毕业设计（论文）-金属散热器风扇架的模具设计（全套图纸）.pdf

金属散热器风扇架的模具设计 摘摘 要要 随着模具业发展，注射模具设计要求越来越高，造型也比较复杂，本设计介绍了金 属散热器风扇架注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对 注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了型芯和型腔、冷流道注射模具浇注系统、 温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明。设计内容主要包括 设计计算及说明与绘图两部分。 本次金属散热器风扇架设计中计算及说明部分包括如下：分型面及动、定模板结构 型式的选择；冷却系统结构形式的确定；浇注系统结构形式的确定；模具型腔、型心结 构的确定；自动脱螺纹机构形式的确定；注塑机的选择；排气系统结构的确定。 关键词：关键词：金属散热器风扇架 注射模 自动脱螺纹机构 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 Abstract Abstract Along with the mold industry development, injection molding design is getting higher and higher to the mold request, the shaping is also quite complex, this the design introduced the metal radiator fan frame injection moldings basic principle, specially single is divided the profile to inject molds structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the core and the die space, the cold flow channel injection mold gating system, the temperature control system and goes against systems design process, and has given the explanation to the mold intensity request. The design content mainly includes the design calculation and shows and draws a chart two parts. In the metal radiator fan frame design computation and specification part including as follows: Divides the profile and moves, decides the template structure pattern the choice; Cooling system structural style determination; Gating system structural style determination; Mold die space, core structure determination; Automatic thread off Mold emptier form determination; Injection molding machines choice; Discharge gas system structure determination. Keywords: metal radiator fan frame Injection Mold Automatic thread off Mold emptier 目录目录 摘摘 要要 . I ABSTRACT . III 绪绪 论论 . 1 产品介绍产品介绍 . 3 第一章第一章 塑料成型工艺性分析塑料成型工艺性分析 . 4 1.1 塑件分析 . 4 1.2 性能分析 . 4 1.2.1 塑件的分析. 4 （1）外形尺寸 该塑件壁厚为 1.5mm，结构简单，外观质量要求一般，尺寸不大，塑 料熔体流程不太长，适合于注射成型。 . 4 1.2.2 ABS 的性能分析 . 4 1.2.3 HDPE 的注射成型过程及工艺参数 . 5 第二章第二章 分型面位置的分析和确定分型面位置的分析和确定 . 6 2.1 分型面的选择原则 . 6 2.2 分型面选择方案 . 6 第三章第三章 塑件型腔数量及排列方式的确定塑件型腔数量及排列方式的确定 . 9 3.1 数量 . 9 3.2 排列方式 . 9 第四章第四章 注射机的选择和有关工艺参数的校核注射机的选择和有关工艺参数的校核 . 11 4.1 所需注射量的计算. 11 4.2 注射机型号的选定 . 11 4.3 有关工艺参数的校核 . 12 目录 4.3.1 注射量的校核. 12 4.3.2 注射压力的校核 . 12 4.3.3 锁模力的校核. 12 4.3.4 模具的固定. 13 4.3.5 开模行程的校核 . 13 第五章第五章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算 . 15 5.1 主流道的设计 . 15 5.2 冷料穴的设计 . 16 5.3 分流道的设计 . 17 5.4 浇口设计 . 18 5.5 浇注系统的平衡 . 20 第六章第六章 成型零件的设计及力学计算成型零件的设计及力学计算 . 21 6.1 成型零件的结构设计 . 21 6.2 成型零件工作尺寸计算 . 21 6.3 成型零件的强度及支撑板厚度计算 . 23 6.4 成型零件的钢材的选用. 25 第七章第七章 模架的确定和标准件的选用模架的确定和标准件的选用 . 26 第八章第八章 导向机构的设计导向机构的设计 . 27 第九章第九章 脱模机构的设计脱模机构的设计 . 28 9.1 脱模机构的设计原则 . 28 9.2 塑件的脱模机构的设计计算 . 28 9.2.1 脱模力的计算. 28 9.2.2 推杆直径确定. 29 第十章第十章 温度调节系统的设计温度调节系统的设计 . 31 10.1 冷却系统的简单计算 . 31 第十一章第十一章 排气槽的设计排气槽的设计 . 33 第十二章第十二章 模具总体结构模具总体结构 . 34 设计总结设计总结 . 35 参考文献参考文献 . 35 附件一附件一 . 37 绪论 绪绪 论论 随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不 断提高，塑料制品的应用范围也在不断地扩大，如：家用电器、仪器仪表、建筑 器材、汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅速增加，由于 在工业产品中，一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属结构件，加上利 用工程塑料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状，并且还能设计成卡装结 构， 成倍地减少整个产品中的各种紧固件，大大地降低了金属材料消耗量和加工 及装配件工时，因此，近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。 特别是近几年塑料制品在电子产品上的应用开发技术越来越成熟，塑料在电 子产品领域中越来越得到重用，取代了很多原料在电子产品上的用途，为电子产 品带了了新的生命和活力。 塑料向电子产品领域扩展的又一前沿阵地是显示器产 品。在传统显示器方面，由于同质化情况日趋严重，厂商要提升产品的市场竞争 力，设计个性化非常关键。塑料外壳良好的可塑性、鲜艳多姿的色彩为厂家的设 计提供了更为广阔的空间。但在外壳塑料模具方面，国内模具还存在着制模周期 长、高精度模具难以生产的缺点。在个性化显示器日渐受欢迎的今天，对国内塑 料模具厂家也提出了新的要求。 现在塑料已更深刻地进入了显示器领域，不仅 只是用来制作外壳。飞利浦公司已研制出一种塑料质地的计算机显示器，这种显 示器使用具有柔韧性的塑料半导体元器件而不是传统的硅芯片， 每秒更新速度为 100 次。不过这种显示器的清晰度还有待改进。 塑料显示器的出现，使寻找纸 张替代品的工作取得了巨大进展。塑料显示器可以制成轻雹柔软、便于携带和阅 读的“电子纸”，这种“纸”可以方便地更新内容，可以被成千次地使用，如传 真、 电报等临时需要或阅读一到两次就被抛弃的文件，都可以用电子纸来生成和 重新使用，它将显著地减少办公室和家庭的纸张消费，一旦投入市场，将产生巨 大的经济效益。 “塑料制品生产的关键常在模具” 。改革开放以来，随着我国的塑料加工工业 地飞跃发展，随着塑料制品的应用领域日益广泛，我国的模具行业也飞速地发展 起来，大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。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。 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。 目前，生产塑料制品最广泛采用的是压制成型法、铸压成型法、注射成型法、中 空吹塑成型法、真空成型法、压缩空气成型法、其中包括近年来得到发展的热固 性塑料注射成型、低发泡塑料注射成型及微型注射成型等。 注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法。 该方法适用于全部热塑性塑料和 部分热固性塑料，生产的塑料制品数量之大是其他成型方法望尘莫及的。由于注 塑成型加工实现了生产自动化、高速化，因此具有极高的经济效益。作为注塑成 型加工的主要工具之一注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中 的生产效益等方面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换 代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。 产品介绍 产品介绍产品介绍 本次毕业设计的对象是金属散热器风扇架，产品主要用于固定在电脑显卡上 的散热风扇， 一般大概在 6080 摄氏度的温度之间下工作， 因为会与电子元件直 接接触， 所以所用的塑料材料应该有良好的绝缘性， 在 6080 度的温度下可以正 常工作，因为是和于固定风扇的结构，所以本产品有良好的综合力学性能。下图 是产品的外形图和基本尺寸图。 图 0-1 产品外形及基本尺寸图 第一章第一章 塑料成型工艺性分析塑料成型工艺性分析 1.1 塑件分析塑件分析 该塑件为金属散热器风扇架，塑件的公差要求不高，质量要求是不允许有裂 纹和变形缺陷；脱模斜度 0 130；塑件的材料定为 ABS，生产批量为大批量， 塑件公差按模具设计要求进行转换。 这里塑件的精度要求不高所以公差按国家标 准备公差 MT6 来进行计算， 详见参考目录 塑料成型工艺及模具设计 表 （2- 4） 。 1.2 性能分析性能分析 1.2.1 塑件的分析塑件的分析 （1）外形尺寸 该塑件壁厚为 1.5mm，结构简单，外观质量要求一般，尺寸 不大，塑料熔体流程不太长，适合于注射成型。 （2）精度等级 根据题目要求，塑件为金属散热器风扇架，材料为 ABS，所 以按高精度等级 MT6 来计算。 （3）脱模斜度 ABS 属无定型塑料，成型收缩率较小，在%8 . 0%3 . 0之间， 查参考目录塑料成型工艺及模具设计表（2-10）选择该塑件上型芯和凹模的 统一脱模斜度为 0 1 。 1.2.2 ABS 的性的性能能分析分析 （1）使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定。耐化学性， 电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、 减摩零件、传动零件和结构零件。 （2）成型性能 1）无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按 品种来确定成型方法及成型条件。 2）吸湿性强。含水量应小于 0.3%（质量） ，必须充分干燥，要求表面光泽的塑 件应要求长时间预热干燥。 3）流动性中等。溢边料 0.04mm 左右。 4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械 加工时塑件表面呈现白色痕迹。 第一章 塑料成型工艺性分析 （3）ABS 的主要性能指标 表 1-1 ABS 性能指标 密度/ 3 cmg 1.021.08 比热容/() 1 CkgJ 1470 收缩率(%) 0.30.8 拉伸强度/MPa 38 吸水率(%) 0.20.4 弹性模量/MPa 3 104 . 1 熔点/C 130160 弯曲强度/MPa 80 屈服强度/MPa 50 压缩强度/MPa 53 比体积/ 13 gcm 0.860.98 弯曲弹性模量/ MPa 3 104 . 1 1.2.3 HDPE 的注射成型过程及工艺参数的注射成型过程及工艺参数 （1）注射成型过程 1）成型前的准备。对 ABS 的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于 ABS 的吸水性较大，成型前应该进行充分的干燥，进行预热，处理温度为 7080C， 处理时间为 12h。 2）注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模 具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却 五个阶段。 3）塑件的后处理。处理介质为空气和水，处理温度为 6075 C 0 ，处理时 间为 1620S。 （2）注射工艺参数 1）注射机：螺杆式，螺杆转速为 30min/r。 2）料筒温度（C） ：后段：150170； 中段：165180； 前段：180200。 3）喷嘴温度（C） ：170180。 4）模具温度（C） ：5080。 5）注射压力（MPa）:60100。 6）成型时间（s） ：15.3（注射时间 1.6，冷却时间 5.7,辅助时间 8） 。 第二章第二章 分型面位置的分析和确定分型面位置的分析和确定 2.1 分型面的选择原则分型面的选择原则 在塑件设计阶段,首先应该考虑成型时分型面的形状数量,否则就无法用模具 成型。在模具设计阶段,应首先确定分型面的位置,然后才选择模具的结构。分型 面选择是否合理,对塑件质量工艺,操作难易程度和模具设计制造有很大影响。因 此分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。 选择分型面总的原则是保证塑 件质量,且便于制品脱模和简化模具结构:由参考文献1可知 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构,选择 分型面应尽量使塑件开模时留在动模; 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。分型面应尽可能选择在不影响外观的部位,并使其产 生的溢料边易于消除和修整; 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。分型面的选择应保证塑件尺寸精度; 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。分型面选择应有利于排气; 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。分型面选择应便于模具零件的加工、方便模具制造； 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。分型面选择应考虑注射机的规格； 分型面上尽量避免尖利边。 2.2 分型面选择方案分型面选择方案 根据该塑件的形状,分型面选择的方案有如下几种,分析比较如下: 分型面选择方案 1.如图所示： 1、定模板 2、动模板 3、型芯 图 2-1 分型面方案 1 分型面与开模方向平行,置于最大截面处,塑件包紧在动模型芯上。利用推出 机构易于推出,开模行程合理,模具结构简单,制造方便,塑件成型精度高,能够满足 要求。 第二章 分型面位置分析和确定 分型面选择方案 2 图所示 1、定模板 2、动模板 3、型芯 图 2-1 分型面方案 2 与方案 1 很类似,但是此方案比方案 1 多了一块型腔底板，加大了模具的制 造复杂性和成本，所以此方案不如方案 1 好。 综上所述,分型面采用方案一,模具结构简单。塑件成型精度可靠。 下图是分塑件的分型面及上下模： 图 2-3 分型面上表面 图 2-4 分型面下表面 图 2-5 型腔 图 2-6 型芯 第三章 塑件型腔数量及排列方式的确定 第三章第三章 塑件型腔数量及排列方式的确定塑件型腔数量及排列方式的确定 3.1 数量数量 分型面确定以后,就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。一般来说,大中 型塑件和塑件精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的结构。 但对于这种精 度要求不高的中小型塑件(没有配合精度要求),形状简单,又是大批量生产时,考虑 到经济性因素，若采用多型腔模可使生产率大为提高、降低成本。结合塑件的批 量,质量要求,塑料的品种形状尺寸及塑件的生产成本,所选用的技术要求和规范, 选择一模 2 腔。 3.2 排列方式排列方式 多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式。 由于型腔布置方 式与浇注系统布置密切相关,因而型腔的排布在多型腔模具设计中应注意以下几 点： 尽可能采用平衡式排列，一边构成平衡式浇注系统，确保塑件质量的均一 和稳定。 型腔布置和浇口开设部位应力求对称， 以便防止模具承受偏载而产生溢料 现象。 尽量使型腔排列得紧凑些， 以便减小模具的外形。 故采用如下的直对排列， 这样模板总面积小节省钢材，模具质量轻。 图 3-1 型腔分布图 综上所述，本模具采用一模 2 腔，直对排列，流道采用平衡式，浇口采用侧 浇口，模具结构为二板式直浇道推板推出形式。 第四章 注射机的选择和有关工艺参数的校核 第四章第四章 注射机的选择和有关工艺参数的校核注射机的选择和有关工艺参数的校核 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备,因此设计注射模是应该详细了解 现有注射机的技术规格才能设计出符合要求的模具。 注射机规格的确定主要是依 据塑件的大小及型腔的数目和排列方式,在确定模具结构形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,最大和 最小模具厚度,推出形式,推出位置,开模距离等进行计算。 4.1 所需注射量的计算所需注射量的计算 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 塑件质量和体积的计算 通过 pro/e 三维软件建模设计分析计算得 塑件体积： 塑 V 1.42cm3， 查表 1- 1 知 =1.05g/cm 3 ，所以， 塑件质量： ggVm491 . 1 05 . 1 42 . 1 = 塑塑 。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 浇注系统凝料体积的估算 浇注系统的凝料在设计之前是不是能准确的数值， 但是可以根据经验按塑件 体积的 0.21 倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝 料按塑件体积的 0.2 倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注 系统的凝料和 2 个塑件体积之和）为 33 4 . 322 . 142 . 1 2)2 . 01 (cmcmVV=+= 塑总 4.2 注射机型号的选定注射机型号的选定 根据上面计算出来的一次注入模具型腔的塑料总体积 3 4 . 3 cmV= 总 ， 并结合教材塑料成成型工艺及模具设计公式（4-18）则有 33 26 . 4 8 . 0/4 . 38 . 0/cmcmV= 总 。 根据以上的计算，初步选定公称注射量为 10 cm 3，注射机型号为 XSZS 22 的立式注射机，其主要技术参数见下表： 表 4-1 注射机参数图 螺杆直径/mm 20 额定注射量/cm 3 20 3 cm 注射压力MPa 117 锁模力/KN 250 最大面积 cm 2 90 模板行程/mm 160 最大模具厚度/mm 180 最小模具厚度/mm 60 定位孔直径/mm 推出孔径/mm 两侧孔距/mm 喷嘴球半径/mm 12 喷嘴孔直径/mm 4 4.3 有关工艺参数的校核有关工艺参数的校核 4.3.1 注射量的校核注射量的校核 选用注射机时，通宵是以某塑件（或模具）实际需要的注射量来初选某一公 称注射量的注射型号，然后依次对该机型的公称注射压力，公称锁模力，开模行 程以及模具安装部分的尺寸一一校核。 以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号，为了保证正常的注射成 型，模具每次需要的实际注射量应该小于或等于某注射机的公称注射量的 80%， 即 公浇塑 VVnV8 . 0+ 带入数据： 33 16208 . 0124 . 3 2 . 042 . 1 42 . 1 2cmcm=+ 4.3.2 注射注射压压力的校核力的校核 该项工作是校核所选注射机的公称压力能否满足塑件成型时所需要的注射 压力。塑件成型时所需要的压力一般由塑料流动性，塑件结构和壁厚以及浇注 系统类型等因素决定， 今次我们选用的是 ABS 塑料， 而该塑料正好可以查书 塑 料成型及模具设计表 4-1，得 ABS 塑料的注射压力为 80-110（小件厚壁易流 动） ，这里我们取MPa80 0 =，而公称注射压力为MPa117= 公 ，注射压力安 全系数4 . 125 . 1 1 =k，这里取3 . 1 1 =k，则： 公 因为这次零件为二腔排列所以： )(2 浇分总 AAA+= 式中， 锁 F 是注射机的额定锁模力（N） ； 胀 F 是型腔的胀型力（N） ； 腔 是模 具型腔内塑料熔体平均压力（MPa） ，一般为注射压力的 0.30.6 倍，通常为 2040MPa,也可以参考下表； 分 A 是塑件在分型面上的投影面积（ 2 mm ） ； 浇 A 是 浇注系统在分型面上的投影面积，一般为 分 A 的 0.2 到 0.5 倍，这里取 0.2； 2 k 是 锁模力安全系数一般取 1.11.2 这里我们取 1.1。则： 根据上式和零件型状我们可以校核锁模力是不合格。 2222 9534/614 . 3 24/2014 . 3 4/3814 . 3 3944mmA=+= 分 查下表MPa35= 腔 NAFk 4 . 96062)9532 . 0953(2352 . 12 . 1 2 =+= 总腔胀 而所选的注射机的额定锁模力为 250KN， 胀锁 FkF 2 锁模力校准合格。 表 4-2 常用塑料注射时型腔的平均压力 1 塑件特点 举 例 型腔平均压力（MPa） 容易成型塑件 PE、PP、PS 等薄厚均匀的日用品、容器类 25 一般塑件 在模温较高下，成型壁薄容器类 30 中等粘度塑料及有精度要求的塑 件 ABS、POM 等有精度要求的零件，如壳体等 35 高粘度塑料及高精度、难充型塑料 高精度的机械零件，如齿轮、凸轮等 40 4.3.4 模具的固定模具的固定 模具的安装固定形式有压板式和螺钉式两种。当用压板固定时，只要模具定，动 模座板以外的注射机安装板附近有螺孔就能固定，操作很灵活方便，当用螺钉直 接固定时，模具动，定模座板上必须设安装孔，同时还要与注射机安装板上的安 装孔吻合，一般用于较大型的模具安装。这里我们属小型模具，所以我们选用压 板固定的方式。 4.3.5 开模行程的校核开模行程的校核 开模行程是指从模具中取出塑件所需要的最小开模距离，用 H 表示，它必须小于 注射机移动模板的最大行程 max S。由于注射机的锁模机构不同。 （1）开模行程与模具厚度无关 这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连 杆机构的最大冲程决定的，而与模具厚度无关。当模具厚度发生变化时，可由相 应的调模装置进行调整不。 而我们这次正好是选择的这种注射机，而且我们的模具是单分型面注射模，所以 我们可以用塑料成型工艺及模具设计式(4-7) 即 mmHHS)105( 21max + 式中， 1 H 是塑件脱模所需要的推出距离； 2 H 是包括浇注系统在内的塑件高度； max S是注射机移动板最大行程。来校核开模行程。带入数据得 mmS160 max = max21 31105 . 8 5 . 1210SmmHH=+=+ 第五章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算 第五章第五章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算 浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满到型腔各处， 以便获得外形轮廓清 晰，内在质量优良的塑件。因此要求冲模速度快而有序，压力损失小，热量散失 少，排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，而且在塑件上留下的浇 口痕迹小。 所谓浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。 浇 注系统可分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两类。普通浇注系统由主流 道。分流道.浇口.冷料穴四部分组成。浇注系统的作用是使来自注射模喷嘴的塑 料熔体平稳而顺利的充模,压实,保压。 5.1 主流道的设计主流道的设计 主流道是浇注系统中从喷嘴与模具相接触部位开始,到分流道为止的塑料熔 体的流动通道,属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具中的过渡阶段,因此它的形 状和尺寸非常重要。 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔 体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主 流道凝体的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。 另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可 拆卸更换的浇口套。 主流道部分在成型过程中,其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度和压力的 塑料熔体冷热交换的反复接触,属于易损件,对材料的要求高,因而模具的主流道 部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式- - - - 浇口套 下面为主流道主要设计要点： 1为了防止浇口套与注射机喷嘴对接处溢料，主流道与喷嘴的对接处应设计成 半球形凹坑，凹坑的深度为 35mm，其球面半径 SR 应该比注射机喷嘴头球 面半径 SR。大 12mm；主流道小端直径 d 应比注射机喷嘴直径 d。大难 0.51mm，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。 2为了减小对塑料熔体的阻力及顺利脱出主流道凝料，浇口套内壁表面粗糙度 应该加工到umRa8 . 0。 3主流道的圆锥角设得过，会增加主流道凝料的脱出难度；设得过大，又会产 生湍流或涡流，卷入空气，所以，通常 =42。对流动性差的可以取大 点，圆锥角可由下式表示 LdD2/ )(tan+= 式中，D 是主流道大端直径；d 是主流道小端直径；L 是主流道长度。 4主流道大端呈圆角，半径 r=13mm，以减小料流转向过渡时的阻力。 5在模具结构允许的情况下，主流道的长度应尽可能短，一般取 L=,属于薄壁圆 筒塑件，其所需脱模力参照塑料成型工艺及模具设计公式（4- 24） ： () () A K ftESL F1.0 1 tancos2 2 + = () () N201 4 614. 31 . 0 )1cos1sin45. 01 (3 . 01 1tan45. 05 . 60055. 0109 . 25 . 014. 32 2 00 3 = + + = 式中，E 是塑料的弹性模量（MPa） ，S是塑料成型的平均收缩率（%） ，t是塑 件的壁厚（mm） ；L是被包型芯的长度（mm） ； 是塑料的泊松比，ABS 为 0.3； 是脱模斜度（） ； f 是塑料与钢材之间的摩擦因数，ABS 为 0.45， r 是型芯 的平均半径； A是塑件在开模方向垂直的平面上得投影面积（） ，当塑件底部有 通孔时，0=A； 2 K 是由 f 和 决定的无因次数 00725. 11cos1sin45. 01cossin1 2 =+=+=fK 上面各项系数可以参考书目塑料成型工艺及模具设计表（4- 24） 。 9.2.2 推杆直径推杆直径确定确定 根据压杆稳定公式，可得推杆直径 d（mm）的公式； 4 2 nE FL Kd = 式中 d 推杆的最小直径，mm； K 安全系数，可取 K=1.5； L 推杆的长度，mm； F 脱模力，N； n 推杆数目； E 推杆的弹性模量，Mpa。 代入数据计算得 mmd0 . 2 101 . 24 201100 5 . 1 4 5 2 = 在本设计中选用标准模架推杆直径为 2mm。 其强度校核公式为 4 2 = dn F 式中 推杆材料的许用应力，取 113Mpa； 推杆所受应力，Mpa； 其他符号同前述。 带入数据计算得 2014 . 3 4 2014 2 = 即推杆安全。 第十章 温度调节系统的设计 第十章第十章 温度调节系统的设计温度调节系统的设计 由于该套模具的要求在 80以下,又是小型模具,所以无需设计加热装置。对 热塑性塑料,注射成型后必须对模具进行有效的冷却,使熔融塑料的热量尽可能的 传给模具,以使塑料可靠冷却定型并迅速脱模。 对于黏度低,流动性好的塑料(如聚 乙烯,聚丙烯等),因成型工艺要求模温不太高,所以常用温水进行冷却。 冷却介质有水和压缩空气,但用冷却水较多,因为水的热量大,传热系数大,成 本低。决定用水冷却,即在模具型腔周围开设冷却水道。 ABS 属中等黏度材料，其成型温度及模具温度分别为 200 摄氏度和 5080 摄氏度。所以，模具温度初步选定为 50 摄氏度，用常温水对模具进行冷却。 10.1 冷却系统的简单计算冷却系统的简单计算 (1)单位时间内注入模具中得塑料熔体的总质量W 1）塑料制品的体积 3 234. 742. 1274. 1654. 2cmnVVVV=+=+= 塑分主 2）塑料制品的质量 kggVm0076. 06 . 705. 1234. 7= 3）因为注射时间 st6 . 1= 注 ，又塑件最大壁厚为 1.5mm，可以查参考书塑 料成型工艺及模具设计 表 （4-34） 得： 冷却时间 st7 . 5= 冷 ， 脱模时间 st8= 脱 ， 则注射周期： stttt3 .1587 . 56 . 1=+=+= 脱冷注 。由此得每小时注射 次数：()次2353 .15/3600=N 4）单位时间内注入模具中得塑料熔体的总质量： hkgNmW/8 . 10076. 0235= (2)确定单位质量的塑件在凝固时锁放出的热量 S Q ,查塑料成型工艺及模具设 计表（4- 35）得 ABS 的单位热流量 Q1的值在 310400kgkJ /之间，故取 Q1 =370KJ/kg (3)冷却水的体积流量qV 设冷却水道入水口的水温为C= 22 2 ，出水口的水 温为C= 25 1 ，取水的密度 3 /1000mkg=，水的比热容()CkgkJc =/187 . 4 ， 则根据公式可得： ()() min/10884. 0 2225187. 4100060 3708 . 1 60 33 21 m c WQ qV s = = = (4)冷却水路的直径 由于min/10884 . 0 33m qV =，查参考文献塑料成型 工艺及模具设计的表（4-30）可知，为了使冷却水处于端流状态，应取模具冷 却水孔的直径mmd8=。 (5)冷却水在管内的流速v sm d qV v/29. 0 008. 014. 360 000884. 04 60 4 22 = = = (6)冷却管壁与水交界面的膜传热系数h 因为平均水温为 23.5C，查参考文 献3的表 4-31 可知， 7 . 6=f，则有 ()() () ) 2 ( 103 9 . 6 1000 8 2 . 0 29. 01000 8 . 0 7 . 6 187. 4 2 . 0 8 . 0 187. 4ch m kJ d vf h = (7)冷却水通道的导热总面积 A 2 3 0025. 0 2 2522 50109 . 6 3708 . 1 m h WQ A s = + = = (8)模具所需冷却水管得总长度L mmm d A L5 .990995. 0 008. 014. 3 0025. 0 = = (9)冷却水道的根数x 设每条水道的长度为mml230=，则冷却水道的根数为 根5 . 0 200 5 .99 = l L x (10)冷却水道的布置 考虑到塑件冷却效率,在定模板两侧各设一个水管,就能够满足设计要求。 第十一章 排气槽的设计 第十一章第十一章 排气槽的设计排气槽的设计 此塑件成型型腔体积比较小，注射时间短，分流道设在分型面上，塑料的注 入会使气体不会在型腔顶部造成憋气， 气体会沿着分型面和型芯与推件板之间的 轴向间隙向外排出。因此不必另外开设排气槽，以节约模具成本，同时，又不影 响到塑件的成形。 第十二章第十二章 模具总体结构模具总体结构 由以上设计步骤，综合得设计的模具机构如下： 图 12-1 设计总结 设计总结设计总结 参考文献参考文献 1黄虹主编.塑料成型加工与模具.北京:化学工业出版社.2002 2张维合编著.注塑模具设计实用教程.北京:化学工业出版社.2007.9 3叶久新、王群主编.塑料成型工艺及模具设计.北京:机械工业出版社.2007.11 4王卫卫主编.材料成型设备. 北京:机械工业出版社.2009.6 5冯爱新主编 塑料模具工程师手册 机械工业出版社 2009.2 6洪慎章主编 注射加工速查手册-北京:机械工业出版社.2009.9 7塑料模具技术手册编委会.塑料技术手册.北京:机械工业出版社.1997.6 8何忠保等编.典型零件模具图册.北京:机械工业出版社.2000.11 9钱可强.机械制图.北京:高等教育出版社.2003.6 10廖念钊,古莹庵等.互换性与技术测量.北京:中国计量出版社.2000.1 11伍先明，王群等.塑料模具设计指导书.国防工业出版社.2008.12 黄晓燕.模具 CAD/CAM 实用教程 Pro/ENGINEER 软件M. 北京：清华大学出版社，2004 年. 13 二代龙震工作室主编.Pro/MOLDESIGN Wildfire 2.0 模具设计.北京:电子工业出 版社.2005.2 14 何满才主编. 模具设计 Pro/ENGINEER Wildfire 中文版实例详解.北京:人民邮 电出版社.2005.1 15 关兴举主编. 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