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零件名稱(chēng)：“支架”成型塑料模具的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)要求
生產(chǎn)批量：大批量
未注公差取MT5級(jí)精度
1.塑件的工藝性分析
1.1塑件的原材料分析
塑料
品種
結(jié)構(gòu)
特點(diǎn)
使用
特點(diǎn)
化學(xué)
穩(wěn)定性
性能特點(diǎn)
成型特點(diǎn)
丙烯腈-J二烯-苯乙烯共聚物 （ABS）
線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶形材料呈微黃色，由丙烯腈-J二烯-苯乙烯共聚而成，各有各的特性
連續(xù)工作溫度為70℃左右 ，熱變形溫度為93℃左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。
有一定化學(xué)、穩(wěn)定性，水、無(wú)機(jī)鹽、堿、和酸對(duì)其無(wú)影響。
有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降，有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨、耐寒、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性、電氣性能。
在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，它易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)了流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響極小，在要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50~60℃，而在強(qiáng)調(diào)光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在60~80℃。
?
?
結(jié)
論
1．? 升溫時(shí)ABS粘度較高，壓力較大，故塑件上脫模斜度宜較大。
2．? 易吸水，加工前需進(jìn)行干燥處理。
3．? 易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少及哦按住系統(tǒng)對(duì)流料的阻力。
4．? 在正常成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響較小。
?
1.2． 塑件的尺寸精度分析
該尺寸精度無(wú)特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸（查書(shū)P70表3.10精度尺寸的選用） 可按MT5查取公差，起主要尺寸公差未標(biāo)注如下（單位均為mm）：
塑件的外形尺寸：Φ360-0。56，Φ300-0。5，Φ500-0。64，Φ120-0。32，30-0。2，Φ160-0。38，
內(nèi)形尺寸：Φ30+0.50，Φ26+0.50，Φ42+0.640，5+0.240，，，
1.3． 塑件表面質(zhì)量分析
該塑件要求外形美觀、色澤鮮艷、外表面沒(méi)有斑點(diǎn)及熔接痕、粗糙度可Ra0.4μm。而塑件內(nèi)部沒(méi)有較高的表面粗糙度要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。
1.4． 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
（1）?從圖紙上分析，該塑件的外形為回轉(zhuǎn)體，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。
（2）塑件型腔較大，有尺寸不等的孔，如Φ30，Φ42它們均符合最小孔徑要求。
（3）在塑件內(nèi)壁無(wú)任何的內(nèi)凹臺(tái)，因此塑件易取±1，故不需考慮側(cè)抽芯裝置。
結(jié)論：綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。
2．確定成型設(shè)備選擇與注射成型工藝規(guī)程編制
2.1． 計(jì)算塑件的體積和重量
2.11.?計(jì)算塑件的體積：
V=18252.82mm3(過(guò)程略)
2.12. 計(jì)算塑件的質(zhì)量：
根據(jù)有關(guān)手冊(cè)查得：
ρ=1.02~1.05g/cm3，即ρ
所以 ，塑件的重量為：
W=ρV=18252.82mm3ⅹ1.03 g/cm3=18.8004g
根據(jù)塑件形狀及采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮外形尺寸及注射時(shí)所需的壓力情況，參考模具設(shè)計(jì)手冊(cè)初選螺桿式注射機(jī)：XS-ZY-30
2.2．確定成型工藝參數(shù)
2.2.1.塑件注射成型工藝參數(shù)的確定
查有關(guān)手冊(cè)：得出工藝參數(shù)見(jiàn)下表，試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。
丙烯腈-J二烯-苯乙烯共聚物 （ABS）
預(yù)熱和干燥
溫度/ 80~85
成型時(shí)間
注射時(shí)間
3~5
時(shí)間t/h 2~3
保壓時(shí)間
15~30
料筒溫度 t/℃
后段 180~200
中段 210~230
冷卻時(shí)間
15~30
總周期
40~70
前段 200~210
螺桿轉(zhuǎn)速n/（r??min-1） 30~60
噴嘴溫度 t/℃
180~190
?
后處理
方法
紅外線燈烘箱
模具溫度 t/℃
50~70
溫度 t/℃
70
注射壓力 P/Ma
70~90
時(shí)間r/h
2~4
2.22.?填寫(xiě)注射成型工藝卡（附表一）
3．注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1． 分型面的選擇
在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量以及成型后能順利取出塑件，有兩種分型面的選擇方案。
模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，側(cè)面分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，考慮到脫模簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及塑件的外觀質(zhì)量問(wèn)題。
采用a種方案，側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模部分，模具結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單。
所以，選塑件端底平面作為分型面較為合適。
3.2． 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列
由于該塑件采用的是一模一件成型，所以采用a種方案，澆注系統(tǒng)不易設(shè)計(jì)，且推出機(jī)構(gòu)復(fù)雜采用b 種方案，澆注系統(tǒng)易設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單流程短，熔體壓力損失和熱量損失減小到最低限度，，保證塑件良好的質(zhì)量、缺點(diǎn)、就容易，不便側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。
3.3． 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.3.1.?主流道的設(shè)計(jì)：
根據(jù)手冊(cè)查得xy-zy-250型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：
噴嘴球面半徑：R1=12mm
噴嘴孔直徑：d1=Φ4mm
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：
R=R1+（1~2）mm d=d1+(0.5~1)mm
取主流道的球面半徑R1=13mm，小端直徑d=4.5mm
1---主流道 2—分流道 3---澆口 4---拉料桿式冷穴
3.3.2.分流道的設(shè)計(jì)
a. 分流道的形狀：
為了便與將主流道中凝料，從澆口套中拔出，主流道的設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為2o~6 o，經(jīng)換算得主流道，大端直徑D=R15mm,為了使熔料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm的圓弧過(guò)度.
澆口的結(jié)構(gòu)形式：為使模具與注射機(jī)對(duì)中，模具上應(yīng)沒(méi)有定位圈，注射機(jī)圈空模板、空位孔與模具定位圈取較松動(dòng)的間隙配合或小間隙。
小端的前面是球面，其深度為3~5mm注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并貼合。（P115）流道的表面粗糙度Ra《0.8mm。
b. 分流道的設(shè)計(jì)
根據(jù)型腔的排列方式，為了便于加工選用形狀為半圓形的分流道，半徑R=4mm，分流道的設(shè)計(jì)世紀(jì)要求孔熔體在流動(dòng)時(shí)，熱量和壓力損失小，同時(shí)使流道中孔是最小1，為了便于分流道的加工和凝料脫模，分流道大部分設(shè)置在分型面上。
3.3.3.澆口的設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件的外觀質(zhì)量要求及型腔的安排方式， 進(jìn)料位置設(shè)在塑件底部
澆口形式的選擇 ：
方案①：點(diǎn)澆口，又稱(chēng)針點(diǎn)澆口或菱形澆口是截面尺寸很小得澆口，俗稱(chēng)小澆口，澆口痕跡小不影響塑件外觀質(zhì)量，但這種澆口由于前后兩端存在較大得壓力差可較大程度地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大地剪切熱，而ABS升溫本身粘度增大，流動(dòng)性減小，不利于型腔地填充但由于塑件地尺寸較小不會(huì)產(chǎn)生太大影響。
方案②：環(huán)形澆口，其進(jìn)料均勻，圓周上各處流速大致相等，熔體流動(dòng)狀態(tài)好，型腔內(nèi)空氣容易排出，熔接痕可基本避免但澆注系統(tǒng)耗料較多，澆口去除較難，較口痕跡明顯影響塑件地外觀質(zhì)量。
方案③：輪輻式澆口，其澆口耗料比環(huán)形澆口少得多且去除澆口容易，但它增加了熔接痕，會(huì)影響塑件得強(qiáng)度。
方案④：潛伏式澆口，其分流道位于模具得分型面上，而澆口卻斜向開(kāi)設(shè)在模具得隱藏處，不影響塑件得外觀質(zhì)量，但塑件太小不宜采用。
經(jīng)分析比較確定成型該塑件得模具采用點(diǎn)澆口。
由于該塑料的體積比較大，澆口的位置和大小應(yīng)不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提。同時(shí)也應(yīng)在、盡使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
根據(jù)本設(shè)計(jì)方案的需要雙分型面的、注射模，被引進(jìn)采用點(diǎn)澆口截面積較小，塑件剪切速度高。開(kāi)模時(shí)澆口可自動(dòng)拉斷，根據(jù)一模一腔模具結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)澆口尺寸如下：
d=0.5~1.5mm
l=0.5~2mm
α=6o~15 o
取d=0.8mm，常取1.0~1.5mm,取α=8o，為了避免小澆口正對(duì)著一個(gè)寬度和厚度較大的型腔，熔體受到很大的剪切應(yīng)力，產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)等熔體斷裂現(xiàn)象，盡量增大澆口面尺寸，取d=1.4mm,l=1.5mm,α=10o
3.4.型芯型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（P教材143頁(yè)）
型芯、型腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu)。
由于該塑件尺寸不大，形狀復(fù)雜，最大達(dá)到Φ38mm，有大小圓柱面過(guò)渡采用整體式型腔加工和熱處理都比較困難。
所以采用拼檔塊組合式，型腔的底部大面積鑲拼結(jié)構(gòu)，考慮模具調(diào)節(jié)，型芯采用整體式結(jié)構(gòu)。
3.5．推件方式的選擇
根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)，模具型腔動(dòng)模部分，開(kāi)模后，塑件留在型腔推出機(jī)構(gòu)可采用推桿退出和推件板推出機(jī)構(gòu)。
推桿推出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出平穩(wěn)，但推出時(shí)，塑件上受力不均勻，會(huì)留下頂出痕跡，而推板推出結(jié)構(gòu)可靠，頂出力均勻，不會(huì)影響塑件外觀質(zhì)量，但塑件上有圓柱過(guò)渡。
以上分析得出：該塑件采用推桿推出機(jī)構(gòu)
3.6．抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),此工件可采用導(dǎo)柱或燕尾式導(dǎo)結(jié)構(gòu),由于此塑件尺寸較小,為了了 使模具結(jié)構(gòu)緊湊所以采用燕尾結(jié)構(gòu).
抽芯距，且斜滑塊的頂出長(zhǎng)度不得超過(guò)導(dǎo)滑長(zhǎng)度的，
S=+(2-3)=+ (2-3)
=15
L===30mm
3.6.1推出力的確定:
Ft=AP(μcosα—sinα)
式中A—塑件的包絡(luò)型芯的面積
P—塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力，一般情況下模外冷卻的塑件，P取24~39MPa；模內(nèi)冷卻的塑件P取8~12MPa。
μ—塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，為0.1~0.3。
α—脫模斜度。
經(jīng)計(jì)算 A=3601.58mm2
α=0.75°
P取32MPa
Ft=AP(μcosα—sinα)=10.01KN
3.6.2側(cè)滑塊的設(shè)計(jì)
側(cè)滑塊是導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零部件。
塑件的尺寸精度和側(cè)滑塊移動(dòng)的可靠性都要具有與動(dòng)的精度來(lái)保證。
圖a 圖b
圖a是側(cè)型芯采用燕尾槽直接鑲?cè)雮?cè)滑塊中而形成，采用這種燕尾槽較難加工，尺寸精度就難保證。
圖b是片狀側(cè)型芯鑲?cè)腴_(kāi)槽的側(cè)滑塊后再用兩個(gè)圓柱銷(xiāo)定位的形式，采用這種側(cè)滑塊，側(cè)型芯固定可靠，且圓柱銷(xiāo)和側(cè)型芯易加工。
綜合對(duì)塑件尺寸精度和側(cè)滑塊的分析，確定該塑件采用圖b側(cè)滑塊。
3.6.3楔緊塊的設(shè)計(jì)
在注射過(guò)程中側(cè)向成型零件在成型壓力作用下會(huì)使側(cè)滑塊向外移動(dòng)，如果沒(méi)有楔緊塊，側(cè)向力就會(huì)通過(guò)滑塊傳給斜導(dǎo)柱發(fā)生變形。如果斜導(dǎo)柱與滑塊上的斜導(dǎo)孔采用較大的間隙（0.4~0.5mm）配合，側(cè)滑塊的外移會(huì)極大降低塑件側(cè)向凹凸處的尺寸精度，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮側(cè)滑塊鎖緊 。
圖a 圖b
圖a是楔緊塊制成一體的整體式結(jié)構(gòu)，這種楔滑塊牢固，可靠 ，剛性大，但浪費(fèi)材料，耗費(fèi)加工時(shí)，加工精度要求高，適用于側(cè)向里很大的場(chǎng)合。
圖b是采用銷(xiāo)釘定位，螺釘固定的形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，應(yīng)用較廣，其承受的側(cè)向力較小
綜上所述，由于本題的側(cè)向力不是很大所以選用b種方案。
3.6.4側(cè)滑塊定位裝置的設(shè)計(jì)
為合模時(shí)讓導(dǎo)柱能準(zhǔn)確的插入側(cè)滑塊的導(dǎo)孔中，在開(kāi)模過(guò)程中側(cè)滑塊剛脫離導(dǎo)柱時(shí)必須定位，否則開(kāi)模時(shí)會(huì)損壞模具。
圖a 圖b
圖a是適用向下側(cè)抽芯模具的結(jié)構(gòu)形式，側(cè)抽芯結(jié)束利用滑塊的自重停靠在擋塊上定位。
圖b是將彈簧安置在側(cè)滑塊的內(nèi)側(cè)，側(cè)抽芯結(jié)束，在此彈簧的作用下，側(cè)滑塊靠外側(cè)擋塊上定位，它適用于抽芯距不大的小模具。
綜上所述，根據(jù)本題情況知其是向下側(cè)向抽芯，所以選擇b方案。
3.6.6導(dǎo)柱與側(cè)滑塊的固定形式
根據(jù)本題的情況，選導(dǎo)柱與側(cè)滑塊同時(shí)安裝在動(dòng)模的結(jié)構(gòu)。一般是通過(guò)推件板推出機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)柱與側(cè)型芯滑塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
塑件側(cè)壁各種臺(tái)階，垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模頭上脫出。因此，型臺(tái)階部分的零件必須做成活動(dòng)的型芯，即須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)，本模采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。
3.7.排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)，必需順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利地排出，塑件會(huì)由于充填不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺點(diǎn):甚至因氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。
由于塑件屬于小型制件，，所以本設(shè)計(jì)采用利用配合間隙排氣的方法，即利用分型面之間、推出機(jī)構(gòu)與模板之間及活動(dòng)型芯與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣。間隙值為0.03㎜～0.05㎜。具體做法是將推桿后方距型腔5㎜以外處的配合間隙加大。于排除型腔中的氣體，并避免塑件表面產(chǎn)生熔合紋，又要不影響塑件的外觀，綜合考慮上述因素，
方案一塑件內(nèi)進(jìn)料
方案二塑件外進(jìn)料
4．注射模設(shè)計(jì)的有關(guān)尺寸計(jì)算
4.1．成型零件尺寸計(jì)算
查有關(guān)手冊(cè)得PC的收縮率為S=0.3%~0.8%，故平均收縮率為：?=（0.3+0.8）%/2=0.55%=0.0055
根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取Z=Δ/3
已知條件：平均收縮率S=0、0055；模具的制造公差取Z=△/3
類(lèi)別
零件圖
模具零件
名稱(chēng)
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔或型芯工作尺寸
型腔
的
計(jì)算
導(dǎo)滑板（型腔）
上端對(duì)應(yīng)得型腔
Φ36-0。560
Lm +§z0=〔(1+S)LS-
0.75△〕+§z 0
Φ35.7780+0.19
Φ30-0。50
Φ29.790+0.17
內(nèi)凸對(duì)應(yīng)得型芯
Φ260+0.5
Lm -§Z0=〔(1+S)LS+
Φ26.5180-0.17
Φ4200.64
0.75△〕0-§Z
Φ42.7110-0.21Δ
?
式中
Ls - 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）
ls - 塑件內(nèi)型徑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 - 塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸（mm）
X - 修正系數(shù) 取0.5～0.75
△ - 塑件公差
δz- 模具制造公差 一般?。?/3～1/4）△
4.2．確定抽芯機(jī)構(gòu)零件尺寸計(jì)算
抽芯距的計(jì)算：
S（抽）=h+(2~3)=h+(2~3)=(41-25)/2+2.5=10.5mm
滑塊傾角的確定：
由本例抽芯距較小。選擇α=20o，
確定斜滑塊的尺寸:
斜滑塊在件25導(dǎo)滑板中導(dǎo)滑，導(dǎo)滑板的高度設(shè)計(jì)為22mm,斜滑塊在件25導(dǎo)滑板中能導(dǎo)滑行程60mm，（考慮限位螺釘?shù)亩c(diǎn)尺寸和推出行程）
S（實(shí)際）= tga20o×60=0.224×60=13.44mm>S，滿足抽芯距離要求
4.3．注射模具零件的設(shè)計(jì)
繪制裝配圖及非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖。（見(jiàn)下圖）
本塑件采用一模一腔,根據(jù)其結(jié)構(gòu)一分型.則采用
4.4導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定模或在上下和模時(shí)，正確的定位和導(dǎo)向零件。
1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
1） 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出8~12mm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。
2） 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形和半球形，以使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)向孔。由于半球型加工困難，所以導(dǎo)柱前端形式以錐臺(tái)形為多。
3） 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的材料，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳處理）或T8、T10鋼（經(jīng)淬火處理）硬度為50~55HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度為Ra=0.8μm導(dǎo)向部分的表面粗糙度為Ra=0.8~0.4μm。
4） 導(dǎo)柱固定端與模板間一般采用H7/m6或H7/k6的過(guò)渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用H7/f6或H8/f7的間隙配合。
導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)零件圖見(jiàn)
2導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
（1）為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。如果模板較厚，導(dǎo)孔必須做成盲孔時(shí)，可在盲孔的側(cè)面打成一個(gè)小孔排氣或在導(dǎo)柱的側(cè)壁磨出排氣槽。
（2）可用與導(dǎo)柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造導(dǎo)套，但其硬度應(yīng)略低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?
（3）直導(dǎo)套用用H7/r6過(guò)盈配合鑲?cè)肽０?，為了增加?dǎo)套鑲?cè)氲睦喂绦?，防止開(kāi)模時(shí)導(dǎo)套被拉出，可用止動(dòng)螺釘緊固。
4.5溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
模具溫度（指模具型腔和型芯的表面溫度）是否合適，均一與穩(wěn)定，對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)，固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀、外觀和尺寸精度都有重要影響。模具中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過(guò)控制模具的溫度，使注射成型塑件有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。
4.5.1冷卻回路尺寸的確定
1、冷卻回路尺寸的確定
（1）冷卻回路所需的表面積
A=
式中A—冷卻回路總表面積，㎡；
M—單位時(shí)間內(nèi)注入模具中樹(shù)脂的質(zhì)量，Kg/h；
q—單位質(zhì)量樹(shù)脂在模具內(nèi)釋放的熱量，J·Kg（見(jiàn)附表）；
a—冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W/（㎡·K）；
m—模具成型表面的溫度，℃；
w—冷卻水的平均溫度，℃；
經(jīng)計(jì)算和查表得：
M=19.8 Kg/h； m=100℃； w=20℃
=1ⅹ103Kg/m3； =4m/s； d=0.01m
q=420ⅹ103J·Kg φ=7.5
A==0.002㎡
（2）冷卻回路的總長(zhǎng)度
L=
式中L——冷卻回路總長(zhǎng)度，m；
A——冷卻回路總表面積，㎡；
d——冷卻水孔直徑，mm；
經(jīng)計(jì)算得：
L==0.064m
（3）冷卻水體積澆量的計(jì)算
v=
式中v——冷卻水體積流量，m3/min；c
M——單位時(shí)間注射入模具內(nèi)的樹(shù)脂質(zhì)量，Kg/h；
——單位時(shí)間內(nèi)樹(shù)脂在模具內(nèi)釋放的熱量，J·Kg；
c——冷卻水的比熱容，J/（Kg·k）；
——冷卻水的密度，Kg/m3；
1——冷卻水出口處溫度，℃；
2——冷卻水入口處溫度，℃；
其中M=19.8kg/h； q=4200000J/kg； C=4200000J/(kg.k)；
=1000kg/m3； 1=90℃； 2=20℃
v==0.00000047m3/min
4.5.2.冷卻回路的布置
設(shè)置冷卻效果良好的冷卻水回路的模具是縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率的方法。如果不能實(shí)現(xiàn)均一的快速冷卻，側(cè)會(huì)使塑件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而導(dǎo)致產(chǎn)品變形或開(kāi)裂。
3設(shè)計(jì)冷卻回路的基本原則：
（1） 冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大。
（2） 冷卻水道離模具型腔表面的距離（一般水道孔邊至型腔表面距離為10-15mm）。
（3） 冷卻水道應(yīng)沿著塑件收縮方向設(shè)置。
冷卻水道的布置應(yīng)避開(kāi)塑件易產(chǎn)生溶接痕的部位
4.6．成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.6.1.凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
考慮塑件成型特點(diǎn)及分型特點(diǎn)，凹模應(yīng)采用組合結(jié)構(gòu)，側(cè)壁鑲拼式結(jié)構(gòu)便于加工和拋銑，更是因?yàn)楸臼撬芗中团c側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖：
兩側(cè)槽用與安放側(cè)抽芯，
4.6.2.凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（型芯）
（1）主型芯的設(shè)計(jì)
凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)模部分型芯設(shè)計(jì)組合式。
定模部分型芯設(shè)計(jì)成整體式。
住型芯與小型芯對(duì)接形成整個(gè)凸模結(jié)構(gòu)。
主型芯采用通孔占臂式，凸模用臺(tái)肩和模板式，再用墊板，螺孔堅(jiān)固，連接牢固，是最長(zhǎng)用的方法。（P教材144頁(yè)）
小型芯結(jié)構(gòu)同全型芯。
5．注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
5.1．模具閉合高度的確定和校核
5.1.1.模具閉合高度的確定
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架各模板尺寸及模具設(shè)計(jì)的其他零件尺寸：
定模座板H（定）=50mm,壓板H壓=30mm,
型芯固定板H（固）=25mm,型腔板H型=60mm,
凹模鑲塊H（凹）=25mm，墊板H（墊）=32mm，模腳H（腳）=63mm
提高閉合高度：
H（閉）=H（腳）+H（墊）+H（凹）+H（型）+H（圈）+H（壓）+H（定）=63mm+32mm+25mm+60mm+25mm+30mm+50mm=285mm
5.12模具安裝部分的校核
該模具的外形尺寸為355mm×400mm,XS-ZY-125型注射機(jī)模板最大安裝尺寸428mm×458mm,故能滿足模具安裝要求。
XS-ZY-125型的注射機(jī)所允許模具的最小厚度為H(min)=200mm,最大厚度H(max)=300mm,即：模具滿足H(min)?H?H(max)的安裝條件。
所以，令選注射機(jī)XS-ZY-125即可滿足模具安裝要求。
5.2．模具開(kāi)模行程校核
經(jīng)查資料型注射機(jī)XS-ZY- 125的最大開(kāi)模行程S=300mm，滿足下列式計(jì)算所需的出件要求：
S=H（1）+H（2）+a+(5~10)mm=41+25+21+8=95mm
此外，由于側(cè)分型距較短，不會(huì)過(guò)大增加開(kāi)模式距離，注射機(jī)開(kāi)模形成足夠。
經(jīng)驗(yàn)證XS-ZY-30型注射機(jī)能滿足使用要求，故可以采用。
6．模具總裝圖
1.定模座板 2限位銷(xiāo) 3.型腔 4.型芯 5.澆口套 6.導(dǎo)套 7.導(dǎo)柱 8.動(dòng)模座板
9推板固定板 10推板固定板 11.拉料桿 12推桿 13銷(xiāo) 14支 板 15型芯固定板 16.型腔板 17.固定螺釘 18導(dǎo)正銷(xiāo)
7．塑料模具鋼的選用
7.1 塑料模具用鋼的必要條件
各種模具用鋼并不可能具備所有應(yīng)具備的條件,依模具的使用情況不同而合理地選擇鋼材,這是首要的條件.
作為塑料模具的使用情況,有種種的不同條件,大致應(yīng)滿足如下的要求﹕
（1）、機(jī)械加工性能優(yōu)良
（2）、拋旋光性能優(yōu)良
（3）、有良好的表面腐蝕加工性
（4）、既要耐磨損,而且又有韌性
（5）、淬火性能好,變形小
（6）、電火花加工性好
（7）、有耐腐蝕性
（8）、焊接性好
7.2 選擇模具鋼要考慮的條件
在選擇模具鋼材使,要依以下條件而逐次考慮之,最后作出決定 7.3塑件的生產(chǎn)批量。
模具是高效率的生產(chǎn)工具.每一副模具的使用壽命,直接關(guān)系到制件的成本.而每一種產(chǎn)品的預(yù)計(jì)產(chǎn)量,又因市場(chǎng)需求而定.
在考慮設(shè)計(jì)模具時(shí),除了每模的興腔數(shù)之外,就要考慮其使用壽命.最理想的情況是當(dāng)模具壽命終了時(shí),該產(chǎn)品正好退出市場(chǎng).但這實(shí)際很難推斷,因?yàn)槭袌?chǎng)需求是變化的。
批量小,則對(duì)鋼材的要求可以低些;而批量大時(shí),必須選擇優(yōu)質(zhì)鋼材,以延長(zhǎng)使用壽命而避免重復(fù)制作模具。
7.4塑件的尺寸精度。
塑件的尺寸精度,有50％取決于模具.而模具的制造精度及耐磨損性能又決定制件的合格率.對(duì)于要求高精度（SJ1372—78的3﹑4級(jí)精度）以及超高精度（SJ1372—78的1﹑2級(jí)精度）的塑件,即使產(chǎn)量極低,也應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼。
7.5制件的復(fù)雜程度
制件越復(fù)雜,型腔的加工就越難,因而必須選用切削性能好的鋼材.制件復(fù)雜程度高,表現(xiàn)在制件圖樣上的尺寸數(shù)目多,加工部位多.因而加工的應(yīng)力變形必須考慮。
7.6制件的體積大小。
制件越大,型腔的切削量越大.用大吃的刀量切削時(shí),切削應(yīng)力越大.因此對(duì)于大制件的模具最好選用易切鋼. 制件小時(shí), 型腔體積小,所用的刀具（主要是銑刀）強(qiáng)度低,切削量很小.選擇鋼材時(shí)應(yīng)選用質(zhì)地均勻,合金炭化物分布細(xì)而勻稱(chēng)的鋼材.小模具多先作預(yù)硬化處理然后加工,要考慮加工的可能性。 7.7制件的外觀要求。
塑件如為外觀裝飾件,則表面的質(zhì)量好壞能很大程度上影響產(chǎn)品的銷(xiāo)售.凡對(duì)塑件外觀有嚴(yán)格要求的塑件,最好選用真空熔煉或電渣熔煉鋼,以達(dá)到最好的型腔拋光效果。
7.8模具鋼的選定? 模具鋼的選擇及參數(shù)見(jiàn)表
序號(hào)
零件名稱(chēng)
選用材料
熱處理
1
動(dòng)模底座
Q235
2
定模底座
Q235
3
動(dòng)模板
45
調(diào)質(zhì)HB230~270
4
定模板
45
調(diào)質(zhì)HB230~270
5
支承板
45
淬火HRC43~48
6
墊塊
45
淬火HRC43~48
8
推板
45
淬火HRC43~48
7
推桿固定板
45
淬火HRC50~55
8
導(dǎo)柱
T8A
淬火HRC50~55
9
導(dǎo)套
T8A
淬火HRC50~55
10
主流道襯套
T8A
淬火HRC50~55
11
推桿
T8A
淬火HRC50~55
12
復(fù)位桿
T8A
淬火HRC43~48
13
型芯
P20
預(yù)硬鋼
14
凹模
P20
預(yù)硬鋼
15
拉料桿
T8A
淬火HRC50~55
附件：
導(dǎo)柱加工規(guī)規(guī)程見(jiàn)表—1
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
設(shè)備
１
下料
按圖紙尺寸
鋸床
２
車(chē)端面打中心孔
車(chē)端面保持長(zhǎng)度７２㎜打中心孔調(diào)頭車(chē)端面至尺寸７１㎜打中心孔
車(chē)床
３
車(chē)外圓
粗車(chē)外圓至尺寸并倒角，調(diào)頭車(chē)外圓到×６５㎜并倒角切槽３×２
車(chē)床
４
檢驗(yàn)
保證外圓尺寸
游標(biāo)卡尺
５
熱處理
淬火HRC50～55
６
研磨中心孔
研磨中心孔，調(diào)頭研另一端中心孔
７
磨外圓
磨，留研磨余量０.０１㎜并磨１０°角
磨床
８
研磨
研磨外圓，，至尺寸，拋光
Ｒ２和１０°角
磨床
９
檢驗(yàn)
檢查表面粗糙度，表面尺寸
游標(biāo)卡尺
導(dǎo)套加工規(guī)規(guī)程見(jiàn)表—2
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
設(shè)備
１
下料
按圖紙尺寸
鋸床
２
車(chē)外圓及內(nèi)孔
車(chē)端面保持長(zhǎng)度２５㎜車(chē)內(nèi)孔２３㎜
車(chē)床
３
車(chē)外圓倒角
粗車(chē)外圓至尺寸，調(diào)頭車(chē)外圓到×６㎜切槽３×２
車(chē)床
４
檢驗(yàn)
保證外圓尺寸
游標(biāo)卡尺
５
熱處理
淬火HRC50～55
６
磨內(nèi)外圓
磨，留研磨余量０.０１㎜并磨４５°角
磨床
７
研磨內(nèi)孔
研磨內(nèi)孔，至尺寸，拋光研磨
Ｒ２的圓弧
磨床
８
檢驗(yàn)
檢查表面粗糙度，表面尺寸
游標(biāo)卡尺
拉料桿加工規(guī)規(guī)程見(jiàn)表-3
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
設(shè)備
１
下料
按圖紙尺寸
鋸床
２
車(chē)端面打中心孔
車(chē)端面保持長(zhǎng)度１４７㎜打中心孔調(diào)頭車(chē)端面至尺寸１４５㎜打中心孔
車(chē)床
３
車(chē)外圓
粗車(chē)外圓至尺寸并倒圓角Ｒ０.５，調(diào)頭車(chē)外圓到×４㎜
車(chē)床
４
拉料勾
線切割一次性成型夾角５０°深２.５㎜，倒兩個(gè)圓角Ｒ０.５
線切割機(jī)
５
檢驗(yàn)
保證外圓尺寸
游標(biāo)卡尺
６
熱處理
淬火HRC50～55
７
研磨中心孔
研磨中心孔，調(diào)頭研另一端中心孔
８
磨外圓
磨，留研磨余量０.０１㎜
磨床
９
研磨
研磨外圓，至尺寸，拋光
Ｒ０.５
磨床
１０
檢驗(yàn)
檢查表面粗糙度，表面尺寸
游標(biāo)卡尺
推桿加工規(guī)規(guī)程見(jiàn)表-4
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
設(shè)備
１
下料
按圖紙尺寸
鋸床
２
車(chē)端面打中心孔
車(chē)端面保持長(zhǎng)度１０２㎜打中心孔調(diào)頭車(chē)端面至尺寸１００㎜打中心孔
車(chē)床
３
車(chē)外圓
粗車(chē)外圓至尺寸并倒圓角Ｒ０.５，調(diào)頭車(chē)外圓到×５㎜
車(chē)床
４
檢驗(yàn)
保證外圓尺寸
游標(biāo)卡尺
５
熱處理
淬火HRC50～55
６
研磨中心孔
研磨中心孔，調(diào)頭研另一端中心孔
７
磨外圓
磨，留研磨余量０.０１㎜
磨床
８
研磨
研磨外圓，，至尺寸，拋光
Ｒ０.５
磨床
９
檢驗(yàn)
檢查表面粗糙度，表面尺寸
游標(biāo)卡尺
定座板加工規(guī)規(guī)程見(jiàn)表-5
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
設(shè)備
１
鍛造
325㎜×260㎜×35㎜
２
熱處理
45
調(diào)質(zhì)HBS230～270
３
銑
銑6面尺寸315㎜×250㎜×25㎜根據(jù)定模座板圖形尺寸銑4個(gè)通孔和4個(gè)盲孔深度為15㎜，再根據(jù)圖紙銑頂出機(jī)構(gòu)孔㎜
銑床
4
平磨
保證垂直面至要求尺寸
磨床
5
去毛刺
研型腔R0.1并拋光
型芯加工規(guī)規(guī)程見(jiàn)表-6
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
設(shè)備
１
下料
按圖紙尺寸㎜
鋸床
２
車(chē)
按圖車(chē)成型，其中R0.4及R 1.6表面留單面余量0.005㎜，打6的通孔
車(chē)床
３
銑
選用R2球頭銑刀銑澆道至成型，
銑床
４
檢驗(yàn)
保證外圓尺寸
游標(biāo)卡尺
５
熱處理
淬火HRC50～55
６
鉗
按圖研修內(nèi)外形至要求，兩端面待裝如定模板后平磨及手研至要求
鉗床
7
檢驗(yàn)
檢查表面粗糙度，表面尺寸
游標(biāo)卡尺
型腔板加工規(guī)規(guī)程見(jiàn)表-7
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
設(shè)備
１
下料
250㎜×90㎜×60㎜
鋸床
２
熱處理
P20
預(yù)硬鋼
３
銑
銑6面尺寸根據(jù)定模座板圖形尺寸銑出外形
銑床
4
平磨
保證垂直面至要求尺寸
磨床
5
去毛刺
研型腔R0.1并拋光
塑料注射成型工藝卡
鄂東職業(yè)技術(shù)學(xué)院
塑料注射成型工藝卡
資料編號(hào)
1
車(chē)間
1
共 頁(yè)
第 頁(yè)
零件名稱(chēng)
支架
材料牌號(hào)
設(shè)備型呈
裝配圖號(hào)
材料定額
大批量
每模件數(shù)
1
零件圖號(hào)
單件質(zhì)量
工裝號(hào)
零件草圖
材料干燥
設(shè)備
紅外線燈烘箱
溫度℃
70
時(shí)間h
2~4
料筒溫度
℃
后段
150~170
中段
165~180
前段
180~200
噴嘴
170~180
模具溫度℃
50~80
時(shí)間
注射
20~90
高壓
0~5
冷卻
20~120
壓力Mpa
注射壓力
60~100
背壓
后處理
溫度℃
70
時(shí)間定額
min
輔助
時(shí)間
2~4
單件
檢驗(yàn)
編制
校對(duì)
審核
組長(zhǎng)
車(chē)間主任
檢驗(yàn)組長(zhǎng)
主管工程師
零件圖
圖一
型腔板
圖二
定模座板
圖三
動(dòng)模座板
圖四
1.定模座板 2限位銷(xiāo) 3.型腔 4.型芯 5.澆口套 6.導(dǎo)套 7.導(dǎo)柱 8.動(dòng)模座板
9推板固定板 10推板固定板 11.拉料桿 12推桿 13銷(xiāo) 14支 板 15型芯固定板 16.型腔板 17.固定螺釘 18導(dǎo)正銷(xiāo)
模具總裝圖
結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)三周的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于告一段落。
我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是為一支架塑件設(shè)計(jì)一副塑料模具，塑件形狀為矩形薄壁殼體，雖無(wú)復(fù)雜空間曲面，但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、尺寸細(xì)小精密，帶有裝配臺(tái)階、凸臺(tái)等典型結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中，從選用塑件材料成型工藝的分析到塑件工藝性的分析、從成型零件的設(shè)計(jì)到其主要工作尺寸的計(jì)算、從合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的確定到推出機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇、從側(cè)向分型與側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)到模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、從模具裝配圖的繪制到模具主要零件的繪制與標(biāo)注，基本完成了整副模具的設(shè)計(jì)。
雖然本設(shè)計(jì)工作只有短短三周的時(shí)間，但它真的很重要，真的很能鍛煉人。
首先，對(duì)我以前學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)能“溫故而知新”，還學(xué)到了更多課堂上沒(méi)接觸過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)也領(lǐng)略了模具設(shè)計(jì)知識(shí)的博大精深。而且，學(xué)以致用，把理論知識(shí)用于實(shí)踐，加強(qiáng)了獨(dú)立思考能力和動(dòng)手能力。并一絲不茍地反復(fù)計(jì)算各種參數(shù)，校核和繪圖。
其次，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我大量運(yùn)用Auto CAD 、Pro/E 和Moldflow Part Insight——專(zhuān)業(yè)模流分析軟件等計(jì)算機(jī)繪圖軟件和Office辦公軟件，以及運(yùn)用互連網(wǎng)都使得設(shè)計(jì)效率大大提高，并增強(qiáng)了對(duì)計(jì)算機(jī)和英語(yǔ)知識(shí)的理解和運(yùn)用，獲益非淺。
再次，是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我得到了許多老師和同學(xué)的指點(diǎn)和幫助，我鄭重地感謝他們，特別是我的導(dǎo)師——宋老師！感謝他耐心地指導(dǎo)和無(wú)私的幫助！
設(shè)計(jì)結(jié)束了，我學(xué)到的不僅僅是注射模具專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還有認(rèn)真，負(fù)責(zé)，勤奮，耐心，等未來(lái)工程技術(shù)人員所必須具備的優(yōu)秀品質(zhì)。
在此，同時(shí)感謝我的母?！鯑|職業(yè)技術(shù)學(xué)院，感謝她給了我成長(zhǎng)與鍛煉的機(jī)會(huì)！