为了使滑块的运动滞后于开模动作,以便分型面先打开一定的缝隙,让塑件与凸模之间先松动之后再驱动滑块作侧抽芯,这时的间隙可放大至23mm。8.2 斜导柱倾斜角确定斜导柱轴向与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角a,如上图所示。它是决定斜导柱抽芯机构工作效果的重要参数。a的大小对斜导柱的有效工作长度、抽芯距和受力状况等起着决定性的影响。由图可知：式中：L：斜导柱的工作长度； S：抽芯距； a：斜导柱的倾斜角； H：与抽芯距s对应的开模距。下图是斜导柱抽芯时的受力图从图中可知：式中：侧抽芯时斜导柱所受的正压力； ：侧抽芯时的脱模力,其大小等于抽芯力； ：侧抽芯时所需的开模力；由上式可知,a增大,L和H减小,有利于减小磨具尺寸,但和增大,影响斜导柱和模具的强度和刚度,反之,a减小,斜导柱和模具受力减小,但要在获得相同抽芯距的情况下,斜导柱的长度就要增长,开模距就要变大,因此模具尺寸就会增大。综合考虑,经过实际的计算推导,a取2233比较理想,一般设计时a25,最常用为12。我取=22,=25。8. 3 斜导柱长度的计算当滑块抽出的方向与开模方向垂直。斜导柱的长度计算公式如下：8.1式中 L斜导柱的总长度；D大端的直径；S抽拔距；d导滑段的直径；h固定模板厚度；斜导柱的倾斜度。 L=255mm9. 型腔的尺寸计算PC塑料的收缩率是0.4%-0.7%平均收缩率: =0.4%-0.7%/2=0.55%9. 1 型腔径向尺寸的计算 9.1 式中 模具型腔径向基本尺寸； 塑件外表面的径向基本尺寸； 塑料平均收缩率； 塑件外表面径向基本尺寸的公差。 已知塑件的尺寸,=54mm,=130mm,根据公差表查得=0.94,=1.48,代入公式7.1,得 =60.30mm ,=130.66mm。9. 2 型腔深度的计算 9.2 式中 模具型腔深度基本尺寸； 塑件凸起部分高度基本尺寸； 已知=90mm,=110mm,根据公差表查得=1.2,=1.34,代入公式9.2,得=90.45mm,=110.55mm。9. 3 型芯径向尺寸的计算 9.3 式中 模具型芯径向基本尺寸； 塑件表面的径向基本尺寸； 塑件表面径向基本尺寸的公差； 模具制造公差。 已知=20mm,=54mm,查公差表得=0.52,=0.94,代入公式,得=20.44mm,=54.27mm。 9. 4 型芯高度尺寸的计算 9.4 式中 模具型芯高度基本尺寸； 塑件孔或凹槽深度尺寸。 已知=110mm,=0.94,代入公式9.4,得=106.44mm。10. 模架的选择通过模具的动模和定模的大小,来确定模具的最小模尺寸和各板厚度,进而确定模架的外形尺寸。定模的外形尺寸大约是400400mm,所选模架的模最大尺寸不的小于定模的外形尺寸,并且还要考虑到动模两边的复位杆的位置,最后确定模架的型号为：AI-4040-A90-B120-C180。模架如下图。11. 导柱导向机构的设置合模导向机构对于塑料模具是不可少的部件,因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置,必须导向。导柱安装在动模或者定模一边均可。有细长型芯时,以安在细长型芯一侧为宜。通常导柱设在模板四角。导向机构主要有定位、导向、承受一定侧压力三个作用。1定位作用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。2导向作用动定模合模时,首先导向机构接触,引导动定模正确闭合,避免凸模或型芯先进入型腔以保证不损坏成型零件。3承受一定侧压力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一定的侧压力,此时,导柱能承担一部分侧压力。当侧压力很大时,不能单靠导柱来承担,需要增设锥面定位装置。对于三板模、脱模板脱模等,导柱还要承受悬浮模板的质量.当采用标准模架时,因模架本身带有导向装置,一般情况下,设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置,则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。11. 1 导柱导向机构的设计导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位,其中心至模具边缘应有足够的距离,以保证模具的强度,防止压入导柱和导套后变形。导柱中心至模具外缘应至少有一个导柱直径的厚度；导柱通常设在离中心线1/3 处的长边上。1该模具采用 4 根导柱,其布置为在模板的四个角上。2该模具导柱安装在动模固定板上,导套安装在定模固定板和脱板上。3为了保证分型面很好的接触,导柱和导套在分型面处应制有承屑板,即可削去一个面或在导套的孔口倒角。4各导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行。5在合模时,应保证导向零件首先接触,避免凸模先进入型腔,导致成型零件损坏。6当动定模板采用合并加工时,可确保同轴度要求。7导柱导套的配合长度通常取配合直径的 1.52 倍,其余部分可以扩空,以减小摩擦,并降低加工精度。11. 2 导柱导向机构的设计1本设计的模具采用带头导柱,且加油槽。2导柱的长度必须比凸模端面高度高出68mm。3为使导柱能顺利地进入导向孔,导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分。4导柱的直径应根据模具尺寸来确定,应保证具有足够的抗弯强度。导柱的安装形式,导柱固定部分与模板按H7/m6 过渡配合,导柱滑动部分按H7/f7 或H8/f7间隙配。5导套的端面应倒圆角,一般倒角半径为12mm。导柱孔最好做成通孔,利于排出孔剩余空气。6导套孔的滑动部分按H7/f7 或H8/f7 的间隙配合,表面粗糙度为Ra0.4um。导套外径按H7/m6 或H7/k6 配合镶入模板。7导套材料可用淬火钢或铜青铜合金等耐磨材料制造,但其硬度应低于导柱的硬度,这样可以改善摩擦,以防止导柱或导套拉毛。多用20 钢渗碳后淬火或T8A、T10A淬火。12. 顶出机构的设计顶杆设计原则如下：（1） 塑件滞留于动模,模具开启后应以使塑件及浇口凝料滞留于带有脱模装置的动模上,以便模具脱模装置在注射机顶杆的驱动下完成脱模动作。（2） 塑件不变形损坏,这是脱模机构的基本要求。首先要正确分析塑件对型腔或型芯的附着力的大小以及所在的部位,有针对性地选择合适的脱模方式和脱模位置,应力求塑件受力均匀。（3） 力求良好的塑件外观,顶出塑件的位置应该尽量设在塑件的部或对外观影响不大的部位,在采用顶杆脱模时尤其要注意这个问题。（4） 推杆的直径不宜过细,应有足够的刚度与强度,能承受一定的推力,一般的推杆直径在1.5 2.5 mm 之间,对于直径在2.5 mm 以下的要做成台阶状。对于一般塑件和通孔壳形塑件,按下式计算,并确定其脱模力Q： 式中 型芯或凸模被包紧部分的断面周长cm；被包紧部分的深度cm； p塑件对型芯单位面积上的包紧力,一般情况下,模外冷却的塑件,p取2.43.9XPa；模冷却的塑件,p取0.81.2X107Pa。磨擦系数,一般取0.10.3；脱模斜度；已知塑件L=2534.02mm,H=106.44mm, 所以总的脱模力Q=2534.02mmX106.44mmX10MPA= 26.9713. 复位机构的设计复位机构的作用是在完成一次注射后,顶出机构将制品顶出后,自身没有回到注射前的状态,这是如果不将顶出机构复位,就会影响到下次注射的正常进行,因此要将顶出机构复位,这就是复位机构的作用。复位机构的设计关系到模具是否能够正常注射,同时也影响到注射的效率。尤其要注意的是复位杆与顶出板长度的关系,复位后顶出板应该完全回到上一此注射前的状态。复位杆的外形结构如图131所示。图131 复位杆14. 冷却系统的设计冷却系统的设计要点如下：（1） 实验表明冷却水孔的数量愈多,对制品的冷却也就愈均匀。（2） 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离,即孔的排列与行腔形状相吻合,水孔边距行腔底边距离a查文献12图3.1-13。（3） 对薄壁零件,料流较长时,为取得整个制品相同的冷却速度,可以适当改变冷却水道的排列密度。（4） 冷却装置的形式应根据模具的型腔几何形状而定。（5） 进水管直径的选择应使水流速度不超过冷却水道的水流速度,避免产生过大的压力降。冷却水道直径d一般取不小于8mm。常取920 mm。水道间距b,常取b=0.7dmm。（6） 凹模、凸模或成型型心应分别冷却,并保证其冷却平衡。当成型大型制品或薄壁制品时,料流程较长,而料温愈流愈低,为在制品上取得大致相同的冷却速度,在料流末端冷却水道可排列稀一些。（7） 冷却水道不应穿过设有镶块或其接缝部位,水道连接必须密封以免漏水。进出冷却水温差不应过大,以免造成模具表面冷却不均。浇注系统中的分流道布置如图所示,采用非平衡式布置,从主流道末端到每个浇口的距离不相等,但是分流道的截面形状和尺寸大小完全相同,这样的设计可以使进人每型腔的流程最短,减少了热量散失,缩小了模具的体积,对于该小型什的注射成型来说,并不影响制品的使用性能。分流道的横截面形状为梯形,浇口的类型采用侧浇口。冷却系统的设计对于成型小型件的1模多腔模具来说是十分重要的。如果冷却不好或冷却不均匀,必然导致收缩不均匀,特别是非平衡式分流道的结构。放为了使冷却效果好,在模具的定模型腔板和动模利腔板开没了如图所示的水道,横向穿过这两块模板,这样使塑件各处的冷却均匀,模具的模温均匀。本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计算计。 设定模具平均工作温度为60,用常温的水20作为模具冷却介质,其出口温度为30。查资料PC的单位流量设计冷却水道直径为16mm。图141 冷却系统致本文是在庄文玮老师精心指导和大力支持下完成的。庄老师以其严谨的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、对我产生重要影响。他的包容与支持,若没有他,我想我这篇论文不会这么顺利而圆满的完成。在大学的整整四年中,我觉得我是幸运的,因为我不仅遇到了良师,亦遇到了益友。感所有授我以业的老师,没有这些年知识的积淀,我没有这么大的动力和信心完成这篇论文。同学是我大学的一笔财富,朋友是我人生中的一笔财富。在大学中,我认识了我的专业同学,找到了我知心的朋友,我觉得经历大学的这四年在我人生中是不容后悔。也使我没有遗憾。感母校为我留下了这么多的美好回忆。与此同时,我要感我的父母,若是没有他们的辛勤付出我就不会有现在的机会跟他们说一声感。在这一刻,我将我最由衷的敬意献给他们我最亲爱的爸爸妈妈。！谨以此致最后,我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅的各位老师表示衷心的感！总 结线圈骨架是一个非常常用的零件。它的注射精度不高,需要大批量生产。所以如何提高生产效率和保证其产品质量,是本次设计的关键。本论文设计的创新之处：1液压抽芯,油缸又标准件可选购,整个模具减少近三分之一。2中心推管和外均布的二圈推杆联合推出,产品受力均匀,脱模平稳,产品不变形。通过本次设计,任何简单的塑件的注射成型都需要在设计之前都要明白其工艺性。为提高工作效率,可以设计成一模多腔,但是这样回造成分流道凝料过多,影响产品精度,浪费原材料。所以在一模多腔时,要合理设计流道和型腔配置,以免出现浇不足,和塑件中出现气泡。影响质量。参考文献1 屈华昌塑料成型工艺与模具设计：高等教育,20XX2 编写组塑料模具塑件手册：机械工业,20XX4 王伯平互换性与测量技术基础：机械工业,20XX5 邹维强塑料模典型结构图册：机械工业,20XX6 建生模具塑件与加工速查手册：机械工业,20XXDong H K ,Kyung A. Molding of hollow formation ang its dynamics in liquid gas-assisted injection molding Process ,Korea-Australia rheology journal ,204,16:27-33S.C.Chen ,N.T.Chen ,K.S.Hsu and K.E.Hsu. Study of Polymer Melt Flow in Sequential Injection Molding Process . AICHE Journal,1996, 42:1706-1717附录前言近年来,由于我国国民经济的高速、稳定的增长,促进了我国模具工业的迅速发展壮大,因此,模具设计与制造专业或者相关的材料成型与控制专业已经成为我国国具有优势的热门专业之一。在日常生活中我们的许多制品都是由模具来生产制造出来的,所以,越来越多的人开始从事模具行业的设计,因此,我国的模具设计水平有了进一步的提高和发展的空间。随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长,模具工业快速发展,必然会带来模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一,模具制造技术现在已经逐渐的成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志和发展程度的标志之一。主题塑料注射成型所用的模具称为注射成型模,简称注射模.它是实现注射成型工艺的重要工艺装备.由于,本次毕业设计是采用注射模设计来完成指示电极丝骨架的模具设计,所以,这里介绍一下注塑模。注射模的设计,其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中,经过加热熔化呈流动状态后,在柱塞和螺杆的推动下,熔融塑料被压缩并向前移动,