某品牌手机保护壳注射模具设计【全套含CAD图纸、说明书】
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毕业设计说明书课题名称 某品牌手机保护壳注射模具设计 学 院 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师摘要本设计介绍了手机保护壳注射成型的基本过程，此塑件内侧有凹凸结构，因此,必须有内抽芯机构，形状方形，属于简单几何形状，因此可以采用推杆推出，侧浇口进胶，再根据塑料零件的具体结构，设计了其他模具零件的设计。首先整体介绍了我国塑料模具行业的前景和发展状况，对塑件结构，包括尺寸精度、表面质量、材料性能、塑件注塑工艺参数的分析，还有进行注塑机的选择，通过对塑件加工工艺、生产条件和制造水平的分析，讨论了塑料件成型工艺及脱模系统的可行性，结合生产实践的实践知识，对注塑产品提出了基本的设计原则，详细介绍了塑件成型工艺设计，注射机的选择，浇注系统的的设计，成型零件的结构设计，脱模推出机构的设计，冷却系统的设计的过程，这几个步骤是本次设计的重点设计内容,包含了整个注塑过程(充模、保压、倒流、冷却、脱模)的设计分析，确保注塑过程能够实现。最后设计了模具导向机构，选择了模具标准件，计算模具的尺寸，绘制模具装配图、导向件等。关键词：装配图，注塑模，设计AbstractThis design introduced the basic process of mobile phone protection shell injection molding, the medial concave-convex structure plastic parts, therefore, must be inside core-pulling mechanism, the shape of square, belong to the simple geometric shapes, thus can be used in a push rod, the side gate into the glue, again according to the specific structure of the plastic part, designed the other design of mould parts. First introduced the overall outlook and development of plastic mold industry in China, the plastic parts structure, including the dimension precision, surface quality, material performance, the analysis of the plastic injection molding process parameters, and the choice of injection molding machine, based on the processing technology and production conditions and manufacturing level of analysis, the feasibility of the plastic molding process and mold release system was discussed, combined with the practice of production practice knowledge, puts forward the basic design principles for plastic injection products, plastic parts molding process design was introduced in detail, the choice of injection machine, gating system design, the structural design of molding parts, demoulding mechanism of the launch, the design of the cooling system, the process of these steps is the design emphasis of the design content, contains the whole of the injection molding process, molding, pressure, backflow, cooling and demoulding) design analysis, to ensure the injection molding process can be achieved. Finally, the mould guide mechanism is designed, the die standard parts are selected, the dimensions of the die are calculated, the assembly drawing and the guide parts are drawn.Keywords: Assembly drawing, injection molding, design目 录摘要IIABSTRACTIII目 录IV1 绪论11.1 我国模具行业前景11.2 塑料模具发展状况21.3 设计任务31.3.1 设计有关内容31.3.2 拟解决关键问题31.3.3 设计技术路线31.4 本设计目的及意义42 塑件分析52.1 塑件结构工艺性分析52.1.1 尺寸精度分析52.1.2 表面质量分析62.1.3 材料的性能62.1.4 塑件注射工艺参数的确定62.2 选择注塑机72.2.1 注塑机概述72.2.2 注塑机的计算82.2.2 注塑机的校核93 分型面选择和浇注系统设计113.1 型腔数目的确定113.2 型腔的分布113.3 分型面的设计123.4 浇注系统设计133.4.1 主流道设计143.4.2 分流道设计153.4.3 浇口形式及位置的设计163.4.4 冷料穴和拉料杆的设计173.4.5 浇注系统的校核173.5 排气系统设计204 成型零件结构和推杆结构设计214.1 成型零件结构设计214.1.1 型腔和型芯工作尺寸计算214.1.2 型腔侧壁厚度校核计算244.2 推杆结构设计274.2.1 脱模力的计算274.2.2 推杆的材料及各部分尺寸284.2.3 顶杆强度校核285 冷却系统和内抽芯系统设计295.1 冷却系统设计295.1.2 冷却系统计算与校核295.1.3 冷却系统在型腔型芯的布置形式325.2 内抽芯系统的设计325.2.2 抽芯力的计算335.2.3 抽芯距离的计算335.2.4 斜推杆的设计345.3 模架的选择346 引导装置设计356.1 引导装置的作用356.2 导柱设计356.3 导套设计356.4 小结36结论37致谢38参考文献39501 绪论1.1 我国模具行业前景塑料制品是我们日常所需要的东西，但是我们却不能仅仅拿着一块塑料就能够捏成我们所需要的东西，而这造就了我们一个伟大技术的诞生-注塑成型。这个技术是在我们把温度控制在一定的范围内，通过使用我们的工具把已经熔好的塑料材料搅拌好，并且是用压力装置到达高压把塑性材料注射如我们模具的模腔中，经过一段时间，根据我们模腔的形状的到我们需要的产品的方法。正是因为拥有了这种技术，我们才能把塑料变成我们需要的各种形状，各种复杂的塑料体我们也能通过这种方法把塑料变成我们所需要的形状，正是因为拥有了这种技术，我们才能把塑料变成我们需要的各种形状，各种复杂的塑料体我们也能通过这种方法进行制造，而且这种方式方便快捷，使用于批量生产，是制造业中的一种重要的加工途径。而我们通过注塑成型技术得到产品主要有几个步骤：合上模具，射出胶体，保持压力，冷却降温，打开模具，拿出产品。近年来，随着注塑模具技术不断完善，加速了国内企业的发展。国内的企业的情况大体为孤军奋战、恶性竞争以及合作共赢，另外外商的投资和外贸企业的入驻也越来越多。随着注塑模具技术的不断进步和模具制造技术的进一步发展，更大的经济效益成为了一个关键性的问题。模具行业与一般加工行业不同，在我国政府的支持下，在全国范围内大部分企业开始使用CAE、CAPP、PLM、ERP等数字技术，这是中国的模具行业的特点，是一个明确的模具组件的分布格局的形 成，但总体水平与国际工业发达国家相差甚远，高端模具供不应求。通过引进国际工业发达国家技术和自主创新设计和制造的理念，在全国各个省、自治区、直辖市实行，收到了良好的效果，但仍与发达国家有着巨大的差距，我国的模具行业可以塑造几乎所有类型的制造业需要，现在CAD/CAM技术已成为热门，应用于模具材料生产和供应系统，还有行业、企业以及国家建立的模具技术的研究和开发机构，中国的模具技术也取得了很大的进步。重点企业采用了高速加工、并行工程、逆向工程、虚拟制造和标准化生产技术，现在一部分模具设计制造水平与其它发达国家相比已经遥遥领先。与欧美几个发达国家存在着较大的差距。在很多人的眼中，落后陈旧的理念是阻碍模具技术发展的直接原因。加快自主研发的脚步，提高技术的创新，减少去进口模具的依赖是我国未来塑料模具的发展方向。当今世界的模具制造工业越来越重要了，各国家也越来越重视这个行业，模具制造工业的繁荣重度已经是衡量国力的一个标准，模具现在广泛应用到社会生产实践中，例如航天，工厂加工，医院等等各个行业，人们也越来越离不开这个论行业了。模具就是能生产出人们日常生活中所需求的一定物理尺寸和外形的一种设备，利用模具可以反复加工塑件。基本没有多少模具加工不出来的东西。它又被称做工业之母。目前，塑料模工业在我国已经大概经历了半个多世纪的发展，从起步到现在，模具的水平也已经相应有了非常大的提高。塑料工业的不断发展致使对塑料模具的要求也越来越高标准3。与此同时，由于今年进口模具中，对于高精密、大型、形状复杂、使用寿命长的模具的需求量占大多数，所以，从减少进口数量和提高国产化率等角度出发，这一类高档模具在市场上的份额将会进一步增加4。塑料工业也随着国民经济的增长有了更进一步的增长，企业技术装备、市场开发能力、市生场竞争力等方面也随着经济增长也都有了相应的提高，相应的提高，同时也因为经济的增长，对于注塑产品配套服务的需求也有一定程度的提高，这给注塑行业带来了一定的机遇和发展。今天，在注塑行业中中国的加工能力已达到350万吨，而单一的注塑加工能力范围已扩大到4G-5WG，预计超过6WG。在第三世界国家中，它可以说得上是最好的，已经能够基本满足注塑行业在我们国家的生产需求，但在世界的整体技术水平中，我国的注塑模具却只能算得上是三、四档次。计算机辅助设计的应用包括本文笔者用到的CAD以及UG都在注塑模具设计与制造过程中起到了很大的作用，不仅提高了生产的效率，也改变了原先的效率，也改变了原先的仅仅只能依靠传统经验进行设计的弊端，也能减少实际制模过程中制模造成成本提高的问题的下降，虽然如此，我国注塑模具方面相对来说还是比较薄弱。模具有很多很多的种类，每种都很重要，应用都很广泛，每一样我们都缺少不了，模具是一个大生家庭，正是由于每个家庭的应用，才使得模具行业的蓬勃发展。塑料具有以下优点：拉伸区域大，不易损坏，塑料很轻便，和同体积的铁元素相比异常轻便，色彩比较丰富，什么的颜色基本都可以适用，塑料非常容易成型，所耗费额材料少塑料模具的制造也很简单但它可以变化成很多类，因为它受它的形状和注射剂类型的影响。模具组成主要由四部分组成，浇筑系统，调温系统等。现在的模具近年塑料模具在模具的比重中占有很大的比例，使用塑料模具的频率和以往相比逐渐增加，应用到各个行业里，大到军事中，小到餐桌上。所以说塑膜现在的前景很好，也是我为什么做塑膜的一个主要原因。1.2 塑料模具发展状况我国塑料模具行业正在蓬勃发展，但就总体而言，与国外的先进水平相比，我国生产经营管理的整体水平仍存在比国外落后10年左右的差距，但一些企业的产品的质量，已经非常的接近或者达到了国际先进水平，虽然个别企业的产品已经达到了很高的水平，但必须面对产品的整体水平低、模具精度、腔表面粗糙度、生产周期和寿命指数与国外先进水平相比有很大差距以及发展不平衡等问题。资本投资自主创新与持续改进能力，可用于生产和生活消费，所以受到专家的广泛好评，第二十一世纪机械制造业，日本模具作为进入富裕社会的动力，其生产能力约占全国的40%，同时，生活和工作的复杂性也将对模具提出更高的要求，塑料模具的比例持续加大，使得模具的技术含量继续提高，提高技术创新能力，创立一个具有明显的中国特色的模具设计制造模式。日本、韩国、新加坡、法国、荷兰、美国和中国的台湾、香港地区拥有许多比例合资企业，广东省、浙江省等沿海省市，模具生产能力约占了总数的80%，其它的企业90%是有一个社会团体法人资格，20个人以下的小型和专业化的企业，它是塑料制品生产中应用最广泛的加工方法之一，另外，我国劳动力素质相对较低，技术基础和基础设施不怎么完善，加上外贸逆差逐年萎缩，导致这些小企业过早的败亡。模具是一种特殊的成型工具，首先要了解注塑机的一些基本知识，模具技术的快速改进已成为当务之急。在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家用电器及通讯产品等方面提出了更高的要求。塑料成型技术与科学发展的总趋势是形成一个交叉融合、数字化智能、清洁高效、柔性集成的系统，该系统由精密制造、计算机技术和智能控制，随着市场经济的发展，对塑料模具的要求越来越高是正常的，目前全球制造业转移的规模将继续加大。注塑成型的注塑件在固定板安装的固定部分的比重很大，大约35%是生产模具和夹具，为适应形势，解决人才短缺日益突出的问题，中国的中低档模具已供过于求，CAD/CAM技术的发展和越来越普遍的应用。注塑成型也已成功应用于某些热固性塑料的成型，也可以在系统中建立。目前，质量和数量不能满足这些支柱产业发展的需要。传统注塑模具设计。Moldflow技术的应用已经在世界上成功地设计模具。协会在成员单位和政府部门之间起着桥梁和纽带的作用。中国加入WTO后，除了第十一的五年期间，注射成型过程的核心问题是运用各种措施，取得了良好的塑料熔体塑化、高效率的要求，操作简单，自动化从模具制造的角度来看，国民经济的快速发展提出了更高的要求，模具工业。一些出现在文档中。在成型过程中。对工艺原理的研究越来越多。许多大型企业纷纷建立自己的模具设计中心，使工艺设计生动展现出来。90年代以来，世界经济的发展令人鼓舞。必须考虑注塑树脂，注塑模具和注塑机。对中国的机械制造业，汽车的能力，电子、电器等产品，新能源、医疗、航空航天等领域的发展，节能减排等战略性新兴产业正在成为重要的模具产业新的增长点。新一轮企业扩张是在技术水平较高的基础上突破产品。目前位居世界前列，技术升级已难以实现，一系列相应的设计制造技术和信息化、自动化应用水平也有待进一步的提高。对于生产过程中的模具提出了高质量、低价格、快速交货的新的更高的要求，由于需要提高竞争力，模具企业由于资金不足，所以中国的模具行业在未来几年内将有不少于10%的增长率。1.3 设计任务1.3.1 设计有关内容1) 搜寻和查找相关手机保护套设计有关文献和资料；2) 测绘手机保护壳的三维数字图；3) 对制件的情况实行分析，进而了解产品模具的尺寸；4) 进行手机保护套产品模具的CAD分析、设计；5) 按照产品模型进行上下模分型面的具体设计、确定前模和后模；6) 利用手机保护壳的特征造型，确定凹凸模分型面，产生上摸与下模腔体 和型芯，然后在进行浇口、浇道与冷却水道的布置等。 1.3.2 拟解决关键问题 此次设计的手机保护套产品要结合最新的技术，核心点是解决高质量塑胶产品的生产工艺及模具制造技术，此件产品的材料使用高分子材料，为相应中华人民共和国要尽力发展节约能源降耗、以塑代钢的加工工艺及模具加工技术，同时在使用了无流道技术气辅注射技术、水辅注射技术、水汽辅助成形材料成形技术,在提高材料利用率、节约能源、提升制件端面品质上奠定牢固的基础。1.3.3 设计技术路线随着电子计算机工程技术的成长，老式的成型模具与模体设计方法已渐渐被现代化的电脑辅助设计和电子计算机辅助制造所更替，现在模具制造已然发生了相当大的更改，此次毕业设计的题目及内容是在CAD、三维造型软件等技术的基础上开展设计，下图是此次技术路线产品成形过的路线图。图1-1 产品制造技术路线图1.4 本设计目的及意义中国的模具产业是国家经济多个部门发展的关键基础，全球上经济发达国家皆是把发展模具产业放在优先具体地位，据全球产品制造行会统计，最近机械产品元件粗加工的7成、精加工的5成是模具成形加工制造出来的，在洗涤机、数码相机、等离子电视、计算机等这些家用电器大约有九成的占比的元件要使用模具来实行产品制造。模具产业的具体设计水平、制造品质、技术占比、模具钢材等的情形将直接作用着有关企业或行业的成长，作用于企业全新产品的开发，模具作用于产品品质和机械加工厂的综合效益，模具作用于机械加工厂的技术改善与不断发展，故而，模具产业作为国家经济发展的基本工业，具有关键具体地位，尤其是在塑料制品制造流程中，注射模具的使用的范围是相当广泛，在各种成形模具里的具体地位也愈来愈凸显，注塑模具是各种模具加工与探索中非常有代表意义的模具里面之一。此篇设计说明书主要就手机保护壳塑料模具为考察对象，进而了解熟悉注射模具生产制造所有过程，都同时也能够熟悉常规成型装置的运行原理和特点、设备尺寸和运用性能，也能够增强制图软件的运用。塑料成型产品制造的手机保护壳尽管具体的指标比较简单，可是在使用历程中仍然是比较容易出现胀形，不能模具脱模等因素，本设计的手机保护壳，会在这部分突破以上弊端，已经能够实现正常生产制造的目标。2 塑件分析2.1 塑件结构工艺性分析塑料制品的7级精度中，MT1一般只有在制造精密塑件用，尺寸大于500mm时不推荐采用此精度等级。MT2-MT4为常用公差，根据不同材料选用。MT5-MT7是低精度公差，推荐无公差要求尺寸或者吹塑产品等选用。此塑件为手机保护壳，只要结构为壳状，零件图形状为长方形，几何元素是平面和圆弧组成，在同一平面上有两个孔，整体结构简单，外形最大尺寸为140mm*70mm，厚度为1mm。根据任务书的要求，材料为PC。图2-1 塑件图图2-2 零件图2.1.1 尺寸精度分析由于本塑件为自己测量，任务书上没有具体的尺寸精度要求，所以未注的公差按照MT5标注。A类尺寸表示不受模具活动影响的尺寸，B类尺寸表示受活动影响的尺寸。表2-1 尺寸精度表未注公差尺寸种类换算尺寸140A70A10B68A66A138A7A13A10A9B2.1.2 表面质量分析手机保护壳表面要求没有缺陷、毛刺、没有飞边及要有一定的光泽，具有一定的美感，除此之外没有特别高的表面质量要求，所以容易实现。2.1.3 材料的性能PC材料是一种在业界特别是手机塑料中广泛使用的材料，不仅能够满足耐冲击和良好的绝缘性质的材料，而且能够适应较为广泛的温度变化，能够接受从-130到100摄氏度的变化。而且其成本不高，来料途径也广，能够符合经济性要求。因而，在考虑种种后我在选材上，我选用PC材料作为手机电池盖的材料。其电气性能好，不受湿度影响，有良好的电绝缘性，良好的冲击韧性，有比较高冲击强度、高冲击韧性和高机械强度。耐油、耐老化、彩色塑料发泡模具温度对塑件质量的影响很大，具有很高的耐热性，耐热性好，不易变形模量、尺寸稳定性好，抗冲击强度高、耐低温等电性能稳定，出现银丝、刚度和尺寸稳定性高的热量可用于制造电绝缘产品，它具有更高的介电常数，而且耐油，无臭，无味，无毒，防霉，和绝大多数强酸、强碱发生剧烈的化学反应。材料温度对塑件质量有很大的影响。线性膨胀系数小，具有良好的低温抗冲击性能，电气性能和耐寒性尺寸稳定性好。随着含水率和温度的升高，水解性随之增强，温度高低对它几乎没有影响，它的化学性能也非常优秀。ABS的硬度也非常好，和一般的材料比它在硬度方面有着良好的优越性。材料的吸水性很低。这个它的缺点也是显而易见的它不抗热，不适合连续工作，因为它连续工作温度为70上下当它的温度超过93时它的形状就会发生变化。它在夏天因为紫外线很高特别轻易变得表面干硬从而使它干裂脆化。2.1.4 塑件注射工艺参数的确定表2-1 材料性能参数表指 标PC密 度1.2收 缩 率0.006熔 点130160热变形温度（45N/cm）6598模具温度6080喷嘴温度180190中段温度180230后段温度150170注射压力60100塑化形式螺杆式 柱塞式拉伸强度3349拉伸弹性模量1.8弯曲强度80弯曲弹性模量1.4压缩强度1839缺口冲击强度1120硬 度R6286体积电阻率1016介电常数60Hz2.45.0击穿电压-2.2 选择注塑机2.2.1 注塑机概述注塑成型设备为可以循环利用型或不可循环利用型高分子材料塑料成型使用的基本设备，常规的注塑成型设备按轮廓特征可分为参考下面数种：1、立型注塑成型设备立型注塑成型设备的成形设备和定模具板布置在上件，而锁死机构、动模具板、顶出机构均布置在设备的下台。立型注塑成型设备的优点是设备占用面积小，产品模具装拆便利，设置嵌块和活动后模便利；弊端是十分难自动操控，单独适合小注射质量场合，通常注射质量就是小于六十克。卧款注塑成型设备2、卧式注塑成型设备卧款注塑成型设备的成形设备和定模具板在设备的一边，而锁死机构、动模具板、顶出机构均布置在另一边。这个是注塑成型设备中最普通、最标准的形式。卧款注塑成型设备主要有利点是机体不大，容易自动操控投料，方便实现数字化操控，弊端是设备占用面积大，产品模具的操作设置比较麻烦。3、直角式注塑成型设备此种注塑成型设备的成形设备为立型布局，锁模、顶出装置为与动模具板、定模具板按卧款布局，二个互为直角。直角式只适合不容许留有浇痕迹的制件，弊端是投料较为困难，嵌块或活动后模安设不便。按高分子材料在机筒内的塑料塑化方法又能划为下面二种：1、螺柱式注塑成型设备螺柱式注塑成型设备通过螺柱的转动加大塑料塑化能力，遵照螺柱的转动形成剧烈的搅拌混合均匀与剪切力作用，塑料塑化比较均匀，都同时能量损失也略小，成形同样的产品其成形产生的压力仅仅是柱塞式的三成左右，相同闭模力下能成形略大的产品，滞留融化体偏少。剩余应力小，比较难导致零件变形，产品成型公差精度高。2、柱塞式注塑成型设备柱塞式注塑成型设备融化体只受推挤，运动形式表现为层流，不存在可能有不错的均等性，节流锥改进塑料塑化的能力不足，因为节流锥部分能量损失大，成形同样产品的时候，成形产生的压力必须为螺柱式的2至3倍，因为产品质量偏差与参与了应力，十分容易导致变形。2.2.2 注塑机的计算根据参考文献6 式3-8 塑件质量公式：式中 M1 塑件质量 材料密度，为1.2g/cm3 V1 塑件体积，V1=11.76cm3 ，根据软件分析可得，代入公式：根据参考文献6 式3-9 浇注系统计算公式：式中 V2 浇注系统体积 V1 塑件体积 K 塑件体积，系数 K通常取0.2 n 型腔个数，该模具假设一模2件，n=2代入公式：根据参考文献6,式3-10,一次注射总质量公式：式中 M0 注射总质量 M1 塑件质量,M1=14.112g M2 浇注系统质量,M2=V2=1.24.704=5.645gn 型腔个数，n=2代入公式：根据参考文献1，表8-3 选择XS-ZY-125注塑机：表2-2 XS-ZY-125注塑机注塑机型号XS-ZY-125最大注塑容量125cm3最大注射压力115MPa最大锁模力900KN塑化能力16.8g/s最大开模行程300mm最大厚度300mm最小厚度200mm喷嘴球径12mm喷嘴口径4mm定位孔径100mm 拉杆间距2602902.2.2 注塑机的校核根据参考文献6，式3-12，塑化速率校核公式：式中 K 注塑量利用系数，一般K=0.8 M 额定塑化量，M=16.8g/s T 成型周期，假设T=30s M0 一次注射量质量，M0=33.869gM1 塑件质量，M1=14.112g代入公式：终上所述：符合要求。根据参考文献6，式3-13，注塑量校核公式：式中 K 注塑量利用系数，一般K=0.8 Vn 最大注射量，Vn=125cm3V0 一次注射量体积，V0=28.224 cm3V1 塑件体积，V1=11.76 cm3代入公式：终上所述：符合要求。根据参考文献6，式3-14，锁模力校核公式：式中 F 注塑机锁模力，F=900KN A1 投影面积，A1=9509.41mm2，根据软件计算 P型 型腔压力，一般取P型=20Mpa，根据参考文献5，表10-14代入公式：终上所述：符合要求。根据参考文献6，式3-15，最大注塑量校核公式：式中 V注 最大注射量，V注=125cm3 V1 塑件体积，V1=11.76 cm3 n 型腔个数，n=2 V2 浇注系统体积，V2=4.704 cm3代入公式：终上所述：符合要求。根据参考文献6，式3-16，锁模力校核公式：式中 A 单塑件分型面投影面积，使用软件计算，A=9509.41mm2 Fz 胀模力Fs 合模力，注塑机Fs=900KNP 型腔压力，P=20Mpa n 型腔个数，n=2代入公式：终上所述：符合要求。根据参考文献6，式3-17，厚度校核公式：式中 Hmin 最小厚度，Hmin=200mmHmax 最大厚度，Hmax=300mm代入公式：终上所述：符合要求。根据参考文献6，式3-18，行程校核公式：式中 H1 推出距离，H1=40mm H2 塑件高度，H2=10mm a 浇注系统长度，a=57.8mm Smax 开模行程，Smax =300mm代入公式：综上所述：符合要求。根据参考文献6，式3-19，塑化校核公式：式中 G 塑化能力，G=16.8g/s g 实际塑化能力 M0 一次注塑总质量，M0=33.869g T 成型周期，假设T=30s代入公式：综上所述：符合要求。3 分型面选择和浇注系统设计3.1 型腔数目的确定根据参考文献6 式3-13 注塑量校核公式：式中 K 注塑量利用系数,一般K=0.8 Vn 最大注射量,Vn=125cm3V0 一次注射量体积,V0=28.224 cm3V1 塑件体积,V1=11.76 cm3代入公式：当塑件精度低，型腔数越多，型腔过多会使产品质量难以保证，形状更复杂或精度更高的塑料件，模具加工费太高，一个好的型腔分布，其作用是可以让各型腔的压力平衡，流动也会平衡。如果是中小塑件型腔分布的设计可以更好地利用设备和模具。如果每增加一个型腔数目，产品尺寸精度降低大概4%，从而使型腔的整体精度降低，模具的成本就会增加，要想一个好的型腔分布必须对浇注系统，型腔布局和安排充分理解，所以建议型数不超过8，一般情况下，每次注射生产塑料，一般是双腔模具，多个塑料零件注射生产。当塑料件的生产量小，一模单腔也可行的，也会降低塑料零件的整体成本，单腔孔的尺寸精度可以保证，单腔模具具有塑件形状和尺寸一致性好。根据结构，选择1模2腔最好，所以n=2。图3-1 型腔数目3.2 型腔的分布塑料为了到达各腔，并且为了内部质量稳定，避免各腔成型工艺控制的一致性较差，选择型腔的布置方式和浇注系统的布置形式有很大的关联，所以首先确定型腔的个数是很有必要的。可以根据平衡压力来确定型腔分布，也可以根据塑料零件的形状和大小，质量，批量大小，浇注系统长度来确定，型腔的分布决定了注塑模具成本，制造加工的能力的要求，以确定数量的型腔，模具应能达到相应的任务，模具制造和产品成型过程控制要求也低。为了降低产品的成本，为了获得致密的组织，易于控制的成型工艺条件，并结合模具结构简单紧凑和模具制造成本，制造周期，采用以下布局方式。图3-2 型腔分布3.3 分型面的设计模具上用来取出塑件和浇注系统凝料可分离的接触表面称为分型面。在模具设计的初始阶段，首先应确定分型面的位置然后才能确定模具的结构形式。分型面设计的是否合理，对塑件质量、工作操作难易程度和模具复杂程度具有很大的影响，分型面的形状一般为平直分型面。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时一般应遵循以下几个几点：分型面应保证塑件的尺寸精度和表面质量；分型面应有利于模具的加工；分型面应选在塑件外形最大轮廓处；分型面的选择应有利于塑件顺利脱模；分型面的选择应有利于排气。根据分型面的形状，可分为平面分型面、曲面分型面和台阶分型面，为了确保塑件的精度，应尽量选择要求表面加工的零件，同时也要求塑件的同轴度等，产品为了便于分型面光滑脱模应选择在不影响塑件的外观质量。好的分型面可以让塑件在模具成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺及精度、镶件形状和展开方式、模具制造、排气及操作过程等。选择分型面时应考虑排气效应，使排气端容易排出的分形表面，同时应有利于模具腔的加工，要求塑件壁厚均匀，塑件成型收缩对芯部夹紧力较小。根据以上要求可以选择距上表面2mm处为分型面，如下图：图3-3 分型面3.4 浇注系统设计在进浇系统设计开始时应关注这相关条件：（1）制件成形特质：设计进浇系统应适应使用高分子材料的成型特质要求，以确保制件品质。（2）制件大小与形状：通过塑件大小，形状厚薄程度、技术条件等条件，联系选择凹凸模分型面都同时关注进浇系统的形式、引料口个数及位置，确保正常成形，还需关注阻止流料冲击嵌块后模受力不均等，应充分考虑形成的弊端等因素，进而采取合适的手段或留有修改的余地。（3）模具成形制件的前模数：设置进浇系统还应该关注到材料加工模具是1模一腔或多模腔，进浇系统应该按照凹模进行布局设计。（4）工件外观：设计进浇系统时应该充分考虑到修改便利，都同时不影响制件的外形美观。（5）注塑成型设备设置模板的数值大小:在制件射影区域有点大的时候，设置进浇系统应关注到注塑成型设备模板大小与否容许，并应阻止模具偏侧边设立引料口，促使成形时受力不均等。 （6）成形效率：在批量加工时设置进浇系统还应该关注到在确保成形品质的要求下尽力降低流程，削减面积以减少温降时间，缩短成形周期，都同时削减进浇系统耗损的高分子材料。（7）凝料:在注塑间隔时间，标准喷头一端的凝料必须去掉，阻止添入前模影响制件品质因而设计进浇系统时还应该注意储存凝料。在大批量生产中，为了达到模具的流动平衡，并且表面粗糙度低，成型效率高，浇注系统应充分考虑。流道的作用是使熔体的流动到型腔中，为了达到更好的效果，使塑件的总投影面积和分型面上的流道的几何中心与锁模力中心重合，这样的话，压力损失少，热损失少，布置浇注系统尽可能利用流道的布局平衡，使熔体流动最小，同时考虑凝固浇口的可控制压持时间，总之，要使塑料件具有良好的性能和外观，必须设计合理的浇注系统。设计时应注意减少散热损失和压力损失的能量，为了防止这个问题必须在沿溶体流动的方向上，在主流道末端布置有冷料穴，将这部分冷料保持上去，固定在活动模板上。当冷却区的塑性流动增加时，由于与模具接触的外层的快速冷却，塑料零件的尺寸和形状就确定好了。浇注系统对塑料件的成形性能和质量有很大的影响，为了减小系统的压力损失，缩短熔融塑料的填充时间，设计浇口的尺寸、位置和数量就显得非常重要了。分形表面被认为是在浇注系统的形式上关键结构，最后浇注系统由Z形钩将主通道冷凝液拉出，这样有利于排气和收缩，保证正常成型。3.4.1 主流道设计图3-4 浇口套根据参考文献6,式2-3,小端直径公式式中 d 主流道小端直径 d0 注塑机喷嘴直径，d0=4mm代入公式：根据参考文献6,式2-4,球面半径公式：式中 SR 主流道球面半径 SR0 注塑机喷嘴半径，SR0=12mm代入公式：根据参考文献6,式2-5,大端直径公式：式中 D 主流道大端直径 d 主流道小端直径，d=5mm L0 主流道长度，从图3-4可知L0=57.8mm a 锥角，a=2代入公式：根据参考文献6,式2-6,长度计算公式：式中 L 浇口套长度 L0 主流道长度，从图可知L0=57.8mm h 配合高度，一般取h=2.7mm代入公式：3.4.2 分流道设计图3-5 分流道梯形截面根据参考文献6,式2-7,当量直径计算公式：式中 Dn 分流道直径 m 塑件质量，m=14.11g L1 单向流道长度，L1=14.8mm代入公式：根据参考文献6 式2-8 下宽度计算公式：式中 x 梯形下底宽度 h 梯形高，h=4mm a 梯形斜度，a=15 Dn 当量直径，Dn =1.96mm代入公式：得出：x=1.27mm根据铣刀取整：下底宽度x=3.86mm，上底宽度y=6mm根据参考文献6,式2-9,面积计算公式：式中 x 下底宽度，x=3.86mmy 上底宽度，y=6mmh 梯形高，h=2y/3=4mm代入公式：根据参考文献6,式2-10,周长计算公式：式中 C 梯形周长h 梯形高，h=4mmx 下底宽度，x=3.86mm y 上底宽度，y=6mm a 锥角，a=15代入公式：根据参考文献6,式2-11,当量半径公式：式中 Rn 当量半径 A 梯形面积，A=19.72mm2 C 梯形周长，C=18.14mm代入公式：3.4.3 浇口形式及位置的设计根据选择浇口的选择原则，计算浇口尺寸后，为了缩短流动距离，浇口应在塑件的图示位置处，这避免了喷射和蠕动，对零件表面无明显缺陷，无毛刺、毛刺且有一定光泽，可根据零件表面的要求，确定位置对塑料成型及质量的影响。在模具设计中提高浇口质量是一个重要环节，应有利于空腔气体排除，浇口位置和尺寸要求更严格，闸板避免弯曲和冲击载荷，考虑分子取向的影响，无论什么样的浇口，都要尽量减少熔接痕，同时浇口布置在模具上的不同的地方也影响模具的整体结构。根据参考文献6,式2-12,深度计算公式：式中 h 侧浇口深度 n 成型系数，查表得n=0.8,根据参考文献1,表4-2 t 壁厚，t=1mm代入公式：根据参考文献1,式4-2,宽度计算公式式中 b 侧浇口宽度 n 成型系数，查表得n=0.8，根据参考文献1,表4-2,查表得 A 型腔表面积，通过软件得A=5625mm2代入公式：图3-6 浇口图3.4.4 冷料穴和拉料杆的设计冷料穴的主要功能是收集塑料熔体前面的冷料，从模具中取出塑料部件，以防止冷料进入模具型腔，从而影响产品的表面质量，利用填充能力，将材料从冷料穴中的主流道中冷凝而成。拉料杆有两种基本形式，一种为推杆形式，其固定在推杆固定板上，分为反锥度冷料穴和Z字形拉料杆，最常用的是Z字形拉料杆，开模时Z形杆把主流道的冷凝料拉出，而后脱模时，由于推杆板的作用，Z字形杆将冷凝料推出，由于Z字形拉料杆的特殊结构，推出后，需人工将塑件取出。另一种为固定在动模板上的球字头和菌形头拉料杆，他们仅适用于塑件利用推件板脱模的结构，靠头部凹下去的部分将主流道凝料拉出，当推件板推出时，凝料被强制推出。通过分析本设计的模具结构，决定采用Z字形拉料杆：图3-7 冷料穴和Z字形拉料杆图3.4.5 浇注系统的校核根据参考文献6,式2-13,主流道凝料公式：式中 V主 主流道凝料 L0 主流道长度，L0=57.8mm d 主流道小端直径，d=5mmD 主流道大端直径，D=9.04mm代入公式：根据参考文献6,式2-14,分流道凝料公式：式中 V分 分流道凝料 A 梯形面积，A=19.72mm2 L1 单面分流道长度，L1=14.8mm代入公式：根据参考文献6,式2-15,总凝料计算公式：式中 V总 浇注系统总凝料 V主 主流道凝料，V主=2297.71mm3V分 分流道凝料，V分=583.712mm3代入公式：根据参考文献6,式2-16,浇口体积公式：根据参考文献6,式2-17,分流道体积公式：根据参考文献6,式2-18,主流道体积公式:根据参考文献6,式2-19,主流道流速公式:式中 qs 主流道流速Rs 主流道平均半径，1 主流道剪切速率 ，一般取1=2103s-1代入公式：根据参考文献6,式2-20,浇口流速公式:式中 浇口流速RG 侧浇口当量半径，2 一般取浇口剪切速率，2=5104s-1 代入公式：根据参考文献6,式2-21,模具充模时间公式:式中 qs 主流道体积流速，qs=67.31cm3/s Vs 通过溶体体积，Vs=26.4cm3 模具充模时间代入公式：根据参考文献6,式2-22,型腔充模时间公式:式中 qG 浇口体积流速，qG=11.28cm3/sVG 通过溶体体积，VG=11.76cm3 单个型腔充模时间代入公式：根据参考文献6,式2-23,注射时间计算公式:式中 t 注射时间 ts 模具充模时间 tG 单个型腔充模时间 n 型腔数据，n=2代入公式：根据参考文献6,式2-24,浇口剪切速率公式:式中 qG 浇口体积流速，qG=11.28cm3/sRG 侧浇口当量半径，代入公式：根据参考文献6,式2-25,分流道剪切速率公式:式中 实际分流道流量， Rn 当量半径，Rn=0.239mm代入公式：根据参考文献6,式2-26,主流道剪切速率公式:式中 实际主流道流量，Rs 主流道平均半径，代入公式：3.5 排气系统设计为了让塑料熔体充分充满型腔，则要在注塑成型过程中将型腔内的气体和塑料在成型过程中生成的气体排出，否则塑件将会出现气泡、凹陷等缺陷，还有型腔中气体会产生压力，降低充模速度，因此必须合理设计排气系统。除此以外，有的时候还应考虑开设溢流槽，可以起到贮藏冷料和小部分气体的作用。注射模一般有配合间隙排气、分型面上开排气槽、排气塞排气几种形式，本设计排气量不大，可以利用分型面之间的间隙和推杆与孔之间的活动间隙排气，塑件采用侧浇口进行浇注，熔融塑料从底下开始填充，气体会从推杆配合间隙和分型面间隙排出。4 成型零件结构和推杆结构设计4.1 成型零件结构设计本设计成型零件在模具装配时需要有间隙，在成型时并要求结构合理，以承受塑料熔体的高温高压。因此，整体式型腔和型芯结构常用于单腔、小模具或简单形状的模具。成型零件包括小型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件如镶件，型腔和型芯内径尺寸（包括矩形或异形芯的长度和宽度）。此外，还要求成型零件结构合理，加工工艺好，为了工作成型零件尺寸的设计计算，避免凸模模具零件的缺陷，以及产生废料，所以要求成型零件精度和表面光洁度要求较高，适用于形状简单的零件，易于加工的运动部件。在成型中，成型零件受高精度和低表面粗糙度的高速流冲击。整体式模具零件直接在一块整体模具材料加工形成，设计必须确定成型零件的制造误差的大小，根据零件大小，精度要求和塑件收缩性、塑件的高强度性，来确定成型零件的刚度和耐磨性。在计算成型零件和型芯的尺寸时，中心尺寸不变，但计算相对复杂，对于一些外形复杂的成型零件，一般来说，在结构选择上不仅要考虑塑件的成形保证，还要考虑计算的尺寸是否复杂。因此本设计零件制造采用7级精度。4.1.1 型腔和型芯工作尺寸计算塑件外形尺寸，根据参考文献4,式1-13,型腔内型公式：式中 DM内形尺寸D内形基本尺寸，D=140 工件公差，=1.28 S收缩率，S=0.006 制造公差，按选取，=0.251.28=0.32代入公式:塑件外形尺寸，根据参考文献4,式1-13,型腔内型公式：式中 DM内形尺寸D内形基本尺寸，D=70 工件公差，=0.86 S收缩率，S=0.006 制造公差，按选取，=0.250.86=0.215代入公式:塑件外形高度尺寸，根据参考文献4，式1-14，型腔深度公式：式中 HM深度尺寸D深度基本尺寸， D=10 工件公差，=0.48 S收缩率，S=0.006 制造公差，按选取=0.250.48=0.12代入公式:塑件内形尺寸，根据参考文献4，式1-15，型芯外形公式：式中 dm外形尺寸d外形基本尺寸，d=68 工件公差，=0.86 S收缩率，S=0.006 制造公差，按选取=0.250.86=0.215代入公式:塑件内形尺寸，根据参考文献4,式1-15,型芯外形公式：式中 dm-外形尺寸d外形基本尺寸，d=66 工件公差，=0.86 S收缩率,S=0.006 制造公差,按选取=0.250.86=0.215带入公式:塑件内形尺寸，根据参考文献4,式1-15,型芯外形公式：式中 dm-外形尺寸d外形基本尺寸，d=138 工件公差，=1.28 S收缩率，S=0.006 制造公差，按选取=0.251.28=0.32代入公式:塑件内形尺寸，根据参考文献4,式1-15,型芯外形公式：式中 dm-外形尺寸d外形基本尺寸，d=7 工件公差，=0.48 S收缩率，S=0.006 制造公差，按选取=0.250.48=0.12代入公式:塑件内形尺寸，根据参考文献4,式1-15，型芯外形公式：式中 dm外形尺寸d外形基本尺寸,d=13 工件公差,=0.32 S收缩率,S=0.006 制造公差,按选取=0.250.32=0.08代入公式:塑件内形尺寸，根据参考文献4,式1-15，型芯外形公式：式中 dm外形尺寸d外形基本尺寸,d=10 工件公差,=0.28 S收缩率,S=0.006 制造公差，按选取=0.250.28=0.07代入公式:塑件内形高度尺寸，根据参考文献4,式1-16,型芯高度公式：式中 hm高度尺寸d高度基本尺寸,d=9 工件公差,=0.48 S收缩率,S=0.006 制造公差,按选取，=0.250.48=0.12带入公式:制品尺寸型腔内型尺寸制品尺寸型腔深度尺寸制品尺寸型芯外形尺寸制品尺寸型芯高度尺寸4.1.2 型腔侧壁厚度校核计算根据参考文献1,式9-6,侧壁常量公式：式中 C 常量 L 型腔长边,l=240mm h 型腔高度,h=30mm 代入公式：根据参考文献1,式9-7,允许变形量公式：式中 塑件短边公差,=1.06，根据塑件分析可得出 允许变形量代入公式：根据参考文献1,式9-8,按刚度条件计算公式：式中 h 型腔高度,h=30mm C 常量,C=1.482625 P 型腔压力,一般取P=20MPa E 弹性模量,E=2.10105 允许变形量, s 矩形腔侧壁厚度代入刚度公式：根据参考文献1,式9-9,按强度条件计算公式：当h/L0.41,强度公式为：式中 h 型腔高度,h=30mmP 型腔压力,一般取,P=20Mpa 许用应力, 短边与长边比值，b/L=220/240=0.131W 系数，根据参考文献1 表11-18得，W=0.176代入公式：根据参考文献1，式9-10，厚度常量系数公式：式中 C 常量 L 型腔长边，l=240mm b 型腔短边，b=220mm代入公式：根据参考文献1，式9-11，允许变形量计算公式：式中 塑件高度公差，=0.48，可根据塑件分析得出 允许变形量代入公式：根据参考文献1，式9-12，按刚度条件计算公式：式中 b 短边长度，b=220mm C 常量，C=0.106944 P 型腔压力，一般取P=20MPa E 弹性模量，E=2.10105 允许变形量， T 厚度代入公式：根据参考文献1，式9-13，按强度条件计算公式：式中 b 短边长度，b=220mm 短边与长边比值， P 型腔压力，一般取P=20MPa 许用应力， T 厚度代入公式：4.2 推杆结构设计 塑料成型各个循环里，塑胶产品必须准确无误地从待加工制件的模具凹模中或后模上分离，完成模具脱模产品的设备叫作模具脱模机构。模具脱模机构大体由推出杆、推出固定块、导向柱、滑套，料头拉杆、模具复位杆，推件板、限位柱等组成。脱模机构通常按照下面规则设计：（1）尽力使待加工制件留在动模一侧，方便凭借于零件开模力驱动模具脱模设备，完成模具脱模动作。（2）防止塑件结构变形或损坏，正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及所部位，有针对性的选择合适的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大部位，作用面积也尽可能大一些。（3）顶出机构相兼合理可靠，动作敏捷，加工方便，调换容易，推出杆要有足够的材料强度和材料刚度。设计时应仔细分析塑料件的脱模力的方向和脱模力的大小，产品的推出不能忽视，推力点应作用于刚性好的零件。该机构本身必须有足够的强度、刚度和硬度，正确地设计推杆，以承受推出过程中的各种力，因此，把推出机构隐藏在内表面和非装饰表面，打开模具后推出机构留在模具的动模侧。产品推出是注塑成型过程中的最后环节，适当的复位机制也必须考虑，是在分型面设计时应该注意的事项，以避免对外观质量的塑料部件的冲击，保证塑件不因损伤和变形以确保在推出过程中塑件不变形、不损坏。尽量让工件的推力点在厚平面上的位置，可以防止塑件破裂和顶白，并确保其不干扰其他模具标准零件。要想拥有良好的塑件外观，推杆应位于塑料部件底部，所以在正常情况下，该机构应建立在动态模型的一侧，因为推出机构的运动是由推杆安装在注射机的夹紧机构上的，推出机构应布置在如壳体零件和使用推板的圆柱形零件上，如加强筋、法兰、壳形制品在壁边上，机构简单可靠，推出机构的运行应使推出可靠、灵活。使塑料件的应力均匀、无变形、无损伤，推出机构的质量最终决定产品的质量，确保塑料部件的顺利脱模，尤其是透明塑料部件，特别需要注意顶出位置和脱模形式。4.2.1 脱模力的计算根据参考文献4，式8-17，脱模力近似计算公式：式中 Q 脱模力A 塑件包络面积，A=2602.8mm2 f 摩擦系数，一般取f=0.1 脱模斜度，=1P 单位面积压力，一般取P=10MPa代入公式：4.2.2 推杆的材料及各部分尺寸根据参考文献4，式8-18，推杆直径公式： 式中 k 安全系数，通常k=1.5 L 推杆长度，从图纸测出，L=131.5mm Q 脱模力，Q=2148.15N n 推杆个数，n=2 E 弹性模量，E=2.1105代入公式：因此，取d=5mm4.2.3 顶杆强度校核根据参考文献4，式8-19，直径校核公式：式中 d 推杆直径，d=5mm Q 脱模力，Q=2148.15N 许用应力，106Mpa，可根据参考文献6，表8-5得 n 推杆个数 n=2代入公式：4.2.4 推杆的几何布置图3-8 推杆图5 冷却系统和内抽芯系统设计5.1 冷却系统设计5.1.1 冷却系统概述在塑料成型中，产品模具的温度直接作用到制件的品质和加工效率，因为高分子材料的具体性能和生产工艺要求不尽相同，对模腔温度的基本要求也不尽相同。通常成形到模具内部的材料融体的温度取200以内，融化体凝聚成制件后，从60的成形模具模具脱模，温度的削减是依赖在模具内部通入冷却介质将热能带走。针对要求不高温度的高分子材料，如PE塑料、丙纶短纤、ABS树脂这些，仅必需安设调温系统就可以，由于通过调节水流通量就能够调节模腔温度，针对要求特别高温度（80-120）的高分子材料，如PC、PSF、PS这些，若模具略大，产品模具散热面积广，有的时候仅靠添入强温高分子材料来加温模具是不足的，故而必需安设加热设备。缩短冷却时间是提高成型效率比较重要的因素，尺寸精度一般的塑料件，使用低模具温度会使塑料尺寸稳定性提高。模具温度同时对生产效率的有影响，注塑成型后的热塑性塑料，通过冷却系统的设计，控制流体注射到模具内的温度，由于性能和各种塑料成形工艺的要求，减小塑件的表面粗糙度，在根据冷却系统的设计原则，也容易引起粘膜和模具温度溢出。如果模具温度过高，使温度保持在一定范围内，易造成溢粘，否则，压力释放后中心高温，侧边温度偏低。模具设计者必须根据塑件的壁厚和体积来确定冷却通道的位置和尺寸、孔长、孔型、孔的形状和连接、冷却液的流量和传热特性等设计参数。适宜模具温度，在成型过程中通过对水的质量的影响用来控制模具温度及其波动的，对产品收缩变形、尺寸稳定性、机械应力开裂和表面质量等都有影响。为了提高生产率和提高塑料件的质量，模具的加热与热水和蒸汽相连，不允许模具温度波动过大，以减少塑性收缩率波动，塑料零件的不均匀收缩和模具温度过高会使塑件在模具变形。5.1.2 冷却系统计算与校核根据参考文献4，式4-1，体积计算公式：式中 V0 制品体积 V2 浇注系统体积，V2=4.704cm3 V1 单个塑件体积，V1=11.76 cm3 n 型腔数目，n=2代入公式：根据参考文献4，式4-2，质量计算公式：式中 V0 制品体积，V0=28.224cm3 密度，代入公式：根据参考文献4，式4-3，注塑次数公式：式中 N 每小时次数 t 注塑周期，根据参考文献1，表7-8，一般取t=30s代入公式：根据参考文献4，式4-4，总质量计算公式：式中 N 每小时次数，N=120 M 塑件总质量，m=33.87g W 单位时间内注塑总质量代入公式：根据参考文献4，式4-5，流量计算公式：式中 qv 冷却水流量 W 单位时间内注塑总质量，W=4.0644kg/h Qs 凝固发出热量，查表Qs=249kJ/kg，根据参考文献1 表5-1 水密度，kg/m3 c 水比热容，c=4.187kJ/(kg) 出水口水温，假设 入水口水温，假设代入公式：当qv=0.0035m3/min时，根据参考文献1，表5-1，查得d=0.006m根据参考文献4，式4-6，流速计算公式：式中 v 冷却水流速 qv 冷却水流量，qv=0.0035m3/min d 水路直径，d=0.006m代入公式：根据参考文献4，式4-7，传热系数公式：式中 h 热传导系数 f 系数，因，根据参考文献5，表10-11，查表得f=0.568 水密度，kg/m3v 冷却水流速，v=2.064m/sd 水路直径，d=0.006m代入公式： 根据参考文献4，式4-8，导热面积公式：式中 A 导热面积 W 单位时间内注塑总质量，W=4.0644kg/h Qs 凝固发出热量，查表Qs=249kJ/kg，可根据参考文献5，表2-15得h 热传导系数，h=2967.49kJ/(m2h) 温差，假设初温，44，=44-24=20代入公式：根据参考文献4，式4-9，水管长度公式：式中 L 冷却水管长度 A 导热面积，A=0.01705m2 d 水路直径，d=0.006m代入公式：根据参考文献4，式4-10，水路根数公式：式中 x 水路根数 L 水管长度，L=0.905ml 每条水管长度，假设l=0.196m代入公式：根据模具结构，采用环绕式冷却符合此模具结构。5.1.3 冷却系统在型腔型芯的布置形式图3-9 冷却布置（1）在进行设计时调温系统理应先于顶出机构，即是说，不要在顶出机构设计好后才关注降温系统的布局，而必须尽早将降温方法和降温系统的相关位置确定下来，方便能基本得到十分好的冷却功效。（2）注意模具凹模和凸模的温度平衡。部分工件形状可以使高分子材料散出的热能等量的被模具凹模和凸模所吸收，可是基本上所有制件的模具都包围凸模的模具凹模，针对该类模具，模具凹模和凸模所吸收的热能是不尽相同的，这个是由于制件在凝聚时因包紧在凸模上，制件与模具凹模之内会形成间隔，所以绝大多数的热能将依赖凸模的降温系统传递，加上凸模布局降温系统的三维空间小，仍然有推出装置的干扰，使凸模的热交换变得愈加困难。故而，在调温系统的设计时，要把注意力放在凸模的降温上。（3）针对一般模具，能够先设定冷却介质出入口的温度差，接着计算降温水流通量、降温管径、确保紊流的流动速度等这些。（4）年产量大的标准模具和精密成型模具在降温方法上应存在差异，针对成批产品制造的普通制件，能够选用快冷以得到相当短的循环成形周期。（5）成形模具里冷却介质温升高会让热交换显著减小，精密成型模具中出入口液体温度相差应在2以内，标准模具不要高于5。（6）在收缩量大的高分子材料待加工制件的成形模具里，应当沿其收缩方向设置降温系统。（7）标准模具的冷却介质应选用室温下的水，遵照调节流体流量来调节模腔温度。（8）相兼合理地确立冷却管路的圆心距与冷却管路与前模壁的尺寸。（9）尽力使所有冷却管路孔分别到各个地方前模端面的长度相等。当待加工制件厚度非常均衡时，应当尽力使所有的冷却管路孔到各个地方前模端面长度相等。（10）应增强浇处的降温。（11）应该避免将冷却管路开在制件熔合纹的部分。5.2 内抽芯系统的设计在推出的过程中，斜推杆常用于产品的内侧有一个凹槽或凸起的结构，这是横向抽芯的横向运动，变为倾斜运动，它是常见的侧向抽芯机构之一，为了不会损坏产品，其特征在于：所述的横向凹凸部的成型机构固定在推杆板上，斜运动分解为垂直运动和横向运动。5.2.1 侧向抽芯结构的分类及特点侧向抽芯结构如果按照其动力来源可分为手动、机动、液压三大类。（1） 手动侧抽芯：模具结构简单、劳动力度大、生产效率低下且抽芯力不大，适用于小批量生产、试生产或无法采用其它侧抽芯的场合。（2） 机动侧抽芯：开模时，靠注塑机的开模动力，通过传动零部件完成抽芯运动，合模时，靠其完成侧向成型零件复位。机动侧抽芯可分为斜导柱、弯销、斜滑块等形式，其特点为结构稳定、抽芯力大、生产效率高、易于实现自动化，在实际生产中应用得最普遍。（3） 液压侧抽芯：在模具上配有专门的抽芯液压缸，以油压为抽芯动力，通过活塞的往复运动来完成抽芯和复位，其特点为抽芯力大、运动平稳 、抽芯距长，可根据需要调节抽芯的时间顺序，缺点为操作较为繁琐，需配置液压缸和控制系统。5.2.2 抽芯力的计算根据参考文献3，式5-1，抽芯力计算公式：式中 Q 脱模力 A 塑件包络面积，A=5582.81mm2 f 摩擦系数，一般取f=0.15 脱模斜度，=1 P 单位面积压力，一般取，P=10Mpa代入公式：5.2.3 抽芯距离的计算根据参考文献3，式5-2，抽芯距计算公式：式中 s 抽芯距离 h 侧凸凹距离，h=1mm代入公式：5.2.4 斜推杆的设计图3-10 斜推杆5.3 模架的选择选用“龙记-CI-3540-A70-B70-C90”，其中参数的含义是：（单位mm）表5-1模架参数定模座板厚度定模板厚度型腔厚度型芯厚度25A=553036动模板厚度动模座板厚度垫块厚度推杆板厚度B=7025C=9025推杆固定板厚度导套导柱推杆长度20D2=42D1=30131脱模行程模具闭合高度h=40H=266图3-11 模架图6 引导装置选用塑料模的引导装置用来上下模之内的开闭模导向和模具脱模装置的运动导向，定位组件分外部定位和模腔内定位，外部定位是经过配合环使材料成形模具以便于在注塑成型设备上设置，与模具的浇套能与注塑成型设备标准喷头精准定位。而模腔内定位则通过锥面定位组件用来上下模之内的精密对中定位。6.1 引导装置的作用 在塑料模中，用卧式注塑成型设备的塑料模，其模具脱模机构也必需安设引导装置，引导装置由导向柱和滑套构成，分别装设在动、定模具板两边。引导装置的功能：（1）导向功能在上下模闭合历程中，引导装置理应先接触，引导上下模正确配合，避开凸模与模具凹模发生碰撞，于是导向柱应当比动模端部高6-8mm。（2）锁位功能确保上下模按一定的具体方向闭模，避开在模具总装配的时候，因方向弄错而造成损坏成型元件，闭模保持前模的合理形状。（3）承受相当的侧静态压力高压材料融体在填充历程中会造成单向侧静态压力，须有引导装置承受，当单向侧压力偏大时，除引导装置承受外依旧需要加设锥面定位组件来达成。（4）承受负荷作用当选用推出板模具脱模或双凹凸模分型面模具总体结构的时候，导向柱有承受推出板和芯、前模板质量的用处。（5）保持机构动作平衡针对一般模具的脱模机构，引导装置有使机构动作灵活平稳的用处。6.2 导柱选用导向柱是与滑套相互配合,用于确定上下模的相对关系,确保模具工作位置精度的圆轴型元件。导向柱的结构特点有二种,一种是含有横向定位凸面，叫作带头导向柱。其另一种是含有横向定位凸面，固定段名义大于导向段的导向柱，叫作有凸台导向柱，有凸台导向柱又分和型，型有凸台导向柱的尾部与其它一模板配合起锁位功能，有定位柱的作用。有凸台导向柱用来选用滑套的成批产品制造并精度高导向的模具。装在模具其它一边的滑套组成孔，能和导向柱组成孔等同几何尺寸一次制造而成，以便于确保形位公差同轴度。普通模具导向柱大小大概为模板二直角边总计的1/20，复合型模具导向柱大小大概为模板二直角边总计的1/30，若选用普通模架，则模具导柱导套大小必须按普通模架规定数目数值。导向柱直径和孔的配合公差为H7/m6，导向柱相关部分配合公差为H8/m7，配合间距为半径圆径的1.5到2倍。6.3 导套选用导套是与导向柱相合，用于确定上下模的相对关系，确保模具工作精度的圆轴形元件。导套常规的尺寸有二种：一种是不带横向定位凸面的导套，叫作直滑套。其它一种是含有横向定位凸面的导套，叫作带头导套。直导套多用来偏薄的模板，略厚的模板应选用带头导套。带头导套分、型，型带头导套有一段与其它一模板配合起锁位功能，有除去定位柱的作用，导套厚薄程度往往为310mm，视内孔的数值大小而定。此模具拟选用带头导套，以确保十分好的对中精度，提升模具工作精度。导套大小和内孔大小由普通模架确定，导套直径和模板采用过渡配合，配合公差为H7/k6,导柱和导套采用间隙配合，配合公差为H7/h6，导柱和模板配合公差为H7/k6，配合间距为半径圆径的1.5到2倍。图6-1 导柱导套的配合6.4 小结此章主要说明了导向与定位组件的设计任务内容，当中引导装置大体是模具导柱导套的具体设计，定位组件大体是配合环与浇套的具体设计,还根据合适的标准确立了导向元件部分的几何尺寸。结论自从我收到了自己挑选的塑料件的注塑模具设计的题目后，就在老师的指导下做了大量的资料咨询，为了完成设计，我查阅了大量的相关信息，从一开始就应该计算的数据，到最后的校核，模流分析等。整个设计过程中，从设计题目并收集各种信息直到设计完成，给我留下了深刻的印象，不断地修改设计，最终才基本完成了设计：第一步进行型腔数目的确定及它的分布方式，还有分型面的设计；第二步进行浇注系统的设计，包括主流道、分流道、浇口形式及位置、冷料穴的设计，还对整个浇注系统进行校核，并确保设计的塑料填充均匀，以达到最高的注塑效率；第三步进行成型零件结构设计，包括型芯、型腔尺寸的计算，型腔壁厚的计算及校核；第四步进行推杆的设计，其中包括脱模力计算，推杆材料的选择、尺寸计算、强度校核及分布；第五步冷却系统的设计，包括计算、校核及布置形式；第六步设计内抽芯系统，包括抽芯力、抽芯距、斜推杆的计算；第七步，模架的选择。本次塑料模具设计，全面考虑了塑料成型性能，模具结构特点，注射工艺参数，塑件表面粗糙度以及制造精度等，在理论分析和实践中CAD进行的是二维图以及模具总装图的设计，UG进行相关的三维以及模架的设计，并且利用软件进行相应的设计。根据本模具设计，可以看出现在通过计算机软件设计，和传统的设计相比，就分型面的设计来看，简化了许多，节约了设计的成本以及设计的时间UG三维设计中倒入模具板块也对于设计模架等等零件有一定的帮助，并且UG可以进行相
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