浴室喷头注塑模具毕业设计

商丘工学院毕业设计（论文）摘 要浴室喷头注塑模模具设计是编写者两个月以来所编写的课程说明书。主要介绍：注射模的整个过程，包括成型零部件、液压油缸抽芯机构，推出机构、流道等一些设计。在论文书写过程中，通过一个月的时间对原始资料进行搜集，充分考虑模具的各种结构并和指导老师及同学之间进行讨论，最终选择了论文所写的模具结构。本论文的资料大多是编写者结合三年所学的各方面的理论知识完成的，包括机械制图、公差与配合、工程力学、机械设计、注射模具成型、工程材料等；一部分是通过查手册所得；采用CAD绘制二维图，UG绘制3D图，还有少部分是同学之间的交流和自己三年的实习总结。关键词：机械设计；模具设计；CAD绘制二维图；1ABSTRACTThe key point of the structure design of plastic injection mould with V-belt pulley groove is the parting(i.e,side action) and eyecting mechanism.Based on the analysis of the technologacical characteristics of plastic pulley,a practical mould structure is presented,involving the design of components of mold and their working principle.To ensure the quality product,the side pulls and demoulding are accomplished by use of the arrester,which prevents the side action of cavity splits at from the beginning of mould opening to a certain travel,as well as by use of angle slide ejecting device.The mould is compact in structure,credible in push-out and easy in installing,maintaining and operating,The quality of product is good and the production effciency is high.Key words: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional map; UG draw 3D maps, injection machine selection1目 录摘 要1ABSTRACT2目 录3第一章 前言11.1 模具在加工工业中的地位11.2 模具的发展趋势11.2.1 加深理论研究11.2.2 高效率、自动化11.2.3 大型、超小型及高精度21.2.4 革新模具制造工艺21.2.5 标准化21.4 来源背景21.4.1 目的31.4.2 要求31.4.3 实际意义31.4.4 主要设计内容3第二章 材料与塑件分析42.1 塑料制品产量和生产要求42.2 塑料品种牌号42.3 制品图样92.3.1尺寸及要求92.3.2 根据制品尺寸几何形状进行分析9分型面的选择10第三章 模具基本结构设计113.1 注射机选择113.2模具型腔数目的计算123.2.1 计算原理123.2.2 制品体积123.2.3 型腔数目确定123.3 模架选择13第四章 成型零件尺寸及结构144.1聚苯乙烯的收缩率（S）144.2 型芯尺寸及结构设计144.2.1 型芯径向尺寸计算利用公式144.2.2 型芯高度尺寸154.3 型腔尺寸及结构设计154.3.1型腔径向尺寸154.3.2 型腔深度尺寸164.3.3 型腔结构164.3.4 型腔计算17第五章 模具结构185.1模具结构图185.2模具与成型机械关系的校核185.2.1 制品及流道体积185.2.2注射机的校核19第六章 浇注系统216.1 概述216.2 浇注系统的设计216.2.1 主流道的设计216.2.2 浇口的设计216.2.3 排气糟的设计236.3合模导向机构的设计23第七章 推出机构257.1 概述257.2 推出机构257.3.侧向抽芯机构类型选择26第八章 支承零件308.1 紧固件及其他附件308.1.1 上模部分308.1.2 下模部分31第九章 冷却系统329.1 温度调节对塑件质量的影响329.2冷却系统之设计规则33第十章 模具的装配与工作过程3510.1 模具的工作过程35结论37参考文献38致 谢39第一章 前言1.1 模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。1.2 模具的发展趋势近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：1.2.1 加深理论研究在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。1.2.2 高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。1.2.3 大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。1.2.4 革新模具制造工艺在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。1.2.5 标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。1.3 设计在学习模具制造中的作用通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。课程能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。1.4 来源背景浴室喷头为PE塑料制品，采用注射模进行成型，这种制品结构比较简单，加工难度不大。1.4.1 目的通过本课题的设计，能够懂得模具的整个设计过程及综合性的掌握本专业知识，能够掌握UG、CAD、Word等软件的操作方法。1.4.2 要求设计本课题的要求的理论联系实际。在学习好相关的设计理论知识的同时，还必须了解实践操作。另外，设计的模具首先要能制造出来，还要有一定的使用价值。1.4.3 实际意义通过本课题的设计，可以更好的掌握模具的整个设计过程。在设计过程中，定会遇到许多以前没有遇到的问题，有问题就会促使自己想尽一切办法去解决，从中获得一定的知识。把整个设计做完之后，就会对知识有个系统的了解。另外，通过对UG、CAD、Word等软件的操作，可以有更好、更熟练的操作技能。这些工作对我以后的人生将是一笔大财富。1.4.4 主要设计内容本课题的设计主要包括成型零件的设计、浇注系统的设计、导向及定位部分的设计、推出与复位部分的设计、固定支承和紧固件的设计、模具结构的整体设计、工艺过程的编写及对UG、CAD、Word等软件的操作技术。第二章 材料与塑件分析2.1 塑料制品产量和生产要求根据图纸要求，此制品为大批量生产，在生产要求上不是很高，所以在模具设计时应力求结构简单，但要能达到制品的各种要求。2.2 塑料品种牌号聚乙烯（polyethylene ，简称PE）是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-100-70C），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。1物质性能编辑是以乙烯单体聚合而成的聚合物。聚乙烯乃1922年由英国ICI合成，1939年开始工业生产，在美国正式工业性生产，大战中为重要的雷达用绝缘材料和军需用品，战后，日本三井石油化学、住友化学（1958年）开始正式生产，1975年14年厂年产140.7万吨，仅次于美国。1933年，英国卜内门化学工业公司发现乙烯在高压下可聚合生成聚乙烯。此法于1939年工业化，通称为高压法。1953年联邦德国K.齐格勒发现以TiCl4-Al(C2H5)3为催化剂，乙烯在较低压力下也可聚合。此法由联邦德国赫斯特公司于1955年投入工业化生产，通称为低压法聚乙烯。聚乙烯聚乙烯是结晶热塑性树脂。它们的化学结构、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依赖于使用的聚合方法。聚合方法决定了支链的类型和支链度。结晶度取决件分子链的规整程度与其所经历的热历史。聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差于聚合物的化学结构和加工条。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4。1983年世界聚乙烯总生产能力为24.65Mt，在建装置能力为3.16Mt。2011年最新统计结果，全球产能达到96Mt，聚乙烯生产的发展趋势显示，生产消费逐步向亚洲地区转移，中国日渐成为最重要的消费市场。在核物理，天体物理，反应堆运行中运用聚乙烯作为漫化剂来测聚乙烯量中子。对核物理的研究做出了自己的贡献.化学分类编辑聚乙烯(POLYETHYLENE，PE)是由乙烯聚合而成之聚合物，产品发展至今已有60年左右历史，全球聚乙烯产量居五大泛用树脂之首。聚乙烯依聚合方法、分子量高低、链结构之不同，分高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及线性低密度聚乙烯。低密度聚乙烯(LOW DENSITY POLYETHYLENE，LDPE)俗称高压聚乙烯，因密度较低，材质最软，主要用在塑胶袋、农业用膜等。2高密度聚乙烯(HIGH DENSITY POLYETHYLENE，HDPE)俗称低压聚乙烯，与LDPE及LLDPE相较，有较高之耐温、耐油性、耐蒸汽渗透性及抗环境应力开裂性，此外电绝缘性和抗冲击性及耐寒性能很好，主要应用于吹塑、注塑等领域。2线型低密度聚乙烯(LINEAR LOW DENSITY POLYETHYLENE，LLDPE)，则是乙烯与少量高级-烯烃在催化剂存在下聚合而成之共聚物。LLDPE外观与LDPE相似，透明性较差些，惟表面光泽好，具有低温韧性、高模量、抗弯曲和耐应力开裂性，低温下抗冲击强度较佳等优点。2LLDPE应用领域几乎已渗透到所有LDPE市场。现阶段LLDPE和HDPE处于生命周期的成长阶段；LDPE则在1980代末逐渐进入发展成熟期，世界上已少有LDPE设备投产。聚乙烯材料难以印刷（除非进行本体改性或表面改性），故大多是无色或浅色制品，当然又由于其具有良好的耐环境老化性能，运动场上的人造草皮大多由聚乙烯制造。最简单的鉴别方法就是用煤气火焰（例如打火机）点燃一小块样品，样品会持续燃烧，有烟，且具有烧蜡烛的味道。用指甲在其上划一下，有划痕的为低密度聚乙烯(LDPE)，否则则是高密度聚乙烯(HDPE)。结构特点编辑CH2=CH2+CH2=CH2+CH2CH2CH2CH2简写：nCH2=CH2CH2CH2n聚合压力大小：高压、中压、低压；聚合实施方法：淤浆法、溶液法 、气相法；产品密度大小：高密度、中密度、低密度、线性低密度、超低密度；产品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量。结构聚乙烯的分子是长链线型结构或支结构，为典型的结晶聚合物。在固体状态下，结晶部分与无定型共存。结晶度视加工条件和原处理条件而异，一般情况下，密度高结晶度就越大。L.DP E结晶度通常为55 %- 6 5%，HDPF结晶度为80%-90%。图2-1示出PE结构示意图。从图中可见，PE分子均有一定的支化度。而LDPE支化度高。在每1000个碳原子中含有15 -25个甲基侧链以及少量的和丁基侧链，由于侧链或支链降低了分子的规整度，所以，会含大量支链的PE结晶度、密度和刚性均低。HDPE的支化低，每1000个碳原子的主链上只有5-7个乙基侧链，故而结晶高，密度、刚性和硬度等性能均较好。度上依赖于聚合物的分子量、支化度和结晶度，如断裂伸长率主要取决于PE密度高和结晶度大，其力学性能就好，但延展性就差，所以，了解聚合物结构会对其结构改性和其他改性有很大帮助一般来说H DPE拉伸强度为20一25MPa，而LDPE拉伸强度仅为10-2f5MPa。这一数值距离工程材料的拉伸强度(100 -200MPa）还相差很大的距离。特点聚乙烯为典型的热塑性塑料，是无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。成型加工的PE树脂均是经挤出造粒的蜡状颗粒料，外观呈乳白色。其分子量在1万一loa万范围内。分子量超过10万的则为超高分子量聚乙烯f UHMWPE3。分子量越高，其物理力学性能越好，越接近工程材料的要求水平。但分子量越高，其加工的难度也随之增大。聚乙烯熔点为100-130C其耐低温性能优良。在-60下仍可保持良好的力学性能，但使用温度在80110。聚乙烯化学稳定性较好，室温下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺类、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾等溶液。但不耐强氧化的腐蚀，如发烟硫酸浓硝酸、铬酸与硫酸的混合液。在室温下上述溶剂会对聚乙烯产生缓慢的侵蚀作用，而在90-100下，浓硫酸和浓硝酸会快速地侵蚀聚乙烯，使其破坏或分解。聚乙烯在大气、阳光和氧的作用下，会发生老化，变色、龟裂、变脆或粉化，丧失其力学性能。在成型加工温度下，也会因氧化作用，使其熔体戮度下降，发生变色、出现条纹，故而在成型加工和使用过程或选材时应予以注意。正因为聚乙烯拥有如上特质，容易加工成型，因此聚乙烯的再生回收具有非常深远的价值。由乙烯均聚以及与少量-烯烃共聚制得的乳白色、半透明的热塑性塑料。密度0.860.96g/cm3，按密度区分有低密度聚乙烯(也包括线性低密度聚乙烯)、超低密度聚乙烯等。无味、无毒。耐化学药品，常温下不溶于溶剂。耐低温，最低使用温度-70-100。电绝缘性好，吸水率低。物理机械性能因密度而异。工业上低密度聚乙烯主要采用高压(110200MPa)、高温(150300)自由基聚合。其他则用低压配位聚合，有时同一套装置可生产密度0.870.96g/cm3的聚乙烯产品，称全密度聚乙烯工艺技术。聚乙烯可加工制成薄膜、电线电缆护套、管材、各种中空制品、注塑制品、纤维等。广泛用于农业、包装、电子电气、机械、汽车、日用杂品等方面。性能应用编辑聚乙烯聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132-135，低密度聚乙烯熔点较低（112）且范围宽。常温下不溶于任何已知溶剂中，70以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶剂中。超高压聚乙烯：可作为工程塑料使用。熔点 140熔化焓292.88J/g印刷方面适用于抗水、油及化学物品等性能较高的产品标签，瀚源印刷常将此材料应用于化妆品、洗发水、洗涤和其他在使用过程中有耐潮、耐挤压要求的日用化学品标签。优异的柔软性，尤其适用于塑料袋。也可用于因环保要求而不能使用PVC标签材料的情况。加工方面聚乙烯可用吹塑、挤出、注射成型等方法加工，广泛应用于制造薄膜、中空制品、纤维和日用杂品等。应用薄膜低密度聚乙烯广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。1975年以来，高密度聚乙烯薄膜也得到发展，它的强度高、耐低温、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。此外，还可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层，制成高分子复合材料。中空制品高密度聚乙烯强度较高，适宜作中空制品。如牛奶瓶、去污剂瓶；2.3 制品图样2.3.1尺寸及要求浴室喷头3D塑件图，如图2.1图 2.12.3.2 根据制品尺寸几何形状进行分析（1） 尺寸及公差从制品所给的尺寸及公差查塑料模塑成型技术表3-7为4级精度等级，查表3-8得4级精度等级为一般精度，从经济方面考虑，在模具设计时模具精度等级也应设计成一般精度等级。（2） 塑料制品的形状此制品为浴室喷头方形制品，制品体积不大，如图2.1。（3）塑料制品的壁厚测量产品可知，此制品最大壁厚为2mm，最小壁厚为1mm。壁厚均匀，但是骨位较少，它会固化或冷却速度的不同引起收缩不均匀，从而在制品内部产生内应力。因此在模具设计时要进行冷却系统的设计及适应选择浇口。（4） 脱模斜度所设计的制品脱模斜度为0.5，部分位置脱模斜度为零，这样制品对型心的包紧力大，脱模时较有脱模斜度的难，生产时可喷涂脱模剂。（5） 分型面的选择塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：1.分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，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，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。2.分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。3.分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。4.分型面应有利于侧向抽芯。分型面的选择第三章 模具基本结构设计3.1 注射机选择根据塑料制品的体积或质量，查书可选定注塑机型号为HTF 250XB.注塑机的参数如下：型号规格ABC螺孔直径mm505560222018.3理论容量cm3442535636射出量402487579射出速度mm/s124124124塑料化能力g/s23.828.834.3射出压力MPa205169142螺旋回转数r/min0225锁模力KN2500锁模行程mm540时间间隔mm570570最大板厚mm570最小板厚mm220顶出行程mm130顶出力KN52顶出根数9最大泵压力MPa16马达输出功率KW30加热器输出功率KW14.85机械外形尺寸m6.021.72.1机械重量8.1贮料器容量kg50料筒体积L5703.2模具型腔数目的计算3.2.1 计算原理通常注射机的实际注射量为注射机最大注射量的80，即 V实 = Vmax80 (3-1)式中 V实 - 制品实际所需注射量，单位cm3。 Vmax - 注射机最大注射量，单位 cm3。 由表3.1 Vmax=535cm3所以 V实=246cm33.2.2 制品体积制品的结构及尺寸如图2.1，体积通过3D测量可得出：V制=113cm33.2.3 型腔数目确定制品数目用n表示，利用下列公式进行计算，n= V实/（n*V制+V流）=535/（2*113+20.4）=2.17通过计算可以设计型腔数量。考虑到模具排位，暂设计型腔数目为一模二腔。3.3 模架选择根据制品尺寸大小及型腔数目，查表模具标准应用手册表6-15初步选用450x450模架具体结构如图3.1(a)、3.1(b)模架型号采用CI-4545-A100-B90-C120，使用标准模架，可以降低计算量，节约成本。图3.1 （a）图3.1 (b)第四章 成型零件尺寸及结构4.1聚苯乙烯的收缩率（S）查塑料制品及其成型模具设计表0.1ABS的收缩率范围为0.4-0.6，换算成平均收缩率ScpScp=(0.4+0.6)/2=0.5 (4-1)4.2 型芯尺寸及结构设计4.2.1 型芯径向尺寸计算利用公式LM1=ls1(1+Scp)+ (4-2)制品的基本尺寸为：252.76, 90查表公差为0.4、0.2、 将数值代入计算LM1=250.76（1+0.5%）+0.4 =251.02LM2=86（1+0.5%）+0.2 =86.434.2.2 型芯高度尺寸Hm = hs(1+Scp%)+ (4-3)制品的基本尺寸为：44.87查表公差为0.1 将数值代入计算Hm= 44.87(1+0.5%)+2/30.1=45.094.3 型腔尺寸及结构设计4.3.1型腔径向尺寸型腔径向尺寸利用公式LM=ls(1+Scp)- （4-6）制品的基本尺寸为:252.76 ， 90查表公差为0.4、0.2将数值代入计算 LM1=252.76(1+0.5)-0.4 =254.02LM2=90(1+0.5)-0.2 =90.454.3.2 型腔深度尺寸型腔深度尺寸利用公式制品的基本尺寸为：46.87查表公差为0.1Hm = Hs(1+Scp%)- (4-7)将数值代入计算LM3=46.87（1+0.5%）+0.1 =47.104.3.3 型腔结构型腔结构简单，采用镶嵌凹模，这种结构成形的制品质量较好，加工方便，并且就镶嵌在型腔板上，与型腔板构成一体。4.3.4 型腔计算 型腔底厚、壁厚1.按刚度校核侧壁厚度，利用公式 t=r（4-8） 代入计算得 t=9.6 mm 2.按强度计算，利用公式 t=r( 代入计算t=8.7mm 取较大值9.6mm。 4.3.5 底厚计算 按刚度计算 h=5.23mm 按强度计算 h=4.87mm 取较大值5.23mm。第五章 模具结构模具结构主要由以下部分组成：成型部分、 支承部分、推出机构、浇注系统、导向部分、紧固定位部分、冷却排气系统。在模具设计过程中，主要考虑塑料怎样进料，制品怎样成型、制品怎样脱出。5.1模具结构图通过对模具成型零件的计算，模架的确定，模具结构图如图所示。5.2模具与成型机械关系的校核5.2.1 制品及流道体积5.2.1.1 制品体积 Vi=5.3cm5.2.2注射机的校核1.最大注射量的校核根据公式 KV0V+V流代入计算得V=113x2+20.4=246.4cm符合注射机的要求2.锁模力校核F锁pA式中p熔融型料在型腔内的压力，该产品 A塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A= 24593mm3F锁注塑机的额定锁模力。故 F锁pA=30Mpa x 24593mm x1.1x0.001=811.6KN选定的注塑机的压力为2500KN，满足要求。模具与注塑机安装部分相关尺寸校核A 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适模具长模具宽H+H1+H2+(3050安全距离)S机注塑机最大开模行程=1110mm;H模具厚度=390mm；H1顶出距离=50mm；H2浇注系统高度=145mm;S机=1110390+50+145+50=635mm故：满足条件 第六章 浇注系统6.1 概述注射模的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止的流动通道。对其要求是：使熔体平稳的进入型腔，使之按要求填充型腔，使型腔内的气体顺利排出，在熔体填充型腔和凝固的过程中，能充分的把压力传到各个部位，以获得组织致密，外形清晰，尺寸稳定的塑料制品。可见，浇注系统的设计是十分重要的。浇注系统的设计正确与否，是注射成型能否顺利进行的关键，因此，要引起高度重视。6.2 浇注系统的设计6.2.1 主流道的设计主流道的截面形状一般为圆形，其锥度为26，在此模具的设计的设计中采用2，小端直径一般取36mm,且大于注射机喷嘴直径0.5mm,由表3-1注射机喷嘴直径为3mm。将此模具主流道小端直径设计为3.5mm。主流道的长度一般设计为145mm,由于主流道需要与高温塑料频繁接触，故设计主流道衬套是十分必要的，尤其是主流道要穿过两块板时，如果没有主流道衬套，在结合处很容易发生溢料，导致主流道难以取出，主流道衬套的球半径比注射机的球半径大12mm，设计球半径为SR16mm。主流道衬套的尺寸查表3-6-62模具实用技术设计综合手册。6.2.2 浇口的设计浇口又称进料口，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，同时熔体的内磨檫加剧，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：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。浇口设置应有利于排气和补塑。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，而采用潜伏浇口，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。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。浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。定位环、浇口衬套、浇注系统示意图因潜伏浇口在脱开时会伤塑件的内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，所以选取用点浇口。分流道与浇口的连接。在利用了UG的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后选择了更具优势的浇口.6.2.3 排气糟的设计 塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。因该模具为小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气,镶件间隙排气，所以无需设计排气槽。6.3合模导向机构的设计导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定侧压力。定位作用：为避免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形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。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，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。导柱、导套零件如下： 第七章 推出机构7.1 概述推出机构的设计是为了把制品从型芯型腔中推出来，为下一次注射做准备，推出机构的设计要求有：1.尽量使制品留在动模上。2.保证制品不变形，不损坏。3.保证制品外观良好。4.结构要可靠。7.2 推出机构推出机构一般有推杆、推管、推件块等，从制品的形状、尺寸考虑，利用推管制品的壁厚太小，采用直推杆，制品的受力面积太小，会损坏制品，其他结构不适合成型本产品，所以将顶出机构设计推板形式，下面采用复位杆提供动力固定，采用导柱导套保证装配需要。推出机构7.3.侧向抽芯机构类型选择一般指的模具的行位机构，即凡是能够获得侧向抽芯或侧向分型以及复位动作来拖出产品倒扣，低陷等位置的机构。下图列出模具的常用行位结构。液压油缸侧向抽芯机构设计 液压或气动抽芯与机动抽芯的区别：液压或气压抽芯是通过一套专用的控制系统来控制活塞的运动实现的，其抽芯动作可不受开模时间和推出时间的影响。液压传动与气压传动抽芯机构的比较：液压传动平稳，且可得到较大的抽拔力和较长的抽芯距离。液压抽芯机构带有锁紧装置，侧向活动型芯设在动模一侧。成型时，侧向活动型芯由定模上的锁紧块锁紧，开模时，锁紧块离去，由液压抽芯系统抽出侧向活芯，然后再推出制件，推出机构复位后，侧向型芯再复位。1、侧向分型与抽芯机构的类型（1）手动抽芯（2）液压或气动抽芯（3）机动抽芯2、抽心距：S=H+(3-5)其中,S为抽芯机构需要行走的总距离，在2D中测量得出需要抽芯的距离为171mm。H为通过测量出来的产品抽芯距离（可以通过3D或2D进行实际测量）3-5MM为产品抽芯后的安全距离本设计中，抽芯距离很大，抽芯171mm才可以达到目的。所以S取175mm。3、抽芯力：将塑料制品从包紧的侧型芯上脱出时所需克服的阻力称为抽芯力。抽芯力F=PA(f *cos+sin)p-塑料制品收缩对型芯单位面积的正压力，通常取812Mpa;A-塑料制品包紧型芯的侧面积，f-磨擦系数，取0.10.2 -脱模斜度，一般就是几度而已。F-单位为NF=10x35034x0.001x(0.1x25cos25+sin25)=290KN4.液压油缸侧向抽芯机构设计 液压或气动抽芯与机动抽芯的区别：液压或气压抽芯是通过一套专用的控制系统来控制活塞的运动实现的，其抽芯动作可不受开模时间和推出时间的影响。液压传动与气压传动抽芯机构的比较：液压传动平稳，且可得到较大的抽拔力和较长的抽芯距离。液压抽芯机构带有锁紧装置，侧向活动型芯设在动模一侧。成型时，侧向活动型芯由定模上的锁紧块锁紧，开模时，锁紧块离去，由液压抽芯系统抽出侧向活芯，然后再推出制件，推出机构复位后，侧向型芯再复位。（1） 滑块的设计滑块设计的要点在于滑块与侧向型芯连接以及注射成型时制品尺寸的准确性和移动的可靠性，滑块分为整体式和组合式两种。滑块材料常用45钢或T8、T10等制造，要求硬度在HRC40以上。（2）导滑槽设计1）导滑槽与滑块导滑部分采用间隙配合，一般采用H8/f8。2）滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3，3）导滑槽材料通常用45钢制造，调质至HRC 28HRC32，（3）滑块定位装置设计，由于我们采用的是后模行位的形式，根据生产的实际情况，采用行位压板的方式，主要作用为固定与导向作用。（4）楔紧块设计楔紧角应比斜导柱的倾斜角大23。斜滑块侧向抽芯的特点是利用推出机构的推力驱动斜滑块斜向运动，在制品被推出脱模的同时由斜滑块完成侧向抽芯动作。一般分为外侧抽芯和内侧抽芯两种。1、斜滑块抽芯机构适用于制品具有侧孔或较浅侧凹，成型面积较大的场合。2、特点：在制品被推出脱模的同时由斜滑块完成侧向抽芯动作。3、斜滑块的导滑形式4、倾斜角通常不超过30。5、进行斜滑块抽芯机构设计时，若定模一侧有成型型芯，则需设置销钉锁紧或压紧的止动装置，保证制品与定模型芯分离而留在动模一侧。液压油缸抽芯系统第八章 支承零件在此模具中，支承零件包括上模座板、下模座板、型芯固定板、模脚等。成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。型腔是用来成型制品外形轮廓的模具零件，了解其结构与制品的形状、尺寸、使用要求。本设计中采用嵌入式型腔及型芯，如图所示。型腔的结构简单，成本低廉。不过模具加工起来比较困难，要用到数控加工或电火花加工。8.1 紧固件及其他附件8.1.1 上模部分 定模部分由于产品较低，采用定模板嵌入方式制作嵌入型芯。型腔8.1.2 下模部分下模部分设计，根据产品设计模具镶件。型芯第九章 冷却系统模具在注射时，应对模具温度进行较好的控制，才能保证制品的精度，这就要求在模具内设计冷却系统，但由于本零件较大，不可以通过模具自然冷却来保证热平衡。另外此制品为小批量生产，成型的制品精度等级为一般精度，故采用模具冷却，冷却水道需要注意设计模具结构在注射模中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为左右，熔体固化成为塑件后，从左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般小于）的塑料，如本设计中的ABS料，仅需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。模具的冷却主要采用循环水冷却方式，模具的加热有通入热水、蒸汽，热油和电阻丝加热等。9.1 温度调节对塑件质量的影响注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。模具冷却水路图9.2冷却系统之设计规则设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔道应使用标准尺寸，以方便加工与组装。设计冷却系统时，模具设计者必须根据塑件的壁厚与体积决定下列设计参数： 冷却孔道的位置与尺寸、孔道的长度、孔道的种类、孔道的配置与连接、以及冷却剂的流动速率与热传性质。(1) 冷却管路的位置与尺寸塑件壁厚应该尽可能维持均匀。冷却孔道最好设置是在凸模块与凹模块内，设在模块以外的冷却孔道比较不易精确地冷却模具。通常，钢模的冷却孔道与模具表面、模穴或模心的距离应维持为冷却孔道直径的12倍，冷却孔道之间的间距应维持35倍直径。冷却孔道直径通常为612 mm（7/169/16英吋），在此取10mm。 第十章 模具的装配与工作过程装配模具是模具制造过程中的最后阶段，装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系，将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。 在模具装配过程中，对模具的装配精度应控制在合理的范围内，模具的装配精度包括相关零件的位置精度，相关的运动精度，配合精度及接触只有当各精度要求得到保证，才能使模具的整体要求得到保证。 定模各动模的导柱和导套孔先不加工，先将型腔和型芯镶块加工好，然后装入定模和动模内，将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架的。 浇口套与定模部分装配后，必须与分模面有一定的间隙，其间隙为0.050.15毫米，因为该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是由于没有间隙的原因。10.1 模具的工作过程1. 模具安装上注塑机，通过定位环定位2.注塑机喷嘴对准浇口衬套3.注射，保压，冷却，成型4.液压油缸抽芯机构完成对塑件的抽芯，然后模具分型面开模，5.停止开模6.注塑机顶棍通过顶棍孔顶向顶针底板，7.继续顶出运动，顶针底板带动顶针，斜顶抽芯机构，完成内卡扣的抽芯，和顶出塑件。8.塑件脱模，取出9.注塑机顶棍退回，在复位杆和弹簧的作用下，模具顶出和斜顶抽芯系统复位。10.模具合模，液压油缸系统复位，准备下一次注塑过程结论通过此次课程，我受益匪浅，可大体地了解作为一名设计人员所要具备的基本素质及知识量及思考问题，解决问题的能力。同时也让我巩固了自己的专业知识，在设计的过程中对于CAD、UG 绘图软件、Microsoft Word 办公软件等应用有了更进一步的掌握；在设计之初，面对从未涉及的问题，感到十分棘手，但经过反复的思考、查阅资料以及在老师的热心指导帮助下，同学之间的探讨，发现并非想象中的那么困难。另外，查阅资料是本次设计的重点，询问经验人士，我想实践是最可靠的保证，经验是宝贵的财富。通过认真仔细的资料查阅和软件的反复模拟，特别在林老师的精心指导和严谨求实的要求下，我确信这次毕业实际是成功的，在这表示特别感谢！当然，由于本人的知识面欠全，设计中还存在不足，但我相信通过这次设计将为我今后走向工作岗位打下了坚实的基础。参考文献1. 伍先明等.塑料模具设计指导.北京：国防工业出版社.2010.4.2. 廖念钊，古盈菴，莫雨松等.互换性与技术测量.北京：中国计量出版社.2009.6.3. 王琳，陈雪江，肖新华.AutoCAD2008中文版机械图形设计北京:清华大学出版社.2007.7.4. 谭雪松，王金，钟廷志.UGNGINEER Wildfire 4.0中文版模具设计.北京：人民邮电出版社.2009.11.5. 管耀文. UGNGINEER野火版模具设计实例精讲.北京：人民邮电出版社.2007.126. 何满才.模具设计UGNGINEER Wildfire中文版实例详解.北京：人民邮电出版社.2005.5.7. 齐卫东.塑料模具设计与制造.北京：高等教育出版社.20048. 阎亚林.塑料模具图册.北京:高等教育出版社.2004.9. 屈华昌.塑料成形工艺与模具设计.北京：高等教育出版社.2001.10. 甑瑞麟.模具制造实训教程.北京：机械工业出版社.2006.11. 付丽.实用模具技术手册.北京：机械工业出版社.2002.12. 于华编著.注塑模具设计技术及实例.北京：机械工业出版社.2004.6.13. 陈万林等编著.实用塑料注塑模设计与制造.北京：机械工业出版社.2000.3.14. 蒋继宏，王效岳编著.注塑模具典型结构100例.北京：中国轻工业出版社.2000.15. 屈华昌主编.塑料成型工艺模具设计.北京：高等教育出版社.2004.8.16. 叶久新，王群.塑料成型工艺及模具设计.北京：机械工业出版社.2008.1.致 谢这次浴室喷头的模具设计，是对我这四年大学学习的一次检验，通过这次设计，我补充了在理论学习中的一些漏洞， 使我掌握了在注塑工艺中应重视的问题，使我详细的知道了塑件成型的工艺过程，并通过熟悉和查阅与注塑方面相关资料，掌握了一般的设计方法和设计技巧，而且对树立正确的设计思想，培养我用所学专业知识去分析、解决在实际生产和生活中遇到问题能力都是有很重要的实际意义。培养了我独立思考的能力，使我可以更多得考虑问题。考虑制品在使用，美观，而且要占领市场所需要考虑的问题。本次课程中，我的指导老师XXX老师，对我在资料的查找收集和整理以及模具设计的过程中所遇到的问题，给以极大的帮助和指导，同时也得到了其他多位老师和同学们的热心帮助，使我学到了很多课堂学不到的东西，培养了我多思考，勤查资料，多动手的习惯。这次我的设计结果，也是老师和同学们的功劳，对在此过程中给予我帮助的各位老师和同学表示由衷心的感谢！我会继续学习，不辜负老师的期望，也对的起同学们的帮助。祝愿老师们工作顺利，身体健康，合家欢乐。祝福我的同学们学业有成，以后事业顺心，前途无量！ 38