毕业设计（论文）-伞柄头注塑模具设计.doc

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1、重庆三峡学院毕业设计（说明书）设计(论文)题目 伞柄头注塑模具设计 院 系 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2011级机械2班 学生姓名 学生学号 指导教师 职称 完成毕业设计（论文）时间 2015 年 5 月目录目录第一章 绪论11.1 塑料的功用11.2 塑料模具的功能11.3 伞柄头塑料模具的设计及其目的1第二章 塑料件几何尺寸及工艺22.1 塑料件二维图22.2 孔的位置设计32.3 加强肋的设计32.4 内螺纹设计42.5 三维伞柄头42.6 塑料件的材料及工艺特征5第三章 注射机选择53.1塑料件的体积质量计算。53.2 注射机的选用6第四章 分型面的设计74

2、.1分型面的形式74.2 分型面的数量84.3分型面选择原则84.4 塑料件分型面设计8第五章 浇注系统95.1浇注系统设计原则95.2浇注系统的布置95.3 主流道的设计95.4分流道的设计105.5浇口的设计115.6冷料井的设计115.7点浇口浇注系统二维图125.8 排气系统的设计125.9 模具温度控制12第六章 成型零件的工作尺寸计算136.1 影响工作尺寸的因素146.2 凹模的工作尺寸计算146.2.1 凹模的径向尺寸计算公式:146.2.2 凹模的深度尺寸计算公式:156.3 凸模的工作尺寸计算156.31 凸模的径向尺寸计算公式:156.3.2 凸模的高度尺寸计算公式:16

3、6.4 螺纹型芯的尺寸计算166.5螺距工作尺寸计算16第七章 模架的选择17第八章 导向机构设计188.1 导柱的结构技术要求188.2 导套结构技术要求18第九章 脱模机构设计1891螺纹型芯脱模1891.1 螺纹型芯脱模机构设计199.1.2旋出螺纹塑件的扭矩计算：199.2脱模力计算：209.2.1复位杆的强度计算209.2.2复位杆压力校核21第十章 注射机参数校核2110.1最大注塑量校核2110.2 注射压力校核2210.3 锁模力的校核2210.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核2210.41模具闭合高度长宽尺寸与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合:2210.4.2模具闭合高度校

4、核:22104.3 开模行程校核23第十一章 模具的装配2311.1 装配工艺概念2311.2 装配顺序24第十二章 结论25参考文献26致谢语27伞柄头注塑模具设计胡华重庆三峡学院 机械工程学院 机械设计制造及其自动 2011级 重庆万州 404000摘要模具被人们称为“工业之母”。通过模具，能够将原材料加工成为各种各样的形状，以满足不同部门，行业，单位的需要。随着社会工业化发展越来越迅速，人们对模具的需求量越来越大，对其质量与生产效率越来越严格。塑料具有密度小，但强度高，在耐腐蚀性和绝缘性能上面具有很好的优越，在很多方面能够代替金属。塑料的注射成型，是塑料制品成型的一般方法。塑料经料筒进入

5、注射机，对原料进行加热，使其高温融化，成为粘稠的流体，之后在柱塞或螺杆作为加压工具，使其通过注射机的喷嘴高压注入注塑模具的型腔之中。经过模具冷却系统辅助塑料冷却，凝固。在脱模机构的帮助下，从模具之中脱落，此时已经形成了想要的形状与功能的塑料件。折叠式雨伞手柄是属于塑料制件，可以通过注塑模具将其注射成型。以达到支撑伞体的目的。甚至精心设计可达到手感舒适，美观的效果。且可通过注射成型工艺，可大批量的复制生产，经济又有效率。关键字：模具 注塑 伞柄 2015届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）第一章 绪论1.1 塑料的功用绝大部分塑料是以合成树脂为主要的成分，并在其中加入了，如：稳定剂，着色

6、剂，增塑剂等添加剂，以用来改善塑料的性能。塑料具有密度小，但强度高，在耐腐蚀性和绝缘性能上面具有很好的优越性能，并且有些塑料还有优异的防震抗冲的能力。由于这些性能使之塑料在机械，仪表，包装，日用品中频繁的出现。当然塑料也有一些缺点，虽然塑料的比强度高，但相比与钢之类的金属材料还是要差了一些，使之在某些刚性要求严格的地方，不能使用塑料。其次塑料的热导率不如金属，在长期的较高温度下，塑料会渐渐的产生塑性流动，出现变形。再就是塑料易燃烧，会出现超出意料的火灾。1.2 塑料模具的功能原材料，注射机，成型模具是将塑料加工成制品的三个要素。合理的加工工艺，先进的注射模具和高效的设备是塑料模具实现工艺要求，

7、精美的造型，达到预想中的效能的关键。1.3 伞柄头塑料模具的设计及其目的本设计塑料件为折叠式雨伞手柄头。尺寸中等，其外侧为有微微起伏的圆柱，不仅美观舒适，也在脱螺纹机构中起止转功能。内侧由凹凸台，加强肋以及粗螺纹组成。在模具的设计之前，翻阅了大量的相关资料文献。比如张维合老师编著的注塑模具设计的实用教程，朱光力老师的塑料模具设计，大连理工大学工程图学教研室编著的机械制图等资料文献，对模具设计有了深一步的了解。之后通过对伞柄头尺寸的设计，塑料的材料的选用，型腔的布局，注射机的选择，设计浇注系统，计算凹凸模的尺寸，推出机构的设计，螺纹型芯的电机旋转脱模的机构设计，装配图等相关的图纸的制作。完整的设

8、计出伞柄头的注塑模具的结构设计。通过伞柄头注塑模具设计。使提高技术资料的收集、整理、编译及其运用能力；使培养消化、巩固和加深所学的专业知识，掌握塑料模具的设计步骤和方法；使提高使用国家标准，设计手册，模具图册的能力。通过对伞柄头注塑模具的设计，在制图的过程中，更加深对SolidWorks,UG, Auoto CAD等专业软件的运用。第二章 塑料件几何尺寸及工艺2.1 塑料件二维图图2.1伞柄二维图塑料件为折叠式雨伞手柄。其外侧为有微微起伏的圆柱。内侧由凹凸台，加强肋以及M16的粗螺纹组成。该塑料件尺寸中等，多数为曲面特征。雨伞手柄的壁厚为2mm。因为塑料件上的转角处是应力集中处，易产生应力开裂

9、。所以才有圆弧过渡，避免应力集中，提高强度，并且改善流动状况，利于充满型腔，也方便脱模。2.2 孔的位置设计图2.2 孔的位置设计雨伞手柄头底端上有绳索孔。其直径为4mm，离圆心距离为14mm（即绳索孔边与手柄头外端相距4mm）。2.3 加强肋的设计a=0.5-1.5L=(2.5-5)HT=(0.4-0.75)HR=(0.25-0.4)H图2.3 塑料件加强肋的形状和尺寸设计 根据图2.3所示的塑料件加强肋的形状和尺寸设计。该手柄头的加强肋选用尺寸：H=2mm，a=1，L=19mm，T=1.4mm，R=0.5mm2.4 内螺纹设计 伞柄中心承载着是雨伞的重心。内螺纹链接着伞柄与雨伞主体。为了让

10、凹凸台的壁厚与整体壁厚均匀。所以采用M16的粗螺纹，小径d1=13.835mm，螺距P=2mm。2.5 三维伞柄头 图2.4三维图形2.6 塑料件的材料及工艺特征该伞柄头塑料件选用的材料为ABS(丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物)典型应用范围：汽车（仪表盘，工具舱门，车轮盖，反光镜等）,电冰箱，大强度工具（吹风机，搅拌机，食品加工机，割草机等），电话机壳体，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。1、注射工艺条件：干燥处理（ABS材料具有吸湿性，在加工之前进行干燥处理）。建议干燥条件，为8090C下最少干燥2h.材料湿度保证小于0.1%。 2、融化温度：210280C；建议温

11、度245C。3、模具温度：2570C。模具温度将影响塑料件表面粗糙度，温度较低将导致表面粗糙度值大。4、注射压力：50100Mpa。5、注射速度：中高速度。6、化学和物理特征：ABS是由丙烯晴-丁二烯-苯乙烯三种化学单体合成。丙烯晴高强度，热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性，抗冲击特性；苯乙烯具有易加工，较低的表面的粗糙度值及高强度。三种单体的比例不同，ABS所表现出来的特性也有些变化。这样就会产生了上百种不同品质的ABS材料，使之在商品的设计更加的灵活多变。具有了不同的特性，例如：从中等到高等的抗冲击性，从低到高的表面粗糙度值和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕

12、变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。7、成型收缩率：0.3%0.8%。密度:1.04-1.8g/cm3。第三章 注射机选择3.1塑料件的体积质量计算。图3.1 伞柄三维图通过UG软件的“分析测量体”，可知:塑料件的体积 V=15924.7mm3浇注系统的体积 V浇=3921.455mm3ABS密度：1.04-1.8g/cm3。取密度1.05 g/cm3.塑料件的质量 m=15.9247 x 1.05=16.72 g浇注系统的质量 m浇=3.921455 x 1.05=4.12 g 3.2 注射机的选用 注射机的大小应与模具的大小相匹配。注射机过小，不能保证正常生产，以至于不能产生出优良

13、合格的塑料件；注射机过大，运转费过高，而动作缓慢，增加塑料件的生产成本；在选用注射机时，主要参数有，公称注射量，注射压力，锁模力，注射速度，塑化能力，合模装置基本尺寸，开合模速度，空循环时间等。 公称注射量：是指在对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。 注射压力：为了克服熔料流经喷嘴，浇流道时的流动阻力，螺杆（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。 锁模力: 模力是指注射时为克服型腔内熔体对模具的涨开力，注射机施加给模具的锁紧力 。注射速度：为了使熔料及时充满型腔，熔料必须有一定的流动速度。合模装置基本尺寸：包括模板尺寸，拉杆空

14、间，模板间最大开距，动模板的行程，模具最大厚度和最小厚度等。塑化能力：单位时间内所能塑化的物料量，塑化能力应与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本领，反之则会加成长周期。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件损坏。要求模板在合模时从快到慢，开模时从慢到快，在到停止。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，完成一次循环所需要的时间。 通过伞柄头塑料件的尺寸大小，ABS材料的特征，查国产注射机主要参数表，选用注射机sz-125/90.表 3.1 注射机sz-zy125/90参数螺杆直径/mm注射容量/cm3注

15、射压力/MPa注射速率/g.s-1塑化能力/（kg.h-1）注射方式401251167235螺杆式锁模力/KN移模行程/mm拉杆间距/mm最大模厚/mm最小模厚/mm合模方式900300260x290300200肘杆顶出行程/mm顶出力/KN定位孔径/mm喷嘴移出量/mm喷嘴球半径/mm系统压力/MPa1801510020106喷嘴直径/mm电动机功率/kw加热功率/kw外形尺寸/m x m x m重量/t注射重量/g41553.4xo.8x1.643.5114第四章 分型面的设计分型面是模具上用于取出塑料件或浇注系统中凝料的可分离的接处面。4.1分型面的形式 按分型面的位置分为垂直于注射机开

16、模方向分型面；平行于开模方向分型面；倾斜于开模方向分型面。按分型面的形状分为平面分型面；曲面分型面；阶梯形分型面。4.2 分型面的数量1）常见单分型面模具只有一个与开模方向垂直的分型面。2）有时为了取出浇注系统凝料，需增加一个取出凝料的辅助分型面。3）对于有侧凹凸过侧孔的塑料件，采用平行开模方向的瓣合模式分型面，开模时先使动模与定模分开，然后瓣合模面分开。4.3分型面选择原则基本原则是保证塑料件的质量，能简化模具的结构和能够使塑料件脱模。1） 分型面便于脱模和简化模具。2） 分型面应不影响外观，能尽量消除修整溢料边。3） 分型面应保证塑料件的尺寸精度。、4） 分型面选择应便于模具零件的加工。5

17、） 分型面应尽量与凝料末端重合，有利于排气。6） 分型面的选择应与注射机相结合考虑。4.4 塑料件分型面设计 该塑料件采用一模两腔，模架为三板模。在结合分型面选择原则，不影响塑料件外观和注射压力的平衡，综合考虑： 有两个分型面，其一是动定模之间的分型面（如图4.1 A-A）。另外一个是推料板与定模板之间，用于取出凝料的辅助分型面(如图4.1 B-B)。 分型面的位置皆分为垂直于注射机开模方向，分型面的形状分皆为平面分型面。图4.1 分型面第五章 浇注系统浇注系统的作用是将塑料熔体顺利充满模腔深处，以获得外形轮廓清楚，内在质量优良的塑料制件。因此，要求冲模过程快而有序，压力损耗小，热量散失小，排

18、气条件好，浇注系统凝料易于制品分离与切除。浇注系统主要有主流道，分流道，浇口，冷凝井等组成。5.1浇注系统设计原则1）浇注系统与塑料件一起在分型面上，应有压降，流量和温度分布的均衡布置。2)尽量缩短流程，以降低压力损失，缩短充模时间。3）选择浇口位置时应避免产湍流和涡流以及喷射和蛇形流动，并有利于排气和补缩。4）避免高压融体对型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移； 5)浇注系统凝料脱出方便可靠，易于塑件分离或切除整修容易，且外观无损伤； 6)熔和缝位置须合理安排，必要时配置冷料井获溢料槽； 7）尽量减少浇注系统的用料量； 5.2浇注系统的布置在一模多腔的浇注系统中，分流道的布置有非平衡式和平衡式

19、两种。非平衡式：是主流道末端到各个型腔分流道长度各不相等。为达到平衡充模，需将浇口尺寸按距主流道进行修正。此布置保证了流程短，但难以保证制件的质量一致。平衡式：主流道末端到各个型腔分流道的长度，断面形状，尺寸大小对应相等。这种布置可使塑料件的熔体均衡充满各个型腔。这样一起出模的塑料件的质量和尺寸精度一致性很好。但，有时分流道较长。该雨伞手柄头塑料件选用平衡式布置。5.3 主流道的设计图5.1 主流道二维图主流道的尺寸直接影响了塑料件熔体的流动速度和充模时间，甚至塑料件的内在质量。主流道与喷嘴接触处一般做成凹球形，主流道凹球与喷嘴凸球应严密贴合。所以要满足以下要求：1）主流道凹球半径r1=喷嘴凸

20、球半径r+（1-2）mm。2）凹球深度为35mm。3）流道小端直径d1=喷喉直径d+(0.5-1)mm。4）大端直径D=d1+2Ltan(a/2),而流道长度L由推料板的厚度确定，尽量可能短。根据注射机sz-125/90。查得注射机主要参数表。可知：喷嘴凸球半径r=10mm喷喉直径d =4mm 取主流道凹球半径比喷嘴凸球半径大1mm,流道小端比喷喉直径大0.5mm。所以有：主流道凹球半径r1=10+1=11mm流道小端直径d1=4+0.5=4.5mm且：主流道应该有一定的倾斜角a，便于凝料的取出。一般取值范围2-6。该主流道a取值为2。主流道的长度，根据选择的模架，取值为47mm。所以主流道的

21、大端：D=d1+2Ltan(a/2)6mm5.4分流道的设计分流道的截面形状有：圆形，半圆形，矩形，梯形，U型。从压力的传递角度考虑，应选用较大的流道截面积；而从减少散热考虑应有较小的比表面S（即分流道的表面积与体积之比）。相比而言，圆形分流道截面的比表面较小，所以塑料件的分流道截面选用圆形。分流道截面尺寸可由经验公式做初步估计:d2=0.2654m1/2l1/4公式中，d2为圆形分流道姐截面直径，m为塑料件的质量，l为分流道的长度（根据一模两腔的设计，l取值为47mm）。经过计算，初步估计主分流道的截面直径：d2=4.8mm。本次设计的d2取值为5mm。且分流道常用尺寸为（4）.5.（6）.

22、7.（8）.9.（10）.（12）。次分流道（第二分流道）一般比主分流道(第一分流道)小一个等级。(注意：括号尺寸为最常用尺寸。)所以，次分流道（第二分流道）选用3mm。5.5浇口的设计浇口的作用是使分流道的熔体产生加速。分流道的类型按模架的类型可分为：1）直浇口：直接浇口，普通浇口，潜伏浇口。2）点浇口：点浇口，点浇口转普通浇口，潜伏式浇口。本次设计用的是三板模，宜选用点浇口。熔体从伞柄头塑料件底端的中心注入到型腔。图5.2浇口尺寸设计5.6冷料井的设计在注射机末注射前，喷嘴最前端的熔料温度低，容易形成冷凝料，为了防止这部分冷凝料进入型腔而对塑料件造成影响。在流道的末端和各个分流道转向位置开

23、设空穴，用来存储冷凝料。通常冷凝道长度为浇道直径的1.5-2倍。本次设计选用冷凝道长度为浇道直径的2倍。所以冷凝道长度为10mm。5.7点浇口浇注系统二维图图5.3点浇口浇注系统二维图5.8 排气系统的设计塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型腔及流道原有的空气, 除此以外, 塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则, 被压缩的气体产生高温,会引起塑件局部碳化烧焦, 或使塑件产生气泡, 或使塑件熔接不良引起强度下降, 甚至充模不满等。因为本设计中分型面处于熔体的流动末端，有利于将型腔中的气体排出去，所以选择在分型面一侧开设排气槽排气。一级排气槽深度0.1mm,长度4mm；二

24、级排气槽深度0.5mm。5.9 模具温度控制模具温度要求在80C 以上时, 模具就要有加热装置。但大多数热塑性塑料, 模具上不需设置加热装置。为了缩短成型周期, 需要对模具进行冷却, 常用水对模具进行冷却。冷却水孔的设计原则(1 ) 冷却水孔数量应尽可能的多, 孔径尽可能的大。冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水道直径的1 倍2 倍(通常12mm15mm) , 冷却水道之间的中心距约为水孔直径的3 倍5 倍。水道直径一般在8mm 以上。(2 ) 冷却水孔至型腔表面的距离应尽可能相等。当塑件壁厚均匀时, 冷却水孔与型腔表面的距离应尽可能处处相等, 当塑件壁厚不均匀时, 应在厚壁处强化冷却。(3

25、 ) 浇口处要加强冷却。(4 ) 冷却水孔道不应穿过镶块或其接缝部位, 以防漏水。(5 ) 冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。(6 ) 进出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧, 通常应设在注塑机的背面。第六章 成型零件的工作尺寸计算 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。图6.1 型腔三维图图6.2 型芯三维图6.1 影响工作尺寸的因素1 ) 塑件收缩率的影响。由于塑料热胀冷缩的原因, 成型冷却后的塑件尺寸小于模具型腔的尺寸。2) 凹、凸模工作尺寸的制造公差影响。它直接影响塑件的尺寸公差。通常凹、凸模的制造公差取塑件公差的1/ 31

26、/ 6。3 ) 凹、凸模使用过程中的磨损量及其他因素的影响。生产过程中的磨损以及修复会使得凸模尺寸变小, 凹模的尺寸变大。因此, 成型大型塑件时, 收缩率对塑件的尺寸影响较大; 而成型小型塑件时, 制造公差与磨损量对塑件的尺寸影响较大。6.2 凹模的工作尺寸计算凹模是成型塑件外形的模具零件, 其工作尺寸属包容尺寸, 在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐的增大。所以, 为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要,在设计模具时, 包容尺寸尽量取下限尺寸, 尺寸公差取上偏差。具体计算公式如下:6.2.1 凹模的径向尺寸计算公式:L = L塑( 1 + k) - (3/ 4 )+式中: L塑 塑

27、件外形公称尺寸;k 塑料的平均收缩率; 塑件的尺寸公差; 模具制造公差, 取塑件相应尺寸公差的1/ 31/ 6。根据表6.1，尺寸公差选用：0.6mm。制造公差取尺寸公差的1/6。所以：L=44x（1+0.0055）-(3/4) 0.6】+0.6x(1/6) =43.790+0.1表6.1 线性尺寸的极限偏差数值（摘自GB/T 1804-2000） （mm） 本次设计，塑料件选用公差等级:中等m，平均密度k=(0.3%+0.8%)/2=0.55%6.2.2 凹模的深度尺寸计算公式:H = H塑(1 + k) (2/ 3 )+式中: H塑 塑件高度方向的公称尺寸。所以：H=40x(1+0.005

28、5)-（2/3）0.6+0.1=39.820+0.16.3 凸模的工作尺寸计算凸模是成型塑件外形的, 其工作尺寸属被包容尺寸, 在使用过程中凸模的磨损会使被包容尺寸逐渐的减小。所以, 为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要, 在设计模具时, 被包容尺寸尽量取上限尺寸, 尺寸公差取下偏差。:6.31 凸模的径向尺寸计算公式:l = l塑( 1 + k) + (3/ 4 ) - 式中: l塑 塑件内形径向公称尺寸。所以：l=40(1+0.0055)+(3/4) 0.6 -0.1 =40.670-0.16.3.2 凸模的高度尺寸计算公式:h = h塑( 1 + k) + ( 2/ 3) 式中

29、: h塑 塑件深度方向的公称尺寸。所以：h=38(1+0.0055)+(2/3) 0.6 0。1=38.610 0。16.4 螺纹型芯的尺寸计算d大= d塑大( 1 + k) + d中= d塑中( 1 + k) + d小= d塑小( 1 + k) + 式中:d大螺纹型芯的大径尺寸;d中螺纹型芯的中径尺寸;d小螺纹型芯的小径尺寸;d塑大塑件内螺纹的大径公称尺寸;d塑中塑件内螺纹的中径公称尺寸;d塑小塑件内螺纹的小径公称尺寸;塑件内螺纹的中径公差，可取中径制造公差值的5倍;螺纹型芯中径的制造公差值, 查表取0.03；d大=161.0055+0.15-0.03=16.240 0.03d中=14.70

30、11.0055+0.15-0.03=14.930 0.03d小=13.8351.0055+0.150.03=14.060 0.036.5螺距工作尺寸计算P = P塑(1 + k) / 2式中: P塑塑料螺纹制件螺距的公称尺寸;螺距的制造公差值。(见表6 -2,取0.03)P螺纹型环或螺纹型芯的螺距尺寸。所以：P=21.0055+0.03/2= 2.0110.015 表6 -2 螺纹型芯或型环螺距的制造公差 （mm） 第七章 模架的选择模架的选用与塑件的尺寸大小、形状、批量生产的多少、个人的风格等许多的因素来决定的。塑料注射模标准有两种，为GB/T12556.11990塑料注射中小型模架，和GB

31、/T12555.112555.15-1990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的迅速发展，全国形成了自己的标准。该设计的模架选择采用龙记标准模架。本次模具设计准备用三板模。三板模有细水口和简化细水口。这里用细水口模架。该设计所选用的模架的型号为：DBI -2025-A63-B42-C80 图7.1 模架三维图第八章 导向机构设计导柱与导套的配合为间隙配合，公差配合为H7/f7。合模时，应保证导向零件先于型芯接触。所以导柱导向部分的长度要比凸模高出812cm。8.1 导柱的结构技术要求1）形状:导柱前端做成或是圆角，或是半球形，或是锥台形，以便于让导柱顺利进入导套。并且导柱的表面有凹环，有润滑油，

32、目的是减少导柱与导套的摩擦力。2) 材料:导柱要强度高，耐磨，韧性好。用表面渗碳淬火处理的20钢，硬度为5055HRC。导柱的固定和导向部分的粗糙度分别为0.8，0.4um。3）公差与配合:导柱与固定板，与导套的配合分别为H7/k6,H7/f7。4）导柱与导套容易磨损，要有润滑油。8.2 导套结构技术要求1）形状：导套前端做成倒圆角，便于导柱进入。导向孔为通孔，便于其中的气体排出。2）材料：用与导柱相同的材料，或铜合金等耐磨的材料，但硬度要稍微低于导柱硬度，防止导柱导套磨损拉毛。固定形式及配合:直导套H7/r6过盈配合镶入模板，增加牢固。其他导套过渡配合H7/m6，导套固定和导向部分的粗糙度分

33、别为0.8，0.4um。第九章 脱模机构设计 在塑料件在模具中由融体固化成型，待到稳定后，就需要从动定模板的分型面中将塑料件取出来。需要设计脱模机构，根据伞柄头的结构，需要用两种脱模的方法:91螺纹型芯脱模若用内螺纹强行脱模方式，则需要满足公式：伸长率=(螺纹大径-螺纹小径)/螺纹小径AA:取决于塑料件品种，该伞柄材料ABS的A值为8%。因为: 伸长率=（16-13.835）/13.8358%所以不宜选用强行脱模方式。91.1 螺纹型芯脱模机构设计 用气动马达自动旋转螺纹，因为设计伞柄头时，伞柄头外侧有起伏，可以起到停止转动作用，使其塑料件脱离螺纹。这种运用电机自动旋转脱模的方式，能够生产效率

34、高，劳力强度小，容易实现自动化生产，能大批量生产。但制造成本高，结构复杂。9.1.2旋出螺纹塑件的扭矩计算：M=rfTF=(4EtrmLfT)/(S cos)式中： E为塑料抗拉弹性模量，取2x104N/cm2；为塑料的成型收缩率，取0.55%。t塑料螺纹制件的平均厚度（t=R-rm）。R为塑料内螺纹的外半径，取1.6cm。rm为螺纹型芯的中半径。L螺纹型芯的有效长度。fT为摩擦因素，取0.4。为螺纹形状因素。由表9.1可知，取0.231。表9.1螺纹类型普通螺纹梯形螺纹矩形螺纹 锯齿螺纹形状因子/cmh/cosah/cosa+(S/2-htana)h+S/21.078h+eS为螺距。为螺纹升

35、角：2.5o。经计算，螺纹塑件的扭矩M=24 N.m可选用上海鹏杰精密机械制造有限公司的PJ40R180W单向气动马达：功率180w，扭力24.6。图9.1 气动马达9.2脱模力计算：Q=Ap(f cos-sin)式中：A-塑料抱紧型芯的面积。p-塑料件收缩率产生单位面积上的正压力，一般取7.811.8Mpa;f-摩擦系数。一般取0.10.2；-脱模斜度，0，51.50；取值：A=6186.5mm2, p=10MPa; f=0.1; =10所以：Q= Ap(f cos-sin) =6186.510-6 x 1107(0.1cos10-sin10)=5072.9 N9.2.1复位杆的强度计算 复

36、位杆的直径：根据压杆稳定公式，可得复位杆直径为：d=64(2L)2Q/（3nE）1/4 式中：d-圆形复位杆直径mm；L-复位杆长度，根据所用模架，取130mm;n-复位杆数量，取4根；E-复位杆钢的弹性模量，E=2.1105N/mm2;Q -总脱模力。d = （64260210145.8)/(3.1432.1105) 1/4=9.1mm9mm9.2.2复位杆压力校核 查找塑料模设计手册式5-98:=(4Q)/( nd2)s 屈服应力s取值235N/mm2即: = (410145.8)/(43.1492)=39.9 N/mm2s所以只要复位杆直接不小于9mm，复位杆稳定性合格。第十章 注射机参

37、数校核经过前面模具的一系列的设计，本章将对选用的注射机XS-ZY125/900的参数进行校核，以证实所选用的注射机可行。10.1最大注塑量校核 在通常的情况下，伞柄头塑料件的的体积或是质量，加上浇注系统冷凝料的体积或者是质量之和，应该不大于80%的注射机最大注塑量。即: 80%V注V塑+V浇或者 80%注M塑+M浇这里，XS-ZY125注射机最大的注塑量为125cm3 。一个伞柄塑料件的体积V塑为15.9247 cm3 。经UG软件测得，冷凝料的体积V浇为3.921455cm3 。因为 125 80%15.92472 + 3.921455所以，选用的注射机注塑量满足注塑要求。10.2 注射压力

38、校核 因为ABS的注射压力:50100MPa 而XS-ZY125注射机的注射压力为119MPa。大于ABS注射压力，所以注射机的射压力满足要求。10.3 锁模力的校核在注射机的高压注射下，熔融的塑料会在分型面上产生一个胀开分型面的力量，称为胀型力。其大小等于塑料件我浇注系统在分型面上的投影面积之和，在乘以型腔的压力。其计算公式为： 胀型力（F）=面积之和（A）x 型腔压力(P) 型腔压力一般取2040MPa,这里取最大型腔压力40MPa。即：胀型力=2003.89mm2 x 40MPa=8.02x104 N为了保证注射是不会发生溢料，锁模力的不应小于胀型力的80%。即: F锁胀型力(F) x

39、80% 9x105 N 8.02x104 x 80%=6.416 x104 N在此选定的注塑机的锁模力, 满足要求。10.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核10.41模具闭合高度长宽尺寸与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合:即: 模具长宽 拉杆面积;已知选用的模架为DBI -2025-A63-B42-C80，模具的长宽为200250mm H最小, 故满足要求。104.3 开模行程校核此处所选用的注塑机的最大行程与模具厚度有关, 故注塑机的开模行程应满足下式:S机- ( H模- H最小) H1 + H2 + (5 10) mm式中: H1 推出距离, mm;H2 包括浇注系统在内的塑件高度, mm

40、;S机注塑机最大开模行程, mm。因为 S机- ( H模- H最小) = 300 - ( 300 - 200 ) =200H1 + H2 + ( 5 10 ) = 45+ 110+ 10 =165故满足要求。 第十一章 模具的装配 11.1 装配工艺概念 注塑模具的最后一步就是模具的装配。生产出来的伞柄头的质量，寿命，和是否能承受雨伞体的重量，与装配的好坏有着直接的关系。其工艺的技术要求有：1. 装配之后的模具要与图纸上的装配图的要求相符合。2. 模具的面板与底板的平行度要小于0.02/300.3. 动定模板的中心重复读应该符合图纸的要求，小于0.02.4. 模具中，导柱与导套的配合要平稳无偏

41、差的滑动。5. 推件板，推杆的运动要平稳，顺畅。6. 生产的伞柄头的最大外形尺寸误差不应大于|0.05|。11.2 装配顺序 1.以底板为装配的基准。 2.在装配前，检查各个零件。 3.调整组合后模具所产生的尺寸误差。如分型面吻合面积应该80%，间隙不得小于最小溢边。4.装配时，应保持原加工尺寸的基准面，便于总装合模调整时检查。5.保证平稳顺畅的组合导向机构。6.试模：包括模具预热，料筒和喷嘴的加热，调整工艺，注塑。7.模具的维护，在装配中，应该严格防止零件在装配中的碰撞，划痕，生锈等。图11 装配图第十二章 结论雨伞是人们日常生活中必不可少的日常用品，对伞柄头的设计，有利于人们的生活便利。本次的伞柄头注塑模具设计是一次对大学四年的学习的一个凝练，一次知识的结晶。虽然伞柄头注塑模具设计之前翻阅了大量的资料文献。但真实的设计过程中也遇到了许多的问题。但经过四个月的时间，一一解决了各个模具机构，系统。本次设计的主要问题是选择二板模架还是三板模具架，螺纹型芯的脱模机构设计，以及浇注系统的设计。由于伞柄注塑模具设计知识理论上的，还只是“纸上谈兵”而已。并没有真正的用于实践之中，所以模具的各种性能还不能显示出来。有机会希望还能进一步研究设计。参考文献1朱光力.塑料模具设计北京：清华大学出版社，20022张维合.注塑模具设计实用教程-北