三档电器盒盖塑料注射模具设计.doc

天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班级学号： 机自0803 29 学生姓名： 杨世奎 指导教师： 吴崇峰 教授 二一二年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计三档电器盒盖塑料注射模具设计Design of Plastic Injection Mold for Third Gear Electrical Box Cover 专业班级：机自0803学生姓名：杨世奎指导教师：吴崇峰 教授学 院：机械工程学院2012年6月摘 要本设计详细地阐述了三档电器盒盖注射模具的参数化设计过程，给出了注射模具设计的一般步骤。在对三档电器盒盖进行注射塑料模具设计文中从制件和所用原材料分析入手，分析了三档电器盒盖的注射成型工艺，进行了型腔的尺寸计算，论述了三档电器盒盖模具结构设计，阐述了塑件分型面确定、型腔数量、排列方式、浇注系统、塑件推出方式和位置、推出零件结构、浇注系统凝料推出方式、温度调节控制系统和成型零件及主要结构形式的设计过程。重点分析设计了调温系统，说明了调温系统对产品成型的重要性，详细计算了进、出模具的热量，最终确定散热面积、冷却水道直径、冷却水道长度等工艺参数。在设计完结构后，对模具的安装进行了大致的说明，对模具的开合动作做了必要的分析，对试模过程中可能出现的问题做了详细的分析，并提出了相应的解决方法。使用CAD软件贯穿整个设计过程，使设计变得简单，也可以及时地发现模具中的干涉等问题。关键词：注射模；分型面；模具设计；三档电器盒盖 ABSTRACTThis design detailed description of the third gear electrical cover the parameters of the injection mold design process, given the general steps of the injection mold design. The analysis of parts and raw materials used in injection plastic mold design and the text of the electrical box cover of the third gear, third gear electrical cover the injection molding process, the cavity size calculations, discusses the third gear electrical box cover mold structural design, on the plastic parts parting surface to determine the cavity number arrangement, gating system, launched in plastic parts and location, the introduction of part structure, the gating system condensate material introduced way temperature regulating control systems and molded parts and the main structure the form of the design process. The focus of analysis of the designed temperature regulation system illustrates the importance of temperature regulation system on the products shaping the detailed calculations into, out of the heat of the mold, to finalize the cooling area, the diameter of the cooling water, cooling water the length of the process parameters. After designing the structure, the approximate description of the installation of the mold, the mold opening and closing movements of the necessary analysis, a detailed analysis of problems that may arise in the tryout process and the solution . Throughout the design process using CAD software, the design becomes very easy, can also be found in a timely manner to interfere in the mold and other issues. Key Words: Injection Molding； parting surface；mold design； Third gear electrical box cover 目 录1 绪 论11.1注射成型模具的地位及发展趋势11.1.1注塑成型模具的地位11.1.2注塑成型模具的发展趋势11.2毕业设计选题的背景、设计方法、目的和意义21.2.1设计选题的背景和设计方法21.2.2设计的目的和意义22 塑件工艺性及成型工艺条件42.1三档电器盒盖制品图42.2塑件结构工艺性分析42.3塑件成型工艺条件分析53 成型设备73.1成型设备的选择73.2注射机基本参数的校核73.2.1注射量的校核73.2.2锁模力的校核83.2.3最大注射压力的校核83.2.4注射机安装模具部分的尺寸校核83.2.5开模行程的校核84 模具的结构设计104.1型腔数目的确定和排列方式104.2分型面的选择104.3浇注系统的设计114.3.1主流道的设计114.3.2浇口的设计124.4成型零部件的设计124.4.1成型零部件工作尺寸的计算124.4.2成型型腔壁厚的计算164.5脱模机构184.5.1脱模力的计算184.5.2推出零件尺寸的确定194.6调温系统204.6.1调温系统的重要性204.6.2单位时间型腔内的总热量204.6.3 通过自然冷却所散发的热量204.6.4由冷却系统带走的热量224.6.5凹模所需冷却水管参数234.6.6凹模冷却水道长度:234.6.7凹模冷却水道参数校核244.6.8型芯所需冷却水管参数254.6.9型芯冷却水道长度:254.6.10型芯冷却水道参数校核264.7排气系统274.8导向机构285 模具的安装及调试295.1模具的安装295.1.1模具总装图295.1.2模具的装配295.2试模315.2.1试模时可能出现的问题和解决办法315.2.2试模时应注意的事项34结 论35参考文献36附录：外文翻译37致 谢46天津职业技术师范大学2012届本科生毕业设计1 绪 论1.1注射成型模具的地位及发展趋势1.1.1注塑成型模具的地位塑料工业是世界上增长最快的工业之一。随着科技日新月异的发展，塑料工业得到了前所未有的发展，从而使塑料的数量也不断上涨。当然塑料工业的发展离不开塑料模具设计，模具工业被誉为“工业之母”。随着模具技术的迅速发展，在现代工业生产中，模具已成为各种工业产品不可或缺的重要工艺设备。模具成型具有优质、高产、低消耗、低成本的特点。因而，在国民经济各个部门得到了极其广泛的应用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化学稳定性好，电绝缘性强，力学性能高，自润滑，耐磨及相对密度小等独特的优异性能，成为工业部分必不可少的新型材料。但随着科技的不断发展，各种性能的塑料产品的不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的产品。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；“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，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南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。以上所体现的各个方面，都与模具设计有着非常密切的关系。一副设计合理的模具，就有85成功的希望，其余就要靠设备和模具制造工人的熟练程度来达到，所以，提高塑料注射模具的设计水平尤为重要。本套模具在设计的中，结合前人的设计经验和这几年模具发展的新成果，采用了很多更合理的模具结构。如今，我国模具成型工业已形成了相当规模的完整体系，越来越多的新技术，新工艺，新材料诞生，并将应用在模具产业中，这将促使我国模具工业的飞跃发展。同时，我国模具工业的总体水平与世界先进国家相比还有一定差距，还要大力推进模具产业的科技进步，开展新技术，新材料研究开发，并进一步加强对模具工业专业技术人才的培养，使之可持续发展，为我国模具成型加工技术超赶世界先进水平作出贡献。1.1.2注塑成型模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面:（1）模具日趋大型化；（2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；（3）模具扫描及数字化系统；（4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；（5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；（6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术；（7）模具的精度将越来越高；（8）模具研磨抛光将自动化、智能化；（9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；（10）开发新的成形工艺和模具。1.2毕业设计选题的背景、设计方法、目的和意义1.2.1设计选题的背景和设计方法本次设计的三档电器盒盖是一商品，在日常生活中它有很多的应用。由于它的生产批量大，精度要求高，且材料为塑料ABS，适合在塑料模具行业进行生产。本设计中使用注射模具来生产该产品，其原理是将粒状塑料连续输入到成型机的料筒中加热熔融，然后由注射杆推进，由喷嘴和模具的浇注系统导入模具中，然后保压冷却，使之固化成型。为了合理而快速的设计出模具，采用参数化设计，保证模具的各种数据上有紧密的量的联系。整个设计过程包括工艺条件的分析、最佳方案的确定、模具结构设计、模具二维和三维图的绘制。通过CAD绘制各种零件图，最后整理设计说明书，完成整个设计。1.2.2设计的目的和意义通过这次毕业设计，预期达到以下目的：（1）加深对塑料的组成及性能的了解。（2）了解塑料成型的基本原理，学会正确分析成型工艺对模具的要求。（3）掌握一类成型模具的结构特点及设计方法。（4）具有初步分析、解决模具现场技术问题的能力。注塑成型是一门实践性很强的学问，若想对它融会贯通，还需要长期的生产实践经验。在毕业设计中，需要对大学四年以来学过的知识进行综合应用，即可以加深对已学知识的理解，又可以从中发现不足同时，也可以加强创新以及动手能力的培养，加强独立分析和解决问题的能力，因此，本次三档电器盒盖的设计有非常重要的现实意义。2 塑件工艺性及成型工艺条件2.1三档电器盒盖制品图图2-1 三档电器盒盖制品图2.2塑件结构工艺性分析了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性，包括结构分析、尺寸精度和表面质量等。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度，有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析，看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外，还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。本塑件为三档电器盒盖，壁厚均匀，有利于各部分同时冷却，减缓内应力。将零件按上图所示放置，上部有七个凹孔，但与上表面垂直，零件高度不大，可以顺利脱模，经模流分析，气孔和熔结痕较少，且不在关键部位，充型质量很高，可以保证表面质量，塑件体积为25cm3。塑件不允许有裂纹、变形缺陷，精度等级为高精度。综上，可以成型合格的塑料制件来。2.3塑件成型工艺条件分析成型本零件使用ABS，该材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，它是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS材料具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度，基本参数见表2-1和表2-2。本设计中选择注射温度为160 C。批量较大，成型周期取20s，即成型周期等于注射时间2s加上冷却时间9.3s加上开合模时间8.7s。模温低可以降低收缩率，减小热应力，防止变形，保证表面质量，模温高可以提高尺寸稳定性，综合考虑，取模温30 C。经模流分析，在以上工艺条件下，可以得到很好的充型质量，并且压力降、模流前端温度、熔结痕位置、气孔位置均在一个可以接受的程度。表2-1 ABS的基本特性参数项目参数密度（g/cm）1.2压缩比1.92.2拉伸强度（Mpa）3549泊松比0.32成型收缩率0.30.8%吸水率0.2%0.45%与钢的磨擦因数0.12表2-2 推荐成型工艺塑料项目ABS注射机类型螺杆式螺杆转速/r/min3060喷嘴形式直通式温度/C160170料筒温度/C前段170190中段-后段140160模具温度/C2060注射压力/MPa60100保压力/Mpa3040注射时间/s03保压时间/s1540冷却时间/s1530成型周期/s40903 成型设备3.1成型设备的选择选注射机考虑注塑容量、最大成型面积、闭合高度、模具体的截面尺寸、模具的顶出、定位环、浇品套以及成型工艺，现初步确定注塑型号为XS-ZY-250，根据型腔尺寸选定模架型号为A2-355355-58-Z2 GB/T12556-1990，但A板改用150mm厚的板。表3-1 注射机基本参数螺杆直径/mm注射容量/cm3125注射压力/MPa119锁模力/10kN90最大注射面积/cm2320模具厚度/mm最大300最小200模板行程/mm300喷嘴球半径/mm12孔直径/mm定位孔直径/mm推出中心孔径/mm-两侧孔径/mm孔距/mm2303.2注射机基本参数的校核3.2.1注射量的校核根据生产经验，注射机的最大注射量是其额定注射量的80%，按体积表示法，必须 （3-1）式中 单个塑件容量，25；浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量，40；型腔数目，在型腔的数目和排列方式中确定为2；见本文4.1注射机额定注射量，125。则，故注射量符合要求。3.2.2锁模力的校核为防止模具分型面被胀模力顶开，必须对模具施加足够的锁模力，否则在分型面处将产生溢料现象。本设计中必须 （3-2）式中 注射机额定锁模力（N）；塑料熔体在型腔内的平均压力，取25；制品在分型面上的垂直投影面积，经计算得45.56。则，故锁模力符合要求。3.2.3最大注射压力的校核本设计中成型时的注射压力为60100MPa，注射机额定注射压力为119MPa，故注射压力符合成型要求。3.2.4注射机安装模具部分的尺寸校核定位环尺寸：定位环必须与定位孔呈间隙配合，便于模具安装并使注流道中心线与注射机喷嘴中心线重合，定位环的直径取mm。模具厚度：确定型腔尺寸后选定标准模架，查资料6得模架的闭合厚度为259mm，在注射机允许的最大300mm、最小闭合厚度200mm之间。模具的长度与宽度：查资料6得模板长度为400mm，宽度为290mm，故可以安装在注射机上。3.2.5开模行程的校核开模行程应小于或等于注射机的模板行程，按下式校核 （3-3）式中 注射机最大开模行程，300； 模具所需开模距离，；抽芯距，0； 塑件脱模距离，51； 包括浇注系统凝料在内的塑件高度，94。 可见，开模行程满足设计要求。4 模具的结构设计4.1型腔数目的确定和排列方式确定型腔的数目有四种方法：按注射机的最大注射量、注射机的额定锁模力、制品的精度要求以及加工的经济性。现在根据注射机的最大注射量来确定型腔数目n （4-1）式中 注射机最大注射量，cm浇注系统凝料量，cm单个塑件的体积，cm查表2.1.1，=125cm，设定=40cm上面已算出=25 cm则：=2.4（个）所以，取n=2，即采用一模两腔形式。若为多型腔模具，则应使各型腔的排列尽量紧凑和对称，且尽量使用平衡进料方式。本模具为一模两腔，布置在正中既可。4.2分型面的选择模具上用于取出塑件和（或）浇注系统凝料的可分离的接触面通称为分型面。通常按分型面的形状，将分型面分为平面型、曲面型和阶梯形三种。常把动定模分开的面称为主分型面。选择分型面的基本原则：（1）便于脱模和简化模具结构；（2）不影响外观；（3）保证尺寸精度；（4）有利于排气；(5)便于模具零件加工；(6)考虑注射机的技术规格；(7)侧向分型应与主分型面协调。如总装图，分形面选在凸台的下沿。经模流分析，产生的气孔和熔结痕主要集中在总装图所示A-A面上，且该面为料流未端，利于利用分型面排气，且比较容易达到表面质量。4.3浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成，其作用是使熔体顺利而平衡的充模、压实和保压。4.3.1主流道的设计主流道与熔体接触，应选用较好的材料制造，还要进行淬火处理，以提高硬度，常设计成浇口套，便于更换。为保证浇口套不被冲出定模，加定位环固定，同时也能让浇口套与喷嘴对中定位。（1）主流道设计成锥形，ABS流动性好，可取较小的锥角，本设计中取=2。内壁表面粗糙度Ra=0.63。（2）主流道半球形=+（12）mm，本设计=18mm，=18+1=19mm。小端直径=+(0.51)mm，=4mm, =4+0.5=4.5mm,取0.5是为了获得更小的截面积，从而有更大的充型速度，并且减小温降和压力降。凹坑深度取h=4mm.（3）大端过渡圆角半径取r=2mm（4）主流道长度根据模板厚度确定，暂取L=55mm 衬套和定模采用配合H7/m6,热处理后硬度为HRC55-60。（5）定位环与注射机定位孔采用H11/h11配合。图4-1 浇口套结构示意图4.3.2浇口的设计本模具为一模两腔模具，浇口是分流道与型腔之间长度非常短，截面又很狭窄的一段料流通道。浇口截面狭窄，可使经过分流道之后压力和温度都已有所下降的塑料熔体，产生加速度和较大的剪切热，保证熔体充模时具有较快的流动速度和较好的流动性。又因其长度短，所以浇口内可容纳的塑料熔体体积很小，故很容易冷却固化，从而有助于防止保压力不足或保压时间过短而引起的倒流现象。而且，浇口内冷却固化的塑料熔体（废料）强度很低，非常容易断裂，故使制品与废料分离，并便于制品脱模。浇口的长度和截面尺寸一般均可在试模过程中适当调整。特别是调整其截面尺寸时，截面高度的变化对浇口的容积及浇口冻结时间影响很大；另外，截面积的变化对塑料熔体内的切变速率影响很大，而切变速率又与熔体表面黏度有关，所以改变浇口截面尺寸或截面积的大小，可以控制浇口冻结时间，以及熔体充模时的流动性能。浇口的形式很多，参考实用模具设计与制造手册1给出的浇口形式，根据塑料种类、塑料制品的形状及分模落料形式，应选点浇口。点浇口又称针状浇口或橄榄形浇口，点浇口是一种在制品中央开设浇口时使用的圆形限制性浇口，由于浇口前后两端存在较大的压力差，能有效地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表观粘度下降，流动性增加，利于充模。常用于各种壳类、盒类的热塑性塑料制品。点浇口的优点是浇口残留痕迹小，易取得浇注系统的平衡，也利于自动化操作；但是 由于浇口的截面积小，流动阻力大，需提高注射压力，只宜于成型流动性好的热塑性塑料。 图4-3 浇口浇口的直径经计算得 d=0.724.4成型零部件的设计4.4.1成型零部件工作尺寸的计算（1) 主型芯参数的确定主型芯径向尺寸主型芯径向尺寸按以下公式计算： (4-2) 式中 型芯基本尺寸；塑件内形基本尺寸；塑料平均收缩率，0.6%；修正系数，取；塑件尺寸公差；型芯制造公差，取。= 主型芯的轴向尺寸主型芯轴各尺寸按以下公式计算： (4-3)式中 型芯基本尺寸；塑件内形基本尺寸；塑料平均收缩率，0.6%；修正系数, ；塑件尺寸公差；型芯制造公差，取。=（2) 型腔参数的确定 腔径向尺寸 (4-4) 式中 型腔基本尺寸；塑件外形基本尺寸；塑料平均收缩率，0.6%；修正系数，取；塑件尺寸公差；型腔制造公差，取。=型腔轴向尺寸型腔轴向尺寸按以下公式计算： (4-5) 式中 型腔基本尺寸；塑件外形基本尺寸；塑料平均收缩率，0.6%；修正系数, ；塑件尺寸公差；型芯制造公差，取。=4.4.2成型型腔壁厚的计算本设计为小型模具，成型零部件的强度问题比较突出，即应力达到许用数值时，弹性变形量与其许用数值之间相差比较大，这种情况下只对成型零部件进行强度校核即可。型腔选用材料为T8。 侧壁厚度按强度计算 （4-6）式中 侧壁厚度，；凹模型腔的深度，22.6；材料的许用应力，一般中碳钢取200；模腔压力，25；比值系数,取2.105；=35.36，取36。按刚度计算 （4-7） 式中 侧壁厚度，； 成型零部件的需用变形量，0.1； 模腔压力，25； 材料的弹性模量，2.1；凹模型腔的深度，22.6；比值系数，取0.93；=30.68，取31。二者取大值则型腔外轮廓为90，可做为选择模架的依据。 底部厚度按强度计算 （4-8）式中 底部厚度，；凹模型腔内孔的短边，109.5；材料的许用应力，一般中碳钢取200；模腔压力，25；比值系数，取0.468；=31.2，取31。按刚度计算 （4-9）式中 侧壁厚度，； 成型零部件的需用变形量，0.1； 模腔压力，25； 材料的弹性模量，2.1； 凹模型腔的深度，22.6； 比值系数，取0.134；=16.08，取16。二者取大值则型腔外轮廓为31，可做为选择模架的依据。4.5脱模机构脱模机构设计原则：保证塑件不因顶出而变形损坏及影响外观；尽量将塑件留在动模；推出机构运动要准确、灵活、可靠，无卡死现象，机构本身应有足够的刚度、强度和耐磨性。4.5.1脱模力的计算本制件（t/d=2/116=0.0170.05）,所需脱模力按以下公式计算： （4-10）式中 制品的壁厚，2mm；塑料的弹性模量，3000；塑料平均成型收缩率,0.6%；制件对型芯的包容长度，128；塑料的泊松比，0.32；无量纲系数，随和而异，取1.0084；制件与型芯间的磨擦系数，0.12；盲孔制品型芯在垂直于脱模方向上的投影面积，7076.63。 =3239.764.5.2推出零件尺寸的确定本设计使用成型零部件脱模，只需计算推杆即连接杆的尺寸。根据压杆稳定公式，可得推杆直径（）的公式 （4-11）式中 推杆的最小直径，；安全系数，可取；推杆的长度，244，脱模力，456312.32；推杆数目，4；钢材的弹性模量，3000；=11.37,取15；推杆直径确定后，按以下公式进行强度校核 (4-12) 式中推杆材料的许用应力，200；推杆所受的应力，； 其它符号同前。=18.34200，符合受力要求。4.6调温系统4.6.1调温系统的重要性模具温度对塑料制件的质量及生产效率有极大的影响：（1） 改变成形性（2） 成型收缩率（3） 塑件变形（4） 尺寸稳定性（5） 力学性能（6） 外观质量4.6.2单位时间型腔内的总热量Q（kJ/h） （4-13）式中 每小时注射次数；每次塑料的注射量，kg；单位热流量，。本设计中成型周期为20s，=3600/20=180次；每次塑料的注射量包括塑件的质量和浇注系统的质量，本设计中塑件的质量为50g，设浇注系统质量为10g，则=60g=0.06kg。查文献1，取=160.8=1736.644.6.3 通过自然冷却所散发的热量 、 由对流所散发的热量Qd（kJ/h） (4-14) 式中 模具平均温度，本设计中为30；室温，一般取20；模具表面积，； (4-15) 式中模具的四个侧表面积，即=526820=0.52682；模具的两个分型面表面积，为模板面积与塑件侧面积之和的两倍，即=332050=0.33205；开模率； (4-16)式中 注射成型周期，20s；注射时间，2s；制品冷却时间，9.3s。故 =0.435，=0.671, =81.16 由辐射所散发的热量（） (4-17) 式中 模具的四个侧表面积，0.52682；辐射率，本设计取0.80；（资料1P223）模具平均温度，本设计中为30；室温，一般取20； =92.82 向注射机工作台所传递的热量（） (4-18) 式中 模具与工作台接触面积，=284000=0.284；传热系数，普通钢取=502 =1425.68 脱模后塑件带走的热量（） (4-19)式中 每小时注射次数，180次；每次塑料的注射量，0.1233；单位热流量，30时取20。=443.884.6.4由冷却系统带走的热量 （） (4-20)= 1525.2552应分别由凹模和型芯的冷却回路带走，采用资料1式（10-41）的分配方案，=610.104.6.5凹模所需冷却水管参数 (4-21) 式中 冷却水入口温度，设定20；冷却水出口温度，本设计要求精度较高，设定出口温度为21（精度为3级时进出口温差应小于2）；冷却水平均温度时水的密度，998.2； 冷却水平均温度时水的比热容，4.187；所需冷却水的体积流量，= 2.43则冷却水的平均流速=1.614.6.6凹模冷却水道长度:模具热阻按以下公式计算 (4-22)式中 模具的热传导阻力，表现为温差，；进入模具的熔体的总热含量，922.1W；水孔中心至型腔的距离，取9；型腔表面积，122783；模具材料的传热系数，查资料2P215表5-55，一般钢材取；=K可见，冷却水管壁与型腔壁温差几乎为零，即整个型腔温度可视为相等。则型腔散热面积 (4-23)式中 型腔的散热面积，；冷却水平均温度，20.5；=0.0037，制件与型腔的接触面积为0.047，与计算的散热面积比较接近。则型芯冷却水管长度=179.964.6.7凹模冷却水道参数校核冷却水流动状态的校核校核公式为 (4-24)式中水的运动黏度，查资料1P229图10-8，取=则故水的流动属于稳定湍流，有良好的冷却效果。冷却回路压降计算 (4-25)式中 水在时的密度，993.2；冷却回路因孔行变化或改变方向引起的局部阻力的当量长度，型腔中有一次90转弯，得=0.24=671.6Pa该压力远小于一般自来水的压力，故该方案可靠。4.6.8型芯所需冷却水管参数 (4-26)式中 冷却水入口温度，设定20；冷却水出口温度，本设计要求精度较高，设定出口温度为21；冷却水平均温度时水的密度，998.2； 冷却水平均温度时水的比热容，4.187；所需冷却水的体积流量，= 3.65将冷却管道设计成矩形水道，直径设为0.008，则冷却水的平均流速=2.42半圆形水道流速应为4.82。4.6.9型芯冷却水道长度:与型腔设计时同理，整个型芯温度可视为相等。则型腔散热面积 (4-27)式中 型芯的散热面积，；冷却水平均温度，20.5；=0.0055制件与型芯的接触面积为0.048，与计算的散热面积比较接近。则型芯冷却水管长度=267.514.6.10型芯冷却水道参数校核冷却水流动状态的校核校核公式为 （4-28）式中水的运动黏度，查资料1P229图10-8，取=则故水的流动属于稳定湍流，有良好的冷却效果。冷却回路压降计算 （4-29）式中 水在时的密度，993.2；冷却回路因孔行变化或改变方向引起的局部阻力的当量长度，型腔中有一次90转弯，得=0.24=1220.74Pa该压力远小于一般自来水的压力，故该方案可靠。4.7排气系统型腔得浇注系统产生的气泡常分布在与浇口对应的位置；熔体中水分蒸发产生的气泡呈不规则分布；熔体分解产生的气泡主要分布在厚壁部分。可据此判断气泡来源。排气方式很多：(1)利用分型面排气；(2)利用型芯与模板的配合间隙排气；(3)利用推杆或侧型芯的间隙排气；(4)开设排气槽。本设计用分型面排气。1. 动模垫板 2.推杆固定板 3.推板 4.动模座板 5.导柱 6.导套图4-3 推出机构导向示意图4.8导向机构导向机构主要用于保证动模和定模两大部分或模内其他零部件之间的准确对合，起定位和导向作用。主要有导柱导向和锥面导向两种形式，本设计采用的是导柱导向，导向精确，定位准确，并具有足够的刚度、强度和耐磨性。5 模具的安装及调试5.1模具的安装图5-1 模具总装图5.1.1模具总装图见CAD-总装图5.1.2模具的装配(1）按图纸要求检验各装配零件。(2）加工定模板1的外形以定模板1的一大面为基准，用插床精加工四周（四边保持垂直度）。(3）镗线切割用穿线孔按精插后的外形，求得型腔的实际中心尺寸L和L1，钳工画线，铣制平台尺寸10mm（镗孔用），镗制穿线孔10mm。(4）以穿线孔10mm为基准，线切割型腔安装孔134mm。加工台肩尺寸146mm，深5mm。(5）在型腔上装上密封圈，并将型腔压入定模板。型腔压入模板一小部分时，用百分表校正其位置，当调整位置正确后，再将型腔全部压入模板。(6）在定模模仁26和型腔上加工限位钉孔并压入圆柱头螺钉8。(7）将主流道衬套22压入型腔。(8）在动模座板28上加工出定位环孔以及主流道衬套孔。(9）将定位环23与定模座板13用平行夹头夹紧，加工螺钉孔。然后分别在定位环23上加工沉孔、在定模座板13上加工螺纹。(10）将定模座板13与定模模仁26用平行夹头夹紧，加工M8螺纹孔，之后分别在定模模仁26上加工螺纹、在定模座板13上加工沉孔。(11）将定模模仁26、定模座板13、定位环23用螺钉紧固。(12）同步骤2）、3），在动模板1上找出实际中心位置，并线切割出型芯安装孔134mm与台肩146mm。(13）在冷却水套上装入密封圈。(14）同步骤5），装入型芯、冷却水套11。(15）配钻出型芯与动模模仁28、型芯与冷却水套11的防转销孔并压入防转销。(16）将动模模仁28与4个导轨压块用平行夹头夹紧并在相应位置钻出螺纹孔，之后分别加工出沉孔与螺纹。(17）将推杆固定板17、凸模固定板9、动模模仁28，用平行夹头夹紧，并加工出8mm复位杆孔，之后加工9mm深87孔。(18）将凸模固定板9、推杆固定板17、推板18、动模座板1用平行夹头压紧，加工出导柱孔20mm。拆下动模垫板，加工导柱孔台肩27mm。(19）将凸模固定板9与推杆固定板17用平行夹头夹紧后，加工出连接杆孔25mm，拆下推杆固定板并在其上加出连接杆台肩37mm。(20）在推板18与推板固定板17上配钻出相应的螺纹孔。(21）将动模座板1、垫铁3、凸模固定板9、动模模仁28用平行夹头夹紧，加工出螺纹孔10mm，拆下后分别在动模座板上加工螺孔台肩、在动模板上加工螺纹。(22）将螺钉16压入凸模固定板9。(23）将推板导柱5装入推杆固定板17。(24）将衬套11压入冷却水套12。(25）在动模模仁28中加入定位装置并与凸模固定板9合拢，调整推板导柱的位置。(26）在推板中压入导套，并用螺钉将其与推杆固定板紧固，注意调整各零件的位置。(27）在动模座板1上装入限位钉2。(28）将动模座板1、垫铁3、凸模固定板9、动模模仁28用螺钉16固定。(29）装配完后进行试模，合格后打标记并交验入库。5.2试模试模是模具生产的最后阶段，此时模具要经受正常工作条件的考验。试模时可能发现各种各样的产品缺陷，要经具体的分析改进注塑条件以求获得满意的质量。如果生产由于产品设计或模具设计、制造的问题而产生问题，且不能由注塑条件的调整加以解决就必须修整模具或提交有关人员解决。试模的一般过程是：先将擦干净的模具按常规安装到注射机上，然后调整合模、开模和顶出，在空载情况下合模开模来回活动几下，若没发现模具有异常或不灵活等问题，就开始试打样件。料筒的塑料应符合要求并存放一定的量，由注射机加热塑化，打样件时注射量，注射压力锁模力通过试模确定最佳值，此时塑件应符合外形和表面质量达到产品设计要求。塑件在注射成型过程中模具动作灵活，操作正常，制品合格，试模工作即告结束。5.2.1试模时可能出现的问题和解决办法收缩痕：注塑件缺陷的特征：通常与表面痕有关，而且是塑料从模具表面收缩脱离形成。可能出现问题的原因：(1)熔融温度不是太高就是太低。(2)模腔内塑料不足。(3)冷却阶段时接触塑料的面过热。(4)流道不合理、浇口截面过小。(5)模温是否与塑料特性相适应。(6)产品结构不合理（加强进度过高，过厚,明显厚薄不一)。(7)冷却效果不好，产品脱模后继续收缩。 补救方法：(1)调整射料缸温度。(2)调整螺杆速度以获得正确的螺杆表面速度。(3)增加注塑量。(4)保证使用正确的垫料；增加螺杆向前时间；增加注塑压力；增加注塑速度。(5)检查止流阀是否安装正确，因为非正常运行会引致压力流失。(6)降低模具表面温度。(7)矫正流道避免压力损失过大；根据实际需要，适当扩大截面尺寸。(8)根据所用塑料的特性及产品结构适当控制模温。(9)在允许的情况下改善产品结构。(10)设法让产品有足够的冷却。 包封：注塑件缺陷的特征：可以容易地在透明注塑件的“空气阱”内见到但也可出现在不透明的塑料中， 这与厚度有关，而且常因塑料收缩开注塑件中心而引起。 可能出现问题的原因：(1)模具未充分填充。(2)止流阀的不正常运行。(3)塑料未彻底干燥。(4)预塑或注射速度过快。(5)某些特殊材料应用特殊的设备生产。 补救方法：(1)增加射料量。(2)增加注塑压力。(3)增加螺杆向前时间。(4)降低熔融温度。(5)降低或增加注塑速度。（例如对非结晶体类的塑料要增 加45%速度。(6)检查止逆阀是否裂开或无法运作。(7)应根据塑料的特性改善干燥条件，让塑料彻底干燥。(8)适当降低螺杆转速和增大背压，或降低注射速度。制品成型尺寸精度低注塑件缺陷的特征：注塑过程中重量尺寸的变化超过了模具、注塑机、塑料组合的生产能力。可能出现问题的原因：(1)输入射料缸内的塑料不均。(2)射料缸温度或波动的范围太大。(3)注塑机容量太小。(4)注塑压力不稳定。(5)螺杆复位不稳定。(6)运作时间的变化、溶液黏度不一致。(7)注射速度（流量控制）不稳定。(8)使用了不适合模具的塑料品种。(9)考虑模温、注射压力、速度、时间和保压等对产品的影响。 补救方法：(1)检查有无充足的冷却水流经料斗喉以保持正确的温度。(2)检查是否劣质或松脱的热电偶。(3)检查与温度控制器一起使用的热电偶是否属于正确类型。(4)检查注塑机的注塑量和塑化能力，然后与实际注塑量和每小时的注 塑料用量进行比较。(5)检查是否每次运作都有稳定的熔融热料。(6)检查回流防止阀有否泄露，若有需要就进行更换。(7)检查是否错误的进料设定。(8)保证螺杆在每次运作复回位置都是稳定的，即不多于0.4mm的变化。(9)检查运作时间的不一致性。(10)使用背压。(11)检查液压系统运作是否正常，油温是否过高或过低（2560C）。(12)选择适合模具的塑料品