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畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
課題名稱： U盤蓋注塑模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
指導(dǎo)教師
起訖時(shí)間： 年 月 日～ 年 月 日
32
摘 要
國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)、使用和研究都是很普遍的，本次設(shè)計(jì)我們?cè)诹私饬慵男阅芎凸τ玫那疤嵯?，?duì)其工藝性能和尺寸需要保證的精度進(jìn)行了分析。
權(quán)衡了塑件的外形尺寸。本次的模具采用一個(gè)模具四個(gè)成型腔，進(jìn)料口開設(shè)在側(cè)面，注射機(jī)的型號(hào)采用HTF80XB，并且還要具有冷卻系統(tǒng)。擁有了合理的加工步驟，利用二維CAD和三維PROE繪制總的裝配圖和主要的零件圖。
在設(shè)計(jì)說明里面，我采用了比較簡便的語言和示意圖，對(duì)其進(jìn)行了在分析，所以就得到了合適的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：塑料模具；塑件；注射機(jī)；冷卻系統(tǒng)
41
Abstract
Today, the rapid economic development at home and abroad , The use of plastic mold design and research are very common, We know in part of plastic in the design of performance and function under the premise of process performance and size need to ensure the accuracy are analyzed.
Balanced the overall dimensions of plastic parts. This mould uses two into a mold cavity, The inlet opening on the side, Injection machine model used HT80W1×B，and will have a cooling system. Have the reasonable processing steps, using 2 d CAD and 3 d PROE map the total assembly drawing and main parts.
In design specification, I used the simple language and schematic diagram, for the analysis was carried out, so they got the right design.
Keywords: Plastic mould Plastic parts Injection machine The cooling system
目錄
摘 要 I
Abstract 1
緒論 4
1.1 塑料簡介 4
1.2 注塑成型及注塑模 4
1 模具工藝規(guī)程的編制 7
1.1 塑件的工藝性分析 7
1.1.1塑件原材料的分析 7
1.1.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸幾表面質(zhì)量的分析 8
1.2 塑件體積和重量的計(jì)算（計(jì)算塑件的重量是為了合理選用注射機(jī)） 9
1.3 塑件注射工藝參數(shù)的確定 11
2.注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
2.1分型面的選擇 12
2.2 確定型腔的排列方式 13
2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14
2.3.1 主流道設(shè)計(jì)（如圖2.3.1） 15
2.3.2澆口設(shè)計(jì) 16
2.3.3 分澆道和冷料井（如圖2.3.2） 16
3．模具設(shè)計(jì)的有關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算 19
3.1型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算（見表3-1） 19
4．模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21
4.1 模具加熱系統(tǒng) 21
4.2 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21
5.模具有關(guān)參數(shù)的確定及校核 24
5.1閉合高度的確定及校核 24
5.2 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 25
5.2.1注射機(jī)注射量的校核 25
5.2.2 注射機(jī)壓力的校核 25
5.3 模具尺寸、開模行程和鎖模力的校核 25
6 模具其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28
6.1脫模裝置設(shè)計(jì) 28
6.1.1 推出力的計(jì)算 28
6.1.2 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29
6.2 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 30
6.3 排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 32
7.模具工作原理 33
9 相關(guān)零件和標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸 34
10排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 35
附錄1：模具裝配圖 36
附錄2：模具裝配圖2 37
附錄3：模架透視圖 38
致謝 39
參考文獻(xiàn)： 40
緒論
模具制造是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。
1.1 塑料簡介
塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性。可以被模塑成型為一定的幾何形狀和尺寸，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能[1]。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料，在國民經(jīng)濟(jì)中，塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。
1.2 注塑成型及注塑模
將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓注，壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。
要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機(jī)的一些基本知識(shí)，注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進(jìn)行注射。?注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機(jī)架系統(tǒng)等組成。
注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的，其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。
注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。
注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成[2] 。
注射模、塑料原材料和注射機(jī)通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機(jī)和模具結(jié)構(gòu)確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。
注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時(shí)間。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因?yàn)橛绊懗尚蜅l件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動(dòng)及環(huán)境溫度等。
塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個(gè)階段，即開發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料、試模和成型）。
傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì)，這勢必增加生產(chǎn)成本，延長產(chǎn)品開發(fā)周期。
目前國際市場上主要流行的，運(yùn)用范圍最廣的注射模流動(dòng)模擬分析軟件有澳大利亞的MOLDFLOW、美國的CFLOW、華中科技大學(xué)的H-FLOW等。其中MOLDFLOW軟件包括三個(gè)部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問，簡稱MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡稱MPI），MOLDFLOW PLASTICS XABSRT （注射成型過程控制專家，簡稱MPX）。
采用CAE技術(shù)，可以完全代替試模，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義[3]。
塑料材料分析
1 塑料材料的基本特性
ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。
ABS無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎沒有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會(huì)軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時(shí)會(huì)引起應(yīng)力開裂， ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。
ABS的性能指標(biāo)：密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點(diǎn)，彎曲強(qiáng)度80Mpa，拉伸強(qiáng)度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強(qiáng)度1839Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)，收縮率 范圍內(nèi)。ABS的熱變形溫度為93118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100℃的溫度范圍內(nèi)使用。
2 塑件材料成型性能
ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時(shí)黏度增高，黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用側(cè)澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響及小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。。
3 塑件材料主要用途
ABS在機(jī)械工業(yè)上用來制造電風(fēng)扇格柵、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。
1 模具工藝規(guī)程的編制
該塑件是一U盤蓋，其零件圖（圖1-1）所示，材料采用ABS工程塑料（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物），生產(chǎn)類型為大批量。
圖1—1 U盤蓋零件圖
1.1 塑件的工藝性分析
1.1.1塑件原材料的分析
本塑件材料采用ABS工程塑料，屬于熱塑性塑料。密度為1.03~1.07g/㎝3，從使用性能上來看：ABS具有良好的綜合力學(xué)性能：它具有較高的抗沖擊強(qiáng)度，和表面硬度，且在低溫下也不迅速下降；有良好的耐化學(xué)腐蝕性和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性，耐水性和電氣性能.
從成型性能上來看：該塑料屬于無定形料，流動(dòng)性較好，具有一定的尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，易于著色；但吸濕性大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時(shí)間預(yù)熱干燥80-90度，3小時(shí)。
1.1.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸幾表面質(zhì)量的分析
（1）結(jié)構(gòu)分析
從零件圖來分析，該零件總體形狀為一矩形體。長47mm、寬16mm、高4mm，。整個(gè)塑件有凹陷情況，需抽芯機(jī)構(gòu)，屬于非常典型的簡單結(jié)構(gòu)塑件。（圖1-2為使用PROE軟件建模后的塑件效果圖）
圖1-2（塑件效果圖）
（2） 尺寸精度
本塑件未標(biāo)注尺寸精度之要求。未標(biāo)注公差采用MT5級(jí)精度。可見，該塑件對(duì)于精度要求不是很高，對(duì)應(yīng)模具的相關(guān)尺寸精度也就容易得到保證。從塑件的厚度來看，周邊厚度均為2，但是其中中間過度部分空間較窄，設(shè)計(jì)時(shí)需注意避免缺陷。
（3） 表面質(zhì)量分析
本塑件為一U盤蓋，點(diǎn)劃線所示區(qū)域?yàn)橹破肥褂脮r(shí)的可見部分。故要求表面比較光潔，避免異色、毛刺、冷疤、云紋等缺陷?？傮w上講，該塑件對(duì)于表面質(zhì)量的要求并不太高，表面粗糙度在Ra12.5即可滿足要求。
綜上所述，只要注射時(shí)能控制好工藝參數(shù)，零件的成型要求是比較容易保證的。
1.2 塑件體積和重量的計(jì)算（計(jì)算塑件的重量是為了合理選用注射機(jī)）
（1） 計(jì)算塑件的體積 （參考PROE得）
V=908.37 (mm3)
（2） 計(jì)算塑件重量
查表，得ABS塑料的密度為：
ρ=1.05g/cm3。
故而塑件的質(zhì)量為：
W =ρ×V=1.05×908.37=0.95g
由于此模具較小，考慮到經(jīng)濟(jì)性等因素，此模采用一模四腔的結(jié)構(gòu)。根據(jù)外型尺寸、注射時(shí)所需壓力和工廠的現(xiàn)有設(shè)備等情況，試選用HTF80XB型。以下為該型號(hào)注射機(jī)參數(shù)：
型號(hào)
單位
80×A
80×B
80×C
參數(shù)
螺桿直徑
mm
34
36
40
理論注射容量
cm3
111
124
153
注射重量PS
g
101
113
139
注射壓力
Mpa
206
183
149
注射行程
mm
122
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~220
料筒加熱功率
KW
5.7
鎖模力
KN
800
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
365×365
允許最大模具厚度
mm
360
允許最小模具厚度
mm
150
移模行程
mm
310
移模開距(最大)
mm
670
液壓頂出行程
mm
100
液壓頂出力
KN
33
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動(dòng)機(jī)功率
KW
11
油箱容積
l
200
機(jī)器尺寸(長×寬×高)
m
4.3×1.25×1.8
機(jī)器重量
t
3.22
最小模具尺寸(長×寬)
mm
240×240
表1.2.1（注射機(jī)參數(shù)）
（3） 計(jì)算塑件投影面積
1.3D測量
在PROE軟件中，使用軟件自動(dòng)測量即可得出塑件的單個(gè)投影面積
注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。
式中 n --型腔數(shù)目
--單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積
--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
n=4 =747.53 =300
=4x747.53+300=3290.12
1.3 塑件注射工藝參數(shù)的確定
查表和參考實(shí)際情況，ABS的注射參數(shù)選擇如下（試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整）。
預(yù)熱
時(shí)間/h
2~3
注射
時(shí)間/s
55
溫度/℃
80~85
壓力/MPa
80
料筒溫度/℃
前段
150~170
保壓
時(shí)間
5
中段
165~180
壓力
60
末段
180~200
冷卻時(shí)間
70
噴嘴溫度/℃
170~180
總周期
130
模具溫度/℃
50~80
螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)
30
2.注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定及性腔排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
2.1分型面的選擇
將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為分型面，它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。
選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：
1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；
2）使塑件在開模后留在動(dòng)模上；
3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀；
4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；
5）使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；
6）使塑件易于脫模。
綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，受用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)。
模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件要求來選擇分型面。
本塑件為一U盤蓋,從零件圖上看，本塑件須抽芯等特殊機(jī)構(gòu)，只需一個(gè)分型面。但點(diǎn)劃線所示部分為零件使用時(shí)可見部分，故而需保證此表面的質(zhì)量分型面設(shè)置（如圖）。
圖2.1.1（分型面）
圖2.1.2（分型面）
2.2 確定型腔的排列方式
圖2.2.1（型腔排列)
此模采用一模四腔的結(jié)構(gòu)，故而設(shè)主流道、一次分流道、二次分流道，型腔置于四個(gè)端點(diǎn)
2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分：
1－主澆道 2－第一分澆道 3－第二分澆道 4－第三分澆道
5－澆口 6－型腔 7－冷料穴
在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素：
a)、塑料成型特性：設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求，以保證塑件質(zhì)量。
b)、模具成型塑件的型腔數(shù)：設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模單腔或一模多腔，澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì)。
c)、塑件大小及形狀：根據(jù)塑件大小，形狀壁厚，技術(shù)要求等因素，結(jié)合選擇分型面同時(shí)考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置，保證正常成型，還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等問題，從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地。
d)、塑件外觀：設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除、修整進(jìn)料口方便，同時(shí)不影響塑件的外表美觀。
e)、冷料：在注射間隔時(shí)間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件質(zhì)量，故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施[6]。
2.3.1 主流道設(shè)計(jì)（如圖2.3.1）
（1）定位圈
尺寸： 定位圈直徑Ф100mm
安裝方式：采用澆口套固定在模板內(nèi)，定位圈壓住澆口套的方式。用2個(gè)M6的內(nèi)六角螺釘固定在模板上。
材料： P20
（2）主澆道和澆口套
尺寸：根據(jù)前一章表1.2.1所列數(shù)據(jù)，得HTF80XB型注塑機(jī)的噴嘴尺寸為：
噴嘴前端孔徑：d=Ф2.5mm
噴嘴球半徑： R=Ф13mm
根據(jù)模具主澆道與噴嘴的關(guān)系：
R= R+(1～2)mm d=d+(0.5～1)mm
所以取主澆道的球面半徑R=19mm， 主澆道小端直徑d=4.5mm
為了便于將凝料從主澆道中拔出，主澆道應(yīng)該設(shè)計(jì)為圓錐型，錐角?為2°～6°（此處錐角取2°）。經(jīng)過換算，主澆道大端的直徑為d=5mm。
+0.021
0
為了保證凝料可以順利進(jìn)入一級(jí)分流道，可在主流道末端設(shè)置半徑r=5mm的圓弧過度。
取主流道外徑為5±0.010mm，主流道長度70mm。
材料： 澆口套采用預(yù)硬化鋼3Cr2Mo,硬度HR36～38，表面經(jīng)真空熔煉可拋成鏡面，粗糙度低。
圖2.3.1（主流道）
2.3.2澆口設(shè)計(jì)
根據(jù)型腔的排列，本模采用側(cè)澆口。設(shè)計(jì)時(shí)考慮設(shè)置在塑件平整的一側(cè)的分型面上，有利于型芯設(shè)置和排氣。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，澆口寬度b=3mm；澆口深度t=1mm；澆口長度l=1.5mm。
2.3.3 分澆道和冷料井（如圖2.3.2）
本塑件采用ABS塑料，流動(dòng)性一般，但考慮設(shè)有兩級(jí)分流道，故需設(shè)置冷料井。其中主流道上設(shè)置了拉料桿，配合拉料桿的多余凝料可作為一級(jí)分流道的冷料井。
分流道
1.此模為一模四腔，型腔采用平衡式排列設(shè)置，故需采用兩級(jí)分流道。本塑件考慮采用圓型分流道，完全置與型腔內(nèi)。其直徑查表d=3mm（如上圖）
分流道長度和走向的設(shè)置完全根據(jù)型腔的排列。所以根據(jù)計(jì)算：一級(jí)分流道長46mm，二級(jí)分流道長24mm。
常用的分流道剖面形狀有圓形，梯形和U形。（圓形流道須開在分型面兩側(cè)，梯形與U形流道只需開在分型面一側(cè)）一般分流道直徑在3~10mm，高粘度塑料可達(dá)12~16mm。
圓形流道 梯形流道 U形流道
分流道的截面尺寸可根據(jù)塑件的材料、重量、壁厚以及分流道長度確定
1）分流道修正直徑D=D’X fL修正系數(shù)(由下圖查得)
2）對(duì)于塑件制品厚小于3mm，重量在200g以下的，也可用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算分流道直徑：（注:此公式計(jì)算的流道直徑僅限于3.2~9.5mm范圍內(nèi)取值）
D-分流道直徑
G-制品重量
L-分流道長度
3）對(duì)于高粘度塑料，如硬質(zhì)PVC和丙烯酸塑料，在使用以上公式時(shí)，可將分流道直徑擴(kuò)大20%~25%。
3．模具設(shè)計(jì)的有關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算
普通意義上的模具強(qiáng)度包括模具的強(qiáng)度、剛度。模具的各種成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件均有強(qiáng)度、剛度的要求，足夠的強(qiáng)度才可以保證模具能正常工作。
由于模具形式較多，計(jì)算也不盡相同且較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核相結(jié)合的方法，通過強(qiáng)度校核來調(diào)整設(shè)計(jì)，保證模具能正常工作。
模具強(qiáng)度計(jì)算較為復(fù)雜，一般采用簡化的計(jì)算方法,計(jì)算時(shí)采取保守的做法，原則是：選取最不利的受力結(jié)構(gòu)形式，選用較大的安全系數(shù)，然后再優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，充分提高模具強(qiáng)度。為保證模具能正常工作，不僅要校核模具的整體性強(qiáng)度，也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。
整體性強(qiáng)度主要針對(duì)型腔側(cè)壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的壓力等幾個(gè)方面，實(shí)際選用尺寸應(yīng)大于計(jì)算尺寸并取整。校核時(shí)應(yīng)從強(qiáng)度與彎曲兩個(gè)方面分別計(jì)算，選取較大的尺寸。
在計(jì)算本模具的成型零件的工作尺寸時(shí)，均采用平均尺寸，平均收縮率，平均公差（不記磨損量）來計(jì)算。查表得，ABS的收縮率約為S=0.5~0.7%，故平均收縮率Scp=（0.5+0.7）/2=0.6%。由于本零件精度級(jí)別要求低，所以δZ與δC忽略不記，直接取x=0.5?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差Z= Δ/4。
3.1型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算（見表3-1）
類別
序號(hào)
尺寸備注
塑件尺寸
計(jì)算公式
工作尺寸
型腔
1
型腔長度
47
+δz
0
Lm=（LsQsp-0.5Δ）
47.235
2
型腔寬度
16
+δz
0
Lm=（LsQsp-0.5Δ）
16.08
3
型腔高度
4
+δz
0
Hm=（HsQsp-0.5Δ）
4.02
4
型芯寬度
14
Lm=（LsQsp-0.5Δ）
14.07
5
型芯長度
46
+δz
0
Lm=（LsQsp-0.5Δ）
46.23
6
型芯高度
3
0
-δz
Hm=（HsQsp-0.5Δ）
3.015
表3-1（型腔型芯工作尺寸）
4．模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1 模具加熱系統(tǒng)
本塑件是ABS塑料制件，模具溫度要求不高，無需另行設(shè)置加熱系統(tǒng)，預(yù)熱后注意保溫即可。
4.2 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對(duì)于要求較低模溫（一般小于）的塑料，如本設(shè)計(jì)中的ABS，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。
模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。
溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響
注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對(duì)于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過大都是不利的。過高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。
設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔道應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，模具設(shè)計(jì)者必須根據(jù)塑件的壁厚與體積決定下列設(shè)計(jì)參數(shù)： 冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動(dòng)速率與熱傳性質(zhì)。
冷卻管路的位置與尺寸
塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設(shè)置是在型芯塊與型腔塊內(nèi)，設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。
通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻孔道直徑的1~2倍，冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持3~5倍直徑。冷卻孔道直徑通常為6~12 mm（7/16~9/16英吋），在此取8mm。
模具是否需要冷卻系統(tǒng)可做如下設(shè)計(jì)計(jì)算：
根據(jù)熱平衡計(jì)算：
在單位時(shí)間內(nèi)熔體凝固時(shí)放出等熱量等于冷卻水所帶走的熱量，故有
公式：???????qv＝WQ1/c1（1-2）???
qv——冷卻水的體積流量（m3/Min）；
W——單位時(shí)間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料重量（Kg/Min）；
Q1——單位的重量的塑料制品在凝固時(shí)所放出的熱量（KJ/kg）；
r——冷卻水密度；
c1冷卻水的比熱容；
q1?冷卻水出口溫度；
q2?冷卻水入口溫度；
1).求塑料制品在固化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q
設(shè)注射時(shí)間為2s，冷卻時(shí)間為20s，保壓時(shí)間為15s，開模取件時(shí)間為3s.，得注射成型周期為40S。
設(shè)用20℃的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度為28℃，水呈湍流狀態(tài)，一個(gè)小時(shí)成型次數(shù)n＝3600/40＝90
W＝M×n＝66.64×90＝5997g/h=6Kg/h
查手冊(cè)[1]得PP單位重量放出的熱量Q1＝5.9×102KJ/h???
故 Q=WQ1＝6×5.9×102KJ/h＝3.54×103KJ/h
2).水的體積流量
?由公式qv＝WQ1/rc1（q1-q2）＝(3540/60)/（103×4.187×(28-20)）m/Min＝1.8×10-3m3/Min
3).求冷卻水道直徑d
根據(jù)水的體積流量查手冊(cè)[1]得d=6mm
模具冷卻系統(tǒng)
5.模具有關(guān)參數(shù)的確定及校核
5.1閉合高度的確定及校核
本模采用標(biāo)準(zhǔn)模架（如圖5.1），根據(jù)校核的壁厚及底部厚度數(shù)值得到的數(shù)值與固定零件的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定：模板為250X250見方，定模座板厚度H1=25mm、定模板H2=60mm,，動(dòng)模板H3=70mm，動(dòng)模座板H5=25mm，根據(jù)推出行程和結(jié)構(gòu)確定墊塊厚度為H5=80mm。
因而模具閉合高度：
H=H1+H2+H3+H4+H5+ =260mm
由上述計(jì)算模具模具閉合高度H=260mm，HTF80XB型臥式注射機(jī)所允許的模具最小厚度Hmin=150mm, 最大厚度Hmax=360mm,即模具滿足Hmin≤H≤Hmax的安裝條件。如（圖5.1）
圖5.1（標(biāo)準(zhǔn)模架）
5.2 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
5.2.1注射機(jī)注射量的校核
為了保證注射機(jī)能夠滿足注射要求，故而對(duì)注射機(jī)的注射量進(jìn)行校核。由公式K利V公≥V件+V廢 ，得：
V件+V廢=0.9cm3X4+1.2 cm3=4.8 cm3
K利V公=80%X124 cm3=99.2cm3
由此可見，注射機(jī)注射量完全滿足要求。
5.2.2 注射機(jī)壓力的校核
為了保證注射機(jī)能夠保證要求，故對(duì)注射機(jī)的注射壓力進(jìn)行校核。此模具為ABS塑件，所需注射壓力P注=80Mpa，而注射機(jī)注射壓力P公可達(dá)160Mpa。所以完全能夠滿足要求。
5.3 模具尺寸、開模行程和鎖模力的校核
（1）、模具長寬尺寸
模具長寬尺度必須小于注塑機(jī)拉桿間距,本設(shè)計(jì)選用機(jī)臺(tái)拉桿間距為365X365,模具長寬為2800x300，經(jīng)核算機(jī)臺(tái)選用合適。
（2）、模具厚度（閉合高度）
模具閉合高度必須滿足以下公式
式中 --注射機(jī)允許的最大模厚
--注射機(jī)允許的最小模厚
本設(shè)計(jì)中模具厚度為260mm 150
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