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前言
畢業(yè)設(shè)計的目的，是我們學(xué)生用所學(xué)各科理論和知識和技能進行的一次綜合性的應(yīng)用。是對我們學(xué)生進行的一次全面、系統(tǒng)的基本能力的訓(xùn)練和考核。它能培養(yǎng)和擴展我們獨立地分析和解決問題的工作能力。為我們走向社會鋪一個平坦的臺階。
本人畢業(yè)設(shè)計的題目是成型聚酰胺（尼龍）軟管接頭的注射模具的設(shè)計，在參考原有的模具結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，弄清楚模具動作原理，根據(jù)自己的認識進行一定的改進，并對模具及零件進行三維造型。在設(shè)計過程中，對于經(jīng)驗缺乏的我，模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計是重點，主要包括成型位置的及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，側(cè)面分型及抽芯機構(gòu)的設(shè)計，推出機構(gòu)的設(shè)計，拉料桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計等。
本次設(shè)計的模具比較特殊，開模前要求零件兩端同時脫螺紋，模內(nèi)設(shè)置了齒輪傳動機構(gòu)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不適合選用標準模架，而是選用了多板拼合式。另外，脫螺紋的動力要求較大，而且轉(zhuǎn)速不能太快，所以選擇液壓馬達。此外，還設(shè)置一個行程開關(guān)，保證螺紋型心動作的準確性。
通過這次設(shè)計，不但對課本和課堂上的知識有了一個更新和更深的理解，對普通模具的結(jié)構(gòu)有了一個較清楚的認識，而且還掌握一些比較特殊的模具（兩頭同時脫螺紋等）的基本結(jié)構(gòu)，對今后工作中解決實際問題的能力建立了良好基礎(chǔ)。
本次畢業(yè)設(shè)計也得到了廣大老師和同學(xué)的幫助，在此一一表示感謝！由于實踐經(jīng)驗的缺乏，且水平有限，時間倉促。設(shè)計過程中難免有錯誤和欠妥之處，懇請各位老師和同學(xué)批評指正。
XXX
2007.6.10
目錄
前言 ———————————————————1
緒論 ———————————————————3
第一章 設(shè)計任務(wù)書 —————————————6
第二章 塑性材料的成型特征與工藝參數(shù) ————7
第三章 模架的選用 —————————————10
第四章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計
1. 型腔數(shù)量及排列方式 —————————10
2. 分型面的選擇 ————————————11
3. 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計 ——————13
4. 成型零件的設(shè)計 ———————————15
第五章 合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的設(shè)計 —————————21
第六章 推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ———————————23
第七章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 —————————24
第八章 其它輔助零件的選擇 —————————25
第九章 注射機相關(guān)參數(shù)的校核 ————————26
小結(jié) ———————————————————28
參考文獻 —————————————————29
工藝卡的制訂 —————————————附表
英語翻譯 ———————————————附資料
摘要: 分析了軟管接頭的結(jié)構(gòu)特點及其成型材料的成型特征,介紹了如何設(shè)計該塑件的注射模具結(jié)構(gòu),著重介紹了機動脫螺紋及斜滑塊側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計計算。
Summary: Analyzed the hose-connect's construction characteristics and its type material of type characteristic, introduce how to design the structure of the inject mould ,recommend flexible to take off whorl and oblique slippery pieces of side direction smoke core design of organization calculate emphatically.
關(guān)鍵詞：軟管接頭、注射模、脫螺紋、側(cè)向抽芯.
Key words: hose-connect、 injection mould、take off whorl、 side core.
緒論
第一節(jié) 我國模具企業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
一、現(xiàn)狀
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。
隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。近年來許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件。
雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等。
二、模具的未來發(fā)展趨勢
模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項：
（1）全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
（2）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。
（3）提高模具標準化程度
我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。
（4）優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)
選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。
加入世貿(mào)組織后，我國將獲得一個更加穩(wěn)定的國際經(jīng)貿(mào)環(huán)境，從而有利于我國的改革開放．有利于我國與各國、各地區(qū)的經(jīng)濟貿(mào)易合作，有利于世界經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。我國在制定法律法規(guī)時要遵守WTO的規(guī)則，增加透明度，減少行政干預(yù)等；在市場開放方面，需要逐步降低關(guān)稅，取消非關(guān)稅措施，開放服務(wù)業(yè)市場等。這無論在觀念上還是在體制上都會帶來一定的變化。我國加入 WTO同時也將為各國、各地區(qū)的貿(mào)易伙伴提供更好、更穩(wěn)定的市場進入機會。使我國的投資環(huán)境將更為寬松、透明、穩(wěn)定，我國的利用外資領(lǐng)域?qū)⑦M一步擴大，我國的市場體系將更加完善和發(fā)達。國內(nèi)和國外模具企業(yè)都可以從中得到更多的機會和收益。
由于國內(nèi)某些模具在技術(shù)上和質(zhì)量上與國外先進水平存在著較大的差距，使短期內(nèi)國內(nèi)模具難以與國外先進模具的抗衡。這對我國模具產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生一定的沖擊。另一方面也促進國內(nèi)行業(yè)優(yōu)化資源配置、調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、提高社會勞動效率，促使企業(yè)苦練內(nèi)功，提高管理水平。應(yīng)該清醒地認識到競爭才會帶來更快的發(fā)展．只要發(fā)揮自身優(yōu)勢，減少技術(shù)差距，我國的模具必將逐步占領(lǐng)國內(nèi)市場，并拓展國際空間。?
第二節(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計應(yīng)達到的目的
對于一個模具專業(yè)學(xué)生來說，通過本次畢業(yè)設(shè)計應(yīng)達到如下目的：
1） 熟悉注射模的一般流程；
2） 對一般塑件能設(shè)計出其模具；
3） 掌握注射模具的模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算方法；
4） 利用計算機編制相應(yīng)的工程計算、分析和優(yōu)化的程序；
具有初步分析、解決成型現(xiàn)場技術(shù)問題的能力；
第一章 設(shè)計任務(wù)書
（一） 設(shè)計題目：成型聚酰胺（尼龍）軟管接頭的注射模具
專題：1、聚酰胺（尼龍）軟管接頭中間部分的模具設(shè)計
2、聚酰胺（尼龍）軟管接頭中間部分的模具設(shè)計
設(shè)計題目和任務(wù)書
要求：獨立完成并與同組其他專題的設(shè)計協(xié)調(diào)配合。
（二） 課題內(nèi)容：
1、 根據(jù)軟管接頭的使用性能設(shè)計其零件實體；
2、 設(shè)計成型聚酰胺（尼龍）軟管接頭的注塑模具；
3、 編制模具的裝配工藝及主要零件的加工工藝；
4、 翻譯英文資料
（三） 進程要求：
1、 熟悉設(shè)計任務(wù)書的具體內(nèi)容，準備相關(guān)的參考資料；
2、 完成塑料件的設(shè)計及繪圖工作；
3、 確定模具的設(shè)計方案；
4、 繪制模具裝配圖及零件圖；
5、 編制模具的裝配工藝及主要零件的加工工藝；
6、 寫設(shè)計說明書，翻譯英文資料，做好畢業(yè)答辯的準備工作；
（四） 設(shè)計要求：
1、 模具裝配圖用1#或0#圖打?。?
2、 根據(jù)零件的大小不同，零件圖用2#、3#、或4#圖打印;
3、 計說明書及英文資料打印裝訂成冊，最后與相關(guān)資一起裝入檔案袋。
（五） 參考資料：
1、 塑料成型技術(shù)及模具設(shè)計
2、 塑料模具計算機輔助設(shè)計
第二章 塑性材料成型的特征與工藝參數(shù)
1. 零件結(jié)構(gòu)分析
軟管接頭是為了連接延伸到花園或家用的軟管。這些軟管太短，用軟管接頭可以接長軟管，或者為了修理損壞的軟管而用軟管接頭。軟管接頭由一個中間部分和兩個壓緊螺母組成。中間部分是這樣設(shè)計的，外形為圓柱體，內(nèi)部為一同心弓形體，它在塑件中部通過沿塑件長度分布的環(huán)狀筋與外圓柱體相連。從筋處開始，內(nèi)部弓形體向兩端成圓錐形地逐漸變尖。外圓柱體兩端都帶內(nèi)螺紋。軟管端面被推到內(nèi)部錐形斷面處，由壓緊螺母夾緊。零件右圖：
本次要設(shè)計的是軟管接頭的中間部分，材料選用聚酰胺（尼龍），選用5級精度（參考文獻1表3-9）。零件的壁厚必須合理，不宜過小，也不不宜過大，聚酰胺塑料件的壁厚范圍為0.6~3.0（參考文獻2表1-5），零件符合此要求。由于此零件為圓柱體，由瓣合成型，所以型腔不需要設(shè)置拔模斜度也可，型心的拔模斜度為30′。零件外圓柱體兩端都帶內(nèi)螺紋，螺紋型心較長，選用機動脫螺紋裝置，因此，在開模方向不宜設(shè)置澆注系統(tǒng)。
2. 聚酰胺的使用及成型性能
聚酰胺的抗拉強度、硬度高，耐磨性和潤滑性很突出，其耐磨性高于做軸承的銅及銅合金，并有很好的耐沖擊性能，疲勞強度與鑄鐵、鋁合金相當；聚酰胺耐弱堿和大多數(shù)鹽類，但不耐強酸和氧化劑；它不溶于普通的有機溶劑（如苯、汽油、煤油等）和油脂，但會被甲酚、苯酚、濃硫酸溶解；聚酰胺的耐熱性不高，長期使用范圍不超過80℃。
聚酰胺熔融溫度范圍較窄，熔點較高，品種不同，其熔點不同，熔點高的約為280℃，低的約為180℃；由于聚酰胺的吸水性大，所以難以制造精度高的、尺寸穩(wěn)定的產(chǎn)品，成型前必須預(yù)熱干燥；聚酰胺熔融狀態(tài)粘度低，流動性好，有利成型薄壁制品，但必須嚴格控制成型溫度和正確設(shè)計模具，以免產(chǎn)生流延和溢料。熔融的聚酰胺的冷卻速度對于其結(jié)晶度及制品性能有明顯的影響，故應(yīng)嚴格控制模具溫度及冷卻系統(tǒng)。
聚酰胺的注射工藝參數(shù)
注射類型
螺桿式
料筒
溫度
前段
185~220o
螺桿轉(zhuǎn)速
20~50r/min
中段
190~240o
模具溫度
70~110o
后段
160~170o
注射壓力
90~130MPa
噴嘴
溫度
170~185o
保壓力
50~70o
類型
形式
直通式
注射時間
3~5s
保壓時間
15~30s
冷卻時間
15~30s
成型時間
50~110s
密度ｇ／㎝3
1.04
比容㎝3／ｇ
0.96
吸水率％
0.5
糾縮率％
0.35～0.4
熔點℃
186～190
噴嘴溫度℃
170～180
抗拉屈服強度MPａ
54
后
處
理
方法
水或油
拉伸彈性模量MPａ
1.4×103
溫度℃
70
預(yù)熱和
干燥
溫度℃
90～100
時間ｈ
2～4
時間ｈ
2.5～3.5
第三章 模架的選用
由于零件需要機動脫螺紋，而且開模前，上下兩個螺紋型心同時脫出零件，故需要在模內(nèi)設(shè)置齒輪轉(zhuǎn)動機構(gòu)，當夜壓馬達驅(qū)動主軸時，同時經(jīng)過齒輪與花鍵軸的配合轉(zhuǎn)動，驅(qū)使處于動模的螺紋型心向后退，完成脫螺紋動作，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不適合選用標準模架，所以選用多塊模板拼合式，便于齒輪及其他轉(zhuǎn)動零件的安裝，其具體形式見右圖：
其特點如下：定模由四塊模板組成，分別用四個定位柱定位，四個M8的內(nèi)六角螺釘固緊。而動模由五塊模板組成，用四個定位柱定位，模板則先用四個M8的螺釘固緊后再用五個M6的螺釘與型腔固緊。塑件用推件板推出。
第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
一 型腔數(shù)量及排列方式
1. 型腔數(shù)目的確定
模具型腔能否充滿與注射機允許的最大注射量密切相關(guān)，設(shè)計模具時應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機實際的最大注射量的范圍內(nèi)。本次設(shè)計選用直角注射機YS-ZY-45。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注射機的最大注射量是其允許最大注射量（額定注射量）的%80，由公式：
nm1+m2≤80%m
式中 m—注射機允許的最大注射量（g或cm3）
m1—單個塑件的質(zhì)量或體積（g或cm3）
m2—澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積（g或cm3）
則有：
n×15.4+0.8≤80%×45
可取n=1或2，但每增加一個型腔，塑件精度要降低4%-8%，為了保證螺紋精度，所以選一模一腔，保證質(zhì)量。另外一個重要因素就是本次設(shè)計的模具要求零件兩頭同時脫螺紋，故模具內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會較為復(fù)雜，如果在增加一個型腔的話，其內(nèi)部傳動關(guān)系不容易保證。從以上兩個方面考慮，選用一模一腔是最為合理的。型腔和結(jié)構(gòu)零件在模具中的位置見總裝配圖。
2. 注射機的主要技術(shù)參數(shù)
查《模具設(shè)計與制造簡明手冊》可以初步選擇注射機的類型為：
YS-ZY-45，其主要技術(shù)規(guī)格如下：
螺桿（柱塞）直徑（cm3） Ф35
注射容量（cm3） 45
注射壓力（Mpa） 125
鎖模力（KN） 400
最大注射面積 （cm3） 95
模具最小厚度（mm） 70
二 分型面的選擇
將模具適當?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分，這些可以分離部分的接觸表面分開時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當成型時又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為模具的分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并直接影響著塑料容體的流動充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵。
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置、形狀及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項基本原則：
1. 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；
2. 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 通常分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件留在動模一側(cè)，這樣有助于動模內(nèi)設(shè)置的推出機構(gòu)動作；
3. 保證塑件的精度要求：與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內(nèi)孔，為保證其精度，應(yīng)盡量可能設(shè)置在同一半模具型腔內(nèi)；
4. 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求
5. 便于模具加工制造：為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直分型面或易于加工的分型面；
6. 對成型面積的影響：為了可靠的鎖模以避免漲模溢料現(xiàn)象的發(fā)生，選擇分型面時應(yīng)盡量減少塑件在合模分型面上的投影面積；
7. 對排氣效果：分型面應(yīng)盡量與型腔充填時塑料熔體的料流末端所在的型腔內(nèi)表面重合；
8. 對側(cè)向抽芯的影響
本次設(shè)計的零件是軟管接頭，外型為圓柱體，取瓣合分型面較為合理。
三 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計
1. 澆注系統(tǒng)的定義
澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內(nèi)留經(jīng)的通道。
2. 澆注系統(tǒng)的作用
2 將來自注射機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時使型腔內(nèi)的氣體能及時順利排出。
2 在塑料熔體填充及凝固的過程中，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。
3. 主流道的設(shè)計
本次設(shè)計使用的是直角式注射機，直接與模具配合使用，不設(shè)置澆口套。主流道開設(shè)在分型面上，因其不需沿軸線上拔出凝料，一般設(shè)計成圓柱形，其中軸線就在動定模的合模面上。由于主澆道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔料交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料的要求較高，因而模具的主澆道部分要進行熱處理，熱處理要求淬火53-57HRC。
零件成型用的材料為PA，流動性較好，主流道截面可取較少值，取其截面尺寸為4mm（參考文獻1表5-3）。
4. 澆口的設(shè)計
澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。澆口的選擇與模具和零件的布置有一定關(guān)系，由于本次設(shè)計的模具為多板式模具，選用直角式注射機，而且產(chǎn)品為農(nóng)用，對外觀要求不是太高，所以選用側(cè)澆口比較合適。側(cè)澆口設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，截面為矩形狹縫，具體結(jié)構(gòu)及尺寸見右圖：
這類澆口加工容易修整方便，并且可以根據(jù)塑料的形狀靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種形式。
澆口位置開設(shè)正確與否，對塑件質(zhì)量的影響很大，因此合理選擇澆口位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，在確定澆口位置時，應(yīng)針對塑件的幾何形狀及技術(shù)要求，來分析塑料的流動狀態(tài)、填充及排氣條件等因素。選擇澆口時一般應(yīng)遵循下述原則：
1) 澆口的尺寸及位置應(yīng)盡量避免產(chǎn)生噴射和蠕動
2) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚處
3) 澆口位置的選擇應(yīng)使塑料流程最短，料流變向最少
4) 澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度
5) 澆口的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量
6) 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口
7) 考慮分子定向的影響
8) 有利于型腔中氣體的排除
澆口的位置見上圖，雖然會產(chǎn)生溶解痕，但鑒于零件的使用場合和模具制造工藝考慮，澆口位置的選擇是合理的。
5. 排溢系統(tǒng)的設(shè)計
在模具設(shè)計中，排溢系統(tǒng)的設(shè)計是必要的，因為如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺撩等缺陷，另一方面，氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。
本次設(shè)計的為中小型模具，型腔型心均為組合式，可利用間隙排氣，間隙為0.03-0.08mm。
四 成型零件的設(shè)計
模具中決定塑件的幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑件接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還要發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。
成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸(包括矩形和異形零件的長和寬)，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的在模具設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精位置尺寸等。在模具設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級。分析本塑件的結(jié)構(gòu)，因此取塑件精度為5級(SJ1372-78)，查手冊知對應(yīng)的模具精度應(yīng)為IT9(GB1800-79)。型芯和型腔尺寸的計算均按平均收縮率的計算公式來得出。
一）凹模
由于零件是垂直分型，故凹模做成瓣合形式，跟斜滑塊一樣，開模時通過斜導(dǎo)柱使力作用于側(cè)向成型零件而將模具側(cè)向分型，合模時又靠它使側(cè)向成型零件復(fù)位。側(cè)向成型塊及其主要零件設(shè)計如下：
1. 抽芯距的確定
s=s1+3==+3mm
但是由于推出機構(gòu)采用推板推出，所以抽芯距要適當增大，根據(jù)實際情況，取抽芯距為22mm
2. 斜導(dǎo)柱的設(shè)計
1) 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計
斜導(dǎo)柱的形狀如右圖所示 ，材料為T8碳素工具鋼，熱處理要求HRC≥55，表面粗糙度Ra≤0.8m。斜導(dǎo)柱在工作過程中主要用來驅(qū)動側(cè)滑塊作往復(fù)運動，側(cè)滑塊運動的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊之間的配合精度保證，而合模時滑塊的最終準確位置有楔緊塊決定，為了運動的靈活，滑塊上斜導(dǎo)孔之間留有1mm的間隙。
2) 斜導(dǎo)柱的長度計算
LZ=L1+L2+L3+L4+L5
=
=
=84.3
查文獻[2]表2-121 取LZ=100mm
3. 側(cè)向成型塊（凹模）的設(shè)計
側(cè)向成型塊是模具的成型零件，用T8鋼，熱處理要求HRC≥50。側(cè)向成型塊的形式如右圖：
側(cè)向成型塊的工作尺寸計算：
1) 聚酰胺的平均收縮率：
2) 側(cè)向成型塊的徑向尺寸
3) 高度尺寸
4. 導(dǎo)滑槽的設(shè)計
導(dǎo)滑槽采用T形槽的形式，材料為45鋼，要求硬度HRC≥40。導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用H8/f8間隙配合，其它各處留有0.5mm左右的間隙。配合部分的表面要求較高，表面粗糙度應(yīng)Ra≤0.8。
5. 楔緊塊的設(shè)計
在注射過程中，側(cè)向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，這個力通過滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而斜導(dǎo)柱為一細長桿件，導(dǎo)致滑塊后移，因此必須設(shè)置楔緊塊。
楔緊塊的形式如右圖：
楔緊塊采用螺釘緊固的形式，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，應(yīng)用較普遍。楔緊塊上的凸臺，與模板配合裝配，承受主要的側(cè)向力，改善螺釘緊固承受力較差的缺點。楔緊塊的鎖緊角一般比斜導(dǎo)柱傾角大 ，所以取鎖緊角。
6. 滑塊定位裝置設(shè)計
滑塊定位裝置在開模過程中用來保證滑塊停留在剛剛脫離斜導(dǎo)柱的位置，不再發(fā)生任何移動，以避免合模過程時斜導(dǎo)柱不能準確地插進滑塊的斜導(dǎo)孔內(nèi)，造成模具損壞。
滑塊定位裝置選用彈簧頂銷定位裝置，適用于側(cè)面方向的抽芯動作，彈簧的直徑選1.2mm，頂銷的頭部制成半球狀，滑塊上的定位穴設(shè)計成的錐穴，形式如右：
二） 凸模和型心
模具的型心右兩個螺紋型心和一個內(nèi)型心組成，螺紋型心利用襯套保持中心對稱，開模時利用螺紋襯套和自身螺紋脫模，內(nèi)型心為組合式，型心單獨加工，在鑲?cè)肽０逯?，凸模用臺肩和模板連接，在用墊板螺釘緊固。
1. 螺紋型心工作尺寸的計算
1) 螺紋型心大徑
2) 型心螺距尺寸
因為零件的內(nèi)螺紋是與收縮率相同的外螺紋配合，由于考慮到塑料的收縮率，計算所得到的螺距帶有不規(guī)則的小數(shù)，加工這樣特殊螺距很困難，所以螺距可以不考慮收縮率。
2. 內(nèi)型心的計算
三) 模具型腔側(cè)壁和動模支承板厚度的計算
在注射過程中，模具型腔將受到熔體的高壓作用，所以應(yīng)具有足夠的強度和剛度，如型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至開裂。因剛度不足而產(chǎn)生擾曲變形，導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊。降低塑件尺寸精度并影響順利脫模，所以應(yīng)通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚。理論分析和生產(chǎn)實踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準；由于本塑件屬于小型塑件，故因以型腔的壁厚的強度為準。
由于型腔的形狀、結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的。同時在成型過程中模具受力狀態(tài)也很復(fù)雜，一些參數(shù)難以確定，因此對型腔壁厚做精確的力學(xué)計算幾乎是不可能的。只能從實用觀點出發(fā)，對具體情況具體分析，建立接近實際的力學(xué)模型，所以對于本塑件可以簡化為鑲拼式圓形型腔進行近似計算。
（1） 型腔側(cè)壁厚度計算
由于型腔的計算方式由型腔的大小來確定，本模具的型腔內(nèi)半徑r<86mm，所以按強度理論來計算：
式中—許用應(yīng)力（Pa）
=11
由此看出型腔壁厚的最小值為11mm，但考慮到本次設(shè)計的型腔采用斜滑塊的形式，所以要適當給其增大尺寸，具體尺寸見斜滑塊。
（2） 動模支承板厚度的計算
本次設(shè)計采用的是瓣合結(jié)構(gòu)，型腔由型腔套板和上下兩塊模板固定，不需要另外設(shè)置底板了，動模支承板的厚度可根據(jù)零件在分型面上的投影面積選擇，查文獻一表5-18，支承板的厚度有15-20mm就足夠了，而現(xiàn)在我選用30mm厚的支承板，更保險一點。
第五章 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計
1. 導(dǎo)向機構(gòu)的作用
1) 定位作用 模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢玫恼_，保證型腔的形狀和尺寸精度，導(dǎo)向機構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。
2) 導(dǎo)向作用 合模時，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動定?；蛏舷履蚀_閉合，避免型心先進入型腔造成成型零件損壞。
3) 承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充填過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作。
2. 導(dǎo)柱的設(shè)計
本次設(shè)計選用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)，導(dǎo)柱應(yīng)具有硬耐磨的表面，堅韌而不容易折斷的內(nèi)芯，材料選用T8鋼，經(jīng)淬火處理后硬度為50-55HRC，導(dǎo)柱固定部分粗糙度Ra為0.8μm。導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra為0.8μm-0.4μm。其形式及尺寸見右圖：
導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心離模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強度（導(dǎo)柱中心大模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的1-1.5倍）。導(dǎo)柱的固定端與模板之間一般采用H7/m6的過渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用H7/f7的間隙配合。
3. 導(dǎo)套的設(shè)計
導(dǎo)套采用帶頭導(dǎo)套，為使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒角。導(dǎo)柱孔做成通孔，以利于排出空內(nèi)空氣和殘渣廢料。導(dǎo)套的材料選用T8鋼，其硬度一般應(yīng)比導(dǎo)柱，以減輕磨損，
導(dǎo)套的形式如右圖：
導(dǎo)套用與導(dǎo)柱相同的材料制造，硬度一般低于導(dǎo)柱的硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8μm。導(dǎo)套與模板的配合用H7/m6過盈配合。
第六章 推出機構(gòu)的設(shè)計
1. 推出機構(gòu)的設(shè)計原則
a) 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)
b) 保證塑件不因推出而變形
c) 機構(gòu)簡單動作可靠
d) 良好的塑件外觀
e) 合模是的正確復(fù)位
2. 推出機構(gòu)的選用
由于零件在開模方向的投影面積比較少，而且零件高度教深，所以選用推板推出機構(gòu)。推件板推出機構(gòu)作用面積大、推出力大而均勻運動平穩(wěn)，并且塑件上無推出痕跡。但如果型心和推件板的配合不好，則在塑件上會出現(xiàn)毛刺，而且塑件有可能會滯留在推件板上，所以推件板與型心留有0.2-0.25mm的間隙。另外，在推出過程中，由于推件板和型心有摩擦，所以推件板必須進行淬火處理，以提高耐磨性。
推件板的形式如右圖：
3. 推件板的導(dǎo)向與復(fù)位
本次設(shè)計的模具為中小型模具，固只設(shè)置兩根推板導(dǎo)柱，推板導(dǎo)柱直接與液壓頂出裝置固接，由液壓頂出裝置完成頂出和復(fù)位兩個動作。另外，零件內(nèi)表面積不是太大，液壓頂出裝置的頂出力很大，所以可不考慮零件的脫模力。
4. 復(fù)位零件
推件板是由液壓頂出裝置復(fù)位，而螺紋型心由機動復(fù)位，所以不需要再設(shè)置復(fù)位零件。
第七章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)
無論何種塑料進行注射成型，均有一個比較適宜的模具溫度范圍，在此模具溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流動性好，容易充滿型腔，塑件脫模后收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，力學(xué)性能以及表面質(zhì)量較高。為了使模溫控制在一理想的范圍內(nèi)，現(xiàn)設(shè)計一模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于本次設(shè)計用材料為聚酰胺，黏度低流動性好，成型工藝要求模溫不太高，故無須設(shè)計加熱系統(tǒng)，只需設(shè)計冷卻系統(tǒng)以確保合理的模溫。常用的冷卻方法有水冷卻、空氣冷卻和油冷卻，本設(shè)計設(shè)計采用的是水冷卻，經(jīng)濟實惠。
1.冷卻的計算
在單位時間內(nèi)所需排除的總熱量可近似由下面公式計算：
Q = nmΔh/60
其中n為每小時注射次數(shù)，m為每次注入模具的塑料質(zhì)量（kg）,Δh為塑料成型時放出的熱熔量（J/kg）
由于聚酰胺成型周期為50～110S，本次設(shè)計的塑料注射量不大，但由于開模動作復(fù)雜，故取T=80（S），n=3600/80=45 (次)； m=15.4(g)=0.0154(kg); 查《塑料模具設(shè)計》表3-19得:Δh=326.26～396.48kJ/kg, 取Δh′=360kJ/kg, 所以
Δh=360×0.0154=5544（kJ）=5544(J)
Q = 45×0.0154×5544/60
= 64（J/min）
為了滿足注射模冷卻需要，在單位時間內(nèi)所需冷卻水量可按下式計算：
V = Q/ρCρ（t1-t2）= nmΔh/60ρCρ（t1-t2）
2.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則：冷卻水道應(yīng)盡量多，冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等，澆口出加強冷卻，冷卻水道、入口溫差應(yīng)盡量小， 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置；
此外，冷卻水道的設(shè)計還必須盡量避免接近塑件的溶接部位以免產(chǎn)生溶接痕，降低塑件強度。塑件的形狀是變化萬千的，因此對于不同的塑件，冷卻水道的位置形狀也不一樣。本模具分別在斜滑塊和內(nèi)型心上設(shè)置冷卻水道，其具體形式見總裝配圖。
第八章 其它輔助零件的選擇
在本次設(shè)計中，選擇合適的傳動零件是非常關(guān)鍵的一步，在模具工作中，傳動零件是這樣工作的，液壓馬達通過皮帶輪帶動帶輪傳給主軸轉(zhuǎn)矩，上螺紋型芯開始脫螺紋，同時旋轉(zhuǎn)運動有齒輪和華鍵軸同步傳遞到下螺紋型芯上。
在設(shè)計當中，選用了三種齒輪，分別是型芯上的齒輪、過渡小齒輪、過橋輪上的齒輪，參數(shù)分別如下：
Z1=18 Z2=20 Z3=20
m1=2.5 m2=1.75 m3=1.75
d1=45 d2=35 d3=35
da1=50 da2=38.5 da3=38.5
皮帶輪和皮帶的選擇：
皮帶輪選用輪輻式結(jié)構(gòu)，槽型為Z，參數(shù)如下：
bd=8.5 hamin=2.00 hfmin=7.0
e=120.3 fmin=7 min=5.5
皮帶的截型為Z，參數(shù)如下：
節(jié)寬 bp=8.5 高度 h=8 頂寬 h=10
楔角
第九章 注射機相關(guān)參數(shù)的校核
在前面已經(jīng)確定了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本的參數(shù)尺寸，如模具的型腔的個數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時所需的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等。這些數(shù)據(jù)都與注射機的有關(guān)性能參數(shù)密切相關(guān)，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關(guān)的數(shù)據(jù)進行校核以滿足要求。
1. 注射壓力的校核
注射成型機的最大注射壓力應(yīng)稍大于塑料制品的成型所需的注射壓力，即 P0≥P
式中 P0——注射成型機的最大注射壓力；
P ——塑料制品成型時所需的注射壓力。
查有關(guān)手冊可知P0=125 Mpa，P=65 Mpa
所以P0=125≥P=65成立，即注射壓力滿足要求。
2. 鎖模力的校核及型腔數(shù)的確定
（1） 由于所設(shè)計的注射模具采用的是側(cè)澆口，型腔數(shù)為1
（2） 鎖模力的校核 鎖模力又稱合模力，是指注射成型機的合
模裝置對模具所施加的最大夾緊力。為了避免塑料注射機成型時由于受到注射壓力的作用而使模具沿分型面而脹開，注射成型機的鎖模力可按下式核算： F0≥P模A分
或 F0≥K1P A分
式中 F0——注射成型機的公稱鎖模力（104N）；
P模——模內(nèi)壓力（型腔內(nèi)熔體壓力）（Mpa）；
K1——壓力損耗系數(shù)，K1=2/3；
A分——塑料制品在及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和。
所以有：
F0=40≥2/3x65x
所以F0≥P模A分成立，故所選注射機的鎖模力也符合要求。
3. 模具閉和高度的校核
由于本次設(shè)計選用的注射機為直角式注射機，沒有限定最大的模具閉合高度，而最小閉合高度為70mm，模具的閉合高度為305mm，所以符合模具閉合高度的校核要求。
小結(jié)
經(jīng)過一個多月的努力，終于完成了對成型聚酰胺軟管接頭的模具設(shè)計。這是一個對即將走進社會的畢業(yè)生的能力鍛煉，讓我有機會把大學(xué)三年里所學(xué)到的東西作一個綜合的認識，把理論用到實際中去，提高解決實際問題的能力，是我們走出校門走進社會很重要的一次實訓(xùn)，為我們成為一個合格的設(shè)計員做好準備。
完成了這次畢業(yè)設(shè)計，我收獲良多，充分利用了所學(xué)的知識，查閱了大量的參考書目，把自己所學(xué)的知識有機的結(jié)合起來，懂得了塑件的注射模具的一般流程，即注射成型制品的分析、注射機的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、注射模具設(shè)計的有關(guān)計算、模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝配圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產(chǎn)制造等。另外，現(xiàn)在各行各業(yè)都在緊跟時代的脈搏，模具制造業(yè)也一樣，越來越倚重計算機了，懂得使用繪圖軟件已經(jīng)是我們這一代設(shè)計員的基本技能了，我在設(shè)計過程中，結(jié)合自己的能力，分別用AUTO CAD和PRO/E繪制裝配圖，雖然不能盡善盡美，但以為我即將出去工作建立了良好的自信心了。
在設(shè)計過程中，遇到了各種各樣的困難，但通過學(xué)校的大力支持和協(xié)助，還有諸多同學(xué)的幫助，在以XXX和XXX老師為主的指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，順利并成功地完成了這次的畢業(yè)設(shè)計，在此對學(xué)校和指導(dǎo)老師們致以敬禮，對同學(xué)們表示感謝！
參考文獻
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