金士顿U盘盖 U盘外壳上盖注塑模具设计【三维PROE】[含CAD图纸+文档资料]

毕业设计说明书课题名称： U盘盖注塑模具设计 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 班 级 指导教师 起讫时间： 年月日 年月 日32摘 要国内外经济快速发展的今天，对塑料模具设计、使用和研究都是很普遍的，本次设计我们在了解零件的性能和功用的前提下，对其工艺性能和尺寸需要保证的精度进行了分析。权衡了塑件的外形尺寸。本次的模具采用一个模具四个成型腔，进料口开设在侧面，注射机的型号采用HTF80XB，并且还要具有冷却系统。拥有了合理的加工步骤，利用二维CAD和三维PROE绘制总的装配图和主要的零件图。在设计说明里面，我采用了比较简便的语言和示意图，对其进行了在分析，所以就得到了合适的设计。 关键词：塑料模具；塑件；注射机；冷却系统45AbstractToday, 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 HT80W1B，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目录摘 要IAbstract1绪论41.1塑料简介41.2注塑成型及注塑模41 模具工艺规程的编制71.1 塑件的工艺性分析71.1.1塑件原材料的分析71.1.2塑件的结构和尺寸几表面质量的分析81.2 塑件体积和重量的计算（计算塑件的重量是为了合理选用注射机）91.3 塑件注射工艺参数的确定112.注射模结构设计122.1分型面的选择122.2 确定型腔的排列方式132.3 浇注系统的设计142.3.1 主流道设计（如图2.3.1）152.3.2浇口设计162.3.3 分浇道和冷料井（如图2.3.2）163模具设计的有关数据的计算193.1型腔和型芯工作尺寸的计算（见表3-1）194模具加热和冷却系统的设计214.1 模具加热系统214.2 模具冷却系统设计215.模具有关参数的确定及校核245.1闭合高度的确定及校核245.2 注射机有关参数的校核255.2.1注射机注射量的校核255.2.2 注射机压力的校核255.3 模具尺寸、开模行程和锁模力的校核256 模具其它结构设计286.1脱模装置设计286.1.1 推出力的计算286.1.2 推出机构设计296.2 导向与定位机构设计306.3 排气及引气系统的设计327.模具工作原理339 相关零件和标准件的尺寸3410排气系统的设计35附录1：模具装配图36附录2：模具装配图237附录3：模架透视图38致谢39参考文献：40绪论模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。1.1 塑料简介塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多优点。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能1。塑料以从代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，在国民经济中，塑料制作已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。1.2 注塑成型及注塑模将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。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，几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生产中，其产口占目前塑料制件生产的30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料件的生产。要了解注射成型和注射模，首先得了解注射机的一些基本知识，注射机是注射成型的主要设备，依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射。注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种，由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用塑料的可挤压性和可模塑性。首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备。注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成2 。注射模、塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起。注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到所要求的质量。注射机和模具结构确定以后，注射成型工艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素。注射成型有三大工艺条件，即：温度、压力、时间。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素太多，有制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用计算机辅助工程（CAE）技术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段，即开发/设计阶段（包括产品设计、模具设计和模具制造）和生产阶段（包括购买材料、试模和成型）。传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。目前国际市场上主要流行的，运用范围最广的注射模流动模拟分析软件有澳大利亚的MOLDFLOW、美国的CFLOW、华中科技大学的H-FLOW等。其中MOLDFLOW软件包括三个部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （产品优化顾问，简称MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模拟分析，简称MPI），MOLDFLOW PLASTICS XABSRT （注射成型过程控制专家，简称MPX）。采用CAE技术，可以完全代替试模，CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案，在模具制造加工之前，在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本都有着重大的技术经济意义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、苯乙烯三种单体共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合理学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蚀性、耐热性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS价格便宜原料易得，是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。是一种良好的热塑性塑料。 ABS无毒，无气味，呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽，、不透明，密度为1.02-1.05。既有较好的抗冲击强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎没有影响， ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀，在酮，醛，酯，氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化学药品的侵蚀时会引起应力开裂， ABS有一定的硬度，他的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸稳定性较好，易于成型加工，经过调色配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度约为93耐气候性差，在紫外线作用下ABS易变硬发脆。ABS的性能指标：密度 1.021.05（），收缩率 ，熔点，弯曲强度80Mpa，拉伸强度3549Mpa，拉伸弹性模量1.8Gpa，弯曲弹性模量1.4Gpa，压缩强度1839Mpa，缺口冲击强度1120，硬度6286HRR，体积电阻系数，收缩率 范围内。ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。2 塑件材料成型性能ABS易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因此，成型加工前应进行干燥处理；ABS在升温时黏度增高，黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用侧浇口形式，成型压力较高，塑件上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应该注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响及小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080。ABS比热容低，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在机械工业上用来制造电风扇格栅、泵业轮、轴承、把手、管道、管连接件、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等，汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管等，还可用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可用来制造水表壳，纺织器材，电器零件、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器，农药喷雾器及家具等。1 模具工艺规程的编制该塑件是一U盘盖，其零件图（图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），生产类型为大批量。图11 U盘盖零件图1.1 塑件的工艺性分析1.1.1塑件原材料的分析本塑件材料采用ABS工程塑料，属于热塑性塑料。密度为1.031.07g/，从使用性能上来看：ABS具有良好的综合力学性能：它具有较高的抗冲击强度，和表面硬度，且在低温下也不迅速下降；有良好的耐化学腐蚀性和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性，耐水性和电气性能.从成型性能上来看：该塑料属于无定形料，流动性较好，具有一定的尺寸稳定性，易于成型加工，易于着色；但吸湿性大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度，3小时。1.1.2塑件的结构和尺寸几表面质量的分析（1）结构分析从零件图来分析，该零件总体形状为一矩形体。长47mm、宽16mm、高4mm，。整个塑件有凹陷情况，需抽芯机构，属于非常典型的简单结构塑件。（图1-2为使用PROE软件建模后的塑件效果图） 图1-2（塑件效果图）（2） 尺寸精度本塑件未标注尺寸精度之要求。未标注公差采用MT5级精度。可见，该塑件对于精度要求不是很高，对应模具的相关尺寸精度也就容易得到保证。从塑件的厚度来看，周边厚度均为2，但是其中中间过度部分空间较窄，设计时需注意避免缺陷。（3） 表面质量分析本塑件为一U盘盖，点划线所示区域为制品使用时的可见部分。故要求表面比较光洁，避免异色、毛刺、冷疤、云纹等缺陷。总体上讲，该塑件对于表面质量的要求并不太高，表面粗糙度在Ra12.5即可满足要求。综上所述，只要注射时能控制好工艺参数，零件的成型要求是比较容易保证的。1.2 塑件体积和重量的计算（计算塑件的重量是为了合理选用注射机）（1） 计算塑件的体积 （参考PROE得）V=908.37 (mm)（2） 计算塑件重量查表，得ABS塑料的密度为：=1.05g/cm。故而塑件的质量为：W =V=1.05908.37=0.95g由于此模具较小，考虑到经济性等因素，此模采用一模四腔的结构。根据外型尺寸、注射时所需压力和工厂的现有设备等情况，试选用HTF80XB型。以下为该型号注射机参数： 型号单位80A80B80C 参数螺杆直径mm343640理论注射容量cm3111124153注射重量PSg101113139注射压力Mpa206183149注射行程mm122螺杆转速r/min0220料筒加热功率KW5.7锁模力KN800拉杆内间距(水平垂直)mm365365允许最大模具厚度mm360允许最小模具厚度mm150移模行程mm310移模开距(最大)mm670液压顶出行程mm100液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW11油箱容积l200机器尺寸(长宽高)m4.31.251.8机器重量t3.22最小模具尺寸(长宽)mm240240表1.2.1（注射机参数）（3） 计算塑件投影面积1.3D测量在PROE软件中，使用软件自动测量即可得出塑件的单个投影面积注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。 式中 n -型腔数目 -单个塑件在模具分型面上的投影面积 -浇注系统在模具分型面上的投影面积 n=4 =747.53 =300 =4x747.53+300=3290.121.3 塑件注射工艺参数的确定查表和参考实际情况，ABS的注射参数选择如下（试模时可根据实际情况作适当调整）。预热时间/h23注射时间/s55温度/8085压力/MPa80料筒温度/前段150170保压时间5中段165180压力60末段180200冷却时间70喷嘴温度/170180总周期130模具温度/5080螺杆转速/(r/min)302.注射模结构设计注射模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及性腔排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构设计等内容。2.1分型面的选择 将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时，应从以下几个方面考虑：1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2）使塑件在开模后留在动模上；3）分型面的痕迹不影响塑件的外观；4）浇注系统，特别是浇口能合理的安排；5）使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；6）使塑件易于脱模。综合考虑各种因素，并根据本模具制件的外观特点，受用平面分型面，并选择在塑件的最大平面处，开模后塑件留在动模一侧。 模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具结构应根据分型面选择原则和塑件要求来选择分型面。 本塑件为一U盘盖,从零件图上看，本塑件须抽芯等特殊机构，只需一个分型面。但点划线所示部分为零件使用时可见部分，故而需保证此表面的质量分型面设置（如图）。图2.1.1（分型面） 图2.1.2（分型面）2.2 确定型腔的排列方式图2.2.1（型腔排列) 此模采用一模四腔的结构，故而设主流道、一次分流道、二次分流道，型腔置于四个端点2.3 浇注系统的设计普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分：1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道5浇口 6型腔 7冷料穴在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：a)、塑料成型特性：设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求，以保证塑件质量。b)、模具成型塑件的型腔数：设置浇注系统还应考虑到模具是一模单腔或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。c)、塑件大小及形状：根据塑件大小，形状壁厚，技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。d)、塑件外观：设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。e)、冷料：在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施6。2.3.1 主流道设计（如图2.3.1）（1）定位圈 尺寸： 定位圈直径100mm安装方式：采用浇口套固定在模板内，定位圈压住浇口套的方式。用2个M6的内六角螺钉固定在模板上。材料： P20（2）主浇道和浇口套 尺寸：根据前一章表1.2.1所列数据，得HTF80XB型注塑机的喷嘴尺寸为： 喷嘴前端孔径：d=2.5mm喷嘴球半径： R=13mm根据模具主浇道与喷嘴的关系： R= R+(12)mm d=d+(0.51)mm所以取主浇道的球面半径R=19mm， 主浇道小端直径d=4.5mm为了便于将凝料从主浇道中拔出，主浇道应该设计为圆锥型，锥角为26（此处锥角取2）。经过换算，主浇道大端的直径为d=5mm。+0.021 0为了保证凝料可以顺利进入一级分流道，可在主流道末端设置半径r=5mm的圆弧过度。取主流道外径为50.010mm，主流道长度70mm。材料： 浇口套采用预硬化钢3Cr2Mo,硬度HR3638，表面经真空熔炼可抛成镜面，粗糙度低。图2.3.1（主流道）2.3.2浇口设计 根据型腔的排列，本模采用侧浇口。设计时考虑设置在塑件平整的一侧的分型面上，有利于型芯设置和排气。根据经验公式计算，浇口宽度b=3mm；浇口深度t=1mm；浇口长度l=1.5mm。2.3.3 分浇道和冷料井（如图2.3.2） 本塑件采用ABS塑料，流动性一般，但考虑设有两级分流道，故需设置冷料井。其中主流道上设置了拉料杆，配合拉料杆的多余凝料可作为一级分流道的冷料井。分流道1.此模为一模四腔，型腔采用平衡式排列设置，故需采用两级分流道。本塑件考虑采用圆型分流道，完全置与型腔内。其直径查表d=3mm（如上图）分流道长度和走向的设置完全根据型腔的排列。所以根据计算：一级分流道长46mm，二级分流道长24mm。常用的分流道剖面形状有圆形，梯形和U形。（圆形流道须开在分型面两侧，梯形与U形流道只需开在分型面一侧）一般分流道直径在310mm，高粘度塑料可达1216mm。圆形流道 梯形流道 U形流道分流道的截面尺寸可根据塑件的材料、重量、壁厚以及分流道长度确定1）分流道修正直径D=DX fL修正系数(由下图查得) 2）对于塑件制品厚小于3mm，重量在200g以下的，也可用以下经验公式计算分流道直径：（注:此公式计算的流道直径仅限于3.29.5mm范围内取值）D-分流道直径G-制品重量L-分流道长度3）对于高粘度塑料，如硬质PVC和丙烯酸塑料，在使用以上公式时，可将分流道直径扩大20%25%。3模具设计的有关数据的计算普通意义上的模具强度包括模具的强度、刚度。模具的各种成型零部件和结构零部件均有强度、刚度的要求，足够的强度才可以保证模具能正常工作。由于模具形式较多，计算也不尽相同且较复杂，实际生产中，采用经验设计和强度校核相结合的方法，通过强度校核来调整设计，保证模具能正常工作。模具强度计算较为复杂，一般采用简化的计算方法,计算时采取保守的做法，原则是：选取最不利的受力结构形式，选用较大的安全系数，然后再优化模具结构，充分提高模具强度。为保证模具能正常工作，不仅要校核模具的整体性强度，也要校核模具局部结构的强度。整体性强度主要针对型腔侧壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的压力等几个方面，实际选用尺寸应大于计算尺寸并取整。校核时应从强度与弯曲两个方面分别计算，选取较大的尺寸。在计算本模具的成型零件的工作尺寸时，均采用平均尺寸，平均收缩率，平均公差（不记磨损量）来计算。查表得，ABS的收缩率约为S=0.50.7%，故平均收缩率Scp=（0.5+0.7）/2=0.6%。由于本零件精度级别要求低，所以Z与C忽略不记，直接取x=0.5。考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差Z= /4。3.1型腔和型芯工作尺寸的计算（见表3-1）类别序号尺寸备注塑件尺寸计算公式工作尺寸型腔1型腔长度47+z 0Lm=（LsQsp-0.5）47.2352型腔宽度16+z 0Lm=（LsQsp-0.5）16.083型腔高度4+z 0Hm=（HsQsp-0.5）4.024型芯宽度14Lm=（LsQsp-0.5）14.075型芯长度46+z 0Lm=（LsQsp-0.5）46.236型芯高度30-zHm=（HsQsp-0.5）3.015表3-1（型腔型芯工作尺寸）4模具加热和冷却系统的设计4.1 模具加热系统 本塑件是ABS塑料制件，模具温度要求不高，无需另行设置加热系统，预热后注意保温即可。4.2 模具冷却系统设计 在注射模中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为左右，熔体固化成为塑件后，从左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般小于）的塑料，如本设计中的ABS，仅需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。模具的冷却主要采用循环水冷却方式，模具的加热有通入热水、蒸汽，热油和电阻丝加热等。温度调节对塑件质量的影响注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔道应使用标准尺寸，以方便加工与组装。设计冷却系统时，模具设计者必须根据塑件的壁厚与体积决定下列设计参数： 冷却孔道的位置与尺寸、孔道的长度、孔道的种类、孔道的配置与连接、以及冷却剂的流动速率与热传性质。冷却管路的位置与尺寸塑件壁厚应该尽可能维持均匀。冷却孔道最好设置是在型芯块与型腔块内，设在模块以外的冷却孔道比较不易精确地冷却模具。通常，钢模的冷却孔道与模具表面、模穴或模心的距离应维持为冷却孔道直径的12倍，冷却孔道之间的间距应维持35倍直径。冷却孔道直径通常为612 mm（7/169/16英吋），在此取8mm。 模具是否需要冷却系统可做如下设计计算：根据热平衡计算： 在单位时间内熔体凝固时放出等热量等于冷却水所带走的热量，故有公式：qvWQ1/c1（1-2）qv冷却水的体积流量（m/Min）；W单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料重量（Kg/Min）；Q1单位的重量的塑料制品在凝固时所放出的热量（KJ/kg）；r冷却水密度；c1冷却水的比热容；q1冷却水出口温度；q2冷却水入口温度；1).求塑料制品在固化时每小时释放的热量Q 设注射时间为2s，冷却时间为20s，保压时间为15s，开模取件时间为3s.，得注射成型周期为40S。设用20的水作为冷却介质，其出口温度为28，水呈湍流状态，一个小时成型次数n3600/4090WMn66.64905997g/h=6Kg/h查手册1得PP单位重量放出的热量Q15.910KJ/h 故 Q=WQ165.910KJ/h3.5410KJ/h2).水的体积流量由公式qvWQ1/rc1（q1-q2）(3540/60)/（104.187(28-20)）m/Min1.810-m/Min3).求冷却水道直径d 根据水的体积流量查手册1得d=6mm模具冷却系统5.模具有关参数的确定及校核5.1闭合高度的确定及校核本模采用标准模架（如图5.1），根据校核的壁厚及底部厚度数值得到的数值与固定零件的设计经验，确定：模板为250X250见方，定模座板厚度H1=25mm、定模板H2=60mm,，动模板H3=70mm，动模座板H5=25mm，根据推出行程和结构确定垫块厚度为H5=80mm。 因而模具闭合高度：H=H1+H2+H3+H4+H5+ =260mm由上述计算模具模具闭合高度H=260mm，HTF80XB型卧式注射机所允许的模具最小厚度Hmin=150mm, 最大厚度Hmax=360mm,即模具满足HminHHmax的安装条件。如（图5.1）图5.1（标准模架） 5.2 注射机有关参数的校核 5.2.1注射机注射量的校核 为了保证注射机能够满足注射要求，故而对注射机的注射量进行校核。由公式K利V公V件+V废 ，得： V件+V废=0.9cmX4+1.2 cm=4.8 cm K利V公=80%X124 cm=99.2cm 由此可见，注射机注射量完全满足要求。5.2.2 注射机压力的校核 为了保证注射机能够保证要求，故对注射机的注射压力进行校核。此模具为ABS塑件，所需注射压力P注=80Mpa，而注射机注射压力P公可达160Mpa。所以完全能够满足要求。5.3 模具尺寸、开模行程和锁模力的校核 （1）、模具长宽尺寸模具长宽尺度必须小于注塑机拉杆间距,本设计选用机台拉杆间距为365X365,模具长宽为2800x300，经核算机台选用合适。（2）、模具厚度（闭合高度）模具闭合高度必须满足以下公式式中 -注射机允许的最大模厚 -注射机允许的最小模厚本设计中模具厚度为260mm 150H360， 符合要求 （1）开模行程的校核 模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于卧式注射机，其开模行程与模具厚度有关，对于单分型面注射模应有：SmaxS= H1 + H2 + C式中 H1-顶出行程H2 -包括浇注系统凝料在内的塑件高度C 安全距离本设计中=310 =10mm H3 =70mm C取30mm总的开模距离需要S=110mm以上. 经计算，符合要求。（2）锁模力的校核 注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。 式中 n -型腔数目 -单个塑件在模具分型面上的投影面积 -浇注系统在模具分型面上的投影面积 n=4 =747.53 =300 =4x747.53+300=3290.12注射成型时为了可靠的锁模，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力。即： （）P F式中： P塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）F注射机额定锁模力（N）其它意义同上根据教科书表5-1，型腔内压通常为20-40MPa，一般制品为24-34MPa，精密制品为39-44MPa，本设计中取P为30MPa。（）P=3290.12x30x1.1x0.001=108.6KN800KN锁模力符合要求 6 模具其它结构设计6.1脱模装置设计6.1.1 推出力的计算推出力也称脱模力。脱模力的产生范围：（脱模）塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，产生包紧力。 不带通孔壳体类塑件，脱模时要克服大气压力 。 机构本身运动的磨擦阻力。塑件与模具之间的粘附力。 初始脱模力，开始脱模进的瞬间防要克服的阻力。相继脱模力，后面防需的脱模力，比初始脱模力小，防止计算脱模力时，一般计算初始脱模力。脱模力的影响因素：a 脱模力与塑件壁厚，型芯长度，垂直于脱模方向塑件的投影面积有关，各项值越大，则脱模力越大。 b 塑件收缩率，弹性模量E越大，脱模力越大。 c 塑件与芯子磨擦力俞大，则脱模阻力俞大。 d 排除大气压力和塑件对型芯的粘附等因素，则型芯斜角大到，塑件则自动脱落。脱模力是将制品从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力。由t/d3/560.05可知，该零件属于圆环形薄壁制件，脱模力按下式计算。式中 圆环形制品的壁厚，1.5mm；E 塑料的弹性模量，查表得ABS得弹性模量为2800MPa；S 塑料平均成型收缩率，S1.80；L 制件对型芯的包容长度，L30mm； 模具型芯的脱模斜度，1；f 制件与型芯制件的摩擦因素，查表得PE与钢的摩擦系数为0.21； 塑料的泊松比，查表得PS的泊松比为0；无量纲系数，由f0.21查表得1.0035；A 通孔制件A等于0.211因此，6.1.2 推出机构设计塑件从模具上取下以前还有一个从模具的成型零部件上脱出的过程，使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出机构的导向和复位部件等组成。脱模机构按其推出动作的动力来源分为手动推出机构，机动推出机构，液压和气动推出机构。根据推出零件的类别还可分为推杆推出机构、套管推出机构、推板推出机构、推块推出机构、利用成型零部件推出和斜滑杆侧抽芯机构等。脱模机构的选用原则：（1）使塑件脱模时不发生变形（略有弹性变形在一般情况下是允许的，但不能形成永久变形）；（2）推力分布依脱模阻力的的大小要合理安排；（3）推杆的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部产生隙裂；（4）推杆的强度及刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；（5）推杆位置痕迹须不影响塑件外观；本设计中采用推杆推出机构使塑料制件顺利脱模。6.1.2.1 拉料杆的设计侧浇口主流道需要设置拉料杆，使开模时分流道与产品分离，浇口尺寸如CAD图所示，根据此图结合实际选用适当值。本设计采用5mm大小拉料杆。6.1.2.2 推杆的设计（1）、推杆布置该塑件采用了顶杆顶出机构，其分布情况如图所示，这些推杆均匀的分布在产品边缘处，使制品所受的推出力均衡。推杆布置（2）、推杆的设计本设计中采用台肩形式的圆形截面推杆，设计时推杆的直径根据不同的设置部位选用不同的直径。推杆端平面不应有轴向窜动。推杆与推杆孔配合一般为，其配合间隙不大于所用溢料间隙，以免产生飞边，ABS塑料的溢料间隙为。6.2 导向与定位机构设计导向机构的作用：保证模具在进行开合模时，保证公母模之间一定的方向和位置。导向零件承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用,导向机构零件包括导柱和导套等。 1. 导向结构的总体设计（1） 导向零件应合理的均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。（2） 根据模具的形状和大小，一副模具一般需要2-4个导柱。如果，模具的型芯与型腔合模有方位要求时，则用两个直径不同的导柱，或用两个直径相同，但错开位置的导柱。（3） 由于塑件通常留于公模，所以为了便于脱模导柱通常安装在母模。（4） 导柱和导套在分型面处应有承屑槽（5） 导柱导套及导向孔的轴线应保证平行（6） 合模时，应保证导向零件首先接触，避免公模先进入模腔，损坏成型零件。2. 导柱的设计（1） 有单节与台阶式之分（2） 导柱的长度必须高出公模端面68mm（3） 导柱头部应有圆锥或球形的引导部分（4） 固定方式有铆接固定和螺钉固定（5） 其表面应热处理，以保证耐磨。 3. 导套和导向孔（1） 无导套的导向孔，直接开在模板上，模板较厚时，导向孔必须做成盲孔，侧壁增加排气孔。（2） 导套有套筒式台阶式凸台式（3） 为了导柱顺利进入导套孔，在导套前端应倒有圆角r。一般情况下,导柱与导套共同使用,用于保证动模与定模两大部分内零件的准确对合和塑料部品的形状,尺寸精度,并避免模内零件互相碰撞与干涉,起到合模导向的作用.6.3 排气及引气系统