1、1毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化方形线圈骨架模具设计与分析一、选题的背景与意义人类的生活，科技的研究，社会的需求，这些事情中总能找到用模具复制出来的产品。大到汽车、飞机、航天器，小到家电、建材、日用品，模具产业已经影响人类生活的方方面面，而且将长期的持续下去。现代人生活中，最常见到的要数塑料制品了。塑料是20世纪发展起来的新兴材料，由于应用广泛，已替代部分金属、木材、皮革及硅酸盐等自然材料，成为现代工业和生活中不可缺少的一种人造化合成材料，并与金属、木材和硅酸盐三种传统材料一起，成为现代工业生产中四种重要的原材料之一。所以塑料的重要性亦如此，发展塑料模具的重要性就不言自明了。塑料模具在
2、现代塑料工业生产中占据比较大的比重，就发展速度而言，塑料模具主要在以下几类发展较快一是汽车模具由于塑料模具的发展，使我国汽车、摩托车市场竞争逐渐白热化，很多现有型号车逐渐被市场淘汰，性能更加优良的各种新型车型不断出现，将使人们的生活出行更加方便快捷。而每一型号的汽车都需要几千副模具，每一型号的摩托车都要近千副模具，且几乎每种新型汽车会淘汰大部分模具。二是电子和通讯IT模具主要以音像产品中的彩电模具为主。生产一台都需要不少模具，而且人们越来越讲究个性化，这面的模具不会少。三是家电模具现在生产一台电冰箱约需模具350副，价值400万元；生产一台全自动洗衣机需模具200副，价值3000万元；生产一台
3、空调器的塑料模具就有20副，价值150万元。四是建材、医药、厨卫器械今后塑料门窗、塑料排水管和装饰塑料制品、医药器械、厨卫设备将会有一个很大的发展。到2010年，塑料门窗的普及率和塑料管的普及率将达到更高，对模具的需求会有很大增长。以上几点仅仅是比较常见的，还有一些不知名的领域也有很大应用。由于塑料制品几乎遍及我们生活的方方面面，与我们的日常生活息息相关也关系到我们2以后的生活质量。而大量的塑料制品几乎都是靠注塑成型制造出来的但我国模具工业发展起步较晚，模具工业基础差，技术设备落后，管理水平低。随着我国改革发放的不断深入，经济建设的发展，使人们的生活更加富裕。但一个强大的国家必然应该拥有自己完
4、全的工业。早在1989年国务院就决定要把模具列为机械工业技术改造序列的首位，成为重点支持发展的产业。鉴于塑料模具对社会生活品质及经济发展会起到如此重要作用，我们就很有必要了解塑料模具，因而选方形线圈骨架模具设计作为毕业设计，可以更好的体会和认识塑料模具。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题1了解塑料注射常用塑料材料的成型特性及工艺参数。2学习、解决并掌握方形线圈骨架的结构和工作场合。3利用PRO/E软件对方形线圈骨架进行设计建模，并运用MOLDFLOW软件进行浇口优化设计，确定合理的浇口位置。4完成模具各项设计计算，确定模具总体结构。5完成模具总装装配图（A0）和主要零件图（A1A3）。6计算
5、说明书一份（10000字左右）。7完成文献综述、外文翻译等毕业设计所要求的工作。三、研究的方法与技术路线通过收集和查阅学习各种资料，以及在贺华波老师的指导下，学习掌握塑料模具，特别是方形线圈骨架模具的结构，综合锻炼在工程制图、机械设计、工程材料、精度设计和工程校核等方面的知识与技能，并最终设计出能用于实际生产的模具产品。四、研究的总体安排与进度2010学年第一学期理解设计任务的具体要求，收集资料，完成外文翻译、文献综述和开题报告2010学年第二学期第7周到9周总装图设计第10周到12周零件图设计3第13周到14周完成毕业设计说明书第15周答辩参考文献1克里斯莱夫特瑞，杨继栋，毕然塑料M上海上海
6、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李奇模具材料及热处理
7、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,ACKMOKAUT
8、OMATICLAYOUTDESIGNOFPLASTICINJECTIONMOULDCOOLINGSYSTEMJCOMPUTERAIDEDDESIGN,2005（37）6456624毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化方形线圈骨架模具设计与分析摘要简要阐述了塑料的发明历史，性能和用途。浅析塑料模具设计时的主要步骤，介绍了塑料的主要成型方法，以及塑料模具的发展趋势。关键词塑料历史塑料模具成型方法发展趋势1、塑料的来历及其工业的重要意义在19世纪50年代，帕克斯查看了处理胶棉的不同方法。一天，他试着把胶棉与樟脑混合。使他惊奇的是，混合后产生了一种可弯曲的硬材料。帕克斯称该物质为“帕克辛”，那便是最
9、早的塑料。1869年美国人JW海厄特发现在硝酸纤维素中加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物质，热压下可成型为塑料制品，命名为赛璐珞。1872年在美国纽瓦克建厂生产。当时除用作象牙代用品外，还加工成马车和汽车的风挡和电影胶片等，从此开创了塑料工业，相应地也发展了模压成型技术。【1】而塑料工业应当从1909年美国人LH贝克兰在用苯酚和甲醛来合成树脂方面，做出了突破性的进展，取得第一个热固性树脂酚醛树脂的专利权。在酚醛树脂中，加入填料后，热压制成模压制品、层压板、涂料和胶粘剂等。这是第一个完全合成的塑料。【2】自此，塑料才真正开始工业化生产。塑料的发明和大量生产使用有着重要的意义。塑料工业不仅在于塑
10、料的使用在个人消费方面日益增长，而且其他工业部门和建筑业广泛使用塑料，所以还在1968年，各工业材料部门就有近七百个企业从事这种现代化材料的加工。在现在这个科技突飞猛进的时代，塑料的重要的应用已经到了方方面面。几乎我们的日常生活都无法离开它，为此我们不得不大力发展塑料工业。2、塑料的性能和用途塑料和其他材料比较有自己的有点。塑料的相对密度低，一般在08322范围内，且泡沫塑料材料的相对密度只有0104；比强度高，在多种材料中，塑料材料具有最高的比强度；绝缘性能好，同时有防针，隔热，耐腐蚀，加工性5能好的优点。【5】用途由于具有以上优点，塑料特别适合制造轻巧的日用品和日用家电零件，也可用在工程机
11、械中，以及广泛制造化工管道及容器，也可以用来制造管道纤维等。当然塑料也存在自己的一些缺点，在应用中受到一定的限制。刚性差，耐热性差，在长时间的工作条件下，一般使用温度在100度以下，低温易开裂。长期受载荷作用，会渐渐产生塑性流动，即产生“蠕变”现象。易老化。【9】3、塑料的主要成型方法注塑成型是热塑性塑料的主要成型方法。它的成型过程是塑料在塑料注射机的料筒中加热到一定温度，是其熔融并保持流动状态，然后在注射机挤压系统的高压下，定温，定压，定量地注射到闭合的模腔内成型，熔料经过冷却固化与模腔相对应的形状，模具开启后，注塑成型涉及到三个部分材料、模具、注射机。【13】模具是塑件成型的腔体，有很多系
12、统组成。注射模具总的来说由动模和定模组成，动模安装在注射成型机的移动板上，定模安装在注射模的固定板上。在注射成型时，动模和定模闭合构成浇注系统和型腔。开模时动模和定模分离以便取出塑料制品。4、塑料模具的发展趋势1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及高生产率要求而发展的一模多腔所致。2、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/C
13、AM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的只能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热6流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。【12】制定热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气流辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业
14、中正逐步推广使用。气流辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大。因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面，为了确保塑料件的精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。4、开发新的成型工艺和快速经济模具，以适应多品种、少批量的生产方式。5、提高塑料模具标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制定统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形
15、成规模生产，提高商品化程度、标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。6、应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。7、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程师塑料膜CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。5、结束语从塑料发明到开始工业化生产几乎都没有在中国的参与，但现在塑料工业已经成为我国的重要产业，塑料制品必然还将继续发展。在国家经济实力与日俱增日的及人民生活不平不断提高的前提下，大力发展自动化程度高的、更加精密的塑料模具是大势所趋。参考文献2克里斯莱夫
16、特瑞，杨继栋，毕然塑料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，200975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
17、，200411李奇模具材料及热处理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）5926717CL
18、LI,CGLI,ACKMOKAUTOMATICLAYOUTDESIGNOFPLASTICINJECTIONMOULDCOOLINGSYSTEMJCOMPUTERAIDEDDESIGN,2005（37）6456628本科毕业论文（20届）方形线圈骨架模具设计与分析9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
19、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。ABSTRACTINJECTIONMOLDISONEOFTHEMOSTW
20、IDELYUSEDMOLDSINALLPLASTICMOLDS10NOW，ASITCANSHAPECOMPLEX，HIGHPRECISIONPLASTICPRODUCTSTHISPAPERDESCRIBESTHECHARACTERISTICSANDDEVELOPMENTTRENDOFINJECTIONMOLDS，ANDDESIGNANDANALYSISTHEMOLDOFSQUARECOILSKELETONASATYPICALPLASTICCONDUCTEDTHISPAPERMAINLYPRESENTSTHEDESIGNOFINJECTIONMOULDFORSQUARECOILSKELETONW
21、ITHTHESPVCWHENDESIGNTHISMOULD，ITHASCONSIDEREDTHEPRODUCTIONBATCHTOIMPROVETHEPRODUCTIONEFFICIENCYANDREDUCETHEPRODUCTIONCOSTSTHISPRODUCTISAMOTORCOILWITHREGULARSHAPE，HOLLOWINSIDEANDGROOVEINTHESIDE，SOITREQUIRESTHATITMUSTBELIGHTFASTNESS，CHEMICALRESISTANCEANDHARDWEARINGWITHTHESEREQUIREMENTS，ITSELECTEDTHESP
22、VCASMATERIALACCORDINGTOTHEVOLUMEANDQUALITYITHADCALCULATED，THISPAPERSELECTEDTHESZ100/60INJECTIONMOLDINGMACHINEINJECTIONMOLDINGDUETOTHEHOLLOWANDGROOVE，THEMOULDMUSTUSETHESIDECOREPULLINGMECHANISMWITHSLANTINGCOLUMNBYCOMPARISON，ITADOPTEDTHESTRUCTURETHATSLANTINGCOLUMNINTHEFIXEDCLAMPINGANDANGLELIFTSPLITSINT
23、HEMOVINGCLAMPINGTHEPRINCIPLEOFWORKISOVERALLPOSITIONINGWITHWEDGEANDSLANTINGCOLUMNTYPINGWITHSIDECOREPULLINGMECHANISMANDPUSHINGWORKPIECEWITHEJECTIONPLATETHROUGHTHEANALYSISOFTHETECHNOLOGYOFPLASTICPARTS，ITDETERMINETHESTRUCTUREANDCOOLINGSYSTEMSOFTHEINJECTIONMOLDTHISPAPERHADDESIGNEDMOSTOFMAJORPARTSOFMOULDA
24、NDINSERTEDNONSTANDARDPARTDRAWINGANDCONSTRUCTIONDRAWINGKEYWORDSSQUARECOILSKELETON；MOULDDESIGN；SLANTINGCOLUMN；SIDECOREPULLINGMECHANISM11目录摘要9目录11前言I1塑件分析211塑件工艺性分析212塑件批量313塑件质量计算32注塑机的选择521注塑机的概述522选择注塑机5221理论注塑量5222实际注塑量5223注塑机的选择63成型零部件的设计831成型零件的工作尺寸8311型芯尺寸8312型腔尺寸9313型腔壁厚104模具结构的设计1141浇注系统11411浇
25、口套的选用11412冷料穴的设计11413分流道的设计12414分流道的布置13415分流道设计要点13416浇口的设计14417浇口位置的选择1542模具结构草图1743合模导向机构19431导柱的选用19432导套的选用19433导柱与导套的配合20434导柱的布置方式2044脱模机构2145侧向分型与抽芯机构21451抽拔力的计算21452抽芯距的计算21453斜导柱的尺寸22454斜导柱的安装形式22455斜滑块与导滑槽2312456压紧块的设计24457斜导柱的计算2446温度调节系统255注塑机参数的校核2651最大注塑量的校核2652注塑压力的校核2753锁模力的校核2754安装
26、部分尺寸的校核27541喷嘴尺寸的校核27542模具厚度的校核2755开模行程与顶出机构的校核286结语28参考文献30致谢错误未定义书签。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
27、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，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
28、得更大的进步。21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3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
29、为M塑件V塑件（11）而V塑件236（402142）23010401020250544360002909CM34又查塑料模具设计手册可知135G/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3927834757G52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
30、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，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，
31、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6根据实际情况，注塑机的实际注塑量是理
32、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
33、）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/CM3）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7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
34、（HV）/（MMMM）32032083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LM1414183/4048048/306
35、101614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）3636182/3072072/3042031379312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
36、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，那就是本设计的一大优点，为了便于工人的制模，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
37、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HM3030182/3064064/3HM1200113010313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
38、，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，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114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
39、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，推杆装于推杆固定板上。如图42所示图41模具浇口套1222413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
40、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13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
41、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
42、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
43、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，还增长了模塑的周期，本设计中使用了梯形断面形状的分流道。如图1443所示23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
44、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
45、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，本设计图43分流道形状15中采用扇形浇口，如图44所示417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）/
46、T2（45）KL1/T1L2/T2L3/T32L4/T4L5/T5（46）2浇口位置的选择要避免型腔变形图44模具浇口位置和尺寸16当模具具有细长型芯时，如果浇口的位置设置不当，在熔体充模时，高压熔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。
47、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STL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。17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
48、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47浇口位置的布局1880H9M6231234567891011121314151617192024027021182418K6H524H6M522240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
49、）斜楔固定板（23）螺钉M81943合模导向机构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所示图49导柱20433导柱与导套的配合导柱、导套配合形式，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所示图410导套图411导柱与导套的配合形式图412导柱布置方式2144脱模机构在注塑成型的每一个循环中，塑件必须由
