毕业设计（论文）-DVD机上盖板注射工艺分析及其模具设计.doc

全套图纸加扣 3012250582第 29页 单位代码 02 学号 080118011 分 类 号_ TG386 _ 密 级_ _毕业设计说明书DVD机上盖板注射工艺分析及其模具设计 院（系）名称 工学院机械系 专业名称材料成型及控制工程 学生姓名 指导教师2012年05月10日 1 绪 论塑料在工业生产和人们的日常生活中应用非常广泛，塑料模具也随着获得了很大的发展。我国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成型分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加。大学四年的学习即将结束，毕业设计是最后一个环节，是对以前所学知识及所掌握的技能的综合应用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到越来越广泛的应用。随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加，换型不断加快，使模具的需要不断增加。而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于大型、精密、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。三资及私营企业发展迅速，股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角州和长江三角洲为中心的东部沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的的省份是广东和浙江。江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。经过大学四年的学习和生产实践，我熟练的掌握了机械制图、机械设计、注塑模具设计及工程材料等方面的知识，对机械制造工艺知识也有系统全面的理解。但对于DVD上盖板注塑工艺分析及模具设计这个实践性非常强的设计课题，仍需进行深入的学习和研究，为此进行了调研及实习。经过在鹤壁天淇和天海集团有限公司的实习，我对于模具特别是塑料模具的设计有了全新的认识，丰富了对各种模具的结构和动作过程方面的知识。在指导老师和工厂师傅的指导下，同时又查阅了大量相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的工作原理、制造加工工艺。设计过程中，在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，充分利用现有资料和文献，并与老师进行交流与讨论，努力完成本次毕业设计。在设计的过程中，遇到很多的困难，但在老师的悉心指导和自己的刻苦努力下，相信会圆满完成毕业设计任务。由于本人水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，恳请各位老师指正。 2 塑件的结构工艺性分析图2.1所示塑件为DVD上盖板零件图，该塑件的材料采用ABS工程塑料，尺寸精度为5级，生产类型为大量生产。图2.1 塑件零件图2.1塑件材料的选择及分析塑件的材料采用ABS塑料,是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物，属热塑性塑料。该塑料具有刚度好，耐水，耐热性强，其介电性能与温度和频率无关等特点。其成型性能良好，属无定性料，流动性较好，但吸湿性大，对于表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥，宜取高料温，高模温，但料温过高易分解（分解温度250。C）。对精度较高的塑件，模温宜取5060。C，对光泽耐热塑件，模温宜取5080。C。另外，该塑件成型时易产生缩孔，凹痕，变形等缺陷，成型温度低时，方向性明显，凝固速度较快，易产生内应力。因此，在成型时应注意控制成型温度，浇注系统应较缓慢,散热冷却速度不易过快。2.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.2.1 结构分析 由图1.1可知，该零件总体形状为长方体，长度为360mm，宽度为180,高度为60的盖板，盖板内侧有两个侧突,长度为4,壁厚为2。由于侧突的存在,模具采用侧向抽芯机构，此机构既方便脱模又动作连贯,且效率高。2.2.2 尺寸精度分析 制件尺寸选用尺寸精度MT5级（GB/T144861993）,零件的尺寸精度中等，对应的模具相关零件的尺寸加工可以得到保证。从塑件的壁厚来看，壁厚较均匀，有利于制件的成型。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，注塑时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2.3 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的型腔数目。塑件的体积为：V=3601802+1802382+36422=157536mm3塑件的质量：根据设计手册可查得工程塑料ABS的密度为q =1.05g3故塑件的质量为：M=Vq =157.5361.05 = 165.4g拟采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸、注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机为 XS-ZY-500型。XS-ZY-500型注塑机的参数： 公称注射量：500cm3； 注射容量:525克； 螺杆（柱塞）直径:65mm； 注射压力：145MPa； 注塑行程：200mm； 注射方式:螺杆式； 合模力:3500KN； 模板最大行程：500mm； 模具最大厚度：450mm； 模具最小厚度：300mm。2.4 塑件注塑工艺参数的确定查找资料和参考工厂实际应用的情况，试模时可根据实际情况作适当调整。ABS塑料的成型工艺参数可作如下选择：注塑温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度选用160；中段温度t选用175；前段温度选用190；注塑压力：选用 100MPa（相当于注塑机表压 35kgf）；注塑时间：选用 40s；保 压：选用 72MPa（相当于注塑机表压 25kgf）；保压时间：选用 20s；冷却时间：选用 40s。3 注塑模的设计注塑模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。3.1 分型面的选择 制品在模具中的位置，直接影响到模具结构的复杂程度，模具分型面的确定，浇口的设置，制品尺寸精度和质量等。因此，开始制定模具方案时，首先必须正确考虑制品在其中的位置；然后再考虑具体的生产条件（包括模具制造的），生产的批量所需的机械化和自动化程度等其他设计问题。制品在模具中的位置设计时应遵循以下基本要求：制品或制品组件(含嵌件)的正视图，应相对于注塑机的轴线对称分布，以便于成型；制品的方位应便于脱模，注塑模塑时，开模后制品应留在动模部分，这样便于利用成型设备脱模；当用模具的互相垂直的活动成型零件成型孔、槽、凸台时，制品的位置应着眼于使成型零件的水平位移最简便，使抽芯操作方便；如果制品的安置有两个方案，两者的分型面不相同又互相垂直，那么应该选择其中能使制品在成型设备工作台安装平面上的投影面积为最小的方案；长度较长的管类制品，如果将它的长轴安置在模具开模方向，而不能开模和取出制品的；或是管接头类制品，要求两个平面开模的，应将制品的长轴安置在与模具开模相垂直的方向。这样布置可显著减小模具厚度，便于开模和取出制品。但此时需采用抽芯距较大的抽芯机构(如杠杆的、液压的、气动的等)；如果是自动旋出螺纹制品或螺纹型芯的模具，对制品的安置有专门要求;最后制品位置的选定，应结合浇注系统的浇口部位、冷却系统和加热系统的布置，以及制品的商品外观要求等综合考虑。选择分型面的原则是：1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2） 分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；3） 分型面的选择应保证塑件的精度要求；4） 分型面的选择应满足塑件的外观质量要求；5） 分型面的选择要便于模具的加工制造；6） 分型面的选择应有利于排气；7） 分型面的选择还应考虑到型腔在分型面上投影面积的大小。所以，模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。根据以上规则，由于该塑件为盖板，表面质量无特殊要求，且制件高度不高,所以选择最大截面处为分型面，如图3.1所示。此外,垂直于轴线的截面形状比较简单和规范，选择下图所示水平分型方式既可降低模具的复杂程度，减少模具加工难度又便于成型后出件。故选用下图所示的分型方式较为合理。这样有利于成型后，塑件的脱模。还有利于注塑时塑料产生气体的排放。图3.1 塑件分型面3.2 确定型腔数目根据经验,模具每增加一个型腔,塑件的尺寸精度要降低4%,故有 N3=M-d%LZ/(d%LZ4%)+1 将上式简化得 N3=(2500M/dLZ )-24 式中， N3-由塑件决定的型腔数； LZ-塑件上决定制品精度的一个典型的公称尺寸()； M-该LZ尺寸的公差值的1/2； d-采用单型腔模具时,该种注塑件能达到的公差系数，可取d=(0.05-0.07)。若N3为负值,则不能达到精度要求。N3=(2500M/dLZ )-24=(25000.2/0.05348)-24=4.70制件尺寸精度满足要求,塑件注塑时采用一模两件.3.3 确定型腔的排列方式本塑件在注塑时采用一模两件，即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素拟采取如图3.2所示的型腔排列方式。 采用3所示的型腔排列方式的最大优点就是流动支路平衡，这种情况是指相对于主流道按一定布局分布的各个型腔，从主流道到达各个型腔的分流道、浇口，其长度、断面形状和尺寸都完全相同、即到达各型腔的流动支路是完全相同的。只要对各个流动支路加图3.2 型腔排列方式工的误差很小，就能保证各个型腔同时充模，压力相同。3.4 浇注系统设计3.4.1 主流道设计直浇口式主浇道呈截锥体,主浇道入口直径d应大于注射机喷嘴直径1左右。主浇道入口的凹坑球面半径R应大于注射机喷嘴球头半径约2-3，锥孔壁粗糙度Ra0.8,主流道锥角为2-4过大的锥角会产生湍流或涡流,卷入空气。主流道的出口端应该有较大圆角r=1/8D,在熔料流量较大,粘度较高时,大端直径D设计得大些,可用经验公式求出： D=式中 ， V流经主流道的熔体体积； K因熔体材料而异的常数,PS类K=2.5 ； PE 、PP的K=4 ； PA的K=5 ；PC的K=1.5 ；POM 的K=2.1 ； CA的K=2.25 ； 故取K=2.1。 V=171.9362=343.872cm3 得D=14.4根据设计手册查得XS-ZY-500型注塑机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔径：0=6mm；喷嘴前端球面半径：0 = 18mm；根据模具主流道与喷嘴的关系R = RO +（12）mmd = d0 +（0.51）mm取主流道球面半径R = 20mm主流道出口端圆角半径R=D/8=1.8取主流道的小端直径d =7mm。主流道衬套设计时应注意以下事项：对于小型注塑模，可将主流道衬套与定位环设计成一个整体，但在多数情况下均分开设计;主流道衬套应选用优质钢材（如T8A等），热处理后硬度为5357HRC;衬套的长度应与定模配合部分的厚度一致，主流道出口处的端面不得突出在分型面上，否则不仅会造成溢料，而且还会压坏模具;衬套与定模之间的配合采用H7/m6过渡配合。 3.4.2 分流道设计 由于分流道可将高温高压的塑料熔体流向从主流道转换到模腔，所以，设计时不仅要求熔体通过分流道时的温度下降和压力损失都应尽可能小，而且还要求分流道能平稳均衡地将熔体分配到各个模腔。从这些要求出发，分流道应设计得短而粗，但过短过粗时又会增加塑料消耗量，并使冷却时间延长，另外还会使模腔布置发生困难。因此，恰当合理的分流道形状和尺寸应根据制品的体积、壁厚、形状复杂程度、模腔的数量以及所用塑料的性能等因素综合考虑。分流道的种类和截面形状很多,从压力传递角度考虑,要求有大的流道截面积,从散热少考虑应有小的比表面积.圆形截面最理想,使用越来越多,方形截面由于脱模困难,多不采用,梯形截面比表面虽然大些,但因加工和脱模方便,应用广泛,所以分流道采用梯形截面分流道。梯形侧边斜度5-15为宜.截面尺寸由经验公式计算.但计算结果须按现有刀具尺寸圆整，并校核熔料剪切速率在5102103S-1范围内，方才合理。经验公式d= 式中 ， d圆分流道直径或梯形大底边宽度，mm； M塑件的质量,g； L该分流道的长度,mm, 此长度根据型腔板尺寸确定,取20mm； d=0.27=7.25 ，根据刀具圆整为7。此式适用于壁厚3以下，小于200g的塑料。对于高粘度物料，适当扩大25，一般分流道直径在310，高粘度物料可达1316，分流道表面粗糙度常取Ra0.631.6，以增大外层流动阻力，避免熔流表面滑移，使中心层有较高的剪切速率。取浇道斜度为8度。 梯形高度h= 代入得h=4.67mm根据几何关系梯形小底边宽度:d1=7-24.67tan80=5.69mm3.4.3 浇口的设计浇口是流道和型腔之间的连接部分，也是注塑模进料系统的最后部分，其基本作用有以下两点：1)使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入并充满型腔；2)型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的热料回流。浇口的设计与塑件形状,断面尺寸，模具结构，注塑工艺条件（压力）及塑料性能等因素有关。浇口截面要小，长度要短，因为只有这样才能满足增料流速度，快速冷却封闭，便于与塑件分离，以及浇口残痕最小等要求。根据上面的要求，采用侧浇口形式。这种浇口不影响塑件外观，有时可避免宣螺纹。在侧浇口进入或连接型腔的部位，应用圆角以防劈裂。侧浇口(LWh)的三个尺寸中，以深度的最为重要。H控制了浇口畅通开放时间和补缩作用。浇口宽度W的大小控制了熔体充模流量。浇口长度L只要结构强度允许，以短为好，使用L=0.51.5，取L=1mm。1、浇口深度浇口深度由经验公式H=nt求得： 式中 ，H侧浇口深度，中小型塑件常用H=0.52，大约为制品最大壁厚的1/32/3 ； t塑件壁厚 ； n塑件材料系数 。PE 、PS n=0.6，POM 、PC 、PP n=0.7，CA 、PMMA 、PA n=0.8，PVC n=0.9；故 H=0.82=1.6mm。2、浇口宽度浇口宽度的经验公式W= 式中，W浇口宽度； A塑件外表面积； n塑件材料系数，取0.8；故浇口宽度W=11mm所以侧浇口尺寸为：1111.6。3.5 导向机构的设计导向机构的作用：1）定位作用；2）导向作用；3）承受一定的侧向压力。3.5.1 导柱的设计导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出，以免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔的情况。导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利的进入导向孔。导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此采用20钢，经表面渗碳淬火回火处理，硬度为50-55HRC。实际使用时，直形导柱和阶梯形导柱的前端都设计为锥形，便于导向。两种形式的导柱都可以在工作部分带有贮油槽。带贮油槽的导柱可以贮存润滑油，延长润滑时间。直形导柱用于塑件生产批量不大的模具，可以不用导套。阶梯形导柱用于塑件大批量生产的模具，或导向精度要求高，必须采用导套的模具，装在模具另一侧的导套安装孔可以和导柱安装孔采用同一尺寸，一次加工而成，保证了严格的同轴度，本模具采用有肩导柱，如图3.3所示。图3.3 导柱导柱直径尺寸随模具分型面处模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大，导柱间的中心距应愈大，所选导柱直径也应愈大。除了导柱长度按模具具体结构确定外，导柱其余尺寸随导柱直径而定。本模具的中心距为326mm，导柱直径为30mm。 故选用d=30mm,L=174mm,L1=124mm的有肩导柱。3.5.2 导套的设计如图3.4导向孔可带导套，也可不带导套，带导套的导向孔用于生产批量大或导向精度高的模具。无论带导套或不带导套的导向孔，都不应该设计成盲孔，盲孔会增加模具闭合时的阻力，应做成通孔，以利于排出孔内的空气，并使模具不能紧密闭合。带导套的模具应采用阶梯形导柱。用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低于导柱硬度，这样可以减轻磨损，以防止导柱或导套拉毛。为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。图3.4 带肩导套带肩导套安装需要垫板，装入模板后复以垫板即可，带肩型导套安装沉孔视导套直径可取为D+(12)。导套长度取决于含导套的模板厚度，其余尺寸随导套导向孔直径而定。本模具选用 d=30mm,L=120mm和d=30mm,L=198mm带肩导套。3.5.3 排出机构的设计采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换。推杆的位置应选在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度的要求，采用四根推杆推出。推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或高出型腔0.05-0.1cm。3.6 抽芯机构和排气系统的设计 当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等的塑料制件时，模具上成型该处的零件一般都要制成可侧向移动的零件，以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件，否则就可能无法脱模。带动侧向成型零件做侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。其中，对于成型侧向凸台的情况（包括垂直分型的瓣合模），常常成为侧向分型；对于成型侧孔或侧凹的情况，往往称为侧向抽芯。但是，在一般的设计中，统称为侧向分型抽芯。本塑件的内侧有两个相同的高为2mm的凸台，它们均垂直于脱模方向，阻碍塑件成型后从模具中脱出。因此成型两个小凸台的零件必须做成活动的型腔即设置侧抽芯机构。本模具采用斜滑块内侧抽芯机构。3.6.1 确定抽芯距 抽芯距一般应大于成型孔（或凸台）的深度，本塑件的两个凸台高度h为2mm。另加 23mm的抽芯安全系数，抽芯距S =h+(23)=5mm 。3.6.2 确定斜滑块倾角斜滑块抽芯机构适用于成型面积较大，侧孔或侧凹较浅的塑件，所需抽拔距也较小。这种抽芯机构的抽芯动作和塑件的顶出同时进行，而且斜滑块的刚性较大，倾斜角可比斜导柱的倾斜角大，通常不超过30，斜滑块的顶出高度一般不超过导滑长度的为2/3，以免影响使用的可靠性。这种抽芯机构的斜滑块也就是型芯，一般都由两块拼合，但根据塑件的结构，也可以由许多块组合而成。这里斜滑块的倾斜角=22。3.6.3 斜滑块与型芯座的设计1、 滑块与型芯座的连接方式设计根据斜滑块和型心的形状，决定选用“T”型槽。2、 滑块的导滑方式本设计中为使模具结构紧凑，降低模具装配复杂程度，为提高滑块的导向精度，装配时可对导向槽或滑块采用配磨、配研的装配方法。3.6.4 滑块的导滑长度确定本设计中由于侧抽芯距较短，故导滑长度只要符合滑块在开模时的定位要求即可。滑块的导滑长度由下式确定： L=式中， L滑块的导滑长度； s抽芯距； 倾斜角； 故L=5/sin220=13mm。3.6.5 排气系统的设计 为了使塑料熔体顺利充满模具型腔，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模外。如果型腔内因各种原因所产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、凹陷、熔接不牢、表面轮廓不清晰等缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此模具设计时必须考虑型腔的排气问题。对于小型模具可利用分型面排气，本模具的分型面位于塑料溶体流动的末端，易于排气。3.7 成型零件结构设计3.7.1 凹模的结构设计 本设计中模具采用一模两件的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，凹模拟采用整体式结构。根据本设计中分流道与浇口的设计要求，分流道和侧浇口开在凹模板上。3.7.2 凸模的结构设计本设计中根据塑件的特殊形状，拟采用拼合式型心来完成注塑，并在左右两个斜滑块上均开设一个小型腔，以便形成两个凸台。4 模具工作零件的设计计算要计算型芯和型腔的工作尺寸，必先确定塑件的公差及模具的制造公差,考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取五级精度。ABS的收缩率为Q=0.3%-0.8%，故平均收缩率为Q1=(0.3+0.8)%/2=0.55%。4.1 型腔和型芯工作尺寸计算4.1.1 型腔工作尺寸计算型腔尺寸依照公式L=（1+Q1）Ls-0.6T 计算：式中， L模具型腔径向基本尺寸； Ls塑件外表面的径向基本尺寸； Q1塑料平均收缩率； T塑件外表面径向基本尺寸的公差。那么，型腔总长L=（1+0.55%）360-0.60.14=361.90mm； 总宽B=（1+0.55%）180-0.60.1=180.93mm； 总高H=（1+0.55%）40-0.60.062=40.18mm； 凸台的中心距Lm=（1+0.55%）348=349.9mm； 形成凸台的型腔的总宽为： L1=（1+0.55%）36-0.60.062=36.16mm； 型腔的圆角半径为： R=（1+0.55%）21-0.60.052=21.08mm；经圆整后：L=361.90mm,B=180.93mm,H=60.29mm,Lm=349.9mm,L1=36.16mm,R=21.08mm。 选定型腔有关的公差后： L=361.900+0.140mm,B=180.930+0.115mm,H=40.180+0.062mm,Lm=349.90+0.140mm,L1=36.160+0.062mm, R=21.080+0.052mm4.1.2 型芯工作尺寸计算型芯尺寸依照公式L=（1+Q1）Ls+0.6T计算：型芯总长L2=（1+0.55%）356+0.60.14=358.04mm；型芯总宽B2=（1+0.55%）176+0.60.1=177.03mm；型芯总高H2=（1+0.55%）38+0.60.062=38.25mm；经圆整后：L2=358.04mm,B2=177.03mm,H2=58.36mm。选定型芯直径的公差后：L2=358.040-0.140mm,B2=177.030-0.100mm,H2=38.250-0.062mm。将计算的工件尺寸代入公式中进行核算验证，结果能保证塑件的尺寸精度。符合设计要求。4.2 凹模型腔尺寸的计算成型零件的工作尺寸，要保证所成型塑料制品的尺寸，而影响塑料制品尺寸和公差的因素相当复杂，如模具的制造误差及模具的磨损；塑料成型收缩率的偏差及波动；溢料飞边厚度及其波动；模具在成型设备上的安装调整误差、成型方法及成型工艺的影响等。成型零件的工作尺寸计算，要考虑塑料制品的尺寸公差，所成型塑料的收缩率、溢料飞边厚度、塑料制品脱模、模具制造的加工条件及可达到的水平等因素。本设计中的型腔为整体式的，故根据侧壁tc=，底部th=来按强度计算厚度。查表得a=4.087， a1=0.4974.取Pm=50MPa , p=2000 MPa。所以 tc= =60.29=19.3mm； th=180.93=20.2mm。5 模具冷却系统的设计模具的温度直接影响到塑件的成型质量及生产效率。一般的模具都需在200左右的温度有注塑机的喷嘴注射到模具内，熔体在60左右的模具内固化、脱模，其热量除少数辐射、对流到大气环境以外，大部分是由通入模具内的冷却水给带走。ABS要求模具温度较低（小于80），因此模具仅需要设计冷却系统。模具的温度稳定、冷却速度均匀可以减少塑料的成型收缩率的波动，是塑件减少变形、保证尺寸稳定的根本条件。5.1 模具冷却系统设计要求冷却系统设计需要合理确定冷却管道的直径，中心距以及与型腔壁的距离。 冷却管道的直径与间距直接影响模温分布，布置的冷却管道应保证型腔表面温度分布均匀。布置的冷却管道直径太小，且间距又大，所以型腔表面的温度变化很大，会造成塑件各部分不均匀收缩。根据经验，一般冷却管道中心线与型腔壁的距离应为冷却管道直径的1-2倍；冷却管道的中心距约为管道直径的3-5倍，管道直径d常取8-15mm，并尽可能使管道孔分别到各处型腔表面的距离相等，但当塑件壁厚不均匀时，应在后壁处开设间距较小的冷却管道。降低进水与出水的温度差，有利于型腔表面温度均匀分布。通常可通过改变冷却管道的排列形式来降低进，出水的温差，同时可减小冷却回路的长度。浇口处应加强冷却，在塑料熔体充模时，浇口附件的温度较高，而离浇口越远温度越低，因此应加强浇口处的冷却。通常采用将冷却回路的入口设在浇口附近，可使浇口附近在较低水温下冷却。应避免将冷却管道开设在塑件熔合纹部位并注意干涉及密封等问题，当采用多点浇口进料或型腔形状较复杂时，多股熔体在汇合处将产生熔接痕，该处的温度通常较其他部位较低，为不使温度急剧下降，保证熔合质量，在熔接痕部位尽可能不设冷却管道。冷却管道不应穿过镶块，以免在接缝处漏水，若必须通过镶块时，则应加镶套管密封，同时须考虑避开模具内其他孔道，如推杆孔，螺纹孔及型芯孔等。 冷却水道应便于加工和清理，为便于加工和操作，进出水管接头应尽量设在模具同一侧，宜设在注塑机背面，同时水管接头处必须密封，防止漏水。 本塑件在注塑成型时不要求太高的模温，因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计计算。 设定模具平均工作温度为60,用20常温水作为模具冷却介质，其出口温度t1为30,产量为（初算每2分钟1套）W=1.814/h。5.2 塑件在硬化时每小时释放的热量Q3查有关文献得ABS的单位热流量Q2为4010J/。故Q3=WQ2=1.8144010 =72.5610 J/h5.3 冷却水的体积流量V V=M单位时间注射入模具内的塑料质量，kg/h；q单位时间内塑料在模具内释放的热量，J/kg；c冷却水的比热容，J/(kg.K)；冷却水的密度，kg/m3；t1冷却水出口处温度，；t2冷却水入口处温度，。故 V=0.29m3/min由体积流量V的大小可知所需的冷却水管直径非常的小。由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积流量很小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。6 模具闭合高度的确定模具要想装在设备上正常工作，模具的闭合高度和设备的装模高度要满足一定关系。在支承与固定的零件的设计中，根据经验确定：定模座板H1=40mm，定模板H260 mm，型芯固定板H350 mm，支撑板H450 mm,动模座H550 mm ,动模板H6=50 mm,根据推出行程和推出机构的结构的尺寸确定垫块：垫块的高度H7=140mm，因而模具的闭合高度: H= H1+ H2+ H3+H4+H5+ H6+H7 =40+60+50+50+50+50+140 =440mm7 注塑机有关参数的校核本模具的外形尺寸为970mm750mm450mm。XS-ZY-500型注塑机模板最大安装尺寸为1200mm800mm，故能满足模具的安装要求。由上述计算的模具的闭合高度H=450mm，XS-ZY-500型注塑机所允许模具的最小厚度H min=300mm，最大厚度H max=450mm，即模具满足 H min H H max的安装条件。经查资料XS-ZY-500型注塑机的最大开模行程S=500mm，满足式子 SH1+H2+a+（510） S10+60+25+10=105mm式中，H1制品所用的脱模距离，H1=10mm； H2制品高度，H2=60mm； a取出浇注系统凝料必需的长度，a=25mm。此外，由于斜滑块内抽芯距较短，不会过大增加开模距离，注塑机的开模行程足够。经验证，XS-ZY-500型注塑机能满足使用要求，故可采用。8 绘制模具的总装图8.1模具总装图模具总装图如图8.1所示。图8.1 模具总装图8.2 模具工作原理模具安装在注塑机上，定模部分固定在注塑机的定模板上，动模部分固定在注塑机的动模板上。合模后，注塑机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。开模时,动模后退，塑件包裹在型芯上随动模一起往后移动，当移动一段距离后，动模停止往后移动，紧接着，注塑机的顶杆往前移动，在顶杆的作用下，斜滑块沿着主型心往上运动，当完全脱离塑件的内侧凸台时，在往前移动一段距离后，塑件完全脱离了主型芯，取出制件和料把，然后开始下一次的注塑循环。 9 模具安装与试模9.1 模具的装配关系模具装配时要求相邻装配单元之间的配合与联接均需要按装配工艺确定的装配基准进行定位与固定，以保证其间的配合精度和位置精度，从而保证型芯与型腔间能精密均匀的配合和定位，开合运动及侧向抽芯机构与推出脱模机构都能够实现运动的精确性。模具装配的具体工艺应满足以下要求：1）通过装配与调整，使装配尺寸链的精度能够完全满足密封性的要求；2）装配完成的模具其塑料注射完全满足规定的要求；3）寿命期限可以达到预先规定的数值和水平等。其具体的装配方法可有以下两种：1）配作法 在零件加工时需对配作及装配有关的必要部位进行高精度加工而孔位精度需由钳工配作来保证：在装配时，由配作使各零件装配后的相对位置保持正确关系，如在导套与导柱的装配及圆柱销的装配等；2）直接装配法 零件的型孔、型面及安装孔。单件按图样要求加工装配时，按图样要求把各零件连接在一起，如在 定位环、动模板、定模板、垫块、动模垫板之间的装配均采用直接装配法。 塑料注塑模结构主要取决于塑件的形状与结构要素。在本套模具设计中采用的是斜导柱侧向抽芯注射模结构，当开模时，由斜导柱将两个滑块侧向分型。然后，再由注射机推动推板，使推杆顶出塑件与流道凝料，合模时再由定模推动复位杆，由复位杆带动顶杆固定板和顶杆实现顶杆的复位，为下一个注塑循环作准备。 塑料注射模具使用过程： 精确合模塑料注射塑件冷却成形侧向分型抽芯开模主分型塑件与流道凝料脱模。 同时为适应塑件注射成型条件，还必须设置有合理的塑料注射流道和冷却系统元器件，诸如：1）定位、导向元件与配合副。包括：圆柱销、导柱与导套副、定位环等； 2）旁侧向分型抽芯与配合副； 3）塑件脱模、复位元件和结构。包括：推杆、复位杆、等； 4）浇口套、隔板、O形圈等； 5）塑料注射模装配，一般分为组装定模组合和组装动模组合单元。其中，定模装配单元又主要由动模板与型芯装配完之后再与动模垫板一起装配构成动模装配单元。9.2 模具的安装要求模具的安装应保证模具的加工精度，另外还应满足如下要求：1）清理模板平面定位孔及模具安装面上的污物、毛刺。2）因本模具外形尺寸不大，故采用整体安装法。在导轨间装入模架，放正，慢速闭合模板，压紧模具，然后用压板或螺钉压紧定模，并初步固定动模，然后慢速开闭模具，找正动模，应保证开闭模具时平衡、灵活、无卡住现象，然后固定动模。3）调节锁模机构，保证有足够开模距及锁模力，使模具闭合适当。4）慢速开启模板直至模板停止后退为止，调节顶出装置，保证顶出距离。开闭模具观察顶出机构运动情况，动作是否平衡、灵活、协调。5）模具装好后，等料筒及喷嘴温度上升到距预定温度2030，即可校正喷嘴与浇口套的相对位置及弧面接触情况，可用一纸片放在喷嘴与浇口套之间，观察两者接触印痕，检查吻合情况，须使松紧合适，校正后拧紧注射座定位螺钉，紧固定位。6）开空车运转，观察模具各部分运行是否正常，然后才可注射试模。9.3 试模通过试模塑件上常会出现各种弊病，为此必须进行原因分析、排除故障。造成次废品的原因很多，有时是单一的，但经常是多方面综合的原因。需按成型条件、成型设备、模具结构及制造精度、塑件结构及形状等因素逐个分析找出其中主要矛盾，然后再采用调节成型条件、修整模具等方法加以解决。结 论这次的毕业设计对每个人都是一个考验，大家都很努力的认真地完成。总体来说，我所设计的东西肯定有不妥之处，中间的步骤不是很完整，要达到专业要求还差得远。但是这是对我以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。这次注塑模具的设计也是对我以前所学知识的复习，随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用，所以，熟练的掌握模具制造工艺和模具设计是很重要的。在大学四年中，我学到了这些知识并掌握了一门技能，因为通过这次毕业设计，我深深的知道，大学四年我到底学到了什么，我有没有白上这大学，所以我很珍惜这次毕业设计的机会。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，在设计之前我进行了大量的学习。包括去鹤壁实习和在图书馆查阅资料，使我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。这是我尽最大努力做成的毕业设