冰箱調(diào)溫按鈕注塑模具設(shè)計【16張CAD圖紙+PDF圖】

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日摘要進行塑料產(chǎn)品的模具設(shè)計首先要對成型制品進行分析，再考慮澆注系統(tǒng)、型腔的分布、導(dǎo)向推出機構(gòu)等后續(xù)工作。通過制品的零件圖就可以了解制品的設(shè)計要求。對形態(tài)復(fù)雜和精度要求較高的制品，有必要了解制品的使用目的、外觀及裝配要求，以便從塑料品種的流動性、收縮率，透明性和制品的機械強度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考慮注射成型工藝的可行性和經(jīng)濟性關(guān)鍵詞：澆注系統(tǒng)，分型面，型腔，設(shè)計目錄一、產(chǎn)品介紹（1）二、產(chǎn)品材料的選擇與配方設(shè)計（1）三、工藝參數(shù)的確定 (3)四、設(shè)備的選擇 (4)五、模具設(shè)計 (5)5.1、選擇制品的分面 (5)5.2、型腔布置 (5)5.3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計 (6)5.4、成型零件的設(shè)計 (10)5.5、合模導(dǎo)向機構(gòu)置(14)5.6、脫模機構(gòu)的設(shè)計 (15)5.7、模具調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)置 (18)5.8、排氣系統(tǒng)的設(shè)計 (19)5.9、模具外形尺寸的確定 (20)5.10、注射機有關(guān)參數(shù)的校核(20)六、設(shè)計小結(jié) (22)七、致謝（24）.八、參考資料 （25）第 27 頁一、產(chǎn)品介紹1、 產(chǎn)品名稱：冰箱調(diào)溫按鈕2、 產(chǎn)品用途：用于各種電氣系統(tǒng)的控制按鈕鍵3、 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸（見產(chǎn)品圖1）4、 生產(chǎn)量：月產(chǎn)量150萬只。5、 產(chǎn)品性能及使用要求：（1） 外觀為原料本色，透明美觀；無其它雜色或斑點，表面平滑無裂紋、銀絲，無氣泡，無形變等缺陷；質(zhì)量輕，可減輕設(shè)備自重。（2） 性能要求：收縮率不大于0.5%，吸水性不高于0.8，沖擊強度 15 KGcm2，彎曲強度70 KGcm2 .表面電阻系數(shù)11013;體積電阻系數(shù)70。（3） 使用條件：使用溫度：室溫，220V用電場所；使用負荷：人工手指操作按壓力。二、產(chǎn)品材料的選擇與配方設(shè)計根據(jù)產(chǎn)品的使用要求和性能要求，選擇PSH-GN-095-06的樹脂作主原料，PS是所有塑料當(dāng)中最輕的一種，能減輕設(shè)的自重。透光率不低于88%，霧度約3%，折射率比較大具有特殊的光亮性。PS的拉伸、彎曲常規(guī)力學(xué)性能皆高于其它聚烯烴，是屬于硬而脆的材料，所以必須加入一些增韌劑以改善制品的柔韌性，加入量為15份。由于制品屬于透明塑件，無需加染色劑。如表1表21 PSH-GN-095-06樹脂性能參數(shù)表項目參數(shù)值項目參數(shù)值相對密度吸水性%收縮率%比體積率%拉伸屈服強度Mpa沖擊韌性KJm-21.050.040.70.954820.6拉伸彈性模量Mpa馬丁耐熱溫度熱變形溫度（1.82MPa）體積電阻率cm熔點軟化溫度2.8103529211016165120PS中文名：聚苯乙烯英文名：Polystyrene2.1、基本特性聚苯乙烯是僅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種。聚苯乙烯無色透明、無毒無味，落地時發(fā)出清脆的金屬聲，密度為1.054g/cm。聚苯乙烯的力學(xué)性能與聚合方法、相對分子質(zhì)量大小、定向度和雜質(zhì)量有關(guān)。相對分子質(zhì)量越大，機械強度起高。聚苯乙烯有優(yōu)良的電性能（尤其是高頻絕緣性能）和一定的化學(xué)穩(wěn)定性。能耐堿、硫酸、磷酸、1030的鹽酸、稀醋酸及其他有機酸，但不耐硝酸及氧化劑的作用。對水、乙醇、汽油、植物油及各種鹽溶液也有足夠的抗蝕能力。能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮類和脂類等。聚苯乙烯的著色性能優(yōu)良，能染成各種鮮艷的色彩。但耐熱性低，熱變形溫度一般在7098 oC，只能在不高的溫度下使用。質(zhì)地硬而脆，有較高的熱膨脹系數(shù)，因此限制了它在工程上的應(yīng)用。近幾十年來，發(fā)展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯為基體的共聚物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺點，又保留了它的優(yōu)點，從而擴大了它的用途。2.2、成型特性：1.無定形料,吸濕性小，不易分解，性脆易裂，熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力2.流動性較好， 溢邊值0.03mm左右，防止出飛邊。3.塑件壁厚應(yīng)均勻，不宜有嵌件，(如有嵌件應(yīng)預(yù)熱)，缺口，尖角，各面應(yīng)圓滑連接4.可用螺桿或柱塞式注射機加工，噴嘴可用直通式或自鎖式。5.宜用高料溫，模溫、高注射壓力，延長注射時間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔、變形（尤其對厚壁塑件），但料溫高易出銀絲，料溫低或脫模劑多則透明性差。6.可采用各種形式澆口，澆口與塑件應(yīng)圓弧連接，防止去除澆口時損壞塑件，脫模斜度宜取2度以上，頂出均勻以防止脫模不良發(fā)生開裂、變形，可用熱澆道結(jié)構(gòu)。2.3、綜合性能：熱變形溫度： 65oC - 96oC 屈服強度: 3563 MPa抗拉強度: 3563 MPa斷裂伸長率 1.0% 拉伸彈性模量： 2.83.5 GPa抗彎強度： 6198MPa抗壓強度： 80112 MPa2.4、PS的成形條件：注射機類型： 螺桿式預(yù)熱： 溫度 6075 oC時間 2h料筒溫度： 前段 170190oC 后段 140160oC 模具溫度： 3265 oC 成形時間： 注射時間 1545s 高壓時間 03s冷卻時間 1560s總 周 期 40120s 注射壓力： 60110Mpa螺桿轉(zhuǎn)速： 48（r/min）參照樹脂性能對照產(chǎn)品性能與使用要求可知， PSH-GN-095-06能滿足要求，故除加增強劑外不需加其它助劑配方，即可生產(chǎn)產(chǎn)品。三、工藝參數(shù)的確定3.1、注射量計算 根據(jù)一次注射出的產(chǎn)品和澆注系統(tǒng)的體積進行計算V實=6(V塑+ V分)+ V主V塑=d12+(d2- d3)1+ d20.5=(13.5)2+(10- 6)1+ 100.5=316V分=(d/2)h=3.14410=12.56V主=h(r+Rr+R)=35(1.75+1.753+3)=634.2 V主=6(376+12.56)+634.2=2965.56=2.9663.2、鎖模力計算：根據(jù)3：F=K P A根據(jù)PS的流動性和模具結(jié)構(gòu)特點選取K=0.6；注射壓力考慮采用多型腔注射，壓力應(yīng)高些，取P=60MPa/cm2。A表示表示成型面積 A的計算：A= d=0.2513.5=1.4316cm 2F=K P A=0.6601.4316=51.696KN3.3、保壓時間的計算:T保=0.3(S+2S2)=0.3(2+232)=3s3.4、冷卻時間的計算:T冷=S/kin8(Ts-Tm)/(TE-Tm)=3s3.5、塑化時間的計算:T塑=一次注射量/塑化能力=2.3/10=0.23sTs成型溫度5 Tm模具溫度TE脫模溫度 熱擴散系數(shù)（/h），取 3.21 表31注射工藝控制參數(shù)項目控制部位控制參數(shù)備注溫度（）干燥605P237附D料筒后段1505料筒中段1805料筒前段1605噴嘴1505模具605壓力(Map)塑化背壓20注射壓力60保壓壓力3040鎖模力（噸）52時間（秒）干燥時間2h注射時間0.2保壓時間3冷卻時間3開合模時間5成型周期12四、設(shè)備的選擇4.1、注射機的選擇 （1）注射量的確定由工藝參數(shù)的確定中已知一次注射量為2.4cm3射機的公稱注射量Q為：Q2.41.22.88cm3取注射機的公稱注射量為3 cm3（2）鎖模力的計算由工藝參數(shù)的確定中已知為（ 0.6）噸，成型面積為（ 1.4316 ）cm2（3）所需注射機臺數(shù)的計算由月產(chǎn)量和注射機的生產(chǎn)能力（成型周期）及考慮設(shè)備利用率求出:本產(chǎn)品生產(chǎn)工作制度設(shè)計為24h三班工作制，設(shè)備24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)，設(shè)備利用率設(shè)為0.85，根據(jù)如前初設(shè)的工藝控制參數(shù)成型周期約為12秒，生產(chǎn)模具一模六件，則所需注射機臺數(shù)為:（60.85） =1.36（臺） 取整數(shù)值2臺根據(jù)以上計算出的公稱注射量（ 3）cm3, 鎖模力（ 0.6 ）噸，成型面積選用 SYS-10型號注射機）數(shù)量為（2 ）臺。表41注射機技術(shù)性能參數(shù)表項目單位參數(shù)備注理論注射量cm310注射壓力Map150最大注射面積cm290鎖模力KN15最大模具厚度180最小模具厚度100模板行程120噴嘴球半徑12噴嘴口半徑2.5五、模具設(shè)計5.1選擇制品的分型面5 分型面應(yīng)設(shè)置在零件截面最大的部位，塑件冷卻時會因為收縮作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模件精度要角度考慮，應(yīng)有利于塑件滯留在動模一側(cè)，以便于脫模，而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀，以及尺寸精度。如A-A面，箭頭的朝向代表動模的位置，塑料包整動模天型芯而留在動模，模分型如下圖：分型如下圖：圖5-1 分型面5.2、型腔布置已知的體積V塑或質(zhì)量W塑 ，又因為此產(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的小型塑件，綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素，以及注射機的型號選擇，初步確定采用一模六腔平衡式排列；根椐制品的形狀，在模板上的的排列形式為圓形。以確保制品的均一和穩(wěn)定，而且型腔布置與澆口開設(shè)部位也非常對稱，這樣防止了模具承受偏載而產(chǎn)生的溢料現(xiàn)象。排布圖如下圖所示： 圖52型腔布置5.3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)的設(shè)計主要包括主流道、分流道、澆口、冷料井和拉料桿的設(shè)計。澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)保證塑件熔體的流動平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計合理、盡量減少塑料的消耗。根據(jù)塑件的形狀采用推桿推出。5.3.1主流道及主流道襯套5主流道的主要設(shè)計要點：a、 在模具結(jié)構(gòu)的允許的情況下，L盡量短，一般小于60mm，過大則會影響熔體的順利充型。b、 主流道大端呈圓角，以減少料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力，c、 大多數(shù)情況下，將主流道和定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上，主流道襯套采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。d、 主流道襯套選用T8、T10制造，熱處理強5256HRC。e、 定位環(huán)固定螺釘一般取M6M8，螺釘一般選用兩個以上。R =噴嘴球面半徑+23=12+3=15mm d=噴嘴孔徑+1=2.5+1=3.5mm a=4 r=1mm D=6mm圖53 主流道及主流道襯套的結(jié)構(gòu)5.3.2分流道3a:分流道截面和尺寸選用U形分流道截面,表面積/體積比小,冷卻速度慢最低,熱量及摩擦損失小,進料流中心冷凝慢,有利于保壓尺寸的確定:根據(jù)經(jīng)驗公式確定分流道的直徑5D=0.2654(m)（L） m流經(jīng)分流道的塑料量(g)L分流道的長度(mm) D分流道直徑(mm)查資料得部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍:苯乙烯是3.510之間根據(jù)實際情況取D=5mm圖54 分流道截面形狀b:分流道布置根據(jù)型腔的布置,分門巴道貌岸然也是選用平衡式布置,其長度、形狀和斷面尺寸都必須對應(yīng)相等，以保證塑件在強度、性能及質(zhì)量上的一致性。分流道表面粗糙度Ra一般為1.6um圖55 分流道的布置C、澆口5：各澆口的尺寸計算1=2 l=1 r=2 經(jīng)驗公式計算h=nt=0.62.5=2.5 n塑料系數(shù),PS為3.6b=n(A) /30=0.2 圖56 澆口尺寸D、冷料井6結(jié)構(gòu)及尺寸： 圖57 冷料井d=6 H1=(5/4)d=8H2=(3/4)d=5 =20E、拉料桿3拉料桿的結(jié)構(gòu)：圖58 拉料桿的結(jié)構(gòu)下圖為主流道的拉料桿組合形式，同時還具有脫除主流道凝料的作用。一般拉料桿安裝在主流道的對面，開模時，拉料桿將主流道凝料拉出。d= 6 公差為0.015 ,與拉料桿配合的型板孔 配合長度M1=(1.52)d =10 D= 10 H=4 M根據(jù)模板尺寸確定 圖5-9 拉料桿的組合形式5.4、成型零件的設(shè)計5.4.1成型零件的工作尺寸的計算根據(jù)塑件形狀簡單，體積較小，適宜采用整體式型腔，見圖2和圖3，組合式型芯見圖4。這種形式的型腔形狀簡單，牢固可靠，不易變形，成型塑件的質(zhì)量較好。、本產(chǎn)品為PS制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，此產(chǎn)品采用6級精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.50.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到ITIT級，綜合參考，相關(guān)計算具體如下：收縮率Sax=0.8% Sin=0.6%平均收縮率為S=0.7%, 圖510 塑件成型尺寸如上圖所示塑件尺寸單位/mm已知D=13.50-0.24 D1=100-0.16 H1=1.50-0.16 H2=20-0.16 H3=1.50-0.16 d=6+0.20 h=1+0.160型腔尺寸: Dm=D(1+S）-0.750+z =13.5(1+0.007)-0.750.240+0.043 =13.40+0.043Dm1=D m1（1+S）-0.750+z=10(1+0.007)-0.750.160+0.036=9.99540+0.036Hm1=H 1（1+S）-0.6670+z=1.5(1+0.007)-0.6670.160+0.025=1.4040+0.025Hm2=H 2（1+S）-0.6670+z =2（1+0.007）-0.6670.160+0.025=1.9070+0.025Hm3=H3（1+S）-0.6670+z =1.5（1+0.007）-0.6670.160+0.025=1.4040+0.025型芯尺寸dm=d （1+S）0.75 0-z=6(1+0.007)-0.750.2-0.0360=6.19-0.0360hm=h（1+S）0.667 0-z =1(1+0.007)-0.6670.16-0.0250=1.017-0.02505.4.2型腔壁厚和底板厚度計算 注射成型過程中,型腔主要承受塑料熔體的壓力, 如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等，因此模具的型腔必須具有足夠的強度和剛度,如果型腔壁厚和底板厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料的許應(yīng)力時,型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時,若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔由外膨脹或溢料間隙，從而導(dǎo)致整個模具失效或無法達到技術(shù)質(zhì)量要求，因此必須對型腔進行強度和剛度的計算。型腔板采用調(diào)質(zhì)鋼45，彈性模量E=2105MPa 強度計算的許用應(yīng)力=160MPa型腔壓力=50 Map 型腔半徑r=6.75 h=3.5由表3.4-16對于中粘度塑料PS，模具制造精度IT9級時，有許用變形量=25i 且W=H=3.5I 2 = 0.45w0.2 +0.001w=0.58所以=250.666=14.54um=0.0145圖511 圓形整體型腔整體式圓筒型腔壁厚6A 按鋼度計算: 按強度計算：整體式圓筒型底板厚度 B 按鋼度計算 按強度計算公式分別計算出相應(yīng)的值為：按強度計算得： S=4.27 hs=3.28按剛度計算得：s=1.55mm hs=0.76mm比較強度和剛度條件計算結(jié)果,取整體式圓筒形型腔壁厚為15。按強度的剛度分別計算取底板厚度為18。5.4.3支承板的強度常規(guī)結(jié)構(gòu)凹模做在定模上，型芯固定在動模上。支承板與墊塊構(gòu)成橋形，承受型芯投影注射壓力，因此支承彈性變形量必須控制在允許的范圍之內(nèi)。支承板的受力狀態(tài)可以簡化為受均布荷重的簡支梁圖512 支承板的變形支承板的厚度計算如下2： =95503.1429/322.1105200.005=1.927=20H-支承板的厚度 L-支承板在墊塊之間的跨度P-型腔內(nèi)壓力表 R-凹模型腔半徑B-支承板的寬度 E-鋼材的彈性模量一般為2.1105y-支承板允許最大彎曲變形量,一般取0.005其整體形狀與尺寸見圖55.4.4墊塊的設(shè)計2墊塊設(shè)在支撐板與動模座板之間,可以減少動模座板的變形,或可減少動模座板的厚度.L=50 D=30螺釘直徑選用M10, d1=11 d2=16 H=115.5、合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)置 導(dǎo)向機構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套，主要作用是導(dǎo)向、定位、承受一定的側(cè)壓力。，導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)是保證動定?；蛏舷履：夏r，正確定位和導(dǎo)向的零件。導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇： 一般在注射模中，動、定模之間的導(dǎo)柱既可設(shè)置在動模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，視具體情況而定，通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長的那一側(cè)。導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具的尺寸選用，必須保證足夠的強度、剛度和足夠的抗彎強度。導(dǎo)柱設(shè)計要點：長度：導(dǎo)柱導(dǎo)向的長度應(yīng)該比凸模端高出10。 形狀：導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺，以使導(dǎo)柱能順利進入導(dǎo)向孔。 材料：導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅韌不易折斷的內(nèi)芯。因此多采用T8、T10鋼（經(jīng)淬火處理），硬度為5055HRC。 數(shù)量及分布：導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻分布在模具的分型面上，根據(jù)此模具形狀，數(shù)量為四根。固定部分粗糙度Ra=0.8um,導(dǎo)向部分Ra=0.5um 配合精度:固定端與模板之間采用H7/m6的過渡配合,導(dǎo)柱導(dǎo)向部分采用H7/m6的間隙配合.導(dǎo)柱尺寸 圖513 導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計要點：（1） 形狀 為使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)柱孔最好做好通孔，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘渣廢料。（2） 材料 導(dǎo)套用導(dǎo)柱相同的材料或銅合金耐磨材料制造，其硬度一般低于導(dǎo)柱硬度。導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8um。（3） 固定形式及配合精度 直導(dǎo)套用H7/r6的配合鑲?cè)肽０?，為了增加?dǎo)套鑲?cè)氲睦喂绦苑乐箤?dǎo)套被拉出來。圖514 導(dǎo)套5.6、脫模機構(gòu)的設(shè)計65.6.1脫模機構(gòu)設(shè)計：為了保證塑件在頂出過程中不變形或不損壞，必須正確分析塑件對模腔粘附力的大小及所在部位。以便選擇合適的頂出方式，和頂出裝置。頂出位置應(yīng)設(shè)在頂出阻力大的地方，根據(jù)此塑件的形狀，零件的推出阻力不大，將推桿設(shè)在6孔的內(nèi)部，推桿參與成型，此類推桿又稱為成型推桿。5.6.2脫模力的計算6脫模力Fe由兩部分組成，即：Fe=Fc+FbFc-克服塑料件對型芯包整的脫模力，NFb-一端封閉殼體需克服的真空阻力，N其中 Fb=0.1Ab Ab-型芯的斷面面積,Ab=0.253.14d=28.26所以 Fb=2.86N已知rcp=3 t=2 h=1 =0E=2.8103 MPa f=0.4 v=0.32 s=0.007=rcp/t=3/2=1.510為厚壁圓筒塑料件= 60.4N 所以: Fe=Fc+Fb=60.4+2.826=63NE塑料材料的拉伸彈性模量,MPa S塑料的平均收縮率塑料材料的泊松比 型芯的脫模斜度h型芯脫模方向高度 f脫模斜度修正系數(shù)厚壁塑料的計算因子= 60.4N所以: Fe=Fc+Fb=60.4+2.826=63NE塑料材料的拉伸彈性模量,MPa S塑料的平均收縮率塑料材料的泊松比 型芯的脫模斜度h型芯脫模方向高度 f脫模斜度修正系數(shù)厚壁塑料的計算因子5.6.3推桿脫模機構(gòu)2推桿直接與塑件接觸,開模后將塑件推出,此成型推桿除了推出塑件之外還參與塑件局部成型,即作為型芯。推桿的計算公式:圓形推桿的直徑可由歐拉公式簡化得=1.2d推桿直徑 E推桿材料的彈性模量,MPa L推桿長度 F脫塑件的脫模力 安全系數(shù)取1.5 為推桿長度系數(shù)n推桿數(shù)量推桿直徑確定后還應(yīng)進行強度校核,其計算式為壓為推桿材料許用力,MPas推桿鋼材的屈服極限強度,N/cm,一般中碳鋼的s為3200 N/m=373200N/m所以此材料合符要求,推桿的具體形狀及尺寸見型芯圖45.6.4推桿位置推桿應(yīng)設(shè)置于有效部位，根據(jù)此塑件形狀，可將推桿設(shè)置在凹模內(nèi)部，從投影面上看，如下圖應(yīng)在陰影部位范圍之內(nèi)。圖515 推桿位置布置推桿的設(shè)計要點：（1）推桿和模體的配合性質(zhì)一般為H8/f7，以保證同軸度，配合長度一般為走私的（1.52）倍,但至少要大于15（2）推桿材料多用45鋼,T8、T10碳素工具鋼，淬火硬度為HRC50以上，（3）表面粗糙度在Ra1.6以下.5.6.5復(fù)位機構(gòu)為了使推出機構(gòu)合模后能回到原來的位置,推出機構(gòu)通常設(shè)有復(fù)位桿,復(fù)位桿在結(jié)構(gòu)上與推桿相似,所不同的是與與模板的間隙比較大,同時復(fù)位桿頂面不應(yīng)高出分型面.復(fù)位桿的材料選用一般T8、T10，淬火55-60HRC。頂桿長度計算如下6：H=（H凸+1）+H動模+H墊塊-H頂墊 =（1+0.1）+30+50-13=67.1圖516 復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)與裝配尺寸 5.7、模具調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)置基本原則：熔體熱量95%由冷卻介質(zhì)（水）帶走，冷卻時間占成型周期的2/3。5.7.1、注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計： 1）冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大，型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。2）冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等： 當(dāng)塑件壁厚均勻時，冷卻水道到型腔表面最好距離相等，但是當(dāng)塑件不均勻時，厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近一些，間距也可適當(dāng)小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于10mm，常用1215mm.3）澆口處加強冷卻 塑料熔體充填型腔時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度就越低，因此澆口附近應(yīng)加強冷卻，通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆口附近，使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻，而遠離澆口部分的模具在經(jīng)過一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。4）冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小 ： 如果冷卻水道較長，則冷卻水出、入口的溫差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設(shè)計時應(yīng)引起注意。冷卻水道的總長度的計算可公式：Lw=Aw/Lw冷卻水道總長度 Aw熱傳導(dǎo)面積 Dw冷卻水道直徑5）冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置：聚苯乙烯的收縮率較小，水道應(yīng)盡量沿著收縮方向設(shè)置。冷卻水道的設(shè)計必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強度；冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為10mm左右，不小于8mm。根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)，采用孔徑為8mm的冷卻水道。冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)塑料制品形狀及其所需冷卻效果，冷卻回流可選擇直通式既簡單流道式，這是生產(chǎn)過程中最常用的形式。其具體結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖所示：冷卻水孔直徑d=8，兩水孔的中心距C=20 圖517 直通式冷卻系統(tǒng)5.7.2、加熱系統(tǒng)的設(shè)計需要設(shè)置加熱系統(tǒng)的一般是對模具溫度要求在80以上、熔融黏度高、流動性差的熱塑性塑料，或者是熱固性塑料。而PS對模溫的要求只需60以下，且是屬于熔融黏度低、流動性好的熱塑性塑料，所以此模具對加熱系統(tǒng)的設(shè)置可以不予考慮。5.8、排氣系統(tǒng)的設(shè)計5.8.1排氣槽的設(shè)計要點當(dāng)塑料熔體填充型腔時,必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈,一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦（褐色斑紋），同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中，為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開設(shè)溢流槽以容納余料，也可容納一定量的氣體。通常中小型模具的簡單型腔，可利用推桿、活動型芯以及雙支點的固定型芯端部與模板的配合間隙進行排氣，其間隙為0.030.05mm。5.8.2排氣槽的設(shè)置4排氣槽應(yīng)開設(shè)在型腔最后被充滿的地方，最好是在分型號面上，因為分型面上排氣槽產(chǎn)生的毛邊也很容易隨塑件脫出。排氣槽的出口不要正對操作人員，與塑件的深度不應(yīng)超過塑料的溢料值，其斷面為矩形或梯形。圖518 排氣槽系統(tǒng)1分流道 2澆口 3排氣槽4導(dǎo)向溝 5分型面5.9、模具外形尺寸的確定圖519 模具外形尺寸5.10、注射機有關(guān)參數(shù)的校核5.10.1注射量的校核為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實際注射量應(yīng)該小于本注射機的公稱注射量，既：V實V公=0.810=8V實實際塑料(包括澆注系統(tǒng)凝料)的總體所以V實=6(V塑+ V分)+ V主V塑=316V分=(d/2)h=3.14410=12.56V主=h(r+Rr+R)=35(1.75+1.753+3)=634.2 V主=6(376+12.56)+634.2=2965.56=2.9668所以注射量滿足要求5.10.2鎖模力的校核鎖模力是指注射機的鎖模機構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力,當(dāng)高壓與塑料熔體充填模腔時,會沿鎖模方向產(chǎn)生一個很大的脹型號力,為此,注射機的額定鎖模力必須大于該脹型力, 既： F鎖F脹=A分P型5F鎖注射機的額定鎖模力P型模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力表MPa，通常為2030MPa，在此取25MPa A分塑料和澆注系統(tǒng)在分型號面上的投影面積之和，A分=d=0.253.1413.5=143.1故：F脹=A分P型=143.125=3.58KN F鎖=15KN5.10.3注射壓力校核 該項工作是校核所選注射機的公稱壓力P公能否滿足塑成型時所需要的注射壓力Po，成型時所需的壓力一般由塑料流動性，塑件的結(jié)構(gòu)和壁厚，以及澆注系統(tǒng)類型等因素決定。其值一般為70150 MPa通常要求：P公Po5聚苯乙烯的Po為100 MPa P公=150 MPa5.10.4模具厚度校核模具厚度Hm=160 Hmax=180 Hmin=100故： HminHmHmaxHm模具閉合總厚度，Hmax注射機允許的最大厚度，Hmin注射機允許的最小厚度，5.10.5開模行程的校核對于單分型面注射模所需開模H為SH=H1+H2+（510）=1+39+10=50120H1塑件推出距離（也可作凸模的高度） H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度S注射機移動板的最大行程H所需開模行程六、設(shè)計小結(jié)通過這次系統(tǒng)的注射模的設(shè)計，我更進一步的了解了注射模的結(jié)構(gòu)及各工作零部件的設(shè)計原則和設(shè)計要點，了解了注射模具設(shè)計的一般程序。進行塑料產(chǎn)品的模具設(shè)計首先要對成型制品進行分析，再考慮澆注系統(tǒng)、型腔的分布、導(dǎo)向推出機構(gòu)等后續(xù)工作。通過制品的零件圖就可以了解制品的設(shè)計要求。對形態(tài)復(fù)雜和精度要求較高的制品，有必要了解制品的使用目的、外觀及裝配要求，以便從塑料品種的流動性、收縮率，透明性和制品的機械強度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考慮注射成型工藝的可行性和經(jīng)濟性。模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求經(jīng)濟合理，認真掌握各種注射模具的設(shè)計的普遍的規(guī)律，可以縮短模具設(shè)計周期，提高模具設(shè)計的水平。要設(shè)計過程中可以鍛煉自己獨立思考的能力、動手能力和其它一些綜合能力。同時，還可以為今后的工作奠定一個良好的基礎(chǔ)。在設(shè)計過程中我們始終結(jié)合計算機進行設(shè)計，提高了我們對UG、Pro/E、AutoCAD等軟件的應(yīng)用能力。通過設(shè)計，也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足和有待提高的知識，主要有：1. 各門基礎(chǔ)課知識掌握的不夠扎實，運用起來不夠熟練。2. 實際工作能力還有待提高，設(shè)計與社會上的實際生產(chǎn)還有很大差距。3. 專業(yè)軟件的使用能力（包括熟練度和使用的廣度）還需要再提高一個層次。通過運用CAD/CAM軟件來更好的完成和優(yōu)化設(shè)計。通過這樣，來進一步地充實自我、增強自我能力、提高自我水平。總而言之，我認為，這次畢業(yè)設(shè)計雖然還存在這樣那樣的錯誤和缺陷，但通過這次設(shè)計我又學(xué)到了很多的知識，把自己的工作能力提高到一個更高的層次。這次畢業(yè)設(shè)計是自己邁向模具設(shè)計師很重要的第一步。設(shè)計中存在的問題請老師批評指正本設(shè)計首先說明了塑料工業(yè)的重要地位和當(dāng)今注塑模具的現(xiàn)狀，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，塑料工業(yè)將繼續(xù)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。其次介紹了注塑件的一般設(shè)計原則，對塑件的特征如倒圓角、加強筋等做了說明，從實際來看，幾乎所有的注塑件都遵循這些原則。在做好注塑成型的準(zhǔn)備工作之后，接著介紹了模具設(shè)計的內(nèi)容，冷流道注塑模具無外乎包括四大系統(tǒng)：澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)和機構(gòu)系統(tǒng)（其實也可以歸為頂出系統(tǒng)，該系統(tǒng)如斜導(dǎo)柱、滑塊和開閉器等）。在澆注系統(tǒng)的設(shè)計中根據(jù)經(jīng)驗公式取流道橫截面形狀，確定澆口尺寸，對流道剪切速率進行校核；溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)說明了設(shè)計的一般步驟，確定冷卻時間，計算體積流量等；頂出系統(tǒng)著重說明了推桿，推管的安裝要求，并進行強度校核；該模具屬于簡單脫模機構(gòu)，無滑塊抽芯機構(gòu)，也無開模先后順序的要求，做完這些工作之后，該模具的設(shè)計到此結(jié)束。在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)經(jīng)驗公式有不一致的地方，不同公式的計算結(jié)果有的相差很大，特別是在溫度調(diào)節(jié)與脫模力的計算這兩塊。在完成圖紙之后發(fā)現(xiàn)塑件的設(shè)計有的地方是不合理的，比如說壁厚，雖然有經(jīng)驗可循，但從實際中看顯然本設(shè)計的塑件壁厚過大；還有就是推管處的設(shè)計不合理，按該塑件加工，則標(biāo)準(zhǔn)推管需要再加工；從這里可以知道，注塑件的設(shè)計與模具設(shè)計關(guān)系密切，好的塑件結(jié)構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。單分型面注射模是最為簡單和常見的一種結(jié)構(gòu)形式，約占全部注射模具的70%左右，但目前傳統(tǒng)冷流道模具設(shè)計還是以經(jīng)驗為主，很難對注射各參量進行嚴密的數(shù)學(xué)建模，因為各參量相互影響，關(guān)系復(fù)雜。隨著科技的進步及注射理論的突破，熱流道模具發(fā)展的越來越迅速，隨著技術(shù)的成熟，熱流道模的生產(chǎn)控制將會變得比以前更為輕松，產(chǎn)品質(zhì)量將會得到更好提高，所以，以后注射模具的研究會以熱流道模具為主。 在完成參數(shù)化設(shè)計之后發(fā)覺PROGRAM模塊語言控制語句太少，參數(shù)類型也少，這使得編程很受約束，只適宜簡單有相同特征零件的參數(shù)化，若零件復(fù)雜些，那么參數(shù)化所需要花費的時間是較多的，對工作效率的提高并無太大好處；但是這體現(xiàn)了以后3D建模的思路，與直接建模相比，程序還是有它獨到的魅力的。致謝經(jīng)過一個月的畢業(yè)設(shè)計忙碌之后，設(shè)計最終完成，心理有一種說不出的輕松，設(shè)計過程中遇到許多的問題，在眾多師友的幫助下予以解決。首先要感謝老師對我的指導(dǎo)和督促，老師給我指出了正確的設(shè)計方向，使我加深了對知識的理解,同時也避免了在設(shè)計過眾多莘莘學(xué)子辛勤的耕耘，在這塊土地上我健康快樂的成長，我永遠不會忘記可親的同學(xué)程中少走彎路，老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計放在心理，保證按質(zhì)按量的完成；要感謝宿舍同學(xué)，是大家營造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在做設(shè)計的過程中互幫互助，使我的CAD和PRO/E操作水平比以前有了很大提高，同時較全面的掌握了Word的編輯功能；還要感謝那些把借閱證讓我借書的同學(xué)，使得我查閱資料非常方便；還要感謝學(xué)校在我最需要電腦的時候給我提供電腦，使我能夠按時完成畢業(yè)設(shè)計。學(xué)生生活至此劃上了圓滿的句號，在這塊土地上有，我永遠記得這片土地。八、參考資料書名代號書名編書作者出版社出版年月1塑料模具技術(shù)手冊塑料模具技術(shù)編委會機械工業(yè)出版社1999年9月第一版2塑料模具設(shè)計手冊塑料模具設(shè)計手冊編寫組機械工業(yè)出版社1999年8月第二版3注塑制品與注塑模具設(shè)計付宏生、劉京華化學(xué)工業(yè)出版社2003年7月第一版4實用塑料注射模設(shè)計與制造陳萬林、機械工業(yè)出版社2004年1月第一版5塑料制品成型及模具設(shè)計葉久新、王群湖南科學(xué)技術(shù)出版社2004年7月第一版6塑料制品與模具設(shè)計徐佩弦中國輕工業(yè)出版社2001年7月第一版7塑料成型工藝學(xué)黃銳中國輕工業(yè)出版社2005年8月第二版8塑料成型設(shè)備陳濱楠化學(xué)工業(yè)出版社2004年6月第一版南京工程學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計專用