【正文】 由于我們設計的B值小于30mm，所以選擇的C值為mm，D值選6mm。滑塊的材料為T8A，滑動部分全部為淬硬40～45HRC。圖64 滑塊的設計表62 滑塊的參考尺寸B3030~4040~5050~6565~100100~160CD6810101215為了保證合模時滑塊在抽芯后的終止位置必須定位，常見的形式有彈簧鋼球式、外置彈簧式、彈簧球頭銷定位、滑塊自重式以及內置彈簧式等。這里選擇外置彈簧式，這種定位方式具有結構簡單、安裝調試方便等特點。 油缸因其結構緊湊，工作時直線運動平穩(wěn)，輸出力大，在注塑模模具中得到越來越廣泛的應用；但又因其工作效率低、控制繁瑣，使其應用受到了一定的限制。但本設計中的抽芯距離較長，滑塊行程較大時，采用斜導柱抽芯，因斜導柱受力狀況較差，容易損壞，并且模具體積較大，增加成本；用油缸代替斜導柱可以改善受力狀況，確保抽芯動作平穩(wěn)實現(xiàn)，并且可以減少模具體積，降低成本。但需要注意動作順序的控制和滑塊鎖緊，以免動作錯亂損壞模具或油缸鎖緊力不足而無法封料，抽芯力不足而抽不動滑塊。一般情況下，在模具設計時通過類比的辦法來選擇油缸，對油缸驅動力不進行計算。但如果沒有類比對象或在一些不常見的場合選用油缸時，必須對油缸驅動力進行正確的計算，才能選擇合適大小的油缸。油缸驅動力計算：建立油缸力學模型圖65。圖65 油缸力學模型由力的計算公式可知：F=PS式中：P—— 壓強，Pa；S—— 受壓面積，cm。從上面公式可以看出，由于油缸推動和拉動時受壓面積不同，故所產生的力也不同，其力學公式如下：推力： F1 = Pπ（D/2）2 = PπD2/4拉力： F2 = Pπ[（D/2）2（d/2）2] = Pπ（D2d2）/4式中： D— 油缸內徑，mm d— 活塞桿直徑，mm而在實際應用中，由于受運行效率的影響，還需加上一個負荷率 。因為油缸所產生的力不會100 ％用于推或拉， 常選0．8，故公式變?yōu)椋和屏Γ篎1 =PπD2/4拉力：F2 =Pπ（D2d2）/4從以上公式可以看出，只要知道油缸內徑D和活塞直徑d以及壓強P(一般為常數(shù))就可以算出該型號油缸所能產生的力。當油缸用于抽芯塑件時，油缸產生的力可理解為克服工件的包緊力。包緊力可按下式計算：F— LhFo(μcosθsinθ)cosθ式中：F—— 抽芯力，N181。θμ——塑料對鋼的摩擦系數(shù)，一般為0．150．2；θ——脫模斜度；Fo——單位面積包緊力，一般可取7．85—11．77 M Pa；L —— 活動型芯被塑件包緊部分斷面形狀平均周長，cm；H —— 活動型芯被塑料包緊部分長度，cm；抽拔力可按計算的1／8選取，經實踐驗證，可順利抽芯。7 冷卻系統(tǒng)的和排氣系統(tǒng)設計在注塑成型中，模具的溫度直接影響到塑件的質量和生產效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不同。對于PP6樹脂一般注射到模具內的塑料熔體的熔化溫度是260~290，熔體固化成為塑件后從60左右的模具中脫模，其過程中所釋放的熱量中約有5％以輻射、對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95％是依靠在模具內通入冷卻水將熱量帶走的。因此，注塑模的冷卻時間主要取決于冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。據(jù)統(tǒng)計，模具的冷卻時間約占整個注射循環(huán)周期的2/3，因此縮短注射循環(huán)周期的冷卻時間是提高生成效率的關鍵。 冷卻系統(tǒng)設計的原則注射模中的冷卻系統(tǒng)是通過冷卻水的循環(huán)將塑料熔體的熱量帶出模具的，為了提高冷卻效率，冷卻系統(tǒng)的設計一般要遵守如下的原則 [3]：（1） 動、定模要分別冷卻，保持冷卻平衡。（2） 孔徑與位置，一般塑件的避厚越厚，水管孔徑越大。（3） 冷卻水孔的數(shù)量越多，模具內溫度梯度越小，塑件冷卻越均勻，冷卻效果也就越好。（4） 冷卻通道可以穿過模板與鑲件的交界面，但是不能穿過鑲件與鑲件的交界面，以避免漏水。（5） 盡可能使冷卻水孔到型腔的距離相等，當塑件壁厚均勻時，壁厚處應強化冷卻，水孔應該靠近型腔，距離要小。（6） 澆口處加強冷卻。一般在注射成型時，澆口附近的溫度最高，距澆口越遠的溫度越低，因此要加強澆口處的冷卻。（7） 應降低進水與出水的溫度差。如果進水與出水溫度差過大，將會使模具的溫度分布不均勻，一般情況下，進水與出水溫度差不大于5。（8） 要標記出冷卻通道的水流方向。（9） 合理確定冷卻水管接頭的位置。（10） 冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構發(fā)生干涉現(xiàn)象，設計時要通盤考慮。 冷卻系統(tǒng)參數(shù)的確定和管道的布置（1）冷卻系統(tǒng)參數(shù)的確定。在注射過程中，塑件的冷卻時間通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時止的這段時間。從前面的CAE分析中可以確定，冷卻時間為30s能夠滿足要求，所以確定冷卻時間為30s。在前面的CAE分析中，我們選用的冷卻介質為25℃的水，冷卻介質的雷諾系數(shù)取10000，冷卻管道的直徑為6mm，冷卻管的中心距為31mm，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的最近距離為10mm，垂直最遠距離為20mm，對于兩腔中的每一腔采用2根冷卻管道在制件上下表面進行冷卻。經過前面對塑件進行CAE的冷卻分析結果我們看出，℃，同時滿足一般回路中冷卻介質的溫度差不超過2～3的要求，說明這些參數(shù)的設置是合理。（2）冷卻管道的布置。冷卻管道的連接方式可以是串聯(lián)，也可以是并聯(lián)。對于不同形狀的塑件冷卻水孔的排列形式也不同。冷卻水道的布置包括凸模上和凹模上的布置，由于凸模和凹模以及動模板和定模板結構的不同，在凸模和凹模以及在動、定模板上布置的方式一般也不同。綜合前面CAE的冷卻分析結果以及模具的實際結構，本課題中我們可以分別按照進行凸模上和凹模以及在動、定模板上冷卻管道的布置，具體尺寸的確定見裝配圖。 排氣系統(tǒng)的設計在注射成型過程中，模具內除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產生的低分子揮發(fā)氣體和塑料中的水分在注射溫度下汽化行成水蒸氣。這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，同時，這些高溫高壓的氣體也有可能擠入塑料熔體內而使塑件產生氣泡、空洞或填充不足等缺陷。因此，在注射成型中及時地將這些氣體排出到模具外是十分必要的。通常排氣的方式有利用模具分型面或配合間隙自然排氣、采用開設排氣槽排氣還有鑲嵌燒結金屬塊排氣等方式，從本課題分型面結構和模具的結構看，這里利用模具分型面或配合間隙自然排氣就可以了。8 脫模推出機構的設計在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具凹?；蛐托旧厦摮?，模具中這種脫出塑件的機構就稱為脫模結構。脫模機構的作用包括塑件等的脫出、取出兩個動作。在進行脫模機構的設計時要遵循三個原則，即使塑件留在動模上、保證塑件不變形損壞還有力求良好的塑件外觀。如果不能滿足這三個原則，那么脫模設計就不合理。脫模機構可分為一次脫模機構和二次脫模機構，為了能設計出結構較為簡單的模具結構，這里采用一次脫模機構就可以了。 脫模力的計算從動模一側的主型芯上脫出制品所需施加的外力就是脫模力，它包括制品收縮對型芯的摩擦力和大氣壓力等作用力，其大小與制品的壁厚、斷面形狀、塑料的收縮性、剛性、對成型零件的摩擦系數(shù)、成型工藝上的注射壓力、開模時間以及脫模斜度、型芯的加工紋向等因素有關，不過在計算中要考慮到這一切因素較為困難，因此這里我們只考慮到主要的因素就可以了。本課題中的塑件的內孔半徑與壁厚之比小于10，因此本塑件屬于薄壁塑件，其脫模力的計算公式見式[3] 式中 －塑料的彈性模量（MPa）；這里取1200 MPaS－塑料成型的平均收縮率（％）； －被包型芯的長度（mm），； －塑料的泊松比；－脫模斜度（），一般取1～2，在此取1；－塑件與鋼材之間的摩擦系數(shù)； －塑件的壁厚（mm），這里為mm；－塑件與開模方向垂直的平面上的投影面積。對于ABS的以上相關參數(shù)推薦值見表81。表81 ABS的一些性能推薦值塑料名稱彈性模量/(MPa)成型收縮率（％）與鋼的摩擦因數(shù)泊松比ABS1100～1600～～將上面這些數(shù)代入式（）得脫模力為： 頂桿推管脫模機構由于頂桿具有制造簡單、滑動阻力小、可在塑件的任意地方配置、脫模效果好等優(yōu)點，而且這里沒有復雜的結構，因此本設計就考慮用圓形頂桿形式進行脫模。根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式計算出頂桿直徑為[5]： （）式中 －安全系數(shù),； －推桿材料的彈性模量（MPa），這里取MPa； －塑件的脫模力（N）；－頂桿長度（mm），在UG測量得114mm；—頂桿數(shù)目,初步確定每個塑料件使用為7根。由式（）計算可得但從塑件和模具的結構看本課題設計的頂桿在不同的位置需要設定的尺寸是不一樣的，最小的直徑為2mm，，還存在推管退出裝置,。為了驗證是否滿足強度要求，下面對頂桿與推管的強度進行校核，其公式為[5] （）式中 []－頂桿材料的許用應力(MPa)，一般為150MPa； －塑件的脫模力(N)；由式（）可得 A[]F 。－安全系數(shù),；A －定出裝置總面積。所以 （12++）F N＞7258=1092 N因此設計的頂桿和推管都滿足強度要求。對于推桿的固定通常采用固定板固定推桿在推板上的形式，這里采用的就是這種形式。而在推桿的配合中，～，且不應有軸向竄動。~2倍，推桿和模體的配合性質一般為H8/f7或H7/f7，配合間隙值以熔料不溢料為標準。對于推管的內徑與型芯型芯的配合采用F8/f7，推管與型芯的配合長度為推出距離s加3～5mm，～2倍，其余部分為擴孔。推管擴孔為d+,模板擴孔為D+1mm。另外，為了不擦傷型腔，推管外徑要略小于塑件相應部位的內徑。 導向和定位機構的設計注射模的導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。按作用分為模外定位和模內定位。模外定位是通過定位圈使模具的澆口套能與注射機噴嘴精確定位；而模內定位機構則通過導柱導套進行合模定位。錐面定位則用于動、定模之間的精密定位。本課題中對模具定位精度要求不高，可采用模架本身所帶的定位結構。9 結論本次設計主要思路是利用UG設計軟件對制件進行設計，然后用Moldflow分析軟件進行流動、冷卻和翹曲的CAE分析，通過分析確定好型腔的布局和工藝方案，接著結合CAE分析的結論和工藝在UG設計軟件中進行模具結構的設計，最后是作出裝配圖和零件圖。在這個過程中的CAE分析是很關鍵的一步，它是進行模具設計前的準備，其主要任務是分析出較好的型腔布局方式還有確定合理的注射成型工藝參數(shù)以及后面模具設計澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的一些合理工藝參數(shù)，這一步分析關系到后面模具設計的工藝和結構是否合理，因此在設計前必須要做好這項準備。在做好注塑成型的準備工作之后，接著介紹了模具設計的內容，冷流道注塑模具主要包括四大系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)、機構系統(tǒng)、溫度調節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)。在澆注系統(tǒng)的設計中通過前面CAE分析結合經驗公式取流道橫截面形狀，確定澆口尺寸，計算體積流量等；在結構系統(tǒng)中主要介紹了側向分型抽芯機構的設計；在溫度調節(jié)系統(tǒng)中確定冷卻時間，還有冷卻介質和冷卻水道的直徑和布局；頂出系統(tǒng)著重說明了頂桿，并進行強度校核。在做好上面四大系統(tǒng)的設計后，我們還需要校核模具和注射機的參數(shù)，這才能保證設計的模具與注射機的配合是否真的合理。經過那么多步驟，本設計就到此結束了。從上面我們可以知道，CAE的分析可以為設計者提供參考依據(jù)，這能夠提高模具結構的可行性。隨著科技的進步及注射理論的突破，基于CAE分析的注塑模具設計發(fā)展會越來越迅速。隨著技術的成熟，注塑模的生產控制將會變得比以前更為輕松，產品質量將會得到更好提高，所以，在以后注射模具的研究和制造中，CAE分析的模具設計將會我們進行設計的主要方向。這次設計是對大學四年所學的知識作了一次全面的綜合運用，通過本次設計鞏固本專業(yè)的理論知識，并且使它與實際生產的聯(lián)系更為密切，更為直觀，而且提高了我的計算機繪圖和模擬設計的能力，特別是UG三維設計軟件、Moldflow分析軟件和AutoCAD工程制圖軟件的運用。這次設計真正地鍛煉了自己，為以后工作和實際生產中知識的運用打下了堅實的基礎。謝 辭經過三個多月的努力，本次畢業(yè)設計順利完成了。在設計過程中遇到了許多專業(yè)問題，最終的圓滿解決離不開廖宏誼導師以及黎清寧老師的指導以及幫助，老師教會了我許多專業(yè)知識與技能。與此同時，也得到了同學們的大力幫助，使我了解到了團隊合作的重要性。有了老師的指導，同學的幫助，加上自身的努力，終于保質保量的完成了大學四年的最后一次作業(yè)——畢業(yè)設計，在此，我忠心地感謝老師們對我的指導以及同學們給與的幫助。大學即將畢業(yè)，在這最后一次大作業(yè)中，我體會到了團隊精神的重要性，以及對于知識應該要具有創(chuàng)新精神?；厥姿哪辏瑢W習到的又何止只有專業(yè)知識，更多的是做人道理。這四年里我得到的收獲很多，這都多虧于我的母校－桂林電子科技大學對我的栽培和我的父母、我的老師、我的親人還有我的朋友對我的支持與鼓勵，因為有你們，所以我才能在這短短的四年里健康成長。最后，對于所有關心過我、幫助過我的父母、老師和同學們給予最誠摯的感謝！參考文獻[1] [M]，高等教育出版社，2004.[2] [M].北京:清華大學出版社，～6,29～30.[3] 周其炎. 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