成型娶酰胺尼龙软管接头的注射模具设计

前言

毕业设计的目的，是我们学生用所学各科理论和知识和技能进行的一次综合性的应用。是对我们学生进行的一次全面、系统的基本能力的训练和考核。它能培养和扩展我们独立地分析和解决问题的工作能力。为我们走向社会铺一个平坦的台阶。

本人毕业设计的题目是成型聚酰胺（尼龙）软管接头的注射模具的设计，在参考原有的模具结构基础上，弄清楚模具动作原理，根据自己的认识进行一定的改进，并对模具及零件进行三维造型。在设计过程中，对于经验缺乏的我，模具的结构设计是重点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。

本次设计的模具比较特殊，开模前要求零件两端同时脱螺纹，模内设置了齿轮传动机构，结构较复杂，不适合选用标准模架，而是选用了多板拼合式。另外，脱螺纹的动力要求较大，而且转速不能太快，所以选择液压马达。此外，还设置一个行程开关，保证螺纹型心动作的准确性。

通过这次设计，不但对课本和课堂上的知识有了一个更新和更深的理解，对普通模具的结构有了一个较清楚的认识，而且还掌握一些比较特殊的模具（两头同时脱螺纹等）的基本结构，对今后工作中解决实际问题的能力建立了良好基础。

本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助，在此一一表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。

XXX

2007.6.10

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目录

前言 ———————————————————1 绪论 ———————————————————3 第一章 设计任务书 —————————————6 第二章 塑性材料的成型特征与工艺参数 ————7 第三章 模架的选用 —————————————10 第四章 模具结构的设计

一. 型腔数量及排列方式 —————————10 二. 分型面的选择 ————————————11 三. 浇注系统与排溢系统的设计 ——————13 四. 成型零件的设计 ———————————15 第五章 合模导向结构的设计 —————————21 第六章 推出结构的设计 ———————————23 第七章 温度调节系统的设计 —————————24 第八章 其它辅助零件的选择 —————————25 第九章 注射机相关参数的校核 ————————26 小结 ———————————————————28

参考文献 —————————————————29 工艺卡的制订 —————————————附表

英语翻译 ———————————————附资料

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摘要: 分析了软管接头的结构特点及其成型材料的成型特征,介绍了如何设计该塑件的注射模具结构,着重介绍了机动脱螺纹及斜滑块侧向抽芯机构的设计计算。

Summary: Analyzed the hose-connect's construction characteristics and its type material of type characteristic, introduce how to design the structure of the inject mould ,recommend flexible to take off whorl and oblique slippery pieces of side direction smoke core design of organization calculate emphatically.

关键词：软管接头、注射模、脱螺纹、侧向抽芯.

Key words: hose-connect、 injection mould、take off whorl、 side

core.

绪论

第一节 我国模具企业技术现状及发展趋势

一、现状

改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。

随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。近年来许多模具企业加大了用于技术进步的投

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资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件。

虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等。 二、模具的未来发展趋势

模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： （1）全面推广CAD/CAM/CAE技术

模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 （2）模具扫描及数字化系统

高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。

（3）提高模具标准化程度

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我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 （4）优质材料及先进表面处理技术

选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。

加入世贸组织后，我国将获得一个更加稳定的国际经贸环境，从而有利于我国的改革开放．有利于我国与各国、各地区的经济贸易合作，有利于世界经济的稳定发展。我国在制定法律法规时要遵守WTO的规则，增加透明度，减少行政干预等；在市场开放方面，需要逐步降低关税，取消非关税措施，开放服务业市场等。这无论在观念上还是在体制上都会带来一定的变化。我国加入 WTO同时也将为各国、各地区的贸易伙伴提供更好、更稳定的市场进入机会。使我国的投资环境将更为宽松、透明、稳定，我国的利用外资领域将进一步扩大，我国的市场体系将更加完善和发达。国内和国外模具企业都可以从中得到更多的机会和收益。

由于国内某些模具在技术上和质量上与国外先进水平存在着较大的差距，使短期内国内模具难以与国外先进模具的抗衡。这对我国模具产业将产生一定的冲击。另一方面也促进国内行业优化资源配置、调整经济结构、提高社会劳动效率，促使企业苦练内功，提高管理水平。应该清醒地认识到竞争才会带来更快的发展．只要发挥自身优势，减少技术差距，我国的模具必将逐步占领国内市场，并拓展国际空间。

第二节 本次毕业设计应达到的目的

对于一个模具专业学生来说，通过本次毕业设计应达到如下目的： 1）熟悉注射模的一般流程；

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2）对一般塑件能设计出其模具；

3）掌握注射模具的模具的结构特点及设计计算方法； 4）利用计算机编制相应的工程计算、分析和优化的程序； 具有初步分析、解决成型现场技术问题的能力；

第一章 设计任务书

（一）

设计题目：成型聚酰胺（尼龙）软管接头的注射模具

专题：1、聚酰胺（尼龙）软管接头中间部分的模具设计 2、聚酰胺（尼龙）软管接头中间部分的模具设计

设计题目和任务书

要求：独立完成并与同组其他专题的设计协调配合。

（二） 1、 2、 3、 4、

课题内容：

根据软管接头的使用性能设计其零件实体； 设计成型聚酰胺（尼龙）软管接头的注塑模具； 编制模具的装配工艺及主要零件的加工工艺； 翻译英文资料

进程要求：

（三） 1、 2、 3、 4、 5、 6、 工作；

熟悉设计任务书的具体内容，准备相关的参考资料； 完成塑料件的设计及绘图工作； 确定模具的设计方案； 绘制模具装配图及零件图；

编制模具的装配工艺及主要零件的加工工艺； 写设计说明书，翻译英文资料，做好毕业答辩的准备

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（四） 1、 2、 3、

设计要求：

模具装配图用1#或0#图打印；

根据零件的大小不同，零件图用2#、3#、或4#图打印; 计说明书及英文资料打印装订成册，最后与相关资一

起装入档案袋。

（五） 1、 2、

参考资料：

塑料成型技术及模具设计 塑料模具计算机辅助设计

第二章 塑性材料成型的特征与工艺参数

1. 零件结构分析

软管接头是为了连接延伸到花园或家用的软管。这些软管太短，用软管接头可以接长软管，或者为了修理损坏的软管而用软管接头。软管接头由一个中间部分和两个压紧螺母组成。中间部分是这样设计的，外形为圆柱体，内部为一同心弓形体，它在塑件中部通过沿塑件长度分布的环状筋与外圆柱体相连。从筋处开始，内部弓形体向两端成圆锥形地逐渐变尖。外圆柱体两端都带内螺纹。软管端面被推到内部锥形断面处，由压紧螺母夹紧。零件右图：

本次要设计的是软管接头的中间部分，材料选用聚酰胺（尼龙），选用5级精度（参考文献1表3-9）。零件的壁厚必须合理，不宜过小，也不不宜过

大，聚酰胺塑料件的壁厚范围为0.6~3.0（参考文献2表1-5），零件符合此要求。由

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于此零件为圆柱体，由瓣合成型，所以型腔不需要设置拔模斜度也可，型心的拔模斜度为30′。零件外圆柱体两端都带内螺纹，螺纹型心较长，选用机动脱螺纹装置，因此，在开模方向不宜设置浇注系统。

2. 聚酰胺的使用及成型性能

聚酰胺的抗拉强度、硬度高，耐磨性和润滑性很突出，其耐磨性高于做轴承的铜及铜合金，并有很好的耐冲击性能，疲劳强度与铸铁、铝合金相当；聚酰胺耐弱碱和大多数盐类，但不耐强酸和氧化剂；它不溶于普通的有机溶剂（如苯、汽油、煤油等）和油脂，但会被甲酚、苯酚、浓硫酸溶解；聚酰胺的耐热性不高，长期使用范围不超过80℃。

聚酰胺熔融温度范围较窄，熔点较高，品种不同，其熔点不同，熔点高的约为280℃，低的约为180℃；由于聚酰胺的吸水性大，所以难以制造精度高的、尺寸稳定的产品，成型前必须预热干燥；聚酰胺熔融状态粘度低，流动性好，有利成型薄壁制品，但必须严格控制成型温度和正确设计模具，以免产生流延和溢料。熔融的聚酰胺的冷却速度对于其结晶度及制品性能有明显的影响，故应严格控制模具温度及冷却系统。

聚酰胺的注射工艺参数

注射类型 螺杆式 料筒 螺杆转速 20~50r/min 温度 前段 中段 模具温度 70~110o 后段 注射压力 90~130MPa 喷嘴 温度 第 8 页 共 29 页

185~220o 190~240o 160~170o 170~185o 保压力 50~70o 类型 形式 直通式 注射时间 冷却时间 3~5s 15~30s 保压时间 成型时间 15~30s 50~110s 密度ｇ／㎝31.04 比容㎝3／ｇ 0.96 0.5 纠缩率％ 0.35～0.4 吸水率％ 熔点℃ 186～190 喷嘴温度℃ 170～180 抗拉屈服强度MPａ 拉伸弹性模量MPａ 预热和 干燥

温度℃ 时间ｈ 54 后 处 方法 温度℃ 水或油 1.4×103 理 70 90～100 时间ｈ 2～4 2.5～3.5

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第三章 模架的选用 由于零件需要机动脱螺纹，而且开模前，上下两个螺纹型心同时脱出零件，故需要在模内设置齿轮转动机构，当夜压马达驱动主轴时，同时经过齿轮与花键轴的配合转动，驱使处于动模的螺纹型心向后退，完成脱螺纹动作，内部结构较复杂，不适合选用标准模架，所以选用多块模板拼合式，便于齿轮及其他转动零件的安装，其具体形式见右图： 其特点如下：定模由四块模板组成，分别用四个定位柱定位，四个M8的内六角螺钉固紧。而动模由五块模板组成，用四个定位柱定位，模板则先用四个M8的螺钉固紧后再用五个M6的螺钉与型腔固紧。塑件用推件板推出。

第四章 模具结构设计

一 型腔数量及排列方式

1. 型腔数目的确定

模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内。本次设计选用直角注射机YS-ZY-45。根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的?，由公式：

nm1+m2≤80%m

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式中 m—注射机允许的最大注射量（g或cm3） m1—单个塑件的质量或体积（g或cm3） m2—浇注系统所需塑料质量或体积（g或cm3） 则有：

n×15.4+0.8≤80%×45

可取n=1或2，但每增加一个型腔，塑件精度要降低4%-8%，为了保证螺纹精度，所以选一模一腔，保证质量。另外一个重要因素就是本次设计的模具要求零件两头同时脱螺纹，故模具内部的结构会较为复杂，如果在增加一个型腔的话，其内部传动关系不容易保证。从以上两个方面考虑，选用一模一腔是最为合理的。型腔和结构零件在模具中的位置见总装配图。

2. 注射机的主要技术参数

查《模具设计与制造简明手册》可以初步选择注射机的类型为： YS-ZY-45，其主要技术规格如下：

螺杆（柱塞）直径（cm3） Ф35 注射容量（cm3） 45 注射压力（Mpa） 125 锁模力（KN） 400 最大注射面积 （cm3） 95 模具最小厚度（mm） 70

二 分型面的选择

将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。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工艺有密切关系，

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并直接影响着塑料容体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。

由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置、形状及推出方法、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比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：

1. 2.

分型面应选在塑件外形最大轮廓处；

确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模 通常分型

面的选择应尽可能使塑件留在动模一侧，这样有助于动模内设置的推出机构动作；

3.

保证塑件的精度要求：与分型面垂直方向的高度尺寸，

若精度要求较高，或同轴度要求较高的外形或内孔，为保证其精度，应尽量可能设置在同一半模具型腔内；

4. 5.

满足塑件的外观质量要求

便于模具加工制造：为了便于模具加工制造，应尽量

选择平直分型面或易于加工的分型面；

6.

对成型面积的影响：为了可靠的锁模以避免涨模溢料

现象的发生，选择分型面时应尽量减少塑件在合模分型面上的投影面积；

7.

对排气效果：分型面应尽量与型腔充填时塑料熔体的

料流末端所在的型腔内表面重合；

8.

对侧向抽芯的影响

本次设计的零件是软管接头，外型为圆柱体，取瓣合分型面较为合理。

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三 浇注系统与排溢系统的设计

1. 浇注系统的定义

浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内留经的通道。

2. 浇注系统的作用

? 将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利排出。

? 在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整、内外在质量优良的塑料制件。

3. 主流道的设计

本次设计使用的是直角式注射机，直接与模具配合使用，不设置浇口套。主流道开设在分型面上，因其不需沿轴线上拔出凝料，一般设计成圆柱形，其中轴线就在动定模的合模面上。由于主浇道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔料交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的主浇道部分要进行热处理，热处理要求淬火53-57HRC。 零件成型用的材料为PA，流动性较好，主流道截面可取较少值，取其截面尺寸为4mm（参考文献1表5-3）。 第 13 页 共 29 页

4. 浇口的设计

浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。浇口的选择与模具和零件的布置有一定关系，由于本次设计的模具为多板式模具，选用直角式注射机，而且产品为农用，对外观要求不是太高，所以选用侧浇口比较合适。侧浇口设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，截面为矩形狭缝，具体结构及尺寸见右图：

这类浇口加工容易修整方便，并且可以根据塑料的形状灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种形式。

浇口位置开设正确与否，对塑件质量的影响很大，因此合理选择浇口位置是提高塑件质量的重要环节，在确定浇口位置时，应针对塑件的几何形状及技术要求，来分析塑料的流动状态、填充及排气条件等因素。选择浇口时一般应遵循下述原则：

1) 浇口的尺寸及位置应尽量避免产生喷射和蠕动 2) 浇口应开设在塑件断面最厚处

3) 浇口位置的选择应使塑料流程最短，料流变向最少 4) 浇口位置的选择应减少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度

5) 浇口的选择应注意塑件外观质量

6) 不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口 7) 考虑分子定向的影响 8) 有利于型腔中气体的排除

浇口的位置见上图，虽然会产生溶解痕，但鉴于零件的使用场合和模具制造工艺考虑，浇口位置的选择是合理的。

5. 排溢系统的设计

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在模具设计中，排溢系统的设计是必要的，因为如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺撩等缺陷，另一方面，气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度。

本次设计的为中小型模具，型腔型心均为组合式，可利用间隙排气，间隙为0.03-0.08mm。

四 成型零件的设计

模具中决定塑件的几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑件接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还要发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。

成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸(包括矩形和异形零件的长和宽)，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的在模具设计中，应根据塑件的尺寸及精位置尺寸等。在模具设计中，应根据塑件的尺寸及精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级。分析本塑件的结构，因此取塑件精度为5级(SJ1372-78)，查手册知对应的模具精度应为IT9(GB1800-79)。型芯和型腔尺寸的计算均按平均收缩率的计算公式来得出。

一）凹模

由于零件是垂直分型，故凹模做成瓣合形式，跟斜滑块一样，开模时通过斜导柱使力作用于侧向成型零件而将模具侧向分型，合模时又靠它使侧向成型零件复位。

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侧向成型块及其主要零件设计如下：

1. 抽芯距的确定

s=s1+3=R2?r2?3=17.52?152+3?12mm 但是由于推出机构采用推板推出，所以抽芯距要适当增大，根据实际情况，取抽芯距为22mm 2. 斜导柱的设计 1) 斜导柱的结构设计 斜导柱的形状如右图所示 ，材料为T8碳素工具钢，热处理要求HRC≥55，表面粗糙度Ra≤0.8?m。斜导柱在工作过程中主要用来驱动侧滑块作往复运动，侧滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块之间的配合精度保证，而合模时滑块的最终准确位置有楔紧块决定，为了运动的灵活，滑块上斜导孔之间留有1mm的间隙。

2) 斜导柱的长度计算

LZ=L1+L2+L3+L4+L5 ==

d22tg??hds?tg???10 cos?2sin?14301012tg18???tg18???10 2cos18?2sin18?=84.3

查文献[2]表2-121 取LZ=100mm

3. 侧向成型块（凹模）的设计

侧向成型块是模具的成型零件，用T8钢，热处理要求HRC≥50。侧向成型

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块的形式如右图： 侧向成型块的工作尺寸计算： 1) 聚酰胺的平均收缩率： S?Smax?Smin2?10%0 ?0.2?0.42?100%

?0.3% 2) 侧向成型块的径向尺寸 d??M?[(1?s)ds?x?]0Z

?[(1?0.3%)?30.36?0.75?0.36]?0.090 ?30.18?0.090 D?s)D??M?[(1s?x?]0Z ?[(1?0.3%)?35.36?0.75?0.36]?0.090 ?35.19?0.090

3) 高度尺寸

h??M?[(1?s)hs?x?]0Z ?[(1?0.3%)?7.2?0.5?0.2]?0.050 ?7.32?0.050

H)H??M?[(1?ss?x?]0Z 第 17 页 共 29 页

MhMHMhDMdM?0.09 ?[(1?0.3%)?30.36?0.5?0.36]0 ?0.09 ?30.630

4. 导滑槽的设计

导滑槽采用T形槽的形式，材料为45钢，要求硬度HRC≥40。导滑槽与滑块导滑部分采用H8/f8间隙配合，其它各处留有0.5mm左右的间隙。配合部分的表面要求较高，表面粗糙度应Ra≤0.8?m。

5. 楔紧块的设计 在注射过程中，侧向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，这个力通过滑块传给斜导柱，而斜导柱为一细长杆件，导致滑块后移，因此必须设置楔紧块。 楔紧块的形式如右图： 楔紧块采用螺钉紧固的形式，结构简单，加工方便，应用较普遍。楔紧块上的凸台，与模板配合装配，承受主要的侧向力，改善螺钉紧固承受力较差的缺点。楔紧块的锁紧角一般比斜导柱倾角大2?3? ，所以取锁紧角??20?。

6. 滑块定位装置设计

滑块定位装置在开模过程中用来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置，不再发生任何移动，以避免合模过程时斜导柱不能准确地插进滑块的斜导孔内，造成模具损坏。

滑块定位装置选用弹簧顶销定位装置，适用于侧面方向的抽芯动作，弹簧的

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直径选1.2mm，顶销的头部制成半球状，滑块上的定位穴设计成90?的锥穴，形式如右： 二） 凸模和型心

模具的型心右两个螺纹型心和一个内型心组成，螺纹型心利用衬套保持中心对称，开模时利用螺纹衬套和自身螺纹脱模，内型心为组合式，型心单独加工，在镶入模板中，凸模用台肩和模板连接，在用垫板螺钉紧固。

1. 螺纹型心工作尺寸的计算 1) 螺纹型心大径

00 （dM大） ?[(1?s)d??]??Zs大中??Z ?[(1?0.3%)30?0.15]0?0.03 ?30.240?0.03

0 （dM中）1?s)ds中??中]0??Z?[(??Z

?[(1?0.3%)29.026?0.15]0?0.03 ?29.260?0.03

0 （dM小）1?s)ds小??中]0??Z?[(??Z

?[(1?0.3%)28.344?0.15]0?0.03 ?28.580?0.03

2) 型心螺距尺寸

因为零件的内螺纹是与收缩率相同的外螺纹配合，由于考虑到塑料的收

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缩率，计算所得到的螺距带有不规则的小数，加工这样特殊螺距很困难，所以螺距可以不考虑收缩率。

?PM???z2??Ps?Pss???z2

?1.5?0.22

2. 内型心的计算

?DM内?-????1?s?ds?x????z

00z ???1?0.3%??9.8?0.75?0.2??0.05

0 ?9.980?0.05

三) 模具型腔侧壁和动模支承板厚度的计算

在注射过程中，模具型腔将受到熔体的高压作用，所以应具有足够的强度和刚度，如型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至开裂。因刚度不足而产生扰曲变形，导致溢料和出现飞边。降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模，所以应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚。理论分析和生产实践表明，大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要主要矛盾，型腔壁厚应以满足刚度条件为准；由于本塑件属于小型塑件，故因以型腔的壁厚的强度为准。

由于型腔的形状、结构形式是多种多样的。同时在成型过程中模具受力状态也很复杂，一些参数难以确定，因此对型腔壁厚做精确的力学计算几乎是不可能的。只能从实用观点出发，对具体情况具体分析，建立接近实际的力学模型，所以对于本塑件可以简化为镶拼式圆形型腔进行近似计算。

（1） 型腔侧壁厚度计算

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由于型腔的计算方式由型腔的大小来确定，本模具的型腔内半径r<86mm，所以按强度理论来计算：

S?r?????1?

????2p式中???—许用应力（Pa） S?17.5? =11

由此看出型腔壁厚的最小值为11mm，但考虑到本次设计的型腔采用斜滑块的形式，所以要适当给其增大尺寸，具体尺寸见斜滑块。

160?1?

160?2?50（2） 动模支承板厚度的计算

本次设计采用的是瓣合结构，型腔由型腔套板和上下两块模板固定，不需要另外设置底板了，动模支承板的厚度可根据零件在分型面上的投影面积选择，查文献一表5-18，支承板的厚度有15-20mm就足够了，而现在我选用30mm厚的支承板，更保险一点。

第五章 合模导向机构的设计

1.

导向机构的作用

1) 定位作用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置的正确，保证型腔的形状和尺寸精度，导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。

2) 导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型心先进入型腔造成成型零件损坏。

3) 承受一定的侧向压力 塑料熔体在充填过程中可能产生单向侧压

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力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。

2. 导柱的设计

本次设计选用导柱导向机构，导柱应具有硬耐磨的表面，坚韧而不容易折断的内芯，材料选用T8钢，经淬火处理后硬度为50-55HRC，导柱固定部分粗糙度Ra为0.8μm。导向部分表面粗糙度Ra为0.8μm-0.4μm。其形式及尺寸见右图：

导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心离模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度（导柱中心大模具边缘距离通常为导柱直径的1-1.5倍）。导柱的固定端与模板之间一般采用H7/m6的过渡配合，导柱的导向部分通常采用H7/f7的间隙配合。

3. 导套的设计 导套采用带头导套，为使导柱顺利进入导套，在导套的前端应倒角。导柱孔做成通孔，以利于排出空内空气和残渣废料。导套的材料选用T8钢，其硬度一般应比导柱，以减轻磨损， 导套的形式如右图：

导套用与导柱相同的材料制造，硬度一般低于导柱的硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8μm。导套与模板的配合用H7/m6过盈配合。 第 22 页 共 29 页

第六章 推出机构的设计

1.

推出机构的设计原则

a) 推出机构应尽量设置在动模一侧 b) 保证塑件不因推出而变形 c) 机构简单动作可靠 d) 良好的塑件外观 e) 合模是的正确复位

2. 推出机构的选用

由于零件在开模方向的投影面积比较少，而且零件高度教深，所以选用推板推出机构。推件板推出机构作用面积大、推出力大而均匀运动平稳，并且塑件上无推出痕迹。但如果型心和推件板的配合不好，则在塑件上会出现毛刺，而且塑件有可能会滞留在推件板上，所以推件板与型心留有0.2-0.25mm的间隙。另外，在推出过程中，由于推件板和型心有摩擦，所以推件板必须进行淬火处理，以提高耐磨性。 推件板的形式如右图： 3. 推件板的导向与复位 本次设计的模具为中小型模具，固只设置两根推板导柱，推板导柱直接与液压顶出装置固接，由液压顶出装置完成顶出和复位两个动作。另外，零件内表面积不是太大，液压顶出装置的顶出力很大，所以可不考虑零件的脱模力。

4. 复位零件

推件板是由液压顶出装置复位，而螺纹型心由机动复位，所以不需要再设置复位零件。

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第七章 温度调节系统

无论何种塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模具温度范围，在此模具温度范围内，塑料熔体的流动性好，容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量较高。为了使模温控制在一理想的范围内，现设计一模具温度调节系统。由于本次设计用材料为聚酰胺，黏度低流动性好，成型工艺要求模温不太高，故无须设计加热系统，只需设计冷却系统以确保合理的模温。常用的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却，本设计设计采用的是水冷却，经济实惠。

1.冷却的计算

在单位时间内所需排除的总热量可近似由下面公式计算： Q = nmΔh/60

其中n为每小时注射次数，m为每次注入模具的塑料质量（kg）,Δh为塑料成型时放出的热熔量（J/kg）

由于聚酰胺成型周期为50～110S，本次设计的塑料注射量不大，但由于开模动作复杂，故取

T=80（S），n=3600/80=45 (次)；

m=15.4(g)=0.0154(kg); 查《塑料模具设计》表3-19得:Δh=326.26～396.48kJ/kg, 取Δh′=360kJ/kg, 所以

Δh=360×0.0154=5544（kJ）=5544(J) Q = 45×0.0154×5544/60 = 64（J/min）

为了满足注射模冷却需要，在单位时间内所需冷却水量可按下式计算：

V = Q/ρCρ（t1-t2）= nmΔh/60ρCρ（t1-t2）

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2.冷却系统的设计与冷却系统的结构

冷却系统的设计原则：冷却水道应尽量多，冷却水道至型腔表面距离应尽量相等，浇口出加强冷却，冷却水道、入口温差应尽量小， 冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置；

此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的溶接部位以免产生溶接痕，降低塑件强度。塑件的形状是变化万千的，因此对于不同的塑件，冷却水道的位置形状也不一样。本模具分别在斜滑块和内型心上设置冷却水道，其具体形式见总装配图。

第八章 其它辅助零件的选择

在本次设计中，选择合适的传动零件是非常关键的一步，在模具工作中，传动零件是这样工作的，液压马达通过皮带轮带动带轮传给主轴转矩，上螺纹型芯开始脱螺纹，同时旋转运动有齿轮和华键轴同步传递到下螺纹型芯上。

在设计当中，选用了三种齿轮，分别是型芯上的齿轮、过渡小齿轮、过桥轮上的齿轮，参数分别如下：

Z1=18 Z2=20 Z3=20 m1=2.5 m2=1.75 m3=1.75 d1=45 d2=35 d3=35 da1=50 da2=38.5 da3=38.5 皮带轮和皮带的选择：

皮带轮选用轮辐式结构，槽型为Z，参数如下： bd=8.5 hamin=2.00 hfmin=7.0 e=12?0.3 fmin=7 ?min=5.5

??38

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皮带的截型为Z，参数如下：

节宽 bp=8.5 高度 h=8 顶宽 h=10 楔角 ??40? q/(kg/m)?0.06

第九章 注射机相关参数的校核

在前面已经确定了模具的结构、类型和一些基本的参数尺寸，如模具的型腔的个数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时所需的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等。这些数据都与注射机的有关性能参数密切相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关的数据进行校核以满足要求。

1. 注射压力的校核

注射成型机的最大注射压力应稍大于塑料制品的成型所需的注射压力，即 P0≥P

式中 P0——注射成型机的最大注射压力； P ——塑料制品成型时所需的注射压力。 查有关手册可知P0=125 Mpa，P=65 Mpa

所以P0=125≥P=65成立，即注射压力满足要求。

2. 锁模力的校核及型腔数的确定

（1） 由于所设计的注射模具采用的是侧浇口，型腔数为

1

（2） 锁模力的校核 锁模力又称合模力，是指注射成型机的合

模装置对模具所施加的最大夹紧力。为了避免塑料注射机成型时由

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于受到注射压力的作用而使模具沿分型面而胀开，注射成型机的锁模力可按下式核算： F0≥P

或 F0≥K1P A

分模

A

分

式中 F0——注射成型机的公称锁模力（104N）； P

模

——模内压力（型腔内熔体压力）（Mpa）；

K1——压力损耗系数，K1=2/3； A和。

所以有：

F0=40≥2/3x65x所以F0≥P

模分

——塑料制品在及浇注系统在分型面上的投影面积之

??3.524

A

分

成立，故所选注射机的锁模力也符合要求。

3. 模具闭和高度的校核

由于本次设计选用的注射机为直角式注射机，没有限定最大的模具闭合高度，而最小闭合高度为70mm，模具的闭合高度为305mm，所以符合模具闭合高度的校核要求。

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小结

经过一个多月的努力，终于完成了对成型聚酰胺软管接头的模具设计。这是一个对即将走进社会的毕业生的能力锻炼，让我有机会把大学三年里所学到的东西作一个综合的认识，把理论用到实际中去，提高解决实际问题的能力，是我们走出校门走进社会很重要的一次实训，为我们成为一个合格的设计员做好准备。

完成了这次毕业设计，我收获良多，充分利用了所学的知识，查阅了大量的参考书目，把自己所学的知识有机的结合起来，懂得了塑件的注射模具的一般流程，即注射成型制品的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装配图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。另外，现在各行各业都在紧跟时代的脉搏，模具制造业也一样，越来越倚重计算机了，懂得使用绘图软件已经是我们这一代设计员的基本技能了，我在设计过程中，结合自己的能力，分别用AUTO CAD和PRO/E绘制装配图，虽然不能尽善尽美，但以为我即将出去工作建立了良好的自信心了。

在设计过程中，遇到了各种各样的困难，但通过学校的大力支持和协助，还有诸多同学的帮助，在以XXX和XXX老师为主的指导老师的指导下，顺利并成功地完成了这次的毕业设计，在此对学校和指导老师们致以敬礼，对同学们表示感谢！

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参考文献

1. 屈华昌主编 . 塑料成型工艺与模具设计 . 机械工业出版社 2. 冯炳尧等编 . 模具设计与制造简明手册 . 上海科技出版社

3. E.林纳 . P.恩格[德]编 . 注射成型模具设计108例 . 中国轻工业出版社 4. 王树勋编 . 注塑模具设计与制造使用技术 . 华南理工大学出版社 5. 许鹤峰 陈言秋编 . 注塑模具设计要点与图例 . 化学工业出版社 6. 李益民主编 . 机械制造工艺设计简明手册 . 机械工业出版社

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