毕业设计（论文）-调味盒塑料注射成型模具设计.doc

太原工业学院毕业论文前 言塑料材料只有通过成型才能成为具有使用价值的各种制品，而塑料的成型一般通过模具来成型，因此在塑料生产过程中模具是必不可少的。塑料模具对实现成型工艺要求和塑件使用要求起着十分重要的作用。任何塑件的生产和更新换代都是以模具的制造和更新为前提的，由于目前工业和民用塑件的产量猛增，质量要求越来越高，因而导致了塑料模具研究、设计和制造技术的迅猛发展。我国具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件具为代表，我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片模具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。塑料模已能生产34、48大展幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。近几年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、精密、长寿命模具在模具总产量中所占比例越来越大，塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸 模及汽车后轿齿轮箱压铸模等模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。模具加工机床品种增多，水平明显提高。快速经济制模技术得到了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术(RPM)进展很快，国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。正由于模具行业的技术进步，模具水平得以提高 ，模具国产化取得了可喜的成就。历年来进口模具不断增长的势头有所控制，模具出口稳步增长。在新世纪来到之际，我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战。回顾以往，展望未来，我们满怀信心期待模具技术在“十五”期间有更快的发展。实施标准化、专业化推动了我国塑料模具加工工业的发展，并将继续为我国塑料模具生产企业提高技术水平、增强竞争实力、加快融入国际大市场的步伐提供必要的技术保障。做为新世纪的大学生，我一定要学好模具的专业知识，用心做好每一个模具设计，努力为国家的模具设计事业作出我一点贡献。设计者：段学召2011年6月13日第一章 塑件分析设计一个完美的塑料制件，要根据制品的使用要求和外观要求从力学性能、美术造型和成型工艺、塑料模具设计和制造等多方面进行考虑。塑件的物理力学性能，如刚度、强度、韧性、弹性、吸水性、以及对应力的敏感性。设计塑件时尽量发挥其优点，避免和补偿其缺点。塑料的成型工艺，如流动性、成型收缩率及收缩率的各项差异等。塑件的形状应有益于脱模、排气、补缩，同时能使热塑性塑料制品达到高效、均匀冷却。塑件结构应是模具结构尽可能简单，特别是避免侧向分型抽芯机构和简化脱模机构。使模具机构符合制造工艺要求。第1.1节 塑料材料的选择注射塑料制品的选材要求主要取决于使用要求，为达到均衡选材还需考虑材料的注射工艺性和模具的结构工艺性。1.1.1 选材依据(1)塑料件所需性能（使用要求）。使用要求是一个综合性的问题。这里我们设计的塑料制件是调料盒的瓶体，属一般的室内用塑料件，对耐候性要求不高。需要有一定的刚度，并对制品表面的粗糙度也有一定要求。已确定采用注射模塑成型，对原材料性能的最低要求如表11：表11 原材料性能项目的最低数值清单：抗压强度50 MPa弯曲模量900 MPa热变形温度80 带缺口悬臂冲击强度2 kJ/m2断裂伸长率5 %(2)几种塑料性能比较，见表1-2。(3)塑料材料性能排序，见表1-3。表12 几种塑料的性能比较材料名称密度（g/cm3）强度极限b（kg/mm2）比强度b/弹性模量E(kg/mm2)比刚度（E/）价格元/吨PE0.9639.541.21078.71123.76600PP0.9032.335.91274.81416.47450PS1.0648.645.93137.92905.87850ABS1.0548.045.12059.31961.210100POM1.4160.442.82745.71947.315000PA-61.1381.071.72745.72418.3116900PA-661.1478.368.61274.81118.218900PC1.2061.851.52353.41961.120100表13 几种常用塑料的使用性能排序序号性能说 明塑料代号排序1强度刚度高 低PA POM PSU PET EP ABS PS PVC PMMA PP PE2耐磨减磨好 差PA PAR PP PBT PC FEP POM ABSPVC PS PMMA PSU3耐化学性好 可PCTFEF3 PEEK PPS PENTON PTFE PPSU PPO ABS HDPE PB PA PC PMMA 4耐热性高 低PTFE EP PSU PC PP PE POM PMMA ABS PS PVC5尺寸稳定性精 粗PENTON PVC PSF PS PMMA ABS PC PA PSU PPO PP PE6抗老化性强 弱FEP F46 PTFE UEMWPE PEEK PMMA PAR PBT PC POM7阻燃性好 差PTFE PVC PI PPO PC PVF PEC EP PMMA PE PP8电性能低 高PTFE PE PVC PET PMMA PI PBT PPS PA TTE PPP 9透明性好 劣PMMA PS PC PCTFEF3 PA PA-101010耐折叠性好 差PP PE PVC PPC PS ABS 1.1.2 选材方法经验法。按选材经验和推荐使用情况综合考虑使用要求，选取合适的材料，其中还须考虑经济成本和材料来源。1.1.3 材料选择PS其它性能均合适，但由于太脆，故不予采用。工程塑料性能优良，但成本太高，也不可取。综合考虑材料的性能和成本，最后选择聚丙烯PP。聚丙烯比重小，强度、刚性、硬度、耐热性能均优于HDPE，可在100左右使用。具有良好的耐腐蚀性，良好的高频绝缘性，不受湿度影响，但低温易变脆，不耐磨，易老化，适合于制造一般的机械零件。PP属结晶性材料，吸湿性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属接触会发生分解。其流动性极好，溢边值0.03mm左右。冷却速度快，浇注系统及冷却系统应散热适度。成型收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，取向性强。成型加工时注意控制成型温度，料温低取向性明显，尤其是在低温高压时更明显。模具温度低于50以下塑件无光泽，易产生溶接痕、流痕；90以上时易发生翘曲、变形。塑件应壁厚均匀，避免缺口，以防止应力集中。PP的其它性能见表1-4。表1-4 PP的部分性能物理性能密度g/cm0.90.91力学性能屈服强度MPa37线胀系数/9.8抗压强度MPa56计算收缩率%1.03.0断裂伸长率%200燃烧性慢弯曲模量GPa1.45透明性半透明冲击韧度kJ/mm3.54.8（缺口）化学性能不含稳定剂时表面迅速变色、发脆，加抗氧剂可以改善其抗大气老化性能成型条件预 热时间h12温度80100料筒温度后段160180对碱类稳定中段180200对多数油类稳定，能吸收极少量矿物油、植物油前段200220模温4080强酸及高浓度氧化剂能引起破坏，对水和无机盐溶液稳定。注射压力MPa70120成型时间（总周期50160）s注射2060受许多烃类、酮类高级脂肪族的侵蚀而软化或溶解，对醇类稳定。高压03冷却2090螺杆转速r/min48第1.2节 塑料制品的结构设计1.2.1 尺寸精度塑料制品的尺寸精度与塑料制品品种有关，根据各种塑料收缩率不同，可将各种塑料的公差等级分为高精度、一般精度和低精度。对于塑料制品技术要求和尺寸精度尽量降低，采用一般精度。PP塑件一般精度为MT4，未注公差尺寸为MT62。1.2.2 表面质量塑件表面质量包括表面粗糙度和表观缺陷状况（缺料、溢料、凹陷、熔接痕、银纹、浇口处发浑、翘曲、粘膜和粘流道等）。如果不考虑表观缺陷状况，则制品的表面质量主要取决于表面粗糙度。一般而言，原材料的质量、工人操作水平及模具型腔的表面粗糙度等因素均对制品的表面粗糙度有影响，其中模腔的表面粗糙度影响最大。制品要求的表面粗糙度数值越小，模腔表面越光滑，加工模具时的研磨抛光要求也越高，模具制造的难度也越大。因此，制品表面的粗糙度应视情况而定，除了考虑使用要求外，还须考虑美观。模塑制品的表面粗糙度通常为Ra0.021.28，这里取Ra0.8。模腔表面粗糙度数值为制品的1/2，即Ra0.010.64,这里取Ra0.4。1.2.3 结构设计及工艺性如图11 塑件图。图1-1 塑件图该塑件属于薄壁深腔制品，外表要求光滑，不能有刮痕、毛刺等机械损伤及断裂等表面缺陷，不能有明显的色差、收缩痕、毛边及熔接痕等。塑件形状要便于模塑，所以沿料流方向，设计成流线形，并对内外表面的转角都进行了圆角，避免流动死角。塑件的外表面沿脱模方向设计成圆弧状，不仅使塑件美观，更避免了脱模困难。第二章 方案的选择该塑件属于中型薄壁深腔制件，投影面积最大的平面为口部，故分型面取在调味盒的口部最大投影面积处。型腔数目为一模两腔，浇口选在盒的底部中间，采用点交口，这样既不影响美观，又可以调整交口封闭时间。根据塑件的特点，采用整体镶拼式成型镶块来成型。考虑冷却水道分布，再考虑模板的螺钉固定孔，导柱、导套的安放等，从而估算出模具水平面得投影尺寸，在标准中查出相近的模架。第三章 注射机的选择在模具设计时，根据产品几何尺寸及模具结构特点，尽可能选用适合的注塑机以充分发挥设备的内在能力。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机。第3.1节 塑件的体积和重量的计算 制品的体积为：V=76.315 cm3 ，原材料是PP ，密度是：=0.90g/cm3,选型腔数为2个。调料盒的重量 W=V （3-1） =0.9076.315 =68.6835g第3.2节 模具所需塑料熔体注射量根据生产批量为大批量生产，由于注塑件的尺寸比较大，初步选择采用一模二腔，按塑料模具设计指导有如下模具所需塑料熔休注射量的计算公式： M = N M1+ M2 （3-2） 式中，M 副模具所需塑料的质量或体积（g或cm3） N 初步选定的型腔数量 M1 单个塑件的质量或体积（g或cm3） M2 浇注系统的质量或体积（g或cm3）M2 ：注系统的质量或体积，它与注塑件的质量和塑料的流动性能有一定的关系，是一个不定值，但据注塑厂的统计资料，M2 取15%-20%。在这里我们选用M2 =0.6N M1 则有：M =1.6NM1=1.6268.6835=219.7872 g第3.3节 设备选择根据塑化塑化温度，额定注射量，注射压力，锁模力要求，参考塑料成型工艺设计与模具设计P105表4.2 常用国产注塑机的规格和性能。初步选择采用注射机型号：G54-S200/400G54-S200/400，其有关的参数为：额定注射量 400cm注射压力 110MPa锁模力 2540KN最大注射面积 645cm2最大开合模行程 300mm最大模具厚度 406mm最小模具厚度 165mm喷嘴圆弧半径 18mm喷嘴孔直径 4mm动定模板尺寸 532634mm拉杆间距 290mm368mm 第3.4节 工艺参数的校核3.4.1 最大注射量的校核注射模一次成型的塑料重量（塑件和流道凝料重量之和）应在公称注射量的35%75%范围内，最大达80%，最低不小于10%。既保证塑件质量，有充分发挥设备的能力。选在50%80%范围内为好。Vgn(Vs+Vj)(c) （3-3） 式中 Vg注射机额定注射量(c) Vs单个塑件的容积量(c) Vj浇注系统和飞边所需要的容积量(c) n型腔数 Vgn(Vs+Vj) =2(76.3+76.30.6) =244.16 c而注射机理论注塑容量为400 c244.16 c，故满足要求。3.4.2注射压力的校核所选注射机的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成型所需的压力与塑料品种、塑件形状尺寸、注射机类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。根据经验，这里成型的塑件形状一般，精度要求一般，塑料熔体流动性较好，所需注射压力一般在70100MPa，小于注射机的注射压力110MPa，符合要求。3.4.3锁模力的校核FM=（NA1+A2）P型 （3-4） 式中，FM 模具所需要的锁模力（N） N 初步选定的型腔数量 A1 单个塑件在分型面上的投影面积（mm2） A2 流道凝料在分型面上的投影面积（mm2） P型 塑料熔体对型腔的平均压力(MPa)其中，A2 按分型面上投影面积A1 的0.20.5倍。取中间值0.3，塑件投影面积分析（一模两腔一起分析），A1 投影面积为：27375.04mm2根据资料塑料模具设计指导常用塑料注射成型时型腔平均压力表中聚丙烯注射成型的注射压力为 70 MPa FM =（NA1+A2）P型 =（213687.52+0.3213687.52）70 2491 KN =2540kN合适。3.4.4 开模行程的校核 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注射机的最大开模行程。肘杆式锁模机构，其最大行程不受模板厚度影响，对于单分型面注塑模具，开模行程可按下式校核： （3-5）式中 塑件脱模（推出距离）距离，mm塑件高度，包括浇注系统在内，mm=300mm140+116+10=266mm合适。综合分析考虑制件高度、脱模距离、模厚等因素，开模行程合适。第四章 注塑模设计第4.1节 塑料制件在模具中的位置4.1.1 型腔数及排列方式(1)型腔数确定这里根据所选注塑机的技术规范及塑件的技术经济要求，计算可以选择的型腔数。根据塑化能力求型腔数 模具的塑化容量必须与注塑机的塑化能力相匹配，故型腔数可以根据塑化能力来决定。 n = = （4-1）式中 G塑化能力，g/s 每分钟的注塑次数，=60/ 一个塑件的质量和它均分到的浇注系统质量之和，g 成型周期，50160s =60/50=1.2 n=21（个）.根据注塑机的最大注塑质量求型腔数注塑机的最大注塑质量按国际惯例是注塑在常温下密度为=1.05g/cm3的普通聚苯乙烯的对空注塑量(g),实际注塑量取机器最大注塑能力的85%。注塑聚苯乙烯时模具型腔数最多为： n= （4-2）PP属结晶性材料，最大注塑量=0.9 （4-3）再代入式（42）计算型腔数国产注塑机常用理论注射容积表示注塑机的最大注塑能力， = （4-4）式中 注塑系数，对于结晶性材料约为0.85 常温下某种塑料的密度，常温下PP的密度=0.90.91代入得n=85%/ （4-5） =2.72（个） 所以，最后取型腔数n=2个。4.1.2 分型面的选择分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充模特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注塑模具设计的一个重要问题。分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件的位置、形状以及推出方式、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要综合分析比较，遵循以下原则：1. 分型面应选在塑件最大轮廓处2. 确定有利的留模方式，便于塑件脱模通常分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在动模一侧，这样有助于动模内设置的推杆机构动作。3. 保证塑件的精度要求4. 满足塑件的外观质量要求5. 便于模具加工制造6. 对排气效果、侧向抽芯的影响考虑以上几方面，塑料采用注射成形法生产，为保证塑料表面质量，使用点浇口成形，由于塑件较大，所以一个塑件采用一个点浇口，因此模具应为双分型面注射模（三板式注射模）。分型面取塑件底面为主分型面，结构简单，利于气体的排出，浇口板与定模板之间为第二分型面。：第4.2节 浇注系统和排溢系统的设计4.2.1 主流道及主流道衬套（1）主流道设计主流道是注射机喷嘴与分流道的塑料熔体的流动通道，其形状尺寸对熔体的流动和充模时间有较大的影响。主流道一般设计在浇口套中，为更容易的拔出，主流道的锥角为2040结构如下图所示图 4-1 主流道4.2.2 冷料井的类型和结构由于注塑机喷嘴与冷模具接触降温，致使喷嘴前端存有一段低温料，为了除尽这段冷料，在主流道对面设计冷料井使冷料不进入分流道和型腔，采用冷料井底部带推杆的冷料井3。冷料井处孔径d =mm4.2.3 分流道设计影响分流道设计的因素很多，制品的几何形状、壁厚、尺寸大小及尺寸的稳定性，内在质量和外在质量要求，塑料的种类，注射机的压力，加热温度，注射速度，主流道及分流道的拉料及脱落方式，型腔布置及浇口形式的选择都能影响分流道的设计。在设计分流道时考虑以下几点：1. 塑料流经分流道时的压力损失及温度损失要小。2. 分流道的固化时间应稍后于制品的固化时间，以利于压力的传递及保压。3. 保证塑料迅速而均匀的进入各个型腔。4. 分流道的长度应尽可能短，其容积要小。5. 要便于加工及刀具的选择。(1)分流道截面分析圆形截面分流道 其优点是表面积与体积之比值为最小，在容积相同的分流道中圆形截面分流道的塑料与模具接触的面积最小，因此其压力损失及温度损失小，有利于塑料的流动及压力传递，其缺点是圆形截面分流道必须在动、定模上分别设计两个半圆形，因此给模具加工带来一定难度。抛物面截面（U形截面） 其截面的形状接近于圆形截面，同时此种截面的分流道只在模具一面加工。但缺点是与圆形截面相比，热损失较大，流道废料较多。梯形截面 此种截面是抛物线形截面的变形，与以上两种截面相比，其热损失较大，但便于分流道的加工及刀具的选择。考虑到PP流动性极好，溢边值0.03mm左右，冷却速度快，浇注系统及冷却系统散热应适度，料温低，取向性明显。50以下无光泽。因而，这里选择半圆形截面分流道。查表得到PP的圆形截面分流道直径为 D=4.79.5mm，这里取D=5mm。图4-2 分流道(2)分流道的长度 分流道的布置形式如图41 所示，采用平衡式。其长度L取尽可能短、少弯折，以减少压力和热量的损失。 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因而分流道的内表面的粗糙度并不要求很低，这里取1.6，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。4.2.4 浇口的设计考虑浇口的灵活性，加工方便，及零件的表面质量要求，所以选用点浇口进料，减少了浇注系统塑料的损耗量，同时去除浇口容易，且不留明显痕迹。如下图所示图 4-3 点浇口 由经验公式计算浇口的深度hh= (45) 式中 制品厚度，mm； 材料系数，PP为0.7。 h=0.72.5=1.75mm浇口直径：D= 式中 凹模边型腔表面积 mm。 =13524=5400mm D1.2mm浇口台阶长=0.51.2mm，这里取0.8mm。4.2.5 排溢系统的设计 当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇筑系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体，否则将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清、填充缺料等成型缺陷。另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计时有必要考虑排气问题。本模具为中小型的简单型腔，且设有推杆和推件板顶出机构，可以利用推杆、推件板、活动型芯与模板的配合间隙进行排气，其间隙可取在0.030.05mm之间，这里取0.04mm。第4.3节 成型零件的设计4.3.1成型零件的结构设计(1)凹模的结构设计整体式凹模有一整块金属切削而成，结构牢固、不易变形。这里模具型腔结构并不复杂，可以采用整体式凹模。模板一般采用45#钢制作，但是45#钢在局部淬火时容易变形，所以动模板加工时，留修模余量，对型腔部分作局部淬火，后再次对模板进行修模。模板材料45#钢正火，硬度170210HBS，表面粗糙度：。型腔表面淬火，硬度4348HBS，表面粗糙度：(2)型芯的结构设计把型芯单独制造，在嵌入到动模板上，这样加工方便，还有便于修模。4.3.2 成型零件工作尺寸计算按平均收缩率计算成型尺寸比较简便易行，是最常用的计算方法，这里采用此方法。PP平均收缩率，塑件制造公差，对应模具制造公差。(1)型腔径向尺寸计算 (47) (48)式中 型腔（孔）的最小尺寸型腔使用过程中允许的最大磨损量（取塑件总误差的1/6，一般在0.020.05mm之间）成型零件制造误差（正值）塑件（轴）的最大尺寸 塑件公差（负值）出于修模考虑，对型腔径向尺寸来说易修大，预留一负修模余量,标上制造公差得型腔径向名义尺寸： =+ 对于注塑模，型腔磨损量很小时，可用下式计算：= + (49)塑件径向尺寸=165mm， =164.44mm；167.80mm模具型腔按级精度制造，其制造偏差=0.07mm，=(167.80-0.07)+0.07=167.73+0.07mm塑件径向尺寸=88mm，=88=87.64； =89.43mm模具制造偏差=0.16mm， =(89.43-0.16)+0.16 =89.27+0.16mm(2)型芯径向尺寸计算=标上制造公差得型芯径向名义尺寸：=-对于注塑模，型腔磨损量很小时修模余量也很小时可用下式计算：=- (410)塑件尺寸=160mm，=160+=160.56mm；=163.84mm模具制造偏差=0.084mm，(163.84+0.084)-0.084=163.924-0.084 mm塑件尺寸=83mm，=83+=83.36mm；=85.06mm模具制造偏差=0.048mm，(85.06+0.048)-0.048=85.108-0.048 mm(3)型腔深度尺寸计算+若取修模余量为，则型腔容易修浅 + (411)塑件尺寸=116mm，116=115.59mm；=117.99mm模具制造偏差=0.048mm，型腔易修浅，117.99+0.048mm。(4)型芯高度尺寸的计算 -型芯容易修长- (412)塑件尺寸=112mm，112=111.59mm；=113.87mm模具制造偏差=0.16mm，型腔易修长，113.87+0.16mm。4.3.3 侧壁和地板厚度计算(1)型腔侧壁厚度计算 型腔为不规则形状，近似于矩形，按整体式矩形型腔进行计算。但塑料熔体注入时，其最大变形发生在自由边的中点。变形量为 (413)式中 由而定的常数，；侧壁内侧边长mm；侧壁内侧边高（型腔深度）mm。由于侧壁的内侧边长mm，所以按允许变量mm计算壁厚 2。=0.0275 mm模腔压力=3672 Pa，为注塑压力。 (414) 0.18 27 mm 故侧壁厚选27 mm。(2)底板厚度计算 允许变形量已知，按刚度条件计算 (415)型腔内壁短边长常数，由 而定。 (416) =0.00778=27.026mm按许用应力计算最大应力集中在底板中心和长边中点处，而以长边中点处的应力最大，应力为 按许用应力计算底板最小厚度(mm)为 (417)式中 由决定的常数，查表取=0.4518。 55 mm 故底板厚度选55mm。第4.4节 温度调节系统的设计PP粘度低、流动性好，成型工艺要求模具温度不太高。注射成型过程中，可把模具看成为热交换器，塑料熔体凝固时释放的热量约有5%以辐射、对流的方式散发到大气中，其余95%由模具的冷却介质带走。模具的冷却时间约占成型周期的2/34/5，因此，冷却系统的设计是一个很重要的问题。显然，应在模具上开设尽可能大、数量尽可能多的冷却水通道，以增大传热面积，缩短冷却时间，达到提高效率的目的。4.4.1 冷却时间计算塑件最厚部位断面中心层温度达到热变形温度以下所需时间简化计算公式为 (s) (426)式中 塑件所需冷却时间，s塑件厚度，mm塑料热扩散率，m2/s 塑料熔体温度，塑料热变形温度，模具温度，查表取=6.7106m2/s，=200，=102，=40 =11.2 s查表得到，PP制件厚度2.5mm，对应冷却时间17.5s，为了安全起见，以上数值仅供参考，确切值在试模时确定。4.4.2 冷却参数计算(1)塑件每小时在模内释放的热量 (J) (427)式中 单位时间内注入模具的塑料质量，这里约12.5kg/h塑料成型时在模具内释放的热焓量，J/kg=12.55.9=7.375 J(2)冷却水体积流量计算 (428)式中 冷却水体积流量，m3/min冷却水的比热容，J/kgK冷却水的密度，kg/m3冷却水出口温度，冷却水进口温度，=5.8710-3 m3/min (3)求冷却水孔径 根据体积流量，由表查找，取冷却水孔径mm。(4)求冷却水在孔内的流速 =1.25 m/s (5)求冷却水壁和冷却水间的传热系数 (429)式中 与冷却水温度有关的物理系数，查表得到25时，水的=7.95。=5977 W/m2K(6)冷却水孔总传热面积 (430)式中 冷却水平均温度，=0.0196 m2(7)求冷却水孔总长 (431)= =0.63 m(8)求模具上应开的冷却水孔数n n = (432)式中 每根水孔的长度，m n =3.9孔(9)冷却水流动状态校核当平均水温为22.5时，由图查得，水的运动粘度m2/s。 (433) =1.3故冷却水属稳定湍流状态，冷却效果良好。(10)冷却水进出口温差校核 (434) = =5与原设定值一致。4.4.3 冷却回路设计由前面计算得到冷却孔数4，孔径10mm。取冷却水孔中心线与型腔壁距离14mm，冷却通道之间中心距30mm。图 4-4冷却水到分布简图第4.5节 合模导向机构设计24.5.1 导柱导向机构设计图 4-5导柱任何一副模具在定、动模之间都设有导向机构，起着定位、导向、承载和保持运动平稳的作用。按经验，导柱直径和模板宽度之比=0.060.1，圆整后其标准值，选择导柱直径。公差配合 安装段与模板间采用过渡配合，导向段与导向孔间采用动配合。粗超度 固定段表面用，导向段表面用。材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧不易折断的芯部，因此采用低碳钢(20号钢)渗碳(0.50.8mm深)，经淬火处理()或碳素工具钢(、)经淬火或表面处理()。这里首选T8A淬火，硬度HRC5055。4.5.2 导套的设计为了方便导套压入模板的同时便于导柱进入导套，在导套端面内外倒圆角，模具上的导向孔做成了通孔，这样合模时孔中的空气易排出，这样就避免形成附加阻力，同时也便于排除意外落入的塑料废屑。 导套内孔与导柱之间为动配合H7/f7，外表面与模板孔为较紧的过渡配合H8/k7（带轴肩导套），其前端设计为一长3mm的引导部分，按松动配合H8/e8制造，其粗糙度内外表面可用Ra0.8m。 导套的材料可用耐磨材料，在本设计中采用的是20#钢，:热处理5055HRC，渗碳0.50.8，淬硬5660HRC。图 4-6导套第4.6节 塑件脱模机构注射模必须有准确可靠的脱模机构，以便在每一个循环中将塑件从型腔内或型芯上自动的脱出模外，实现生产的自动化、半自动化。注射成型后，使塑件从凸模或凹模上脱出的机构称为脱模机构。脱模机构由一系列推出零件和辅助零件组成，可具有不同的脱模动作。由于塑件的形状与尺寸的变化，因此脱模机构的种类也是千变万化的。按推出动作的动力源对机构可分为：手动脱模、机动脱模、气动和液压脱模等几种脱模方式。按推出机构动作特点可分为：一次推出（简单脱模机构）、二次推出、顺序脱模、点浇口自动脱模和带螺纹塑件脱模等几类。由于塑件盒体部分深达116mm，塑件成型后容易对型芯产生较大的抱紧力，而且推出行程比较大，所以适宜采用推板推出和推杆推出的复合机构。此类推出机构的特点是作用面积大、推出力大、脱模均匀、运动平稳，并且塑件上无推出痕迹。 33第五章 结 论由于模具设计合理，各零件的精度在加工中都得到了充分的保证，装配时，钳工对重点部位进行把握，有效缩短模具的试制时间，为顺利投产赢得时间。该模具的试制成功可以为齿轮尺条抽芯模具提供一个有益的范例，并为需长侧抽芯的塑件生产提供一个经济、合理的方法。在调味盒模具设计时，根据塑件的结构特点和表面质量要求，合理选择了点浇口的进料方式，避免充模产生的水纹、气泡和疏松等缺陷。采用推件板和推杆的复合脱模机构，以减轻推出过程中塑件产生的变形。型腔采用双层循环冷却方式，在成型过程中既保证产品质量，又缩短成型周期，取得了较好效果 设计心得经过接近三个月多的努力，毕业设计终于完成了。可能此毕业设计尚存在不足之处，但通过这段时间的学习与工作，从中学习到