1、本科毕业论文（20届）方形线圈骨架模具设计与分析所在学院专业班级机械设计制造及其自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月I摘要摘要注塑模具是目前所有塑料模具中使用最广泛的模具之一，能够成型复杂、高精度的塑料制品。本文介绍了注塑模具的特点及发展趋势，并对方形线圈骨架这种典型的塑件进行了模具设计与分析。本设计主要讲述了以软聚氯乙烯（SPVC）为材料的方形线圈骨架注塑模具的设计过程。此模具在设计时，充分考虑了生产批量，以提高生产效率和降低生产成本为主要宗旨。本产品为电动机绕线圈，形状规则，内空心，侧有凹槽，其要求它具有耐光，耐化学腐蚀、耐磨等特性。结合这些要求，材料选择软聚氯乙烯。根据计算出的体积
2、与质量，选择SZ100/60型号的注塑机注塑。由于塑件内空心，侧有凹槽，要求模具必须采用斜导柱侧抽芯机构分型。经过比较，采用斜导柱在定模，斜滑块在动模的结构；整体斜楔定位，斜导柱侧抽芯分型，推板推出工件的工作原理。通过对塑件的工艺分析，确定了注塑模具的结构、冷却系统等。设计中对主要零件一一进行了设计。文中插入了非标准零件图，以及模具结构图。关键词方形线圈骨架；模具设计；斜导柱；侧抽芯。IIABSTRACTINJECTIONMOLDISONEOFTHEMOSTWIDELYUSEDMOLDSINALLPLASTICMOLDSNOW，ASITCANSHAPECOMPLEX，HIGHPRECISION
3、PLASTICPRODUCTSTHISPAPERDESCRIBESTHECHARACTERISTICSANDDEVELOPMENTTRENDOFINJECTIONMOLDS，ANDDESIGNANDANALYSISTHEMOLDOFSQUARECOILSKELETONASATYPICALPLASTICCONDUCTEDTHISPAPERMAINLYPRESENTSTHEDESIGNOFINJECTIONMOULDFORSQUARECOILSKELETONWITHTHESPVCWHENDESIGNTHISMOULD，ITHASCONSIDEREDTHEPRODUCTIONBATCHTOIMPRO
4、VETHEPRODUCTIONEFFICIENCYANDREDUCETHEPRODUCTIONCOSTSTHISPRODUCTISAMOTORCOILWITHREGULARSHAPE，HOLLOWINSIDEANDGROOVEINTHESIDE，SOITREQUIRESTHATITMUSTBELIGHTFASTNESS，CHEMICALRESISTANCEANDHARDWEARINGWITHTHESEREQUIREMENTS，ITSELECTEDTHESPVCASMATERIALACCORDINGTOTHEVOLUMEANDQUALITYITHADCALCULATED，THISPAPERSEL
5、ECTEDTHESZ100/60INJECTIONMOLDINGMACHINEINJECTIONMOLDINGDUETOTHEHOLLOWANDGROOVE，THEMOULDMUSTUSETHESIDECOREPULLINGMECHANISMWITHSLANTINGCOLUMNBYCOMPARISON，ITADOPTEDTHESTRUCTURETHATSLANTINGCOLUMNINTHEFIXEDCLAMPINGANDANGLELIFTSPLITSINTHEMOVINGCLAMPINGTHEPRINCIPLEOFWORKISOVERALLPOSITIONINGWITHWEDGEANDSLAN
6、TINGCOLUMNTYPINGWITHSIDECOREPULLINGMECHANISMANDPUSHINGWORKPIECEWITHEJECTIONPLATETHROUGHTHEANALYSISOFTHETECHNOLOGYOFPLASTICPARTS，ITDETERMINETHESTRUCTUREANDCOOLINGSYSTEMSOFTHEINJECTIONMOLDTHISPAPERHADDESIGNEDMOSTOFMAJORPARTSOFMOULDANDINSERTEDNONSTANDARDPARTDRAWINGANDCONSTRUCTIONDRAWINGKEYWORDSSQUARECO
7、ILSKELETON；MOULDDESIGN；SLANTINGCOLUMN；SIDECOREPULLINGMECHANISMIII目录摘要I目录III前言I1塑件分析111塑件工艺性分析112塑件批量213塑件质量计算22注塑机的选择421注塑机的概述422选择注塑机4221理论注塑量4222实际注塑量4223注塑机的选择53成型零部件的设计731成型零件的工作尺寸7311型芯尺寸7312型腔尺寸7313型腔壁厚84模具结构的设计1041浇注系统10411浇口套的选用10412冷料穴的设计10413分流道的设计11414分流道的布置12415分流道设计要点12416浇口的设计13417浇口位置
8、的选择1442模具结构草图1643合模导向机构17431导柱的选用18432导套的选用18433导柱与导套的配合18434导柱的布置方式1944脱模机构1945侧向分型与抽芯机构20451抽拔力的计算20452抽芯距的计算20453斜导柱的尺寸20454斜导柱的安装形式21455斜滑块与导滑槽22456压紧块的设计22457斜导柱的计算2346温度调节系统235注塑机参数的校核2551最大注塑量的校核2552注塑压力的校核25IV53锁模力的校核2554安装部分尺寸的校核26541喷嘴尺寸的校核26542模具厚度的校核2655开模行程与顶出机构的校核266结语27参考文献28致谢错误未定义书签
9、。I前言随着塑料工业的发展，塑料制品在工业及日常生活中的使用越来越广泛，因此对塑料模具设计人员的需求也在逐年增加。同时加强设计人员的先进设计思维，掌握较多先进加工技术以及加工工艺是非常必要的。作为模具模块的学生，我们必须以巩固自己的基础理论知识为前提，为促进我国模具行业的发展而努力，为提高我国工业标准化水平而做出自己的贡献。毕业设计是大学四年最为重要的环节之一，同时它也是最后的一个关键教学环节。它是由学生过渡到生产的一步，由学校走向工厂的桥梁，是我们第一次系统地把所学理论应用到实际生产中。通过此次的毕业设计，对制造的各个环节有了更加深入的了解，从而培养和提高了设计的能力。毕业设计的目的有两个，
10、第一个目的是让我们掌握模具设计的基本技能，如绘图，计算，查阅设计资料和手册，熟悉国际标准和各种标准的能力，熟练运用CAD，PRO/E等软件进行绘图。第二个目的是了解和掌握模具设计与制造工艺，从而独立设计一般的塑料模具，为走出学校、走向社会打下基础。我设计的是一副斜导柱抽芯机构的模具。采用斜导柱在定模，斜滑块在动模的结构；整体斜楔定位，斜导柱侧抽芯分型，推板推出工件的工作原理。但因本人经验不足，又加上时间仓促。因此难免存在一些错误，敬请各位老师批评和指正，以取得更大的进步。1塑件分析11塑件工艺性分析本产品为电动机绕线圈，在工程中，我们都知道要求选择有良好绝缘性能的材料，具有此种性能的也较多，但
11、此塑件选用软聚氯乙烯（SPVC），因为这种材料还具有耐光性、耐化学腐蚀性和耐磨性。以下图11为塑料制品的实物图图11方形线圈骨架根据实际测量，塑件尺寸如图12所示2图12方形线圈骨架尺寸12塑件批量本产品在工业生产中广泛应用，因此作为常期生产的塑件，可以说其批量值是比较大的，属于大批量生产的塑件。故设计的模具要求有较高的效率，浇注系统要能自动脱模。13塑件质量计算塑件质量的计算是为了选择合理的注塑机，提高设备利用率，确定模具的型腔数目。因此，塑件质量的计算为M塑件V塑件（11）而V塑件236（402142）23010401020250544360002909CM33又查塑料模具设计手册可知13
12、5G/CM3故M塑件29091353927G又因M浇道V浇道13562008307MG83G所以M总M塑件M浇道3927834757G42注塑机的选择21注塑机的概述注射机的类型和规格很多，分类方法各异，按结构型式可分为立式、卧式、直角式三类，国产卧式注射机已经标准化和系列化。这三类不同结构形式的注射成型机各特点如下立式注射机的注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，这种注射成型机主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模）安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出以后不能靠重力脱落，需人工取出，有碍于全自动操作，但附加机械手取产品后，
13、也可以实现全自动操作，此类注射机注射量一般均在60克以下。卧式注射机是目前使用最广、产量最大的注射成型机，其注射柱塞或螺杆与合模运动均沿水平方向装设，并且多数在一条直线上（或相互平行）。优点是机体较低，容易操纵和加料，制件顶出模具后可自动坠落，故能实现全自动操作，机床重心较低安装稳妥，一般大中型注射机均采用这种形式。缺点是模具安装比较麻烦，嵌件放入模具有倾斜或落下的可能，机床占地面积较大。直角式注射机的柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直，主要优点是结构简单，便于自制，适于单件生产中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杠的转动来拖动螺纹型芯或型环旋转，以便脱下塑件。缺点是机械传动
14、不能准确可靠控制注射、保压压力及锁模力，模具受冲击和振动较大。22选择注塑机221理论注塑量理论注塑量是指注塑机在对空注塑的条件下，注塑螺杆（或柱塞）作一次最大注塑行程时，注塑装置所能达到的最大注塑量。理论注塑量一般有两种表示方法一种规定以注塑软聚氯乙烯（SPVC）（密度约为135G/CM3）的最大克数（G）为标准，称之为理论注塑质量；另一种规定以注塑塑料的最大容积（CM3）为标准，称之为理论注塑容量。222实际注塑量5根据实际情况，注塑机的实际注塑量是理论注塑量的80左右，即有MSAM1（21）VSAV1（22）式中M1理论注塑质量，GV1理论注塑容量，CM3MS实际注塑质量，GVS实际注塑
15、容量，CM3A注塑系数，一般取值为08在注塑生产中，注塑机在每一个成型周期向模内注入熔融塑料的容积或质量称为塑件的注塑量M，塑件的注塑量M必须小于或等于注塑机的实际注塑量。当实际注塑量以实际注塑容量VS表示时，如式（23）MSVS（23）式中MS注塑密度为时塑料的实际注塑质量，G在塑化温度和压力下熔融塑料的密度，G/CM3C（24）式中注塑塑料在常温下的密度，G/CM3C塑化温度和压力下塑料密度变化的校正系数（对结晶型塑料，C085；对非结晶型塑料C093）当实际注塑量以实际注塑质量MS表示时，有式（25）MSMS（/PS）（25）式中PS软聚氯乙烯（SPVC）在常温下的密度（约为135G/C
16、M3）所以，塑件注塑量M应满足式（26）MSMNMZMJ（26）式中N型腔个数MZ每个塑件的质量，GMJ浇注系统及飞边的质量，G223注塑机的选择根据塑料制品的体积或质量查相关手册选定注塑机型号为SZ100/60。注塑机的相关参数如下表6表21SZ100/60注塑机主要技术参数理论注塑容量/CM3100锁模力/KN60注射压力/MPA150模具最小厚度/MM170模具最大厚度/MM300模板行程/MM300定位孔直径/MM125喷嘴球半径/MM10拉杆间距（HV）/（MMMM）32032073成型零部件的设计31成型零件的工作尺寸根据塑件图可知，方形线圈骨架外形尺寸无精度要求，只是塑件本身就要
17、求达到IT8级的精度，它属于一般精度要求。故主要计算相对于固定型芯和斜滑块组合而成的型腔尺寸，其余型芯与型腔的尺寸则直接按产品尺寸。311型芯尺寸型芯径向尺寸的计算（按平均收缩率计算型芯的径向尺寸）经查塑料模具设计手册可知SPVC的平均收缩率为18（SCP）。根据塑件精度等级IT8查得塑料模具设计中“塑件公差数值表”，其径向基本尺寸为14MM，那么它的浮动尺寸为840014根据公式LMLSSCPLS3/4（31）有LM1414183/4048048/306101614式中LM零件制造径向尺寸LS径向的基本尺寸对于小型零件等于/3（为制件允许的公差值）型芯尺寸的高度计算，同样也是按收缩率来计算值
18、这时规定制件孔深的名义尺寸HS为最小尺寸，偏差为正偏差，型芯高度的名义尺寸为HM为最大尺寸，偏差为负偏差，而其基本尺寸为36MM，浮动尺寸为270036，同上可以得到型芯高度的名义尺寸HMHSSCPHS2/3（32）3636182/3072072/304203137312型腔尺寸因为以上的型芯尺寸的计算都是以型腔为准的，因此有一部分的尺寸（36MM的尺寸）我们只考虑了型腔各尺寸的制造加工尺寸。（1）型腔径向尺寸的计算同上也是按平均收缩率来计算其尺寸，已知在给定条件下的平均收缩率SCP，制件型腔的名义尺寸为LM（最小尺寸），公差值为（正偏差），则型腔的平均尺寸为LM/2。但要注意的一点，那就是本
19、设计的一大优点，为了便于工8人的制模，把型腔先做成一个整体，然后用线切割机床分开，这样也可以节约材料。因此在型腔一方将会加上一个放电间隙值和钼丝的直径值（设放电间隙为002MM，钼丝直径为018MM）。故根据公式LMLSLSSCP3/4（33）可得基本尺寸为20MM时，可得如下值LM2020183/4056/3LM1994019091004919那么LM91004120基本尺寸为40MM时，可得如下值LM4040183/4072/3LM42008140那么LM42008340（2）型腔深度尺寸的计算也是按平均收缩率计算型腔的深度尺寸，在型腔深度尺寸的计算中，规定制件高度的名义尺寸为HS为最大尺
20、寸，公差以负偏差表示。型腔深度名义尺寸HM为最小尺寸，公差以正偏差表示。型腔的底部或型芯的端面与分型面平行，在脱模过程中磨损很小，磨损量就不考虑，据HMHSHSSCP2/334可得深度尺寸为3MM时HM33182/3032032/3HM1100482深度尺寸为30MM时HM3030182/3064064/3HM12001130313型腔壁厚型腔应具有足够的壁厚以承受塑料熔体的高压，如壁厚不够则可表现为刚度不足，即产生过大的弹性变形值；也可表现为强度不够，即塑腔发生塑性变形甚至破裂。模具的型腔在注射时，型腔内充满熔体，内压力达到极限值，然后随着塑料的冷却和浇口的封闭，压力逐渐减小，在开模时接近常
21、压。型腔壁厚计算以最大压力为准。理论分析和实践证明，对于大尺寸的型腔，刚度不足是主要原因，应按刚度来计算；而小尺寸的型腔在发生弹性变形前，其内应力就超过了许用应力，因此按强度来计算。而此次设计的塑件尺寸不是很大，9因此，我们就按强度来计算型腔壁厚。模具结构中，都采用的是整体式矩形型腔，它按强度来计算侧壁的厚度比较复杂。而在模具设计手册里可以查得一些经验值，如图31所示图31模具型腔壁厚104模具结构的设计41浇注系统411浇口套的选用浇口套属于标准件，在选用浇口套时应注意浇口套进料口直径和球面坑半径相配合。因此，所选浇口套如图41所示412冷料穴的设计根据实际，采用底部带有顶杆的冷料穴，推杆装
22、于推杆固定板上。如图42所示图41模具浇口套1122413分流道的设计（1）分流道截面形状分流道截面形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比表面积最小（流道表面积与体积之比称为比表面积），塑料熔体的温度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工较困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。（2）分流道的尺寸分流道尺寸由塑料品种、塑件的大小及长度确定。对于重量在200G以下，壁厚在3MM以下的塑件可用下面经验公式计算分流道的直径D02654W1/2L1/4（41）式中D分流道的直径，MMW塑件的质量，GL分流道的长度，MM此式计算
23、的分流道直径限于32MM95MM。对于HPYC和PMMA，应将计算结果增加25。对于梯形分流道，H2D/3；对于U形分流道，H125R，R05D。D算出后一般取整数；对于半圆形分流道，H045R。对于流动性极好的塑料（如PE，PA等），当分流道很短时，其直径可小到2MM左右；对于流动性差的塑料（如PC，HPVC及PMMA等），分流道直径可图33图42模具冷料穴12以大到13MM；大多数塑料所用分流道的直径为6MM10MM。414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两类。平衡式布置是指分流道到各型腔浇口的长度、断面形状、尺寸都相同的布置形式。它要求各对应部位的尺寸相等。这种
24、布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，使成型的塑件力学性能基本一致，但是，这种形式的布置使分流道比较长。非平衡式布置是指分流道到各型腔浇口长度不相等的布置。这种布置使塑料进入各型腔有先有后，因此不利于均衡送料，但对于型腔数量多的模具，为不使流道过长，也常采用，而且便于冷却系统的设计安排。为了达到同时充满型腔的目的，各浇口的断面尺寸要制作得不同，在试模时保证熔体同时充满型腔。415分流道设计要点（1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道截面面积与长度尽量取小值，分流道转折处应用圆弧过渡。（2）分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料穴。（3）分流道的位置可单独开设在定模板上
25、或动模板上，也可以同时开设在动、定模板上，合模后形成分流道截面形状。（4）分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡。在选择浇口套时应注意（1）浇口套进料口直径DD051MM（42）式中D为注塑机喷嘴口直径。（2）球面凹坑半径RRR051MM（43）式中R为注塑机喷嘴球头半径。（3）浇口套与定模板的配合在单腔模中，常不设分流道，而在多腔模中，一般都设置有分流道，塑料沿分流道流动时，要求通过它尽快地充满型腔，流动中温度降低尽可能小，阻力尽可能低。同时，应能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。从前两点出发，分流道应短而粗。但为了减少浇注系统的加回料量，分流道亦不能过粗。过粗的分流道冷却缓慢，还增长了
26、模塑的周期，本设计中使用了梯形断面形状的分流道。如图43所示1323梯形断面的这种分流道易于机械加工，且热量损失和阻力损失均不大，故它也是一种常用的形式，其断面尺寸比例为H2/3W，X3/4W，斜边与分模线的垂线呈510的斜角。416浇口的设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细流道（除直浇口外），它是浇注系统的关键部分，其主要作用是（1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。（2）易于在浇口处切除浇注系统的凝料，浇口截面约为分流道截面的39。浇口长度约为05MM2MM，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试限时逐步纠正。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔
27、体的内摩擦加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大，浇口在多数情况下，是整个流道断面尺寸最小的部分（除主流道型的浇口外），一般浇口的断面面积与分流道的断面面积之比约为003009。断面形状如图43所示，浇口台阶长115MM。虽然浇口长度比分流道的长度短的多，但因为其断面积甚小，浇口处的阻力与分流道相比，浇口的阻力仍然是主要的，故在加工浇口时，更应注意其尺寸的准确性。然而，根据塑件的样品图、生产的批量，以及采用一模两腔的结构，本设计中采用扇形浇口，如图44所
28、示图43分流道形状14417浇口位置的选择（1）浇口的位置应使填充型腔的流程最短这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔。对于热塑型塑件，要进行流程比的校核。流程比K由流动通道的长度L与厚度T之比来确定。如下式（44）K（L/T）（44）式中L各段流程的长度，MMT各段流程的厚度或直径，MM流程比的允许值随塑料熔体的性质、温度压力等的不同而变化。当浇口形式和开设位置不同时，流程比的计算有所不同，如以下两种流程比的计算公式KL1/T1（L2L3）/T2（45）KL1/T1L2/T2L3/T32L4/T4L5/T5（46）2浇口位置的选择要避免型腔变形当模具具有细长型芯时，如果浇口的位置设
29、置不当，在熔体充模时，高压熔图44模具浇口位置和尺寸15体会使细长型芯产生变形和偏移，造成注射不满。同时，应注意避免浇口位置直接对着细长型芯或嵌件，防止型芯变形和嵌件偏移。（3）浇口位置的设置应减少或避免产生熔接痕浇口的位置与塑件质量有直接影响，位置选择不当会使塑件产生变形、熔接痕等缺陷。熔接痕是指充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向。为提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢流槽，使冷料进入逸流槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会有熔接痕产生。（4）运用MOLDFLOW模拟分析把产品三维模型在PRO/E中的PRT格式转换成ST
30、L格式；将STL格式的文件导入到MOLDFLOW软件里，对三维实体进行网格划分，并修补网格。结果如图45所示图45模型网格划分后效果图在任务栏里将分析类型改为浇口位置，执行分析。最佳浇口位置分析结果以图像的形式给出最佳浇口位置所在的区域，如图46所示，蓝色区域为浇口的最佳位置。16图46最佳浇口位置分析考虑到方形线圈骨架成型工艺及型腔布局，本设计中选择的浇口位置如图47所示24图42模具结构草图由于塑件内有空心，侧有凹槽，所以要求模具结构必须采用斜导柱抽芯机构。设计中采用斜导柱在定模，斜滑块在动模的结构。整体斜楔定位，斜导柱侧抽芯分型，推板推出工件的工作原理。可以绘出模具草图，如图48所示图4
31、7浇口位置的布局1780H9M6231234567891011121314151617192024027021182418K6H524H6M522240图48模具结构草图（1）定模座板（2）冷却水嘴（3）斜滑块（4）斜导柱（5）推件板（6）型芯固定板（7）支承板8支撑块（9）螺钉M10（10）销钉（11）动模座板（12）顶杆垫板（13）顶杆固定板（14）顶杆（15）拉料杆（16）导柱（17）导套（18）型芯（19）定模板（20）浇口套（21）定位环（22）斜楔固定板（23）螺钉M843合模导向机构18导向机构对于塑料模具是必不可少的部件，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向
32、机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可。通常导柱设在型芯周围。导向机构主要有定位、导向、承受一定侧压力三个作用。在本设计中采用了导柱导向机构，而导柱导套为标准件。431导柱的选用以下为选用的导柱形式，如图49所示24K685（各个均是）525201102042A0005A08022816F7R08（均是）0508（各个均是）从图47中我们知道，其中对导柱结构的要求有（1）导柱的长度必须比型芯端面的高度高出68MM；（2）导柱应具有硬而耐磨的表面，多采用T8或T10，硬度为5055HRC。432导套的选用导套的结构要求如图410所示433导柱与导套的配合图49导柱图410导套19导柱、导套配合形
33、式，如图411所示如上图，导柱与导套之间多用过渡配合，而导套与模具之间多用过盈配合。434导柱的布置方式导柱布置方式，如图412所示44脱模机构在注塑成型的每一个循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，在本设计中，为了符合脱模机构的设计要求使塑件留于动模；塑件不变形损坏；这是脱模机构应当达到的基本要求。要做到这点首先必须分析塑件对模腔附着力的大小和所在部位，以便选择合适的脱模方式和脱模位置，使脱模力得以均匀合理的分布。良好的塑件外观；顶出塑件的位置应尽量设在塑件内部，以免损坏塑件的外观。图411导柱与导套的配合形式图412导柱布置方式20结构可靠。因此，根据46装配图所示，其模具结构的脱模机构主要由
34、拉料杆拉断浇口，然后由顶杆推动推板使工件推出，还有在设计主型芯时也会有35的拔模斜度。45侧向分型与抽芯机构在成型有侧孔、侧凹或有些侧凸台的塑件时，通常采用侧向分型方法将成型侧孔、侧凹或侧凸台的部位做成侧型芯或侧型腔，在塑件脱模前先将侧型芯或侧型腔抽出，然后再从模具中顶出塑件。而此次的设计完全符合以上条件，因此，也采用了侧向分型抽芯机构。由于该塑制品是大批量的生产，故使用了机动抽芯机构。451抽拔力的计算将侧向活动型芯从塑件中抽出所需的力叫抽拔力，其计算同脱模力的计算，可按如下简要公式计算SINCOS22FLHPQ（47）式中，L是活动型芯被塑件包紧的断面形状周长（MM）；H是成型部分的深度（
35、MM）；是侧孔或侧凹的脱模斜度（）；2P是塑件对型芯单位面积的挤压力，一般取812MPA；2F是塑料与钢的摩擦系数，一般取0102。故抽拔力为NQ9003SIN3COS101036440）（）（。452抽芯距的计算为安全起见，抽芯距通常比侧孔或侧凹的深度大23MM，而当结构比较特殊时，如成型圆形线圈骨架，以及外形为正方形的线圈骨架，设计的抽芯距不能等于线圈骨架凹模深度S2，因为滑块抽至S2时塑件的外径仍不能脱出滑块的内径，必须抽出S1的距离再加上23MM，塑件才能脱出。故抽芯距为SS1232023MM2223MM式中S抽芯距S1抽拔的极根尺寸（此为塑件最大的外形尺寸）453斜导柱的尺寸斜导柱的
36、基本尺寸主要以长度尺寸为主，斜导柱的长度计算为如下式LDTAN/2H/COSDTAN/2S/SIN1015MM1/220025201031/21502522/0241015MM21130MM式中L斜导柱的长度D斜导柱固定部分大端直径H斜导柱固定板厚度斜导柱的形状与尺寸如图413所示25AAAA10454斜导柱的安装形式如图411所示，斜导柱的倾斜角为14，而一般来说压紧块的角度23，斜导柱与固定板之间为过渡配合。由于斜导柱只起驱动滑块的作用，滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块间的配合精度保证，滑块的最终位置由压紧块保证，因此为了运动灵活，斜导柱和滑块间采用比较松的配合，斜导柱的尺寸为050115，
37、头部做成圆锥形，同时圆锥部的斜角为30，它大于斜导柱的倾斜角，这样避免了斜导柱的有效长度离开滑块时，其头部仍然继续驱动滑块。那么固定形式如图414图413斜导柱2245455斜滑块与导滑槽滑块分为整体式与组合式，根据设计需要，采用了组合式（斜滑块），而导滑槽的形式就是要能达到在抽芯的过程中，保证滑块驱动平稳，无上下窜动和卡紧的现象。同时又要方便加工，故导滑槽采用组合式（由导滑板与推件板组成），其组合图为415导滑板推件板47456压紧块的设计在塑料的注塑过程中，型芯受到塑料很大的推力作用，这个力通过滑块传给斜导柱，而一般斜导柱为细长杆件，受力后容易变形，因此必须设置压紧块，以图414斜导柱的安
38、装图415导滑槽23便在模具闭模后锁住滑块，承受塑料给予型芯的推力，压紧块与模件的边连接可以根据推力的大小，选取不同的方式。由于侧向力较大，故本设计所选取的是整体式结构，牢固可靠。它直接与定模固定，可见装配图。而压紧块的角度在斜导柱的固定形式中已讲述了，这里不再重复。457斜导柱的计算（1）斜导柱侧向分型最小开模行程的校核因为该塑件所用斜导柱侧向芯是在水平的位置，因此要完成抽芯距所需要的开模行程由下式求得HSCOT22COT1488MM（2）斜导柱的受力分析及强度计算斜导柱的受力分析根据斜导柱的形式，可以按公式PQ/COS48式中P侧抽芯时斜导柱所受的弯曲力Q侧抽芯的抽拔力综合以上分析可知，从
39、斜导柱的结构考虑，希望斜角值大一些；而从斜导柱受力情况考虑，希望斜角值小一些。因此，该斜导柱的斜角取了14，经过用上述公式的核算，满足了模具结构要求。46温度调节系统在注塑成型过程中，模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具的温度要求也不同，一般注射到模具内的塑温度为200左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时温度在60，温度降低是由于模具中通入了冷却水，将热量带走了。这就是我们要做的模具温度调节系统（加水循环冷却），这种方法一般用于流动性比较好的低融点塑料的成型。因为SPVC的成型有如下特性流动性不是很好，而且极易分解，特别在高温下与钢接触时，分
40、解产生腐蚀性气体，但当给模腔表面镀铬或渗氮处理后，可以解决以上问题。另外在低温高压下注塑时，模具也应有冷却系统。图416是模具结构冷却系统的结构草图24图416冷却通道的布置255注塑机参数的校核每副模具都只能安装在与其相适应的注塑机上进行生产，因此模具设计与所用的注塑机关系十分密切。在设计模具时，应校核注塑机的一些技术参数。51最大注塑量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量，其中包括了主流道及浇口的凝料。通常注塑机的实际注塑量最好是在注塑机理论注塑量的80左右。故有公式08M机M塑M浇（51）M塑M浇4757G因此，最大的注塑量符合工作的需要。52注塑压力的校核注塑压力校核是校验注塑机的
41、最大注塑压力能不能满足该制品成型的需要，制品成型所需的压力是由注塑机类型、喷嘴形式、塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的，例如螺杆式注塑机，其注塑机压力传递比柱塞式注塑机好，因此注塑压力可取得小一些，流动性差的塑料的或细长流程塑件注塑压力应取得大一些。设计模具时，可参考各种塑料的注塑成型工艺确定塑件的注塑压力，再与注塑机额定压力相比较。那么查塑料模具手册可得，其额定注塑压力大于所需的注塑压力。因此所选择的注塑机是符合要求的。53锁模力的校核当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生一个很大的力，使模具的分型面涨开，其值等于制件和浇口流道系统在分型面上投影面积之和乘以型腔内塑料压力。而作
42、用在这个面积上的总力，应小于注塑机的额定锁模力P，否则在注塑时会因模具不紧产生严重的溢边现象。型腔内塑料压力，可以按公式计算。经查塑料模具设计中SPVC在型腔里的理论注塑压力在40MPA80MPA之间。而只有F机锁P模A的不等式成立时，才能符合要求。式中F机锁表示注塑机的最大锁模力P模表示为熔融型料在型腔内的压力A表示为塑件和浇注系统在分型面上的投影之和故有F机锁400KNP模A80MPA2936223488KN26因此符合要求。54安装部分尺寸的校核541喷嘴尺寸的校核注射机喷嘴头一般为球面，并与模具相接触、贴和，其球面半径应与相接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应，一般要求主流道球面半
43、径比喷嘴球面半径大12MM。而模具主流道球面半径为15MM，比喷嘴球面半径大1MM，所以也是满足要求的。542模具厚度的校核所设计的模具总厚度应介于注塑机可安装模具的最大模厚与最小模厚之间。同时，应该校核模具的外形尺寸，使得模具能从注射机的拉杆间装入。通过前章各模板的尺寸选定和计算，模具实际厚度H模为298MM，而注塑机最小模厚H最小为170MM，最大模厚H最大为300MM，即H最大H模H最小，满足要求。模具外形尺寸长宽240MM240MM拉杆间距320MM320MM，也满足要求。55开模行程与顶出机构的校核各类注射机的开模行程是由限制的，取出制品所需的开模距离必须小于注射机的最大开模行程。对
44、于带侧向分型与抽芯机构的注射模，如果其分型与抽芯动作是由开模来完成的，此时还须根据侧向分型或抽芯的距离来决定开模行程。本设计中，开模行程HCLCOT40MM，而H1H272MM，显然HCH1H2，故注塑机的开模行程应按下式校核SH1H2（510）MM（52）式中S注塑机的最大开模行程（MM）HC完成侧抽芯距离L所需要的开模行程（MM）H1制品脱模距离（MM）H2包括流道凝料在内的制品高度（MM）本设计中，S300MMH1H2（510）MM72（510）MM，故满足要求。总结根据以上章节的计算与分析得出，该模具结构及各工作尺寸都符合要求。各模板中的相对位置可以根据零件图查出。276结语四年机械专
45、业的学习，汇集于这次的毕业设计，在这一段时间的塑料模具设计过程中，查阅了大量的资料，以及结合短暂的毕业实习，我巩固了自己四年来所学的知识。掌握了塑料模具设计的一般步骤和方法，提高了塑模设计的能力，增加了自己的知识量，为以后的发展打下了坚实的基础。通过这次设计，使我对模具结构，模具设计以及模具加工都有了一定的了解，同时也是我四年来所学知识的一次总结。通过这次的设计同时也使我认识到新产品的开发必须符合当代制模的现状，也就是说模具的设计与制造是密不可分的关系。更清楚的认识到模具设计是一个综合型的专业，它所涉及的范围之广，从而进一步增强了我对模具行业的信心。28参考文献1克里斯莱夫特瑞，杨继栋，毕然塑
46、料M上海上海人民美术出版社，20042甄瑞麟，蔡佳袆模具制造工艺课程设计指导与范例M北京化学工业出版社，20093许发樾模具结构设计M北京机械工业出版社，20044杨占尧塑料模具课程设计指导与范例M北京化学工业出版社，20095黄立宇模具材料选择与制造技术M北京冶金工业出版社，20096李军精通PRO/ENGINEER中文野火版模具设计篇M北京中国青年出版社，20047彭建声模具设计与加工速查手册M北京机械工业出版社，20058曾珊琪，丁毅模具寿命与失效M北京化学工业出版社，20059徐进模具材料应用手册M北京机械工业出版社，200110高为国模具材料M北京机械工业出版社，200411李奇模具
47、材料及热处理M北京北京理工大学出版社，200712伍先明塑料模具设计指导M北京国防工业出版社，201013齐晓杰塑料成型工艺与模具设计M北京机械工业出版社，200514曾珊琪，丁毅模具制造技术M北京化学工业出版社，200815单岩模具结构的认知、拆装与测绘M杭州浙江大学出版社，201016SHTANG,YMKONG,SMSAPUAN,RSAMIN,SSULAIMANDESIGNANDTHERMALANALYSISOFPLASTICINJECTIONMOULDJJOURNALOFMATERIALSPROCESSINGTECHNOLOGY,2006（171）5926717CLLI,CGLI,ACKMOKAUTOMATICLAYOUTDESIGNOFPLASTICINJECTIONMOULDCOOLINGSYSTEMJCOMPUTERAIDEDDESIGN,2005（37）645662
