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球面軸套注塑模設(shè)計(jì)
摘要:本設(shè)計(jì)題目球面軸套注塑模設(shè)計(jì)，通過對該塑件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者注塑模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。
本設(shè)計(jì)運(yùn)用塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，首先分析了塑件的材料及性能要求，為選取澆口的類型做好了準(zhǔn)備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機(jī)及確定型腔數(shù)量；最后分析了塑件的特征，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及推出裝置的選取。
本副模具的設(shè)計(jì)需要側(cè)向分型機(jī)構(gòu)，在開模時用推件板頂出塑件同時驅(qū)動滑塊側(cè)向分型，直到塑件脫出型腔。這種機(jī)構(gòu)脫模可靠，設(shè)計(jì)方便且在模具中占用空間較小，非常適合在本副模具中使用。
關(guān)鍵詞：注塑模 澆口 推板
The piston is over to explode machine valve of the Injection molding design
Abstract:This design topic is the piston is over to explode machine valve of the Injection molding design, After the plastic part of the Injection molding designed The designer’s foundation knowledge of the injection mould design is reinforced and is able to design more complex injection mould through the design.
Through the foundation knowledge, first, I analysed the plistic material and its properties,so I made selecting the typeal of the gate for preparation,I estimated the plistic parts’ physical vlume which good for choosing the injection-molding machine and the cavity.Last Ianalysed the plistic parts’ chavalteristic,I made the parameter of design,the importance of design and ejctor.
This molde design need other side to open on the open molde. At the open molde the ejector plate ejects the plistic parts at the same time it will made the moving cores move the other side until the plistic parts ejector the cavity,this molde ejector is very good,because this molde use short area and design easy,we often use it.
Keywords: Injection molding , Gate , Ejector plate
緒 論
1 本課題的意義、目的及應(yīng)達(dá)到的要求
本設(shè)計(jì)主要意義是在我們學(xué)習(xí)完模具設(shè)計(jì)與制造的所有專業(yè)課之后，總結(jié)條理以前我們所學(xué)的知識，使之成為一個系統(tǒng)的理論體系，以便于我們在以后的工作中使用。同時也讓我們對模具的設(shè)計(jì)與制造有了初步的了解，掌握了查閱資料和使用工具書以及手冊的能力。
本設(shè)計(jì)的目的是在學(xué)生畢業(yè)前夕，將通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，檢測我們?nèi)晁鶎W(xué)的知識并達(dá)到靈活使用的程度，對模具知識進(jìn)行全面的總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合的實(shí)戰(zhàn)能力以及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識。具體的要求是：
1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識。
2.運(yùn)用所學(xué)的知識解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程問題，以此進(jìn)行綜合知識的訓(xùn)練。
3.通過某項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計(jì)和科研的基本過程和基本方法。
4.提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識。
2國內(nèi)模具的現(xiàn)狀
雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:
第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。
第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。
第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。
第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。
第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。
3國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢
巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:
1）模具日趨大型化；
2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；
3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；
4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；
5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；
6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；
7）模具的精度將越來越高；
8）模具研磨拋光將自動化、智能化；
9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；
10）開發(fā)新的成形工藝和模具。
4國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多15～20萬美元，有的達(dá)到25～30萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國才達(dá)到45％。
1 塑件工藝規(guī)程的編制
1.塑件的工藝性分析
1.1塑件的原材料分析
球面軸套選用PA6塑料成型，PA6是一種具有良好綜合性能熱塑性塑料，它具有堅(jiān)韌，耐磨，耐疲勞，耐油，耐水，抗霉菌性能，但吸水性大，適于制作一般機(jī)械零件，減摩耐磨零件，以及化工，電器，儀表等零件。成型前應(yīng)預(yù)熱干燥，并應(yīng)防止再吸濕，含水量不得超過0.3%，吸濕后流動性下降，易出現(xiàn)氣泡，銀絲等弊病，高精度塑性應(yīng)經(jīng)調(diào)濕處理，處理后發(fā)生尺寸脹大。PA6塑料密度為1.10~1.15g/，成型收縮率S為0.6%~1.4%。
1.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
1.2.1結(jié)構(gòu)分析
從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓柱形，屬于回轉(zhuǎn)體。壁厚不一，外形臺階直徑大小和厚度不等，存在側(cè)凹，故，在設(shè)計(jì)模具時需要設(shè)置側(cè)向分型機(jī)構(gòu)。
1.2.2尺寸精度分析
該塑件只有外形尺寸、、、和內(nèi)形尺寸、標(biāo)注了公差，其余尺寸均未注明公差，由于PA6收縮特性值S為1~2%，則根據(jù)常用材料分類和公差等級選用表和國家標(biāo)準(zhǔn)塑件尺寸公差表查得PA6材料的適用未注公差等級為MT6級，
外形尺寸
內(nèi)形尺寸
高度方向尺寸
厚度方向尺寸
經(jīng)過轉(zhuǎn)化：
外形尺寸
內(nèi)形尺寸
高度方向尺寸
厚度方向尺寸
綜上分析可以看出,注塑時在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證.
2.計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。
計(jì)算塑件的體積：
計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊可查得PA6的密度為ρ=1.10~1.15
塑件質(zhì)量：
采用一模四件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)SZ-60/40型。
3.塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查找有關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠時間應(yīng)用的情況，PA6的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整）
注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度：后段溫度選用190～210c； 中段溫度選用200～220c； 前段溫度選用210～230c； 噴嘴溫度：200～210c；注塑壓力一：選用40～100Mpa；注塑時間：選用20～90s；保壓壓力：選用 60Mpa；高壓時間：選用0～5s；冷卻時間：選用20～120s；總周期：選用45～220s；后處理方法：采用油﹑水﹑鹽水；后處理溫度：90～100t/c;后處理時間：4h。
說明 ①：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱。②：凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理，在100～120c水中加熱2～18h。
4：塑件成型設(shè)備的選取
根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機(jī)為SZ-60/40查材料知：
理論注射容量： 60
螺桿直徑/mm 30
注射壓力/MPa： 180
注射速率（g/s） 60
塑化能力Kg/h 35
螺桿轉(zhuǎn)速r/min 0～200
鎖模力/kN： 400
拉桿內(nèi)間距/mm 220×300
移模行程/mm 250
最大模具厚度/mm 250
最小模具厚度/mm 150
模具定位孔直徑/mm
噴嘴球半徑/mm：
2、注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
2.1分型面選擇
制品在模具中的位置，直接影響到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，模具分型面的確定，澆口的設(shè)置，制品尺寸精度和質(zhì)量等。因此，開始制定模具方案時，首先必須正確考慮制品在其中的位置；然后再考慮具體的生產(chǎn)條件（包括模具制造的），生產(chǎn)的批量所需的機(jī)械化和自動化程度等其他設(shè)計(jì)問題。
制品在模具中的位置設(shè)計(jì)時應(yīng)遵循以下基本要求：制品或制品組件(含嵌件)的正視圖，應(yīng)相對于注塑機(jī)的軸線對稱分布，以便于成型；制品的方位應(yīng)便于脫模，注塑模塑時，開模后制品應(yīng)留在動模部分，這樣便于利用成型設(shè)備脫模；當(dāng)用模具的互相垂直的活動成型零件成型孔、槽、凸臺時，制品的位置應(yīng)著眼于使成型零件的水平位移最簡便，使抽芯操作方便；如果制品的安置有兩個方案，兩者的分型面不相同又互相垂直，那么應(yīng)該選擇其中能使制品在成型設(shè)備工作臺安裝平面上的投影面積為最小的方案；長度較長的管類制品，如果將它的長軸安置在模具開模方向，而不能開模和取出制品的；或是管接頭類制品，要求兩個平面開模的，應(yīng)將制品的長軸安置在與模具開模相垂直的方向。這樣布置可顯著減小模具厚度，便于開模和取出制品。但此時需采用抽芯距較大的抽芯機(jī)構(gòu)(如杠桿的、液壓的、氣動的等)；如果是自動旋出螺紋制品或螺紋型芯的模具，對制品的安置有專門要求;最后制品位置的選定，應(yīng)結(jié)合澆注系統(tǒng)的澆口部位、冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的布置，以及制品的商品外觀要求等綜合考慮。
選擇分型面的原則是：脫出塑件方便、模具結(jié)構(gòu)簡單、型腔排氣順利、確保塑件質(zhì)量,無損塑件外觀、設(shè)備利用合理。
所以，模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。
根據(jù)以上規(guī)則，由于該塑件為瓶蓋，表面質(zhì)量無特殊要求，在擰瓶蓋的過程中，人的手指經(jīng)常接觸上端面，因此上端面最好自然形成圓角?？梢员３直诤窬鶆蛞恢?，增加了塑件的美感。此外，該零件高度為10mm，且垂直于軸線的截面形狀比較簡單和規(guī)范，若選擇如圖2所示水平分型方式既可降低模具的復(fù)雜程度，減少模具加工難度又便于成型后出件。故選用如圖2所示的分型方式較為合理。這樣有利于成型后，塑件的脫模。還有利于注塑時塑料產(chǎn)生氣體的排放。
圖2
2.2確定型腔的排列方式
本塑件在注塑時采用一模兩四件，即模具需要四個型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素?cái)M采取如圖3所示的型腔排列方式。
采用3所示的型腔排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)就是流動支路平衡，這種情況是指相對于主流道按一定布局分布的各個型腔，從主流道到達(dá)各個型腔的分流道、澆口，其長度、斷面形狀和尺寸都完全相同、即到達(dá)各型腔的流動支路是完全相同的。只要對各個流動支路加工的誤差很小，就能保證各個型腔同時充模，壓力相同。
2.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.3.1主流道設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查得XS-Z-60型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：
噴嘴前端孔徑：0=φ4mm；
噴嘴前端球面半徑：0 = 12mm；
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系
R = RO +（1～2）mm
D = d0 +（0.5～1）mm
取主流道球面半徑R = 13mm；
取主流道的小端直徑d =φ4.5mm。
主流道襯套的選擇如圖4所示設(shè)計(jì)
圖4主流道襯套
主流道襯套時應(yīng)注意以下事項(xiàng)：對于小型注塑模，可將主流道襯套與定位環(huán)設(shè)計(jì)成一個整體，但在多數(shù)情況下均分開設(shè)計(jì);主流道襯套應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如T8A等），熱處理后硬度為53～57HRC;襯套的長度應(yīng)與定模配合部分的厚度一致，主流道出口處的端面不得突出在分型面上，否則不僅會造成溢料，而且還會壓壞模具;襯套與定模之間的配合采用H7/m6。
2.3.2分流道設(shè)計(jì)
由于分流道可將高溫高壓的塑料熔體流向從主流道轉(zhuǎn)換到模腔，所以，設(shè)計(jì)時不僅要求熔體通過分流道時的溫度下降和壓力損失都應(yīng)盡可能小，而且還要求分流道能平穩(wěn)均衡地將熔體分配到各個模腔。從這些要求出發(fā)，分流道應(yīng)設(shè)計(jì)得短而粗，但過短過粗時又會增加塑料消耗量，并使冷卻時間延長，另外還會使模腔布置發(fā)生困難。因此，恰當(dāng)合理的分流道形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)制品的體積、壁厚、形狀復(fù)雜程度、模腔的數(shù)量以及所用塑料的性能等因素綜合考慮。分流道的形狀及尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注塑速率、分流道長度等因素來確定。本塑件的形狀不算太復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度較短，為了便于加工起見，選用截面形狀為半圓形分流道，長度為40mm,查表得D=4mm。二級分流道D1=3mm,長度為17mm,點(diǎn)澆口的直徑為d=0.5mm。
2.3.3 澆口的設(shè)計(jì)
根據(jù)本塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用點(diǎn)澆口較為理想。點(diǎn)澆口又叫針狀澆口：是一種較小的小澆口，通常用于流動性大的塑料。如聚苯乙烯等。澆口的長度很短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。這種澆口被廣泛采用，但采用這種澆口時，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。
設(shè)計(jì)時考慮選擇從瓶蓋上端進(jìn)料，料由上往下流，該塑件為瓶蓋，點(diǎn)澆口是一種很小的澆口，長用于流動性很好的塑料，如聚苯乙烯（PS）。澆口的長度很短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。這種澆口被廣泛采用，但采用這種澆口時，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。如圖5。初選點(diǎn)澆口(l×b×d)為（0.5×0.5×0.5）,試模時修正。
圖5
2.4 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的選擇
2.4.1 導(dǎo)柱的選擇
導(dǎo)柱的選擇直形導(dǎo)柱和階梯形導(dǎo)柱的前端都設(shè)計(jì)為錐形，便于導(dǎo)向。兩種導(dǎo)柱都可以在工作部分帶有貯油槽。帶貯油槽的導(dǎo)柱可以貯存潤滑油，延長潤滑時間。直形導(dǎo)柱用于塑件生產(chǎn)批量不大的模具，可以不用導(dǎo)套。階梯形導(dǎo)柱用于塑件大批量生產(chǎn)的模具，或?qū)蚓纫蟾撸仨毑捎脤?dǎo)套的模具，裝在模具另一側(cè)的導(dǎo)套安裝孔可以和導(dǎo)柱安裝孔采用同一尺寸，一次加工而成，保證了嚴(yán)格的同軸，本模具采用有肩導(dǎo)柱I型
圖6有肩導(dǎo)柱
導(dǎo)柱直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大，導(dǎo)柱間的中心距應(yīng)愈大，所選導(dǎo)柱直徑也應(yīng)愈大。除了導(dǎo)柱長度按模具具體結(jié)構(gòu)確定外，導(dǎo)柱其余尺寸隨導(dǎo)柱直徑而定。本模具的中心距為200mm,本模具選用I型，直徑為16mm。 選用d=16mm,L=71mm,L1=25mm有肩導(dǎo)柱.
2.4.2導(dǎo)套的選擇
如圖7導(dǎo)向孔可帶導(dǎo)套，也可不帶導(dǎo)套，帶導(dǎo)套的導(dǎo)向孔用于生產(chǎn)批量大或?qū)蚓雀叩哪＞摺o論帶導(dǎo)套或不帶導(dǎo)套的導(dǎo)向空，都不應(yīng)該設(shè)計(jì)盲孔，盲孔會增加模具閉合時的阻力，并使模具不能緊密閉合。帶導(dǎo)套的模具應(yīng)采用階梯形導(dǎo)柱。
帶肩導(dǎo)套安裝需要墊板，裝入模板后復(fù)以墊板即可，帶肩型導(dǎo)套安裝沉孔視導(dǎo)套直徑可取為D+(1～2)。
導(dǎo)套長度取決于含導(dǎo)套的模板厚度，其余尺寸隨導(dǎo)套導(dǎo)向孔直徑而定。
本模具選用 d=16mm,L=20mm和d=16mm,L=22mm帶肩導(dǎo)套
圖7帶肩導(dǎo)套
2.5抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
本塑件的的螺紋為間斷型的半圓型內(nèi)螺紋，相當(dāng)于小凸臺。它們均垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具脫出。因此成型間斷型的半圓型內(nèi)螺紋必須做成活動的型芯，即須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。
本模具采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。
2.5.1確定抽芯距
抽芯距一般應(yīng)大于成型孔（或凸臺）的深度，本塑件內(nèi)螺紋高度均為1mm
另加 3～5mm的抽芯安全系數(shù)，可取抽芯距S抽 = 4mm
2.5.2確定斜滑塊傾角
斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)適用于成型面積較大，側(cè)孔或側(cè)凹較淺的塑件，所需抽拔距也較小。這種抽芯機(jī)構(gòu)的抽芯動作和塑件的頂出同時進(jìn)行，而且斜滑塊的剛性較大，傾斜角可比斜導(dǎo)柱的傾斜角大，通常不超過30°，斜滑塊的頂出高度一般不超過導(dǎo)滑長度的為2/3，以免影響使用的可靠性。這種抽芯機(jī)構(gòu)的斜滑塊也就是型芯，一般都由兩塊拼合，但根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，也可以由許多塊組合而成。 這里斜滑塊的傾斜角20°
2.5.3確定斜滑塊的尺寸
斜滑塊的長度根據(jù)抽芯距、固定端模板的厚度及斜角大小確定， 初步選 L=17mm,
2.5.4斜滑塊與型芯座的設(shè)計(jì)
2.5.4.1滑塊與型芯座的連接方式設(shè)計(jì)
本例中側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要是用于成型零件的間斷型的半圓型內(nèi)螺紋，側(cè)向孔和側(cè)向凸的尺寸較小，考慮到型芯強(qiáng)度和裝配問題，采用燕尾槽結(jié)構(gòu)。
2.5.4.2 滑塊的導(dǎo)滑方式
本例中為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具裝配復(fù)雜程度，為提高滑塊的導(dǎo)向精度，裝配時可對導(dǎo)向槽或滑塊采用配磨、配研的裝配方法。
2.5.4.3滑塊的導(dǎo)滑長度和定位裝置設(shè)計(jì)
本例中由于側(cè)抽芯距較短，故導(dǎo)滑長度只要符合滑塊在開模時的定位要求即可。
2.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
對于小型模具可利用分型面排氣，本模具的分型面位于塑料溶體流動的末端，易于排氣。
2.7成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.7.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本例中模具采用一模四件的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度和材料的價值利用等因素，凹模擬采用鑲嵌式結(jié)構(gòu),它適合于小型塑件的多腔模具，將多個一致性好的整體凹模，嵌入到凹模固定板中。整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠的強(qiáng)度和剛度，使用可靠且置換方便.
根據(jù)本例分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道和點(diǎn)澆口開在凹模上，如圖8所示。
圖8型腔
材料：Crwmn 熱處理：淬硬50HRC 數(shù)量；4個
2.7.2滑塊的設(shè)計(jì)
滑塊相當(dāng)于成型內(nèi)螺紋的型芯，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖9所示
圖9 滑塊
材料：Crwmn 熱處理：淬硬50HRC 數(shù)量；8個
2.7.3型芯座的設(shè)計(jì)
型芯座上設(shè)有燕尾槽，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖10所示。
圖10 型芯座
3、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
本例中成型零件工作尺寸計(jì)算時均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算。
查表得聚苯乙烯（PS）的收縮率為Q=0.5%--0.6%，故平均收縮率為Qcp=(0.5+0.6)%/2=0.55%,考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取z=△/3.
3.1型腔和型芯工作尺寸計(jì)算
型腔、 型芯工作尺寸計(jì)算見表1。
表1 型腔、 型芯工作尺寸計(jì)算
3.2 凹模型腔尺寸的計(jì)算
3.2.1凹模型腔側(cè)壁計(jì)算與底板厚度計(jì)算
成型零件的工作尺寸，要保證所成型塑料制品的尺寸。而影響塑料制品尺寸和公差的因素相當(dāng)復(fù)雜，如模具的制造誤差及模具的磨損；塑料成型收縮率的偏差及波動；溢料飛邊厚度及其波動；模具在成型設(shè)備上的安裝調(diào)整誤差、成型方法及成型工藝的影響等。成型零件的工作尺寸計(jì)算，要考慮塑料制品的尺寸公差，所成型塑料的收縮率、溢料飛邊厚度、塑料制品脫模、模具制造的加工條件及可達(dá)到的水平等因素
3.2.1.1凹模型腔側(cè)壁計(jì)算
根據(jù)凹模型腔為圓形型腔側(cè)壁計(jì)算
Tc=r()
式中r ---型腔內(nèi)半徑；
p ---型腔內(nèi)塑料熔體的壓力;
σ---模具材料的許用應(yīng)力，一般模具鋼取200MPa。
代入公式計(jì)算得
Tc=15()=15mm
3.2.1.2根據(jù)整體式底板厚度的強(qiáng)度公式可得到底板厚度H(mm)
H=
r ---型腔內(nèi)半徑
p ---型腔內(nèi)塑料熔體的壓力;壓力取定值50MPa
σ---模具材料的許用應(yīng)力，一般模具鋼取200MPa。
代入公式計(jì)算得
H==6.5mm
考慮到模具的整體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，取H=25mm。
４、模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計(jì)算
本塑件在注塑成型時不要求喲太高的模溫，因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計(jì)計(jì)算：
設(shè)定模具平均工作溫度為40℃,用20℃常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30℃,產(chǎn)量為（初算每1.5分鐘1套）0.302㎏/h。
4.1求塑件在硬化時每小時釋放的熱量Q3
查有關(guān)文獻(xiàn)得聚苯乙烯（PS）的單位熱流量為27×10J/㎏。
Q3=WQ2=0.302×27×10 J/㎏
=8.154×10 J/㎏
4.2求冷卻水的體積流量V
V=
V=
=0.32×10m/min
由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑非常的小。
由上述計(jì)算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水體積流量很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。
５、模具閉合高度的確定
在支承與固定的零件的設(shè)計(jì)中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模座板：H1=25m;凹模型腔板H2=22m;動模板H3=20mm;支承板H4=20m;動模座板；H6=25mm。
根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的尺寸確定墊塊：墊板的高度H5=40mm;因而模具的閉合高度：
H= H1+ H2+ H3+H4+H5+ H6
=25+22+20+20+40+25
=152mm
６、注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為305mm×250mm×152mm。XS-Z-60型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸為350mm×280mm，故能滿足模具的安裝要求。
由上述計(jì)算模具的閉合高度H=152mm，XS-Z-60型注塑機(jī)所允許模具的最小厚度H min=70mm，最大厚度H max=200mm，即模具滿足
H min ≤H ≤ H max的安裝條件。
經(jīng)查資料XS-Z-60型注塑機(jī)的最大開模行程S =180mm， 對于雙分型面模具注塑模
S≥H1+H2+a+5—10
S≥49mm
式中：H1—制品所用的脫模距離；H1=7mm
H2—制品高度；H2=7mm
α—取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度。a=25mm
此外，由于斜滑塊內(nèi)抽芯距較短，不會過大增加開模距離，注塑機(jī)的開模行程足夠。
經(jīng)驗(yàn)證，XS-Z-60型注塑機(jī)能滿足使用要求，故可采用。
７、繪制模具的總裝圖和非標(biāo)零件工作圖
7.1 本模具的總裝圖
7.2本模具的工作原理
模具工作原理:模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動模部分固定在注塑機(jī)的動模板上。合模后，注塑機(jī)通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型。開模時,動模后退，由于彈簧4 的作用首先使模具在I-I分型面分型，由于分流道的兩端設(shè)有斜向拉料穴，因此點(diǎn)澆口被拉斷，流道凝料保留在定模座板上，當(dāng)型腔板接觸定距拉桿 5的尾部時，型腔板停止運(yùn)動。動模繼續(xù)后退，在II-II分型面開始分型，由于滑塊上有螺紋，制件留在滑塊上后退，當(dāng)II--II分型面打開到15mm時，動模運(yùn)動停止，在注塑機(jī)頂出裝置作用下，斜滑塊22 在連接推桿18 的作用下沿著型心座21上的燕尾槽上升并向內(nèi)移動與制品螺紋結(jié)構(gòu)脫離，制品可脫出。合模時,隨著分型面的閉合,滑塊復(fù)位至型腔,同時復(fù)位桿也對中間板進(jìn)行復(fù)位
8、模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制
這里對凹模和螺紋滑塊的加工工藝進(jìn)行分析。
凹模的加工工藝過程見表2(附表)
９、設(shè)計(jì)總結(jié)
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計(jì)這個實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。
通過本次設(shè)計(jì)，我對于塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，熟練掌握了專業(yè)工具書的使用方法。并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次設(shè)計(jì)。在整個過程中，增強(qiáng)了自己的動手能力及分析及獨(dú)立思考解決問題的能力。這次設(shè)計(jì)讓我在多方面都得到了鍛煉，讓我對塑料模設(shè)計(jì)過程有了更深一層的認(rèn)識，為我以后的工作奠定了很好的基礎(chǔ)。強(qiáng)化了所學(xué)知識，增強(qiáng)了動手能力，更深切地體會了“溫故而知新”的長遠(yuǎn)意義，還有獨(dú)立解決問題的能力的提高，這些是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)留給我的最寶貴的財(cái)富。
在設(shè)計(jì)的過程中，有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于本人水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正，在此表示萬分的感謝。
致謝
時光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活一晃而過，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科類學(xué)校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。
在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
由于資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，由于有了課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對我以后的工作一定大有益處。
最后，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師于智宏老師在這一段時間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致意深深的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負(fù)他們給予我的知識和對我們寄予的厚望！
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