常州工學院機電工程學院畢業設計論文PAGEPAGEi前言液壓缸筒，是將液壓能轉變為機械能的、作直線往復運動（或擺動運動）的液壓執行元件。液壓缸筒結構簡單、工作可靠。用她來實現往復運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩，因此在各種機械的液壓系統中得到廣泛應用。液壓缸的輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比；液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置與排氣裝置組成,液壓缸筒是液壓缸的重要組成部分。液壓油缸筒多用于液壓系統廣泛應用于工程機械、石油機械、農業機械、礦山機械、食品機械、包裝機械、灌裝機械等領域。在組成液系缸的零件中，液壓缸筒和導向套由于尺寸較大、精度較高，往往是影響生產效率得瓶頸工件。機械加工編制與實施需要我們學完所學的課程進行一定的生產實習。它要求自己必須全面的綜合運用本課程及其有關先修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規程的設計，機床夾具設計（或選型），刀具、量具的正確運用。其有利于培養我們的如下技能：（1）培養我們運用機械加工編制與實施課程基本理論、實踐知識及有關課程（機械制圖、機械設計、機械制造技術、公差與技術測量等）知識，結合生產實習中遇到的具體加工問題，初步掌握設計一個中等復雜程度零件的機械加工工藝規程方法，（2）結合實際操作經驗和理論學習的需要，我們需要在最后一學年運用所學的知識來進行畢業設計，本著理論實踐相結合的原則，來增強自己的實際的動手能力，來激勵自己更好的學習，提高自己的的綜合職業能力，主要為了以后更好的就業和下學期的實習奠定磐石的基礎，也是畢業的需要，來開發自己的創造思維。這次課程設計的安排主要以機械制造中的工藝系統為主線，將制造所需要的機床、刀具、夾具、制造工藝等各種知識按實際生產中機械制造過程的安排，使畢業設計與生產實際更加貼切，因而有利于解決學生專業知識的綜合應用能力。目錄前言 1目錄 2液壓缸筒的設計說明書 5一液壓缸筒的工藝分析: 51.1根據液壓缸筒的零件圖,對零件進行工藝分析 51.2液壓缸筒的工藝分析 5二確定液壓缸筒的毛坯種類和制造方法 62.1選擇包括選擇毛坯的種類和毛坯的制造方法。 62.2確定液壓缸筒的毛坯，繪制毛坯簡圖 6三擬定液壓缸筒的工藝路線 73.1定位基準的選擇 73.2表面加工方法的確定 83.3加工階段的劃分 83.4工序的集中與分散 83.5工序順序的安排 8四工序內容設計 94.1.工序尺寸及其公差的確定 94.4選擇機床和夾具 124.5選擇刀具 12總結 13參考書 14致謝 12任務書設計題目設計如圖所示的液壓缸筒的機械加工工藝規程設計內容液壓缸筒零件圖：一張機械加工工藝規程卡片：一套產品毛坯圖：一張機械加工工藝規程卡片：一套軸的設計說明書一液壓缸同的工藝分析：1.1根據零件圖,對零件進行工藝分析設計工藝規程時,首先應分析零件圖和該零件所在部件或總成的裝配圖,了解該零件在部件或總成中的位置和功用以及部件或總成對該零件提出的技術要求,明確零件的主要加工表面,分析其主要技術關鍵和應采取的工藝措施,形成工藝規程設計的總體構思.1對零件的技術要求分析,應包括以下內容。掌握零件的結構形狀、材料、硬度及熱處理等情況，了解該零件的主要工藝特點，構想有針對性的工藝方案。分析零件上有哪些需要加工的表面，以及各加工表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度以及熱處理等方面的技術要求；明確哪些表面是主要加工表面，哪些表面是難加工表面，以便在選擇加工方法及擬定工藝路線時重點考慮。2對零件圖和裝配圖進行工藝審查。（1）.審查圖樣上的視圖、尺寸公差、和技術要求是否正確，應統一、完整。（2）對零件設計的結構工藝性進行評價，看是否有利于機械加工、裝配、熱處理及毛坯制造等3由產品的年生產綱領研究確定零件生產類型。不同的生產類型有著完全不同的工藝特征，根據計算求得的零件的年生產綱領，查表確定零件生產類型，在制訂工藝規程時應充分考慮其工藝特征。1.1零件的作用液壓缸筒，是將液壓能轉變為機械能的、作直線往復運動（或擺動運動）的液壓執行元件。液壓缸筒結構簡單、工作可靠。用她來實現往復運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩，因此在各種機械的液壓系統中得到廣泛應用。液壓缸的輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比；液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置與排氣裝置組成,液壓缸筒是液壓缸的重要組成部分。1.2零件的工藝分析零件共有如下幾處加工表面，其間有一定位置度要求。分析如下：1.2.1液壓缸筒的長度液壓缸筒1024的長度，自由公差，無較高的精度要求1.2.2液壓缸筒外圓Φ273液壓缸筒外圓表面粗糙度為不去除材料獲得1.2.3液壓缸筒內孔Φ230內孔有很高的表面粗糙度和較高的形狀精度，Φ240有較高的表面粗超度和位置精度1.2.4液壓缸筒內孔車槽Φ255有較高的位置精度和表面粗超度需要磨削加工的以保證。1.2.5液壓缸筒倒角和到圓弧直接分粗加工和半精加工和精加工保證尺寸要求1.2.6液壓缸筒鉆孔加工表面尺寸及偏差公差及精度等級表面粗超度Ra（um）形位公差（mm）Φ270外圓加工表面Φ270d96.3同軸度0.06Φ255內孔槽Φ255H103.2同軸度0.06Φ240內孔Φ240H103.2同軸度0.06Φ230內孔Φ230H100.4圓度和圓柱度分別為0.03表1審查液壓缸筒的工藝性可知分析零件圖可知，液壓缸筒的外圓需要車削加工，缸筒內孔鏜削加工、由于表面粗糙度和尺寸精度要求較高，熱處理后還需要磨削加工，對于內孔溝槽需車削加工，孔主要采取鉆削加工。二確定毛培種類和制造方式2.1選擇毛坯種類和毛坯的制造方法。選擇毛坯種類機械加工中毛坯的種類很多，例如鑄件、鍛件、型材、沖壓件及焊接件等，最常用的毛坯是鑄件和鍛件。形狀復雜的毛坯，如箱體、機架底座等宜采用鑄件。鍛件毛坯由于能獲得纖維組織的連續性和均勻性分布，從而可提高零件的強度，所以適用于強度較高、形狀簡單的毛坯。鑄造方法有自由鍛和模鍛，自由鍛毛坯精度較低、加工余量大、生產效率低，適合單件小批生產;模鍛毛坯精度高、加工余量小，生產效率高，適合大批大量生產。選擇毛坯制造方法選擇毛坯的制造方法應選擇毛坯的工藝性能，毛坯的尺寸、形狀精度要求，零件的生產綱領，現有的生產條件等。毛坯圖的畫法用雙點畫線畫出簡化了次要細節的零件圖的主視圖，將確定的加工余量疊加在各相加被加工表面上，即得到毛坯輪廓，輪廓線用粗實線表示。為表示零件的內部結構，可畫出必要的剖視圖。在圖上標明毛坯主要尺寸及公差，標出加工余量名義尺寸標注毛坯的技術要求2.2確定液壓缸筒的毛坯，繪制毛坯簡圖1選擇毛坯類型對于該液壓缸筒，結構較為復雜，工作場合要求較高，長度較長直徑較大我們為了提高可加工性減少切削余量，有較大的沖擊載荷，所以我們選用27SiMn，無縫鋼管。2確定液壓缸筒的尺寸公差和機械加工余量液壓缸筒的尺寸公差和機械加工余量工序名稱工序余量（mm）工序公差工序基本尺寸（mm）工序尺寸及公差（mm）磨削內孔0.1230240255Φ230H10Φ240H10Φ255H10精鏜內孔1229.9239.9254.9Φ230H10Φ240H10Φ255H10粗鏜內孔4229239254Φ230H10Φ240H10Φ255H10精車外圓0.5270Φ270d9粗車外圓2.5270.5Φ270d9毛坯外圓273Φ270d9毛坯內孔235Φ230H10Φ240H10Φ255H10表2驗證上述余量是否滿足要求=1\*GB3①查表可知，對于設計要求為IT6級，對于表面粗糙度為Ra0.8um的液壓缸筒，加工方法為粗車-精車-磨削3道工序。=2\*GB3②用查表法確定加工余量。查閱有關手冊：毛坯外圓加工總余量為3mm,考慮液壓缸筒的精度高，但加工工序不多，批量小，毛坯外圓加工總余量為3mm,磨削外圓加工余量為0.1mm精車加工余量為1mm,粗車加工余量為2mm。毛坯內孔加工總余量為5mm考慮液壓缸筒的精度高，但加工工序不多，批量小，毛坯外圓加工總余量為5mm，磨削內孔加工余量為0.1mm精車加工余量為1mm,粗車加工余量為4mm。=3\*GB3③確定工序尺寸公差及偏差。磨削外圓工序公差；精車工序公差；粗車工序公差。3繪制液壓缸筒的毛坯簡圖：三擬定液壓缸筒的工藝路線3.1定位基準的選擇該液壓缸筒的定位基準采用缸筒外圓。采用缸筒外圓作為定位基準不但能在一次裝夾加工多處外圓和端面，而且可保證各外圓軸線的同軸度以及端面軸線的垂直度要求，符合基準統一的原則。因此，加工時采用中心孔定位。（1）粗基準的選擇：粗車時，以外圓和兩側端面為粗基準。（2）精基準的選擇：以兩側端面中心孔為精基準定位3.2表面加工方法的確定加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra（um）加工方案Φ270外圓6.3車Φ230內孔0.4粗鏜-精鏜-磨Φ240內孔3.2粗車—精車—磨Φ255內孔3.2粗車—精車—磨表格三3.3加工階段的劃分將液壓缸筒的加工分為粗加工、精加工和光整加工三個階段在粗加工表面，首先要將精基準準備好，使后續工序都可以采用精基準定位加工，然后，粗車軸各外圓表面。再精加工階段，精車各外圓表面，然后進行磨削加工。3.4工序的集中與分散因為是單件小批量生產，采用工序集中原則，使工件的裝夾次數減少，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各個表面之間的相對位置精度要求。3.5工序順序的安排機械加工工序的安排如下：遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準-外圓表面；遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原則遵循“先面后孔”原則，先加工外圓表面，再銑鍵槽。熱處理工序的安排：熱處理工序的安排：安排在精加工之后，進行淬火處理6確定工藝路線在綜合考慮上述順序安排的基礎上，確定液壓缸筒的加工工藝路線如下：粗車外圓-精車外圓-熱處理-磨外圓，粗鏜內孔-精唐內孔—熱處理-磨削內孔7機床設備、工裝的選用工步工序號工序名稱及內容機床設備刀具量具1①車端面，鉆孔45°端面車刀，鉆頭游標卡尺②粗車Φ270d9外圓，車削余量為2mmCA6140外圓車刀③雙頂尖裝夾，精車Φ270d外圓，車削余量為0,9mmCA6140端面車刀外圓車刀雙頂尖游標卡尺④磨削Φ270d外圓磨余量為0.1mm，從而保證同軸度0.06淬火機砂輪2鉆孔31)鏜孔①粗鏜孔，鏜削余量為4mmXA6132②精鏜內孔鏜削余量為1mmM1432B砂輪③磨削內孔磨削余量為0.1mm從而保證圓度圓柱度和表面粗糙度砂輪2）鏜75*Φ240的孔①粗鏜內孔鏜削余量為9mm②精鏜內孔鏜削與1mm③磨削內孔磨削余量為0.1mm，從而保證同軸度要求3）車Φ255H10的槽①粗車車削余量為14mm②精車車削余量為1mm③磨削磨余量為0.1m從而保證同軸度砂輪4）車Φ248H11的槽①粗車車削余量為7②半精車車削余量為1mm③精車車削余量為0.1mm5）倒角和倒圓弧①倒4*30°②倒8*20°③倒圓弧R0.5④倒圓弧R1⑤尖倒鈍R0.2，去毛刺4檢驗5入庫四工序內容設計4.1.選擇機床和夾具①對于該液壓缸筒選用龍門鏜床來鏜內孔，②采用HTC50250t雙刀架臥式車床加工導向套；精車和磨削時采用雙頂尖和雞心夾來裝夾和定位。4.2選擇刀具根據《機械加工工藝手冊》中表8.2-59選擇刀桿長度尺寸H×B及厚度。車刀幾何參數根據表8.2-60表8.2-66選擇。車端面：45°偏刀車外圓：90°偏刀銑鍵槽：鍵槽銑刀磨削：白剛玉砂輪1．粗鏜、半精鏜選用焊接式刀片，刀片牌號YM054、YT798、YW22.浮動鏜刀選用焊接式刀片，牌號YG8、ZK10UF3.刀具刃磨方式:工具磨、規范角度刃磨。4.刀具角度：粗鏜刀主偏角Kr=40°～41°負偏角Kr＇=29°～31°前角γ0=8°～10°a0=6°～8°刃傾角λs=0°～2°要求：刀體側面和支撐面部垂直≤0.02mm/200mm；切削刃與修光刃交角出徑向跳動量與軸向竄支量≤0.05mm;修光刃與側面部垂直度≤0.01mm/100.4.3切削液的選擇切削液用55％硫酸液、40％煤油和5％的機油的混合液，切削液必須經過濾后使用，以保證切削液清潔度。吊裝時容易發生碰撞工件可吊裝，操作方便加工過程示意液壓缸筒加工設備及工藝總結通過這次實習和設計，使我對先前所學的《機械制造工藝編程及實施》、《公差配合與測量》、《現代機床設備》、《金屬切削與刀具》等課程的學習有了很大的認識和了解，并使我對曾經所學知識進行了鞏固，也增強了實踐和學習經驗，同樣也使我對以后進入工廠工作實習奠定了基礎，收獲頗豐。另外，這次課程設計，使我自己對工藝人員所從事的工作有了親身的體驗，學會了查圖表、資料、手冊等工具書。通過實例對工藝規程的編制和切削用量的選擇計算等做了一次練習。在這次實習中，第一次加工這個大直徑的零件對加工它的設備有了一個感性到理性的認識，我們了解了液壓缸筒的結構、功用，液壓缸筒的機加工工藝過程及工藝裝備（包括機床、夾具、刀具、量具）；熱處理工藝；裝配工藝過程及其夾具；實習過程我們通過閱讀資料—老師指導及小結，實現了我對加工工藝知識掌握由感性到理性的轉變和升華。本次設計任務看似簡單，其實要做的東西有很多和很瑣碎，標準的東西也不少，需要我們自己查閱大量的工具書，這次任務完成的整個過程中，讓我明白了耐性，細心的重要性，也明白了實踐檢驗真知的道理，讓我知道了以后該怎樣學習。隨著畢業日子的到來，畢業設計也接近了尾聲。經過幾周的奮戰的畢業設計終于完成了。在沒有接受任務以前覺得畢業設計只是對這三年來所學知識的單純總結，但是通過這次做畢業設計發現畢業設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。

這次畢業設計要求設計一個液壓缸筒的工藝設計，非常切合我們以后工藝設計的工作的實際，是一次非常好的演練機會。盡管我們對專業知識的掌握還不夠透徹，我們仍然希望通過自己的努力完成設計并希望有所突破。下面就對我們這次設計的過程做個簡單的小結：第一，課題分析。在接到畢業設計題目后，我們認真翻閱了指導老師提供的資料，對課題進行了深刻的分析，并向老師請教了設計中的一些要點及難點。

第二，總體設計。在對課題進行仔細分析以后，概括出了這次設計的大體框架，并將設計劃分成了若干模塊，分別完成。

第三，資料整理。我在得到各自的任務后，通過書籍、互聯網等途徑積極查閱資料，以達到最大的資源利用率及工作效率。

第四，課題實現。在資料準備充分后，開始著手論文的撰寫。畢業設計可以說是對我大學3年學習和實踐成果的考核和總結，是每一個大學畢業生必修的課程，它不僅讓我們學到了很多在課堂上沒有學到的知識，還讓我們從實踐中探索經驗，增長了動手能力。在這幾個月里我通過自己的努力和思考以及鄧陶老師的耐心指導和幫助，本著嚴謹求實、開拓創新的精神，完成了這次大學3年里最后的設計實踐。這次設計是我在大學里第一次從理論構思到實際工程論證大型的設計實踐，它使我更深刻的理解了在大學里學到的知識。這不僅是學習的總結，而且是人生的總結。本畢業設計的目的是通過對本課題的設計，使自己了解工藝設計規程，完善工藝設計的思路和程序，加強計算機繪圖，進一步熟悉工藝設計的步驟及要求，為工程設計打下基礎。達到對所學知識的綜合運用，提高分析問題、解決問題和獨立工作的能力，為將來從事工藝設計工作打下良好基礎。我認真撰寫了開題報告,并進行了開題答辯，針對老師提出的問題也進行了調整和補充。完成了液壓缸筒的工藝設計。零件的加工方案設計和加工設備的選擇、是這段時間的主要任務：雖然查閱了很多資料，自己也進行了認真的分析，但因為自己對基本知識的掌握不夠牢固，而且有些知識因為學習時間太長而導致遺忘，所以相關細節的設計進行的不是很順利，但在鄧陶老師的指導下，將這些問題順利的一一解決了。但自己仍然還有很多地方需要進一步加強學習。例如，熱處理切削力的計算，工時的計算，熱處理和轉速的選擇的選擇這些有待于加強參考書（1）龔雯陳則鈞主編《機械制造技術》高等教育出版社（2）杜可可主編《機械制造技術基礎課程設計指導》人民郵電出版社（3）沈梅趙娟主編《機械識圖與制圖》化學工業出版社摘要畢業設計課題為消毒柜側蓋注射模擬及其注射模設計。分析了塑件的結構特點，運用Moldflow軟件對塑件進行了模擬分析,優化了澆口位置,并針對成型過程中出現的缺陷進行了工藝參數優化,在模擬結果的基礎上完成了該塑件注塑模的結構設計和材料選定,并介紹了模具的結構和工作過程。該模具采用潛伏式澆口和側向抽芯機構，一模兩腔。CAE優化與模具設計的有效結合,縮短了模具研發周期,降低了產品開發成本,提高了產品質量。該模具結構合理,操作方便,生產效率高。關鍵詞：注射模具一模兩腔模具設計模擬分析ABSTRACTMygraduationprojectistheinjectionsimulationanalysisandthedesignoftheinjectionmoldofthesidecoverofthedisinfectacabinet.Thestructurecharacteristicsoftheplasticpartwereanalyzed.TheMoldflowsoftwarewasusedforthesimulationanalysisandoptimizationofthegatepositionfortheplasticpart.Byoptimizingtheprocessparameters,thedefectsoftheinjectionmoldingweresuccessfullyavoided.Basedonthesimulationresult,thestructuredesigningandthematerialselectionofitsinjectionmoldhadbeenfinished.Theinjectionmoldwithtwocavitiesadoptedthehiddengatesystemandsidecore-pullingmechanism.CombiningCAEoptimizingwithmolddesigncouldshortenthemolddevelopingcycle,reducetheproductdevelopmentcostandenhancetheproductquality.Themoldwasconvenienttooperate,withproperstructureandhighefficiency.Keywords:Plasticmouldtwocavitiesofthemoldmolddesignsimulationanalysis目錄1.前言 11.1概述 11.2發展情況 11.3國外的發展情況 11.4國內的發展情況 21.5課題設計的內容 21.5.1本課題的設計要求 21.5.2本課題的設計目的和意義 22.塑料件的結構工藝性分析及模架的選擇 32．1塑料的原材料分析 32.2塑料件的結構和尺寸精度及表面質量分析 32.2.1塑料件的結構分析 32.2.2塑料尺寸精度的分析 42.2.3表面質量的分析 42．3塑料的注射工藝參數的確定及模架的選擇 43.Moldflow模擬分析 73．1網格劃分和修改結果 73.2最佳澆口的位置的分析及選擇 73.2.1兩種澆口位置方案的比較 84.型腔數的確定及澆注系統的設計 124.1分型面的選擇 124.2型腔數的確定 124.3確定型腔的排列方式 134.4澆注系統的設計 134.4．1主流道的設計 134.4.2冷料井與拉料桿的設計 144.4.3分流道的設計 144.4.4澆口的設計 155.排氣、冷卻系統的設計與計算 165.1排氣系統的設計 165.2冷卻系統的設計與計算 176.成型零件的設計 196.1注射模鋼材的選用 196.2成型零部件的設計與計算 196.2.1凹模和型芯的尺寸計算 196.3型腔壁厚和底板厚度的計算 216.3.1型腔側壁厚度的計算： 216.3.2底板厚度計算 227.側向抽芯機構和斜銷頂出機構的設計 257.1側向抽芯機構： 257.2抽芯距與抽芯力的計算 257.3斜導柱圓形截面直徑的計算 267.4斜導柱長度的計算 268.導向與定位機構的設計 278.1導柱設計 278.2導套設計 278.3導柱和導套的配合使用 288.4導柱位置的布置 298.5定位圈的設計 299．脫模機構的設 309.1脫模力計算 309.2推出零件尺寸的確定 3010.注射機與模具各參數的校核 3210.1工藝參數的校核 3210.1.1注塑量的校核（按體積）最大注塑容積為 3210.1．2鎖模力的校核 3210.1.3最大注塑壓力校核 3310.2安裝參數的校核 3310.2.1噴嘴尺寸 3310.2.2定位圈尺寸 3310.2.3最大與最小模厚 3310.2.4螺孔尺寸 3310.3開模行程和推出機構的校核 3310.3.1開模行程校核 3310.3.2推出機構校核 3411．塑料模具鋼的選用及其熱處理 3511.1塑料模具鋼的必要條件 3511.2模具設計的考慮因素 3511.2.1塑件的生產批量 3511.2.2塑料件的尺寸精度 3511.2.3制件的復雜程度 3511.2.4制件的體積大小 3511.2.5制件的光觀要求 3611.3模具鋼的選定 36結論 37致謝 38參考文獻 381.前言1.1概述近年來，中國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產單套重量達到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達到2μm，制件精度很高的小模數齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產，多腔塑料模具已能生產一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產擠出速度達6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發泡鋼塑共擠等各種模具。在生產手段上，模具企業設備數控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術的應用面已大為擴展，高速加工及RP/RT等先進技術的采用已越來越多，模具標準件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。另外，三資企業的蓬勃發展進一步促進了塑料模具設計制造水平及企業管理水平的提高，有些企業已實現信息化管理和全數字化無圖制造1.2發展情況塑料工業是一門新興的工業，隨著石油工業的發展應運而生的。塑料工業的發展大致分為以下幾個階段。（1）初級階段：30年代以前，科學家研究成了酚醛塑脂，硝酸纖維素及醋酸纖維素的塑料，它們的工業特征僅是間歇法，小批量生產。發展階段：30年代，低密度聚乙烯，聚苯乙烯，和聚酰胺的熱塑性塑料相繼工業化，奠定了塑料工業的發展基礎，為其進一步發展開辟了道路。飛躍發展段：50年代中期到60年代末，石油工業的高速發展為塑料工業提供了豐富而廉價的原料。這一階段，塑料的產量和品種不斷增加，成型加工技術更趨完善。穩定增長階段：這一階段塑料產量下降，塑料工業的特點是通過共聚，交聚，共混，復合，增強，填充和發泡等方法來改進塑料的性能。提高產品質量。塑料工業向著生產工藝自動化，連續化，產品系列化，以及塑料發展的新領域。1.3國外的發展情況注塑模具設計，國外先進國家（日本、德國、美國等）從20世紀80年代中期已廣泛使用計算機對塑料模進行輔助設計（CAD），輔助制造（CAM），并對模具設計的各個環節進行定量計算機和數值分析（CAE），已由經驗數據逐步過渡到計算機設計，對模具澆注系統和型腔的熔料流動行為以及溫度調節系統的熱量分布都采用了微機輔助設計[1]。注塑制品已呈現自動化生產，對注塑成型機可以進行遠距離操作或無人操作，成型機可以根據生產監測信號實時調整成型工藝條件，從而能從根本上保證塑料制品的成型質量不發生問題。1.4國內的發展情況我國注塑模具設計，仍然采用經驗數據設計為主，用微機輔助設計僅是幫助分析問題。為了縮短注塑模具設計與制造周期，再我國已逐漸應較為徹底地實施標準化。在模具制造上采用自動化無人操作，從1996年開始每臺機床每年可達8000h無人操作運轉開始起步，這一成果已廣為利用和大力推廣。目前，國內模具企業中已有相當多廠家引進了較高檔的CAD/CAE/CAM系統，UG,Pro/Engineer等著名軟件在模具工業中應用，同時，我國在開發自動注塑成型機方面已取得顯著成果，對于高自動化模具的研制還需要進一步努力，以盡快實現注塑成型制品生產的高自動化。1.5課題設計的內容本課題是常州隆翔汽車零部件有限公司的設計產品，與生產實際結合緊密。該產品是消毒柜上重要塑料件，精度要求較高，設計模具時有較復雜的測向分型機構，年產量約3萬件。材料為ABS，要求成型后制件尺寸穩定，無翹曲變形，表面光潔美觀、無瑕疵。根據塑件的結構特點進行模具方案論證，并進行模具總體裝配圖的設計，主要成型零件的設計與計算，并完成裝配圖和零件圖的繪制。1.5.1本課題的設計要求(1)模具壽命為50萬次(2)進行課題調研，收集相關工程設計資料，按要求撰寫開題報告。(3)完成與本課題或專業相關的英文翻譯15000字符。(4)能正確進行塑料制件結構工藝性分析、及精密注射成型工藝分析。(5)能夠應用工程軟件進行三維造型及CAE分析。(6)用電腦繪制一張模具裝配圖，及繪制五張主要零件圖(7)設計說明書敘述詳盡、內容完整，表達準確，設計計算正確，圖表、字體、文獻資料引用符合相應規范。1.5.2本課題的設計目的和意義進一步加深注塑模具設計知識的認識，掌握塑料模具設計的方法和步驟具備塑料模具設計的基本技能和運用標準、規范、手冊、圖冊等有關技術資料的能力。了解塑料注射模具行業在國內外發展狀況。在學習了課本知識的基礎上達到理論與實際相結合的升華，提高自己的獨立動手能力。2.塑料件的結構工藝性分析及模架的選擇2．1塑料的原材料分析塑料的材料選用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS），屬熱塑性塑料，該塑料具有如下的成型特性：無定形料，其品種牌號很多，各品種的機電性能及成形特性也各有差異，應按品種確定成形方法及成形條件。吸濕性強，含水量應小于0.3％，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。流動性中等，溢邊料0.04mm左右(流動性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好)。比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫(對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高)，料溫對物性影響較大、料溫過高易分解(分解溫度為250℃左右，比聚苯乙烯易分解)，對要求精度較高塑件模溫宜取50～60℃，要求光澤及耐熱型料宜取60～80℃，注射壓力應比加5工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射機時料溫為180～230℃，注射壓力為100～140Mpa，螺桿式注射機則取160～220℃，70～100Mpa。模具設計時要注意澆注系統對料流阻力小，澆口處外觀不良，易發生熔接痕，應注意選擇澆口位置、形式，頂出力過大或機械加工時塑件表面呈現“白色”痕跡(但在熱水中加熱可消失)，脫模斜度宜取2°以上。2.2塑料件的結構和尺寸精度及表面質量分析2.2.1塑料件的結構分析圖1制件的零件簡圖如圖1所示該零件的總體形狀為薄壁半圓環形。零件一側沿脫模方向設計有脫模斜度約為2°利于制件的推出。制件平均壁厚約為1.5mm,總體壁厚均勻一致。制件外形轉角處盡可能地設計成圓弧過渡，減少應力集中，改善塑料的充模特性，增加模具的堅固性。2.2.2塑料尺寸精度的分析該零件的重要尺寸，如65±0.43mm的尺寸精度為3級，次重要尺寸22±0.25mm的尺寸精度為4級，其他尺寸均無公差要求，一般可采用5級精度。由以上的分析可見，該零件的尺寸精度屬中上等偏上，對應模具相關零件尺寸的加工可以保證。從塑料的壁厚上來看，壁厚最大處3mm,最小處為1mm,壁厚差為2mm,較為均勻。2.2.3表面質量的分析該零件的表面要求無凹坑等缺陷外，表面無其他特別的要求，故比較容易實現。綜上分析可以看出，注射時在工藝參數控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。2．3塑料的注射工藝參數的確定及模架的選擇計算塑料件的重量是為了選用注射機及確定模具型腔數。計算得塑件的體積：計算塑件的質量：公式為根據設計手冊查得ABS的密度為～，現取故塑件的重量為：=10.6×1.08g=11.448g根據注射所需的壓力和塑件的重量以及其它情況，可初步選用的注射機為：國產XS—ZY—125其技術參數如表5-1所示：表5-1XZ-ZY-125臥式注塑機技術參數表5-1XZ-ZY-125臥式注塑機技術參數結構形式：臥額定注射量（cm3）：125螺桿直徑（mm）：42注射壓力（MPa）：120注射行程（mm）：115注射時間（s）：1.6注射方式：螺桿式鎖模力(kN)：900最大成型面積（cm2）：320最大開合模行程（mm）：300模具最大厚度（mm）：300模具最小厚度（mm）：200噴嘴圓弧半徑（mm）：12噴嘴孔直徑（mm）：4頂出形式：兩側設有頂出，機械頂出動定模固定板尺寸(mm)：428×458拉桿空間(mm)：260×290合模方式：液壓機械液壓泵流量（L/min）100，12壓力（MPa）6.5電動機功率（kw）11螺桿驅動功率（kw）4加熱功率（kw）5機器外形尺寸（mm）：3340×750×1550根據情況，苯乙烯-丁二烯-丙烯腈聚物（ABS）的成型工藝參數可作如下選擇，在試模時可根據實際情況作適當的調整。注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。料筒溫度：后段溫度選用170中段溫度選用180前段溫度選用200噴嘴溫度：選用180模具溫度：選用80注射壓力：選用90Mpa注射時間：選用20s保壓時間：選用2s保壓力：60Mpa冷卻時間：選用28s總周期：50s根據塑件選定模架為：GB12556-90：315*315,其中模板A,B的尺寸分別選32mm和40mm，墊塊高度選100mm的如下所示A2型：圖3-1塑件的模架3.Moldflow模擬分析3．1網格劃分和修改結果如圖3-1圖3-1制圖網格優化分析結果有網格狀態統計表格可以看出聯通域為1，自由邊為0，為定向單元為0，交叉單元為0，網格匹配率大于85%，顯然網格劃分及修改符合要求。3.2最佳澆口的位置的分析及選擇最佳澆口的位置的分析結果如圖3-2圖3-2最佳澆口位置的分析結果3.2.1兩種澆口位置方案的比較方案一：一個澆口設計在工件的外圓邊緣。方案二：一個澆口放在工件內側兩個圓之間。(1)澆注時間注射時間是成型周期的重要組成部分，是決定注射成型效率和塑件質量的一項重要因素。注射時間是指注射開始到塑料熔體充滿模具型腔的時間。注射時間縮短，取向下降，剪切速率增加，絕大多數的塑料的表觀粘度均下降，對剪切速率敏感的塑料尤其這樣。圖3-3是兩種澆口方案的注射時間圖。（a）(b)圖3-3兩種方案的注射時間兩種方案澆注時間：方案（一）的澆注時間為0.7910S；方案（二）的澆注時間為0.6769S。由澆注時間比較方案選擇澆口放在工件內側兩個圓之間的澆注時間比較短。(2)流動前沿溫度溫度對熔體的充模流動能力、宿建德冷卻速度和成型后的塑件性能有直接影響。圖3-4是兩種方案的流動前沿溫度圖(b)圖3-4為兩種方案的流動前沿溫度兩種方案的流動前沿溫度：方案（一）的溫度范圍225.3～230.0（）；方案（二）的溫度范圍226.3～230.0（）。兩種方案的溫度范圍相差不大。(3)壓力壓力包括塑化壓力、注射壓力和保壓壓力。塑化壓力對熔體的實際溫度、塑化效率及成型周期均有影響。注射壓力和保壓壓力塑件的完整性、密實狀況、質量、壁厚、凝料的尺寸等均會產生影響。圖3-5是兩種澆口方案的壓力圖（a）(b)圖3-3兩種澆口壓力兩種澆口壓力的分析比較：方案（一）的壓力為19.07（MPa）；方案（二）的壓力為16.94（MPa）(4)氣穴氣穴應當位于分形面或者筋骨末端，這樣才容易從模腔間隙中排出，否則就要通過修改澆口位置、改變制件區域壁厚或者修改制件設計等方法改變困氣的位置，以防止制件出現氣泡、焦痕等相關缺陷。圖3-6顯示的是三種澆口方案的氣穴分布狀況。(b)兩種澆口的方案的氣穴分布情況：方案（一）的氣穴較多；方案（二）的氣穴與方案（一）的比較，相對較少。(5)熔接痕較多部位出現熔接痕，容易使產品強度降低，特別是在產品可能受力的部位產生的熔接痕會造成產品結構上的缺陷。同時熔接痕還會造成產品表面質量不過關。在使用中可能由于熔接痕處首先裂開，影響制件的質量。圖3-7是兩種方案的熔接痕分布圖。（a）(b)圖3-7熔接痕分布綜上所述選擇第二種。4.型腔數的確定及澆注系統的設計4.1分型面的選擇分型面的選擇通常有以下原則：（1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應取在塑件尺寸的最大處。而且應使塑件流在動模部分，由于推出機構通常設置在動模的一側，將型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應將凹模也設在動模一側。拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。（2）分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質量和精度要求。（3）分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造。（4）分型面應有利于側向抽芯。此模具分型面設在塑料斷面尺寸最大的部位。如圖4-1所示：圖4-1該塑件為消毒柜側蓋，表面質量無特殊要求，結合塑件在模具中的成型位置，塑件的推出位推桿推出等綜合因素根據分型面的設計原則可確定此零件采用圖2所示的分型面比較合適。4.2型腔數的確定型腔數的確定有多種方法，此處采用注射機的最大注射量來確定它的形腔數目。形腔數目n根據公式如下：（4-1）式中：k為注射機最大注射量得利用系數，一般取值為0.8；Mn注射機的最大注射量，或g；Mj澆注系統的凝料量，或g；M單個塑件的體積或者質量，或g生產k為注射機最大注射量得利用系數。現取k值為0.8;Mn=60;Mj=23.2;M=10.6.2.34由以上的計算可知，可采用一模兩腔的模具結構。4.3確定型腔的排列方式本塑件在注射時采用一模兩件，即模具需要兩個型腔。綜合考慮澆注系統、模具結構的復雜程度等因素，擬采用圖3所示的型腔排列方式。如圖4-2示圖4-24.4澆注系統的設計4.4．1主流道的設計根據設計手冊查得XS—Z—60型注射成型機噴嘴有關尺寸如下：噴嘴前段孔徑：噴嘴前段球面半徑：為了使凝料能順利拔出，主澆道的小端直徑應稍大于注射噴嘴直徑。主流道入口的凹球坑球面半徑也應大于注射機噴嘴球頭半徑，通常為：主流道要垂直于分型面流道的表面粗糙度Ra。澆道的半錐角通常為～。過大的錐角會產生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使充模時熔體的流動阻力過大，此處的錐角選用。經換算得主流道大端直徑，為使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設計半徑r=1/8×5mm=0.625mm的圓弧過渡。主流道的長度L一般控制在60mm之內，可取L=55mm。圖4-34.4.2冷料井與拉料桿的設計臥式注塑機用模具的冷料井常設在與主流道末端相對的動模上，冷料井的底部或四周常作成曲折的鉤型或側向凹槽，使冷料井在分模時能將主流道凝料從主流道中拉出留在動模上。根據該塑件的結構特點，設計成依靠頂桿頂出的脫模方式，在冷料井底部設計成帶Z型頭拉料鉤的推桿，即拉料桿。由于拉料桿頭部的側凹將主流道凝料鉤住，分模即可將凝料從主流道中拉出。拉料桿的根部固定在推件版上，在推出制件時，冷料也一同被推出，取產品時向拉料鉤的側向稍許移動，即可脫鉤將制件連同澆注系統凝料一道取下。4.4.3分流道的設計分流道在設計時應盡量減少在流道內的壓力損失和盡可能避免熔體溫度的降低，同時還要考慮減少流道的容積。圓形和正方形的流道的效率最高，當分型面為平面時一般采用圓形的截面流道，但考慮到加工的方便性，可采用半圓形的流道。一般分流道直徑在3～10mm范圍內，分流道的截面尺寸可根據制品所用的塑料品種、重量和壁厚，以及分流道的長度由《中國模具設計大典》第2卷中圖9.2-12所示的經驗曲線來選定，經查取D’=3.6mm較為合適，分流道長度取L=100mm，對于壁厚小于3mm、重量在200g以下的塑料制品利用下面的經驗公式來計算分流道的直徑（4-2）式中：D分流道直徑（mm）;G制件質量（g）;取G=22.896g,L=100mm代入公式所得的分流道直徑擴大25%得D=5mm。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內部的熔體流動比較理想，因此表面粗糙度取Ra。可以增加外層塑料的冷卻皮層固定，形成絕熱層。4.4.4澆口的設計根據澆口的成型要求及型腔的排列方式，選用潛伏式澆口。潛伏式澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開設在模具的隱藏處，塑料熔體通過形腔的側面或者推桿的端部注入形腔，因而塑件外表面不受損傷，不至于因澆口的痕跡而影響塑件的表面質量與美觀效果。因為該制件無表面質量的特殊要求，又是中小型制品的一模兩腔結構，根據情況可以采用潛伏式澆口開設在推桿的上部而進料口開設在推桿上端的形式。潛伏式澆口一般是圓形截面，潛伏式澆口的錐度取～，傾斜a=～。推桿上進料口的寬度b=0.8～2mm。確定澆口直徑經驗公式如下：（4-3）式中：塑件在澆口處的厚度，mm;d點澆口的直徑，mm;A形腔的表面積，。型腔的表面積，即制品外表面面積。計算得6892將以上各數據代入公式得d=1.8mm。5.排氣、冷卻系統的設計與計算5.1排氣系統的設計塑料熔體充模過程很短，可認為模內氣體物理性質符合絕熱條件。所需排氣槽的截面面積可用如下公式計算：（5-1）式中：排氣槽截面面積；模具內氣體質量；模內氣體的初始壓力，=；模內被壓縮氣體的最終溫度；充模時間。模具內氣體質量，按常壓常溫的氮氣密度計算，有（5-2）式中：模具型腔體積。應用氣體狀態方程，可求得上式中被壓縮氣體的最終溫度：（5-3）式中：模具內氣體的初始溫度由充模時間1s被壓縮氣體最終排氣壓力為20Mpa有式（5-3）得：模內的氣體質量由（5-2）式得：將數據代入（5-1）式得：所需排氣槽的截面面積為：查取塑件材料為ABS的分型面上排氣槽深度度h=0.03mm，因此排氣槽的總寬度為：5.2冷卻系統的設計與計算冷卻系統設計的有關公式：（5-4）式中冷卻水的體積流量單位時間內注入模具中的塑料重量單位質量的塑料制品在凝固時所放出的熱量冷卻水的密度冷卻水的比熱容冷卻水的出口溫度冷卻水的入口溫度可表示為：（5-5）式中塑料的比熱容塑料熔體的初始溫度塑件在推出時的溫度結晶型塑料的熔化質量焓查表得ABS單位質量放出的熱量將以上各數據代入(5-4)式得：上述計算的假設條件是：模具的平均工作溫度為 ，常用的水作為模具的冷卻介質，其出口溫度為，產量為。由體積流量查表可知所需的冷卻水管的直徑非常小，體積流量也很小，故不可設冷卻系統，依靠空冷的方式即可。但為滿足模具在不同溫度條件下的使用。可在適當的位置布置直徑d為8mm的管道來調節溫度。6.成型零件的設計6.1注射模鋼材的選用考慮到產品的年產量為3萬件左右，選用塑料模具鋼中的國產P20(3Cr2Mo)鋼種來制造注射模成型零件。6.2成型零部件的設計與計算6.2.1凹模和型芯的尺寸計算凹模的結構采用整體嵌入式，這樣有利于節省貴重金屬材料。型芯采用組合式結構，有利于加工和排氣。本設計中零件工作尺寸的計算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算。工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，成型零件的加工精度和質量決定了塑件的精度和質量，工作尺寸的計算受塑件尺寸精度的制約，影響塑件尺寸精度的因素甚多，如：塑料原材料，塑件結構和成型工藝，模具結構，模具制造與裝配，模具使用中的磨損等因素。在型腔、型芯徑向尺寸以及其他各類工作尺寸計算公式導出過程中，所涉及的無論是塑件尺寸和成型模具尺寸的標注都是按規定方法標注的。凡孔都是按基孔制，公差下限為零，公差等于上偏差，即公差為正；凡是軸類都按基軸制，公差上限為零，公差等于下偏差，公差為負；而孔心距尺寸則按公差帶對稱分布的原則進行計算。查閱課本《塑料成型及模具設計》，所用的公式如下：型腔徑向尺寸：（6-1）型芯的徑向尺寸：（6-2）型腔的深度尺寸：（6-3）型芯的高度尺寸：（6-4）以上式中，LM──型腔徑向尺寸（mm）LS、lS──塑件徑向公稱尺寸(mm)lM──型芯徑向尺寸(mm)HM──型腔深度尺寸(mm)HS──塑件高度公稱尺寸(mm)hM──型芯高度尺寸(mm)hS──塑件深度公稱尺寸(mm)Scp──塑料的平均收縮率(%)（S=）?──塑件公差值(mm)（《實用模具設計與制造手冊查》查表6-45）取δz=）對于型腔徑向尺寸來說，已知：LS1=115.00,Δ=0.56,δZ=0.19LS2=90.00,Δ=0.56,δZ=0.19∴將以上數據代入式（6-1），可得：對于型腔深度尺寸來說，已知HS=22mm,Δ=0.22,δZ=0.07∴將以上數據代入式（5-3），可得：對于型芯徑向尺寸來說，已知：=112,Δ=0.56,δZ=0.19=87,Δ=0.56,δZ=0.19∴將以上數據代入式（6-2），可得：對于型芯高度尺寸來說，已知：=18.50mm,Δ=0.24,δZ=0.08∴將以上數據代入式（5-4），可得6.3型腔壁厚和底板厚度的計算凹模和底板均應有足夠的厚度，厚度過薄將會導致模具結構的剛度不足或強度不夠，一般情況下，對于大、中型模具，剛度不足是主要矛盾，對于小型模具，強度問題更為重要。強度不夠會使模具發生塑性變形甚至破裂。而剛度不足將使模具產生過大的彈性變形，導致溢料和出現飛邊，降低塑料件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應該通過強度和剛度計算確定型腔的壁厚和底板的厚度。尤其對于尺寸精度要求高的或大型的模具型腔，更不能單純的憑經驗確定它們的尺寸。本設計是整體式半圓型腔，其型腔壁厚和底板厚度計算如下。6.3.1型腔側壁厚度的計算：（1）按剛度條件計算：(6-5)（2）按強度條件計算：（6-6）式中，s為側壁厚度E──模具材料的彈性模量（Mpa），合金鋼為2.1×MpaP──型腔壓力（Mpa）[δ]──剛度條件，即允許變形量（mm）[σ]──模具材料的許用應力(Mpa)(表4-13查出)h──型腔深度（mm）l一寬度單位已知：[σ]=245MPa,E=2.1×10MPa,p=40MPa,[δ]=0.04,h=18.5按剛度條件計算有按強度條件計算有=6.775mm所以取s的值必須大于9.466mm。6.3.2底板厚度計算按剛度條件計算有按強度條件計算有按剛度條件計算有按強度條件計算有當[σ]=245MPa,E=2.1×10MPa,p=40MPa,[δ]=0.04,h=18.5mm時，強度與高度計算的分界線尺寸為64mm。當r比64mm大時按剛度條件計算底板厚度，反之按強度條件計算底板厚度。由于型腔上還要打冷卻水道，會降低板的強度，所以應將s和hs的值擴大。7.側向抽芯機構和斜銷頂出機構的設計7.1側向抽芯機構：當塑件上具有與開模方向不一致的孔或側壁有凹凸形狀時，除極少數情況下可以強制脫模外，一般都必須將成型側孔或側凹的零件做成可活動的結構，在塑件脫模前，先將其抽出，然后才能將整個塑件從模具中脫出。完成側向活動型芯的抽出和復位的這種機構就叫做側向抽芯機構。這種模具脫出塑件的運動有兩種情況：一是開模時優先完成側向分型和抽芯，然后推出塑件；二是側向抽芯與塑件的推出同時進行。側向分型的抽芯機構按動力來源可分為手動、氣動、液壓和機動四種類型。手動抽芯機構的結構簡單，但勞動強度大，生產效率低，故僅適用于小型制品的小批量生產；液壓或氣動抽芯側向分型的活動型芯可以依靠液壓或氣壓傳動的機構抽出。由于一般注塑機沒有抽芯液壓缸或氣壓缸，因此需要另行設計液壓或氣壓傳動機構及抽芯系統；機動抽芯是利用注塑機的開模力通過傳動機構改變運動方向，將側向的活動型芯抽出。機動抽芯機構的結構比較復雜，但抽芯不需人工操作，抽拔力較大，具有靈活、方便、生產效率高、容易實現自動化操作、無需另外添置設備等優點，由于本塑件上有一個矩形孔，需外側抽芯，有兩個矩形孔和一個圓形孔需內測抽芯。綜合上述分析，本設計選擇機動抽芯機構進行抽芯。由于本制件的精度要求高，需要單個側抽只有一處，較為簡單，此處可斜導柱側向分型與抽芯機構。具體如圖7-1所示:圖7-17.2抽芯距與抽芯力的計算抽芯距是指側型芯從側成型位置抽至不妨礙塑料脫模位置時該型芯或固定該型芯的滑塊在抽芯方向所移動的距離，抽芯距的長短直接關系到驅動側抽芯傳動元件的設計（7-1）本設計中需要抽芯長度R=4mm,r=2mm抽芯距s=3.4+2.6=6mm完成抽拔距S，滑塊在開模方向所需移動的距離，即完成抽拔所需的開模行程H=Sctgα=7.3斜導柱圓形截面直徑的計算相配合的斜導柱圓形截面直徑（7-2）式中，L1──彎曲力作用點距斜導柱伸出的部分跟部的距離，取l=30mm[σ]──導柱材料的許用彎曲應力，取[σ]=137.2MPaF──側抽芯時斜導柱所受的彎曲力，即斜導柱對滑塊的正壓力C──側抽芯橫截面的周長h──活動型芯成型部分的高度P──塑件對型芯單位面積上的包緊力，（取10MPa）u──塑件對鋼的摩擦系數，取0.15──脫模斜度，取1°.=106.02N7.4斜導柱長度的計算斜導柱長度根據抽芯距、固定端模板厚度、斜導柱直徑以及斜角大小確定。L=式中，L──斜導柱總長（mm）D──斜導柱固定部分臺肩直徑α──斜導柱斜角S──抽芯距h──斜導柱固定板厚度由所選的模架可知，h=32m,為了保證模具的安全及其壽命，斜導柱圓直徑取d=10mm臺肩直徑為D=14mm那么，L=+(5～10)mm=55.96+(5～10)mm此選擇斜導柱長度選擇60mm8.導向與定位機構的設計8.1導柱設計導柱結構設計為帶有軸向定位臺階，固定端與導向段具有同一公稱尺寸、不同公差帶的帶頭導柱，并且參照GB4169.41984.其結構簡單，加工方便。用于大批量生產可在模具中加設導套。（如圖8-1所示）。①形狀圖8-1②設計尺寸③公差配合安裝段與模板間采用過渡配合H7/k6，導向段與導向孔間采用動配合H7/f7。④粗糙度固定段表面用，導向段表面用。⑤材料導柱應具有硬而耐磨得表面，堅韌而不易折斷的芯部，多采用低碳鋼（20號鋼）滲碳（0.5～0.8mm深）,經淬火處理（HRC56～60）或碳素工具鋼（T8A、T10A）經淬火處理或表面淬火處理(HRC50～55)。此外，導柱的端面制成錐形或半球形的先導部分，以使導柱能順利進入導向孔。導柱的長度必須比凸模的高度高出6～8mm.以免導柱未導準方向而型芯先進入模腔與其可能相互碰撞而順壞。8.2導套設計導套的結構形式為帶有軸向定位臺階的帶頭導套（如圖8-2所示）。①形狀圖8-2②設計尺寸參照GB4169.3-84：③公差配合與表面粗糙度導套內孔與導柱之間為動配合H7/f7,外表面與模板孔為較緊的過渡配合H8/k7(帶軸肩導套)，其前端可設計一長3mm的引導部分，按松動配合H8/e7制造，其粗糙度內外表面均可用或。④材料導套的材料可用耐磨材料，如銅合金制造，當用碳鋼時也可采用碳素工具鋼淬火處理。淬火處理。硬度HRC50～55,或采用20號鋼滲碳淬火，其表面硬度為HRC56～60，但其硬度最好比導柱低相差5度左右。8.3導柱和導套的配合使用帶頭導柱和帶頭導套的配合形式。如圖8-3所示：圖8-38.4導柱位置的布置導柱應該合理的均勻分布在模具的分型面的四周，導柱的中心至模具邊緣應有足夠的距離，應該保證模具的強度。為防止在裝配或合模時因方位搞錯而使型腔損壞，導柱在模板上的布置方式常采用等直徑不對稱布置。此處可設4個導柱。如圖8-5所示：圖8-58.5定位圈的設計為了便于模具在注射機上安裝以及模具澆口套與注射機的噴嘴孔精確定位，應在模具上（通常在定模上）安裝定位圈，用于與注射機定位孔匹配。定位圈的外徑應根據注射機的模具定位孔直徑設計。9．脫模機構的設9.1脫模力計算脫模力有兩部分組成，即（9-1）式中制品對型芯包緊的脫模阻力(N);使封閉殼體脫模所需克服的真空吸力（N）,,這里0.1的單位為Mpa,為型芯的橫截面面積。對于薄壁矩形制品（9-2）式中塑料的拉伸彈性模量（Mpa）,查表得;塑料的平均收縮率，查表得;型芯脫模方向高度（mm）;h=20mm;脫模斜度修正系數，其計算式為（9-3）型芯的脫模斜度；；制品與鋼材表面之間的靜摩擦系數，查表得；塑料的泊松比，查表得；制品壁厚，;由（9-3）式得；將以上數據代入公式得型芯的橫截面積，最后計算得脫模力9.2推出零件尺寸的確定推出零件在推出制品時要承受脫模阻力，因此其尺寸應當進行校核。推桿推出制品時應有足夠的穩定性，其受力狀態可簡化為一端固定，一端鉸支的壓桿穩定性模型。根據壓桿穩定公式推導，推桿直徑計算式為（9-5）推桿直徑確定后，還應進行強度校核。（9-6）式中推桿直徑（mm）;安全系數，通常取現取1.5；推桿長度（mm）;180脫模力（N）;2534.47推桿材料的彈性模量（Mpa）;推桿根數；6推桿所受的壓應力（Mpa）;推桿材料的屈服點（Mpa）;320將以上數據代入式得：=4.3mm圓整取5mm將以上各數據代入式進行校核：所以此推桿符合要求。10.注射機與模具各參數的校核10.1工藝參數的校核10.1.1注塑量的校核（按體積）最大注塑容積為（10-1）式中：模具型腔流道的最大容積;指定型號與規格注射機的注射量容量；125注射系數，取0.75～0.85，ABS為無定形塑料取0.85；將以上數據代入式得：倘若實際注射量過小，注射機的塑化能力得不到發揮，塑料在料筒中停留的時間過長。所以最小注塑量容積。實際注射量即所以符合要求。10.1．2鎖模力的校核鎖模力是指注塑機的鎖模機構對模具所施加的最大夾緊力。當高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產生一個很大的脹型力。為此，注塑機的額定鎖模力必須大于該脹型力，即：（10-2）式中：──注塑機的額定鎖模力(N)；──模具型腔內塑料熔體平均壓力（MPa），一般為注塑壓力的0.3～0.65倍，通常為20～40MPa，取P型為35MPa。──塑件和澆注系統在分型面的投影面積之和（mm2）流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A2，在模具設計前是個未知值，根據多型腔模的統計分析，大致是每個塑件在分型面上的投影面積A1的0.2倍～0.5倍，因此，可用0.35nA1來進行估算，所以：A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1=1.35*2*3128=8445.6mm2式中，由PRO/E模型分析，得模型的最大投影面積A=3128mm2n─型腔數；故模具脹型力F=A*P=8445.6×35=198050.3N=295.6KN式中，型腔壓力P取35MPa則：所以符合要求。10.1.3最大注塑壓力校核P=kP0（10-3）式中：P—型腔壓力(MPa)P0—注射壓力(MPa)K—壓力損耗系數取壓力損耗系數k為0.4，注射機使用的注射壓力為P0=122MPa，則型腔壓力P=48.8MPa。已知注射機最大鎖模力為900kN，而脹模力為塑件和流道系統在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積，即。F=8445.6mm2×48.8MPa=402.14kN<900kN故滿足鎖模力的要求。10.2安裝參數的校核10.2.1噴嘴尺寸一般注射機噴嘴頭部的球面半徑R1應與模具主流道始端的球面半徑R2吻合，一般R2應比R1大1～2mm。10.2.2定位圈尺寸為了使模具主流道的中心線與注射機噴嘴的中心線相重合，模具定模板上凸出的定位圈應與注射機固定模板上的定位孔呈較松動的間隙配合。10.2.3最大與最小模厚在模具設計設計時應使模具的總厚度位于注射機可安裝模具的最大厚度與最小厚度之間。同時應校核模具的外形尺寸，使得模具能從注射機的拉桿之間裝入。10.2.4螺孔尺寸注射模具的動模和定模座板和定模板上的螺孔尺寸應分別與注射機動模板和定模板上的螺孔尺寸相適應。當用螺栓直接固定時，模板座與注射機模板上的螺孔應完全吻合。而用壓板固定時，只要在模具座板需安放壓板的外側附近就能緊固。10.3開模行程和推出機構的校核10.3.1開模行程校核模具各模板的厚度分別為:H1上模座25mmH2型腔板32mmH3型芯板50mmH4墊板50mmH5墊塊100mmH6下模板25mm模具的閉合高度H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=282mm所允許的最小模具厚度所允許的最大模具厚度即模具滿足的安裝條件。10.3.2推出機構校核各種型號注射機的推出機構、推出形式和最大推出行程各不相同，模具的脫模機構應與之相適應。脫模行程應小于注射機的推出行程。經查資料XS-ZY-125型注射機的最大開模行程S=300mm（10-4）式中：注射機動模板的開模行程（mm）;制品推出距離（mm）;55包括流道凝料在內的制品高度（mm）;76=55+76+10=141mm<300mm即開模行程滿足要求所以注射機的開模行程足夠，由以上的驗證可知，XS-ZY-125型注射機能滿足使用要求，故可以采用。11．塑料模具鋼的選用及其熱處理11.1塑料模具鋼的必要條件模各種模具用鋼并不可能具備所有應具備的條件,依模具的使用情況不同而合理地選擇鋼材,這