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设计说明书题目：一次性注射器的注塑模具设计系 别：专 业：班 级：学 生：学 号：指导教师：时 间 ：2019年目 录目 录2摘 要4PPtract5第1章 绪论71.1 模具在加工工业中的地位71.2 模具发展现状与未来发展方向81.3 注塑行业存在的问题81.4 注塑模具生产制造原理101.5 课题解决的主要问题10第2章 注塑成型工艺分析112.1 一次性注射器零件图112.2零件的工艺分析122.3塑件材料的选择122.3.1 PP塑料的特点122.3.2PP的技术指标132.3.3 PP的注塑成型工艺参数132.4PP材料的应用132.5 注射机型号的初步确定142.6 塑件注射工艺参数的确定16第3章 注射模的结构设计173.1 分型面的选择173.2 确定型腔局部结构形式183.3 浇注系统的设计193.3.1 浇注系统的设计原则193.4 推出机构的设计203.4.1 顶出脱模机构概述213.4.2顶出机构零件223.4.3 顶出脱模机构的分类223.5 模具冷却系统223.5.1水路的布置形式233.5.2 冷却系统简单计算24第4章 模具成型尺寸264.1 型腔工作尺寸计算264.2 型芯工作尺寸计算28第5章 模架的选择295.1 模具选择295.2 模架的安装30第6章 导向机构的设计316.1 主要导向定位机构316.2 导柱导套的结构形式31第7章 注射机的校核327.1 最大注射量的校核327.2 注射压力的校核327.3 锁模力的校核327.4 模具外形尺寸校核337.5 开模行程的校核33设计总结34附图35致 谢37参考文献38摘 要注塑模具是机械专业与高分子材料专业共同交叉后延伸的一种工业类别，注塑模具既包含了机械专业所有的机械工程力学、机械制造工艺学，机械设计原理等。又包含了高分子材料专业的热塑性材料学、高分子材料成型工艺学，有机化学等。模具是工业之母，在工业生产活动中有不可撼动的地位。本文针对“一次性注射器”注塑模具设计，首先选择并分析适合了这个塑件的高分子树脂材料，其次，分析了塑件的注塑成型工艺。结合塑件的实际结构特点与尺寸大小和精度要求。选择了合适的出模数量。针对整套模具的结构设计上面，本文采用了对应的成型系统来保证模具加工的可行性、浇注系统方面尽可能的贴合实际注塑生产工艺需求、冷却系统设计方面能够使得塑件的冷却更加均匀合理。根据GB国家标准，采用了龙记的标准模架系统，同时采用了其他的模具标准件，使得设计和制造更加的简单。在设计的时候，本文结合塑件的特点，和材料的性能之后，对注塑模具的整体结构进行合理的计算与校核，以达到理论满足实践。对完成后的注塑模具，进行了注塑机的选择与校核。本次设计中，采用了AutoCAD二维设计软件绘制注塑模具的二维装配图与非标零件图，采用了三维软件绘制模具的整体装配图，在计算机辅助设计中，还采用了专业的插件来进行辅助设计。关键词： 机械设计；模具设计；结构设计；注塑工艺；校核；PPtractInjection mold is an industrial category that extends after the intersection of mechanical specialty and macromolecule material specialty. Injection mold includes all mechanical engineering mechanics, mechanical manufacturing technology and mechanical design principles of mechanical specialty. It also includes thermoplastic material science, polymer material forming technology, organic chemistry and so on. Mold is the mother of industry, and it has an unshakable position in industrial production activities.Aiming at the design of injection mould for disposable syringe, this paper firstly chooses and analyses the polymer resin material suitable for this plastic part, and secondly, analyses the injection molding process of the plastic part. Combined with the actual structure characteristics and size and accuracy requirements of plastic parts. The appropriate number of die is selected. In view of the structure design of the whole set of moulds, this paper adopts the corresponding forming system to ensure the feasibility of the moulding process, the pouring system as close as possible to the actual needs of injection moulding production process, and the cooling system design can make the cooling of the plastic parts more uniform and reasonable. According to GB national standard, Longji standard die base system is adopted, and other standard die parts are adopted, which makes the design and manufacture more simple.At the time of design, this paper combines the characteristics of plastic parts and the properties of materials, and then calculates and checks the overall structure of injection mould reasonably, so as to meet the needs of theory and practice. The selection and verification of injection moulding machine were carried out for the finished injection moulds.In this design, AutoCAD two-dimensional design software is used to draw two-dimensional assembly drawings and non-standard parts drawings of injection moulds, and three-dimensional software is used to draw the overall assembly drawings of moulds. In computer aided design, professional plug-ins are also used to assist design.Key words: mechanical design; die design; structural design; injection molding process; verification;第1章 绪论1.1 模具在加工工业中的地位注塑模具是机械制造行业与高分子材料行业的一个交叉领域，既包含了机械制造相关的制造工艺学，也包含了高分子材料的成型工艺学，注塑模具包含了注塑模具的制造和塑料产品的注塑生产。注塑模具是把融化的高分子材料经过充填、保压、冷却后凝固成型的制品生产出来。注塑模具在工业重占有非常重要的地位，现在人们的生活中与塑料制品密不可分，可以说没有塑料制品和注塑模具的话，人类社会至少要倒退上百年。注塑模具与机械工业是一种密不可分，相互关联的关系，生产注塑模具的机械工业设备中，很多都包含有塑料零件，注塑模具所生产制造出来的产品，其用于有可能也是用于对应的机械设备中的。工业是一种密不可分，相互关联的关系，生产注塑模具的机械工业设备中，很多都包含有塑料零件，注塑模具所生产制造出来的产品，其用于有可能也是用于对应的机械设备中的。模具是根据制件的形状与结构来进行设计制造的工具，日常生活中的各种用品都是采用模具来进行批量生产，如本设计中的牙签盒盖是塑料制品，使用量比较大，需要采用模具来成批制造，还有一些冷冲压的五金模具用来制造铁制品。由于模具是生产零件的工具因此对模具的制造要求较高，设计的模具必须要满足零件的尺寸精度、外观和特性，不然模具就是个废品，所以对模具的设计要求较高，不仅要从使用性来进行考虑，还要考察它的成本、经济性，结构合理。注塑模具对机械加工的要求较高，模具的加工精度直接影响着注塑生产出来的产品的精度，另外就是对模具的表面粗糙度有一定的要求，一般的塑胶件表面的光洁度要求都比价高，在塑件大批量生产时，最好要减少开模的次数，减少手动作业，采用自动机构，如自动顶出机构，自动顶出机构可以保证制件可以从模具中顺利脱落，批次较小时，模具的费用将会大幅的提高，因此在设计时需要降低成本，模具的结构设计方面要力求简洁。在现今的社会生产中，一个好的制造业是离不开合理的生产工艺、先进的装备和高精密的模具，模具对于材料的要求非常苛刻，因此模具的费用制造高昂，只有先进的加工设备安装上高精密的模具才能生产出完美的产品，由于产品的种类不同模具的结构也千差万别。 1.2 模具发展现状与未来发展方向现今，伴随着社会经济发展的逐渐进步，工业化进程的逐渐提高，机械制造领域逐步的细分，高精度机床的出现，对模具市场的整体需求实现了不断的高速增长。近几年的发展状态呈现10-15%左右的增幅，随着快速的发展，模具企业也实现的较大的变化，专业模具企业包括了国有企业、私营企业、合资企业、外资企业。现在的模具企业密集区域主要分布在以“长三角”一代的浙江、江苏一代和“珠三角”东莞、深圳、珠海一代，这两个区域代表了我国模具工业发展状态的最高技术水平区域。模具工业的发展现状是高中低技术性企业层次分明，逐步实现了模具领域的细分，比如电子电器模具企业，就专业生产该类制品的模具，如果是汽车仪表配件的，就专门生产汽车仪表类的零件，而家用日用品的企业又只生产日用品的制品，逐渐细分的领域，能够保证资源利用的最优化，同时发展自身优势来实现市场化进程的最大盈利。随着市场经济竞争的加剧、未来的发展方向逐渐向着高效率、高精度、高损耗方向发展。依然会存在大鱼吃小鱼、小鱼吃虾米的局面，小的模具制造企业如果不能及时的提高自身的设计与制造水平，那么将会面临关门倒闭或者是上游企业的吞并，随着国内技术的提高与改革开放，国外高精尖的精密机床逐渐进入国内，未来的发展仍然会在比较久的时间内依靠国外的进口精密设备来实现精密模具的加工发展，我们仍然要自主的去研究模具加工制造的精密设备和仪器，更多的提高自主设计制造能力和水平才是发展之路。1.3 注塑行业存在的问题我国的注塑模具在设计与制造的环节和国外的发达国家相比较而言，还有一定的差距，一直在模仿德国、美国、日本等国家的制造经验。通过发达国家的实际经验学习，能够快速的弥补我国注塑行业的不足之处。1.供给不均匀我国的发展区域主要是珠三角和长三角区域、这里的技术比较前沿一些，相关的技术和资源、工艺装备方面，在这两个区域供给就比较方便，如果是其他地域的注塑模具，就会存在供给困难，这样就造成了沿海地带可以制造大型的、精密的、高强度、高寿命的模具，而其余地域的模具只能做一些低端的、粗糙的模具。非沿海地带的模具制造企业在技术和工艺生产装备上的提高更多的是依靠沿海地带和国外资源配给，这就造成了供给不均匀的现象。2.人才资源以及科研能力弱模具行业是技术性行业，对人才的需求非常高，一个好的模具设计工程师，在设计环节就能极大的节约制造成本，如何上加工制造更加简单，需要从设计的源头上着手，随着越来越多的高精密模具的诞生，对复合型人才的需求也就越大，不然需要高级的模具从业人员需要具备专业水平，还需要具备相关其余辅助知识与管理知识，而高级的模具钳工技术人才，也是企业装配调试环节重要的组成之一，人才资源的培养与技术攻关在我国都现在比较薄弱一些。其次，在科研能力上，我国制造业虽然一直在稳步的增长，但是与我国在高铁运输，工程基建上相比，明显跟不上科研技术的投入，科研能力较弱，如果能投大力投入科研经费和科研人才的培养，那么必然可以提高模具制造行业的人才综合水平。3.标准化和自动化程度低我国长时间需要依靠国外的一些精密标准件，以及自动生产线来实现模具的自动化生产。模具企业之间各自经营，没有形成一个整体的合作企业，每个企业都去开发适合自己企业的一些标准件，而没有一个行业去合作统筹实现整个行业的标准化进程，与国外的模具标准化自动化企业相比，差距非常大，比较难去完成大型精密模具的设计与制造任务，和国际ISO标准的模具制造企业有较大的差距，对整个模具制造周期与模具成本的控制也比较困难。能够实现整个模具制造行业的标准化和自动化进程是非常重要的。1.4 注塑模具生产制造原理注塑模具一般采用刚性材料来制备，注塑模具的制造环节，一般是采用刚性材料在对应的机床上进行加工的，机械工的机床包括有车床、铣床、数控CNC机床、EDM电火花机床、WEDM线切割机床、磨床、以及钳工装配、省模抛光环节。模具的制造精度根据产品的不同而采用不同的精度等级来制造，而随着精度等级的提高，必然的需要对机械机床的精度要求更好，一般精度等级的机床精度在0.02mm左右，而高精度的机床精度可以达到0.005mm左右。注塑模具的制造基本可以采用常用的机械加工机床来实现。注塑模具的生产一般采用的是注塑机来实现，注塑机一般有卧式注塑机、立式注塑机、双色注塑机等，根据注塑机的吨位的不同，对应的有小、中、大、超大型注塑机。通过把注塑模具安装在注塑机上，然后注塑机的料斗进料，经过注塑机的蜗杆旋转和加热融化，把高分高压下的融化原料注射进模具的型腔里面，经过充填、保压、冷却后固化成型，然后通过注塑机后面的顶棍把塑件顶出脱模，完成注塑生产。注塑生产质量稳定，生产效率高，能够实现大批量生产。1.5 课题解决的主要问题本次设计中，结合塑件的实际结构，具体的尺寸，首先进行型腔数量的确定然后完成详细的结构设计，如要解决的问题点如下1.完成出模数量的确定，选择适合该塑件的注塑成型材料。2.进行型腔数量的确定，完成成型型芯和型腔的设计3.进行浇注系统的设计，包括了主流道，分流道，浇口的设计。4.进行冷却水道的布局，使得模具的温度调节与冷却系统得到实现。5.进行脱模顶出机构的设计，选择适合本套模具的顶出机构。6.选择适合整体的标准模架系统，并且对应的选择相关的标准件。7.最后再进行注塑机的选择与校核，核心要点就是校核注塑量，注塑压力，锁模力等。第2章 注塑成型工艺分析2.1 一次性注射器零件图首先分析塑件的结构特点，采用三维建模完成塑件的模型绘制，该塑件的结构属于中等难度，该塑件尺寸不大，壁厚比较均匀，适合采用注塑模具生产和制造，塑件的生产批量为中等批量注塑成型生产，精度等级可以采用一般精度等级。如图2.1所示。图2.1 一次性注射器塑件图图2.2零件图2.2零件的工艺分析结合塑件特点分析零件的工艺性，该零件的壁厚均匀，没有尖角，适合采用热塑性材料来成型，根据使用需求判定，塑件的表面需要光洁度较好，对应的模具的型腔表面需要进行抛光处理才能够达到表面光洁度的要求。其次就是塑件的安装和装配位置，需要考虑配合公差的尺寸要求，整体的尺寸要求精度一般，注塑模具成型可以实现。2.3塑件材料的选择2.3.1 PP塑料的特点该塑料适合采用PP高分子材料，该塑料为热塑性材料中的一种，查材料的物性表分析PP的性能指标可以得得知，该材料吸水性小，有一定的强度和刚度，绝缘不导电，耐磨，抗弯折性能好，对于成型塑件的的壁厚不能取太大或者太小，一般PP材料的壁厚取值可以采用1-3mm之间，脱模斜度取1-5范围值均可。PP材料的综合性能好，价格也不贵，所以应用非常广泛。2.3.2PP的技术指标PP材料的技术参数如下所示收缩率：1.016比重：0.92g/cm熔融温度：230-275成型温度：15-65成型压力：100-130Mpa射速：高等速度2.3.3 PP的注塑成型工艺参数PP材料的成型工艺参数中主要的几个要求就是注射温度，模具温度，注射压力，注射速度这几个参数。注射的温度就包含了料筒的温度，料筒分为前中后三段的温度，和喷嘴的温度，需要通过查表，了解其基础工艺温度，然后结合塑件与模具的实际情况来调节注塑机的温度。模具的温度可以通过在模具上面设置冷却水道，根据水温高低，控制水流大小流速来实现，保证模具的整体温度在一个可控的范围内，能够与实现注塑生产的稳定性。最后通过材料物性表控制注射的压力和射速，来进行较好的工艺生产。以下为该材料的基础成型工艺参考内容。注塑机类型：柱塞式料筒温度：前期：240-250；后期260-270模具温度：30-45注塑压力60-100Mpa注射时间：0-5S冷却时间：20-60S2.4PP材料的应用PP材料主要应用领域在汽车、电子电信、电器仪表、装饰件、工程件、办公设备、家用电器外壳、装饰工程配件，各类小型家电设备，大中小型玩具外壳和配件等领域，PP具有很好的综合性能以及非常好的二次加工能力，可以在塑件的表面进行表面喷涂，电镀，钻孔加工，丝印，移印等，在该材料中增加和改变不同的成分，可以变成不同的改性材料，该材料的延伸改性材料在日常生活中已经是非常常见的的材料之一，在众多的材料中脱颖而出。2.5 注射机型号的初步确定注塑机的的型号与参数关乎注塑模具生产的经济效益与成本，对于初步选择注塑机，首先要考虑一套模具总的注塑体积或者是总的注塑量，结合完成后的三维模型，可以在三维软件中直接测量塑件与浇注系统的总体积，浇注系统一般占的体积不大，初步确定时，先根据塑件的体积来计算。首先测量单个塑件的体积V=24.73，查询模具设计指导手册，可以得到PP材料的密度参数P=1.15g/，根据公式M=PV可以得到塑件的质量M=24.731.15=28.44g图2.3 塑件体积测量根据前面结构分析可以确定该套模具中塑件的出模数量为一模四腔，该出模数量满足经济性原则，所以总的注塑出来的总的体积为98.92cm，那么结合注塑量，可以初步的选择注塑机为HT160X2B，该注塑机的理论注塑容量体积为320cm，能够满足本次注塑生产的需求，该注塑机的参数如下表所示表2.4 注射机参数表型号单位1602A1602B1602C参数螺杆直径mm404548理论注射容量cm3253320364注射重量PSg230291331注射压力Mpa202159140注射行程mm201螺杆转速r/min0230料筒加热功率KW9.3锁模力KN1600拉杆内间距(水平垂直)mm455455允许最大模具厚度mm500允许最小模具厚度mm180移模行程mm420移模开距(最大)mm920液压顶出行程mm140液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW18.5油箱容积l240机器尺寸(长宽高)m5.41.452.05机器重量t5最小模具尺寸(长宽)mm3203202.6 塑件注射工艺参数的确定1.注塑体积设定值：63.3-70cm；2.注塑压力设定值：100-130Mpa；3.注射行程设定值：100-110mm；4.螺杆转速设定值：80-120r/min；5.模具温度设定值：50-706.注塑周期控制范围：30-60s最终在模具实际的试模调节环节，需要结合实际机台情况进行调节和变化。第3章 注射模的结构设计3.1 分型面的选择分型面的选择是在模具结构分析的时候就需要首先确定的，分型面考虑的因素较多，包括浇注系统的浇口，排气系统的设计，以及顶出机构，抽芯机构等，塑件在型腔内凝固成型后需要将塑件从型腔内取出来，这样就需要先将型腔打开，然后将模具一分为二，上为动模，下为定模，定模与动模接触的面称为分型面，分型面的选择需要遵循下面的原则：1.最好选择在零件的最大的端面处。2.保证塑件成型以后留在型芯部分。3.不能够影响塑件的外观质量。4.浇口能够合理的进浇。5.顶出脱模简单可靠，最好顶出能够在塑件的背面或者内部。6.分型面要考虑排气系统均匀的排出型腔内的气体。该塑件的结构复杂程度中等，分析面设计在大端的底面，如下图所示。图3.1一次性注射器的分型面的选择3.2 确定型腔局部结构形式型腔的结构布局要保证均匀，使得浇注充填流程距离，充填时间要相等，最好呈现矩形、线形、环形分布，本次设计中，采用的是旋转一百八十度的型腔布局方式，分型面的设计原则可以按照如下几点综合考虑：1. 方便塑料产品的脱模：开模具打开时候，产品要尽可能的留在动模上面。2. 方便抽芯机构的实现，一般还要考虑模具上时候需要设计滑块抽芯机构。3. 保证塑料的外观和表面质量不受影响，特别是外观需要光滑或者是镜面的产品。4. 保证塑料产品的尺寸和精度的等级在合理的公差范围值之内。5. 尽可能的使得模具型腔内的空气通过分型面排出去。6. 考虑实际机械机床加工的便利性，让加工更简单如图3.2所示为型腔局部结构形式。图3.2型腔的排列方式3.3 浇注系统的设计浇注系统是原料从注塑机喷嘴出来以后一直到达模具型腔的这一段距离内产品的凝料，合理设计浇注系统是非常重要的，浇注系统一般分为普通流道和无流道两种，普通流道就是常见的冷流道，包括了主流道、分流道、浇口、冷料穴，这几个重要特点。如果是无流道系统，一般指的是采用了专门的热流道浇注系统，这类一般造价昂贵，结构复杂，在大型精密模具中才会应用。3.3.1 浇注系统的设计原则1.确定一个合适的流道截面类型，一般有圆形，梯形，半圆形等形状。2.根据材料自身的成型性能、以及塑件的结构形式，出模数量，来确定流道的尺寸大小，长度。3.主流道、分流道的尺寸长度应该尽可能的短，这样才能减少原材料的损耗，提高经济效益。4.浇注系统周边尽可能的不要设计冷却系统，避免浇注系统在进入型腔之前就过快的冷却。5.浇注系统要尽可能的设计冷料穴，让充填前端的冷却凝料不要进入模具型腔里面影响塑件的成型。6.浇口的设计要尽可能的保证充填的均匀，饱满，同时又要兼顾塑件的表面外观质量。7.浇口尽可能的设计在塑件的隐秘区域，而且要有利于区域浇口衬套，不能影响外观。8.流道的废料要尽可能的少。主流道一般是从注塑机连接浇口衬套一直到分流道连接处截止的流道，也可以说是浇口衬套内的流道，一把从注塑机出来的凝料首先就要经过他，一般情况下主流道和模具的正中心呈现一个中心重合状态。浇口衬套与注塑机喷嘴需要满足如下图所示的关系式： D = d + (0.5 1) mmR1= R2+ (1 2) mm本次设计中，采用了侧浇口，具体的浇注系统的主流道、分流道、浇口的结构形式如下图所示。图3.3浇口的分布3.4 推出机构的设计脱模顶出是模具设计的重要环节，一般脱模顶出系统的设计需要遵循以下几个要点：（1）、顶出结构的设置要平衡，使得塑件能够均匀受力。防止塑料产品在顶出脱模时产生变形。（2）、要考虑塑件的结构特点和使用性能，保证塑件的外观优良，特别是高光和透明性产品，顶出机构的设计必须要在隐秘位置，其次不能影响塑件的使用结构。（3）、顶出机构的设置应该在塑件的受力位置，这样材料实现最大脱模力的产生。这样顶出的时候，塑件的强度好，承受能力大，不至于产生产品的不良现象。（4）、如果塑件又较深的骨位，支撑柱结构结构特征，为了防止脱模困难，也需要设计脱模机构。（5）、顶杆的布置应该尽可能在塑件的圆角或者斜角位置。（6）、顶杆最好能够实现对称分布。使得顶出力均匀。（7）、在有滑块抽芯机构的模具中，顶杆在运动的时候不能和滑块抽芯机构产生干涉现象。（8）、需要考虑成型零件的镶件位置，不能考得太近，要保证成型零件的刚度和强度。（9）、顶出系统不能和成型零件的冷却水道。固定螺丝等零件产生干涉现象。（10）、顶杆的边缘距离成型钢料的边缘需要保证有1-2mm的距离，以保证成型零件的强度和刚度。本次设计中，采用了圆形顶杆，均匀的分布在塑件内表面上，顶出受力均匀。其布置形式见图3.4。图3.4 顶杆推出机构3.4.1 顶出脱模机构概述在塑件完成注塑成型之后，熔融装在下的凝料完成固化，根据塑料材料的特性，塑料材料会产生一定的收缩性，随着塑件的收缩，而塑件又在型芯部分，所以必然会产生一定的包裹力，需要克服脱模时的瞬时大气真空力以及持续脱模时的摩擦力。脱模系统在顶出塑件的时候，不能损坏塑件，需要保证塑件的完整形态，不能有沾模，顶白，顶穿等不良现象，顶出的位置不能够影响塑件的表面外面质量。脱模方向与模具的开模方向相同，且在注塑机顶棍中心线上受力顶出。3.4.2顶出机构零件顶出系统的零件包括常见的顶杆、顶板、顶针面板、顶针底板、复位杆、复位弹簧等零件。如果涉及其他的顶出脱模类型，还有气动脱模机构，液压脱模机构，齿齿轮齿条旋转脱模机构，液压马达旋转脱模机构等等。顶出系统的顶出力要均匀稳定，不能倾斜。3.4.3 顶出脱模机构的分类根据动力来源划分，脱模机构一般可以分三大类别：（1）、手动脱模机构，这类脱模机构现在非常少见，方法是模具在打开之后，采用人工操作的方法去取出塑件，非常浪费时间，效率低下。（2）、机械推出脱模，这类是最常用的脱模方式，也是应用最广泛的方式，这类脱模依靠注塑机上面的顶棍，通过模具底板的顶棍孔顶出顶杆或者推板，完成塑件的脱模，这类机械脱模脱模方式工作可靠，顶出行程，顶出速度，顶出时间，均可以通过注塑机伺服机构调节，能够实现大批量稳定连续生产，应用广泛。（3）、其余脱模机构，一般用在特殊模具结构中，包括的液压动力推出机构，气动推出脱模机构，内螺纹旋转脱模机构，前模顶出脱模机构等。脱模机构的设计3.5 模具冷却系统注塑机通过把颗粒状的塑料原材料加热加压融化后注射到注塑模具的型腔里面，然后熔料在模具的型腔里面一直冷却凝固后成型，这段时间是由熔融装在下的树脂原料和模具的温差共同实现的，一般情况下注射的原材料温度在200-300之间，而模具的温度一般情况下是人手可以轻微触摸的，在40-80之间，根据不同树胶材料的成型温度不同，需要对应的调节模具的温度，来加速冷却效应，缩短成型周期，并且需要保证这个冷却过程是均匀的逐步冷却过程的，不然过快或者过慢的冷却，都会导致塑件质量的不稳定或者瑕疵产品的产生。在做模架温度调节系统设计时候，首先需要材料的自身物理性能，可以通过查询材料物性表来获取材料的注射温度和模具温度，根据材料参数来进行一下调节：（1）、如果注塑成型的时候材料温度不够的情况下，需要增加模具的加热装置。（2）、如果成型塑件的壁厚过大的时候，为了防止收缩，好考虑增加加热装置。（3）、如果成型温度超过材料要求的温度，就必须要增加模具冷却装置。（4）、一般情况下，在做热塑性材料成型时，都需要设计冷却系统，来缩短其生产周期，提高生产效率，快速降低模温。3.5.1水路的布置形式如图3.5所示为模具上定模和动模的水路布置示意图，上模采用一根环绕水管和8根直通式水管，下模采用一根环绕式水管分布。图3.5水路布置3.5.2 冷却系统简单计算查注塑模具设计指导手册，结合热平衡公式校核： 在额定时间内，塑料材料固化时候，释放出来的热量相当于冷却水道整体流动过程中增加的热量校核公式：1).校核塑料产品在型腔中冷却成型一个小时内放出的热量Q根据一般注塑条件取值如下：注塑时间t=2s；冷却水道进入型腔得到时间t=20s；注塑成型保压时间t=15s；人工或者机械手取出产品的时间t=3s；所以一个完成一个注塑周期的总时间为t=40s；假定为一般恒温条件下，进入模具型腔的冷却水的初始温度为20度，从模具型腔出来之后的冷却水温度为28度，冷却水为连续不间断的流动状态，那么一个小时的成型次数次；所以：根据材料在单位时间内释放出来的热量 所以：2).冷却水的流出体积量由校核公式：3).校核冷却水管的直径 查注塑模具设计指导手册，结合冷却水的流出体积量，得到冷却水管的直径为8mm；第4章 模具成型尺寸4.1 型腔工作尺寸计算本次设计中由于产品过高，综合实际考虑型腔采用一体式图4.1 定模型腔1）凹模径向长宽尺寸的计算： 式中 ； ； ；制造公差，=； ，。凹模深度尺寸的计算： 式中 ； 。 4.2 型芯工作尺寸计算图4.2 动模型芯塑料的收缩率为0.5%， 型芯高度的计算式中：；s 、k含义如（1）式中。凸模的高度为：45第5章 模架的选择5.1 模具选择随着机械工业与模具制造业的发展，现在逐渐的实现了标准化，在模具中，现在已经实现了标准模架型号的GB国标规范，国内企业中，比较出名的标准模架企业有龙记模架，明利模架、环胜模架，标准模架的分类包含了大水口模架系统，细水口模架系统，简化细水口模架系统，标准模架的选用可以大大的缩短设计与制造的周期，并且可以提高制造精度本次设计中，结合模具结构形式与浇注系统类型，选用CI型号的模架，具体型号规格为：CI-3335-A195-B100-C120如下图5.1所示：图5.1 标准模架5.2 模架的安装首先把模具在钳工车间装配好，然后通过车间的天车运输，通过模具的定位环把模具对转注塑机的定位环孔，实现定位。然后采用压板与螺丝分别固定模具的顶板和底板的“工”字的边缘位置来实现固定。第6章 导向机构的设计6.1 主要导向定位机构在本套模具设计中，主要的定位导向机构为导柱、导套、复位杆。定位导向机构一般采用圆柱或者圆形套形状的回转体零件，导柱导套一般强度和刚度要求较好，表面需要抛光，定位要准确。6.2 导柱导套的结构形式本次设计中，由于采用了标准模架系统进行设计，标准模架在选用的时候已经包含了导柱，导套这类结构。其中导套选在了有托导套，采用SKD61材料，硬度要求HRC58-68度，内表面表面粗糙度需要抛光至Ra0.8um，导柱采用了凸台结构形式，在导柱顶端圆柱面上开了R形状的储油槽，用于储存润滑油，同时用于导柱导套配合内了气体排出。导柱导套的采用H7/m6配合公差，导向机构的相对位置度公差控制在0.02mm至0.05mm的对称位置度公差范围内。导柱导套的结构形式如下图所示。图6.1 导柱导套结构形式第7章 注射机的校核7.1 最大注射量的校核通过三维建模完成模具结构设计之后，可以得到塑件和浇注系统的三维体积，就知道整套模具的在注塑生产的时候需要多大的注塑量了，通过前面确定的注塑机查表，可以得到注塑机的额定注塑量，按照一般机械设计校核安全规范，额定注塑的80%需要大于整套模具的需求注塑量。按照下面公式校核；，查前面的注塑机参数表，可以提到注塑机的额定注塑量为320，所以满足最大注塑量的要求。7.2 注射压力的校核注塑压力通过查询材料物性表可以得到，需要满足注塑机额定注塑压力的要求：查询前面的注塑机参数表，可以得到注塑机的额定注塑压力为，查询材料的物性表，材料的注塑压力要求值为，所以该注塑机的注塑压力满足注塑生产要求。7.3 锁模力的校核当注塑机进行注射的时候，模具型腔需要承受来自注塑机注射时产生的压力，瞬间充填时气体压缩时产生的张力，这股力量如果使得模具前模和后模张开，那么就会产生注塑溢料、毛边、披锋的产生，所以需要让注塑机的额定锁模力在注塑的时候锁紧模具。锁模力和塑件的投影面积有关系，以及塑件的平均成型压力，校核方式如下； 本次设计中，模具的出模数量，单个塑件在分型面上的投影面积取值，浇注系统的主流道、分流道、浇口的投影面积取值。根据塑件特点的材料特性，平均的型腔成型压力取值。所以有：注塑机额定锁模力为1600KN，安全系数取值0.8，。所以，注塑机的锁模力能够满足要求。7.4 模具外形尺寸校核模具的最大外形尺寸在本次设计中为400x350x475mm，为了保证这套模具能够放进注塑机里面生产，需要校核几模具的长宽高尺寸能否放进注塑机中。校核模具的长宽高尺寸，查注塑机参数表；注塑机的拉杆内间距为：455x455mm，所以长宽尺寸满足要求。注塑机的容模厚度max=500mm，min=180mm，该模具的高度在容模厚度范围值之内，满足要求。7.5 开模行程的校核按公式计校核： 式中：；通过计算和校核，模具需求的开模行程为245,mm，而注塑机的最大行程为420mm，所以满足要求。设计总结本次设计中，又一次重新复习了大学几年所学习的课程和自学了一些其他课程，包括机械制造基础，材料工艺学，机械加工工艺，注塑成型工艺，模具设计基础，机械制图等，更加巩固和加深了专业知识的水平。1.完成了本套模具设计的塑件三维建模，模具三维装配图的建模，三维图采用了GB国标标准模架系统，以及对应的标准件的调取。二维总装图的绘制，二维非标零件图的绘制，采用第一视角和国标规范进行标注和制图。2.针对模具的结构设计方面，查阅了大量的书籍，同时在网络专业论坛学习相关的视频教程，才发现有许多的专业设计技巧是书本中所不具备的，特别是在论坛上搜索了许多巧妙的设计结构参考图档。3.在最后进行说明书的计算校核的时候，更加巩固了专业理论知识的储备，通过理论数据的计算和校核，对实际的设计出来的模具进行再次的验证。经过长久的努力与坚持，终于完成本套注塑模具设计，是在大学最后几年的一次大演练，为进入相关岗位从事对口专业打下坚实的基础。附图图8.1 二维装配图图8.2 三维总装