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模具三维
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肥皂盒注塑模具设计【模具三维】,模具三维,肥皂盒,注塑,模具设计,模具,三维
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摘 要 本次课程设计主要是对肥皂盒外壳进行注塑模设计，通过对塑件的工艺性以及产品的外形进行分析，并利用相关软件绘制装配图和注塑模具型芯、型腔及重要零部件零件图。本说明书以图文结合的形式，对浇注系统、分型面、模具成型部分的结构、推出机构、冷却系统都有了较详细的论述。最后对有关参数的校核也有详细的计算。关键字：浇注系统，推出机构，型芯，型腔。31目录摘 要I第一章 绪 论31.1课题背景31.2设计的目的及意义3第二章 塑件成型工艺性分析52.1 ABS的材料分析52.2塑件结构分析62.3塑件的精度分析62.4注塑机的选择7第三章 分型面的选择和浇注系统的设计83.1型腔的分布83.2分型面的选择83.3浇注系统设计9第四章 成型零件的设计及尺寸计算154.1成型零件的结构设计154.2成型零件工作尺寸的计算16第五章 推出机构的设计185.1 脱模机构的选用原则185.2推出力的计算185.3脱模机构类型的选择195.4推出机构的导向与复位19第六章 结构零件的设计216.1模架和标准件的选用216.2合模导向机构的设计21第七章 温度调节系统的设计247.1冷却系统的设计准则247.2冷却系统和冷却介质247.3 冷却系统的简略计算25第八章 注塑机的校核278.1最大注射量的校核278.2锁模力的校核278.3模具最大开模行程的校核288.4模具注射压力校核288.5模具的厚度校核28结 论30参考文献31第一章 绪 论1.1课题背景塑料模具工业近20年来发展十分迅速，早在7年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成形模具产量中约半数以上是注塑模具。模具技术是上世纪下半叶制造业中发展最快的技术之一，由于模具的设计和制造是一个非常复杂的过程，并且是一个不断反复的过程，目前，采用具有三维参数化特征造型功能的CAD支撑软件，在模具设计中应用并行工程原理，实现模具管理、工艺分析与设计及模具结构设计的一体化是一种较有代表性也很有应用前景的模具CAD系统开发方法。 随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞跃发展已经成为动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断发展，促使工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展，为了保持和加强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期、生产周期越来越短，于是对制造各种产品的关键工艺装备模具的要求越来越苛刻 。一方面企业为追求规模效益，使得模具向着高速、精密、长寿命方向发展；另一方面企业为了满足多品种、小批量、产品更新换代快、赢得市场的需要，要求模具向着制造周期短、成本低的快速经济的方向发展。计算机、激光、电子、新材料、新技术的发展，使得快速经济制模技术如虎添翼，应用范围不断扩大，类型不断增多，创造的经济效益和社会效益越来越显著。1.2设计的目的及意义 以此作为课题来进行研究具有十分深远的意义，符合当今时代背景又与所学专业对口。在研究过程中，查阅相关资料可以对我国现有的注塑模水平有个较为深入地了解，而且在设计中可以对现有的方案进行对比和改进，不断创新，在为今后而工作岗位上先操作起来。第2章 塑件成型工艺性分析2.2塑件结构分析本次设计是肥皂盒注塑模具设计，开始展开本次模具设计，在拟定研究方案之前需要对肥皂盒的结构进行大致分析，在这个基础上才能设计出合理的模具结构方案，对肥皂盒结构进行分析，此类塑料产品属于壳体。整体呈长方形，外部和内部结构不复杂，长为155mm，宽101mm，高30mm。肥皂盒二维图和三维图的绘制，如下图所示图2-1塑件三维图2.2肥皂盒材料分析本此设计是日常家庭生活经常见到肥皂盒注射模具设计，塑件的材料是由产品使用性质决定的，由于是肥皂盒，在实际工作环境中，肯定要起到外界摩擦作用，所以要求所选材质有良好耐磨性，由于在使用的时候，外力会作用在肥皂盒上，所以也要有良好的强度，耐热性，像一些脆性材料是根本不行的，综合考虑以上特点，在网上多次查找肥皂盒这种塑料产品所选的材质，最后决定采用为ABS。2.2.1ABS材料分析 a. 物理性能ABS（丙烯腈一丁二烯一苯乙烯）作为原材料，是一种共聚物。其性能特点：拥有良好的抗冲击强度；吸水性较强；耐低温能力较强；但是其流动性较差，因此要采用高压力注射。成型特点：成形前原料要干燥；成型性好，表面外观粘度对剪切速率非常敏感。其密度为1.021.16，这里取密度为1.08在93以上的温度下会发生变形；在-27以下的温度下会发生脆化，所以在-40100温度范围内都可以使用ABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，无毒、无味、吸水率低，具有良好的综合物理机械性能，如优良的电性能、耐磨性，尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，且易于加工成型。缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。表2 ABS的力学性能屈服强度（MPa）50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率()35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)242.2.2 ABS注射工艺参数注塑机类型螺杆式 螺杆转速/(r/min)400喷嘴形式/温度 直通式170180料筒温度/78前段 180200中段 165180后段 150170模具温度/ 5080注射压力/mpa 60100保压力/mpa3050注射时间/s 2090高压时间/s 05冷却时间/s 20120成型周期/s 502002.3塑件的精度分析该塑件尺寸精度的影响因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨损程度，其次是塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化，塑件成型后的时效变化和模具的结构形状等。在本设计中根据模塑塑料件尺寸公差（GB/T 144862008）可查得：本设计中塑件选用的精度等级一般为MT4级，塑件表面要求光滑无痕迹，2.4注塑机的选择塑件体积：V塑=33cm。流通凝料的体积还是一个未知数，由于此模具结构型腔数目为一模2腔，而且塑件较小。根据以往设计模具的经验，我们可以取塑件质量的0.2倍，故需要的注射量为：V= V塑2+0.22V塑=79.2cm模具成型的塑料制品和流道凝料总体积应小于注射机的额定注射量的80%，所以注射机的额定注射量79.280%.，根据塑件的质量和体积，查注射机的有关资料，初步选定的注射机为XSZY250，其各项工艺参数如下：注射机XSZY250参数： 额定注射量：250mm最大成型面积：500cm 柱塞直径：50mm注射压力：130Mpa模板尺寸：575520（mmmm）拉杆空间：448373(mmmm)锁模力：1800KN喷嘴圆弧半径：14mm喷嘴孔径：4.5mm定位孔直径：55mm最大开模行程：500mm模具最大厚度：350mm模具最少厚度：200mm第三章 分型面的选择和浇注系统的设计3.1型腔的分布再考虑型腔数目的时候，通常要综合以下因素： (1) 产品尺寸精度； (2) 模具制造成本； (3) 注塑成形的生产效益； (4) 制造难度。在确定型腔数目的时候，既要分析塑料产品的结构，又要考虑到它的精度即体积大小，由于产品体积较大，所以准备将型腔数目定为一模两腔，一模多腔模具型腔在模板上的排列方式通常有圆形排列、H形排列、直线排列、对称排列及复合排列等。由于是一模两腔机构，采用直线排列，综合考虑型腔布局如图所示。 图3-1型腔的分布3.2分型面的选择 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性及尺寸精度，嵌件位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面的时应综合考虑分析比较以选出较为合理的方案。选择分型面时，应遵循以下几项基本原则：1、 为了方便脱模，分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2、 有利于保证尺寸精度；3、 保证塑件外观质量，减少飞边的产生；4、 有利于排气；5、 保证开模时产品在动模一侧；6、 有利于加工；7、 保证嵌件安装方便，定位可靠；8、 尽量减少由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异； 通过以上选取原则，对于此类盒盖产品，通常选在塑件的下表面最大轮廓处做为模具设计分型面，本次模具设计的分型面也在下表面，如图2.2所示。图3-2分型面的位置3.3浇注系统设计 浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。具有传质、传压和传热的功能，正确设计浇注系统是获得优质的塑件极为重要。注射成型的基本要求是在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔，影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。3.3.1主流道的设计 主流道是指紧接注射机喷嘴出口起到分流道入口止的一段流道，熔融塑料进入模具时首先经过它。它与注射机喷嘴在同一轴线上，物料在主流道中不改变流动方向，主流道形状一般为圆锥形或圆柱形。在设计主流道时通常要注意一下事项：1、 流道工作时，与热的注射机喷嘴接触，受到聚合物熔体的高温与高压的作用，故容易磨损，所以主流道一般单独设计成可拆卸更换的浇口套，即主流道衬套，如图所示。常采用碳素工具钢材料制造，热处理淬火硬度为5357HRC。2、 为便于主流道凝料顺利拔出和聚合物熔体的顺利填充，主流道通常设计成圆锥形，锥角为，流动性较差的材料该角度应该大一些，但不超过。其表面粗糙度为Ra0.4。3、 主流道尺寸直接影响聚合物熔体的填充速度，进而可能影响到制件的质量。主流道与喷嘴处一般做成凹球形。主流道凹球面与注射机喷嘴凸球面应严密贴合。为了便于主流道凝料的取出，主流道凹球半径与喷嘴半径大12，主流道小端直径也应比喷嘴直径大0.51。4、 主流道长度通常由定模底板的厚度来决定，应尽可能短，尽量不采用分级对接的形式。综上所述，本次设计中的主流道参数如下： 主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+（0.51)mm=5mm； 主流道大端直径D=d+=7mm； 主流道的球半径 SR = 注射机喷嘴球头半径+（12）mm=15mm；球面配合高度h=3mm；主流道锥度。3.3.2浇口套的设计主流道小端入口处与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，易磨损，对材料要求较高，因而尽管小型注射模可以将主流道衬套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。本设计中浇口套采用碳素钢T10A，热处理淬火表面硬度为5055HRC。在浇口套端部设一个与注射机定位孔相配的定位环，并在端面用螺钉将浇口套压在模体内，克服塑件对浇口套的反座力。浇口套与定位圈采用H9f9的配合。定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内，用于模具与定位孔的安装定位。定位圈外径比注射机定模板上的定位孔径小0.2mm以下。根据GB/T4169.19-2006规定，选择浇口套的型号为1632，定位圈的型号采用直径D为100。3.3.3分流道的设计 分流道是主流道末端至浇口的整个通道，它通常在多型腔或者单型腔多浇口时设置。分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。在设计分流道是应注意一下几点：1、 确定分流道时，应该使其截面积适当小一些。截面积过小会降低注射速率，延长充填时间，还可能使材料发生充不足、缩孔、流痕等缺陷；截面积过大会增大流道凝料的回收量，延长流道物料的冷却时间；设计时采用较小的截面积可给进一步试模有修正的时间；另外，一模多腔的注射模具中，分流道的截面积总和应该尽量不大于主流道截面积；2、 分流道和型腔的分布应排列紧凑、距离合理，尽量以轴对称或中心点对称而平衡，尽量缩小成型区的总面积，尽量使型腔和分流道在分型面上总投影面积的几何中心与机器锁模力的中心保持重合。3、 分流道在定模一侧或分流道延伸较长时，要设分流道拉料杆，以便在模具打开时能够自动拉开分流道凝料。4、 分流道的转向次数要尽量少，转向处应设圆角过渡，避免出现尖角。分流道与浇口的连接处应该加工成斜面，并用圆弧过渡，以利于聚合物的填充。5、 分流道的内表面粗糙度不必要求很低，Ra=1.6m。主要原因在于：聚合物熔体在流动时与分流道相接触时，其外层多一些摩擦阻力，更容易形成冷却皮层，从而起到绝热层的效果，更利于熔体的保温和流动。 根据以上分流道的设计原则，由于此次设计的产品壁厚为1.3mm，质量为22.05g（200g），且根据要求为一模两腔，另外精度要求不高，加工容易，因此将分流道的截面形状设计成圆形。故采用下面的经验公式来确定分流道的直径。 （式3-1） 式中，D为分流道直径（mm）； m为塑件的质量（g）； L为分流道的长度（mm）。根据分析分流道长度为36m，得D=8mm。3.3.4浇口的设计 浇口是指分流道末端与型腔入口之间狭窄且较短的一段通道。它的功能是时聚合物熔融体顺利注入型腔内，有序的充满型腔，又能及时冷却封闭，以防止熔体倒流并对补缩具有控制作用，且便于切除。1） 浇口截面的选择：常用的浇口形式有直浇口、点浇口、侧浇口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格。本次设计决定采用侧浇口。2）浇口位置的选择：为了提高制品质量，不影响制品性能，在设计浇口时考虑一下几项原则：1、 浇口应设在塑件壁厚最大处，使熔体从厚壁流向薄壁，并保持浇口至型腔各处的流程基本一致；2、 避免浇口处发生喷射和蠕动，防止在充填过程中产生波纹；3、 考虑分子的取向影响，浇口位置应设在塑件的主要受力方向；4、 在选择浇口位置时应考虑到塑件尺寸的要求；5、 须减少熔接痕，应有利于型腔中气体的排出；6、 注意外观质量的影响； 根据以上设计原则和对塑件进行分析，将侧浇口的位置设计如图3-6所示。 图3-6侧浇口位置3.3.5冷料穴的设计 冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流前面冷却凝料，以免这些冷料注入型腔，不仅影响熔体充填的速度，而且影响成型塑件的质量。根据制品及以上设计部分分析，冷料穴形式采用半球形，此外，主流道末端的冷料穴除了上述作用外，还有便于在此处设置拉料杆的功能。在注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注凝料一起推出模外。如图3-10，为Z字形的拉料杆。图 Z字形拉料杆第四章 成型零件的设计及尺寸计算 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，由于塑料熔体的高压、料流的冲刷，在脱模时还与塑件发生摩擦，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、刚度和较好的耐磨性能。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，选择正确的分型面和浇口位置，确定脱模方式和排气系统，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的结构设计，计算成型零件的工作尺寸，并对关键的零件进行强度和刚度的校核。4.1成型零件的结构设计型腔型芯分为组合式和整体式，选取方式主要由制品的形状、尺寸、使用要求和生产方式等确定的。肥皂盒设计中采用整体式型腔,充分利用整体式凹模并不复杂的结构形式,而且组合式型腔会在生产塑料制品的时候留下缝痕迹，影响塑料制品的外观质量，所以对于外观件产品不常采用，整体的具有以下特点塑性差,稳定不易变形,制品表面光滑,对零部件的需求量较少,对束缚模具外形有很大的作用的特点。采用4颗M845L螺钉固定于定模板。型芯是用来成型塑料制品的内表面的成型零件。对于肥皂盒内部结构也极简单，也采用整体式型芯。采用4颗M845L螺钉固定于动模板。型腔和型芯结构如图所示型腔型芯4.2成型零件工作尺寸的计算这个尺寸是指直接参与到生产中的部分零件尺寸，因为与成品的成型直接相关，所以精度的把控十分重要，所以设计过程要十分的谨慎，不能以经验来判定设计的好坏，而是要以数据做支撑进行设计。本设计中零件工作尺寸的计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算，已给出这ABS的成型收缩率为0.005，模具的制造公差取z=/3。5.2.1型腔尺寸计算表5.1 型腔尺寸计算表类型产品尺寸/mm公式型腔尺寸/mm径向尺寸155101高度尺寸305.2.2型芯尺寸计算表5.2 型芯尺寸计算类型产品尺寸/mm公式型芯尺寸/mm径向尺寸15298高度尺寸28.5第五章 推出机构的设计 塑件从模具上取下以前还有一个从模具的成型零部件上脱出的过程，使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出机构的导向和复位部件等组成。5.1 脱模机构的选用原则a.使塑件脱模时不发生变形（略有弹性变形在一般情况下是允许的，但不能形成永久变形）；b.推力分布依脱模阻力的的大小要合理安排；c.推杆的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部产生隙裂；d.推杆的强度及刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；e.推杆位置痕迹须不影响塑件外观；5.2推出力的计算查资料得推出力的计算公式： （式5-1） （式5-2）式中：A为塑件包络型芯的面积，通过软件分析产品内壁体积之和，本设计塑件包络型芯的面积为20780mm。 P为塑件对型芯单位面积上的包紧力。一般情况下，模外冷却的塑件，p取；模内冷却的塑件，取。为方便计算，本设计中取。 为塑件对钢的摩擦系数，一般取0.10.3，本设计中取0.2。 为脱模斜度。本设计型芯脱模斜度为1。因此，本设计推出力通过上述公式计算约为。5.3脱模机构类型的选择在塑料冷却后不能直接用手将塑件拿出来，所以需要机械结构的推出系统，常见的推出机构有推杆，推管，推板和推块等，各个推出机构都有自己适合推出的产品结构。比如大型深腔薄壁类的产品适合推板推出，细长螺柱孔、圆筒形和环形制品适合推管推出，所以在选择推出结构的时候，首先要分析肥皂盒的结构，产品属于壳类产品，里面结构不复杂，有足够的空间布置顶杆。所以本次设计的推出机构是采用推杆顶出肥皂盒。 5.4确定推杆直径尺寸圆形推杆的直径计算公式： 式中：d推杆直径（mm）；L推杆长度（mm）；F脱肥皂盒的脱模力（N）；E推杆材料的弹性模量（MPa）；n推杆数目；k安全系数，取1.5。 代入数据，取d约为7.5mm。圆整为8毫米5.5脱模机构的布置 为能使能够顺利顶出肥皂盒，达到良好的退出效果。推出机构的合理分布必不可少，在布置推杆时候应考虑以下布局的原则:(1)应设置在滑块投影面内;(2)有深槽深孔部位附近;(3)加强筋部位;(4)局部壁厚部位;(5)有金属嵌件部位附近;(6)结构复杂部位。将推杆分布如图所示，在依靠推杆共同作用下顺利完成肥皂盒的脱模。5.6推出机构的导向与复位推出机构在注射模工作时，每开合模一次，就往复运动一次，除了推杆和复位杆与模板的滑动配合外其余部分均处于浮动状态。推杆固定板与推杆的重量不应作用在推杆上而应该由导向零件来支撑。推出机构在开模推出塑件后，为下一次的注射成型，还必须使推出机构复位。使推出机构复位最简单、最常用的方法是在推杆固定板上同时安装复位杆，此次设计的复位杆为圆形截面，每副模具设置四根复位杆，其位置应对称设在推杆固定板的四周，以便推出机构在合模时能平稳复位。第六章 结构零件的设计6.1模架和标准件的选用 根据注塑模模架国家标准GB/T 125552006，本次设计选用标准模架，确定出标准模架的形式。在模具设计时，应根据塑件图样及技术要求，分析、计算、确定塑件形状类型、尺寸范围、壁厚、孔形及孔位，尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制定塑件成型工艺，确定进料口位置、塑件重量以及型腔数，并选定注射机的型号和规格等等。模架采用龙记CI3545-7580100。如图：6.2合模导向机构的设计 合模导向机构是保证动、定 模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。本设计采用导柱导向。导向机构有以下作用：1、定位作用 模具闭合后，保证动、定模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精度。导向机构在模具装配过程中也会起到定位作用，即便于模具的装配和调整。2、导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动、定模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件的损坏。6.2.1导柱的设计1、导柱结构的技术要求： 1）长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812，以免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔的情况。2）形状 导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。3）材料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢（经表面渗碳淬火处理）或者T10A、T8A（经淬火处理），硬度为5055HRC。导柱固定部分的表面粗糙度为Ra=0.8m。导向部分的表面粗糙度为Ra=0.80.4m。4）数量及分布 导柱应合理的分布在模具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度（导柱中心到模具边缘的距离通常为导柱直径的1.5倍）。导柱的布置采用等直径不对称分布。5）配合精度 导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合，导柱的导向部分采用H8/f7的间隙配合。6.2.2导套的设计导套的结构和技术要求1）形状 为使导柱顺利进入导套，导套前端要进行倒圆角。导向孔最好做成通孔，以便利于排出孔内的空气。如果模板较厚，导孔必须做成盲孔，可在盲孔的侧面打一个孔排气或在导柱的侧壁磨出排气槽。2）材料 可用与导柱相同的材料，其硬度略低于导柱的硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。3）固定形式及配合精度 与模板采用H7/r6配合，用止动螺钉紧固。 该套模具采用推板导柱固定在动模座板上的形式。对于本套模具，根据上述设计要求以及GB/T4169.4-2006，导柱选用带头导柱，型号为2530140。导套选用直导套，型号为3080。该模具设置了4套推板导柱与导套，他们之间用H8/e7.第七章 温度调节系统的设计 模具温度是指模具型腔和型芯的表面温度。模具温度是否适合、均一程度，对塑料熔体的充模流动、固话定型、生产效率及塑件的形状、外观和尺寸精度都有重要的影响。模具中设置温度调节系统的目的就是要通过控制模具的温度，使注射成型塑件有良好的产品质量和较高的生产效率。7.1冷却系统的设计准则 在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约80%。同时影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。因此在设计冷却系统时应注意以下几点：（1）低的模具温度可降低塑件的收缩率。（2）模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快，可降低塑件的翘曲变形。（3）对结晶性聚合物，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。（4）随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑件的耐应力开裂性降低，因此降低模具温度是有利的，但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少补料时间是有利的。7.2冷却系统和冷却介质 一般注射到模具内的塑料温度为200C左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60C以下，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。对于黏度低，流动性好的塑料，因为成型工艺要求模温都不太高，所以用常温水对模具进行冷却。由于ABS的流动性为中等，且水的热容量大，成本低，传热系数大，故该套模具亦采用常温水进行冷却。7.3 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出的热量，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和简略的计算。1）求塑件在固化是每分钟释放的热量Q Q=WQ1 式（7-1） =0.03432350=12.015kJmin 式中，W为单位时间（每分钟）内注入模具中得塑料质量（KJmin），生产周期按每分钟注射1.2次计算，W=1.2Vsp=1.210.71.05=0.13432 KJmin Q1 单位质量放出的热量，为310KJkg400 Jkg，取350 KJkg.2）求冷却水的体积流量= 式（7-2）式中， p为冷却水的密度，为1103kgm3； 为冷却水的比热容，为4.187kJ(kg)；， 1冷却水出口温度，取25； 2冷却水入口温度，取20；3）求冷却管道直径d，为使冷却水处于湍流状态，取d=8mm。4）求冷却水在管道内的流速v v= 式（7-3） =1.73ms大于最低流速1.66 ms，复合要求，所以选d=8mm。5） 求冷却管道孔壁与冷却水之间的热膜系数h h=3.6f=14630kJ（m2h） 式（7-4）6)求冷却管道的总传热面积A A= 式（7-5） =3.210-3m2式中 模具温度与冷却水温度之间的平均温差，模具温度取50。、7)求模具上应开设的冷却管道的孔数n= 式（7-6） = =1.32在完成数据计算之后，冷却水道结构的设计是个难点，查阅注塑模具教材冷却水道布置，非常适合本次模具设计。按照书上的结构，完成本次设计的冷却水道其分布如图所示：第八章 注塑机的校核8.1最大注射量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足： (3-1)故而我们所选用的注射机XSZY250的额定注射量是250，大于99，所以注射机基本符合要求。8.2锁模力的校核当塑料熔体充满模具型腔时，会产生一个很大的推力，此推力的大小等于塑胶产品加上浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和（即注射面积）乘以型腔内的塑料压力。为了保障操作人员的人身安全，需要机床提供足够大的锁模力。因此，欲使模具从分型面涨开的必须小于注射机规定的锁模力9。即Tk2Fq/1000式中T注射机的额定锁模力，t；F塑胶产品与浇注系统在分型面上的总投影面积，cm2；q熔融塑料在模腔内的压力，MPa；k2安全系数，通常取1.11.2，这里取1.1。经查表可得，PA大致范围为25MPa40MPa这里取= 30MPa；为了保证注射成型过程当中型腔能够可靠的锁闭，必须满足（nA1+Aj）pFn 查的公称锁模力F锁=1800KN锁模力的安全系数k=1.2，kF胀=1.23757230=13521800kN, 即该注塑机的锁模力大于张力，所以注射机锁模力满足要求。8.3模具最大开模行程的校核注射机开模行程是有限的，开模行程应该满足分开模具取出塑胶产品的需要。因此，塑料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑胶产品所需的开幕距离。了保证开模后既能取出塑胶产品又能取出流道内的凝料，对于双分型面注射模具，需要满足下式：式中模具开模行程；推出距离塑胶产品高度； 则500mm即，开模行程要求： S=30+92+(510)mm=132mm注射机最大开合模行程为500
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