畢業(yè)設計說明書題 目 三孔面板插座塑料模具設計 專 業(yè) 班 級 學生姓名 指導教師 201X 年 X 月 X 日II摘 要在人們的日常生活中，塑料產(chǎn)品的應用隨處可見，大到我們家用的冰箱，洗衣機，小到家庭用筷子和碗。都有塑料模具的影子。本論文以三孔面板插座為原型進行塑料模具的設計，包括其材料成型工藝的分析，分型面的選擇，澆筑系統(tǒng)的設計，以及最后的注塑機的校核計算和注射量的計算等等，本文采用自上而下的模具設計方法，通過理論聯(lián)系實際的工作方法，設計出合理的三孔面板插座注塑模具。本次設計主要是對三孔面板插座進行設計，通過對三孔面板插座塑料模具設計,能夠全面的了解塑料模具設計的基本原則、方法.并能較為熟練的使用 UG、AUTOCAD 軟件進行塑料模具設計,提高自己的繪圖能力。隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活和軍事等各個領域的應用范圍越來越廣，質(zhì)量要求也越來越高，塑料工業(yè)對我國的經(jīng)濟發(fā)展起著不可替代的作用。關鍵詞：工藝方案；模具結(jié)構(gòu)；注塑機；模具設計IIIAbstractPlastic injection mold is an important technological equipment of plastic forming, through the flashlight front cover plastic mould design, can fully understand the basic principles, methods of plastic mould design. And can be more skilled use of UG, AUTOCAD software for plastic mold design, improve their ability to draw. Engaged in the design for the future work laid a solid foundation. With the needs of the development of modern industry, plastic products in industry, agriculture, military and other fields of daily life and the application scope is more and more wide, the quality requirements also more and more high, China has become one of the world's largest plastics market, plastic products production in the world's second. The main design is on the cover of a flashlight injection mould design, focus on the forming principle of plastic parts, raw materials selection and injection technology were analyzed. By according to the shape, size, precision and surface quality requirement analysis, to determine the required moulding solutions, products after processing, the choice of the parting surface, cavity number and arrangement, the structure of molding parts, pouring system, etc. Key words: Process; The mould structure; Injection molding machine; Mold design IV目 錄摘 要 .IIAbstractIII目 錄 .IV1 緒論 .11.1 概述 .11.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 .11.3 國外研究現(xiàn)狀 .22 塑料制品分析 .32.1 明確制品設計要求 32.2 明確制品批量 32.3 材料選擇及性能 32.3.1 材料選擇 .32.3.2 材料品種 .42.4 成型設備 42.5 拔模斜度 42.6 計算制品的體積和質(zhì)量 42.6.1 表面質(zhì)量的分析 42.6.2 塑件的體積重量 53 注射機及成型方案的確定 .63.1 注射機的確定 64 型腔數(shù)的確定及分型面的選擇 .84.1 型腔數(shù)的確定 84.2 分型面的選擇 84.2.1 分型面的主要選擇原則 .84.3 確定型腔的排列方式 94.4 標準模架的選用 10V4.3 模架裝配圖 105 成型零部件的設計與計算 .115.1 凸模設計 115.2 凹模的設計 115.3 成型零件工作尺寸的計算 125.3.1 模腔工作尺寸的計算 .126.1 主流道設計 146.2 澆口的設計 147 排氣與冷卻系統(tǒng)的設計 .167.1 冷卻系統(tǒng)設計的原則 167.2 冷卻水路的計算 167.3 排氣系統(tǒng)的設計 178 頂出機構(gòu)的設計 .198.1 推桿復位裝置 198.2 推件機構(gòu)的設計 198.2.1 推桿長度的計算 .208.3 斜推桿的設計 218.4 斜推桿的設計要點 218.5 斜推桿傾斜角的確定 229 導向機構(gòu)的設計 .239.1 導向、定位機構(gòu)的主要功能 2310 結(jié)論與展望 .25致謝 .26參考文獻 .27模具設計11 緒論1.1 概述模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎工藝裝備。在汽車、電機、儀表、電器、電子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%～80%的零件都依靠模具成形，并且隨著近年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對模具的要求越來越高，結(jié)構(gòu)也越來越復雜。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜性、高一致性、高生產(chǎn)效率和低耗率，是其它加工制造方法所不能比擬的。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍也在不斷地擴大，越來越普遍地采用塑料成型。注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復雜程度和注射機的種類等很多因素有關，其基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機的固定板上，動模部分安裝在注射機的移動模板上，在注射成型過程中它隨注射機上的合模系統(tǒng)運動。注射成型時動模部分與定模部分由導柱導向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導向機構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀20 世紀 80 年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以 15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機構(gòu)和大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48“（約 122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術，模具的電加工和數(shù)控加工技術，快速成型與快速制模技術，新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。模具設計2盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口 10 多億美元的各類大型，精密，復雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。（1）注重開發(fā)大型，精密，復雜模具（2）加強模具標準件的應用（3）推廣CAD/CAM/CAE 技術（4 ）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期。1.3 國外研究現(xiàn)狀在工業(yè)發(fā)達國家，據(jù) 1991 年統(tǒng)計，日本生產(chǎn)塑料模和生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)各占 40；韓國模具專業(yè)廠中，生產(chǎn)塑料模的占 43.9，生產(chǎn)沖壓模的占 44.8%;新加坡全國有 460 家模具企業(yè)，60%生產(chǎn)塑料模，35%生產(chǎn)沖模和夾具。目 前 ， 國 際 市 場 的 主 要 流 行 ， 應 用 最 廣 泛 的 注 塑 模 具 流 動 模 擬 分 析 軟 件 擁 有 澳 大利 亞 MOLDFLOW， 科 技 ， H-FLOW 等 華 中 科 技 大 學 美 國 CFLOW 的 美 國 。 該 模 流軟 件 包 括 三 部 分 組 成 ： Moldflow 塑 料 顧 問 （ 產(chǎn) 品 優(yōu) 化 顧 問 （ MPA） ， Moldflow 塑料 洞 察 （ 注 射 （ MPI） 和 Moldflow 塑 料 XPERT（ 注 塑 成 型 過 程 控 制 專 家 （ MPX）的 仿 真 分 析 。采 用 CAE 技 術 ， 可 以 完 全 代 替 試 模 ， CAE 技 術 提 供 了 從 產(chǎn) 品 設 計 到 生 產(chǎn) 的 完整 解 決 方 案 。模具設計32 塑料制品分析2.1 明確制品設計要求圖 2.1、為塑料制品的三維圖。整個塑件呈現(xiàn)方形，該構(gòu)件的表面的形狀和整體的結(jié)構(gòu)較其他塑件較為簡單，在零件的內(nèi)部有倒扣，由于是在零件的內(nèi)部，需要斜頂出抽芯，表面粗糙度要求不太高，而且較為實用性零件對其尺寸公差沒有太嚴格的要求。圖 2.1 塑料制品的三維圖 2.2 明確制品批量本次的塑件是三孔面板插座的設計，由于塑件制品的應用很廣泛，所以我們采用批量生產(chǎn)，型腔數(shù)量擬定采用一模兩腔來制作。2.3 材料選擇及性能2.3.1 材料選擇三孔面板插座一般都是用在家具生活中，所以我們采用塑性優(yōu)良的 ABS 為材料。模具設計42.3.2 材料品種 下表 1 即可說明 ABS 塑料的性能，從各個方面考慮，都能夠符合三孔面板插座的具體要求。表 1 ABS 塑料的部分技術指標技術指標 值密度(g / cm^-3) 1.02～1.16收縮率(%) 0.4～0.7透明度 不透明比熱容/(J·kg^-1·k^-1) 1470吸水性（24 小時） （%） 0.2～0.4屈服強度/MPa 50拉伸彈性模量/GPa 1.8抗壓強度/MPa 53彎曲彈性模量/GPa 1.4熔點℃ 130～1602.4 成型設備 通常情況下，臥式注塑機應用最為廣泛，所以采用臥式注塑機是最好的選擇。2.5 拔模斜度 由于零件深度很小，所以拔模角度為一度。2.6 計算制品的體積和質(zhì)量2.6.1 表面質(zhì)量的分析該零件的 表面質(zhì)量要求很高各個成型面都得進行拋光處理2.6.2 塑件的體積重量計算塑件的重量是為了選用注射機及確定模具型腔數(shù)。計算得塑件的體積：V＝5.731cm3 計算塑件的質(zhì)量：公式為 W＝Vρ根據(jù)設計手冊查得 ABS 的密度為 1.05 g/cm3，故塑件的重量為： 模具設計5W＝Vρ=5.731*1.05=5.80g計算得澆注系統(tǒng)的體積：V＝4.53cm3 計算塑件的質(zhì)量：公式為 W＝Vρ根據(jù)設計手冊查得 ABS 的密度為 1.05 g/cm3，故塑件的重量為： W＝Vρ=4.53*1.05=4.7565g3 注射機及成型方案的確定3.1 注射機的確定根據(jù)注射所需的壓力和塑件的重量以及其它情況（主要考慮到模具的高度問題） ，可初步選用的注射機為D（塑料成型工藝與模具設計）初步選用注射機海天 110X1B。注射機海天 110X1B 參數(shù)：額定注射量：147mm 2最大成型面積：320cm柱塞直徑：36mm注射壓力：183Mpa模板尺寸：550×550（mm×mm）柱桿空間：400X400(mm×mm)鎖模力：1100KN噴嘴圓弧半徑：10mm噴嘴孔徑：2.5mm最大開模行程：750mm（可調(diào)整型）模具最大厚度：410mm模具最少厚度：160mm模具設計64 型腔數(shù)的確定及分型面的選擇4.1 型腔數(shù)的確定以機床的注射能力為基礎，每次注射量不超過注射機最大注射量的 80%計算：件澆WS???8.031.457X=8.1 式中： N----型腔數(shù)S----注射機的注射量（g）W 澆----澆注系統(tǒng)的重量（g）W 件----塑件重量（g）因為，N=8.12所以，此模具型腔為一模 2 腔結(jié)構(gòu)合理。4.2 分型面的選擇分 型 面 是 決 定 模 具 結(jié) 構(gòu) 形 式 的 重 要 因 素 ， 它 與 模 具 的 整 體 結(jié) 構(gòu) 與 模 具 的 整 體 結(jié) 構(gòu) 、澆 注 系 統(tǒng) 的 設 計 、 塑 件 的 脫 模 和 模 具 的 制 造 工 藝 等 有 關 ， 因 此 ， 分 型 面 的 選 擇 是 注 射模 中 的 一 個 關 鍵 。分 型 面 的 形 式 如 圖 3.1 所 示 有 平 直 分 型 面 、 傾 斜 分 型 面 、 階 梯 分 型 面 、 ， 曲 面分 型 面 和 瓣 合 分 型 面 。模具設計7圖 3.1 分型面的形式由 于 分 型 面 受 塑 件 在 分 型 面 中 的 成 型 位 置 、 塑 件 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 、 澆 注 系 統(tǒng) 形 式 、推 出 方 式 、 排 氣 方 式 及 制 造 工 藝 等 多 種 因 素 的 影 響 ， 此 零 件 并 不 復 雜 ， 為 普 通 方 形 散熱 器 ， 其 中 一 個 側(cè) 面 有 一 個 方 形 孔 ， 考 慮 到 塑 件 順 利 脫 模 ， 選 擇 平 直 分 型 面 ， 綜上所述，合理的分型面應選擇在下部。如圖所示：圖 4.1 分型面選擇圖4.3 確定型腔的排列方式模板上的排列形式通常有圓形、H 形、直線型及復合型等。在設計時有以下原則：（1）盡量采用對稱式排布，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。（2）塑件結(jié)構(gòu)簡單，應盡量使型腔緊湊排列，而減小模具的外形尺寸。（3）分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短。（4）為了避免模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，澆口開口部位與型腔布置應對稱。因為該塑件屬大批量生產(chǎn)的小型塑件，但對產(chǎn)品的精度、表面粗糙度還是有較高的要求，通過前面算出的單個產(chǎn)品的體積 V 和質(zhì)量 W, 綜合考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品模具設計8質(zhì)量等各種因素，以及注射機的類型選擇確定采用一模 1 腔排布。本塑件在注射時采用一模 2 件。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復雜程度等因素采用如下圖 4.2 的型腔排列方式。4.2 模具型腔排列方式4.4 標準模架的選用模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對于模具而言，在保證足夠強度的前提下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好。模架尺寸參照裝配圖 4.3本模具采用的是《塑料模具設計指導》P104 頁中的 P2 型標準模架，如圖所示：模具設計94.3 模架裝配圖5 成型零部件的設計與計算5.1 凸模設計凸模用于成型塑料的內(nèi)表面，又稱型芯、陽?；虺尚蜅U。結(jié)構(gòu)分整體式和組合式兩種。整體嵌入式結(jié)構(gòu)，由整塊金屬材料直接加工成模仁，其中公模仁的結(jié)構(gòu)如下圖 5.1圖 5.1 凸模的結(jié)構(gòu)5.2 凹模的設計凹模用于成型塑件的外表面，又稱陰模、型腔。按照結(jié)構(gòu)的不同可以分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式、大面積鑲嵌式和四壁鑲嵌式五種。為了便于加工和有利于排模具設計10氣，運用組合式的型腔結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如下圖 5.2圖 5.2 凹模的結(jié)構(gòu)5.3 成型零件工作尺寸的計算本設計中零件工作尺寸的計算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算，已給出這 ABS 的成型收縮率為 0.005，模具的制造公差取 z=Δ/3。5.3.1 模腔工作尺寸的計算1. 凹模的內(nèi)形尺寸：??3[1/4]Lk??????凹式中：L 凹為型腔內(nèi)形尺寸(mm)；L 塑為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實際外形尺寸；K 為塑料平均收縮率(%)，此處取 0.5%Δs 為塑件公差，查表知 ABS 塑件精度等級取 5 級；塑件基本尺寸在 3~6mm 范圍內(nèi)取 0.24mm;18~24mm 范圍內(nèi)取 0.24mm;80~100mm 范圍內(nèi)取 1.00mm;在 100~120mm 公差取 1.14mm；在 140~160mm 公差取 1.44mm;在 200~225mm 公差取 1.92mm;在 280~350mm公差取 2.5mm;在 315~355mm 公差取 2.8mm所以型腔尺寸如下：L1=[100×(1+0.005)-(3/4)×0.50] =100.75350.?17.0?模具設計11型腔深度的尺寸計算：h =[h (1+k)-(2/3)Δ] （5.7）凹 塑 3??式中： h 凸模 /型芯高度尺寸 (mm)；凹h 為塑件內(nèi)形深度基本尺寸 (mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸；塑Δs 、K 含義如（1）式中。H1=[3×(1+0.005)-(2/3)×0.20] =2.885320.?07.?H2=[21.55×(1+0.005)-(2/3)×0.56] =21.3656. 19.02）凸模的外形尺寸計算： L =[L (1+k)+(3/4) Δ] （5.8）凹 塑 3??式中： L 凸模/ 型芯外形尺寸(mm)； 凹L 為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形尺寸；塑Δs 、k 含義如（1）式中。所以型芯的尺寸如下：L1=[100×（1+0.005 ）+ （3/4 ）×0.74] =100.46 374.0?025.?L3=[70×（1+0.005 ）+ （3/4 ）×0.50] =70.53 350.?017.?型芯的深度尺寸計算：h =[h (1+k)+ (2/3)Δ] （5.9）凹 塑 3??式中： h 為 凸模/ 型芯高度尺寸(mm)；凹h 為塑件內(nèi)形深度基本尺寸 (mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸；塑Δs 、k 含義如（1）式中。型芯的高度分別為：H1=[20×（1+0.005）+ （2/3 ）×0.44] =20.434.0?015.?模具設計126 澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)設計時，應注意與注射機的注射口相符合，主流道、澆口套、定位圈等的各項參數(shù)與注射機的規(guī)格密切相關，由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸，所以模具的主流道部分通常設計成可拆卸更換的主流道襯套，即澆口套。6.1 主流道設計設計手根據(jù)冊查得海天 110X1B 型注射機噴嘴有關尺寸如下：噴嘴前端孔徑：d0=φ2.5mm噴嘴前端球面半徑：R0＝10mm為了使凝料能順利拔出，主流道的小端直徑 D 應稍大于注射噴嘴直徑 d。 D＝d+(0.5－1)mm=φ3+0.5＝φ3.2mm主流道的半錐角 α 通常為 1°－2°過大的錐角會產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使充模時熔體的流動阻力過大，此處的錐角選用 1°。經(jīng)換算得主流道大端直徑 D＝φ7.74mm, 為使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設計半徑ｒ＝1mm 的圓弧過渡。6.2 澆口的設計本 塑 件 的 澆 口 設 計 為 直 澆 口 ， 這 里 澆 口 的 的 斷 面 形 狀 設 計 為 矩 形 。 由 于 塑 件 結(jié)構(gòu) 簡 單 ， 厚 度 較 小 ， 所 以 其 截 面 厚 度 h 通 常 取 澆 口 處 壁 厚 的 1/3～ 2/3， 這 里 取h=1mm； 其 截 面 寬 度 b 取 2h， b=2mm； 澆 口 長 度 取 L=2mm。模具設計13圖 6.1 平衡式澆注系統(tǒng)模具設計147 排氣與冷卻系統(tǒng)的設計7.1 冷卻系統(tǒng)設計的原則1、冷卻水孔數(shù)量盡可能多，尺寸盡可能的大。2、冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同間距，一般水孔邊離型腔的距離大于10mm，常用 12～15mm。3、降低入水與出水的溫度差，防止制品變形。4、水道的開設便于加工和清理，一般孔徑為 6～10mm。5、采用并流流向，加強澆口處的冷卻。7.2 冷卻水路的計算生產(chǎn)周期： 脫冷注 tt??式中 t 為生產(chǎn)周期（s）,t 注為注射時間，t 冷為冷卻時間，t 澆為脫模時間,由《塑料制品成型及模具設計》 第 237 頁附錄 D 可查得 t 注 2-5s,t 冷 15-60s，總周期 t 為 30-140s;ABS 的單位熱流量： ABS 的單位熱流量 Qs 為 590-690 kJ/kg每小時需要注射的次數(shù) N=3600/t;取 t=30s，可求得 N=120 次.每小時的注射量： hkgGNW/4.201????從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量 Qs 取 650kJ/kg,代入式中得sQ總JJhkg156065/4.2總根據(jù)塑件產(chǎn)品在模具中的位置和模板的布置，確定水路圖如圖 7.1 所示模具設計15圖 7.1 水路圖7.3 排氣系統(tǒng)的設計如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成型缺陷，另外氣體的存在還會產(chǎn)生反壓力而降低充模速度，因此設計模具時必須考慮型腔的排氣問題。注射模通常以如下三種方式排氣1）利用配合間隙排氣2）在分型面上開設排氣槽3）利用排氣塞排氣對于簡單型腔的小型模具，可以利用推桿、活動型芯、活動鑲件以及雙支點鼓固定的型芯端部與模板的配合間隙進行排氣。其配合間隙不能超過 0.5 mm ,一般為 0.03-0.05 mm。本設計采用利用配合間隙排氣的方式排氣。模具設計168 頂出機構(gòu)的設計在注射成型的每一循環(huán)中，都必須便塑件從模具型腔中型芯上脫出,模具中這種脫出機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)（或推出機構(gòu)、頂出機構(gòu)） 。脫模機構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個動作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。(1)推出機構(gòu)應盡量設在動模一側(cè)以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作；(2)保證塑件不因推出而變形損壞,外形良好；(3)結(jié)構(gòu)簡單可靠:機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度；用推件板推出機構(gòu)中，為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.20~0.25mm 的間隙，并用錐面配合，防止推件因偏心而溢料。8.1 推桿復位裝置 推出機構(gòu)用可用多種方式復位，如彈簧復位，強制回位和回針復位，一般模具設計追求安全可靠，同時采用這三種方法。復位桿應對稱布置，長取 2~4 根，長度與推桿相同。 彈簧復位是一種簡單復位方法，它具有先行復位功能，數(shù)跟彈簧裝在動模板與推板之間，推出塑件時彈簧被壓縮，當注射機的頂桿后退，彈簧即將推板推回。其結(jié)構(gòu)如下圖 8.2 所示8.2 推件機構(gòu)的設計推出機構(gòu)——把塑件及澆注系統(tǒng)從從型腔中或型芯上脫出來的機構(gòu)。推出機構(gòu)組成：推出部件（推桿、拉料桿、復位桿、推桿固定板、推桿墊板、限位釘） 、推出導向部件（推桿導柱、推桿導套） 、復位部件（復位桿） 。采用塑料模具約10mm;如果脫模斜度較大的塑料件，可以彈出深度的2/3。本套模具的推出機構(gòu)為機動推出，形式較為簡單，其布置形式見圖3.6。模具設計17圖8.2 推桿的分布8.2.1 推桿長度的計算頂桿總長度為：h 桿=h 凸+h 動墊+S 頂+h 頂固 式中： h 桿 為推桿的總長度；模具設計18h 凸 為凸模的總高度；h 動墊 為動模墊板的厚度；S 頂 為頂出行程；h 頂固 為頂桿固定板的厚度；б1 為富裕量，一般為（ 0.05～0.1）mm，表示頂桿端面應比腔型的平面高出；б2 為頂出行程富裕量，一般為 3～6mm。根據(jù)以上公式計可得，推桿的總長度為 190mm。8.3 斜推桿的設計此塑件的主體型芯位于動模一側(cè)，開模后，塑件包緊型芯留在動模一側(cè)，所以只在動模部分設計推出機構(gòu)即可。且塑件為散熱器零件，表面不允許有推出痕跡，所以采用推桿板推出方式。既然使用推桿板推出，就不存在干涉現(xiàn)象，也就不必設計先行復位機構(gòu)了。斜推桿有整體式和二段式，二段式主要用于長而細的斜推桿，此時采用整體式的斜推桿于彎曲變形。圖 3.9 斜推桿抽芯機構(gòu) [1]8.4 斜推桿的設計要點（1）要保證復位可靠。（2）在斜推桿近型腔一端，須做 6~10mm 的直身位，并做一 2~3mm 的掛臺起定位作用，以避免注塑時斜推桿受壓而移動。設計掛臺亦方便加工、裝配及保證內(nèi)側(cè)凹凸結(jié)構(gòu)的精度。（3）斜推桿上端面應比動模鑲件底 0.05～0.1mm，以保證推出時不損壞制品。模具設計19（4）斜推桿上端面?zhèn)认蛞苿訒r，不能與制品內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)（入圓柱、加強筋或型芯等）發(fā)生干涉；（5）沿抽芯方向制品內(nèi)表面有下降弧度時，斜推桿側(cè)移時會損壞制品。解決方案有：a.制品減料做平，但須征得客戶同意；b.斜推桿底部導軌做斜度 α，使斜推桿延遲推出。（6）當斜推桿上端面和鑲件接觸時，推出時不應碰到另一側(cè)制品。（7）斜推桿在推桿固定板上的固定方式見上圖 3.9.（8）當斜推桿較長或較細時，在動模板上加導向塊，幫助頂出及回位時的穩(wěn)定性。加裝導向塊時其動模必須和內(nèi)模鑲件組合一起切割。（9）斜推桿與內(nèi)模的配合公差取 H7/f6，斜推桿與模架接觸處避空。8.5 斜推桿傾斜角的確定斜推桿的傾斜角度取決于側(cè)向抽芯距離和推桿板推出的距離 H。它們的關系見圖3.10，計算公式如下：tanα=S/H其中：S=側(cè)向凹凸深度 S1+(2～3)mm 圖 3.10 幾何關系斜推桿的傾斜角度不能太大，否則，在推出過程中斜推桿會受到很大的扭矩的作用，從而導致斜推桿磨損，甚至卡死或斷裂。斜推桿的斜角一般為 3°～15°,常用 5°～10°。在設計過程中，這一角度能小不大。本設計的斜推桿如圖模具設計20圖8.5 斜推桿9 導向機構(gòu)的設計9.1 導向、定位機構(gòu)的主要功能1、定位作用 導向裝置直接保證動模、定模位置的正確性，保證模具型腔的形狀和尺寸的精確性，從而保證塑料制品的精度。同時，在模具裝配的過程中便于裝配和調(diào)整。2、導向作用 合模時引導動模按序正確閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側(cè)壓力。3、承載作用 塑料熔體在充模過程中，或由于成型設備精度低的影響，可能產(chǎn)生單向的側(cè)壓力，故需導向裝置能產(chǎn)生一定的單向側(cè)壓力，以保證模具的正常工作。模具設計2110 結(jié)論與展望本次畢業(yè)設計的題目是三孔面板插座注塑模具的設計，直到今天，畢業(yè)設計總算接近尾聲了，通過這次對于三孔面板插座注塑模具的設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是甘蔗自動剝皮切斷機的設計，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。回憶過去，展望未來，我感概良深，覺得以后還有很長一段路要走，我必須努力工作，用自己的實際行動來回報社會和父母。模具設計22致謝在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學術上對我精心指導，在生活上面也給予我無微不至的關懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學階段的學業(yè)，也學到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，創(chuàng)新的學術風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學態(tài)度都是我們應該學習和提倡的。通過近半年的設計計算，查找各類甘蔗自動剝皮切斷機的相關資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學四年的知識和反映。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學的潛移默化讓我學到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關心我和幫助我的人，謝謝大家。另外也感謝我的父母，朋友和同學們的幫助。在做設計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設計。模具設計23參考文獻[1]《塑料成型工藝與模具設計》 ．錢泉森主編．北京人民郵電出版社，2006 年 [2]《塑料模具設計與制造實訓教程》 ．張景黎主編．北京：化學工業(yè)出版社，2009.9 [3]《塑料模具設計手冊 》 ． 譚雪松主編. 北京：人民郵電出版社，2007.11 [4]《模具設計與制造簡明手冊（第二版） 》 ．馮炳堯、韓泰榮、蔣文森編．上?？茖W技術出版社，2008.8 [5]《完全精通 Pro/ENGINEER 野火 5.0 中文版模具設計高級應用》. 林清安主編. 北京: 電子工業(yè)出版社， 2011.12[6]《注塑模設計要點與圖例》 ．許鶴峰 編著．北京：化學工業(yè)出版社，2003 年 [7]《塑料模具設計制造與應用實例》 ．模具實用技術叢書編委會．北京：機械工業(yè)出版社，2004.11 [8]《塑料注射模設計技巧與實例》 ．田寶善等主編．北京：化學工業(yè)出版社，2009.8 [9]《實用注塑模設計實用手冊》 ．張維合主編．北京：化學工業(yè)出版社，2011.9 [10]《注塑模具設計 》 ．宋滿倉等主編．北京：電子工業(yè)出版社，2010.3畢業(yè)設計說明書題 目 三孔面板插座塑料模具設計 專 業(yè) 班 級 學生姓名 指導教師 201X 年 X 月 X 日II摘 要在人們的日常生活中，塑料產(chǎn)品的應用隨處可見，大到我們家用的冰箱，洗衣機，小到家庭用筷子和碗。都有塑料模具的影子。本論文以三孔面板插座為原型進行塑料模具的設計，包括其材料成型工藝的分析，分型面的選擇，澆筑系統(tǒng)的設計，以及最后的注塑機的校核計算和注射量的計算等等，本文采用自上而下的模具設計方法，通過理論聯(lián)系實際的工作方法，設計出合理的三孔面板插座注塑模具。本次設計主要是對三孔面板插座進行設計，通過對三孔面板插座塑料模具設計,能夠全面的了解塑料模具設計的基本原則、方法.并能較為熟練的使用 UG、AUTOCAD 軟件進行塑料模具設計,提高自己的繪圖能力。隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活和軍事等各個領域的應用范圍越來越廣，質(zhì)量要求也越來越高，塑料工業(yè)對我國的經(jīng)濟發(fā)展起著不可替代的作用。關鍵詞：工藝方案；模具結(jié)構(gòu)；注塑機；模具設計IIIAbstractPlastic injection mold is an important technological equipment of plastic forming, through the flashlight front cover plastic mould design, can fully understand the basic principles, methods of plastic mould design. And can be more skilled use of UG, AUTOCAD software for plastic mold design, improve their ability to draw. Engaged in the design for the future work laid a solid foundation. With the needs of the development of modern industry, plastic products in industry, agriculture, military and other fields of daily life and the application scope is more and more wide, the quality requirements also more and more high, China has become one of the world's largest plastics market, plastic products production in the world's second. The main design is on the cover of a flashlight injection mould design, focus on the forming principle of plastic parts, raw materials selection and injection technology were analyzed. By according to the shape, size, precision and surface quality requirement analysis, to determine the required moulding solutions, products after processing, the choice of the parting surface, cavity number and arrangement, the structure of molding parts, pouring system, etc. Key words: Process; The mould structure; Injection molding machine; Mold design IV目 錄摘 要 .IIAbstractIII目 錄 .IV1 緒論 .11.1 概述 .11.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 .11.3 國外研究現(xiàn)狀 .22 塑料制品分析 .32.1 明確制品設計要求 32.2 明確制品批量 32.3 材料選擇及性能 32.3.1 材料選擇 .32.3.2 材料品種 .42.4 成型設備 42.5 拔模斜度 42.6 計算制品的體積和質(zhì)量 42.6.1 表面質(zhì)量的分析 42.6.2 塑件的體積重量 53 注射機及成型方案的確定 .63.1 注射機的確定 64 型腔數(shù)的確定及分型面的選擇 .84.1 型腔數(shù)的確定 84.2 分型面的選擇 84.2.1 分型面的主要選擇原則 .84.3 確定型腔的排列方式 94.4 標準模架的選用 10V4.3 模架裝配圖 105 成型零部件的設計與計算 .115.1 凸模設計 115.2 凹模的設計 115.3 成型零件工作尺寸的計算 125.3.1 模腔工作尺寸的計算 .126.1 主流道設計 146.2 澆口的設計 147 排氣與冷卻系統(tǒng)的設計 .167.1 冷卻系統(tǒng)設計的原則 167.2 冷卻水路的計算 167.3 排氣系統(tǒng)的設計 178 頂出機構(gòu)的設計 .198.1 推桿復位裝置 198.2 推件機構(gòu)的設計 198.2.1 推桿長度的計算 .208.3 斜推桿的設計 218.4 斜推桿的設計要點 218.5 斜推桿傾斜角的確定 229 導向機構(gòu)的設計 .239.1 導向、定位機構(gòu)的主要功能 2310 結(jié)論與展望 .25致謝 .26參考文獻 .27模具設計11 緒論1.1 概述模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎工藝裝備。在汽車、電機、儀表、電器、電子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%～80%的零件都依靠模具成形，并且隨著近年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對模具的要求越來越高，結(jié)構(gòu)也越來越復雜。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜性、高一致性、高生產(chǎn)效率和低耗率，是其它加工制造方法所不能比擬的。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍也在不斷地擴大，越來越普遍地采用塑料成型。注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復雜程度和注射機的種類等很多因素有關，其基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機的固定板上，動模部分安裝在注射機的移動模板上，在注射成型過程中它隨注射機上的合模系統(tǒng)運動。注射成型時動模部分與定模部分由導柱導向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導向機構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀20 世紀 80 年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以 15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機構(gòu)和大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48“（約 122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術，模具的電加工和數(shù)控加工技術，快速成型與快速制模技術，新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。模具設計2盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口 10 多億美元的各類大型，精密，復雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。（1）注重開發(fā)大型，精密，復雜模具（2）加強模具標準件的應用（3）推廣CAD/CAM/CAE 技術（4 ）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期。1.3 國外研究現(xiàn)狀在工業(yè)發(fā)達國家，據(jù) 1991 年統(tǒng)計，日本生產(chǎn)塑料模和生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)各占 40；韓國模具專業(yè)廠中，生產(chǎn)塑料模的占 43.9，生產(chǎn)沖壓模的占 44.8%;新加坡全國有 460 家模具企業(yè)，60%生產(chǎn)塑料模，35%生產(chǎn)沖模和夾具。目 前 ， 國 際 市 場 的 主 要 流 行 ， 應 用 最 廣 泛 的 注 塑 模 具 流 動 模 擬 分 析 軟 件 擁 有 澳 大利 亞 MOLDFLOW， 科 技 ， H-FLOW 等 華 中 科 技 大 學 美 國 CFLOW 的 美 國 。 該 模 流軟 件 包 括 三 部 分 組 成 ： Moldflow 塑 料 顧 問 （ 產(chǎn) 品 優(yōu) 化 顧 問 （ MPA） ， Moldflow 塑料 洞 察 （ 注 射 （ MPI） 和 Moldflow 塑 料 XPERT（ 注 塑 成 型 過 程 控 制 專 家 （ MPX）的 仿 真 分 析 。采 用 CAE 技 術 ， 可 以 完 全 代 替 試 模 ， CAE 技 術 提 供 了 從 產(chǎn) 品 設 計 到 生 產(chǎn) 的 完整 解 決 方 案 。模具設計32 塑料制品分析2.1 明確制品設計要求圖 2.1、為塑料制品的三維圖。整個塑件呈現(xiàn)方形，該構(gòu)件的表面的形狀和整體的結(jié)構(gòu)較其他塑件較為簡單，在零件的內(nèi)部有倒扣，由于是在零件的內(nèi)部，需要斜頂出抽芯，表面粗糙度要求不太高，而且較為實用性零件對其尺寸公差沒有太嚴格的要求。圖 2.1 塑料制品的三維圖 2.2 明確制品批量本次的塑件是三孔面板插座的設計，由于塑件制品的應用很廣泛，所以我們采用批量生產(chǎn)，型腔數(shù)量擬定采用一模兩腔來制作。2.3 材料選擇及性能2.3.1 材料選擇三孔面板插座一般都是用在家具生活中，所以我們采用塑性優(yōu)良的 ABS 為材料。模具設計42.3.2 材料品種 下表 1 即可說明 ABS 塑料的性能，從各個方面考慮，都能夠符合三孔面板插座的具體要求。表 1 ABS 塑料的部分技術指標技術指標 值密度(g / cm^-3) 1.02～1.16收縮率(%) 0.4～0.7透明度 不透明比熱容/(J·kg^-1·k^-1) 1470吸水性（24 小時） （%） 0.2～0.4屈服強度/MPa 50拉伸彈性模量/GPa 1.8抗壓強度/MPa 53彎曲彈性模量/GPa 1.4熔點℃ 130～1602.4 成型設備 通常情況下，臥式注塑機應用最為廣泛，所以采用臥式注塑機是最好的選擇。2.5 拔模斜度 由于零件深度很小，所以拔模角度為一度。2.6 計算制品的體積和質(zhì)量2.6.1 表面質(zhì)量的分析該零件的 表面質(zhì)量要求很高各個成型面都得進行拋光處理2.6.2 塑件的體積重量計算塑件的重量是為了選用注射機及確定模具型腔數(shù)。計算得塑件的體積：V＝5.731cm3 計算塑件的質(zhì)量：公式為 W＝Vρ根據(jù)設計手冊查得 ABS 的密度為 1.05 g/cm3，故塑件的重量為： 模具設計5W＝Vρ=5.731*1.05=5.80g計算得澆注系統(tǒng)的體積：V＝4.53cm3 計算塑件的質(zhì)量：公式為 W＝Vρ根據(jù)設計手冊查得 ABS 的密度為 1.05 g/cm3，故塑件的重量為： W＝Vρ=4.53*1.05=4.7565g3 注射機及成型方案的確定3.1 注射機的確定根據(jù)注射所需的壓力和塑件的重量以及其它情況（主要考慮到模具的高度問題） ，可初步選用的注射機為D（塑料成型工藝與模具設計）初步選用注射機海天 110X1B。注射機海天 110X1B 參數(shù)：額定注射量：147mm 2最大成型面積：320cm柱塞直徑：36mm注射壓力：183Mpa模板尺寸：550×550（mm×mm）柱桿空間：400X400(mm×mm)鎖模力：1100KN噴嘴圓弧半徑：10mm噴嘴孔徑：2.5mm最大開模行程：750mm（可調(diào)整型）模具最大厚度：410mm模具最少厚度：160mm模具設計64 型腔數(shù)的確定及分型面的選擇4.1 型腔數(shù)的確定以機床的注射能力為基礎，每次注射量不超過注射機最大注射量的 80%計算：件澆WS???8.031.457X=8.1 式中： N----型腔數(shù)S----注射機的注射量（g）W 澆----澆注系統(tǒng)的重量（g）W 件----塑件重量（g）因為，N=8.12所以，此模具型腔為一模 2 腔結(jié)構(gòu)合理。4.2 分型面的選擇分 型 面 是 決 定 模 具 結(jié) 構(gòu) 形 式 的 重 要 因 素 ， 它 與 模 具 的 整 體 結(jié) 構(gòu) 與 模 具 的 整 體 結(jié) 構(gòu) 、澆 注 系 統(tǒng) 的 設 計 、 塑 件 的 脫 模 和 模 具 的 制 造 工 藝 等 有 關 ， 因 此 ， 分 型 面 的 選 擇 是 注 射模 中 的 一 個 關 鍵 。分 型 面 的 形 式 如 圖 3.1 所 示 有 平 直 分 型 面 、 傾 斜 分 型 面 、 階 梯 分 型 面 、 ， 曲 面分 型 面 和 瓣 合 分 型 面 。模具設計7圖 3.1 分型面的形式由 于 分 型 面 受 塑 件 在 分 型 面 中 的 成 型 位 置 、 塑 件 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 、 澆 注 系 統(tǒng) 形 式 、推 出 方 式 、 排 氣 方 式 及 制 造 工 藝 等 多 種 因 素 的 影 響 ， 此 零 件 并 不 復 雜 ， 為 普 通 方 形 散熱 器 ， 其 中 一 個 側(cè) 面 有 一 個 方 形 孔 ， 考 慮 到 塑 件 順 利 脫 模 ， 選 擇 平 直 分 型 面 ， 綜上所述，合理的分型面應選擇在下部。如圖所示：圖 4.1 分型面選擇圖4.3 確定型腔的排列方式模板上的排列形式通常有圓形、H 形、直線型及復合型等。在設計時有以下原則：（1）盡量采用對稱式排布，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。（2）塑件結(jié)構(gòu)簡單，應盡量使型腔緊湊排列，而減小模具的外形尺寸。（3）分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短。（4）為了避免模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，澆口開口部位與型腔布置應對稱。因為該塑件屬大批量生產(chǎn)的小型塑件，但對產(chǎn)品的精度、表面粗糙度還是有較高的要求，通過前面算出的單個產(chǎn)品的體積 V 和質(zhì)量 W, 綜合考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品模具設計8質(zhì)量等各種因素，以及注射機的類型選擇確定采用一模 1 腔排布。本塑件在注射時采用一模 2 件。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復雜程度等因素采用如下圖 4.2 的型腔排列方式。4.2 模具型腔排列方式4.4 標準模架的選用模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對于模具而言，在保證足夠強度的前提下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好。模架尺寸參照裝配圖 4.3本模具采用的是《塑料模具設計指導》P104 頁中的 P2 型標準模架，如圖所示：模具設計94.3 模架裝配圖5 成型零部件的設計與計算5.1 凸模設計凸模用于成型塑料的內(nèi)表面，又稱型芯、陽?；虺尚蜅U。結(jié)構(gòu)分整體式和組合式兩種。整體嵌入式結(jié)構(gòu)，由整塊金屬材料直接加工成模仁，其中公模仁的結(jié)構(gòu)如下圖 5.1圖 5.1 凸模的結(jié)構(gòu)5.2 凹模的設計凹模用于成型塑件的外表面，又稱陰模、型腔。按照結(jié)構(gòu)的不同可以分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式、大面積鑲嵌式和四壁鑲嵌式五種。為了便于加工和有利于排模具設計10氣，運用組合式的型腔結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如下圖 5.2圖 5.2 凹模的結(jié)構(gòu)5.3 成型零件工作尺寸的計算本設計中零件工作尺寸的計算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算，已給出這 ABS 的成型收縮率為 0.005，模具的制造公差取 z=Δ/3。5.3.1 模腔工作尺寸的計算1. 凹模的內(nèi)形尺寸：??3[1/4]Lk??????凹式中：L 凹為型腔內(nèi)形尺寸(mm)；L 塑為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實際外形尺寸；K 為塑料平均收縮率(%)，此處取 0.5%Δs 為塑件公差，查表知 ABS 塑件精度等級取 5 級；塑件基本尺寸在 3~6mm 范圍內(nèi)取 0.24mm;18~24mm 范圍內(nèi)取 0.24mm;80~100mm 范圍內(nèi)取 1.00mm;在 100~120mm 公差取 1.14mm；在 140~160mm 公差取 1.44mm;在 200~225mm 公差取 1.92mm;在 280~350mm公差取 2.5mm;在 315~355mm 公差取 2.8mm所以型腔尺寸如下：L1=[100×(1+0.005)-(3/4)×0.50] =100.75350.?17.0?模具設計11型腔深度的尺寸計算：h =[h (1+k)-(2/3)Δ] （5.7）凹 塑 3??式中： h 凸模 /型芯高度尺寸 (mm)；凹h 為塑件內(nèi)形深度基本尺寸 (mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸；塑Δs 、K 含義如（1）式中。H1=[3×(1+0.005)-(2/3)×0.20] =2.885320.?07.?H2=[21.55×(1+0.005)-(2/3)×0.56] =21.3656. 19.02）凸模的外形尺寸計算： L =[L (1+k)+(3/4) Δ] （5.8）凹 塑 3??式中： L 凸模/ 型芯外形尺寸(mm)； 凹L 為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形尺寸；塑Δs 、k 含義如（1）式中。所以型芯的尺寸如下：L1=[100×（1+0.005 ）+ （3/4 ）×0.74] =100.46 374.0?025.?L3=[70×（1+0.005 ）+ （3/4 ）×0.50] =70.53 350.?017.?型芯的深度尺寸計算：h =[h (1+k)+ (2/3)Δ] （5.9）凹 塑 3??式中： h 為 凸模/ 型芯高度尺寸(mm)；凹h 為塑件內(nèi)形深度基本尺寸 (mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸；塑Δs 、k 含義如（1）式中。型芯的高度分別為：H1=[20×（1+0.005）+ （2/3 ）×0.44] =20.434.0?015.?模具設計126 澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)設計時，應注意與注射機的注射口相符合，主流道、澆口套、定位圈等的各項參數(shù)與注射機的規(guī)格密切相關，由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸，所以模具的主流道部分通常設計成可拆卸更換的主流道襯套，即澆口套。6.1 主流道設計設計手根據(jù)冊查得海天 110X1B 型注射機噴嘴有關尺寸如下：噴嘴前端孔徑：d0=φ2.5mm噴嘴前端球面半徑：R0＝10mm為了使凝料能順利拔出，主流道的小端直徑 D 應稍大于注射噴嘴直徑 d。 D＝d+(0.5－1)mm=φ3+0.5＝φ3.2mm主流道的半錐角 α 通常為 1°－2°過大的錐角會產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使充模時熔體的流動阻力過大，此處的錐角選用 1°。經(jīng)換算得主流道大端直徑 D＝φ7.74mm, 為使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設計半徑ｒ＝1mm 的圓弧過渡。6.2 澆口的設計本 塑 件 的 澆 口 設 計 為 直 澆 口 ， 這 里 澆 口 的 的 斷 面 形 狀 設 計 為 矩 形 。 由 于 塑 件 結(jié)構(gòu) 簡 單 ， 厚 度 較 小 ， 所 以 其 截 面 厚 度 h 通 常 取 澆 口 處 壁 厚 的 1/3～ 2/3， 這 里 取h=1mm； 其 截 面 寬 度 b 取 2h， b=2mm； 澆 口 長 度 取 L=2mm。模具設計13圖 6.1 平衡式澆注系統(tǒng)模具設計147 排氣與冷卻系統(tǒng)的設計7.1 冷卻系統(tǒng)設計的原則1、冷卻水孔數(shù)量盡可能多，尺寸盡可能的大。2、冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同間距，一般水孔邊離型腔的距離大于10mm，常用 12～15mm。3、降低入水與出水的溫度差，防止制品變形。4、水道的開設便于加工和清理，一般孔徑為 6～10mm。5、采用并流流向，加強澆口處的冷卻。7.2 冷卻水路的計算生產(chǎn)周期： 脫冷注 tt??式中 t 為生產(chǎn)周期（s）,t 注為注射時間，t 冷為冷卻時間，t 澆為脫模時間,由《塑料制品成型及模具設計》 第 237 頁附錄 D 可查得 t 注 2-5s,t 冷 15-60s，總周期 t 為 30-140s;ABS 的單位熱流量： ABS 的單位熱流量 Qs 為 590-690 kJ/kg每小時需要注射的次數(shù) N=3600/t;取 t=30s，可求得 N=120 次.每小時的注射量： hkgGNW/4.201????從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量 Qs 取 650kJ/kg,代入式中得sQ總JJhkg156065/4.2總根據(jù)塑件產(chǎn)品在模具中的位置和模板的布置，確定水路圖如圖 7.1 所示模具設計15圖 7.1 水路圖7.3 排氣系統(tǒng)的設計如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成型缺陷，另外氣體的存在還會產(chǎn)生反壓力而降低充模速度，因此設計模具時必須考慮型腔的排氣問題。注射模通常以如下三種方式排氣1）利用配合間隙排氣2）在分型面上開設排氣槽3）利用排氣塞排氣對于簡單型腔的小型模具，可以利用推桿、活動型芯、活動鑲件以及雙支點鼓固定的型芯端部與模板的配合間隙進行排氣。其配合間隙不能超過 0.5 mm ,一般為 0.03-0.05 mm。本設計采用利用配合間隙排氣的方式排氣。模具設計168 頂出機構(gòu)的設計在注射成型的每一循環(huán)中，都必須便塑件從模具型腔中型芯上脫出,模具中這種脫出機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)（或推出機構(gòu)、頂出機構(gòu)） 。脫模機構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個動作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。(1)推出機構(gòu)應盡量設在動模一側(cè)以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作；(2)保證塑件不因推出而變形損壞,外形良好；(3)結(jié)構(gòu)簡單可靠:機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度；用推件板推出機構(gòu)中，為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.20~0.25mm 的間隙，并用錐面配合，防止推件因偏心而溢料。8.1 推桿復位裝置 推出機構(gòu)用可用多種方式復位，如彈簧復位，強制回位和回針復位，一般模具設計追求安全可靠，同時采用這三種方法。復位桿應對稱布置，長取 2~4 根，長度與推桿相同。 彈簧復位是一種簡單復位方法，它具有先行復位功能，數(shù)跟彈簧裝在動模板與推板之間，推出塑件時彈簧被壓縮，當注射機的頂桿后退，彈簧即將推板推回。其結(jié)構(gòu)如下圖 8.2 所示8.2 推件機構(gòu)的設計推出機構(gòu)——把塑件及澆注系統(tǒng)從從型腔中或型芯上脫出來的機構(gòu)。推出機構(gòu)組成：推出部件（推桿、拉料桿、復位桿、推桿固定板、推桿墊板、限位釘） 、推出導向部件（推桿導柱、推桿導套） 、復位部件（復位桿） 。采用塑料模具約10mm;如果脫模斜度較大的塑料件，可以彈出深度的2/3。本套模具的推出機構(gòu)為機動推出，形式較為簡單，其布置形式見圖3.6。模具設計17圖8.2 推桿的分布8.2.1 推桿長度的計算頂桿總長度為：h 桿=h 凸+h 動墊+S 頂+h 頂固 式中： h 桿 為推桿的總長度；模具設計18h 凸 為凸模的總高度；h 動墊 為動模墊板的厚度；S 頂 為頂出行程；h 頂固 為頂桿固定板的厚度；б1 為富裕量，一般為（ 0.05～0.1）mm，表示頂桿端面應比腔型的平面高出；б2 為頂出行程富裕量，一般為 3～6mm。根據(jù)以上公式計可得，推桿的總長度為 190mm。8.3 斜推桿的設計此塑件的主體型芯位于動模一側(cè)，開模后，塑件包緊型芯留在動模一側(cè)，所以只在動模部分設計推出機構(gòu)即可。且塑件為散熱器零件，表面不允許有推出痕跡，所以采用推桿板推出方式。既然使用推桿板推出，就不存在干涉現(xiàn)象，也就不必設計先行復位機構(gòu)了。斜推桿有整體式和二段式，二段式主要用于長而細的斜推桿，此時采用整體式的斜推桿于彎曲變形。圖 3.9 斜推桿抽芯機構(gòu) [1]8.4 斜推桿的設計要點（1）要保證復位可靠。（2）在斜推桿近型腔一端，須做 6~10mm 的直身位，并做一 2~3mm 的掛臺起定位作用，以避免注塑時斜推桿受壓而移動。設計掛臺亦方便加工、裝配及保證內(nèi)側(cè)凹凸結(jié)構(gòu)的精度。（3）斜推桿上端面應比動模鑲件底 0.05～0.1mm，以保證推出時不損壞制品。模具設計19（4）斜推桿上端面?zhèn)认蛞苿訒r，不能與制品內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)（入圓柱、加強筋或型芯等）發(fā)生干涉；（5）沿抽芯方向制品內(nèi)表面有下降弧度時，斜推桿側(cè)移時會損壞制品。解決方案有：a.制品減料做平，但須征得客戶同意；b.斜推桿底部導軌做斜度 α，使斜推桿延遲推出。（6）當斜推桿上端面和鑲件接觸時，推出時不應碰到另一側(cè)制品。（7）斜推桿在推桿固定板上的固定方式見上圖 3.9.（8）當斜推桿較長或較細時，在動模板上加導向塊，幫助頂出及回位時的穩(wěn)定性。加裝導向塊時其動模必須和內(nèi)模鑲件組合一起切割。（9）斜推桿與內(nèi)模的配合公差取 H7/f6，斜推桿與模架接觸處避空。8.5 斜推桿傾斜角的確定斜推桿的傾斜角度取決于側(cè)向抽芯距離和推桿板推出的距離 H。它們的關系見圖3.10，計算公式如下：tanα=S/H其中：S=側(cè)向凹凸深度 S1+(2～3)mm 圖 3.10 幾何關系斜推桿的傾斜角度不能太大，否則，在推出過程中斜推桿會受到很大的扭矩的作用，從而導致斜推桿磨損，甚至卡死或斷裂。斜推桿的斜角一般為 3°～15°,常用 5°～10°。在設計過程中，這一角度能小不大。本設計的斜推桿如圖模具設計20圖8.5 斜推桿9 導向機構(gòu)的設計9.1 導向、定位機構(gòu)的主要功能1、定位作用 導向裝置直接保證動模、定模位置的正確性，保證模具型腔的形狀和尺寸的精確性，從而保證塑料制品的精度。同時，在模具裝配的過程中便于裝配和調(diào)整。2、導向作用 合模時引導動模按序正確閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側(cè)壓力。3、承載作用 塑料熔體在充模過程中，或由于成型設備精度低的影響，可能產(chǎn)生單向的側(cè)壓力，故需導向裝置能產(chǎn)生一定的單向側(cè)壓力，以保證模具的正常工作。模具設計2110 結(jié)論與展望本次畢業(yè)設計的題目是三孔面板插座注塑模具的設計，直到今天，畢業(yè)設計總算接近尾聲了，通過這次對于三孔面板插座注塑模具的設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是甘蔗自動剝皮切斷機的設計，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。回憶過去，展望未來，我感概良深，覺得以后還有很長一段路要走，我必須努力工作，用自己的實際行動來回報社會和父母。模具設計22致謝在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學術上對我精心指導，在生活上面也給予我無微不至的關懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學階段的學業(yè)，也學到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，創(chuàng)新的學術風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學態(tài)度都是我們應該學習和提倡的。通過近半年的設計計算，查找各類甘蔗自動剝皮切斷機的相關資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學四年的知識和反映。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學的潛移默化讓我學到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關心我和幫助我的人，謝謝大家。另外也感謝我的父母，朋友和同學們的幫助。在做設計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設計。模具設計23參考文獻[1]《塑料成型工藝與模具設計》 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