管套塑件注塑(射)模具设计

摘 要本文主要介绍了管套注塑模设计，塑料成形工艺以及注塑的过程，也对注塑机也进行了一些简单的介绍。注塑模设计的主要过程有：塑料制品的工艺分析，型腔数目的确定，注塑机的选择以及模具的结构设计。模具的结构设计包括：浇注系统的设计，成型零件设计，导向机构设计，脱模机构设计，冷却机构设计以及排气系统设计。本文设计的是一模两腔两板式模具。本文对模具的工作原理和工作过程，以及模具的使用与保养也进行了说明，本文给出了详细的设计过程及装配图。关键词： pp 管套 注塑模 设计 2AbstractThis paper mainly introduces the Tube sets of injection mold design, plastic injection molding process, as well as the process of injection molding machine also carried out a number of brief. The main injection mold design process are: process analysis of plastic products, to determine the number of cavity, the choice of injection molding machine, as well as the structural design of mold. The structural design of mold include: the design of gating system, forming part design, design-oriented, Demoulding design, cooling design and exhaust system design. This article is designed to mold a three-plate mold cavity. Tube sets due to the special shape, the mold sets out through the top of the differential, the paper of the various parts of the mold parts to the design and calculation. In this paper, the working principle of the mold and the work process, as well as the use and maintenance of molds are also described. In this paper, detailed design and assembly process.Keywords：Tube sets, pp injection,mold design3目 录摘 要 .1Abstract .1目 录 .31 管套结构及其成型工艺的分析 .51.1 塑件分析 .51.1.1 结构分析如下 .51.1.2 成型工艺分析 .51.2 塑料的选材及性能分析 .62 模具设计方案的确定 .92.1 分型面的选择原则 3.92.1.1 分型面的选择原则 .92.1.2 分型面确定 .92.2 型腔数量确定 .103 模具各部分结构设计 .113.1 注塑机选型 .113.1.1 注射量计算 .113.1.2 注射机型号的选定 .113.1.3 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核 6.123.2 模具浇注系统设计和浇口的设计 .143.2.1 主流道的设计 4.143.2.2 分流道的设计 .143.3 成型零件工作尺寸的设计和计算 .163.3.1 成型零件的工作尺寸计算 .163.3.2 型腔零件刚度和强度校核 .183.4 模架的确定和标准件的选用 .183.5 合模导向机构和定位机构 .193.5.1 导向机构的总体设计 .193.5.2 导柱设计 .203.6 脱模推出机构的设计 .203.6.1 脱模推出机构的设计原则 8.203.6.2 塑件的推出机构 .213.7 排气系统设计 .213.8 冷却系统的优化设计 10.213.8.1 加热系统 .213.8.2 冷却系统 .233.8.3 冷却装置布置方案 .233.9 模具材料例表 .234 模具的装配要求 .244.1 塑料模具装配的技术要求 .2444.2 塑料模具装配过程 .244.2.1 装配动模部分 .254.2.2 装配定模部分 .255 模具工作过程 .26总 结 .27参考文献 .28致 谢 .2951 管套结构及其成型工艺的分析1.1 塑件分析图 1.1 管套上图 1.1 所示是管套零件。1.1.1 结构分析如下该塑件为管套，具有一定的深度，表面光滑，在模具设计和制造上要有良好的加工工艺，确保成型零件具有一定的光洁度。管套内部凹下的胶位是为了插入时能配合紧密，所以必须具备一定的制造精度。1.1.2 成型工艺分析采用 MT5 等级精度，大量生产，该塑件壁厚约为 3.0mm，管套内表面有斜6度所以不需要另外再设脱模斜度。 1.2 塑料的选材及性能分析该壳用于管套，经常用手触摸，必须耐酸、对电绝缘，化学稳定性要好； 抗拉强度、硬度、耐磨性要突出，综合机械性能要好。具备这些条件的塑料首选：pp，化学名称：聚丙烯 英文名称:Polypropylene（简称 PP） 比重:0.9-0.91 克/立方厘米 成型收缩率:1.0-2.5% 成型温度：160-220 。PP 为结晶型高聚物，常用塑料中 PP 最轻，密度仅为 0.91g/cm3（比水小） 。通用塑料中，PP 的耐热性最好，其热变形温度为 80-100，能在沸水中煮。PP 有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶” 。PP 的综合性能优于 PE 料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP 的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。 1、成型特性1）结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解. 2）流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形. 3）冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低温高压时容易取向,模具温度低于 50 度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90 度以上易发生翘曲变形 4）塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中.2、工艺特点PP 在熔融温度下有较好的流动性，成型性能好，PP 在加工上有两个特点：其一：PP 熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降（受温度影响较小） ；其二：分子取向程度高而呈现较大的收缩率。 PP 的加工温度在 200-300左右较好，它有良好的热稳定性（分解温度为 310） ，但高温下（270-300） ，长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因 PP 的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低，所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性，改善收缩变形和凹陷。模温宜控制在 30-50范围内。PP 熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP 在熔化过程中，要吸收大量的熔解热（比热较大） ，产品出模后比较烫。PP 料加工时不需干燥，PP 的收缩率和结晶度比 PE 低。 3、力学性能PP 的拉伸强度和刚性都比较好，但冲击强度较差，特别是低温时耐冲击性差。此7外，如果制品成型时存在取向或应力，冲击强度也会显著降低。虽然抗冲击强度差，但经过填充或增强等改性后，其机械性能在许多领域可与成本较高的工程塑料相竞争。4、表面硬度PP 的表面硬度在五类通用塑料中属低等，仅比 PE 好一些。当结晶度较高时，硬度也相应增加一些，但仍不及 PVC、PS、ABS 等。 5、热性质在五大通用塑料中，PP 的耐热性是最好的。PP 塑料制品可在 100下长时间工作，在无外力作用时，PP 制品被加热至 150时也不会变形。在使用成核剂改善 PP 的结晶状态后，其耐热性还可进一步提高，甚至可以用于制作在微波炉中加热食品的器皿。 6、耐应力开裂性成型制品中残留有应力，或者制品长时间在持续应力下工作，会造成应力开裂现象。有机溶剂和表面活性剂会显著促进应力开裂。因此应力开裂试验均在表面活性剂存在下进行。常用的助剂为烷基芳基聚乙二醇。试验表明 PP 在表面活性剂浸泡时的耐应力开裂性能和在空气中一样，有良好的抵抗能力，而且 PP 的熔体流动速率越小（分子量越大） ，耐应力开裂性越强。 7、化学稳定性PP 的化学稳定性优异，对大多数酸、碱、盐、氧化剂都显惰性。例如在 100的浓磷酸、盐酸、40%硫酸及其它们的盐类溶液中都是稳定的，只有少数强氧化剂如发烟硫酸等才可能使其出现变化。PP 是非极性化合物，对极性溶剂十分稳定，如醇、酚、醛、酮和大多数羧酸都不会使其溶胀，但在部分非极性有机溶剂中容易溶解或溶胀。 8、气密性（气体阻隔性）PP 对氧气、二氧化碳和水蒸汽都有一定的透过性，比起尼龙（PA）和聚酯（PET）都有明显差距，对于高阻隔性塑料，如 PVDC、EVOH 等就差得更多了。但与其它非塑料材料相比其气密性还是相当好的。通过添加阻隔性材料或在表面涂敷阻隔性塑料，可以大大提高其气密性。 9、老化性能PP 分子中存在叔碳原子，在光和热的作用下极易断裂降解。未加稳定剂的 PP 在150下被加热半小时以上，或在阳光充足的地方曝晒 12 天就会明显变脆。未加稳定剂的 PP 粉料在室内避光放置 4 个月也会严重降解，散发出明显的酸味。在 PP 粉料造8粒之前加入 0.2%以上的抗氧剂可以有效地防止 PP 在加工和使用过程中的降解老化。抗氧剂分为游离基链反应终止剂（也称主抗氧剂）和过氧化物分解剂（也称辅抗氧剂）两大类，主、辅两类抗氧剂的合理配合，将会发挥良好的协同效果。目前推荐使用的B215 抗氧剂就是主 抗氧剂 1010（酚类）和辅 抗氧剂 168（亚磷酸酯）按 1：2 的比例复配而成的。为防止光老化需要在 PP 中加入紫外线吸收剂，它可将波长 290400nm 的紫外线吸收激化转化为没有破坏性的较长波长的光线。对于埋在土壤中或在室内避光使用的 PP 塑料制品仅加入主辅抗氧剂即可，无须加入紫外线吸收剂。 9、电性能PP 属于非极性聚合物，具有良好的电绝缘性，且 PP 吸水性极低，电绝缘性不会受到湿度的影响。PP 的介电常数、介质损耗因数都很小，不受频率及温度的影响。PP 的介电强度很高，且随温度上升而增大。这些都是在湿、热环境下对电气绝缘材料有利的。另一方面 PP 的表面电阻很高，在一些场合使用必须先进行抗静电处理。 10、加工性能良好PP 属于结晶型聚合物，不到一定温度其颗粒不会熔融，不像 PE 或 PVC 那样在加热过程中随着温度提高而软化。一旦达到某一温度，PP 颗粒迅速融化，在几度范围内就可全部转化为熔融状态。PP 的熔体粘度比较低，因此成型加工流动性良好，特别是当熔体流动速率较高时熔体粘度更小，适合于大型薄壁制品注塑成型，例如洗衣机内桶。PP 在离开口模后，如果是在空气中缓慢冷却，就会生成较大的晶粒，制品透明度低。如果是在水中急冷（如下吹水冷法制薄膜） ，PP 的分子运动被急速冷冻，不能生成晶体，此时的薄膜就是完全透明的。PP 的成型收缩率是比较大的，达到 2%以上，远远大于 ABS 塑料（0.5%） 。PP 的成型收缩率可以随着添加其它的材料的种类及多少有所变化，这在制作具有配合尺寸的注塑制品时需认真加以考虑。92 模具设计方案的确定2.1 分型面的选择原则 3分型面是模具上用来取出塑件和浇注系统料可分离的接触面称为分型面,分型面的选择对模具设计方式影响最大,分型面设计是否合理对塑件质量和模具复杂程度具有很大的影响。基本上是一种分型面对应着一种模具设计方案，所以分型面的选择决定着模具总体的设计方案。2.1.1 分型面的选择原则1）保证塑料制品能够脱模。2）使分型面容易加工。3）尽量避免侧向抽芯。4）使侧向抽芯尽量短。5）有利于排气。6）有利于保证塑件的外观质量。7）尽可能使塑件留在动模一侧。8）尽可能满足塑件的使用要求。9）尽量减少塑件在合模方向的投影面积。10）长型芯应置于开模方向。11）有利于简化模具结构。2.1.2 分型面确定分型面与开模方向垂直, 如图 2.1 所示。利用塑件中间凸台的反锥度，使开模时塑件留在动模型芯上。10图 2.1 分型面形式与位置2.2 型腔数量确定由于生产批量大，本套模具采用一模四腔如图 2.2 所示。图 2.2 型腔排列方式113 模具各部分结构设计3.1 注塑机选型注射机是安装在注射机上使用的设备，因此设计注射模应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的的大小及型腔的模具和排列方式，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、推出行程、开模距离进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户自己提供型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。3.1.1 注射量计算该产品为 PP，查书设计与制造实训 得知其密度为 0.9g.cm-3收缩率为 1.0-2.5%，计算其平均密度为 0.9，平均收缩率为 1.75%，通过计算得四个塑件体积为： V 塑=25.5cm 3四个塑件的质量： M 塑=34.68g浇注系统体积： V 浇=0.955 cm 3浇注系统质量： M 浇=1.04g故得四个塑件总体积和总质量为： V 总=51；M 总=69.36g3.1.2 注射机型号的选定根据以上的计算初步选定型号为 SZ-125/630 型卧式注射机，其主要技术参数见表 3.1。表 3.1 SZ-125/630 型注射机主要技术参数 4螺杆直径/mm 40 拉杆内间距/mm 370x320推动行程/mm 550 最大模具厚度/mm 350理论容量/ 3cm140 最小模具厚度/mm 15012注射速度 /(g/s) 110 顶出杆根数 1塑化能力/(g/s) 16.8 定位孔直径/mm 125额定注射压力/MP 126 顶出中心孔直径/mm 35螺杆转速/(r/min) 14200 顶出力/KN 1500锁模力/KN 530 球半径 SR/mm 15开模行程/mm 270喷嘴 孔直径/mm3.1.3 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核 61）型腔数量的校核（1）由注射机料筒塑化速率校核型腔数量（3.1）210.861.049.3KMtmn（1 代表四个塑件总量，下同） ，t 取 60s, 符合要求。右 边式中 K注射机最大注射量的利用系数，非结晶型塑料一般取 0.8；M注射机的额定塑化量，改注射机为 16.8g/s；T成型周期，因塑件还比较大，壁厚，取 30s;m1单个塑件的质量，取 69.36g ;m2浇注系统的质量，取 1.04g ;（2）按注射机的最大注射量校核型腔数量210.841.2.56693nKm符合要求。式中 注射机允许的最大注射量，该注射机为 140g。Nm其他符号意义与取值同前。（3）按注射机的额定锁模力校核型腔数量管套正反两面产生的胀模力由内模壳抵消；左右两行位压力由导柱和前模板的斜面抵消，取这两处力的一半为正压力： 21438562Am分型面合模处的作用面积： 2.1.07.塑料熔体对型腔的成型压力是 ，一般是注射压力的 30%-65%，60aMP13取平均压力为：（3.2）3(1865)0412P型 aP（3.3）122.1()4.(75)FnA型符合要求。2）注射机工艺参数的校核（1）注射量的校核注射量以容积表示最大注射容积为： 3max0.85149Vvcm最少注射容积： in.2而 iax3V符合要求。（2）锁模力的校核前面计算过，符合要求。（3）最大注射压力的校核注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力 max126PM应该大于注射成型所需调用的注射压力的 即0axk式中 ；1.254k为 7090 ；0PaM代入数据计算，符合要求。3）安装尺寸的校核最大与最小模具厚度模具厚度 H 应满足 minaxH式中 minax150,350该套模具厚度 H=248mm 。选择该注射机不能满足模具设计的要求。4）开模行程校核 12(50)Hm:14注射机动模板的开模行程，取 270mm；H塑件推出行程取 20mm；1为包括流道凝料在内的塑件高度；28.5m代值计算发现开模行程能满足。3.2 模具浇注系统设计和浇口的设计浇注系统是引导凝料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能。 3.2.1 主流道的设计 4主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，具有一顶的锥度，以便熔体的流动和开模时主流到凝料的顺利拔除。1）主流道尺寸和浇口的设计（1）主流道的小端直径 D =注射机喷嘴直径+ （ 0.51）=3+（0.51） ，取 D=3.5mm 。（2）主流道的球面半径 SR =注射机喷嘴球头半径+（1 2）=15+（12） ，取 SR=16mm 。（3）球面的配合高度 ，取 h=3mm 。35hm（4）主流道的长度 取 L=71.5mm。主流道大端直径 （半锥角 ）2tan6.4DL1取 5.8浇口套总长 07137.5hm2）浇口套的设计主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求比较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如 T8A、T10A 等，热处理硬度为 50HRC55HRC,如图 3.1 所示。15图 3.1 主流道衬套3）定位圈的设计与固定由于该模具主流道比较长，定位圈和衬套设计成分体式，注射机定位孔尺寸为 ，定位圈尺寸取 ，两者之间呈较松的间隙配合。0.172 0.247定位圈结构尺寸如图 3.2 所示；定位圈和上模座板做成一个整体如下图。图 3.2 定位圈3.2.2 分流道的设计采用梯形截面的分流道，平衡式流到，塑料熔体通过主流道然后到分流道流入型腔。分流道形式如下图示。16图 3.4 侧浇口的设置形式3.3 成型零件工作尺寸的设计和计算模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。3.3.1 成型零件的工作尺寸计算工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等。PP 的成型收缩率为 0.4%-0.7%所以平均收缩率取 s=0.55%。塑件尺寸公差按 SJ1372-78 标准中的 5 级精度成型。1）圆柱型芯（见图 3.5）17图 3.5 圆柱型芯（1（ 采用台肩固定的形式，下底面用模珂与动模压紧。（2（ 塑件的尺寸公差源自塑料成型工艺与模具设计的塑件公差数值表 3.1。塑件尺寸 ， ，0.241sd0.245sd0.25sh（4.4）011 .4.6()(5%)1713Msdx 0022 .25.s0 . .6()()20h 式中 s塑料的平均收缩率，PP 为 0.55%；塑件外径尺寸（取 31mm） ；d修正系数（取 0.75） ；x塑件尺寸公差，见上塑料尺寸公差值；模具制造误差，其他误差忽略，当尺寸小于 50mm 时， ；当 4塑件尺寸大于 50mm 时， 。52）圆柱型腔（见图 3.6）图 3.6 动模型腔（1）模仁为镶入式，通过沉头螺钉固定在动模板上。18（2）尺寸计算。塑件的尺寸公差源自塑料成型工艺与模具设计的塑件公差数值表 3.1。 ， 0.531D0.23H(4.5) 0.250.125()(%)1.738MsLx . .20.H式中各符号同前。3.3.2 型腔零件刚度和强度校核由于塑件成型部分采用模仁，再从模板上开框把模仁镶入，用螺丝吃紧。成型部分离模仁有满足条件的规定距离（2025mm） ，而模仁离模板四周也有满足条件的规定距离，所以成型时型腔零件完全满足强度和刚度的要求，在这里就不一一校核。在动模板上，由于成型压力很大部分垂直压在其上，底部为了节约材料不打算采用支撑板，在这里我们采用四个中托司支撑。尺寸位置大小和中托司布局请见模具组装图。3.4 模架的确定和标准件的选用根据前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合模架，选用结构形式为 200A35 B33 C50 模架。1）定模座板（270mm 、厚为 25mm）定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为 45 钢。通过 4 个 M12 的内六角圆柱螺钉与定模固定板连接；定位圈通过 2 个 M6 的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为 H8/f8 配合 7。2）定模板（220mm，厚 35mm）用于固定型芯、导套。固定板应有一定的厚度，并有足够强度，一般用 45 号钢，调质到 230HB270HB。其上的导柱和导套一端采用 H7/k6 配合，另外一段采用H7/f7 配合；定模板与浇口套采用 H7/m6 配合 7。3）动模座板（270mm 、厚为 25mm）材料为 45 钢，其上的注射机顶孔为 。504）动模板（220mm，厚 33mm）行位滑块通过矩形导滑槽在模套中滑动，以完成侧向分型和合模复位，材料为 45钢。其上的导柱和导柱孔为 H7/k6 配合 7。5）推板（ 139.5mm mm，厚度 15mm）材料为 45 钢，其上的推板导套孔与推板导套采用 H7/k6 配合。用 M6 的内六角19圆柱螺钉与推杆固定板固定。6）推杆固定板（ 139.5mm mm，厚度 15mm）钢材为 45 钢,其上的推板导套孔与推板导套采用 H7/f9 配合 7。模架如图（3.7）所示：图 3.7 模架3.5 合模导向机构和定位机构采用标准模架，模架本身带有导向装置，按模架规格选取即可。3.5.1 导向机构的总体设计1）导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部分，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的精度，防止压入导柱和导套后变形。2）该导套采用 4 根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置。3）导柱安装在支承板和模套上，导套安装在定模固定板上。4）为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应只有承屑槽，在导柱孔口倒角。5）在合模时，保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏。206）动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。3.5.2 导柱设计1）采用带头导柱，加油槽，如图 3.8 所示。2）导柱长度必须比凸模端面高度高出 6mm 8mm。3）为了使导柱能顺利地进入导向孔，导柱端部常做成圆锥形的先导部分。4）导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证有足够的抗弯强度。5）导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按 H7/k6 配合，导柱滑动部分按H7/f7 或 H8/f7 间隙配合 7。6）导柱工作部分的表面粗糙度为 0.2um。7）导柱应具有坚硬耐磨的表面、不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢 T8A、T10A 经淬火处理，硬度为 50HRC 以上或 45 钢经调质、表面淬火、低温回火、硬度为 50HRC 以上。图 3.8 导柱该模具采用 4 根导柱装在动模，在定模板和型腔板上各开 4 个相应的导柱孔。3.6 脱模推出机构的设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也常称为推出机构。3.6.1 脱模推出机构的设计原则 8塑件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的，应遵循以下原则。1）推出机构应近尽量设置在动模一侧。2）保证塑件不因推出而变形损坏。3）机构简单，动作可靠。4）良好的塑件外观。215）合模时的准确复位。3.6.2 塑件的推出机构该套模具的塑件分开模后，注塑机上的液压系统工作，注塑机推杆通过顶杆孔推顶板 18，顶板 18 通过顶杆推推件板 12，推件 12 将塑件从动模型芯上推出。推出机构的结构如下图。图 3.9 推出机构的结构3.7 排气系统设计模板分型面上设置 1mm 深的排气槽用于排气，而且在成型管套内腔的型芯上设置了螺纹型芯，起周边间隙排气条件足够。3.8 冷却系统的优化设计 103.8.1 加热系统该套模具的模温要求在 70 以下，又是小型模具，所以无需设置加热装置。C3.8.2 冷却系统PP 塑料注射到模具内的塑料温度为 180 190 左右，而塑料固化后C从模具型腔中取出时其温度在 60 以下，热塑性塑料在注射成型后，须对模具进行22有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。PP 的成型温度和模具温度分别为 180 190 、50 70 ，用常温水CC对模具进行冷却。1）冷却介质冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水比较多，因为冷却水热容量大、传热系数大，成本低。用水冷却，即使在模具型腔周围或者内部开设冷却水道。2）冷却系统的简略计算如果忽略模具因空气对流、热辐射以及与注射机接触所散发的热量，不考虑模具金属材料的热阻，可对模具冷却系统进行初步的简略计算。（1）求塑料固化时每分钟释放的热量 Q查表得 PP 单位质量放出的热量 ，故2170/kJg10. 7.49QWgjkj式中 W单位时间内注入模具中的塑料质量（kj/min） ，模具每分钟注射 1 次。（2）冷却水的体积流量(3.7)33127.490.58min()018(2)v kjqPC 式中 冷却水的密度，为 ;3/gm冷却水出口温度，取 25 ；1C冷却水进口温度，取 20 ；2C冷却水的比热容，为 4.187 ；/()kjg:（3）冷却管道的直径为使冷却水处于湍流状态,查资料取 d=8mm。（4）冷却水在管道内的流速(3.8)32240.5810.95/3()6vqmsd(5)冷却水管道水孔壁与冷却水之间的传热膜系数查参考文献中的表取 f =7.22,水温为 25 时,因此C(3.9)0.832()3.61679/()vhkjhd:(6)冷却管道的总传热面积23(3.10)24260.084715.6019(6)QAmh(7)模具上应开设的冷却水孔数（孔） (3.11)45.023.14(8)(1)ndl式中 l模珂长度，为 150mm.3.8.3 冷却装置布置方案理论上算得两孔，但实际上分布是每个滑块上设置一跟冷却水孔，具体分布见装配图。3.9 模具材料例表表 3.7 该模具的选材及热处理见表零件名称 材料牌号 热处理 硬度 说明镶件 Cr12MoV 预硬化 36HRC-38HRC 保证加工后获得较高的形状和尺寸精度,易于抛光圆柱型芯 Cr12MoV 淬火 58HRC-62HRC 淬透性好,热处理变形小、耐磨性好动定模座板 45 调质 230HB-270HB垫块 Q235 调质 230HB-270HB推板固定板 45 调质 230HB-270HB主流道衬套 T10A 淬火 50HRC-55HRC导柱导套 T10A 淬火 54HRC-58HRC复位杆 45 淬火 43HRC-48HRC244 模具的装配要求4.1 塑料模具装配的技术要求塑料模具种类较多，结构差异很大，装配的具体内容与要求也不同。一般注射、压缩和挤出模具结构相对复杂，装配环节多，工艺难度大。其他类型的塑料模具结构较为简单。无论哪种类型的模具，为保证成形制品的质量，都应具有一定的技术要求。1）模具装配后各分型面应贴合严密,主要分型面的间隙应小于 0.05mm;在模具适当的平衡位置应装有吊环或起吊孔;模具的外形尺寸、闭合高度、安装固定及定位尺寸、推出方式、开模行程等均应符合设计图样要求，并与所使用的设备条件相匹配，模具应有标记，各模板应打印顺序编号及加工与装配时使用的基准标记。2）导向或定位精度应满足设计要求，动、定模开合运动平稳，导向准确，无卡阻、咬死或刮伤现象，安装精定位元件的模具时，应保证定位精度、可靠，且不得与导柱、导套发生干涉。3）成型零件的形状与尺寸精度及表面粗糙度应符合设计图样要求，表面不得有碰伤、划痕、裂纹、锈蚀等缺陷；抛光方向应与脱模方向一致，成形表面的文字、图案与脱模方向一致；活动成形零件或镶件应定位可靠。配合间隙适当，活动灵活，不产生溢料。4）浇注系统表面光滑，尺寸与表面粗糙度符合设计要求。5）推出机构应运动灵活，工作平稳、可靠；推出元件不应承受侧向力；既不允许放生溢料，也不得有卡阻现象。6）侧向分型与抽芯机构应运动灵活、平稳；斜导柱不应承受侧向力；滑块锁挈应固定可靠，工作时不得产生变形。7）模具加热元件应安装可靠、绝缘安全、无破损，能达到设定温度要求；模具冷却水道应通畅，无堵塞，连接部位密封可靠。4.2 塑料模具装配过程塑料模的总装过程因模具结构的不同而不同,但其主要的总装配顺序不变,具体如25下:1）确定装配基准。2）安装导柱导套和型芯、型腔并使间隙均匀。3）安装侧抽芯机构和推出机构等。4）其他零件的装配。5）检验、试模。下面以装配图上的编号为准，装配时以导柱、导套为基准件，装配过程如下。 4.2.1 装配动模部分1)装配模镶件型芯先把圆柱型芯压入动定模板的底部持平，并高出 12 有 0.01-0.02mm 的间隙，以防止型芯松动。用穿过动模板的内六角螺丝把模珂吃紧在动模板上。2)装配推出机构推板放在动模固定板上，将推杆套装在固定板上推杆孔内并穿入型芯固定板的推杆孔内，在套装到推板导柱上，使推板和推杆固定板重合。在推杆固定板板螺孔内涂红丹粉，将螺钉孔复印到推板上。然后，取下推板固定板，在推板上钻孔攻丝后，重新合拢并拧紧螺钉固定。装配后，进行滑动配合检查，经调整使其滑动灵活，无卡阻现象。最后，将卸料板拆下，把推板放到最大极限位置，检查推杆在型芯固定板上平面露出的长度，将其修磨到与型芯固定板上平面平齐或低 0.02mm。4.2.2 装配定模部分总装配前浇口套、导套都已装配结束并经验合格。装配时，将定模板套在导柱上并与已装浇口套的定模座板合拢，找正位置，用平行夹头夹紧，以定模座板上的螺钉孔定位，对定模板钻锥窝，然后拆开，在定模板上钻孔、攻丝后重新合拢，用螺钉拧紧固定，最后钻、铰定位销钉孔打入定位销钉。经以上装配后，要检查定模板和浇口套的浇道锥孔是否对正，如果在接逢处有错位，需要进行铰削修整，使其光滑一致。265 模具工作过程模具装配试模完毕之后,模具进入正式工作状态,其基本工作过程如下.1）对塑料 PP 进行烘干, 并装入料斗.2）清理模具型芯、型腔，并喷上脱模剂，进行适当的预热。3）合模、锁紧模具。4）对塑料进行预塑化，注射装置准备注射。5）注射过程包括充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模。6）脱模过程。见装配图。开模时，开合模系统带动动模部分后移，主流道凝料在塑件的带动下与浇口套分离，分开一定的距离后分开模后，注塑机上的液压系统工作，油缸开始带动齿条往后抽，齿条的运动带动大齿轮转动，大齿轮再带动每个塑件成型型芯上的齿轮运动，这样就把型芯上的螺纹旋转出来，完成脱螺纹工作。27总 结从老师手里拿到课题和管套实体塑件时，虽然在学校就学过 CAD 和 Pro/E 软件，但用起来非常不熟练，只好停下来看别人是如何设计的并查阅了很多需要用到的图形，然后再试着自己设计。那段时间是很痛苦的，每前进一步接触到的都是陌生的知识，心里没有底；但也是快乐的，因为每天都能解决新问题学到新东西。当我把装配图画好以后，我的 CAD 和 Pro/E 绘图技巧和速度已经飞速前进。现在想来会用绘图软件跟熟练操作有段很长的距离，只有在实战中才能逼着自己去努力学习掌握。所有的图纸都设计完成后，我就开始写说明书，开始不知道如何着手，心里想了很多版本但总感觉很多地方写不出来，最后只好查阅以前的专业书和指导老师给的资料，并参照塑料模具设计指导里面的范例把论文提纲拟好，接着就一张一张充实内容