螺母注塑模的模具设计

螺母注塑模的模具设计,螺母,注塑,模具设计 设计中期报告 学号姓名 学院工程学院专业机械设计制造及其自动化论文(设计)题目螺母注塑模的CAD/CAM简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果1. 通过对相关知识的掌握，针对注塑模的发展现状和已有的技术手段有了较为深入的了解，对设计有了明确的思路和处理方法。2. 对于注塑模的成型有了肯定的了解，尤其是针对成型形状复杂的制件。本设计中的制件带内外螺纹且有环形侧凹，以此确定模具合理的设计方案。3. 完成制品的工艺分析，确定模具的结构设计。4. 完成模架以及注射机的选取，进行重要参数的校核计算。5. 开始撰写设计说明书，进行相关图纸的绘制。存在的具体问题1.由于制件在结构上的特殊性，难于实现自动化脱模这一过程，不能较好的简化模具结构。2.由于制品尺寸较小，浇注系统的以及分型面的开设对其影响都很大。3.型腔结构复杂，会带来成型零部件的制造困难及成本升高的难题。下一步工作具体设想与安排1. 在接下来的时间里，积极查看资料和咨询导师。同时，结合所学知识尽可能解决、完善之前遇到的问题。2. 完成设计说明书的撰写以及相关图纸的绘制。3. 完成三维实体演示及开合模仿真4. 继续完成设计内容，不断的发现并解决问题，实现模具设计的最优化。指导教师意见指导教师签名：年 月 日本科生毕业论文（设计）开题报告（学生用表）（使用届别： 2015 届）毕业论文（设计）题目螺母注塑模的CAD/CAM学号姓名田奕宏学院工程学院专业指导教师 所在单位、部门工程学院职称副教授 研究的目的和意义模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业，也是投资大、回报慢的劳动密集型行业。模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展，以及塑料制品在各个工业部门的推广应用，产品对模具的要求也越来越高，传统的模具设计方法已无法适应当今的要求。与传统的模具设计相比，计算机辅助设计（CAD）技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。模具成形零件时实现快速、优质、低耗是国家可持续发展战略的要求。产品性能的提高要求高素质的塑料模具喝塑料性能、成型工艺和制品的设计，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。本课题主要是塑料成型工艺分析、塑料模具零件的制造，以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练。在实际生产中主要是提高生产效率，因此，要求审计师在设计时琉球结构简单，但是一定要保证其精度要求，设计一副生产所给塑件、结构合理、能保证制品的精度、表面质量的塑料模具。在设计过程中，运用所学的基础理论和专业知识熟练使用AutoCAD等绘图软件，进一步巩固所学知识及灵活运用所学知识来解决工艺设计方案和实际生产等问题的能力，从而得到锻炼，为更好的适应工作奠定基础。因此，本课题的研究对我有着深远的意义。 发展状况及发展水平我国模具总量目前已达相当规模，模具水平也有了很大的提高，但是产品水平和生产工艺总体上比其他发达国家落后很多，在模具精度、寿命、复杂程度、设计、加工等方面与发达国家有较大的差距。模具是工业生产之母，是工业产品生产用的重要工艺装备，它是以其自身的特殊性装通过一定的方式使原材料成型。现代产品生产中，模具由于其加工效率搞、互换性好、节省原材料，所以得到广泛的应用。简而言之，我国塑料模具行业的发展具有广阔的前景，能够把握机遇，开拓市场，不断发现新的增长点的塑料模具企业和能够生产高技术含量模具的企业，就能在竞争激烈的市场中占有一席之地。在设计塑料模具时，常常会碰到带有螺纹的塑件，比较典型的例子如管件中的接头螺母，连接件等。通常塑件上的螺纹可以在模塑时直接成型，也可以在模塑后机械加工，但机械加工螺纹由于螺牙容易磨损，使用越来越少，因此现在塑件上的螺纹主要采用成型塑件螺纹。采用成型塑件螺纹方法时，设计塑件上的内外螺纹必须注意不影响塑件的脱模和降低塑件的使用寿命。常用的有利用螺杆-齿轮机构旋转脱出内螺纹，该机构复杂，成本高；利用外加液压缸带动齿条直线运动，再驱动齿轮做旋转脱模，产品质量稳定，但是模具尺寸较大；还有就是新型内螺纹脱模机构，使用内滑块强制脱模，该机构降低脱模阻力，提高塑件质量，但是滑块加工难度大。模具结构如上图2。以下摘自文献的相关设计案例：脱内螺纹的注塑模具如图3：图3瓶盖成型的注塑模具结构如图4：图4 模具均采用螺纹型芯成型内螺纹，利用电机实现自动化，符合制件的大批量生产，其中滑块的设计为重点难点。与本设计工作原理存在极大的共性。研究的主要内容1、 了解注塑模设计过程、设计内容与掌握注塑模常用结构的原理、特点及设计计算方法2、 设计塑料零件的注塑模总体结构，具体内容包括：模具材料选择、注射机选择、模具结构设计、浇注系统设计、冷却系统设计、脱模机构设计等3、 用软件实现其装配、工作过程以及关键零件制造工艺的仿真研究的重点及设计方法明确设计内容，制定详尽的设计步骤：1、模具工艺规程的制定2、注塑模的结构设计3、模具设计的有关计算4、模具加热与冷却系统的计算5、结构与辅助零部件的设计6、模具闭合高度的确定7、注塑机有关参数的校核8、装配与调试9、总装配图与非标零件图10、主要零件加工工艺规程编制塑件的工艺分析：塑件采用ABS树脂，使用最为广泛的非通用塑料之一。如下图，塑件结构右侧有外螺纹，需设置外螺纹成型机构，这里采用螺纹型环的形式；在左侧有内螺纹，采用螺纹型芯，型芯要旋转脱离塑件，利用减速电机通过传动系统带动螺纹型芯转动，直纹此时起到了止转的作用。塑件外表面有环形内凹，需设置侧向抽芯机构。塑件的其他结构比较简单，易于成型。这里采用普通注塑模架，相应的采用卧式注塑机。分型面的选择如下：（在图5所示处分型，将两个结构分离开来，便于侧向抽芯和螺纹型芯抽出，降低模具的复杂程度，减少了模具的加工难度。）图5本塑件注塑时采用一模两件。此外还需考虑浇注系统的设计，脱模机构和辅助机构的设计，注射成型模具和注射机的配合等方面。方法是查找设计所需的资料，撰写毕业设计开题报告。复习以前所学专业知识及相关软件，同时自学相关方面知识，熟练运用到设计中去。参考文献 1 李志刚主编.中国模具设计大典.江西科学技术出版社.2003 2 齐晓杰主编. 塑料成型工艺与模具设计 （第二版）. 机械工业出版社. 2010 3 范有发主编. 冲压与塑料成型设备 （第二版）. 机械工业出版社. 2001 4 濮良贵 陈国定 吴立言主编.机械设计 （第九版）. 高等教育出版社. 2011 5 贾润礼 程志远主编. 实用注塑模设计手册. 中国轻工业出版社. 2000 6 张根华 黄利主编. 模具设计 （中文版）. 科学出版社. 2012 7 冯开平 左宗义主编. 画法几何 （第二版）. 华南理工大学出版社. 2007 8 彭建声主编. 简明模具工实用技术手册. 机械工业出版社. 1993 9Jin Cheng,Yixiong Feng,Jianrong Tan. Wei Wei Journal of Materials Processing Tech. 2008 10Jinhui Liu,Zhongliang Lu,Yusheng Shi,Wenwu Xu,Jing Zhang. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2010工作计划进程表时 间工 作 内 容第1周第2、3周第4、5周第6周选定课题，确定设计目标。查找相关资料，撰写开题报告。整合资料，初步确定模具的结构。发现并解决问题，进一步完善设计。撰写设计说明书与绘制模具装配图、非标零件图。完成三维演示及动画仿真。选题是否合适： 是 否方案是否可行： 是 否进程是否合理： 是 否任务能否完成： 能 不能指导教师（签字） 年 月 日选题是否合适： 是 否方案是否可行： 是 否进程是否合理： 是 否任务能否完成： 能 不能指导小组组长（签字） 年 月 日6目录目录设计总说明1Introduction21 前言32 产品工艺性分析4 2.1 材料性能4 2.2 成型特性及条件4 2.3塑件结构分析5 2.4 塑件体积及质量估算5 2.5 初选注塑机的型号及规格53 模具结构的确定5 3.1 分型面的确定5 3.2 型腔数目的确定及其布置6 3.3 确定浇注系统63.3.1 主流道尺寸63.3.2 分流道尺寸73.3.3 浇口尺寸73.3.4 冷料穴形式及尺寸73.3.5 定位圈尺寸7 3.4 凸模和型芯的结构及传动83.4.1 结构设计83.4.2 固定方式83.4.3 传动系统设计8 3.5 顶出机构的设计93.5.1 数量及结构形式93.5.2 复位装置93.5.3 顶出机构的导向93.5.4 拉料杆的设计93.5.5 顶出距离的确定9 3.6 侧向分型及抽芯机构的设计93.6.1 抽芯距的计算93.6.2 斜导柱倾斜角的确定93.6.3 斜导柱直径及长度确定103.6.4 最小开模行程和斜导柱工作长度的确定11 3.7 滑块的设计11目录3.7.1 滑块的结构形式113.7.2 滑块的位置及导滑方式113.7.3 滑块的定位12 3.8 导向机构的确定123.8.1 结构形式123.8.2 位置分布13 3.9 排气机构的设计13 3.10 加热与冷却系统的设计13 3.11 模具材料的选择144 模具与注塑机有关参数校核计算145 模具的装配与调试15 5.1 装配及调试工艺15 5.2 装配图16 5.3 工作原理18鸣谢19参考文献20参考文献设计总说明本设计题为“螺母注塑模的CAD/CAM”。对产品的工艺性进行了详细的分析，如材料性能，成型特性及塑件的结构等，同时运用相关软件对塑件的质量和体积进行估算。初步选定注塑机后，记录其重要参数并对模具的结构进行详细的分析，制定详尽的设计流程。在分型面的确定中，应结合分型面的选择原则及塑件结构特点，合理分析并确立。型腔及成型零部件设计不仅仅要考虑塑件的结构特点，还要综合考虑其设计制造成本及强度刚度方面的校核，分析其合理性。浇注系统设计应包括主流道、分流道、浇口、冷料穴等方面的有关结构尺寸设计计算，这些都与塑件的尺寸参数密切相关。在顶出和复位机构设计中，事先需进行周密的模具开合模模拟及有关参数计算，在参照注塑机规格参数之后，才能初步并最终确定其形式。侧向分型及滑块的设计为设计中的重点难点，因塑件在结构上的特殊性，不仅有螺纹还带有环形侧凹，这就要求我们不断查阅相关资料，消化并吸收其内容，从中寻获灵感，及时对滑块进行方方面的分析，不仅要设计其外形结构，还要考虑其导向及定位等。模具中导向机构的设计同样必不可少，采用通用的导柱导向，与导套配合使用。除此之外，还就模具是否要开设排气装置和冷却系统等辅助装置进行分析计算。模具设计是一个精密及复杂的过程，不能想当然。因此，过程中需要自己对塑料注塑模有很深的理解，并对自身设计的模具有了可观的认知，层层分析才能最终确立。出于对安全性及可行性的考虑，模具需要进行有关工作参数的校核计算，同时与注塑机参数结合考虑，及时提出意见并纠正。关键词：塑料；注塑机；螺母；注塑模 本科生毕业设计螺母注塑模的CADCAMCAD / CAM of nut mold学生姓名 学号 所在学院工程学院班级 所在专业机械设计制造及其自动化申请学位学士学位指导教师 职称副教授副指导教师职称答辩时间 目录目录设计总说明1Introduction21 前言32 产品工艺性分析4 2.1 材料性能4 2.2 成型特性及条件4 2.3塑件结构分析5 2.4 塑件体积及质量估算5 2.5 初选注塑机的型号及规格53 模具结构的确定5 3.1 分型面的确定5 3.2 型腔数目的确定及其布置6 3.3 确定浇注系统63.3.1 主流道尺寸63.3.2 分流道尺寸73.3.3 浇口尺寸73.3.4 冷料穴形式及尺寸73.3.5 定位圈尺寸7 3.4 凸模和型芯的结构及传动83.4.1 结构设计83.4.2 固定方式83.4.3 传动系统设计8 3.5 顶出机构的设计93.5.1 数量及结构形式93.5.2 复位装置93.5.3 顶出机构的导向93.5.4 拉料杆的设计93.5.5 顶出距离的确定9 3.6 侧向分型及抽芯机构的设计93.6.1 抽芯距的计算93.6.2 斜导柱倾斜角的确定93.6.3 斜导柱直径及长度确定103.6.4 最小开模行程和斜导柱工作长度的确定11 3.7 滑块的设计11目录3.7.1 滑块的结构形式113.7.2 滑块的位置及导滑方式113.7.3 滑块的定位12 3.8 导向机构的确定123.8.1 结构形式123.8.2 位置分布13 3.9 排气机构的设计13 3.10 加热与冷却系统的设计13 3.11 模具材料的选择144 模具与注塑机有关参数校核计算145 模具的装配与调试15 5.1 装配及调试工艺15 5.2 装配图16 5.3 工作原理18鸣谢19参考文献20总说明设计总说明本设计题为“螺母注塑模的CAD/CAM”。对产品的工艺性进行了详细的分析，如材料性能，成型特性及塑件的结构等，同时运用相关软件对塑件的质量和体积进行估算。初步选定注塑机后，记录其重要参数并对模具的结构进行详细的分析，制定详尽的设计流程。在分型面的确定中，应结合分型面的选择原则及塑件结构特点，合理分析并确立。型腔及成型零部件设计不仅仅要考虑塑件的结构特点，还要综合考虑其设计制造成本及强度刚度方面的校核，分析其合理性。浇注系统设计应包括主流道、分流道、浇口、冷料穴等方面的有关结构尺寸设计计算，这些都与塑件的尺寸参数密切相关。在顶出和复位机构设计中，事先需进行周密的模具开合模模拟及有关参数计算，在参照注塑机规格参数之后，才能初步并最终确定其形式。侧向分型及滑块的设计为设计中的重点难点，因塑件在结构上的特殊性，不仅有螺纹还带有环形侧凹，这就要求我们不断查阅相关资料，消化并吸收其内容，从中寻获灵感，及时对滑块进行方方面的分析，不仅要设计其外形结构，还要考虑其导向及定位等。模具中导向机构的设计同样必不可少，采用通用的导柱导向，与导套配合使用。除此之外，还就模具是否要开设排气装置和冷却系统等辅助装置进行分析计算。模具设计是一个精密及复杂的过程，不能想当然。因此，过程中需要自己对塑料注塑模有很深的理解，并对自身设计的模具有了可观的认知，层层分析才能最终确立。出于对安全性及可行性的考虑，模具需要进行有关工作参数的校核计算，同时与注塑机参数结合考虑，及时提出意见并纠正。关键词：塑料；注塑机；螺母；注塑模- 20 -总说明INTRODUCTIONThis design is entitled nut of injection mold CAD/CAM. Carried on the detailed analysis of technology for products, such as material properties, forming characteristic and the structure of plastic parts, etc., and related software is used to estimate the quality of plastic parts and volume. After preliminary selected injection molding machine, record its important parameters and a detailed analysis about the structure of the mould, make the detailed design process. In the determination of parting surface, should combine the parting surface selection principles and characteristics of the plastic parts structure, the reasonable analysis and established. Mold and molding parts design to consider not only the structure characteristics of the plastic parts, also considering the design and manufacturing cost of stiffness and strength check, analyze its rationality. Gating system design should include the mainstream way, distributary channel, gate, slag hole of the structure size design calculation, these are closely related with the size parameters of the plastic parts. In the design of mechanisms and reset, the need for careful in advance of the mold process is simulated and the relevant parameters are calculated, in reference to parameters, injection molding machine specifications to preliminary and final determine its form. Side parting and the slider of the difficulty for design of the key design, because of the particularity of plastic parts in structure, not only have a thread with annular concave side, this requires that we constantly refer to related information, digest and absorb its contents, to find inspiration from them in a timely manner all the analysis was carried out on the slider, not only to design the shape structure, but also its orientation and positioning. Mould design of steering mechanism in the same essential, with gms guide pin guide and used with guide bush. Besides, about whether the mould to open exhaust system and cooling system analysis and calculation of auxiliary equipment, etc. Mold design is a sophisticated and complex process, cant take it for granted. , therefore, need oneself to in the process of plastic injection mold has a deep understanding, and for their design of mould had significant cognitive, layer upon layer analysis can establish finally. Out of respect for the safety and feasibility of the mould to check calculation, the working parameters of combined with injection molding machine parameters to consider at the same time, to put forward opinions and corrected.KEYWORDS：Plastic ；injection molding machine； nut； injection mold1 前言模具是制造工业产品的重要装备，随着塑料行业的快速发展，以及塑料制品的推广应用，产品对模具的设计提出的要求越来越高，但是一贯的模具设计方法已无法适应当下的形势。所以研究注塑模的意义对于了解塑料制品的制造过程及提高塑料制品的质量有着非凡的意义。本课题主要是对塑料成型的工艺分析、模具零件的制造，以及资料检索等方面的一次综合性培训。设计者在设计时力求结构简单（但是这要在保证其精度的前提下进行），设计一副结构合理、能保证制品的尺寸稳定及表面质量要求的注塑模具。在设计过程中，运用所学的理论知识熟练使用AutoCAD等绘图软件，同时不断拓宽知识面，进一步巩固所学知识，培养发现和解决问题的能力，从中不断得到锻炼，为更好的适应将来的工作奠定良好的基础。因此，本课题的研究对我有着十分深远的意义。本课题是一次关于自动脱螺纹模具的设计制造的尝试，应对前人的成果进行总结、学习。就前人的案列进行对比分析，从之汲取精华：1瓶盖注塑模具设计-郭新玲该模具采用的是点浇口，使用三板模。用开模弹簧25和定距拉杆23控制不同分型面的先后打开，依次使浇注系统与塑件脱开、浇注系统与流道脱开。最后才在推出机构的作用下使塑件从型腔板36处脱模，模具虽然采用自动化，但是结构较为复杂，脱模动作不可靠。对此，在本设计中改用单分型面的标准模架利用行程开关实现自动化，应用盘形推杆等是对已有成果的一次大胆创新。2 产品工艺性分析2.1 材料性能该塑件使用的是ABS树脂-五大合成树脂之一。其状为淡黄色或乳白色粒料，密度在1.02-1.05gcm之间，收缩率在0.3%-0.8%之间，这里取0.5%。不仅在抗冲击性能、耐热性能、耐低温性能、耐化药品性能及电气性能方面十分优良，它还易于加工，成型出制品的尺寸稳定、表面光泽性良好。易涂装着色、还能进行表面喷镀金属、焊接等加工，能广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表等领域，是一种用途极为广泛的热塑性工程塑料。2.2 成型特性及条件ABS塑料吸湿性很强，成型之前必须充分预热干燥。而相对于要求表面光泽性好的零件，塑料在成型前就更应进行长时间的预热干燥。这里建议干燥温度为80-90C左右，时间为2个小时。ABS塑料流动性为中等，塑料成型时的溢边值为0.04mm。加热材料对塑件的影响较大，温度过高则容易造成材料的分解，ABS塑料的融化温度为210-280C左右，成型时应当采取较高的加热温度和较高的注射压力，压力宜在50-100MPA之间，模温宜为25-70C左右。2.3 塑件结构分析如图2-1：塑件各处壁厚相对比较均匀，因此不考虑在注射成型过程会塑料出现填充不足而使塑件报废的现象。塑件右侧带有直径为12.6mm的左旋外螺纹，此处考虑采用螺纹型环成型；左侧带有直径为16mm的内螺纹，同时外侧还有直纹，采用螺纹型芯成型，脱内螺纹时利用直纹止转；整体尺寸为23mm，中间部分带有环形侧凹，需设置侧向抽芯机构。图2-1 塑件图2.4 塑件体积及质量的估算可利用proE软件对塑件的三维模型进行分析：单个塑件体积v=3165.54mm=3.17cm，质量m=3,171.05g=3.33g；塑件体积较小，浇注系统凝料所占比例在这里取塑件总量的50%。因此一模两腔的塑件总体积V=9.51cm，塑件总质量M=9,99g 2.5 初选注塑机型号及规格综合考虑，成型时的实际注塑量应为额定注塑量的20%-80%之间，根据已有条件可初选注塑机的型号为XS-ZY-6040。其相关参数如下：一次注射量cm：60柱塞直径mm ：35 注射压力MPa ：135喷嘴球直径mm ：10喷嘴移出量mm ：20锁模力kN ：40 拉杆间距mm ：330300顶出行程mm ：70 模具厚度mm ：150-2503 模具结构的确定3.1 分型面的确定经分析，模具选用单分型面注塑模，模架选用标准模架。型腔设在动模上，定模和动模上分别设置了凸模及型芯。根据分型面的选择原则，同时为便于塑件的成型及脱模，分型面的选择如图3-1：3-1 分型面位置图3.2 型腔数目的确定及其布置本零件从经济性上考虑，采用一模两腔的形式，一次注射就能成型两个塑件。为了生产出尺寸稳定及各方面性能良好的塑件，型腔采用分流道平衡式布置中的I形排列。如图3-2所示：图3-2 分流道排列图3.3 确定浇注系统浇注系统一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成，共同完成塑件的成型过程。由于塑件在结构的上的特殊性，浇注系统设在滑块与定模板之间。浇注系统如图3-3 所示：图3-3 浇注系统简图3.3.1 主流道尺寸主流道设计成圆锥形，锥度为3。根据规定：上端的直径d=注射机的喷嘴直径+0.5mm=4.5mm下端的直径D=6mm 上端的球半径=喷嘴球半径+1mm=11mm3.3.2 分流道尺寸该模具采用的是半圆形分流道，设置在滑块上。高度h=3.5mm 宽度b=D=6mm长度l=（1-2.5）D=18mm3.3.3 浇口尺寸该模具采用的是侧浇口，截面形状为矩形，尺寸会发生相应的改变，在试模时应及时修正。高度h=1.5mm长度L=2mm宽度b=1.5mm3.3.4 冷料穴的形式及尺寸冷料穴在成型时起储存前锋冷料及拉出浇注系统凝料的作用，该模具采用的是Z形拉料杆，直径C=D=6mm。浇注系统凝料在塑件脱模后人工取出。3.3.5 定位圈尺寸因选取标准定位圈，尺寸取标准值，直径为100mm，高度为H=15mm；浇口套为标准件中的B型，与定位圈配套使用，公称直径为35mm。下图分别为定位圈和浇口套，有关尺寸参照标准值。图3-4 定位圈图3-5 浇口套3.4 凸模和型芯的结构及传动3.4.1 结构设计凹模，这里采用整体式，直接在型腔板上加工出来；凸模也采用整体式；型芯结构较为复杂，在其里面设置了可以轴向移动的盘形推杆，在塑件脱螺纹的时候由盘形推杆往外推出，同时完成脱模。如图3-6、图3-7和图3-8分别为凸模、型芯和盘形推杆的结构及配合形式，详情参见CAD图纸。 图3-6 凸模 图3-7 型芯及盘形推杆图3-8 凸模、型芯和推杆配合形式3.4.2 固定方式凸模和型芯均采用台阶的方式定位，方便可靠；盘形推杆利用配合表面定位，磨损较为严重，通常应预备多套以供更换。3.4.3 传动系统设计本设计型芯的转动采用链条传动，用减速电机通过链条带动轴的转动，同时使型芯转动脱下螺纹。此种传动方法节省空间，传动过程较为紧凑平稳，效率很高，适合模具批量生产的要求，零部件在采购方面不需专门加工，容易实现。塑件只需旋转5圈即能脱下螺纹，但是型芯的转速不能太高。设模具每5s完成一次脱螺纹作业，那么型芯的转速就为60r/min，因型芯与主轴的传动比定为1，主轴转速同样为60r/min；综合考虑，链节距P取值为8，大链轮齿数Z取23，当采用电机驱动时，传动比取值宜为0.25-1之间，这里取0.5。由此可算出小链轮的转速为120r/min，齿数为12。上述型芯齿轮及主轴齿轮是相同规格，模数均为1.5，齿数为20。因此，在模具上选用转速为120r/min左右的YTC系列减速电机。开模行程能在注塑机丝杠上反映出来，因此可以通过安装在注射机丝杠上的行程开关控制电机的启闭。开模时，当盘形推杆与推板接触时恰好行程开关接收信号使减速电机转动；直至推板与垫板接触时，行程开关再次接收信号，电机关闭。3.5 顶出机构的设计3.5.1 数量及结构形式由于自动化脱内螺纹及脱模的需要，在型芯里设置盘形推杆，材料选用45钢，一模两腔的结构所需要的推杆共有2根，另一端与推板固定板间保持的一定的间距（由抽芯距决定），盘形推杆的顶出动作必须与方杆轴的转动同时进行。3.5.2 复位装置脱模机构在完成塑件的顶出动作之后，必须要回到起始的位置，这里由安装在定模上的凸模充当复位杆的功用，在合模过程中凸模推动盘形推杆复位。3.5.3 顶出机构的导向由于推杆与推板固定板间不固定连接，不存在大的弯曲应力，不要求精确的导向，因此可不设置导向机构。3.5.4 拉料杆的设计与浇注系统的冷料穴的尺寸相对应，拉料杆直径取6mm。3.5.5 顶出距离的确定为了保证塑件的顺利脱模，分析可知，顶出距离应大于塑件带直纹一端的轴向尺寸，即顶出距离应该大于11mm，这里取12mm。3.6 侧向分型及抽芯机构的设计3.6.1 抽芯距的计算为使塑件能够顺利的从模具上脱下，抽芯机构需要移开一段距离，这段距离称为抽芯距。通常取比侧凹或侧孔大2-3mm，分析可知，塑件侧凹距离大端距离为5.8mm，这里取整为8mm。3.6.2 斜导柱倾斜角的确定斜导柱倾斜角的取值一般在25以下。该模具取值20。3.6.3 斜导柱直径及长度的确定由于抽芯距及抽拔力不大，斜导柱直径可选相应的较小值，这里初选为D=12mm，长度为L=50mm。如图3-9：图3-9 斜导柱表3-10 斜导柱经验选用表3.6.4 最小开模行程和斜导柱工作长度的确定图3-11 几何关系图如图3-11，可根据抽芯距和倾斜角与之的几何关系计算：其最小开模行程=抽芯距cot倾斜角=21.98mm斜导柱工作长度=抽芯距sin倾斜角=23.39mm3.7 滑块的设计3.7.1 滑块的结构形式为节省材料及降低模具的复杂程度，滑块与侧向型芯的连接方式采用整体式，即滑块与侧向型芯为一个整体，如图3-12：图3-12 滑块3.7.2 滑块的位置及其导滑如图3-13，滑块设在定模板与型腔板之间，开模时留在动模一侧；导滑槽为“T”形，如图：导滑槽设在型腔板上，其形式为组合式，可保证运动的平稳顺利。导滑部位采用H7/h8的间隙配合。图3-13 滑块的位置3.7.3 滑块的定位如图3-14：为使开合模能顺利进行，斜导柱与滑块之间需严格控制相对位置，在抽芯动作完成后，用挡块来对滑块进行定位，利用滑块自身重力来定位，如图示。因抽芯距较小，导滑槽的长度只要符合模具在开模时的定位要求即可。图3-14 滑块的定位3.8 导向机构的确定3.8.1 结构形式模具采用的是导柱导向机构。导柱选择带头导柱，根据标准模架要求选择直径为20mm，长度符合装配要求取值为75mm；导套选择带头导套，直径也为20mm，长度为20mm。如图3-15为导柱，3-16为导套：图3-15 带头导柱图3-16 带头导套3.8.2 位置分布为了便于模具的装配，导柱采用等直径不对称布置，开设在动模一侧以保护型芯在合模的过程中不受破坏，即采用正装的形式。3.9 排气机构的设计零件尺寸较小，加上模具采用一模多腔的结构，可以充分利用分型面及相关零部件的配合间隙排气，不需设置其他排气机构。3.10 加热与冷却系统的设计需要注意的是，在成型过程中，不能使温度过高造成材料的分解。塑件在成型时最好应保持模温在25-70C间，不需加热，因此只需开设冷却系统即可。基于单位时间内塑料熔体凝固时所释放出来的热量等于冷却介质循环所带走的热量，这一原则，来进行冷却系统的设计。塑件的质量为m=10.0g=0.01kg查表当塑件壁厚3mm时，冷却时间t1=25.5s假设注射时间为t2=5s脱模时间为t3=10s，可得注射周期T=t1+t2+t3=40.5s每小时的注射次数则为N=360040.5=88每小时注射质量M=Nm=0.88kgh假设进水口的水温为22C，出水口的为25C，根据公式：q=Mi60c（25-22）=310-6由于算出来的体积流量很小，所需的冷却通道直径很小，因此可不设冷却水道，采用空气冷却的方式进行冷却。3.11 模具材料的选择滑块、凸模和型芯等非标件的材料为45钢，热处理硬度240HBW；模板、垫块、楔紧快、挡块，推板等标准件材料为45钢，热处理后硬度200HBW。4 模具与注塑机有关参数校核计算最大注射量的校核：应保证制品所需的注射量小于或等于注塑机额定注射量的80%，因9.5160=16%80%，符合要求。注射压力的校核因塑件成型时的压力宜为50-100MPa，注塑机的额定注射压力为135MPa，符合要求。模具闭合高度的校核：模具高度为220mm，注塑机的模具厚度范围为150-250mm，符合要求。顶出行程的校核：取出塑件所需的顶出距离为12mm，注塑机的顶出行程为70mm，符合要求。5 模具的装配与调试5.1模具的装配与调试工艺如下：装配工艺先在定模板上安装斜导柱，并以此为装配基准；保证凸模垂直度的前提下，安装凸模及导套，并将定模板与定模座板固定；将滑块装在型腔板上，并用压板将其固定在导滑槽上；将盘形推杆装进型芯里一并装到动模板上；在型腔板与动模板之间装拉料杆并将两板固定；将导柱、主轴、齿轮、轴套对应装配好；将推板及推板固定板装配在一起；将垫板、垫块、动模座板装配在一起；安装楔紧快等其他辅助零件；装配完成，开始试模。调试工艺：首先选取合格的塑料；对料筒及喷嘴进行预热处理；在选定的注射压力、注射时间、注射温度下成型制品；观察制品合格与否；用控制单一变量法更改以上三个参数，能使制品符合要求；多次成型并记录，提出意见；重复以上过程，直至生产制品合格；模具后处理，入库保存。5.2 装配图：如图5-1和图5-2所示：图5-1 主视图图5-2 左视图1. 螺钉 2.盘形推杆 3.轴套 4.型芯 5.滑块 6.凸模 7.螺钉 8.螺钉9.楔紧快 10.斜导柱 11.挡块 12.动模板 13小链轮 14.定位圈 15.浇口套 16.定模板 17.导套 18.导柱 19.型腔板 20.垫板 21.螺钉 22.定模座板 23.固定板 24.主轴 25.齿轮 26.拉料杆 27.压板 28.塑件实体如图5-3：图5-3 三维实体图5.3 工作原理模具的工作原理：模具的定模部分安装在注射机定模板上，相应的动模部分安装在注射机动模板上。合模后，注塑机将熔融状态下的熔料由注塑机喷嘴经浇注系统流入型腔，保压一段时间后动模在图5-1所示分型面处打开，滑块5在斜导柱10的作用下移至不妨碍塑件28脱模的地方，此时挡块11对滑块5起到了定位的作用。动模继续后退，盘形推杆2开始将塑件往型腔外推出，这时安装在注射机丝杠上的行程开关接受信号使电机启动，通过链条带动主轴上的小链轮13使螺纹型芯4相对塑件往外旋出，直纹此时起到了止转的作用。盘形推杆2在开模时既起到脱螺纹的作用也起到塑件脱模的作用。合模时，滑块5在斜导柱10作用下复位，导柱18不仅具有导向作用，还起到了保护型芯的作用。以此循环。零件图详情参见图纸。鸣谢鸣谢此次设计是关于塑料注塑模的一次探索，通过实际学习，让我能够综合运用各方面的有关知识，分析并解决注射模具设计中遇到的问题，拓宽了知识面，并巩固了所学知识，增强了创新意识。塑料注射模的设计离不开既定的步骤，不仅增强了我自身的规划意识，还培养了我处理问题的能力。设计需要精密的计算过程、同时要求我娴熟的绘图技巧，在此过程中不断运用相关技术标准、规范，审视了我谨慎的态度，对我来说是一次全面的专业技能的培训。了解设计注塑模的过程是一个繁琐、不断认知的过程，当中免不了遇到各方面的问题，得益于良师的教导，给予了我许多的引导及帮助。因此我能完成任务是与各位老师的辛勤工作密切相关。在此我特别感谢刘峰老师给予我设计过程中的灵感，此外还有各位“战友”的热情帮助，使我受益匪浅。在此，衷心的感谢各位提供的帮助!参考文献参考文献1 李志刚主编.中国模具设计大典.江西科学技术出版社.20032 齐晓杰主编. 塑料成型工艺与模具设计 （第二版）. 机械工业出版社. 20103 范有发主编. 冲压与塑料成型设备 （第二版）. 机械工业出版社. 20014 濮良贵 陈国定 吴立言主编.机械设计 （第九版）. 高等教育出版社. 20115 贾润礼 程志远主编. 实用注塑模设计手册. 中国轻工业出版社. 20006 张根华 黄利主编. 模具设计 （中文版）. 科学出版社. 20127 冯开平 左宗义主编. 画法几何 （第二版）. 华南理工大学出版社. 2007 8 彭建声主编. 简明模具工实用技术手册. 机械工业出版社. 19939Jin Cheng,Yixiong Feng,Jianrong Tan. Wei Wei Journal of Materials Processing Tech. 200810Jinhui Liu,Zhongliang Lu,Yusheng Shi,Wenwu Xu,Jing Zhang. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2010