皮帶輪注塑模具設計

皮帶輪注塑模具設計,皮帶輪,注塑,模具設計 大型注塑模具設計仿真工具：2400升固體廢棄物集裝箱摘要 大型容器產品通常使用諸如滾塑的程序，這些技術沒有零件重量或尺寸限制。TIIP，薩拉戈薩大學注塑成型的機械工程，在歐洲標準下研發(fā)的CONTENURTM固體廢物的新容器高達2000升 ，其結果是一個新的主體達60公斤重。設計過程中結合了數(shù)項CAE工具（美學設計，機械設計及流變模擬），并在去年6月，顯示了最終結果，通過了不同的測試。如今，在市場上有超過5000個成品在模具生產過程中沒有做過基本的修改（超過100噸的重量）。本文重點論述集成工具和流程的設計與產品定義（即注射壓力，沖擊厚度和形狀的一部分力量）的方法。在這個過程中，特別是模具控制一些參數(shù)（注射速度，溫度，粘度，澆口位置.）的細節(jié)。關鍵詞：CAE設計；容器；注塑成型1.引言 過去的幾年，CAE工具在注射熱塑性彈性體成型行業(yè)，構建了一個真實的革命。一個開始直到最終的解決方案（包括幾個過程如開發(fā)、測試的原型,修改數(shù)據(jù),新的測試,）的過程已經(jīng)被一個更快的設計、翻譯過程和最終的客戶在同一個電腦文件下一起工作（“并行工程”）的過程取代。因此,對模具制造和完成時間減少極大,同時,引入了一些關于使用CAE的建議。 薩拉戈薩工業(yè)大學注射塑料(T.I.I.P)車間,C.S.I.C相關單位,在注射熱塑性彈性體成型中，使用CAE工具已經(jīng)超過了15個年頭，同時在不同行業(yè)（機動車、家電、包裝、玩具等）的上百個項目中積累了很多的經(jīng)驗。T.I.I.P.的工作也包含著和歐洲不同的公司一起調研的項目（聚合物流變性、半自動磨具設計等）。 同時，這個組織一直意識到安排仿真技術制造的重要性，這種形式已經(jīng)合作并且由塑料工業(yè)基金會注射成型部研究會體質指導。這個組織給注射成型企業(yè)提供了各項服務，并且從中沒有任何盈利（如圖1）。許多國家的工業(yè)組織通過不同的程序和研究方向對這個中心進行了支持（新的工藝比如氣輔技術或噴流注射成型；新的設計比如使用壓力和溫度的設備的過程測量技術）。 圖1 T.I.I.P注塑成型區(qū)域概貌 2.容器工程 1999年，第一個參與城市固體剩余物收集容器制造的西班牙公司（Contenur SPAIN，SL）去T.IIP-aiTIIP集團共同進行大尺寸的注塑件的設計工作，隨后測試了這些方案在這一領域應用的實際可能性。該項目的主要目標是快速制造大容量（2400 L和更多）的容器，與市場產品中加入了昂貴的加固結構旋轉成型的焊接金屬板或塑料制品產生競爭。顯然，構成容器的所有部件中，主要的困難是單一模腔部分的制造。這個文獻提供了幾個零件和模具設計的例子和失敗的建議2,3，但是不太可能找到40kg重的大的塑料部件，而且，這個模具尺寸上的一個錯誤沒有簡單的解決方案（運輸?shù)侥＞吖ぞ咧圃焐痰闹圃旃S將會太昂貴，試驗和誤差的方法也是不提供）。對于這個部件的設計，必須考慮到以下幾個方面： 與歐洲標準EN125744要求的基本尺寸一致；卸載電阻（排出側）如（圖2）；在功能條件和位置區(qū)具有高的耐沖擊性；表面容易清洗；美學設計；最低的成本（不僅是加工和裝配，還包括維護）；安裝的沖壓機施加的鎖模力限制（大型機器鎖模力的限制范圍在5000噸和10000噸之間）；準備標記，也就是說，有自由的和平坦的空間;；材料的限制：采用其他CONTENUR設計的相同材料。圖 2. 裝卸作業(yè)的邊界條件，材料非線性模型，有限元模型。 特別注意的兩個限制：范圍內的最低成本和最大鎖模力。對于最低成本，厚度是關鍵（原料的成本），在制造時確定；因此，派生機器的成本大約為厚度5的平方。另一方面，為了降低其合模力，部件的投影面積和分布的壓力與一部分厚度也有很大的關系（狹窄區(qū)域產生較高的注射壓力，可能也會產生大合模力）。由Castany等研發(fā)的方法，不僅用于注射成型，也適用于其它類似的技術6-8，如下：（a） 測定產品的可行性：鎖模力和厚度在歐洲標準允許的基本幾何條件下調整尺寸。在這一步只是一般的線條設計，而不做功能細節(jié)。一些基本的結果如下表1所示。這些分析通過遺傳物質的基本參數(shù)，高密度聚乙烯（表2）得到。對于高級步驟，通過幾個溫度條件計算。（b） 選擇材料，結合熔體流動指數(shù)（MFI）和機械性能，在注入點的位置進行模擬，甚至不知道組件最終的幾何形狀，但得出幾個注入點的最好的位置是在容器主體的底部區(qū)域。該標準同時與模具結構和零件的形狀有關。（c） 分析主體的形式和零部件的厚度，比較結構上的選擇方案：側壁形狀，包括氣體輔助技術注入管的側壁形狀增加的慣性等也被列入考慮。（d） 顯然，模具的尺寸和凹陷的存在使得部件和模塊設計出現(xiàn)了一個其他問題。這種方式中，容器上部邊框的半圓形狀是一個很困難的設計問題，它由使用性能確定，但是在合模區(qū)域存在滑移。（e） 將合適的零件體積和可行的不同形式與厚度和機械阻力的形式制造相結合。在這一步驟，有限元分析、3D設計和注料仿真技術同時進行（圖3、4）。最終的零件尺寸如表3。表1 簡單塑料模型，第一次仿真分析結果 主體厚度(mm)/質量(kg) 最大注射壓力 (MPa) 鎖模力(kN) 6/52 96 166,000 7/60 71 122,000 8/68 55 94,000 9/76 44 74,000 10/84 35 59,000 表2 基本模擬計算參數(shù) 熔體溫度（） 240 在恒定速度下的注射時間 秒 20 百分率 50 模具溫度（） 40表3 2400 L主體的基本尺寸（毫米） 高度 1600 寬度 1480 長度 1600圖3. 3D數(shù)模（Pro-E繪制） 圖4. C-mold軟件：噴出的塑料溫度和冷卻線管路 用這些基本尺寸核算這四步，設計組對于最終的幾何圖樣有一個初始目標，這些細節(jié)包含輸出角度，收音機，設置的輔助配件的位置（軟木、滑軌等）。生產流動分析為關鍵性的方式，與美國，日本和墨西哥實業(yè)公司模具廠的模具工人一起將模具的各部分固定在最佳的位置。這個過程的主要方面和仿真技術（為了保證注射工人的操作其他的細節(jié)不能存在）是：1. 2.5D幾何圖形式樣模型。2. 模腔注澆口位置。使用速度軌道去更好的控制料的流動性。根據(jù)軌道的流動澆注的設計原則使?jié)沧⑴c填滿模腔同步結束（避免保壓效應），尤其要考慮到半圓形區(qū)域的邊界形狀。3.最佳條件：溫度的選擇、涉及的厚度、設計的耐久強度評價條件。溫度在210到250的評價。4. 必須要依靠正確的速度程序調節(jié)填料形式。在恒定速度的條件下，假想不允許的壓力值的增長，強化機器的極限。集裝箱磨具的最終布置，建議使用幾個沖壓速度。這個步驟用目前已經(jīng)存在的小型集裝箱（如圖5），進行了現(xiàn)實的試驗驗證。圖5 用于工業(yè)生產條件為2400L試驗驗證真正的集裝箱模型 用CAE技術計算側面標準的沖壓速度如圖6所示。但是這個“函數(shù)”如果沒有實用性的編程就不能編入到注射成型機內部，因為液壓系統(tǒng)不能精確的隨著所有梯度上升。無論如何，這個優(yōu)化程序后，能夠得到大約15%的鎖模力。 圖6 計算機顯示的側面理論沖擊速度5. 加注條件準備好以后，模具制造者從一個初步設想到設計的裝備，已經(jīng)用一個新的數(shù)值模型和最終的熱流道系統(tǒng)模具所驗證。對于減少填充壓力，這個連續(xù)的工藝是有可能性的，但是實際的工藝安排，維護，一定的停工降低了其用途。6. 最后，模具冷卻分析、包裝和彎曲矯正過程走向成熟。在這種方式下，Kyowe工業(yè)公司根據(jù)材料的傳熱性采用不同的建筑材料，調整冷卻管路。成品模具的重量超過了150，000kg（相當于150公噸）。事實上，在注射成型中，超過6000個部件在制造中沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。報廢、使用性能、加工比率是和目前1000L的集裝箱（每小時20-25個零件）相似的。其他組件同時設計，實際上，得到的最后的結果非常復雜，比如：集裝箱的系統(tǒng)，明顯的小于它的主體。 本文作者，定論：CAE輔助工具在設計中是最基本的工具，同相關知識和使用相似的模具進行真實的實驗驗證相比。鳴謝本文作者，對于T.I.I.P-a.i.T.I.I.P組織和CONTENUR 技術人員的支持、設備和最終的目標致以衷心的感謝。特別感謝D.Castany，感謝他們的專門技能在塑料注射成型工藝、設計、在很多培訓班里面進行的講解和世界研討會。分類號：畢業(yè)設計（論文）題 目 皮帶輪注塑模具的設計I摘要：隨著高性能工程塑料的不斷發(fā)展，各種塑料制品行業(yè)，該行業(yè)需要繼續(xù)增長，注射成型工藝越來越多地用于成形制造的產品的各種性能要求。注塑模具設計的質量，對注塑機的生產效率直接影響成型，產品的質量和成本。模具可以是一個很好的注射成型上百萬次，因為其較長的壽命，在另一方面，降低了塑件的成型和模具成本，作為一個結果，一個好的更換，維修少，從而提高生產效率。為了滿足日益增長的工業(yè)需求和生活質量的需要，應繼續(xù)研究和開發(fā)，已被設計來提高注塑模具的性能，滿足各行各業(yè)的需求。在本設計中，通過對皮帶輪，CAD模具設計和開發(fā)利用包括凸，凹模的設計，頂出機構的設計，注射機的選擇和校核，澆注系統(tǒng)的設計，冷卻系統(tǒng)的設計，模具及其他工作選擇。在本設計中，重點設計了以成形件的凸，凹模的設計，澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)是模具設計的靈魂和冷卻設計，澆注系統(tǒng)的設計直接影響著塑件的成型質量和生產效率 1 。因此，澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計工作的關鍵。同時，模具溫度對塑件的質量和生產效率有著直接的影響，對模具的凝固時間和收縮應力，模具溫度的控制直接影響，從而影響模具和塑料件質量的成型周期，和表面粗糙度。凸，凹模尺寸，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設計重點和系統(tǒng)結構設計。通過這樣的設計，我們首先學習了解當前的形勢和發(fā)展情況，中國塑料模具結構和成型工藝的模具及注塑模具設計的基本原理。 關鍵詞：皮帶輪；注射模；設計；PBAbstract: with the development of high performance engineering plastics, plastic products industry, the industry needs to continue to grow, the injection molding process is more and more used in various performance requirements for manufacturing products. The quality of injection mold design, injection molding machine for the production efficiency directly affects the forming, quality and cost of products. The mold can be a very good injection molding millions of times, because of its long life, on the other hand, reduces the cost of molding and mold plastic parts, as a result, a good replacement, repair, so as to improve the production efficiency. In order to meet the growing needs of the industry and the quality of life needs, should continue to research and development, has been designed to improve the performance of the plastic injection mold, to meet the needs of all walks of life.In this design, the cover plate, the design and development of CAD die comprises a convex, concave mold design, the ejection mechanism design, selection and optimization of injection machine, the design of gating system, cooling system design, mold and other work. In this design, designed to focus on forming the convex, concave die design, gating system, cooling system. The gating system is the soul of the mold design and cooling design, the design of gating system directly affects the plastic parts molding quality and production efficiency 1. Therefore, the design of gating system of injection mold design is the key work. At the same time, the mold temperature has a direct impact on the quality of plastic parts and production efficiency, solidification time and shrinkage stress of die and mold temperature control of a direct impact, thus affecting the molding cycle of molds and plastic parts quality, and surface roughness. The size of the convex die size, focus on design and system structure design of gating system and cooling system. Through this design, we first learn to understand the situation and the current development situation, basic principle of injection mold and die design Chinese plastic mould structure and injection molding process.Keywords:cover; injection mould; design; PA II目 錄第1章 緒論31.1蓬勃發(fā)展的模具工業(yè)31.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀和技術的主要發(fā)展方向4第2章 皮帶輪塑料模工藝設計82.1皮帶輪塑件的工藝分析82.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù)82.1.2皮帶輪塑料的選材82.2注射成型基本過程92.3皮帶輪的設計件11第3章 注射機的選擇和校核123.1注射機規(guī)格的選擇123.2注射機的校核123.2.1注射機注射容量的校核123.2.2注射機注射壓力的校核133.2.3注射機鎖模力的校核133.2.4注射機模具厚度校核注射機模具厚度校核143.2.5注射機最大開模行程校核143.3確定型腔數(shù)目和分模面的選擇143.3.1確定型腔數(shù)目143.3.2分模面的選擇14第4章澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設計164.1澆注系統(tǒng)設計164.1.1主流道的設計164.1.2分流道的設計164.1.3澆口設計174.1.5澆注系統(tǒng)的平衡184.2排氣系統(tǒng)的設計184.3冷卻系統(tǒng)設計184.3.1設計冷卻系統(tǒng)的必要性184.3.2冷卻系統(tǒng)尺寸計算194.4 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列204.4.1 型腔數(shù)目的確定204.4.2 型腔的排列22第5章 成型零件設計235.1 模具型腔的結構設計235.2 成型零件的尺寸確定24第6章 其他零部件結構設計266.1脫模機構設計266.1.1脫模機構的分類266.1.2脫模機構設計原則266.2導向機構設計266.2.1導向機構設計原則266.2.2導柱的外形尺寸計算276.2.3導向孔的設計276.2.4導柱的數(shù)量和布置286.3定位圈286.3.1定位圈的定義286.3.2導柱的數(shù)量和布置286.4主流道襯套286.5其他結構零件設計28第7章 注塑機有關參數(shù)校核317.1模具閉合高度的確定317.2注塑機有關參數(shù)的校核317.3模具安裝和試模31結 論33參考文獻34致 謝35第1章 緒論1.1蓬勃發(fā)展的模具工業(yè)塑料模具是在一個特定的形狀具有一定形狀和尺寸的塑料工具形狀。塑料模具塑料制品和易于使用的生產，外觀要求的運行質量，對模具的各方面的物理性能有顯著的影響，并應滿足要求，效率高，操作方便，結構合理，制造容易，成本低。在一個合理、高效的設備現(xiàn)代塑料加工技術，先進的模具是必不可少的三個重要因素。尤其是塑性加工技術的塑料模具，對備件的需求和設計實現(xiàn)所需的一個很重要的角色。因此，塑料模具制造也提出了更高的要求。因此，不停地促進模具的開發(fā)。模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎，它在很大程度上決定著產品的質量和市場競爭力的技術水平。隨著中國加入“WTO”加快腳步不停。”中國模具行業(yè)入世”將產生重大而深遠的影響，經(jīng)濟全球化的勢頭越來越明顯，與世界許多知名公司的持續(xù)變革，國內和國際市場的進一步的今天，該行業(yè)將經(jīng)歷一個巨大的影響，競爭將更加激烈。在這樣一個艱難的行業(yè)背景，通過對中國的模具制造水平不停止改革，我們的技術人員創(chuàng)新有了很大的提高，大型，復雜，精密，上一個新臺階、效率高、壽命長的模具。塑料成型塑料制品已成為產品的實際價值的重要組成部分。工作人員已超過40種的塑料成型方法。其中最重要的是，注塑，擠出，吹塑和壓制。他們占了近85%，塑料成型；注射特別突出，超過塑料成型30%會計。注射成型的熱塑性塑料的成型方法，幾乎所有的熱塑性塑料可以用這種方法成型，部分熱固性塑料也可用于注射成型。從20世紀80年代早期的第二十世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床產業(yè)中分離出來，和一個獨立的工業(yè)部門的發(fā)展，其產值已超過機床工業(yè)的價值。然后，隨著模具技術的發(fā)展，模具行業(yè)也被廣泛用于航空航天，汽車，電子，儀器儀表，輕工，塑料制品，日用品等工業(yè)部門。在發(fā)達國家，人們認為，沒有死亡，沒有高質量的產品。模具享受“重點發(fā)展產業(yè)”；“一個企業(yè)的心“；”的美譽，富裕的社會的一種力量”。改革開放以來，在中國模具工業(yè)的發(fā)展也很迅速。近年來，15%的年增長率快速發(fā)展。模具企業(yè)如竹筍春雨，快速啟動后，發(fā)展。隨著模具工業(yè)規(guī)模的不斷擴大，中國的模具技術水平較高，可以做成很大，反映現(xiàn)代模具設計與制造水平的精密模具，模具的部分已達到國際先進水平。雖然中國模具工業(yè)有了長足的進步，對模具的部分已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量和質量還不能滿足國內市場的需求，大型，精密，復雜模具仍需要每年進口1000000000美元。為了減少模具工業(yè)發(fā)達國家之間的差距，模具在中國正朝著大型，精密，復雜模具的開發(fā)；加強模具標準件的應用；推廣CADCAMCAE技術的發(fā)展。1.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀和技術的主要發(fā)展方向（1）現(xiàn)狀塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，在我國起步比較晚，但是，發(fā)展非常迅速，特別是近幾年來，無論在質量上有了很大的發(fā)展，技術和制造能力，取得了巨大的成就。中國30年的發(fā)展歷程，過去90年在海外的塑料模具的發(fā)展，現(xiàn)在有相當規(guī)模。1987我有塑料產量已達2970000噸，居世界第五位?，F(xiàn)在，中國的塑料工業(yè)已形成完整的具有相當規(guī)模，設計系統(tǒng)，塑料模具的設計和應用技術的發(fā)展，CAD技術，CAPA技術具有相應的。塑料生產，加工，塑料機械及設備。模具工業(yè)以及科研等，都已發(fā)展都了一定規(guī)模。近年來，在中國塑料模具已取得了很大的進步，大型，復雜，高效、長壽命的模具和一個新的水平，尤其是在高技術應用的廣度和深度，性能的幾個方面列舉如下：（1）的CADCAMCAE技術的廣泛應用，特別是處理，計算機建模，通過數(shù)控機床編程與加工一直是主要的方法，CAE軟件也得到了廣泛的應用，提高設計水平。（2）和熱流道技術的推廣應用，爭取進一步提高，加熱裝置的通道，自制的熱噴嘴和熱噴嘴的介紹已經(jīng)應用，有的已達到國際先進水平。（3）氣體輔助注射技術已應用，許多廠家都采用此技術，如熊貓公司開發(fā)的氣輔模具，用C型分析軟件進行氣輔模具研制成功。（4）高質量的塑料模具鋼的應用，注塑模具現(xiàn)在少采用45鋼，P20鋼廣泛應用，大大提高了使用壽命和表面光潔度。（5）抽芯機構的創(chuàng)新設計，許多制造商設計具有結構新穎，易于脫模，脫模機構的優(yōu)點，具有創(chuàng)新意識，并解決了很多難題之前釋放但與發(fā)達國家。（6）精密，大型，復雜，模具制造水平高的生活有了很大的提高。的尺寸精度高，模具零件需要互換，塑料模具的復雜形狀的零件，由于技術的CAD三維注塑成型計算機模擬使用，氣輔技術先進的方式，使模具已達到國外同類模具的水平。模具的壽命已達到1000000或更高。中國的模具行業(yè)在“九五”期間盡管發(fā)展迅速，但與一些快速發(fā)展的國家，目前在我國仍然是一個相當大的差距。據(jù)統(tǒng)計，CAD，CAE應用，發(fā)達國家比中國高得多，而應用程度，中國都遠低于香港，臺灣。特別是在流程軟件和很酷的軟件，發(fā)達國家已經(jīng)普及，中國才剛剛開始。大的差異，感覺。在模具標準件和標準件模具方面，發(fā)達國家已經(jīng)流行，并實現(xiàn)商業(yè)化，以及中國大陸的國家標準尚未實現(xiàn)商業(yè)化。在發(fā)達國家中管技術已經(jīng)熱流道和熱的大量使用，并形成了一系列的標準和。但在中國大陸，70年代開始研究到目前為止沒有標準。在發(fā)達國家，塑料模具工業(yè)發(fā)達地區(qū)小、專業(yè)化方向發(fā)展；向技術密集型發(fā)展；高技術和高技術相結合；生產規(guī)模小而見長的專業(yè)和靈活的組合。而在中國大陸則剛好相反。獨立的模具廠生存；屬于勞動密集型企業(yè)；有一種傾向，忽略高技能；大而全的；沒有專業(yè)的和靈活的組合規(guī)劃。和大型，精密，復雜，長壽命模具產需矛盾仍然十分突出，高檔模具進口比例超過40%，和一些模具有盈余。（2）發(fā)展趨勢隨著人類社會的不斷進步不斷發(fā)展和高新技術，人們對產品的要求越來越高，這促使我們必須大力發(fā)展模具設計技術。塑料模具的設計技術的世界也給予了高度重視，投入了大量的研究和開發(fā)。在塑料模具的未來主要進行了以下幾個方面的國際發(fā)展趨勢：在模具設計制造中全面推廣CAD/CAM/CAE技術CAD/CAM/CAE技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑，實踐證明，CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。注射模CAD的實用化塑料模MoldFlow或CFlow軟件和塑料模MoldCool或CCool軟件已經(jīng)商品化，注射模CAD正向實用化方向邁進。我國政府對注射模CAD實用化進程也十分重視。專門組織了“八五”國家重點技術攻關項目“注射模CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)研究”。目前，美國PSP公司的IMES專家系統(tǒng)，能幫助模具設計人員用專家的知識解決注射模的問題。塑料模專用材料研究和開發(fā)目前，塑料模鋼擁有的類型有：基本型、預硬化型、時效硬化型、熱處理硬化型、馬氏體時效鋼和粉末冶金模具鋼等鋼種。在“八五”期間，國家也組織了諸多鋼鐵廠單位大力研究和開發(fā)塑料模專用系列鋼，這將進一步擴大和完善塑料模鋼材。塑料模加工程控化機械技術與電子技術的密切結合，日益更多地采用數(shù)控數(shù)顯、計算機程序控制的加工方法，實現(xiàn)高層次、多工位加工，使塑料模在質量上、效率上產生一個新的飛躍。模具研磨拋光自動化、智能化模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響,我國目前仍以手工研磨拋光為主,不僅效率低（約占整個模具周期的1/3),且工人勞動強度大,質量不穩(wěn)定,制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展。因此,研究拋光自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機,可實現(xiàn)三維曲面模具的自動化研磨拋光。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎產業(yè)，隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，生活的新技術不斷取得新的進展和突破，不斷發(fā)展的市場經(jīng)濟，帶動更多的工業(yè)產品和多品種，小批量，高質量，低成本的方向，是多種產品的模具制造的關鍵工藝設備的要求越來越高，模具將有以下發(fā)展勢頭：1模具CADCAMCAE技術將越來越深入人心，發(fā)揮著越來越重要的作用。CADCAMCAE網(wǎng)絡將開放系統(tǒng)結構的基礎上的整合統(tǒng)一，兼容性和專業(yè)。CADCAM軟件，智能對象，基于制造的特點，將得到長足的進步。模具三維分析更清晰的重要性。國產CAXA軟件系統(tǒng)，功能和造血干細胞的系統(tǒng)和z-molo軟件將繼續(xù)改進和完善水平。2模具的精度將越來越高，越來越多，現(xiàn)在模具的精度已達到2 3毫米，長1毫米的精密模具將上市。作為微觀和精度要求的不斷提高，超精密加工的需要發(fā)展。另一方面，由于成型零件越來越多的多腔模具和要求，開發(fā)和有效利用，將需要大規(guī)模的。3隨著熱流道技術的日漸推廣應用，熱流道模具塑料模具中的比重將逐步提高，為模具熱流道技術可以提高生產力和零部件，原材料的質量，并可大大減少工件，所以熱流道技術的應用將得到快速發(fā)展，將逐漸增加比例。4，不斷完善和發(fā)展的塑性成形工藝，氣輔模具及適應模具壓注射成型技術和發(fā)展?？梢愿纳仆庥^和氣體輔助注射成型技術的內在質量的塑料部件。與注射壓力低，變形小，節(jié)約原材料，提高了生產效率，大大降低了成本優(yōu)勢從等等。高壓噴射可以減少樹脂的收縮，提高了塑件的尺寸穩(wěn)定性，提高其精度。5經(jīng)濟快速模具技術具有廣闊的前景，在快速原型（RP）的快速模具制造（RT）的出色表現(xiàn)。在第二十一世紀，這種生產方式占工業(yè)生產的比重將達到75%。模具的生產周期將越來越短，成本會相應降低。精度和RP + RT壽命能滿足生產的要求成為國內和國際的RPM行業(yè)使用大力發(fā)生的領域，大力快速模具制造（RTM）的發(fā)展，一些新的快速成型方法的出現(xiàn)，RPM是電腦，激光，光學掃描，新的先進材料，計算機計算機輔助設計（CAD），計算機輔助制造（CAM），數(shù)值控制（CNC）高新技術的應用。它可以用來直接或間接快速模具。快速模具制造技術以滿足市場的需求，將呈現(xiàn)多元化的發(fā)展勢頭。6模具標準件的應用將更加廣泛。模具標準件不僅可以縮短成型周期，而且能提高模具質量和降低模具制造成本，因此模具標準件的應用將更加廣泛，在模具市場將成為一個非常活躍和迅速發(fā)展的產品。模具開發(fā)7三維掃描儀和高速，逆向工程技術已成為模具制造，信息傳輸方便，模具CADCAM是一項關鍵技術。8高性能模具鋼的消費也在快速增長，因為更多的模具鋼的要求更高，為發(fā)展高強度，高硬度的迫切需要，高耐磨性，機械加工，熱處理，模具材料性能的導熱系數(shù)，并得到廣泛的應用。如各種軌道型材模具，塑料，PVC。隨著塑料鋼的進一步發(fā)展，塑料模具將繼續(xù)加大發(fā)展步伐的比例將高于死亡。模具的要求也越來越高，市場份額將逐步擴大高檔模具。35第2章 皮帶輪塑料模工藝設計2.1皮帶輪塑件的工藝分析2.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù)塑料是在室溫下為高分子聚合物的高彈態(tài)。這是樹脂（聚合物）為主要成分，改善其加工性能的添加劑的使用性能，在一定的溫度，壓力，溶劑的影響，模具可成型為一定形狀和塑料零件的尺寸，并能保持一類的材料，在正常的溫度和壓力，在形式的多樣性，并具有不同的性能不同的塑料。塑料一般具有重量輕，低密度的優(yōu)點，比強度高，電，熱，聲和優(yōu)良的絕緣性能，耐腐蝕性能和光學性能強，耐磨性強，優(yōu)秀的。塑料成型過程中在許多方面的性能特點，一些操作相關，一些特性直接影響成型方法及工藝參數(shù)的選擇。熱塑性塑料，成型工藝參數(shù)包括收縮期，流動性，相容性，吸濕性和熱靈敏度和熱力學性質，結晶度和取向2.1.2皮帶輪塑料的選材塑料材料是根據(jù)材料的選擇和使用，尼龍（Nylon），又翻譯為耐綸。英文名稱Polyamide（簡稱PA），是分子主鏈上含有重復酰胺基團NHCO的熱塑性樹脂總稱。包括脂肪族PA，脂肪芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品種多，產量大，應用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定。尼龍是美國杰出的科學家卡羅瑟斯(Carothers)及其領導下的一個科研小組研制出來的，是世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維。尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新，它的合成是合成纖維工業(yè)的重大突破，同時也是高分子化學的一個重要里程碑。2.1.3 聚酰胺材料成型特性無定形塑料,流動性中等,吸濕性小, 一般不需要很大程度上干燥，也能獲得較好的表面質量塑料零件。高料溫,高模溫,材料分解溫度為270度，對精度要求較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤度高，耐熱塑件,模溫宜取60-80度。如出現(xiàn)水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變澆口位置等方法。2.2注射成型基本過程圖2.1. 注射成型基本過程生產前的準備工作一般是為了使注射成型生產順利進行和保證制件質量，在生產前進行的包括原料的預處理、清洗機筒、預熱嵌件和選擇脫模劑等準備工作。1、原料的預處理原料的預處理包括三個方面：一是質量檢驗，造型材料的分析。這一部分包括材料，水含量測試的顏色，紋理，無雜質，并測試其熱穩(wěn)定性，流動性，收縮率。粉狀物料，在注塑前還將制成小丸的要求。兩個，著色。根據(jù)塑件成型的產品需求，成型材料中添加一個顏色或顏色的材料，以達到所需的顏色。粉狀或粒狀熱塑性塑料的著色，用直接法和間接法兩種方法實現(xiàn)。前者稱為著色的方法，它是天然的彩色塑料著色劑和精細的簡單混合粉末可直接用于成型，或其他用于塑化成型。該方法比較簡單，容易操作。間接染色方法相比是更困難的，它需要使用被稱為“塑料粒子、彩色塑料顆粒高的顏料濃度色母比例稱重放入攪拌機，攪拌，然后發(fā)送到成型設備的使用。其步驟簡單，容易染色的分散均勻，色澤明亮的部分和沒有顏料粉塵污染，并能實現(xiàn)自動著色工藝。但因為它是簡單和自然的彩色塑料顆?；旌?，沒有混合功能或只成型設備的混合功能很差，所以當成型顏色均勻性高的產品不需要使用顏色形成材料。三，預熱和干燥。對材料的吸濕性和粘性的水性強，預熱干燥適當根據(jù)水的要求允許的注射成型工藝，以在材料和揮發(fā)水分太多出去，成型后的產品以防止氣泡和裂紋缺陷，而且可以避免注水時間的降解。但是，吸濕性和粘性的水是不強的材料，如果包裝是更好的可以不預熱干燥。2、清洗料筒如果你需要在塑料制品的生產，改變顏色或更換，更換材料在熱分解或降解反應時間形成的過程中發(fā)現(xiàn)，對注塑機清洗桶的需要。通常，筒柱塞式機庫存量大，必須拆卸清洗機筒，螺桿機筒，可用于清潔空氣噴射的方法。3、預熱嵌件本程序主要用于塑料插入，因為金屬和塑料收縮率不同，導致插入周圍的塑料易收縮應力和裂縫，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在成型前可插入的預熱溫度，減少它融化的塑料在成型，避免或全塑性收縮應力和裂紋插入的抑制作用。4、選擇脫模劑常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟（白油）和硅油等。其中除了硬脂酸鋅不能用于聚先胺外，這三種脫模劑對于一般塑料均可使用，尤其是硅油的脫模效果是最好的，只要對模具施用一次，即可以長效脫模，但是價格昂貴。硬脂酸鋅通常多用于高溫模具而液體石蠟多用于中低溫模具。另外，對于含有橡膠的軟制品或透明制品不宜采用脫模劑，否則將影響制品的透明度。加料：計量將粒料和粉料加入料斗，通過料斗進入注射機料筒，物料一般是在注射機的料筒中塑化。通過對塑化計量的計算設定好后，物料在設定的計量中塑化完全，即粒料和粉料變成塑料熔體后，注射模閉合，注射機注射充模。注射充模：注射充模一般劃分為流動充模、保壓補縮和倒流三個階段。注流指的過程中熔體注射將好的塑料進入模腔。在注射壓力注射過程中隨時間而變化，流動期，噴射壓力、噴嘴壓力迅速上升，而腔（柵極端子）壓力接近于零，所以注射壓力主要是用來克服阻力，熔體在模腔中的思想。在填充過程中，熔體流入模腔，模腔壓力的急劇增加，注射壓力和噴嘴的壓力將增加到最大，然后停止變化，注射壓力對熔體起兩個作用，一是克服在模具型腔的液流，二是壓實熔融程度。包裝料，夾持進給階段從熔體充滿型腔在機筒螺桿回現(xiàn)在開始。壓力定義為熔體的注射壓力，模腔的壓實過程，喂養(yǎng)是注塑機的包裝工藝，模具型腔逐漸開始空冷熔體由于成型收縮，美聯(lián)儲的行動。反在機筒柱塞或螺桿后退（即解除保羅的壓力），熔體在澆口和流道流動方向相反的方向。冷卻：冷卻凍結時間開始從大門，放行產品到目前為止，這是注射成型過程的最后階段。在這個階段，有問題的注模腔壓力，冷卻部分的密度，熔體在模和脫模條件。的后處理部分：從模具零件，在塑性成形過程中熔體的流動行為的溫度和壓力是非常復雜的，再加上不均勻的熔體流動前沿和冷卻速率不同填充塊后，往往會出現(xiàn)一些結晶，部分不均勻取向和收縮，產生相應的結晶，取向和收縮應力，脫模后的變形的影響，還可使機械零件可轉換的光學性能，和表面質量，甚至開裂，需要解決一系列我們必須作出相應的處理問題。當這個過程完成后我們將推出的產品，卸料，清洗模具，可總回筒重新塑化注射成型周期，開始循環(huán)。2.3皮帶輪的設計件 該塑件經(jīng)測量所得，其基本幾何值為：密度：p=0.9g/cm3；體積：V=21cm3；質量：M=18.9g；長度：L=150mm；塑件平均寬度：B=60mm；投水平投影面積：S=73.4cm2；制件表面積：S=194.3cm2第3章 注射機的選擇和校核3.1注射機規(guī)格的選擇 注射機為塑料注射成型所用的主要設備，按其外形可以分為立式、臥式、直角式三種注射機。按塑料在料筒中的塑化方式分可以分為，柱塞式和螺桿式兩種注射機。在此我們通過假設的模腔數(shù)目初步確定注射機的規(guī)格。初步設計模腔個數(shù)為兩個，PA材料的密度p為p=0.9g/cm3（0.90.91）。通過測量所得出塑件的體積（V）和質量（M）以及水平投影面積（S）分別為V=21cm3、M=18.9g、S=73.4cm2。一模設計兩個模腔，那么每次注射機的注射量必須大于：2M= 221cm3=42cm3。根據(jù)注射機的最大注射量初步選擇型號為XSZ60的注射機，其工藝參數(shù)如下：螺桿直徑/mm：38 注射容量cm3：60注射壓力/105Pa：122 鎖模力/10KN：500最大成型面積/cm2：130 模板最大行程/mm：180定位孔直徑/mm： 55mm模具厚度/mm：（最大）：200（最?。?0噴嘴：（球半徑/mm）：12（孔直徑/mm）：43.2注射機的校核3.2.1注射機注射容量的校核模具設計時，必須是得在一個注射成型周期內所需注射的塑件料溶體的容量或質量在注射機額定注射量的80%以內，且在一個注射成型周期內，需注射入模具內的塑料溶體的容量和質量，應為制件和澆注系統(tǒng)兩部分容量和質量之和，即V=nVn+Vj或M=nMn+Mj式中：V（M）一個成型周期內所需要注射的塑料容積和質量，cm3或g；n 型腔數(shù)目；Vn（Mn）單個塑件的容量或質量，cm3或g；Vj（Mj）澆注系統(tǒng)凝料的容量和質量，cm3或g；故應使0.8Vn+Vj0.8Vg或M=0.8Mn+Mj0.8Mg式中：Vg（Mg）注射機額定注射量，cm3或g；將數(shù)據(jù)代入以上不等式（取其中之一的質量不等式來對注射量進行校核）得：M=nMn+Mj=218.9+5.5=43.3g0.8Mg=0.860=48g滿足要求上式中的：Mj=M主流道+M橫澆道+M分流道+M澆口+M拉料鉤5.5g由于為制件所選的材料為PA，該材料非熱敏性材料，所以只需對其進行最大注射量即可，不必對其進行最小注射量的校核。3.2.2注射機注射壓力的校核注射壓力的校核是校驗注射機的最大注射壓力能否滿足制品的成型要求。只有在注射機額定的注射壓力內才能調整出某一制件所需要的注射壓力，因此注射機的最大注射壓力要大于該制件所要求的注射壓力。制件成型時所需要的注射壓力，與塑料品種、注射機類型、噴嘴形狀、制件形狀的復雜程度和澆注系統(tǒng)等因素有關系?？梢愿鶕?jù)塑料的成型工藝參數(shù)數(shù)據(jù)來確定制品成型時所需要的注射壓力。根據(jù)塑料成型工藝參數(shù)表查得PA材料的成型注射壓力在（70120Mpa）之間，而我們所選擇的注射機的額定注射壓力為119Mpa，在其設定的注射壓力之間，滿足工藝要求。3.2.3注射機鎖模力的校核當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會產生一個沿注射機軸向的很大的推力，該推力的大小必須小于注射機的鎖模力，否則在注射成型時會因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。型腔內塑料熔體的壓力（MPa）值可根據(jù)以下經(jīng)驗公式算得：P=KPo式中：P 型腔內塑料熔體的壓力 （MPa）Po 注射壓力（MPa）K 壓力損耗系數(shù) 0.20.4將數(shù)據(jù)代入上式得：P=KPo=(0.20.4)119MPa=23.8MPa47.6MPa在該次設計中，并基于PA這種塑料上我們取型腔中熔體的平均壓力為：P=30MPa再由公式T=PS計算推力大小。式中：T 塑料熔體在注射機軸向上的推力（MPa）P 型腔內塑料熔體的壓力，在此我們取P=30MPaS 制件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）將數(shù)據(jù)代入該公式得：T=PS=30MPa73.4cm2220.2KN500KN滿足要求經(jīng)校核合格。3.2.4注射機模具厚度校核注射機模具厚度校核注射機規(guī)定的模具的最大與最小厚度是指模板閉合后達到規(guī)定鎖模力時動模板到定模板的最大與最小距離。所以，所設計的模具的厚度必須要在注射機規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內，否則將不可能獲得規(guī)定的鎖模力，當模具厚度小時，可以加墊板。根據(jù)要求模具的厚度必須滿足HminHHmax式中：H 模具厚度 mmHmin 注射機允許的最小模具厚度 mmHmax 注射機允許的最大模具厚度 mm根據(jù)我們已選擇的注射機得到Hmin=70mm；Hmax=450mm。根據(jù)已選擇的中小型標準模架中的模板規(guī)格BoL為400400的模架，根據(jù)模架的布置方式，則模具閉合高度H為：H=32+A+B+C+h4+2h1。將數(shù)據(jù)代入式中得：H=420mm將上述的數(shù)據(jù)代入HminHHmax得：滿足不等式HminHHmax，符合要求。3.2.5注射機最大開模行程校核 模具開模后為了便于取出書簡，要求有足夠的開模距離，而注射機的開模行程是有限的，所以我們在設計是必須進行注射模開模行程的校核，在我們所選擇的這個規(guī)格的注射機中開模最大行程為180mm。注射機的開模行程應大于模具開模時取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需要的開模距離，即是必須滿足下式：SkH1+H2+(5 10)式中：Sk 注射機行程 Sk=400mmH1 脫模距離（頂出距離）H1=5mmH2 塑件高度+澆注系統(tǒng) H2=10+50=60mm所以H1+H2+(5 10)=5+50+10=65Sk=400mm能滿足要求。通過上述校核得出該規(guī)格的注射機滿足要求，因此，確定選擇型號為：XSZ60的注射機。3.3確定型腔數(shù)目和分模面的選擇3.3.1確定型腔數(shù)目根據(jù)上面計算結果，N能取到2個。所以取N = 1。符合設計要求，所以確定型腔數(shù)目為1個。）3.3.2分模面的選擇分模面為定模與動模的分界面。用于取出塑料件或澆注系統(tǒng)凝料的面。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成形的先決條件。選擇分型面時，應從以下幾個方面考慮：使塑件在開模后留在動模上；分型面的痕跡不影響塑件的外觀；澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；使塑件易于脫模。根據(jù)對塑件的形狀結構特殊，分型面的選擇，應符合上述原則。然后我考慮塑件的形狀，以及整體的設計，模具制造，加工要求，我選擇一個平面分型面。第4章澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設計4.1澆注系統(tǒng)設計4.1.1主流道的設計主流道的設計通常設計成圓錐形，塑件所選擇的塑料為PA材料，該塑料的流動性較差，所以我們選擇的錐角度數(shù) =36，以便于凝料從主澆道中拔出，內壁的粗糙度一般為Ra=0.63m為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道對接處緊密對接，主流道對接處應制成半球形凹坑。其半徑為：R2=R1+(12)mm式中：R1注射機噴嘴球半徑R1= 12mm將數(shù)據(jù)代入上式得澆口套半徑為：R2= R1+(12)mm=12+(12)=1314mm澆口套半徑為：R2=13mm小端直徑：d1=d2+(0.51)mm式中：d2注射機噴嘴直徑d=4mm所以小端直徑d1= d2+(0.51)mm=4+(0.51) = 4.55mm取小端直徑為：d1=5mm錐角取為3且主澆道的縱截面為梯形橫截面，所以大端直徑：d= d1+2(Ltan3)當L=60mm時大端直徑d為：d= d1+2(Ltan3)=5+2(47.50.052)9.94mm凹坑深：h=(35)mm為減小料流轉向過渡的阻力，主流道大端呈圓角過渡，其圓角半徑為：r=13mm4.1.2分流道的設計1、分流道截面形狀的選擇8分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、V 形等多種。其中圓形截面最理想，使用越來越多。本次設計采用圓形截面。分流道的尺寸由公式：d=Tmax1.5式中：Tmax塑件最大壁厚d=51.56.5mm2、分繞道的布置形式分澆道的布置形式，取決于型腔的布局，其遵循的原則應是排列緊湊，能縮小模板尺寸，減小流程，鎖模力力求平衡。 分繞道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種，本次設計采用平衡式布置。3、分流道的表面粗糙度7分流道的表面不要求太光潔，表面粗糙度通常取為Ra=1.252.5m，這可以增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層，有利于保溫。但為了保證脫模和分型，我們又必需保證表面的粗糙度不能過大以至于表面出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，從而給脫模和分型都帶來難度。所以我們在此選擇分流道的表面粗糙度為Ra=1.5m。4.1.3澆口設計1、分流道與澆口的連接形式分流道與澆口的連接形式通常有斜面和圓弧連接等兩種連接方式，根據(jù)我們型腔的排樣方式和分流道的布置方式，分流道與澆口的連接地方選擇在寬度方向連接更佳。但在寬度上的連接時候，由于斜面會使分流到逐漸變窄，那么不同階段冷卻較快，產生不必要的壓力損失，而圓弧過渡的接口較斜面的寬，所以以上出現(xiàn)的缺陷能得到解決，所以分流道與澆口的連接選擇為在寬度上的圓弧過渡連接。2、澆口形狀的選擇及其尺寸確定澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，起著調節(jié)控制料流速、補料時間及防止倒流等作用。澆口的形狀、尺寸和進料位置等對塑件成型質量的影響很大，塑件上的一些缺陷，例如：縮孔、缺料、白斑、熔接痕、質脆、分解和翹曲等多數(shù)都是因為澆口設計的不合里而產生的。所以在設計澆口時我們一定要結合塑料性能、塑件形狀、截面尺寸、模具結構及注射工藝參數(shù)等因素周全考慮。在設計澆口時要求其熔料教快進入并充滿型腔，同時在充滿型腔后能適時冷卻封閉，因此澆口截面要小，長度要短，以便增大流速，快速冷卻封閉，其便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，從而保證塑件外觀形狀?；谶@些因素并根據(jù)型腔的排樣方式，選擇潛伏澆口。4.1.5澆注系統(tǒng)的平衡該模具雖是設計的一模多腔型模具，但是模腔數(shù)量不多，并且根據(jù)模腔的排樣方式，模腔和主澆道的距離是一致的，并且他們的排樣方式是一個圓周形狀，所以主流道的熔體進入每個模腔的路徑長度都是一樣的，不會出現(xiàn)因為流道的長短或是因型腔離主流道的遠近不一樣，而帶來澆注系統(tǒng)中的各段流速不等，或是模腔的壓力不等，導致成型不一致的現(xiàn)象。所以按照該種型腔的排列方式，澆注系統(tǒng)能夠達到平衡，不再需要手動平衡澆注系統(tǒng)。4.2排氣系統(tǒng)的設計排氣系統(tǒng)是指在注塑模成型過程中將注塑過程中的氣體（氣體來源：原本型腔中的空氣、溶解于熔體的氣體、水蒸氣、塑料的分解產生的氣體等）排除的一種裝置。它一般回開設在溶體流到的末端。在本設計中由于塑件的體積較小，在成型過程中產生的氣體不會很大，因此，我們在此可以不必設計特殊的排氣系統(tǒng)，我們可以直接利用分型面和推桿配合間隙來排氣。在利用分型面排氣時，我們需要分型面具備一定粗糙度，因此，在研磨分型面時，砂輪路線必須指向外側，以此來保證熔體在填充過程中，氣體能沿分型面排除。另外，為了在分型面良好的排氣，可以在動模板與定模板結合的同時，在定模板上開一個寬2mm、高1mm的槽，從而加強了分型面的排氣功能。4.3冷卻系統(tǒng)設計4.3.1設計冷卻系統(tǒng)的必要性.1 設計冷卻系統(tǒng)的必要性在注射成型中，模具的溫度對塑件的質量和生產效率都有著直接影響。其對質量的影響主要表現(xiàn)在如下幾個方面：1、變形模具溫度穩(wěn)定，冷卻速度的平衡，可以減少塑件的變形。不均勻的壁厚和形狀復雜的零件，往往是由于收縮不均勻變形，部分必須調整產品設計一個合理的冷卻系統(tǒng)溫度，冷卻水溫度保持平衡，以便型腔內的熔體能同時凝固。2、尺寸精度溫度調節(jié)系統(tǒng)保持了模具的溫度，能減少制件成型收縮率的波動，從而提高了塑件尺寸精度的穩(wěn)定性。3、力學性能對于結晶塑料，結晶度越高，塑件的應力開裂傾向越大，降低模具溫度有利于減小應力開裂。4、表面質量過低的模溫會使制件輪廓清晰并產生明顯的熔接痕，導致制件表面的粗糙度提高。而提高模溫能改善制件表面質量，使其表面光滑，粗糙度降低。以上及格方面對模具溫度的要求有相互矛盾的地方，所以在選擇模具穩(wěn)定時，必須根據(jù)使用情況著重滿足制件的主要性能要求。溫度調節(jié)對生產效率的影響：在注射模中熔體的溫度一般要從200左右冷卻到60，而在這期間所釋放的熱量中只有5%是以輻射、對流的方式散發(fā)到大氣中去的，其余95%的熱量將有冷卻介質所帶走，因此，注射模的冷卻時間主要由冷卻介質的冷卻效果來決定，并且在整個注射循環(huán)的周期中，模具的冷卻時間占據(jù)了整個周期的2/3，所以，縮短模具的冷卻時間是提高注射模具生產效率最有效也是最關鍵的地方。模具溫度的控制系統(tǒng)包括兩個方面：冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，但因為我們所選擇的塑件的材料是PA塑料，該種塑料對于模溫的要求較地（一般80），所以在設計中我們只需要設計一個冷卻系統(tǒng)即可。4.3.2冷卻系統(tǒng)尺寸計算塑件要達到一定的脫模溫度需要合足夠的時日。這一時間和橫具的溫度、塑件的尺寸(厚度)以及材料性質等有關。如果假設塑件中心部位的溫度達到熱變形溫度時即可脫模，那么冷卻時間就是使塑件溫度由注塑溫度降到中心溫度為熱變形溫度所需要的時間，那么我們可根據(jù)公式求得：t2=nm2式中：t2 固化時間(s)；m 塑件的厚度(cm)；n 塑料經(jīng)驗參數(shù) PA取338t2=3380.52=84.5s該制件開模時是靠頂出裝置頂出，設開模時間為t3為t3=15s。根據(jù)查表得注射時間t1=2.9s。制品的周期：t=t1+t2+t3=2.9s+84.5s+15s=102.4s每次注射所需的塑料質量m為： m=mg+mj=18.92+9=46.8g式中： mg 塑件的質量（g）mj 凝料的質量（g）每小時注射次數(shù)為：360084.542(次)單位時間的注射量：W=46.8g4219.65kg用20的水作為冷卻介質，設定其出口溫度為24。那么模具冷卻時所需冷卻介質的體積流量（忽略模具因空氣對流、熱輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量）：4.4 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列4.4.1 型腔數(shù)目的確定根據(jù)塑件生產批量及經(jīng)濟性，通過注射量及鎖模力計算，可確定盡可能多的型腔數(shù)，以提高生產率。其型腔在一模中的數(shù)目確定方法見表三：序號確定依據(jù)確定方法說明1按塑件的經(jīng)濟性確定型腔數(shù)按總成型加工費用最小的原則，并忽略準備時間和試生產時的原材料費用，僅考慮模具費和成型加工費。其型腔數(shù)量，可用下式計算：N=式中 N每副模具型腔數(shù)； P計劃生產總件數(shù)； Y單位小時模具加工費用（元h）；T成型周期（min）；c每個型腔模具加工費用（元）；單腔模具比多腔模具制造成本低，周期短，所以無質量的塑料零件，不宜采用多腔尤其是形狀復雜，體積大，精度高，塑料零件的小批量生產中應使用單腔模具比較經(jīng)濟。2按注塑機的最大注射量確定型腔數(shù)塑件的每次注射量總和不能超過注塑機最大額定注射量的80，其計算方法是：N式中 N每臺模具允許型腔數(shù)； V注塑機最大注射量； Vj澆注系統(tǒng)凝料量； Vs單個塑件的容積；或質量（cm 或g） 若每次注射量總和大于注塑機額定注射量，則型腔數(shù)應減小或采用單型腔；3按注塑機額定鎖模力確定型腔數(shù)按注塑機額定鎖模力確定所需設型腔數(shù)，可以按下式核算：N式中 F注塑機額定鎖模力（KN）； P塑料對型腔平均壓力（MPa）；A澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm）；AZ單個塑件在分型面上的投影面積（cm）；所確定的型腔個數(shù)總鎖模力不應超過注塑機額定鎖模力，否則合模時，模具難以合嚴，有溢料產生，應減小型腔個數(shù)。4按制品精度要求確定型腔數(shù)型腔數(shù)越多精度越低，從經(jīng)滿足精度要求出發(fā)型腔數(shù)可按下式確定：N2500-24式中 L塑件基本尺寸（mm）； 塑件尺寸公差（mm）； 單腔時，塑件可能達到尺寸公差（mm），其中聚甲醛為0.2、PE、PP、PC、PVC為0.05 ；1.根據(jù)經(jīng)驗，每增加一個型腔，其尺寸精度可降低4。2.一模一腔時，塑料公差聚甲醛為0.2，尼龍66為0。3，聚碳酸酯HDPE，聚乙烯為0.05。3.對于高精度塑件，一模不能超過四腔。表三此塑件采用第二種方法確定型腔數(shù)目；按注塑機的最大注射量確定型腔數(shù)；根據(jù)公式：NN5（取整）最終確定采用一模1腔的結構形式；4.4.2 型腔的排列型腔的布置采用對稱分布，以防模具承受偏載而產生溢料。平衡性好，加工容易，使用比較廣泛。第5章 成型零件設計5.1 模具型腔的結構設計型腔大體有以下幾種結構形式：整體式、整體組合式、局部組合式和完全組合式。型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進行處理等。型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多于型腔較深或形狀較為復雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。完全組合式是由多個螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點是，便于機加工，便于拋光研磨和局部熱處理。節(jié)約優(yōu)質鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。這里選擇整體式型腔。在塑料注射模具的注射過程中，型腔從合模到注射保證過程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應該有足夠的硬度和剛度，總的來說，型腔所承受的力大體有合模時的壓應力、注射過程中塑料流動的注射壓力、澆口封閉前一瞬間的壓力保證和開模時的壓應力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過程中總是在變化。在這些壓力作用下，當型腔的剛度不足時，往往會產生彈性變形，導致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質量和尺寸精度。所以在模具設計時要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強度和剛度，以保證型腔在注射過程中產生超過規(guī)定限度的彈性變形。因此型腔壁厚和底板的計算和選擇是十分重要的。（1）型腔側壁厚度的計算按強度計算其壁厚S按下列公式計算 式中 型腔材料的許用應力，=156.8MPa p型腔內單位平均壓力，P=38.4MPar型腔內半徑，r=10mm代入公式得：S=4mm（2）底板厚度的計算按強度計算其壁厚H按下面公式計算 式中 型腔材料的許用應力，=156.8MPa p型腔內單位平均壓力，P=38.4MPa代入公式得：H=5.5mm5.2 成型零件的尺寸確定（1）型腔尺寸計算型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應選擇塑件公差的1/2，取負偏差，再加上-1/4的磨損量，而型芯深度則再加上-1/6的磨損量，這樣的型芯的計算尺寸的表述如下。（a）型腔的徑向尺寸的計算式： 式中 D0型芯的最小基本尺寸； 塑件的最大基本尺寸；S塑件的平均收縮率，S=0.02；塑件的公差，取八級精度；模具制造公差，按1/4選??；根據(jù)公式計算得型腔的徑向尺寸： （b）型腔的深度根據(jù)尺寸的計算公式 式中 型腔深度的最小尺寸； 塑件的最大基本小尺寸；S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取八級精度；模具制造公差，按1/4選?。桓鶕?jù)公式計算得型腔的深度尺寸： （2）型芯尺寸的計算型芯的各部尺寸除特殊情況外都是趨于縮小尺寸,因此應選擇塑件公差的1/2,取正偏差,再加上+1/4的磨損量,而型芯高度則加上+1/6的磨損量.型芯的計算尺寸表達如下。（a）型芯的徑向尺寸的計算式： 式中 型芯的最大基本尺寸； 塑件的最小基本尺寸；S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取八級精度；模具制造公差，按1/4選??；（b）型芯的高度尺寸的計算： 式中 型芯高度的最大尺寸； 塑件內形深度的最小尺寸；S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取八級精度；模具制造公差，按1/4選取； 具體見CAD圖紙第6章 其他零部件結構設計6.1脫模機構設計6.1.1脫模機構的分類注射成型后，使塑件從凸模或凹模上脫出的機構稱為脫模機構。脫模機構由一系列推出零件和輔助零件組成，可具有不同的脫模動作。由于塑件的形狀與尺寸的變化，因此脫模機構的種類也是千變萬化的。按推出動作的動力源對機構可分為：手動脫模、機動脫模、氣動和液壓脫模等幾種脫模方式。按推出機構動作特點可分為：一次推出（簡單脫模機構）、二次推出、順序脫模、點澆口自動脫