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支承座注塑模具设计【1模1腔】【全套CAD图纸和毕业答辩论文】

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关键词：: 支承注塑模具设计全套 cad 图纸以及毕业答辩论文

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摘要

本设计是支承座塑料零件的注塑模具设计，在结合了传统的机械设计后把CAD/CAM技术应用在注塑模具的设计上，在CAD系统实行了模型和注塑模具的设计。本文介绍了我国当前模具技术的发展状况以及CAD/CAM在模具上的应用，其中包括AUTOCAD。而主要的机械部分设计，其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系统的设计，动、定模，浇注系统，脱模机构，顶出机构，冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。

关键词： CAD；CAM；注塑模；工艺

Abstract

It is to design the holder injection mould, references to the traditional mechanical design, focus on the CAD/CAM application in the plastic mould design, that is to say to apply the CAD system in model and plastic injection mould design. This artic introduces the mould technology and the CAD/CAM application of mould in china nowadays. Including AUTOCAD，MASTERCAM. While main mechanical designs content the principle and application of the plastic mould, design standards. The calculation of the plastic mould design concerns about the mould construction design, choosing Injection Molding Machine, injection system ,the move mould, immobility mould, the irrigating system, the doffing mould organ, the goring organ, the cooling system’s design and so on.

The structure designed in such way can ensure the reliable running of the mould.

Key Words: CAD;CAM;PLASTIC INJECTION;MOULD

摘要 II

Abstract III

目录 IV

第1章绪论 1

1.1 模具的作用与地位 1

1.2 本次设计研究目的及意义 1

1.3 CAD发展概况 2

1.4 注塑模CAD内容 3

第2章塑件的工艺分析 4

2.1塑件的工艺性分析 4

2.1.1塑件的原材料分析 4

2.1.2 PA的注塑工艺参数 6

2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 6

2.2.1结构分析 6

2.2.2尺寸精度分析 6

2.2.3表面质量分析 6

2.3计算塑件的体积和质量 6

第3章注射机的选择及校核 8

3.1 注射机的选择 8

3.2 型腔数目的确定及校核 10

3.3 锁模力的校核 10

3.4 开模行程的校核 10

第4章浇注系统的设计 12

4.1 分型面的选择 12

4.2 主流道的设计 13

4.3 浇口设计 14

4.3.1 剪切速率的校核 15

4.3.2 主流道剪切速率校核 15

4.3.3 浇口剪切速率的校核 15

第5章成型零部件设计 16

5.1 型腔和型芯工作尺寸计算 16

5.2 型腔侧壁厚度计算 17

第6章合模导向机构设计 19

第7章温度调节系统设计 21

7.1 对温度调节系统的要求 21

7.2 冷却系统设： 21

7.2.1 设计原则 21

7.2.2 冷却时间的确定 22

7.2.3 塑料熔体释放的热量 22

7.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热 22

7.2.5 注射模通过自然冷却传导走的热量 23

7.2.6 冷却系统的计算 24

7.2.7 凹模冷却系统的计算 24

第8章抽芯系统的设计 27

8.1 斜导柱设计 27

8.2 滑槽的设计 30

8.3 楔紧设计 30

8.4 滑块定位设计 31

8.5 弹簧设计计算 31

第9章模具工作原理说明 32

总结 33

参考文献 34

致谢 35

第1章绪论

1.1 模具的作用与地位

模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模型和工具，是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，被称为“工业之母”。其生产过程集精密制造、计算机技术和智能控制为一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。由于使用模具批量生产制件具有的高生产效率、高一致性、低耗能耗材，以及有较高的精度和复杂程度，因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视，被广泛应用于机械、电子、汽车、信息、航空、航天、轻工、军工、交通、建材、医疗器械、五金工具、生物、能源、日用品等制造领域，据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占85%以上；在电冰箱、空调、洗衣机、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车等轻工业产品中占90%以上；在枪支等兵器军工产品中占95%以上。为我国经济发展、国防现代化和高端技术服务做了重要贡献。模具工业是重要的基础工业。工业要发展，模具须先行。没有高水平的模具就没有高水平的工业产品。现在，模具工业水平已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。

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内容简介：: 宁大学课程设计 (论文 )支承座注塑模具设计【1 模 1 腔】所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日II摘要本设计是支承座塑料零件的注塑模具设计，在结合了传统的机械设计后把CAD/CAM 技术应用在注塑模具的设计上，在 CAD 系统实行了模型和注塑模具的设计。本文介绍了我国当前模具技术的发展状况以及 CAD/CAM 在模具上的应用，其中包括AUTOCAD。而主要的机械部分设计，其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系统的设计，动、定模，浇注系统，脱模机构，顶出机构，冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。关键词： CAD；CAM ；注塑模；工艺AbstractIt is to design the holder injection mould, references to the traditional mechanical design, focus on the CAD/CAM application in the plastic mould design, that is to say to apply the CAD system in model and plastic injection mould design. This artic introduces the mould technology and the CAD/CAM application of mould in china nowadays. Including AUTOCAD，MASTERCAM. While main mechanical designs content the principle and application of the plastic mould, design standards. The calculation of the plastic mould design concerns about the mould construction design, choosing Injection Molding Machine, injection system ,the move mould, immobility mould, the irrigating system, the doffing mould organ, the goring organ, the cooling systems design and so on.The structure designed in such way can ensure the reliable running of the mould.Key Words: CAD;CAM;PLASTIC INJECTION;MOULDIV目录摘要 IIAbstract.III目录 IV第 1 章绪论.11.1 模具的作用与地位 11.2 本次设计研究目的及意义 11.3 CAD 发展概况 21.4 注塑模 CAD 内容 .3第 2 章塑件的工艺分析.42.1 塑件的工艺性分析 .42.1.1 塑件的原材料分析 42.1.2 PA 的注塑工艺参数 62.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 .62.2.1 结构分析 62.2.2 尺寸精度分析 62.2.3 表面质量分析 62.3 计算塑件的体积和质量 .6第 3 章注射机的选择及校核.83.1 注射机的选择 83.2 型腔数目的确定及校核 103.3 锁模力的校核 103.4 开模行程的校核 10第 4 章浇注系统的设计.124.1 分型面的选择 124.2 主流道的设计 134.3 浇口设计 144.3.1 剪切速率的校核 .154.3.2 主流道剪切速率校核 .154.3.3 浇口剪切速率的校核 .15第 5 章成型零部件设计.165.1 型腔和型芯工作尺寸计算 165.2 型腔侧壁厚度计算 17第 6 章合模导向机构设计.19第 7 章温度调节系统设计.217.1 对温度调节系统的要求 217.2 冷却系统设： 217.2.1 设计原则 .217.2.2 冷却时间的确定 .227.2.3 塑料熔体释放的热量 .227.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热 .227.2.5 注射模通过自然冷却传导走的热量 .237.2.6 冷却系统的计算 .247.2.7 凹模冷却系统的计算 .24第 8 章抽芯系统的设计.278.1 斜导柱设计 278.2 滑槽的设计 308.3 楔紧设计 308.4 滑块定位设计 318.5 弹簧设计计算 31第 9 章模具工作原理说明.32总结.33参考文献.34致谢.35第 1 章绪论1第 1 章绪论1.1 模具的作用与地位模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模型和工具，是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，被称为“工业之母” 。其生产过程集精密制造、计算机技术和智能控制为一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。由于使用模具批量生产制件具有的高生产效率、高一致性、低耗能耗材，以及有较高的精度和复杂程度，因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视，被广泛应用于机械、电子、汽车、信息、航空、航天、轻工、军工、交通、建材、医疗器械、五金工具、生物、能源、日用品等制造领域，据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占 80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占 85%以上；在电冰箱、空调、洗衣机、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车等轻工业产品中占 90%以上；在枪支等兵器军工产品中占 95%以上。为我国经济发展、国防现代化和高端技术服务做了重要贡献。模具工业是重要的基础工业。工业要发展，模具须先行。没有高水平的模具就没有高水平的工业产品。现在，模具工业水平已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。1.2 本次设计研究目的及意义(1).调查研究中外文献检索和阅读能力；(2).综合运用专业理论和知识分析、解决实际问题的能力；(3).设计、计算与绘图的能力，包括使用计算机的能力；(4).掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工工艺过程；(5).逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达能力；(6).撰写设计说明书（论文）的能力；(7).养成严肃、认真、细致地从事技术工作的优良作风。21.3 CAD 发展概况计算机辅助设计(CAD-ComputerAidedDesign)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。CAD 的应用，使得设计人员在设计过程中，能充分发挥计算机的强大算术逻辑运算功能、大容量信息存储与快速信息查找的能力，完成信息管理、数值计算、分析模拟、优化设计和绘图等项任务，并通过设计人员进行创造性的设计以实现最优方案。CAD(ComputerAidedDesign）诞生于 20 世纪 60 年代，是美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划，由于当时硬件设施的昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。70 年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。80 年代，由于 PP 机的应用，CAD 得以迅速发展，出现了专门从事 CAD 系统开发的公司。CAD 最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。通用的 CAD 件是AutoCAD，但 AutoCAD 是一种通用的绘图软件，对机械行业针对性差，不过幸运的是，AutoCAD 是个开放性软件，可以对它进行二次开发，如采用 ADS，ARX 语言等。由于二次开发的深入，加强了参数化设计、智能化设计等，这样充分发挥了计算机的强大的搜索功能和运算功能。CAD 技术的发展与应用对于彻底改变塑料模具设计与制造的传统方法与落后面貌，提高模具的设计质量与设计效率，缩短模具的设计制造周期，具有重要作用。世界上第一套塑料模具 CAD 软件是澳大利亚 MOLDFLOW 公司于 1976 年推出并以公司名字命名的MOLDFLOW。目前 MOLDFLOW 已经发展得比较完善，能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。实现了对注塑过程的模拟、设计原理的应用和精确计算，并逐步优化模拟过程，使设计工程师在产品设计阶段可以在计算机上“制造”塑料产品。据美国 Protetype 聚酰胺(600 号); 聚酰胺树脂(低分子量,651 型); 聚酰胺树脂(低分子量,650 型); 共聚聚酰胺英文名称：Polyamide Resin英文别名：Nylon fibers; Polyamide fibers; Polyamide; Polyamide resin No.600; Polyamide resin,low molecular weight 651; Polyamide resin,low molecular weight 650; Polyamide multipolymer-聚酰胺俗称尼龙(Nylon)，英文名称 Polyamid eP，它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。聚酰胺可由内酸胺开环聚合制得，也可由二元胺与二元酸缩聚等得到的。聚酰胺塑料是在聚酞胺纤维基础上发展起来的，是最早出现能够承受负荷的热塑性塑料，也是五大通用工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种。PA 是历史悠久、用途广泛的通用工程塑料，2000 年世界工程塑料市场分配为 PA 35%、PC 32%、POM 11%、PBT 10%、PPO 3%、PET 2%、UHMWPE 2%，高性能工程塑料(PPS、LCP、PEEK、PEI、PESU、PVDF、其它含氟塑料等）2%。由于 PC 市场需求增长快，其市场占有份额已已经超过 PA。从性能和价格综合考虑，PA6 和 PA66 的市场用量仍占PA 总量的 90%左右，居主导地位，2001 年世界 PA66 的消费量为 74 万吨，略高于 PA6的 68 万吨。欧洲消费结构为 PA6 占 50%，PA66 占 40%，PA11、PA12 和其它均聚、共聚PA 占 10%，美国 PA66 用量超过其它品种，日本则 PA6 消费居首位，为 52%，PA66 占38%，PA11 和 PA12 占 5%，PA46 和半芳香族 PA 占 5%。PA 工程塑料以注射成型为主，注塑制品占 PA 制品的 90%左右，PA6 与 PA66 的成型加工工艺不尽相同，PA66 基本都采用注塑加工，占 95%，挤出成型仅占 5%；PA6 的注塑制品占 70%，挤出成型占 30%。聚酰胺树脂，英文名称为 polyamide，简称 PA。俗称尼龙(Nylon)，为五大工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种。尼龙中的主要品种是尼龙 6 和尼龙 66，占绝对主导地位，尼龙 6 为聚己内酰胺，而尼龙 66 为聚己二酸己二胺，尼龙 66 比尼龙6 要硬 l2%；其次是尼龙 11，尼龙 12，尼龙 610，尼龙 612，另外还有尼龙 1010、尼龙46、尼龙 7、尼龙 9、尼龙 13，新品种有尼龙 6I、尼龙 9T 和特殊尼龙 MXD6（阻隔性树脂）等，尼龙的改性品种数量繁多，如增强尼龙、单体浇铸尼龙（MC 尼龙）、反应注射成型(RIM)尼龙、芳香族尼龙、透明尼龙、高抗冲（超韧）尼龙、电镀尼龙、导电尼龙、阻燃尼龙，尼龙与其他聚合物共混物和合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传统材料6代用品。2.1.2 PA 的注塑工艺参数1、注塑机类型：螺杆式 7、保压力 5070MPa2、喷嘴形式直通式 8、注射时间 35s3、螺杆转速（r/min）3060 9、保压时间 1530s4、喷嘴温度 180190 C10、模具温度 50705、成型温度 C料筒：前 200210中 210230后 18020011、冷却时间 1530s6、注射压力 7090 MPa12、成型周期 4070s2.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.2.1 结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为支架。在凸台上,一个带有10mm的孔对称分布,因此,模具设计,该零件属于中等复杂程度.2.2.2 尺寸精度分析从塑件的壁厚上来看,壁厚最大处为3mm,壁厚均匀,，在制件的转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷，由于制件的尺尺寸中等。2.2.3 表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷毛刺，内部不得有杂质外，没有什么特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出,注塑时在工艺控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证.第 2 章塑件的工艺分析72.3 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积：V=17.78cm （单个）3计算塑件的质量：根据设计手册可查得ABS的密度为=1.06kg/dm 3塑件质量：M=V19g(通过3D软件测量得到)采用一模一件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机XSZY125型。8第 3 章注射机的选择及校核3.1 注射机的选择设计模具时，应详细地了解注射机的技术规范，才能设计出合乎要求的模具，应了解的技术规范有：注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程以及机床模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸。公称注塑量；指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注塑成型过程所需要的时间称为装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表所示。表 1 注射速率注射量/CM125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间/S1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期.锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开.合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,第 3 章注射机的选择及校核9模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围.开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停.空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间.选择螺杆式注塑机的型号为：XS-ZY-500，其主要技术参数如下：表 2 注射机参数注塑机型号 XS-ZY-500额定注射量 500cm3螺杆（柱塞）直径 85mm注射压力 121Mpa注射行程 260mm注射方式螺杆式锁模力 4500KN最大成型面积 1800cm2最大开合模行程 700mm模具最大厚度 700mm模具最小厚度 300mm喷嘴圆弧半径 R18mm喷嘴孔直径 7.5mm顶出形式两侧设有顶杆，机械顶出动、定模固定板尺寸 900X1000mm拉杆空间 650X550mm合模方式中心液压、两侧机械顶杆液压泵流量 200、18L/min压力 614Mpa电动机功率 40KW加热功率 14KW机器外形尺寸 7670X1740X2380mm103.2 型腔数目的确定及校核根据市场经济及生产效率的要求，本模具采用一模一腔型腔结构，即型腔数目。因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关，因此1n有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速率确定型腔数量； mKp1式中注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8；注射机最大注塑量，g；p浇注系统所需塑料质量，；1 g单个塑件的质量，。式中、、也可以为注射机最在注射体积（cm 3）、浇注系统凝料体积（cm 3）、pm1单个塑件的体积（cm 3）。故取满足我们设计要求。3.3 锁模力的校核注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模离，即：（式中符号同前）pFAn)(1式中为单个塑件在分型面上的投影面积，mm 2;为浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积，mm 2；1P 为塑料熔体在型腔中的成型压力，Mpa;为注塑机的额定销模力,N。pF3.4 开模行程的校核注射机开模行程是有限的，开模行程应该满足分开模具取出塑件的需要。因此，塑料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑件所需的开幕距离。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料，对于双分型面注射模具，需要满足下第 3 章注射机的选择及校核11式：（ 4-3）10521aHS式中模具开模行程；推出距离（脱模距离）1塑件高度；（H 2）2定模板与中间板之间的分开距离。a则 =291mm500mm10521aS小于注射机最大开合模行程，故满足要求。12第 4 章浇注系统的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流到，分流道、冷料穴，浇口。浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响，故设计时要使型腔布置和浇口开始部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象，而浇口的位置也要适当，尽量避免冲击嵌件和细小的型芯，防止型芯变形，浇口的残痕不影响塑件的外观。概括说来，需要注意以下问题：1.适应塑料的工艺性；2.流程要短；3.排气良好；4.避免料流直冲型芯或嵌件；5.浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小；6.浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称；7.修整方便，保证制品外观质量；8.防止塑件变形。4.1 分型面的选择分型面是模具结构中的基准面，选择模具分型面时通常考虑如下有关问题：1 根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动模和定模上的配置；2 塑件的生产批量；3 结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置；4 型腔的溢流和排气条件；5 模具加工的工艺性。第 4 章浇注系统的设计13图 3.1 分型面4.2 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。在卧式注射机上主流道垂直于分型面，为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，主流道通常设计在主流道衬套（浇口套）中，为了方便注射，主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大12mm，防止主流道口部积存凝料而影响脱模，通常将主流道小端直径设计的比喷嘴孔直径大 0.51mm。其中，浇口套主流道大端直径 D 应尽量选得小些。如果D 过大模腔内部压力对浇口套的反作用也将按比例增大，到达一定程度浇口套容易从模体中弹出。144.3 浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，浇口是连接分流道与型腔的通道，它是浇注系统最关键的部分，它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个：一是作为塑料熔体的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。常用的浇口形式有直接浇口、侧胶口、侧胶口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考：尽量缩短流动距离；浇口应开设在塑件壁最厚处；必须尽量减少或避免熔接痕；应有利于型腔中气体的排除；考虑分子定向的影响；避免产生喷射和蠕动；不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口；浇口位置的选择应注意塑件外观质量。第 4 章浇注系统的设计154.3.1 剪切速率的校核生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率 R=5.810 510S 、231浇口的剪切速率 R=10 10 S 时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料，451将以上推荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示：R=3.nvRq式中 q 体积流量（ CM /S）；R 浇注系统断面当量半径（CM）。v 33n4.3.2 主流道剪切速率校核Q =0.8Q /T =338.21.5=225.5 （CM /S）主 v公 3T 注射时间：T=2.5（S）； R 主流道的平均当量截面半径： R = =0.538（CM） n n421dd 主流道小端直径， d =0.63 （CM）； d 主流道大端直径，1 2d =1.2（CM）2R = = 3.1158.9/(3.140.2783)=1.4710 S主 3.nvq 31510 1.4710 510 (满足条件)2334.3.3 浇口剪切速率的校核R = =3.67152/(3.140.423)=1.45103 S浇 3.nvq 1其中：浇口面积 S= /4(D22-D12),当量面积 S= R 所以 R =7mm。 2当n当n单从计算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊，为一模 1 腔，无分流道，压力损失少，进料速度快，成型比较容易，，传递压力好，所以浇口的剪切速率是合适的。从以上的计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内，证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。16第 5 章成型零部件设计本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得 PP 收缩率为 Q=12.5%，故平均收缩率为Qcp=（0.3+0.8）%/2=2%，考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取z=/3。5.1 型腔和型芯工作尺寸计算型腔径向尺寸已知在规定条件下的平均收缩率 S，塑件的基本尺寸 Ls 是最大的尺寸，其公差为负偏差，因此塑件平均尺寸为 Ls-，模具型腔的基本尺寸 Lm 是最小尺寸，公差为正偏差，型腔的平均尺寸为 Lm+z/2。型腔的平均磨损量为 c/2，如以 Lm +Z 表示型腔尺寸, PP 平均收缩率 S=2%.Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)SX-修正系数，取 0.5-0.75-塑件公差,取 MT7=0.6-模具制造公差取(1/3-1/4) =0.15-0.2Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)S1）径向计算公式：L = ( L + L S - 3/4 ) （7）MS 0Z式中： - 塑件的尺寸公差，单位：；L - 成型零件的径向尺寸，单位：；- 成型零件的制造公差， =( 1/31/6 ) () ；Z ZS- 塑件的成型收缩率，取平均值；L - 塑件的径向基本尺寸，单位：；S型腔尺寸：28（10.02）3/40.56 3/56.030（10.02）30.63/40.56 3/56.018（10.02）3/40.56 3/56.0第 5 章成型零部件设计172）型腔深度计算公式：H = ( H + H S- 2/3 ) （8）MS 0Z式中： - 塑件的尺寸公差，单位：；- 成型零件的制造公差， =( 1/31/6 ) () ；ZS- 塑件的成型收缩率，（取平均值）；H - 成型零件的深度方向的尺寸，单位：；MH - 塑件的深度方向基本尺寸，单位：；S凹模深度尺寸计算：HH （1k）(2/3) 塑 22.5(10.02)22.952/30.34 3/4.02、型芯尺寸的计算公式：型芯长度的计算公式：L = ( L + L S + 3/4 ) （9）MS 0Z式中： - 塑件的尺寸公差，单位：；- 成型零件的制造公差， =( 1/31/6 ) () ；ZS- 塑件的成型收缩率，取平均值；L - 成型零件的径向尺寸，单位：；ML - 塑件的径向基本尺寸，单位：；S5.2 型腔侧壁厚度计算(1)凹模型腔侧壁厚度计算凹模型腔为组合式型腔，按强度条件计算公式SR-r=r(/-2p)1/2-1 进行计算。式中各参数分别为：p=50Mpa(选定值)；=0.05mm；=160MPar=28mmSR-r=r(/-2p)1/2-118=28(160/160-250)1/2-116.8mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为 17。(2)凹模底板厚度计算按强度条件计算，型腔地板厚为：p=50 Mpar=28mm=160MPah1.22pr 2/ 1/21.225028 2/1601/217.3mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为18mm。第 6 章合模导向机构设计19第 6 章合模导向机构设计导向机构是保证动模和定模上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位，本设计采用导柱导向定位。导向机构除了有定位和导向作用外，还要承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，从保证模具的正常工作。导柱的结构形式可采用带头导柱和有肩导柱，导柱导面部分长度比凸模端面高出 812，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱材料采用 T10，HRC5055，导柱固定部分表面粗糙度 Ra 为 0.8m，导向部分 Ra 为 0.80.4m，本设计采用？根导柱，固定端与模板间采用 H7/m6 导套常采用 T10A，型导套，采用 H7/m6 配合镶入模板。具体结构如下图所示：导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。设计导柱和导套需要注意的事项有：（1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的 1/3 处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。（2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出 68 mm，以确保其导向与引导作用。（3）导柱工作部分的配合精度采用 H7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用 H7/k6；导套外径的配合精度采取 H7/k6。配合长度通常取配合直径的 1.52 倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。（4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。本书模具设置四个标准带头导柱配合标准直导套作为导向系统，导柱设置在动模上，以保护型芯不受损坏。导套和导柱结构如下：导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。20导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。第 7 章温度调节系统设计21第 7 章温度调节系统设计模具成型过程中，模具温度会直接影响到塑料熔体的充模、定型、成型周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形大，并且还容易造成溢料和粘膜；模具温度过低，则熔体流动性差，塑料轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷；当模具温度不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑料收缩不均匀，导致塑料翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。综上所述，模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。PP 推荐的成型温度为 160-220，模具温度为 4080 。7.1 对温度调节系统的要求（1）根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式；（2）希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量；（3）采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好；(4)温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉；(5)从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。7.2 冷却系统设：7.2.1 设计原则（1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；（2）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；（3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距 B 大约为 2.53.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为 0.81.5B。最小不要小于 10。（4）浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；（5）应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过 5（6）冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。（7）合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。227.2.2 冷却时间的确定在对冷却系统做计算之前，需要对某些数据取值，以便对以后的计算作出估算；取闭模时间 3S，开模时间 3S，顶出时间 2S，冷却时间 30S，保压时间 20S，总周期为 60S。其中冷却时间依塑料种类、塑件壁厚而异，一般用下式计算：t = 冷2S28SMET=62/(3.1420.07)8/3.14 2(200-50)/(80-50)= 73（S）式中：S塑件平均壁厚，S 取 6mm；塑料热扩散系数(mm /s)， =0.07；2T 成型温度 160-220 ，T 取 200；S ST 平均脱模温度，T 取 80；EET 模具温度 4080 ，T 取 50。MM由计算结果得冷却时间需要 73 S，这么长的冷却时间显然是不现实的。本模具型芯中的冷却管道扩大为腔体（如下图），使冷却水在型芯的中空腔中流动，冷却效果大为增强。参照经验推荐值，冷却时间取 30S 即可。7.2.3 塑料熔体释放的热量Q =nG C (t t )1S10= 60217.610 1.9（22060）3= 3969.02KJ/h式中：n每小时注射次数， n=60 （次）；G每次的注射量(KG)， G=217.610 ；3C 塑料的比热容 (KJ/KG)， C =1.9 ；S St 熔融塑料进入型腔的温度，t =220；1 1t 塑件脱模温度， t =60。0 07.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热Q =3.6A (t t )2Z12=3.6406910 140（22050）

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