摘要
塑料是一种可塑性的合成高分子材料，具有重量轻且坚固，耐化学腐蚀，电绝缘性好，价格便宜，可塑性好等特点，广泛应用于电脑、手机、汽车、电机、电器、家电和通讯产品制造中。注塑成形是成形塑件的主要方法之一，是指使用注塑机将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却固化获得产品的方法。注塑的优点是生产速度快，效率高，操作可自动化，能成型形状复杂的零件，特别适合大量生产。本次课程设计的产品为电源按键，具有重量轻，强度高，耐腐蚀，易清洁等特点，为大批量生产产品。本次设计在针对产品进行工艺性分析后，确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、位置大小；其中最重要的是确定型芯和型腔的结构，以及它们的定位和紧固方式。此外还进行了脱模机构的设计，合模导向机构的设计，冷却系统的设计等。最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件图及编制成型零部件的制造加工工艺过程卡片。实践证明：该模具结构合理、可靠,并能保证产品质量,对此类注塑产品的模具设计有参考价值。
关键词：塑料 , 注塑成形 , 模具设计
Abstract
Plastic is a synthetic polymer material , with the characteristics of plasticity, light weight, sturdiness, electrical insulation, and which is resistance to chemical corrosion and cheap. It is widely used in computers, mobile phones, cars, motors, electrical, home appliances and communication products manufacturing. Injection molding is one of the main methods of forming plastic parts, it refers to the use of plastic injection machine to inject the thermoplastic melts into the mold under high pressure , after cooled to obtain the products . It has the advantage of fast production speed , high production efficiency , and automated operations , it can form the shape of complex parts, particularly suitable for mass production. The production of graduation project is power button , which has a light weight , high strength , corrosion resistance and easy cleaning features for mass production . After analysis the process of the product , the mold parting line , cavity number , gate form , gate location can be determined , one of the most important is to identify core and cavity structures , as well as their positioning and fastening methods. In addition, it also carries out the design of stripping agencies , mold-oriented organizations and the cooling system .At last, draw a complete mold assembly drawing , major parts diagram , and draw up cards of parts manufacturing and processing process . It is proved that the mold structure is reasonable , reliable and can guarantee product quality , and is valuable for the injection mold design of such products .
Key Words:Plastic , Injection molding , Mold design
1.1 引言
随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断地扩大，如：家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅速增加，由于在工业产品中，一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属结构件，加上利用工程塑料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状，并且还能设计成卡装结构，成倍地减少整个产品中的各种紧固件，大大地降低了金属材料消耗量和加工及装配件工时，因此，近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。
模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具，例如金属铸造成型使用的砂型或压注模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具及成型陶瓷、玻璃等制品使用的各种模具。塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。模具是工业生产中的重要工艺装备。模具工业是国民经各部门发展的重要基础之一。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱，模具质量的优劣，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。对塑料模具的全面要求是: ①尺寸精度、外观、物理性能等各方面均能满足使用要求的优质制品。
②高效率、自动化、操作简便。③结构合理、制造容易、成本低廉。④尽量减少开模、合模和取制件过程中的手工劳动。为此常采用自动开合模及自动顶出机构。
⑤合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具。
1.2 塑料模具在国民经济中的作用
塑料模具（简称塑模）的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。塑模是现代塑料工业中的重要工艺装备。塑模工业是国民经济的基础工业。用塑模生产成形零件的主要优点是制造简单、材料利用率高、生产效率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。塑模也是成型塑料制品的主要工具，它的结构和加工精度对塑件的质量和生产效率等
有直接的关系。因而世界各国对塑模的现代设计与制造技术都极为关注。近年来国外对塑模的热浇道、温度控制系统、应用数控机床加工及减少热处理变形等方面都作了许多探索，并取得了一定的成果。塑模广泛应用于成型塑料制品，它利用塑料在高温下所具有的流动性或可塑性，将其成型为具有一定形状和尺寸，并通过化学或物理变化，定型为塑料制品。在塑料加工工业中，普遍使用有以下几种塑模：（1）压缩成型的塑料模具。（2）压入成型的塑料模具。（3）挤出成型的塑料模具。（4）注射（塑）成型的塑料模具。此外，还有发泡成型塑模，真空成型塑模、吹塑成型塑模、玻璃纤维增强塑料成型塑模等等，但这些塑模的设计是建立在以上所述常用的集中塑模设计基础上，且比较简单。随着塑模成型方法的不断出现，必然将还会产生各种新型塑料的新型成型模具。近年来我国塑料工业生产的发展速度很快，塑料的应用正普及到国民经济领域的各个部门。采用塑模加工的塑件也很多，如各种管材、板材、异型材、复合管材、发泡型材及棒材等，都广泛用于纺织品、医药品、化学物品、机密仪器、日用品及机械行业中的齿轮、轴承等机械零件，在汽车、飞机、造船业中的仪表、车门、内衬等，化学工业中的贮槽、贮罐、填料等，电子及电信工业中的电线、电缆绝缘层及防护套等也得到广泛的应用，特别是在建筑工业中塑料的应用更为广泛，“以塑代木，以塑代金属”为人类钻寻求解决替代有限的木材和贵重金属材料开辟了新途径。当前在我国塑料战线上出现了许多新的塑膜结构和新的塑模的加工方法，为我国塑料模具的设计与制造走向现代化提供了有利条件。据资料介绍，国外一些工业比较先进的国家在塑模的设计与制造方面，已经采用 CAD/CAM 系统，这对提高塑料制品质量，缩短塑模制造周期，降低塑件成产成本方面取得较好经济效益。
1.3 塑料成型模具发展趋势
近年来，塑料成型加工机械和成型模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、长寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。 (1) 加深理论研究随着对塑料成型加工原理的研究越来越深入，模具设计已由经验设计阶段逐步向理论计算设计方面发展。这些理论为塑料模具的计算机辅助设计和辅助工程
奠定了基础。 (2) 高效率、自动化如多层多型腔注射模结构、各种自动脱出产品和流道凝料的脱模机构、自动分型抽芯机构、热流道浇注系统注射模具以及高效冷却结构。高效自动化的模具与高速自动化的成型设备相配合对提高生产效率、提高产品质量，降低生产成本起了很大作用。 (3) 大型、超小型及高精度随着塑料应用领域日益扩大，在建筑、机械、汽车、仪器、家用电器等采用了许多大型、精密和高寿命的塑料制品，如汽车壳体、洗衣机桶、传动齿轮、轴承等。大型模具设计要求作详细准确的理论计算，由于模具自重大，物料流程长，型腔易变形，因此在结构设计上需作更为周密的考虑。高精度模具要求配合精度和运动精度都很高，耐磨损，模温控制精确，在高压下成型，收缩变形小。 (4) 革新模具制造工艺塑料模具制造中最困难的部分是型腔，特别是异形复杂型腔的加工，若采用各种坐标机床、仿形机床、光控机床、数控机床等来代替传统的机械加工方法，这样不仅缩短制模周期、提高模具精度，而且还降低了劳动强度和生产成本。采用精密铸造、冷挤压、电加工等新工艺技术给模具型腔加工带来了巨大方便 (5) 模具计算机辅助设计(CAD)、辅助工程(CAE) CAD 软件的主要功能是几何造型技术，它将制品图形立体地精确地显示在屏幕上，完成制件设计的绘图工作，对制品或模具进行力学分析。CAE 软件中流动软件可以模拟熔体在模内的流动过程，冷却分析软件可模拟熔体的凝固过程和在模内的温度变化，预测可能出现的问题，如制品缺陷、翘曲、变形、内应力等，使计算结果优化。 (6) 标准化
模具标准化包括塑料注射模零件标准、塑料注射模零件技术条件、塑料注射模模架标准、塑料注塑模技术条件等，其中零件标准包括导柱、导套、推杆、模板等。模具标准化为塑料模具设计和制造都带来极大的方便，由于标准件可以直接购买，因此模具设计制造者只需精心设计和加工型腔，这样使塑料模具设计和制造周期大为缩短，成本降低，质量得到保证。目前发达国家标准化程度达到 30%以上，我国标准化程度不高，还需大力推广，充实完善。
目录
1、工艺性分析 (1)
2、确定型腔数目 (1)
3、型腔、型芯工作部位尺寸的确定 (1)
4、浇注系统的设计 (3)
5、选用模架 (4)
6、校核注射机 (5)
7、推出结构设计 (5)
8、冷却系统的设计 (6)
9、排气系统的设计 (6)
10、总结 (9)
11、参考文献 (10)
如图所示塑件，材料为ABS，收缩率0.3%～1.2%。生产批量15万件。
1、工艺性分析
1）该塑件尺寸较适中，一般精度等级，但因形状复杂，采用1模2 腔。
2）为了方便加工和热处理，型腔与型芯部分采用拼镶结构。
2、确定型腔数目
根据塑件的生产批量及尺寸要求采用一模4腔。
按照塑件所示尺寸，近似计算：
塑件体积Vs≈2.7688cm3
查表6-1塑料ABS的密度为 1.02～1.05g/cm3 (注塑级密度为1.05g/cm3) 单件塑件重量：m
s
=2.128*1.05g=2.9526≈3g
3、型腔、型芯工作部位尺寸的确定
查表6-4 ABS塑料的收缩率是0.3%-1.2%。
平均收缩率：S=(0.3%+1.2%)/2=0.75%
型腔工作部位尺寸：
型腔径向尺寸：L
m +δ
=〔(1+ S )×Ls -X△〕+δ
型腔深度尺寸：H
m +δ
=〔(1+ S )×Hs -X△〕+δ
型芯径向尺寸：l
m-δ0=〔(1+ S )×ls -X△〕
-δ
型芯高度尺寸：h
m-δ0=〔(1+ S )×hs -X△〕
-δ
中心距尺寸： Cm±δ
z /2=(1+S)Cs±δ
z
/2
式中 Ls—塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm）
ls —塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm）
Hs—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）
hs—塑件内型高度基本尺寸的最小尺寸（mm）
Cs—塑件中心距深度基本尺寸的平均尺寸（mm）
修正系数，取0.5~0.75
塑件公差（mm）
δ
z
—模具制造公差，取（1/3~1/4）△
各工件部位尺寸计算结果如图所示
通常，制品中1mm和小于1mm并带有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm 并带有大于0.1mm公差的部件不需要进行收缩率计算。
4、浇注系统的设计
（1）确定分型面的位置。
（2）确定浇口形式及位置。为了提高生产效率，便于去除浇口凝料采用中心浇口尺寸与位置如图所示。
《塑料成型工艺及模具设塑件在浇口处的壁厚为1.0mm,浇口直径可以根据课本：
计》Ｐ７３，取d=2mm
(3)型腔位置的排布。该件采用一模一腔的结构形式，那么浇注系统的设计应直接采用从主流道到型腔流道的形状及尺寸相同的设计，即平行式布置的形式。
(4)初步设计主流道及分流道形状和尺寸。主流道设计成圆锥形，其锥角为２°～６°。
分流道截面设计成圆形截面，加工较容易，且热量损失与压力损失均不大，为常用模式。圆形截面分流道的直径可根据塑料的流动性等因素来确定，该塑料为ABS塑料，流动性好，所以选用圆形截面。根据《塑料成型工艺及模具设计》分流道的直径d可取２～６mm，浇口长度L=1mm.
5、选用模架
（1）型腔强度和刚度的计算。为了方便加工和热处腔镶件可分为两部分，如图
可看出，型腔为整体式。因此，型腔的强度和刚度按型腔为组合式进行计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦，也可参考经验推荐数据。
查本书表6-16型腔壁厚S
1=8mm，模套壁厚S
2
=18mm
(2)初选注塑机
1）注塑量：该塑件制件单件重：m
s
≈6.8g
浇注系统重量的计算可根据塑件尺寸计算的浇注系统的体积。
V
j
≈1.2107cm3
粗略计算浇注系统重量 m
j ≈V
j
×p=1.2×1.05g≈1.25g
总体积 V
塑件
=（2.769+1.25）cm3=4 cm3
总重量 M=4×1.05g≈4.2 g
聚苯乙烯的密度为1.054g/ cm3，ABS塑料密度为1.02～1.05g/cm3。
满足注射量 V
机≥V
塑件
/0.80
式中 V
机
－额定注射量（cm3）;
V
塑件
－塑件与浇注系统凝料体积和（cm3）。
V
塑件
/0.80=3.277/0.80 cm3=4.096 cm3
或满足注射量 M
机≥M
塑件
p/（p
1
×0.8）
式中 M
机
－额定注射量（g）；
M
塑件
－塑件与浇注系统凝料的重量和（g）；
p
1
－聚苯乙烯的密度（g/cm3）；
p
2
－塑件采用塑料的密度（g/cm3）
M
塑件p
2
/ p
1
×0.8 =0.53×1.05/1.054×0.8 g =0.66g
2）注射压力：ρ
注≥ρ
成型
查表知ABS塑料成型时的注射压力ρ成型=70～90MPa
3）锁模力
P
锁模力
≥pF
式中p－塑料成型时型腔压力，ABS塑料的型腔压力p=30MPa；
F——浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（2
mm）
各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积
F=（3.14×162+3.14×112+3.14×152）=1890.28（2
mm）
pF=30X1890.28=56708.4N=56.7KN
根据以上分析、计算，查表知初选注射机型号为
注射机有关技术参数如下
最大合模行程S 160mm
模具最大厚度 180mm
模具最小厚度 60mm
喷嘴圆弧半径 12mm
喷嘴孔直径 2mm
动、定模板尺寸 250mm×280mm
拉杆空间 235mm
3）选标准模架根据以上分析，计算以及型腔尺寸及位置尺寸可确定模架的结构
形式和规格，查表可选用 :
定模板厚度：A=55mm
动模板厚度：B=70mm
垫块厚： C=80mm
模具厚度： H 模=40+A+B+C=245mm
模具外形尺寸：230mm ×400mm ×201mm
6. 校核注射机
1） 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核
2） 开模行程的校核 注射机的最大开模行程S
S ≥2h 件 +h 浇+﹙5～10﹚
S=2×11+30+8=60mm
式中h 件＿塑料制品高度﹙mm ﹚
h 浇＿浇注系统高度﹙mm ﹚
3）模具在注射机上的安装 从标准模架外形尺寸看小于注射机拉杆空间，并采用压板固定模具，所以所选注射机规格满足要求
7. 推出结构设计
1）推件力的计算
Ft=Ap （μcos α-sin α）
A ——塑料包络型芯的面积（2mm ）
p ——塑件对型芯单位面积上的包紧力，
α——脱模斜度
q ——大气压力0.09MPa
μ——塑件对钢的摩擦系数μ，约为0.1–0.3；
A1——制件垂直于脱模方向的的投影面积（2mm ）
A ≈（78.5+207.24+392.5）（2mm ）=678.24（2mm ）
Ft=678.24x1.2x 710(0.3cos40`-sn40`)/610=2346.85N 2）确定顶出
方式及顶杆位置
根据制品结构特点，确定斜滑块侧向抽芯机构，四个普通圆顶杆分布在滑块上。8．冷却系统的设计
如图
由于制品平均壁厚为2mm，制品尺寸又较小，确定水孔直径为8mm。
由于冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素都会影响模具的热量向冷却水传递，精确计算比较困难。实际生产中，通常都是根据模具的结构确定冷却水路，通过调节水温、水速来满足要求。
采用滑块上及定模板上开水道的形式。
9．排气系统的设计
由于制品尺寸较小，利用分型面及其它零件的结合面的配合间隙排气即可。10.顶出机构如图
11.按要求绘制装配图。
总结与展望
一、总结
通过本次课程设计我学到了许多知识，我的毕业设计题目是洗发水瓶盖注塑模具设计。此次设计要综合运用到我大学三年里所学到的理论知识和专业知识，并为
即将踏入社会的我奠定了坚实的基础。以下是我对这次的毕业设计的一些体会和心得：
这次课程设计是一个理论与实践相结合的过程，这次设计教会了我发现问题时如何去解决它。解决问题的方法有很多，但是哪一个更合理这就要通过自己的计算了。通过这次毕业设计，我还发现了自己的许多不足之处，比如想问题总是过于简单化，考虑不全面，爱钻死胡同，想到一个方案也不管是否合理就埋头苦算，到最后还是要改。在今后的工作过程中我会做到扬长避短。
设计时，经过不断的到校图书馆认真地查找和借阅相关的参考资料，不但提高了个人查阅资料的能力，还扩阔了我的知识视野。本模具采用autoCAD、pro/e设计，在毕业设计其间对软件的理解与熟练程度得到了很好的提升。
二、今后研究方向
在设计的过程中，也出现了一些客观不足的问题，没有实践条件，不能根据实际的情况来作合适、客观地修改，加上我自己的实践经验又不多，这样做出来的设计，难免有不足之处，希望老师能够体谅。
参考文献
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方案一 机构的运动简图如图： 1.曲柄 2.带轮 3.脱模推杆 4.终镦模 5.齿轮 6.初镦模 7.下模 8.工作台9.连杆10.送料滚筒 11.棘轮 12.凸轮 传动方案综述： 一、机构组成：送料机构由曲柄摇杆机构，棘轮机构和送料滚筒组成。 传动机构由凸轮机构，摆杆机构组成。初、终镦机构由齿轮机构，曲柄滑块机构组成。顶料机构由凸轮机构组成。 二、机构的功能：通过送料机构间歇送料到下模，下模通过传动机构 的间歇传动分别将坯料送到初镦，终镦机构下面进行初镦和终镦。镦好后的镙钉由脱模机构将其顶出。
三、机构的工作原理： 1、送料机构：由主轴上的回转曲柄带支棘轮2上的摇杆来回摆 动，当摇杆作顺时针摆动时，棘爪嵌入棘轮的齿中，从而推动棘轮 作顺时针转动，棘轮又带动与其同轴的送料滚筒3转动，使原料送 到下模中。棘轮的外面有一个外罩，摇杆摆动时，棘爪先在外罩上 滑动，然后进入到棘轮的齿中，推动棘轮转动，通过调节外罩的角 度可以控制棘轮的转动角度，从而可憎达到调节送料长度的目的。 2、传动机构：通过带轮带动凸轮1转动，凸轮推动摇杆的摆动， 从而推动下模6的往复水平运动，通过凸轮的近休，中休，远休就 可以控制下模的后停，中停和前停。 3、初、终镦机构：带轮带动齿轮8回转，齿轮又和铰接在其上 的连杆和上模7、9构成曲柄滑块机构，使齿轮的回转运动变为上模 的上下往复运动，对坯料进行初镦、终镦。 4、顶料机构：主轴上的凸轮推动推杆上下往复运动，推杆向上 运动时将镦好的镙钉从下模中推出，然后迅速向下运动，以便下模 返回。 5、珙料机构：下模是下表面有刀口，下模开始运动时将料截断。 四、方案的优缺点：伏点：采用棘轮机构间歇送料，传动精确，而且送料的长度 可憎调节；用齿轮将初镦模和终镦模的运动连起来，使初镦 模和终镦模的周期很精确地相同；下模有三个模膛对应上模 的三个模膛，减小了生产同期，从面减小了加速度和刚性冲 击。 缺点：虽然下模设有三个模膛，实现了一次可以镦三个镙钉 减小了生产周期，但是由于下模在一个周期中有两次停歇有 两次推程和两次远休，而且行程较长，运动的周期又较小， 所以下模的加速度还是较大， 五、方案的运动循环图如下图：
第八章脱模机构 胶件脱模是注射成型过程中最后一个环节，脱模质量好坏将最后决定胶件的质量；当模具打开时,胶件须留在具有脱模机构的半模(常在动模)上，利用脱模机构脱出胶件。 脱模设计原则： (1)为使胶件不致因脱模产生变形，推力布置尽量均匀，并尽量靠近胶料收缩包紧的型芯，或者难于脱模的部位，如胶件细长柱位，采用司筒脱模。 (2)推力点应作用在胶件刚性和强度最大的部位，避免作用在薄胶位，作用面也应尽可能大一些，如突缘、(筋)骨位、壳体壁缘等位置，筒形胶件多采用推板脱模。 (3)避免脱模痕迹影响胶件外观，脱模位置应设在胶件隐蔽面(内部)或非外观表明；对透明胶件尤其须注意脱模顶出位置及脱模形式的选择。 (4)避免因真空吸附而使胶件产生顶白、变形，可采用复合脱模或用透气钢排气，如顶杆与推板或顶杆与顶块脱模，顶杆适当加大配合间隙排气，必要时还可设置进气阀。 (5)脱模机构应运作可靠、灵活，且具有足够强度和耐磨性，如摆杆、斜顶脱模，应提高滑碰面强度、耐磨性，滑动面开设润滑槽；也可渗氮处理提高表面硬度及耐磨性。 (6)模具回针长度应在合模后，与前模板接触或低于0.1mm，如图8.1.1所示。 (7)弹簧复位常用于顶针板回位；由于弹簧复位不可靠，不可用作可靠的先复位。 回针接触前模板 或低于0.1mm 面针板 底针板 回针 回位弹簧 顶针 防转销 扁顶针 有托顶针 顶位斜面
8.1 顶针、扁顶针脱模 胶件脱模常用方式有顶针、司筒、扁顶针、推板脱模；由于司筒、扁顶价格较高(比顶针贵8～9倍)，推板脱模多用在筒型薄壳胶件，因此，脱模使用最多的是顶针。当胶件周围无法布置顶针，如周围多为深骨位，骨深 15mm时，可采用扁顶针脱模。顶针、扁顶针表面硬度在HRC55以上，表面粗糙度Ra1.6以下。顶针、扁顶针脱模机构如图 8.1.1所示，设置要点如下： (1)顶针直径d ?2.5mm时，选用有托顶针，提高顶针强度。 (2)扁顶针、有托顶针K H。 (3)顶位面是斜面，顶针固定端须加定位销；为防止顶出滑动，斜面可加工多个R小槽，如图8.1.2所示。 (4)扁顶针、顶针与孔配合长度L=10～15mm；对小直径顶针L取直径的5～6倍。 (5)顶针距型腔边至少0.15mm，如图8.1.2所示。 (6)避免顶针与前模产生碰面，如图8.1.3所示，此结果易损伤前模或出 披峰。 顶针位的布置原则(另见5.5节)。 8.1.1 顶针、扁顶针配合间隙 顶针、有托顶针、扁顶针配合部位 如图8.1.4图8.1.5图8.1.6所示，配合要 求如下： 避免与前模碰面 图8.1.3 图 端面齐平 配合段 图8.1.2
摘要 塑料是一种可塑性的合成高分子材料，具有重量轻且坚固，耐化学腐蚀，电绝缘性好，价格便宜，可塑性好等特点，广泛应用于电脑、手机、汽车、电机、电器、家电和通讯产品制造中。注塑成形是成形塑件的主要方法之一，是指使用注塑机将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却固化获得产品的方法。注塑的优点是生产速度快，效率高，操作可自动化，能成型形状复杂的零件，特别适合大量生产。本次课程设计的产品为电源按键，具有重量轻，强度高，耐腐蚀，易清洁等特点，为大批量生产产品。本次设计在针对产品进行工艺性分析后，确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、位置大小；其中最重要的是确定型芯和型腔的结构，以及它们的定位和紧固方式。此外还进行了脱模机构的设计，合模导向机构的设计，冷却系统的设计等。最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件图及编制成型零部件的制造加工工艺过程卡片。实践证明：该模具结构合理、可靠,并能保证产品质量,对此类注塑产品的模具设计有参考价值。 关键词：塑料 , 注塑成形 , 模具设计 Abstract Plastic is a synthetic polymer material , with the characteristics of plasticity, light weight, sturdiness, electrical insulation, and which is resistance to chemical corrosion and cheap. It is widely used in computers, mobile phones, cars, motors, electrical, home appliances and communication products manufacturing. Injection molding is one of the main methods of forming plastic parts, it refers to the use of plastic injection machine to inject the thermoplastic melts into the mold under high pressure , after cooled to obtain the products . It has the advantage of fast production speed , high production efficiency , and automated operations , it can form the shape of complex parts, particularly suitable for mass production. The production of graduation project is power button , which has a light weight , high strength , corrosion resistance and easy cleaning features for mass production . After analysis the process of the product , the mold parting line , cavity number , gate form , gate location can be determined , one of the most important is to identify core and cavity structures , as well as their positioning and fastening methods. In addition, it also carries out the design of stripping agencies , mold-oriented organizations and the cooling system .At last, draw a complete mold assembly drawing , major parts diagram , and draw up cards of parts manufacturing and processing process . It is proved that the mold structure is reasonable , reliable and can guarantee product quality , and is valuable for the injection mold design of such products . Key Words:Plastic , Injection molding , Mold design
一种简单的二级脱模机构 摘要：本文介绍了一种用于注塑模二级脱模的简单二次顶出器结构设计、工作原理和使用方法。 关键词：注塑模；二级脱模；二次顶出 1.引言 在注塑模结构设计中，为保证注塑件成型后从模腔或型芯上顺利脱出（脱下），必须设置可靠有效的脱模机构。对形状较简单的注塑件，脱模机构比较简单，即在开模行程中一次将注塑件完全顶出（也称一级脱模）；但对形状复杂的注塑件要完全从模具内顶出，在脱模行程中，往往需要进行两次动作（也称二级脱模），相应模具内需要设置两套脱模机构，从而增加了模具的复杂性。下面介绍一种简单实用的二级脱模机构，即二次顶出器。 2.二次顶出器结构及其工作原理 2.1 二次顶出器结构 二次顶出器主要由以下零件组成（如图1所示）：顶出杆1、2，调整螺母3，顶出套4，外套5，挡块6（共4件），固定螺母7和固定螺栓8组成。装配时，首先将调整螺母3拧在顶出套4上，再将挡块6（4件）装在顶出套4的槽内，然后将顶出杆2插入顶出套4内，再将固定螺母7拧在外套5上，最后将顶出套4插入外套7内。 2.2 顶出器工作原理 注塑机顶出机构推动顶出杆2，由于挡块6将顶出杆2和顶出套4连在一起，因此顶出套4随顶出杆2一起向前移动；当顶出杆2移动距离h后，挡块6进入外套5的槽内；顶出杆2继续向前移动时，由于顶出杆2上的环槽在宽度方向上斜度较大，挡块6将滑入外套5的凹槽内，因此顶出套4将不在随顶出杆2一起向前移动，即顶出杆实现了二次顶出。主要零件的详细结构见图2～图7所示。 3.使用方法 如图1所示，双点划线为注塑模具局部结构，其中，零件1为注塑机的顶出杆，9为动模固定板，13为一次顶出杆，14为二次顶出杆，15为顶出连接螺栓，16、17为固定螺栓。使用时，顶出杆2的下端用螺纹与注塑机的顶出杆连接，二次顶出器的固定螺母7用螺栓17紧固在模具的动模固定板9上，顶出杆2用顶出连接螺栓15固定在二次顶出板11上，顶出套4用螺纹连接三次顶出板10上。调整固定螺母7在外套5上的位置，可调节一次顶出距离h；调节调整螺母3在顶出套4上的位置，可调节二次顶出距离L。
北京信息科技大学 设计综合课程设计报告题目： ___螺钉头冷镦机________ 系别：___机电工程学院________ 专业：_机械设计制造及其自动化__ 班级：_____机械1005__________ 学号：_____2010010125________ 姓名：______纵华星___________ 导师：_______张志强__________ 成绩：________________________ 2014年 1 月 3 日
目录 一、设计题目 (3) 二、设计任务 (3) 三、设计内容 (4) 1原动机的选择 (4) 2送料机构 (4) 运动机构方案的提出 (4) 机构方案的比较 (5) 机构设计 (6) 3截料机构 (7) 机构方案的提出 (7) 机构设计 (8) 4滚筒机构 (8) 5冷镦机构 (10) 6传动机构 (11) 四、机构原理图 (14) 1机构原理图 (14) 2机构循环图 (14) 五、运动方案的模拟仿真 (15) 六、设计小结 (16) 七、参考文献 (17)
螺钉头冷镦机 一、设计题目 螺钉头部成型通常采用冷镦塑性加工。冷镦是在室温下对螺钉毛坯高速打击，在挤压模腔中缩颈、压型的加工方法。冷镦使用的原始毛坯为长5～6m的棒料，主要工艺动作为： （1）棒料间歇送进。 （2）截下短尺寸毛坯并运送到冷镦工位。 （3）进行预镦（缩颈镦粗）和终镦（头部压型）。 （4）成品从模腔顶出。 原始数据如下： （1）冷镦螺钉头的速度为120只/min。 （2）螺钉杆的直径D=2～4mm，长度L=6～32mm。毛坯料12～48mm。 （3）冷镦冲头行程56mm。 二、设计任务 1）按工艺动作要求拟定运动循环图。 （2）机构的选型。 （3）用解析法或图解法对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计，或在尺寸给定的条件下进行运动与动力分析。 （4）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。 （5）绘制机械运动方案简图。(A1) （6）绘制传动系统结构图(A1)，执行机构零件图（A2或A3）。 （7）编写设计说明书。（用16K纸张，封面用标准格式） 设计说明书包括的主要内容： 1）目录 2）设计题目 3）工作原理 4）原始数据 5）执行部分机构方案设计 a)分析执行机构的方案 b)拟定执行机构方案 c)执行机构运动循环图 6）初定电机转速及传动装置方案 7）执行机构尺寸设计及运动分析 8）传动装置总体设计 a)选择电动机 b)计算总传动比，并分配传动比
简单脱模机构 在注塑成型的每一个循环中，塑件必须从模具型腔中取出，最理想的情况是模具开启后，塑件由自身重力作用从型腔或型，芭上自动脱落。事实上，由于塑件表面的微观凸凹、附着力和内应力的存在，必须设计取出塑件的脱模机构(或称为顶出机构)，完成将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，并从模内取出的动作。 脱模机构由一系列推出零件和辅助零件组成.按推出脱模动作特点可分为一次推出脱模(简单脱模)，二次推出脱模，动、定模双向推出脱模，带螺纹塑件脱模等。按推出动作的动力源分类，可分为手动脱模、机动脱模、液压脱模和气压脱模等。 脱模机构的设计原则如下。 ( 1 )机构运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度、强度来克服脱模阻力。 ( 2 )保证塑件不变形或不损坏。机构推出重心与脱模力中心相重合，推出力分布均匀，作用面积尽可能大且作用点靠近型芯，可防止塑件脱模后变形;推出力作用在塑件刚性和强度最大的部位(如凸缘、加强筋等)，可防止塑件在推出时造成损坏。 ( 3 )保证塑件良好的外观。顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。同时，与塑件直接接触的脱模零件的配合间隙要保证不滋料，以避免在塑件上留下飞边痕迹。 ( 4 )尽量使塑件留在动模一侧，以便借助注射机的开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，简化模具结构。 开模后塑件在推出机构的作用下，通过一次推出动作将塑件脱卸出模具的机构称为一次推出脱模机构，或称为简单脱模机构。它是最常用的一种脱模机构，有推杆脱模、推管脱模、推板脱模、多元件联合脱模和气动脱模等形式。 1 .推杆脱模机构 推杆(顶杆)脱模机构具有制造简单、更换方便、顶出效果好等特点。但因顶出面积一般较小，容易引起应力集中而顶坏塑件或使塑件变形，不适于脱模斜度小和顶出阻力大的管形或箱形塑件。 1 ) 推杆脱模机构的组成 推杆脱模机构由推出部件、导向部件和复位部件等组成。 ① 推出部件。如图4 一82 所示，推杆1 直接与塑件接触，开模后将塑件推出。推杆固定板2 、推板5 的作用是固定推杆、传递注塑机液压缸推力的作用。挡销8 的作用是调节推杆位置，便于清除杂物。 ② 导向部件。为使推出过程平稳，推出零件不致弯曲卡死，推出机构中设有导柱4 和导套 3 ，起到完成推出导向作用。
双脱模机构与顺序脱模机构 1双脱模机构 由于塑件结构或形状特殊，开模时塑件可能滞留于动模一侧，也可能附着在定模一侧，此情况下动模、定模的阻力相当，这时应考虑动模和定模两侧都设置脱模机构，故称为双脱模机构。 图4 一107 所示为常见的双脱模机构，图4 一107 ( a )所示为弹簧式双脱模机构，弹簧的弹力使塑件首先从定模内脱出，留于动模中，然后，动模上的脱模机构使塑件脱模。这种结构形式紧凑、简单，适用于在定模上所需顶出力不大、顶出距离不长的塑件，但弹赞容易失效;图4 一107 ( b )所示为杠杆式双脱模机构，是利用杠杆的作用实现定模脱模的结构，开模时固定于动模上的滚轮压动杠杆，使定模顶出装置动作，迫使塑件留在动模上，然后再利用动模上的脱模机构将塑件顶出。 图4 一108 所示为气动双脱模机构，在动、定模上均有进气口与气阀。开模时，首先定模的电磁阀开启，使塑件脱离定模而留在动模型芯上，定模电磁阀关闭。开模终止时，动模电磁阀开启把塑件吹落。
2 顺序脱模机构 顺序脱模机构又称为顺序分型机构或定距分型机构。有些模具由于塑件和模具结构的需要，如为了保证塑件首先与定模分离，为了点浇口浇注系统凝料与塑件的自动分离等，必须按一定顺利进行多次分型。在多数情况下，双分型面或多分型面注塑模中的双脱模机构本身也是顺序脱模机构，但顺序脱模机构不一定是双脱模机构。下面介绍几种常用的顺序脱模机构。 ( 1 )弹簧螺钉式。这种形式的脱模机构结构简单，制造方便，适用于抽拔力不大的场合。图4 一109 所示为弹簧螺钉式顺序脱模机构，模内装有弹簧和定距螺钉。开模时.型腔在弹簧的作用下，分型面A 首先平稳分开，当型腔移动至定距螺钉起限制作用时，型腔停止移动，此时动模继续移动，分型面B 分开。
方案一 机构的运动简图如图: 1.曲柄２.带轮 3.脱模推杆4．终镦模?5．齿轮?６.初镦模?7.下模 12.凸轮 8．工作台９.连杆10．送料滚筒１1.棘轮? 传动方案综述： 一、机构组成:送料机构由曲柄摇杆机构，棘轮机构和送料滚筒组成。 传动机构由凸轮机构，摆杆机构组成。初、终镦机构由齿轮机构，曲柄滑块
机构组成。顶料机构由凸轮机构组成。 二、机构的功能:通过送料机构间歇送料到下模,下模通过传动机构的 间歇传动分别将坯料送到初镦,终镦机构下面进行初镦和终镦。镦好后的镙钉由脱模机构将其顶出。 三、机构的工作原理: 1、送料机构：由主轴上的回转曲柄带支棘轮2上的摇杆来回摆 动，当摇杆作顺时针摆动时,棘爪嵌入棘轮的齿中，从而推动棘轮作 顺时针转动，棘轮又带动与其同轴的送料滚筒３转动,使原料送到下 模中。棘轮的外面有一个外罩，摇杆摆动时,棘爪先在外罩上滑动,然 后进入到棘轮的齿中，推动棘轮转动，通过调节外罩的角度可以控 制棘轮的转动角度，从而可憎达到调节送料长度的目的。 2、传动机构：通过带轮带动凸轮1转动,凸轮推动摇杆的摆动, 从而推动下模6的往复水平运动,通过凸轮的近休，中休,远休就可以 控制下模的后停，中停和前停。 3、初、终镦机构:带轮带动齿轮8回转,齿轮又和铰接在其上的 连杆和上模7、9构成曲柄滑块机构,使齿轮的回转运动变为上模的上 下往复运动，对坯料进行初镦、终镦。 4、顶料机构：主轴上的凸轮推动推杆上下往复运动，推杆向上 运动时将镦好的镙钉从下模中推出，然后迅速向下运动，以便下模 返回。 5、珙料机构:下模是下表面有刀口，下模开始运动时将料截断。 四、方案的优缺点:伏点:采用棘轮机构间歇送料，传动精确，而且送料的长度可
二次脱模机构在注塑模中的设计思路介绍 在塑件注塑成型后，塑件从模具型腔中脱出，无论是采用单一的或多元件的顶出机构，其脱模工作一般都是一次性完成的。但有时由于塑件的特殊形状或生产自动化的需要，在一次脱模工作完成后，塑件仍难以从型腔中取出或不能自动脱落，此时就必须再增加一次脱模动作才能使塑件脱落。例如一次顶出后塑件的一部分嵌在推件板内或挂在推杆上，则可通过第二次推出使制品落下。有时为避免一次脱模塑件受力过大，也采用二次脱模如薄壁深腔塑件或形状复杂的塑件，由于塑件与模具的接触面积很大，若一次顶出易使塑件破裂或变形，因此采用二次脱模以分散脱模力，保证塑件质量。 双脱模机构和二次脱模机构有时难以区分，双脱模机构一般用于塑件对动模和定模的附着力和包紧力相差不大时，例如所成型的塑件在动模和定模边都设有型芯，且塑件对两型芯的收缩力和包紧力都相差不多时，又如塑件由于内外壁脱模斜度不相等的原因造成对动定模留模倾向难以判断时，这时应采用双脱模机构，即在动模和定模两侧都设有脱模机构，无论制品留在那一侧均能脱出。 传统的二次脱模机构 传统的塑料模塑件的脱模方法，大致可分为顶、推、抽、旋四种。按推板的多少，一般可划分为单推板式和双推板式。 A：单推板式的脱模机构。 此类二级脱模机构的特点是仅有一套顶出装置，但必须完成二次脱模动作。常见的有以下几种形式。 1.机械气动二级脱模机构 这种是最简单的二次脱模机构，该机构采用机械和压缩空气推出相结合的办法，如图1所示用推板脱出一段距离后再从型腔内通入压缩空气，使塑件完全从型腔内脱出。 2.推板推出的二级脱模机构 模具机构如图2所示，当定模1与动模分离后塑件即粘贴在动模部分，当上推板7和下推板8在注射机推杆的作用下向上移动时，推杆4作用于推板2，塑件在推板2作用下即与型芯5分离，内型芯6由于塑件的包紧力也随塑件向上移动，当内型芯6随塑件移动至h2距离时，塑件即与内型芯6分离而落下，合模时定模板1迫使推杆4复位，内型芯6回到原来的位置。 模具设计时要点，推板动作使塑件均匀受力而克服了对型芯的包紧力，避免因塑件受力集中及脱模阻力大而翻边变形，动作可靠简单。设计时应注意顶出总行程大与第一次脱模距h1加第二次脱模距h2，本机构适用于塑件单向截面带有凹勾形状，脱模包紧力较大一模一腔的中小型注射模具。 3.推板、推杆顶出二级脱模机构 模具结构如图3所示，图3a为合模状态，当开模时，由于弹簧9原处于压缩状态，此时弹簧即伸长，阻止动定模分模。型心3固定在动模板4、动模底板5上，即先与推板2做第一次分型，型芯与塑件作部分分离，塑件仍粘贴在推板2上，当限位螺钉到位时，定模板1与动模板部分作第二次分型至足以取出塑件距离，推板在注塑机顶杆的作用下通过中心顶杆将塑件全部顶出。合模时，定模板迫使推杆，推板，复位。为确保模具第一次分型。设计时要求：型芯3具有一定的脱模斜度及较高的光洁度以减少脱模力。弹簧预弹力应大于总的型芯脱模力。图3c为第一次分型合模和开模状态，在h0距离范围内。若塑件斜度较大时（1%"2%），h可适当考虑取（1/2"2/3）h0。该模具使用各种圆形瓶塞及局部带有不太深的凹凸槽设置的制件。不过在设计使用时要注意弹簧容易失效。因此在设计时应尽量少使用弹簧。当采用下图的设计后，如图4，这样的设计就比较可靠，结构简单紧凑。弹簧的作用是使凸轮与凹模板始终保持接触，以利合模时凸轮的复位，推板设有复位杆复位，这一机构仅适用于一级脱模移动距离很短的场合，设计时应注意凸轮旋转的角度不能过大，以免合模时发生自锁，凸轮不能压回。
第八章 脱模机构 胶件脱模是注射成型过程中最后一个环节，脱模质量好坏将最后决定胶件的质量；当模具打开时,胶件须留在具有脱模机构的半模(常在动模)上，利用脱模机构脱出胶件。 脱模设计原则： (1)为使胶件不致因脱模产生变形，推力布置尽量均匀，并尽量靠近胶料收缩包紧的型芯，或者难于脱模的部位，如胶件细长柱位，采用司筒脱模。 (2)推力点应作用在胶件刚性和强度最大的部位，避免作用在薄胶位，作用面也应尽可能大一些，如突缘、(筋)骨位、壳体壁缘等位置，筒形胶件多采用推板脱模。 (3)避免脱模痕迹影响胶件外观，脱模位置应设在胶件隐蔽面(内部)或非外观表明；对透明胶件尤其须注意脱模顶出位置及脱模形式的选择。 (4)避免因真空吸附而使胶件产生顶白、变形，可采用复合脱模或用透气钢排气，如顶杆与推板或顶杆与顶块脱模，顶杆适当加大配合间隙排气，必要时还可设置进气阀。 (5)脱模机构应运作可靠、灵活，且具有足够强度和耐磨性，如摆杆、斜顶脱模，应提高滑碰面强度、耐磨性，滑动面开设润滑槽；也可渗氮处理提高表面硬度及耐磨性。 (6) 模具回针长度应在合模后，与前模板接触或低于0.1mm ，如图8.1.1所示。 (7)弹簧复位常用于顶针板回位；由于弹簧复位不可靠，不可用作可靠的先复位。 顶位斜面
8.1 顶针、扁顶针脱模 胶件脱模常用方式有顶针、司筒、扁顶针、推板脱模；由于司筒、扁顶价格较高(比 顶针贵8～9倍)，推板脱模多用在筒型薄壳胶件，因此，脱模使用最多的是顶针。当胶件周围无法布置顶针，如周围多为深骨位，骨深/15mm 时，可采用扁顶针脱模。顶针、扁顶针表面硬度在HRC55以上，表面粗糙度Ra1.6以下。顶针、扁顶针脱模机构如图8.1.1所示，设置要点如下： (1)顶针直径 d ≤?2.5mm 时，选用有托顶针，提高顶针强度。 (2)扁顶针、有托顶针 K /H 。 (3)顶位面是斜面，顶针固定端须加定位销；为防止顶出滑动，斜面可加工多个R 小槽，如图8.1.2所示。 (4)扁顶针、顶针与孔配合长度L=10～15mm ；对小直径顶针L 取直径的5～6倍。 (5)顶针距型腔边至少0.15mm ，如图8.1.2所示。 (6)避免顶针与前模产生碰面，如图8.1.3所示，此结果易损伤前模或出 披峰。 顶针位的布置原则(另见5.5节)。 8.1.1 顶针、扁顶针配合间隙 顶针、有托顶针、扁顶针配合部位 如图8.1.4图8.1.5图8.1.6所示，配合要 求如下： 图8.1.3 图 端面齐平 配合段 图8.1.2
脱模模具机构的设计 时间：2012-04-16 作者：模具联盟网点击：459 评论：0 字体：T|T 在注射动作结束后，塑件在模内冷却定型，由于体积收缩，对型芯产生包紧力，当其从模具中推出时，就必须克服因包紧力而产生的摩擦力。对于不带通孔的筒、壳类塑料制件，脱模推出时还需克服大气压力。 在注射模中，将冷却固化后的塑料制品及浇注系统（水口料）从模具中安全无损坏地推出的机构称为脱模机构，也叫顶出机构或推出机构。安全无损坏是指脱模时塑件不变形，不损坏，不粘模，无顶白，顶针位置位不影响塑件美观。 1. 注射模的脱模机构包括： 1、顶针，司筒，推板，推块等推出零件； 2、复位杆，复位弹簧及顶针板先复位机构等推出零件的复位零件； 3、顶针固定板和顶针底板等推出零件的固定零件； 4、高压气体顶出的气阀等配件； 5、内螺纹脱模机构中的齿轮，齿条，马达，油缸等配件。 脱模机构的动作方向与模具的开模方向是一致的。 2. 脱模机构分类 塑件顶出方法受塑件材料及形状等影响，由于塑件复杂多变，要求不一，导致胶件的脱模机构也多种多样。 按动力来源分，脱模机构可分为三类： （1）手动推出机构指当模具分开后，用人工操纵脱模机构使塑件脱出,它可分为模内手工推出和模外手工推出两种。这类结构多用于形状复杂不能设置推出机构的模具或塑件结构简单、产量小的情况，目前很少采用。 （2）机动推出机构依靠注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件自动脱模。这类模具结构复杂，多用于生产批量大的情况，是目前应用最广泛的一种推出机构，也是本章的重点。它包括顶针类脱模，司筒脱模，推板类脱模，气动脱模，内螺纹脱模及复合脱模。 （3）液压和气动推出机构一般是指在注射机或模具上设有专用液压或气动装置，将塑件通过模具上的推出机构推出模外或将塑件吹出模外。 按照模具的结构特征分,脱模机构可分为： 一次脱模机构、定模脱模机构、二次或多次脱模机构、浇注系统水口料的脱模机构、带螺纹塑件的脱模机构等。 3. 对脱模机构的要求
精密内螺纹的脱模方法 摘要：本文主要就汽车发动机冷却系统螺纹机构的脱模方式进行探讨,并根据实际生产过程所遇到的问题提出最佳解决方案。 关键字：发动机、冷却系统、脱螺纹机构、2D 、3D 汽车发动机冷却水室的经典结构 1、汽车发动机冷却水室3D 图及关键位置的2D 图详细 2、汽车发动机冷却水室的经典结构的功能分析。 2.1、A 部为下水室的出水口，正常工作时用放水螺塞密封。螺纹为内螺纹，规格为M14*2.0，螺纹有效长度为12.8mm 。所以该处必须有脱螺纹机构以及滑块机构，以便螺纹脱模和冷却水通道孔脱模。同时必须要注意的是螺纹孔需要密封性能很好，所以注塑出来的螺纹尺寸规格必须合格并且尺寸稳定，不能有过大的波动。冷却水通道侧面有一个φ4mm 的溢水孔，因而螺纹孔的有效长度要准确，若过长则会导致螺塞密封时会封堵住溢水孔，发生机能故障。 3、汽车发动机冷却水室的经典结构的设计方案可行性分析。 3.1、脱螺纹机构设计方案的可行性分析及最终设计方案 3.1.1、自动脱螺纹机构的分类 3.1.1.1、按动作方式分： ①螺纹型芯转动，托板推动产品脱离； ②螺纹型芯转动同时后退，产品自然脱离。 3.1.1.2按驱动方式分 图1：螺纹机构3D 图 图2：螺纹机构2D 图
①油缸+齿条 ②油马达/电机+链条 ③齿条+锥度齿轮 ④来福线螺母 螺纹模具要有防转机构保证其定向。当制品的型腔与螺纹型芯同时设计在动模时，型腔就可以保证不使制品转动，但当型腔不可能与螺纹型芯同时设计在动模时，模具开模后，制品就离开了定模型腔，此时即使制品外形有防转的花纹，也不起作用，塑件会留在螺纹型芯上与之一起运动，变不能脱模，因此，在设计模具时要考虑止转机构的合理设置，比如采用端面止转等方法。 3.1.2、自动脱螺纹机构的动力来源 自动脱螺纹机构中的螺纹型芯在开模时或开模后，一面旋转一面将塑件从模具中脱出。螺纹型芯旋转的动力来源如下： 3.1.2.1马达：用变速马达带动齿轮，齿轮再带动螺纹型芯，实现内螺纹脱模。一般电动机驱动多用于螺纹扣数多的情况。 3.1.2.2齿条：这种机构是利用开模时的直线运动，通过齿条轮或丝杆的传动，使螺纹型芯作回转运动而脱离塑件，螺纹型芯可以一边回转一边移动脱离塑件，也可以只作回转运动脱离塑件，还可以通过大升力角的丝杆螺母使螺纹型芯回转而脱离塑件。 3.1.2.3液压：依靠油缸给齿条以往复运动,通过齿轮使螺纹型芯旋转, 实现内螺纹脱模。 3.1.2.4气压：依靠气缸给齿条以往复运动,通过齿轮使螺纹型芯旋转, 实现内螺纹脱模。 3.1.3．设计自动脱螺纹机构注意事项： 对于内螺纹脱模机构，塑件外表面或端面必须设计止转结构。使用旋转方式脱螺纹，塑件与螺纹型芯或型环之间除了要有相对转动以外，还必须有轴向的移动。如果螺纹型芯或型环在转动时，塑件也随着一起转动，则塑件就无法从螺纹型芯或型环上脱出。为此，在塑件设计时应特别注意，塑件上必须带有止转的结构 3.1.4、自动脱螺纹机构设计步骤 3.1. 4.1必须知道螺纹外径D，螺纹牙距P，螺纹牙长，螺纹规格，螺纹方向，螺纹头数，螺纹牙长L。 3.1. 4.2确定螺纹型芯转动圈数 U=L/P + Us
脱模机构设计 在注射动作结束后，塑件在模内冷却定型，由于体积收缩，对型芯产生包紧力，当其从模具中推出时，就必须克服因包紧力而产生的摩擦力。对于不带通孔的筒、壳类塑料制件，脱模推出时还需克服大气压力。 在注射模中，将冷却固化后的塑料制品及浇注系统（水口料）从模具中安全无损坏地推出的机构称为脱模机构，也叫顶出机构或推出机构。安全无损坏是指脱模时塑件不变形，不损坏，不粘模，无顶白，顶针位置位不影响塑件美观。 1. 注射模的脱模机构包括： 1、顶针，司筒，推板，推块等推出零件； 2、复位杆，复位弹簧及顶针板先复位机构等推出零件的复位零件； 3、顶针固定板和顶针底板等推出零件的固定零件； 4、高压气体顶出的气阀等配件； 5、内螺纹脱模机构中的齿轮，齿条，马达，油缸等配件。 脱模机构的动作方向与模具的开模方向是一致的。 2. 脱模机构分类 塑件顶出方法受塑件材料及形状等影响，由于塑件复杂多变，要求不一，导致胶件的脱模机构也多种多样。 按动力来源分，脱模机构可分为三类： （1）手动推出机构指当模具分开后，用人工操纵脱模机构使塑件脱出,它可分为模内手工推出和模外手工推出两种。这类结构多用于形状复杂不能设置推出机构的模具或塑件结构简单、产量小的情况，目前很少采用。 （2）机动推出机构依靠注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件自动脱模。这类模具结构复杂，多用于生产批量大的情况，是目前应用最广泛的一种推出机构，也是本章的重点。它包括顶针类脱模，司筒脱模，推板类脱模，气动脱模，内螺纹脱模及复合脱模。 （3）液压和气动推出机构一般是指在注射机或模具上设有专用液压或气动装置，将塑件通过模具上的推出机构推出模外或将塑件吹出模外。 按照模具的结构特征分,脱模机构可分为： 一次脱模机构、定模脱模机构、二次或多次脱模机构、浇注系统水口料的脱模机构、带螺纹塑件的脱模机构等。 3. 对脱模机构的要求
细解冷镦形成过程 冷镦成形工艺包括切料与成形，分单工位单击，双击冷镦和多任务位自动冷镦。一台自动冷镦机分别在几个成型凹模里进行冲压，镦锻，挤压和缩径等多任务位工艺。单工位或多任务位自动冷镦机使用的原始毛坯的加工特点是由材料尺寸长5－6米的棒料或重量为1900－2000KG的盘条钢丝的尺寸决定的，即加工工艺的特点在于冷镦成型不是采用预先切好的单件毛坯，而是采用自动冷镦机本身由棒料和盘条钢丝切取和镦粗的（必要时）毛坯。在挤压型腔之前，毛坯必须进行整形。通过整形可得到符合工艺要求的毛坯。在镦锻，缩径和正挤压之前，毛坯不需整形。毛坯切断后，送到镦粗整形工位。该工位可提高毛坯的质量，可使下一个工位的成型力降低15－17％，并能延长模具寿命，制造螺栓可采用多次缩径。 用半封闭切料工具切割毛坯，最简单的方法是采用套筒式切料工具；切口的角度不应大于3度；而当采用开口式切料工具时，切口的斜角可达5－7度。短尺寸毛坯在由上一个工位向下一个成型工位传递过程中，应能翻转180度，这样能发挥自动冷镦机的潜力，加工结构复杂的紧固件，提高零件精度。在各个成型工位上都应该装有冲头退料装置，凹模均应带有套筒式顶料装置。成型工位的数量（不包括切断工位）一般应达到3－4个工位（特殊情况下5个以上）。在
有效使用期内，主滑块导轨和工艺部件的结构都能保证冲头和凹模的定位精度。在控制选料的挡板上必须安装终端限位开关，必须注意镦锻力的控制。 在自动冷镦机上制造高强度紧固件所使用的冷拨盘条钢丝的不圆度应在直径公差范围内，而较为精密的紧固件，其钢丝的不圆度则应限制在1/2直径公差范围内，如果钢丝直径达不到规定的尺寸，则零件的镦粗部分或头部就会出现裂痕，或形成毛刺，如果直径小于工艺所要求的尺寸，则头部就会不完整，棱角或涨粗部分不清晰。冷镦成型所能达到的精度还同成型方法的选择和所采用的工序有关。此外，它还取决于所用的设备的结构特点，工艺特点及其状态，工模具精度，寿命和磨损程度。
二次脱模机构 使用两次推出动作才能使塑件可靠脱模的机构称为二次推出脱模机构。采用这种机构主要是为了适应白动化生产的需要(要求塑件自行坠落)，或某些经过一次推出动作后，塑件仍不能推出模具的场合。有时采用二次脱模机构是为了保证塑件质量，避免一次脱模时塑件受力过大产生破裂。这些机构一般有两个或两组顶出行程具有一定差值的推出零件，如果它们同时动作，则需要行程较小的推出零件提前停止动作;若它们不同时动作，则要求行程较大的推出零件滞后运动。因此，二次脱模机构必须设有控制推出行程的装置。 下面介绍几种二次脱模机构的工作过程。 1 .气动、液动二次推出脱模机构 图4 一101 ( a )所示为气动二次推出脱模机构示例。该机构利用推杆(图中未画)带动动模侧的型腔板完成第一次脱模动作，使塑件脱离型芯，此后，打开气阀，压缩空气从喷嘴喷出，将塑件从型腔板中吹出，完成第二次脱模。图4 一101 ( b )所示为一个可使用液动二次推出脱模机构的动模模架的示例，一次顶出动作利用油缸带动推板实现;二次推出动作依靠机械顶出装置完成。 2 .单推板二次脱模机构 此类二次脱模机构的特点是有一套简单脱模机构，但需完成二次脱模动作，另一次的推出靠一些特殊的机构来实现，这里只介绍常见的几种形式。
〔1 )弹簧式。在图4 一102 ( a )、(b )、(c )中，垫板6 和推杆固定板2 之间的距离应大于第二次推出的距离。开模时，定、动模分开后，注射机顶杆7 、垫板6 通过推杆5 将型腔顶起，塑件由型芯4 上脱出，完成第一次脱模，如图4 一102 ( b )所示;此后，弹簧1 的弹力推动推杆固定板2 ，通过推杆3 将塑件由型腔内顶出，如图4 一102 ( c )所示，塑件从模具内自由脱落。该方法结构简单，缺点是动作不牢靠，弹簧容易失效，需要及时更换。 ( 2 )拉杆式。如图4 一103 所示，分型一段距离后，凸轮拉杆3 拉住推件板4 ，开始一次顶出，继续运动时，固定在动模固定板上的凸块2 接触到凸轮拉杆3 后，使凸轮拉杆3 转动并脱离推件板4 ，完成一次脱模推出动作;动模继续运动，由顶出系统完成第二次脱模动作，弹簧l 使凸轮拉杆3 复位。这种结构动作可靠，但由于在定模上安装了凸轮拉杆3 装置，使模具尺寸增大。
导向与定位机构的设计 为了保证注射模具准确合模和开模，在注射模具中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位，以及承受一定的侧向压力。 一、导柱导向机构 模具导柱导向机构如图1所示。图中所示为导柱、导套结构，适用于精度要求高、生产批量大的模具。对于小批生产的简单模具，可不采用导套，直接与模体间隙配合。同时在设计导柱和导套时还应注意以下几点。 ①导柱应合理地分布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。 ②导柱的长度应比型心(凸模)端面的高度高出6～8mm，以免型心进入凹模时与凹模相碰而损坏。 图1 模具导柱导向机构 ③导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，常采用20低碳钢经渗碳0.5～0.8mm，淬火48～55HRC，也可采用T8A碳素工具钢，经淬火处理。 ④为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。 ⑤导柱设在动模一侧可以保护型心不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。 ⑥一般导柱滑动部分的配合形式为H8/f8；导柱和导套固定部分配合为H7/k6；导套外径的配合为H7/k6。 ⑦一般在动模座板与推板之间也设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。 ⑧导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考标准模架数据选取。 二、精定位装置 对于精密、大型模具，以及导向零件(如导柱)需要承受较大侧向力的模具，在模具上通常要设计锥面、斜面或导正销精定位装置。 1．锥面精定位 如图2所示，锥面配合有两种形式，一种是两锥面之间有间隙，将淬火镶块6镶于模具上(见I放大图)，使之和锥面配合，以制止偏移；另一种是两锥面直接配合(见图2右下图)，
螺钉头冷镦机课程设计设 计说明书 Prepared on 22 November 2020
北京信息科技大学设计综合课程设计报告 题目： ___螺钉头冷镦机________ 系别：___机电工程学院________ 专业：_机械设计制造及其自动化__ 班级：_____机械1005__________ 学号：_____________ 姓名：______纵华星___________ 导师：_______张志强__________ 成绩：________________________ 2014年 1 月 3 日 目录
螺钉头冷镦机 一、设计题目 螺钉头部成型通常采用冷镦塑性加工。冷镦是在室温下对螺钉毛坯高速打击，在挤压模腔中缩颈、压型的加工方法。冷镦使用的原始毛坯为长5～6m的棒料，主要工艺动作为： （1）棒料间歇送进。 （2）截下短尺寸毛坯并运送到冷镦工位。 （3）进行预镦（缩颈镦粗）和终镦（头部压型）。 （4）成品从模腔顶出。 原始数据如下： （1）冷镦螺钉头的速度为120只/min。 （2）螺钉杆的直径D=2～4mm，长度L=6～32mm。毛坯料12～48mm。 （3）冷镦冲头行程56mm。 二、设计任务 1）按工艺动作要求拟定运动循环图。 （2）机构的选型。
（3）用解析法或图解法对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计，或在尺寸给定的条件下进行运动与动力分析。 （4）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。 （5）绘制机械运动方案简图。(A1) （6）绘制传动系统结构图(A1)，执行机构零件图（A2或A3）。 （7）编写设计说明书。（用16K纸张，封面用标准格式） 设计说明书包括的主要内容： 1）目录 2）设计题目 3）工作原理 4）原始数据 5）执行部分机构方案设计 a)分析执行机构的方案 b)拟定执行机构方案 c)执行机构运动循环图 6）初定电机转速及传动装置方案 7）执行机构尺寸设计及运动分析 8）传动装置总体设计 a)选择电动机 b)计算总传动比，并分配传动比 c)计算各轴的运动和动力参数 9）传动件的设计计算 10）轴的设计计算、滚动轴承的设计计算、键的设计计算等。 11）设计小结 12）参考文献 三、设计内容
机械原理课程设计---螺钉头冷镦机设计
机械原理课程设计 题目：螺钉头冷镦机设计 设计者：张西成 专业班级：11级机械设计制造及其自动化1班学号：20110501310035 日期：2013年6月13日-----6月20日
一、课程设计题目 螺钉头冷镦机 二、工作原理及工艺工程 采用冷镦的方法将螺钉头镦出，可以大大减少加工时间和节省材料。冷镦螺钉头主要完成以下动作：1)自动间歇送料；2)截料并运料；3)预镦和终镦；4)顶料。 三、原始数据及设计要求 1) 每分钟冷镦螺钉头120个； 2) 螺钉杆的直径D=2-4mm ，长度L=6-32mm ； 3) 毛坯料最大长度48mm ，最小长度12mm ； 4) 冷镦行程56mm 。 四、设计内容 1、拟定运动循环图 说明：当主轴旋转一周，送料一次，送料到位后截料一次，同时进行二次送料，二次送料到位后进行预镦，在预镦的同时，由于主轴的旋转，此时正在第二次间歇送料，当在第一次进行终镦时，正好同时进行第二份料棒的预镦，同理在第二次终镦时对第三份棒料进行预镦，这样循环的进行下去。 主轴送料机构1 截料送料冷镦机 顶料
2、进行电动机、自动间歇送料机构、截料机构、预镦终镦机构、顶料机构的选型 ○1电动机 选择740r/min的Y型三相异步电动机。 原因：a）Y系列电动机效率 高、节能、堵转转矩高、噪音 低、振动小、运行安全可靠。 b）由于要求每分钟冷镦120 个螺钉头，说明主轴要求每分 钟旋转120转，为低速转动， 如果选择大功率的电动机造 成大材小用。 ○2自动间歇送料机构 自动间歇送料机构，要求是横向间歇送料，所有要求将主轴的匀速旋转运动转换为间歇直线运动，这样的机构很多：a）棘轮机构，b）槽轮机构，c）凸轮机构，d）不完全齿轮机构等等。下面就这四种较常用机构进行比较分析，选择出相对较好的机构作为送料机构。 棘轮机构： 这里想到要用棘轮机构，是因为 结构简单、制造方便、转角可调。 可以在棘轮加装一个棘轮罩，这 样就可以通过调节棘轮罩上的手