塑料膜课程设计滑轮.docx

摘 要 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。模具CAD/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为公司提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对制品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。模具CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，减少生产成本和提高制品质量已成为模具界的共识。本设计为滑轮模具制作设计，它系统的介绍了滑轮模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用。其中，涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题及特种加工工艺。在该模具设计中，运用计算机绘图软件绘制了零件图和装配图，以及制定了机械加工工艺过程卡。通过本设计可以对注塑模具有一个初步的结识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对 proE 及 CAD 的学习，可以建立较简朴零件的零件库，从而有效的提高工作效率。关键词关键词 注塑模具 设计 proE 第一章 塑件工艺分析 1.1 塑件的分析 在进行模具设计之前，一方面对制品图及形状结构分析，其内容重要涉及以下几个方面：1.1.滑轮（见图 1-1），材料为聚丙烯（PA），规定形状规则，滑轮槽面光 滑，表面无毛刺，无凹陷，大批量生产，采用注塑成型。1.滑轮 2.2.制品的尺寸精度和表面粗糙度：塑料的尺寸精度重要决定于塑料收缩率的波?80-0.28?4240-044123923动和模具制造误差。本塑料制品的尺寸按 MT3 级精度取值。塑件的表面粗糙度重要取决于模具成型部分粗糙度，一般情况下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高 12 级。3.制品的脱模斜度：脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定，以塑件内孔型芯小端为准，尺寸符合图纸规定，斜度由扩大方向取得；塑件外形，以型腔大端为准，尺寸符合图纸规定，斜度由缩小方向取得。一般情况，脱模斜度不涉及塑件的公差范围内。由于本塑件导滑槽具有斜度，滑轮的轴肩厚度尺寸又较小，所以本设计不设立脱模斜度。1.2 塑件材料及性能 1聚酰胺（PA）塑件外表面光滑平顺，不能有气泡，划痕等缺陷，且不能有顶杆痕迹。PA 材料性质：+尼龙类工程塑料外观上都呈现为角质、韧性、表层光亮、白色（或乳白色）或微黄色、透明或半透明的结晶性树脂，它容易被著成任一种颜色。作为工程塑料的尼龙分子量一般为 1.5-3 万。它们的密度均稍大于 1，密 度：1.14-1.15gcm3。拉伸强度：600MPa。伸 长 率：30%。弯曲强度：90.0 MPa。缺口冲击强度：(kJm2)5。尼龙的收缩率为 1%2%.需注意成型后吸湿的尺寸变化。吸水率 100%相对吸湿饱和时能吸 8%.使用温度可40105之间。熔 点：215225。合適壁厚 23.5mm.PA 的机械性能中如抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变，所以水相对是 PA 的增塑剂，加入玻纤后，其抗拉抗压强度可提高 2 倍左右，耐温能力也相应提高，PA 自身的耐磨能力非常高，所以可在无润滑下不断操作，如想得到特別的润滑效果，可在 PA 中加入硫化物。PA 性能的重要优点 1.机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度。比拉伸强度高于金属，比压缩强度与金属不相上下，但它的刚性不及金属。抗拉强度接近于屈服强度，比 ABS 高一倍多。对冲击、应力振动的吸取能力强，冲击强度比一般塑料高了许多，并优于缩醛树脂。2.耐疲劳性能突出，制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。常见的自动扶梯扶手、新型的自行车塑料轮圈等周期性疲劳作用极明显的场合经常应用PA。3.软化点高，耐热(如尼龙 46 等,高结晶性尼龙的热变形温度高,可在 150度下长期使用.PA66 通过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达成 250 度以上).4.表面光滑，摩擦系数小，耐磨。作活动机械构件时有自润滑性，噪声低，在摩擦作用不太高时可不加润滑剂使用；假如的确需要用润滑剂以减轻摩擦或帮助散热，则水油、油脂等都可选择。从而,做为传动部件其使用寿命长.5.耐腐蚀，十分耐碱和大多数盐液，还耐弱酸、机油、汽油，耐芳烃类化合物和一般溶剂，对芳香族化合物呈惰性，但不耐强酸和氧化剂。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱堿等的侵蚀和有很好的抗老化能力。可作润滑油、燃料等的包装材料。6.有自熄性，无毒，无臭，耐候性好,对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力。7.有优良的电气性能。电绝缘性好,尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,在干燥环境下，可作工频绝缘材料，即使在高湿环境下仍具有较好的电绝缘性。8.制件重量轻、易染色、易成型。因有较低的熔融粘度，能快速流动。易于充模，充模后凝固点高，能快速定型，故成型周期短，生产效率高。PA 性能的重要缺陷 1.易吸水。吸水性大，饱和水可以达成 3%以上.一定的限度上影响尺寸稳定性和电性能，特别是薄壁件增厚影响较大；吸水亦会大大减少塑料的机械强度。在选材时，应顾及使用环境及与别的元件的配合精度的影响。纤维增强可减少树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好。常用于制作梳子、牙刷、衣钩、扇骨、网袋绳、水果外包装袋等等。无毒性，但不可长期与酸碱接触。值得注意的是,加入玻纤后,尼龙的抗拉强度可提高 2 倍左右,耐温能力也相应得到提高.2.耐光性较差。在长期偏高温环境下会与空气中的氧发生氧化作用,开始时颜色变褐，继面破碎开裂。3.注塑技术规定较严：微量水分的存在都会对成型质量导致很大损害;因热膨胀作用使制品尺寸稳定性较难控制；制品中尖角的存在会导致应力集中而减少机械强度；壁厚假如不均匀会导致制件的扭曲、变形；制件后加工时设备精度规定高。4.会吸取水、醇而溶胀，不耐强酸及氧化剂，不能作耐酸材料使用。PA 用途 尼龙重要用于汽车工业,电气电子工业,交通运送业,机械制造工业,电线电缆通讯业,薄膜及平常用品.制造各种轴承,齿轮,圆齿轮、凸轮、伞齿轮、输油管,储油器,保护罩,支撑架,车轮罩盖,导流板,风扇,空气过滤器外壳,散热器水室,制动管,发动机罩,车门把手.轴承、齿轮、滑轮泵叶轮、叶片、高压密封圈、垫、阀座、衬套、输油管、贮油器、绳索、传动带、砂轮胶粘剂、电池箱、电器线圈、电缆接头各种滚子、滑轮、泵叶轮、风扇叶片、蜗轮、推动器、螺钉、螺母、耐油密封垫片、耐油容器、外壳、软管、电缆护套、剪切机、滑轮套、牛头刨床滑块、电磁分派阀座、冷陈设备、衬垫、轴承保持架、汽车和拖拉机上各种输油管、活塞、绳索、传动皮带，纺织机械工业设备零雾料，以及日用品和包装薄膜等。等。尚有包装用带、食品用薄膜（熟食用的高温薄膜和清凉饮料用的低温薄膜）的产量也相称大。PA 成型及后解决 除透明尼龙外，其它尼龙都属于结晶性塑料，有较高的熔点，熔融温度范围较窄，热稳定性不好。PA 较易吸湿，潮湿的尼龙在成型过程中，表现为粘度急剧下降并混有气泡制品表面出现银丝，所得制品机械强度下降，所以加工前材料必需干燥解决，可在 80110干燥 6 小时，成型时允许含水量尼龙 6 和尼龙66 为 0.1%，尼龙 11 为 0.15%，尼龙 610 为 0.1%0.15%，最高不得超过 0.2%。注意，PA 类塑料在 90以上干燥易引起变色。PA 流动性好，易溢料，宜用自锁时喷嘴，并应加热。同时由于溶体冷凝速度快，应防止物料阻塞喷嘴、流道、浇口等引起制品局限性现象。模具溢边值0.03，并且熔体粘度对温度和剪切力变化都比较敏感，但对温度更加敏感，减少熔体粘度先从料筒温度入手。成型收缩范围及收缩率大，方向性明显，易发生缩孔，变形等。PA 再生料的使用最佳不超过三次，以免引起制品变色或机械物理性能的急剧下降，应用量应控制在 25%以下，过多会引起工艺条件的波动，再生料与新料混合必须进行干燥。开机时应一方面启动喷嘴温度，然后再给料筒加温，当喷嘴阻塞时，切忌面对喷孔，以防料筒内的溶体因压力聚集而忽然释放，发生危险。在停机时要清空螺杆，防止下次生产时，扭断螺杆。使用少量的脱模剂有时对气泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龙制品的脱模剂可选用硬脂酸锌和白油等，也可以混合成糊状使用，使用时必须量少而均匀，以免导致制品表面缺陷。尼龙制品的后解决是为了防止和消除制品中的残留应力或因吸湿作用所引起的尺寸变化。后解决方法有热解决法和调湿法两种。a).热解决常用方法在矿物油、甘油、液体石蜡等高沸点液体中，热解决温度应高于使用温度 1020，解决时间视制品壁厚而异，厚度在 3mm 以下为 1015 分钟，厚度为 36mm 时间为 1530 分钟，经热解决的制品应注意缓慢冷却至室温，以防止骤冷引起制品中应力重新生成。b).调湿解决调湿解决重要是对使用环境湿度较大的制品而进行的，其办法有两种：一沸水调湿法，二醋酸钾水溶液调湿法（醋酸钾与水的比例为 1.25:1,沸点 121）,沸水调湿法简便,只要将制品放置在湿度为 65%的环境下,使其达成平衡吸湿量即可,但时间较长,而醋酸钾水溶液调湿法的解决温度为 80100醋酸钾水溶液调湿法,解决时间重要取决制品壁厚,当壁厚为 1.5mm 时约 2 小时,3mm 为 8 小时,6mm 为 1618 小时.1.3 PA66 的注射成型过程及工艺参数 1.3 注射成型过程及工艺参数 1 注射成型过程 （1）成型前的准备 对 PA66 的色泽、粒度和均匀度等进行检查且成型前须进行真空干燥（鼓风机、烘箱），干燥 2h。PA66 的性能指标 密度/kg.dm3 1.1 抗拉屈服强度b/MPa 89.5 比体积/（dm3.kg-1）0.91 拉伸弹性模量 E/MPa 1.25-2.88x10 吸水率 24h/%0.9-1.5 抗弯强度w/MPa 126 收缩率 s/%1.5 冲击韧度 ak/(kJ.m-2）6.5 热变形温度 t/82-121 硬度（HB)R100-118 熔点 t/250-265 体积电阻系数v/(.cm 4.2X10 （2）注射过程 塑料在注射料筒内通过加热，塑化达成流动状态后，由模具的浇注系统进入模具的型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。（3）塑件的后解决 须进行调温解决，其方法为油、水、盐水，解决温度90-100，解决时间 4h。2 注射工艺参数 （1）注射机：螺杆式。（2）料筒温度 t/：245-350。（3）模具温度 t/：110-120。（4）注射压力 p/MPa：80-130。第二章 拟定模具的结构形式和初选注射机 2.1 分型面位置的拟定 通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图所示。2.分型面的选择 2.2 型腔数量和排位方式的拟定 1.型腔数量的拟定 由于本塑件规定大批量生产，精度为一般，塑件尺寸较小，故应采用一模多腔的结构，考虑到模具大小，初步拟定为一模两腔。2.型腔排列形式的拟定 排布方式为单排列式，为了简化模具结构和均布进料，采用形分流道的结构形式，设在定模一侧，便于流道凝料完整取出，和不妨碍侧分型的移动，浇口形式采用侧浇口，如图示。3.型腔数量的排列布置 3.模具结构形式的初步拟定 由以上分析可知，本模具设计为一模两腔，单排直线排列，根据塑件结构形状，推出机构初选推件板推出或推杆推出方式，浇注系统设计时，流道采用对称结构形式，浇口采用侧浇口，且开设在塑件最上面，动模部分需要添加型芯固定板，支撑板或推件板。由上可知，采用带推件板的单分型面注射模。2.3 注射机型号的拟定 1.注射量的计算 通过 proE 建模分析得到塑件质量属性如下图所示。45?24?12?4 4.塑件质量属性 塑件体积:V塑=33.860cm3 塑件质量：m塑=V塑=1.1533.860=26.289g 式中，根据参考文献【2】表 9-3 取 1.15g/cm3 2 浇注系统凝料体积的初步计算 根据经验按照塑件体积的 0.2-1 倍来计算，由于本次采用的浇道简朴且较浅，因此，浇注系统的凝料按塑件体积的 0.3 倍来估算，故 V 总=浇注系统的凝料+4 塑件体积。V总=1.3 nV塑=1.3233.860=88.036cm 3 选择注射机 由式可得 V公=V总/0.8=218.4cm 根据计算，初步选择表 13-1 公称注射量为 250cm，注射机型号为 XS-ZY-250 注射技术规定 理论注射量/cm3 250 拉杆空间/mm 448370 螺杆直径/mm 50 移模行程/mm 500 注射压力/MPa 130 最大模具厚度/mm 350 塑化能力/(g/s)18.9 最小模具厚度/mm 200 锁模力/N 18105 模具定位孔直径/mm 125 喷嘴口直径/mm 4 喷嘴球直径/mm 18 4 注射机的相关参数的校核（1）注射压力校核 查表 13-2 PA66 所需注射压力为 80-130MPa 这里取 Po=100MPa，改注射机公称注射压力 P公=130MPa 注射压力安全系数 K1=1.25-1.4，此处取 K1=1.25.则 K1 Po=1.25100=125MPaP公 故此，注射机压力合格。（2）锁模力校核 件在分型面上的投影面积 A塑=（R-r）=（12-6）=339.3m 浇注系统在分型面上的投影面积 A 浇，即浇道凝料（涉及浇口）在分型面上的投影 A 浇的数值，可以按照多型腔模具的记录分析来拟定，A 浇是每个塑件在分型面上的投影面积 A 塑的 0.2-0.5 倍，由于本设计的流道简朴，分流道相对较短，因此，凝料投影面积可以适当取小些。此处 A浇=0.2 A塑=0.2 339.3=67.86mm 塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积 则 A 总=n（A 塑+A 浇）=2(A 塑+0.2A 塑)=813.32 mm 模具型腔内的胀型力 F 胀 则 F 胀=A 总 P 模=813.3235=28.47kN 注：P 模 是型腔的平均计算压力值，通常取注射压力的 20%-40%，大体范围 25MPa-40MPa，由于 PA66 属中档黏度的塑料且塑件有精度规定，故 P 模取 35MPa。由表 13-1 可知，改注射机的公称合模力 F 锁=90KN，合模力安全系数K2=1.1-1.2 这里取 K2=1.2。则 K2 x F胀=1.2 x F胀=1.228.47=34.16F锁 所以，注射机锁模力满足规定。第三章 浇注系统的设计 普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统前一方面必须拟定塑件的成型位置，该纱窗轮滑轮模具采用一模两腔三板式结构，侧浇口，顶出装置采用推板式结构。3.1 主流道设计 1.主流道尺寸 由于主浇道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此，采用可拆卸换的浇口套 主流道尺寸 如下：主流道的长度 一般由模具结构拟定，对小型模具 L 应小于 60mm,则本次初选 50mm.主流道小端直径 d=注射机喷嘴尺寸+（0.5-1）mm=4.5mm 主流道大端直径 D=d+L主tana=8mm 主流道球面半径 SR=注射机喷嘴球头半径+（1-2）mm=12+1=13mm 球面的配合高度 h=3mm 2.主流道的凝料体积 V主=L主（R主+r主+R主r主）/3 =50（4+2.25+42.25）3.14/3 =1832.3 mm 3.主流道当量半径 Rn=(R主/2+r主/2)/2 =(2.25+4)/2=3.125mm 4.主流道浇口套的形式(1)浇口套的内孔（主流道）呈圆锥形，锥度 2 6。若锥度过大会导致压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气，产气愤孔；锥度过小，会使阻力增大，热量损耗大，表面黏度上升，导致注射困难。(2)浇口套进口的直径 d 应比注射机喷嘴孔直径 d1大 0.5mm。若等于或小于注射机喷嘴直径，在注射成型时会导致死角，并积存塑料，注射压力下降，塑料冷凝后，脱模困难。(3)浇口套内孔出料口处（大端）应设计成圆角 r，一般为 0.53mm。(4)浇口套与注射机喷在接触处球面的圆弧度必须吻合。(5)浇口套长度（主流道长度）应尽量短，可以减少冷料回收量，减少压力损失和热量损失。(6)浇口套锥度内壁表面粗糙度Ra0.8m,保证料流顺利，易脱模。(7)浇口套不能制成拼块结构，以免塑料进入接缝处，导致冷料脱模困难。(8)浇口套的长度应与定模板厚度一致，它的端部不应凸出在分型面上，否则会导致合模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具。(9)浇口套部位是热量最集中的地方，为了保证注射工艺顺利进行和塑件质量，要考虑冷却措施。主流道衬套为标准件课选购，主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的规定严格，故以便于拆卸更换，则分开来设计。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热解决。本设计中浇口套采用碳素工具钢 T10A，热解决淬火表面硬度 50HRC-55HRC.如下图。定位圈的结构由总装配图来拟定。3.2 3.2 分流道的设计分流道的设计 1 1 分流道的布置形式分流道的布置形式 为了尽量减少在流道内的压力损失和尽也许避免熔体温度减少，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。44352920103425SR14 2 2 分流道的长度分流道的长度 根两个型腔的结构设计，分流道长度适中 21mm，3 3 分流道的当量直径分流道的当量直径 流过度流道的塑料质量 m=V塑=33.861.1=37.246g200g 但该塑件壁厚 3mm-4mm 之间，按图 2-4 的经验曲线查得 D=3.2,再根据单向分流道长度16mm由图2-5查得修正系数f l=1.01,则分流道直径经修正后为：D=D,fL=3.323mm 4 4 分流道的截面形状分流道的截面形状 本设计采用梯形截面，其加工工艺好，且塑料的热量损失 流动阻力均不大。211 5 5 分流道的尺寸分流道的尺寸 由经验值 b=412mm，流动性好的材料可小到 2mm。则 b 取 3mm h=2b/3=2mm r=1-3此处取 r=1 6 6 分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度规定不是很低，一般取 Ra1.25m-2.5m 即可，此处取 1.6m。此外脱模斜度一般在 5-10之间，由上式得脱模斜度为 10，脱模斜度足够。3.3 3.3 浇口的设计浇口的设计 该塑件规定不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量规定较高，采用一模两腔注射为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其界面形状简朴，易于加工。1 1 侧侧浇口尺寸的拟定浇口尺寸的拟定 浇口是流道和型腔之间的连接部分，也是注塑模进料系统的最后部分，其基本作用是：使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入并充满型腔。型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内尚未冷却的热料回流。53.53浇口的设计与塑件形状,断面尺寸，模具结构，注塑工艺条件（压力）及塑料性能等因素有关。浇口截面要小，长度要短，由于只有这样才干满足增料流速度，快速冷却封闭，便于与塑件分离，以及浇口残痕最小等规定。根据塑件的成型规定及型腔的排列方式，选用侧浇口较为抱负。设计时考虑选择从塑件的表面进料，并且在模具结构上采用镶拼型腔型心，有助于填充排气。故采用点浇口，查表初选尺寸为（blh）2mm1mm1mm,试模时修正（1）计算侧浇口的深度 根据表 2-6，可得侧浇口的深度 h 计算公式为：h=nt=0.63=1.8mm2 注：t 是塑件壁厚，这里 t=3mm;n 是塑料成型系数 PA66 取 0.6（2）计算侧浇口的宽度 根据表 2-6，可得侧浇口的宽度 B 的计算公式为 B=nA30=0.6266730=1.033 1mm 注;A 为凹模的内表面积（约等于塑件的外表面积）（3）计算侧浇口的长度 根据表 2-6，可取侧浇口的长度 L 浇=0.75mm。2 2 点点浇口剪切速率的校核浇口剪切速率的校核 （1）拟定注射时间：查表 2-3，可取 t=1.5s.（2）计算浇口的体积流量：q浇=V塑/t=33.86/1.5=22.57cms（3）计算浇口的剪切速率：对于矩形浇口可得：4-13n3.34 10 sqR浇4433n3.33.3 17.36=382653.4 104 100.075qR浇3.4 校核主流道的剪切速率 上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积 分流道的体积（浇口的体积大小可以忽略不计）以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流道 体的剪切速率。1）计算主流道的体积流量 q 主=（V 主+V 分+2V塑）/t =(1.573+6+233.86)/1.5 =34.352 2)计算主流道的剪切速率 主流道的剪切速率处在浇口与分流道的最佳剪切速率 之间，所以，主流道的剪切速率合格。3.53.5 冷料穴冷料穴设计及计算设计及计算 当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低，形成冷料渣，为了集存这部分冷料渣，在进料口的末端的动模板上开设一个洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。在注射时必须防止冷料渣进入流道或模具型腔内，否则将会堵塞流道和减缓料流速度，进入模具型腔就会导致塑料制品上的冷把或冷斑。冷料穴位于主流道正对面的动模板上,或者处在分流道的末端，其作用是收集熔体前锋的冷料,防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种,一种专门用于收集、贮存冷料，此外一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的作用。根据需要，不仅在主流道的末端，并且可在各分流道转向的位置，甚至在型313333.33.3 39.49=1.359 103.14 3.12510qsR浇主21315 105 10ss 腔的末端开设冷料穴。冷料穴应设立在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径 d 的 1.52 倍,如图 3-4 所示。有的冷料穴兼有拉料的作用，在圆管形的冷料穴底部装有一根 Z 形头的拉料杆，称为钩形拉料杆，这是最常用的冷料穴形式。同类形的尚有倒锥形和圆环糟形的冷料穴。本设计采用常用的圆管形冷料穴。图 3-4 冷料穴 并不是所有注射模都需要开设冷料穴，有时由于塑料性能或工艺控制较好，很少产生冷料或塑件规定不高时，可不必设立冷料穴。假如初始设计阶段对是否需要开设冷料穴尚无把握，可流适当空间，以便增设。本设计开设冷料穴长度为 1.5d=1.54=6mm。1.5-2dd 第四章 成型零件的结构设计及计算 4.1 成型零件的结构设计 成形零部件工作尺寸是指直接用来构成塑件型面的尺寸，例如型腔和型芯的径向尺寸、深度和高度尺寸、孔间距尺寸、孔或凸台制某成形表面的距离尺寸等。该塑件的工作尺寸有型腔，型芯。它的工作尺寸均按平均法计算。查表塑料模设计手册表 1-4 塑料 pa66 的平均收缩率为 1.5%，根据该制件尺寸公差规定，模具的制造公差取z=/4。在计算过程中，塑件尺寸与模具成型零件尺寸都有相关的规定，具体内容见下表：型腔的计算 径向尺寸的计算 24 003()(1)4ZZMSLS L 12 深度尺寸的计算 9 002()(1)3ZZMSHS H 23 23.0550+0.11 型 径向尺寸的计算 4 0043)1()(ZZSMLSL 0.33024.1260.027011.9330.02209.10500.0184.165芯的计算 深度尺寸的计算 9 0032)1()(ZZSMhSh 型芯中心距尺寸 40 2)1(ZSMLSL 40.015 4.2 成型零件结构设计及钢材选用 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，重要有型腔和型芯的径向尺寸。（涉及矩形和异形型芯的长和宽），型腔深度和型芯高度和尺寸。中心距尺寸等。由于本塑件是直接由型腔成型的，所以只需计算型腔各尺寸就可以了。本设计采用组合式凹模，根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性。同时考虑其机械加工性能和抛光性能，又由于塑件为大批量生产，所以构成型腔主体部分的材料选用性能良好的 40Cr 合金结构钢。40Cr 钢的强度要比 40 钢高 20%，同时具有良好的塑性和韧性。而对于两个5 的轴肩，一个直接在中间板上成型，一个由动模板和推杆成型。0.02209.1050.1 第五章 斜导柱等侧抽芯机构的设计 5.5.1 1 斜导柱的设计与计算斜导柱的设计与计算 一般设计时，最常用，此处斜导柱倾斜角取为20 1 1 斜导柱的结构设计斜导柱的结构设计 斜导柱的形状如下图，其工作端的端部可以设计成锥台或半球形，但半球形制作较困难，则设计成锥台，但必须注意斜角 应大于斜导柱倾斜角，通常=+（23）材料多为 T8、T10 等碳素钢，由于斜导柱经常与滑块摩擦，热解决规定硬度 HRC 55，表面租糙度 Ra 0.8m.其余固定模板之间采用过度配合 H7/m6.2 2 抽芯力计算抽芯力计算 Fc=Ahq（cos-sin）=288.910-6107（0.21）=577.8N 251222 式中 抽芯力（N)；塑件对钢的摩擦力，为 0.1-0.3；A塑件包容侧型芯的面积；P塑件对侧型芯的单位面积上的包紧力，模内冷却的塑件 p 取（0.8-1.2）x；侧型芯的脱模斜度；3 3 抽芯距拟定抽芯距拟定 S抽=h+(23)=6+2=8mm 式中 S 抽抽芯距（mm）；h塑件侧孔深度，该塑件侧孔深度 6mm；K安全距离（2mm-3mm）4 4 斜导斜导柱工作长度及柱工作长度及受力的计算受力的计算 斜导柱的工作长度：=8/=23 =21.97 式中 L斜导柱的工作长度；S抽芯距；斜导柱的倾斜角，取为 20o；H与抽芯距 s 相应的开模行程 cF710 Pa/sinLssin20cotHs8cot20 斜导柱抽芯时的受力：=577.8N o=6 1 4.9 Nc o s 2 0CWFF o5 7 7.8 t a n 2 0=2 1 0.3N 侧抽芯时斜导柱所受的弯曲力（N);侧抽芯时的脱模力，其大小等于抽芯力（N);侧抽芯时所需的开模力 5 5 斜导柱的总长度斜导柱的总长度 斜导柱的总长度与抽芯距 斜导柱的直径和倾斜角以及斜导柱固定板厚度等有关。=78+7=85mm 式中，斜导柱总长度（mm）；斜导柱固定部分大端直径（mm）;h 斜导柱固定板厚度（mm）;d斜导柱工作部分直径（mm）s抽芯距（mm）;斜导柱安装固定部分的长度为 ZcFFtankZFFwFZFKF12345ZLLLLLL2tan(5 102cossindhsmm）2086tan20(5 10cos20sin20mm）ZL2d2(0.5 1)gLLLmm1tan(0.5 1)cos2dh206tan20(0.5 1)cos20 =24mm 式中 斜导柱安装固定部分的长度；斜导柱固定部分的直径；由于抽拔方向与开模方向垂直，完毕抽芯距所需最小开模行程为：H=S=8 =21.98mm 6.6.斜导柱与滑块斜孔的配合斜导柱与滑块斜孔的配合 为了保证在开模瞬间有一很小空程，使塑件在活动型芯未抽出之前从型腔内或者型芯上获得松动，并使楔紧块先脱开滑块，以免干涉抽芯动作，斜导柱与滑块孔的配合应有 0.25mm-0.5mm 的单边间隙。7.7.滑块的设计滑块的设计 （1）活动型芯与滑块的连接形式 为了制造方便，本设计采用整体式。（2）滑块的导滑形式 滑块在导滑槽中活动必须顺利平稳，不发生卡滞，跳动等现象，本设计采用 T型槽导滑，其结构如下：gL1dcotcot208520 （3）花开的导滑长度 滑块的导滑长度 L 应大于花点宽度 B 的 1.5 倍，滑块完毕抽芯动作后，应当继续留在导滑槽内，并保证在导滑槽内的长度 l 不小于滑块全长的 2/3。本设计中，长度 L 为 94.宽度为 75，导滑槽长度为 56mm，而抽芯距仅需要 8mm，滑块抽芯复位过程中所有位于导滑槽内，所以运营平稳。（4）滑块的定位装置 为了保证在合模时斜导柱的伸出端可靠地进入滑块的斜孔，滑块的抽芯后的终止位置必须定位。8 8 楔紧块的设计楔紧块的设计 （1）本模具采用嵌入式楔紧块，如下图所示。（2）楔紧块的楔角 当斜导柱带动滑块作抽芯移动时，楔紧块的楔角必须大于斜导柱的楔角，这样当模具一启动后，楔紧块就让开，否则斜导柱无法带动滑块作抽芯动作，一般，=+（2o3o），该设计中为 20o，可取，为 23o 第六章 脱模推出机构的设计 在注射成型的每一个循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为脱模机构（或称推出、顶出机构）。推出是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出机构是不可忽视的。在设计脱模推出机构时应遵循下列原则。(1)推出机构应尽量设在动模一侧。由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正由于如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。(2)保证塑件不因推出而变形损坏。为了保证塑件在推出过程最后不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具包紧力和黏附力的大小，合理的选择推出方式和推出位置。推力点应作用在塑件刚性好的部位，如肋部、凸缘、壳体形塑件的壁缘处，尽量避免推力点作用在塑件的薄平面上，防止塑件破裂、穿孔。从而时塑件受力均匀、不变形、不损坏。用推杆推出时，推杆作用在塑件表面的面积要进行计算，以防推出力过大而使塑件发白或变形报废。(3)机构简朴、动作可靠。推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构自身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，保证塑件顺利脱模。(4)良好的塑件外观。推出塑件的位置应尽量设立在塑件内部或隐蔽面好非装饰面，对于透明塑件特别要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。(5)合模时的对的复位。设计推出机构时，还必须考虑合模时推出机构的对的复位，并保证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出、机动推出、液压或气动推出机构。由于设立推杆位置的自由度较大因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推出各种塑件。推杆推出机构的特点：推杆加工简朴，更换方便，脱模效果好。推杆设计的注意事项：（1）推杆的推出位置应设在脱模阻力大的地方，推杆不宜设在塑作最薄的处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可增长推出面积来改善塑件受力状况。推出面积较少时，一般采用推出盘推出，此设计的推杆放置在产品的中央。（2）推杆直径不宜过细，应有足够的刚度和强度，能承受一定的推力，一般推杆的直径为 2.5 15mm。为了避免细长杆变形，对于直径为 2.5mm 以下的推杆最佳设计成阶梯形。（3）装配位置 推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出 0.051mm，否则，会影响塑件使用。（4）推杆的材料多用钢 45、T8、T10,推杆头部要淬火解决 HRC50 以上，工作端面的粗糙度低于 Ra0.8。常用的推杆形式有、矩形、D 形。圆形结构简朴，应用最广。推杆直经 d 与形腔部分推杆孔采用 H7/e7 H8/f8 的间隙配合。本设计塑件结构比较简朴，采用推杆推出塑件，同时在本设计中，推杆还起成型塑件轴肩端面的作用。见图4-1。由于滑轮轴肩高度很小，且塑件冷却后会收缩，因此脱模力极小，推杆足够推出塑件。由于成型规定，只能选择直径为 5mm 的圆形推杆。本设计推杆才用T8 钢，热解决 50 55HRC。参照 GB/T 4169.1-1984 设计其结构重要尺寸如图5-1：图 5-1 推杆兼复位杆 其中 D=5mm，d=10mm，s=3mm，L=120mm，数目：4 根。第七章 选择模架与校核 由于要考虑该副模具采用采用推件板和推杆综合推出方式及导柱、导套的布置形式等因素，根据表 7-1 可拟定选用带推件板的直浇口 B 型模架。7 7.1.1 各模板尺寸的拟定各模板尺寸的拟定 （1）A 板尺寸 A 板厚度取 40mm。（2）B 板尺寸 B 板是型芯固定板，按模架标准板厚取 30mm。（3）C 板（垫板）尺寸 垫块=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（510）mm=(5+25+20+510)=60-66mm,初步选定 C 为 60mm.(4)根据塑件在分型面上投影的面积或模仁周边尺寸，以塑件布置在推杆推出范围之内或模仁边沿保持一定距离为原则来拟定模架大小。塑件投影宽度 WW3-10 塑件投影长度 LL2-D2-30 式中 常数 10推杆边沿与垫块之间的双边距离，参见表 7-4 30推杆与型腔或模仁边沿之间的双边距，参见表 7-4 知，型腔表面尺寸 24x64mm 决定用侧浇口，塑件用推杆推件板推出，查表 7-4 可求得，w3=90；w=150；D2=12;L2=114;L=150 故此，选模架为 WL=150150mm 经上述尺寸计算，模家尺寸以拟定，标记为：C1515-403060GB/T12555_2023.其他尺寸按标准标注。7 7.2.2 模架尺寸的校核模架尺寸的校核 根据所选注射机来校核该模具设计的尺寸。（1）模具平面尺寸 150mm200mm260mmx360mm(拉杆间距)，校核合格。（2）模具高度尺寸 260mm，200mm234mm300mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。（3）模具的开模行程，29+18+(5 10)=41 46mm300mm,校核合格 245200150第八章 合模导向机构 合模导向机构是保证动、定模在合模时，对的的定位和导向的零件。合模导向机构重要有导柱导向和锥面定位两种形式，通常采用导柱导向。这次我选用导柱导向。导柱应具有硬而耐磨且不易折断的特点，硬度为50-55HRC。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=0.4m。导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合，导柱的导向部分常采用H7/f7的间隙配合。带肩导套用H7/m6的过度配合镶入模板，导套固定部分的粗糙度为Ra=0.8m,导向部分的粗糙度为Ra=0.4m。第九章 温度调节系统的设计 注射模具的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率、塑件的形状和尺寸精度都有重要影响。注射模具中设立温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产效率。1.1.冷却介质冷却介质 PA66属于流动性中档的材料，其成型温度及模具温度分别为200300oC和5565oC,脱模温度为60100oC，所以模具温度初步选定为60oC，用常温水对模具进行冷却。2.2.冷却系统的设计原则冷却系统的设计原则 （1）冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大 为了使型腔表面温度分布趋于均匀防止塑件不均匀收缩和产生残余应力，在模具结构允许的情况下，应尽量多设冷却水道，并使用较大的截面尺寸。（2）冷却水道至型腔表面距离应尽量相等 当塑件壁厚均匀时，冷却水道到型腔表面最佳距离相等，但当塑件不均匀时，厚的地方冷却水道到型腔表面的距离应近一些，间距也可适当小些。一般水道孔边至型腔表面的距离应大于10mm，常用 1215mm。（3）浇口处加强冷却 塑料熔体充型时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低，因此浇口附近应加强冷却，通常将冷却水道的入口处设立在浇口附近，使浇口附近的模具在较低温度下冷却，而远离浇口部分的模具在通过一定限度热互换后温水作用下冷却。（4）冷却水道出、入口温差应尽量 假如冷却水道较长，则冷却水出、入口的温差就比较大，易使模温不均匀，所以在设计时应引起注意。（5）冷却水道应沿着塑料收缩的方向设立 对收缩率较大的塑料，例如聚乙烯，冷却水道应尽沿着塑料收缩的方向设立。此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，减少塑件强度；冷却水道要易于加工清理，一般水道孔径为mm10左右（不小于mm8），冷却水道的设计要防止冷却水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈等等。本塑件为小型制件，厚度较小，同时由于模具结构，故本设计冷却水道只在中间板上开设两个，如图 9-1 所示。第十章 模具总装配图 制品为滑轮骨架。该模具采用斜导柱抽心机构来实现垂直分型动作。楔紧块与定模板做成整体，保证凹模滑块 19 的定位锁紧。如图：20015024512567891011121314151617181934 结束语结束语