节水器浮子模具设计说明书.doc

摘 要

本次设计为节水器浮子模具,所生产的制品为小型塑件。本次设计是在充足了解了国内外注塑模具研究现状和发展方向的基础上进行的。该制品可分为四个部分，因此设计采用了侧抽芯机构,为简化模具结构，使用使用大滑块做成型腔。该制品为对称结构,故设计过程中,把分型面定在制品的对称中心线上。脱模时,采用顺序分型机构使制品留在动模顶出。
本设计采用了C1型模架，有助于浇道凝料的脱出，自动化限度较高。这充足顺应了模具自动化的潮流。本设计结构合理，设计新奇，对于同类模具有一定参考价值。

关键词 注射模具/侧抽/PVC

WATER-SAVING DEVICES FLOAT
MOLD DESIGN

ABSTRACT

The water-saving device designed for float molds, the production of products for the shape. The design is fully aware of the injection mold at home and abroad and the development direction of research conducted on the basis of. The products can be divided into four parts, so the design of a side core-pulling mechanism, in order to simplify the mold structure, the use of make use of the slider cavity. For the symmetrical structure of the product, so the design process, the surface will be symmetric in the center line of products. Demoulding using the order of sub-type institutions to enable products to remain in a dynamic roof.
The design uses the C1 moldbase is conducive to feed the extrusion runner condensate, a high degree of automation. This fully conform to the trend of automation of the mold. The design of a reasonable structure, novel design, for the same reference value to a certain mold.

keyword Injection Mold / Side pumping / PVC

前 言
模具是工业生产的重要工艺装备,在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具.一个国家模具生产能力的强弱、水平的高低，直接影响着许多工业部门的新产品开发和老产品更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。因此，模具工业已成为国民经济的重要基础工业。
近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，而注塑成型在塑料制件成型中占有很大比例，世界塑料成型模具产量中的约半数以上为注塑模具。
模具作为现代工业基础之一，发展日新月异。工业部门的广泛需求为塑性成型新工艺新设备的发展提供了强大的原动力和空前的机遇。金属和非金属材料的塑性成形过程都是在模具型腔中来完毕的，特别是塑料制品模具。因此，塑料模具工业已成为国民经济的重要基础工业。中国加入WTO后，将成为世界第一制造大国，世界加工中心的地位需要模具行业迅猛发展，可见，模具是制造业的关键核心。其中，塑料注射模具成型效率高，易成型形状复杂的制品，并可实现自动化生产，正逐步成为塑料必备成型工具。
目前，正面临着塑料模具制造业新时代的到来，作为一个国民经济支柱产业的制造业如何抓住机遇、适应市场错综复杂的巨大变化和面对21世纪的挑战，也是国内外模具制造业极为关注的问题。
本文依据注射模具的基本组成部分，采用基础知识和设计技巧相结合，理论和实践相结合，图例和剖析相结合，模具设计和加工工艺相结合的方式，对热塑性产品的注射模具设计进行了阐述与分析研究。

目 录

摘 要 I
ABSTRACT II
前 言 III

1 塑件分析与原料的选择 1
1.1 塑件分析 1
1.2 原料特性 2
1.3 原料的准备 4
1.3.1 PVC - U 管件专用料的制备 4
1.3.2 标准试样的制备 4
1.3.3 PVC - U 管件的制备 4
1.3.4 性能测试及规定 5
2 注射机的初步选择 6
2.1 塑件所用熔体体积计算 6
2.2 注射机型号的选择 6
3 注射模具结构设计 7
3.1 选定分型面 7
3.1.1 选择分型面的原则 7
3.1.2 拟定分型面位置 7
3.1.3 排气方式的选择 8
3.2 浇注系统设计 8
3.2.1 主流道设计 8
3.2.2 主流道衬套与注射机的配合关系 9
3.2.3 主流道衬套尺寸拟定 9
3.2.4 浇口设计 10
3.2.5 浇注系统凝料体积的计算 11
3.3 注射周期的计算 12
3.3.1 充模时间的计算 12
3.3.2 冷却时间计算 13
3.3.3 保压时间 13
3.3.4 注射循环周期 13
3.4 冷却系统的设计 13
3.4.1 设计目的 13
3.4.2 设计要点 14
3.4.3 热量计算 14
3.4.4 冷却参数计算 16
3.4.5 冷却参数校核计算 16
3.5 塑料模具的强度校核 17
3.6 合模导向和定位机构设计 17
3.6.1 导向机构的作用功能作用 17
3.6.2 导向机构的设计 17
3.7 开模机构的设计 18
3.7.1 侧抽芯机构的设计 19
3.7.2 模具脱模机构设计 22
3.8 成型零件的设计 23
3.8.1 凹模的结构设计 24
3.8.2 凸模的结构设计 24
4 注射机有关技术参数的校核 25
4.1 工艺参数校核 25
4.1.1 注射量校核 25
4.1.2 注射压力校核 25
4.1.3 锁模力校核 26
4.2 安装参数校核 26
4.2.1 模具厚度校核 26
4.2.2 开模行程校核 26
4.2.3 安装尺寸校核 27
5 模板尺寸的选取 28
6 零件钢材选用 29
总 结 30
致 谢 31
参考文献 32

、
1 塑件分析与原料的选择
1.1 塑件分析
塑件的具体形状尺寸可由图1-1来具体的表述。

制品三维图
图 1-1
1) 由建模图可知,塑件参数为： 高为64mm，宽为50mm，体积28 cm³，质量38g.属于中小型塑件，所以用来生产该塑件的模具也是中小型模具。
2) 考虑到塑件的质量与成型难易限度，设计为一模四腔。用瓣合模分型抽芯机构，使模具结构对称紧凑。但要注意各个结合面需要磨平、抛光，以减小塑件成型时的水平毛刺，利于脱模，提高塑件的质量。
3) 由于塑件的精度规定不高,为减少模具的体积重量和结构的复杂性,同时塑件属于厚壁制品，在保证塑件质量和使用价值的前提下浇口形式采用直接进浇。
4) 塑件外表面上有几个高度不同的面,不能用推板脱模,故采用顶杆脱模,并且其留痕也不会影响使用。
5) 塑件为侧抽芯成型，故脱模机构必须采用顺序分型系统，具体机构如装配图所示。
6）塑件结构虽对称，但厚薄不一，故冷却不均是必然的，综合考虑了侧抽跟模具的具体结构，选择分别对塑件两侧进行冷却，由于塑件形状不规整，在瓣合模上设有四条水道。
1.2 原料特性
PVC-U的重要性能特点和工艺参数
材 料

密度 g/cm³
1.35～1.45

收缩率 %
0.2～0.4

熔点 ℃
160～212

热变形温度 ℃
67～82

工 艺 参 数

模具温度 ℃
30～60

喷嘴温度 ℃
150～170

中段温度 ℃
165～185

后段温度 ℃
150～160

注射压力 MPa
80～130

塑化形式
螺杆式

喷嘴形式
通用式

力 学 性 能

拉伸强度 MPa
30～50

拉伸弹性模量 GPa
2.4～4.2

弯曲强度MPa
大于90

弯曲弹性模量 GPa
0.05～0.09

压缩强度MPa
74～80

缺口冲击强度kJ/m2
58

硬度
洛氏R110～120

电 性 能

体积电阻率
6.17X1013

介电常数
60Hz3.2～4.0

击穿电压 Kv/mm
26.5

鉴 别

外 观
透明颗粒或白色粉末

火焰
颜色
上绿下黄

形态
软化无滴

气味
酸刺激臭

其他
难燃自熄

特点
耐化学，耐磨强度好，电绝缘性能好，价廉

重要应用
容器，管道，建筑，家具

1.3 原料的准备[1]
PVC - U 管件专用料的制备
一方面按照配方准确计量PVC 树脂和各种助剂,将部分S - 700 型PVC 树脂投入高速混合机中, 然后依次加入热稳定剂、加工改性剂、润滑剂、颜料、填料等,再加入PVC 树脂,保证各种助剂包在PVC 树脂中间。启动混合机,高速搅拌,物料在高速混合机的剪切、摩擦作用下, 温度不断升高, 达成设定温度110 ℃时,物料自动排至冷却搅拌器中,低速冷却搅拌,物料冷却至40 ℃时出料。将混合均匀的物料用双螺杆挤出造粒机组造粒。物料进入双螺杆挤出机加热熔化, 在螺杆旋转的推力下被挤出模头, 经热切装置热切后通过鼓风进入输送管道输送到冷却罐中,冷却后计量、包装。造粒工艺参数为:料筒温度Ⅰ区170～175 ℃、Ⅱ区165～170 ℃、Ⅲ区145～150 ℃、Ⅳ区100～110 ℃、Ⅴ区135～140 ℃,机头温度155～165 ℃,螺杆转速15 r/ mi n ,真空度- 0. 07 MPa 。
标准试样的制备
对PVC - U 管件粒料进行干燥,温度为80～90℃,时间为4～5 h 。然后, 干燥后的物料用注射机注射成型PVC - U 管件料标准试样。设备型号:L P - 200 ,模具为冲击料样条、拉伸料样条。工艺条件如下:喷嘴温度180 ℃, 料筒温度Ⅰ区182 ℃、Ⅱ区172 ℃、Ⅲ区165 ℃、Ⅳ区155 ℃、Ⅴ区150 ℃。
PVC - U 管件的制备
干燥后的PVC 粒料在注射成型机上成型给水正三通管件。工艺条件如下:喷嘴温度168 ℃, 料筒温度Ⅰ区170 ℃、Ⅱ区168 ℃、Ⅲ区165 ℃、Ⅳ区160 ℃、Ⅴ区155 ℃,保压时间20 s ;注射压力一段8. 0 MPa 、二段9 . 0 MPa 、三段9. 0 MPa ; 注射速度一段8 %、二段20 %、三段15 %;冷却时间150 s 。
性能测试及规定
按GB/ T 1040 - 1992 测试试样的拉伸强度,按GB/ T 9341 - 2023 测试试样的弯曲强度, 按GB/ T1043 - 1993 测试试样的冲击强度, 按GB 8802 -1988 测定其维卡软化点,按GB 8803 - 1988 进行烘箱实验,按GB 1033 - 1986 中4. 1A 法(浸渍法) 测定密度,按GB 8801 - 1988 进行坠落实验,按GB/ T10002. 2 - 1996 中5. 9 进行液压实验。

　 由表1 PVC - U 管件专用料要符合PVC - U 管件的质量指标规定,且产品外观光洁。在该配方体系和造粒工艺条件下,造粒过程顺利, 粒料表面光洁, 颗粒大小均匀。PVC - U 管件料成型加工性好, 热稳定性高,流动性好,产品的性能好, 可满足大中型PVC - U管件的生产规定。[2]
表1 PVC供水管件质量测试结果

2 注射机的初步选择
2.1 塑件所用熔体体积计算
塑件体积： 198cm3
PVC的平均密度: 1.4g/cm³
最大投影面积： 151.2cm²
所用熔体总体积为： 125.2 cm³
2.2 注射机型号的选择[2]
由塑件所用熔体总体积和最大成型面积可知,选用国产SZG-500/200型号注射机就能满足使用规定.注射机的各技术参数如表2-1所示：
表2-1 注射机重要参数表
结构形式
卧式
移模行程
500mm
理论注射容量
500cm³

螺杆直径
55mm
模具定位孔直径
Φ160mm
注射压力
150Mpa

注射速率
173g/s
喷嘴球半径
SR20mm
锁模力
2023kN

塑化能力
110kg/h
拉杆内间距
570×570mm

最大模具厚度
500mm
最小模具厚度
280mm

3 注射模具结构设计
1) 模具的表面加工很重要，需将模具表面电镀、抛光或淬火，以保证模具的使用寿命。
2) 浇口可以提成侧浇口及直接浇口两种，浇口尺寸大小随成型品的厚薄而变化。
3) 为防止成型加工时因模具排气不良导致的烧焦现象，可开排气孔解决。

3.1 选定分型面[3]
选择分型面的原则：
1) 便于脱模和简化模具结构
2) 不影响制品外观
3) 保证塑件尺寸精度
4) 有助于排气
5) 于模具零件的加工
6) 考虑注射机的技术规格
拟定分型面位置
由上面原则可知分型面应通过塑件的几何中心且此分型面将塑件分为互相对称的两部分。如图2.

图2 分型面示意图
排气方式的选择
对于一般的小型塑件,当不采用特殊的高速注射时,可运用分型面排气或推杆与孔的间隙排气,为了增长分型面的排气效果,可增长分型面的粗糙度,并使加工的刀痕或磨削痕顺着排气方向。为了增长推杆排气效果，可以将推杆后方距离型腔5mm以外处的配合间隙加大，或者将推杆配合圆柱磨出一个小平面。
3.2 浇注系统设计
综合考虑该塑件结构，由于此塑件比较复杂，故模具为一模一腔。则该模具浇注系统只有主流道跟浇口,并无分流道。具体设计过程如下:
主流道设计[4]
主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料规定较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热解决。常用浇口套分为有臂浇口套和无臂浇口套两种，此模具选择有臂浇口套用于配装定位圈。由于采用的有臂浇口套，所以用定位环配合固定在模具的面板上。定位环与注射机定模固定板中心的定位孔配合，其作用是为了使主流道与喷嘴和料筒对中。具体固定形式如图3所示：
图 3 主流道衬套的固定
主流道衬套与注射机的配合关系[5]
主流道衬套与喷嘴接触处多作成半球形的凹坑，两者应严密地配合，避免高压塑料熔体溢出，凹坑球半径R2应比喷嘴球头半径R1大1～2mm,如图4所示。如若相反，则主流道凝料将无法脱出；如若大的太多，则密封作用不好。主流道小端直径应比注塑机喷嘴直径约大0.5～1mm。

图 4 主流道衬套与注射机的配合
主流道衬套尺寸拟定:
由注射机技术参数可知：喷嘴球面半径为R20 ,喷嘴孔径为4㎜。
主流道入口直径d,应大于注射机喷嘴直径1㎜左右,所选用注射机喷嘴小径为
4㎜，故d取5㎜。
主流道入口的凹坑球面半径R,应当大于注射机喷嘴球头半,故
R=30㎜。凹坑球面深度H=(1/3～2/5)R=3㎜，锥孔壁粗糙度Ra≤0.4μm
主流道总长为85.8㎜,取主流道的锥角α=3o故主流道大端直径D为9.2㎜。具体结构尺寸如图5所示：
图 5 主流道衬套
浇口设计[6]
模具设计时，浇口的位置及尺寸规定比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：
1) 尽量缩短流动距离。
2) 浇口尽也许开设在塑件壁厚最大处。
3) 必须尽量减少熔接痕。
4) 应有助于型腔中气体排出。
5) 考虑分子定向影响。
6) 避免产生喷射和蠕动。
7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。
8) 注意对外观质量的影响。
根据本塑件的特性，综合考虑以上几项原则，本模具浇注系统的浇口设计成易于加工和调整的直接进浇形式，该浇口形式在开模时可以随塑件一起掉出模外有助于自动化操作，并对塑件内在质量和使用性能影响甚小。

图6 浇口位置示意
浇注系统凝料体积的计算
1 主流道肘套凝料体积

2 流过浇口体积
模具在工作时的实际用料量（V）应为注射机最大注射量（Vmax）的25%~80%。
即0.25 Vmax ≤ V ≤ 0.8Vmax （3-1）
用料量： V=nV1+V2 （3-2）
式中 V—模具规定的实际用料体积，cm3
V1—制品体积（单个型腔容积），cm3
V2—料把体积（浇注系统容积），cm3
n—模具型腔数
V1=27.36 cm3 V2=15.76 cm3
∴ V=4*27.36+15.76=125.2 cm3

3 流过主流道的体积

3.3 注射周期的计算[7]
充模时间的计算
3.3.1.1 拟定适当的剪切速率
根据经验浇注系统各段取以下值塑件质量较好
1）主流道 ，
2）浇口
b.拟定体积流率q
3.3.1.2 主流道和浇口体积流率相等

>注射机的注射流率，所以合理

3.3.1.3 剪切速率的校核
41.25，基本合理
3.3.1.4 充模时间的计算
取
冷却时间计算

式中:
a1--塑料的热扩散系数, mm2/s
S---塑件厚度, mm.
θc---注射塑料熔体的初始温度,℃.
θm---模具温度,℃.
θ---塑件脱模时的平均温度,℃.
所以 ta=(4.52/0.1133.142)ln[8(170-45)/3.142(50-45)]=54.7 s
保压时间
tb=0.3（S+2S2）=0.3×（4.5+2×4.52）=13.5S
s——塑件平均厚度 ㎜
注射循环周期
t=1.1（t1+ta+tb）=1.1×（0.4+54.7+13.5）=75.46s 取76 s

3.4 冷却系统的设计
设计目的
在注射成型过程中，模具温度直接影响塑料的充模和塑件的定型，也直接影响注射周期和塑件质量。因此通常必须进行模具的有效冷却，使其模具温度保持在一定的范围内。其重要目的如下：
1) 缩短成型周期
2) 提高塑件质量
3) 适应特殊需要
设计要点[11]
模具冷却系统设计原则 为了提高生产率，保证制品质量，模具冷却系统设计以保证塑件均匀冷却为基本原则。具体设计时注意以下几点：
1) 冷却水孔数量尽量多、尺寸尽量大。型腔表面的温度与冷却水孔的大小、疏密关系密切。所以，在结构设计允许的情况下，冷却水孔的开设应当尽量多并且大。冷却水道的直径一般在8-12㎜间选取。
2) 冷却水孔至型腔表面距离要合适。当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面各处最佳有相同的距离，当塑件壁厚不均匀时，厚壁处冷却水通道要适当靠近型腔。
3) 冷却水道应避开塑件也许出现熔接痕的部位，以免由于模具在这个部位形成低温区，产生熔接痕或因熔接不牢而减少塑件强度。
4) 入水与出水的温差不可过大。为取得整个制品大体相同的冷却速度，需合理设立冷却水通道的排列形式，减小入出水温差。
5) 冷却水孔布置要合理。冷却水通道尽也许按照型腔形状布置，塑件的形状不同，冷却水道位置也不同。
6) 冷却水道要便于加工装配。冷却水道结构设计必须注意其加工工艺性，要易于机械加工。尽量采用钻孔等简朴加工工艺。对于镶装组合式冷却水道还要注意水路密封，防止冷却水漏入型腔导致型腔锈蚀。

热量计算[4]
3.4.1.1 传导进入模腔的总热量

n—每小时的注射次数，
η—塑料热焓之差即比焓， kJ/㎏
G—每次注射量， ㎏
所以 KJ/h
3.4.1.2 对流所散发的热量

F—模具表面积， ㎡
T2m—模具平均温度 ， ℃
T0 --室温， ℃

3.4.1.3 辐射散发的热量

—模具侧面面积 ， ㎡
--辐射率 一般加工面为，0.80―0.90

3.4.1.4 冷却水应当从模具中带走的热量

冷却参数计算
设采用20℃常温水作为模具的冷却介质,而其出口温度为25℃。则所需冷却水的体积流量为:

求冷却水孔回路传热面积

d—冷却水孔直径， m
ρ—冷却水得密度 ，㎏/m3
A0—与冷却水温度有关得常数 22.5℃，时取7.7
V—冷却水平均流速，m/s
所以
所需要冷却回路的长度

故可以在型腔周边以直通式布上4条冷却管路。
冷却参数校核计算
湍流校核：
查表得25℃冷却水的密度ρ=997.1㎏/m3，粘度μ=0.000894N/㎡·s
Re=1.16×0.015×97.1/0.000894=1889.87
1889.87>1000
故属于稳定的湍流状态。
3.5 塑料模具的强度校核
塑料模具在使用过程中重要承受来自两方面的力：一是来自注射机的锁模力，锁模力使分型面产生很大的压力，假如接触面积不够，会发生屈服变形，应予以校核，以免模具遭到破坏；另一方面，高压的塑料熔体注入型腔，压力作用在模具型腔，假如其厚度不够会引起发生溢料、产生裂纹、塑件偏心、尺寸超差以及脱模困难等问题，因此，必须对塑料模具的强度进行校核。
本制品所采用的模具为中小型模具（模板长、宽在500mm以下的模具）。这类模具的强度，只要模板的有限使用面积不大于其长度和宽度的60％，深度不超过其长度的10％ 可以不必计算。成型该模具凹模最大尺寸64mm×50mm×27mm，而模板尺寸为400mm×350×391mm，故强度合适。

3.6 合模导向和定位机构设计
导向机构的作用功能作用
合模导向机构作为注塑模具的功能部件，重要有以下作用：
1) 导向作用：合模时，导柱在型芯进入型腔前，认入导向孔。引导动定模准确闭合，保证合模方向的准确性和模具运营过程的平稳性，避免成型零件的冲击、碰撞。
2) 定位作用：合模后，靠导向零件间的配合，限定分属动、定模的成型零件方向和相对位置，使型腔结构尺寸具有良好的重现性。
3) 承载作用：承受由于型腔侧壁面积分布不对称及侧面进浇产生的侧压力，和推板、中间模板等浮动零件的重力作用。防止模具零件产生侧向位移。
导向机构的设计
模具导向机构导向零件选型：根据模具模架规格，本模具采用带头导柱、带头导套，具体设计如下：
A 拟定导柱直径 本模具采用的是400mm×350mm的标准模架，故根据此标准模架我们选取导柱直径d=40mm，（GB/T4169.4-1984）。
B 拟定导柱长度 根据模板厚度，在选定导柱直径相应的标准长度系列中选取。导柱选择长度L=170mm。
C 拟定导套直径 根据导柱直径d，选取标称直径（导向孔直径）相同的导套。该模具导套选为内径40mm的标准带头导套四个。（GB/T4169.3-1984）。
D 拟定导套长度 在选定导套直径相应的标准长度系列中选取，取值应略小于模板厚度，导向孔长度取 1～1.5d。根据模板厚度，带头导套选用长度为60mm。
E 配合关系 采用标准件的导向机构中，导柱通常采用轴肩压板式固定装配，该模具导套采用侧向开一小孔，用螺钉固定的办法固定。导向零件及其与模板间的配合关系如下：
1) 导柱导向段与导套或模板上的导向孔之间用间隙较小的间隙配合，优选H7/f7。
2) 导柱、带头导套固定段与模板上的安装孔之间用过度配合，优选 H7/k6。
3.7 开模机构的设计[10] 侧分型机构
本模具采用了CI型模架，塑件由顶干顶出。具体结构如图7所示：
图 7 顶板位置示意
3.7.1开模过程分析
注射、保压、冷却后，解除锁模力，模具启动。
开模时，模具的动模部分（13、35、14、15、17、18）随注射机的动模固定板一起沿开模方向运动，由于斜导柱和导划槽机构的作用，模具侧分型打开，由于制品对型芯的包紧力，制品都留在了各自的型芯侧，当动模部分运动到定位挡钉限定的距离时，动模侧的推出装置（24）碰到注射机的顶杆而停止运动，这样顶杆6推动顶板32，从而使制品脱离型芯，在弹簧（16）作用下迫使（20，24）复位，整个开模过程结束。
3.7.2合模过程分析
制品顺利脱出后，模具闭合。
一方面，制品顺利脱出后，在弹簧（16）作用下迫使（20，24）复位，主分型面I闭合，与此同时在导划槽和斜导柱的作用下，此时瓣合模与定位挡钉（30）分离，继续合模，分型面II闭合，合模过程完毕，即可开始下一个成型周期。
矩形弹簧外径d＝60mm 弹簧中径D=30mm 最大压缩量54mm
最大工作载荷486kg

侧抽芯机构的设计
3.7.1.1 斜导柱侧抽
综合各种抽芯方式，对于塑件上凹我们选用斜导柱侧向抽芯方式。由于斜导柱侧分型抽芯的应用使模具结构简朴，制造方便，动作可靠。

3.7.1.2 抽拔力计算[2]
根基各种因素的影响，脱模力的计算公式如下

其中，
F——型芯脱模(N)
L——活动型芯被塑件包裹的断面形状周长（mm）
h——侧型芯长度，mm
p——单位面积的包紧力，MPa
一般取8～12Mpa
——摩擦系数
取0.15～2
——脱模斜度（）
取=0
对型芯A：
L==503.14=157mm
h取27mm

对型芯B：
L==83.14=25.12mm
h=8mm

3.7.1.3 导划机构的设计
为保证滑块左右抽拔和复位过程中平稳滑动，滑块与导滑槽之间上下方向左右方向各有一配合，采用H8/f7配合[8]。本模具需要两个导滑块，具体设计如图9所示:

滑块
3.7.1.4 导滑槽设计
导滑槽设计为T型导滑槽,加工简朴,结构可靠.
3.7.1.5 锁紧楔设计
锁紧楔是用来承受侧向推力，同时精度较高的楔紧面在合模时能保证滑块位置的精确性。楔紧面的斜角应略大于斜销的斜角°。本模具采用整体锁紧结构如图10所示:
图10 锁紧机构

模具脱模机构设计
3.7.1.6 脱模机构的作用及规定[5]
设立脱模机构的目的就是脱出制品。
为使保证制品能顺利脱出，并尽也许减少脱模过程对制品质量构成的影响和损害，模具上的脱模机构应满足以下规定：
1) 脱模机构应设在留模边 （通常为型芯所在的动模边）
2) 脱模时制品受力应尽也许的小而匀
3) 避免推出痕迹对制品的影响
4) 脱模机构应灵活可靠动作平稳
5）结构零件应有足够的刚度和强度
3.7.1.7 脱模机构类型及特点
制品从模具上脱出的方式方法很多，脱模机构的类型也很多。注射模具脱模机构通常按动力来源分为以下几类，每类有有多种具体形式：手动脱模、液压脱模、气压脱模、机械脱模、机动脱模。
本模具为机动脱模方式,采用顶板脱模机构。顶板脱模机构的优点：结构简朴，优先使用与薄壁制品的脱出脱模效果好。
3.7.1.8 顶出机构设计[6]
根据制品结构尺寸，脱模阻力大小及分布情况，决定推杆数量和各个推杆工作端面的形状、尺寸；为了不影响装配及使用，顶杆端面应高出型腔表面0.1mm。综合了模具脱摸力及塑件的具体机构，选择用工作端长度直径16的推杆，数量选择为6根。
1 ）推出行程的校核:
最大推出行程 = 36mm
该模具实际所需推出行程为30mm，故合适。
2 ）推杆的装配
采用轴肩压板式安装方式，推杆与推杆孔之间采用间隙配合，但配合间隙大小应小于塑料的溢边值，采用H7 / f 7，配合部分的长度取50 mm 。
3.8 成型零件的设计[9]
成型零件是直接成型塑件的零件。它重要涉及凹模，凸模，顶杆。
成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件规定有对的的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还规定结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用规定，拟定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，拟定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热解决、装配等规定进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。
凹模的结构设计
凹模是成型塑料件外表面的成型零件。凹模的基本结构可分为整体式、整体嵌入式和组合式。本次模具设计采用整体式凹模，它在成型模具的凹模板上加工型腔，很显然，它有较高的强度和刚度，但加工较困难。需用电火花、立式铣床加工，特别合用于外表面形状比较简朴的中小型塑料件。
凸模的结构设计
型芯用来成型塑件的内表面。对于中小型模具，常将型芯与模板做成组合结构形式。其优点是节省优质模具钢材、便于机加工和热解决等。

4 注射机有关技术参数的校核
4.1 工艺参数校核
注射量校核
注射量校核公式为： V< V0 < V
公称注射量V： 300cm³
塑件熔体体积： 125.2cm³
主流道熔体体积： 12.7 cm³
实际用熔体体积为V0：125.2 cm³+12.7 cm³ =138cm³
其V=0.25V, V=αV,α为注射系数,取0.75～0.85,无定形塑料可取0.85 [2] 138 /0.25=552cm3 138/0.8=173 cm3
所以注射机的注射量应在173～552 cm3之间满足校核公式关系。
注射压力校核[2]
塑料成型所需的注射压力是由塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、塑件形状和注射机压力损失等因素决定，一般规定P注>P额。
P额——成型所需要的注射压力（MPa）
P注—注射机额定注射压力150（MPa）
PVC注射成型所需要的注射压力一般在100～120MPa，而P额＝115MPa
故P注>P额 ,满足校核关系。
锁模力校核[7]
当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力，其大小等于制件与浇注系统在分型面上的垂直投影之和乘型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应小于注射机额定的锁模力，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。
锁模力校核公式为F≥KAP型
F——注射机的额定锁模力,取1600kN
A——塑料件与浇注系统在分型面上的总投影面积,取151.2㎝2
P型——常用塑料注射时型腔的平均压力，取35MPa
K——安全系数,通常取1.1～1.2
KAP型=1.2×151.2×35×100 =635.05 kN，满足校核公式。
4.2 安装参数校核
模具厚度校核
模具厚度校核公式为H≤ H0 ≤ H
其中, H——注射机合模部件允许的最小模厚,取250㎜
H0——模具厚度,取391㎜
H——注射机允许的最大厚度,取450㎜
满足校核公式。
开模行程校核
开模行程校核公式为H≥H1+H2+ a +(5～10)㎜
其中,H——注射机动模板的开模行程,取380㎜
H1——塑料件顶出距离 ,取30㎜
H2——塑料件高度,取64㎜
a—定模板与底板的分离距离，取36mm
由于该模具为顺序分型结构模具，其总开模行程为140㎜，故S<H,所以满足规定。
安装尺寸校核
所设计的模具的长宽方向尺寸要与注射机拉杆空间距离相适应.所选注射机的拉杆距离为450×450㎜,而本模具的长宽尺寸为400×350㎜。满足校核条件。

5 模板尺寸的选取
根据塑件尺寸成型规定以及型腔壁厚的计算尺寸，并参考标准模架推荐尺寸各模板的尺寸选择如表5-1所示：
表5-1 模板的尺寸
模板
B×L×H（㎜）

定模板
400×350×150

动模板
400×350×50

动模垫板
400×350×25

垫块
63×350×110

动模底板
150×350×25

顶板
74×350×25

推板压条
220×350×15

推杆固定板
220×350×20

6 零件钢材选用
钢材的选用规定是：1）机械加工性能良好；2）抛光性能良好；3）耐磨性和抗疲劳性能好；4）具有耐腐蚀性。
表6-1 模具各部件钢材选用
零件名称
材料
热解决方式
硬度

导柱、导套
T8A
调质，表面淬火，低温回火
230-270HB

成型零部件
45钢
淬火
230-270HB

定位环
45钢
调质，表面淬火
230-270HB

主流道衬套
T8A
淬火
230-270HB

各类模板推板固定板,模座
45钢
调质,表面淬火
230-270HB

垫块
A3

230-270HB

总 结

本次毕业设计所用塑料件为大口径放水阀塑料件原料是UPVC ,该塑件属于中小型塑件,因此配套的模具也是中小型模具。由于塑件形状结构简朴,在最大投影面积上对称，加之要抽的型芯比较少，所以采用一模四腔。虽然在设计过程中尽量综合考虑该模具结构,尽也许做到最优化选择。但是这次设计仍然存在诸多问题，比如：定位机构