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畢業(yè)設(shè)計(論文)
課 題 名 稱 繞 線 圈 注 塑 模 具
學 生 姓 名 謝 小 雄
學 號 5 1
院(系)、專 機械工程學院03模具1班
指 導 教 師 鄧 清 方
職 稱 高 工
2006 年 6 月 1 日
內(nèi)容提要
本設(shè)計主要講述了以軟聚氯乙烯（SPVC）為材料的線圈高骨架注塑模具的設(shè)計過程。
此模具在設(shè)計時，充分考慮了生產(chǎn)批量、以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本為主要宗旨。
本產(chǎn)品為電動機繞線圈，形狀規(guī)則，內(nèi)空心，側(cè)有凹槽，其要求它具有耐光，耐化學腐蝕、耐磨。結(jié)合這些要求，材料選擇軟聚氯乙烯。根據(jù)計算出的體積與質(zhì)量選擇SZ-100-60型號的注塑機注塑。由于塑件內(nèi)空心，側(cè)有凹槽要求模具必需采用斜導柱側(cè)抽芯機構(gòu)分型。經(jīng)過比較，采用斜導柱在定模，哈夫塊（斜滑塊）在動模的結(jié)構(gòu) 。整體斜楔定位，斜導柱側(cè)抽芯分型，推板推出工件的工作原理。
設(shè)計中對主要零件一一的進行了設(shè)計。文中插入了非標準零件圖，以及模具結(jié)構(gòu)圖。
Contents brief summary
Is it tell taking soft polyvinyl chloride (SPVC ) as material coil high skeleton mould plastics idea course of mould mainly to design originally.
This mould is in the design, fully consider production lot , regard improving production efficiency , reducing the production cost as the main aim.
This product winds the coil for the motor, form rule, hollow inside, the side has grooves , it requires it is able to bear all, able to bear chemistry and corroded, wear-resisting . Combine these require material choose the soft polyvinyl chloride. Choose the moulding plastics machine of SZ-100-60 type to mould plastics according to the volume and quality calculated out. Mould piece hollow , side have groove demand mould must adopt oblique to lead post side release the core organization dividing into type. Through compare, adopt oblique to lead post make mould , Haff piece (oblique to slip yuan ) Move the structure of the mould . Whole oblique wedge make a reservation, oblique to lead post side release core person who divide , push board put out operation principle of work piece.
To the designing one by one of major part in the design. Have inserted the non-standard part picture, and mould structure chart in the article.
目 錄
內(nèi)容摘要……………………………………………………………… I
Contents brief summary…………………………………………… II
前言…………………………………………………………………… 1
第1章 塑件分析………………………………………………… 2
第1.1節(jié) 塑件工藝性能分析……………………………………… 2
第1.2節(jié) 塑件批量………………………………………………… 2
第1.3節(jié) 塑件批量體量和質(zhì)量…………………………………… 3
第2章 注塑機的選擇…………………………………………… 4
第2.1節(jié) 注塑機的概述…………………………………………… 4
第2.2節(jié) 選擇注塑機……………………………………………… 6
第3章 模具設(shè)計的有關(guān)計算…………………………………… 6
第3.1節(jié) 成型零件工作尺寸的計算……………………………… 6
第3.2節(jié) 成型腔壁厚的計算……………………………………… 8
第4章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計………………………………………… 9
第4.1節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………… 9
第4.2節(jié) 模具結(jié)構(gòu)草案…………………………………………… 14
第4.3節(jié) 合模導向機構(gòu)設(shè)計……………………………………… 16
第4.4節(jié) 塑件脫模機構(gòu)設(shè)計……………………………………… 18
第4.5節(jié) 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計……………………………… 18
第4.6節(jié) 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)……………………………………… 22
第5章 注塑機參數(shù)的校核……………………………………… 23
第5.1節(jié) 最大注塑量的校核……………………………………… 23
第5.2節(jié) 注塑壓力的校核………………………………………… 23
第5.3節(jié) 鎖模力的校核…………………………………………… 24
第5.4節(jié) 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核………………… 24
第5.5節(jié) 開模行程和頂出裝置的校核…………………………… 25
結(jié)論…………………………………………………………………… 26
參考文獻……………………………………………………………… 27
符號說明……………………………………………………………… 28
致謝…………………………………………………………………… 30
前言
隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料制品在工業(yè)及日常生活中使用越來越大，因此對塑料模具設(shè)計人員的需求也在逐年的增加。同時對設(shè)計的人員的先進的設(shè)計思維、掌握較多先加工技術(shù)以及加工工藝也是非常必要的。作為學習模具專業(yè)的學生，我們有必須以提高自己的基礎(chǔ)理論為前提，為促進我國模具行業(yè)的發(fā)展而努力，為促進我國工業(yè)提高標準化水平而做出自己的貢獻。
模具畢業(yè)設(shè)計是模具專業(yè)最為重要的環(huán)節(jié)之一，同時它也是最后的一個關(guān)鍵教學環(huán)節(jié)。它是由學生過渡到生產(chǎn)的一步，由學校走向工廠的橋梁。是我們第一次系統(tǒng)地把所學理論應(yīng)用在實際生產(chǎn)。
通過此次的畢業(yè)設(shè)計制造的各個環(huán)節(jié)有了更加深入明確的了解從而培養(yǎng)和提高設(shè)計的能力。
畢業(yè)設(shè)計的目的有兩個，第一個目的是讓我們掌握模具設(shè)計的基本技能，如繪圖，計算，查閱設(shè)計資料和手冊。熟悉國標和各種標準的能力，能夠熟練運用CAD，Pro/E。進行繪圖。第二個目的是了解和掌握模具設(shè)計與制造的工藝，從而獨立的設(shè)計一般的塑料模具，為走出學校走向社會打下基礎(chǔ)。
我設(shè)計的是一副斜導柱抽芯機構(gòu)的模具。采用斜導柱在定模，哈夫塊（斜滑塊）在動模的結(jié)構(gòu) 。整體斜楔定位，斜導柱側(cè)抽芯分型，推板推出工件的工作原理。
但因本人經(jīng)驗不足，又加上時間倉促。因此難避免存在一些錯誤，敬請各位老師批評和指正，以便取得更大的進步。
第1章 塑件分析
第1.1節(jié) 塑件工藝性分析
本產(chǎn)品為電動機繞線圈，在工程中，我們都知道要求選擇有良好絕緣性能的材料,具有此種性能的也較多，但此塑件選用軟聚氯乙烯（SPVC）這種材料還具有耐光性、耐化學腐蝕性、耐磨性。
以下圖1.1為塑件的實物圖
圖1.1
根據(jù)實際測量塑件的尺寸,如圖1.2所示:
圖1.2
第1.2節(jié)塑件批量
本產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,因為作為常期生產(chǎn)的塑件,可以說其批量值是比較大的，屬于大批量生產(chǎn)。故設(shè)計模具要有較高的效率,澆注系統(tǒng)要能自動脫模。
第1.3節(jié) 塑件體積計算
塑件質(zhì)量的計算是為了選擇合理的注塑機，提高設(shè)備利用率，確定模具的型腔數(shù)目。
因此；塑件質(zhì)量的計算則為； M塑件 = ρ×V塑件 （1.1）
而 V塑件 = 2×{2×[（402×1.5）-(172×1.5)] +(20 2-172)×57}
=2×(3733+5814)
≈19.11cm3
ρ=1.35g/cm3 (查塑料模具設(shè)計手冊)
故 M塑件 = 19.11×1.35 ≈ 25.80(g)
又因； M澆道=ρV澆道=1.35×6200(通過pro/E計算得出)=8307mg≈8.3g
所以；M總 = M塑件+M澆道=19.11+8.3=27.41g
第2章 注塑機的選擇
第2.1節(jié) 注射機的概述
注射機的類型和規(guī)格很多，分類方法各異，按結(jié)構(gòu)型式可分為立式、臥式、直角式三類，國產(chǎn)臥式注射機已經(jīng)標準化和系列化。這三類不同結(jié)構(gòu)形式的注射成型機各特點如下：
立式注射機的注射柱塞（或螺桿）垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動模板也沿垂直方向移動，這種注射成型機主要優(yōu)點是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動模上（下模）
安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點是制品自模具中頂出以后不能靠重力下落。需人工取出，有礙于全自動操作，但附加機械手取產(chǎn)品后，也可以實現(xiàn)全自動操作，此類注射機注射量一般均在60克以下。
臥式注射機是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的注射成型機，其注射柱塞或螺桿與合模運動均沿水平方向裝設(shè)，并且多數(shù)在一條直線上（或相互平行）。優(yōu)點是機體較低，容易操縱和加料，制件頂出模具后可自動墜落，故能實現(xiàn)全自動操作，機床重心較低安裝穩(wěn)妥，一般大中型注射機均采用這種形式。缺點是模具安裝比較麻煩嵌件放入模具有傾斜或落下的可能，機床占地面積較大。
直角式注射機的柱塞或螺桿與合模運動方向相互垂直，主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，便于自制適于單件生產(chǎn)者，中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時常利用開模時絲杠的轉(zhuǎn)動來拖動螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。缺點是機械傳動無準確可靠的注射和保壓壓力及鎖模力，模具受沖擊振動較大。
第2.2節(jié) 選擇注射機
2.2.1先考慮理論注塑量
理論注塑量是指注塑機在對空注塑的條件下，注塑螺桿（或柱塞）作一次最大注塑行程時，注塑裝置所能達到的最大注塑量。理論注塑量一般有兩種表示方法：一種規(guī)定以注塑軟聚氯乙烯（SPVC）（密度約為1.35g/cm3）的最大克數(shù)（g）為標準，稱之為理論注塑質(zhì)量；另一種規(guī)定以注塑塑料的最大容積（cm3）為標準，稱之為理論注塑容量。
2.2.2其次要考慮實際注塑量
根據(jù)實際情況，注塑機的實際注塑量是理論注塑量的80％左右。即有
M S= a M1 (2.1)
V s =a V1 （2.2）
式中：M1——理論注塑質(zhì)量，g ；
V1——理論注塑容量，cm3 ;
MS——實際注塑質(zhì)量，g ；
VS——實際注塑容量，g ;
a——注塑系數(shù)，一般取值為0.8。
在注塑生產(chǎn)中，注塑機在每一個成型周期內(nèi)向模內(nèi)注入熔融塑料的容積或質(zhì)量稱為塑件的注塑量M，塑件的注塑量M必須小于或等于注塑機的實際注塑量。
當實際注塑量以實際注塑容量VS表示時，如式（2.3）：
MS， = ，VS （2.3）
式中：MS，——注塑密度為時塑料的實際注塑質(zhì)量，g ；
，——在塑化溫度和壓力下熔融塑料密度，g/cm3 。
， = C （2.4）
式中：——注塑塑料在常溫下的密度，g/cm3 ;
C——塑化溫度和壓力下塑料密度變化的校正系數(shù)；對結(jié)晶型塑料，C=0.85，對非結(jié)晶型塑料C=0.93。
當實際注塑量以實際注塑質(zhì)量MS表示時，有式（2.5）：
MS，=MS（/ps） （2.5）
式中：ps——軟聚氯乙烯（SPVC）在常溫下的密度（約為1.35g/cm3）。
所以，塑件注塑量M應(yīng)滿足式（2.6）：
MS，≥M = nMZ = + MJ （2.6）
式中：n——型腔個數(shù)；
MZ——每個塑件的質(zhì)量，g ；
MJ——澆注系統(tǒng)及飛邊的質(zhì)量，g
根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量查《塑料模具設(shè)計》教材表5-2或查相關(guān)手冊選定注塑機型號為；SZ-100-60
注塑機的參數(shù)如下；
注塑機的最大注塑量………………………………………… 100cm3
鎖模力………………………………………………………… 600Kn
注塑壓力……………………………………………………… 150Mpa
最小模厚……………………………………………………… 170mm
模板行程……………………………………………………… 300mm
注塑機定位孔直徑…………………………………………… 125mm
噴嘴前端孔徑………………………………………………… ?4mm
噴嘴球面半徑………………………………………………… SR12
注塑機拉桿間距……………………………………………… 320×320/mm×mm
第3章 模具設(shè)計的有關(guān)計算
第3.1節(jié) 成型零件工作尺寸的計算
根據(jù)塑件圖可知，線圈高骨架外形尺寸無精度要求，只是塑件本身就要求達到IT8級的精度，它屬于一般精度要求。故主要計算出相對于固定型芯和哈夫塊組合而成的型腔尺寸，其余型芯與型腔的尺寸則直接按產(chǎn)品尺寸。
3.1.1 型芯尺寸的計算
型芯的徑向尺寸的計算：
按平均收縮率計算型芯的徑向尺寸：
經(jīng)查《塑料模具設(shè)計手冊》可知SPVC的平均收縮率為1.8% （SCP）
根據(jù)塑件精度等級(IT8)查得《塑料模具設(shè)計》中“塑件公差數(shù)值表”,其徑向基本尺寸為17mm,那么它的浮動尺寸為17+0.48 0
根據(jù)公式 LM = [LS +SCP ·LS + 3 4Δ] -δ （3.1）LM = [17+17×1.8%+3 4 ×0.48]-δ=Δ/3
LM = 17.670 -0.16
式中 LM —零件制造徑向尺寸；
LS —徑向的基本尺寸；
δ —對于小型零件等于Δ/3（Δ為制件允許的公差值）；
型芯尺寸的高度計算，同樣也是按收縮率來計算值：
這時規(guī)定制件孔深的名義尺寸HS 為最小尺寸，偏差Δ為正偏差，型芯高度的名義尺寸為HM為最大尺寸，偏差為負偏差,而其基本尺寸為60mm，浮動尺寸為60+0.92 0，同上可以得到型芯高度名義尺寸：
HM = [HS + SCP·HS + 2 3 Δ]-δ （3.2） HM = 61.70 -0.3
3.1.2 型腔尺寸的計算
因為以面的型芯尺寸的計算時都是以型腔為準的，因此有一部分的尺寸（60mm的尺寸）我們只考慮了型腔各尺寸的制造加工尺寸。
（1）型腔徑向尺寸的計算為：
同上以是按平均收縮率來計算其尺寸，已知在給定條件下的平均收縮率SCP ，制件型腔的名義尺寸為LM （最小尺寸），公差值為δ（正偏差），則型腔的平均尺寸為：LM +δ 2 ?？紤]到收縮量和磨損值，
但要注意的一點，那就是該設(shè)計的一大優(yōu)點，為了便于工人的制模，把型腔先做成一個整體，然后用線切割機床再分開，這樣也可以節(jié)約材料。因此在型腔一方將會加上一個放電間隙值和鉬絲的直徑值（設(shè)放電間隙為0.02mm、鉬絲直徑為0.18mm）。故也根據(jù)公式 LM = [LS + LS·SCP - 3 4 Δ]+δ （3.3）
可得：
基本尺寸為20mm時，可得如下值；
LM = [20+20×1.8%- 3 4×0.56]+Δ/3
LM = 19.94+0.18 0
那么 LM′ = 20.14+0.18 0
基本尺寸為40 mm時，可得如下值；
LM = [40+40×1.8% - 3 4×0.92]+Δ/3
LM = 40.12 +0.26 0
那么 LM′ = 40.32+0.26 0
（2）型腔深度尺寸的計算；
也是按平均收縮率計算型腔的深度尺寸，在型腔深度尺寸的計算中，規(guī)定制件高度的名義尺寸為HS 為最大尺寸 ，公差以負偏差表示。型腔深度名義尺寸HM為最小尺寸，公差以正偏差表示。型腔的底部或型芯的端面與分型面平行，在脫模過程中磨損很小磨損量就不考慮， 據(jù) HM = [HS + H S·SCP - 2 3Δ]+δ (3.4)
可得
深度尺寸為1.5mm 時：
H M = [1.5+ 1.5×1.8% - 2 3×0.32]+0.32/3
HM = 1.51+0.1 0
深度尺寸為57mm時：
H M = [57+ 57×1.8% - 2 3×0.92]+0.92/3
HM = 57.33+0.3 0
第3.2節(jié) 成型腔壁厚的計算
成型腔應(yīng)具有足夠的壁厚以承受塑料熔體的高壓，如壁厚不夠可表現(xiàn)為剛度不足，即產(chǎn)生過大的彈性變形值；也可表現(xiàn)為強度不夠，即塑腔發(fā)生塑隆變形甚至破裂。模具的型腔在注射時，當型腔全部充滿時，內(nèi)壓力達到極限值，然后隨著塑料的冷卻和澆口的封閉，壓力逐漸減小，在開模時接近常壓。
型腔壁厚計算以最大壓力為準。理論分析和實踐證明，對于大尺寸的型腔，剛度不足是主要原因，應(yīng)按剛度來計算；而小尺寸和型腔在發(fā)生的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力就超過了許用應(yīng)力，因此按強度來計算。而此次設(shè)計的塑件尺寸不是很大，因此，我們就按強度來計算型腔壁厚。模具結(jié)構(gòu)中，都采用的是整體式且是矩形型腔，它的按強度來計算側(cè)壁的厚度比較的復雜。而在《模具設(shè)計手冊》里可以查得一些經(jīng)驗值，如圖3.1所示：
圖3.1
圖3.1
第4章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計
第4.1節(jié) 澆注系統(tǒng)設(shè)計
4.1.1 澆口套的選用
澆口套屬于標準件，在選夠澆口套時應(yīng)注意：澆口套進料口直徑和球面坑半徑。因此，所選澆口套如圖4.1所示：
圖4.1
4.1.2 冷料井的設(shè)計
根據(jù)實際,采用底部帶有頂桿的冷料井，推桿裝于推桿固定板上。如圖4.2所示：
圖4.2
圖3.3
4.1.3 分流道的設(shè)計
（1）分流道截面形狀
分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比表面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工較困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。
（2）分流道的尺寸
分流道尺寸由塑料品種、塑件的大小及長度確定。對于重量在200g以下，壁厚在3mm以下的塑件可用下面經(jīng)驗公式計算分流道的直徑，如式（4.1）。
D=0.2654W1/2 L1/4 （4.1）
式中：D---分流道的直徑，mm;
W---塑件的質(zhì)量，g；
L---分流道的長度，mm.
此式計算的分流道直徑限于3.2mm～9.5mm.對于HPYC和PMMA。應(yīng)將計算結(jié)果增加25％。對于梯形分流道，H=2D/3；對于U形分流道，H=1.25R，R=0.5D。D算出后一般取整數(shù)；對于半圓形H=0.45R
對于流動性極好的塑料（如PE，PA等），當分流道很短時，其直徑可小到2mm左右；對于流動性差的塑料（如PC，HPVC及PMMA等），分流道直徑可以大到13mm;大多數(shù)塑料所用分流道的直徑為6mm～10mm。
4.3.3.分流道的布置
在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式兩類。平衡史布置是指分流道到各型腔澆口的長度、斷面形狀、尺寸都相同的布置形式。它要求各對應(yīng)部位的尺寸相等。這種布置可實現(xiàn)均衡送料和同時充滿型腔的目的，使成型的塑件力學性能基本一致，但是，這種形式的布置使分流道比較長。
非平衡式布置的指分流道到各型腔澆口長度不相等的布置。這種布置使塑料進入各型腔有先有后，因此不利于均衡送料，但對于型腔數(shù)量多發(fā)模具，為不使流道過長，也常采用。為了達到同時充滿型腔的目的，各澆口的斷面尺寸要制作得不同，在試模4.3.4.分流道設(shè)計要點
（1）、在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)圓弧過度。
（2）、分流道較常時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。
（3）、分流道的位置可單獨開設(shè)在定模板上或動模板上，也可以同時開設(shè)在動、定模板上，合模后形成分流道截面形狀。
（4）、分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。
在選擇澆口套時應(yīng)注意：
①、澆口套進料口直徑如式（4.2）
D=d+(0.5～1)mm （4.2）
式中：d---注塑機噴嘴口直徑。
②、球面凹坑半徑R
R=r+(0.5～1)mm; （4.3）
式中：r---注塑機噴嘴球頭半徑。
③、澆口套與定模板的配合
在單腔模中，常不設(shè)分流道，而在多腔模中，一般都設(shè)置有分流道，塑料沿分流道流動時，要求通過它盡快地充滿型腔，流動中溫度降低盡可能小，阻力盡可能低。同時，應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。從前兩點出發(fā)，分流道應(yīng)短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的加回料量，分流道亦不能過粗。過粗的分流道冷卻緩慢，還倒增長模塑的周期。而該設(shè)計中使用了梯形斷面形狀的分流道。如圖4.3所示；
圖4.3
因為梯形斷面的這種分流道易于機械加工，且熱量損失和阻力損失均不大，故它也是一種常用的形式．其斷面尺寸比例為； H=2/3W, X=3/4W, 或?qū)⑿边吪c分模線的垂線呈5°—10°的斜角。
4.1.4 澆口設(shè)計
澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細流道（除直澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其主要作用是：
1 、型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。
2 、易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料，澆口截面約為分流道截面的0.03～0.09。
澆口長度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試限時逐步糾正。
當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利用充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑料質(zhì)量。
澆口的形狀和尺寸對制品質(zhì)量影響很大，澆口在多情況下，系整個流道斷面尺寸最小的部分（除主流道型的澆口外），一般匯報口的斷面積與分流道的斷面積之比約為0.03～0.09。斷面形狀如圖4.3所示，澆口臺階長1～1.5㎜左右．雖然澆口長度比分流道的長度短的多，但因為其斷面積甚小，澆口處的阻力與分流道相比，澆口的阻力仍然是主要的，故在加工澆口時，更應(yīng)注意其尺寸的準確性。
然而，根據(jù)塑件的樣品圖1.1、生產(chǎn)的批量等，采用一模兩腔結(jié)構(gòu)。澆口采用扇形如圖4.4所示：
圖4.4
4.1.5 澆口位置的選擇
（1）澆口的位置的應(yīng)使填充型腔的流程最短
這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔。對于型塑件，要進行流動比的校核。流動比K由流動通道的長度L與厚度t之比來確定。如下式（4.4）：
K=Σ（Lτ/tτ） （4.4）
式中：Lτ---各段流程的長度，mm;
tτ---各段流程的厚度或直徑，mm;
流動比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)、溫度壓力等的不同而變化。流動比的計算公式為（7-6/8）：
①K=L1/t 1+L 2+L 3/t 2 （4.5）
②K= L1/t 1+L 2/t 2+L 3/t 3+2L 4/t 4+L 5/t 5 （4.6）
(2) 澆口位置的選擇要避免塑件變形
（3）澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免產(chǎn)生熔接痕
熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強度，所以設(shè)置澆口時應(yīng)考慮料流的方向。為提高熔接痕處強度，可在熔接處增設(shè)溢流槽，使冷料進入逸流槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會有熔接痕產(chǎn)生。
澆口的位置塑與件質(zhì)量有直接影響,位置選擇不當會使塑件產(chǎn)生變形、熔接痕等缺陷。圖4．5為澆口位置的布局。
圖4.5
第4.2節(jié) 模具結(jié)構(gòu)草案
由于塑件內(nèi)空心,側(cè)有凹槽所要求模具結(jié)構(gòu)必須采用斜導柱抽芯機構(gòu)。并采用斜導柱在定模，哈夫塊（斜滑塊）在動模的結(jié)構(gòu) 。整體斜楔定位，斜導柱側(cè)抽芯分型，推板推出工件的工作原理?？梢岳L出模具草圖，如圖4.6所示；
圖4.6
（1）定模斜楔（2）冷卻水咀（3）哈夫塊（4）斜導柱（5）推件板（6）型芯固定板（7）支承板 (8) 模腳（9） 螺釘M10（10）銷釘（11）模腳墊板（12）頂桿墊板（13）頂桿固定板（14）頂桿（15）拉料桿（16）導柱（17）導套（18）型芯（19）定模板 （20）澆口套（21）定位環(huán) （22）斜楔固定板 （23）螺釘M8
第４.3節(jié) 合模導向機構(gòu)設(shè)計
導向機構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部件，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導向機構(gòu)，導柱安裝在動模一邊或定模這一邊均可．通常導柱設(shè)在主型芯周圍。導向機構(gòu)的主要定位、導向、承受一定側(cè)壓力三個作用。在該設(shè)計中采用了導柱導向機構(gòu)，而導柱導套為標準件。
所以，，以下為選用的導柱形式，如圖4.7所示：
圖4.7
從圖4.7中我們知道，其中對導柱結(jié)構(gòu)有要求：
２、 導柱的長度必須比型芯端面的高度高出6～8mm；
３、 導柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，多采用T8或T10 硬度為 50～55HRC
，導向孔的結(jié)構(gòu)要求如圖4.8所示：
圖4.8
，導柱導套配合形式，如圖4.9所示：
圖4.9
以上圖形，導柱裝入模板多用二級精度第二種過渡配合，而導套用二級精度靜配合。
，導柱布置方式，如圖4.10所示：
圖4.10
第4.4節(jié) 塑件脫模機構(gòu)設(shè)計
在注塑成型的每一個循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，在該設(shè)計中，為了使符合脫模機構(gòu)的要求：
使塑件留于動模；
塑件不變形損壞
這是脫模機構(gòu)應(yīng)當達到的基本要求。要做到這一點首先必須分析塑件對模腔的附著力的大小和所在部位，以便選擇合適的脫模方式和脫模位置，使脫模力得以均勻合理的分布。
良好的塑件外觀
頂出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，以免損壞塑件的外觀。
結(jié)構(gòu)可靠
因此，根據(jù)4.6裝配圖所示，其模具結(jié)構(gòu)的脫模機構(gòu)主要由中心拉料桿拉斷澆口，然后由頂桿推動推板使工作推出，還有在設(shè)計主型芯時也會有一定的撥模作斜度3°～5°。
第4.5節(jié)側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計
當塑件上具有與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔時，塑件不能直接脫模，必須將成型側(cè)孔的零件做成可動的，在塑件脫模前先將活動型芯抽出，然后再自模中通過頂桿頂出塑件。而此次的設(shè)計完全符合以上要求，因此，也采用了側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。又，該塑制品是大批量的生產(chǎn)，故也使用了機動側(cè)向分型抽芯。
4.5.1 抽拔力和抽拔距的計算
4.5.1.抽拔力的計算。
4.5.1.而抽拔距的計算；
因為抽拔距等于側(cè)孔深加2～3mm的安全系數(shù)，而當結(jié)構(gòu)比較特殊時，如成型圓形線圈骨架，以及該外形為正方形的線圈骨架，（如下圖所示）設(shè)計的抽拔距不能等于線圈骨架凹模深度S2，因為滑塊抽至S2時塑件的外徑仍不能脫出滑塊的內(nèi)徑，必須抽出S１的距離再加上(2～3)mm，塑件才能脫出。
故抽拔距為：S= S1+(2～3)=20+(2～3)mm=22～23mm
式中 S—抽拔距；
S１—抽拔的極根尺寸（此為塑件最大的外形尺寸）；
4.5.1. 斜導柱的尺寸與安裝形式
斜導柱的形狀與基本尺寸；
斜導柱的基本尺寸主要以長度尺寸為主，斜導柱的長度計算為如下式：
L =1/2Dtanα+h×1/cosα+1/2dtanα+S/sinα+(10～15)mm （4.4）
=1/2×20×0.45+25×1.1×1/2×15×0.45+22/0.4+(10～15)mm
≈110mm
式中L—斜導柱的長度；
D—斜導柱固定部分大端直徑；
h—斜導柱固定板厚度；
斜導柱的形狀與尺寸如圖4.11所示；
圖4.11
斜導柱的安裝固定形式：
如圖4.11所示，斜導柱的傾斜角a為24°，而一般來說鎖緊塊的角度a′=a+(2～3)mm,斜導柱與固定板之間用三級精度第三種過渡配合。由于斜導柱只起驅(qū)動滑塊的作用，滑塊運動的平穩(wěn)性由導滑槽與滑塊間的配合精度保證，滑塊的最終位置由鎖緊塊保證，因此為了運動靈活，斜導柱和滑塊間采用比較松的配合，斜導柱的尺寸為 Φ15-0.5 -1.0，頭部做成圓錐形，同時圓錐部的斜角為30°度，它大于斜導柱的傾斜角，這樣避免了斜導柱的有效長度離開滑塊時，其頭部仍然繼續(xù)驅(qū)動滑塊。那么固定形式如圖4.12：
圖4.12
4.5.2 滑塊形式與導滑槽的形式
滑塊分為整體式與組合式，因根據(jù)設(shè)計的需要，采用了組合式（哈夫塊）。而導滑槽的形式就是要能達到在抽芯的過程中，保證滑塊遠動平穩(wěn)，無上下竄動和卡緊的現(xiàn)象。同時又要方便加工，故導滑槽采用組合式（由導滑板與推件板組成）其組合圖為4.13
圖4.13
4.5.3鎖緊楔形式
在塑料的注塑過程可中，型芯受到塑料很大的推力作用，這個力通過滑塊傳給斜導柱，而一般斜導柱為細長桿件，受力后容易變形，因此必須設(shè)置鎖緊楔，以便在模具閉模后鎖住滑塊，承受塑料給予型芯的推力，鎖緊楔與模件的邊連接可以根據(jù)推力的大小，選取不同的方式，而該設(shè)計所選取的是整體式結(jié)構(gòu)，牢固可靠，側(cè)向力較大。它直接與定模固定，可見裝配圖可知。而鎖緊楔的角度在斜導柱的固定形式已講述了，這里不再重復。
4.5.4. 斜導柱側(cè)向分型最小開模行程的校核；
因為該塑件所用斜導柱側(cè)向芯是在水平的位置，因此要完成Ｓ抽拔距所需要的開模行程Ｈ由下式求得；
H = S×ctgα=22×ctg24°≈45mm；
4.5.4. 斜導柱的受力分析及強度計算
１、 斜導柱的受力分析；
根據(jù)斜導柱的形式，可以按公式: Fw = Ft/cosα (4.2)
Fk = Ft·tanα (4.3)
式中 Fw —側(cè)抽芯時斜導柱所受的彎曲力；
Ft —側(cè)抽芯的脫模力，其大小等于抽芯力；
Fk —側(cè)抽芯時所需要的開模力；
綜合以上分析可知，從斜導柱的結(jié)構(gòu)考慮，希望斜角α值大一些好；而從斜導柱受力情況考慮，希望斜角α值小一些好。因此，該斜導柱的斜角取了24°，經(jīng)過用上述公式的核算，滿足了模具結(jié)構(gòu)要求。
第4.6節(jié)模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)
在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(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，模具的溫度要求也不同，一般注射到模具內(nèi)的塑溫度為200°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時溫度在60°C，溫度降低是由于模具通入了冷卻水，將熱量帶走了。像這樣就是我們要做的模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，（加水循環(huán)冷卻），這種方法一般用于流動性比較好的低融點塑料的成型。因為SPVC的成型的如下的特性：
雖然流動不是很好，極易分解，特別在高溫下與鋼接觸時極易分解，分解產(chǎn)生腐蝕性氣體，但當給模腔表面鍍鉻或滲氮處理，可以解決以上問題；另外就是在低溫高壓下注塑。同時模具應(yīng)有冷卻系統(tǒng)。圖4.14是模具結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)的大概圖：
圖4.14
第５章 注塑機參數(shù)的校核
每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注塑機上進行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計與所用的注塑機關(guān)系十分密切。在設(shè)計模具時，應(yīng)校核注塑機的一些技術(shù)參數(shù)
。
第5.1節(jié)最大注塑量的校核
注塑機的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量，其中包括了主流道及澆口的凝料。通常注塑機的實際注塑量最好是在注塑機理論注塑量的80%之間。故有公式
0.8M機≥M塑+M澆 （5.1）
M塑+M澆=27.41g 因此，最大的注塑量符合工作的需要。
第5.2節(jié)注塑壓力的校核
注塑壓力校核是校驗注塑機的最大注塑壓力能不能滿足該制品成型的需要，制品成型所需的壓力是由注塑機類型、噴嘴形式、塑料流動性、澆注系統(tǒng)和型腔的流動阻力等因素決定的，例如螺桿式注塑機，其注塑機壓力傳遞比柱塞式注塑機好，因此注塑壓力可取得小一些，流動性差的塑料的或細長流程塑件注塑壓力應(yīng)取得大一些。可參考各種塑料的注塑成型工藝確定塑件的注塑壓力，再與注塑機額定壓力相比較。那么查《塑料模具手冊》可得，其額定注塑壓力大于所需的注塑壓力。因此所選擇的是符合要求的。
第5.3節(jié)鎖模力的校核
當高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產(chǎn)生一個很大的力，使模具的分型面漲開，其值等于制件和澆口流道系統(tǒng)在分型面上投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料壓力。而作用在這個面積上的總力，應(yīng)小于注塑機的額定鎖模力P，否則在注塑時會因模具不緊產(chǎn)生嚴重的溢邊現(xiàn)象。型腔內(nèi)塑料壓力，可以按公式計算。而經(jīng)查《塑料模具設(shè)計》中SPVC在型腔里的理論注塑壓力在40MP～80MP之間。
而只有F機鎖≥P?！罙的不等式成立時，才能符合要求。
式中F機鎖 —表示注塑機的最大鎖模力；
P?！?表示為熔融型料在型腔內(nèi)的壓力 ；
A — 表示為塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影之和；
故有；F機鎖=400kn＞P模×A=80MP×2936㎜2=189.88kn
所以符合要求。
第5.4 節(jié) 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核
5.4.1 模板尺寸和拉桿間距是否相適合
因為要滿足上述要求，只有達到模具長×寬＜拉桿間距這樣的條件。
而確有，模具長×寬=240×200(mm×mm)＜拉桿間距=295×295(mm×mm)成立，所以也是滿足要求的。
5.4.2 模具閉合高度的校核
通過前章各模板的尺寸選定和計算，模具實際厚度H模為270mm，而注塑機最小厚度
H最小為170 mm，
即；H模＞H最小也滿足要求。
第5.5節(jié) 開模行程與頂裝置的校核
在此，本文所選注塑機的最大開模行程與模具厚度的關(guān)時的校核。且該模具結(jié)構(gòu)則屬于有側(cè)向抽芯開模動作的結(jié)構(gòu) ，故注塑機的開模行程要求符合下式；
S機－Hc＞H1+H2+（5～10）mm （5.2）
式中；S機— 注塑機板間的最大開距，（mm）
Hc—完成側(cè)抽芯距離l所需要的開模行程，（mm）
H1—開模要頂出的距離，（mm）
H2—塑件的高度，（mm）
而當，Hc≤H1+H2可以按S機－（H模H最?。綡1+H2+（5～10）mm進行計算
式中， HM—成型模板的高度，（mm）
那么可以解得不等式；
S機－（H模H最?。?=300-（270-170）＞60+116+（5～10）mm=181～186mm，
故也滿足要求。
總結(jié)：根據(jù)以上章節(jié)的計算與分析得出，該模具結(jié)構(gòu)及各工作尺寸都符合要求。各模板中的相對位置可以根據(jù)零件圖便可查出，附零件圖于后。
結(jié) 論
三年的模具專業(yè)的學習，匯集于這次的畢業(yè)設(shè)計，在這一段時間的塑模設(shè)計過程中，查閱了大量的資料、以及結(jié)合短暫的畢業(yè)實習，我鞏固了自己三年來所學的知識。掌握了塑料模具設(shè)計的一般步驟和方法，提高了塑模設(shè)計的能力，增加了自己的知識量，為以后的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。通過這次設(shè)計，使我對模具結(jié)構(gòu)，模具設(shè)計以及模具加工都有了一定的了解，同時也是我三年來所學知識的一次總結(jié)。
通過這次的設(shè)計同時也使我認識到新產(chǎn)品的開發(fā)必須符合當代制模的現(xiàn)狀，也就是說模具的設(shè)計與制造是密不可分的關(guān)系。更清楚的認識到模具設(shè)計是一個綜合型的專業(yè)，它所涉及的范圍之廣。從而進一步增強了我對模具行業(yè)的信心。
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符號說明
編號
符號
符號說明
備注
1
SPVC
軟聚氯乙烯
塑件的材料
2
IT8
塑件精度
屬于一般精度等級（8級）
3
HRC
鉻氏硬度
用于成型零件的熱處理要求
4
W
分流道斷面上寬
5
X
分流道斷面下寬
6
I
分流道斷面槽深
7
M塑伯
塑件的質(zhì)量
8
ρ
塑件的密度
該塑件的密度為1.35g/cm3
9
V塑件
塑件的體積
10
M澆道
澆注系統(tǒng)的質(zhì)量
11
V澆道
澆注系統(tǒng)的體積
12
KN
力的單位
13
SR
球面的半徑
14
MPa
壓強單位
15
Scp
塑件的平均收縮率
0.018
16
LM
零件的徑向制造尺寸
17
LS
徑向基本尺寸
18
δ
偏差值
等于Δ/3
19
Δ
公差值
20
HM
零件制造深度尺寸
21
HS
深度的基本尺寸
22
S
抽拔距
23
S1
抽拔的極限尺寸
24
L
斜導柱的長度
25
D
斜導柱固定部分大端直徑
26
h
斜導柱固定板厚度
27
a
斜導柱傾斜角角度
一般不小于25度
28
FW
側(cè)抽芯時斜導柱所受的彎曲力
29
F1
側(cè)抽芯的脫模力
30
FK
側(cè)抽芯所需要的開模力
31
M機
注塑機的理論注塑量
32
F機鎖
注塑機的最大鎖模力
33
A
塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上投影總和
34
P模
塑料在型腔內(nèi)的壓強
35
H模
模具實際厚度
36
H最小
注塑允許的最小模具厚度
37
S機
注塑機板間最大開模距
38
HＣ
完成側(cè)抽芯距所需要的開模行程
致 謝
在畢業(yè)設(shè)計將圓滿結(jié)束之即，首先我要感謝的是我的指導老師鄧清方老師！在她的精心指導下這次設(shè)計才順利得完成。其次感謝的是模具專業(yè)的各位老師，感謝他們?nèi)陙淼男燎诘慕逃?，不僅是專業(yè)知識、還教我們做人，在大學三年里，本人學到豐富的社會知識，為我將走上社會打下了堅實的基礎(chǔ)。再次就是要感謝我的同學，在畢業(yè)設(shè)計當中，給予我的幫助，在此本人再一次表示感謝！最后無數(shù)的感動匯成一句話：謝謝！
邵陽學院機械工程學院03模具
謝小雄
2006 年6月1日
３５