短接头注塑模设计

机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩短接头注塑模设计摘 要：本论文是针对短接头的注射模具设计。在设计中采用 FRPP 塑料注射而成型，该论文具体分析了产品的工艺性，确定了所采用塑料的工艺参数和所采用的成型设备，确定了模具制作的总体方案，分析并解决了模具的总体结构和各工作部分的具体结构，并对零件尺寸进行了计算和一些必要的强度校核。该论文还对分型面、浇注系统和脱模机构进行了分析设计，使用 CAD完成了模具工程图设计。关键词:注射模;成型;工艺性;设计;计算机绘图 机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩Design of Injection for Short JointAbstract：This thesis is aimed at the design of injection for short joint. FRPP plastic injection molding in the design, the thesis analyzes the technology of products, determine the process parameters adopted by plastic and molding equipment, determined the mould to make the whole overall plan, analyze and solve the general structure of the mould and the work parts of the concrete structure,and to calculate the component size and some of the necessary strength check. This thesis is also to analyses and design the parting surface, gating system and demoulding mechanism , use of CAD to completed the mold design. Key words: injection mould;molding;manufacturability;design;computer graphics机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩1 前言1.1 本研究领域的现状和国内外的发展趋势模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而获得广泛应用，与其它加工制造业所无法比拟的 1。现代模具制造行业基本特征是日趋标准化、高度集成化、智能化、精密化、柔性化和网络化。高质量、低成本、短周期是市场对模具生产的要求。最大限度地提高模具制造业的应变能力，满足用户需求 2。随着发达国家将制造业纷纷转移到我国，大批境外企业涌入，使我国模具工业的水平有了一定的提高。在技术方面，我国模具的精密度、复杂程度和寿命都有很大提高。如塑料模热流道技术日渐成熟，气体辅助注射技术开始采用。高速加工、复合加工等先进的加工技术也得到进一步推广；快速原型制造进展很快；模具的标准化程度也有一定提高 3。模具产品的品种很多，主要以冲压模具、塑料模具和压铸模具为主。塑料注射模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。设计塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我们常说的ABS 塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体采用乳液、本体或悬浮聚合法生产，使其具有三种单体的优越性能和可模塑性，在一定的温度和压力下注射到模具型腔，产生流动变形，获得型腔形状，保压冷却后顶出成塑料产品 4。现代模具设计与制造技术，涉及机械工程、信息与电子工程、冶金与材料工程、工程管理等学科专业范围。优化模具系统结构设计和型件的 CAD/CAE/CAM，并使之趋于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降低型件表面研磨、抛光作业量和制造周期；研究、应用针对各种类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和新产品试制，应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成型冲模、塑料注射模或压铸模等，应当是未来 520 年的模具生产技术的发展趋势。所以在这种情况下,研究这一课题是具有现实意义的 5。近年来，我国塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下，形成了一个巨大的产业链条，从上游的原辅材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业，塑料模具发展一片生机。在塑料模具发展开发、结构的调整以及企业管理等方面中国塑料模具工业已显示出以下新的发展趋势：在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，越来越的用户将交货周期放在首位。大力增强主动开发能力。模具企业不能等有了合同，才根据用户要求进机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩行塑胶模具设计。目前，青岛海尔模具公司等企业的“你给我一个概念，我还你一个产品”的一站式服务模式以及太仓求精模塑公司等企业主动开发的办法已被越来越多的企业所接受。 模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为 30%，在模具进出口中的比重高达 5070%。随着我国机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等国民经济支柱产业的快速发展，这一比例还将持续提高。而塑料建材大量替代传统材料也成为所趋，2010 年全国塑料门窗和塑管普及率达到30%50%，塑料排水管市场占有率超过 50%，其突出地位可见一斑。目前，CAD/CAM/CAE 技术应用于模具的设计及制造，已成为一门综合性学科。在现代化设计与生产的条件下，模具行业将面临一次新的技术革命 6。国外先进工业国家由于起步早和对模具 CAD/CAM 的重视，先后投入了大量的人力和物力，从而使模具 CAD/CAM 技术得到了很快的发展，应用范围日益扩大，在冲模、锻模、挤压模、注射模和压铸模等方面都开发出了较成功的商品化软件。如法国达索(Dassault)公司开发的 CATIA，美国国家航空及宇航局(NASA)开发的 I-DEAS，美国麦道(MD)公司开发的 UG，以及美国参数技术公司开发的 Pro/ENGINEER（简称 Pro/E）等 7。我国 CAD/CAM 技术的开发始于 20 世纪 70 年代末，先后开发了精冲模、普通冲裁模、锻模和注射模等系统，但多数处于试用阶段。模具加工设备中，数控机床比例还很小，模具制造精度低、制造周期长 8。目前国内模具行业的基本情况是，随着轻工业及汽车制造业的迅速发展，模具设计制造日渐受到人们广泛关注，已形成一个行业。但是我国模具行业缺乏技术人员，存在品种少.精度低.制造周期长.寿命短.供不应求的状况。一些大型.精密.复杂的模具还不能自行制造，需要每年花几百万、上千万美元从国外进口，制约了工业的发展，所以在我国大力发展模具行业势在必行 9。为了提高模具企业的设计水平以及加工能力。中国模具协会向全国模具行业推荐适合于模具企业用的 CAD/CAM 系统。但国内优秀的 CAD/CAM 系统很少，只有少数适合模具行业应用。而国外购买的虽有强大的三维曲面造型能力.强大的结构有限元分所能力.强大的计算机辅助制造能力.产品数据管理能力等，但价格昂贵，一般企业难以支持 10。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩1.2 本课题的研究内容、要求、目的及意义塑料件在各行各业及日常生活中使用越来越多，塑料模具的设计制造的社会需求日益增长，要求也越来越高，同时社会对具有三维 CAD 设计能力的人才需求也日益增长。短接头形状不太复杂，通过此注射模设计，对学生进行模具设计、工艺设计的基本技能训练与培养，使学生基本掌握利用三维 CAD 软件进行工程设计的方法，培养学生应用所学知识进行工程设计的能力，适应社会需求。要求：设计题目: 短接头的材料为 FRPP，塑件为1in 的外丝接头，要求一模多用。根据所给的短接头零件图和大批量生产的要求，进行注射工艺分析并设计一副注射模具。一、确定模具结构方案，并进行必要的计算二、绘制模具总装图三、绘制全部自制零件的工程图四、编写设计说明书具体内容:（1）测绘图纸，完成CAD三维造型设计（2）注射模方案设计（3）注射模设计类型的选择（4）分型面的选择（5）机构设计（6）浇口的选择（7）注射模具成型零件尺寸的计算（8）完成注射模的装配图设计和全部零件的图纸设计本课题的研究目的:（1）检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。（2）步掌握进行模具设计的方法.过程，为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写科研论文打下基础。（3）培养自己的动手能力.创新能力.计算机运用能力研究意义:（1）对于模具的设计可以从选材到设计到成型有一个完整的了解和初步的掌握。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩以进一步的熟练掌握 AutoCAD 的运用。（2）锻炼自己的独立思考能力和创造能力，为更好更快的适应工作作准备。 机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩2 设计部分2.1 塑件分析下图是短接头，此塑件产品结构简单，尺寸为 32x23x20mm,产品尺寸不大，模具结果简单,螺纹采用二次加工成型。图 1 塑件图Fig1 Plastic figure2.2 绘制模具装配草图模具装配图的设计从绘制装配图入手，根据塑件的具体情况，经过认真考虑、比较、初步确定出各部分的结构情况，最大限度地满足塑件的技术要求和模具的合理工艺性。初步决定选用 180200 型模架机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩表 1250315 模架的基本数据Table 1 The basic data of the 250 x 250 die set模具总厚度/ m40+A+B+C+D模板 A/ 50模板 B/ 70模板 C/ 30模板 D/m602.3 塑料材料的成型特性玻纤增强聚丙烯 FRPP 具有阻燃值大（40） 、耐化学药品性高（耐浓盐酸、90%浓硫酸、60%硝酸和 20%NaOH） 、机械强度高、电绝缘性好的特点。其耐热性、刚度也很好，吸水性小，熔料的流动性较好，成型容易。 工艺参数：密度：0.9g/cm 喷嘴温度：160180 料筒中段温度：180200料筒后端温度:200220 模具温度：5070注射压力：70100MPa 保压压力 2030MPa 注射时间：03s 保压时间：1540s 冷却时间：1530s 成型周期：4080s2.4 设备的选择2.4.1 塑件的体积根据 3D 软件测量得单个塑件的体积为 5911.317 。现决定采用一模四腔，3m固 V 总 =23645.27 。3m这里从实际注射量在额定注射量的 20%80%之间考虑，初选额定注射量在 30以上的卧式注射机 SZ-40/250。该设备的技术规范见表 2。3c表 2 SZ-40/250 卧式注塑机参数机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩Table 2 SZ - 40/250 horizontal injection molding machine parameters名称 参数理论注射量 3/cm40螺杆（柱塞）直径 30注射压力 MPa200注射速率 )/(sg50塑化能力 20螺杆转速 min)/(r 0200锁模力 kN250拉杆内间距 / 250250模板行程 230最大模具厚度 220最小模具厚度 / 130定位孔直径 m55喷嘴球半径 102.4.2 锁模力的校核锁模力为注射机锁模装置用于夹紧模具的力 11。所选注射机的锁模力必须大于由于高压熔体注入模腔而产生的胀模力，此胀模力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积。即：10APF（1）式中： F锁模力， kNp型腔压力， MPaA塑件及流道系统在分型面上的投影面积， 2m已知型腔压力为 25 或 30 ；浇注系统的投影面积为 1 倍的塑件投影面积；塑件及流道系统在分型面上的投影面积为：AnS塑 流（2） 式中： 塑件在分型面上的投影面积，经 Pro/E 分析计算可得，为 230S塑 2m机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩流道系统在分型面上的投影面积，S流 2mn模腔数则：A=4230+230=1150 2m（3）即： pA/1000301150/1000 （4）=34.5 250kN所以锁模力符合要求 2.4.3 开模行程的校核2.4.4 模座尺寸及拉杆间距的设计注射机模座外形尺寸的最长边小于 minHV,最短边小于 minHV，以保证模具能从注射机的拉杆之间装入。同时还要校核模座安装螺孔尺寸。2.5 浇注系统的设计2.5.1 主流道的设计（1）形状：圆锥形；（2）锥角：3；（3）内壁的粗糙度为 ；mRa4.0（4）主流道大端呈圆角，r=1 。（5）喷嘴球的半径 r=10 ，则凹坑的球面半径 R=38 ；m（6）凹坑深度：1 ；喷嘴孔径 d=2.5 ；小端直径 D=d+0.5=3 ；大端直径为 5.6 。m（7）主流道长度取 50 。设计见图：机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩图 2 浇口套Fig 2 Gate set2.5.2 分流道的设计采用圆形截面流道。因为塑料熔体在流道中流动时，表面冷凝冻结，起绝热的作用，熔体仅在流道中心流动，圆形截面的分流道比表面积最小，固热量散失小，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。因此分流道的理想状态应是其中心线与浇口的中心线位于同一直线上，而半圆形截面可以满足 13。分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口的位置，从输送熔体时的减少压力损失和热量损失及减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。对于壁厚小于 3 ，质量在 200 以下的塑件可用公式：mg(8)4265.0LWD式中： W流经分流道的塑料量， gL分流道长度， mD分流道直径，为 5其中： (9)VnWn为型腔数目m为塑件质量， g得出：L= (10)21465.0WD机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩=410.2652.3x59473m取分流道的长度为 50 ，分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式有平衡式和非平衡式两种。此设计中我采用的是平衡式布置。平衡式布置可以使各型腔同时均衡的进料，从而保证了各型腔成型出来的塑件在强度.性能.重量上的一致性。为了提高生产效率，降低成本，小型塑件往往采用一模多腔的结构形式。浇注系统的平衡即是保证流过多腔模具的每个浇口，并（或）经过每个浇口（如果不只一个浇口）进入每个模腔的塑料流量实际上是相等的。到达所有浇口的塑料应具有相同的压力和温度，这样一个模具生产的所有制品才会具有一致的性能。 2.5.3 冷料穴的设计本设计中对于冷料穴的选择是按照设计的目的来选择的。由于此设计的目的是要实现自动脱模。所以选择如下图的冷料穴，当主流道凝料被脱出时，塑件和流道凝料 可以自动脱出，易实现自动化操。 拉料杆的根部固定在推杆固定板上，在推出制件是，冷料也一同被推出，取产品时向啦料沟的侧向稍许移动，即可脱钩将制件连同浇注系统凝料一道取下。图 3 冷料穴Fig 3 Cold material point2.5.4 设计所用的浇口形式浇口是连接分流道和型腔的一段细短的通道，是浇注系统的关键部分。浇口的主要作用有两个：一是塑料熔体流经的通道；二是浇口的适时凝固可控制保压时间 14。见下图：机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩图 4 矩形浇口Fig 4 Rectangular gate2.5.5 分型面的设计分型面选择的总体原则： 分型面的选取不仅关系到塑件的成型和脱模，而且涉及模具结构和制造成本，因此，必须重视选择分型面。一般来说，分型面选择的总体原则主要有三： 1)保证塑件质量。这是最基本的一条，必须使塑件质量符合预定要求。 2)便于塑件脱模。易于脱模，可使生产率提高，塑件不易变形，提高正品率。 3)简化模具结构。同样一个塑件，因为分型面选择的不同，使结构的复杂程度有很大不同，合理地选择，即可简化模具结构。打开模具取出塑件或浇注系统凝料的面叫做分型面。分型面一般设在塑件断面尺寸最大处，在此次设计中采用的是单个分型面，并且是微阶梯式的。把型芯和型腔设在动模一边，开模后塑件留在动模，有利于塑件的脱模。具体的形式见下图：机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩图 5 分型面Fig 5 Parting surface2.5.6 排气槽的设计由于此次设计的模具属小型模具，可以用分型面来排气，使型腔具有良好的排气条件。2.6 成型零部件的设计和计算2.6.1 成型零部件的设计构成模具型腔的零件统称为成型零件，主要包括凹模、凸模、型芯、镶块、各种成型杆和成型环。型腔是直接和高温高压的塑件相接触，它的质量直接关系到制件质量，要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性，以承受塑件的挤压力和料流的摩擦力，有足够的精度和适当的表面粗糙度（一般 以下） ，保证塑件制品表面的光洁美观mRa4.0和容易脱模 15。2.6.2 成型零件工作尺寸的计算（1）平均收缩率计算型腔尺寸聚丙烯的收缩率一般为 1%3%,从而得出聚丙烯的平均收缩率为 2%。（a）径向尺寸聚丙烯的一般精度等级为 4 级。同时得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的最大尺寸 L=20.00 ，所以查表得 =0.22m按照平均收缩率计算凹模径向尺寸公式：机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩(11)ZscpMLS431式中： LM凹模的径向尺寸， mScp塑料的平均收缩率，%Ls塑件径向公称尺寸，塑件公差值，z凹模制造公差，已知：Ls=20.00 Scp=0.02=0.22mm所以 z=/3=0.073 (12)Lm=20.00 (1+0.02)-3/4 0.22+0.073 (13)= 0.7325（b）深度尺寸聚丙烯的一般精度等级为 4 级。同时得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的深度尺寸 Hs=12.50 ，所以查表得 =0.18mm按照平均收缩率计算凹模深度尺寸公式：(14)zscpMHS321式中： HM凹模的深度尺寸，Scp塑料的平均收缩率，%Hs塑件高度公称尺寸， m塑件公差值，z凹模深度制造公差，已知： Hs=12.50 Scp=0.02=0.18 m所以 z=/3=0.06Hm=(1+0.02) 12.50-2/3 0.18+0.06 (15)= 0.6123（2）按平均收缩率计算组合型芯尺寸(a)径向尺寸聚丙烯的一般精度等级为 4 级。同时得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的内径尺寸 d=10.00 ，所以查表得 =0.16m按照平均收缩率计算型芯径向尺寸公式机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩zscpMLS431（16）式中： Lm组合型芯的径向尺寸， mScp塑料的平均收缩率，%Ls塑件径向公称尺寸，塑件公差值， mz组合型芯制造公差，已知：Ls=10.00 Scp=0.02=0.16 m所以 z=/3=0.0500.5.5310.2.16324ML m（17）(b)高度尺寸PA6 的一般精度等级为 4 级。同时得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的深度尺寸 Hs=19.50 ，所以查表得 =0.22m按照平均收缩率计算组合型芯高度尺寸公式：0321zscpMHS（18）式中： HM组合型芯高度尺寸， mScp塑料的平均收缩率，%Hs塑件孔深度公称尺寸，塑件公差值， mz组合型芯高度制造公差，已知： Hs=19.50 Scp=0.02=0.22 m所以 z=/3=0.07 m（19）00.7.7210.9.5253MH（20）2.6.3 型腔壁厚计算模具的型腔将受到高压的作用，因此模具型腔应该具有足够的刚度和强度。强度不足将导致塑性变形，甚至开裂。刚度不足将导致弹性变形，导致型腔向外膨胀，产机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩生溢料间隙。在本次设计中采用整体式型腔，壁厚显然达到要求（a）按刚度校核侧壁的厚度(21)Ephs415.式中： E模具材料的弹性模量， ，碳刚为 2.1 105MPaMPap型腔压力， ，由前面所知为 25 或 30 刚度条件，即允许变形量， ，聚丙烯的 值允许范m围为 0.0250.04 mh型腔深度尺寸，所以： (22)43012.5. 0.7s（b）按强度校核侧壁的厚度(23) 12prs式中 r型腔径向半径， mp型腔压力， ，由前面所知为 25 或 30 MPaMPa模具材料的许用应力， ，已知为 160 a所以： (24)1608.751.825s m而型腔壁厚最薄为 18 ，可见达到要求。m2.7 合模导向机构的设计2.7.1 成型零件的导向及定位模具在进行装配和调模试机时，保证动.定模之间一定的方向和位置。导向零件要承受一定的侧向力，起导向和定向的作用。当模具牢靠装在注射机上后，模具在注射成型过程中，如果模具上无精定位装置，动、定模的正确定位由注射机的拉杆精度保证；如果模具有精确定位装置，动、定模的正确定位由模具的精定位装置保证。因为此次设计的模具是小型模具，所以用四个直径相同且对称分布的导柱，导柱设在动模。各导柱.导套及导向孔的轴线应保证平行，否则将影响合模的准确性，甚机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩至损坏导向零件。在合模时要使导向零件先接触，避免凸模先进入型腔，导致成型零件损坏。所以导柱长度必须比凸模断面高出 810 。导柱固定部分按 H7/m6 过渡配m合。导柱滑动部分按 H7/f6 间隙配合。导柱工作部分的表面粗糙度为 。mRa4.0下图为导柱设计：图 6 导柱Fig 6 Guide post下图为导套的设计： 机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩图 7 导套Fig 7 Guide bush2.8 推出机构与复位机构的设计在注塑成型过程中，当塑件固化到一定程度时就应该由模具中取出塑件，由于乘虚收缩等原因，塑件往往包在型芯上，不能自动地掉出模具，必须设计推顶脱模装置，而要使下次注塑时推顶装置又回复原位就要设计复位装置。典型的推出及复位机构包括顶板、导柱、导套、直接顶出零件（如顶杆）和复位元件等，在开模时利用机床（注射机）的动板的运动和顶杆运动，或者外来动力源如液压缸、马达等的作用顶出塑件。在这种简单的机构中，推定板的作用是固定顶出元件和复位等，以及使动力作用其上推动脱模；导柱和导套的作用的使顶出过程平稳准确，并使顶出元件不至由于推定板等的重量以及其他因素而弯曲。由于塑件的尺寸和形状千变万化，有时简单的推出机构难以满足要求，必须用较为复杂的推出机构。选择推出机构应考虑素件形状、尺寸、注塑机类型以及模具结构等因素。目前最新注塑机上带有推顶装置，这使模具上的推出和复位机构可以简化。使用推出机构应该做到：（1）塑件在脱模时不损坏，不变形。因而应在包紧力较大，塑件强度、刚度高的地方，如加强筋、凸缘外施加脱模力。推顶的面积要大，使受力均匀。（2）保证良好的塑件外观。一般塑件要求型芯设计在动模上，便于脱模。但是由于本例的特殊情况，型芯要设计在定模上。（3）推出机构动作应该可靠、灵活；机构应尽量简单，便于制造和配换容易。顶出机构的动力源主要是注塑机上的顶杆，也有液压推出和气压推出的，有的甚至用手工操作推出机构推出。8.1 推出机构的设计推出机构的主要部件有推杆脱模机构、推管脱模机构、推件板脱模机构、多元件联合脱模机构和气动脱模机构。根据塑件的结构可选用推杆脱模结构。推杆脱模机构是最简单、动作最可靠、最常见的结构形式。这里将推杆做成与塑件一部分相同形状，并使用最常用的固定方式，均采用间歇配合，H8/f8。推杆沿整个周边推顶制品，使制品受力均匀，无退出痕迹。推杆与型芯配合长度为推出行程加 3 至 5mm。8.2 复位机构的设计模具在开模取件后要进行下一次注塑前必须使各运动元件回复到原先位置，这一过程叫回程或复位。对于普通顶出机构，除用推出板或滑块端面在合模时与对侧模板机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩接触的顶出式滑块抽芯外，一般顶出机构都必须设计脱模复位机构。常用的方法有弹簧回程、顶杆兼回程杆回程和回程杆回程。在选用复位机构时，考虑到制造的复杂难易程度，短接头塑件采用弹簧回程机构，它的结构简单，可以实现复位动作。2.9 温度调节系统的设计模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。所以模具上需要添加温度调节系统以达到理想的温度要求。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融的塑料的热量尽快传给模具，以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模。提高塑件定型质量和生产效率。注射模具的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率、塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模具中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。因为水的热容量大，传热系数大，成本低，且低于室温的水容易取得，所以冷却水普遍使用。用水冷却即在模具型腔周围或型腔内开设冷却水通道，利用循环水将热量带走。模具温度与塑料成型温度的关系：2.9.1 模具温度及其调节的重要性模具温度(模温)是指模具行腔和型芯均表面温度。不论是热塑性塑料还是热固性塑料的模塑成型，模具温度对塑料制件的质量和生产率都有很大的影响。模具温度对塑料制件质量的影响：模具温度及其波动对塑料制件的收缩率、尺寸稳定性、力学性能、变形、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，制件轮廓不清晰，甚至充不满型腔或形成熔接痕，制件表面不光泽，缺陷多，力学性能低。对于热固性塑料，模温过低会造成固化程度不足，降低塑件的物理、化学和力学性能;对于热塑性塑料注射成型时，模温过低且充模速度又不高的情况下，制件内应力增大，易引起翘曲变形或应力开裂，尤其是粘度大的工程塑料。模温过高，成型收缩率大，脱模和脱模后制件变形大，易造成溢料和粘模。模具温度波动较大时，型芯和型腔温差大，制件收缩不均匀，导致制件翘曲变形，影响制件的形状尺寸精度。模具温度对模塑成型周期的影响：缩短模塑成型周期就是提高模塑效率。缩短模塑成型周期关键在于缩短冷却硬化机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩时间，而缩短冷却时间，可通过调节塑料和模县的温差，因而在保证制件质量和成型工艺顺利进行的前提下，降低模具温度有利于缩短冷却时间，提高生产效率。在模具中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使模塑成型具有良好的产品质量和较高的生产率。模具温度的调节是指对模具进行冷却或加热，必要时两者兼有，从而达到控制模温的目的。2.9.2 模具温度与塑料成型温度的关系注射入模具中的热塑性熔融树脂，必须在模具内冷却固化才能成为塑件，所以模具温度必须低于模具内的熔融树脂的温度，即达到玻璃化温度以下的某一温度范围，由于树脂本身的性能特点不同，不同的塑料要求有不同的模具温度。对于粘度低、流动性好的塑料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等，因为模具不断地被注入的熔融塑料加热，模温升高，单靠模具本身自然散热不能使模具保持较低的温度，这些塑料要求模温不能太高，因此，必须加设冷却装置，常用常温水对模具冷却。有时为了进一步缩短在模内的冷却时问，或者在夏天，亦可使用冷凝处理后的冷水进行冷却。对于粘度高、流动性差的塑料，例如聚碳酸酯、聚砜、聚甲醛、聚苯醚和氟塑料等，为了提高充型性能，考虑到成型工艺要求要较高的模具温度，因此，必须设置加热装置，对模具进行加热。对于粘流温度吼或熔点口。较低的塑料，一般需要用常温水或冷水对模具冷却，而对于高粘流温度和高熔点的塑料，可用温水进行模温控制。对于模温要求在 90以上时，必须对模具加热。对于流程长、壁厚较小的塑件，或者粘流温度或熔点虽不高但成型面积很大的塑件，为了保证塑料熔体在充模过程中不至温降太大而影响充型，可设置加热装置对模具进行预热。对于小型薄膜塑件，且成型工艺要求模温不太高时，可以不设置冷却装置而靠自然冷却。冷却装置的设计要考虑以下几点：（1） 保证塑件收缩均匀，维持模具热平衡。（2） 冷却水孔的数量越多，孔径越大，对塑件冷却也就越均匀。（3） 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即水孔的排列与型腔形状尽量吻合。（4） 浇口出要加强冷却。一般熔融塑料填充型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低。因此浇口附近应加强冷却，通冷却水，而在温度较低的外側只需通过经热交换后的温水即可。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩（5） 降低入水与出水的温度。可通过改变冷却孔道排列的形式。（6） 要结合塑料的特性和塑件的结构，合理考虑冷却水通道的排列形式。如塑件的收缩率，壁厚等。（7） 冷却水通道要避免接近塑件的熔接痕部位，冷却通道的密封性要好，冷却通道的进口与出口接头尽量不要高出模具外表面。在本次设计中我采用的是简单流道式，即通过在模具上直接打孔，并通以冷却水而进行冷却，是最常见的一种形式。我采用的是通过软管在模外连接冷却水路。见下图：图 8 冷却水通道Fig 8 Cooling water channel2.10 注射模标准模架选择模具标准化的意义：（1）模具标准化的实施，能有助于稳定、提高和保证模具设计质量和制造中必 须达到的质量规范，使工业产品零件的不合格率减少到最低程度。（2）模具标准化可以提高专业化协作生产水平、缩短模具生产周期、提高模具 制造质量和使用性能。实现模具标准化后，模具标准件和标准模架可由专 业厂大批量生产和供应。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩（3）模具标准化可使模具工作者摆脱大量重复的一般性设计，将主要精力用来 改进模具设计、解决模具关键技术问题、进行创造性的劳动。（4）模具标准化，是采用现代化模具生产技术和装备、实现模具 CADCAM 技 术的基础。（5）模具标准化有利于模具技术的国际交流和组织模具出口外销。 模具标准化对于提高模具设计和制造水平、提高模具质量、缩短制模周期、降低 成本、节约材料和采用高新技术，都具有十分重要的意义。标准模架由模板、导柱导套、回针及紧固螺丝四类零件组成。模板按其用途可分为主模板（A 板、B 板）和结构模板（面板、底板、支板、推板、方铁、水口板等）两大类。任何一副模架均由 A、B 板与不同的结构模板按一定顺序组配而成。这里选基本型组合 A2。2.11 注射模具的安装与调试实验方法和步骤：塑料模具的调试主要包括模具的安装和试模二个过程。在进行这些过程时必须按照下面步骤。2.11.1 模具安装(1) 预检模具在模具安排之前，根据图纸对模具进行比较全面的检查，以便及时发现问题进行修模。免得装上后再拆下来。当模具固定模板和运动模板分开检查时，要注意方向记号，以免合拢时搞错，对于模具的运动部分，必须检查是否清洁或有异物落入，以免损伤模具。(2) 吊装模具模具吊装时必须注意安全，人员（一般为 23 人）之间要配合密切，模具尽可能整体安装，若模具设有侧向移动机构，一般应将滑块在水平位置。 （滑动在片面内左右移动）(3) 紧固模具在安装调整模具时，采用“调整”操作方式，把液压系统的压力调到 5 Mpa。拨动操作面上闭模开关进行闭模，然后利用调模机构进行调模（有利用液压马达进行调模，本机利用手动进行调模） 。调节模板开档至比较模具厚度大 12mm。再启机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩模后将已吊装的模具吊入模板中间，并使定位凸肩进入固定模板定位孔内，而后拨动闭模开关闭模，利用调模装置调整模板开档，使模具被两片模板夹紧。根据模具的大小用固紧螺钉、压块将模具安装再两块模板上。此时必须注意将压紧所再平面与模板平面平行。 （可用调节螺钉或垫块调整）提高压紧可靠性。(4) 闭模松紧度的调节闭模的松紧度既要防止制品的溢边，又能保证型腔的适当的排气。对于目前常规的锁模机构，闭模松紧度主要凭目测和经验：一般情况，在模具被紧固后再启模，利用调模装置，再调小模板开档 0.5mm 左右，然后进行启闭模，并试验成型，制片如有飞边，则可用微调装置逐渐将开档调小。（注意：本机器所可能调整的最大锁模力为 80 吨）但是，在满足成型制品要求的情况下，不要过分预紧模具，对于需要加热的模具，应在模具达到规定温度后再校正闭模松紧度。(5) 低压保护调节在初步完成锁模预紧力调整之后，为确保模具的工作安全，必须进行低压保护作用的调节，首先将液压系统的压力调至可以移动模板的最低压力，根据制品的需要，调节形成开关的位置选定低压保护的起始点，然后，在低压保护作用下，以极慢地速度进行闭模，并调节另一行程的开关位置，使模具接触前 0.20.5mm 位置时，低压保护结束。在调节低压保护时，要进行反复的试验，做到灵敏、可靠。(6) 顶出距离和顶出次数的调节模具紧固后，慢速启模，将顶杆的位置调节到模具上的顶出板和动模底板之间尚有不小于 5cm 的间隙，做到既能顶出制件，又能防止损坏模具，顶出次数可以是一次顶出，亦可以是多次顶出。根据制品的需要，可以在操作面板上选择。(7) 接通冷却水管或加热线路。2.11.2 试模(1)试模前准备工作在试模前，必须对设备的油路、水路、电路进行检查，按要求保养设备，做好开车前的准备工作。(2)确定工艺参数(3)检查原料是否合格，对于湿度大的料应进行干燥处理。(4)根据推荐的工艺参数加热料筒和喷嘴，若模具亦需加热，应接通电路并加热。(5)判别料筒和喷嘴温度是否合适，其方法可将喷嘴脱离固定模板，用较低的注射压机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩力，使塑料从喷嘴口缓慢流出，观察料流，若没有硬块、气泡、银丝、变色且光亮，说明料筒喷嘴温度比较合适，反之，则需要适当调节。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩3 模具装配图图 9 装配图Fig 9 Assembly drawing机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩4 结论通过本次毕业设计，对我在大学阶段所学习的模具设计方面的知识做了一个很好的总结和巩固，也对平时所学习的比较零散的知识做到了系统化的运用。也发现了自己在学科内的某些方面知识的欠缺，做到了很好的复习和理解通过本次设计，对模具的设计和加工有了一个比较系统.全面的认识和了解，同时也遇到了很多问题。设计中用到了大量专业知识，例如机械设计.工程制图.聚合物材料.塑料成型机械.塑料成型模具.材料力学.公差与配合等学科。通过在设计中查阅和复习其相关知识，对部分已生疏的学科又重新做了认识，且在以前学习的基础上更加深了理解，同时也把书本上学到的知识用到了实际设计中，将单一的学科和其他配套学科融合在一起，学会了综合考虑问题，比如在设计本套模具中自动卸螺纹机构的