畢業(yè)設(shè)計(jì)論文燈罩注塑模設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）二○一○年五月二十四日燈罩注塑模設(shè)計(jì)【摘要】經(jīng)過燈罩注塑模設(shè)計(jì)，了解注塑模具架構(gòu)過程和原理，依照燈罩結(jié)構(gòu)對制件進(jìn)行了工藝分析，提出合理注射成型條件和成型工藝；對塑件表面精度和表面質(zhì)量進(jìn)行了討論；經(jīng)過對燈罩注塑模設(shè)計(jì)，對模架進(jìn)行了確定，并設(shè)計(jì)了導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)；闡述模具澆注系統(tǒng)和脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法；詳細(xì)介紹了凹、凸模，型腔、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；同時(shí)也對排氣設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論，而且對溫度調(diào)整系統(tǒng)進(jìn)行了檢驗(yàn)和計(jì)算，還介紹了模具功效結(jié)構(gòu)等等；所設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)使制件能夠可靠穩(wěn)定頂出，降低模具復(fù)雜程度和制造成本?！娟P(guān)鍵詞】注塑模，頂出機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，溫度調(diào)整，脫模機(jī)構(gòu)InjectionMouldDesignforLampshade【Abstract】Throughthedesignofchimneyinjectionmold，Understandingprocessingandprincipleofinjectionmould.AccordingtothethepartsofThechimneyforProcessanalysis,Proposedthereasonableofinjectionmoldingconditionsandformingprocess,Thesurfaceofplasticpartstheprecisionandsurfacequalitywerediscussed，Throughthedesignofinjectionmouldforchimney,makethedeterminationofformwork,Andtheorientationandlocatingmechanismdesign,Thismouldcastingsystemanddemouldingmechanismdesignmethod,Detailedintroducestheconcaveandconvexmoldcavity,cores,thestructuredesign,Alsoontheexhaustdesignwasdiscussed,Andtheworkingprocessofthedie.Designofthemouldstructurepartsmakeoutreliableandstable.Reducethecomplexityofthemouldandthemanufacturingcost【KeyWords】Injectionmold,Theagency,Structuredesign,Temperatureadjustment，Demouldingmechanism目錄第1章緒論 81.1模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中地位 81.1.1我國模具工業(yè)現(xiàn)實(shí)狀況 81.1.2我國模具技術(shù)現(xiàn)實(shí)狀況及發(fā)展趨勢 91.2世界五大塑料生產(chǎn)國產(chǎn)能情況 9第2章注塑件設(shè)計(jì) 102.1功效設(shè)計(jì) 102.2材料選擇 102.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 112.3.1對塑件修改說明 122.3.2壁厚 132.3.3脫模斜度 132.3.4加強(qiáng)肋 142.3.5圓角 142.4塑件尺寸精度及表面質(zhì)量 142.4.1尺寸精度 142.4.2塑件表面質(zhì)量 15第3章注塑成型準(zhǔn)備 163.1注塑成型工藝介紹 163.2注塑成型工藝條件 16第4章模具設(shè)計(jì) 184.1塑料配方說明 184.2分型面確實(shí)定 184.3型腔數(shù)目確實(shí)定 184.4澆口確定 194.5模具材料選擇 194.6澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 194.6.1主流道 194.6.2分流道 204.6.3冷料穴 204.6.4澆口 214.6.5剪切速率校核 214.7模架確實(shí)定 224.7.1型腔壁厚和底版厚度計(jì)算 224.7.2模架選取 234.8導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 244.9頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì) 254.9.1脫模力計(jì)算 254.9.2推桿脫模機(jī)構(gòu) 264.9.3推管脫模機(jī)構(gòu) 284.9.4推板厚度計(jì)算 284.10成型零件工作尺寸計(jì)算 294.10.1凹、凸模工作尺寸計(jì)算 294.10.2中心距尺寸計(jì)算 314.10.3型腔、型芯尺寸計(jì)算 324.11排氣設(shè)計(jì) 324.11.1排氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 324.12溫度調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計(jì) 334.12.1對溫度調(diào)整系統(tǒng)要求 334.12.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 34結(jié)論 39參考文件 40附錄 41致謝 42圖目錄TOC\h\z\t"圖標(biāo)題"\c圖2.1原始零件圖 12圖2.2原始零件圖 12圖2.3修改后產(chǎn)品零件圖 13圖4.1分型面位置 18圖4.2型腔排布形式 19圖4.3冷料穴尺寸 20圖4.4模具結(jié)構(gòu)形式 22圖4.5推出距離關(guān)系 24圖4.6受力建模 25圖4.7受力分析圖 25圖4.8推桿安裝圖 27圖4.9推管安裝圖 28圖4.10塑件基本尺寸 29圖4.11a型腔 30圖4.11b塑件 30圖4.11c型芯 31圖4.12排氣槽位置 33表目錄TOC\h\z\t"表標(biāo)題"\c表2.1材料特征 10表2.2材料性能和成型特征比較 11表2.3PS壁厚推薦值 13表2.4PS脫模斜度推薦值 13表2.5肋圓角半徑值關(guān)系表 14表3.1溫度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 16表3.2成型周期與壁厚關(guān)系 17表3.3制品成型工藝參數(shù)初步確定 17附表1T8鋼組織對性能影響 41第1章緒論1.1模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中地位模具是制造業(yè)一個(gè)基本工藝裝備，它作用是控制和限制材料流動(dòng)，使之形成所需要形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低主要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國模具工業(yè)，正日益受到人們關(guān)注?，F(xiàn)在世界模具市場供不應(yīng)求，模具主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配置一些先進(jìn)數(shù)控制模設(shè)備，提升模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提升模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著尤其主要意義。1.1.1我國模具工業(yè)現(xiàn)實(shí)狀況自20世紀(jì)80年代以來，我國經(jīng)濟(jì)逐步起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了巨大動(dòng)力。現(xiàn)在，我國17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有專業(yè)模具廠外，其余全部制形式模具廠家，包含集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為快速。中外合資和外商獨(dú)資模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地域，現(xiàn)已經(jīng)有幾千家。在模具工業(yè)總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用約占三分之二，作為商品銷售約占三分之一。其中，沖壓模具約占50℅（中國臺(tái)灣：40℅），塑料模具約占33℅（中國臺(tái)灣：48℅），壓鑄模具約占6℅（中國臺(tái)灣：5℅），其余各類模具約占11（中國臺(tái)灣：7℅）。1.1.2我國模具技術(shù)現(xiàn)實(shí)狀況及發(fā)展趨勢20世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超出機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值。近年來，每年都以15％增加速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展主要?jiǎng)恿ΑＡ硗?，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)研究與開發(fā)。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴于模具工業(yè)快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國。不過與發(fā)達(dá)國家模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不停技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平距離。（1）重視開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具，提升對成型零件大型化和精密化要求，使模具日趨大型化和精密化。（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用。（3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)，實(shí)踐證實(shí)，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造發(fā)展方向，可顯著地提升模具設(shè)計(jì)制造水平。（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期。1.2世界五大塑料生產(chǎn)國產(chǎn)能情況美國塑料(原料)產(chǎn)量多年來一直雄居各國之首。德國是世界最大塑料(原料)生產(chǎn)國之一，中國塑料工業(yè)多年連續(xù)高速增加，日本在很長時(shí)期內(nèi)都是僅次于美國世界第2大塑料生產(chǎn)國。韓國塑料產(chǎn)量增加十分快速。塑料產(chǎn)量位居世界前10名國家和地域還有法國660萬噸、比利時(shí)600萬噸、中國臺(tái)灣598萬噸、加拿大432萬噸和意大利385萬噸(均為產(chǎn)量)。第2章注塑件設(shè)計(jì)2.1功效設(shè)計(jì)功效設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具備滿足使用目標(biāo)功效,并達(dá)成一定技術(shù)指標(biāo)。該塑件承受外力幾率不大；塑件工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時(shí)對熱變形溫度，脆化溫度，分解溫度要求降低；塑件是大批大量生產(chǎn)，這么，就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命；另外，塑料都會(huì)老化，還要考慮到材料光氧化等問題。2.2材料選擇通常,選擇塑件材料依據(jù)是它所處于工作環(huán)境及使用性能要求，以及原材料廠家提供材料性能數(shù)據(jù)。對于本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)件來說，要考慮主要是材料力學(xué)性能，該塑件對材料要求首先必須是透光性好，其次才是成型難易和經(jīng)濟(jì)性問題，以下是對幾個(gè)透光性能很好材料性能對比，如表2.1所表示：表2.1材料特征塑料名稱聚苯乙烯聚碳酸酯有機(jī)玻璃拉伸強(qiáng)度/MPa51.966~72——彎曲強(qiáng)度/MPa11095~113——斷裂伸長率/%280~100——落球沖擊強(qiáng)度J/m16422——洛氏硬度（M）11582101氧指數(shù)（OI）18.124.917.3熱變形溫度/℃85134100維卡軟化點(diǎn)/℃105153120馬丁耐熱溫度/℃——112——體積電阻率/·cm10~102.1×1010~10吸水率%0.050.131.19透光度/%88~929393霧度%30.90.9折射率1.5921.5861.492價(jià)格（元/噸）1150~123033000~4100019500~20700模具成型也要考慮到材料注塑特征，在各特點(diǎn)都相差無幾情況下，好成型特征是選擇材料主要標(biāo)準(zhǔn)，以下是三種材料特征比較，如表2.2所表示。表2.2材料性能和成型特征比較塑料品種性能特點(diǎn)成型特點(diǎn)模具設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)使用溫度主要用途聚苯乙烯透明性好，電性能好，抗拉強(qiáng)度高，耐磨性好，質(zhì)脆，抗沖擊強(qiáng)度差，化學(xué)穩(wěn)定性教好成型性能好，成型前可不干燥，但注射時(shí)應(yīng)預(yù)防溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開裂因流動(dòng)性好，適宜用點(diǎn)澆口，但因熱膨脹大，塑件中不宜有嵌件—30℃~裝飾制品，容器，泡沫塑料，日用具等有機(jī)玻璃透光率最好，質(zhì)輕堅(jiān)韌，電氣絕緣性好/但表面硬度不高，質(zhì)脆易開裂，化學(xué)穩(wěn)定性很好，但不耐無機(jī)酸，易溶于有機(jī)溶劑流動(dòng)性差，易產(chǎn)生流痕，縮孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射時(shí)速度不能太高合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，便于充型，脫模斜度盡可能大，嚴(yán)格控制料溫與模溫，以防分解收縮率取0.35℅〈80透明制品，如窗玻璃，光學(xué)鏡片，燈罩等聚碳酸酯透光率較高，介電性能好，吸水性小，力學(xué)性能好，抗沖擊，抗蠕變性能突出，但耐磨性差，不耐堿，酮，酯耐寒性好，熔融溫度高，黏性大，成型前需干燥，易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，甚至裂紋，質(zhì)硬，易損模具，使用性能好盡可能使用直接澆口，減小流動(dòng)阻力，塑料要干燥，不宜采取金屬嵌件，脫模斜度〉2?〈130℃脆化溫度為—在機(jī)械上做齒輪，凸輪，蝸輪，滑輪等，電機(jī)電子產(chǎn)品零件，光學(xué)零件等經(jīng)過以上對比，再考慮到經(jīng)濟(jì)型，最終選定聚苯乙烯為塑件材料.2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法適應(yīng)性.在塑料生產(chǎn)過程中,首先成型會(huì)對塑件結(jié)構(gòu),形狀,尺寸精度等諸方面提出要求；另首先,模具設(shè)計(jì)者經(jīng)過對給定塑件結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析,搞清塑件生產(chǎn)難點(diǎn),為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù).2.3.1對塑件修改說明塑件要求能夠放置一對7號(hào)電池，安放小燈泡，外接系帶，所以要考慮到電池和燈泡固定，開關(guān)安放問題，關(guān)于零件造型圖如圖2.3所表示。（1）外型輪廓；原零件2D圖心型曲線不規(guī)則,如圖2.1和2.2所表示。整個(gè)塑件不規(guī)則,給后續(xù)工作帶來不便.所以在確保基本外型前提下對尺寸做了修改。（2）結(jié)構(gòu)；原圖形有兩個(gè)小而薄吊耳,且置于塑件外端,考慮到全部PS料硬而脆,這會(huì)使得兩個(gè)吊耳極易損壞,所以,改兩個(gè)吊耳為一個(gè),設(shè)計(jì)吊耳,開關(guān),燈泡在塑件中心位置,如圖2.2所表示,這么起到吊掛作用又不易損壞.設(shè)計(jì)凹槽使兩半燈罩配合,設(shè)置了三個(gè)鎖位加強(qiáng).圖2.1原始零件圖圖2.2原始零件圖圖2.3修改后產(chǎn)品零件圖2.3.2各種塑件,依照使用要求具備一定厚度,以確保其力學(xué)強(qiáng)度。在滿足力學(xué)性能前提下厚度不宜過厚,不但能夠節(jié)約原材料,而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時(shí)間縮短,提升生產(chǎn)率;其次可防止因過厚產(chǎn)生質(zhì)量上缺點(diǎn).以下是PS壁厚推薦值:表2.3PS壁厚推薦值最小壁厚mm小型件壁厚mm 中型件壁厚mm 大型件壁厚mm0.751.25 1.6 3.2~5.4該塑件屬于中小型件，從圖上看,塑件邊緣壁很厚，殼體取中型件壁厚1.6,這么使得整個(gè)塑件壁厚是不均勻，但若減小邊緣壁厚，則對塑件推出不利,而且有可能使電池不能安裝。邊緣壁厚可用來放置推桿或推板。2.3.3因?yàn)樗芗尚蜁r(shí)冷卻過程中產(chǎn)生收縮,使其緊箍在凸?；蛐托旧?為了便于脫模,預(yù)防因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損,與脫模方向平行塑件內(nèi),外表面都應(yīng)具備合理斜度.以下是PS脫模斜度推薦值:表2.4PS脫模斜度推薦值制件外表面制件內(nèi)表面35′~1.35°30′~1°塑件內(nèi)表面在造型時(shí)就有弧度,假如要有脫模斜度就是在凹槽和鎖位處,這不但對脫模有好處，而且能夠愈加好鎖緊。2.3.4加強(qiáng)肋塑件上適當(dāng)設(shè)置加強(qiáng)肋能夠預(yù)防塑件翹曲變形；沿著物料流動(dòng)方向加強(qiáng)肋還能降低充模阻力，提升融體流動(dòng)性。在該塑件中加強(qiáng)肋起到引導(dǎo)物料流動(dòng)作用同時(shí)又對電池進(jìn)行定位，高度比分型面低1mm2.3.5塑件上各處輪廓過分和壁厚連接處，通常采取圓角連接，有特殊要求時(shí)才采取尖角結(jié)構(gòu)。尖角輕易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時(shí)會(huì)發(fā)生破裂。圓角不但有利于物料充模，同時(shí)也有利于融料在模具型腔內(nèi)流動(dòng)和塑件脫模。圓角取值與應(yīng)力集中關(guān)系遵照R/T函數(shù)關(guān)系，當(dāng)R/T=0.6以后應(yīng)力集中變緩解，該塑件大部分圓角取R1，較大值取到R3。加強(qiáng)肋圓角半徑值關(guān)系如表2.5所表示。表2.5肋圓角半徑值關(guān)系表肋高度/mm6.56.5~1313~19＞19圓角半徑/mm0.8~1.51.5~3.02.5~5.03~6.5塑件上其它特征還有如孔，螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個(gè)特征都有其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和特殊功效，因?yàn)樵撍芗]有包括，所以就不一一介紹。2.4塑件尺寸精度及表面質(zhì)量2.4.1尺寸精度（1）尺寸精度選擇；塑件尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿足塑件使用要求前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡可能將其尺寸精度放低一些，方便降低模具加工難度和制造成本。該塑件是通常民用具，所以精度要求為通常精度即可，不過因?yàn)橐_保兩半殼體閉合，所以在凹槽和鎖位處應(yīng)該對精度要求高些，對其要有公差配合要求，應(yīng)選擇高精度。依照精度等級(jí)選取表，PS高精度為2級(jí)，通常精度為3級(jí)。依照塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在100~120范圍內(nèi)，取MT2B級(jí)公差數(shù)值為0.52mm，MT3B級(jí)公差數(shù)值為0.782.4.2塑件表觀缺點(diǎn)是其特有質(zhì)量指標(biāo)。模具腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度決定性原因，通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí)。該塑件要求對型腔拋光，所以對粗糙度要求比較高，查表得PS拋光后順紋路方向表面粗糙度為0.02μm，垂直紋路方向表面粗糙度為0.26μm。第3章注塑成型準(zhǔn)備3.1注塑成型工藝介紹注塑成型是利用塑料可擠壓性與可模塑性，首先將渙散粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)料斗送入高溫機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿高壓推進(jìn)下，以很大流速經(jīng)過機(jī)筒前端噴嘴注射進(jìn)入溫度較低閉合模具中，經(jīng)過一段時(shí)間保壓冷卻以后，開啟模具便能夠從模腔中脫出具備一定形狀和尺寸塑料制件。通常分為三個(gè)階段工作。物料準(zhǔn)備、注塑過程、制件后處理3.2注塑成型工藝條件（1）溫度；注塑成型過程中需要控制溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。模具溫度通常經(jīng)過冷卻系統(tǒng)來控制；為了確保制件有較高形狀和尺寸精度，應(yīng)防止制件脫模后發(fā)生較大翹曲變形，模具溫度必須低于塑料熱變形溫度。PS料與溫度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3.1所表示。表3.1溫度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)料筒溫度/℃噴嘴溫度/℃模具溫/℃熱變形溫度/℃后段中段前段1.82MPA0.45MPA150~210170~230190~250240~2505~7565~96——（2）壓力；注射成型過程中壓力包含注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)阻力，提供充模速度及對熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力大小取決于模具對熔體靜水壓力，與制件形狀，壁厚及材料關(guān)于。對于像PS流動(dòng)性好料，保壓力應(yīng)該小些，以防止產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。依照生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓使用范圍約為3.4~27.5MPa。（3）時(shí)間；完成一次注塑成型過程所需要時(shí)間稱為成型周期。包含注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其余時(shí)間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在確保塑件質(zhì)量前提下盡可能減小成型周期各段時(shí)間，以提升生產(chǎn)率，確定成型周期經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表3-2所表示。表3.2成型周期與壁厚關(guān)系制件壁厚/mm成型周期/s制件壁厚/mm成型周期/s0.5102.5351.0153.0451.5223.5652.0284.085經(jīng)過上面經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，能夠初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差異，而且有與實(shí)際注塑成型時(shí)參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合二者合理原因，初定制品成型工藝參數(shù)如表3.3所表示。表3.3制品成型工藝參數(shù)初步確定特征內(nèi)容特征內(nèi)容注塑機(jī)類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）48噴嘴形式直通式模具溫度50噴嘴溫度(℃)230后段溫度(℃)150~210中段溫度(℃)170~230前段溫度(℃)190~250注射壓力MPa90保壓力MPa80注射時(shí)間s1.5保壓時(shí)間s5冷卻時(shí)間s20其余時(shí)間s3成型周期s30成型收縮(%)0.6干燥溫度(℃)60~80干燥時(shí)間(℃)1~3最終，確定后處理溫度為70℃第4章模具設(shè)計(jì)4.1塑料配方說明塑料配方設(shè)計(jì)是塑料制品成型加工中在加工設(shè)備和工藝參數(shù)確定之后所必須進(jìn)行主要步驟,設(shè)計(jì)水平高低直接關(guān)系到塑料制品最終使用性能優(yōu)劣,依照PS特征及使用性能要求,配方中應(yīng)含有以下添加劑。填充劑、增韌劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑、著色劑、抗菌劑。4.2分型面確實(shí)定依照分型面選擇標(biāo)準(zhǔn)：（1）便于塑件脫模；（2）在開模時(shí)盡可能使塑件留在動(dòng)模；（3）外觀不遭到損壞；（4）有利于排氣和模具加工方便。結(jié)合該產(chǎn)品結(jié)構(gòu),分型面確定在塑件最大投影面積上.如圖4.1所表示。圖4.1分型面位置4.3型腔數(shù)目確實(shí)定注塑模型腔數(shù)目,在型腔數(shù)目確實(shí)定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)關(guān)于原因：（1）塑件尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型生產(chǎn)效益；（4）模具制造難度?？紤]到該塑件是通常日用具,查手冊得塑件經(jīng)濟(jì)精度推薦4級(jí),這個(gè)產(chǎn)品是兩個(gè)殼件組合,所以初定為一模兩腔最合理.排列形式如圖4.2所表示。圖4.2型腔排布形式4.4澆口確定PS料流動(dòng)性好,可適適用于各種澆口,為了不影響外觀,簡化模局結(jié)構(gòu),確定使用側(cè)澆口。4.5模具材料選擇從工藝性能考慮:要熱加工工藝好,加工溫度范圍寬,冷加工性能好,另外還要考慮淬透性和淬硬性,熱處理變形和氧化脫碳等性能。查手冊選擇模仁材料是4Cr13.屬馬氏體類型不銹鋼,該鋼機(jī)械加工性能很好,經(jīng)熱處理(淬火及回火)后,具備優(yōu)良耐腐蝕性能,拋光性能,較高強(qiáng)度和耐磨性,適于制造承受高負(fù)荷,高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下塑料模具,透明塑料制品模具等。4.6澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.6.1主流道是連接注塑機(jī)噴嘴與分流道一段通道，通常和注塑機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定錐度，目標(biāo)是便于冷料脫模，同時(shí)也改進(jìn)料流速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)關(guān)于：主要參數(shù)：錐角α=3°；內(nèi)表面粗糙度Ra=0.63μm；小端直徑D=d+(0.5~1)mm；半徑R2=R1+(1~2)mm；材料T8A；因?yàn)橹髁鞯酪c高溫塑料熔體和噴嘴重復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸主流道澆口套，方便選取優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理。4.6.2分流道是主流道與澆口之間通道，通常開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道長度取決于模具型腔總體布置和澆口位置，分流道設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以降低壓力損失，熱量損失和流道凝料。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為6mm。4.6.3冷料穴通常位于主流道對面動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端冷料，預(yù)防冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫，冷料穴尺寸宜稍大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑，這里取7冷料穴尺寸如圖4.3所表示：圖4.3冷料穴尺寸4.6.4澆口是連接分流道與型腔一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)關(guān)鍵部分，澆口形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件質(zhì)量影響很大。本模采取側(cè)澆口，而且應(yīng)該形狀簡單，便于加工，而且尺寸精度輕易確保；試模時(shí)如發(fā)覺不妥，輕易及時(shí)修改；能相對獨(dú)立地控制填充速度及封閉時(shí)間；對于殼體形塑件，流動(dòng)充填效果較佳。(1)側(cè)澆口深度尺寸H確實(shí)定H=nt=0.6×1.6=0.96mmn塑料系數(shù)PS料取0.6；t塑件在澆口位置處壁厚t=1.6mm。(2)側(cè)澆口寬度尺寸W確實(shí)定W=（4-1）A型腔一側(cè)表面積:A=V/t；V澆注體積：V=53.9×10mm；t取平均壁厚=3.3mm取3mm。W===2.68取3mm澆口尺寸如圖4-3所表示。寬為1，深為3。4.6.5生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)注射模主流道和分流道剪切速率R=5×10~5×10S、澆口剪切速率R=10~10S時(shí)，所成型塑件質(zhì)量最好。對通常熱塑性塑料，將以上推薦剪切速率值作為計(jì)算依據(jù)，可用以下經(jīng)驗(yàn)公式表示： R= （4-2）式中：q——體積流量（CM/S）；R——澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑（CM）。（1）主流道剪切速率校核：R主==2.63×10S（2）分流道剪切速率校核R分1==1.05×10S因?yàn)楫?dāng)量半徑和第一級(jí)，相同所以，R=R/25×10S（3）澆口剪切速率校核R澆==1.42×10S從以上計(jì)算結(jié)果看，流道與澆口剪切速率值都落在合理范圍內(nèi)，證實(shí)流道與澆口尺寸取值是合理。4.7模架確實(shí)定4.7.1型腔壁厚和底版厚度計(jì)算依照大型模具按剛度條件設(shè)計(jì)，按強(qiáng)度校核；小型模具按強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，按剛度校核標(biāo)準(zhǔn)：模具結(jié)構(gòu)形式如圖4.4所表示：圖4.4模具結(jié)構(gòu)形式側(cè)壁厚度計(jì)算公式：S≧()（4-3）=20.91式中：C—與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊邊長之比h/L關(guān)于系數(shù)，查表C=1；——型腔壓力，取30MP；——型腔深度，=40；E——模具材料彈性模量（MP），E取2.1×10；[]——?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04。底板厚度計(jì)算公式：hs≧（）（4-4）=46.02式中：——由底板短邊與長邊邊長之比L1/L2決定系數(shù)，查表=0.026；——型腔壓力，取30MP；——底版短邊長度(mm)，=180；E——模具材料彈性模量（MP），E取2.1×10；[]——?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04。4.7.2該設(shè)計(jì)采取龍記標(biāo)準(zhǔn)模架。（1）模仁尺寸確實(shí)定考慮冷卻原因，因?yàn)榻?jīng)過模仁冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部冷卻系統(tǒng)效率高，所認(rèn)為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠空間，該設(shè)計(jì)取模仁大小為180×302mm。（2）凸、凹模尺寸確實(shí)定考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對模架強(qiáng)度、剛度減弱作用，在本設(shè)計(jì)中，在長度方向，取模仁到模具邊單邊寬度為45mm，在寬度方向，取模仁到模具邊單邊寬度為49mm，所以凸、凹模尺寸為270×400mm。（3）模具高度尺寸確實(shí)定各塊板厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要只是選擇，厚度選擇需要滿足關(guān)系：H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0式中：H——C板高度；h1——擋銷高度；h2——推板厚度；h3推桿固定板厚度；h——推出距離；如圖4.5所表示：圖4.5推出距離關(guān)系最終，確定模具尺寸為270×400mm，A板厚度70mm，B板厚度80mm，C板厚度100，為了確保凸、凹模不碰傷，A板和B板之間取1mm間隙。4.8導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意事項(xiàng)有：（1）合理布置導(dǎo)柱位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣最少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采取等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。（2）導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出6~8mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。（3）導(dǎo)柱工作部分配合精度采取H7/f7，導(dǎo)柱固定部分配合精度采取H7/k6；導(dǎo)套外徑配合精度采取H7/k6。配合長度通常取配合直徑1.5~2倍，其余部分能夠擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。（4）導(dǎo)柱能夠設(shè)置在動(dòng)?；蚨?，設(shè)在動(dòng)模一邊能夠保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。4.9頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.9.1對塑件進(jìn)行理想模型建模，如圖4.6所表示：圖4.6受力建模其中A段是塑件凹槽鎖位長度，長度為5mm，B段是圓弧形殼體理想建模，長度為10MM，原塑件兩端斜率不一致，如圖4.6所表示，所以取平均值為脫模斜度。==25.9取26°對建模進(jìn)行受力分析，如圖4.7所表示：圖4.7受力分析圖圖中：F——制件對型芯包緊力（N）；F2、F3——F1垂直和水平分量（N）；F3′——F反作用力（N）；F4——沿凸模表面脫模力（N）；F脫——沿制件出模方向所需脫模力（N）；——脫模斜度。F=F×cos F=F′=F×sinF=F=F×cosF=(F－F′)cos所以，脫模力計(jì)算公式為：F脫=F×cos(cos－sin)（4-5）又F=Lh（4-6）式中：L－凸模成型型部分截面周長；h－模被制件包緊部分高度；－制件對凸模單位包緊力，通?？扇?~12MPa;A段：F＝Lh＝Dh=15543(N)式中：D取是塑件平均直徑，D==110.5，取D=110mm。B段：F＝Lh＝Dh=15543(N)B段兩端截面周長不等，取等效截面周長在中間D=D/2。所以脫模力為：F＝F+Fcos(cos－sin)=16662（N）因?yàn)橐陨纤?jì)算得只是一腔脫模力，所以總脫模力為：F=2F=2×16662=33324（N）4.9.2（1）推桿尺寸計(jì)算：本設(shè)計(jì)采取是推管和推桿推出，在求出脫模力前提下能夠?qū)ν茥U或推管做出初步直徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。本設(shè)計(jì)采取是圓形推桿，圓形推桿直徑由歐拉公式簡化為：d=k()=4.91mm（4-7）式中：d—推桿直徑；n—推桿數(shù)量，n取31（把推管看成推桿）；L—推桿長度（參考模架尺寸，估取L=150）；E—推桿材料彈性模量，取E=2.1×10MP；k—安全系數(shù)，取k=1.5；F—總脫模力，F(xiàn)=33324（N）；實(shí)際推桿尺寸直徑為5mm，推管直徑為7mm，可見是符合要求。（2）推桿固定形式：推桿固定形式有多個(gè)，但最慣用是推桿在固定板中形式，另外還有螺釘緊固等形式。（3）推出機(jī)構(gòu)導(dǎo)向：當(dāng)推桿較細(xì)或推桿數(shù)量較多時(shí)，為了預(yù)防因塑件反阻力不均勻而造成推桿固定板扭曲或傾斜折斷推桿或發(fā)生運(yùn)動(dòng)卡滯現(xiàn)象，需要在推出機(jī)構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向零件，通常稱為推板導(dǎo)柱。（4）推出機(jī)構(gòu)復(fù)位：本設(shè)計(jì)采取彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)是一個(gè)最簡單復(fù)位方式。推出時(shí)彈簧被壓縮，而合模時(shí)彈簧回力就將推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。（5）推桿與模體配合：推桿和模體配合性質(zhì)通常為H8/f7或H7/f7，配合間隙值以熔料不溢料為標(biāo)準(zhǔn)。配合長度通常為直徑1.5~2倍，最少大于15mm，推桿與推桿固定板孔之間留有足夠間隙，推桿相對于固定板是浮動(dòng)，如圖4.8所表示：圖4.8推桿安裝圖4.9.3推管適適用于圓環(huán)形、圓筒形等中心帶孔塑件脫模。推管脫模推頂塑件平穩(wěn)可靠；推管整個(gè)周圍推頂塑件，使塑件受力均勻，無變形，無推出痕跡；主型芯和型腔可同時(shí)設(shè)計(jì)在動(dòng)模一側(cè)，有利于提升塑件同軸度等優(yōu)點(diǎn)。（1）推管固定形式：主型芯固定于動(dòng)模座板，此種結(jié)構(gòu)型芯較長，型芯可作為脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向柱，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠，推管內(nèi)徑與型芯配合，外徑與模板配合，通常均采取間隙配合。小直徑推管取H8/f8，大直徑推管取H8/f7，如圖4.9所表示。圖4.9推管安裝圖（2）推管脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)：從推管強(qiáng)度和加工角度考慮，推管壁厚應(yīng)大于1.5mm，細(xì)小推管能夠作成階梯形，推管內(nèi)徑和外徑在頂出時(shí)，不應(yīng)與型芯或模體摩擦，為此推管內(nèi)徑應(yīng)大于塑件內(nèi)徑，推管外徑應(yīng)小于塑件外徑，如圖4.9所表示。4.9.4H0.54L（）（4-9）＝10.71mm 式中：L—推桿對推板作用間距，參考模架取L取80mm；B—推板寬度，B=160mm；[]模板中心允許最大變形量，[]=0.065mm，[]取1/8塑件推出方向上尺寸公差推出方向上尺寸公差；=0.52mm。模具推板厚度為20mm4.10成型零件工作尺寸計(jì)算成型零件工作尺寸是指凹模和凸模直接組成塑件尺寸。凹、凸模工作尺寸精度直接影響塑件精度。該塑件有需要配合地方，所以對尺寸要求比較高，但因?yàn)樵撍芗皇且?guī)則圓柱形，其基本線條是由5段圓弧組成，如圖4.10所表示：圖4.10塑件基本尺寸忽略頂尖圓角影響，現(xiàn)在只考慮剩下4段圓弧，因?yàn)槭菍ΨQ結(jié)構(gòu)，所以只要確保其中二分之一精度尺寸就能夠確保整個(gè)塑件在配合處尺寸（即近似把塑件當(dāng)成兩個(gè)規(guī)則圓柱形組合體）。本設(shè)計(jì)采取平均值法對成型零件工作尺寸進(jìn)行計(jì)算4.10.1凹凹模是成型塑件外形模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模磨損會(huì)使包容尺寸逐步變大。所以，為了使得模具磨損留有修模余地，以及裝配需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，包容尺寸盡可能取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。模具工作尺寸與塑件尺寸關(guān)系如圖4.11(a,b,c)所表示：（1）凹模徑向尺寸計(jì)算：Lm1=[(1+S)Ls1－]（4-10） =58.23mm凹模尺寸如圖4-11圖4.11a圖4.11b塑件式中：Lm1—以R29.12加工時(shí)凹模徑向尺寸；Ls1—在R29.12弧段塑件徑向尺寸,為58.24；—塑件公差值；塑件尺寸公差依照GB/T14486——1993模塑件尺寸公差表取MT2——B級(jí)，由尺寸段決定值大??；—制造公差，=；S—塑件平均收縮率，S=0.005。Lm2=[(1+S)Ls2－]（4-11） =114.66mm式中：Lm2—以R57.24加工時(shí)凹模徑向尺寸；Ls2—在R57.24弧段塑件凹模徑向尺寸，為114.48。（2）凹模深度尺寸計(jì)算：Hm=[(1+S)Hs－2/3] =14.78mm式中：Hs—塑件高度尺寸，Hs=14.89mm同理，對凸模計(jì)算也依葫蘆畫瓢，得出凸模徑向尺寸LM2為111.42mm；凸模高度尺寸HM為13.54mm，注意是計(jì)算中要減去塑件壁厚型芯理論高度Hs為13.29。如圖圖4.11c4.10.模具上中心距尺寸與制品上中心距公差標(biāo)注均采取雙向等值公差和表示。另外，在中心距尺寸計(jì)算中不考慮磨損量，如上圖4-11c所表示。L=[(1+S)L中心]（4-16）=12.060.09mm式中L—模具中心距尺寸；L中心塑件中心距尺寸，L=12mm4.10.3La=[(1+S)L公－χ]/3式子中L公為塑件徑向公稱尺寸，這里取119mm和101.08mm，χ為修正系數(shù)，伴隨塑件尺寸改變也取值不一樣，通常取0.5-0.75,S取0.7，帶入上式，能夠求出La1=119.53mm，La2=101.4mm。至于高度等于凹凸模計(jì)算差不度，不再詳細(xì)作答，最終，按照經(jīng)驗(yàn)，其長和寬分別取180mm和302mm，就能確保模具強(qiáng)度。4.11排氣設(shè)計(jì)在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有空氣外，還有塑料含有水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放氣體等；這些氣體假如不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時(shí)，還會(huì)因?yàn)闅怏w被壓縮而產(chǎn)生高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺點(diǎn)。模具排氣能夠利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等間隙排氣。PS料推薦排氣槽深度為0.02。4.11.1通常，選擇排氣槽開設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵照以下標(biāo)準(zhǔn)：（1）排氣口不能正對操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故；（2）最好開設(shè)在分型面上，假如產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出；（3）最好設(shè)在凹模上，方便于模具加工和清模方便；（4）開設(shè)在塑料熔體最終才能填充模腔部位，如流道或冷料穴終端；（5）開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@么部位最輕易形成熔接痕；（6）若型腔最終充滿部位不在分型面上，其附近又無可供排氣推桿或活動(dòng)型心時(shí)，可在型腔對應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)多孔金屬塊，以供排氣；（7）高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出；排氣槽開設(shè)位置尺寸如圖4.12所表示：圖4.12排氣槽位置4.12溫度調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計(jì)在注塑成型過程中，模具溫度直接影響到塑件成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因?yàn)楦鞣N塑料性能和成型工藝要求不一樣，模具溫度要求也不一樣。普通模具通入常溫水進(jìn)行冷卻，經(jīng)過調(diào)整水流量就能夠調(diào)整模具溫度，縮短成型周期，能夠提升成型效率。PS推薦成型溫度為170~280℃，模具溫度為20~704.12.（1）依照塑料品種確定是對模具采取加熱方式還是冷卻方式。（2）希望模溫均一，塑件各部同時(shí)冷卻，以提升生產(chǎn)率和提升塑件質(zhì)量。（3）采取低模溫，快速，大流量通水冷卻效果通常比很好。（4）溫度調(diào)整系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單，加工輕易，成本低廉。從成型溫度和使用要求看，需要對該模具進(jìn)行冷卻，以提升生產(chǎn)率。4.12.（1）冷卻時(shí)間確實(shí)定在對冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對一些數(shù)據(jù)取值，方便對以后計(jì)算作出估算；依照前面資料，取閉模時(shí)間3S，開模時(shí)間3S，頂出時(shí)間2S，冷卻時(shí)間20.5S，保壓時(shí)間10S，總周期為40S。其中，保壓時(shí)間確實(shí)定有經(jīng)驗(yàn)公式可遵照：T保=0.3（S+2S）S塑件平均壁厚，S取3mm=6.3（S） 若依照前面資料，PS保壓時(shí)間在15~40S之間，計(jì)算結(jié)果顯然是不符合，但依照實(shí)際生產(chǎn)資料表明，以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值為依據(jù)會(huì)愈加好，這是取保壓時(shí)間為10S原因。冷卻時(shí)間，依塑料種類，塑件壁厚而異，參考經(jīng)驗(yàn)推薦值，制件平均壁厚取3mm，對應(yīng)經(jīng)驗(yàn)冷卻時(shí)間t=20.5S，取t=20.5S。（2）塑料熔體釋放熱量Q1=nGC(t－t)（4-18）=1337.76KJ/h 式中:n—每小時(shí)注射次：n=90（次）；G每次注射量(KG)G=73.95×10；Cs—塑料比熱容(KJ/KG·)，Cs=1.34；t熔融塑料進(jìn)入型腔溫度，t=210℃；t塑件脫模溫度，t=60℃。（3）高溫噴嘴向模具接觸傳熱Q2=3.6A(t－t)（4-19）=101.28KJ/h式中:Az—注塑機(jī)噴嘴頭與模具接觸面積（m），Az=1256×10m；金屬傳熱系數(shù)=140(W/m℃)；t2—模具平均溫度t2=50℃t1—熔融塑料進(jìn)入型腔溫度t1=210℃Az=4R=1256×10mR注塑機(jī)噴嘴球半徑，R=10mm（4）注射模經(jīng)過自然冷卻傳導(dǎo)走熱量 ①對流傳熱：Q對=h?A(t－t)（4-20）=160KJ/h式中：h1—傳熱系數(shù)（KJ/m?h?℃），h1=5.35；Am—兩個(gè)分型面和四個(gè)側(cè)面面積，Am=0.321；t2—模具平均溫度，t2=50℃t3—室溫，t3=20℃h=4.187(0.25+)=5.35Am=（Am1）+(Am2)?n=0.29Am1=2BL=0.22Am2=4BH=0.16B模具寬度B=270mm；開模率n==0.45②輻射散發(fā)熱量Q輻=20.8A?[()－()]（4-21）=105.3KJ/h 式中：—輻射率，通常表面=0.8~0.9；Am2=0.16；③工作臺(tái)散發(fā)熱量Q臺(tái)=h?A接(t－t)h（4-22）=1927.68KJ/h式中：傳熱系數(shù)；h2=502KJ/(mh℃)；A接模具與工作臺(tái)接觸面積m，A接=0.12；A接=bl=0.128模具與工作臺(tái)接觸寬度b=320mm模具與工作臺(tái)接觸長度l=400mm從計(jì)算結(jié)果看，工作臺(tái)散發(fā)熱量比塑料熔體釋放熱量還多，也就是模具不需要冷卻系統(tǒng)就能很好達(dá)成冷卻效果，這顯然不符合實(shí)際，說明了Q計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，或者是前面一些地方取值不合理。從Q對和Q輻計(jì)算來看，三者值應(yīng)該相差不大，但關(guān)于Q臺(tái)計(jì)算參考資料極少，因?yàn)楹唵斡?jì)算是以塑料熔體釋放出熱量Q1為總熱量，全部由冷卻介質(zhì)帶走，依照實(shí)際情況，這些熱量應(yīng)分別由凹模和型芯冷卻系統(tǒng)帶走，試驗(yàn)表明，約1/3熱量被凹模帶走，其余由型芯帶走。模具應(yīng)由冷卻系統(tǒng)帶走熱量：Q冷=（Q1+Q2）－（Q對+Q輻+Q臺(tái)）（4-23）因?yàn)楝F(xiàn)在無法得到Q正確值，所以計(jì)算以簡單計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，取Q=Q。（5）冷卻系統(tǒng)計(jì)算 ①每次需要注射量G=84.75×10（KG） ②確定生產(chǎn)周期t=40（S） ③塑料單位熱流量Q=280~350；取Q=300（KJ/h） ④每小時(shí)注射次數(shù)n=90 ⑤每小時(shí)注射量90×84.75×10=7.63（KG） ⑥型腔內(nèi)發(fā)出總熱量 Q凹=nGQs=2289（KJ/h）從計(jì)算結(jié)果看，Q凹Q1，因?yàn)镼1包括原因較多，所以應(yīng)該要取Q凹來計(jì)算，那么，(t－t)值就要重新確定，約為224℃，依照T成型溫度200~250℃；TE脫模溫度60~100℃；T模具溫度40~60；要達(dá)成(t－t)=224℃是達(dá)不到，依照Q凹=nGQ，nG確定后不變，Qs為常量，所以我們要提升成型溫度T才可能達(dá)成Q凹熱量。Ts=224+60=284這顯然超出了表所給取值范圍，但假如不這么取值則顯得自相矛盾。（6）凹模冷卻系統(tǒng)計(jì)算①體積流量計(jì)算Q凹=40%Q總=915.6(KJ/h)q= （4-24）=0.73×10(m/min)式中：—水密度10KG/m；C—水比熱容4.187×10J/KG℃；T出—水管出口溫度，T出取25℃T進(jìn)—水管入口溫度，T進(jìn)取20℃②冷卻水管平均流速：V平均=（4-25）=0.24(m/s)式中：q—凹模冷卻水體積流量，q=0.73×10m/min；D—冷卻水管直徑，取d=8mm。從表查得資料表明，管徑為8冷卻水管所對應(yīng)最低流速為1.66m/s時(shí)才能達(dá)成湍流狀態(tài)，不過因?yàn)轶w積流量q沒有在表取值范圍內(nèi)，所以造成了V偏小，假如要達(dá)成湍流狀態(tài)，能夠增大致積流量和減小冷卻水管直徑，不過，冷卻目標(biāo)就是為了讓制品快速冷卻，提升生產(chǎn)率，同時(shí)改變制品力學(xué)性能，為了達(dá)成湍流而增大致積流量是沒有意義，因?yàn)樵赩較小，既層流時(shí)就能夠達(dá)成冷卻效果。③冷卻水管壁與水交界面?zhèn)鳠崮は禂?shù)=（4-26）=1601(w/mk)式中：與冷卻介質(zhì)溫度關(guān)于物理系數(shù)，取7.6。④凹模冷卻管傳熱面積A=（4-27）=5.8×10(m)式中：T—模具與冷卻介質(zhì)平均溫度，T=27.5℃。Tθ=TM－（T出+T進(jìn)）/2=22.5℃⑤冷卻水孔總長LL=（4-28）=0.23m⑥模具上應(yīng)開設(shè)冷卻水孔數(shù) n=L/B=0.77(根) 取1根式中：B模具寬度，B=0.3m。⑦冷卻水流動(dòng)狀態(tài)校核R=（4-29）=1920＜10式中：R—雷諾數(shù)；—水運(yùn)動(dòng)粘度，=1×10（m/s）；⑧進(jìn)出口溫差校核T－T=（4-30）=5.04校核結(jié)果與預(yù)期一樣，說明實(shí)際應(yīng)用正確。到此，整個(gè)研究得到驗(yàn)證，設(shè)計(jì)任務(wù)完成。結(jié)論本設(shè)計(jì)首先說明了塑料工業(yè)主要地位和當(dāng)今注塑模具現(xiàn)實(shí)狀況，伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展，塑料工業(yè)將繼續(xù)展現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。其次介紹了注塑件通常設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對塑件特征如倒圓角、加強(qiáng)筋等做了說明，從實(shí)際來看，幾乎全部注塑件都遵照這些標(biāo)準(zhǔn)。在做好注塑成型準(zhǔn)備工作之后，接著介紹了模具設(shè)計(jì)內(nèi)容，冷流道注塑模具無外乎包含四大系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)整系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中依照經(jīng)驗(yàn)公式取流道橫截面形狀，確定澆口尺寸，對流道剪切速率進(jìn)行校核；溫度調(diào)整系統(tǒng)說明了設(shè)計(jì)通常步驟，確定冷卻時(shí)間，計(jì)算體積流量等；頂出系統(tǒng)著重說明了推桿，推管安裝要求，并進(jìn)行強(qiáng)度校核；該模具屬于簡單脫模機(jī)構(gòu)，無滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，也無開模先后次序要求，做完這些工作之后