安全帽外观及注射模设计计算最终版

东莞理工学院城市学院 摘 要 本 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 介绍了安全帽注射模的设计与制造方法。该注射模采用了1模1腔的结构。内容包括制品 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的选择及材料性能的分析、注射机的选用、浇注系统、成型零件、冷却系统和抽芯机构的设计等部分。本文强调利用现代计算机辅助设计制造技术，运用了Pro/E软件进行辅助设计。既保证了产品的质量，还大大地提高了制造生产率，缩短了产品更新的周期。 关键词： 制造 设计 安全帽注射模 Pro/E CAD/CAM Abstract This design introduced the plastic injects mold's design and the manufacture method. This injection mold has used 1 mold 1cavity structures. The Contents include products choice of materials and materials performance analysis, injection machine choice, gating system, molding parts, cooling system and core-pulling mechanism design etc parts. This paper emphasizes the modern computer aided design and manufacturing technology, using Pro/E software assistant design. Not only ensure the product quality, but also greatly improve the manufacturing productivity, shortened product update cycle. Key word: manufacture design Helmets injection mould Pro/E CAD/CAM 目 录 1 1、前言 1 1.1课题研究的目的与意义 2 1.2我国模具技术的现状及今后发展趋势 3 2、塑件的工艺分析 3 2.1塑件使用材料的种类及工艺特征 5 2.2塑件的结构工艺性 5 2.3塑件成形工艺性分析 6 3、型腔数目的确定 6 3.1塑件体积的计算 7 3.2塑件的质量计算 7 3.3按注射机的最大注射量确定型腔数目 8 4、注射机的选择 8 4.1注塑机类型 8 4.2注塑机基本参数 105、浇注系统的设计 10 5.1主流道的设计 11 5.2分型面的选择设计原则 12 5.3浇口的设计 13 5.4浇口套的设计 13 5.5定位圈的设计 136、确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计 13 6.1型腔、型芯工作尺寸计算 14 6.2侧抽机构设计 16 6.3模架的选择 177、校核计算 17 7.1注射压力的校核 17 7.2锁模力的校核 18 7.3开模行程校核： 188、导向机构的设计 18 8.1导柱的设计 19 8.2导套的结构设计 19 8.3推出机构的设计 219、冷却系统的设计 22 9.1 确定冷却水道直径 2210、模具排气槽的设计 2311、校核 23 11.1注射机有关工艺参数的校核 23 11.2模具厚度H与注射机闭和高度 2312、设计总结 25致谢 26参考文献 安全帽外观及注射模设计 1、前言 模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。 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。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械、电子、轻工、汽车、纺织、航空、航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％~90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。 目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国、日本、法国、瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。 1.1课题研究的目的与意义 塑料模具产业近年来在我国发展很快，随之而来的是日益激烈的市场竞争，加入WTO后，外国模具厂家进入国内市场，要在激烈的竞争中脱颖而出，发展模具标准件实施模具的专业化生产至关重要。现代产品生产中，模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。 模具的用途广泛，模具的种类繁多，科学地进行模具分类，对有 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 地发展模具工业，系统地研究、开发模具生产技术，促进模具设计、制造技术的现代化，充分发挥模具的功能和作用；对研究、制订模具技术标准，提高模具标准化水平和专业化协作生产水平，提高模具生产效率，缩短模具的制造周期，都具有十分重要的意义。 1.2我国模具技术的现状及今后发展趋势 20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15％的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。 中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48"（约122cm）大屏幕彩电塑壳注射模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。 尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离： （1）注重开发大型、精密、复杂模具；随着我国轿车、家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。 （2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。 （3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。 （4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。 2、塑件的工艺分析 2.1 塑件使用材料的种类及工艺特征 该塑件材料选用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。 用途：汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），收音机壳，电话手柄、大强度工具（吸尘器，头发烘干机，搅拌器，割草机等），打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等。 　　比重:1.05克/立方厘米 　　燃烧鉴别方法：连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味 　　溶剂实验：环已酮可软化，芳香溶剂无作用 　　特点： 　　1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 　　2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 　　3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 　　4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 　　5、用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 　　6、同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。 　　成型特性： 　　1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时. 　　2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度. 　　3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 　　4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。 ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，散热性（现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟了，笔记本电脑只要内部结构设计合理，同样可以有出色的散热效果。) 成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。 ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。 ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.02~1.05g/cm³。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70ºC左右，热变形温度为93ºC左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。 ABS主要技术指标： 表2.1 热物理性能 密度(g/ cm³) 1.02—1．05 比热容(J·kg-1K-1) 1255—1674 导热系数 (W·m-1·K-1×10-2) 13.8—31.2 线膨胀系数 (10-5K-1) 5.8—8.6 滞流温度(°C) 130 表2.2 力学性能 屈服强度（MPa） 50 抗拉强度(MPa) 38 断裂伸长率(﹪) 35 拉伸弹性模量(GPa) 1.8 抗弯强度(MPa) 80 弯曲弹性模量(GPa) 1.4 抗压强度(MPa) 53 抗剪强度(MPa) 24 冲击韧度 (简支梁式) 无缺口 261 布氏硬度 9.7R121 缺 口 11 表2.3 电气性能 表面电阻率（Ω） 1.2×1013 体积电阻率（Ω·m） 6.9×1014 击穿电压（KV/mm） \ 介电常数（106Hz） 3.04 介电损耗角正切（106Hz） 0.007 耐电弧性(s) 50—85 2.2塑件的结构工艺性 该塑件尺寸中等，整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级：7级。 2.3塑件成形工艺性分析 为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用直浇口。该浇口纵向开设在模具的型腔处，从塑料件顶面凹槽部位进料，因而塑件外表面的浇口位置比较隐蔽，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果塑件的工艺参数。 干燥条件：80-90℃ 2小时 　　成型收缩率:0.3-0.8% 　　模具温度：25-70℃（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低） 　　融化温度：210-280℃（建议温度：245℃） 　　成型温度：200-240℃ 　　注射速度：中高速度 　　注射压力：500-1000bar 3、型腔数目的确定 根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用第二种方式，1模1件的结构。 3.1塑件体积的计算 塑件的体积 塑件三维模型： 图 3.1 根据三维模型，利用三维软件直接可查询到塑件的体积 V=308.9cm 浇注系统的体积 计算浇注系统的体积，其初步设定 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 如下 图3.2 浇注系统示意图 根据三维模型，利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积V2=4.2cm 塑件与浇注系统的总体积为V=308.9+4.2=313.1cm 3.2塑件的质量计算 查手册取密度ρ=1.05g/cm 塑件体积：V=313.1cm 塑件质量：根据有关手册查得：ρ=1.05g/cm 所以，塑件的重量为： M=V×ρ=313.1cm ×1.05=328.7g 3.3按注射机的最大注射量确定型腔数目 根据 (3.1) 得 (3.2) 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8; 注射机最大注射量，cmз或g; 浇注系统凝料量，cmз或g； 单个塑件体积或质量，cmз或g； 根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用1模1腔 图 3.3 4、注射机的选择 4.1注塑机类型 1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机,这是注塑成型工艺技术的一大突破,目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%;注塑机的产量占整个塑料机械产量的50%.成为塑料成型设备制造业中增长最快,产量最多的机种之一. 注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的说法有: （1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机； （2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。 此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。 4.2注塑机基本参数 注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据. (1)公称注塑量；指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力. (2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力. (3)注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度. 常用的注射速率如表4-2所示。 表4.1 注射量与注射时间的关系 注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射时间/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5 (4)塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期. (5)锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开. (6)合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 了机器加工制件所使用的模具尺寸范围. (7)开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停. (8)空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间. 查国产注射机主要技术参数表取CJ380M3主要技术参数如下。 表 4.2 注塑机参数 CJ380M3注塑机 射胶部分 参数 锁模部分 参数 注射重量 1328克 锁模力 3800kn 注射容量 1414立方厘米 锁模行程 605mm 注射压力 153Mpa 开模行程 1325mm 注射行程 320mm 模板尺寸 1003x1020mm 喷嘴半径 20mm 导柱间距 700x760mm 喷嘴孔径 4mm 最小容模厚度 245mm 定位环直径 150mm 最大容模厚度 760mm 喷嘴深入模具距离 顶出力 150kn 顶出行程 185mm 5、浇注系统的设计 浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。 5.1主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止 塑料熔体 流动通道 根据选用的CJ380M3型号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径：d0=4.0mm； 喷嘴前端球面半径：R0=20mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系 取主流道球面半径：R=21mm； 取主流道小端直径：d=4.5mm 为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为 ，此处选用2°，经换算得主流道大端直径为8.5MM。 图5.1 主流道示意图 5.2 分型面的选择设计原则 分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。 5.2.1分型面的形式 该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型。 5.2.2分型面的设计原则 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、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。 1.选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则： 2.分型面应选在塑件外形最大轮廓处 3.确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模 4.保证塑件的精度 5.满足塑件的外观质量要求 6.便于模具制造加工 7.注意对在型面积的影响 8.对排气效果 9.对侧抽芯的影响 在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。 其分型面如图5.2.1 图5.2 分型面示意图 5.3 浇口的设计 浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的熔体的通道.，也是注塑模进料系统的最后部分.浇口的设计与位置的选择恰当与否,直接关系到塑件能否完好的高质量地注射成型.其基本作用为： 1、从流道来的熔融塑料以最快的速度进入充满型腔。 2、型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔能还未冷却的塑料回流。 根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。本设计采用直浇口。 直接浇口：既是主流道浇口,属于非限制性浇口. 塑料熔体由主流道的大端直接进入型腔,因儿具有流动阻力小,流动流程短及补给时间长等特点.但是也有一定的缺点如进料处有较大的残余应力而导致塑件翘曲变形,由于浇口较大驱除浇口痕迹较困难,而且痕迹较大,影响美观.所以这类浇口多用于注射成型大,中型长流程深型腔筒型或翘型塑件,尤其适合与如聚碳酸脂,聚砜等高粘度塑料.另外,这种形式的浇口只适合于单型腔模具. 浇口设计如图5.3 图5.3 浇口示意图 5.4 浇口套的设计 由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所以模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的主流道衬套，以便选用优质钢材（如T8A等）单独加工和热处理（硬度为53～57HRC），或用45，50，55等钢表面淬火（ 55HRC）。其主要作用是： 第一,使模具安装时进入定位孔方便而在注塑机很好地定位，与注塑机喷嘴孔吻合，并能经受塑料的反压力，不致被推出模具； 第二,作为浇注系统的主流道，将料筒内的塑料过渡到模具内，保证料流有力畅通地到达型腔，在注射过程中不应有塑料溢出，同时保证主流道凝料脱出方便。 5.5 定位圈的设计 其直径D为与注射机定位孔配合直径，应按选用注射机的定位孔确定。直径D一般比注射机定位孔直径小0.1～ 以便于安装。定位圈一般采用45或Q235钢。用两个以上的M6-M8的内六角螺钉固定在模板上。 6、确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计 6.1型腔、型芯工作尺寸计算 ABS塑料的收缩率是0.3%--0.8% 平均收缩率: =（0.3%--0.8%）/2=0.55% 型腔内径： =318.49mm 型腔深度： =142.5mm 型芯外径： =310.94mm 型芯深度： =140.1mm 型腔径向尺寸（mm ）; - 塑件外形基本尺寸（mm）; -塑件平均收缩率； -塑件公差 -成形零件制造公差，一般取1/4—1/6 ； -塑件内形基本尺寸（ mm）; -型芯径向尺寸（mm）; -型腔深度（mm）； -塑件高度（mm） -型芯高度（mm）； -塑件孔深基本尺寸（mm）； 型腔：钢材选用3Cr2Mo，使用数控精雕及电火花加工成型 型芯：钢材选用3Cr2Mo，使用数控精雕及电火花加工成型 6.2 侧抽机构设计 6.2.1 抽芯距的确定与抽拔力的计算 〔1〕 抽芯距的计算公式如下： （6.1） 式中 S—抽芯距，mm； S1—取出塑件最小尺寸，mm； R—最外尺寸，mm； r—滑块内径，mm。 S=2.51+2.49=5mm 6.2.2 斜导柱分型抽芯机构的设计 斜导柱分型抽芯是应用最广的分型抽芯机构，它借助开模力完成侧向抽芯，结构简单，制造方便，动作可靠。其结构如图6.2.1所示，闭合模滑块装在T型导滑槽内，可沿着抽拔方向平稳滑移，驱动滑块的斜导柱与开模运动方向成斜角安装，斜导柱与滑块上对应的孔呈松动配合，开模时斜导柱与滑块发生相对运动，斜导柱对滑块产生一侧向分力，迫使滑块完成抽芯动作。 图中的限位挡钉的作用是完成抽拔动作后对滑块起定位作用，使它停留在与斜导柱脱离时的位置上，以便合模时斜导柱能准确进入斜孔驱动其复位，楔紧块的作用是在闭模时压紧滑块，以免注塑时滑块受到塑料压力移位。 图6.2 斜导柱分型抽芯机构示意图 斜导柱 斜导柱的斜角一般为15～20°，最大不得超过25°，本设计采用16°，斜导柱的尺寸如图6.3所示，材料采用优质钢材T8A，淬火硬度HRC55～60。 〔1〕斜导柱的长度计算 当滑块抽出的方向与开模方向垂直（图8.6所示）斜导柱的长度计算公式如下： （6.2） 式中 L—斜导柱的总长度，mm； D—大端的直径，mm； S—抽拔距，mm； d—导滑段的直径，mm； h—固定模板厚度，mm； α—斜导柱的倾斜度，15°。 L=186mm 6.3模架的选择 注塑模模架国家标准有两个，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技术条件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，该设计采用龙记标准模架，型号为：AI-5555-A250-B150-C210。 图6.3 模架模型图 7、校核计算 7.1注射压力的校核 塑件成形所需的注射压力应小开或等于注射机的额定注射压力，其关系按下式校核 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 (7.1) 式中 —塑件成型所需的注射压力（Mpa） —所选注射机的额定注射压力（Mpa） 已知 =60～100(Mpa); =153（Mpa） 所以满足 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 7.2锁模力的校核 模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按下式校核： EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 （ ） (7.2) 式中 ——安全系数，常取 =1.1～1.2，这里取值1.1; ——熔融塑料在型腔内的平均压力（ 。根据经验，型腔内平均压力 常取20～40 。这里取30 ； A——塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积（cm ）； —注射机额定锁模力。 已知A 式中 a——椭圆长半轴，取140mm; b——椭圆短半轴，取130mm， 所以 A = 即： 所选注射机的锁模力F=3800 >1886.84 ,所以所选注射机满足锁模力要求。 7.3开模行程校核： ～ (7.3) 式中　 ――脱模距离（ ），这里为 ＝157.5 ； ——包括浇注系统在内的制品高度（ ），这里为 ＝190 ； ――注射机开模行程（即移动模板行程）（ ）。 已知所选注射机最大开模行程 =1325 ,故而可知 157.5+190+5.5＝353（ ）,能满足要求。 液压－机械式锁模机构的最大开模行程由连杆机构的最大行程决定。而与模具厚度无关。 8、导向机构的设计 导向机构的作用：1）定位作用；2）导向作用；3）承受一定的侧向压力 8.1导柱的设计 8.1.1长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8—12 cm，以免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。 8.1.2形状 导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。 8.1.3材料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此采用T8A，硬度为50—55HRC。 8.2导套的结构设计 8.2.1材料 用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低与导柱硬度，这样可以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。 8.2.2形状 为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔作成通孔，以利于排出孔内的空气。 8.3推出机构的设计 注塑模中的脱模机构可以在注塑的每一个循环中将塑件从型腔内或型芯上自动的脱出模外。推杆脱模机构在生产实际中应用广泛，是脱模机构的典型型式，它一般包括推杆、拉料杆、复位杆、推杆固定板等组成，当开模到一定距离时，注塑机推出装置推动推板并带动所有推杆、拉料杆和复位杆一道前进，将塑件和浇注系统一起推出模外。合模时复位杆首先与定模边的分型面相接触，而将推板和所有的复位杆一道推回原位。 根据塑件的形状特点， 模具型腔在定模部分，型心在动模部分。其推出机构可采用推杆推出机构、推件板推出机构。由于分型面有台阶，为了便于加工，降低模具成本，我们采用推杆推出机构，推杆推出机构结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件底部装配后使用时 不影响外观，设立十六个推杆平衡布置，达到推出塑件的目的。注：推杆推出塑件，推杆的前端应比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm 采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换。结合制品的结构特点，模具型腔的结构采用了整体式型腔板，这种结构工作过程中精度高，并且在此模具中容易加工得到， 在推出机构中采用厂组合式推杆，如图中，这种结构主要是防止推杆在于作过程中受到弯曲力或侧向压力而折断，因为产品较小，另外折断后也易于更换。这里采用设计推杆，全部固定在顶杆固定板。 推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求，推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或搞出型腔0.05—0.1cm. 8.3.1推件力的计算 对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力（Q）： (8.1) 式中 --型芯或凸模被包紧部分的断面周长（cm）; --被包紧部分的深度（cm）; --由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取 7.8——11.8MPa； --磨擦系数，一般取0.1~1.2； --脱模斜度 ； L=935.8MM H=144.52MM Q=935.8MM*144.52MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5) =135.24 (KN) 8.3.2 推杆的设计 ①推杆的强度计算 查《塑料模设计手册之二》由式5-97得 d=（ ） (8.2) d——圆形推杆直径cm ——推杆长度系数≈0.7 l——推杆长度cm n——推杆数量 E——推杆材料的弹性模量N/ (钢的弹性模量E=2.1 107N/ ) Q——总脱模力 取 D=10MM。 ②推杆压力校核 查《塑料模设计手册》式5-98 = (8.3) 取320N/mm² < 推杆应力合格，硬度HRC50～65 9、冷却系统的设计 注塑模具型腔壁的温度高低及其均匀性对成型效率和制品的质量影响很大，一般注入模具的塑料熔体的温度为200～300℃，而塑件固化后从模具中取出的温度为60～80℃以下，视塑料品种不同有很大差异。为了调节型腔的温度，需在模具内开设冷却水通道，通过模温调节机构调节冷却介质的温度。 高温塑料熔体在模具型腔内凝固并释放热量，模具内存在着一个合适的温度分布，使制品的质量达到最佳。模具温度调节对制品质量的影响主要表现在以下几个方面： 1）变形，模具温度稳定、冷却速度均衡可以减小制品的变形； 2)尺寸精度，利用模具温度调节系统保持模具温度的恒定，能减小制品成形收缩率的波动，提高制品尺寸精度的稳定性； 3）力学性能，从减小制品应力开裂的角度出发，降低模温是有利的； 4）表面质量，提高模具温度能够改善制品表面质量，过低的模温会使制品轮廓不清晰并产生明显的融接痕，导致制品表面粗糙度过大。 冷却水回路布置的基本原则： a) 冷却水道应尽量多，b) 截面尺寸应尽量大； c) 冷却水道离模具型腔表面的距离应适当； d) 适当布置水道的出入口； e) 冷却水道应畅通无阻； f) 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位； 由以上原则我们可以确定冷却水道的布置情况，以及冷却水道的截面积 浇注系统中的分流道布置如图所示，采用非平衡式布置，从主流道末端到每个浇口的距离不相等，但是分流道的截面形状和尺寸大小完全相同，这样的设计可以使进人每—型腔的流程最短，减少了热量散失，缩小了模具的体积，对于该小型什的注射成型来说，并不影响制品的使用性能。分流道的横截面形状为梯形，浇口的类型采用直浇口。冷却系统的设计对于成型小型件的1模多腔模具来说是十分重要的。如果冷却不好或冷却不均匀，必然导致收缩不均匀，特别是非平衡式分流道的结构。放为了使冷却效果好，在模具的定模型腔板和动模利腔板内开没了如图所示的水道，横向穿过这两块模板，这样使塑件各处的冷却均匀，模具的模温均匀设定模具平均工作温度为 ，用常温 的水作为模具冷却介质，其出口温度为 。 9.1 确定冷却水道直径 查表3-26得ABS的单位流量为 依据塑件体积可知所需的冷却水管直径较大。 设计冷却水道直径为14mm符合要求。 冷却水示意图： 图 9.1 10、模具排气槽的设计 当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利排出，塑料会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑料焦化。特别是对大型塑件、容器类和精密塑件，排气槽将对它们的品质带来很大的影响，对于在高速成行中排气槽的作用更为重要。我们的塑件并不是很大，而且不属于深型腔类零件，因此本方案设计在分型面之间、推杆预模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值取0.04㎜。 11、校核 11.1注射机有关工艺参数的校核 1）锁模力与注射压力的校核 (11.1) --注射时型腔压力 查参考文献得 113MPa --塑件在分型面上的投影面积（ ） --浇注系统在分型面上的投影面积（ ） --注射机额定锁模力，按CJ380M3型注射机额定锁模力为3800 11.2模具厚度H与注射机闭和高度 注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距离 即满足下式 (11.2) 式中 --注射机最大开模行程，mm； --推出距离（脱模聚居），mm； --包括浇注系统在内的塑件高度，mm； Sk=155mm+252mm=407mm Sk≤S=1325mm 条件成立 12、设计总结 经过两个月的忙碌，本次毕业设计已接近尾声，这次毕业设计对以我们大四的学生来说的确是一个很好的锻炼机会，同时也是一个巨大的挑战，我想如果没有指导老师的督促指导，以及向资深的同学请教，想完成这个设计是难以想象的。 在本次设计中，我们把在模具上面的一些理论知识、实践经验和软件的操作融合在一起，完成本次的安全帽塑料模具设计。通过本次设计，我了解了塑料模具设计的基本步骤和塑料模具的发展趋势，同时也加强了对塑料模具的更近一步的认识和设计过程中一些数据的处理，培养了在模具设计时一种严谨的设计态度，对以后走上社会工作岗位打下了坚实的基础。 这次设计对我来说有很大的意义，但因为实践经验的不足，所以很多方面还有待进一步的加强。本次设计中的不妥之处还敬请老师知道。 在以后的工作学习中，我将更加努力的提高自己的设计水平，让自己能够更好的适应时代发展带来的科技进步，不断吸收创新，使自己一直处于学习的状态。 再此，谨向老师们致以衷心的感谢！ 致谢 首先，衷心感谢老师在毕业设计全过程对本人的悉心指导！ 足足一个半月几乎日夜忙碌的毕业设计工作直至今天终于接近尾声了。在这漫长而又短暂的80天里，本人丝毫不敢放松自己的设计工作：从资料收集到模具总体结构方案的拟定，从模具具体数据的设计计算到设计模具总体装配图以及零件图的绘制，从三维辅助设计软件进行产品零件设计到模具的分模、模具设计等全过程本人都尽力而为之，力求做得最好！ 通过本次毕业设计，本人深刻领会到学以致用的乐趣。毕业设计好比一个大熔炉，它熔炼了几乎大学期间所有的基础知识。使本人在重温以前学过的基本知识的同时，巩固了本身的技能，更开阔了本人的视野。因为设计的需要，在查阅大量的设计资料与手册、杂志读本的同时，本人深感自己专业知识的肤浅与狭窄，不但深知“革命尚未成功，同志仍需努力”，自己更暗下决心：一定要不断学习前进，超越自我！ 在本次毕业设计期间，本人大胆使用现代设计制造技术方法，特别是计算机辅助设计技术，除了运用CAD/CAM技术，本人还直接使用软件版设计手册进行资料的查阅与结构设计等工作，既保证了设计的准备性，又提高了设计效率，更保证了资料的前卫性。 由于本人知识水平有限，在设计过程中难免有不足甚至错误的地方，希望老师和同学能给我提出批评和建议！多谢指教！ 参考文献 [1]申开智．塑料成型模具[Ｍ]．北京：中国轻工业出版社，2006. 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