電池后蓋注射模設(shè)計

電池后蓋注射模設(shè)計,電池,注射,設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 電池后蓋注塑模設(shè)計 題目 來源 二維模型 指導(dǎo)教師 職稱 所在部門 學(xué)生姓名 學(xué)號 班級 課題需要完成的任務(wù) 任務(wù)序號 任務(wù)內(nèi)容 任務(wù)成果（論文附件） 1 造型 CAD圖（二維、三維） 2 方案構(gòu)想 設(shè)計說明書 3 模流分析 分析結(jié)果文件 4 選定方案 設(shè)計說明書 5 裝配圖（二維、三維） CAD圖 課題 計劃安排 序號 內(nèi)容 時間安排 1 造型設(shè)計 2015.2.10-2015.2.20 2 注塑方案設(shè)計 2015.2.20-2015.3.1 3 模流分析 2015.3.1-2015.3.10 4 裝配圖 2015.3.10—2015.4.1 5 撰寫說明書 2015.4.1—2015.4.10 6 小結(jié) 2015.4.10 計劃答辯 時間 2015年4月11日、12日 課題申報 （指導(dǎo)教師） 簽名： 開題意見 （學(xué)生） 簽名： 答辯小組 審核意見 簽名： 2015 4 25 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 名 賈連超 會簽（日期） 批準（日期） 日期 編制（日期） 審核（日期） 日 期 簽名 干燥時間 2—3h 干燥溫度℃ 20 4 底圖總號 翻料時間 冷卻方式 2 3 舊底圖總號 原 料 干 燥 處 理 使用設(shè)備 、 加熱時間 盛料高度 、 保溫時間 2保溫溫度 80—90 紅外線烤箱熱處理 紅外線烤箱 媒體編號 加熱溫度 1熱處理方式 后外線 零件成形后處理 工 序 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 工時準終 單件 30—60 加 料 刻 度 脫模劑 螺桿類型 螺桿式 嵌 件 圖 號 名 稱 數(shù)量 5 小型芯 8 4 大型芯 2 螺桿轉(zhuǎn)速r/min 總 高 195 壓 力 MPa 注 射 頂 出 高 27 保 壓 70—90 140 模 溫℃ 60—70 冷 卻 20—30 270 啟 模 總時間 40—50 附 件 、 第四段 20 、 噴 嘴 3—5 型腔數(shù)量 2 第三段 79 保 壓 20—30 閉 模 模 具 編 號 1 第二段 190 注 射 設(shè) 備 注塑機 注 射 成 形 工 藝 料 筒 溫 度 ℃ 注 射 成 形 時 間 S 第一段 270 、 第五段 零 件 凈 重 14.5 零 件 毛 重 14.45 共1頁 第1頁 材 料 名 稱 電池后蓋 材 料 牌 號 ABS 材 料 顏 色 黑色 每臺件數(shù) 2 產(chǎn)品名稱 電池后蓋 零部件名稱 、 消 耗 定 額 / 塑料零件注射工藝卡片 產(chǎn)品型號 1 零部件圖號 、 、 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 開 題 報 告 學(xué)生姓名 學(xué)號 班級 所屬院系專業(yè) 機械 指導(dǎo)教師 職稱 所在部門 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 電池后蓋注射模設(shè)計 題目類型 工程設(shè)計（項目）■ 論文類□ 作品設(shè)計類□ 其他□ 一、 選題簡介、意義 設(shè)計課題是電池面蓋的模具設(shè)計，該塑件是一種電池蓋的零件，其功能是作為電池的密封蓋，表面上有四個孔，應(yīng)該是用于對內(nèi)部電池情況的檢查而設(shè)計的。 注射成型是塑料模具應(yīng)用最廣的成型方法。不僅產(chǎn)量多，而且適用于多種原料，能夠成批、連續(xù)地生產(chǎn)，并且具有固定的尺寸，可以實現(xiàn)生產(chǎn)自動化、高速化，因此能帶來極高的經(jīng)濟效益。在日用家電中的運用達到很高的比重。 按照模具的設(shè)計流程，研究各種成型方法及其特點，確定成型方案；結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)特點，研究注塑成型工藝過程；研究塑件的分型面與布局設(shè)計方法，根據(jù)注塑成型技術(shù)要求，初步進行澆注系統(tǒng)的設(shè)計，得到一個初步的分型澆注方案；然后進行模具總體結(jié)構(gòu)和模具各機構(gòu)的設(shè)計。 運用所學(xué)習(xí)的Pro-e三維軟件和AUTOCAD進行設(shè)計是當(dāng)前的主流設(shè)計方法，也是我期待在這方面得到長足進步、提升能力的重點。 作為模具專業(yè)的學(xué)生，完成畢業(yè)設(shè)計是對三年來所學(xué)知識和技能的綜合檢驗，為完成這個看起來比較復(fù)雜的畢業(yè)設(shè)計，需要將《機械制圖》、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》、《工程力學(xué)》、《塑料成型工藝與模具設(shè)計》、《模具CAD/CAM》、《模具制造工藝學(xué)》、《工程力學(xué)》等課程等多門課程知識，進行一次全面的溫習(xí)和運用，對提高專業(yè)能力，鞏固知識十分有益。接觸到課題深感“學(xué)然后止不足”。為此需要認真重溫課本，重溫。 畢業(yè)設(shè)計是就業(yè)前的練兵。為了做好畢業(yè)設(shè)計，我充分利用業(yè)余時間，增加閱讀，內(nèi)容涉及各類模具成型原理、典型注射模的工作原理與工作過程，模具推出機構(gòu)的工作原理與工作工程，從而豐富了知識的內(nèi)涵。 結(jié)合畢業(yè)實踐崗位工作選定課題，達到學(xué)以致用的目的，為今后從事技術(shù)工作奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。在選擇的時候，自己想努力的多做一點事，使自己得到鍛煉，對于這個題目我覺得它的意義在于讓我更加系統(tǒng)化的了解了模具設(shè)計的總體過程，知道在設(shè)計的過程中，該做什么，怎么去做！ 2、 課題綜述 課題研究：在這一課題中，圍繞模具設(shè)計的常規(guī)流程，主要研究的方向包括：熟練運用先進軟件Pro-e、AUTOCAD進行設(shè)計的方法，重點完成零件的三維造型和模具設(shè)計；研究塑件成型與模具設(shè)計知識，完成模具總體和機構(gòu)設(shè)計；研究模具制造知識，合理設(shè)計成型零部件；研究設(shè)計說明書的規(guī)范寫作方法；研究設(shè)計標準，繪制完成符合國標最新標準要求的模具裝配圖；研究設(shè)計過程中的遇到的問題，提出與解決方案。通過這一系列的問題去列出問題表，逐步去解決，如若遇到自己不能解決的問題，可通過同學(xué)或指導(dǎo)老師的幫助，根據(jù)具體的問題，去找出具體的解決方法。 主要研究內(nèi)容：主要研究思路與方法如下； 一、注射模的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計包括模具工作動作的初步設(shè)計，全盤考慮塑件從塑件充填成型到完整取出的全部框架設(shè)計，進行模架選用；再進行各個組成機構(gòu)的細節(jié)設(shè)計。研究注射模的基本機構(gòu)組成：澆注系統(tǒng)、合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、推出機構(gòu)、成型零部件、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、模架規(guī)格類型。 二、注射模設(shè)計過程應(yīng)該注重標準化設(shè)計。最大限度的減少加工周期，降低制造成本。所以研究注射模設(shè)計的相關(guān)標準也是非常重要的。找出相關(guān)標準資料，例如塑件尺寸公差標準、公差與配合模具、模具制造檢驗標準、注塑機規(guī)格型號、模架與模具標準件也是必須做的工作之一。通過畢業(yè)設(shè)計知道如何查閱《機械制造手冊》、《機械制造工藝標準匯編》、《金屬材料熱處理手冊》等專業(yè)用書。在老師的指導(dǎo)下知道如何收集和羅列信息，如何獲取有益信息。鍛煉迅速查閱和搜找資料的能力是肯定的，這對于今后的工作肯定是有用的。 三、完成模具成型零部件設(shè)計，需要研究材料選用知識、材料加工制造熱處理知識，模具零件的制造工藝知識，對尺寸制造精度、表面粗糙度、形位公差著重關(guān)注。 四、從技術(shù)可靠性角度，完成必要的校核工作。校核工作的主要內(nèi)容包括注塑機的注射、鎖模、塑化能力校核；注射機安裝接口及其工作行程等參數(shù)校核；主要零部件的強度剛度校核確定其壁厚與底壁厚度足夠；冷卻設(shè)計校核。 五、設(shè)計手段先進，才會有高的設(shè)計效率。通過畢業(yè)設(shè)計，軟件應(yīng)用能力的提升是我最看重的。使用Pro-e軟件進行分模設(shè)計、模架調(diào)用、模具標準件調(diào)用，完成三維模具設(shè)計，最后利用AUTOCAD等軟件完成模具設(shè)計的一整套模具二維圖紙包括裝配圖、成型零件圖紙以及工藝卡片等技術(shù)文件。利用WORD完成說明書的編寫工作。這些都具有相當(dāng)難度和挑戰(zhàn)。 最后完成模具設(shè)計的一整套工藝技術(shù)文件。 解決的問題：確定成型方案；完成分型布局設(shè)計；使用Pro-e軟件完成分型面的設(shè)計、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、型腔和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計； 計算和校核相關(guān)的參數(shù)；編制了注塑成型工藝卡；使用CAD軟件繪制出零件圖與總裝配圖（含機械加工工藝文件）。 預(yù)期目標： 1. 畢業(yè)設(shè)計圖紙一套，DWG格式（包括模具裝配圖、成型零件圖）； 2. 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）1份； 3. 注塑成型工藝卡（1張）； 4. 主要成型零件制造工藝卡片（大于4張）； 研究步驟、方法及措施：充分利用文獻，分析課題要求與文獻的結(jié)合；采用羅列和排除的方法，確定模具分型方案；按照技術(shù)經(jīng)濟學(xué)原理，確定最佳工藝方案和工藝參數(shù)；運用3D軟件進行模具設(shè)計并出具體工程圖。 3、 設(shè)計（論文）體系、結(jié)構(gòu)（大綱） 分析了電池面蓋結(jié)構(gòu)的工藝特點，選擇塑件材質(zhì)，分析產(chǎn)品的工藝性，確定成型方案與注射成型的基本參數(shù)。充分利用文獻，分析課題要求與文獻的結(jié)合；采用羅列和排除的方法，確定模具分型方案；按照技術(shù)經(jīng)濟學(xué)原理，確定最佳工藝方案和工藝參數(shù)；運用3D軟件進行模具設(shè)計并出具工程圖。其內(nèi)容： 1. 塑件的工藝性分析 2. 分型面的設(shè)計與零件的布局 3. 澆注系統(tǒng)初步設(shè)計 4. 選用模架 5. 注塑機選擇 6. 塑件的成型工藝參數(shù)確定 7. 型腔﹑型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 8. 模具工作零件的設(shè)計與計算 9. 推件機構(gòu)的設(shè)計 10. 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 11. 結(jié)論 12. 參考文獻 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日 院（系）審批意見： 簽章： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計說明書 畢業(yè)設(shè)計 題目:電池后蓋注塑模設(shè)計 i 目錄 一．緒論 1 1.1注射模具的基本概念 1 1.2塑料模具發(fā)展概況 1 1.3電池后蓋塑件的設(shè)計 2 1.4本章小結(jié) 3 二．塑件成型工藝分析 3 2.1設(shè)計任務(wù)書 3 2.2塑件的初步分析 3 2.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 4 2.4 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)確定 5 2.5本章小結(jié) 6 三． 塑件分型面與布局設(shè)計 7 3.1 分型面的設(shè)計 7 3.2 塑件的布局設(shè)計 8 3.3本章小節(jié) 9 四 初選注塑機 9 4.1 計算塑件體積和質(zhì)量 9 4.2 澆注系統(tǒng)凝料體積與質(zhì)量的初步估算 9 4.3 初選注塑機 10 4.4 成型設(shè)備的校核計算 11 4.5 本章小結(jié) 12 五 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 12 5.1分流道、澆口與冷料穴的設(shè)計 14 六 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 16 6.1 型腔布置與模具總體結(jié)構(gòu) 16 6.2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 17 6.3 導(dǎo)向定位機構(gòu)設(shè)計 20 七．主要零部件的設(shè)計計算 25 7.1成型零件的成型尺寸 25 7.2模具型腔壁厚的核算 25 7.3 核定內(nèi)模鑲件外形尺寸 28 7.4推出機構(gòu)的尺寸設(shè)計 29 7.5 標準模架的確定 29 7.6 本章小結(jié) 30 八．注塑模排氣系統(tǒng)設(shè)計 30 8.1排氣分析 30 8.2本章小節(jié) 30 九 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 31 9.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 31 9.2 冷卻介質(zhì) 31 9.3 冷卻系統(tǒng)的簡單計算 31 9.4本章小節(jié) 34 十 模具總體結(jié)構(gòu) 35 總 結(jié) 35 參 考 文 獻 36 致 謝 38 34 一．緒論 1.1注射模具的基本概念 隨著社會的發(fā)展，人們對生活產(chǎn)品的需求也越來越廣。其中包括種類豐富的塑料產(chǎn)品，例如：一些家用電器、廚房用具、生活用品。不僅種類繁多,而且美觀耐用。新型塑料的產(chǎn)生和對塑料制件多樣化的需求，促進了塑料成型技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，最大程度滿足人們對塑料用品的需求。塑料模具已成為各類模具設(shè)計、制造與研究中最有代表意義的模具之一。塑料模具是成型塑料制件的工藝裝備或工具。塑料成型的工藝方法種類很多，通?？梢苑譃樽⑸淠＞?、壓縮模具、傳遞模具、擠出模具、中空吹塑模具及熱成型模具等。其中，注射成型是塑料模具應(yīng)用最廣的成型方法，它是根據(jù)金屬壓鑄成形原理發(fā)展而來的。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。由于注射成型方法不僅產(chǎn)量多，而且適用于多種原料，能夠成批、連續(xù)地生產(chǎn)，并且具有固定的尺寸，可以實現(xiàn)生產(chǎn)自動化、高速化，因此能帶來極高的經(jīng)濟效益。 1.2塑料模具發(fā)展概況 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，新型塑料的產(chǎn)生和對塑料制件多樣化的需求，促進了塑料成型技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新。近年來，出現(xiàn)了許多新的塑料成型工藝方法。如注射成型技術(shù)方面的無流道凝料注射成型、熱固性塑料注射成型、排氣注射成型、反應(yīng)注射成型以及多品種塑料的共注射成型；生產(chǎn)復(fù)合多層容器、片材和型材的多臺擠出機，將不同塑料送入共擠出模的共擠出成型；發(fā)泡塑料制品的注射和擠出成型技術(shù)等。當(dāng)前，塑料模具成型技術(shù)正朝著精密化、微型化和超大型化方向發(fā)展。精密注射成型可將成型制品的尺寸公差控制在1μm 以內(nèi)，其制品主要用于儀器儀表、電子等工業(yè)。 從塑料模具的設(shè)計、制造、材料選擇及加工四個方面考慮，塑料模具的發(fā) 展可以歸納為以下四個方面。 （1）CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用，顯著提高了模具設(shè)計的效率。利用計算機進行模具設(shè)計（CAD），實現(xiàn)了注射、擠出、中空吹塑等成型工藝的計算機模擬分析（CAE），計算機輔助制造（CAM）技術(shù)的應(yīng)用，促使了模具CAD、CAE、CAM 技術(shù)向著一體化方向發(fā)展。這些技術(shù)的應(yīng)用，顯著提高了模具設(shè)計的效率，提高了塑件和模具的質(zhì)量，減少了模具設(shè)計的失誤，縮短了生產(chǎn)周期， 降低了成本。 （2）塑料模具的標準化，縮短了模具制造周期、降低成本、節(jié)省材料消耗， 實現(xiàn)了模具制造生產(chǎn)的標準化與大規(guī)?；?。 （3）塑料模具專用材料的研究與開發(fā)，提高了模具的壽命，獲得了良好的切削工藝性能，提高了質(zhì)監(jiān)質(zhì)量。 （4）模具加工的新技術(shù)與發(fā)展提高了模具的加工精度和縮短了模具制造周期。模具加工技術(shù)與設(shè)備的現(xiàn)代化發(fā)展，推進了模具行業(yè)向著技術(shù)精密、專業(yè)化與柔性化相結(jié)合、高技術(shù)與高技藝相結(jié)合的方向發(fā)展。 1.3電池后蓋設(shè)計 1.3.1產(chǎn)品外觀設(shè)計 根據(jù)整機模型，應(yīng)用所學(xué)的proe軟件測繪設(shè)計電池后蓋的三維模型，外觀如圖1-1。 圖1-1 產(chǎn)品效果圖 1.3.2功能 該電池后蓋是由于某遙控器 里面有四個定位柱 整體成殼狀 1.3.3材料選擇 塑件材料選用ABS，屬于價格適中的工程塑料，以適應(yīng)使用中，經(jīng)常會出現(xiàn)桌面碰擦或跌落，而不會損害，保持足夠的強度和耐用性。 1.4本章小結(jié) 本章主要介紹注塑模具的發(fā)展以及當(dāng)今模具的發(fā)展概況，以及電池后蓋的概貌，主要包括其外觀設(shè)計、功能和材料選擇的介紹。 二．塑件成型工藝分析 2.1設(shè)計任務(wù)書 電池后蓋塑件的設(shè)計任務(wù)書見附錄1所示。 2.2塑件的初步分析 2.2.1 使用性能﹑制件技術(shù)要求和生產(chǎn)要求 該塑件為電池后蓋,用于某遙控器框的固定以及整體連接，ABS一般精度設(shè)計，其余尺寸沒有特殊的精度要求,按照未注精度等級設(shè)計。生產(chǎn)綱領(lǐng)取決于訂貨, 這里按照中等批量進行了設(shè)計。 模具設(shè)計應(yīng)保證制件表面無明顯痕跡 2.2.2 塑件的材質(zhì)分析 ABS塑料是聚苯乙烯的改性產(chǎn)品,是目前產(chǎn)量最大,應(yīng)用最廣的工程塑料。是不透明非結(jié)晶聚合物,無毒,無味,密度為p = 1.02-1.05g/cm3。可以保證材料供應(yīng)通暢，滿足成本要求。 ABS可采用注射,擠壓,壓延,吹塑,真空成型,電鍍,焊接及表面涂飾等多種成型加工方法，屬于熱塑性無定性料,吸濕性強,成型前須充分干燥 (2)該零件的形狀如圖1-1所示，塑件結(jié)構(gòu)單向?qū)ΨQ，是一個中等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的殼類零件，外形是甲殼蟲輪廓，使得整機外形美觀，不失活潑與生活感 塑件壁厚范圍處于1.5～3mm之間，較為均勻。圖2-1所示 圖2-1 塑件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)圖 2.3.1塑件的表面質(zhì)量分析 該零件的表面要求光滑無明顯縮痕以及其他裂紋、燒焦類缺陷外，表面無其它特別的要求。 對照GB/T14486-2008【2】，塑件主要公差見表2-1 表2-1 塑件上主要尺寸的公差要求 部位 尺寸 尺寸公差 外 形 尺 寸 100 47.5 R40 14*（B類） 28（B類） 9（B類） 內(nèi)形尺寸 87* 84.15* 孔尺寸 φ21 φ18 孔定位 尺寸 1.33 ±0.2 注意：表中帶*尺寸為MT3級，其余均按照MT5級。 2.3.2塑件的生產(chǎn)批量 該塑件生產(chǎn)類型屬于中批量生產(chǎn)，可以考慮采用一模多腔、快速脫模以及成型周期不宜太長的模具，同時模具造價適當(dāng)控制。 2.4 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)確定 2.4.1 注射成型過程 （1）成型前的準備。塑件為黑色ABS，首先對ABS的色澤、粒度和均勻度等進行檢驗，成型前須進行干燥，處理溫度 80～88℃,干燥時間為 2h，檢驗保證水分低于0.07%。允許使用熱風(fēng)干燥器，最好使用除濕設(shè)備。避免塑件出現(xiàn)銀絲、水泡或燒焦缺陷。 （2）注射過程。塑料在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具的型腔成型，其過程可分為充模、壓實、保壓、倒流、和冷卻五個階段。為防止在充模過程中出現(xiàn)排氣不良、灼傷、熔接痕等缺陷，要求開設(shè)深度小于0.04mm的排氣槽。 （3）塑件的后處理（退火）。ABS塑件可進行防止脆斷的退火處理。 2.4.1 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點和ABS的成型性能，查資料【1】P49—表3.1 常用塑料的注射工藝”得下表2-2。 表2-3 ABS注射成型過程工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 內(nèi)容 注射劑類型 螺桿式 噴嘴形式 直通式 料筒溫度/℃ 后段 195±5 中段 210±5 前段 220±5 噴嘴溫度/℃ 210±5 模具溫度/℃ ６0～70 注射壓力/MPa 70～90 成型時間/s 注射時間 3～5 保壓時間 20～30 冷卻時間 20～30 總周期 45～65 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 30～60 后處理 方法 紅外線烤箱 溫度/℃ 80～88 時間/h 2～3 2.5本章小結(jié) 本章主要對電池后蓋塑件結(jié)構(gòu)的工藝性要求、ABS成型工藝性進行了分析。通過對保證塑件質(zhì)量的成型過程進行詳細分析，確定了成型方案的可行性，查表列出了塑件的主要尺寸公差，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)表，確定各塑件的成型的主要工藝參數(shù)。在設(shè)計的時候要考慮它的一些相關(guān)性能和使用要求,這樣才能根據(jù)塑件的實際要求來進行設(shè)計模具 三． 塑件分型面與布局設(shè)計 3.1 分型面的設(shè)計 模具上用以取出制品和(或)澆注系統(tǒng)凝料的，可分離的接觸表面稱之為分型面。在制品設(shè)計階段就應(yīng)考慮成現(xiàn)形時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成形；在模具設(shè)計階段，應(yīng)首先確定分型面位置，然后才能選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計是否合理，對制品質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都有很大的影響。因此，分型面的正確設(shè)計需要塑料產(chǎn)品設(shè)計人員和模具設(shè)計人員的共同努力和配合。 分型面的形式常見的主要有五種，如圖3-1所示。 圖3-1 五種分型面形式 分型面位置是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的最重要因素。一般遵循的主要原則有： 1) 分型面應(yīng)選擇在制品的最大輪廓處，否則制品無法脫模。在選擇分型面對，這是首要原則。 2) 有利于保證制品的外觀質(zhì)量 3) 有利于簡化模具結(jié)構(gòu) 當(dāng)安排制品在型腔中方位時，應(yīng)盡可能避免或減少側(cè)向分型或抽芯，特別應(yīng)避免在定模一側(cè)的側(cè)向抽芯，提高模具工作的穩(wěn)定性和可靠性. 據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點，遵循分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處的原則，故分型面方案確定選擇平直分型面，如圖3-2所示。 圖3-2 塑件分型面 應(yīng)該注意到，配合分型面的設(shè)計，要保證塑件順利脫模，所以選在克體內(nèi)部和外邊緣 這樣不會影響整體的外觀 最好的保證外表面的光滑 3.2 塑件的布局設(shè)計 3.2.1 型腔數(shù)量的確定 為滿足中等批量生產(chǎn)，塑件最高精度等級為MT3級，對于ABS算而言，屬于一般精度，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造費用和各種成本費用等因素，設(shè)計一模二腔的結(jié)構(gòu)形式。 3.2.2 型腔布局的確定 3.2.2.1 平衡布局與非平衡布局 多型腔模具的型腔在模具分型面上的排布形式分為平衡布局和非平衡式布局。平衡式布局的特點是從主流道到各型腔澆口的分流道的長度、截面形狀與尺寸均對應(yīng)相同，可實現(xiàn)各型腔均勻進料和達到同時充滿型腔的目的。非平衡式布局的特點是有利于設(shè)計主流道到各型腔澆口的分流道長度不相同，因而不利于均衡進料，但這種方式可以明顯縮短分流道的長度，節(jié)約塑件的原材料。 3.2.2電池后蓋塑件的布局 塑件采用一模兩腔，為了達到同時充滿型腔的目的，滿足精度、物理與力學(xué)性能要求，這里選用平衡式布局的形式。型腔布局示意圖如圖3-3、 圖3-3 型腔布局形式一 3.3本章小節(jié) 在本章中解決零件分型面的設(shè)計與布局問題。 選用的是零件最大的截面處作為分型面，以此來設(shè)計一模兩腔布局,但應(yīng)注意到模具的側(cè)抽問題對后續(xù)模具設(shè)計的影響。 四 初選注塑機 4.1 計算塑件體積和質(zhì)量 通過NX6.0軟件三維造型可獲得塑件體積V=13760.3mm3 ， 分型面的投影面積為21871.0mm2。 ABS的密度為ρ=1.05g/cm3，所以塑件的質(zhì)量為: m=ρV=1.05×13760.3×10-3≈14.45g .2 澆注系統(tǒng)凝料體積與4質(zhì)量的初步估算 塑件采用側(cè)澆口澆注系統(tǒng) ，由于澆注系統(tǒng)凝料在設(shè)計之前不能確定準確的數(shù)值，但按照前面設(shè)定的布局距離，設(shè)計平衡式澆注系統(tǒng)形式如圖4-1所示（在后續(xù)的設(shè)計可以獲得準確的數(shù)字），假設(shè)分流道的截面面積按照直徑計算，并設(shè)計兩處為側(cè)澆口進料口，初步定位側(cè)澆口之間的距離，并且由塑件的外形尺寸，考慮各分流道上的冷料穴長度，垂直流道1條，主流道長度為57 ，分流道長度27，冷卻巢長度為14 流道總體積：V凝=98*3.14*5*52= 7693mm3 流道總質(zhì)量：M凝=1.05×98×3.14×32×10-3≈8 g 4.3 初選注塑機 至此，估算一模兩腔總體積為 ：V總=2V+V凝=2×13760.3+2769.48=30289.88 mm3≈30cm3 一模兩腔總質(zhì)量為 : 2m+ M凝=2×14.45+0.3≈29.3g 注塑機規(guī)格型號的確定主要是依據(jù)塑件的大小、型腔數(shù)量和產(chǎn)品批量。在選擇注塑機時主要考慮其塑化率、額定注射量、額定鎖模力、安裝模具的有效面積（注意拉桿之間的距離）、頂出行程等。根據(jù)以上估算的總體積或總質(zhì)量即為注射機應(yīng)該滿足的一次注射量與額定塑化量數(shù)據(jù)。兼顧模具外形尺寸，模板尺寸取296*200對照注塑機的拉桿間距參數(shù)，螺桿式注塑機注射量為理論注射量的80%，由于密度接近,等質(zhì)量情況，PS體積≈ABS的體積，注塑機的理論注塑容量應(yīng)該滿足： V額定≥V總/0.8=30/0.8=37.5 cm3 M額定≥M總/0.8=29.3/0.8=36.63 g 拉桿間距可進400×330 查資料【3】，初步選擇注射機AT-80-B型螺桿式注塑機的主要技術(shù)參數(shù)，見表4-1。 表4-1 AT-80-B型螺桿式注塑機的主要技術(shù)參數(shù) 序號 主要技術(shù)參數(shù) 參數(shù)數(shù)值 1 螺桿直徑/mm Φ36 2 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 18 3 理論注塑容量/cm3 127 4 理論注塑容量/g 113 5 注塑壓力/MPa 153 6 注塑速率/(g/s) 85 7 塑化能力/（kg/h） 33 8 螺桿最大轉(zhuǎn)速/(r/min) 150 9 鎖模形式 肘桿式 10 鎖模力/KN 800 11 拉桿間距（H×V）(mm/mm) 355×300 12 模板行程/mm 270 13 最大開距/mm 570 14 最小模厚/mm 130 15 定位孔直徑/mm φ100 16 定位孔深度/mm 25 17 噴嘴伸出量/mm 25 18 噴嘴球半徑/mm SR10 19 頂出行程/mm 60 4.4 成型設(shè)備的校核計算 4.4.1 按注射機的額定塑化量進行校核 式中 K—注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； M—注射機的額定塑化量，g/h； m1—澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量，g； t—預(yù)塑時間，s； m—單個塑件的質(zhì)量，g； n—型腔的數(shù)量。 通過計算可得: 故該注塑機額定塑化量能滿足生產(chǎn)需要。 4.4.2 鎖模力的校核 鎖模力是指注射機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。注射機鎖模力的校核關(guān)系式為： 式中 ——注射機鎖模力，已知 ——壓力損耗系數(shù)，一般取1.1～1.2； ——塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的，MPa。 由2.4.2確定的成型工藝參數(shù)可見注射壓力為50～70MPa，這里取60 MPa，故 ——塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和,前述利用軟件 NX6.0得到單個塑件的分型面投影面積為14948mm2。由公式計算 故AT-80-B型螺桿式注塑機鎖模力足夠滿足鎖模要求。 4.5 本章小結(jié) 本章主要是根據(jù)注射量初步選擇和校核了注塑機。首先確定在成型過程中需要塑件的總體積，根據(jù)體積對所初選的注塑機進行校核，主要是按額定塑化量和鎖模力進行校核，若注塑機滿足校核，則選擇該注塑機，若不滿足，則重新選擇。 五.分流道、澆口與冷料穴的設(shè)計 分流道是主流道至澆口之間的一段過渡通道。由于分流道往往是澆注系統(tǒng)中最長的部分，所以如何減小分流道的流程和流動阻力，對塑件的成型質(zhì)量和模具勞動生產(chǎn)率的提高至關(guān)重要。對分流道的主要要求：【2】 1) 盡量少的將澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣和熔體前端冷料帶入型腔，以提高成型質(zhì)量； 2) 分流道的對熔體的阻力要小，體積流量要大，以減小熔體經(jīng)過分流道時的壓力與溫度損失； 3) 分流道的凝固時間應(yīng)該稍后于型腔內(nèi)熔體的凝固時間，以利于補縮； 4) 保證熔體迅速而均衡地進入每個型腔或同一型腔的每個角落； 5) 分流道的長度盡量短，容積盡量小； 6) 形狀和尺寸便于加工以及刀具選擇； 7) 上一級流道比下一級分流道大10～20%； 由于分流道的設(shè)計很大程度受到澆口位置、型腔布置、塑料流道特性及工藝參數(shù)的影響。 六 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 6.1 型腔布置與模具總體結(jié)構(gòu) 對于一模多腔的模具型腔布置，在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短、模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具能正常工作的前提下，盡可能使模具型腔對稱、均衡、取件方便。本模具采用一模兩腔，型腔平衡布局。布局尺寸以塑件中心孔為基準，考慮分型面投影面積中心保持與主流道重合，布局尺寸如圖6-1所示。。 圖6-1 排位圖 綜合塑件結(jié)構(gòu)與澆注系統(tǒng)設(shè)計，模具總體結(jié)構(gòu)依據(jù)三板式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，選用簡化大水口的AI-1530-A40-B25-C60模架。 6.2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接影響塑件的質(zhì)量。該塑件的材料為ABS塑料，需要較大的脫模斜度，對表面粗糙度較高，精度要求一般，結(jié)合布局尺寸（長寬比較大），要求成型零件有足夠的強度、剛度、硬度和耐磨性，良好的表面光潔度，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，還應(yīng)進行熱處理以使其具備45HRC以上的硬度。查資料[7]，選擇預(yù)硬鋼3Cr2Mo作為型腔鑲塊、主型芯材質(zhì)，預(yù)硬硬度為35～45HRC，便于加工制造，成型后不必?zé)崽幚碛捕缺憧蓾M足使用；斜頂零件在推出過程承受較大的扭矩，在工作過程中承受運動磨損，選用H13,使得摩擦副的材質(zhì)不同，避免發(fā)熱融合，需要氮化處理達到表面硬度48～52HRC；其余形狀簡單的小型芯選用優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼T10A,滿足較高的淬火硬度50～55HRC。 6.2.1 凹模（型腔）設(shè)計 凹模是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。由于整體式型腔不利于節(jié)約貴重的模具鋼材，而且不利于熱處理成本降低，故設(shè)計采用組合式凹模，現(xiàn)代模具設(shè)計理念，最大限度使用標準模架縮短制造周期，選用組合式結(jié)構(gòu)，設(shè)計模仁鑲塊是當(dāng)前模具設(shè)計的主流。電池后蓋塑料件是由一個甲殼蟲殼體和四個定位柱組成 所以機構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮這些易損部位采用組合鑲拼的凹模鑲塊，。組合的鑲塊整體嵌入定模扳。 組合式凹模裝配結(jié)構(gòu)有通孔式、通孔臺肩式和盲孔式。由于本設(shè)計產(chǎn)品塑件高度尺寸不大，排除斜頂部位，塑件高度為15，所以采用盲孔式裝配，但應(yīng)該注意為了拆裝方便，在模板上設(shè)計卸除鑲塊的頂出孔。結(jié)構(gòu)如圖6-2所示，凹模鑲塊裝配高出定模扳模面0.5mm，用于保證合模面生產(chǎn)過程貼合。 圖6-2 組合式凹模 6.2.2.凸模（型芯）設(shè)計 成型塑件內(nèi)表面的零件稱凸模，同樣按結(jié)構(gòu)型芯可分為整體式和組合式兩種。凸模部分結(jié)構(gòu)設(shè)計也應(yīng)采用組合式，可節(jié)省貴重模具鋼。這樣動定模鑲塊的組合圖見圖6-3動定模鑲塊組合圖。 圖6-3 動定模鑲塊組合圖 6.3 導(dǎo)向定位機構(gòu)設(shè)計 在注塑模具上，所有運動的零件都必須得到準確的導(dǎo)向和定位。原因如下。 ① 模具要反復(fù)開、合。注塑模在生產(chǎn)過程中，活動零件較多，每次開合模時都要有精確的導(dǎo)向和定位，以保證成型零件每次合模后配合精度，最終保證制品尺寸精度的穩(wěn)定性和延續(xù)性。 ② 模具要承受高壓。模具在生產(chǎn)過程中，受到強大的鎖模壓力和熔體脹型力的作用，沒有良好的導(dǎo)向定位機構(gòu)則無法保證其強度和剛度。 ③ 模具要承受高溫。在生產(chǎn)過程中，模具的溫度會有較大的升高，溫度升高自然會有熱脹冷縮帶來的變形，需要導(dǎo)向定位機構(gòu)保證成型零件在溫度升高仍能保證其相對位置的精度。 ④ 模具是一種精度要求高的生產(chǎn)工具，為保證模具的裝配精度，必須有良好的導(dǎo)向定位機構(gòu)。 ⑤ 模具壽命要求高。模具是一種批量生產(chǎn)的工具，其壽命通常為數(shù)十萬、數(shù)百萬甚至數(shù)千萬，為保證模具的長壽命要求，必須有良好的導(dǎo)向定位機構(gòu)。 因此，定位導(dǎo)向機構(gòu)對于一副模具來說是非常重要的。 七．主要零部件的設(shè)計計算 7.1成型零件的成型尺寸 塑件成型尺寸的計算方法有國標計算法和簡化計算法兩種。前者計算方法適合于二維設(shè)計計算。而采用三維設(shè)計則在造型時采用中間值造型，使得塑件尺寸處于中間位置，運用簡化計算法進行計算和標注，更加符合軟件設(shè)計的特點。公式為： 該塑件的成型零件尺寸均按簡化計算法計算，查有關(guān)手冊得ABS平均收縮率S=0.5%，根據(jù)塑件尺寸公差數(shù)值（參見2.3.3） ，模具制造公差取，主要成型零件尺寸計算結(jié)果見表7-1。 表7-1 成型零件尺寸 型腔 塑件原尺寸 塑件尺寸 工作尺寸 100 80 15.5 100 100 型芯 100 82.5 15 80 10 （7.12模具型腔壁厚的核算 模腔在高溫高壓、冷卻的作用下承受不均勻的熱交變和壓力交變應(yīng)力，塑料熔體在充填過程中，型腔所承受的壓力逐漸達到最大值，然后隨著塑件熔體的冷卻，壓力逐漸降低，塑料完全固化后型腔內(nèi)的壓力降低到接近于常壓。在這一過程中，模具型腔的各承壓面必須有足夠的強度和剛度。在整副模具中最危險的承壓零件主要有型腔、凸模托板。當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時，模具零件因強度不足而破裂，這兩種情況主要發(fā)生在型腔側(cè)壁圓角處；若剛度不足也會導(dǎo)致零件發(fā)生過大的彈性變形而導(dǎo)致溢料、影響塑件尺寸和精度、脫模困難，變形主要會發(fā)生在型腔側(cè)壁和凸模托板承力中心【5】。所以對所設(shè)計完成的模具必須進行有關(guān)的強度校核。ABS的型腔壓力一般小于注射壓力的70%，按照注射壓力70Mpa計算，型腔壓力取值50Mpa是可行的。 本模具采用的是整體組合的凹模嵌入模板A板，因此可用整體式矩形型腔壁厚計算公式來確定型腔側(cè)壁厚度S和型腔底板厚度T，如圖7-1所示。 圖7-1 整體式型腔布局 7.2.1側(cè)壁厚度S的計算 按剛度計算：側(cè)壁變形量與壁厚 P——型腔內(nèi)最大熔體壓力，此處取50MPa； h——型腔深度，h=15mm； E——模具鋼的彈性模量，一般中碳鋼E=2.1×105MPa，預(yù)硬化塑料模具鋼E=2.2×105MPa； [f]——模具剛度計算許用變形量，查《機械零件設(shè)計手冊》得[f]=0.062mm，查ABS塑料的不發(fā)生溢料的允許變形值【1】為[f]=0.05mm；不影響脫模的允許變形值為小于tS為3.5×0.005=0.0175mm，ABS收縮率比較小，因此允許變形量以不妨礙脫模的允許值為準，即取[f]=0.175mm。 代入計算側(cè)壁厚度 ，得到設(shè)計的最小要求值。 按強度計算：側(cè)壁的每邊同時受到拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力 為計算簡便，略去較小的拉應(yīng)力，計算側(cè)壁強度的公式為： 代入計算 式中 p——型腔內(nèi)最大熔體壓力，此處取50MPa； h——型腔深度，h=15mm； []——模具鋼強度計算許用應(yīng)力，一般中碳鋼[]=160MPa，預(yù)硬化塑料模具鋼[]=300MPa； 根據(jù)以上剛度、強度的計算，模具型腔側(cè)壁厚度應(yīng)該大于以上兩值中較大者。即核算以側(cè)壁厚度26.379mm為準，得出型腔的壁厚要求為：型腔側(cè)壁厚度，前述按照經(jīng)驗數(shù)據(jù)設(shè)計的側(cè)壁實際厚度為32.32mm，大于核算值。所以模具側(cè)壁厚度滿足生產(chǎn)需要。 7.2.2型腔底板厚度T計算 按剛度計算： 式中 ——由型腔邊長比l/b決定的系數(shù)，這里為114.11/92.99=1.227,查資料【1】P201表9-23得=0.0209； p——型腔內(nèi)最大熔體壓力，此處取50MPa； b——型腔寬度，b=100mm； E——模具鋼的彈性模量，一般中碳鋼E=2.1×105MPa，預(yù)硬化塑料模具鋼E=2.2×105MPa； []——模具剛度計算許用變形量，前面已知[]=0.0178mm。 按強度計算 式中 ——由型腔邊長比l/b決定的系數(shù)，查資料【1】P160表6.8得=0.4256； p——型腔內(nèi)最大熔體壓力，此處取50MPa； b——型腔寬度，b=100mm； []——模具鋼強度計算許用應(yīng)力，一般中碳鋼[]=160MPa，預(yù)硬化塑料模具鋼[]=300MPa； 根據(jù)以上剛度、強度的計算，模具型腔底板厚度應(yīng)該大于以上兩值中較大者。即核算以側(cè)壁厚度27.15mm為準，得出型腔的底板厚度要求為： ，前述按照經(jīng)驗數(shù)據(jù)設(shè)計的底板實際厚度為50.5 mm（見B板厚度減去開框深度），大于核算值。所以模具型腔底板厚度滿足生產(chǎn)需要。 7.3 核定內(nèi)模鑲件外形尺寸 確定內(nèi)模鑲件尺寸的方法有兩種：經(jīng)驗法和計算法。在實際工作中常常采用經(jīng)驗確定法而不是計算法。但對于大型模具、重要模具，為安全起見，最好再用計算法校核其他強度和剛度。 確定內(nèi)模鑲件尺寸總體原則是：必須保證模具具有足夠的強度和剛度，使模具在使用壽命內(nèi)不變形。 在上一章6.2.3，已經(jīng)使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)法確定的內(nèi)模鑲件尺寸，分別為300*200×40，300*200×25。對照本節(jié)的計算，所設(shè)計鑲件尺寸能夠滿足強度剛度要求。 7.4推出機構(gòu)的尺寸設(shè)計 采用推桿推出機構(gòu)，推桿的布置空間足夠，所以無需用繁瑣的計算方法確定推桿的尺寸大小，可以根據(jù)經(jīng)驗選取的國標推桿(GB/T 4169.1-2006),注意保證推出距離略大于在動模板內(nèi)的最深深度15mm， 7.5 標準模架的確定 7.6.1 模架種類的選擇 模架已經(jīng)標準化，但型號和大小需要設(shè)計者確定。因此本設(shè)計由于塑件結(jié)構(gòu)與澆注系統(tǒng)的同特點，采用簡化大水口二板模模架。由于模具按固定在注射設(shè)備上的需要，有工字模和直身模之分，通常模具寬度尺寸小于或等于500mm時，宜選擇工字模。故選用工字模 AI-1530-A40-B25-C60。 7.6.2模架尺寸的校核 故選用工字所選注射機來校核模具設(shè)計尺寸。因此本設(shè)計由于塑件結(jié)構(gòu)與澆注系統(tǒng)的同特點，采用簡化大水口二板模模架。由于模具按固定在注射設(shè)備上的需要，有工字模和直身模之分，通常模具寬度尺寸小于或等于500mm時，宜選擇工字模。 （1）模具高度尺寸校核 模具高度尺寸為195mm，查4.3節(jié)注塑機最小夾模高度130，最大高度570,模具高度在模具最小厚度和最大厚度之間，所以校核合格。 7.7 本章小結(jié) 主要確定了模架的以及定模板、動模板、定模鑲件和動模鑲件的各項尺寸以及相關(guān)校核，還完成了模架推出距離的校核工作。 八．注塑模排氣系統(tǒng)設(shè)計 8.1排氣分析 注塑模屬于型腔模，型腔中有大量空氣，熔體快速進入型腔時，需要將這些空氣及時排除，避免塑件產(chǎn)生氣泡、銀絲或燒焦缺陷。另一方面，當(dāng)熔體在型腔內(nèi)成型固化后開模時，制品和型腔之間會產(chǎn)生真空，空氣必須及時進入。因此設(shè)計排氣系統(tǒng)是非常重要的。 本模具排氣方式采用分型面排氣方式，因為分型面是氣體主要排出的地方。由于分型面為平面，故可用磨削加工，磨削加工后的分型面貼合的好，型腔內(nèi)的氣體不易排出，必須在型腔一側(cè)開設(shè)排氣槽。 一級排氣槽深度h：根據(jù)塑料品種確定，h應(yīng)小于塑料的溢邊值。由“ 2.3 ABS工程塑料分析”可知ABS材料的溢邊值為0.05mm，故確定h取值為。 寬度W：全圓周長，取 8.2本章小節(jié) 在本章中主要考慮的是模具排氣槽的設(shè)計,在此運作中,應(yīng)選用合適的排氣槽,從而滿足塑件模具的要求,以維持模具本身的正常運作 九 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 9.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 模具成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料熔體的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量，模具溫度過高，成型周期長，成型收縮大，脫模后塑件變形大， 而且還容易造成溢料和粘膜。所以冷卻系統(tǒng)的設(shè)計直接影響到塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)率。 為了提高冷卻系統(tǒng)的效率和使型腔表面溫度分布均勻，在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計中應(yīng)遵循以下原則： ① 冷卻回路的設(shè)計應(yīng)與脫模機構(gòu)相互協(xié)調(diào)； ② 合理地確定冷卻管道的直徑中心距以及型腔壁的距離； ③ 降低進出水的溫度差，有利于型腔表面溫度分布； ④ 一般離澆口越遠溫度越低，因此澆口處應(yīng)加強冷卻； ⑤ 應(yīng)避免將冷卻水道開設(shè)在塑件熔接痕處，并注意干涉級密封問題；冷卻水道應(yīng)便于加工和清理。 本設(shè)計中的冷卻系統(tǒng)設(shè)計忽略模具因空氣對流、輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量，按單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。 9.2 冷卻介質(zhì) 由資料【1】可知ABS材料的成型溫度為200～240℃，模具溫度為40～80℃。模具溫度高塑件的表面光潔度好。設(shè)定模具平均溫度為60，為使得模具得到均勻冷卻。提高制品外觀質(zhì)量和精度，以冷卻水在出入水口處的溫度差小為好，一般控制在5以下。所以用t1=20的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為t2=25。 9.3 冷卻系統(tǒng)的簡單計算 塑料帶給模具的熱量約5%是自然散熱帶走的,其余的95%由冷卻水帶走。在計算冷卻水路時假定全部熱量都被冷卻水帶走,這樣偏于安全,同時也為水溫和流量的調(diào)節(jié)提供更大的余地。還由于冷卻水路的位置、結(jié)構(gòu)形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料的導(dǎo)熱系數(shù)均會影響模具熱量向冷卻水的傳遞,所以要精確地計算冷卻水路是非常困難的。為了不使計算過于麻,必須做一定的簡化 考慮到模具加工條件及強度等綜合因素，確定設(shè)計冷卻水孔直徑為D8，根據(jù)此直徑對冷卻回路進行布局設(shè)計。首先需要計算出冷卻回路的總長度。這是布局水路的基礎(chǔ)。 ① 每1h內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W 塑料制品的質(zhì)量 取注射周期，由此得每小時注射次數(shù)。 單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量（Kg/h） ② 確定1h的塑件總質(zhì)量在凝固時所放出的總熱量 查資料【1】ABS單位時間釋放的熱量為300～400KJ/Kg ③ 冷卻水流量的計算 在實用上，將雷諾數(shù) 稱為穩(wěn)定紊流狀態(tài)，一旦達到這種狀態(tài)再增加水的流速，其傳熱效率并無明顯升高。水溫一定時，但過低的流速，可能會達到層流的雷諾數(shù)2300而大大降低冷卻效率；而水溫過低則大大增加水的粘度，也會導(dǎo)致層流。所以一般入水口冷卻水水溫在10～18℃范圍為宜，流速盡可能快，下表【5】為雷諾數(shù)為6600時的流速與流量。 表9-1 冷卻水路的穩(wěn)定紊流速度與流量 要保持模具較低的溫度，要保持冷卻水流量為 Kg/h 式中Q——每小時冷卻水應(yīng)該帶走的熱量，KJ/h，； ——水的比熱容，KJ/Kg·℃，20℃水的C=4.183KJ/Kg·℃【1】 通常在注射過程中。型芯吸收的熱量比型腔多，而且散熱條件更為惡劣。為了合理平衡模具的溫度，使其溫度相接近，需要對型芯強化冷卻，即應(yīng)該把有冷卻水帶走的總熱量大部分分配給型芯，少部分分給型腔。比例按照6:4設(shè)計。據(jù)此，將冷卻水流量也按照這個比例進行分配，實際需要的型芯型腔的冷卻水流量分別為： Kg/h Kg/h 由表9-1中數(shù)據(jù)，φ8mm的水道能實現(xiàn)紊流的最低流速為0.83m/s,最小流量是150Kg/h。以上需求數(shù)值小，要保證穩(wěn)定紊流，所以使用φ8mm的水道，可以按照流量減少水道的總表面積。大約為使用150 Kg/h 流量的0.7035倍，大約為使用150 Kg/h 流量的1.055倍. ⑤ 冷卻水孔壁平均溫度的確定 在注射成型時，由塑料熔體說帶入的熱量，必須由模具上的冷卻孔通過冷卻水將熱量由型腔（型芯）壁帶走。這樣型腔（型芯）壁與冷卻水孔壁就存在溫差，其平均溫差由下式?jīng)Q定： 式中tr——型腔和型芯壁的表面溫度，即材料廠家推薦的模具溫度，℃； tH——冷卻水孔壁平均溫度，℃； Q——每小時冷卻水應(yīng)帶走的熱量，KJ/h，； ——冷卻水孔中心到型芯（型腔）壁的距離，m，設(shè)計值為12mm； A——與塑料材料接觸的型腔表面積，m2 ，由NX6.0軟件打開塑件，下拉分析>測量體>信息，查得塑件總面積為25084.86mm2,即0.02508m2； ——模具材料的導(dǎo)熱系數(shù)，KJ/m·h·℃，取值 KJ/m·h·℃【6】； 所以對于型腔 ℃ 所以對于型芯 ℃ ⑥ 所需冷卻水孔表面積F的計算 由牛頓冷卻定律知，單位時間內(nèi)模具給予冷卻水的熱量由下式?jīng)Q定： 型腔、型芯的水孔表面積分別為： m2 m2 以上是按照150的流量直徑d8進行計算。由于冷卻需要的實際不滿足紊流，冷卻按照150流量，因此需要的面積分別為： ⑥ 所需冷卻水孔長度的計算 ，所以， mm mm 設(shè)計流道直徑D8，當(dāng)前布局冷卻水道長度偏長。可依據(jù)以上計算，改選直徑為D6的水路。由表9-1，直徑縮小，穩(wěn)定紊流的最小流量會有所降低，計算面積的倍數(shù)將增大，上式需求的L將也因直徑減小而有所加長。圖紙實際長度均大于400mm可以滿足冷卻要求。應(yīng)該注意：最終冷卻系統(tǒng)應(yīng)在試模的基礎(chǔ)上完成加工，以便于調(diào)整。 9.4本章小節(jié) 在本章中主要解決冷卻介質(zhì)的選用問題和模具冷卻系統(tǒng)路徑及其尺寸的確定。根據(jù)上述的計算和選用最終對冷卻系統(tǒng)的長度進行了核算。 十 模具總體結(jié)構(gòu) 圖10-1模具總體結(jié)構(gòu) 使用NX6.0加載模架，添加標準件，包括澆口套、流道嵌件、模仁螺釘?shù)葴啬叹o固件以及加載支承柱、加載頂桿，創(chuàng)建流道，根據(jù)設(shè)計的模具開模工作過程，加載螺釘，再對模具的斜頂部位，設(shè)計斜頂座進行裝配，設(shè)計斜頂?shù)膶?dǎo)向塊進行裝配。設(shè)計冷卻組件，包括密封圈、水道；最后對模具的各相關(guān)板加工避讓腔體，使用MOLDWIZARD完成全部的二維設(shè)計，檢查裝配干涉情況，對相關(guān)尺寸加以調(diào)整，完成的模具總體結(jié)構(gòu)如圖10-1所示 十一 總結(jié) （1）完成了產(chǎn)品圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計； （2）對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能作了比較詳細的工藝性分析； （3）根據(jù)塑件的特性和功能 還有現(xiàn)實情況選取ABS為塑件的制造材料 在考慮塑件的收縮率 完成三維造型 （4）通過三維圖對塑件進行整體分析 對塑件的質(zhì)量還有體積進行分析 然后對該塑件進行注塑工藝分析 （5)分型面的確定 因為此塑件整體成殼狀 結(jié)構(gòu)相對簡單 所以分型面選在塑件內(nèi)表面 進而方便脫模 也方便型芯的加工 （6）根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)分析 因為此塑件外形相對較大所以選做一模兩腔 （7）澆注系統(tǒng)的選用 本塑件選用側(cè)澆口 考慮方便脫模還有塑件相對比肩簡單 （8)由于本模具五冊抽芯 而且結(jié)構(gòu)簡單 所以本模具選用常見的兩板標準模架 未考慮各部分零件加工工方便 型芯與動模板之間算用嵌入式 定模板與型腔選用整體式 （9）根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)分析 塑件較大 所以必須考慮脫膜力 用于脫模力比較大 所以設(shè)置四根頂桿均勻分部 更便于脫膜 （10）因為定模板上的空間較大 所以冷卻隧道設(shè)置在定模板上 均勻分布在塑件上表面 直徑為8 參 考 文 獻· 【1】屈華昌編.塑料成型工藝與模具設(shè)計（第二版）[M].高等教育出版社. 【2】張維合編.注塑模具設(shè)計實用教程（第二版）[M].化學(xué)工業(yè)出版社. 【3】鄒繼強編.塑料制品及其成型模具設(shè)計[M]. 北京：清華大學(xué)出版社. 【4】何冰強.高漢華編.塑料模具設(shè)計指導(dǎo)與資料匯編（第二版）[M].大連理工大學(xué)出版社. 【5】王剛毅主編 塑料模具設(shè)計指導(dǎo) 清華大學(xué)出版社 【6】楊寶順.電視機外殼注射模冷卻水路的簡易計算 《模具工業(yè)》1997 NO.12 【7】郭新玲. 開閉器在注射模設(shè)計中的應(yīng)用 《模具制造》2006 第06期 【8】唐家鵬.王銳，周偉文編.UG NX6.0模具設(shè)計[M].科學(xué)出版社. 【9】陳萬林編.實用塑料注射模具設(shè)計與制造[M]. 北京：機械工業(yè)出版社. 【10】張景黎編.模具加工與裝配[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社. 【11】陸建軍編.模具CAD/CAM應(yīng)用[M].機械工業(yè)出版社. 【12】李云程編.模具制造工藝學(xué)[M].機械工業(yè)出版社. 【13】吳兆祥編.模具材料及表面處理[M].機械工業(yè)出版社. 【14】王曉江編.模具設(shè)計與制造專業(yè)英語[M].機械工業(yè)出版社. 致 謝 書劍匆匆流逝，大學(xué)生活已近尾聲，兩年多的努力與付出，隨著畢業(yè)設(shè)計的完成，將要劃下圓滿的句號。 本畢業(yè)設(shè)計在金華軍老師的悉心指導(dǎo)和嚴格要求下完成的，從課題選擇到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著金華軍老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設(shè)計期間，金華軍老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，金華軍老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴謹求實的態(tài)度使我深受感動，沒有這樣的幫助和關(guān)懷和熏陶，我不會這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計。在此向金華軍老師表示深深的感謝和崇高的敬意！ 在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這三年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘唷２环e跬步何以至千里，各位任課老師認真負責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。 同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。 我還要感謝同組的各位同學(xué)以及我的各位室友，在畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝！ 說真的，時間走了，記憶卻還在。就想三年前我們剛剛踏入校園的那樣,經(jīng)不住歲月的流年,感謝我的老師,感謝我的大學(xué)! 35