磁帶盒底座注塑模具設(shè)計(jì)

磁帶盒底座注塑模具設(shè)計(jì),磁帶,底座,注塑,模具設(shè)計(jì) 1 緒論模具課程設(shè)計(jì)目錄1 緒論31.1 我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀31.2 國外塑料模的發(fā)展?fàn)顩r52 塑件成型工藝分析72.1磁帶盒的結(jié)構(gòu)分析72.2磁帶盒的材料性能分析72.3塑件的表面質(zhì)量與表面粗糙度82.3.1.塑件的表面質(zhì)量82.3.2塑件的表面粗糙度83 注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)93.1分型面選擇93.2 型腔的排布93.3模架的選取103.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)113.3.1主流道的設(shè)計(jì)113.3.2分流道的設(shè)計(jì)123.3.3澆口的設(shè)計(jì)123.3.4冷料穴的設(shè)計(jì)123.4抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)133.4.1抽芯機(jī)構(gòu)的確定133.4.2 斜推桿設(shè)計(jì)133.4.3斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)143.5推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)153.5.1脫模力的計(jì)算163.6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)164成型零件的尺寸計(jì)算174.1型腔計(jì)算184.2型芯計(jì)算195冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)205.1設(shè)計(jì)原則205.2冷卻時(shí)間的確定205.3塑料熔體釋放的熱量計(jì)算215.4冷卻系統(tǒng)的計(jì)算21結(jié)論23參考文獻(xiàn)241 緒論80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2000年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計(jì)為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。1.1 我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.020.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)1030萬次，淬火鋼模達(dá)501000萬次，交貨期較以前縮短,但和國外相比仍有較大差距. 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國外的5080%相比，差距較大。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UG、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SM 、SM等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到70%-80%相比，仍有很大差距。 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點(diǎn)。整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。1.2 國外塑料模的發(fā)展?fàn)顩r 國外先進(jìn)國家對發(fā)展塑料模很重視，塑料模比例一般占30%-40%。專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)先進(jìn)，如模具CAD/CAM技術(shù)采用普遍，加工設(shè)備數(shù)控化率高等，模具生產(chǎn)效率高、周期短。國外，70%以上是商品化的。工藝裝備水平CAE技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAE分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷卻過程，預(yù)測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的作用越來越大，意大利COMAU公司應(yīng)用CAE技術(shù)后，試模時(shí)間減少了50%以上。一些壽命高的和高精度的模具拿制作模具的原材料來說，國內(nèi)的材料很難達(dá)到大型、精密模具所需要的性能要求、CAECADCAM.CAPP等軟件很多都是國外的。拿塑封模具來說，國外一次可以加工出上百個(gè)型腔的模具，還有熱流道技術(shù)、氣輔成型這些工藝應(yīng)用都很普遍。德國的模具很多采用熱流道技術(shù)，使用熱流道技術(shù)，產(chǎn)品的質(zhì)量好，成型周期短，精度高。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，預(yù)期達(dá)到以下目的；（1）加深對塑料的組成及性能的了解。（2）了解塑料成型的基本原理，學(xué)會(huì)正確分析成型工藝對模具的要求。（3）掌握一類成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法。（4）具有初步分析，解決模具現(xiàn)場技術(shù)問題的能力。注塑成型時(shí)一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)問，若想對它融會(huì)貫通，還需要長期的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在課程設(shè)計(jì)中，需要對大學(xué)四年以來學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，即可以加深對已學(xué)知識(shí)理解，有可以從中發(fā)現(xiàn)不足同時(shí)，也可以加強(qiáng)創(chuàng)新以及動(dòng)手能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)獨(dú)立分析和解決問題的能力。2 塑件成型工藝分析2.1磁帶盒的結(jié)構(gòu)分析 該磁帶盒長方形薄殼類透明的塑件，壁厚均勻，長106mm。寬為70m。對塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，塑件結(jié)構(gòu)比較簡單，但是用于放置磁帶的凹槽，和由于和磁帶另一蓋進(jìn)行裝配的側(cè)壁上的4個(gè)圓孔成型是一個(gè)難題。需要借助側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)脫模。塑件二維圖2.2磁帶盒的材料性能分析根據(jù)老師要求，查閱材料相應(yīng)特征，磁帶盒的材質(zhì)定為PS，以下對PS性能進(jìn)行闡述。一般性能：PS為無色透明的粒料，燃燒時(shí)發(fā)出濃煙并帶有松節(jié)油氣味，吹熄可拉長絲；制品硬似玻璃狀，落地或者敲打會(huì)發(fā)出類似金屬的聲音，因此又被叫做“響膠”；能斷裂但不能彎曲，斷裂時(shí)斷口處呈現(xiàn)蚌殼色銀光。PS的吸水率為0.05%，稍大于PE，但對制品的強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性影響不大。光學(xué)性能：透明性好是PS的最大特點(diǎn)，其透光率可達(dá)8892%，同PC和PMMA一樣屬于最優(yōu)秀的透明塑料品種，統(tǒng)稱為三大透明塑料。PS的折射率為1.591.60，但因苯環(huán)的存在，導(dǎo)致其雙折射較大，不能用于高檔光學(xué)儀器。力學(xué)性能：PS硬而脆、無延伸性、拉伸至屈服點(diǎn)附近即斷裂。PS的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度在通用塑料中最高，其拉伸強(qiáng)度可達(dá)60MPa；但沖擊強(qiáng)度很小，難以用做工程塑料。PS的耐磨性差，耐蠕變性一般。PS的力學(xué)性能受溫度的影響比較大。熱學(xué)性能：PS的耐熱性能不好，熱變形溫度僅為7090，只可長期在6080范圍內(nèi)使用。PS的耐低溫性也不好，脆化溫度為-30。PS的熱導(dǎo)率低，一般為0.040.13W/(m.K)；線膨脹系數(shù)較大，一般為（68）10-5 K-1，與金屬相差懸殊，因此制品不利于帶金屬嵌件。電學(xué)性能：PS的電絕緣性優(yōu)良，而且不受溫度和濕度的影響；介電損耗角正切值小，可耐適當(dāng)?shù)碾姇灧烹?；耐電弧性好，適于做高頻絕緣材料。環(huán)境性能：PS的化學(xué)穩(wěn)定性較好，可耐一般酸、堿、鹽、礦物油和低級(jí)醇等，可受許多烴類、酮類、高級(jí)脂肪酸等侵蝕，可溶于芳烴（如苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等）、氯化烴（如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯苯等）及酯類等。PS的耐候性不好，其耐光、氧化性都差，不適合于長期戶外使用；但PS的耐輻射性好。2.3塑件的表面質(zhì)量與表面粗糙度2.3.1.塑件的表面質(zhì)量PS材料的公差等級(jí)分為高精度MT3，一般精度MT4，未注公差尺寸MT6，該塑件精度要求不高，所以選取一般精度MT4。2.3.2塑件的表面粗糙度PS材料注射成型后所能達(dá)到的表面粗糙度范圍為 0.025-1.6m，因塑件對外表面要求一般，故選擇塑件的外表面粗糙度為0.8m，內(nèi)表面粗糙度為1.6m。3 注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1分型面選擇 分型面在一些產(chǎn)品圖中已經(jīng)作具體規(guī)定，但在很多的模具設(shè)計(jì)中要有模具設(shè)計(jì)人員來定。一般來講，在平面上的分型面比較容易處理，有時(shí)碰到立體形式的分型面就應(yīng)當(dāng)特別注意。其分型面的選擇應(yīng)遵照以下原則：a不影響制品的外觀，尤其是對外觀有明確要求的制品，更應(yīng)注意分型面對外觀的影響b有利于保證制品的精度c有利于模具加工，特別是型腔加工d有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)e有利于制品的脫模，確定在開模時(shí)使制品留于動(dòng)模一邊f(xié)便于嵌件的安裝。綜合上述原則，結(jié)合塑件本身結(jié)構(gòu)，如果立著放，側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)就會(huì)少一個(gè)機(jī)構(gòu)，但是會(huì)在塑件外表面留下分型線，塑件躺著放雖然增加了一處側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，不太經(jīng)濟(jì)，但是可以保證塑件外觀質(zhì)量，而且是產(chǎn)品的最大輪廓面，模具課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)是考察學(xué)生學(xué)到模具知識(shí)多少，不做設(shè)計(jì)工廠生產(chǎn)。所以選擇塑件分型面如圖所示。 分型面的位置3.2 型腔的排布根據(jù)塑件精度等級(jí)（在模具中每增加一個(gè)型腔，塑件精度要降低4%）以及型腔數(shù)目來確定模具的型腔數(shù)量，由于塑件較大，塑件側(cè)凹與側(cè)孔比較多，為了提高生產(chǎn)效率，采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)較為合適。在確定型腔數(shù)目之后，就要進(jìn)行型腔排布的分析，型腔排布往往有很多選擇，翻閱教材在實(shí)際工作中應(yīng)遵循以下設(shè)計(jì)原則。力求平衡、對稱：一模多腔的模具，盡量采用平衡布置，使各型腔在相同溫度下同時(shí)充模。排位的形狀分多鐘有“O”“S”“X”“S” 此次設(shè)計(jì)采用一字型形排列，型腔的布置方式如圖所示。 型腔排布3.3模架的選取模架的選擇：根據(jù)對塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可選擇CI型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下：模架示意圖根據(jù)模架的分類，選擇二板模模架，二板模模架由定模部分和動(dòng)模部分組成，定模部分包括面板和定模板；動(dòng)模部分包括推板、動(dòng)模板、托板、支撐件方鐵、底板及推桿固定板和推桿底板等。其優(yōu)點(diǎn)是模具架構(gòu)簡單，成型制品的適應(yīng)性強(qiáng)，制造成本相對較低。根據(jù)塑件尺寸與型腔排布初步擬定模架尺寸為CI型工字模。3.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影響。 產(chǎn)品；采用普通流道系統(tǒng)，由流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)是一副模具的重要的內(nèi)容之一。從總體來說，它的作用可以作如下歸納：它是將來自注塑機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時(shí)使型腔的氣體能及時(shí)順利排出，在塑件熔體填充凝固的過程中，將注塑壓力有效地傳遞到型的各個(gè)部位，以獲得形完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑件制件。3.3.1主流道的設(shè)計(jì)主流道是指澆注系統(tǒng)中從注塑機(jī)噴嘴與模具處到分流道為止塑料熔體流動(dòng)通道。其形狀，大小會(huì)直接影響熔體的流動(dòng)速度和塑料時(shí)間。塑料機(jī)的噴嘴頭部與主流道襯套的凹下的球面半徑相接觸，二者必須匹配，無漏料。一般要求主襯套球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm.，主流道進(jìn)口直徑比塑料機(jī)噴嘴出口直徑應(yīng)大0.51mm。其作用：一是補(bǔ)償噴嘴與主流道的對中誤差；二是為了便于流道凝料的脫出，主流道設(shè)計(jì)成錐形。查表得XS-ZY-125臥式注射機(jī)型注射機(jī)噴嘴有關(guān)尺寸：噴嘴孔徑:d0=4mm；噴嘴球半徑:r0=12mm；根據(jù)主流道和注射機(jī)噴嘴的關(guān)系：d= d0 +1mm R=r0+(12)mm取主流道球面半徑R14；取主流道的小端直徑d5mm。為了將冷凝料從主流道中拉出，主流道圓錐形其斜度為26，在本設(shè)計(jì)中取斜度為4。經(jīng)計(jì)算得主流道大端直徑D12。3.3.2分流道的設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形?？梢杂昧鞯赖慕孛娣e與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。因?yàn)樗芗牧蠟镻S，PS一般流道直徑尺寸在4.8-9.5mm，在該模具上一級(jí)分流道為圓形截面：直徑D=6mm 3.3.3澆口的設(shè)計(jì)澆口亦稱進(jìn)料口,是連接分流道與型腔的熔體的通道.，也是注塑模進(jìn)料系統(tǒng)的最后部分.澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否,直接關(guān)系到塑件能否完好的高質(zhì)量地注射成型.其基本作用為：a.從流道來的熔融塑料以最快的速度進(jìn)入充滿型腔。b.型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔能還未冷卻的塑料回流。根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動(dòng)距離，由于塑件表面質(zhì)量要求不是很高，所以本次模具設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口，澆口位置布置在塑件一側(cè)壁上。如圖所示側(cè)澆口3.3.4冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度，有影響成型塑件的質(zhì)量，另外還便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能。注射結(jié)束模具分型時(shí)，在拉料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。3.4抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑件具有與開模方向不同的內(nèi)側(cè)孔、外側(cè)孔或側(cè)凹穴時(shí)，除極少情況可以強(qiáng)制脫模外，一般都必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹穴的零件做成可動(dòng)的機(jī)構(gòu)，在塑件脫模前，先將其抽出，然后再從型腔中和型芯上脫出塑件。完成側(cè)向活動(dòng)型芯抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)就叫側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。3.4.1抽芯機(jī)構(gòu)的確定分析塑件結(jié)構(gòu)，在選定分型面位置之后，左右側(cè)壁上對稱各分布2個(gè)圓孔和一個(gè)大凹槽，便成為側(cè)孔和側(cè)凹，由于結(jié)構(gòu)的限制，側(cè)孔只能采用斜導(dǎo)柱+滑塊外側(cè)抽芯，側(cè)凹采用斜頂桿抽芯機(jī)構(gòu)比較好，既能推出塑件又能成型側(cè)凹。3.4.2 斜推桿設(shè)計(jì)斜推桿抽芯距為S，S=S1+(23)=28mm斜頂傾斜角為atana=S/H，H為頂出距離，斜頂?shù)膬A斜角一般為315，在設(shè)計(jì)過程中，這一角度能小不大。故選擇傾斜角a=14。由于斜頂要在塑件內(nèi)部滑動(dòng)，所以在斜頂上端面應(yīng)比型芯端面低0.050.1mm，斜頂頭部需要加工成型塑件側(cè)凹的部分，這樣移動(dòng)時(shí)避免干涉，互動(dòng)順利。斜頂桿抽芯機(jī)構(gòu)3.4.3斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯的特點(diǎn)是利用推出機(jī)構(gòu)的推力驅(qū)動(dòng)斜滑塊斜向運(yùn)動(dòng)，在制品被推出脫模的同時(shí)由斜滑塊完成側(cè)向抽芯動(dòng)作。一般分為外側(cè)抽芯和內(nèi)側(cè)抽芯兩種。是利用成型的開模動(dòng)作用，使斜撐梢與滑塊產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)趨勢，斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)適用于制品具有側(cè)孔或較淺側(cè)凹，成型面積較大的場合。設(shè)置銷釘鎖緊或壓緊的止動(dòng)裝置。使滑塊沿開模方向及水平方向的兩種運(yùn)動(dòng)形式，使之脫離倒勾。 a. 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的類型（1）手動(dòng)抽芯（2）液壓或氣動(dòng)抽芯（3）機(jī)動(dòng)抽芯b. 抽心距：S=H+(3-5) = 5mm 其中,S為抽芯機(jī)構(gòu)需要行走的總距離， H為通過測量出來的產(chǎn)品抽芯距離（可以通過3D或2D進(jìn)行實(shí)際測量） 3-5MM為產(chǎn)品抽芯后的安全距離3.4.4斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)（1）斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1）斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a. 斜導(dǎo)柱的形狀，在此套模具中，我們采用標(biāo)準(zhǔn)的斜導(dǎo)柱形式，含有胚頭示?？梢灾苯淤徺I標(biāo)準(zhǔn)件。b. 斜導(dǎo)柱的材料：45鋼、T8、T10或者20鋼經(jīng)滲碳處理，淬火硬度在55HRC以 上，表面粗糙度為Ra0.8mRa1.6m。 c. 斜導(dǎo)柱與其固定的模板之間采用過渡配合H7/m6。 d. 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定：通常取1520，一般不大于25 e. 斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算：查表 f. 斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算：查表 （2）滑塊的設(shè)計(jì)滑塊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于滑塊與側(cè)向型芯連接以及注射成型時(shí)制品尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)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T8、T10等制造，要求硬度在HRC40以上。斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)3.5推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在塑料成型的每一個(gè)循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)（或稱推出、頂出機(jī)構(gòu)）。推出是塑料成型過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的。3.5.1脫模力的計(jì)算脫模力是指將塑件從包緊的型芯上脫出所需克服的阻力。對于薄壁距環(huán)形斷面的塑件，其脫模力的計(jì)算公式為： （6.1）上式中，是距環(huán)形塑件的平均壁厚，=1.5mm；E是塑料的彈性模量，E=1800MPa；S是塑料的平均收縮率，這里取0.55%；L是塑件對型芯的包容長度，l=266mm； 是模具型芯的脫模斜度，=；f是塑件與型芯之間的精摩擦系數(shù)，對于PS塑料取0.21；是塑件的泊松比，=0.35；是無因次因素，；A是塑件型芯在脫模機(jī)構(gòu)方向上的投影面積，A=2862mm2；將上述數(shù)值代入公式（3-1）得到脫模力F=2023.7N3.6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向裝置是保證動(dòng)模和定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的裝置，本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向裝置，主要零件為導(dǎo)柱和導(dǎo)套。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用a. 導(dǎo)向作用。b. 定位作用。c. 承受一定的側(cè)壓力。d. 承載作用。e. 保持機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。導(dǎo)柱是與安裝在另一半模上的導(dǎo)套相配合，用以確定動(dòng)模和定模的相對位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓柱形零件。導(dǎo)套是與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)模和定模的相對位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。因?yàn)榍吧w與后蓋的體積相差不大，所以它們采用相同的模架，因此，它們采用相同的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)選用直徑為30的導(dǎo)柱，然后選用相對應(yīng)的導(dǎo)套，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 導(dǎo)柱導(dǎo)套4成型零件的尺寸計(jì)算 成型零部件工作尺寸計(jì)算方法有平均值法和公差帶法兩種。對于塑件尺寸和成零部件的尺寸偏差統(tǒng)一按入體原則標(biāo)注，對于中心距尺寸則采用雙向?qū)ΨQ偏差標(biāo)注.分清了各部分尺寸的分類后，即可在趨于增的尺寸上減小一個(gè)1/2，而在趨于縮小的尺寸上加上一個(gè)1/2，其中為塑件公差。但是由于成型零件脫模過程中與塑件的移動(dòng)摩擦而產(chǎn)生磨損，彌補(bǔ)又因?yàn)槌尚土慵课坏牟煌?，受磨損的程度也不同，所以成型零件的徑向尺寸，受磨損較大取最大值，即1/4；而成型零件的高度尺寸相對磨損較小取最小值，即1/6。 該塑件的成型尺寸計(jì)算均按平均值法技術(shù)。查有關(guān)手冊得PS的收縮率為S=0.5%.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(huì)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，計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為：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(shí)際尺寸成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/31/4，或取IT78級(jí)作為模具制造公差。在此取IT8級(jí)，型芯工作尺寸公差取IT7級(jí)。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。型腔徑向尺寸 已知在規(guī)定條件下的平均收縮率S，塑件的基本尺寸 D0是最大的尺寸，其公差為負(fù)偏差，因此塑件平均尺寸為D0-，模具型腔的基本尺寸D是最小尺寸，公差為正偏差，型腔的平均尺寸為D+z/2。型腔的平均磨損量為c/2，如以D +Z表示型腔尺寸, ps平均收縮率S=0.5%.D+z/2+c/2=( D0-/2)+( D0-/2)S經(jīng)整理最終公式為：D+z=(1+S) D0-(0.50.75)0+z 4.1型腔計(jì)算（1） 型腔的徑向尺寸式中D型腔的最小基本尺寸；D0塑件的最大基本尺寸； (2)型腔深度計(jì)算式中H m 型腔深度的最小基本尺寸； Hs 塑件的最大基本尺寸。=1.05mm4.2型芯計(jì)算(1) 型芯的徑向尺寸式中d型芯的最大基本尺寸；d0塑件的最小基本尺寸。(2)型芯高度計(jì)算式中h型芯高度的最大尺寸；h0塑件內(nèi)形深度的最小尺寸。 =15.32mm5冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模具成型過程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料熔體的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。模具溫度過高，成型收縮大，脫模后塑件變形大，并且還容易造成溢料和粘膜；模具溫度過低，則熔體流動(dòng)性差，塑料輪廓不清晰，表面會(huì)產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷；當(dāng)模具溫度不均勻時(shí)，型芯和型腔溫差過大，塑料收縮不均勻，導(dǎo)致塑料翹曲變形，會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度。5.1設(shè)計(jì)原則（1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；（2）冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好；（3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻水管中心距B大約為2.53.5D，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0.81.5B。最小不要小于10。（4）澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳；（5）應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過5（6）冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。（7）合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。本設(shè)計(jì)采用采用環(huán)繞式冷卻水分布 5.2冷卻時(shí)間的確定在對冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對某些數(shù)據(jù)取值，以便對以后的計(jì)算作出估算；取閉模時(shí)間3S，開模時(shí)間3S，頂出時(shí)間2S，冷卻時(shí)間30S，保壓時(shí)間20S，總周期為60S。其中冷卻時(shí)間依塑料種類、塑件壁厚而異，一般用下式計(jì)算：t=2.52/(3.1420.07)8/3.142(200-50)/(80-50)= 73（S）式中：S塑件平均壁厚，S取6mm； 塑料熱擴(kuò)散系數(shù)(mm/s)，=0.07；T成型溫度160-220，T取200；T平均脫模溫度，T取80；T模具溫度4080，T取50。由計(jì)算結(jié)果得冷卻時(shí)間需要73 S，這么長的冷卻時(shí)間顯然是不現(xiàn)實(shí)的。本模具型芯中的冷卻管道擴(kuò)大為腔體（如下圖），使冷卻水在型芯的中空腔中流動(dòng)，冷卻效果大為增強(qiáng)。參照經(jīng)驗(yàn)推薦值，冷卻時(shí)間取30S即可。 5.3塑料熔體釋放的熱量計(jì)算Q =nG C(tt)=60217.6101.9（22060）=3969.02KJ/h式中：n每小時(shí)注射次數(shù)， n=60 （次）；G每次的注射量(KG)，G=217.610； C塑料的比熱容(KJ/KG)，C=1.9；t熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度，t=220；t塑件脫模溫度，t=60。5.4冷卻系統(tǒng)的計(jì)算型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量（KJ/h）：Q= n G Q=60 217.610300=3916.8每次需要的注射量（KG）G=217.610確定生產(chǎn)周期（S）t=60塑料單位熱流量（KJ/h）Q=280350；取Q=300每小時(shí)的注射次數(shù)n=60從計(jì)算結(jié)果看，Q與Q相差不多但不相等，這是因?yàn)镼涉及的因素較多，所以應(yīng)該取Q來計(jì)算。查冷卻水的穩(wěn)定湍流速度與流量得，管徑為8mm的冷卻水管所對應(yīng)的最低。冷卻水孔總長L流速為1.66 m/s時(shí)才能達(dá)到湍流狀態(tài)，故冷卻水在凹模冷卻管道中的流動(dòng)未達(dá)到湍流。冷卻水管壁與水交界面的傳熱膜系數(shù)67.6（10000.202）0.8/0.0080.2=1395 (w/mk)式中：是與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù)，取7.6。凹模冷卻管的傳熱面積A=763103/36001395（50-22.5）=5.5210 m式中：T模具與冷卻介質(zhì)平均溫度， T=27.5（T= T（T+T）/2 =50（20+25）/2 =22.5 ）。L=763103/36003.147.6（10000.2020.008）0.8（50-22.5）=0.22m模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水孔圈數(shù)n=L/B=0.22（40.076） =0.72式中：B為開一圈冷卻水道時(shí)冷卻水道長度。冷卻水流動(dòng)狀態(tài)校核。R=0.2020.008/（110）=161610式中：R雷諾數(shù)；水的運(yùn)動(dòng)粘度，=110（m/s）。進(jìn)出口溫差校核。TT=763103/（9003.140.008210341870.202）=4.99預(yù)期溫差為5，校核的結(jié)果與預(yù)期的非常吻合，說明實(shí)際應(yīng)用正確。 24 結(jié)論 課程設(shè)計(jì)是大學(xué)四年的中的必修課程環(huán)節(jié)，當(dāng)然也是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是對四年所學(xué)課程的一個(gè)粗略檢測，也是對四年學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)，對提高自己的設(shè)計(jì)能力，實(shí)際動(dòng)手能力都很有意義，同時(shí)對以后工作中將會(huì)遇到的問題，有了一個(gè)提前鍛煉的機(jī)會(huì)。 在設(shè)計(jì)過程中，最深刻的體會(huì)是，理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，理論轉(zhuǎn)化到實(shí)際的難度比想象的大，同時(shí)也反映出自我設(shè)計(jì)的基本功和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)還有待提高。經(jīng)過很長時(shí)間的思考和查閱資料，才成功地完成了本套模具的設(shè)計(jì)過程。當(dāng)然，本模具的設(shè)計(jì)也存在了很多的問題，在實(shí)際中也許并沒有辦法正常運(yùn)作。通過這次設(shè)計(jì)，學(xué)到很多有用的東西，對于以后工作中可能會(huì)遇到的問題，知道要如何去解決，在設(shè)計(jì)時(shí)要一絲不茍，才能高質(zhì)量的完成一件工作。參考文獻(xiàn)1 李集仁.模具設(shè)計(jì)與制造(第二版)M.西安電子科技大學(xué)出版社，2010.22 黃榮學(xué),范洪遠(yuǎn).我國模具工業(yè)發(fā)展概述及展望.3 李大鑫,張秀棉.模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述.天津大學(xué)國家大學(xué)4 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