畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-圓形筆筒模具設(shè)計(jì)

華南理工大學(xué)廣州學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文PAGE28本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書一種圓形筆筒模具設(shè)計(jì)學(xué)院華南理工大學(xué)廣州學(xué)院專業(yè)班級(jí)XXXXXXXX學(xué)生姓名XXXXXXXX學(xué)生學(xué)號(hào)XXXXXXXX指導(dǎo)教師XXXXXXXX提交日期2015年華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書PAGEPAGE17華南理工大學(xué)廣州學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完全了解華南理工大學(xué)廣州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：按照有關(guān)要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；華南理工大學(xué)廣州學(xué)院圖書館有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；可以采用復(fù)印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的的前提下，可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日指導(dǎo)教師簽名：日期：年月作者聯(lián)系電話：電子郵箱：摘要根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，選擇塑件制件尺寸。本模具采用一模4件，邊澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天80XB型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說(shuō)明書，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。按國(guó)家職業(yè)定義，模具設(shè)計(jì)是：從事企業(yè)模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)，包括型腔模與冷沖模，在傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，充分應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)工具，提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短模具設(shè)計(jì)周期的人員。模具，是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過(guò)一定方式使材料成型的一種工業(yè)產(chǎn)品，同時(shí)也是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工具。大到飛機(jī)、汽車，小到茶杯、釘子，幾乎所有的工業(yè)產(chǎn)品都必須依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率是任何其它加工方法所不能比擬的。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力。所以模具又有“工業(yè)之母”的榮譽(yù)稱號(hào)。模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)德、智、體、美等方面全面發(fā)展，具有良好的職業(yè)素質(zhì)，面向制造行業(yè)，從事模具設(shè)計(jì)、模具加工工藝編制、沖壓和塑料成型加工、數(shù)控機(jī)床的操作以及生產(chǎn)管理等工作的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。體現(xiàn)為制造方面達(dá)到模具制造的補(bǔ)師水平，設(shè)計(jì)方面達(dá)到助理設(shè)計(jì)師的水平

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；模具設(shè)計(jì)；CAD繪制二維圖；UG繪制3D圖，注射機(jī)的選PPtractAccordingtotherequirementsoftheplasticproducts,understandtheuseofplasticparts,thispaperanalyzesthetechnologyofplasticparts,suchassizeprecisiontechnicalrequirements,chooseplasticsproductsize.Thismouldadoptstheexactlya,pointgatefeeding,injectionmachineadoptstheHaitian80XBmodel,setting,coolingsystem,CADandUGdraw2dassemblyfigureandpartsgraph,selectingmouldreasonableprocessingmethod.Attachinstruction,tousethewordsofthesystembriefly,conciseschematicdiagramandthecalculationandanalysisofplasticparts,thusmakingreasonablemolddesign.Accordingtothenationalprofessionaldefinition,moulddesignis:engagedintheenterprisemoulddigitaldesign,includingtypecolddiecavityand,inthetraditionalmolddesign,andonthebasisofmakingfulluseofdigitaldesigntools,improvethediedesignquality,shortenthediedesigncycleofpersonnel.Mold,aspecialtypeofstructurethroughcertainwaymakesmaterialmoldingofakindofindustrialproduct,butalsocanhavecertainbulkproductionoutofshapeandsizeoftherequirementsofindustrialproductspartsaproductiontools.Bigtoairplanes,cars,smalltoteacup,nail,almostalloftheindustrialproductsmustrelyonmolds.Withmoldproductionpartshavehighprecision,highconsistencyandhighproductivityisanyotherprocessingmethodcanmatch.Mouldtoagreatextentdeterminethequalityofproductsandtheefficiencyandtheabilityofnewproductdevelopment.Sodieand\"themotherofindustrial\"honorarytitle.Keywords:mechanicaldesign;Moulddesign;CADdrawing2dfigure;UGrendering3Dmap,moldflowanalysis,injectionmachineofchoice目錄摘要 2PPtract 3前言 6第1章緒論 71.1模具在加工工業(yè)中的地位 71.2模具的發(fā)展趨勢(shì) 81.3設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用 9第2章塑料材料分析 92．1塑料材料的基本特性 92．2塑件材料成型性能 102．3塑件材料主要用途 10第3章圓形筆筒模具設(shè)計(jì) 103.1注射模設(shè)計(jì)的基本步驟 103.2制品分析 113.3筆筒原料（PP）的成型特性與工藝參數(shù) 123.4模具設(shè)計(jì) 143.4.1注射機(jī)選擇[1] 14注射機(jī)的初步確定 15注射機(jī)相關(guān)參數(shù) 163.4.2模具結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程 183.4.3澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 213.4.4成型零部件設(shè)計(jì)與尺寸計(jì)算 283.4.5分型面及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 303.4.6模架的選擇 313.4.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 323.4.8.脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 333.4.9溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 353.4.10模具的裝配 42總結(jié) 44致謝 45參考文獻(xiàn) 46前言光陰似梭，大學(xué)四年的學(xué)習(xí)一晃而過(guò)，為具體的檢驗(yàn)大學(xué)的學(xué)習(xí)成果，綜合檢測(cè)理論在實(shí)際應(yīng)用中的能力，除了平時(shí)的考試、實(shí)驗(yàn)測(cè)試外，更重要的是理論聯(lián)系實(shí)際，即此次設(shè)計(jì)的課題為《塑料萬(wàn)向單向閥的設(shè)計(jì)》注塑模具。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題部件，應(yīng)用專一，但成型難度大，對(duì)模具工作人員是一個(gè)很好的考驗(yàn)。它能加強(qiáng)對(duì)塑料模具成型原理的理解，同時(shí)鍛煉對(duì)塑料成型模具的設(shè)計(jì)和制造能力。本次設(shè)計(jì)以大口徑筆筒為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后到模具零件的加工方法，模具的裝配等一系列模具生產(chǎn)過(guò)程，能起到很好的學(xué)習(xí)致用效果。在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，模具設(shè)計(jì)中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件，把以前學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課程綜合應(yīng)用到本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，在設(shè)計(jì)中除使用傳統(tǒng)方法外，同時(shí)引用了CAD、UG、Pro/E等專業(yè)制圖軟件，使用Office辦公軟件，力求達(dá)到減小勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率的目的。本次設(shè)計(jì)非常感謝各位專業(yè)老師的精心教誨和各位同學(xué)的幫助。由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論技術(shù)有限，設(shè)計(jì)過(guò)程中的不足和錯(cuò)誤在所難免，希望各位老師批評(píng)指正。第1章緒論1.1模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具，例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對(duì)模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過(guò)程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開模、合模的過(guò)程和取制件過(guò)程中的手工勞動(dòng)，為此，常采用自動(dòng)開合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落。另外，模具對(duì)制品的成本也有影響，當(dāng)批量不大時(shí)，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡(jiǎn)單的模具，以降低成本。現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對(duì)實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的，由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來(lái)越高的要求，模具制造也不斷向前發(fā)展！1.2模具的發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)，模具增長(zhǎng)十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來(lái)越大。從模具設(shè)計(jì)和制造角度來(lái)看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面：（1）加深理論研究：在模具設(shè)計(jì)中，對(duì)工藝原理的研究越來(lái)越深入，模具設(shè)計(jì)已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計(jì)各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。（2）高效率、自動(dòng)化：大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動(dòng)化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。（3）大型、超小型及高精度：由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。（4）革新模具制造工藝：在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進(jìn)，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。（5）標(biāo)準(zhǔn)化：開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。1.3設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用通過(guò)對(duì)模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過(guò)程中對(duì)模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識(shí)，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。第2章塑料材料分析2．1塑料材料的基本特性PP是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使PP具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使PP有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使PP堅(jiān)韌，苯乙烯使PP有良好的加工性和染色性能。PP價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。PP無(wú)毒，無(wú)氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)PP幾乎沒(méi)有影響，PP不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液。PP表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時(shí)會(huì)引起應(yīng)力開裂，PP有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下PP易變硬發(fā)脆。PP的性能指標(biāo)：密度1.02——1.05（），收縮率，熔點(diǎn)，彎曲強(qiáng)度80Mpa，拉伸強(qiáng)度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強(qiáng)度1839Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)，收縮率范圍內(nèi)。PP的熱變形溫度為93118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。PP在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100℃的溫度范圍內(nèi)使用。2．2塑件材料成型性能PP易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；PP在升溫時(shí)黏度增高，黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用點(diǎn)澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響及小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080。PP比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。。2．3塑件材料主要用途PP在機(jī)械工業(yè)上用來(lái)制造空調(diào)渦輪、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫(kù)和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用PP制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用PP夾層板制小轎車車身。PP還可用來(lái)制造水表殼，紡織器材及家具等。第3章圓形筆筒模具設(shè)計(jì)3.1注射模設(shè)計(jì)的基本步驟注射模設(shè)計(jì)主要有以下幾個(gè)基本步驟完成[1]：（1）模具結(jié)構(gòu)型式及注射機(jī)的初步確定：這其中包括對(duì)塑料制品的可行性分析以及計(jì)算所需的物料質(zhì)量和體積，還有分型面的確定、型腔數(shù)量、注射機(jī)的選擇及其校核等方面。（2）澆注系統(tǒng)：將熔融塑料由注射機(jī)噴嘴引向閉合型腔的通道稱為澆注系統(tǒng)，它對(duì)熔體沖模時(shí)流動(dòng)特性以及注射成型質(zhì)量具有重要影響。通常由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成；（3）合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：通常由導(dǎo)柱和導(dǎo)套（或?qū)蚩祝┙M成，它用于確定動(dòng)模與定模合模時(shí)的相對(duì)位置，以確保動(dòng)模與定模準(zhǔn)確對(duì)合，保證制品形狀和尺寸的精確度。（4）成型零部件：通常由型芯和凹模組成，決定塑件的形狀和尺寸，包括對(duì)工作尺寸的計(jì)算；（5）側(cè)向分型與側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)：當(dāng)塑料制品帶有側(cè)凹或側(cè)孔時(shí)，在開模頂出制品之前，必須先進(jìn)行側(cè)向分型，即從制品中拔出成型側(cè)凹或側(cè)孔的掰合模塊或側(cè)向型芯，然后方能順利脫模。側(cè)向分型或側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)就是為了實(shí)現(xiàn)這類功能而設(shè)置的一套側(cè)向運(yùn)動(dòng)裝置；（6）推出（頂出）機(jī)構(gòu)：在開模過(guò)程中，將塑件及澆注系統(tǒng)凝料從模具中推出或頂出。通常由推桿、推桿固定板、推板、主流道拉料桿、復(fù)位桿以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成。（7）排氣系統(tǒng)：用以將成型過(guò)程中的氣體充分排除，以避免造成成型缺陷；（8）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)：模具成型過(guò)程中，模具溫度會(huì)直接影響到所料熔體的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量，其中包括模具的加熱，冷卻系統(tǒng)的排列及具體形式、尺寸，冷卻元件的選用等；3.2制品分析制品的三維圖如1所示：圖1制品三維圖制品外表簡(jiǎn)單，但是內(nèi)部的擋水板圈的精度要求很高，必須能和硅膠圈有較好的密封性能，不能有毛糙等之處。管件注塑材料選用PP，成型收縮率:0.1-0.4%，在注塑成型過(guò)程中因?yàn)楸诠战翘幍氖芰Σ痪鶆蛟斐闪耸湛s率的不一致，這樣就只能通過(guò)有效的控制模具溫度來(lái)調(diào)節(jié)收縮率。由于管件的主體起到固定作用，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是很關(guān)鍵的部分，就相應(yīng)的給注塑帶來(lái)了一定的難度。(1)分型面應(yīng)取其投影面最大位置,即是兩條中心線所構(gòu)成的平面(圖1主視圖剖切面位置),因此模具需要采用四向側(cè)向抽芯。(2)使用一模一腔單分型面結(jié)構(gòu),由四個(gè)活動(dòng)型芯成型塑件的內(nèi)表面,其中三個(gè)選用液壓抽芯，另一側(cè)抽選用斜導(dǎo)柱抽芯,合模時(shí),由動(dòng)模上的楔緊塊將其鎖緊,同時(shí)斜滑塊都限制在各自的導(dǎo)軌上移動(dòng)。(3)考慮到澆注系統(tǒng)冷料情況以及PP塑料的特性,該塑件采用點(diǎn)澆口較為合理,。(4)由于對(duì)于制品的外觀要求的不是很高，所以采用推桿推出的傳統(tǒng)的頂出機(jī)構(gòu)。(5)由于采用三向側(cè)抽芯機(jī)構(gòu),型芯之間會(huì)發(fā)生動(dòng)作干涉,關(guān)鍵要設(shè)計(jì)一個(gè)液壓系統(tǒng)來(lái)控制三個(gè)油缸的動(dòng)作順序，同時(shí)應(yīng)注意開合模側(cè)抽芯動(dòng)作的先后順序，同時(shí)用彈簧機(jī)構(gòu)避免斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)復(fù)位是發(fā)生干涉等類似的情況發(fā)生。(6)塑件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，很多轉(zhuǎn)角，故冷卻不均是必然的，綜合考慮了側(cè)抽跟模具的具體結(jié)構(gòu)，選擇分別對(duì)塑件兩側(cè)進(jìn)行冷卻，由于塑件形狀不規(guī)整，動(dòng)定模板冷卻水道略有差異。(7)塑料PP在成型過(guò)程中,由于高溫下容易分解,析出的氣體對(duì)模具材料表面產(chǎn)生腐蝕作用。同時(shí)加入約30%的CaCO3填充劑,對(duì)模具材料的磨損較為嚴(yán)重,模具材料選用18Ni250,而且進(jìn)行表面氮化或鍍硬Cr處理[2]。3.3筆筒原料（PP）的成型特性與工藝參數(shù)聚氯乙烯的主要特點(diǎn)是電性能好,耐酸堿力極強(qiáng),化學(xué)穩(wěn)定性好，有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊能力，可單獨(dú)用做結(jié)構(gòu)材料[3]。制品原料為聚氯乙烯（PP），其為無(wú)定型聚合物，具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和透明性，電絕緣性能優(yōu)良。在加工過(guò)程中，如果含有水分，會(huì)使制品表面缺乏光澤，產(chǎn)生細(xì)微的氣泡，從而降低制品的力學(xué)性能和電性能，模體內(nèi)成型前最好將物料進(jìn)行干燥。PP加工性能差，融化速度慢，可用螺桿注射機(jī)成型。噴嘴用直通式或自鎖式，但應(yīng)防止飛邊。宜采用高料溫、高模溫、高壓注射壓力，延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔、變形[4]。PP的主要性能及加工工藝參數(shù)如下[5]：物理性能：密度 1.38～1.50g/cm3比體積 0.69～0.74cm3/g吸水率（24小時(shí)長(zhǎng)時(shí)期） 0.07～0.4%熱性能：熔點(diǎn)℃175～200熱變性溫度：（0.46Mpa）/℃ 67～82收縮率 0.1～0.4%燃燒性 難燃熱變形溫度45N/cm80～175彎曲強(qiáng)度/Mpa80～110拉伸強(qiáng)度/Mpa40～60拉伸彈性模量/GPa2.5～4.2彎曲彈性模量/Gpa2.1～3.5壓縮強(qiáng)度/Mpa5.0～9.0缺口沖擊強(qiáng)度/kJ/㎡2.5～5.1沖擊韌度（懸臂梁缺口） 58KJ/m2硬度/HRD65～85布氏硬度HB R110～120電氣性能：體積電阻率/Ωcm1012～1016介電常數(shù)（60Hz） 3.2～4.0介電損耗角正切（60Hz） 0.07～0.02耐電弧性/s 60～80化學(xué)性能：日光及氣候影響：受日光的作用易產(chǎn)生光降解變色，變色的程度取決于聚合物的降解程度，顏色從白色到粉色、淺黃色、褐色、紅棕色、紅黑色和黑色不斷變化。耐酸性及對(duì)鹽溶液的穩(wěn)定性：能耐有機(jī)酸、鹽等水溶液耐堿性：對(duì)堿類化合物穩(wěn)定耐油性：對(duì)汽油、礦物油等穩(wěn)定耐有機(jī)溶劑性：受許多烴類、酮類、高級(jí)脂肪族侵蝕而軟化或溶體，對(duì)醇類穩(wěn)定。成型條件：注射機(jī)類型 螺桿式密度 1.38～1.50g/cm3收縮率 0.1～0.4%預(yù)熱：溫度 70～90℃時(shí)間 4～6h料筒的溫度：后段 160～170℃中段 165～180℃前段 179～190℃噴嘴溫度 179～190℃模具溫度 30～60℃注射壓力 80～120Mpa注射時(shí)間 15～60s保壓時(shí)間 5～10s冷卻時(shí)間 15～60s總周期 35～130s螺桿轉(zhuǎn)速 78r/min適用注塑機(jī)類型 螺桿注射機(jī)3.4模具設(shè)計(jì)3.4.1注射機(jī)選擇[1]估算塑件體積使用PRO/E軟件畫出三維實(shí)體圖，自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形澆道凝料和塑件的體積。體積核算得知V=217.11cm3，曲面面積=115.35cm3，質(zhì)量=303.95g.該產(chǎn)品材料為PP，查書本得知其密度為1.38-1.50g/cm3，收縮率為0.1-0.4﹪，為求實(shí)際生產(chǎn)的最大理論差值，計(jì)算時(shí)平均密度取為1.40g/cm3，平均收縮率為0.4﹪。注射機(jī)的初步確定（1）根據(jù)注射量選擇注射機(jī)[6]：模具在工作時(shí)的實(shí)際用料量（V）應(yīng)為注射機(jī)最大注射量（Vmax）的25%~80%。即0.25Vmax≤V≤0.8Vmax（3-1）用料量：V=nV1+V2 （3-2）式中V—模具要求的實(shí)際用料體積，cm3 V1—制品體積（單個(gè)型腔容積），cm3 V2—料把體積（澆注系統(tǒng)容積），cm3 n—模具型腔數(shù)由Pro/E計(jì)算得出V1=217.11cm3V2=8.83cm3∴V=217.11+8.83=225.95cm3225.95/0.25=903.3cm3225.95/0.8=282.4cm3所以注射機(jī)的注射量應(yīng)在282.4～903.3cm3之間（2）根據(jù)注射壓力選擇注機(jī)：由上節(jié)可知PP的注射壓力為80～120Mpa，所以注射機(jī)的注射壓力應(yīng)大于120Mpa。（3）根據(jù)模具工作時(shí)的脹模力選擇注射機(jī)：按下式選擇注射機(jī)的鎖模力： F≥P （3-3）式中 F－注射機(jī)的標(biāo)定鎖模力，kN；P－模具工作時(shí)的脹模力，kN；脹模力主要來(lái)自于模內(nèi)物料的反壓力，通?？捎孟率接?jì)算。 P=0.1·PmA （3-4）式中 P－脹模力，kNPm－模腔壓力，MPa（常取20~50Mpa）A－型腔及流道在分型面上的總投影面積，cm2取Pm=50Mpa ∴P=0.1·PmA=0.1×50×115.35=576.75kN假設(shè)模具脹模力增加15%，則115%·P=663.26kN所以注射機(jī)的鎖模力應(yīng)大于663.26kN。綜合以上參數(shù)并考慮到本套模具總體厚度較一般的模具厚，初步選擇注射機(jī)型號(hào)為SZG-500/200。注射機(jī)相關(guān)參數(shù)表3-1注射機(jī)相關(guān)參數(shù)[7]項(xiàng)目SZG-500/200注射裝置螺桿直徑mmФ55螺桿長(zhǎng)徑比L/D20.2理論注射容積cm3500實(shí)際注射質(zhì)量（PP）g實(shí)際注射質(zhì)量oz注射速率g/s173塑化能力g/s注射壓力Mpa110螺桿轉(zhuǎn)速r/min0～180合模裝置鎖模力KN2000移模行程mm500拉桿有效間距mm570×570最大模厚mm500最小模厚mm280頂出行程mm頂出力KN其它油泵最大壓力MPa16料筒加熱功率KW10.5油泵電機(jī)功率KW15外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）mm機(jī)器重量（約）t數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)塑料行業(yè)網(wǎng)（）圖3-2注射機(jī)噴嘴及開模行程距離尺寸◆最大注射壓力的校核[5]筆筒的設(shè)計(jì)材料為PP，所需注射為80-130MPa，而所選注射機(jī)壓力為200MPa，所以注射壓力符合要求?！糇畲笞⑺芰康男：俗⑸鋭┑睦碚撟⑸淞渴?00cm3，所以M=500×1.4=700g通過(guò)SolidWorks建模分析，塑件質(zhì)量M1為303.95g。凝道的質(zhì)量M2未知，按照塑件質(zhì)量的0.6計(jì)算，所以注射量為M=303.95×1.6=486.32g＜700g，符合要求。◆鎖模力的計(jì)算流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A2在模具設(shè)計(jì)上是未知數(shù)，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，A2是每個(gè)塑件在分型面上的投影A1的0.2—0.5倍，軟件計(jì)算出筆筒的曲面面積是115.35cm2，所以A1=115.35cm2A=nA1+A2=1.6×115.35=184.56cm2所以F=A×P型=184.56×30=5536.8KN，選定的注塑機(jī)的壓力為20000KN，滿足要求?！糇⑸鋲毫Φ男：薖e>=k×Po=1.25×120=150Mpa注射壓力校核合格。3.4.2模具結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程總體結(jié)構(gòu)圖2模具總體結(jié)構(gòu)圖3模具總體結(jié)構(gòu)圖4模具總體結(jié)構(gòu)1定模座板2墊板3拉桿導(dǎo)柱4復(fù)位桿5圓柱壓縮彈簧Ⅰ6動(dòng)模板7帶頭導(dǎo)柱8帶頭導(dǎo)套9定模板10帶頭導(dǎo)套11直導(dǎo)套12推料板13定模座板14頂出套15內(nèi)六角圓柱頭螺釘M10×7216圓柱壓縮彈簧30×4017圓形拉模扣Φ1618定距拉桿19推板導(dǎo)柱20限位塊21內(nèi)六角圓柱頭螺釘M8×2022推板導(dǎo)套23推桿固定板24推板25動(dòng)模型腔26水嘴27液壓抽芯系統(tǒng)28側(cè)型芯壓緊塊Ⅰ29側(cè)型芯固定塊30楔緊塊Ⅰ31側(cè)型芯Ⅰ32內(nèi)六角圓柱頭螺M10×4533定模型腔34內(nèi)六角圓柱頭螺釘M8×4535內(nèi)六角圓柱頭螺M10×4536楔緊塊Ⅱ37側(cè)型芯Ⅱ38側(cè)型芯壓緊塊Ⅱ39內(nèi)六角圓柱頭螺釘M8×7540內(nèi)六角圓柱頭螺釘M16×19441內(nèi)六角圓柱頭螺釘M12×2942限位螺釘Φ1643內(nèi)六角圓柱頭螺釘M8×4044支撐柱AΦ25×16045推桿Ⅰ46側(cè)型芯壓緊塊Ⅲ47楔緊塊Ⅲ48側(cè)型芯Ⅲ49內(nèi)六角圓柱頭螺M10×4550拉料桿51澆口套52，53內(nèi)六角圓柱頭螺釘M6×1554定位圈55內(nèi)六角圓柱頭螺釘M8×2056斜導(dǎo)柱固定塊57內(nèi)六角圓柱頭螺釘M6×2058滑塊59側(cè)型芯Ⅳ60內(nèi)六角圓柱頭螺釘M5×561圓柱壓縮彈簧12×6×3562斜導(dǎo)柱63推桿Ⅱ開模過(guò)程分析注射、保壓、冷卻后，解除鎖模力，模具開啟。開模時(shí)，模具的在16圓柱壓縮彈簧作用，分型面Ⅰ打開，除定模模部分（9、13）以外所有部分隨注射機(jī)的動(dòng)模固定板一起沿開模方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定距離，在定距拉桿18到一定距離后帶動(dòng)頂出套14向下運(yùn)動(dòng)，向下頂出定模板9，分型面Ⅱ打開，脫出料把，由于尼龍圓形拉模扣機(jī)構(gòu)17的作用，此時(shí)與動(dòng)模板6還未分開，在開模方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)拉力大于圓形拉?？蹤C(jī)構(gòu)的摩擦力時(shí)，動(dòng)模板6分開，分型面Ⅲ打開，邊開模斜導(dǎo)柱進(jìn)行抽芯，當(dāng)抽芯完畢后，三個(gè)液壓抽芯開始進(jìn)行抽芯！抽芯完畢后，在推桿45、63的作用下推出制品！合模過(guò)程分析制品順利脫出后，模具閉合。首先，在圓柱壓縮彈簧Ⅰ的作用下，在推板導(dǎo)柱19推板導(dǎo)套22的定位裝置的協(xié)同下，推桿45、63復(fù)位，同時(shí)三個(gè)液壓協(xié)同合模，斜導(dǎo)柱隨著合模機(jī)構(gòu)，定模板6合并，隨后和定模板閉合，分型面II閉合，在定距拉桿（18）的作用下，推動(dòng)板向上回復(fù)達(dá)到和定模板座板合并，各機(jī)構(gòu)完全復(fù)位后，合模過(guò)程完成，即可開始下一個(gè)成型周期。3.4.3澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明澆注系統(tǒng)是用來(lái)將注塑機(jī)噴嘴射出的塑料熔體導(dǎo)入模具型腔的物料通道，它可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)（熱流道）兩大類，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)得好壞對(duì)制品性能外觀和成形難易程度影響很大。一般采用以下原則[8]：(1)重點(diǎn)考慮型腔布局，有以下三點(diǎn)需注意：①盡可能采用平衡式布置，以便設(shè)置平衡式分流道；②型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象；③型腔排布盡可能緊湊，以減少外形尺寸。(2)熱量及壓力損失要?。粷沧⑾到y(tǒng)流程盡量短，截面尺寸盡可能大，彎折盡量少，表面粗糙度要低。(3)均衡進(jìn)料；盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔深處及角落，分流道盡可能采用平衡式布置。(4)塑料耗量要少；在滿足各型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少料把用料量或塑料在流道內(nèi)的儲(chǔ)存時(shí)間。(5)排氣良好；澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔各個(gè)角落，使型腔內(nèi)氣體能順利排出。(6)防止塑件出現(xiàn)缺陷；避免熔體出現(xiàn)充填不足或出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力、翹曲變形或尺寸偏差過(guò)大以及塑料流將嵌件沖壓位移或變形等各種成型不良現(xiàn)象。(7)塑件外觀質(zhì)量；根據(jù)塑件大小、形狀及技術(shù)要求，做到去除修整澆口方便，澆口痕跡無(wú)損塑件的美觀和使用。(8)生產(chǎn)效率；盡可能使塑件不進(jìn)行或少進(jìn)行加工，成型周期短，效率高。(9)塑料熔體流動(dòng)特性；大多數(shù)熱塑性塑料熔體的假塑性行為，應(yīng)予以充分利用。本設(shè)計(jì)采用加熱主流道和普通冷流道相結(jié)合的流道系統(tǒng)。如圖5所示。圖5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)剪切速率校核依據(jù)[9]在低剪切速率(<100/s)區(qū)，熔體呈現(xiàn)牛頓流體性質(zhì)，表觀黏度ηa較小，且的變化對(duì)ηa的影響較大，注射過(guò)程難以進(jìn)行和控制。而高剪切速率(>100000/s)區(qū)，熔體的表觀黏度ηa下降很大，并失去與的依賴關(guān)系，呈現(xiàn)出不再降低的趨勢(shì)，同時(shí)，熔體的流動(dòng)陷入一種紊亂流動(dòng)，出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象，使得塑件質(zhì)量顯著下降。以上2種情況都是注射成型過(guò)程中應(yīng)當(dāng)避免的情況。因此，注射成型過(guò)程中熔體的剪切速率應(yīng)控制在100～100000/s，公式(1)、(2)描述的便是該區(qū)間熔體流動(dòng)的流變學(xué)規(guī)律。主流道一般為圓錐形，其結(jié)構(gòu)參數(shù)主要受注塑機(jī)噴嘴和模具結(jié)構(gòu)與加工等因素的影響，結(jié)構(gòu)參數(shù)較為固定，這一段一般僅需校核一下在100～100000/s即可。

分流道主要是用于溝通主流道與澆口之間的通道，這段流道的一般取偏小值，這主要考慮到以下因素。首先，這段流道離主流道較近，溫度稍高。其次，這段流道若取偏大值，只能是提高注射速度或減小流道面積，前者注塑機(jī)難于實(shí)現(xiàn)，后者壓力損失太大，也不可取。第三，澆口處的較大，所以分流道區(qū)段的一般取100～1000/s即可。

澆口必須保證熔體能夠可靠的填充型腔，并在一定的時(shí)間后能夠及時(shí)地凝結(jié)澆口繼續(xù)保壓。這段流道的值一般取偏大值，其考慮的因素是，第一，要可靠填充，其熔體黏度就必須盡可能低，而高的值可以有效降低熔體黏度。第二，要及時(shí)地凝結(jié)澆口，則澆口面積就必須小，而在流量一定時(shí)，截面積的減小必然導(dǎo)致流速增加和剪切速率提高。第三，澆口已經(jīng)是分流道的末端，溫度損失已較大，高的值有利于熔體溫度的提高，對(duì)型腔內(nèi)熔體的充滿和熔接痕處的聯(lián)結(jié)牢固是有幫助的。因此，澆口處的剪切速率值一般取10000～100000/s。主流道的設(shè)計(jì)主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過(guò)的部位，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動(dòng)，開模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來(lái)，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對(duì)塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動(dòng)減斷。采用帶直流道與分流道的點(diǎn)澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設(shè)計(jì)成錐形，錐度為3，內(nèi)表面的粗糙度為Ra0.8微米,孔徑為0.9毫米。主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，因PP的流動(dòng)性不是很好，故其錐度取3度，過(guò)大會(huì)造成流速減慢，易成渦流，內(nèi)壁粗糙度為R0.8um。主流道大端呈圓角，其半徑取r=1～3mm,以減少流速轉(zhuǎn)向過(guò)渡的阻力，r=1mm.在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，否則會(huì)使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過(guò)多影響注射成形。為使熔融塑料完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑為r2=r1+(1～2),其小端直徑D=d+(0.5～1),凹坑深度常取3～4mm。在此模具中取r2=16mm。由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理，其大端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長(zhǎng)度H=10mm。同時(shí)需加熱，所以在主流道處采用電加熱以提高料溫。根據(jù)所選注射機(jī)，則主流道小端尺寸為：d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5--1）=3.5+0.5=4mm（3-5）主流道球面半徑為：SR=噴嘴球面半徑+（1--2）=20+2=22mm（3-6）主流道村套形式本設(shè)計(jì)雖然是小型模具。但是為了便于加工和縮短主流道長(zhǎng)度，村套和定位圈還是設(shè)計(jì)成分體式，主流道長(zhǎng)度取80，約等于定模板的厚度，村套如圖所示，材料采用T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC—57HRC。主流道凝料體積Q主=∏d^2L/4=∏/16（4+6.2）^2×80=1633.428mm3=1.64cm3（3-7）4)主流道剪切速率校核由經(jīng)驗(yàn)公式=3.3q/（∏R^3）=14750.7＜1×10^6（3-8）式中Q=q主+q分+q塑件=1.64+5.1+217.11+2.1=223.85=225.95cm3R=(4+6.2)/4=2.55mm，所以可行。分流道設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）.在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)度。（2）.分流道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。對(duì)于此模來(lái)說(shuō)在分流道上不須開設(shè)冷料井。（3）.分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。（4）.分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過(guò)度。分流道的長(zhǎng)度分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時(shí)減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。分流道的斷面分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。因PP的推薦斷面直徑為4.5～9.5(查表4-2)，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時(shí)因考慮加工的方便性。分流道應(yīng)考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動(dòng)阻力小，比表面和小等問(wèn)題，采用梯形的分流道，為了保證外形無(wú)澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時(shí)可隔斷注射壓力對(duì)型腔內(nèi)塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時(shí)它的效果與S澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補(bǔ)塑。1）第一分流道L1=60.24mm第二分流道L2=80mm2）凝料體積分流道截面積A1=∏R^2=3.14×()^2=63.585mm2（3-9）A2=a×b=35mm2凝料體積q1=80×63.585=5086.8mm3q2=35×60.24=2110mm3分流道剪切速率的校核由經(jīng)驗(yàn)公式=3.3q/（∏R^3）=217.16＞100，剪切速率校核合格。（3-10）式中q==7.21cm3R===0.279cmt注射時(shí)間，取1sA梯形面積（0.29cm2）c梯形周長(zhǎng)（1.3cm）澆口選擇澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09，澆口的長(zhǎng)度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取值1.59mm，然后在試模是逐步糾正。剪切速率的校核由經(jīng)驗(yàn)公式=4q/（∏R^3）==82238.4＜1×10^6，剪切速率校核合格當(dāng)塑料熔體通過(guò)澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。但澆口尺寸過(guò)小會(huì)使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口位置的選擇：（1）澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個(gè)型腔，同時(shí)流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們?cè)诳紤]塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。（2）澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。（3）澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進(jìn)料時(shí)頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點(diǎn)澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補(bǔ)縮，可避免縮孔、凹痕產(chǎn)生。（4）澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對(duì)接部位，它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會(huì)很多。流程不長(zhǎng)時(shí)應(yīng)盡量采用一個(gè)澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對(duì)于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過(guò)長(zhǎng)，熔接處料溫過(guò)低，熔接痕處強(qiáng)度低，會(huì)形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無(wú)熔接痕，而輪輻式澆口會(huì)使熔接痕產(chǎn)生。（5）澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長(zhǎng)型心或鑲件。因點(diǎn)澆口在脫開時(shí)會(huì)傷塑件的表面在這里是可以的，考慮到點(diǎn)澆口有利澆注系統(tǒng)的廢料和塑件的脫離，所以選取用點(diǎn)繞口。分流道與澆口的連接。在利用了Pro/E的塑料顧問(wèn)對(duì)其進(jìn)行模仿CAE的注塑之后選擇了更具優(yōu)勢(shì)的澆口，由于制品在外表面要求的精度不是很高，所以即使是在脫模的時(shí)候流在一定的澆口痕也不會(huì)影裝配。制品及澆道凝料的留模分析為了使制品和澆道凝料留在設(shè)有推出機(jī)構(gòu)的一側(cè)（定模板和動(dòng)模板上），作了如下設(shè)計(jì)：1．中間板上的型腔僅為成型制品上表面的曲面，而成型制品側(cè)邊、下表面和筋的部分則設(shè)置在了定、動(dòng)模板上的型芯上，由于制品成型冷卻后的包緊力，制品會(huì)留在型芯上。2．設(shè)置在定模板上的澆口也會(huì)在一定程度上保證制品及澆道凝料留在定、動(dòng)模板上。3．拉料桿的設(shè)置能夠確保澆料凝料留在定模上。3.4.4成型零部件設(shè)計(jì)與尺寸計(jì)算成型零部件設(shè)計(jì)成型零件主要包括凸模、凹模、型芯、鑲嵌件，各種成型桿與成型環(huán)。成型零件的形狀和尺寸精度表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性，決定了制品的相對(duì)質(zhì)量。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，作為高壓容器，它的強(qiáng)度和剛度必須在允許值之內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)、材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。凹模是成型塑料件的外表面的成型零件。凸模和型芯是成型塑料件的內(nèi)表面的成型零件。本設(shè)計(jì)采用整體鑲?cè)胧酵拱寄?，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)有：1.多腔模各型腔凸凹模位置精度容易控制，型腔形狀、精度重現(xiàn)性好；2.成型零件工作部分仍為整體式結(jié)構(gòu)，制品精度易保證、表面無(wú)拼縫線等整體式型腔的優(yōu)點(diǎn)得以保留；3.成型零件僅考慮工作部分形狀尺寸，受力由結(jié)構(gòu)件承擔(dān)，可節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材；4.成型零件可更換，便于模具維修，可做成用一副模架成型大小相近、形狀不同的多種制品的成套模具。另外，采用整體鑲?cè)胧酵拱寄ＴO(shè)計(jì)可以使型芯、型腔的加工變得容易一些，像餐叉這種由圓弧、曲線和直線銜接而構(gòu)成的制品，可以利用數(shù)控加工中心進(jìn)行仿形加工，否則很難通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械加工來(lái)完成。本設(shè)計(jì)的整體鑲?cè)胧酵鼓５墓潭ǚ绞讲捎脡喊迨?，如圖3-8a所示：型芯鑲塊的一側(cè)帶有凸肩，可以方便裝配時(shí)型芯鑲塊的右側(cè)面與模板的右側(cè)面重合，而另一側(cè)開槽，用壓板固定，可防止在充模時(shí)脹模力將鑲塊從模板右側(cè)頂出，鑲塊的四個(gè)側(cè)面與模板間的裝配采用較緊的過(guò)渡配合H7/m6。成型零部件尺寸計(jì)算所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸。（包括矩形和異形型芯的長(zhǎng)和寬），型腔深度和型芯高度和尺寸。因PP的成型收縮率為0.1～0.4%,本設(shè)計(jì)中按最大值計(jì)算取S=0.4%●型腔尺寸的計(jì)算[型腔的徑向尺寸]（LM）0+δ=[（1+S）Ls-(0.5～0.75)△]0+δ=[1.0025×Ls-0.58△]0+δ其中LM為型腔的基本尺寸公差值為正偏差，Ls塑件的基本尺寸。塑件公差△為負(fù)偏差，S為塑料的平均收縮率，δz為模具成型零件的制造公差取1/4～1/6△，模具型腔按六級(jí)精度制造，查表得△為0.52，根據(jù)型腔的尺寸，代入數(shù)據(jù)得：（一）、Ls1=74mm.經(jīng)計(jì)算得：LM1=74.30+0.104mm;（二）、Ls2=10mm.經(jīng)計(jì)算得：LM2=10.040+0.104mm;（三、Ls3=25mm.經(jīng)計(jì)算得：LM3=25.10+0.104mm;（四）、Ls4=25mm.經(jīng)計(jì)算得：LM4=25.10+0.104mm;（五、Ls5=30mm.經(jīng)計(jì)算得：LM5=30.120+0.104mm;[型腔的直徑尺寸]（一）、Φs1=80mm.經(jīng)計(jì)算得：ΦM1=80.280+0.104mm;(二)、Φs2=60mm.經(jīng)計(jì)算得：ΦM2=60.240+0.104mm;(三)、Φs2=30mm.經(jīng)計(jì)算得：ΦM2=60.240+0.104mm;●型芯的計(jì)算[型芯徑向尺寸的計(jì)算]LM=[（1+S）Ls+x△]-ó0其中LM為型腔的基本尺寸公差值為正偏差，Ls塑件的基本尺寸。塑件公差△為負(fù)偏差，S為塑料的平均收縮率，δz為模具成型零件的制造公差取1/4～1/6△，模具型腔按六級(jí)精度制造，查表得△為0.52，根據(jù)型腔的尺寸，代入數(shù)據(jù)得：（一）、Ls1=129mm經(jīng)計(jì)算得：LM1=130.520-0.32mm;1、Ls11=72mm經(jīng)計(jì)算得：LM11=72.290-0.32mm;2、Ls12=58mm經(jīng)計(jì)算得：LM12=58.230-0.32mm;（二）、Ls2=65mm經(jīng)計(jì)算得：LM2=65.260-0.52mm;（三）、Ls3=65mm經(jīng)計(jì)算得：LM3=65.260-0.52mm;（四）、Ls4=34mm經(jīng)計(jì)算得：LM4=34.180-0.52mm;1、Ls41=24mm經(jīng)計(jì)算得：LM41=24.140-0.52mm;2、Ls42=10mm經(jīng)計(jì)算得：LM42=10.040-0.52mm;[型芯直徑尺寸的計(jì)算]HM=[（1+S）Hs+x△]-ó0,按六級(jí)精度制造（一）Φs1=72mm.經(jīng)計(jì)算得：ΦM1=72.290+0.104mm;（二）Φs2=72mm.經(jīng)計(jì)算得：ΦM2=72.290+0.104mm;（三）Φs3=52mm.經(jīng)計(jì)算得：ΦM3=52.210+0.104mm;（四）1、Φs41=10mm.經(jīng)計(jì)算得：ΦM41=10.040+0.104mm;2、Φs42=25mm.經(jīng)計(jì)算得：ΦM42=25.10+0.104mm;3.4.5分型面及排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.4.5.塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來(lái)，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動(dòng)模兩大部分。定模和動(dòng)模相接觸的面稱分型面。在模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面的選擇原則和塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。選擇分型面的原則是[11]：(1)分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位，便于脫模和加工型腔，這是分型面的首要原則；(2)有利于保證塑件尺寸精度。若塑件有孔的同軸度要求，臺(tái)階間尺寸精度要求，應(yīng)使塑件相關(guān)的部分全部在動(dòng)模部分成型，一滿足精度要求；(3)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。塑件熔體容易在分型面上產(chǎn)生飛邊，從而影響塑件的外觀質(zhì)量，因此在光滑平整表面或圓弧曲面上應(yīng)盡量避免選擇分型面；(4)有利于保證塑件的使用要求。注塑件在成型過(guò)程中，有一些難免的工藝缺陷，如脫模斜度，推桿及澆口痕跡等，選擇分型面時(shí)，應(yīng)從使用角度避免這些工藝缺陷影響塑件功能；(5)考慮注塑機(jī)的技術(shù)要求，使模板間距大小適中；(6)考慮鎖模力，盡量減少塑件在分型面上的投影面積；(7)盡可能將塑件留在動(dòng)模一側(cè)，易于設(shè)置和制造簡(jiǎn)便易行的脫模機(jī)構(gòu)；(8)考慮側(cè)向抽拔距，一般機(jī)械分型面抽芯機(jī)構(gòu)的側(cè)向抽拔距都很小，因此選擇的分型面應(yīng)使抽拔距盡量短；(9)盡量方便澆注系統(tǒng)的布置；(10)有利于排氣，模具零件易于加工。采用分型面與開模方向垂直的方式。排氣系統(tǒng)的作用是把模具型腔內(nèi)的空氣、熔料所產(chǎn)生的氣體排放到模具之外，保證熔體在充模過(guò)程中正常流動(dòng)。(1)排氣不良的危害性：①充填不足。排氣不良增加熔體的流動(dòng)阻力，會(huì)使表面輪廓不清，甚至不能充滿；②影響表面質(zhì)量。型腔內(nèi)的滯留氣體會(huì)形成氣泡、銀紋、霧狀等表面質(zhì)量問(wèn)題；③產(chǎn)生高溫，使塑料熔體分解，甚至炭化、燒焦；④形成流動(dòng)痕和熔痕，使塑件的力學(xué)性能降低；⑤降低充模速率，影響成型周期，降低生產(chǎn)效率。(2)常用排氣方式：①對(duì)于大中型模具，排氣槽通常開在凹模的一邊，處于熔體流動(dòng)的末端；②對(duì)于小型模具，利用分型面排氣，分型面須位于熔體流動(dòng)末端；③利用推桿和模板的間隙排氣；④利用模板和鑲塊的縫隙排氣；⑤利用側(cè)抽芯和型腔板的間隙排氣；⑥利用定?；顒?dòng)型芯和定面板的間隙排氣；⑦利用模板和型芯的定位孔排氣；⑧利用粉末燒結(jié)合金塊排氣，但燒結(jié)合金要有足夠的承壓能力。因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣，所以無(wú)需設(shè)計(jì)排氣槽。3.4.6模架的選擇為了降低模具制造成本，縮短模具的設(shè)計(jì)、加工制造周期，本模具的各個(gè)板件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，而且本設(shè)計(jì)也是在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模架改裝的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。根據(jù)單層型腔布局和分流道的設(shè)計(jì)，綜合考慮頂桿布局和模具外形尺寸與注射機(jī)的關(guān)系，根據(jù)塑件選定模架為點(diǎn)普通二板模架組合，見圖7：各模板尺寸的確定：1．A板尺寸A板是定模板，本設(shè)計(jì)中作為型芯鑲塊的固定板，還要設(shè)置型芯壓板，考慮到強(qiáng)度問(wèn)題，A板厚度取120mm。2．B板尺寸B板是中間板，是型心鑲塊的固定板，厚度取值為150mm。3．C墊塊尺寸墊塊厚度=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+限位釘帽高度=100+30+25+15=160mm（3-11）3.4.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑模具的型腔由動(dòng)模和定模共同構(gòu)成，為保持塑件形狀尺寸的一致性，必須保證動(dòng)定模能順利開合且每次開合模后型腔形狀和尺寸能準(zhǔn)確重現(xiàn)。為此，注射模具上通常設(shè)置具有一定精度的、引導(dǎo)動(dòng)模和定模按設(shè)定方向平穩(wěn)開合并使之相互定位的合模導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)[11]。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作為注塑模具的功能部件，主要有以下作用：(1)導(dǎo)向作用：合模時(shí)，導(dǎo)柱在型芯進(jìn)入型腔前，認(rèn)入導(dǎo)向孔。引導(dǎo)動(dòng)定模準(zhǔn)確閉合，保證合模方向的準(zhǔn)確性和模具運(yùn)行過(guò)程的平穩(wěn)性，避免成型零件的沖擊、碰撞。(2)定位作用：合模后，靠導(dǎo)向零件間的配合，限定分屬動(dòng)、定模的成型零件方向和相對(duì)位置，使型腔結(jié)構(gòu)尺寸具有良好的重現(xiàn)性。(3)承載作用：承受由于型腔側(cè)壁面積分布不對(duì)稱及側(cè)面進(jìn)澆產(chǎn)生的側(cè)壓力，和推板、中間模板等浮動(dòng)零件的重力作用。防止模具零件產(chǎn)生側(cè)向位移。模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)選型：根據(jù)模具模架規(guī)格，本模具采用帶頭導(dǎo)柱、直導(dǎo)套，具體設(shè)計(jì)如下：3.4.8.脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中各問(wèn)題分述如下：(1)機(jī)構(gòu)形式選擇從制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與留模情況等方面加以考慮。由于制品對(duì)外觀的要求不高，制品對(duì)型芯的包緊力也不大，故選定采用頂桿脫模機(jī)構(gòu)。(2)推出行程的確定根據(jù)制品脫模所需的推出距離決定脫模機(jī)構(gòu)的動(dòng)作行程。為使制品和主流道能順利的從模腔中頂出，并順利脫落，又考慮到為兩側(cè)擺桿可能存在的裝配誤差留有調(diào)節(jié)余地，頂桿頂出距離設(shè)計(jì)為L(zhǎng)=100mm。(3)確定脫模力的大小及推頂位置。由于影響脫模阻力的因素很多，而且塑料制品結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，所以制品脫模力很難準(zhǔn)確計(jì)算。在設(shè)計(jì)中，采用經(jīng)驗(yàn)估算或類比設(shè)計(jì)的方法確定脫模阻力的大小及其分布，必要時(shí)待試模后，根據(jù)實(shí)際脫出情況改善，或增加或修改頂桿的數(shù)目和位置。在考慮頂桿位置分布時(shí)，盡可能做到推出力小而勻，防止對(duì)制品質(zhì)量構(gòu)成影響和損害。由于采用了直澆口，為了使分流道凝料也能順利脫模，為了保證能順利拉斷兩級(jí)主流道，在定模側(cè)兩級(jí)主流道軸向方向上設(shè)置了一個(gè)φ10mm的Z字頭拉料桿，這樣設(shè)計(jì)的目的是為了使兩級(jí)主流道在開模時(shí)能夠順利拉斷。推出機(jī)構(gòu)如圖所示：圖18推出機(jī)構(gòu)示意圖1支撐柱2推桿固定板3推板4推桿5動(dòng)模板底座脫模力的計(jì)算方法在模具中塑件脫模時(shí)型芯的受力分析如下圖19所示[18]。通過(guò)利用力學(xué)平衡原理在設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)之前計(jì)算出塑件從型芯上脫出所需的初始力如下:E(T)—成型材料在溫度T時(shí)的彈性模量L—制件的長(zhǎng)度￡--塑件壁厚u--產(chǎn)塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1一O.3;Dc二D(S%+l)（3-17）式中，D:塑料管件的內(nèi)徑;S%成型材料的收縮率。若注射成型圓形截面塑件所需的初始脫模力可由下式計(jì)算:式中，F(xiàn)頂初始脫模力，型腔數(shù)量(n≥1)。即Fn=1×F1=16284.7N（3-19）3.4.9溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射成型過(guò)程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對(duì)生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過(guò)程中，冷卻時(shí)間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對(duì)模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質(zhì)量，而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性，塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設(shè)計(jì)，冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。低的模具溫度可降低塑件的收縮率。模具溫度均勻、冷卻時(shí)間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。對(duì)結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導(dǎo)致成型周期延長(zhǎng)和塑件發(fā)脆的缺陷。隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應(yīng)力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對(duì)于高粘度的無(wú)定型聚合物，由于其耐應(yīng)力開裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模，減少補(bǔ)料時(shí)間是有利的。提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。在注射成形過(guò)程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為1900C左右，而從模具中取出塑件的溫度約為600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求：確定加熱或是冷卻；模溫均一，塑件各部分同時(shí)冷卻；采用低的模溫，快速且大量通冷卻水；溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低謙。因?yàn)镻P要求的熔融溫度為1900C，而且流動(dòng)性能為中性，同時(shí)在注射時(shí)模具溫度要求為30—60，所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。由于電加熱清潔、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可調(diào)節(jié)范圍大，所以在該模具應(yīng)用電加熱。設(shè)計(jì)目的[11]：在注射成型過(guò)程中，模具溫度直接影響塑料的充模和塑件的定型，也直接影響注射周期和塑件質(zhì)量。因此通常必須進(jìn)行模具的有效冷卻，使其模具溫度保持在一定的范圍內(nèi)。其主要目的如下：(1)縮短成型周期；(2)提高塑件質(zhì)量；(3)適應(yīng)特殊需要。設(shè)計(jì)要點(diǎn)模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：為了提高生產(chǎn)率，保證制品質(zhì)量，模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)以保證塑件均勻冷卻為基本原則。具體設(shè)計(jì)時(shí)注意以下幾點(diǎn)：(1)冷卻水孔數(shù)量盡量多、尺寸盡量大。型腔表面的溫度與冷卻水孔的大小、疏密關(guān)系密切。所以，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)允許的情況下，冷卻水孔的開設(shè)應(yīng)該盡量多而且大。冷卻水道的直徑一般在8-12mm間選取；(2)冷卻水孔至型腔表面距離要合適。當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí)，厚壁處冷卻水通道要適當(dāng)靠近型腔；(3)冷卻水道應(yīng)避開塑件可能出現(xiàn)熔接痕的部位，以免由于模具在這個(gè)部位形成低溫區(qū)，產(chǎn)生熔接痕或因熔接不牢而降低塑件強(qiáng)度；(4)入水與出水的溫差不可過(guò)大。為取得整個(gè)制品大致相同的冷卻速度，需合理設(shè)置冷卻水通道的排列形式，減小入出水溫差；(5)冷卻水孔布置要合理。冷卻水通道盡可能按照型腔形狀布置，塑件的形狀不同，冷卻水道位置也不同；(6)冷卻水道要便于加工裝配。冷卻水道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須注意其加工工藝性，要易于機(jī)械加工。盡量采用鉆孔等簡(jiǎn)單加工工藝。對(duì)于鑲裝組合式冷卻水道還要注意水路密封，防止冷卻水漏入型腔造成型腔銹蝕。模具溫度調(diào)節(jié)良否，對(duì)于制品的成型性，成形效率，制品質(zhì)量皆有很大影響，如光澤與外觀(光澤，流痕，結(jié)合線)，成形收縮率(變形，凹陷，彎曲)，制品特性(剩余應(yīng)力，彎曲變形，裂痕等)。本模具在動(dòng)模、定模和中間板上都設(shè)有冷卻水路，冷卻水孔直徑為φ8。對(duì)于本設(shè)計(jì)，由于模具溫度范圍在30－60℃，熔融料的溫度在190℃，所以設(shè)冷卻水路，但為了提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮全自動(dòng)模具的優(yōu)勢(shì)，在動(dòng)、定模及中間板上設(shè)置了冷卻水路，為避免水路穿過(guò)模具零件，水路設(shè)置在了型芯壓板上，中間板上型腔裝配時(shí)水孔兩側(cè)加密封膠以防漏水，如圖20所示。圖20水道設(shè)計(jì)圖冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）制品所需冷卻時(shí)間的計(jì)算由下式計(jì)算冷卻時(shí)間（t）[11]t= （3-20）式中S－制品的壁厚，mmθc－塑料注塑溫度，°Cθm－模具型腔壁溫度，°Cθ－塑件脫模時(shí)的平均溫度，°Ca1－塑料熱擴(kuò)散系數(shù)，mm2/s。式中各參數(shù)取值：S=4mm；θc=190°C；θm=45°C；θ=60°C；a1=0.089mm2/s∴代入得t=37.56s制件的冷卻時(shí)間加上開模取制件等輔助時(shí)間就是該塑件的成型周期，冷卻時(shí)間t通常占成型周期的75%左右，由此可估算出單位時(shí)間成型制件數(shù)和單位時(shí)間放出的總熱量。則成型周期大約為 T==50s每秒鐘注塑次數(shù)大約為 N==0.020 （3-21）若每次注塑塑料制件加上澆道的質(zhì)量為m，則每秒注入塑料量為 （3-22）式中m－每次注塑塑料質(zhì)量，kg/次 ∴0.02×0.31633=0.0063266kg/s（2）冷卻介質(zhì)一邊所需傳熱面積的設(shè)計(jì)計(jì)算a.冷卻介質(zhì)用量的計(jì)算注塑成型時(shí)高溫塑料熔體帶入模具的熱量可計(jì)算如下，塑料制品在固化時(shí)每秒鐘釋放的熱量為： （3-23）式中 －平均單位時(shí)間（每秒鐘）內(nèi)注入模具塑料質(zhì)量，kg/s q－單位質(zhì)量塑料熔體在成型過(guò)程中放出的熱量，kJ/kgN－每秒鐘注塑次數(shù)m－每次注塑塑料質(zhì)量，kg/次 （3-24）式中c2－塑料的比熱容，kJ/(kg·℃)θc、θ－分別為塑料熔體注入溫度和制品脫模時(shí)平均溫度，℃ν－結(jié)晶型塑料的相變潛熱，kJ/kg式中各參數(shù)取值：c2=1.45kJ/(kg·℃)；θc=190°C；θ=60°C；ν=0kJ/kg；∴q=[1.45×(190-60)＋0]=188.5kJ/kg ∴Q1=0.0063266×188.5=1.19256kJ/s模具冷卻水單位時(shí)間帶走的熱量為Q2 （3-25）式中Qc－模具向空氣對(duì)流傳熱QR－模具向空氣輻射傳熱QL－模具通過(guò)上下底板向注塑機(jī)傳熱在一般情況下塑料熔體帶入熱量的90%~95%都是通過(guò)模具冷卻通道由冷卻介質(zhì)（一般為冷卻水）帶走的，因此： Q2≈Q1=1.19256kJ/s由于模具設(shè)計(jì)時(shí)動(dòng)模和定模的冷卻水道是分別設(shè)置并分別設(shè)計(jì)的，對(duì)于殼形制件來(lái)說(shuō)模具的一邊為型腔，另一邊為凸模，因此應(yīng)將Q2分解為凹模帶走的熱量Qo和凸模（型芯）帶走熱量Qi，對(duì)于本模具，由于型腔較淺，可設(shè) Qo=Qi （3-26）根據(jù)熱平衡，模具凹模和凸模兩邊每秒鐘冷卻介質(zhì)的體積流量（m3）可按下式計(jì)算： （3-27） （3-28）式中、－模具冷卻介質(zhì)進(jìn)出口溫度，℃，之差一般取3℃ρ1－冷卻介質(zhì)的密度，kg/m3c1－冷卻介質(zhì)比熱容，kJ/(kg·℃)式中各參數(shù)取值：Q0=Qi=Q2=0.59628kJ/s；ρ1=1000kg/m3；c1=4.2kJ/(kg·℃)；－=3℃ ∴φo=φi=4.7×10-5m3/sb.模板的熱傳導(dǎo)阻力與水道壁溫θ4m的計(jì)算 （3-29）式中λ2－模板導(dǎo)熱系數(shù)，KW/(m·℃)δ－型腔壁與冷卻水管壁之間的平均距離，mθ3m－型腔壁的平均溫度，℃θ4m－冷卻水管壁的平均溫度，℃Acp－型腔壁與冷卻水管壁之間的對(duì)數(shù)平均傳熱面積，m2 （3-30）式中A3－型腔壁傳熱面積，m2A4－冷卻介質(zhì)一邊的傳熱面積，m2 （3-31）θ4m=45－1.19256×0.030÷0.09÷0.02257=27.39℃＝（20＋23）/2=21.5℃式中各參數(shù)取值：λ2=0.09KW/(m·℃)；δ=0.030m；θ3m=45℃；A3=0.11535m2；α3=18.74kW/(m2·℃)；Q2=1.19256kJ/s；A4=0.0391m2 ∴Acp=0.02257m2c.冷卻水孔壁與冷卻水界面的傳熱膜系數(shù)計(jì)算 （3-32）式中d－管內(nèi)徑，mλ3－水導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)α3－管壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)，kW/(m2·℃)u－水流速，m/sρ－水密度，kg/m3μ－水粘度，N·s/m2cp－水的定壓比熱容，kJ/(kg·℃) 其中=0.9355m/s ∴α3=18.74kW/(m2·℃)（3）冷卻水管總長(zhǎng)度計(jì)算及流動(dòng)狀態(tài)、流動(dòng)阻力的校核a.冷卻水孔總長(zhǎng)度的計(jì)算： ＝1.5368m （3-33）b.流動(dòng)狀態(tài)的校核： （3-34）式中d－圓形流道直徑或非圓形流道的當(dāng)量直徑，mυ－流速，m/s－水的運(yùn)動(dòng)粘度，1×10-61m2/s ∴Re=7484c.流動(dòng)阻力的校核：冷卻水所必需的壓力為： （3-35）式中－在溫度θ5m時(shí)水的運(yùn)動(dòng)粘度，1×10-6m2/su－冷卻水平均流速，m/sL－該冷卻回路長(zhǎng)度，mρ－在溫度θ5m下水的密度，1.075kg/m3Le－冷卻回路因孔徑變化或改變方向引起局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度60m ∴△p=33506N3.4.10模具的裝配裝配模具是模具制造過(guò)程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過(guò)程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配