塑料模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手柄塑料模具設(shè)計(jì)

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1、 設(shè)計(jì)題目：手柄塑料模具設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院 系 別：材料成型及控制工程 指導(dǎo)老師： 2006年12月 目錄 一、塑件的幾何形狀和使用要求…………………………… 二、塑件的成型工藝性……………………………………… 三、注射機(jī)的選擇…………………………………………… 四、塑件注射成型工藝條件………………………………… 五、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………… 六、確定型腔的數(shù)目………………………………………… 七、分型

2、面的選擇…………………………………………… 八、型腔的配置……………………………………………… 九、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………… 十、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………… 十一、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………… 十二、排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………… 十三、凹模和型芯的結(jié)構(gòu)和固定方式……………………… 十四、冷卻系統(tǒng)的分析計(jì)算………………………………… 十五、校核設(shè)計(jì)參數(shù)………………………………………… 十六、模具成型部件材料的選擇…………………………… 十七、模具零件材料的選用………………………………… 十八、設(shè)計(jì)心得

3、……………………………………………… 十九、參考文獻(xiàn)……………………………………………… 一、塑件的幾何形狀和使用要求 如圖1，本注塑模具制造的塑料制件是圓臺(tái)與圓柱的結(jié)合體。頭部為φ40mm圓柱，下部是φ20mm與斜度為85度的圓臺(tái)，圓臺(tái)內(nèi)部為φ40mm×32 mm的孔，塑件內(nèi)部驤有M8的金屬螺紋金屬件外部尺寸為φ15mm×32 mm的圓柱。下部圓孔與螺紋的同軸度要求為φ0.12。表面粗糙度外表面為0.8μm，其余為5.5μm。塑件材料為PP，查[1]表3-4得凹模的脫模斜度為，凸模的脫模斜度為。

4、 二、塑件的成型工藝性 塑件的材料選用PE，即聚乙烯。其拉伸彈性模量為840～950MPa，壓縮比為1.73～1.9，成型收縮率為1.5～3.0%，與鋼的摩擦因數(shù)為0.11，泊松比為0.38。聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無(wú)毒，具有優(yōu)越的介電性能。易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。透水率低，對(duì)有機(jī)蒸汽透過(guò)率則較大。其透明度隨結(jié)晶度增加而下降在一定結(jié)晶度下，透明度隨分子量增大而提高。聚乙烯熔點(diǎn)范圍為132-135℃。常溫下不溶于任何已知溶劑中，70℃以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯等溶劑中。聚乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類(lèi)、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種

5、化學(xué)物質(zhì)，硝酸和硫酸對(duì)聚乙烯有較強(qiáng)的破壞作用。聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解，在紫外線作用下容易發(fā)生降解，碳黑對(duì)聚乙烯有優(yōu)異的光屏蔽作用。受輻射后可發(fā)生交聯(lián)、斷鏈、形成不飽和基團(tuán)等反映。 三、注射機(jī)的選擇 注射機(jī)為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種。注射成型時(shí)注射模具安裝在注射機(jī)的動(dòng)模板和定模板上，由鎖模裝置和模并鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開(kāi)模，并由推出裝置將制件推出。 估算制件的體積39.015077cm^3，查[1]附錄6初選注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY-125。其主要參數(shù)如下： 螺桿（

6、柱塞）直徑/mm Φ42 注射容量（） 125 注射壓力/ 1190 鎖模力/10KN 90 最大注射面積/ 320 最大模具厚度/mm 300 最小模具厚度/mm 200 四、塑件注射成型工藝條件 塑件材料為聚乙烯（PE），其本身吸水率很小，成型前不一定要進(jìn)行干燥，但為了提高制品質(zhì)量，必要時(shí)可在80℃～100℃下干燥3～4h。聚乙烯的熔點(diǎn)為132-135℃，分解溫度為200℃左右。聚丙烯既可用螺桿式也可用柱塞式注射機(jī)成型。機(jī)筒溫度控制在120～1

7、50℃之間，噴嘴溫度為130～140℃，注射壓力為70～120MPa。具體加工條件大致為：機(jī)筒前段溫度為120℃～140℃中段為140℃～150℃后段為120℃～150℃，模具溫度40～80℃，注塑壓力為70～120Mp。保壓力為50～60Mp，注射時(shí)間為0～5s，保壓時(shí)間為20～60s，冷卻時(shí)間為15～50s，成型周期為40～120s。螺桿轉(zhuǎn)速為30～60/（r/min）。此外由于聚乙烯的玻璃化溫度低于室溫，當(dāng)制件在室溫下存放后時(shí)常發(fā)生后收縮現(xiàn)象，所以對(duì)尺寸穩(wěn)定性要求較高的制件，應(yīng)進(jìn)行熱處理。 五、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 如圖2 圖2 模具裝配簡(jiǎn)圖 1

8、、支座 2、卡圈 3、推板 4、支撐板 5、型芯固定板 6、滑塊 7、彎銷(xiāo) 8、型芯 9、水套 10、連接桿 11、襯套 12、定模鑲塊 13、定模座板 14、推板 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特性與外觀要求，模具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型選用點(diǎn)澆口雙分型面注射模具，又叫三板式模具。或選用熱流道模具，但后者的成本較高故采用前者的三板試模具，因此需要設(shè)計(jì)具有兩次分型的順序脫模機(jī)構(gòu)，模具總體結(jié)構(gòu)如圖所示。開(kāi)模時(shí)為兩次開(kāi)模，第一次開(kāi)模取出澆道凝料；第二次開(kāi)模取

9、出塑件連同型心，在模外旋出型心，下一次注射前先安放好型心及鑲件。 該模具的特點(diǎn)是：內(nèi)螺紋鑲件安放在型心上，為模外手動(dòng)脫出型心。模具的排氣由分型面與頂桿的運(yùn)動(dòng)間隙排氣。 六、確定型腔的數(shù)目 為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件的精度，必須首先確定模具型腔數(shù)目。確定型腔數(shù)目的方法有幾種，這里按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)量n 根據(jù)[1]式5-2得 其中 ————注射機(jī)最大注射量，； ————澆注系統(tǒng)凝料量，； ————單個(gè)塑件的容積，； 初步估算單個(gè)塑件的容積： =39.015 而凝料的容量和最小注射量應(yīng)不小于注射機(jī)額定最

10、大注射量的20%，故可得，型腔的數(shù)目： n=2 七、分型面的選擇 分型面的選擇對(duì)于塑件質(zhì)量、模具制造與使用性能均有很大的影響，它決定了模具結(jié)構(gòu)的類(lèi)型，是模具設(shè)計(jì)工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為了保證塑件質(zhì)量，且便于制件的脫模和模具結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，綜合塑件的精度和推出方式、排氣方式及制造工藝等要素，選擇模具的兩個(gè)分型面為定模板與中間板之間的表面即塑件上半部圓球最大部分的延伸平面及塑件下部圓臺(tái)內(nèi)的圓孔內(nèi)部即型心與凹模之間的表面。 這樣設(shè)置分型面，開(kāi)模后塑件收縮包緊型心而留在動(dòng)模上，便于塑件的脫模和模具的簡(jiǎn)化，有利于鑲件的放置定位及注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)中的頂出裝置帶動(dòng)塑件脫模結(jié)構(gòu)工作，頂出塑件。

11、 分型面垂直于注射機(jī)的開(kāi)模方向。 八、型腔的配置 成型零部件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主要在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，并便于加工、裝配、使用和維修。該模具中型腔的組成部分主要有：成型頂管、型芯、鑲件、中間板、凹模。凹模、中間板與成型頂管主要成型零件的外表面，型心主要成型零件的內(nèi)表面。 型腔的布置應(yīng)盡可能采用平衡式排列，以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng)；應(yīng)和澆口開(kāi)設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱(chēng)，防止模具受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象；應(yīng)盡量使型腔排列的緊湊，以便減小模具的尺寸外形。 本次設(shè)計(jì)的制件為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，且型腔數(shù)目只為2個(gè)，故在型腔的布置上只要求其對(duì)稱(chēng)中心和模具的壓力中心重合即可。型腔的配置如圖3

12、 九、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （1）澆口數(shù)目的確定 澆口是連接流道與型腔之間的一條細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。起著調(diào)節(jié)控制流料速度、補(bǔ)料時(shí)間以及防止倒流等作用。 澆口的形狀、尺寸和進(jìn)料位置等對(duì)塑件成型質(zhì)量影響很大，塑件上的一些缺陷如縮孔、缺料、白斑、熔接痕、質(zhì)脆、分解和翹曲等往往是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而產(chǎn)生的，因此正確設(shè)計(jì)澆口是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。 澆口設(shè)計(jì)與塑件性能、塑件形狀、截面尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等因數(shù)有關(guān)?？偟囊笫侨哿弦暂^快的速度進(jìn)入并充滿(mǎn)型腔，同時(shí)在充滿(mǎn)后能適時(shí)冷卻封閉。因此澆口截面要小，長(zhǎng)度要短，這樣可以增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于塑件

13、與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，從而保證塑件外觀質(zhì)量。 塑件的溶積較小，型腔采用平衡式布置。而且PE塑料的流動(dòng)性非常好，又有很好的注射工藝性，故在長(zhǎng)軸方向上的兩端處設(shè)計(jì)兩個(gè)澆口，澆口位置開(kāi)設(shè)在塑件的底外表面中心處。這樣既可以保證塑件質(zhì)量，便于快速充模與脫模，也有利于模具結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。 （2）澆注系統(tǒng)斷面尺寸 由于注射成型的基本要求是在合適的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿(mǎn)型腔，故澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)影響到塑件的順利脫模等因素。澆注系統(tǒng)截面尺寸的計(jì)算在設(shè)計(jì)中是非常重要的，而且澆注系統(tǒng)的作用是使來(lái)自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利的充模、壓實(shí)和保壓。所以必須精確計(jì)算澆注系統(tǒng)的截面尺寸，以保證注

14、塑成型塑件的質(zhì)量和精度。本注塑模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，其主要由主流道、澆口、冷料穴、分流道四部分組成。 經(jīng)計(jì)算該塑件的體積為39.015 以下為該澆注系統(tǒng)各部分的設(shè)計(jì)計(jì)算： 主流道的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)主流道為圓錐形，其錐角α=；取α= 內(nèi)壁表面粗糙度為Ra=0.63μm 主流道與噴嘴處制成凹坑，其半徑=12+1.5=13.5mm 其小端直徑=4+0.5=4.5mm 凹坑深 取h=4mm 主流道大端呈圓角過(guò)渡，圓角半徑 取r=2mm 主流道長(zhǎng)度由模板厚度確定，取 取L=35mm 主流道襯套選擇A型，其大端高出定模端面H=8mm 主流道形狀及其與噴嘴的關(guān)系見(jiàn)圖4

15、 圖4 主流道形狀及其與注射機(jī)噴嘴的關(guān)系 1、定模板 2、澆口套 3、注射機(jī)噴嘴 冷料穴的設(shè)計(jì) 塑件材料PE冷卻速度慢，為充分冷卻，需設(shè)置冷料穴，防止熔體冷料進(jìn)入型腔。冷料穴設(shè)置在主流道的末端。設(shè)計(jì)成帶Z形頭拉料桿的冷料穴，其底部做成鉤形。 分流道的設(shè)計(jì) 該模具為多型腔的模具故分流道是必不可少的。在分流道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免容體溫度降低，同時(shí)還要考慮減少流道的容積。 分流道的截面設(shè)計(jì)為圓形，其表面粗糙度Ra=1.25-2.5μm 查教材表6-1得分流道的直徑為4.8-9.5mm取6mm 澆口的設(shè)計(jì) 澆

16、口的設(shè)計(jì)要求是使熔料以較快的速度進(jìn)入并充滿(mǎn)型腔，同時(shí)在充滿(mǎn)后能適時(shí)冷卻封閉，因此澆口截面要小，長(zhǎng)度要短，這樣可增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質(zhì)量。 因?yàn)檫@是多型腔的注射模具，為了比較容易平衡澆注系統(tǒng)此設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口。 由[1]試6-9查得點(diǎn)澆口的尺寸：d=0.5-1.8mm，取d=1.2mm， l=1mm，R1=2mm。澆口截面如圖5 圖5 澆注系統(tǒng)的衡進(jìn)料計(jì)算 由于此設(shè)計(jì)采用平衡式澆注系統(tǒng)主流道到兩型腔的分流道的長(zhǎng)度相等故無(wú)需計(jì)算。 故澆注系統(tǒng)如下圖所示： 十、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用于保證動(dòng)模和

17、定模兩大部分或模內(nèi)其他零件的準(zhǔn)確配合，起定位和定向作用。 本模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成，為導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其基本設(shè)計(jì)要求是導(dǎo)向精確，定位準(zhǔn)確，并且要有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔之間的配合來(lái)保證模具的配合間隙的。 注射模一般采用四個(gè)導(dǎo)柱和導(dǎo)套。導(dǎo)柱既可安裝在動(dòng)模一側(cè)，也可安裝在定模一側(cè)，但通常導(dǎo)柱設(shè)在主型芯的四周，起保護(hù)型芯的作用。在注射過(guò)程中，導(dǎo)柱可承受一定的側(cè)壓力，當(dāng)熔體產(chǎn)生的側(cè)壓力很大時(shí)便不能單靠導(dǎo)柱承擔(dān)，此時(shí)要增設(shè)錐面定位裝置。由于橫向尺寸較小，在注射成型時(shí)模具不會(huì)產(chǎn)生很大的側(cè)壓力，所以不需要增設(shè)錐面定位裝置。 導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻布置在模具分型面的四周，

18、導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出6～8mm，以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相碰而損壞。導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和耐磨度。本模具采用T8A鋼，淬火處理。導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合部分的表面粗糙度要求為Ra1.6μm。 為了使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端面做成錐形或者半球形，導(dǎo)套的前端倒角。導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模的一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一側(cè)便于塑料制品的脫模?？砂淳唧w情況確定模具的正反裝。 本模具中導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合精度按H7/f7定部分的配合精度按H7/k6套外徑的配合精度按H7/k6。 除在定模和動(dòng)模部分設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套外，一般還在動(dòng)模座板和頂出板之間設(shè)

19、置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推板順利的實(shí)現(xiàn)推出運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，導(dǎo)柱還可以起到支撐動(dòng)模墊板的作用。導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具的尺寸來(lái)選取，選取時(shí)參考注射模標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)。 設(shè)計(jì)有4跟導(dǎo)柱固定在定模座板上，與之相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)有4個(gè)導(dǎo)向孔貫穿動(dòng)模板和支撐板上。2根導(dǎo)柱固定在動(dòng)模板上，對(duì)應(yīng)2個(gè)導(dǎo)向孔在中間板上，2個(gè)導(dǎo)柱固定在動(dòng)模座板上，對(duì)應(yīng)2個(gè)導(dǎo)向孔在頂出板和頂出固定板上。 十一、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 （1）脫模力的計(jì)算 將制品從包緊的型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力即為脫模力。當(dāng)脫模開(kāi)始時(shí)主力最大推桿的剛度和強(qiáng)度應(yīng)按此時(shí)的受力較核 此制件的，屬于薄壁制件。由[1]公式8-3得，制件所需脫模力

20、為： 其中 ————無(wú)量綱系數(shù)，隨而異；從[1]表8-2 查取。 ————無(wú)量綱系數(shù)，隨f和而異；從[1]表8-3查取。 L ————型心的長(zhǎng)度；mm ————型心的平均半徑；mm S————塑料平均成型收縮率； E————塑料的彈性模量，MPa（查[1]附錄2）； f————制件與型芯之間的摩擦因數(shù)（查[1]附錄2）； ————模具型芯的脫模斜度，（°）； μ————塑料的泊松比（查[1]附錄2）； A————盲孔

21、制品型芯在垂直于脫模方向上的投影面積，，通孔制件的A等于零； （2）推件板厚度的確定 對(duì)于筒形或圓形塑料制件，根據(jù)強(qiáng)度確定，由[1]公式8-8得 其中 K3———系數(shù)，隨R/r而異，按[1]表8-4選??； ———推件板材料的許用應(yīng)力，MPa； F————脫模力，N； （3）推件桿直徑的確定 根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式，得推件桿直徑為：[1]公式8-10 其中 d————推桿的最小直徑，mm； K————安全系數(shù)，取K=1.5； L————推桿的長(zhǎng)度，mm； F————脫模力，N；

22、 N————推桿數(shù)目； E————鋼材的彈性模量，MPa； 強(qiáng)度校核：根據(jù)[1]公式8-11 其中 []———推桿材料的許用應(yīng)力，MPa； ————推桿所受的應(yīng)力，MPa； 其他符號(hào)同前述。 由此得推桿直徑符合要求，設(shè)計(jì)合理。 十二、排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本模具的排氣方式是通過(guò)分型面和型心及頂桿活動(dòng)的間隙排氣，故不必設(shè)置排氣槽。 十三、凹模和型芯的結(jié)構(gòu)和固定方式 成型零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從

23、便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。其中最重要的是凹模和凸模尺寸的設(shè)計(jì)。成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括型腔和型芯的徑向尺寸及高度尺寸，及孔中心距等。 本設(shè)計(jì)中采用平均值法計(jì)算，其中：塑件的尺寸精度取IT8級(jí)精度。 設(shè)計(jì)及計(jì)算如下： （1） 型腔的設(shè)計(jì) （2） 由[1]公式7-7得型腔的基本尺寸為： 其中 ————塑料的平均收縮率； ————塑件外形基本尺寸； ————模具制造公差； （2）型芯徑向尺寸 由[1]公式7-9得

24、 其中 ————塑料的平均收縮率； ————塑件內(nèi)形基本尺寸； ————模具制造公差； ————塑件尺寸公差； （3）型腔深度尺寸 由[1]公式7-10得 其中 ————塑件高度尺寸； ———型腔深度尺寸； ————模具制造公差； ————塑件尺寸公差； ————塑料的平均收縮率； （4）型芯高度尺寸 由[1]公式7-13得 其中 ————塑件深度尺寸； ———型芯高度尺寸； ————模具制造公差； ————塑件尺寸公差； ————塑料的平均收縮率； （5）型

25、腔側(cè)壁厚度計(jì)算 該模具為組合式圓形型腔，按第三強(qiáng)度理論推算的強(qiáng)度計(jì)算公式。[1]公式7-45得 其中 P———型腔內(nèi)壓力，MPa，一般為20~50MPa； r———型腔內(nèi)半徑，mm； ——型腔模具材料的許用應(yīng)力，MPa，一般中碳鋼=160MPa； （6）型腔底版厚度計(jì)算 對(duì)于組合式圓形型腔的底版，根據(jù)[1]公式7-55得 其中 P———型腔內(nèi)壓力，MPa，一般為20~50MPa； ——型腔外半徑，mm； ——型腔模具材料的許用應(yīng)力，MPa，一般中碳鋼=160MPa； 十四、冷卻系統(tǒng)的分析計(jì)算 在注射成型中，模具的溫度直

26、接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，一般模具內(nèi)溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走實(shí)現(xiàn)的。注射成型時(shí)模具溫度穩(wěn)定，冷卻水速度均衡，可以減小塑件的變形。該塑件壁厚不一致，熱容量大，且收縮率較大，故需設(shè)置冷卻系統(tǒng)來(lái)保持模具溫度的穩(wěn)定，提高塑件尺寸的精度。 本冷卻系統(tǒng)中采用水作為冷卻介質(zhì)，其進(jìn)入模具的溫度為18℃，從管道總流出的溫度為23℃，要保持冷卻水在管道內(nèi)一直處于湍流狀態(tài)，以增強(qiáng)冷卻效果，同時(shí)可減小冷卻管直徑，減少成本。 （1） 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 由塑件圖紙知道，制件中最厚的壁厚是12.5mm，所以冷卻時(shí)間t1應(yīng)以該厚度為計(jì)算依據(jù)。查表得 =3

27、6s S————塑件的壁厚，mm ————塑料的熱擴(kuò)散率，mm^2/s ————塑料注射溫度， ————模具溫度， ————塑料熱變形溫度， 由于塑件在開(kāi)模時(shí)無(wú)法自動(dòng)墜落，必須手動(dòng)取出，設(shè)開(kāi)模取件與放置鑲件的時(shí)間為10s，加上注射時(shí)間t1=4s和閉模20s故制件的成型周期為 T=74s 所以每小時(shí)注射次數(shù)為N=3600/70=51.42 注射量為m =pvn=0.9*39.015077*2=70.234 加上流道的凝料，故一次注射量G取為82g 由[1]表10-4并計(jì)算得單位熱流量 將以上數(shù)據(jù)代入[1]式10-18得到單位時(shí)間內(nèi)型腔總熱量為 （2）

28、 求冷卻水的體積流量 由教材式10-12得： （3） 求冷卻管道的直徑d，查教材表10-1，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取 d=30mm。 （4） 求冷卻水在管道內(nèi)的流速v 由教材式10-16得 （5） 求冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱膜系數(shù)h 查教材表10-5，取f=7.22（水溫為30度時(shí)）， 由教材式10-2得 （6） 求冷卻管道的總傳熱面積A 由教材式10-14得 （6） 求模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)n 有教材式10-17得

29、 十五、校核設(shè)計(jì)參數(shù) （1）注射量的校核 在模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型周期內(nèi)所需注射的塑料熔體的質(zhì)量在折射機(jī)的額定注射量的80%以?xún)?nèi)。在一個(gè)注射成型周期內(nèi)需要注射的塑料熔體的質(zhì)量為塑件的質(zhì)量和澆注系統(tǒng)凝料質(zhì)量的總和，即 由前面計(jì)算知： 注射機(jī)的最大注射量為250X0.88=220g 而 220X80%=176〉82g 所以注射量滿(mǎn)足要求。 （2）瑣模力的校核 為了保證在注射成型時(shí)不致因瑣模不緊而發(fā)生溢邊、跑料現(xiàn)象，因此在當(dāng)高溫時(shí)的塑料熔體充滿(mǎn)型腔時(shí)產(chǎn)生的沿注射機(jī)軸向的推力應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖力，所以要對(duì)鎖模力進(jìn)行校核。 鎖模力可按下式校核：

30、 式中 ——注射壓力； ——塑件在分型面上的投影面積，； ——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，； F———注射機(jī)額定鎖模力； A=20X20X3.14X2+6X120=3232 已知注射機(jī)的最大鎖模力為1800KN，故選用的壓力機(jī)是合適 的。能滿(mǎn)足注射成型的壓力要求。 （3）注射壓力的校核 注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)大于塑件成型的許用壓力，應(yīng)滿(mǎn)足下 式： 式中 ——注射機(jī)最大注射壓力，此處； ——塑件成型所需的注射壓力；<120Mp 故可得選擇的注射機(jī)滿(mǎn)足塑件注射壓力的要求。 （4）模具厚度H與

31、注射機(jī)閉合高度的關(guān)系校核 模具的閉合高度應(yīng)在注射機(jī)最大與最小閉合高度之間，按下式 式中 ——注射機(jī)允許的最小模厚（250mm）； ——注射機(jī)允許的最大模厚（350mm）； 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，依據(jù)GB/T12556.1-90《塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件》，選擇模架系列為（BXL）315mmX450mm，閉合高度為320mm，其他尺寸查設(shè)計(jì)手冊(cè)。 （5）注射機(jī)開(kāi)模行程校核 模具開(kāi)模后為了便于取出塑件，要求有足夠的開(kāi)模距離，而注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限的，因此必須進(jìn)行注射機(jī)的開(kāi)模行程校核。對(duì)于不同型式的鎖模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)，其最大開(kāi)模行程與模具厚度有關(guān)，有的與模具厚度無(wú)關(guān)。該模具

32、中選擇的注射機(jī)其最大行程與模具厚度無(wú)關(guān)，且模具為雙分型面注射模。所以注射機(jī)開(kāi)模行程應(yīng)大于模具開(kāi)模時(shí)取出塑件所需的開(kāi)模距離，即滿(mǎn)足下式： 式中 ——塑料脫模所需要的頂出距離，mm；此處為120mm； ——第一次開(kāi)模距離（包括澆注系統(tǒng)凝料），mm；此處80mm； 則S=120+80+7=207mm 由注射機(jī)參數(shù)知，滿(mǎn)足要求。 十六、模具成型零部件材料的選擇 由于標(biāo)準(zhǔn)模架的座板、墊塊、推件板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、螺釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)零件可查找設(shè)計(jì)手冊(cè)確定，故此處只對(duì)成型零件的材料進(jìn)行選擇。 作為用于成型部位的材料，應(yīng)具備以下性能： 1、 切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性好。 2

33、、 拋光性好，加工后的成型部位表面光滑美觀。 3、 耐磨性好，以便延長(zhǎng)模具的使用壽命。 4、 具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。 5、 耐腐蝕性好，在使用中不易生銹。 本模具的成型部位的材料選用的是碳素工具鋼T10A，其處理前硬度HRC30，易于切削加工。這種鋼在真空環(huán)境下經(jīng)500～550℃，以5～10h時(shí)效處理，鋼材彌散析出復(fù)合合金化合物，使鋼材硬化具有HRC40～45，耐磨性好且處理變形小。由于材質(zhì)純凈，可做鏡面拋光，并能光腐蝕精細(xì)圖案，還有較好的電加工及抗腐蝕性能。工作溫度達(dá)300℃，拉伸強(qiáng)度1400MPa。 十七、模具零件材料的選用 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和耐磨度，常采用20底

34、碳鋼滲碳淬火處理，硬度為48～55HRC，也可采用T8A或T10碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合部分的表面粗糙度要求為Ra1.5μm。 由于45鋼具有較高的強(qiáng)度和較好的切削加工性，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院?，可獲得很好的韌性、塑性和耐磨性，材料來(lái)源光，價(jià)格低廉，一般經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理后用來(lái)制造塑料模具，是我國(guó)目前塑料模具用鋼最廣泛的一個(gè)品種。此處選擇該鋼種為其他模具零件的材料，其熱處理工藝根據(jù)零件的要求加以選擇。 十八、設(shè)計(jì)心得 塑料成型加工與模具是我們很重要的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，做課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須用很?chē)?yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度仔細(xì)的做好每個(gè)細(xì)節(jié)。兩周的課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了許多新的知識(shí)。 塑料模具的設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐

35、性和實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科，而且它又是集塑料工藝、模具加工、和成型模具等許多工程技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科為基礎(chǔ)，與模具設(shè)備、模具制造工藝學(xué)密切聯(lián)系的，因而我們?cè)谧稣n程設(shè)計(jì)就必須要理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，強(qiáng)化了我們對(duì)以前知識(shí)的記憶和熟悉。 在課程設(shè)計(jì)階段，我們遇到了很多不懂的地方和難題。但是，在我們的不斷努力下，通過(guò)不斷實(shí)踐，不斷學(xué)習(xí)，不但解決了問(wèn)題，還學(xué)到很多課本上沒(méi)有的新知識(shí)。 最后，感謝一直為我們解決課程設(shè)計(jì)中遇到難題的指導(dǎo)老師！ 十八、參考資料 [1]《塑料成型加工與模具》 化學(xué)工業(yè)出版社 黃虹 主編 2003年3月第一版 2006年6月北京第5次印刷 [2]《注塑模典型結(jié)構(gòu)圖例》 化學(xué)工業(yè)出版社 楊占堯 主編 2005年8月第一版 2005年8月北京第1次印刷 [3]《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 〈塑料模具技術(shù)手冊(cè)〉編委會(huì) 主編 2004年1月第1版 第5次印刷