塑料模具毕业设计说明书Word文件下载.doc
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5.5模具闭合高度长宽尺寸要与注射机模板尺寸拉杆间距相适合 24
5.6模具闭合高度校核 24
5.7开模行程的校核 25
6.模架选用 26
7.模具装配图绘制 26
8.结语 28
致谢 29
参考文献 30
摘要
塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。
本论文介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计，介绍了冷流道注射模具浇注系统、冷却系统和顶出系统的设计过程度要求做了简单说明。
设计成型零部件以及设计合理的推出机构。
并分析和阐述了模具型芯零件及各标准件的选材、热处理工艺，塑件的结构要素，塑件的尺寸公差和精度的选择，塑件的体积和质量的计算方法对设计进行验证主要是对注射机的相关重要参数进行验证包括模具闭合厚度、模具安装尺寸等。
在校验合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。
通过本设计可以对注塑模具有一个更进一步的认识，了解模具结构及工作原理。
关键词：
进水接头注塑模侧抽芯分型面浇注系统
30
1.引言
塑料具有可塑性强，密度小，比强度高，化学稳定性高，外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱，塑料制品几乎已经进入一切工业部门及人民日常生活的各个领域。
进水接头是日常生活中十分常见和常用的制品，选择进水接头是因为它的结构包含了常见塑料模具的各个部分，能达到综合训练自己设计水平的目的，能充分做到理论结合现实生活的实际情况，我们能做到同时站在生产方和使用者的角度来考虑产品的设计，可以结合自己对产品使用性能的一些需求来改进产品的设计方案，使产品模具设计更具实际意义。
2.塑件工艺分析
2.1产品结构分析
图2-1进水接头三维图
如上面的三维图，该零件结构中等复杂程度，是个管状零件，通过分析该零件需要两边抽芯才能完成。
图2-2零件图
如图2-2所示，零件上重要尺寸（如：
φ130-0.1、φ14.3+0.05-0.1、φ22-0.1-0.2、φ10.2±
0.05）的精度为三级（SJI372-78），次要尺寸精度等级为4～6级（SJI372-78），由此可知尺寸精度中等偏上，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。
从零件壁厚来看，壁厚比较平均为4.1㎜，有利于零件的成型。
该零件的表面质量达CRNC级标准，要求不是很高比较容易实现。
综合上述，制件取MT4制造，未注公差尺寸取MT6制造。
2.2成型结构工艺性分析
a、本次设计采用平衡式侧浇口，这样可以更好的防止模具受力不均与，也便于塑件填充均匀。
b、侧抽芯机构用斜滑块，用铰链复位。
c、冷却系统确保要达到冷却水孔道不应穿过镶块或其接缝部位，以防漏水的要求。
2.3塑件材料分析
零件的材料聚甲醛属于工程塑料，有以下几个方面的性能：
2.3.1聚甲醛的使用性能
聚甲醛是结晶度很高的高聚物。
它的突出特点是综合力学性能好。
其强度、硬度很高，尤其是弹性模量很大，具有与金属材料较接近的比强度和比刚度；
聚甲醛还具有很好的冲击强度和疲劳强度，好的耐磨性和小的摩擦系数。
2.3.2聚甲醛的成型性能
聚甲醛的吸水性比聚酰胺和ABS等塑料小，成型前可不必要进行干燥，其制品尺寸稳定性较好，可以制造较精密的零件。
但聚甲醛熔融温度范围小，熔融和凝固速度快，其制品容易产生毛斑、折皱、熔接痕等表面缺陷，并且收缩率大，热稳定性差。
2.3.3聚甲醛的用途
聚甲醛是一种较好的工程材料，可以在很多领域代替钢、铜、铝、铸铁等金属材料制造许多多种结构零件。
2.4注射成型的工艺参数
注射机类型：
螺杆式
预热和干燥t/℃:
80～100℃
3～5h
密度 1.41～1.43
计算收缩率/%1.5～3
料筒温度/℃：
后段160～170
中段170～180
前段180～190
喷嘴温度t/℃:
170～180
模具温度t/℃:
90～120
注射压力P/MPa：
80～130
成型时间t/s:
注射时间20～90
高压时间0～5
冷却时间20～60
总周期50～160
螺杆转速n/（r·
min-1）:
28
后处理：
方法红外线灯、古风烘箱
温度t/℃140～145
时间t/h4
3.模具设计方案的设计
3.1计算制件的体积和质量
通过UG造型，直接得出该零件的体积为6231.4㎜3查手册知道聚甲醛的密度为1.54g/㎝3，采用一模四件的模具结构
塑件体积V塑=6.2314cm3
塑件的质量M塑=ρV塑=9.6g
浇注系统体积V浇=20%.V塑=1.25cm3
浇注系统质量M浇=ρV浇=2g
故V总=4×
V塑+V浇=26.175cm3
M总=M塑+M浇=40.3g
即总质量为46.1g
3.2注射机的确定
考虑注射时所需压力和工厂现有设备等情况，根据制件体积和质量的计算，初步选用注射机SZ-100/630型，其主要技术参数如下[2]：
注射机型号SZ-100/630
结构形式卧
螺杆直径（mm）30
理论注射容量（cm3）75
注射压力（MPa）224
注射速率（g/s）60
塑化能力（g/s）7.3
螺杆转速（r/min）14-200
锁模力（KN）630
拉杆内间距（mm）460x460
最大模具厚度（mm）300
最小模具厚度（mm）150
锁模形式双曲肘
移模行程（mm）270
喷嘴球半径（mm）SR18
喷嘴球孔直径（mm）Φ4
模具定位孔直径（mm）Φ125
3.3分型面的选择
因分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。
选择分型面时一般应遵循以下几项原则：
1）分型面应便于塑料件的脱模
2）分型面的选择应有利于侧面分型和抽芯
3）分型面的选择应保证塑料件的质量
4）分型面的选择应有利于防止溢料
5）分型面的选择应有利于排气
6）分型面的选择应尽量使成型零件便于加工
7）分型面选择必须考虑注射机的技术参数
综合上述，制件的分型面选择有两种方案如图3所示：
a）
b）
图3分型面
方案一：
图a这种方案分型面大，脱模力主要集中水平方向，推出行程不是很大，对设备的要求不是很高，容易实现和控制。
方案二：
图b主要的脱模力在径向而且用哈夫块开模，需要的水平力又大，这样综合起来需要的脱模力，在客观上比方案一要大许多，而且所需的推出行程比方案一大许多。
所以分型面选择方案一在水平方向。
3.4确定型腔的排列方式
模具的型腔数可根据塑料制品的产量、精度高低、模具的制造成本以及所选用注射机的最大注射量和锁模力大小等因素确定的。
由于大批量生产，宜采用多型腔模具。
[2]n=0.375G/V（G为公称注射量，V为单个制件的体积）
n=0.375x250/6.231=15.7
为了便于模具的设计与加工，故采用一模四件。
本模具采用一模四件大批量生产，根据要求从主流道来的熔体能均衡到达各浇口并同时充满型腔，综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素采取，有两种方案：
方案一，侧抽机构设置在前后方向，这样对要求大的模架。
方案二，侧抽芯机构设置在左右方向，同样的抽芯力，选择的模架比较适中，节省材料。
综合上述比较选择左右侧抽芯。
如图4所示的排列方式。
图4型腔排列图
3.5浇注系统的设计
定义：
指由注射机喷嘴中喷出的塑料进入型腔的流动通道，使塑料熔体平稳有序的填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部分，以获得组织紧密的塑件。
分类：
普通浇注系统：
冷流道（本模具采用）
无流道凝料浇注系统：
热流道、绝热流道
普通浇注系统设计原则：
1）了解塑料的成型性能和塑料的流动性。
2）要保证塑件的质量，避免常见的充填问题。
3）尽量减少停滞现象；
尽量避免熔接痕；
尽量避免过度保压和保压不足；
尽量减少流向杂乱。
4）尽量减少及缩短浇注系统的断面和长度。
5）尽可能做到同步填充。
6）便于修整浇口以保证制件外观。
3.5.1主流道设计
作用：
是连接注射机和模具的桥梁，是熔料最先进入型腔经过的部位。
如图5所示：
图5主流道图
主流道部分尺寸单位（㎜）
主流道参数
符号
名称
尺寸
d
主流道小端直径
注射机喷嘴直径＋（0.5～1）
SR
主流道球面半径
喷嘴球面半径＋（0.5～1）
h
球面配合高度
3～5
α
主流道锥角
2˚～3˚
L
主流道长度
一般≤60
D
主流道大端直径
d＋（0.5～1）
确定后尺寸如下：
d=4.5SR=18.5h=3
α=2˚D=8
浇口套的尺寸如图6：
图6浇口套尺寸
定位环的选用
主要是使注射机与模具主流道准确对正、定位。
主流道和定位环的关系如图所示：
定位环的基本尺寸如图7：
图7定位环基本尺寸
3.5.2分流道设计
使塑料熔体的流向得到平稳的转换，并尽快地充满型腔。
分流道的设计原则
1）对于含有玻璃纤维流动性较差的树脂，流道截面要大一些，聚甲醛属于流动性中等，截面适中
2）流向改变的拐角处，应适当设置冷料穴
3）使塑件和流道在分型面的投影面积的几何中心和锁模力的中心相重合
4）保证熔体迅速而均匀地充满型腔
5）分流道的尺寸尽可能短，容易尽可能小，使熔体到达浇口时，温度和压力降低最少
6）要便于加工及刀具的选择
综合上述：
分流道的截面尺寸和形状分流道的截面尺寸应按塑料制品的体积、制品的形状和壁厚、塑料品种、注射速度、注射速率、分流长度等因素确定。
由型腔的排列方式可知分流道的长度较长，为了便于加工选择半圆形的截面分流道，选择直径为7㎜的半圆形截面分流道。
分流道的布置及长度采用平衡式如图4所示
分流道的表面粗糙度Ra小于1.6um
原因：
可增加塑料熔料的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层，有利于流道保温。
3.5.3浇口的设计
连接分流道和型腔桥梁，是浇注系统中最薄弱和最关键的地方。
浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响产品的外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。
浇口过小：
易造成充填不足、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷，且成型收缩很大。
浇口过大：
浇口周围产生过剩的残余应力，导致产品变形或破裂，且浇口的去除加工困难等。
浇口的类型：
<
1>
环形浇口<
2>
轮辐式浇口<
3>
点浇口<
4>
侧浇口<
5>
潜伏式浇口<
6>
护耳浇口
本设计采用矩形截面侧浇口，设计时从壁厚2㎜处进料，料由厚处往薄处流，而且在模具上采取镶拼式型腔和型芯，有利于填充和排气，有利于更换方便，又节省材料。
测浇口的尺寸根据[1]得知：
厚度=1；
宽度=2.5；
长度=1.5如图8所示：
图8侧浇口图
3.5.4排气系统设计
利用模具分型面和配合间隙自然排气，排气间隙以不产生溢料为限，通常为0.03～0.05。
3.5.5冷料穴和拉料杆设计
1）冷料穴的设计
冷料穴的作用：
容纳浇注系统流道中料流前锋冷料，以免这些冷料注入型腔，既影响熔体充填速度，又影响塑料制件的质量。
见图6常见的冷料穴有：
拉料杆的冷料穴（本设计采用）、带球头拉料杆冷料穴、无拉料杆冷料穴
冷料穴的位置见图6
2）拉料杆的设计
起到模具开模时，将凝料从定模部分脱出和将塑件留在动模的作用
基本尺寸及结构见图9
图9拉料杆
材料：
T10
热处理：
头部HRC50～55
配合：
拉杆与推件板H9/f9，拉杆固定部分H7/m6
表面粗糙度Ra0.8
3.5.6型芯型腔结构设计
1）型腔设计
由于制件的型腔形状中等复杂程度，且尺寸不大，但需要大批量生产比较容易磨损，故型腔采用镶拼式。
材料为P20。
如零件图10所示。
动模镶块
定模镶块
图10动、定模镶块零件图
2）型芯设计
型芯结构简单，且尺寸不大，由于需要侧抽芯，所以型芯做成锥度配合，具有较好的强度。
材料采用P20。
如零件图11所示。
大型芯
小型芯
图11型芯零件图
3.6合模导向机构设计
3.6.1导向与定位机构设计
注塑模具的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。
导柱导向机构主要用于动、定模之间的开合模导向。
锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。
3.6.2导向机构的功用
（1）定位作用
合模时保证动、定模正确的位置，以便合模后保持模具型腔的正确形状。
（2）导向作用
合模时引导动模按序正确闭和，防止损坏凹、凸模。
（3）承载作用
导柱在工作中承受一定的侧向压力。
3.6.3导向机构结构及设计
模具设计通常购买标准模架，其中包括了导向机构。
如模架图
3.6.4定位机构设计
通常有导向机构就足够动、定模之间的正确定位了。
但由于导套和导柱之间存在间隙，所以对于薄壁、精密塑件的注塑模具，仅有导柱导向机构是不够的，还必须在动、定模之间增设锥面定位机构，以满足精密定位和同轴度的要求。
本设计涉及产品的同轴度，所以要设置锥面定位。
3.7脱模机构设计
3.7.1脱模机构设计
注塑成型每一循环中，塑件必须从模具中凹、凸模上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。
脱模机构设计原则
脱模机构设计时须遵循以下原则：
（1）因为塑料收缩时抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模；
（2）顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强条、凸缘、厚壁等处，作用面积也尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏；
（3）为保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对
塑件外观影响不大的部位；
（4）若顶出部位需设在塑件使用或装配的基面上时，为不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.05∽0.1mm；
否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。
在动模一边拖加一顶出力，就可实现塑件脱模的机构称为简单脱模机构。
通常使用推杆脱模机构。
推杆多用T8A或T10A材料，头部淬火硬度达50HRC以上，表面粗糙度取Ra值小于0.8μm，和顶杆孔呈H8/f8配合。
推杆是模具标准件。
推杆顶出塑件后，必须回到顶出前的初始位置，才能进行下一次循环的工作。
因此，还必须设计复位杆来实现这一动作。
复位杆又称回程杆。
复位杆回程：
复位杆端面与分型面平齐，合模时，定模板推动复位杆，通过顶杆固定板，顶板使顶杆恢复到顶出前的位置。
复位杆必须装在固定杆的同一固定板上。
3.7.2脱模力的计算
根据：
t/D=2.5/11.2=0.22>
1/20
t—表示零件的平均壁厚（㎜）
D—表示零件的平均直径（㎜）
所以制件为厚壁壳体件。
由于制件必须通过侧抽完成脱模，所需要的脱模力主要在塑料对两个型芯的包紧力，所以本设计的脱模力以两个型芯来计算，横截面为圆形。
通过表2.6-1常用塑料参数查得以下参数[2]。
脱模力：
Q=2πrEεLK1/（1＋µ
＋k2）×
cosβ
E:
塑料的拉伸模量（MPa）表2.6-1查
ε：
平均收缩率（%）表2.6-1查
L：
包容型芯的长度（㎜）
µ
：
泊松比表3-29查
Ф：
脱模斜度
f:
塑件与钢材间摩擦系数表2.6-1查
r:
型芯的平均半径（㎜）
k1：
脱模斜度修正系数
k2：
厚壁制品的计算系数
根据上述计算与查得以下数据：
E=2.1×
103MPa；
ε=2.5%；
=0.44；
f=0.31；
Ф=1˚；
t=2.5㎜；
k1=1.0052；
cosβ=1
小型芯：
k2=1.125；
r=3.5㎜；
L=16㎜；
大型芯：
k2=2.084；
r=5.8㎜；
L=38.2㎜；
Q小=725N；
Q大=805N
3.8抽芯机构设计
3.8.1侧向分型抽芯机构
1）定义：
在制品脱模前必须抽出侧型芯，然后再从模具中推出制品，完成侧型芯的抽出和复位的机构称为侧向分型与抽芯机构。
2）分类：
按动力来源可分为手动、机动、气动或液压三大类。
常见的手动抽芯机构有：
螺纹抽芯机构、齿轮齿条抽芯机构、活动镶块抽芯机构
特点：
结构简单，制造方便，但操作麻烦，生产率低，适合小批量生产。
手动抽芯机构：
斜导柱分型与抽芯机构、斜滑块分型与抽芯机构、齿轮齿条抽芯机构
具有较大的抽芯力和抽芯距，生产率高，操作方便，动作可靠。
适合大批量生产。
气动或液压侧向分型与抽芯机构：
传动平稳，有较大抽芯力和抽芯距。
本设计考虑设备的条件问题，采用机动侧向分型与抽芯机构。
3.8.2抽芯距的确定
抽芯距是指侧型芯从成型位置抽到不妨碍制品取出位置时，侧型芯在抽拔方向移动的距离。
抽芯距一般大于制品的侧孔深度或凸台高度2～3㎜，即：
S抽=h＋（2～3）㎜
h:
制品上侧孔深度。
所以，小型芯抽芯距S小=16＋（2～3）㎜=18～19㎜
大型芯抽芯距S大=38.2＋（2～3）㎜=40.2～41.2㎜
3.8.3抽芯力的计算
由于塑料制品对型芯的包紧力远大于对型腔的包紧力，故本设计忽略不计。
所以抽芯力等于脱模力。
即：
Q小=7235N；
Q大=8050N
3.8.4斜导柱的选择
斜导柱1：
α=25°
；
规格为φ25×
150；
抽芯距为41.5
斜导柱2：
规格为φ30×
145；
抽芯距为56.5
3.8.5滑块与导滑槽设计
为了确保侧型芯可靠地抽出和复位，保证滑块在移动过程中平稳、无上下窜动和卡死现象，导滑槽必须很好配合和导滑。
2滑块和导滑槽的配合一般采用H7/h6。
滑块用1压板来导滑，如图12所示。
图12滑块与压板图
3.8.6先复位机构设计
为了避免滑块先于推杆复位，致使侧型芯与推杆损坏，所以采用先复位机构。
本设计采用杠杆先复位机构，工作原理：
杠杆1固定在推杆固定板5上，可绕中心支点转动，合模时复位杆2端部的45˚斜面推动杠杆的外端，而杠杆的内端顶在支撑板4上，从而迫使推杆3固定板连同推杆下移，当复位杆45˚斜面完全脱离杠杆时，推杆先复位即告结束。
如图13所示。
图13复位机构
4.模具设计的有关计算
对于未注尺寸公差的尺寸，按MT6级计算
4.1型腔的径向尺寸
LM=[LS+LSSCP﹪－3/4△]0+z
式中[1]:
LS——塑料制品外形的径向尺寸。
SCP——平均收缩率。
POM的收缩率为1.5～3%，取平均收缩率2.25%
取z=△/3。
型腔尺寸有：
2±
0.13、4±
0.16、6.5±
0.2、2.5±
0.13、3.20+0.1、8.5±
0.2
转换为：
2.130-0.26、4.160-0.32、6.70-0.4、2.630-0.26、3.30-0.1、8.70-0.4
①对于尺寸2.13mm的工作尺寸△=0.26
L1=（2.13+2.13x2.25%﹣3/4x0.26）+0.26/30
=2+0.080
②对于尺寸4.16㎜的工作尺寸△=0.32
L1=（4.16+4.16x2.25%﹣3/4x0.32）+0.32/30
=4+0.10
以此类推，各工作尺寸为：
6.5+0.10、2.5+0.080、3.2+0.030、8.5+0.10
4.2主型芯径向尺寸
lM=[lS+lSSCP﹪+3/4△]0-z
lS——塑料制品外形的径向尺寸。
SCP——平均收缩率。
取z=△/3
型芯尺寸有：
φ7±
0.2、φ9±
0.2、φ10.2±
0.05、φ9.9±
0.05、φ10.2±
0.24、φ13±
0.15、φ14.3+0.05-0.1、φ15±
0.05
φ6.8+0.40、φ8.8+0.40、φ10.15+0.10、φ9.85+0.10、φ9.96+0.480、φ12.85+0.30、φ14.2+0.150、φ14.95+0.10
①对于尺寸6.8mm的工作尺寸△=0.4
l1=（6.8+6.8x2.25%+3/4x0.4）0-0.4/3
=7.30-0.13
φ9.30-0.13φ10.450-0.03φ10.150-0.03φ10.50-0.16φ13.250-0.1φ14.60-0.05φ15.40-0.03
4.3型腔深度的尺寸计算
HM=[HS+HSSCP﹪-2/3△
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