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1、照相机支架塑模设计,设计者：范明飞指导教师：刘莉,1、绪论,1、当前国内塑料模具发展的巨大空间以及发展趋势近年来我国塑料模具业发展的相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右的产值。当前国内塑料模具市场以注射模需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，仅汽车行业将需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30，塑料管的普率将达到50，这些都将大大增加对塑料模具的需求。,目前，全世界模具的年产值约为65O及亿美元，我国
2、模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。近几年来，虽然我国模具工业的技术水平已取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是：（1）、大力普及、广泛应用CADCAECAM技术，逐步走向制造集成化。现代模具设计制造不仅应强调信息的集成，更应该强调技术与人员、管理的集成。（2）、逐步掌握大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，减少模具的进口量、增加模具的出口量。（3）、在塑料注射成型模具中，积极应用热流道，推广气辅或水辅注射成型，以及高压注射成型技术以满足特殊产品的成型需要。,（4）、提高模具标准化水平和模具标准件的使用
3、率。目前我国模具商品化、标准化率均低于30，而先进国家均高于70，每年要从国外进口相当数量的模具标准件，其费用约占年模具进口额的3一8。（5）、发展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技术，在较短的时间内设计并制造出产品的原型与模具，降低成本迅速推向市场。（6）、开发优质模具材料和先进的表面处理技术，提高模具的可靠性。（7）、研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程，最大限度地提高模具的开发效率与成功率。本次设计是对照相机支架塑件进行注射模设计，包括了对塑件产品的工艺分析、塑料性能分析、模具的整体结构设计与计算等等。首先是根据塑件实物对塑件产品进行Auto CAD测绘，并进行产品
4、相关性能的计算分析，然后用Auto/CAD软件将该套模具的总装图与主要零部件进行了绘制，故在保证设计质量的同时与传统的设计方法相比速度也有所提高，设计思路及要求符合现代模具设计的潮流和未来的发展方向。,2、塑料模具市场分析 塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下，形成了一个巨大的产业链条，从上游的材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业，塑料模具发展方兴未艾。随着发达国家模具产业和技术的对外转移以及中国产业结构的调整，与轿车、家电和电子业相关的精密模具的需求不断增加，从速度、品质、成本及服务等多方面加速了模具产业的竞争步伐，从而不断提升
5、国内模具标准化和精密化等方面的技术水准。经过多年努力，塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等在中国越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统组件；针对市场关键零部件、微孔、精细结构组件的加工要求，追求精密模具的开发以提高产品附加值，已成为一些中小企业发展之道。,3、中国塑料模具工业发展现状与展望 整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档
6、塑料模具也有供过于求的趋势。加入WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的1/51/3，加入WTO后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具方面，加入WTO前本来就主要依靠进口，加入WTO后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。,2006年，中国塑料模具总产值约300多亿元人民币，其中出口额约58亿元人民币。根据海关统计资料，2006年中国共进口塑料模具约10亿
7、美元，约合83亿元人民币。由此可以得出，除自产自用外，市场销售方面，2006年中国塑料模具总需求约为313亿元人民币，国产模具总供给约为230亿元人民币，市场满足率为73.5%。进口的塑料模具中，最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑料模具价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很好，近几年出口年均增长50%以上就是一个很好的证明。,虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆
8、差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善，逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有13%，而未达17%。从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体
9、发展速度，未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。,2.塑件成型工艺分析,2.1塑件（照相机支架）分析,塑件的工作条件对精度要求较高，根据ABS的性能可选择其塑件的精度等级为3级精度（查阅塑料成型工艺与模具设计P67表3-9）。得塑件的体积为：V塑=2.16cm3 塑件的质量为：W塑=V塑r塑=2.27(g)。,2.2选用的塑件材料种类,2.2.1塑料分子结构式,聚苯乙烯（简称PS）比重：1.05克/立方厘米成型收缩率：0.6-0.8%成型温度：170-250,2.2.2综合性能,比热容：1340J/（kg.k）热变形温度：65-950oC抗拉屈服强度:35-63Mpa拉伸弹性模量：2.8-
10、3.5%Gpa抗弯强度：61-98Mpa 抗压强度：80-112MPa断裂伸长率：1.0%抗拉强度：35-63MPa,2.2.3基本特性,聚苯乙烯的分子链上有结构庞大的苯环，故柔顺性差，质地脆硬，抗冲击性能差，敲打时发出类似金属的响声。聚苯乙烯属于非结晶型聚合物，机械强度低于硬质聚氯乙烯，尤其是相对分子量较小的品种强度更差。聚苯乙烯具有良好的可塑流动性和较小的成型收缩率，是成型工艺最好的塑料品种之一，容易制得形状复杂的制品。聚苯乙烯无色透明，透光性仅次于有机玻璃，容易着色，常用于制造要求透明或颜色鲜艳的制品。聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮湿的环境中尺寸变化很小，适用于制造要求尺寸稳定的制品，如
11、仪表仪器壳体等。聚苯乙烯具有优良的电绝缘性能，尤其是在高频条件下的介电损耗仍然很小，是优良的高频绝缘材料。聚苯乙烯的主要缺点是脆性大，形状复杂的制品成型后存在较大的内应力时，常会在使用中自行开裂。为改善聚苯乙烯的脆性，加入少量的聚丁烯可明显降低脆性，提高冲击韧性，这种塑料即为聚苯乙烯。,2.2.4物理性能,电绝缘性能(尤其是高频绝缘性能)优良,无色透明,其透光率仅次于有机玻璃（PMMA）,着色性、耐水性、化学稳定性良好,强度一般,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯、汽油等有机溶剂，适于制作绝缘透明件、装饰件及化学仪器、光学仪器、电器、仪表壳等零件。,2.2.5成型特性,（1）无定形料,吸湿小,成型
12、前可无须干燥,不易分解,但热膨胀系数大,易产生内应力、流动性较好,可用螺杆或柱塞式注射机成型。（2）宜用高料温,高模温,低注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔、变形。（3）可用各种形式浇口,浇口与塑件圆弧连接,以免去除浇口时损坏塑件。（4）脱模斜度大,顶出均匀、塑件壁厚均匀,最好不带镶件,如有镶件应预热。,2.2.6 注射成型的特点,1.无定形料、吸湿性小，不易分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生应力开裂。2.流动性能较好，溢边值0.03mm左右。3.塑件壁后均匀，不宜有镶件，缺口，尖角，各方面应圆滑连接。4.可用螺杆或柱塞式注射机加工，喷嘴可用直通式或自锁式。5.宜用高料温、模温
13、、低注射压力，延长注射时间有利降低内应力，防止缩孔，变形，但是温高易出银丝，料温低或脱模剂多则透明性差。6.可采用各种形式进料口、进料口与塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件；脱模斜度宜取2度以上，顶出均匀以防止脱模不良发生。,2.3 PS的注射成型工艺,2.3.1 注射成型工艺过程,（1）预烘干装入料斗预塑化注射装置准备注射注射保压冷却脱模塑件送下工序（2）清理模具涂脱模剂合模注射,2.3.2 PS的注射成型工艺参数,注射机类型：柱塞式喷嘴形式：直通式喷嘴温度：160-170 oC料筒温度：前段 170-190 oC后段 140-160 oC模具温度：20-60 oC注射压力：60-100
14、 Mpa保压力：30-40 Mpa注射时间：0-3 S保压时间：16-40 S冷却时间：16-30 S成型周期：40-90 S适用注射机类型：螺杆、柱塞均可,2.4 塑件可能产生的缺陷及相应的消除措施,缺料（注射量不足）、气孔、溢料飞边、熔接痕强度低、表面硬度、强度不足等等；以上缺陷可以酌情采取加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴尺寸、增大注射压力、提高模具温度等措施予以消除。,3.拟定模具结构形式,3.1 确定型腔数量及排列方式,一般来说，精度要求高的小型塑件和大、中型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具，可以
15、提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。设计时还应注意以下几点：a.尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均衡和稳定；b.型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象；c.尽量使型腔排列得紧凑，以减小模具的外形尺寸。,3.2 模具结构形式的确定,a.多型腔单分型面模具：塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。b.多型腔多分型面模具：塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。,已知的塑件体积V塑或质量W塑，又因为此产品属大批量生产的塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度较高，综合考虑生产率和生产成本及产品质量等各种因素，以及注射机的型
16、号选择，初步确定采用一模两腔对称性排布,分流道直径可选1.59.5mm。由塑件的外形尺寸和机械加工的因素，确定采用侧浇口，根椐塑件的材料及尺寸，浇口直径可选1.41.8mm。由以上分析初步拟定采用一模两腔，排列方式如右图,4.注塑机型号的确定,4.1塑件计算,根据塑件的外形尺寸和质量等决定影响因素，初步估算浇注系统的体积，V浇=89cm3。其质量约为：W浇=V浇r塑=7.58.5g。S=(nW塑+W浇)/0.8=2324g。所以，选择用注射机型号为：XS-Z-60。,4.2注射机特性,型号：SX-Z-60额定注射量(cm3)：60柱塞直径(mm)：38注射压力(MPa)：122注射行程（mm）
17、：170注射时间（s）：2.9注射方式：柱塞式最大成型面积(cm3)：130合模力（kN）：500最大开（合）模行程（mm）：180模具最大厚度（mm）：200,模具最小厚度（mm）：70模板最大距离（mm）：380动、定模固定板尺寸（mm）：330440合模方式：液压-机械电动机功率（kw）：11加热功率（kw）：2.7机械外型尺寸（mm）：31608501650喷嘴圆弧半径（mm）：12喷嘴孔径（mm）：4喷嘴移动距离（mm）120,5.塑件分型面位置的确定,分型面指的是打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的模具面，分型面的位置直接影响成型零部件的外观和质量，型腔的排气情况也与分型面的开设密
18、切相关。一副完整的模具根据需要可以有一个或两个以上的分型面，分型面可以与开模方向垂直，也可以与开模方向平行或倾斜。,5.1分型面的形式,分型面的形式根据其位置或形状有水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面等等。,5.2 分型面选取的原则,（1）不影响塑件外观，尤其是对外观有明确要求的制品；（2）有利于保证塑件的精度要求；（3）有利于模具加工，特别是型腔的加工；（4）有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计；（5）便于制件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。由以上分析，对于该模具选择主分型面如下图所示,6.浇注系统设计,浇注系统是塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内
19、流经的通道，其作用是使塑料熔体平稳而有序地充填到型腔当中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统显得相当重要。一般浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料（热流道）浇注系统。本次设计的模具采用普通流道浇注系统，其结构包括：主流道、分流道、冷料井、浇口。,6.1 浇注系统设计原则,1.考虑型腔布局。2.热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应尽可能短，截面尺寸应尽可能大，弯折尽量小、少，表面粗糙度要低。3.均衡进料，即分流道尽可能采用平衡式布置。4.塑料耗量要少，满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料耗量。5.消除冷料，浇注系统应能收集温度较低的“冷料”。6.排气良好
20、。7.防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力。8.保证塑件外观质量。9.较高的生产效率。10.塑料熔体流动特性（充分利用热塑性塑料熔体的假塑性行为）。,6.2主流道设计,主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动流道。,6.2.1 设计要点,(1)主流道圆锥角=26，对流动行差的塑料可取36，内壁粗糙度为Ra 0.63m。(2)主流道大端呈圆角，半径r=13，以减少料流转向过度时的阻力。(3)在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60，过长则会影响容体的顺利充型。(4)对于小型模具可将主流衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数
21、情况下是将主流衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。(5)主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理后硬度5256HRC。,6.3分流道设计,在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等。分流道最理想的设计就是把流动的熔融塑料在流道中的压降降到最小，在多种常见截面当中，圆形截面的压降是最小的，但加工相对不便。,6.3.1分流道的形状及尺寸,分流道的截面形状有圆形、半圆形、矩形、梯形、V形等多种。显然圆形截面最理想，实际生产当中使用也
22、越来越多。形状如右图所示,根据塑件的外形尺寸和质量等决定影响因素，初步取值如下：d=4mm D=6mm R=16mm h=5mm d1=1mm H1=4.5mm l=6070mm L=20mm a=4。初步估算浇注系统的体积，V浇=89cm3。,6.3.2分流道的表面粗糙度,由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.631.6m，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力，避免熔流表面滑移，使中心层获得较高的剪切速率。,6.4浇口设计,浇口是塑料熔体进入型腔的阀门，对塑料件质量具有决定性的影响
23、，因而浇口类型与尺寸、浇口位置与数量便成为浇注系统设计中的关键。浇口有多种类型，如直浇口、侧浇口、点浇口、重叠式浇口、扇形浇口、潜伏式浇口等。,6.4.1 各类浇口的特点,（1）直接浇口：直接浇口虽然有如以等流程充模、浇注系统流程短、压力损失和热烈散失小，且有利于补缩和排气等优点，但是，塑件上残留痕迹较大，切除困难。（2）重叠式浇口:重叠式浇口多用于大型腔。（3）扇形浇口:扇形浇口适合于大面积薄壁塑件。（4）点浇口:点浇口必须采用双分型面的模具结构；浇口位置可以自由选择，不受限制。剪切速率高，能使流程比增大；浇口必须用三板模切断；（5）潜伏式浇口:潜伏式浇口是点浇口在特殊场合下的一种应用形式。
24、但可以在脱模时自动拖断；它可以隐藏在外表不露出的部位，使浇口痕迹不外漏。但加工比较空难，容易磨损。（6）侧浇口:侧浇口也称为边缘浇口，由于它开设在主分型面上，截面形状易于加工和调整。多型腔模具常采用侧浇口，可设计成两板模。综合本塑件考虑，采用侧浇口（也称为隧道浇口或剪切浇口），是从塑件一侧边缘进料，开设在主分型面上，断面是矩形，不仅容易加工，也容易调整尺寸达到合理要求。,6.4.2侧浇口的设计,本次设计所采用的侧浇口的形式如右图所示,6.5浇注系统的平衡,对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计时应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，
25、应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。,6.5.1 分流道平衡,对于多型腔模具，为了达到各型腔同时充满的目的，可通过调整分流道的长度及截面面积，改变熔融树脂在各分流道中的流量，达到浇注平衡的目的。计算公式如下：式中 Q1，Q2熔融树脂分别在流道1和流道2中的流量，cm3/s；d1,d2分流道1和分流道2的直径，cm；L1，L2分流道1和分流道2的长度，cm；,6.5.2 浇口平衡,在多型腔非平衡分流道布置时，由于主流道到各型腔的分流道长度或各型腔所需填充流
26、量不同，也可采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔融树脂同时充满各型腔。浇口平衡简称为BGV（balanced gate value）,只要做到各型腔BGV值相同，基本上能达到平衡填充。对于多型腔相同制品的模具，其浇口平衡计算公式如下：BGV=,式中 Sg浇口的截面积，mm2;Lg浇口的长度，mm;Lr分流道的长度，mm；浇注系统设计时一般浇口的截面积与分流道的截面积之比SG/SZ取0.070.09，矩形浇口的宽度与厚度之比取3：1。对该模具而言，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，各个浇口的形状及截面尺寸都相同，显然是平衡式布置的。,7合模导向机构的设计,模具闭合时要求有准确的方向和位置，故具
27、有一定精度的合模导向机构是注射模不可缺少的组成部分。导向零件的作用：模具在进行装配和调模试机时，保证动、定模之间一定的方向和位置，导向零件要承受一定的侧向力，起导向和定位作用。,7.1导向机构的作用,1、定位件用：模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确，在模具的装配过程中也起定位作用，便于装配和调整。2、导向作用：合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。3、承受一定的侧向压力。本次设计中选用导柱导向机构。,7.2导柱和导套设计,一般在注射模中，动、定模之间的导柱既可设置在动模一侧，也可设置在定模一侧，视具体情况而定，
28、通常设置在型芯凸出分型面最长的那一侧。根据我们所要进行的设计的 模具的要求我们所用的导柱导套如右图所示,H中间板的厚度（mm）。s1=46.5mm s=49.551.5mm H=34.5mm L92mm定端与模板间用H7/m6或H7/k6的过渡配合,导向部分通常采用H7/f7或H8/f7的间隙配合。,根据模具结构的要求，与导柱同动作的弹簧应布置4个，并尽可能对称布置于A分型面的四周，以保持分型时弹力均匀，中间板不被卡死。布局形式如右图所示,8.推出机构及脱模机构的设计,在注射成型的每一环节中，都必须使塑件从模具型腔中或型心上脱出，模具中这种脱出塑件的机构成为脱模机构（又称推出机构或顶出机构）。
29、脱模机构的动作包括有脱出和取出两个分动作，即首先将塑件和浇道系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后才将脱出物从模具内取出。制件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品推出方式的选取是非常重要的。,8.1推出脱模机构的设计原则,a.推出机构应尽量设置在动模一侧；b.保证塑件不因推出而变形损坏；c.机构简单动作可靠；d.保证良好的塑件外观；e.合模时的准确复位；,8.2脱模力的计算,根据力平衡原理，列出平衡方程式：Fx=0Ft+Fbsin=Fcos Fb：塑件对型芯的包紧力；F：脱模时型芯所受的摩擦力；Ft：脱模力；A:型芯的脱模斜度。又：F=F
30、b于是 Ft=Fb(cos-sin)而包紧力为包容型芯的面积与单位面积上包紧力之积，即：Fb=Ap由此可得：Ft=Ap(cos-sin),式中：为塑料对钢的摩擦系数，约为0.10.3；A为塑件包容型芯的总面积；p为塑件对型芯的单位面积上的包紧力，在一般情况下，模外冷却的塑件p取2.43.9107Pa;模内冷却的塑件p约取0.81.2107Pa。所以:经计算，A=616.44mm2,取0.25,p取1107Pa,取=45。Ft=616.4410-61107(0.25cos45-sin45)=1457.91N。,因此，脱模力的大小随塑件包容型芯的面积增加而增大，随脱模斜度的增加而减小。由于影响脱模
31、力大小的因素很多，如推出机构本身运动时的摩擦阻力、塑料与钢材间的粘附力、大气压力及成型工艺条件的波动等等，因此要考虑到所有因素的影响较困难，而且也只能是个近似值。,9.排气系统设计,当塑料熔体填充型腔时,必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净,一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型腔充填量的均匀合适及增加塑料
32、熔体汇合处的熔接强度，还需在塑料最后充填到的型腔部位开设溢流槽以容纳余料，也可容纳一定量的气体。通常中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，其间隙为0.030.05mm。,10.温控系统设计,10.1 冷却系统,一般注射到模具内塑料温度为200C左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60C以下。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。对于粘度低、流动性好的塑料（例如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙66等），因为成型工艺要求模温都不太高，所以常用常温水对模具进行冷
33、却。PS的成型温度和模具温度分别为260280C、3265C。,10.2 冷却介质,有冷却水和压缩空气，但用冷却水的较多，因为水的热容量大，传热系数大，而且成本低。用水冷却，即在模具型腔周围或内部开设冷却水道。,10.3设计原则,1.冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大。型腔表面的温度与冷却水道的数量、截面尺寸及冷却水的温度有关。2.冷却水道至型腔表面距离应尽量相等。当塑件壁厚均匀时，冷却水道到型腔表面最好距离相等，但是当塑件不均匀时，厚的地方冷却水道到型腔表面的距离应近一些，间距也可适当小一些。一般水道孔边至型腔表面的距离应大于10mm，常用1216mm。,3.冷却水道出、入口温差应尽量小。如
34、果冷却水道较长，则冷却水出、入口的温差就比较大，易使模温不均匀，所以在设计时应引起注意。冷却水道的总长度的计算可公式：Lw=Aw/Lw冷却水道总长度 Aw热传导面积 Dw冷却水道直径4.冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置，聚乙烯的收缩率大，水道应尽量沿着收缩方向设置。冷却水道的设计必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度；冷却水道要易于加工清理，一般水道孔径为10mm左右，不小于8mm。根据此套模具结构，采用孔径为8mm的冷却水道。,10.4冷却系统的结构设计,中等深度的塑件，采用点浇口进料的中等深度的壳形塑件，在凹模底部附近采用与型腔表面等距离钻孔的形式.,11.成型零部件
35、的工作尺寸计算,11.1、产生偏差的原因,塑料的成型收缩:成型收缩引起制品产生尺寸偏差的原因有：预定收缩率（设计算成型零部件工作尺寸所用的收缩率）与制品实际收缩率之间的误差；成型过程中，收缩率可能在其最大值和最小值之间发生的波动。s=(Smax-Smin)制品尺寸s 成型收缩率波动引起的制品的尺寸偏差。Smax、Smin分别是制品的最大收缩率和最小收缩率。.成型零部件的制造偏差:工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和装配偏差。成型零部件的磨损,本产品为LDPE制品，属于大批量生产的小型塑件，预定的收缩率的最大值和最小值分别取0.4%和0.8。平均收缩率s 为0.6%,此产品采用6级精度，属于一般精度
36、制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数x取值可在0.50.75的范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到ITIT级，综合参考，相关计算具体如下：,11.2、成型零件的强度、刚度计算,注射模在其工作过程需要承受多种外力，如注射压力、保压力、合模力和脱模力等。如果外力过大，注射模及其成型零部件将会产生塑性变形或断裂破坏，或产生较大的弹性弯曲变形，引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙，由此而发生溢料及飞边现象，从而导致整个模具失效或无法达到技术质量要求。因此，在模具设计时，成型零部件的强度和刚度计算和校核是必不可少
37、的。一般来说，凹模型腔的侧壁厚度和底部的厚度可以利用强度计算决定，但凸模和型芯通常都是由制品内形或制品上的孔型决定，设计时只能对它们进行强度校核。,因在设计时采用的是镶嵌式圆形型腔。因此，计算参考公式如下：侧壁：按强度计算：按刚度计算：,底部：按强度计算：按刚度计算：,凸模、型芯计算公式：按强度计算：按刚度计算：,由公式分别计算出相应的值为：按强度计算得：tc=4.93mm th=4.38mm r=8.52mm按刚度计算得：tc=0.93mm th=1.91mm r=3.97mm,参数符号的意义和单位：Pm 模腔压力（MPa）取值范围5070；E 材料的弹性模量（MPa）查得2.06105；p
38、 材料的许用应力（MPa）查得176.5；u 材料的泊松比 查表得0.025；p 成型零部件的许用变形量（mm）查得0.05；采用材料为3Gr2W8V，淬火中温回火，46HRC。,设计小结,通过这次系统的注射模的设计，我更进一步的了解了注射模的结构及各工作零部件的设计原则和设计要点，了解了注射模具设计的一般程序。进行塑料产品的模具设计首先要对成型制品进行分析，再考虑浇注系统、型腔的分布、导向推出机构等后续工作。通过制品的零件图就可以了解制品的设计要求。对形态复杂和精度要求较高的制品，有必要了解制品的使用目的、外观及装配要求，以便从塑料品种的流动性、收缩率，透明性和制品的机械强度、尺寸公差、表面
39、粗糙度、嵌件形式等各方面考虑注射成型工艺的可行性和经济性。模具的结构设计要求经济合理，认真掌握各种注射模具的设计的普遍的规律，可以缩短模具设计周期，提高模具设计的水平。,致谢,四年大学生活就要结束了，四个多月的毕业设计，终于要划上一个圆满的句号了。但是在这短短几个月的设计过程中，遇到的困难其实不少。首先是因为我自己没有计算机，而整个设计的任务量又相当的大，因此，除了经常到机房使用计算机外，基本上是借用同学电脑完成的设计，给机房的老师以及我的同学们添了不少的麻烦。此外，由于欠缺实践知识，在设计过程当中碰到了许多设计相关的专业问题，都得到了老师的细心指导，最终才得以合理解决。所以借这个机会，我要对我的导师说一声：谢谢您！因为有了您的悉心指导、帮助，才使我得以顺利完成任务，并在这个过程当中使自己得到锻炼和成长，谢谢！,
