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1、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。模具CAD/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对制品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。模具CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期， 降低生产成本和提高制品质量已成为模具界的共识。本设计为滑轮模具制作设计，它系统的介绍了滑轮模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用。其中，
2、涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题及特种加工工艺。在该模具设计中，利用计算机绘图软件绘制了零件图和装配图，以及制定了机械加工工艺过程卡。通过本设计可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对proE及CAD的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。关键词 注塑模具 设计 proE 第一章 塑件工艺分析1.1 塑件的分析在进行模具设计之前，首先对制品图及形状结构分析，其内容主要包括以下几个方面：1.滑轮（见图1-1），材料为聚丙烯（PA），要求形状规则，滑轮槽面光滑，表面无毛刺，无凹陷，大批量
3、生产，采用注塑成型。1.滑轮2.制品的尺寸精度和表面粗糙度：塑料的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动和模具制造误差。本塑料制品的尺寸按MT3级精度取值。塑件的表面粗糙度主要取决于模具成型部分粗糙度，一般情况下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高12级。3.制品的脱模斜度：脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定，以塑件内孔型芯小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由扩大方向取得；塑件外形，以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由缩小方向取得。一般情况，脱模斜度不包括塑件的公差范围内。由于本塑件导滑槽具有斜度，滑轮的轴肩厚度尺寸又较小，所以本设计不设置脱模斜度。1.2 塑件材料及性能1聚酰胺（PA
4、）塑件外表面光滑平顺，不能有气泡，划痕等缺陷，且不能有顶杆痕迹。PA材料性质：+尼龙类工程塑料外观上都呈现为角质、韧性、表层光亮、白色（或乳白色）或微黄色、透明或半透明的结晶性树脂，它容易被著成任一种颜色。作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。它们的密度均稍大于1，密 度：1.14-1.15gcm3。拉伸强度： 600MPa。伸 长 率： 30%。弯曲强度： 90.0 MPa 。缺口冲击强度：(kJm2) 5。尼龙的收缩率为1%2%. 需注意成型后吸湿的尺寸变化。吸水率 100% 相对吸湿饱和时能吸8%.使用温度可40105之间。熔 点：215225。合適壁厚23.5mm. PA的机械性
5、能中如抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变，所以水相对是PA的增塑剂，加入玻纤后，其抗拉抗压强度可提高2倍左右，耐温能力也相应提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在无润滑下不停操作，如想得到特別的润滑效果，可在PA中加入硫化物。PA性能的主要优点1. 机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度。比拉伸强度高于金属，比压缩强度与金属不相上下，但它的刚性不及金属。抗拉强度接近于屈服强度，比ABS高一倍多。对冲击、应力振动的吸收能力强，冲击强度比一般塑料高了许多，并优于缩醛树脂。 2. 耐疲劳性能突出，制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。常见的自动扶梯扶手、新型的自行车塑料轮圈等周期性疲劳作用极明
6、显的场合经常应用PA。 3.软化点高，耐热(如尼龙46等,高结晶性尼龙的热变形温度高,可在150度下长期使用.PA66经过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达到250度以上).4. 表面光滑，摩擦系数小，耐磨。作活动机械构件时有自润滑性，噪声低，在摩擦作用不太高时可不加润滑剂使用；如果确实需要用润滑剂以减轻摩擦或帮助散热，则水油、油脂等都可选择。从而,做为传动部件其使用寿命长. 5. 耐腐蚀，十分耐碱和大多数盐液，还耐弱酸、机油、汽油，耐芳烃类化合物和一般溶剂，对芳香族化合物呈惰性，但不耐强酸和氧化剂。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱堿等的侵蚀和有很好的抗老化能力。可作润滑油、燃料等的包装材料。 6
7、. 有自熄性，无毒，无臭，耐候性好,对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力。 7. 有优良的电气性能。电绝缘性好,尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,在干燥环境下，可作工频绝缘材料，即使在高湿环境下仍具有较好的电绝缘性。8. 制件重量轻、易染色、易成型。因有较低的熔融粘度，能快速流动。易于充模，充模后凝固点高，能快速定型，故成型周期短，生产效率高。PA性能的主要缺点 1. 易吸水。吸水性大，饱和水可以达到3%以上.一定的程度上影响尺寸稳定性和电性能，特别是薄壁件增厚影响较大；吸水亦会大大降低塑料的机械强度。在选材时，应顾及使用环境及与别的元件的配合精度的影响。纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在
8、高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好。常用于制作梳子、牙刷、衣钩、扇骨、网袋绳、水果外包装袋等等。无毒性，但不可长期与酸碱接触。 值得注意的是,加入玻纤后,尼龙的抗拉强度可提高2 倍左右,耐温能力也相应得到提高. 2. 耐光性较差。在长期偏高温环境下会与空气中的氧发生氧化作用,开始时颜色变褐，继面破碎开裂。3. 注塑技术要求较严：微量水分的存在都会对成型质量造成很大损害;因热膨胀作用使制品尺寸稳定性较难控制；制品中尖角的存在会导致应力集中而降低机械强度；壁厚如果不均匀会导致制件的扭曲、变形；制件后加工时设备精度要求高。 4. 会吸收水、醇而溶胀，不耐强酸及氧化剂，不能作耐酸材料使用。
9、PA用途 尼龙主要用于汽车工业,电气电子工业,交通运输业,机械制造工业,电线电缆通讯业,薄膜及日常用品.制造各种轴承,齿轮,圆齿轮、凸轮、伞齿轮、输油管,储油器,保护罩,支撑架,车轮罩盖,导流板,风扇,空气过滤器外壳,散热器水室,制动管,发动机罩,车门把手.轴承、齿轮、滑轮泵叶轮、叶片、高压密封圈、垫、阀座、衬套、输油管、贮油器、绳索、传动带、砂轮胶粘剂、电池箱、电器线圈、电缆接头各种滚子、滑轮、泵叶轮、风扇叶片、蜗轮、推进器、螺钉、螺母、耐油密封垫片、耐油容器、外壳、软管、电缆护套、剪切机、滑轮套、牛头刨床滑块、电磁分配阀座、冷陈设备、衬垫、轴承保持架、汽车和拖拉机上各种输油管、活塞、绳索、
10、传动皮带，纺织机械工业设备零雾料，以及日用品和包装薄膜等。等。还有包装用带、食品用薄膜（熟食用的高温薄膜和清凉饮料用的低温薄膜）的产量也相当大。PA成型及后处理 除透明尼龙外，其它尼龙都属于结晶性塑料，有较高的熔点，熔融温度范围较窄，热稳定性不好。PA较易吸湿，潮湿的尼龙在成型过程中，表现为粘度急剧下降并混有气泡制品表面出现银丝，所得制品机械强度下降，所以加工前材料必需干燥处理，可在80110干燥6小时，成型时允许含水量尼龙6和尼龙66为 0.1%，尼龙11为0.15%，尼龙610为0.1%0.15%，最高不得超过0.2%。注意，PA类塑料在90以上干燥易引起变色。PA流动性好，易溢料，宜用自
11、锁时喷嘴，并应加热。同时由于溶体冷凝速度快，应防止物料阻塞喷嘴、流道、浇口等引起制品不足现象。模具溢边值0.03，而且熔体粘度对温度和剪切力变化都比较敏感，但对温度更加敏感，降低熔体粘度先从料筒温度入手。成型收缩范围及收缩率大，方向性明显，易发生缩孔，变形等。PA再生料的使用最好不超过三次，以免引起制品变色或机械物理性能的急剧下降，应用量应控制在25%以下，过多会引起工艺条件的波动，再生料与新料混合必须进行干燥。开机时应首先开启喷嘴温度，然后再给料筒加温，当喷嘴阻塞时，切忌面对喷孔，以防料筒内的溶体因压力聚集而突然释放，发生危险。在停机时要清空螺杆，防止下次生产时，扭断螺杆。使用少量的脱模剂有
12、时对气泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龙制品的脱模剂可选用硬脂酸锌和白油等，也可以混合成糊状使用，使用时必须量少而均匀，以免造成制品表面缺陷。尼龙制品的后处理是为了防止和消除制品中的残留应力或因吸湿作用所引起的尺寸变化。后处理方法有热处理法和调湿法两种。a). 热处理常用方法在矿物油、甘油、液体石蜡等高沸点液体中，热处理温度应高于使用温度1020，处理时间视制品壁厚而异，厚度在3mm以下为1015 分钟，厚度为36mm时间为1530分钟，经热处理的制品应注意缓慢冷却至室温，以防止骤冷引起制品中应力重新生成。b). .调湿处理调湿处理主要是对使用环境湿度较大的制品而进行的，其办法有两种：一沸水调湿
13、法，二醋酸钾水溶液调湿法（醋酸钾与水的比例为1.25:1,沸点 121）,沸水调湿法简便,只要将制品放置在湿度为65%的环境下,使其达到平衡吸湿量即可,但时间较长,而醋酸钾水溶液调湿法的处理温度为 80100醋酸钾水溶液调湿法,处理时间主要取决制品壁厚,当壁厚为1.5mm时约2小时,3mm为8小时,6mm为1618小时.1.3 PA66的注射成型过程及工艺参数1.3注射成型过程及工艺参数1注射成型过程 （1）成型前的准备 对PA66的色泽、粒度和均匀度等进行检验且成型前须进行真空干燥（鼓风机、烘箱），干燥2h。 PA66的性能指标密度/kg.dm31.1抗拉屈服强度b/MPa89.5比体积/（
14、dm3.kg-1）0.91拉伸弹性模量E/MPa1.25-2.88x10吸水率24h/% 0.9-1.5抗弯强度w/MPa126收缩率s/% 1.5冲击韧度ak/(kJ.m-2）6.5热变形温度t/ 82-121硬度（HB)R100-118熔点t/250-265体积电阻系数v/(.cm4.2X10（2）注射过程 塑料在注射料筒内经过加热，塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具的型腔成型，其过程可分为充模、压实、 保压、 倒流和冷却五个阶段。（3）塑件的后处理 须进行调温处理 ，其方法为油、水、盐水，处理温度90-100，处理时间4h。 2 注射工艺参数 （1）注射机：螺杆式。 （2）料筒
15、温度t/：245-350。 （3）模具温度t/：110-120。 （4）注射压力p/MPa：80-130。第二章 拟定模具的结构形式和初选注射机2.1分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图所示。2.分型面的选择 2.2型腔数量和排位方式的确定1. 型腔数量的确定由于本塑件要求大批量生产，精度为一般，塑件尺寸较小，故应采用一模多腔的结构，考虑到模具大小，初步确定为一模两腔。2.型腔排列形式的确定排布方式为单排列式，为了简化模具结构和均布进料，采用形分流道的结构形式，设在定模一侧，便于流道凝料完整取出，和不妨碍侧分型的移动，浇口
16、形式采用侧浇口，如图示。3.型腔数量的排列布置3.模具结构形式的初步确定由以上分析可知，本模具设计为一模两腔，单排直线排列，根据塑件结构形状，推出机构初选推件板推出或推杆推出方式，浇注系统设计时，流道采用对称结构形式，浇口采用侧浇口，且开设在塑件最上面，动模部分需要添加型芯固定板，支撑板或推件板。由上可知，采用带推件板的单分型面注射模。2.3注射机型号的确定1.注射量的计算通过proE建模分析得到塑件质量属性如下图所示。4.塑件质量属性塑件体积:V塑=33.860cm3塑件质量：m塑=V塑=1.1533.860=26.289g式中，根据参考文献【2】表9-3取1.15g/cm32 浇注系统凝料
17、体积的初步计算 根据经验按照塑件体积的0.2-1倍来计算，由于本次采用的浇道简单且较浅，因此，浇注系统的凝料按塑件体积的0.3倍来估算，故V总=浇注系统的凝料+4 塑件体积。 V总=1.3 nV塑=1.3233.860=88.036cm3 选择注射机由式可得 V公=V总/0.8=218.4cm 根据计算，初步选择表13-1公称注射量为250cm，注射机型号为XS-ZY-250 注射技术要求理论注射量/cm3250拉杆空间/mm448370螺杆直径/mm 50移模行程/mm 500注射压力 /MPa130最大模具厚度/mm 350塑化能力/(g/s) 18.9最小模具厚度/mm 200锁模力/N
18、 18105模具定位孔直径/mm 125喷嘴口直径/mm 4喷嘴球直径/mm 184 注射机的相关参数的校核（1）注射压力校核查表13-2 PA66所需注射压力为80-130MPa这里取Po=100MPa，改注射机公称注射压力P公=130MPa注射压力安全系数K1=1.25-1.4，此处取K1=1.25. 则 K1 Po=1.25100=125MPaP公 故此，注射机压力合格。（2）锁模力校核 件在分型面上的投影面积 A塑=（R-r）=（12 - 6）=339.3m 浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即浇道凝料（包括浇口）在分型面上的投影A浇的数值，可以按照多型腔模具的统计分析来确定， A 浇
19、是每个塑件在分型面上的投影面积A 塑的0.2-0.5倍，由于本设计的流道简单，分流道相对较短，因此，凝料投影面积可以适当取小些。 此处 A浇=0.2 A塑=0.2 339.3=67.86mm 塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积 则 A 总 = n（A 塑+A 浇）=2(A 塑+0.2A 塑)=813.32 mm 模具型腔内的胀型力F 胀 则 F 胀=A 总 P 模=813.3235=28.47kN 注：P模 是型腔的平均计算压力值，通常取注射压力的20%-40%，大致范围25MPa-40MPa，由于PA66属中等黏度的塑料且塑件有精度要求，故P模取35MPa。 由表13-1可知，改注射机的公
20、称合模力F锁=90KN，合模力安全系数K2=1.1-1.2这里取K2=1.2。 则 K2 x F胀=1.2 x F胀=1.228.47=34.16F锁 所以， 注射机锁模力满足要求。第三章 浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统前首先必须确定塑件的成型位置，该纱窗轮滑轮模具采用一模两腔三板式结构，侧浇口，顶出装置采用推板式结构。3.1主流道设计1.主流道尺寸由于主浇道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此，采用可拆卸换的浇口套主流道尺寸 如下：主流道的长度 一般由模具结构确定，对小型模具L应小于60mm, 则本次初选50mm.主流道小端直径 d=注射机喷
21、嘴尺寸+（0.5-1）mm=4.5mm主流道大端直径 D=d+L主tana=8mm主流道球面半径 SR=注射机喷嘴球头半径+（1-2）mm=12+1=13mm球面的配合高度 h=3mm2.主流道的凝料体积 V主=L主（R主+r主+R主r主）/3 =50（4+2.25+42.25） 3.14/3 =1832.3 mm3.主流道当量半径 Rn=(R主/2+r主/2)/2 =(2.25+4)/2=3.125mm 4.主流道浇口套的形式(1) 浇口套的内孔（主流道）呈圆锥形，锥度2 6。若锥度过大会造成压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥度过小，会使阻力增大，热量损耗大
22、，表面黏度上升，造成注射困难。(2) 浇口套进口的直径d应比注射机喷嘴孔直径d1大0.5mm。若等于或小于注射机喷嘴直径，在注射成型时会造成死角，并积存塑料，注射压力下降，塑料冷凝后，脱模困难。(3) 浇口套内孔出料口处（大端）应设计成圆角r，一般为0.53mm。(4) 浇口套与注射机喷在接触处球面的圆弧度必须吻合。(5) 浇口套长度（主流道长度）应尽量短，可以减少冷料回收量，减少压力损失和热量损失。(6) 浇口套锥度内壁表面粗糙度Ra0.8m,保证料流顺利，易脱模。(7) 浇口套不能制成拼块结构，以免塑料进入接缝处，造成冷料脱模困难。(8) 浇口套的长度应与定模板厚度一致，它的端部不应凸出在
23、分型面上，否则会造成合模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具。(9) 浇口套部位是热量最集中的地方，为了保证注射工艺顺利进行和塑件质量，要考虑冷却措施。 主流道衬套为标准件课选购，主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求严格，故以便于拆卸更换，则分开来设计。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。本设计中浇口套采用碳素工具钢T10A，热处理淬火表面硬度50HRC-55HRC.如下图。定位圈的结构由总装配图来确定。 3.2 分流道的设计1分流道的布置形式 为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。2
24、分流道的长度根两个型腔的结构设计，分流道长度适中21mm，3分流道的当量直径 流过分流道的塑料质量 m=V塑=33.861.1=37.246g200g 但该塑件壁厚3mm-4mm之间，按图2-4的经验曲线查得D=3.2,再根据单向分流道长度16mm由图2-5查得修正系数f l=1.01,则分流道直径经修正后为： D=D,fL=3.323mm4分流道的截面形状本设计采用梯形截面，其加工工艺好，且塑料的热量损失 流动阻力均不大。 5分流道的尺寸 由经验值b=412mm，流动性好的材料可小到2mm。 则 b取3mm h=2b/3=2mm r=1-3此处取r=16分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的
25、表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25m-2.5m即可，此处取1.6m。另外脱模斜度一般在5-10之间，由上式得脱模斜度为10，脱模斜度足够。 3.3 浇口的设计 该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模两腔注射为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其界面形状简单，易于加工。1侧浇口尺寸的确定浇口是流道和型腔之间的连接部分，也是注塑模进料系统的最后部分，其基本作用是：使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入并充满型腔。型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的热料回流。浇口的设计与塑件形状,断面尺寸，模具结构，注塑工艺条件（压力）及塑料性能等因素有
26、关。浇口截面要小，长度要短，因为只有这样才能满足增料流速度，快速冷却封闭，便于与塑件分离，以及浇口残痕最小等要求。根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想。设计时考虑选择从塑件的表面进料，而且在模具结构上采取镶拼型腔型心，有利于填充排气。故采用点浇口，查表初选尺寸为（blh）2mm1mm1mm,试模时修正（1） 计算侧浇口的深度 根据表2-6，可得侧浇口的深度h计算公式为： h=nt=0.63=1.8mm2 注：t是塑件壁厚，这里t=3mm; n是塑料成型系数PA66取0.6（2） 计算侧浇口的宽度 根据表2-6，可得侧浇口的宽度B的计算公式为B=nA30=0.6266730=1
27、.0331mm 注;A为凹模的内表面积（约等于塑件的外表面积）（3） 计算侧浇口的长度 根据表2-6，可取侧浇口的长度L浇=0.75mm。2点浇口剪切速率的校核（1） 确定注射时间：查表2-3，可取t=1.5s.（2） 计算浇口的体积流量：q浇=V塑/t=33.86/1.5=22.57cms（3） 计算浇口的剪切速率：对于矩形浇口可得： 3.4校核主流道的剪切速率上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积 分流道的体积（浇口的体积大小可以忽略不计）以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流道体的剪切速率。1） 计算主流道的体积流量 q 主=（V 主+ V 分+2V塑）/t =(1.573+6+233
28、.86)/1.5 =34.3522) 计算主流道的剪切速率 主流道的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 之间，所以，主流道的剪切速率合格。3.5冷料穴设计及计算当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低，形成冷料渣，为了集存这部分冷料渣，在进料口的末端的动模板上开设一个洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。在注射时必须防止冷料渣进入流道或模具型腔内，否则将会堵塞流道和减缓料流速度，进入模具型腔就会造成塑料制品上的冷把或冷斑。冷料穴位于主流道正对面的动模板上,或者处于分流道的末端，其作用是收集熔体前锋的冷料,防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种,一种专门用
29、于收集、贮存冷料，另外一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的作用。根据需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道转向的位置，甚至在型腔的末端开设冷料穴。冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径d 的1.52倍,如图3-4所示。有的冷料穴兼有拉料的作用，在圆管形的冷料穴底部装有一根Z形头的拉料杆，称为钩形拉料杆，这是最常用的冷料穴形式。同类形的还有倒锥形和圆环糟形的冷料穴。本设计采用常用的圆管形冷料穴。图3-4 冷料穴并不是所有注射模都需要开设冷料穴，有时由于塑料性能或工艺控制较好，很少产生冷料或塑件要求不高时，可不必设置冷料穴。如果初始设计阶段对是否
30、需要开设冷料穴尚无把握，可流适当空间，以便增设。本设计开设冷料穴长度为 1.5d=1.54=6mm。第四章 成型零件的结构设计及计算4.1 成型零件的结构设计成形零部件工作尺寸是指直接用来构成塑件型面的尺寸，例如型腔和型芯的径向尺寸、深度和高度尺寸、孔间距尺寸、孔或凸台制某成形表面的距离尺寸等。该塑件的工作尺寸有型腔，型芯。它的工作尺寸均按平均法计算。查表塑料模设计手册表 1-4 塑料pa66的平均收缩率为1.5%，根据该制件尺寸公差要求，模具的制造公差取z=/4。在计算过程中，塑件尺寸与模具成型零件尺寸都有相关的规定，详细内容见下表：型腔的计算径向尺寸的计算2412深度尺寸的计算92323.
31、0550+0.11型芯的计算径向尺寸的计算4深度尺寸的计算 9型芯中心距尺寸4040.0154.2 成型零件结构设计及钢材选用工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。（包括矩形和异形型芯的长和宽），型腔深度和型芯高度和尺寸。中心距尺寸等。由于本塑件是直接由型腔成型的，所以只需计算型腔各尺寸就可以了。本设计采用组合式凹模，根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性。同时考虑其机械加工性能和抛光性能，又因为塑件为大批量生产，所以构成型腔主体部分的材料选用性能良好的40Cr合金结构钢。40Cr钢的强度要比40钢高20%，同时具
32、有良好的塑性和韧性。而对于两个5的轴肩，一个直接在中间板上成型，一个由动模板和推杆成型。第五章 斜导柱等侧抽芯机构的设计5.1斜导柱的设计与计算 一般设计时， ，最常用 ，此处斜导柱倾斜角取为201斜导柱的结构设计斜导柱的形状如下图，其工作端的端部可以设计成锥台或半球形，但半球形制作较困难，则设计成锥台，但必须注意斜角 应大于斜导柱倾斜角 ，通常 = +（23）材料多为T8、T10等碳素钢，由于斜导柱经常与滑块摩擦，热处理要求硬度HRC 55，表面租糙度Ra 0.8m.其余固定模板之间采用过度配合H7/m6.2抽芯力计算Fc=Ahq（cos-sin）=288.910-6107（0.21） =5
33、77.8N 式中 抽芯力（N)； 塑件对钢的摩擦力，为0.1-0.3； A塑件包容侧型芯的面积； P塑件对侧型芯的单位面积上的包紧力，模内冷却的塑件p取（0.8-1.2）x； 侧型芯的脱模斜度；3 抽芯距确定 S抽=h+(23)=6+2=8mm 式中 S抽抽芯距（mm）； h塑件侧孔深度，该塑件侧孔深度6mm； K安全距离（2mm-3mm）4斜导柱工作长度及受力的计算 斜导柱的工作长度： =8/=23 =21.97 式中 L斜导柱的工作长度； S抽芯距； 斜导柱的倾斜角，取为20o； H与抽芯距s对应的开模行程 斜导柱抽芯时的受力： =577.8N 侧抽芯时斜导柱所受的弯曲力（N); 侧抽芯时
34、的脱模力，其大小等于抽芯力（N); 侧抽芯时所需的开模力5斜导柱的总长度斜导柱的总长度与抽芯距 斜导柱的直径和倾斜角以及斜导柱固定板厚度等有关。 =78+7=85mm 式中， 斜导柱总长度（mm）； 斜导柱固定部分大端直径（mm）; h斜导柱固定板厚度（mm）; d斜导柱工作部分直径（mm） s抽芯距（mm）; 斜导柱安装固定部分的长度为 =24mm 式中 斜导柱安装固定部分的长度； 斜导柱固定部分的直径；由于抽拔方向与开模方向垂直，完成抽芯距所需最小开模行程为： H=S=8 =21.98mm6.斜导柱与滑块斜孔的配合为了保证在开模瞬间有一很小空程，使塑件在活动型芯未抽出之前从型腔内或者型芯上
35、获得松动，并使楔紧块先脱开滑块，以免干涉抽芯动作，斜导柱与滑块孔的配合应有0.25mm-0.5mm的单边间隙。7.滑块的设计（1）活动型芯与滑块的连接形式为了制造方便，本设计采用整体式。（2）滑块的导滑形式滑块在导滑槽中活动必须顺利平稳，不发生卡滞，跳动等现象，本设计采用T型槽导滑，其结构如下： （3）花开的导滑长度滑块的导滑长度L应大于花点宽度B的1.5倍，滑块完成抽芯动作后，应该继续留在导滑槽内，并保证在导滑槽内的长度l不小于滑块全长的2/3。本设计中，长度L为94.宽度为75，导滑槽长度为56mm，而抽芯距仅需要8mm，滑块抽芯复位过程中全部位于导滑槽内，所以运行平稳。（4）滑块的定位装
36、置为了保证在合模时斜导柱的伸出端可靠地进入滑块的斜孔，滑块的抽芯后的终止位置必须定位。 8楔紧块的设计（1）本模具采用嵌入式楔紧块，如下图所示。（2）楔紧块的楔角当斜导柱带动滑块作抽芯移动时，楔紧块的楔角必须大于斜导柱的楔角，这样当模具一开启后，楔紧块就让开，否则斜导柱无法带动滑块作抽芯动作，一般，=+（2o3o），该设计中为20o，可取，为23o第六章 脱模推出机构的设计在注射成型的每一个循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为脱模机构（或称推出、顶出机构）。推出是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出机构是不可忽
37、视的。在设计脱模推出机构时应遵循下列原则。(1)推出机构应尽量设在动模一侧。由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因为如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。(2)保证塑件不因推出而变形损坏。为了保证塑件在推出过程最后不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具包紧力和黏附力的大小，合理的选择推出方式和推出位置。推力点应作用在塑件刚性好的部位，如肋部、凸缘、壳体形塑件的壁缘处，尽量避免推力点作用在塑件的薄平面上，防止塑件破裂、穿孔。从而时塑件受力均匀、不变形、不损坏。用推杆推出时，推杆作用在塑件表面的面积要进行计算
38、，以防推出力过大而使塑件发白或变形报废。(3)机构简单、动作可靠。推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。(4)良好的塑件外观。推出塑件的位置应尽量设置在塑件内部或隐蔽面好非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。(5)合模时的正确复位。设计推出机构时，还必须考虑合模时推出机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出、机动推出、液压或气动推出机构。由于设置推杆位置的自由度较大因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推
39、出各种塑件。推杆推出机构的特点：推杆加工简单，更换方便，脱模效果好。推杆设计的注意事项：（1）推杆的推出位置应设在脱模阻力大的地方，推杆不宜设在塑作最薄的处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可增加推出面积来改善塑件受力状况。推出面积较少时，一般采用推出盘推出，此设计的推杆放置在产品的中央。（2）推杆直径不宜过细，应有足够的刚度和强度，能承受一定的推力，一般推杆的直径为2.515mm。为了避免细长杆变形，对于直径为2.5mm以下的推杆最好设计成阶梯形。（3） 装配位置 推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.051mm，否则，会影响塑件使用。（4）推杆的材料多用钢45、T8、
40、T10, 推杆头部要淬火处理HRC50以上，工作端面的粗糙度低于Ra0.8。 常用的推杆形式有、矩形、D形。圆形结构简单，应用最广。推杆直经d与形腔部分推杆孔采用H7/e7H8/f8的间隙配合。本设计塑件结构比较简单，采用推杆推出塑件，同时在本设计中，推杆还起成型塑件轴肩端面的作用。见图4-1。由于滑轮轴肩高度很小，且塑件冷却后会收缩，因此脱模力极小，推杆足够推出塑件。由于成型要求，只能选择直径为5mm的圆形推杆。本设计推杆才用T8钢，热处理5055HRC。参照GB/T 4169.1-1984设计其结构主要尺寸如图5-1：图5-1 推杆兼复位杆其中D=5mm，d=10mm，s=3mm，L=12
41、0mm，数目： 4根。第七章 选择模架与校核 因为要考虑该副模具采用采用推件板和推杆综合推出方式及导柱、导套的布置形式等因素，根据表7-1可确定选用带推件板的直浇口B型模架。7.1各模板尺寸的确定 （1）A板尺寸 A板厚度取40mm。 （2）B板尺寸 B板是型芯固定板，按模架标准板厚取30mm。 （3）C板（垫板）尺寸 垫块=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（510）mm=(5+25+20+510)=60-66mm,初步选定C为60mm. (4)根据塑件在分型面上投影的面积或模仁周边尺寸，以塑件布置在推杆推出范围之内或模仁边缘保持一定距离为原则来确定模架大小。塑件投影宽度WW3-10 塑件
42、投影长度LL2-D2-30 式中 常数10推杆边缘与垫块之间的双边距离，参见表7-4 30推杆与型腔或模仁边缘之间的双边距，参见表7-4知，型腔表面尺寸24x64mm决定用侧浇口，塑件用推杆推件板推出， 查表7-4可求得，w3=90；w=150；D2=12;L2=114;L=150故此，选模架为WL=150150mm 经上述尺寸计算，模家尺寸以确定，标记为：C1515-403060GB/T12555_2006.其他尺寸按标准标注。 7.2模架尺寸的校核 根据所选注射机来校核该模具设计的尺寸。（1）模具平面尺寸150mm200mm260mmx360mm(拉杆间距)，校核合格。（2）模具高度尺寸260mm，200mm234mm300mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。（3）模具的开模行程，29+18+(5