旅行箱拖手塑料套及注射模具设计【12张CAD高清图纸和说明书】【注塑模具JA系列】
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12张CAD高清图纸和说明书
注塑模具JA系列
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桂林电子科技大学毕业设计（论文）用纸编号： 毕业设计(论文)说明书题 目： 旅行箱拖手塑料套 及注射模具设计 院 （系）： 国防生学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 容道乐 学 号： 1000110109 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 郭中玲 职 称： 高级工程师 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2014年5月4日摘 要关于模具发展趋势，我认为这主要取决于两个方面，即一方面是模具为之服务的各行各业的发展趋势，另一方面是整个社会和世界科学技术的发展趋势，这实际上就是需要和可能。模具是为制件，也就是成形产品服务的，因此模具必然要以制件(成形产品) 的发展趋势为自己的发展趋势，模具必须满足他们的要求。制件发展趋势主要是轻巧、精美、快速高效生产、低成本与高质量，每一项都预示了模具发展趋势。本文为旅行箱拖手塑料套的产品设计到整个注塑模的设计过程，即对长140mm、宽30mm、高20mm拖手塑料套的注塑模具设计。塑料套的外形设计有防滑纹理，在侧边设有固定的螺丝孔以便固定在伸缩支架上。其螺钉孔根据设计要求采用侧向抽芯机构进行抽芯，然后通过顶杆将制件顶出。稳重介绍了拖手塑料套的外形、结构等设计要求，制件的结构分析，制件的工艺性分析，制件质量、体积计算，材料、生产批量的确定，成型方法的选取及成型设备的选择，注塑模的结构设计，在设计模具时的相关计算，模具机构设计，注射机的选择及其校核，成型零件的相关计算及其校核。在设计中进行大量的计算，如成型零件工作尺寸的计算，型芯、型腔径向和高度计算，推杆直径及其数目的计算等。由此在整个设计计算的过程中，确定了模具的结构及相关的零部件。在整个模具的设计过程中采用CAD/CAM设计系统进行一体化设计，用PROE软件进行塑件的三维造型及其分析，用AUTOCAD进行二维的工程图二维设计。关键词：注塑模；塑料；抽芯；型腔；型芯AbstractAbout mold development trend, I think it depends mainly on two aspects, that is, on the one hand is development trend of the mold service for all walks of life, on the other hand, the whole society and the world trend of the development of science and technology, it is actually need and possible. Molds for the parts, that is, forming products and services, so the mold must to stamping forming products () for their own development trend, the development trend of die must meet their requirements. Development trend of the main parts is light and elegant, fast and efficient production, low cost and high quality, each announced a mold development trend.The thesis gives a detailed introduction the process of an injection molds design, which is from product design to the whole plastic injection mold. This is a design for a plastic injection mold whose length is 140mm, 20mm in width, 20mm in height. The form design for a plastic sleeve has skidproof textures. Its broadside has screw eyes . The function of the hole is used to fix plastic sleeve on the telescoping shoring column. According to the design, its screw eyes are required to use a side core-pulling mechanism to do side core-pulling. After that, the knockout pin pushes out a fabricated part. This paper introduces the design standards of a drag hand plastics form, structure, etc, the process analysis of a fabricated parts quality, volume calculation,materials, the confirm of production lot, the choice of molding methods and the choice of mold equipment, the injections structural design, the relative calculation in designing a mold, a molds mechanism design, the choice and check of an injection machine, relative calculation and check about molded parts. Meanwhile, it explains the working processes. Plenty of calculations during the design are the calculation of working dimensions for molded parts, the calculations of core, cavity diameter and the molds height, the calculation of a push rods diameter and the number of push rods, etc. So, the molds structure and some relative components are confirmed during the process of the calculation in the whole design. CAD/CAM design system is applied to in the design process of the whole mold. At the same time, PROE software is used to form 3D mold and its analysis, AUTOCAD is used to export 2Dengineering drawing.Keywords: Injection mold; plastic; pumping core; cavity;core目 录引 言11 塑件设计分析21.1 选题意义21.2 塑件模型建立21.3 塑件参数设计21.4 材料选择31.5 塑件的壁厚41.6 塑件的脱模斜度41.7 分型面设计51.8 确定型腔数量以及排列方式62 注塑设备和模架选择72.1 注塑设备选择72.2注塑机重要参数校核92.2.1型腔数量的确定和校核92.2.2 注塑容量校核92.2.3 锁模力校核102.2.4 注塑压力校核112.2.5 开模行程校核112.2.6 推出装置校核122.2.7 模具外形尺寸校核122.3 模架选择122.3.1模架类型选择的前提条件122.3.2模架系列的选择133 浇注系统设计143.1 主流道设计143.1.1 浇口套设计143.1.2 浇口套的固定形式153.2 分流道的设计163.2.1 分流道的形状及尺寸选择163.2.2 分流道的设计163.3 浇口设计173.3.1 侧浇口的尺寸183.4 冷料穴和钩料脱模装置183.5 排气系统的设计194 成型零件设计204.1 型腔模的设计204.2 型芯模的设计205 推出机构设计235.1 推杆推出机构235.2 推出机构的复位235.3 推出机构的布局246 侧向抽芯机构的设计256.1 抽芯距的计算256.2 抽芯力的计算256.3 斜导柱直径的确定266.4 斜导柱长度的计算266.5 楔紧块的设计277 冷却系统设计287.1 冷却管道的工艺计算297.1.1 冷却管道的直径计算297.2 冷却水道的结构设计298 导向机构的设计318.1 导向机构的设计要点318.2 导柱的设计与选择318.3 导套的设计与选择329 模具装配图329.1 模具装配图的绘制32结 论33谢 辞34参考文献35附 录36第 36 页 共 36 页桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸引 言关于模具发展趋势，我认为这主要取决于两个方面，即一方面是模具为之服务的各行各业的发展趋势，另一方面是整个社会和世界科学技术的发展趋势，这实际上就是需要和可能。模具是为制件，也就是成形产品服务的，因此模具必然要以制件(成形产品) 的发展趋势为自己的发展趋势，模具必须满足他们的要求。制件发展趋势主要是轻巧、精美、快速高效生产、低成本与高质量，每一项都预示了模具发展趋势。现简要分析下：要轻巧就会增加使用塑料及开发新材料，包括各种新型塑料、改性塑料、金属塑料、镁合金、复合材料等等，这就要求有新的成形工艺。要精美，就要求外形美观大方，内部无缺陷，这就要求有精细、精密和高质量模具与之相适应。目前我们在精细化方面差距很大，精细化往往被忽视，功亏一篑。快速高效生产，这一方面是要求模具企业要尽量缩短模具生产周期，尽快向模具用户交付模具，另一方面更重要的是要使用户能用你提供的模具来快速高效地生产制品。例如一模多腔多件生产、叠层模具、利用好热流道技术来缩短成形时间以及使用多层复合技术、模内装饰技术、高光无痕注塑技术、在线检测技术、多工序复合技术、多排多工位技术等等。同时制件成形过程智能化还要求有智能化的模具来适应。低成本，这既要通过模具生产的设计、加工、装配来实现模具的低成本制造和低成本供应，更重要的是要使模具用户能使用模具来实现低成本生产。这就对模具提出了更高的要求。模具生产企业必须做到先使模具用户赚钱，然后才能使自己赚钱。在要求低成本的过程中，无论是模具生产企业还是使用模具的企业，不断改善管理，逐步实现信息化管理都是企业的共同要求及进步和发展的方向。高质量，要做到制品的高质量，首先必须是模具的高质量，模具的稳定性一定要好，保证。制品的一致性也要好，而且还要保证寿命。高质量模具与技术休戚相关除上述各点外，许多新领域、新兴产业、新制件和个性化要求也都会对模具不断提出新要求。所以发展。趋势的本身也是在不断发展的从科技发展趋势来看模具发展趋势可以先从下列最基本的六个方面进行分析：新材料模具新材料及为成形产品新材料成形的新型模具新工艺新的成形工艺及模具加工的新工艺新技术技术进步带动模具生产逐步向超高速、超精和高度自动化方向发展信息化数字化生产、信息化管理、充分利用IT技术网络化溶入和利用好世界全球化网络循环经济与绿色制造一用尽量少的资源来创造尽量多的价值，包括回收再利用与环保等，不但模具要能这样，而且更要使模具用户也能这样。1 塑件设计分析1.1 选题意义为了更好的理解模具，发展模具，和提高自己对模具的设计，这次我选择做旅行箱拖手塑料模，这是我把理论知识运用到实际当中，处理其中所遇到的困难。对自己以后发展模具垫上基础，也可以让我对一整套模具设计流程有更进一步的了解，为以后更好更快地适应模具设计工作岗位积累一定的经验。从而更好提高模具高精度、低成本、高效率的发展，同时锻炼了塑料产品的设计及成型工艺的制作能力；塑料制品成型模具的设计能力、塑料制品的质量分析及工艺改进能力、塑料模具结构改进设计能力，增强自己操作能力。1.2 塑件模型建立本设计旅行箱拖手塑料套三维结构图，如图1.1所示： 图1.1 塑件三维图塑件的设计要求：塑件要求有一定的抗拉、抗弯、抗压、抗冲击性能。外观整洁、无明显飞边、无气孔、毛刺及其他质量缺陷，塑件的侧边有个螺钉孔，需要合理的设置抽芯机构即可，塑件的设计比较简单，而且要求的精度也不高。1.3 塑件参数设计塑件精度等级及尺寸公差，该塑件尺寸中等，整体结构较简单。精度要求相对一般，主要是配合的尺寸，再结合其材料性能，故选一般精度等级：IT3。塑件的表面质量，该塑件要求外形美观，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra3.2m。而塑件内对粗糙度要求较高，取Ra1.6m。旅行箱拖手塑料套零件图，如图1.2所示图1.2 塑件零件图1.4 材料选择热塑性塑料中的树脂分子结构是线形或者支链形的，在一定温度范围内能反复加热和冷却硬化，在加热和冷却过程中，一般只有物理变化而没有化学变化。本设计为旅行箱拖手塑料套设计，这类零件主要用于防护作用，要求材料不吸水，耐腐蚀摩擦，并要求塑件有一定的屈服强度和一定的抗拉、抗压强度，根据该塑件用途并结合塑料的特点说选用的材料为苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物（ABS）。苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物的密度小，强度、刚度、耐热性均优于高密度聚乙烯（HDPE），硬度比高密度聚乙烯（HDPE）高，可在100左右使用，具有优良的耐腐蚀性，良好的高频绝缘性，不受湿度影响，但是低温变脆、不耐磨、易老化，适用于制造耐腐蚀零件和绝缘零件。苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物塑料属于非结晶型塑料，吸湿性强，不易分解，表面硬度低；流动性中等，溢边值0.03mm左右；冷却速度快，浇注系统及冷却应缓慢地进行散热；成型收缩范围大，收缩率大，一发生缩孔、凹痕、变形等缺陷，方向性明显；塑件厚度要设计均匀，尽量避免缺口、尖角，防止应力集中。1.5 塑件的壁厚塑件的壁厚取决于制件使用要求，即强度、结构、重量、电气性能、尺寸稳定性及装配等，在工艺上要求壁厚均匀，否则易产生翘曲、变形等缺陷。若壁厚太厚，则会出现外部先冷却、内部后冷却，产生缩孔、凹陷等缺陷，不仅浪费材料，还会延长冷却时间，延长成型周期，降低生产效率；若壁厚太薄，则成型过程中流动阻力增大，充模困难，无法满足使用上的强度和刚度要求。一热塑性材料易于成型薄壁塑件，壁薄可达0.25mm，但一般不小于0.60.9mm，常取塑件壁厚16mm。 查表得常用塑件壁厚的推荐值，如表1.1所示：表1.1壁厚推荐值名称50mm流程最小壁厚小型塑件推荐壁厚中型塑件推荐壁厚大型塑件推荐壁厚ABS1.21.62-2.53-4PS1.01.52-2.53-4PP1.01.52-2.52.5-3.5PC1.01.82.53-4.5PE0.81.21.62.5-3.5根据零件的大小，该塑件为中型塑件，故取壁厚t=2mm，符合设计要求。1.6 塑件的脱模斜度在加工制造注射模具成型零件时，为了便于将塑件成形后从型腔中脱出或从塑件中抽出型芯，由于塑件在冷却后产生收缩，会紧紧抱在凸模型芯上，或由于粘附作用，塑料会紧贴在凹模型腔内，必须设计和加工出脱模斜度。脱模斜度的大小可根据塑件形状、壁的薄厚、成形高度等因素来确定。在不影响塑件质量与精度的情况下，为了便于从成型零件上顺利脱出塑件，防止塑件在脱模时划伤，设计时塑件表面沿脱模方向应尽量选取最大值。苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物脱模斜度：型腔 2545，型芯 2045，则型腔取35，型芯取35。在加工与制造过程中，型腔的尺寸应以大端为准，而斜度应从大端尺寸向小端尺寸进取；型芯的尺寸恰好进取方向相反，应以小端尺寸为准，斜度应从小端向大端方向进取。1.7 分型面设计分型面是动模与定模的分界面，是取出制件或浇注系统凝料的面。合理选择是塑件能成形的条件，分型面选择合理，其模具结构简单，并且塑件质量较高，还可以降低模具的制造成本。如果分型面的选择不合理，模具结构不尽变得复杂，而且塑件成形困难，质量也会较差。所以选择一个合理的分型面不仅能满足塑件设计制造的各方面性能要求，而且还将会使模具结构简单，成本也会令人满意，塑件模具分型面的选择与设计一般要满足以下原则：分型面的选择应在塑件断面最大轮廓处；分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模，塑件开模时留在有脱模机构的一侧，常在动模的一侧；分型面的选择应保证塑件的尺寸精度要求和表面质量；分型面的选择应选在不影响塑件外观和塑件飞边容易修整的部位，以保证塑件的质量；分型面的选择要便于模具的加工制造，斜分型面要比平直分型面的型腔部分容易加工；分型面的选择应有利于排气，尽可能设在塑料流动的末端以便于排气。根据分型面应选在最大轮廓处，分型面的选择应有利于塑件顺利脱模，分型面的选择应有利于排气，分型面的选择应有利于模具的加工。有侧凹或侧孔的塑件，当采用自动侧向分析抽芯机构，除了液压抽芯能获得较大的侧向抽拔距外，一般分型方案如图1.3所示：图1.3 分型面1.8 确定型腔数量以及排列方式对于一个塑件的模具设计，第一步应该是确定型腔的数目。型腔的数目一般有单型腔和多型腔两种。单型腔模具一般应用于塑件精度要求高、工艺参数易于控制、模具结构简单、制造成本及其生产周期短的模具中。而多型腔模具多用于大批量、长期生产的塑件中。多型腔有模板上的排列形式通常由圆形、H形、直线型及复合型等，在设计时应遵循以下原则：尽可能采用对称式排列，确保塑件质量的均一和稳定；型腔的布置与浇口开槽部位应力要求对称，以便于停止模具承受偏载而产生溢料现象；尽量使型腔排列得紧凑，以便于减少模具外形尺寸。在知道塑件的体积和质量要求的情况下，并且该产品属于大批量生产的中型塑件，但塑件尺寸精度、表面粗糙度较高，综合考虑模具结构的设置及模具的生产效率以及注射机的选择和成本经济性等因素，由于本文设计的塑件是旅行箱的配件，对外观的质量有一定的要求，所以制件的上表面不能有浇口的痕迹，采用侧浇口浇注。再就是为了提高生产效率，本次模具设计采用的是一模两腔对称排布，型腔的分布如图1.4所示：图1.4 排列方式2 注塑设备和模架选择2.1 注塑设备选择注射机的选用包括两方面的内容：一是确定注射机的型号，根据塑件、塑料、注射模及注射工艺等所需要求的注塑机的规格参数在所选注射机的规格参数范围之内；二是调整注射机的技术参数至所需的参数，根据塑料的品种、塑件的结构、成型方法、生产批量、现有设备及注射工艺等进行选择。注射机与注射模是配套使用的，在设计模具前，应先了解现有注射机的规格和型号，安装方法，然后在设计模具结构，并在设计时，要对所选注射机的基本参数进行校核，不匹配时，要及时进行调整。其所校核的项目主要包括：注射量的校核、锁模力的校核、注射压力的校核、模具闭合高度与注射机模板间距离的校核以及开模行程、推出装置、模具安装尺寸及外形、注射机喷嘴位置与注射模浇口及定位圈配合的校核等。国内的标准主要有轻工部标准、机械部标准和国家标准。注射机型号中的字母S表示塑料机械、Z表示注塑机、X表示成型、Y表示螺杆式（无Y表示柱塞式）等根据模具的锁模力选取XS-ZY-125。图2.1为注塑机的外形图。图2.1 注射机实图 计算出以下体积：体积=16.59cm3，ABS密度为1.05g/cm3。g将腔数n定为2腔,即：n=2 g则 ，塑件体积计算如图2.2所示。图2.2 塑件体积目前，注射机的标准有用注射机注射量为主要参数的，也有用合模力为主要参数的，但是大多数以注射量/合模力来表示注射机的主要特征。故选125（注射机的额定注射量/）成立。参照教材塑料成型工艺与模具设计P60与P81：选的注射机。XS-ZY-125注射机参数如表2.1所示：表2.1 XS-ZY-125注射机的参数额定注射量/cm3125最大开合模行程/mm300螺杆直径/mm42模具最大厚度/mm300注射压力/MPa120模具最小厚度/mm200注射行程/mm115喷嘴圆弧半径/mm12注射方式螺杆式喷嘴孔直径/mm4锁模力/kN900顶出形式两侧设有顶出，机械顶出最大成型面积/cm2320动定模固定板尺寸/mm428x458在选择注射机后，模具设计应该根据注射机的相关参数性能进行校核：注射容量，所选择的注射机说注射的最大容量应该大于注射成型所需的质量，如果注射容量太小会引起塑件因熔料不足而产生缺陷。锁模压力，当注射机注射时，注射机为了克服型腔内熔料对模具的涨开力，注射机世家给模具的锁紧力，当熔料以高压注入模具内时会产生一个撑模的力，因此，注射机的锁模单元必须提供足够的“锁模力”是模具不至于被撑开。模具的最大厚度及最小厚度，在模具设计时应使模具的中厚度位于注射机可安装模具的最大模厚和最小模厚之间，同时应校核模具的外形尺寸，使得模具能从注射机拉杆之间装入。模具闭合厚度应满足的条件：，式中为最大模具厚度，为最小模具厚度，为模具闭合高度。模具长度和宽度，模具外形尺寸要与注射机拉杆间距相适应，校核其安装时能否穿过拉杆之间，在动模、定模固定板上固定。模具在注射机动模、定模固定板上安装的方式有两种：用螺钉直接固定（大型注射模多用此法）和用螺钉、压板固定（中、小型模具多用此法）。采用第一种方法时，动模、定模座板上的螺钉孔尺寸及间距应与注射机对应的模板上开设的螺钉孔相适应（注射机动模、定模安装板上开着许多不同间距的螺钉孔，只要保证与其中一组相适应即可）；若采用第二种方法，灵活性打，只需要在模具动模、定模固定板附近有螺钉孔就行了。模具的顶出行程，在塑件顶出时，顶出的距离应该小于模具的顶出行程，否则在顶出塑件时，会因为顶出的距离过短而使塑件不能顶出模具，增加取出塑件难度。2.2注塑机重要参数校核2.2.1型腔数量的确定和校核型腔数量的确定是模具设计的第一步，型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量等参数有关，另外型腔数量还直接影响塑件的精度和生产的经济性，计算如下：（2-1）式中：N-模具的型腔数目； - 单个塑件的容积或质量（）； - 浇注系统和飞边所需要塑料的容积（）； K-注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8 M-注射机的额定塑化量，g/h或cm/h T-成型周期，s 从而可确定该型腔数量符合要求。2.2.2 注塑容量校核国产标准注塑机的标准规定，以注塑ABS时在对空注塑的条件下，注塑机螺旋杆或柱塞做一次最大行程时所能达到的最大容量(cm3)。注塑容量是选择注塑机的重要参数。它在一定的程度上反映了注塑机的注塑能力，标志着注塑机能成型最大体积的注塑制品。最大注射量是指注射机对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。设计模具时，应满足注射成型塑件所需的总注射量小于所选注射机的最大注射量。注射模内的塑料及浇注系统凝料的总容量应在注射机额定注射量的80%以内，即： （2-2）式中：- 单个塑件的容积或质量（）； - 模具的型腔数目； - 浇注系统和飞边所需要塑料的容积（）； -注射机额定注射量(cm)； -注射机最大注射量利用系数，一般取0.8在之前的步骤中已算得：=16.59 ，n=2 ，=10 cm，=125 cm计算过程： 216.59+100.8125=100 经计算得： 从而可确定该注射机的额定注射量符合要求。2.2.3 锁模力校核当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注塑机轴向的很大的推力，其大小等于制件与浇注系统在份型面上的垂直投影之和乘与型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应该小于注塑机额定的锁模力F，否则在注塑成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。注射模从分型胀开的力（锁模力）应小于注射机额定锁模力，即： F（2-3）式中：F 注射机额定锁模力（N）； 分别为塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积 塑料熔体在模内的平均压力 n 型腔个数查塑料成型工艺与模具设计（第二版）表4.2得塑件投影面积如图2.3所示：F=900 KN 经计算得：=3805.88 ，=514，=40Mpa ，n=2=325.03KM图2.3 塑件投影面积 因此该注射机的锁模力符合要求。 2.2.4 注塑压力校核注塑压力的校核是校验注塑机的最大注塑压力能否满足制品成型的需要。只有在注塑机额定的注塑压力内才能调整出某一制件所需的要的注塑压力，因此注塑机的最大压力要大于该制件所要求的注塑压力。制件成型时所需的注塑压力、塑料的品种、注塑机的类型、喷嘴形式、制件的复杂程度以及浇注系统等因素有关。在本次模具设计中，参考了制件的材料ABS的一些参数的结果，确定制品所需的注塑压力为20MPa。而注塑机的注塑压力可以达到120MPa，也就是注塑机的注塑压力符合要求。2.2.5 开模行程校核模具开模后为了能取出塑胶件，要求有足够的开模距离，本次模具使用的注塑机的开模行程是给定的，不受模具厚度的影响，当模具的厚度变化时，可由其调模装置调整。只要使得注塑机最大开模行程大于模具所需的开模距离就符合注塑的要求。mm(2-4)式中：注射机最大开模行程，mm；塑件脱模所需顶距离，mm；塑件高度，mm；考虑到本模具的型腔均布于动、定模板，顶杆顶出工件后，仍留在动模部分的型腔中，故其不影响开模行程的大小，可忽略。查塑料成型工艺与模具设计（第二版）表4.2得：注射机最大开模行程300 mm而H1=20，70 mm，可求得：+(510)mm100mm300mm所以，所选注射机的开模行程符合所选的模具。2.2.6 推出装置校核查GB/T12555-2006得： 垫块高度 推板厚度 推板固定板厚度由此可得：推杆自由活动的距离为40，而推出制件的距离为20mm,故符合要求。2.2.7 模具外形尺寸校核模具的长度宽度应使模具可以穿过拉杆空间在注射机动模固定板和定模固定板上安装。查GB/T12555-2006得模具的长度与宽度为200mm230mm查塑料成型工艺与模具设计（第二版）表4.2得注射机的拉杆空间为260290，故所选注射机的尺寸合格。综合以上校核结果，选择注塑机是符合要求的。2.3 模架选择 2.3.1模架类型选择的前提条件模架的选择，是根据标准模具架来选择的，在模具制造时，选取标准模具会给模具的制造及其成本带来很多方便，而且在模具这一领域所制造的模架也能得到质量保证。选择模架的关键是确定性强模板的周界尺寸（长x宽）和厚度，要确定模板的周界尺寸就要确定型腔到模板边缘之间的壁厚。有关壁厚尺寸的大小确定，可使用查表或用经验公式来确定，经验数据可见表2.2。模板厚度主要由型腔的深度来确定，并考虑型腔底部的刚度和强度是否足够，如果型腔底部有支承板的话，型腔底部不需要太厚，有关支承板厚度h的经验数据见表2.3。模板厚度确定还要考虑到整副模架的闭合高度、开模空间等与注射机之间相适应。（1）根据此制件的结构比较简单，根据制件外观可以确定为它是采用侧浇口来浇注的。（2）分型面选择单分型面。（3）因这个制件壁厚中等，为2mm，为简单推出，故采用推杆的推出方式。（4）根据经济性及实用性这两方面：其一：考虑到此型芯不是很大，而且又可减少些不必要的材料浪费；其二：便于型芯的更换及加工修理，因此型芯及型腔均采用组合式中的“整体组合式”。根据型腔排列的方式以及初步确定的壁厚，推杆推出、选直浇口、侧浇口、型芯整体型。综合以上几点可以的出选择C型模架是比较合适的。其一：考虑到此型芯不是很大，而且又可减少些不必要的材料浪费；其二：便于型芯的更换及加工修理，因此型芯及型腔均采用组合式中的“整体组合式”。根据型腔排列的方式以及初步确定的壁厚，推杆推出、选直浇口、侧浇口、型芯整体型。综合以上几点可以的出选择C型模架是比较合适的。表2.2 型腔壁厚S的经验数据型腔压力/MPa型腔侧壁厚度S/mm29(压缩)0.14L+1249(压缩)0.16L+1549(注射)0.20L+17表2.3 支承厚度h的经验数据B/mmbL/mmb1.5L/mmb2L/mm102300(0.130.15)b(0.110.12)b(0.080.09)b300500(0.150.17)b(0.120.13)b(0.090.1)b2.3.2模架系列的选择根据已经确定的型芯型腔的各个工作部分的尺寸，可计算出如下结果：查GBT/T12555-2006，A板壁厚为65mm，B板厚度为60mm，C板80mm。其模架基本结构如图2.4所示：图2.4 模架图 3 浇注系统设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的通道。其作用是将熔融塑料平稳引导进入型腔，并在填充及固化定型过程中将压力传递到型腔的各部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁及尺寸稳定的塑件。浇注系统通常由主流道、分流道、浇口、冷料穴四个部分组成。但浇注系统不一定全部具有上述各组成部分，在特殊情况下课不设置分流道或冷料穴等。浇注系统的设计是否合理，直接关系到注塑成型效率和塑件的质量。它是注射模具设计的重要环节，设计时应遵循以下原则：了解塑料的工艺特性。颗粒状或粉状的热塑料经过加热，在注射机时已经呈现熔融状态，因此，每一种塑料熔体都有其适应的温度、粘度、剪切速率等。设计浇注系统前应当充分了解所用塑料的成型特性要求，以保证塑件质量。尽量缩短熔体流程，以减少热量和压力损失、缩短充模时间、减少塑料用量，并有利于排气和补缩。防止型芯变形和嵌件位移，便于浇注系统凝料脱出并易于塑件分离，保证塑件外观质量。浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称，对于浇注系统中可能产生质量问题的部位应留有修正的余地。浇注系统与型腔布置应能使塑料熔体均衡进料，应尽量减少模具尺寸，以节约模具材料。设计浇注系统是应该考虑储存冷料的措施，以免冷料进入型腔影响塑件的质量。3.1 主流道设计按主流道的轴线与分型面的关系，浇注系统有直浇注系统和横浇注系统。在卧式和立式注射机中，主流道轴线垂直于分型面，属于直浇注系统，在角式注射机中，主流道轴线平行于分型面，属于横浇注系统。主流道的形状和尺寸直接影响熔体流动速度和充模时间。由于主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触碰撞，所以，一般不将主流道直接开设在模板上，而是单独设在一个主流道衬套上。设计主流道时，应使主流道轴线位于模具中心线上，与注射机喷嘴轴线重合，型腔也以此轴线为中心对称布置，以利于浇注系统的对称布置。主流道一般设计得比较粗大，以利于熔体顺利地向分流道流动，但不能太大，否则会造成塑料消耗增多。反之，主流道也不宜过小，否则熔体流动阻力增大，压力损失大，对充模不利。因此主流道尺寸必须恰当。通常对于粘度大的塑料或者尺寸大的制件，主流道截面尺寸应设计得大一些；对于粘度小的塑料或者尺寸较小的制件，主流道截面尺寸设计得小一些。3.1.1 浇口套设计主流道采用的圆锥孔，浇口套与注塑机喷嘴嘴头的接触球面必须吻合。注塑机的喷嘴是球面，其半径R是固定的,为了浇口套端面的凹球面与注塑机的端凸球面接触良好，一般取半径R为：R=R+(0.51)mm设计中取R=12mm,取余量1mm，所以R=12+1=13mm；而浇口套的圆锥孔的小端直径d应该大于喷嘴内孔直径d,即d= d+(0.51),浇口套的端面凹球深度L=5。流道的表面粗糙度。浇口套一般采用碳素工具钢(如T8A、T10A)材料制造，热处理淬硬度5357HRC.浇口套与模板配合采用H7/m6的过渡配合。浇口套的如图3.1所示：图3.1 浇口套的尺寸3.1.2 浇口套的固定形式设计中,浇口套的端部设一个与注塑机定位孔相配的定位环,注塑机的定位孔是给定的,这里取,具体的固定形式如图3.2所示:图3.2 浇口套的固定形式3.2 分流道的设计3.2.1 分流道的形状及尺寸选择分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道的作用是改变熔体流向，使以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。分流道的截面形状常用的有圆形，梯形和矩形如图，其中圆形截面的分流道效率最高,也就是分流道流过相同的塑料流量，其分流道的内表面积最小。这样可以减少注塑过程中散热面积，即熔料的温度降低最小，同时使得摩擦力变小，减少压力损失。其缺点就是制造起来比较麻烦,应为它必须将分流道分设在模板的两侧，在对合时容易产生错口现象。当分型面为平面时，常采用圆形截面流道。在本设计中，分型面基本为平面，综上所述，采用圆形截面的分流道比较合适。，h=式中：b-梯形大底边宽度，mm m-塑件的质量，g L-分流道的长度，mm h-梯形的高度，mm分流到的截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸、成型工艺条件以及流道的长度等因素确定。通常圆形分流道直径为210mm。综合考虑塑料熔体的流动性与材料的利用效率，取常用圆形分流道直径的中间值，所以设计的分流道直径确定为4mm。3.2.2 分流道的设计实际设计中所采用的分流道断面形状有圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等。由于圆形分流道表面积最小，阻力亦小，浇口可开在流道中心线上，因而延长了浇口冻结时间，对侧向进料的小浇口有利，虽制造比较困难、费用高，但对于表面有质量要求的制件，采用圆形分流道的热量损失较小，可更好地满足表面质量的要求，故采用圆形分流道。分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式可分为平衡式和非平衡式两种。平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸等都必须对应相等，达到各个型腔的热平衡和塑料流动平衡。因此，各个型腔的浇口尺寸可以相同，以达到各个型腔同时均匀进料。非平衡式布置的主要特点是主流道至各个型腔的分流道长度（或加上型腔的大小不同）。为了使各个型腔同时均匀进料，各个型腔的浇口尺寸必定不相同。该塑件采用侧浇口的形式，其分流道截面采用圆形截面。确定分流道断面尺寸时，应保证分流道内的塑料在型腔内充满并补充因型腔内塑料冷却收缩所需的熔体后，方可进行冷却凝固。（按此要求及参考常用塑料的分流道直径表得：ABS塑料分流道尺寸推荐范围4.89.5，本设计取分流道的直径为6mm。长度为34mm）。分流道设计如图3.3所示。图3.3 分流道3.3 浇口设计浇口是主流道、分流道和型腔之间的连接部分，是浇注系统的最终端。当熔融的料流在高压下经过浇口时，因截面面积小而流速快，因摩擦作用而温度升高，粘度降低，流动性提高，有利于充满型腔。故浇口是浇注系统的关键部分，其位置、形状及尺寸等决定着塑件质量、注射效果及注射效率。浇口的作用：快速充型，保压补缩；防止热料回流；使塑件与浇注系统分离。浇口一般可分为直浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐式浇口、点浇口、潜伏浇口、爪形浇口等，综合考虑制件的成型与工艺等特点，设计采用的浇口为矩形侧浇口，边缘浇口（最常用），各种形状制件其优点有：直浇口的优点：熔体从喷嘴直接通过浇口进入型腔，流程最短，进料速度快，成型效果好；直浇口的截面一般较大，因此压力和热量损失较小，保压补缩作用强；模具结构简单，易于制造，成本较低。侧浇口的优点：易加工，成型制件尺寸精准，浇口尺寸易加工修改；分离容易，可防止塑料熔体在注射过程发生逆流；浇口部分粘滞摩擦生热有利于充模。环形浇口的优点：熔体沿浇口的圆周均匀地进入型腔，平稳地将气体排出，排气效果良好；熔体在整个圆周上流速均匀，无波纹及熔接痕；熔体在型腔中平稳流动，塑件的内应力小、变形小。潜伏式浇口的优点：进料浇口一般在塑件内表面或侧面隐蔽处，不影响塑件外观；塑件成型后，在定出时会与塑件自动拉断，易于实现自动化生产；成型不会在塑件表面遗留下喷嘴带来的喷痕和气纹。点浇口的优点：对制品外观质量影响小；熔体通过浇口流速加快，摩擦生热致使熔体温度上升，流动性增强，从而获得的塑件表面光洁、外形清晰；拉断时作用力小，塑件残余应力小；浇口固化速度快，可以降低模内残余应力，有利于塑件脱模。浇口截面形状和尺寸的确定要根据塑件的尺寸大小、壁的薄厚、塑料的品种以及制品的结构和相应的浇口形式而定。先取小值，试模后根据情况修正。总的要求是使熔料以较快的速度进入并充满型腔，同时在充满后能适时的冷却封闭，因此，浇口的截面要小，长度要短，这样可以增加熔料流动速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离，不留下明显的浇口痕迹，保证塑件外观质量。综上各种影响因素，本次设计采用侧浇口。3.3.1 侧浇口的尺寸侧浇口计算尺寸：, (3-1)式中：B侧浇口宽度，mm A塑件外侧表面积， t侧浇口深度，mm 侧浇口处塑件壁厚，mm根据经验数据,一般的侧浇口的厚度t=0.52mm,这里选1mm；宽度b=1.55.0mm,这里选3mm；而浇口的长度k=0.72mm，这里选择2mm。 根据以上要求最终浇口位置选择如图3.4所示。图3.4浇口位置示意图3.4 冷料穴和钩料脱模装置采用顶杆式钩料装置：由冷料穴和顶杆组成，在冷料穴的底部设有一顶杆，顶杆固定在固定板上，与顶出系统联动。浇注系统冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头及熔体流动的前端冷料以防止冷料进入型腔而影响塑件的质量。其常设在主流道的末端，即主流道正对面的动模上（卧式或者立式注射机），直径稍大于主流道大端直径，以利于冷料的流入。冷料穴的尺寸，一般按设计加工，但在试模要进行修正，直到试模合适后，能制造合格塑件为止。其基本尺寸如图3.5所示，其中冷料穴采用Z字型结构。图3.5 拉料杆3.5 排气系统的设计当塑件熔体充填型腔时，必须排出型腔里面浇注系统内的空气及塑件受热而产生的气体。如果气体不能被顺序的排出，塑件由于填充不足而出现气泡，接缝或者表面轮廓不清等缺陷；甚至因气体受压而产生高温，使塑件焦化。排气槽的设计原则：排气槽应尽量开设在分型面上动模一侧；排气槽应设在型腔最后被填充部位；排气槽深不要过大，一般为0.0250.1mm深，宽1.56.0mm，最后经试模时不产生明显飞边为修正原则；排气槽位置要避开操作者操作方向，以免熔料溅出伤人。本设计是利用配合间隙排气，对于简单型腔的小型模具，可以利用推杆、活动型芯、活动镶件以及双支点固定的型芯端部与模板的配合间隙进行排气。这种类型的排气形式，其配合间隙不能超过0.05mm，一般为0.030.05mm，视成型塑料的流动性性能的好差而定。 4 成型零件设计4.1 型腔模的设计型腔分整体式和组合式两种。整体式型腔的优点是，强度和刚度相对较高，且不易变形，对塑件的上表面不会产生拼模缝的痕迹；缺点是切削量大，模具成本高，同时给热处理和表面处理带来一定的困难；组合式型腔的优点是，组合式型腔可以简化复杂型腔的加工工艺，减少热处理变形，拼接处有间隙有利于排气，便于模具的维修，节省贵重的模具钢；缺点是尺寸及形位公差等级要求高，嵌入块的机械工艺要求高。由于本设计零件结构较为简单，模具较小，考虑带是大批量生产方式，需要强度和刚度相对较高，设计采用整体式型腔，型腔三维图如图4.1所示。图4.1 型腔三维图4.2 型芯模的设计注射模的型芯是成形塑件内孔的零件。与型腔一样，凸模用于成型塑料的内表面，又称型芯、阳模或成型杆。结构分整体式和组合式两种。其中整体式型芯结构牢固，但需用模具钢多、成本较高。而对于形状复杂的型芯宜设计成组合式结构，这样可以简化加工。但设计和制造时必须注意拼接牢靠、紧密为了便于加工和有利于排气，该设计中采用整体式凸模，其中公模仁的结构如下图4.2所示。图4.2 型芯三维图影响塑件的尺寸因素有：（1） 塑件的收缩率，其计算公式为s=（）Ls（4-1）式中：s塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差； 塑料的最大收缩率； 塑料的最小收缩率； Ls 塑件的基本尺寸。（2）模具成型零件的制造误差；参考塑料成型工艺与模具设计所列出的经验值，成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/31/4，或取IT5级作为模具制造公差。模具成型零件制造公差用z表示。收缩率的波动引起塑件尺寸误差随塑件的尺寸增大而增大。在计算成型零件时，所用到的收缩率均用平均收缩率来表示= 100%（4-2）式中 塑件的平均收缩率； 塑料的最大收缩率； 塑料的最小收缩率。根据设计手册可查得ABS保塑料收缩率为0.3-0.8%平均收缩率 =(0.6+2.5)/2=0.05 1）凹模的內形尺寸： （4-3）式中：L凹为型腔內形尺寸(mm)； L塑为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸； K为塑料平均收缩率(%)，此处取0.005 s为塑件公差，查表知塑件精度等级取5级；塑件基本尺寸在36mm范围内取0.24mm;1824mm范围内取0.24mm;80100mm范围内取1.00mm;在100120mm公差取1.14mm；在140160mm公差取1.44mm;在200225mm公差取1.92mm;在280350mm公差取2.5mm;在315355mm公差取2.8mm所以型腔尺寸如下：L1=30(1+0.005)-(3/4)0.50=29.38L2=32(1+0.005)-(3/4)0.56=31.74L3=140(1+0.005)-(3/4)1.28=139.74型腔深度的尺寸计算： h=h(1+k)-(2/3)（4-4）式中： h凸模/型芯高度尺寸(mm)； h为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸；s 、K 含义如（1）式中。 H1=18(1+0.0155)-(2/3)0.38=17.84 2）凸模的外形尺寸计算： L=L(1+k)+(3/4) （4-5）式中： L凸模/型芯外形尺寸(mm)； L为塑件內形基本尺寸(mm),即塑件的实际內形尺寸；s 、k含义如（1）式中。所以型芯的尺寸如下：L1=136（1+0.0155）+（3/4）1.28=137.64L2=26（1+0.0155）+（3/4）0.50=26.51型芯的深度尺寸计算： h=h(1+k)+ (2/3) （4-6）式中： h为凸模/型芯高度尺寸(mm)； h为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸； s 、k含义如（1）式中型芯的高度为： H1=18(1+0.005)+(2/3)0.38=18.345 推出机构设计5.1 推杆推出机构推出机构的作用是推出留在型腔内或型芯上的塑件。推出机构又称脱模机构。每次注射模在注射机上合模注射结束后，都必须将模具打开，然后把成型后的塑料制件及浇注系统的凝料从模具中脱出，完成推出的脱模的机构称为推出机构。在设计推出机构时需要把握以下设计要求：尽量使塑件留在动模上，这是因为要利用注射机顶出装置来推出塑件，必须在开模过程中保证塑件留在动模上，这样，模具的推出机构较简单。只有因塑件结构的关系，不能留在动模上时，才由定模上的复杂推出机构推出塑件。保证塑件不变形不损坏。为此，必须正确分析塑件与型腔各部分的附着力的大小，以便选择适当的推出方式和推出部位，使脱模力合理分布。结构尽可能简单、可靠，确保脱模动作灵活，具有足够的强度和刚度，制造方便，零部件更换容易，成本低。由于塑件收缩时的包紧型芯，因此脱模力作用位置应尽可能靠近型芯。同时也应布置在塑件刚度、强度最大部位，如凸缘、加强肋等处，作用面积也应尽可能大一些，以免损坏塑件。脱模力的确定与抽芯力的计算相同，但要精确计算复杂形状塑件的脱模力比较困难，这是因为塑件与型腔的附着力，尤其对型芯的包紧力，与塑件的材料性能、几何形状、模具温度、冷却时间、型芯间距大小、脱模斜度以及型腔表面粗糙度等因素有关。一般情况下，塑件收缩率大、壁厚、型芯尺寸大而形状复杂、深度较深、脱模斜度小以及型腔粗糙度大的脱模阻力就大，反之则小。在确定脱模零件结构时，应综合考虑上述因素，以帮助塑件顺利脱模。保证塑件外观良好，这就要求推出塑件的位置尽量选在塑件内部或塑件外观影响不大的部位，尤其在使用推杆推出时更要注意这个问题，以免损伤塑件的外观。结构需要可靠，即推出机构应工作可靠，运动灵活，具有足够的强度和刚度。本设计中的顶出系统采用顶杆顶出机构，将顶杆设立在动模部分配合准确的导向机构使得推出机构不仅准确的完成推出制件而且保证了产品的外观质量要求。本设计采用圆柱型推杆。优点：由于圆柱形状的顶杆和顶杆孔最容易加工，而且很容易保证其与模板火型芯上的推杆孔的配合精度，易于保证其互换性，并且易于更换，而且它还具有滑动阻力小，不易于卡滞等。顶杆结构形式如图5.1（a）所示；顶杆的固定形式如图5.1（b）：5.2 推出机构的复位推出机构的导向：当推杆较细或推杆数量较多时，为了防止因塑件反阻力不均匀而导致推杆固定板扭曲或者倾斜折断推杆或发生运动卡滞现象，需要在推出机构中设置导向零件，一般称为推板导柱。但是该机构的推杆数量不多，因此不需要采用导向机构。（a）顶杆结构（b）固定方式图5.1 顶杆的固定推出机构的复位：脱模机构完成塑件的顶出后，为进行下一个循环必须回复到初始位置，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。因此本设计采用复位杆复位。在推杆固定板上安装复位杆，复位杆在装配后其端与动模分型面其平，推出机构推出后，复位杆便高出分型面一定距离，合模时，复位杆先于推杆与定模分型面接触，在动模向定模逐渐合拢时，推杆机构被复位杆顶住，从而与动模产生相对移动直至分型面合拢时，推出机构就回复到原来的位置。最后完成合模过程，准备下次的注射成型。5.3 推出机构的布局顶杆的布局如图5.2所示，其中黄色圆圈标示均为顶杆位置。图5.2 推杆位置6 侧向抽芯机构的设计模具温度及其波动对塑件的收缩率、变形、尺寸稳定性、机械强度、应力开裂和表面质量等均有影响。在本次设计的塑件的成型过程中，其中间的台阶孔需要侧抽芯机构进行抽芯才能完成的。抽芯机构的设计也是本次模具设计的重点和难点。抽芯机构根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为手动、机动、液动（或气动）等三大类型。本次实际成效的塑件抽拔距离短，成型型芯尺寸小，需要的抽拔力小，所以本次设计模具选用机动侧向抽芯。其结构如下图6.1所示。图6.1 侧向抽芯机构6.1 抽芯距的计算抽芯距一般应大于塑件侧孔深度或者凸台高度23mm。如塑件上带有侧孔，侧孔的深度为h，此时抽芯距为 =h+(23)mm（6-1）式中：h塑件上侧凹、侧孔的深度或者侧向凸台的高度 抽芯距因为塑件侧孔的深度为2mm，需要的抽芯长度S=5mm。6.2 抽芯力的计算影响抽芯力的因素很多，若所有因素都要考虑周全是比较困难的，因此在实际生产中常常只考虑主要因素的影响。关于抽芯力的计算可以根据新编塑料模具设计手册中的公式进行计算。即：（6-2）式中：抽芯力A塑件包络型芯的面积P塑件对型芯单位面积上的包紧力，通常在Pa，在此取平均值为Pa。f塑件在热状态时对钢的摩擦系数，一般在0.150.22范围之内，取中间值f=0.2。侧抽芯的脱模斜度或倾角，取。故=60.12N。6.3 斜导柱直径的确定由于计算比较复杂，可用查表的方法确定斜导柱的直径。按已求得的抽芯力和选定的斜导柱的倾斜角在教材塑料成型模具与设备P181表4.21来确定。由先求得的抽芯力和选定的斜导柱的倾斜角查表可得出最大弯曲力，同时（侧型芯滑块受到脱模力的作用线与斜导柱中心线交点到斜导柱固定板的距离，它并不等于滑块高度的一半），再通过其关系表查得斜导柱直径d=12mm。6.4 斜导柱长度的计算如图6.2所示，斜导柱的总长度与斜导柱直径、斜角、抽拔距及其斜导柱固定板尺寸等有关。图6.2 斜导柱计算公式为：式中：斜导柱总长（mm） 斜导柱固定部分直径（d=17mm） 斜导柱斜角，S抽芯距，（mm）S=5mmH定模座板固定斜导柱部分厚度，H=28mm以上数据带入式中得：6.5 楔紧块的设计楔紧块的设计形式，在塑件注射成型过程中，侧型芯在抽芯方向受到塑料较大的推理作用，这个力通过滑块传给斜导柱，而一般的斜导柱为细长杆件，受力后容易发生变形。因此必须设计楔紧块，以压紧滑块，式滑块不至于产生位移，从而保护斜导柱和保证塑件的精度。楔紧块的形式视滑块的受力大小、磨损情况及塑件的精度要求而定。常用楔紧块形式可分为以下几种形式：楔紧块与定模座作为一个整体形式，该形式材料耗量大，加工不便，磨损后修复困难，但牢固可靠，刚性好，适合楔紧力要求大的模具；用螺钉、销钉固定的形式，该形式制造和调整都较方便，容易装配，适合楔紧力不大的模具；用T形槽固定楔紧块再用销钉定位的形式，该形式可承受较大的侧压力，但磨损后也不易调整，适合模板尺寸较小的模具；整体镶入式，用台肩或螺钉固定，该形式刚性较好，修配方便，常用于模板边缘有足够固定位置的情况下。楔紧块的设计形式采用如图所示结构，考虑楔紧块的制造及其加工情况，将楔紧块单独加工并通过螺钉固定在定模座板上，牢固可靠刚性大，楔紧块的楔紧角比斜导柱的角度要大。7 冷却系统设计模具温度及其波动对塑件的收缩率、变形、尺寸稳定性、机械强度、应力开裂和表面质量等均有影响。模具温度过低，熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，甚至充不满型腔或形成熔接痕，塑件表面不光泽，缺陷多，机械强度降低。对于热塑性塑料注射成型时，在模温过低，充模速度又不高的情况下，塑件内应力增加，易引起翘曲变形或开裂，尤其是粘度大的工程塑料。模温过高，成型收缩率大，脱模和脱模后塑件变形大，并且易造成溢料和粘模。为保证塑件质量，模具温度必须适当、稳定、均匀。温度对模具成型设计有很大的关系，甚至直接关系到塑件的质量问题，所以对模具设计中必须把握好温度控制系统的设计，对模具温度控制系统设计必须满足以下基本要求：温度控制系统应具有以下功能：能使型腔和型芯的温度保持在规定的范围之内，并保持均匀的模具温度；一边成型工艺得以顺利进行，并有利于塑件尺寸稳定、变形小、表面质量好、物理和机械性能良好。具有不同性能的塑料，在成型时对模具温度的要求是不同的。粘度低的塑料，宜采用较低的模具温度；粘度高的塑料，必须考虑熔体充模和减少塑件应力开裂的需要，模具温度较高为宜；对于结晶型塑料，模具温度必须考虑对结晶度及物理、化学和力学性能的影响。根据塑料品种、成型方法及模具尺寸大小，正确确定模具温度的调节方法，对于热固性塑料的压缩成型和压注成型，一般在较高的温度下成型，要求模具温度较高，因而必须设置加热系统对模具进行加热；对于热塑性塑料的注射模则应根据塑料品种和模具尺寸大小等不同情况进行温度调节。对于粘度低，流动性好的塑料，如聚乙烯、聚苯烯、聚丙烯、聚苯乙烯、有机玻璃等，注射成型时要求模具温度较低，所以模具应进行冷却。如果成型小心薄壁塑件时，则应设置冷却系统进行冷却，以提高生产效率。对于粘度高、流动性差的塑料，注射成型时要求模具温度在80以上的，如聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜等塑料，在成型时则需要对模具进行加热。对于热固性塑料，如酚醛塑料、脲甲醛塑料等注射成型，其模具温度要加热到160190。对于热流道注射成型，其热流道板也要加热。至于注射成型的初始阶段，小型模具可以利用熔体注入来加热模具，但对大型模具，必须使用热水或热油加热模具，待模具达到指定温度后，进行正常的注射成型，并进行冷却（需要冷却时）。温度调节系统要尽量做到结构简单、加工容易、成本低廉。模具的冷却是将注塑成型过程中产生的、并传递给模具的热量尽可能迅速、并最大程度地传递出去，以使塑件以较快的速度冷却固化。不论是对热塑性塑料还是热固性塑料的模型成型，模具温度对塑料制件的质量和生产率都有很大的影响。调节模具温度的主要目的是：缩短成型周期；提高塑件质量，提高生产率。本模具设计的冷却主要采用的是循环水冷却方式，而此次设计中采用的冷却方式就是采用的循环水冷却方式。7.1 冷却管道的工艺计算已知：塑件材料为ABS：塑件的成型周期为4090s；成型周期内塑件的质量为m16.59；水的密度为。7.1.1 冷却管道的直径计算冷却管道的直径计算参数如下：冷却水体积流量， M单位时间注射入模具内的树脂质量，Kg/hQ单位时间内树脂在模具内释放的热量，J/KgC冷却水的比热容，J/(Kg.K) 冷却水的密度，Kg/冷却水出口温度， 冷却水入口处温度，求塑件在固化时每小时释放的热量Q塑件的产量为 查表10.4得ABS的单位热流量 所以 =确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于14mm，否则冷却水难以湍流状态，以至降低热交换效率。一般水孔的直径课根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为2mm时，水孔直径可取4mm；平均24mm时，水孔直径可取810mm；平均壁厚为46mm时，水孔直径可取1014mm求冷却水管道直径d，为了使冷却水处于湍流状态，取d = 6mm7.2 冷却水道的结构设计冷却系统的水道形式大概分为沟道式冷却、管道式冷却、导热杆式冷却本次设计采用的式较普通的沟道式冷却，就是直接在模具或者模板上钻孔或者铣槽，通人冷却介质。特点是冷却介质直接接触模体，导传热量，结构简单，冷却效果好。冷却水道如图7.1所示。图7.1 水道8 导向机构的设计合模导向装置时保证动模与定模或上模与下模合模时正确定位和导向的重要零件。合模导向装置主要有导柱导向和锥面定位两种，通常采用导柱导向。导柱导向装置主要由导柱和导套组成，导向装置的作用主要有以下三方面：导向作用，动模与定模（或上模和下模）合模时，首先是导向零件接触，引导动模、定模准确合模，避免凸模或型芯先进入型腔，以保证不损坏成型零件。定位作用，避免模具装配时错位而损坏模具（尤其是形状不对称的型腔），并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状，不至于由于位置的偏移而引起零件壁厚不均。承受一定的侧向压力，塑料注入型腔过程中产生单向侧面压力，或由于成型设备精度的限制，是导柱在工作中承受一定的侧压力。但侧向压力很大时，则不能完全由导柱来承担，需要增设锥面定位机构。8.1 导向机构的设计要点导向机构的设计要点如下：导向装类型的设计。合模导向装置通常采用导柱导向，但大型、精度要求高、深型腔零件通常采用锥面定位机构。合理布置导柱位置。根据模具的形状和大小，一套塑料模具一般需要24根导柱。导柱尺寸的选用应根据模具尺寸选用，必须保证足够的强度和刚度。导柱工作部分长度应比型芯端面高出68mm，以保证其导向与引导作用。导柱工作部分的配合精度采用（低精度的选用），导柱固定部分配合采用。配合长度通常取配合直径的1.52倍，其余部分可以扩孔，减小摩擦，并降低加工难度。导柱导套应该有足够的耐磨性，多采用低碳钢经渗碳处理，其硬度为4855HRC，也可以采用T7或T10碳素工具钢，经淬火处理。导柱工作部分表面粗糙度值为Ra0.4，固定部分为Ra0.8，导套内外圆柱
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