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大連交通大學(xué)2017屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
目 錄
第一章 塑件及澆筑系統(tǒng) 1
1.1塑件成型成型工藝分析 1
1.2擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 3
1.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5
1.4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 9
第二章 模架及其機(jī)構(gòu) 10
2.1模架的選定 10
2.2 排氣槽的設(shè)計(jì) 11
2.3脫膜推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 11
2.4抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 11
2.5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12
第三章 模具的工作原理 15
謝 辭 16
參考文獻(xiàn) 17
摘 要
注塑模具是模具工業(yè)的重要組成部分，在很大程度上反應(yīng)了一個(gè)國家的工業(yè)水平。塑料在當(dāng)今世界無處不用，因此塑料模具有很大發(fā)展，特別是注塑模。
本文設(shè)計(jì)了具有側(cè)向抽芯與弧形抽芯的彎管注射模具，對(duì)模具的側(cè)向抽芯與弧形抽芯進(jìn)行簡單的分析，并用proe建立模具三維組裝圖，并導(dǎo)出模具裝配圖進(jìn)行修改。
論文中介紹了模具中各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括澆筑系統(tǒng)設(shè)計(jì)，成型零部件的設(shè)計(jì)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。最后用proe建立三維模型，并導(dǎo)出cad裝配圖。
關(guān)鍵詞： 模具設(shè)計(jì)；弧形抽芯；側(cè)抽芯；PROE繪制3D圖。
Abstract
Injection molds are an important part of the mold industry and, to a large extent, reflect the industrial level of a country. Plastic is nowhere in the world today, so the plastic mold has great development, especially the injection mold.
In this paper, a curved injection mold with a side core and an arc core is designed. The side core and the core of the mold are analyzed briefly. The mold is assembled with proe and the mold assembly diagram is deduced. modify.
The design of the system in the mold is introduced, including the design of the pouring system, the design of the molded parts, the design of the guiding mechanism, the design of the launching mechanism, the design of the temperature regulating system and the design of the exhaust system. Finally, using proe to build three-dimensional model, and export cad assembly diagram.
Key Word: Mold design; arc core; side core; PROE draw 3D map.
第1章 塑件及澆筑系統(tǒng)
1.1塑件成型成型工藝分析
1.1.1塑件的分析
(1)外形尺寸 該塑件平均壁厚為2.5mm，塑件外形尺寸不大，塑件熔體流程不太長，適合于注射成型，如圖1-1所示。
圖1-1 塑件實(shí)體圖
(2)精度等級(jí) 每個(gè)尺寸的公差不一樣，有的屬于一般精度，有的屬于高精度，就按實(shí)際公差計(jì)算。
(3)脫模斜度 ABS屬無定型塑料，成型收縮率較小，參考《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》書中的表2-10選擇塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1°。
1.1.2 ABS的性能分析
(1)使用性能 綜合性好，沖擊強(qiáng)度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能良好；易于成型和機(jī)械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機(jī)械零件、減摩零件、傳動(dòng)零件和結(jié)構(gòu)零件。
(2)成型性能
1）無定型塑料。其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種來確定成型方法及成型條件。
2）吸濕性強(qiáng)。含水量應(yīng)小于0.3%（質(zhì)量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥。
3）流動(dòng)性中等。溢邊料0.04mm左右。
4）模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。推出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。
5）ABS的主要性能指標(biāo)，其性能指標(biāo)見表1
表1 ABS的性能指標(biāo)
密度/g·cm-3
1.02-1.08
屈服強(qiáng)度/MPa
50
比體積/cm3·g-1
0.86-0.98
拉伸強(qiáng)度/MPa
38
吸水率(%)
0.2-0.4
拉伸彈性模量/MPa
1.4×103
熔點(diǎn)/℃
130-160
抗彎強(qiáng)度/MPa
80
計(jì)算收縮率(%)
0.4-0.7
抗壓強(qiáng)度/MPa
53
比熱容/(㎏·℃)-1
1470
彎曲彈性模量/MPa
1.4×103
1.1.3 ABS的注射成型及工藝參數(shù)
(1)注射成型過程
1）成型前的準(zhǔn)備。對(duì)ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于ABS吸水性較大，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥。
2）注射過程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔進(jìn)行成型，其過程可分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。
3）塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為60-70℃，處理時(shí)間為16-20s。
(2)注射工藝參數(shù)
1)注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為30r/min。
2）料筒溫度（℃）：后段150-170
中段165-180
前段180-200
3）噴嘴溫度（℃）：170-180
4）模具溫度（℃）：50-80
5）注射壓力（MPa)：60-100
6）成型時(shí)間（s）：22.7（注射時(shí)間取1，冷卻時(shí)間13.7，輔助時(shí)間8）
1.2擬定模具的結(jié)構(gòu)形式
1.2.1分型面位置的確定
分型面應(yīng)選在端蓋截面積最大且利于開模取出塑件的平面，塑件圖樣可以看出該塑件為圓形彎管結(jié)構(gòu)，分型面取在其直徑所在平面上，同時(shí)該塑件需進(jìn)行側(cè)抽芯與螺旋抽芯，所以分型面取在塑件直徑與弧形部分直徑共同所在平面，如圖圖1-2：
圖1-2 分型面
1.2.2型腔數(shù)量和排列方式的確定
型腔數(shù)量的確定 該塑件采用的精度一般在2-3級(jí)之間，且為大批量生產(chǎn)，可采取一模多腔的結(jié)構(gòu)模式。但是，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本等因素，以及其抽芯及弧形抽芯結(jié)構(gòu)，定為一模一腔結(jié)構(gòu)形式。
1.2.3注射機(jī)型號(hào)的確定
(1) 注射量的計(jì)算 通過三維軟件建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得：塑件體積： ，塑件質(zhì)量：m塑=V塑=15.01581.02=15.316g，式中，參考表1可取1.02g/cm3。
(2)澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料體積在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2倍來估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為
V總=V塑（1+0.2）1=15.01581.2cm3=18.019cm3
(3)選擇注射機(jī) 根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量V總=15.0186cm3,并結(jié)合式V公=V總/0.8,則有：V總/0.8=18.019/0.8cm3=22.5237cm3。根據(jù)以上計(jì)算，初步選定公稱注射量為60cm3,注射機(jī)型號(hào)為xs-zy-60/40臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表2
表2 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
理論注射容量/cm3
60
移模行程/mm
270
螺桿柱塞直徑/mm
V注射壓力/Mpa
35
最大模具厚度/mm
250
135
最小模具厚度/mm
150
注射速率/g·s-1
70
鎖模形式
液壓
塑化能力/g·s-1
24
定位孔徑/mm
80
注射方式
螺桿式
噴嘴球直徑/mm
10
鎖模力/KN
400
噴嘴移出量/mm
20
拉桿間距/mm
330×300
(4)注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核
1）注射壓力校核。查表1可知，ABS所需注射壓力為80-110MPa,這里取p0=100MPa，該注射機(jī)的公稱注射壓力p公=135MPa，注射壓力安全系數(shù)k1=1.25-1.4，這里取k1=1.3，則：
K1p0=1.3×100=130MPa＜p公，所以，注射機(jī)注射壓力合格。
2)鎖模力校核
①根據(jù)三維軟件分析得到，塑件在分型面上的投影面積A塑=2220.11mm2。
②澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，即流道凝料在分型面上的投影面積A澆的值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來確定。A澆是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積A塑的0.2-0.5倍。由于本流道設(shè)計(jì)簡單，分流道相對(duì)較短，因此流道凝料投影面積適當(dāng)取小一些。這里取A澆=0.2A塑。
③塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積A總，則A總=n（A塑+A澆）=n（A塑+0.2A塑）=1.2A塑=1.2×2220.11mm2=2664.132mm2
④模具型腔內(nèi)的脹型力F脹，則F脹=A總p模=2664.1×35N=93245N=93.245KN
式中，p模是型腔的平均計(jì)算壓力值。p模是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%-40%，大致范圍是25-40MPa。對(duì)于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。ABS屬于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故p模取35MPa。
查表2可得該注射機(jī)的公稱鎖模力F鎖=400KN，鎖模力安全系數(shù)為k2=1.1-1.2 這里取k2=1.2，則
k2F脹=1.2F脹=1.2×93.245=111.9KN＜F鎖，所以，注射機(jī)鎖模力合格。
對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。
1.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1.3.1 主流道的設(shè)計(jì)
主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。
(1)主流道尺寸
1）主流道的長度：小型模具L主應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計(jì)中初取35mm進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2）主流道小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5～1）mm=（4+1）mm=5mm。
3）主流道大端直徑：d′=d+2L主tan(α/2)≈7mm，式中α=3°。
4）主流道球面半徑：SR0=注射機(jī)噴嘴球半徑+（1～2）mm=10+2=12mm。
5）球面的配合高度 ：h=3mm。
(2)主流道的凝料體積
V主=L主（R2主+r2主+R主r主）=×（3.52+2.52+3.5×2.5）=1426.81mm3=1.43cm3。
(3)主流道當(dāng)量半徑 Rn=2.5+3.5/2=3mm。
(4)主流道澆口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為50～55HRC。
1.3.2分流道的設(shè)計(jì)
（1） 分流道的布置形式 在設(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熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮小分流道的容積和壓力平衡。為避免注塑時(shí)型芯偏移，在彎管弧形位置設(shè)立兩對(duì)稱澆口。流道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，根據(jù)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用三級(jí)分流道結(jié)構(gòu)。
（2） 分流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形，梯形，U形，六角形等，為了加工和凝料的脫膜，分流道大多設(shè)計(jì)在分型面上。本設(shè)計(jì)采用半圓形與圓形截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力均不大。
（3） 三級(jí)分流道的計(jì)算
1）三級(jí)分流道的長度 三級(jí)分流道關(guān)于弧形型芯對(duì)稱，單邊取L分=11.5mm。
2）分流道的當(dāng)量直徑 因?yàn)樵撍芗馁|(zhì)量，根據(jù)式，分流道的當(dāng)量直徑為
=mm
3）分流道的截面形狀 半圓形
4）分流道截面尺寸 由于分流道較為復(fù)雜，整體形狀采用角度為圓錐形狀，增加壓強(qiáng)，可計(jì)算出小端當(dāng)量直徑d=1.792mm，大段當(dāng)量直徑D=2.576mm；則三級(jí)分流道的截面直徑分別為d’=d=1.792=2.78,d’取3mm；同理，求出D’=D=3.64mm,D’取4mm。
5）分流道的凝料體積
V分=L分（R2分+r2分+R分r分）=×11.5×（22+1.52+1.5×2）=110mm3=0.11cm3
6）校核剪切速率
確定注射時(shí)間： 查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中表4-8，可取t=1.0s。
計(jì)算分流道體積流量：q分=（V分+V塑）/1=0.11+7.51=7.62cm3/s。
由《塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中式（4-20）可得剪切速率
==s-1=1.52×103s-1
該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率5×102～5×103s-1之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。
（4）二級(jí)分流道的計(jì)算
1)分流道的長度L分=25mm。
2）分流道的當(dāng)量直徑
=mm
3）分流道的截面形狀 圓形
4）分流道截面尺寸 由于分流道較為復(fù)雜，整體形狀采用角度為圓錐形狀，增加壓強(qiáng)，可計(jì)算出小端當(dāng)量直徑d=1.909mm，大段當(dāng)量直徑D=3.655mm；因?yàn)镈應(yīng)大于三級(jí)分流道直徑，則D取4.5mm，d取2.5mm。
5）分流道的凝料體積
V分=L分（R2分+r2分+R分r分）=×（2.252+1.252+1.25×2.25）=247.07mm3=0.247cm3
6）校核剪切速率
確定注射時(shí)間： 查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中表4-8，可取t=1.0s。
計(jì)算分流道體積流量：
q分=（V分+V三級(jí)+V塑）/1=0.11+7.51+0.247=7.963cm3/s。
由《塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中式（4-20）可得剪切速率
==s-1=1.56×103s-1
該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率5×102～5×103s-1之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。
（5） 一級(jí)分流道的計(jì)算
1） 分流道的長度 取L分=60mm。
2） 分流道的截面積 半圓形
3） 分流道的截面尺寸 該分流道為主流道與二級(jí)分流道相連的通道，選取其直徑D分=6mm
4） 分流道的凝料體積 V分 =L分A分==847.8mm3
5） 校核剪切速率
確定注射時(shí)間： 查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中表4-8，可取t=1.0s。
計(jì)算分流道體積流量：
q分=（V分+V二級(jí)+V三級(jí)+V塑）/1=0.22+7.51+0.565+0.494=16.3cm3/s。
由《塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中式（4-20）可得剪切速率
==s-1=1.8×103s-1
該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率5×102～5×103s-1之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。
1.3.3 澆口的設(shè)計(jì)
該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模一腔注射，由于澆注系統(tǒng)復(fù)雜，為保證注射壓力，因此采用針點(diǎn)澆口，其截面為半圓形，易于加工，便于試模后的修正，且開設(shè)在分型面上，從型腔的邊緣進(jìn)料。
（1） 點(diǎn)澆口尺寸的確定
① 計(jì)算點(diǎn)澆口的直徑 根據(jù)《塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中表4-10，可得點(diǎn)澆口的直徑d的取值范圍為0.3~2mm，這里選d澆=1mm
③計(jì)算側(cè)澆口的長度。根據(jù)《塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中表4-10，可得側(cè)澆口的長度L澆一般選用0.7mm～2.5mm，這里選L澆為0.7mm
(2)校核澆口的剪切速率
1）確定注射時(shí)間：查表2，可取t=1.0s；
2）計(jì)算澆口的體積流量：q澆==15.0158/2.0=7.51cm3/s
3)計(jì)算澆口的剪切速率：==2.23×104mm3/s
該側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5×103～5×104s-1之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。
1.3.4冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算
冷卻穴位于一級(jí)分流道延伸段，以及二級(jí)分流道正對(duì)面動(dòng)模板上，其作用主要是收集熔融體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。采用推桿推出方式推出塑件，二級(jí)分流道采用z型拉料桿匹配的冷料穴，一級(jí)分流道采用脫料銷結(jié)構(gòu)，開模時(shí)，拉料桿與脫料銷分別將澆筑系統(tǒng)凝料脫出。
1.3.5校核主流道的剪切速率
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選取側(cè)澆口，尺寸詳見圖紙校核主流道的剪切速率
（1）計(jì)算主流道的體積流量
q主==17.7074cm3/s
（2）計(jì)算主流道的剪切速率
=s-1
主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5102～5×103s-1之間，所以主流道的剪切速率校核合格。
1.4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算
1.4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凹模是成形制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)中采整體式凹模。
（2）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯）
凸模是成形塑件內(nèi)表面的成型零件，通常可以分為整體式和組合式兩種類型。通過對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析知，型芯有兩個(gè)，一個(gè)為直線抽芯，一個(gè)為弧形抽芯。
1.4.2成型零件鋼材的選用
根據(jù)對(duì)成型塑件的整體分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用P20（美國牌號(hào)）。對(duì)于成型塑件型芯來說，由于脫膜時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選用高合金工具鋼Cr12MoV。
1.4.3成型零件工作尺寸的計(jì)算
成型零件工作尺寸由三維軟件自動(dòng)生成，具體數(shù)值參考三維建模
11
第2章 模架及其機(jī)構(gòu)
2.1模架的選定
2.1.1 各模板尺寸的確定
模架是注射模的骨架和基體，通過它將模具的各個(gè)部分有機(jī)聯(lián)系成一個(gè)整體，也可以說塑料的模架起裝配、定位和安裝作用。塑料模架現(xiàn)已標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)化了，因此在設(shè)計(jì)時(shí)只需塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸來直接選用即可，也可以自己設(shè)計(jì)。
由于該模具采用側(cè)澆口，且需要抽芯，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，參照標(biāo)準(zhǔn)選P1型模架。已知該塑件在分型面上的投影寬度為：W′=100mm,W′≤W2-10 即W2≥110mm,綜合考慮抽芯機(jī)構(gòu)的橫向移動(dòng)距離，查知，選W2=250mm,對(duì)應(yīng)模架為W=250mm,推桿直徑d=3mm。
已知塑件在分型面上的投影長度為L′=80mm,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式L′≤Lt-d-30，即Lt≥120mm。選Lt=122mm,對(duì)應(yīng)的模架寬度為L=160mm,故選模架為A3型標(biāo)準(zhǔn)模架，其規(guī)格為W×L=160×160mm。
標(biāo)準(zhǔn)模架選完后，查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》中表4-38可以得到，W1=200mm,厚度H1=20mm,側(cè)向抽芯滑塊厚度由型芯計(jì)算可知A=104mm,脫模板厚度H3=25mm,動(dòng)模厚度B=16mm；根據(jù)動(dòng)模和型腔板厚度可確定墊塊的厚度，又墊塊寬度W3=32mm,則墊塊尺寸，W3×C=32mm×80mm;推桿固定板尺寸為W2×H5=94mm×12.5mm；推板尺寸為W2×H4=94mm×16mm。如圖3
圖3模架圖
2.1.2 模架各尺寸的校核
根據(jù)所選注射機(jī)來校核模具設(shè)計(jì)的尺寸。
（1）模具平面尺寸250mm×250mm＜330mm×300mm（拉桿間距），校核合格。
（2）模具高度尺寸205mm，150mm＜265mm＜250mm（模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。
（3）模具的開模行程S=H1+H2+(5～10)mm=(135+30)mm=165mm＜270mm（開模行程），校核合格。
2.2 排氣槽的設(shè)計(jì)
排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問題。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止熔體正常快速充模，同時(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱量可能使塑料燒焦。
一般情況下，模具不開設(shè)專門的排氣槽，氣體也能有分型面的間隙中排出。由于本課題設(shè)計(jì)的是彎管注射模具，有一個(gè)分型面，型腔內(nèi)的氣體是完全可以由分型面與動(dòng)模之間的軸向間隙排出。又因?yàn)榇怂芗暮穸容^小，所以該模具適合利用配合間隙直接進(jìn)行排氣，不需要開排氣槽。
2.3脫膜推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過程，使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成，尺寸由模型架規(guī)定。
2.3.1脫模機(jī)構(gòu)的選擇
脫模機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、套管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等。
本設(shè)計(jì)中采用推桿推出和側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)與弧形抽芯使塑料制件順利脫模。
2.4抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
（1）該套模具采用導(dǎo)桿導(dǎo)滑，利用限位板與導(dǎo)桿力的傳導(dǎo)使型芯沿著斜度方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)側(cè)向與弧形抽芯的目的。為了滑塊的位置，采用了限位塊，限制了滑塊水平方向上的運(yùn)動(dòng)距離。
（2）抽芯機(jī)構(gòu)的計(jì)算
1）直線抽芯距離 S抽=h+（2~3）mm=63mm
2）斜導(dǎo)柱長度L=L1+L2+L3+L4+L5+（8~15）=183+（8~15）
3）所以取直徑為12.5mm，長度為200，傾斜角度為25的標(biāo)準(zhǔn)斜導(dǎo)柱
4）開模行程 H=Scot=135mm。
（3） 弧形抽芯的計(jì)算
開模行程為135mm，則弧形導(dǎo)柱在y軸方向上傾斜角度為
=25
2.5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對(duì)于要求較低模溫（一般小于）的塑料，如本設(shè)計(jì)中的ABS，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。
模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。
2.5.1溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響
注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對(duì)于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過大都是不利的。過高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。
2.5.2冷卻介質(zhì)
ABS屬中度黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200℃和50～80℃。所以，模具初步選定為50℃，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。
2.5.3冷卻系統(tǒng)的簡單計(jì)算
（1）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W
①塑料制品的體積
②塑料制品的質(zhì)量
③塑件壁厚為2.5mm,可以查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》表4-34得,t冷=13.7s。取注射時(shí)間t注=1s，脫膜時(shí)間t脫=8s，則注射周期：t=t注+t冷+t脫=（13.7+1+8）s=22.7s。由此得每小時(shí)注射次數(shù)：N=(3600/22.7)=158次。
④單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：W==158×0.0181kg=2.86kg/h。
確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量，查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》表4-35直接可知ABS的單位熱量的值的范圍在（310～400）之間，故可取。
（2）計(jì)算冷卻水的體積流量 設(shè)冷卻水道入口的水溫為=22℃，出水口的溫度為=25℃，取水的密度為1000kg/m3,水的比熱容。則根據(jù)公式可得：
（4）確定冷卻水路的直徑d 當(dāng)時(shí)，查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》表4-30可知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑為d=8mm
（5）冷卻水在管內(nèi)的流速v
（6）求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h 因?yàn)槠骄疁貫?3.5℃，查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》表4-31可得f=6.7,則有
（7）計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A
（8）計(jì)算模具所需冷卻水管的總長度L
（9）冷卻水路的根數(shù)x 設(shè)每條水路的長度l=200mm,則冷卻水路的根數(shù)為
1。
2.5.4 冷卻水道在動(dòng)模和定模中的位置
冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定、動(dòng)模板的厚度，原則上冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料向模具熱傳導(dǎo)困難的地方，根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，冷卻水道應(yīng)圍繞模具所成型的制品，且盡量排列均勻一致。不少小型模具的型腔時(shí)直接在模板上加工而成的（也可以采用拼鑲結(jié)構(gòu)，但是由于模具尺寸較小，所以型腔與型芯的鑲件尺寸更?。?，對(duì)于這類模具，可以直接在模板上設(shè)置冷卻水道。
在模板上直接設(shè)置冷卻水道，同樣應(yīng)遵循冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，使冷卻水道盡量靠近型腔表面和盡量圍繞型腔，使制品在成型過程中冷卻均勻。
第3章 模具的工作原理
在彈簧（16），頂銷（17）的作用下，定模板（2）與定模座板（1）先開啟分型，主澆道被脫料銷（15）頂出，當(dāng)限位釘（19）達(dá)到導(dǎo)柱（22）槽端點(diǎn)時(shí)，定模板（1）與動(dòng)模板（2）分型，此時(shí)斜導(dǎo)柱和弧形導(dǎo)柱撥動(dòng)兩滑塊，完成直型芯與弧形型芯的抽芯，同時(shí)拉料桿將分流道與流道分離，澆道頭自行落下，頂桿和拉料桿分別將制品和分澆道頂出。
謝 辭
這次的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)總結(jié)是在我的指導(dǎo)老師林老師親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從畢業(yè)設(shè)計(jì)選題到設(shè)計(jì)完成，林老師給予了我耐心指導(dǎo)與細(xì)心關(guān)懷，有了林老師耐心指導(dǎo)與細(xì)心關(guān)懷我才不會(huì)在設(shè)計(jì)的過程中迷失方向，失去前進(jìn)動(dòng)力。林老師有嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和精益求精的工作作風(fēng)，這些都是我所需要學(xué)習(xí)的，感謝林老師給予了我這樣一個(gè)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，謝謝!
感謝與我并肩作戰(zhàn)的舍友與同學(xué)們，感謝關(guān)心我支持我的朋友們，感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、老師們，感謝你們給予我的幫助與關(guān)懷;感謝機(jī)械學(xué)院，感謝大學(xué)四年陪我走過來的每一個(gè)人！有了你們我的人生才豐富，有了你們我在奮斗的路上不孤單。謝謝你們！
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