连接套的注塑模设计及关键零件的数控加工编程设计-插针罩模具设计【含CAD图纸】
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湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）湖 南 科 技 大 学潇湘学院毕业设计（论文）题目连接套的注塑模设计及关键零件的数控加工编程作者肖仕荅系部机电工程系专业机械设计制造及其自动化学号1053010503指导教师尹喜云二一四 年 六 月 一 日湖 南 科 技 大 学潇湘学院毕业设计（论文）任务书 机电工程 系 机械设计制造及其自动化 教研室教研室主任: （签名） 年 月 日学生姓名: 肖仕荅 学号: 1053010503 专业: 机械设计制造及其自动化 1 设计（论文）题目及专题：一款连接套的注塑模设计及关键零件数控加工编程 2 学生设计（论文）时间：自2014 年 2 月 17日开始至 2014年 6 月 6 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：1）图书馆查阅有关注塑模具方面的书籍及科技期刊； 2）参阅模具设计手册、典型模具图册及在网上查阅与课题有关的情报资料；3）到实验室、相关模具生产和研究单位参观收集有关情报资料。4 设计（论文）应完成的主要内容：1）模具结构型式及注射机的确定 ； 2）浇注系统的设计 ； 3）成型零件的设计； 4）脱模推出机构的设计；5）脱模推出机构的设计 6）分型与抽芯机构的设计；7）模架的确定和标准件的选用； 8）合模导向机构的设计；9）排气系统的设计 ； 10）温度调节系统的设计；11）关键零件数控加工编程。5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：1.塑件零件图、装配图、主要零件的零件图（不少于3张A0图纸）；2.关键零件数控加工程序；3.设计说明书（不少于40页）。4.刻碟一张（内容为本设计的电脑设计图和设计计算说明书）。6 发题时间： 2014 年 2 月 1 日指导教师： （签名）学 生： （签名）湖 南 科 技 大 学潇湘学院毕业设计（论文）指导人评语主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价指导人： （签名）年 月 日 指导人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学潇湘学院毕业设计（论文）评阅人评语主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价评阅人： （签名）年 月 日 评阅人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学潇湘学院毕业设计（论文）答辩记录日期： 学生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图 纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价答辩委员会主任： （签名）委员： （签名）（签名）（签名）（签名） 答辩成绩： 总评成绩： 摘 要本设计是对给定的材料为PC小尺寸，一般精度的连接套进行模具设计。根据塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，考量塑件制件尺寸。最终确定连接套的设计方案，主要包括滑块侧抽芯的塑件及其注塑模的设计的过程、以及注塑模主要零部件的设计过程等。即该模具采用一模两腔，侧浇口进料，滑块侧抽芯的设计方案。并合理设置了冷却系统。选用型号为XS-ZY-125注塑机注射机，采用龙记大水口CI-2023-A70-B100-C80型号的标准模架。运用CAD，Proe等绘图软件绘制了二维总装图和零件图，选择了合理的模具加工方法，并对典型零件进行了数控加工编程。关键词：注塑模具设计；模具结构；侧抽芯IIIABSTRACT This design is for PC small size for a given material, general precision of the connected set of mold design. According to the requirements of plastic products, understand the purpose of the plastic parts, the analysis technology of plastic parts, dimensional accuracy and other technical requirements,consider plastic parts size. Eventually determine the design scheme of connected sets, mainly including the slider side core-pulling plastic parts and its injection mold design process, as well as the major parts of the injection mold design process, etc. That is, the mould with one module and two cavities, side gate feed, design of side slide block core pulling. And set up reasonable cooling system. Choose model for the XS-ZY-25 injection molding machine injection machine, the dragon gate CI-2023-A70-B100-C80 models of standard mould base. Using CAD, Proe drawing software such as draw a 2D assembly drawing and part drawing, choose the reasonable mould processing methods, and the typical parts nc machining programming. Key words: Injection mold design; The mould structure; Side core-pullingI目录 第一章 前言1 1.1 塑料简介1 1.2 塑料成型及注塑模1 第二章 塑件结构工艺性分析4 2.1 塑件造型4 2.2 塑件分析52.2.1 塑件设计要求52.2.2 塑件结构分析52.2.3 脱模斜度6 2.3 塑件原材料分析62.3.1 PC材料特性62.3.2 PC塑料主要用途72.3.3 塑料材料成型性能82.3.4 PC成型温度条件82.3.5 塑件的公差与表面质量9 第三章 拟定注塑模具结构10 3.1 分型面的确定10 3.2 型腔数目的确定11 3.3 拟选注塑机型号11 3.3.1 注射量的计算113.3.2 选择注塑机12第四章 注塑机相关参数的校核.13 4.1 注射量的校核.13 4.2 注射压力校核.134.3 锁模力的校核134.4 注射模安装尺寸的校核.14 第五章 浇注系统的设计.175.1 主流道设计.17 5.2 分流道设计.18 5.3 浇口的设计19 5.4 浇注系统的平衡20第六章 结构零部件的设计216.1 标准模架的选择216.2 成型零件的结构设计226.3 成型零件的尺寸计算226.4 动定模板长宽尺寸的确定236.5 动模板和定模板厚度的确定246.6 模具厚度尺寸的选定24 第七章 脱模顶出机构的设计267.1 顶出机构的设计原则267.2 脱模力的计算27第八章 侧向分型与抽芯机构的设计298.1 抽拔距的计算298.2 斜导柱的尺寸与安装形式298.3 锁紧楔形式308.4 斜导柱的受力分析及强度计算30第九章 合模导向机构的设计319.1 精密导柱的设计319.2 精密导套的设计31 第十章 温度调节与排气系统的设计3310.1 冷却水道的设计计算3310.2 排气结构的设计35 第十一章 关键零部件的数控加工编程37第十二章 结论43 参考文献 致谢I第1章 前言模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。1.1 塑料简介塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多优点。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能1。塑料以从代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，在国民经济中，塑料制作已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。1.2 注塑成型及注塑模将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生产中，其产口占目前塑料制件生产的30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料件的生产。要了解注射成型和注射模，首先得了解注射机的一些基本知识，注射机是注射成型的主要设备，依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射。注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种，由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用塑料的可挤压性和可模塑性。首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备。注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成 。注射模、塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起。注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到所要求的质量。注射机和模具结构确定以后，注射成型工艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素。注射成型有三大工艺条件，即：温度、压力、时间。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素太多，有制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用计算机辅助工程（CAE）技术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段，即开发/设计阶段（包括产品设计、模具设计和模具制造）和生产阶段（包括购买材料、试模和成型）。传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。目前国际市场上主要流行的，运用范围最广的注射模流动模拟分析软件有澳大利亚的MOLDFLOW、美国的CFLOW、华中科技大学的H-FLOW等。其中MOLDFLOW软件包括三个部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （产品优化顾问，简称MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模拟分析，简称MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型过程控制专家，简称MPX）。采用CAE技术，可以完全代替试模，CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案，在模具制造加工之前，在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义。- 46 -第2章 塑件结构工艺性分析2.1 塑件造型连接套形状见图2.1所示，整体尺寸可见与图2.2。 运用PROE软件进行塑件造型的绘制如图2.1： 图2-1 塑件3D模型CAD零件图二维图如图2-2所示：图2-2 二维工程图2.2 塑件分析2.2.1 塑件设计要求最大的尺寸24.00 X 56.00mm，属于外部配件，表面精度要求光洁，尺寸精度要求不高。该塑件尺寸偏小表面要求不高。采用侧进胶的浇口流道型腔注射模可以保证其表面光洁度。从工件本身尺寸来看，属较中小型零件，侧面需要滑块抽芯分型机构，滑块侧抽芯的结构是这次课题的重难点，可采用直顶杆结构来完成产品的成型及最后的顶出脱模。根据产品产量要求来考虑，产品要求一模出两件，所以直接采用直流道直接大浇口或侧进胶胶口。因此本次毕业设计主要是针对以上问题进行模具结构的设计，以解决在实际生产中可能存在的各种缺陷，降低模具的制造成本，简化模具结构。 2.2.2 塑件结构分析 （1） 开模方向由于零件的三维图分析，作为卡具类产品，产品的表面质量是不怎么要紧的，再结合模具的结构分析得到，产品的外表面实际在定模上，在产品的分型面设置顶出机构，所以开模方向应沿零件的Z轴。 （2） 收缩率 PC是一种综合性能很好的树脂，无毒，微黄色，在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度，热变性温度比ABS、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.3%0.8% 范围内。在设计本产品时，结合产品的成型的工艺特点和材料的特有属性，在本次的设计中，零件的塑料收缩率为0.5%。（3） 零件壁厚塑件的大小和壁厚是最需要考虑的结构要素，是设计塑件时必须思考的问题。热塑性塑料的一般壁厚为28mm，小塑件取小值，中等塑件取较大值，大塑件可以加厚。塑件最小壁厚取决于塑料特性的流动性。最小壁厚与流程的关系：s=(l/100+0.5)0.8 （1.1）由查模具设计手册可知当流程小于等于50mm时，PC的最小壁厚为0.8。2.2.3 脱模斜度由于塑件逐渐冷却后产生强大的收缩，会紧紧地收缩在模具的型芯、型腔中凸出的零件部分，使塑件顶出脱出很困难，强制行的取出会导致塑件表面损坏。为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及侧抽芯）方向的平行内、外表面，设计足够的脱模斜度。因为塑件高度很大、有特殊窄小细小部位时，需要设计更大斜度。最小脱模斜度与塑料性能、收缩率、塑件的几何形状等因素有关。因此塑件外表面的脱模斜度为：0.51，塑件内表面的脱模斜度：12。考虑到本塑件的结构以及模具的滑块侧抽芯结构，应使开模后塑件留在定模的一侧，所以在考虑脱模斜度时，动、定模的型芯脱模斜度至少1.5。产品内部有一个纵向凸台，所以设计时要做镶件。2.3 塑件原材料分析 2.3.1 PC材料特性聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。主要性能：a、机械性能：强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小（高温条件下也极少有变化）；b、耐热老化性：增强后的UL温度指数达120140（户外长期老化性也很好）；c、耐溶剂性：无应力开裂；d、对水稳定性：遇水易分解（高温、高湿环境下使用需谨慎）；e、电气性能： 1、绝缘性能：优良（潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料）； 2、介电系数：3.0-3.2； 3、耐电弧性：120s；f、成型加工性：普通设备注塑或挤塑。由于结晶速度快，流动性好，模具温度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件时，仅需几秒钟，对大部件也只要40-60s即可。 2.3.2 PC塑料主要用途PC工程塑料的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃，PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。 PC板可做各种标牌，如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指示器， PC树脂用于汽车照相系统，仪表盘系统和内装饰系统，用作前灯罩，带加强筋汽车前后档板，反光镜框，门框套、操作杆护套、阻流板、PC被应用用作接线盒、插座、插头及套管、垫片、电视转换装置，电话线路支架下通讯电缆的连接件，电闸盒、电话总机、配电盘元件，继电器外壳， PC可做低载荷零件，用于家用电器马达、真空吸尘器，洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄，各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。PC是光盘储存介质理想的材料。PC瓶（容器）透明、重量轻、抗冲性好，耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤，作为可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做计算机架，外壳及辅机，打印机零件。改性PC耐高能辐射杀菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血标本器具，血液充氧器，外科手术器械，肾透析器等，PC可做头盔和安全帽，防护面罩，墨镜和运动护眼罩。 PC薄膜广泛用于印刷图表，医药包装，膜式换向器。聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展，已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品各自专用的品级牌号。2.3.3 塑料材料成型性能PC在升温时粘度的增高很快，最终成型压力较高，所以塑件上的脱模斜度可以稍大；PC特别易吸水，成型加工前应进行干燥处理；PC易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。在要求塑件精度高时，模具温度可以控制在4090C，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080C。PC材料具有超强的易加工性，外观特有属性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强。 参数定义材料PC注塑机类型螺杆式螺杆转速(r.min)3060密度（g/3 )0.91.1计算收缩率（%）0.5%料筒前段温度（0C）180200料筒中段温度（0C）200220料筒后段温度（0C）150170 喷嘴形式直通式 喷嘴温度（ 0c）170190 模具温度（0C）4080注射压力（MPa）70120保压力（MPa）5060注射时间05保压时间2060冷却时间1550总周期0120表 2-1 塑料的成型工艺参数 2.3.4 PC成型温度条件 注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。根据连接套外壳的制件壁厚等元素考虑。选择成型温度为80。 2.3.5. 塑件的公差与表面质量（1）影响塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收缩率（缩水率）以及波动特性。（2）塑件结构的复杂程度。（3）模具的结构 如多个模腔一般比一个模腔零件的尺寸波动大的多，对于多模腔注塑模具为了减少尺寸波动，需要进行一些其他方面的努力，如：分流道采用平衡布置，模具各部分的温度应尽量均匀的。另外，模具的结构如分型面的选择、浇注系统的设计、排气、模具的冷却和加热等以及模具刚度等都会受到一定的影响。（4）成型工艺因素（模塑成型的温度T、压力p、时间t及取向、结晶、成型后处理等）。（5）成型设备的控制精度等。（6）其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。题中没有公差值，则我们按未注公差的尺寸取偏差计算，查表取MT5。（7）塑件的表面质量。（8）塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2级 。第三章 拟定注塑模具结构3.1 分型面的确定如何确定模具产品的分型面，需要考虑的因素比较多样。加上分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及顶出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：保证塑料制品能够脱模、使型腔深度最浅、使塑件外形美观，容易清理、尽量避免侧向抽芯、使分型面容易加工、使侧向抽芯尽量短、有利于排气。 为了能够最终将塑料制件和浇注凝料等从密闭的模具内取出，将模具适当地分成若干个主要部分，这些可以分离部分的接触表面，通常为分型面。该pc塑件分型面比较好确定，通过对该塑料制件的结构的分析，还考虑到塑件的外观表面要求和斜顶的顶出结构，可以得出该塑料制件只有一个最终的分型面，即用3D软件Pro/e直接获取塑件的最大截面处。 图3-1 分型面的设置 3.2 型腔数目的确定为了提高注塑模具的生产率，保证塑件表面的精度，模具设计时特别合理的确定型腔数目。确定型腔数目常用方法：1） 按注塑机的最大注射量确定；2） 按注塑机的额定锁模力确定；本设计中按制品精度要求初选型腔数目：1） 当塑件精度为5级左右，重量为25.00g，注射模型腔数取为2-6；2） 塑件为一般精度4-5级，重量为10-15g，型腔数取6-12个；3） 塑件的重量为40-110g，型腔数取2-8；45塑件精度为5-9级，型腔数比4-5级精度的塑件最多增至60%。按分型面的设计方案，因为该产品较小，采用一模多腔，则存在着生产设备要求很高，故而从注射压力的平衡和生产效益角度考虑，该产品的模具设计成一模两腔。 型腔的排位如图3-2所示： 图3-2 型腔的排位3.3 拟选注塑机型号3.3.1 注射量的计算注塑机是注射成型的设备，注塑模具最终是要安装在注塑机上生产的。注塑机选用得是否合理，直接影响模具结构的设计，因此，在进行模具设计时，必须对所选用活动注塑机的相关的技术参数进行最好的了解通过三维软件建模设计分析计算得单件塑件体积： v= 10单件塑件重量： m=v=1.010=10g式中，为PC塑料件的密度，为0.9g/cm31.1g/cm3，取其平均值为1.0g/cm3本次设计采用冷流道浇注系统，凝料永久处于高温状态，取出制品时凝料大小可忽略不计，故浇注系统凝料不计入注射量中。因设计采用一模两腔。故总体积、总质量计算如下：M=2m=20.00g3.3.2 选择注塑机图3-3 注塑机根据上步计算塑件得到的体积，V= 10计算塑件的公称注射量如下：V=2v=20据以上计算初步选择公称注射量为125cm3的注塑机，型号为XS-ZY-125注塑机，注塑机的主要参数如下所示注塑机主要参数理论注射量/cm3 125 模具最大厚度/mm400 螺杆直径/mm 42 模具最小厚度/mm 200 注射压力/Mpa 120 喷嘴圆弧半径/mm 12 注射行程/mm 115 喷嘴孔直径/mm 4 注射方式 螺杆式 动定模板尺寸/mm 428458 锁模力/kN 900 拉杆空间/mm 260290 最大成型面积/cm 2320 合模方式 液压机械 最大开模行程/mm 300 顶出形式 两侧设有顶出，机械顶出第四章 注塑机相关参数的校核4.1 注射量的校核 模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注塑机额定注射量的80%以内。校核公式为： (4.1)式中：-型腔数量 -单个塑件的重量（g） 本设计中：n=2 10.00g M=210.00=20.0080%m=80g注塑机额定注塑量为100g，注射量符合要求。4.2 注射压力校核所选的注塑机的的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成型所需的注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注塑机的类型、喷嘴的具模具流到的阻力等因素有关。查PC所需注射压力100140，这里取，该注塑机的公称注射压力，注射压力安全系数k1=1.251.6，这里取k1=1.3，则：k1，所以注塑机注射压力合格。4.3 锁模力的校核注塑成型时的塑件产品的模具在分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注塑机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下的关系基数。 (4.2) 式中 n -型腔数目 -塑件在模具分型面上的面积 -浇注系统在分型面上的面积 n=2 =800 =200 =2x800+200=1800注射成型时为了可靠的锁模，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注塑机额定锁模力。即： （）P F (4.3)式中： P塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）F注塑机额定锁模力（N）其它意义同上查资料表6-1，型腔内的通常为15-55MPa，一般制品为15-45MPa，精密制品为25-56MP（）P=1800301.1=59.40KN120KN锁模力符合要求。4.4 注射模安装尺寸的校核主要校核的项目有：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸及模具厚度等 1. 喷嘴尺寸注射模灌嘴的衬套时段低凹球头半径R应大于注塑机注塑的球头半径的R，以利于同心和相对紧密接触，通常取R= R+（0.52）mm合适，否则主流道内的凝料无法脱出，如图4-1所示。理论上主流道空始端直径d应大于注塑机喷嘴孔直径d，通常取d=d+（12）mm,以利于塑料熔体的流动。图4-1 主流道始端与喷嘴的配合2. 定位圈尺寸注塑机固定模板台面中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注射模端面凸台径向尺寸须与定位孔呈间隙配合，以利于模具的安装，并能够让主流道与注射球头的同心。模具端面凸台高度应小于定位孔的深度尺寸。图4-2 定位圈尺寸3. 模具外形尺寸注塑模具的外形尺寸实际要小于注塑机工作台的间距与大小，模具长与宽方向的尺寸要与注塑机的拉杆间距相匹配。模具至少有个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装固在注塑机工作台面。本次设计的模具的最大的外形尺寸为200mm230mm，所以所选的注塑机的拉杆间距至少要在一个方向上的尺寸要满足尺寸200mm。模具厚度（闭合高度）必须满足下式： HHH （mm） (4.4) 式中 H所设计的模具厚度（mm）；H注塑机允许的最小模具厚度（mm）；H注塑机允许的最大模具厚度（mm）；本次设计的模具厚度为H为291mm 。所选的注塑机的最大厚度应大于200和最小的模具厚度应小于400mm 我们选择的是 200H400,所以外形尺寸可行。4. 开模行程的校核开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。其最大开模行程有曲肘机构的注塑机，其最大的开模行程决定与模具厚度无关。注塑机最大开模行程与模具厚度无关 由于液压机械式锁模机构的注塑机，对于单分型面的注射模具其开模行程按下式校核3 SH+H+（510）（mm）+L (4.5) 式中： S注塑机最大开模行程（移动模板台面行程）（mm）H塑件脱模距离（mm）H包括流到凝料在内的塑件高度（mm）L注塑料头的长度（mm）本设计模具塑件的脱模距离H为10mm，在内的塑件高度H为33mm，注塑料头的长度L为60mm。因此综上所述所我们选则注塑机的最大开模行程S10+33+（515）+60（mm）=118mm。经过上述的注塑机参数校核标准进行选用注塑机XS-ZY-125。 第五章 浇注系统的设计5.1 主流道设计主流道是指浇注系统中从注塑机的注塑球头与模具灌嘴套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的溶流的通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有非常大的影响，根据注塑机注射量及PC这种材料选用主流道截面直径，为便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成锥形,锥度为2度，其进口端直径为3.5mm，出口端直径为13mm。由于注塑机喷嘴球面半径SR12mm，故主流道球面半径为SR20mm。结构见图5-1。图5-1 主流道结构图（1）设计成圆锥形，锥度在 1 4,粗糙度 Ra 小于0.4m。（2）小端的直径一般在 2 8 mm,且要大于注塑球头的直径约0.5 2 mm（3）主流道长度由定模板厚度确定。表5-1 设计主流道主要参数参数 定义 主流道小端直径注塑机喷嘴直径+(0.51)mm 主流道球面半径喷嘴球面半径+(12) 球面配合高度35mm 主流道锥度26 主流道长度尽量80mm 主流道大端直径d+2L tg125.2 分流道设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。（1）分流道的形状及尺寸为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形,半圆形及矩形等，模具设计中常采用梯形的截面形状，其主要特性是加工工艺性好， 且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，根据塑件的体积、壁厚、形状、注塑速率、分流道的长度和塑料的流动方向，分别在型芯和型腔上开一个圆型槽槽直径10mm,(注意它的适用范围，即塑件的厚度至少在2.2mm以上，重量要大于200g）。塑件质量Ms=10.00g。塑件体积=9680mm3，无分流道长度，而对于PC塑料，其圆形截面分流道直径推荐值为2.7 8.5mm，应该算是合格的。此次设计采用直接进胶塑件，其基本形状见图5-2所示。图5-2 流道截面基本形状（2）分流道的表面粗糙度分流道的内表面粗糙度Ra要求一般，一般取1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。5.3 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，提高剪切速率，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件的最终的分离的作用。浇口的设计与位置的选择合适的与否，直接关系到塑件能否完成好高质量地注塑成型，浇口采用侧浇口，其尺寸很小。这类浇口由于前后两端存在较大的压力差，能有效的增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表现粘度下降 流动性增加，有利于填充。采用直接侧浇口成型塑件，易取得浇注系统平衡，同时也有利于模具的加工与生产。 浇口的位置选择原则： 浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时，应考虑以下几点： 1. 熔体在型腔内流动时，其动能损失最小。要做到这一点必须使 1)流程(包括分支流程)为最短； 2)每一股分流都能大致同时到达其最远端； 3)应先从壁厚较厚的部位进料； 4)考虑各股分流的转向越小越好。2. 有效地排出型腔内的气体。由于本设计中零件塑件外表面质量要求较高，所以选用侧浇口。侧浇口直接在侧端面处进胶，零件组装后，浇口被遮挡起来。 图5-3 侧浇口的设计 5.4 浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计计算式应尽量保证所有的型腔同时得到均一的塑胶充填和流动成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应先从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为注塑平衡式）的形式，不然就需要通过调节浇口尺寸的大小使各浇口的流量控制与成型工艺的条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。第6章 结构零部件的设计6.1 标准模架的选择注射模具由成型零部件和结构零部件组成。结构零部件部分介绍的内容包括注射模的标准模架、注射模的支承零部件和合模导向机构。支承零部件主要由固定（动、定模板）、支承板、垫板和动、定座板等组成在定立模胚时,我们要充分考虑整套模具的具体要求模具是大水口还是细水口(简化型细水口的要用细水口模胚)；A板是否原身留还是镶出来；后模大镶件的大小及镶件形成；行位的夹口要求及动作方式；顶出方式及方铁的高度是否足够顶出等；根据模具设计的结构特点，选取各个板的厚度，由经验法确定。标准模架的选用:标准化设计能提高效益，缩短生产周期。根据型腔的布局等因素选用标准模架为:大水口模架 CI-2023系列图6-1 大水口系列模架6.2 成型零件的结构设计1. 凹模的结构设计（型腔）凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体嵌入式凹模。 2. 凸模的结构设计（型芯）凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。根据对塑件的结构分析,本设计中采用组合式凸模。于按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量计算型芯型腔的尺寸有一定的误差（因为模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨损量大多凭经验决定），这里就只考虑塑料的收缩率计算模具盛开零部件的工作尺寸。6.3 成型零件工作尺寸的计算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸，以及中心距尺寸等。在模具设计时要根据塑件的尺寸及精度等级确定成型零部件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收缩率，模具成型零部件的制造误差，模具成型零部件的磨损及模具安装配合方面的误差。这些影响因素也是作为确定成型零部件工作尺寸的依据。由塑件经成型后所获得的制品从热模具中取出后，因冷却及其它原因会引起尺寸减小或体积缩小，收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一，选定PC材料的平均收缩率为0.5%，刚计算模具成型零部件工作尺寸的公式为：A=B+0.005B， （6.1)式中：A模具成型零部件在常温下的尺寸； B塑件在常温下实际尺寸。 1. 型腔和型芯径向尺寸的计算:型腔径向尺寸计算：Lm=(1+s)Ls-X+制造公差； (6.2)式中：Lm-模具型腔径向基本尺寸；Ls塑件外表面的径向基本尺寸；S塑料平均收缩率；X修正系数（0.50.75）；塑件外表面径向基本尺寸的公差。所以Lm=（1+0.005）140-0.75x0.26=型芯径向尺寸计算：Ls=（1+s）ls+X-模具制造公差 (6.3)式中：lm模具型芯径向基本尺寸；ls塑件内表面的径向基本尺寸；所以Ls=（1+0.005）140+0.75x0.26 = 2. 型腔深度和型芯高度尺寸的计算型腔深度：Hm=(1+s)Hs-X+制造公差 (6.4)式中：Hm模具型腔深度基本尺寸；Hs塑件凸起部分高度基本尺寸；X修正系数（0.50.75）。Hm=(1+0.005)45-0.75x0.26 = 型芯高度：hm=(1+s)hs-X+制造公差 (6.5)式中：hm模具型芯高度基本尺寸； hs塑件孔或凹槽深度尺寸。hm=(1+0.005)58.5+0.750.26 =6.4 动定模板的长、宽尺寸的确定连接套塑件的成型面有斜顶，产品胶位大部分在定模侧，所以滑块的厚度与定模的厚度与制品高度及制品在分型面上的投影面积有关，一般制品参考下述数值选定。定模厚度A 一般在型腔深度的基础上加W=1520mm，当制品在分型面上的投影面积大于200cm时，W宜取2530mm。本模具两件塑件加凝料在开模方向上的投影面积 V1= 10.00c，投影面积小于200cm，模具受力大加10左右保证模具强度所以W平均选取30以上mm。由于本模具是由滑块组合而成，其长宽尺寸与滑块抽开的距离有关系，所以现将模具的动、定模的长宽尺寸定为；140mm80mm6.5 动模（A）板和定模（B）板厚度的确定a、定模板厚度A板厚度定为：70mm。通过产品可知，产品比较高，所以导致模具的定模比较厚，有30mm深，对加工而言是一个非常的难加工，所以通过上面的分析，采用定模开通框的设计。使产品在后面的加工，可采用线割直接加工出来，这样又可多省一块材料。这样的设计可省模具材料，降底了模具的成本。b、动模板厚度 B板的厚度只需要固定动模型芯，故B板的厚度定为：100mm。6.6 模具厚度尺寸的选定在我国注塑模具的各块板的厚度已经行成标准化，所需要的只是计算与选择，但是如何选择合理的厚度，这里有两个尺寸需要特别的留意：型芯固定板厚度和型腔固定板的厚度；在注塑成型时型腔中有很大的成型压力，当塑件和凝料在分型面上的面积很大时，如果型芯固定板的厚度不够强大，则极有可能使模架发生变形或者被破坏，所以型芯固定板厚度尺寸需要经过计算校核才能最终确定，根据图知道，厚度满足36可满足要求，但为了加工方便,采用通框结构。型腔固定板因为是与注塑机的工作台接触的，所受的力传递到工作台上，所以型腔固定板的厚度同样只要留有走冷却系统的空间就可以。推杆顶出距离：在注塑模具的分模时塑件正常是黏结在型芯上的，需要推杆或推板顶出一定的距离才能够脱离型芯，该塑件在动模上的高度为33mm以上，黏结在型腔上的尺寸为33mm以上，所以当顶出距离大于33mm以上时就能使得塑件和模具分离。如果C板（即模脚）的高度太短，则顶出的距离不够而使塑件不能安全的与模具分离，如图6-2所示：需要满足关系： Hh1h2h3h0 （6.1） HC板高度；h1止动挡销高度；h2推板厚度； h3_推杆固定板厚度； h顶出距离； 图6-2 顶杆顶出行程 由于该套模具，不适合采用标准模架设计，故各个板的厚度参照与之类似的标准模架CI-2023A70-B100-C80设计而成。各个板的具体尺寸请参照CAD图纸。第七章 脱模顶出机构设计7.1顶出结构的原则顶出机构一般由顶出、复位和导向等三大元件组成。制品顶出（顶出）是注塑成形过程中的最后的一个重要的环节，顶出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的顶出是不可忽视的。在设计顶出脱模机构时应遵循下列原则：1.顶出机构应尽量设置在动模一侧 由于顶出机构的动作是通过装在注塑机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，顶出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。2.保证塑件不因顶出而变形损坏 为了保证塑件在顶出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择顶出方式及顶出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板顶出。 从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。3.机构简单动作可靠 顶出机构应使顶出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受顶出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。4.良好的塑件外观 顶出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免顶出痕迹影响塑件的外观质量。5.合模时的正确复位 设计顶出机构时，还必须考虑合模的时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。顶出机构的种类按动力来源可分为手动顶出，机动顶出，液压气动顶出机构。按模具中的顶出零件分由于该连接套塑料件有弧面，包紧力较小。且有4根柱子。所以其脱模较为容易，可以采用推杆进行产品的顶出脱模，确保顶出平衡，不对产品造成损伤。复位杆图7-1 回位机构7.2脱模力的计算 注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，所以选择此时作为临界条件。塑件脱模时的型芯的受力分析如图：图7-2 脱模力示意图根据力平衡原理，列出平衡式： （7.1）则： 式中 塑件对型芯的包紧力； 脱模时型芯所受的摩擦阻力； 脱模力； 型芯的脱模斜度。又 于是 而包紧力为包容型芯的面积于单位上包紧力之积，即：由此可得： （7.2）式中 塑料对钢的摩擦系数，约为0.10.3； 塑件包容型芯的面积； 塑件对型芯的单位面积上的包紧力大小，一般情况下模外冷却的塑件约取1.44.5107Pa；模内冷却的塑件约取0.72.1107Pa。第八章 侧向分型和抽芯机构的设计 当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔时，塑件不能直接脱模，必须将成型侧孔的零件做成可动的，在塑件脱模前先将活动型芯抽出，然后再自模中通过顶杆顶出塑件。而此次的设计完全符合以上要求，因此，也采用了侧向分型抽芯机构。8.1 抽拔距的计算 因为抽拔距等于侧孔深加23mm的安全系数，而当结构比较特殊时，如成型圆形制件的设计时 抽拔距不能等于制件凹模深度S2，因为滑块抽至S2时塑件的外径仍不能脱出滑块的内径，必须抽出S1的距离再加上(23)mm，塑件才能脱出。故抽拔距为：S= S1+(23)=1+(23)mm=34mm （8.1）式中:S抽拔距；S1抽拔的极根尺寸（此为塑件最大的外形尺寸）8.2 斜导柱的尺寸与安装形式 1.斜导柱的形状与基本尺寸：斜导柱的基本尺寸主要以长度尺寸为主，斜导柱的长度计算为如下式：L =1/2Dtan+h1/cos+1/2dtan+S/sin+(1015)mm （8.2） 106mm式中L斜导柱的长度；D斜导柱固定部分大端直径；H斜导柱固定板厚度； 2.斜导柱的安装固定形式：如图所示，斜导柱的倾斜角a为18，而一般来说锁紧块的角度a=a+(23)mm,斜导柱与固定板之间用三级精度第三种过渡配合。由于斜导柱只起驱动滑块的作用，滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块间的配合精度保证，滑块的最终位置由锁紧块保证，因此为了运动灵活，斜导柱和滑块间采用比较松的配合，斜导柱的尺寸为12，头部做成球形。那么固定形式如图所示：图7-1 斜导柱的安装固定形式8.3 锁紧楔形式在塑料的注塑过程可中，型芯受到塑料很大的推力作用，这个力通过滑块传给斜导柱，而一般斜导柱为细长杆件，受力后容易变形，因此必须设置锁紧楔，以便在模具闭模后锁住滑块，承受塑料给予型芯的推力，锁紧楔与模件的边连接可以根据推力的大小，选取不同的方式，而该设计所选取的是整体式结构，牢固可靠，侧向力较大。它直接与定模固定，可见装配图可知。而锁紧楔的角度在斜导柱的固定形式已讲述了，这里不再重复。8.4 斜导柱的受力分析及强度计算斜导柱的受力分析；根据斜导柱的形式，可以按公式: Fw = Ft/cos Fk = Fttan (8.3) 式中 Fw 侧抽芯时斜导柱所受的弯曲力； Ft 侧抽芯的脱模力，其大小等于抽芯力； Fk 侧抽芯时所需要的开模力；综合以上分析可知，从斜导柱的结构考虑，希望斜角值大一些好；而从斜导柱受力情况考虑，希望斜角值小一些好。因此，该斜导柱的斜角取了18，经过用上述公式的核算，满足了模具结构要求。第九章 合模导向机构设计 注塑模具的导向机构是保证动模和定模在注塑合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有精密导柱导向和锥面定位，本设计采用精密导柱导向定位。导向机构除了有定位和导向作用外，此外还要承受一定的侧向的分压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力，或由于注塑成型设备精度低的影响，使精密导柱承受了一定 的侧向压力，从而保证注塑模具的正常工作。精密导柱导向机构的主要零件是精密精密导柱和精密精密导套。9.1 精密导柱的设计精密精密导柱的结构形式一般采用带头精密导柱和有肩精密导柱和螺牙定位，精密导柱导面部分长度比型芯端面高出615mm，以避免出现精密导柱未导正方向而型芯先进入型腔。精密精密导柱材料采用T10，HRC5055，精密导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.4m，导向部分Ra为0.80.4m，本设计采用四根精密导柱，固定端与模板间采用H7/m6过渡配合，导向部分采用H7/f7间隙配合。9.2 精密导套的设计精密导套常采用带头精密导套的形式，采用H7/m6配合镶入模板。具体结构尺寸见装配图。 精密导柱与精密导套孔之间采用H7/m6间隙配合，精密导柱和精密导套与模板的固定段采用过渡配合H7/k6。精密导柱的材料选用65Mn钢，表面渗碳后，进行淬火使硬度达到HRC5660。精密导套选用T8A，淬硬到HRC5055。精密导套的硬度比精密导柱低，是为了改善摩擦，保护精密导柱。 孔径与精密导柱相配，一般采用H7/h6基孔制度，为了保证导向作用，要求精密导柱.精密导套 的配合间隙小于凹、凸模之间的间隙。外径与上模座相配，采用H7/r6过盈配合，另一端则与道套滑动配合。为了保证精度,加工时除了使精密导柱、精密导套的配合符合彻寸精度要求外，还应满足配合表面间的同轴度。为了使精密导柱、精密导套的配合表面硬而耐磨而中心部分具有良好韧性，用T10A，表面耐磨.有韧性.抗弯曲,不易折断。热处理要求：表面淬火，低温回火HRC55HRC。精密导柱在热处理后修复中心孔，最后进行磨削时，可利用两端中心孔进行装夹，并应在一次装夹中将道柱的两个外圆磨出，以保证两表面间的同轴度。道套磨削加工时，以达到同轴度要求。用这方法加工时，夹持力不宜过大，以免内孔变形。或者是先磨内圆，再一内圆定位，用顶尖顶顶住芯轴磨外圆。这种加工方法不仅可以保证同轴度，且能防止在运动中将配合面划伤。因此，全部精磨后，必须用油石将圆弧处磨圆滑，消除磨削后在圆弧出现的棱带。第十章 温度调节与排气系统的设计注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为230左右，熔体固化成为塑件后，从60左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般小于80）的塑料，仅需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具温 度 10.1 冷却水道的设计计算 1. 冷却水道的设计准则a冷却水孔的数量越多，对塑件冷却也就越均匀。b冷却水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即孔的排列与型腔的形状一致。c塑件局部壁厚处，应加设冷却装置。当设计冷却孔直径为D时，它的孔距最好为5D，孔与型腔的距离为3D。d当大型塑件或薄壁零件成型时，料流较长，而料温越流越低，可以适当地改变冷却水道的排列密度。e冷却水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低强度。f冷却水道不应穿过接缝部分，以防漏水。g冷却水道内不应有存水或产生回流的部分。h浇口部分由于经常接触注塑机喷嘴，是模具上最热的部分，应加强冷却，有时应考虑进料嘴单独冷却。 i进出水水嘴接头，应设在不影响操作的方向，尽可能设在模具的同一侧，通常在注塑机操作的对面。 j如果型芯太长，冷却水道无法开设，则可以选用热导系数较大的材料，在型芯下部采用喷水法进行冷却。注射時間保压間冷卻時間开模開模時間相关時間占整个周期的80%占整个周期的5%占整个周期的15%图10-1 冷却系统的设计 2. 冷却水道的位置 冷却水道的位置取决于制品的形状和定、动模板的厚度，原则上冷却水道应设置在塑料向模具热传导困难的地方，根据冷却系统的设计原则，冷却水道应围绕模具所成型的制品，且尽量排列均匀一致。不少小型模具的型腔时直接在模板上加工而成的（也可以采用拼镶结构，但是由于模具尺寸较小，所以型腔与型芯的镶件尺寸更小），对于这一类模具，可以直接在模板上设置冷却水道。在模板上直接设置冷却水道，同样应遵循冷却系统的设计原则，需要使冷却水道尽量靠近型腔表面和尽量围绕型腔，使制品在成型过程中冷却均匀。另外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接的痕迹，降低塑件的强度；冷却水路要便于加工与清理，一般水道的直径设为10mm左右（不小于6mm）；冷却水道的设计要防止水的泄漏，凡是易漏的地方都要加塑胶密封圈等。综上所述冷却系统的设计如图10-2所示： 图10-2 冷却示意图 3. 冷却水道的计算冷却计算：单位时间内模具应散失的总热量QQ=W1a （10.1）式中：W1单位时间内进入模具的塑料的重量ga克塑料的热容量(J/g)经计算：Q=130364.75J，则带走上述热量，所需的冷却水量按下式计算： （10.2）式中：W通过模具冷却水的重量(g/h) T3出水温度； T4入水温度； K热传导系数。经计算 W278.997 g/h。由下式可以计算出冷却水道的直径： （10.3） 式中：冷却液容重kg/cm3 =0.001 kg/cm； L冷却水道长度cm L=317.4cm； d冷却水道直径cm。经计算d8.128 cm，取8mm。10.2 排气结构设计排气是注射模设计中不可忽视的一个问题。在注射成型中，若模具排气不良，型腔内的气体受压缩将产生很大的背压，阻止塑料熔体正常快速充模，同时气体压缩所产生的热使塑料烧焦，在充模速度大、温度高、物料黏度低、注射压力大和塑件过厚的情况下，气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部，造成气孔、组织疏松等缺陷。特别是快速注射成型工艺的发展，对注射模的排气系统要求就更为严格。在塑料熔体充模过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气、塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体，塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。常用的排气方式有利用配合间隙排气，在分型面上开设排气槽排气，利用推杆运动间隙排气等。由于本次设计中模具尺寸不大，本设计中采用间隙排气的方式，而不另设排气槽，利用间隙排气，以不产生溢料为宜。第十一章 关键零部件的数控加工编程动模座板的数控加工编程 1. 动模座板如图11-1所示：图11-1 动模座板2. 利用NC自动工件导出其数控加工程序如下：O0100N0010T1M06S2000M0G00X-2435.249Y-5316.276G43Z10.H01G01Z-5.F200.X-2445.25Y-5324.342X-2427.183X-2419.117Y-5332.408X-2445.25Y-5340.474X-1863.55Y-255.84I0.J-111.8G01Z-495.2G02X-1909.149Y-246.118I0.J111.8G01X-1817.951G03X-1800.546Y-236.397I-45.599J102.078G01X-1926.554G02X-1938.854Y-226.675I63.004J92.357G01X-1788.246G03X-1778.798Y-216.953I-75.304J82.635G01X-1948.302G02X-1955.779Y-207.231I84.752J72.913G01X-1771.321G03X-1765.365Y-197.51I-92.229J63.191G01X-1961.735G02X-1966.435Y-187.788I98.185J53.47G01X-1760.665G03X-1757.054Y-178.066I-102.885J43.748G01X-1970.046G02X-1972.676Y-168.344I106.496J34.026G01X-1754.424G03X-1752.705Y-158.623I-109.126J24.304G01X-1974.395G02X-1975.244Y-148.901I110.845J14.583G01X-1751.856G03X-1751.856Y-139.179I-111.694J4.861G01X-1975.244G02X-1974.395Y-129.457I111.694J-4.861G01X-1752.705G03X-1754.424Y-119.736I-110.845J-14.583G01X-1972.676G02X-1970.046Y-110.014I109.126J-24.304G01X-1757.054G03X-1760.665Y-100.292I-106.496J-34.026G01X-1966.435G02X-1961.735Y-90.57I102.885J-43.748G01X-1765.365G03X-1771.321Y-80.849I-98.185J-53.47G01X-1955.779G02X-1948.302Y-71.127I92.229J-63.191G01X-1778.798G03X-1788.246Y-61.405I-84.752J-72.913G01X-1938.854G02X-1926.554Y-51.683I75.304J-82.635G01X-1800.546G03X-1817.951Y-41.962I-63.004J-92.357G01X-1909.149G02X-1863.55Y-32.24I45.599J-102.078G03X-1863.55Y-32.24I0.J-111.8G01Z-500.2G03X-1909.149Y-41.962I0.J-111.8G01X-1817.951G02X-1800.546Y-51.683I-45.599J-102.078G01X-1926.554G03X-1938.854Y-61.405I63.004J-92.357G01X-1788.246G02X-1778.798Y-71.127I-75.304J-82.635G01X-1948.302G03X-1955.779Y-80.849I84.752J-72.913G01X-1771.321G02X-1765.365Y-90.57I-92.229J-63.191G01X-1961.735G03X-1966.435Y-100.292I98.185J-53.47G01X-1760.665G02X-1757.054Y-110.014I-102.885J-43.748G01X-1970.046G03X-1972.676Y-119.736I106.496J-34.026G01X-1754.424G02X-1752.705Y-129.457I-109.126J-24.304G01X-1974.395G03X-1975.244Y-139.179I110.845J-14.583G01X-1751.856G02X-1751.856Y-148.901I-111.694J-4.861G01X-1975.244G03X-1974.395Y-158.623I111.694J4.861G01X-1752.705G02X-1754.424Y-168.344I-110.845J14.583G01X-1972.676G03X-1970.046Y-178.066I109.126J24.304G01X-1757.054G02X-1760.665Y-187.788I-106.496J34.026G01X-1966.435G03X-1961.735Y-197.51I102.885J43.748G01X-1765.365G02X-1771.321Y-207.231I-98.185J53.47G01X-1955.779G03X-1948.302Y-216.953I92.229J63.191G01X-1778.798G02X-1788.246Y-226.675I-84.752J72.913G01X-1938.854G03X-1926.554Y-236.397I75.304J82.635G01X-1800.546G02X-1817.951Y-246.118I-63.004J92.357G01X-1909.149G03X-1863.55Y-32.24I45.599J102.078X-1863.55Y-255.84I0.J-111.8G01Z-505.2G02X-1909.149Y-246.118I0.J111.8G01X-1817.951G03X-
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