【導(dǎo)讀】技術(shù)要求，選擇塑件制件尺寸。本模具采用一出四件，側(cè)入式澆口進(jìn)料，注射。機(jī)采用海天120W1×B型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，用CAD繪制二維總裝圖和零件圖，附上說明書，系統(tǒng)地運(yùn)用簡要的文字，簡明的示意。圖和和計算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計。

　　

【正文】 4 （ ） ? 2 4 （ ） ? 10 4 （ ） ? 6 4 （ ） ? 4 4 （ ） 0 ? 5 4 （ ） 0 ? 5 4 （ 3） 0 ? 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提 下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。 (1) 型腔的設(shè)計 型腔是用來成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。 本設(shè)計中采用嵌入式型腔，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品表面不會有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 28 件的數(shù)量，并縮小整個模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。不過模具加工起來比較困難，要用到數(shù)控加工或電火花加工。 圖 型腔 3D圖 (2) 型芯的設(shè) 計 本設(shè)計中零件結(jié)構(gòu)較為簡單，深度不大，經(jīng)過對塑件實體的仔細(xì)觀察研究確定：塑件采用嵌入式型芯。這樣的型芯加工方便，便于模具的維護(hù)，型芯與動模板的配合可采用 6/7 PH 。 圖 型芯 3D圖 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 29 成型零部件工作尺寸的計算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。 在模具設(shè)計時要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定成型零部件的工作尺寸及精度等級。影響 塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。 由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因為模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨損量大多憑經(jīng)驗決定），這里就只考慮塑料的收縮率計算模具盛開零部件的工作尺寸。 塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定 ABS 材料的平均收縮率為 %，剛計算模具成型零部件工作尺寸的公式為： A=B+ （ ） 式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B — 塑件在常溫下實際尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的 1/3～ 1/4，或取 IT7～ 8 級作為模具制造公差。在此取 IT8 級，型芯工作尺寸公差取 IT7 級。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的 具體數(shù)值見圖紙。 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇與設(shè)計 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型 一般指的模具的行位機(jī)構(gòu)，即凡是能夠獲得側(cè)向抽芯或側(cè)向分型以及復(fù)位動作來拖出產(chǎn)品倒扣，低陷等位置的機(jī)構(gòu)。 本設(shè)計中模具是采用單邊抽芯即可，兩個抽芯機(jī)構(gòu)抽芯行程較大，需要較長的斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)，見圖 。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 30 圖 下圖 列出模具的常用行位結(jié)構(gòu)。 從作用位置分為下模行位、上模行位、斜行位（斜頂） 從動力來分，為機(jī)動側(cè)向行位機(jī)構(gòu)和液壓（氣壓）側(cè)向行位機(jī)構(gòu) 圖 a. 滑塊的設(shè)計 滑塊設(shè)計的要點(diǎn)在于滑塊與側(cè)向型芯 連接以及注射成型時制品尺寸的準(zhǔn)確性和移動的可靠性，滑塊分為整體式和組合式兩種?；瑝K材料常用 45 鋼或 TT10 等制造，要求硬度在 HRC40 以上。 b. 導(dǎo)滑槽設(shè)計 導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合，一般采用 H8/f8?；瑝K的滑動配合長度通常要大于滑塊寬度的 倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 31 度的 2/3，導(dǎo)滑槽材料通常用 45 鋼制造，調(diào)質(zhì)至 HRC 28～ HRC32， c. 滑塊定位裝置設(shè)計 由于我們采用的是后模行位的形式，根據(jù)生產(chǎn)的實際情況，采用行位壓板的方式，主要作用為固定與導(dǎo)向 作用。 d. 楔緊塊設(shè)計 楔緊角β應(yīng)比斜導(dǎo)柱的傾斜角 α大 2176?！?3176。 e. 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 斜導(dǎo)柱和滑塊在模具上因安裝位置不同，組成了抽芯機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式。 (1) 斜導(dǎo)柱在定模上、滑塊在動模上的結(jié)構(gòu) 1)設(shè)計時必須注意，滑塊與推桿在合模復(fù)位過程中不能發(fā)生 “ 干涉 ” 現(xiàn)象。所謂干涉現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位致使活動側(cè)向型芯與推桿相碰撞，造成活動側(cè)向型芯或推桿損壞。 2) 如果發(fā)生干涉，常用的先復(fù)位附加裝置有彈簧先復(fù)位、楔形滑塊先復(fù)位、擺桿先復(fù)位等多種形式。 (2) 斜導(dǎo)柱在動模 上、滑塊在定模上的結(jié)構(gòu) (3) 斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模上 (4) 斜導(dǎo)柱和滑塊同在動模上 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要參數(shù)的確定 a. 抽芯距 S 型芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離叫理論抽芯距，用 S′表示。為了安全起見，實際抽芯距離 S通常比理論抽芯距離 S′大 2～ 3mm，即 S = S′ +（ 2～ 3） mm （ ） 本次設(shè)計中兩邊抽芯，分別抽芯距離為 S1′ =63mm， S2′ =48mm 所以 S1 =63+3≈ 66mm。 S2 =48+3≈ 51mm。 b. 斜導(dǎo)柱傾斜 角 ? 導(dǎo)柱傾斜角 ? 是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的一個重要參數(shù)，它不僅決定了開模行程和斜導(dǎo)柱長度，而且對斜導(dǎo)柱的受力狀況有著重要影響。決定傾斜角大小時，應(yīng)從抽芯距、開模行程和斜導(dǎo)柱受力幾個方面綜合考慮。實際生產(chǎn)中，一般取 ? =12176。～ 32176。 本次設(shè)計取 ? =25176。 c. 斜導(dǎo)柱直徑 d 斜導(dǎo)柱直徑計算公式為 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 32 3 210[ ] costwwFHd ??? () 式中： d —— 斜導(dǎo)柱直徑， mm； tF —— 脫模力， N； wH —— 側(cè)型芯滑塊受的脫模力作業(yè)線與斜導(dǎo)柱中心線的交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板的距離， mm； []w? —— 斜導(dǎo)柱所用 材料的許用彎曲應(yīng)力， MPa； ? —— 斜導(dǎo)柱傾斜角。 本次模具設(shè)計中，計算如下： 3 210[ ] costwwFHd ??? = () 取 d 為 12mm。 d. 斜導(dǎo)柱的總長度 zL 斜導(dǎo)柱總長度計算公式為 2 ta n ta n2 c o s 2 s inz d h d SL ????? ? ? ? ?（ 5～ 10） mm () 式中： zL —— 斜導(dǎo)柱總長度， mm； 2d —— 斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑， mm； ? —— 斜導(dǎo)柱傾斜角； h —— 斜導(dǎo)柱固定板厚度， mm； d —— 斜導(dǎo)柱工作部分直徑， mm； S —— 抽芯距， mm。 本次模具設(shè)計中，計算如下： S1 斜導(dǎo)柱計算 2 ta n ta n2 c o s 2 s inz d h d SL ????? ? ? ? ?（ 5～ 10） mm≈ 178mm. S2 斜導(dǎo)柱計算 2 ta n ta n2 c o s 2 s inz d h d SL ????? ? ? ? ?（ 5～ 10） mm≈ 213mm 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 33 圖 斜導(dǎo)柱抽芯距離與長度設(shè)計 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計 塑件從模具上取下以前還有一個從模具的成型零部件上脫出的過程，使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件， 推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。 脫模機(jī)構(gòu)的選擇 脫模機(jī)構(gòu)按其推出動作的動力來源分為手動推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動推出機(jī)構(gòu)，液壓和氣動推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、套管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等。 本設(shè)計中采用推桿推出機(jī)構(gòu)和斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則： a. 使塑件脫模時不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形）； b. 推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排； c. 推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂； e. 推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動作時不產(chǎn)生彈性變形； f. 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀 。 推桿推出機(jī)構(gòu)設(shè)計 a. 推桿布置 該塑件采用了 6mm 大小推桿，其分布情況如圖 所示，這些推桿均勻的分布在產(chǎn)品邊緣處，使制品所受的推出力均衡。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 34 圖 推桿布置 b. 推桿的設(shè)計 [7] 本設(shè)計中采用臺肩形式的圓形截面推桿，設(shè)計時推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè)置部位選用不同的直徑，見圖。推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動。推桿與推桿孔配合一般為 9/98/8 fHfH 或 ，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產(chǎn)生飛邊， ABS塑料的溢料間隙為 ~ 。 c. 推桿橫截面積直徑校核 由于該塑件的底面尺寸有限，所以只能憑經(jīng)驗定推桿的直徑為 d=6mm。以下要對其許用應(yīng)力進(jìn)行校核。 脫模力 Qe=Qc+Qb () 式中： Qc為阻力； Qb 為真空吸力， Qb=， Ab 為型芯橫截面積； Qb=? =。 Qc= )1(8 ?? ?fhktE () 式中： E 為拉伸彈性模量， E==1950MPa； ? 為塑料的平均成型收縮率， ? =%； ? 為泊松比， ? =； t 為制品壁厚， t=3mm； h 為脫模方向高度， h=15mm； kf為系數(shù)， kf= )c o ss i n1()s i nc o s( ???? ff ?? =； ? 為脫模斜度， ? =1176。； f 為靜摩擦系數(shù)， f=。 所以 Qe=Qc+Qb=1012+= 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 35 頂桿直徑的校核 頂桿的受力狀態(tài)可簡化為“一端固定、一端鉸支”的壓桿穩(wěn)定性力學(xué)模型，由歐拉公式簡化為： d=Φ（ L2Q/nE） 1/4 () 式中： d 為頂桿直徑， 6mm； Φ為安全系數(shù)，范圍在 ~ 之間，此處取 ； L 為頂桿長度， L=135 mm； Q 為脫模 力， 6200N； n 為頂桿根數(shù)， n=3； E 為頂桿材料的彈性模量 MPa，該材料為 103。 由于 d=6 mm，對推桿進(jìn)行強(qiáng)度校核如下： σ=4Q/nπ d2≤ [σ] 式中： ? 為頂桿所受的應(yīng)力， MPa； [? ]為頂桿材料的許用應(yīng)力， MPa。 由上式得出 ? =[? ]=3200N/cm2，所以推桿滿足強(qiáng)度要求。 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)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相同。一般注射到模具內(nèi) 的塑料熔體的溫度為 C?200 左右，熔體固化成為塑件后，從 C?60 左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般小于 C?80 ）的塑料，如本設(shè)計中的 聚碳酸酯 ABS，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因為可以通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 注射 模的溫度對于塑料熔體的充模流動、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對于任一個塑料制品，模具溫度波動過大都是不利的。過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時間又會使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會降低塑料的流動性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。 本設(shè)計中型芯型腔各一組冷卻水回路 , 此方式冷卻快速 , 兩個塑件冷卻均勻 , 確保尺寸變形一致。 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計規(guī)則 設(shè)計冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔道應(yīng)使用標(biāo)本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 36 準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。設(shè)計冷卻