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1、第一章 绪论1.1塑料模具的现状与发展模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济各领域发展的重要基础工业之一。塑料模具是用于成型塑料的模具，它是型腔模具的一种类型。1.1.1 国外模具发展与水平模具是工业生产的基础工艺装备。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生产所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工方法所不能比拟的。模具生产技术水平的高低，己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。近年来由于汽车、建筑、家用电器、食品、医药等产业对注射制品日益增长的需要，推动了注射成型技术水平的发展
2、，主要表现在以下几个方面：（1）模具CADCAMCAE技术模具CADCAMCAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑，实现了数字建模、产品设计、仿真分析、测试直至数控加工的产品研发全过程的一体化。随着模具生产中软、硬件技术的不断发展，采用CADCAMCAE技术以实现模具设计与制造的一体化和建立模具制造柔性加工系统是模具设计和制造的发展方向。（2）高寿命和快速经济模具为了适应大批量生产的需要，研究人员正在从模具结构设计、模具材料与热处理、模具表面强化、模具制造等方面提高模具寿命。当前研究和应用模具钢（如仿美国生产的预硬钢P20、国产的易切削预硬钢5NiSCa等）以与模具表面强化新技术，使塑料模具的
3、精度和寿命大大提高。同时，为了适应多品种、少批量生产，开发快速经济模具越来越引起人们的重视。如各种超塑性材料制作的模具、中低熔点合金模具等。（3）微型化、超大型化和精密化塑件的日趋大型化，以与由于高效率生产要求的一模多腔（如塑封模已达到一模几百腔）使模具日趋大型化。同时随着零件微型化以与模具结构发展的要求，精密模具的精度已由原来的5um提高到2um3um，今后有些模具的加工精度公差要求在1um以下，这就要求发展超精加工技术。（4）模具标准化和专业化生产模具标准化和标准件的专业化生产是现代模具设计与制造的基础，是提高模具质量、缩短模具制造周期的根本措施，也是模具的发展方向。目前在工业技术先进的国
4、家，中小型冲模、塑料注射模、压铸模等模具标准件使用覆盖率已达8090。而我国只有30左右，但已经制定了冲压模、塑料注射模与压铸模等模具的国家标准。在沿海工业发达的地区，模具制造企业已采用了国际通用的模具标准与相应的标准件。（5）模具制造先进设备和技术现在高速、精密、数控、自动化的模具加工设备更新发展很快，数控铣床、加工中心和各种数控电加工机床的广泛应用，对保证塑料模具的加工精度和缩短加工周期起了关键性的作用。同时，模具加工的新技术、新工艺不断涌现，如快速成型（RPM）技术、高速铣削加工技术以与三维曲面模具研磨抛光工艺与技术等，都进一步促进了模具制造技术的发展。（6）高速扫描与数字化系统英国雷尼
5、绍公司的模具扫描系统，已在我国200多家模具厂中得到应用，取得良好效果。该系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的产品所需的诸多功能，大大缩短了研制制造周期（扫描速度最高可达3m/min）。该系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用。随着模具高速扫描与数字化系统的发展，今后“逆向工程”和“并行工程”将得到更广泛的应用【1】。1.1.2国内模具技术发展与水平中国的模具企业大都是中小企业，从作坊式的企业成长起来，甚至目前仍有许多模具企业是作坊式的管理，在模具交货期、成本、质量的控制方面问题层出不断。面对激烈的市场竞争，落后的管理手段和水平，使模具企业中的管理和技术人员只有疲于奔命。因此，模具制
6、造企业要提高管理水平，具备快速反应和与时调整的能力，没有一套先进的管理系统实现管理的信息化是很难做到的。通过信息化建设，实现模具制造。所谓信息化的模具企业，就是在模具企业应用INTERNET、ERP等信息化技术，把模具企业上下游业务过程，技术沟通过程，以与模具企业内部业务管理过程，以IT形式固定下来，最终提高模具企业的经营管理水平，提高模具企业运转的效率。目前，CAD/CAM技术的推广已由“甩图板”阶段跨入到了深化应用阶段。CAPP技术的应用，可以大大提高企业工艺编制的效率和准确性；PDM系统的应用，可以对产品开发数据进行有效的管理；MIS/ERP系统的应用，则可以从根本上降低企业的成本，提高
7、生产和管理效率7,9。这些系统之间实现信息的集成和功能上的配合，并逐步实现企业的全面信息化，已成为CAD/CAM技术深化应用的主题,是模具发展的第二次变革。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括：（1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平；（2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；（3）大力发展快速制造成形和快速制造模具技术；（4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；（5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；（6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术；（7）逐步推广高速铣削在模具加工的应用；（8）进一步研究开发模具的抛光技术和
8、设备；（9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；（10）开发新的成形工艺和模具【2、3】。第一章 塑件工艺分析2.1塑件的原始材料分析：材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS塑料），骨架塑件如图1：图1：塑件图ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成，收缩率为0.3%0.8%。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。从使用性能上看，该塑料具有极好的抗冲击强度，有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。从成型性能上看，该塑料在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易
9、产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。在要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080【1】。2.2塑件的结构、尺寸精度与表面质量分析2.2.1结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为回转体，在一个直径为176mm高为20mm的圆柱中间有一个直径为114mm高为40mm，然后留壁厚为3mm。该塑件有凹槽，因此，模具设计时必须设置侧向分型抽心机构，该零件属于中等复杂程度。2.2.2尺寸精度分析该塑件所有尺寸的精度为MT5级，对塑件的尺寸精度要求不高，对应的模具相关零件的尺寸加工
10、可以保证。从塑件的壁厚上来看，该塑件的所有壁厚均匀，都为3mm，有利于塑件的成型。2.2.3表面质量分析对该塑件表面没有什么要求，故比较容易实现。综合以上分析，注射时在工艺参数控制的好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2.3明确塑件生产批量该塑件要求大批量生产。2.4估算塑件的体积和重量按照图2近似计算体积：图2：零件图塑料体积塑件重量式中为塑料密度(ABS的密度为r)2.5分析塑件的成型工艺参数干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前干燥处理。建议干燥条件为8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%【4】。熔化温度：210280；建议温度：245。模具温度：2570。（
11、模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。注射压力：5070MPa。注射速度：中高速度。根据塑件形状与尺寸采用一模一件的模具结构，考虑外形尺寸与注射时所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机：XS-Z-60。第三章 确定模具结构方案3.1脱模原理制品为骨架。该模具采用斜导柱抽心机构来实现垂直分型动作。锁紧锲与定模板做成整体，确保凹模滑块14的定位锁紧。工作原理：模具分流道与侧浇口开设在垂直分型面上，并由骨架凸翼腔底进料。开模时，分型面分型，斜导柱带动凹模滑块做垂直分型面分型（侧抽芯）。最后，由推板推出塑件制品。如图3：图3：模具结构原理图3.2确定型腔数量与布局形式该塑件的
12、外形尺寸达到176mm，尺寸较大，故该塑件在注射时采用一模一件，即模具需要一个型腔,如图4。图4：塑件的布局3.3选择分型面分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。选择分型面的基本原则：（1）便于塑件脱模；（2）在开模时尽量使塑件留在动模；（3）外观不遭到损坏；（4）有利于排气和模具的加工方便。确定分型面位置如图5：图5：分型面位置3.4注塑机的选择3.4.1注塑机简介1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机，这是注塑成型工艺技术的一大突破，目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%；注塑机的产量占整个塑料机械产量的5
13、0%。成为塑料成型设备制造业中增长最快，产量最多的机种之一。注塑机的分类方式很多，目前尚未形成完全统一标准的分类方法。常用的说法有：（1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机；（2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。3.4.2注塑机基本参数注塑机的主要参数有公称注射量，注射压力，注射速度，塑化能力，锁模力，合模装置的基本尺寸，开合模速度,空循环时间等。这些参数是设计，制造，购买和使用注塑机的主要依据。（1）公称注塑量：指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时，注射装置所能达到的
14、最大注射量，反映了注塑机的加工能力。（2）注射压力：为了克服熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力，我们将这种压力称为注射压力。（3）注射速率：为了使熔料与时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外，熔料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。（4）塑化能力：单位时间内所能塑化的物料量。塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调，若塑化能力高而机器的空循环时间长，则不能发挥塑化装置的能力，反之则会加长成型周期。（5）锁模力：注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力，在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。（6）合模装置的基本尺寸
15、：包括模板尺寸，拉杆空间，模板间最大开距，动模板的行程，模具最大厚度与最小厚度等。这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。（7）开合模速度：为使模具闭合时平稳，以与开模，推出制件时不使塑料制件损坏，要求模板在整个行程中的速度要合理，即合模时从快到慢，开模时由慢到快在到停。（8）空循环时间：在没有塑化，注射保压，冷却，取出制件等动作的情况下，完成一次循环所需的时间【5、6】。3.4.3注射成型机的计算（1）注射容量国产标准注射机的标准规定，以注射机注射聚甲醛时在对空注射条件下，注射机螺杆或柱塞做一次最大行程所能达到的最大容量。注射容量是选择注射机的重要参数，它在一定程度上反映了注射机的注
16、射能力，标志着注射机能成型最大体积的塑料制品。确定了单个塑件的体积（质量）和模孔数量就可以大体上计算出多模塑件的总体积，再加上浇注系统中主流道、分流道、浇口、冷井的体积，即是一模塑料的总体积Vm。 式中，成型零件与浇注系统体积总和，； 注射机最大注射容量，；估算： =23.14524=528 ，取整约为500；（2）最大成型面积最大注射面积是指塑料在模具在分型面上所允许成型的最大投影面积，也就是说在模具设计时，布局在模具分型面上的塑件与浇注系统的投影面积S，只能小于这个数据时才能正常可靠的注射。S=23.148.82=486.3式中S塑料在模具分型面上允许成型的投影面积；（3）模具的闭合高度注
17、射机动压板的最大的行程和压板间最大和最小间距是一个固定的参数。它决定着所能安装的模具的闭合高度。对于所用的注射机来说，注射模的闭合高度必须符合下列的要求： H式中 注射机允许的最小厚度，mm； H注射机的实际闭合高度，mm； 注射机允许的最大厚度，mm；（4）定位环和浇口套定位环是将定模部分装入注射机定压板的定位对中位置，应与注射机的定位孔采取动配合的连接形式，以保证模具体对中。（5）模具的截面尺寸可安装的注射模具外形最大尺寸取决于注射机的压板尺寸和拉杆的间距，因为此注射模的最长的边不应超过压板尺寸，而模具的最短边应小于拉杆间距，才能将注射模装入注射机，并应留有固定模体的压紧空间。同时，注射模
18、动、定模上的紧固螺栓孔，也应与注射机压板上的标准螺孔一致。（6）模具的顶出注射机的顶出装置通常有中心顶杆顶出、两侧顶杆顶出以与液压顶出几种形式。应在动模座板与注射机顶出位置相对的位置上，设置稍大于注射机顶杆的通孔，以便于注射机顶杆通过。综合考虑上述条件，注射机选择XS-Z-60型号。3.5确定浇注系统与排气系统3.5.1 利用moldflow浇口位置分析浇口的位置选择十分重要，直接影响塑件的成型质量。浇口位置的选择原则：（a）尽量缩短流动距离；（b）避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷；（c）浇口应开设在塑件厚壁处；（d）考虑分子定向的影响；（e）减少熔接痕，提高熔接强度。利用moldflow软件对
19、塑件进行浇口位置分析，首先利用在UG中对塑件进行网格划分，然后导出到moldflow中，进行材料等的选择，然后进行分析，如图7：图7：moldflow浇口位置分析3.5.2注射模具浇口的设计浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分，浇口的形状，数量，尺寸和位置对塑件的质量影响很大，浇口的主要作用有两个，一是塑料熔体流经的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。浇口的类型有很多，有点浇口，侧浇口，直接浇口，潜伏式浇口等，各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定，该模具采用侧浇口，其有以下特性：（1）形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证；（2）试模时如发现不
20、当，容易与时修改；（3）能相对独立地控制填充速度与封闭时间；（4）对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。浇注系统位置设计如图8：图8：浇注系统的位置侧浇口为扁平形状，可以大大的缩短冷却时间，缩短成型周期。易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观。浇口设置在塑件表面，浇口截面形状简单，容易加工，且注射效率高。根据分型面位置和型芯特点，浇口开设在模具的分型面上，从塑件的边缘进料，采用侧浇口；浇口截面形状为矩形，如图9所示，其中浇口的长度L在结构强度允许情况下以短为好，一般取L=0.52.0mm，一般中小型塑件h取0.52.0mm，浇口宽度b一般根据塑件的质量来决定，对于中小型塑件常取b=1.55.0m
21、m【7】。图9：侧浇口结构3.5.3主流道设计根据塑料成型工艺与模具设计初步得XSZ60型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔径：；喷嘴前端球面半径：；根据模具主流道与喷嘴的关系： 取主流道球面半径：；取主流道的小端直径 ；为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为，取，经换算得主流道大端直径为【8】。注射机XS-Z-60的喷嘴球半径为12mm,喷嘴孔径为6mm。所以要使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴的端凸球面接触良好，凹球面半径取13mm，圆锥孔的小端直径则应大于喷嘴口内径，取7mm，如图10。图10：浇口套3.5.4分流道的形状和尺寸分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在
22、分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。分流道的形状和尺寸应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速度、分流道的长度等因数来确定。本塑件的形状不复杂，熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道的形状长度较短，为了便于加工起见，选用截面形状为半圆形分流道，查表得。3.5.5分流道的表面粗糙度由于分流道与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度要求不太低，一般Ra取左右，这可增加对外层塑料熔体的阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。3.5.6冷料穴
23、和钩料脱模装置冷料穴设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模板上。它的作用是用来储存注射间歇期间，喷嘴前端由散热造成温度降低而产生的冷料。在注射时，如果它们进入流道，将堵塞流道并减缓料流速度。进入型腔，将在塑件上出现冷疤或冷斑。推板式钩料装置由冷料穴、钩料杆组成，钩料杆安装在型芯固定板上，不与顶出系统联动。3.6 抽芯机构设计该骨轮制品塑件有一内侧凹，并且垂直于脱模方向，阻碍成型后塑件从模具中脱出。因此，成型内侧必须做成活动的型芯就必须要设计抽芯机构。3.6.1 确定抽芯距 抽芯距要保证侧向瓣合模块完全退到骨架台肩之外才能将制品顶出脱模。；其中，S为设计抽芯距；为临近抽芯距；3.6.2 斜导柱
24、倾角斜导柱的倾斜角是斜导柱抽芯机构主要技术数据之一，它与抽拔力和抽拔距有直接关系，一般取，在本模具中选取。的大小对斜销的有效长度和受力情况等起决定性作用。 3.6.3 斜导柱的尺寸斜导柱直径的确定：斜导柱直径主要受弯曲力影响。 斜导柱的直径取决于抽拔力与其倾斜角度，可按设计资料的有关公式进行计算；抽拔力：30mm式中，l是活动型芯被塑件包紧的断面形状周长（mm），h是成型部分的深度（mm），是侧孔或侧凹的脱模斜度（。），是塑件对型芯单位面积的挤压力，一般取812MPa，是塑料与钢的摩擦因数，一般取0.10.2。3.6.4 斜导柱的长度计算 斜导柱总长度与斜导柱直径倾角，抽拔距，以与斜导柱固定板
25、尺寸有关，结构如图11；图11：斜导柱结构 取D=50mm， 为斜导柱的有效长度；3.6.5 斜导柱形状斜导柱头部可以做成半球形或锥台形，但应注意锥台的斜角必须大于斜导柱倾角，以避免工作长度（L）脱离滑块斜空之后，斜导柱头部仍有驱动作用，为了减小斜导柱与滑块斜空之间的摩擦，可在斜导柱外部圆轮廓上铣出两个对称平面【7】。3.6.6 斜导柱的材料与安装配合斜导柱与导柱一样，可用45钢或碳素工具钢，也可用20钢渗碳（热处理要求硬度。表面粗糙度小于0.631.25m。斜导柱与固定板之间采用过度配合。H7/m8配合。由于斜导柱在模具工作过程中主要用于驱动侧向滑块的导滑等问题均与斜导柱的安装配合关系不大，
26、斜导柱与滑块斜孔之间可用较松的间隙配合H11/b11）。3.6.7 滑块、滑槽设计滑块是斜导柱抽芯机构中的最重要零部件，其上安装有侧向型芯或成型镶块注射成型的可靠性都要由它的运动精度保证。其结构形式采用组合配合结构。既可节约优质钢料，又可使加工方便。侧向抽芯过程中，滑块必须在滑槽内运动，并要求运动平稳且有一定精度，为使模具结构紧凑，降低模具装配的复杂程度，先使用整体式结构。当滑块完成抽拔动作后，其滑动部分仍有全部或部分留在滑槽内。滑槽对滑块的导滑部位采用间隙配合，特性为H8/g7、H8/h8.3.6.8 定位装置这几和导滑长度 定模装置在开模过程中用来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的地方，不可能
27、发生任何移动，以避免再次合模时斜导柱不能准确地插进滑块的斜孔。滑块的定位装置采用弹簧与台阶的组合方式。导滑长度是根据抽芯距的长度来决定的。由计算抽芯距可得导滑长度为30mm。3.6.9 压紧块设计 压紧块的工作部分一般都是斜锲面，为了保证斜锲面能在合查勘时压紧滑块而又能在开模时又能迅速脱开。以避免压紧块影响斜导柱对滑块的驱动锲角，一般都比斜导柱倾角大一些。是模具开模时，压紧锲块起到让位作用，。3.7 成型零部件设计 注塑模闭合时，成型零件构成成型塑料制品的型腔，成型零件主要包括凹模，凸模，型芯，镶拼块件，各种成型杆和成型环。其中，成型零件的结构，材料和热处理的选择以与加工工艺性，是影响模具工作
28、寿命的主要因素【9】。 成型零件的结构设计，要以成型符合质量要求的塑料制品为前提，但必须考虑金属零件的加工性与模具制造成本。3.7.1凹模结构设计 凹模是成型塑料外表面的成型零件，考虑模具加工的复杂程度，以与材料的利用因素，采用镶拼结构，有利于排气系统和冷却系统的加工，对改善工艺性有明显好处，根据本制品分流道与浇口的设计要求分流道均设在凹模镶块上，如图12所示；图12：凹模的结构3.7.2凸模结构设计 凸模是用来成型塑料制品的内表面的成型零件，同时与凹模相结合构成模具型腔。考虑模具型腔和材料的有效利用和加工方便等因素，选用组合式凸模。其图如图13所示：图13：凸模的结构3.7.3成型零部件的选
29、择 要求机械加工性能良好，抛光性能良好，耐磨性能和抗疲劳性能良好。而且具有耐腐性能。综上考虑选P20。第四章 模具设计的有关计算 成型零件工作尺寸计算时要考虑制品的尺寸公差，所成型塑料的收缩率，溢料飞边厚度，塑料制品脱模，模具制造的加工条件与和大道的水平因素，采用平均尺寸，平均收缩率，平均制造公差和平均磨损量【8】。 查表得到ABS的收缩率为0.3%-0.8%，同时考虑到工厂的现有设备和条件，模具制造公差， 查表得ABS的一般尺寸公差等级为MT5.4.1 型腔的计算 径向尺寸：径向尺寸：式中，LM凹模径向公称尺寸（mm）； Ls制品径向公称尺寸（mm）； Scp塑料平均收缩率（%）； 制品公差
30、；模具制造公差【7】；深度尺寸60：深度尺寸40：深度尺寸3：式中，LM凹模径向公称尺寸（mm）； Hs制品径向公称尺寸（mm）； Scp塑料平均收缩率（%）； 制品公差；模具制造公差【7】；4.2 型芯的尺寸计算径向尺寸：径向尺寸：式中，LM凹模径向公称尺寸（mm）； Ls制品径向公称尺寸（mm）； Scp塑料平均收缩率（%）； 制品公差；模具制造公差【7】；深度尺寸60：深度尺寸17：式中，LM凹模径向公称尺寸（mm）； Hs制品径向公称尺寸（mm）； Scp塑料平均收缩率（%）； 制品公差；模具制造公差【7】；4.3型腔侧壁厚度的计算 4.3.1按刚度计算 其壁厚S按下面公式计算： 式中
31、 S型腔侧壁厚度（mm）R型腔外半径（mm）r型腔内半径,r=54mmE型腔材料的弹性模量，MPa，E=2.06105MPad型腔许用变形量，=0.03mmP型腔内单位平均压力，p=30MPa泊松比，=0.25代入公式中得：S=15mm【7】4.3.2按强度计算 其壁厚S按下面公式计算 式中 型腔材料的许用应力，=156.8MPa代入公式中得：S=14.6mm【7】4.4型腔底板厚度的计算4.4.1按刚度计算其壁厚H按下面公式计算 代入公式中得：H=31.1mm4.4.2按强度计算其壁厚H按下面公式计算 代入公式中得：H=25.5mm【7】第五章 模具加热与冷却系统的计算 注塑模温对于塑料熔体
32、的冲模流动。固定成型，生产效率以与制品形状和尺寸精度都有重要影响。若模温过低，则会影响塑料的流动性，产生较大的流动剪切力，是塑件内应力较大，还会出现冷流痕，银丝，注不满等缺陷。 5.1加热系统设计 由于ABS需要使用较高的模温，而且塑件的要求在80以上，所以要选用加热装置。本模具采用的加热方式选用为加热板中插入电热棒加热。 由查表得，加热棒d1=20mm。允许偏差0.12.盖板直径14.5mm，槽深3mm，长度200mm。5.2冷却系统设计 设定平均工作温度为80，用20常温水作为模具冷却介质，出口温度为40，产量为0.26kg/min。查表得ABS的热导率为1.055kJ/(mh)。单位质量
33、的塑料熔体在凝固时所放出的热量：kJ/kg式中，是塑料的比热容kJ/(kg)，是塑料熔体的初始温度（），是塑件在推出时的温度（），h是结晶型塑料的熔化质量焓（KJ/kg）；式中，qv是冷却水体积流量（），W是单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料熔体质量（kg/min），是冷却水的密度（），是水的比热容kJ/(kg)，是冷却水出口温度（），是冷却水入口温度（）。由体积流量V查表可知所需的冷却水管直径非常小。由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积流量非常小，所以可以不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可【7】。第六章 其他结构设计6.1排气结构设计在塑料熔体填充注射模腔的过程中，模腔内除
34、了原有空气外，还有塑料含有水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气【8】。 塑料局部过热分解产生的低分子，挥发性气体，塑料助剂挥发所产生的气体，如不将其排出模具外，将会影响制件质量，所以在模具中开设排气槽。排气槽可以做成弯曲状，其截面由细到粗逐渐加大，这样可以降低塑料熔体从排气槽溢出时的动能还能降低塑料熔体溢出时的流速以防发生事故。尽量开在塑料熔体最后才能填充的板腔部位如流道的终端。还应尽量设在分型面上，可以使排气槽溢出的塑料飞边随制品一起脱模。通常开设的位置，在试模后才能确定下来，主要尺寸为： 排气槽深度为0.010.03mm； 宽度为1.506.00mm；6.2顶出结构设计 顶出机构的分类：按驱动
35、方式分类可分为：手动顶出、机动顶出、气动顶出；按模具结构分类可分为：一次顶出、二次顶出、螺纹顶出、特殊顶出。注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。脱模机构的设计一般遵循以下原则：（1）塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。（2）由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位。（3）结构合理可靠，便于制造和维护。本设计使用简单的推杆和推管脱模机构，因为该塑件的分型面简单，结构也不复杂，采用推简单的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来方便【8】。6.
36、3模架确定6.3.1各模板尺寸确定（1）A板尺寸： A板为定模型腔固定板，模具采用瓣合式模具型腔结构，塑件的高度为60mm，经计算塑件不需要采用冷却系统，直接空冷，考虑到型腔高度为80mm，所以A板的厚度为100mm；（2）B板尺寸： B板为型芯固定板，考虑到模具采用斜导柱抽芯，需要作出避让孔，故初步决定B板的厚度为80mm；（3）C板尺寸： C板尺寸=推出行程+面针板厚度+底针板厚度+（510）mm =60+25+30+（510）=120125mm 故，初步决定C板取120mm【10】。6.3.2模架型号的选择 根据上述计算和脱模形式，和模具型腔布局的中心距和凹模与凸模镶块所占的面积，查询相
37、关资料，选取简化型细水口DBI5050型模架。第七章 绘制模具图纸和编制工艺7.1 图纸本模具的总装图和零件图见附件。图14：总装图 7.2 工作原理本模具的工作原理：模具安装在注塑机上，定模部分固定在注塑机的板上，动模固定在注塑机的动模板。合模后，注塑机通过喷嘴将绒料经流道注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。注塑完成，模具打开，动模部分随动模板一起运动渐渐将第一个分型面打开，凝料被拉开流道板外。与此同时在斜导柱的作用下，侧型芯逐渐脱离塑件，做侧向运动。开模到一定距离，限位拉杆起作用，从第二个分型面分型，斜导柱完成侧向抽芯动作，当分型面打开到150mm时，动模部分停止运动，在注塑机顶出装置作用下
38、，推动推杆运动将塑件顶出。合模时，随着分型面的闭合侧型芯滑块复位至型腔，同时复位杆对推杆进行复位。 7.3.编制塑件的模塑成型工艺卡塑料成型工艺卡片资料编号车间共 页第 页零件名称骨轮材料牌号ABS设备型号XS-Z-60装配图号材料定额每模件数1零件图号单件重量0.124kg工装号零件草图材料干燥设备ABS烘干机温度/85时间/h26h料筒温度（）后段/160170中段/170180前段/180190喷嘴/170180模具温度/2570时间 注射/s2090保压/s05冷却/s2060压力注射压力/MPa80130MPa背压/MPa0.6MPa后处理温度30时间定额辅助/min时间13h单件/
39、min0.82.8检验编制校对审核组长车间主任检验组长主管工程师结束语通过本次设计我学到的不仅仅是对穿线盒的设计这一单方面的了解，让我熟悉了模具设计的各个流程，学会了把自己大学几年所学的只是运用到实际工作中的方法。在这段时间里，受益匪浅。在刚拿到这个课题时，我觉得十分简单。因为暑假的时候被安排到宁波瑞孚集团去实习，恰好被分配到模具车间，一整个实习期我都钻在模具堆里，对模具特别是塑料模具相对于其他同学来说算是比较熟悉的了。但是我还是没有独立的去设计一副模具，这个课题，看似简单，做起来却也不是那么容易。大致的思路有了，却存在很多细节上的问题。为了能做好这个课题，我查阅了大量的资料：如塑料模具设计与
40、制造、塑料成型工艺与模具设计、机械制图等。 暑假的实习在本次课程设计中起到了很大的作用，一副模具有哪些零件，具体的安装位置，我还算是比较清楚。但是有些小的地方是我在实习过程中没有注意到的，在这次的课程设计中却出现了，虽然不醒目，却也困扰了我很久。本次的课程设计是即将而来的毕业设计的一次演练，通过本次的课题设计，我掌握了塑料的基本概念、塑料成型的过程中的基本原则，注塑成型模具的基本结构与分类、模具零部件的设计、浇注系统的设计等知识，实现了理论与实践的结合，使我明白了自己的不足之处，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。参考文献【1】 郭新玲.塑料模具设计【M】.北京：清华大学出版社，2006.7.
41、【2】 肖景容，李德群，等.模具计算机辅助设计与制造【N】.北京：国防工业出版社.1992.【3】 曾珊琪，丁毅.模具制造技术【M】.北京：化学工业出版社，2008.5.【4】 陆宇.实用注塑模具设计.北京：中国轻工业出版社，1985.【5】 黄毅宏.模具制造工艺【M】.北京：机械工业出版社，2003.【6】 阮雪玉，等.中国模具工业和技术的发展【J】.航空制造技术，2003.3.【7】 齐晓杰，等.塑料成型工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社，2012.5.【8】 杨占尧.塑料注塑料模结构与设计.北京：清华大学出版社，2004.【9】 刘昌祺.塑料模具设计.北京：机械工业出版社，1998.【10】 塑料模具设计手册编写组.塑料模设计手册.机械工业出版社，2004.
