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河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 前言 注塑成型是生產塑料制件最常用的制造方法之一，采用這種方法既可以生產小巧的電子器件和醫(yī)療用品，也可以生產大型的汽車配件或建筑構件。鑒于塑料材料技術和注塑成型加工技術這兩方面的不斷進步，塑料注塑加工行業(yè)得以持續(xù)發(fā)展。塑料制件的模具結構設計，應根據(jù)企業(yè)實際生產的具體要求來進行模具結構設計。 模具生產水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產品成本質量、效益和新產品的開發(fā)能力。我國塑模技術近幾年取得很大發(fā)展。大型塑料模已可生產34英寸大屏幕彩電塑殼模具，6千克容量洗衣機全套塑模及汽車保險杠。精密注射模方面，已能生產多型腔小模數(shù)齒輪模具和600腔塑封模具。汽輔成型技術已得到廣泛應用?，F(xiàn)在日本有名模具生產企業(yè)，如東芝機械、富士TACHNICA，三精密、名古屋金型和三貴金型株式會社等及我國廣州，東莞，深圳等地已使用一些先進模具生產與制造技術。如用PRO/E或UG進行產品的3D造型和分模，使用MasterCAM或者CIMATRON來做刀路，用日本的FANUC系統(tǒng)或臺灣的加工中心進行模具型腔和型芯的加工，用高速加工中心做銅電極，用三坐標測量儀來檢驗。 （1）未來塑料模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向將是： 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。進入二十一世紀以后，模具基本上全部采用計算機輔助設計和制造。用戶設計的零件圖形從互聯(lián)網(wǎng)輸出，先進行塑件分析，再進行三維模具設計。設計時根據(jù)用戶的設備條件和成型工藝，協(xié)商討論確定模具方案。CAD結束之后，使用moldflow軟件進行計算機模擬分析(CAE)，該軟件可以模擬注射過程，并在計算機顯示器上用不同的顏色顯示出注射時物料流動速度、溫度、壓力變化，由此判斷模具設計的合理性。由于采用CAE技術大大減少了制造過程中模具的修整和試模的工作量。設計的模具確定之后，使用CAM軟件為CNC機床或加工中心編制加工用的數(shù)控程序。數(shù)控程序編制好后，可先在計算機上模擬加工過程，以檢驗數(shù)控程序的正確性。在確認數(shù)控程序沒有問題時，可通過與廠內局域網(wǎng)連接的直接數(shù)控(DNC)計算機將數(shù)控程序傳送至選定的CNC機床或加工中心，在毛坯準備和裝卡完畢之后，便可以進行加工。 因此模具企業(yè)應大力普及、廣泛應用CAD/CAE/CAM技術，逐步走向模具軟件功能集成化，模具設計分析制造的三維化，模具軟件應用網(wǎng)絡化，同時還應強調信息的集成，強調技術、人和管理的集成。? (2)發(fā)展中的模具先進制造技術 塑料模具制造中對于一些復雜的型腔，需采用先進的制造技術，如高速數(shù)控、加工三坐標測量機、電火花、線切割等，以實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗和靈活生產。高速數(shù)控加工采用先進的CAD/CAM集成設計和制造系統(tǒng)，進行圖形交互的自動數(shù)控編程，這種方法速度快、精度高、直觀、使用簡便和便于檢查。一般高速數(shù)控切削的主軸轉速比普通數(shù)控切削轉速高1～10倍。高速數(shù)控切削的另一個內涵是采用高的進給速度。維持切削力不變，提高轉速就能夠提高切除率，減少切削時間；維持進給速度在普通切削水平，提高轉速就能夠降低切削力，可以加工較細或較薄的模具零件。研制大功率高速主軸，功率≥100kW，轉速≥100000轉/min，是今后發(fā)展的方向。 (3)快速成型與制模技術最新發(fā)展 快速經(jīng)濟制模技術與傳統(tǒng)的機械加工相比，具有制模周期短、成本低、精度與壽命又能滿足生產上的使用要求，是綜合經(jīng)濟效益比較顯著的一類制造模具的技術，概括起來，有以下幾種類別快速原型制造技術簡稱RPM，是80年代后期發(fā)展起來的一種新型制造技術。美國、日本、英國、以色列、德國、中國都推出了自己的商業(yè)化產品，并逐漸形成了新型產業(yè)。 已經(jīng)商業(yè)化的幾種典型快速成型工藝包括：激光立體光刻技術(SLA)[13]、疊層輪廓制造技術(LOM)、熔融沉積成型技術(FDM)、三維印刷成型技術(3D-P)、電弧噴涂成型制模技術、電鑄成型技術、型腔表面精細花紋成型的蝕刻技術。 (4)模具研磨拋光向自動化、智能化方面發(fā)展 由于拋光對模具制造的重要性，拋光技術發(fā)展很快，目前對先進的自動化、智能化拋光技術研究已取得很大進展，主要有：電火花成型加工后的電解質拋光、超聲波研磨和拋光、仿形自動拋光、數(shù)控拋光。 (5)模具標準件應用廣泛 模具標準件是模具基礎，其大量應用可縮短模具設計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質量。我國模具商品化、標準化率均低于30%，而先進國家均高于70%，每年我們要從國外進口相當數(shù)量的模具標準件，其費用約占年模具進口額的3%～8%。因此，我國應加快模具標準件的發(fā)展，以盡快滿足國家經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。 1 塑件工藝分析 1.1 塑件結構分析 該塑件采用推板，推管推出，分別有一個外側抽芯和兩個內側抽芯機構，開模時，動定模板分開塑件包緊在動模型芯上當達到一定的開模行程時，動定模板不動，在注塑機的作用下推板開始向前運動，同時由于滑塊和斜頂桿，推塊的作用下，塑件被推出，由于自重掉落。利用斜頂桿機構來實現(xiàn)側抽芯?？紤]到該塑件注射時要有一定的流動性，以及抗沖擊性等因素所以選擇ABS。塑件如下圖所示： 塑件基本特性： 色調：不透明、灰色 材料：ABS （ Acrylonitritle-Butadiene-Styrene copolymer 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物） 厚度：約2mm（塑件不允許有裂紋和變形缺陷） 生產綱領：大批量 脫模斜度：0.5° 精度等級：MT3（一般精度，GB/T14486--1993標準） 1.2 材料成型工藝分析 （1）化學和物理性能：ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成。每種單體都有不同性能：丙烯腈具有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度、高強度的特性。ABS無毒、無味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤，其收縮率為0.3~0.8%(在本設計中選用的收縮率為0.5％)。從形態(tài)上看，ABS是非結晶型材料。三種單體的聚合產生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的組成比例及兩相中的分子結構，因此市場上產生了不同品質的ABS材料。不同品質的材料提供不同的特性，如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲性能等。 （2）成型特點：流動性中等，有超強的易加工性、外觀特性、低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性及很高的沖擊強度。 （3）注塑工藝及模具條件： 干燥處理： ABS吸濕性很強，注塑成型之前要進行充分干燥。 建議干燥條件：80-90℃下最少干燥2小時，且材料溫度波動應保證小于0.1%。熔化溫度：210-280℃。建議溫度：245℃。模具溫度：25-70℃。（模具溫度將影響塑件光潔度，模具溫度較低則會導致成型制品的光潔度較低）注射壓力：50-100MPa。注射速度：中等高速。 （4）典型應用范圍：汽車儀表板、電話機殼體、打字機鍵盤、電冰箱及日常生活用品。 （5）ABS主要技術指標見下表1-1、1-2、1-3、1-4 表1-1 ABS的力學性能 材料性能 ABS 改性聚苯乙烯 屈服強度/MPa 50 33 抗拉強度/MPa 38 38 斷裂伸長率/% 35 30.8 彎曲強度/MPa 80 56 彎曲彈性模量/GPa 1.4 1.8 抗壓強度/ MPa 53 72 抗剪強度/ MPa 24 — 簡支梁沖擊強度(無缺口)/(kJ/m2) 261 89 簡支梁沖擊強度(缺口)/(kJ/m2) 11 14.4 布氏硬度HBS 9.7 9.8 表1-2　ABS的物理性能 材料性能 ABS ABS玻璃纖維增強 密度/(g/㎝3) 1.02～1.16 1.20～1.38 比體積/(㎝2/g) 0.86～0.98 0.72～0.83 吸水性/%(24小時) 長時間 0.2～0.4 0.1～0.7 透明度或透光度 — — 表1-3 ABS的熱性能 材料性能 ABS ABS玻璃纖維增強 計算收縮率（%） 0.4～0.7 0.1～0.2 熔點(粘流溫度)/℃ 130～160 — 熱變形溫度/℃　　45N/㎝2 180N/㎝2 90～108 83～103 116～121 112～116 線膨脹系數(shù)/(10-５/℃) 7.0 2.8 比熱容/[J/(㎏·K)] 1470 — 熱導率/[W/(m·K)] 0.263 0.263 燃燒性/(㎝/min) 慢 慢 表1-4 　ABS塑料成形條件 材料性能 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物） 密度（g/㎝3） 1.03～1.07 預熱 溫度（℃） 80～85 2～3 時間（h） 料筒 溫度 （℃） 后段 150～170 165～180 180～200 中段 前段 噴嘴溫度（℃） 170～180 模具溫度（℃） 50～80 注射壓力（MPa） 60～100 螺桿轉速（r/min） 30 適用注射機類型 螺桿、柱塞均可 1.3 脫模斜度的確定 由于制品冷卻后產生收縮時會緊緊包在凸模上，或由于黏附作用而緊貼在型腔內。為了便于脫模，防止制品表面在脫模時劃傷、擦毛等，在制品設計時應考慮其表面在合理的脫模斜度。 實驗研究表明，型芯斜度的確可降低制件頂出力。 圖1-1總結了斜度對ABS塑模制件脫模力影響的實驗研究結果。 圖1－1 綜合各種因素，本設計ABS的脫模斜度取0.5°。 1.4 擬定模具的結構形式 1.4.1 型腔數(shù)量的確定 已知的體積V塑和質量W塑 ，又因為此產品屬大批量生產的塑件，精度要求比較高、且單件加工生產綜合考慮生產率和生產成本等各種因素，以及注射機的型號選擇，初步確定采用一模一腔排布。由塑件的外形尺寸和機械加工的因素，確定采用大水口單型腔生產。 1.4.2 分型面的選擇 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。在封閉模腔中成型塑件，為了減小模腔中脫出時的阻力，要求塑件應帶有適當?shù)拿撃Ｐ倍?，也要求模具兩半部分的接觸面（即分型面）應相對于所成型的塑件，安排適當?shù)奈恢?，這就要正確的選擇分型面。分型面的選擇原則是： （一） 便于塑件脫模 （1）應有利于側面分型和抽芯； （2）在開模時盡量使塑件留在動模內； （3）應合理安排塑件在型腔中的方位； （二）考慮和保證塑件的外觀不遭損壞。 （三） 盡量保證塑件尺寸的精度要求(如同心度等)。 （四） 有利于排氣。 （五） 盡量使模具加工方便。 分型面一般設在塑件斷面尺寸最大處，但在此設計中由于采用的是點澆口，需要三板模，存在二個分型面，把型芯設在動模一邊，型腔設在定模一邊，中間有可往復移動的中間板，開模后塑件留在動模，有利于塑件的脫模。即動模板和定模板兩接觸面為Ⅰ分型面。 塑件冷卻時會因為收縮作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模的角度考慮，應有利于塑件滯留在動模一側；有利于側面分型和抽芯；合理安排塑件在型腔中的方位，以便于脫模。而且不影響塑件的質量和外觀形狀，以及尺寸精度。有利于排氣；使模具加工方便。 本產品分型面如下圖所示: 圖2-2 分型面 1.4.3 排氣槽的設計 在注塑成型過程中，模具內除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑件受熱或凝固產生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑件產生氣泡，或使塑料熔接面不良而引起缺陷，因而須進行排氣設置。 （1）排溢設計 ： 排溢是指排出充模熔料中的前鋒冷料和模具內的氣體等。 （2）引氣設計：對于一些大型腔殼形塑件，注射成型后，整個型腔由塑料填滿，型腔內氣體被排出，此時塑件的包容面與型芯的被包容面基本上構成真空，當塑件脫模時，由于受到大氣壓的作用，造成脫模困難，如采用強行脫模，勢必使塑件發(fā)生變形或損壞，因此必須加引氣裝置。 （3）排氣系統(tǒng)有以下幾種方式： 利用排氣槽；利用型芯、鑲件、推桿等配合間隙；有時為了防止制品在頂出時造成真空而變形，必須設置進氣裝置。 （4）該套模具的排氣方式有： a.利用模具的分型面排氣； b.對于組合式型芯可利用其拼和的縫隙、零件配合的間隙 1.5 澆注系統(tǒng)的設計 所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴起到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道。其作用是使塑料平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外部輪廓清晰的塑件。澆注系統(tǒng)分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩大類。本設計采用普通的澆注系統(tǒng)，包括主流道、分流道和冷料井和澆口四部分組成。 1.5.1 流道設計 流道設計包括主流道、分流道和冷料井的設計。 1.5.2 主流道的設計 主流道通常位于模具中心塑料熔體入口處，是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，端面為圓形，帶有一定的錐度，便于塑料熔體按序順利地向前流動，開模時主流道凝料又能順利地被拔出。主流道的尺寸直接影響到塑件熔體的流動速度和充模時間，甚至塑件的質量。設計如圖1－３所示： 圖1-3 主流道 主要設計參數(shù)如下： (1)形狀：圓錐形； (2)錐角：2°； (3)內壁的粗糙度為Ra=0.63μm，拋光時沿軸向進行； (4)主流道大端呈圓角，半徑r=2㎜。 (5)噴嘴球的半徑r=15㎜，則凹坑的球面半徑R=17㎜； (6)噴嘴孔徑d=3㎜；小端直徑D=3.5㎜；大端直徑D=5.2㎜。 (7)主流道長度取25㎜。 由于采用的是點澆口進料的三板式模具，要用推流道板使流道凝料自動墜落，故澆口套與推流道板的滑動配合部分設計有15°的錐度，以保證使用安全，動作可靠。 1.5.3 主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，由于采用的是三板模，且主流道長度一般不超過60㎜為好，因而模具流道部分設計成整體式主流道襯套形式。選用優(yōu)質鋼材進行加工和熱處理，一般采用碳素工具鋼，如：T8A、T10A等，熱處理硬度為53～57HRC。主流道襯套和定位圈設計成整體式，如圖1-4所示： 圖1－4 1.5.４ 分流道的設計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向的作用。在本設計中，因需減少流道的長度，所以必須設置分流道，在此采用U字形截面流道。要減少流道內的壓力損失，則希望流道的截面積大、流道的表面積小，以減少傳熱損失。對于U形流道而言，其熱量損失僅大于圓形和正方形截面的分流道，但其加工容易，又比圓形和正方形截面的分流道容易脫模，U形截面分流道具有優(yōu)良的綜合性能。 (1) 分流道的布置形式 分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡的分配到各個型腔，分流道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種，此設計中采用的是平衡式布置，以使各型腔同時均衡的進料，從而保證各型腔成型出來的塑件在強度、性能、重量上的一致性。其形狀如圖１-５所示：　　 　　　　　　　 圖１-５ 分流道示意圖 (2）分流道長度、截面尺寸 分流道的長度取決于模具型腔的總體布 置方案和澆口的位置，從輸送熔體時的減 少壓力損失和熱量損失及減少澆道凝料 的要求出發(fā)，應力求縮短。 圖１-６ 分流道截面形狀 對于壁厚小于3㎜（此塑模壁后為1mm），質量在200g以下的塑件，可用公式 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 式中，　W——流經(jīng)分流道的塑料量 （g）； 　　　　L——分流道長度 （㎜）； D——分流道直徑（㎜）。 其中，　 　 n——為型腔數(shù)目； m——為塑件質量 （g） 在本設計中結合實際情況，取 L=144.6mm W=35.62g 則，取5mm。 R=0.459D=2.295，取值為3mm： H=0.918D=4.59，取值為5mm （ 如圖1－６） （3）分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較理想，因此分流道內表面粗糙度并不要求很低，一般為0.63μm～1.6μm，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力，避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處Ra＝0.8um。 此外，由于分流道較長，則將分流道的盡頭沿料流前進方向延長作為分流道冷料井，以貯存前鋒冷料，其長度設計為分流道直徑的1.5～2倍。 1.5.5冷料井的設計 冷料井一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道的末端。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而形成冷接縫；此外，在開模時又能夠將主流道中凝料從定模板中拉出。冷料井直徑宜稍大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 本設計中對于冷料井的選擇是按照設計的目的來選擇的。設計的目的是要實現(xiàn)自動脫模。所以選擇如圖1－7的與推桿匹配的冷料井，它很容易將主流道凝料拉離定模，當其被推出時又很容易脫落。 圖１-7 冷料井示意圖 此零件采用推板和推管、斜頂桿推出,需開設冷料穴，拉料桿采用Z形式。分流道采用半圓形截面，并且開設在凹模上，以便于脫模，加工也較容易，在定模固定板上采用澆口套。 1.5.6 澆口設計 澆口是連接分流道和型腔之間的一段細短的通道（除直接澆口以外），它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質量影響很大。澆口的理想尺寸很難用理論公式計算，通常根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以修正。一般澆口的截面積為分流道截面積的3%~9%，截面形狀為矩形或圓形，澆口長度為0.5~2mm，表面粗糙度Ra不低于0. 4μm。 澆口的主要作用是： （1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，防止其倒流；（2）易于切除澆口凝料。在本設計中，塑件表面要求不留下痕跡，不影響外觀，結合塑件為薄板狀結構，為減少翹曲變形，故采用多點澆口（橄欖形或菱形澆口）具體表示形式見圖1-8： 　　　 　 圖1-8多點澆口 2 注射機型號的確定 2.1 注射量的計算 根據(jù)PRO/E建模得到塑件的質量為m=35.62g，密度由表可查得ρ=1.03～1.07g/㎝3（在此設計中取1.05g/㎝3），所以塑件的體積為： ㎝3 而流道凝料的質量未知，在此按m的0.6倍來計算。則總的注射量是： 2.2 塑件和流道凝料在分型面的投影面積及鎖模力計算 根據(jù)PRO/E建模，對塑件投影面積分析得=32113。流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積，在模具設計前是個未知數(shù)，根據(jù)腔模的統(tǒng)計分析，大致是塑件在分型面上的投影面積的0.2～0.5倍, 結合本設計的實際情況取0.3，則總的投影面積計算為： 所以： 從而得到 式中，——注射機的額定鎖模力（N）； ——模具型腔內塑料熔體平均壓力（MPa），一般為注射壓力的0.3～ 0.65倍，通常為20～40 MPa，在此設計中取35 MPa； N，則1798.328KN 。 2.3 注射機型號的確定 注射模規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結構形式及初步估算外形尺寸的前提下進行注射機相關參數(shù)的計算。在本設計中，根據(jù)每一生產周期的注射量和鎖模力的計算值，初步選用由浙江塑料機械廠生產的SZ-200/120臥式注射機，主要技術參數(shù)如表2-1所列： 表2-1 注射機主要技術參數(shù) 理論注射量/㎝3 200 螺桿（柱塞）直徑/㎜ 42 注射壓力/MPa 250 注射速率/(g/s) 120 塑化能力/(g/s) 70 螺桿轉速/(r/min) 0～220 鎖模力/kN 2200 拉桿內間距/㎜ 355×385 移模行程/㎜ 350 最大模具厚度/㎜ 400 最小模具厚度/㎜ 230 鎖模型式 雙曲肘 噴嘴口直徑/㎜ 3㎜ 定位孔直徑/㎜ φ125 噴嘴球半徑/㎜ SR15 2.4 注射機工藝參數(shù)的校核 2.4.1 鎖模力的校核 鎖模力為注射機鎖模裝置用于夾緊模具所施加的最大夾緊力。當高壓的塑料熔體充填模腔時，會產生使模具沿分型面分開的脹模力。因此，所選注射機的鎖模力必須大于由于高壓熔體注入模腔而產生的脹模力，此脹模力等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積。 即： 式中，——注射機的額定鎖模力（N）； ——模具型腔內塑料熔體平均壓力（MPa）。 由于在選擇注射機的時候就已經(jīng)計算了鎖模力，因此所選注射機的鎖模力是符合要求的。 2.4.2 最大注射量的校核 為確保塑件質量，注射模一次成形的塑料重量（塑件和流道凝料重量之和）應該在公稱注射量的35%～75%范圍內，最大可達80%，最低不應小于10%。 而塑件和流道凝料重量之和M為54.8g，在上述范圍內，故最大注射量符合要求。 2.4.3 開模行程的校核 開模行程是指從模具中取出塑件所需的最小開合距離，用H表示，它必須小于注射機移動模板的最大開模行程S。對于液壓-機械式鎖模機構注塑機，其最大開模行程由注塑機連桿機構的最大沖程決定，與模具厚度無關。本設計采用雙型面注射模，其開模行程按下式校核： a+(5～10)　㎜　　　　　　　　　　　　　　　 　 式中，H1——塑件脫出距離 （也可作為凸模高度）（㎜）； 　　　　　H2——包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度（㎜）； a——中間板與定模的分開距離（㎜）。 已知：　　H1=14㎜；　H2=14㎜ a=65mm 所以：　　H1+H2+a+(5～10)=14+14+65+(5～10)=98～103（㎜） 又由于SZ-200/120臥式注射機的移模行程為350㎜ 　　　103㎜<160㎜ 所以開模行程也符合要求。 3 成型零部件的結構設計和計算 塑件在成型加工過程中，用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔。而構成模具型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，通常包括凹模、凸模、型芯鑲塊、各種成形桿和成形環(huán)等。由于這些成型零件直接于高溫、高壓的塑件熔體接觸，并且在脫模時反復與塑件摩擦，它必須具有如下一些性能： （1）具有足夠的強度、剛度，以承受塑料熔體的高壓。 （2）具有足夠的硬度、耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損。通常進行熱處理，使其硬度達HRC40以上。 （3）對于成型會產生腐蝕性氣體的塑料（如PVC、POM、PF等），還應選擇耐腐蝕的合金鋼。 （4）材料的拋光性能好，表面應該光滑美觀。表面粗糙度要求應在Ra=0.4μm以下。 （5）切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好。同時，熔焊性要好，以便于修理。 3.1 凹模的結構設計 凹模又稱陰模，它是成型塑件外輪廓的零件。由于凹模結構相對簡單，在本設計中采用整體鑲嵌入式凹模結構，這種結構的凹模形狀、尺寸一致性好，更換方便。凹模的外形是帶臺階的圓柱形，由臺階定位，以H7/m6過渡配合嵌入定模板，然后用定模板將其固定。如圖3-1所示。 模腔鑲入模架或模套內，模腔壁靠在周圍金屬上，模腔尺寸要小于整體式模腔，在這種情況下，模架承受了模腔內的部分壓力。疲勞在這種結構的模具中扮演重要的角色，必須考慮模架與模腔的應力，避免模具在短期工作后即失效。為此，在模腔壓如模套內后，二者應該預壓。 3.2 凸模的結構設計 凸模（即型芯）是成型塑件內表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種內型。在此采用組合式中的鑲件組合式凸模，型芯之間不可靠的太近。設計鑲嵌式和組合式凸模時，如圖3-1所示。應盡可能滿足下列要求： （1）將型腔的內型加工變?yōu)殍偧徒M合件的外形加工； （2）拼縫應避開型腔的轉角或圓弧部分的外形加工； （3）鑲件的數(shù)量力求減少，以減小對塑件外觀和尺寸精度的影響； （4）易損壞部分應設計獨立的鑲件，便于更換； 3.3 小型芯的結構設計和定位 通常將成型塑件小孔或槽的小凸模稱為小型芯。一般是單獨制造，然后以嵌入的方法固定。本設計的成型四個固定螺桿孔的小型芯以凸臺定位，以定模板固定。如圖3-1所示。 圖3-1 凹凸模結構示意圖 3.4 成型零件工作尺寸的計算 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構成塑件的尺寸，它通常包括凹模和凸模的徑向尺寸（包括矩形的長和寬）、凹模和凸模的高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。一般情況下，影響成型零件工作尺寸的主要因素是塑料的公差、模具制造公差、模具磨損量、塑件的收縮率S、模具在分型面上的合模間隙。 3.4.1按平均收縮率計算型腔尺寸 ①收縮率S ABS的收縮率一般為0.4%～0.7%,從而得出其的平均收縮率S=0.55%。 ②徑向尺寸的計算 ABS的一般精度等級為MT3（一般精度，GB/T14486--1993標準），塑件的寬度尺寸為65㎜，查表得Δ=0.44mm 按照平均收縮率計算凹模徑向（寬度）尺寸公式 　　　　　　 式中　LM——凹模的徑向尺寸，㎜ S——塑料的平均收縮率，[%] Ls——塑件徑向公稱尺寸，㎜ Δ——塑件公差值，㎜ δz——凹模制造公差，㎜ 已知　Ls=65㎜　　S=0.55%　　Δ=0.44㎜； 對于中型塑件　δz=Δ/3=0.147㎜； LM=[（1+0.55%）65-3/40.44] =65.028mm 同理，塑件的長度尺寸是126mm，查表得Δ=0.62mm， 所以， δz=Δ/3=0.207mm， 所以凹模徑向（長度）尺寸計算如下 LM = [（1+0.55%）126-3/40.62] =126.23mm ③高度尺寸的計算 塑件的一個高度尺寸Hs=29.5㎜，查表得Δ=0.20㎜，按照平均收縮率計算凹模深度尺寸公式 　　　　　 　　式中，　HM——凹模的深度尺寸，㎜ S——塑料的平均收縮率，[%] Hs——塑件高度公稱尺寸，㎜ Δ——塑件公差值，㎜ δz——凹模深度制造公差，㎜ 將　Hs=29.5㎜　　S=0.0055　　Δ=0.20㎜ 代入上式， δz=Δ/3=0.067㎜ HM=[(1+0.0055)29.5-2/30.2] =29.53 mm 而另外一個深度尺寸為21.5mm，查表得Δ=0.18㎜，δz=Δ/3=0.06㎜ HM=[(1+0.0055)21.5-2/30.18] =21.49㎜ 3.4.2按平均收縮率計算型芯尺寸 ①徑向尺寸按照平均收縮率計算型芯徑向尺寸公式為 　　　　　 式中?。簂M——組合型芯的徑向尺寸，㎜ S ——塑料的平均收縮率，[%] ls——塑件徑向公稱尺寸，㎜ Δ——塑件公差值，㎜ δz——組合型芯制造公差，㎜ 已知，塑件的壁厚設計為2㎜，S=0.55%，塑件徑向（寬度）公稱尺寸為61㎜，查表得，Δ=0.38㎜所以δz=Δ/3=0.127㎜ 塑件徑向（長度）公稱尺寸為122㎜時，查表得Δ=0.62，δz=Δ/3=0.207mm依據(jù)上面的公式得出： ②型芯高度尺寸的計算 塑件的一個孔深度尺寸Hs=29.50-2.00=27.50㎜，所以查表得Δ=0.18㎜按照平均收縮率計算組合型芯高度尺寸公式 　　　　 　　式中　——組合型芯高度尺寸，㎜ S ——塑料的平均收縮率，[%] ——塑件孔深度公稱尺寸，㎜ Δ——塑件公差值，㎜ δz——組合型芯高度制造公差，㎜ 將　=27.5㎜　　S=0.0055　　Δ=0.18㎜代入上式得， 　 δz=Δ/3=0.06㎜ 同理，塑件的另一個孔深度為21.5-2=19.5㎜，查表得Δ=0.16，則δz=Δ/3=0.053㎜ 3.5 型腔壁厚計算 在注射成型過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用，因此模具型腔應有足夠的剛度和強度。強度不足將導致塑性變形，甚至開裂。剛度不足將產生過大彈性變形，導致型腔向外膨脹，產生溢料間隙。在本次設計中按整體式矩型型腔計算。 3.5.1按剛度計算側壁的厚度（s）： 矩型型腔受塑料熔體壓力時，四壁變形，兩長邊大于兩短邊，當長、短邊側壁厚度相同時，長邊能滿足要求，短邊更無問題，因此，側壁厚度計算歸結為長邊厚度的計算。 （㎜） 式中　s——型腔側壁厚度（㎜）； h——型腔側壁受壓高度（㎜）； L——型腔長邊長度（㎜）； E——模具材料的彈性模量（碳剛為2.1105MPa）； p——型腔壓力（取35MPa）； [δ]——任一自由邊中點的允許變形量，由塑料寬度公差，由經(jīng)驗式計算決定； C——常數(shù)，由近似公式計算； 在本設計中，h=29.5㎜，L=126㎜ 由SJ1372-78查表得，則[δ]=0.06 在本設計中S（長邊側壁）取值為30㎜，短邊側壁取值為35㎜，顯然符合要求； 3.5.2按剛度計算底板的厚度（）： 由兩端平行支架的整體式矩形型腔的底版，可視為受均布載荷四周固定的矩形板，底版的長邊和短邊分別為L和b，其最大擾曲變形發(fā)生在板的中心。 （㎜） 式中 ——整體式矩形底版厚度（㎜）； P——型腔壓力（取35MPa）； b——矩形板受力短邊長度（㎜）； L——矩形板受力長邊長度（㎜）； E——模具材料的彈性模量（碳剛為2.1105MPa）； [δ]——允許變形量，塑件高度公差決定； ——由之值決定的常數(shù)，查表可得=0.026 在本設計中，， 則㎜ 實際設計中取值為26㎜，模體的總體尺寸為：175×200×80，符合要求。 4 模體（模架）的確定 模架也稱模體，是注射模的骨架和基體，模具的每一部分都寄生其中，通過它將模具的各個部分有機的聯(lián)系在一起。塑料注射?；拘湍＜芟盗杏赡０宓腂×L決定。除了動、定模板的厚度需由設計者從標準中選定外，模架的其它有關尺寸在標準中都已規(guī)定。初步選定的模具的型號為： 編號數(shù)是 ：01—64 系列B×L為350㎜×400㎜，導柱 ：直徑32㎜模板A、B尺寸（厚度）：80㎜、70㎜；C墊塊高度：100㎜ 根據(jù)所設計塑件的大小以及型腔的布局，結合中小型模架的尺寸組合系列，及生產現(xiàn)場標準模架的參數(shù)，最終確定模架型號、各板尺寸： A板尺寸：A板是定模型腔板，塑件的高度14mm，在模板還要開設冷卻水管，冷卻水道離型腔有一定的距離，因此A板的厚度取80mm。 B板尺寸：B板是凸模（型芯）固定板，由于要設計水道，及其它結構，在該設計中取板厚為70mm。 C墊塊尺寸：墊塊它是用來連接支承板與動模座板的零件。其作用有兩點：一是形成推出機構的行程空間；二是調節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求。墊塊的高度一般為：墊塊=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度＋（5~10）mm， 推出行程取稍大于塑件高度，取40㎜；因為推板的長和寬分別是：400mm、350mm根據(jù)標準件查得推板厚度取25㎜;推桿固定板厚度為20mm；從而得到墊塊的高度為：100㎜。 最終確定模架為普通型三板模模架DCI型，模架的定貨標識為： 3540—DCI—80—70—250—I，結構如圖所示。 圖4-1 模架結構 5 合模導向及定位機構設計 合模導向機構對于塑料模具是不可少的部件，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，必須導向。導向機構主要有定位、導向、承受一定側壓力三個作用。定位作用是為了避免模具裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不至于因為位置的偏移而引起塑件壁后不均，或者模塑失??；導向作用是在動定模合模時，首先導向機構接觸，引導動模、定模正確閉合，避免凸模或型芯撞擊型腔，損壞零件；承受一定側壓力指塑料注入型腔過程中會產生單向側壓力，或者由于注射機精度的限制，使導柱在工作中承受一定的側壓力。 5.1 導柱導向機構 導柱對合導向機構在注塑模中應用最普遍，包括導柱和導套兩個零件，分別安裝在動模和定模的兩半部分。在設計導柱和導套時要注意以下幾點： （1） 導柱應合理地均布在模具分型面的四周，導柱中心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模具的強度。 （2） 導柱的長度應比型芯（凸模）端面的高度高出6~8mm，以免型芯進入凹模時與凸模相碰而損壞。 （3） 導柱和導套應有足夠的耐磨度和強度，常采用20號低碳鋼經(jīng)滲碳0.5~0.8mm，熱處理HRC 48~55，也可以采用T8A 炭素工具鋼，經(jīng)熱處理。 （4） 為了使導柱能順利地進入導套、導柱端部應做成錐形或半球形，導套的前端也應倒角。 （5） 導柱設在動模一側可以保護型芯不受損傷，而設在定模一側則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。 （6） 一般導柱滑動部分的配合形式按H8/f8，導柱和導套固定部分配合按H7/k6，導套外徑的配合按H7/k6。 （7） 除了動模、定模之間設導柱、導套外，一般還在動模座板與推板之間設置導柱和導套，以保證推出機構的正常運動。 （8） 導柱的直徑應根據(jù)模具大小決定，可參考標準模架數(shù)據(jù)選用。 5.2導柱設計 導柱可以安裝在動模一側，也可以安裝在定模一側，但更多的是安裝在動模一側。因為作為成型零件的主型芯多裝在動模一側，導柱與主型芯安裝在同一側，在合模時可以起保護作用。導柱的結構有兩種：一種是除安裝部分的凸肩外，長度的其余部分直徑相同，稱為直導柱；另一種是除安裝部分的凸肩外，使安裝部分直徑比外伸的工作部分直徑大，稱為階梯形導柱。直形導柱和階梯形導柱的前端都設計為錐形，便于導向。兩種導柱都可以在工作部分帶有儲油槽，以延長潤滑時間。在該設計中采用直形導柱。如圖所示： 圖5-1 導柱，導套結構 5.2.1.1導柱尺寸 導柱直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大，導柱間的中心距應愈大，所以導柱所選的直徑也應愈大。除了導柱長度按模具具體結構確定外，導柱其余尺寸隨導柱直徑而定。根據(jù)表查得導柱的直徑是：30mm；導柱的長度必須比凸模端面的高度要高出6—8㎜。 5.2.1.2導柱的布置 根據(jù)模具的形狀和大小，在模具的空余位置設導柱和導套孔。導柱用兩根至四根不等，其布置原則是必須保證動定模只能按一個方向合模。在標準模架上，一般用圖5-2所示的對稱形式。 圖5-2 導柱位置 5.3 導套設計 導向孔可帶有導套，也可以不帶導套；但都不能設計為盲孔，因為盲孔會增加模具閉合時克服空氣的阻力，并使模具不能緊密閉合。在該設計中采用的 帶頭導套的外直徑為42mm，見圖5－3，此外還有推板帶導套。 圖5-3導套結構 　 5.4斜導柱側抽芯機構設計 斜導柱抽芯機構是最常用的一種側抽芯機構，它具有結構簡單、制造方便、安全可靠等特點。本設計的工作過程是：開模時斜導柱作用于滑塊，迫使滑塊（帶側型芯）在動模板的導槽向左移動，完成側抽芯動作，塑件由推管推出型腔。定位銷、彈簧及定位槽使滑塊保持抽芯后最終位置，以保證合模時斜導柱能準確地進入滑塊的斜孔，使滑塊回到成型位置。在成型時，由于側型芯受到成型壓力的作用而使滑塊產生位移，為此用楔緊塊來保證滑塊的成型位置。如圖5-1所示： 圖 5-1 斜導柱側抽芯機構 5.4.1 斜導柱尺寸 導柱直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大，導柱間的中心距應愈大，所以導柱所選的直徑也應愈大。除了導柱長度按模具具體結構確定外，導柱其余尺寸隨導柱直徑而定。根據(jù)表查得導柱的直徑是：R=10mm；導柱的長度必須比凸模端面的高度要高出6—8㎜，如圖5-1所示： 1. 確定抽芯距離：塑件孔壁厚為2mm所以S=2+（2~3）mm 取5mm 2. 由于塑件壁厚較小抽芯滑塊移動距離小，所以設計斜導柱設計為15°長度得保證滑快不脫離導柱，也不能高于定模座板，影響注射機安裝。 3. 長度設計：由公式計算的L=L1+L2+L3+L4+L5=d2/2*tga+h/cosa+d/2*tga+s/sina+5~10mm=280.96mm 4. 滑塊和導槽的設計；有模具的結構圖可一看出滑塊和側抽芯是作成一塊的組合式這樣兩者的配合出用用圓柱銷連成一體，這樣 側抽芯可有線切割加工外型，車床加工圓形。制造精度高?；瑝K和導槽采用組合式在圖中可表示清楚，方便裝配配研。由于抽芯距離較短所以長度只要符合滑塊在開模的定位即可。 5.4.2 斜導柱的布置 根據(jù)模具的形狀和大小，在模具的空余位置設導柱和導套孔。導柱用兩根至四根不等，其布置原則是必須保證動定模只能按一個方向合模。在標準模架上，一般用圖5-2所示的對稱形式。 圖5-2 導柱位置 6 脫模機構的設計和計算 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構，也稱頂出機構或脫模裝置。脫模結構的作用包括脫出、取出兩個動作，即首先將澆注系統(tǒng)凝料和塑件等與模具松動分離，稱為脫出，然后將澆注系統(tǒng)凝料和塑件等從模內取出，有時候脫出、取出兩個動作之間無明顯的間隔。 6.1 設計原則及分類 6.1.1 脫模推出機構的設計原則 制件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質量的好壞將最后決定制品的質量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則： （1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅動脫模裝置，完成脫模動作，致使模具結構簡單； （2）機構的運動準確、可靠、靈活，并具有足夠強度、剛度克服脫模力； （3）選擇頂出位置時，力求保證良好的塑件外觀，頂出位置應盡量設在塑件內部或對塑件外觀影響不大的部位。另外，與塑件直接接觸的脫模零件的配合間隙要保證不溢料，以避免在塑件上留下飛邊痕跡； （4）保證塑件不變形或不損壞，正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及其所在部位，有針對性的選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應盡量靠近型芯，同時推出力應施與塑件剛度和強度最大的部位，作用面積也應該盡可能大一些； （5）運動靈活順暢，無卡剎和過分磨損現(xiàn)象容易制造和裝配； 6.1.2 脫模機構的分類 脫模機構可以按動力源分類，按脫模機構的動作分類也可以按模具中的推出零件分類。 一，按動力源分類 （1）手動脫模 當模具分模后，用人工操作脫模機構，脫出塑件，多用于注塑機不設脫模裝置的定模一方。 （2）機動脫模 靠注塑機的開模動作脫出塑件。 （3）液壓脫模 注塑機上設有專用的頂出液壓缸，當開模到一定距離后，活塞動作，實現(xiàn)脫模。 （4）氣動脫模 利用壓縮空氣將塑件由型腔中吹出。 二，按脫模機構的動作分類 （1） 一次推出機構：最常見的脫模方式，塑件只經(jīng)過推出機構的一次動作就能脫模，故又稱簡單脫模機構。 （2） 二次推出機構：塑件經(jīng)過兩次不同的動作才能脫模。 （3） 延遲動作推出機構：在某些情況下當塑件被推出后還需延遲動作再推出澆注系凝料等，尤其適用于潛伏式澆注系統(tǒng)注射模具。 三，按模具中的推出零件分類 （1） 推桿式脫模：應用廣泛，常用圓形截面推桿。 （2） 推管式脫模：適用于薄壁圓桶形塑件。 （3） 脫模板式：運用于薄壁容器、殼體以及不允許存在推出痕跡的塑件。 （4） 推塊式脫模：適用于齒輪類或一些帶有凸緣的制品，可防止塑件變形。 （5） 利用成型零件推出制品的脫模：適用于螺紋型環(huán)一類的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件。 （6） 多元聯(lián)合式脫模：對于某些深腔殼體、薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起、凸肋或金屬嵌件的復雜制品，為防止其出現(xiàn)缺陷，常采用兩種或兩種以上的推出機構聯(lián)合動作以完成脫模過程。 6.2 脫模阻力的計算 塑件在模具冷卻定型時，由于體積收縮，其尺寸逐漸縮小，而將型芯或凸模包緊，在塑件脫模時必須克服這一包緊力。對于不帶通孔的殼體體內塑件，脫模時還要克服大氣壓力。此外，尚須克服機構本身運動的摩擦阻力及塑件和鋼材之間的粘附力。 薄壁殼體形塑件，指塑件壁厚與其內孔直徑之比小于1/20的塑件。本設計中塑件的壁厚為2㎜，內孔長邊為146㎜，所以塑件的壁厚與長邊徑之比為：2/146=0.014，而1/20=0.05＞0.014 ，所以可以看作是薄壁殼體形塑件，又由于塑件的斷面為矩形，則其脫模力計算公式為 式中　E——塑料的拉伸模量，MPa； ε——塑料成型平均收縮率，%； 　　　　　t——塑料的平均壁厚，㎜； L——塑料對型芯的包緊長度，㎜； μ——塑料的泊松比； ——脫模斜度； f——塑件與鋼材之間摩擦系數(shù)； B——塑件在開模方向垂直的平面上的投影面積（）當塑件底部上有通孔時，10B項記為0； ——由和f決定的無因次數(shù)； 查表得，E=（1.91～1.98）103MPa ε=（0.4～0.7）%　t=2㎜ μ=0 f=0.2～0.25 =0.5°，＝1 代入有關的數(shù)據(jù)得到： 6.3 脫模機構的選用 6.3.1 制品推出的基本方式 1. 推桿推出：推桿推出是一種基本的也是一種常用的制品推出方式。常用的推桿形式有圓形、矩形、“D”形。 2. 推件板推出：對于輪廓封閉且周長較長的制品，采用推件板推出結構。推件板推出部分的形狀根據(jù)制品形狀而定。 3. 氣壓推出：對于大型深型腔制品，經(jīng)常采用或輔助采用氣壓推出方式。 6.3.2 塑件的推出機構 由于本設計中塑件機構相對簡單，屬板狀殼體，且存在著四個圓柱形連接孔，所以該塑件的頂出機構設計如下： 1.采用帶肩推桿，每個塑件由3根推桿、4根推管頂出。 2.推桿設在脫模阻力大的地方且均勻布置； 3.推桿應設在塑件強度、剛度較大處； 4.推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f7或H8/f8的間隙配合； 5.通常推桿裝入模具后，其端面應與型腔底面平齊，或高出型腔底面0.05～0.10mm； 8.推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象； 9.推桿、推管材料一樣，常用T8、T10碳素工具鋼，端部要淬火，熱處理要求硬度HRC50，工作端配合部分的表面粗糙度為Ra0.8。 圖6-1 推管尺寸形狀 10．推管內徑大于塑件內徑，與型芯配合，配合長度為推出行程加3～5㎜；推管外徑小于塑件外徑，與模板配合，配合長度一般為（0.8～2）倍直徑。 6.3.3脫模板脫模機構 脫模板又稱卸料板或刮板。其特點是推出面積大、推力均勻，塑件不易變形，表面無推出痕跡，結構簡單，模具無需設置復位桿，適用于大筒形塑件或薄壁容器及各種罩殼形 圖6-1 推板尺寸形狀 7 內側抽芯機構設計 當塑件上具有與開模方向不一致的孔或側壁有凹凸形狀時，除極少數(shù)情況可以強制脫模外，一般都必須將成型側孔或側凹做成可活動的結構，在塑件脫模前，先將其抽出，然后才能將整個塑件從模具中脫出。完成側向活動型芯的抽出和復位的這種機構叫做抽芯機構。它應具備以下基本功能： （1）能夠保證不引起塑件間變形的情況下準確地抽芯； （2）運動靈活動作可靠，無過分磨損現(xiàn)象； （3）具有必要的強度和剛度； （4）配合間隙和拼縫線不溢料。 在本設計中，由于塑件有兩個勾抓結構，開模時是側向抽芯或分型（斜頂機構）與塑件的推出同步進行。當動模底板在牽引力作用下向下運動，使兩斜頂桿向內縮，相對于動模板向上運動。在用推板把塑件推出。如圖7-1所示： 7.1 內抽芯距的計算 抽芯距是將側型芯從成型位置抽拔至不妨礙塑件脫模位置的距離。一般抽拔距取側孔深度加2～3㎜，其公式如下： 式中： S—設計抽芯距(mm)； —抽拔的極限尺寸(mm)； 代入相關數(shù)據(jù)，由于塑件中側凹只有0.5㎜，抽拔力很小，取安全值為：S=2.5mm 8 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計和計算 8.1 冷卻系統(tǒng)的設計 注塑成型時，模具的溫度直接影響到塑件的成型質量和生產效率，也影響到注塑周期。因此在使用模具時必須對模具進行有效的冷卻，添加溫度調節(jié)系統(tǒng)以達到理想的溫度要求。熱塑性塑料在注射成型后，要使熔融的塑料的熱量盡快傳給模具，必須做好冷卻通道的設計工作，以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模，提高塑件定型質量和生產效率。 模具的冷卻方法有水冷卻、空氣冷卻和油冷卻。因為水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低，且低于室溫的水容易取得，所以冷卻水普遍使用。用水冷卻即在模具型腔周圍或型腔內開設冷卻水通道，利用循環(huán)水將熱量帶走。下表8-1是由于不正常模溫而造成的塑件的各種缺陷。 表8-1 塑件各種缺陷 缺陷 模溫過低 模溫過高 模溫不均 塑件不足 √ 尺寸不穩(wěn)定 √ 表面波紋 √ 扭曲變形 √ √ 裂紋 √ √ 表面不光潔 √ √ 膠件粘模 √ 膠件脆弱 √ 膠件透明度低 √ 脫模不良 √ 上表欄中有“√”表示此項不正常模溫可能造成的塑件的各種缺陷。 8.2 冷卻裝置的設計要點： （1） 保證塑件收縮均勻，維持模具熱平衡。 （2） 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，對塑件冷卻也就越均勻。根據(jù)經(jīng)驗，一般冷卻水中心線與型腔壁的距離應為冷卻水孔直徑的1~2倍（常為12~15mm），冷卻水孔中心距約為水孔直徑的3~5倍，水孔直徑一般為8~12mm。 （3） 盡可能使冷卻水孔至型腔表面各處有相同的距離，即水孔的排列與型腔形狀盡量吻合。當塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應處處相等。當塑件壁厚不均勻時，壁厚處應強化冷卻、水孔應靠近型腔、距離要小，但也