毕业设计（论文）-塑料方盒上端盖注塑模具设计

课程设计(说明书)第1章前言近年来，塑料制品在医药、工业、建筑、电器、交通运输、包装等行业得到越来越广泛的应用，是材料工业中发展较快的领域之一。塑料的广泛应用得益于它自身的特点与性能，首先塑料的密度小、质量轻，这使得塑件在与其他金属制品相同体积的情况下，塑件的重量要比金属制品的重量轻很多。第二是塑料的比强度高，能够很大范围满足设计需求。当然塑件还有绝缘性好、化学稳定性高、减振及耐磨性能好等优点，这使得塑件在电器设备、生活用品、电子仪表等行业得到空前的发展。经过多年的发展，我国的塑料工业得到了极大的进步，在塑料原料、辅料的生产、塑件的开发设计、塑料的生产设备等方面已步入世界先进行列。但是我们不能否认的是我国目前的塑料工业是以塑料加工为主，生产的产品大部分是附加值较低的低端产品，与外国先进国家相比我们的产品缺乏原创性，技术含量和工艺性等更是远远不能相及，所以我们国内的塑料企业应该放眼世界，加大对技术开发、工艺设计等的投资，只有掌握核心先进技术，才能改变我们的产业结构，获得长足的发展。未来塑料的发展必然是朝着低碳节能、无污染的绿色发展道路前进，这也是我国经济可持续发展的重要前提。塑件的大量应用也促进了注塑模具设计与制造的发展。这次课程设计我选择的分类是注塑成形模具，注塑模具是模具行业非常总要的组成部分，其特点是可以一模多腔，可以大大提高工业效率，而且塑料模具可以成形结构复杂，表面质量要求高的塑件，这使得塑料成形模具在工业生产中应用广泛。注塑成型一般包括四个工艺步骤：首先是填充，填充的时间计算是从模具闭合后开始注射到型腔的95%被填满为止，一般来说，时间越短越好。接着是保压，因为塑料熔体冷却固化时会产生收缩，为了填补因塑料收缩产生的缩小，注射机要对熔体施加压力，第三个步骤是冷却，冷却系统的设计是非常重要的，塑料原料只有冷却固化才能防止因为外力而变形，冷却时间一般占注塑周期的70%到85%，所以好的冷却系统能够缩短生产周期，提高生产效率，降低成本。最后是脱模，脱模是注塑成型的最后一个步骤，脱模的主要两种机构：顶杆顶出机构、推板推出机构，设计时应该根据塑件的实际结构特点选择适合的脱模机构，以保证塑件的质量。第2章塑件的设计2.1塑件材料的选择2.1.1材料的概述及选择塑料的种类很多，按照不同的原则分类也完全不同，最常用的一种分类是将塑料分成热塑性塑料和热固性塑料。热塑性材料的合成树脂是线性的聚合物，它的特点是能够反复多次加热软化和冷却硬化，常见的热塑性材料有：聚乙烯（PE），它是乙烯聚合的结晶型聚合物，最大的特点是熔体流动性能好；聚丙烯（PP），它是由丙烯聚合而成耐热性较好的结晶型聚合物，性能跟聚乙烯非常相近，有抗疲劳的性能特点；聚氯乙烯（PVC），它具有无定行聚合物的特点，熔体热稳定性差；聚苯乙烯（PS），他是透明无色塑料，化学稳定性、耐水性、着色性较好；nylon，nylon是比较重要的的工程材料，它是丙烯腈与苯乙烯工具的无定形塑料，综合力学性能较好，熔体流动性能一般比较容易注射成形。热固性塑料它的特点是只能一次成型，在固化成形后不能成为再次熔融，所以由热固性塑料成形的制件不能重复利用，常见的热固性材料有：酚醛塑料（PF），它是用量最高的热固性塑料，因为酚醛塑料容易成形且刚性良好，但是酚醛塑料耐酸不耐碱、抗冲击能力差；环氧塑料（EF），它是复合材料，有良好的力学性能、绝缘性能、化学阻抗性能，广泛应用于电子器件的塑封；脲醛塑料（UF），它的机体是脲甲醛树脂、填料为纤维素。着色容易，难以燃烧，但是抗冲击能力差。材料的选择是设计过程重要的一个步骤，它影响着注射成形过程及成品质量，需要考虑多种影响因素。首先我们要同步考虑塑件的要实现功能及能够满足其性能的相关材料，材料性能一般包括四方面：加工性能方面、力学性能方面、热性能方面、物理性能方面，然后在众多的材料中粗步选出几种材料作为对比，但是材料的选择我们不能仅仅考虑塑料制品的功能和性能，还要考虑加工生产、经济效益等因素。综合考虑及查阅相关的资料后，最后决定本次塑件选用的nylon塑料。2.1.2nylon塑料的性能nylon，中文名是尼龙，纤维学名为聚酰胺(polyamide)纤维。是杜邦公司所生产之聚己二酰己二胺之商品名﹐即一般通称为尼龙六六(Nylon66)。尼龙六及尼龙六六纤维占聚酰胺纤维95%以上，它们的主要性能如附表，其物理性能虽然有差异，但在一般用途上，其在外观、手感、强力及耐磨性都十分接近，从其平织布及针织布亦难分轩轾，因而往往可互相替代，但如从成本考虑，则尼龙六较占优势‧尼龙六长丝之收缩率较尼龙六六略高，其较适合针织物及起绒织物‧尼龙六因具较低之软化点，因此较尼龙六六柔软，但其卷曲变形较困难，故尼龙六六之加工丝卷缩坚牢度较尼龙六优越，故如做裤袜材料，尼龙六六要比尼龙六弹性佳，也较耐穿‧因尼龙六六之熔点较尼龙六高且缩率可较低，因此，用于轮胎帘布较尼龙六于制成轮胎后较能耐高速行驶，轮胎亦可行驶较长之里程‧另尼龙六六与聚酯纤维之熔点接近其与聚酯之交织物，可与聚酯相同之温度同浴染，因此尼龙六六之N/T织物(尼龙及聚酯交织物)要较尼龙六之N/T织物染色牢度佳。2.2塑件的结构分析2.2.1塑件的二维图图2-1塑料方盒上端盖的平面二维图2.2.2塑件的三维图图2-2塑料方盒上端盖的三维效果图2.2.3塑件的结构分析塑料方盒上端盖的主要功能是用来盛水饮用，所以在强度和粗糙度方面没有很大的要求.nylon塑料的收缩率小，流动性好，注塑成型的塑件精度较好，足以满足对于精度要求不高的塑料方盒上端盖，所以设计中我们采用12级低精度。第3章模具结构的拟定及运动部件设计3.1确定塑件的排位该模具为塑料塑料方盒上端盖的成形模具，其把柄利用两个斜滑块成形，利用斜导柱控制斜滑块的开合，因为该模具的滑块占用体积比较大，为了控制模具总体积，该模具设置一个型腔，型腔位置设置在定模板中心。3.2浇注系统及脱模形式的初步拟定考虑到制件的结构特点，该模具可以采用侧浇口的形式，浇口位置设在杯底的中心处。虽然用侧浇口成形的制件在浇口位置会留下较大浇口痕，影响制件的外观，因为该制件为塑料塑料方盒上端盖，而杯底对外观的要求不高，所以侧浇口在此仍然适用。本模具采用顶针脱模形式.3.3注射机的选用在设计注塑模具时，应该在第一时间确定注射机的型号，确定好注注射机的型后，方可根据所选的注射机的参数对模具的各部件做具体的设计。注射机的型号一般是根据注塑模具对注射量和锁模力的要求来确定的，接下来我们通过计算注射量和锁模力来确定设计所需的注射机。3.3.1注射量的计算要知道所需注射量的大小就要确定制件的体积，本次设计的制件为圆筒型的塑料的塑料方盒上端盖，由于塑料方盒上端盖手把的存在，我们很难通过直接的计算得到，但我们可以借助UG8.5设计软件精确地求的制件的体积。先用UG8.5按1:1的比例对塑料方盒上端盖进行建模，然后利用UG8.5的评估功能即可得到制件的体积：V=3.6cm通过计算得塑件体积为浇注系统体积浇注系统质量(2.1)故故该模具采用的是一模两腔结构，浇口形式为侧浇口。模具成形时所需的注射量相当于塑件的体积和流道凝料的体积的总和。现在流道凝料的体积无法确定，可当流道凝料的体积为制件体积的0.4倍进行估算。则模具成形制件所需注射量为为了确保成形塑件的质量，所需注射量应该大于注射机的公称注射量的20%且小于注射机的公称注射量的80%。所以所选的注射机的公称注射量应在210cm2-840cm2的范围内。3.3.2所需锁模力的计算模具模具成形制件时，型腔内熔融的塑料的压力会迫使模具从分型面的位置涨开。为了防止模具在工作时被张开，注射机必须有相应的锁模力。一般情况下，注射机锁模力的80%应大于涨型力。模具的涨型力的大小等于制件投影在分型面的面积和型腔内熔体对模具的平均压力的积。由已知条件计算得制件在分型面上的投影面积为5805.86mm2，查阅相关资料知nylon对模具的平均压力约为35Mpa，则的涨型力的大小为5805.86×35≈203KN，则注射机的锁模力应大于176/0.8=253.75KN3.3.3注塑机型号的初步确定查阅相关手册，根据上述塑件的体积模具成形时所需的锁模力初选注射机型号为HTF86X,其主要技术规格见表3-1表3-1HTF86X设备主要技术规格3.4模架的选用在设计注塑模具时，除了成形制件形状的型芯和型腔必须特别设计外，一般情况下模具的其他零部件均有通用件和标准件可供选用。为了减少模具的加工成本，缩短模具的设计时间，设计人员在设计模具时应尽可能多使用通用件和标准件。因为模具中的型腔和型芯需要特别设计，所以选用的模架尺寸应与型腔和型芯相匹配。所以在选择模架之前要先确定定模板和动模板的尺寸。3.4.1凹模壁厚的计算模具在成形制件时，充满型腔的熔融的塑料会对型腔的内壁产生压力，所以凹模应该具有合适的壁厚以适应凹模对强度和刚度的要求。该凹模为组合式圆形凹模，根据凹模壁厚的刚度计算公式可知凹模的壁厚计算如下：（3—1）根据凹模壁厚的强度计算公式可知凹模的壁厚计算如下：（3—2）式中P——型腔内熔体的压力（MPa）E——弹性模量，钢材的E取为r——型腔内半径（mm）μ——泊松比,钢材的μ取0.25[δ]——模具材料的许用应力，钢材的[δ]取为160MPa（mm）δ——型腔内半径的允许增大量（mm）根据塑件的结构尺寸并查阅相关资料得各参数的数值如下:把各参数的值代入公式得：T1=9mmT2=14mm根据所算得的结果得凹模的厚度必须大于14mm。3.4.2凹模底板厚度的计算由底板厚度的刚度公式可知底板厚度为：(3—3)把各参数的值代入公式中算得t=22mm由底板厚度的强度公式可知底板厚度为：(3—4)把各参数的值代入公式得t=8根据上面的计算得模架底板的厚度不能小于22mm3.4.3标准模架的选择该模具采用一模两腔的结构形式，型腔由两个侧滑块组成，而标准模架中的动模板即相当于凹模的底板。其结构示意图如下。为了让模具在工作时更为可靠，同时也为了避免侧滑块与模具导向机构发生干涉，动模板应至少有一个方向的尺寸比侧滑块组合在一起时的尺寸大。图3—2模架剖面图3.5模具参数的校核上面设计中选择好模架后，为了确保模具能正确地配合注塑机工作，我们有必要在接下来对模具的各项技术参数进行校核。3.5.1最大注射量校核注射机的注射量是指在一个工作周期的生产中注射入模具型腔中的塑料体积或质量。其中包括成形制件所需要的塑料体积和滞留在浇注系统内的塑料体积。通常情况下，注射机注射量应该不能超过注射机的理论注射量的80%。校核根据注入型腔内的塑料体积对最大注射量进行校核。根据经验我设定留在浇注系统内的塑料体积为塑件体积的0.4倍。校核过程如下：式中M注——注射机的理论注射量M塑——注射量m——单个塑件所需的注塑量n——为塑件的个数根据第二章得M为120+0.4×120mm3≈168cm3。因为0.8×500cm3=480cm＞168cm3，所以所选的注射机符合要求。3.5.2锁模力的校核塑件注塑成形时，熔融塑料进入型腔后会充满模具型腔，并且会对模具型腔各个方向施加较大的压力，其中垂直于模具分型面方向的压力被称为涨型力。涨型力会迫使模具从分型面处涨开。为了抵消涨型力，注射机必须具有合适的锁模力。设计中涨型力必须保证在锁模力的80%之内，否则会因为锁模力不够产生溢料或者强制开模现象。涨型力的计算公式为：Fz=APc(3—5)式中Fz——涨型力A——塑件与浇注系统在分型面上投影面积的总面积（mm2）Pc—熔体对模具型腔的平均压力（N）其中不难得到A=5805.86mm2，查阅资料得Pc=35Mpa。代入公式得Fz=5805.86×35N=203205.1N。查资料可知型号为XZ-ZY-2Z的注射机的锁模力是3500KN，因为0.8×3500KN=2800KN＞203KN。故所上面选择注射机的锁模力符合要求。3.5.3注射压力的校核

所谓注射机的注射压力指的是柱塞轴向移动时，其头部对熔体施加的压力。影响注射压力的因素十分复杂，有注射机的类型、塑料的品种、浇注系统的结构、表面粗糙度、模具温度、塑件的厚度等。当塑料的粘度较大或者塑件形状较细薄时，设计人员设计时注射压力应取较大值。由于柱塞式注射机的压力损失比螺杆式大，所以注射压力也应取大些。注射压力不足时可能导致注射成形时熔融塑料不能充满模具型腔进而影响塑件的精度，甚至让塑件在成形时产生缺陷。该设计所选的塑料材料是nylon，由相关资料我们可以知道nylon的流动性比较好，在塑件结构合理的情况下，nylon所需的注射压力为100-140Mpa之间。由第二章得所选注射机的注射压力为104Mpa，所以所选的注射机满足使用要求。3.5.4模具厚度的校核注射机上有最小装模厚度和最大装模厚度，这个对安装在注射机上面的模具的厚度产生限制作用。设计模具时应该根据注射机的最大与最小装模厚度控制模具的厚度，如果模具厚度超过了这个范围，那么设计出来的模具将无法正常在注射机上安装。查资料可知型号为HTF86X的注射机最小装模厚度150mm，最大的装模厚度300mm。第三章可知模具的实际厚度H为：H=H1+C+H2+B+A+H4+90=25+80+30+40+30+30+90=325mm因为300＜225＜450，所以该模具符合注射机的装模厚度要求。3.5.5模具的长度和宽度校核模具的宽度和长度校核就是计算模具的长度和宽度，保证模具的长度和宽度小于注射机的拉杆间距。由第二章得可以知道注射模的拉杆间距为540×440，而模具的长与宽为300×250，所以模具的长宽符合要求实际要求。3.5.6开模行程的校核注射机开模行程应满足开模时塑件能顺利推出的需要，所以设计时所选择的注射机最大开模行程必须大于开模时塑件被推出距离5到10mm。HTF86X型注射机的合模形式为液压-机械式，故该注射机的其最大开模行程由连杆机构的最大冲程决定，与模具厚度无关。则该注射机的开模行程可用下式校核:SH1+H2+(5～10)mm式中S——注射剂的最大开模行程（mm）

H1——塑件推出距离(mm)

H2——塑件高度，包含浇注系统中与塑件相连的凝料的高度(mm)其中H1=40mm，H2=165mm，则H1+H2+（5～10）mm=（210～215）mm。由第二章得S=500mm，故HTF86X型注射机的最大开模行程满足我们设计的需要由上面计算可以得知，该注射机的锁模力，理论注射量，开模行程，拉杆间距，装模厚度，注射压力均满足生产要求，所以所选的注射可以顺利地配合设计的模具工作。3.7分型面的选择与浇注系统的设计3.7.1分型面的选择分型面是指模具的定模与动模在闭合时接粗到的部分，在选择分型面应尊循以下原则：（1）模具设计在选择分型面时，要充分考虑选择的分型面是否有利于制件满足其精度的要求（1）分型面的选择应有利于保证塑件的质量。（2）分型面应尽量选在塑件的最大轮廓处，这是为了能让塑件能顺利地从型腔中取出。（3）分型面的选择应便于模具的加工。（4）为了减小模具所需的锁模力，分型面的选择应让塑件投影在分型面上的面积尽可能地小。（5）分型面的选择要有利于排气。该塑件采用的浇口形式为侧浇口，为了方便流道凝料的取出，模具设计采用的是单分型面，分型面的位置设在塑料杯口处。开模后，制件被留在动模一侧，单分型面的特点是可以让模具的结构更加简单，分型更加的简便和可靠。3.7.2浇注系统的设计本套模具的浇口采用侧浇口，所以设计模具的浇注系统其实就是设计模具的主流道主流道一般位于模具模具的中心，为了方便流道凝料的取出，其形状一般为锥形，锥角范围为2°～6°。注塑成形时，锥形小直径端口直接与注射机的喷嘴口相接，所以在注塑成形时，主流道为熔融塑料最先流入的通道。要让熔体能够顺利地从注射机的喷嘴口流入浇注系统中，喷嘴口直径应比主流道的小端直径应小1mm。主流道小端口的前面一般设计成半球型的凹坑来配合注射机的喷嘴球，所以注射机喷嘴球的半径要比凹坑的半径小1mm。为了减少熔融塑料流经主流道大端口时的主力，大端口处应采用圆角处理。为了减少压力损失、节省塑料原料，主流道的长度在不影响的情况下应设计得比较短。通常情况下主流道比较容易损坏，在工作时主流道要与高温的熔体接触并且与注射机的喷嘴反复碰撞，因此为了方便主流道的维修与更新，主流道经常设计成独立的衬套。主流道衬套经常利用与定位圈的配合定位，定位圈的外径的公称尺寸与注塑机的定位圈直径相同。综上所述，定位圈与主流道衬套的结构和尺寸如下图：图3—6定位圈与主流道衬套的结构图3.8成形零件工作尺寸的计算通常情况下，模具的型芯与型腔的尺寸计算主要基于塑料的公差带或平均收缩率。因为型芯和凹模的公差带不易确定，所以一般情况下计算型芯和凹模的尺寸都基于平均收缩率。设S1为塑料的最大收缩率，S2为塑料的最小收缩率，则有S=（S1+S2）/23.8.1凹模径向尺寸和深度的计算(1)凹模径向尺寸的计算计算凹模径向尺寸的公式如下：(3—6)式中LM——型腔的径向尺寸（mm）S——塑料的平均收缩率Δ——塑件的尺寸公差（mm）Ls——制品的名义尺寸（mm）查阅相关资料得凹模长度方向各参数的值如下表Ls/mmSΔ/mmδz/mm290.55%1.80.6把各参数的值代入公式得凹模长度方向的径向尺寸为：LM==29.15QUOTE(2)凹模深度的计算凹模深度尺寸的计算公式如下：(3—7)QUOTE式中Hs——制品深度的名义尺寸，其公差为负偏差S——为塑件的平均收缩率Δ——是塑件的尺寸公差（mm）QUOTEδz——凹模深度的公差查阅相关手册得nylon的收缩率为0.4%～0.7%，则QUOTE由工件的零件图得Hs=90mm，查阅相关手册的Δ=1.8mm，一般取查阅相关资料得凹模长度方向各参数的值如下表Ls/mmSΔ/mmδz/mm43.70.55%1.80.6把各参数的值代入公式中得：LM==43.923.8.2型芯径向尺寸和型芯高度的计算(1)型芯径向尺寸的计算设型芯径向尺寸LM的计算公式如下：QUOTE(3—8)式中LM——型芯径向名义尺寸LS——制件内表面的径向名义尺寸S——塑料的平均收缩率，各参数的值如下表：Ls/mmSΔ/mmδz/mm70.55%1.80.6把各参数的值代入公式中的型芯长度方向的径向尺寸为：LM==7.04(2)型芯高度尺寸的计算型芯高度尺寸的计算公式为:(3—9)QUOTE查阅相关资料得各参数的值如下：Hs/mmSΔ/mmδz/mm90.55%1.80.6把各参数的值代入公式得:LM==9.053.9脱模机构的设计在注塑成型的每一次周期循环中，制件必须从注塑模型腔中安全无损取出，最理想的情况是开模后制件由于自身重力的作用自动脱落，但是实际上由于熔融的塑料在模内冷却固化时都会产生体积收缩，这就导致固化后的塑件会对型芯产生包紧力，当塑件想从模具推出就必须克服由包紧力产生的摩擦阻力。设计中开模后必须要有特定的机构让塑件和浇注系统安全无损地推出，在注射模中这种机构叫做脱模机构，在脱模的过程中，塑件不能出现变形，变坏、粘模、顶白等现象，这就是脱模机构的设计的重要性。为此设计脱模机构时应该遵循下列原则：（1）保证塑件不变形或者不损坏（2）脱模机构运动灵活准确，有足够的刚度和强度推出塑件（3）脱模后应尽量让塑件留在定模一侧，以便简化模具结构（4）应有相关的复位机构让脱模机构在合模时回复到脱模前的位置。3.9.1脱模机构类型的选择由于制件结构和模具结构的差异，脱模结构的形式也有很多种，各有各的特点。设计脱模机构时应该充分考虑制件的结构特点和功能要求，选择正确的脱模形式。考虑到塑料方盒上端盖塑件的实际需求，本设计采用的脱模机构是顶杆顶出机构。顶杆式顶出机构是脱模机构设计中最常见的简单脱模结构，顶杆式脱模机构制造容易、更换方便，而且顶出效果好，能够有效满足实际需求和经济效益。但是顶杆式顶出机构也有缺点，比如顶杆式顶出机构与制件的接触的面积一般比较小，容易因为应力过于集中而使制件变形甚至损坏，因此顶杆式顶出机构不能用于顶出阻力大的制件。顶杆顶出机构的设计要点：（1）顶杆的位置尽量避免影响塑件的表面质量，同时尽量把顶杆位置设在制件的边缘，拐角，侧壁等脱模阻力较大的部位。（2）顶杆要尽量避免设置在非平面的位置上。（3）为了满足推杆的强度要求，推杆的直径不能太细，但也不能太粗。（4）顶出面为斜面时，顶针固定端要磨定位基准面。（5）布置顶针时，要避免顶杆与冷却管道干涉。（6）顶杆的设置要有利于型腔气体的排放。（7）在满足顶出时刚度和强度的要求，顶杆长度宜短不宜长。3.9.2脱模力的计算脱模力就是成型塑件为了完整无损从型腔脱离所需要克服的摩擦阻力，脱模力主要是由型芯与塑件之间的摩擦力，大气压力，粘附力等组成的脱模阻力，推出机构与模具间的摩擦力组成。一般来说后面两项是通过添加修正系数来修正脱模力的，所以脱模阻力的大小主要有上述中的前两项决定。本次设计中的塑件为薄壁制品（t/d≤0.05），而且塑件断面为矩环型断面。则脱模力可用以下公式粗略估算。（3—10）式中S——塑料的平均成形收缩率（%）E——塑料的弹性模量（MPa）L——塑件对型芯的包容长度（mm）α——模具型芯的脱模斜度（°）μ——塑料的泊松比A——盲孔制品型芯在脱模方向上的投影面积（mm2）δ2——矩环形的平均壁厚（mm）K2——无因次系数，K2=1+fsinαcosαf——制品与型芯间的静摩擦系数查阅相关资料得各参数的值如下表：表3—3参数表δ2/mmE/MPaS/%L/mmα°fμK2Amm211.4×1030.55410.210.351.00359240把各参数的值代入公式中得:F≈0.997KN3.9.3推出零件尺寸的确定在顶针脱模结构脱模时主要是顶针受力，所以在设计顶针脱模机构时，最关键的是顶针直径的确定。根据压杆稳定公式得顶针直径的公式为：(3—11)式中d——推杆的最小直径（mm）E——钢材的弹性模量（Mpa）n——推杆数目F——脱模力（N）L——推杆的长度（mm）K——安全系数查阅相关资料得各参数的值如下表:KL/mmF/NnE/MPa1.511499742.1×105把各参数的值代入公式得：d=3mm以上算得的是推杆的最小直径，因为推杆属于标准件，所以选用标准推杆尺寸如下：图3—7推杆图为了保证推杆能安全可靠地工作，决定好推杆的尺寸后还应对推杆的强度进行校核。推杆选用45钢加工制成，45钢的许用应力为160Mpa。而推杆所受应力的计算公式如下：(3—12)因为12.7MPa＜160Mpa，所以推杆直径符合使用要求。第4章冷却系统的设计在模具注塑成型过程中，模具的温度的调节是非常重要的，因为它会直接关系到塑件的质量。如果注塑成形时模具的温度过低可能会导致熔融塑料的流动性下降从而影响塑料的的成形性能，最终引起塑件轮廓模糊，表面银丝，表面面暗淡无光，缺陷多，强度低等问题。而如果模具温过高，则会由于塑料成形收缩率增大，塑件在脱模后变形大而且容易产生粘膜和溢料现象。综上所述，在设计注塑模具时，必须要设计一个合理的冷却系统以保证注塑成形时模温能达到模具对模温的要求。4.1冷却时间的计算注塑成形时的冷却时间为型腔被塑料充满到开模取出制件的这一段时间。我们可以根据以下的三个准则判断制件是否已经符合开模条件：（1）制品截面内的温度已被冷却到制品所规定的出模温度。（2）塑件最大壁厚部分的温度小于该塑件的热变形温度。（3）对于结晶型材料，最大壁厚的中心层温度达到固溶点，或者结晶度达到某一百分比。具体根据那一条准则计算冷却时间要视情况而定，这里以第一条准则为准，择地冷却时间的计算公式为：t=S2π2a1ln【8π2（式中S——是制品的壁厚（mm），这里的S指的是所要成形的塑料塑料方盒上端盖的最大壁厚θm——模具温度（°）a1——塑料的扩散率（mm2/S）θ2——截面内平均温度（°）θe——塑料的注射温度（°）。查阅相关的手册确定各参数的值，得参数表如下：表4—1参数表S/mmθm/（°）a1（mm2/S）θ2（°）θe（°）30.082206080把各参数的值代入公式中得：t≈152s设注塑成形时注射机的注射熔融塑料耗时3s，人工取出制件要5s，则制件的成形周期为T=3s+152s+5s=160s。4.2冷却介质体积流量的计算冷却介质流量的计算公式如下：(4—2)查阅相关资料得各参数的值如下表：m（kg/min）θ1（°C）ρ（kg/m3）Q1（kg/min）θ2（°C）C1【kj/(kg.°C)】0.046271034.0QUOTE102204.187把各参数的值代入公式得qv=0.0006m2/min在注射模中，冷却系统主要是通过冷却水在冷却管道中的循环流动将塑料熔体的热量带出模具。而冷却介质冷却效果的好坏，冷却介质在冷却管道中的流动状态是层流还是湍流是关键，距资料表明湍流状态下的冷却介质比层流状态下的冷却效果高十几倍。所以我们在设计冷却管道的直径时，应保证冷却介质是以湍流状态在冷却管道中循环流动。算出qv值后即可根据稳定湍流速度和流量的关系查阅相关手册确定冷却管道的直径。因为这里算得的qv值比较小，据此获得的冷却管道直径太小不利于加工，所以这里把体积流量设为0.005m3/min,则得冷却管道的直径为8mm。4.3冷却管道传热面积的计算冷却管道的传热面积A（m2）的公式如下：(4—3)(4—4)(4—5)m可按下式初略计算：式中M为塑件与流道凝料的总质量，单位为kg，T为模具一个成形周期所需要的时间。查阅相关资料，确定各参数的值，最后算得A=8.5×10-4m3由上面计算知道冷却介质流量qv与冷却管道的传热面积A的计算值都比较小，所以可以选择空冷第5章其他零部件的设计5.1排气机构的设计因为该模具属于小型模具，所以利用顶针与配合孔间的间隙和分型面间隙排气即可。5.2模具导向机构的设计设计注塑模具时，为了保证合模时凸凹模能正确地组合在一起，必须设计一个合适的导向机构。导向机构在动模合模时起正确定位和导向的作用，同时它还能够承受侧向压力，合模导向机构分为锥面和导柱两种导向形式，这里用导柱导套主要是保证模具能准确合模。设计导柱导套应遵循以下准则（1）导柱尽量均匀地分布在模具的四周。（1）导柱的长度最好比型芯端面的高度高几毫米，这样可以避免合模时型芯撞到凹模而导致型芯损坏。（1）为了保证导柱顺利进入导套，导柱头应设为锥形或球形。（1）导套和导柱通常都要进行淬火等热工艺处理，以确保导柱和导套都要有足够的耐磨度和强度（1）导柱直径的选择应以模具尺寸为根据。导柱与导套的结构与尺寸如下图：图5—1导柱结构图图5—2导套结构图5.3复位杆的设计复位杆的结构与尺寸如下图。图5—3复位杆的结构图总结做完了课程设计有种如释重负的感