传真机面板的塑料注射模具的设计

PAGE摘要 PAGEREFToc326700343\hI1绪论 PAGEREFToc326700344\h11.1选题的背景和意义 PAGEREFToc326700345\h11.2塑料模具的功能 PAGEREFToc326700346\h11.3我国塑料模具的发展 PAGEREFToc326700347\h21.4塑料模具发展趋势 PAGEREFToc326700348\h22零件分析 PAGEREFToc326700349\h42.1零件的工艺分析 PAGEREFToc326700350\h42.2零件的材料及材料的特性 PAGEREFToc326700351\h42.2.1零件的材料 PAGEREFToc326700352\h42.2.2苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的成型工艺特性与性能 PAGEREFToc326700353\h42.2.3苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的注射成型工艺参数 PAGEREFToc326700354\h52.2.4塑件收缩率与模具尺寸的关系 PAGEREFToc326700355\h63塑件制品的成型工艺分析 PAGEREFToc326700356\h73.1估算零件体积及质量 PAGEREFToc326700357\h73.2注射性能分析 PAGEREFToc326700358\h73.2.1注射成型工艺的可行性分析 PAGEREFToc326700359\h73.2.2尺寸精度 PAGEREFToc326700360\h83.2.3表面粗糙度 PAGEREFToc326700361\h83.2.4脱模斜度 PAGEREFToc326700362\h83.2.5圆角 PAGEREFToc326700363\h83.2.6壁厚 PAGEREFToc326700364\h83.3分型面的选择 PAGEREFToc326700365\h93.4拟定模具的结构形式 PAGEREFToc326700366\h93.4.1型腔数量的确定 PAGEREFToc326700367\h93.4.2型腔排列形式的确定 PAGEREFToc326700368\h104注射机的选择 PAGEREFToc326700369\h114.1注射机的参数 PAGEREFToc326700370\h114.1.1注射量的计算 PAGEREFToc326700371\h124.1.2锁模力的计算 PAGEREFToc326700372\h124.2注射机的校核 PAGEREFToc326700373\h134.2.1最大注射量的校核 PAGEREFToc326700374\h134.2.2锁模力的校核 PAGEREFToc326700375\h134.2.3注射压力的校核 PAGEREFToc326700376\h134.2.3塑化能力的校核 PAGEREFToc326700377\h134.2.4喷嘴尺寸的校核 PAGEREFToc326700378\h134.2.5定位圈尺寸的校核 PAGEREFToc326700379\h144.2.6模具外形尺寸和安装尺寸的校核 PAGEREFToc326700380\h144.2.7模具厚度的校核 PAGEREFToc326700381\h144.2.8开模行程的校核 PAGEREFToc326700382\h145浇注系统的设计 PAGEREFToc326700383\h155.1浇注系统 PAGEREFToc326700384\h155.2主流道的设计 PAGEREFToc326700385\h155.2.1主流道的作用 PAGEREFToc326700386\h155.2.2主流道的设计要点 PAGEREFToc326700387\h155.2.3主流道的尺寸 PAGEREFToc326700388\h165.3分流道的设计 PAGEREFToc326700389\h165.3.1分浇道要求 PAGEREFToc326700390\h165.3.2分浇道尺寸 PAGEREFToc326700391\h175.4冷料穴的设计 PAGEREFToc326700392\h175.5浇口的设计 PAGEREFToc326700393\h185.5.1浇口的作用 PAGEREFToc326700394\h185.5.2浇口的尺寸选择 PAGEREFToc326700395\h185.5.3浇口位置的选择 PAGEREFToc326700396\h196排气系统的设计 PAGEREFToc326700397\h207顶出方式和抽芯机构的设计 PAGEREFToc326700398\h217.1推杆脱模机构的设计 PAGEREFToc326700399\h217.1.1推杆脱模机构的设计的基本原则 PAGEREFToc326700400\h217.1.2脱模机构的确定 PAGEREFToc326700401\h217.1.3推出复位机构的设计 PAGEREFToc326700402\h217.2导向机构的设计 PAGEREFToc326700403\h227.3侧抽芯机构的设计 PAGEREFToc326700404\h227.3.1抽芯机构设计的原则[18] PAGEREFToc326700405\h227.3.2抽芯距的确定和抽芯力的计算 PAGEREFToc326700406\h228拉料杆的设计 PAGEREFToc326700407\h248.1拉料杆的作用 PAGEREFToc326700408\h248.1.1拉料杆的形式[6] PAGEREFToc326700409\h249加热与冷却系统的设计 PAGEREFToc326700410\h259.1对温度调节系统的要求 PAGEREFToc326700411\h259.2温度调节对塑件质量的影响 PAGEREFToc326700412\h259.3冷却系统的设计 PAGEREFToc326700413\h259.3.1冷却系统的设计要求[11] PAGEREFToc326700414\h2610成型零件和模架的设计 PAGEREFToc326700415\h2710.1成型零件的设计 PAGEREFToc326700416\h2710.1.1定模仁的设计 PAGEREFToc326700417\h2710.1.2动模仁的设计 PAGEREFToc326700418\h2710.2模架的确定 PAGEREFToc326700419\h2810.2.1模具结构及其工作过程 PAGEREFToc326700420\h2810.2.2型腔壁厚和底板厚度的确定 PAGEREFToc326700421\h2810.2.3模架的选用 PAGEREFToc326700422\h2911主要尺寸计算 PAGEREFToc326700423\h3011.1成型零件工作尺寸计算 PAGEREFToc326700424\h3011.1.1定模工作尺寸的计算 PAGEREFToc326700425\h3011.1.2动模工作尺寸的计算 PAGEREFToc326700426\h3111.1.3中心距尺寸的计算 PAGEREFToc326700427\h3211.2成型型腔尺寸计算 PAGEREFToc326700428\h3211.3型芯垫板计算 PAGEREFToc326700429\h33H=L·（11.9） PAGEREFToc326700430\h3312模具材料 PAGEREFToc326700431\h3412.1塑料模具用钢的必要条件 PAGEREFToc326700432\h3412.2选择钢材的条件 PAGEREFToc326700433\h3412.3模具选材 PAGEREFToc326700434\h3412.4模具的淬火硬度 PAGEREFToc326700435\h3412.5模具的表面粗糙度 PAGEREFToc326700436\h3512.6注塑模具强度分析计算 PAGEREFToc326700437\h3513模具经济环保分析 PAGEREFToc326700438\h3713.1模具的经济分析 PAGEREFToc326700439\h3713.2模具的环保分析 PAGEREFToc326700440\h3814结论 PAGEREFToc326700441\h40机面板的塑料注射模具的设计摘要本设计主要是针对机面板零件设计一套注塑模具。基于对塑件特征、成型工艺等多方面的考虑，决定采用一模一腔单分型面的注塑模具，然后根据单次注射量和计算出来的型腔压力等参数选择注塑机，并对注塑机的各个参数进行校核。进而确定了模具的整体结构，并对模具的浇注系统、成型零件、侧向抽芯机构、推出和复位机构等作了认真地设计和计算。最终设计出的注塑模能够满足机面板成型的要求。关键词：注塑模具；机面板；侧抽芯机构；成型零件；推出和复位机构PAGE3PlasticMoldDesignOfTheFaxMachinePanelAbstractThethesisdiscussedtheplasticmolddesignofthefaxmachinepanel,whichisbasedonplasticmoldfeature,moldingandsomeothersconsideration,soidecidetouseamodelofacavity,andbasedonthemonutoftheinjectionandacrossthecalculationtochoosethepressofthecavityoftheInjectionmoldingmachine,andadjusttheparametersoftheInjectionmoldingmachine.inthiswaywecouldaffirmationthewholestructureofthemold,andmakeaearnestdesignandcalculateoftheperfusesystem,shaping,sidecorepu.lling,pushandpullstructure,atthelast,thedecidecouldconsideredtherequirementsofthefaxmachinepanel.KeyWords:injectionmold;faxmachinepanel;sidecore-pullingmechanism;moldedparts;releaseandresetinstitutions1绪论1绪论1.1选题的背景和意义在现代生产中的工业产品需要使用模具加工，模具工业已成为工业发展的基础，许多新产品的开发和生产在很大程度上依赖模具生产，特别是汽车、轻工、电子、行空等行业尤为突出。而作为制造业基础的机械行业，据国际生产技术协会预测，21世纪机械制造行业的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都依靠模具完成。因此，模具工业已成为国民经济的重要工业。模具工业发展的关键是模具的技术，模具技术又涉及到多学科的交叉。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。世界上许多国家特别是一些工业发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，积极采用先进制造技术和设备，提高模具制造水平，已取得了显著的经济效益。美国是世界上超级经济大国，也是世界模具工业的领先国家，早在20世纪80年代么，美国模具行业有一万两千多个企业，从业人员有十七万多人，模具总产值达64.47亿美元。日本模具工业从1957年开始发展起来的，当年模具总产值仅有106日元，到2023年总产值已超过4.88万亿日元，在短短的40余年内增加了460倍，这也是日本经济能迅速发展并在国际市场上占有一定优势的重要原因之一[1]。纵观世界经济的发展，模具工业在经济繁荣和经济萧条时代都不可或缺。经济发展较快时，产品畅销，自然要求模具能跟上；而经济发展滞缓期，产品不畅销，企业必然想法设法开发新产品，这同样会给模具带来强劲需求。因此，国内外行家都称现代模具工业是不衰的工业。本选题为机面板的塑料模具设计，它所用的材料为ABS，其特点：ABS是一种具有良好综合性能的工程塑料，它具有非常好的抗冲击强度；易加工性；低蠕变性和优质的尺寸稳定性；提高模温度可提高塑料光洁度；具有耐火性、吸湿性、中黏度特性，流动性好，这些性能满足机面罩多次使用，和高强度的要求。本选题使用的绘图软件为AutoCAD2023和UG6.0。通过UG6.0软件绘制机面板的实体图，并辅助相应的模具设计。通过机面罩外壳塑料件的模具设计，掌握塑料制品的实体设计及成型工艺的制定；塑料模具结构改进设计的能力；熟悉使用模具设计常用制图软件以及同实际设计的结合。1.2塑料模具的功能西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品[2]。1.3我国塑料模具的发展我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术，已有相当规模的开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化；CAD、CAE、Imolde软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。1.4塑料模具发展趋势有业内专家认为，随着我国塑料模具行业日趋大型化，精度也将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5μｍ，现在已达2－3μｍ。不久，1μｍ精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些塑料模具的加工精度公差就要求在1μｍ以下，这就要求发展超精度加工。专家认为，我国的塑料模具行业要进一步发展多功能复合模具，一套多功能模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务。多色和多材质塑料成形模具也将有较快发展。这种塑料模具缩短了产品的生产周期，今后将在不同领域得到发展和应用。经过近几年的发展，在塑料模具发展开发、结构的调整以及企业管理等方面中国塑料模具工业已显示出以下新的发展趋势。

在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，越来越多的用户将交货周期放在首位。大力增强主动开发能力。模具企业不能等有了合同，才根据用户要求进行塑胶模具设计。目前，青岛海尔模具公司等企业的“你给我一个概念，我还你一个产品”的一站式服务模式以及太仓求精模塑公司等企业主动开发的办法已被越来越多的企业所接受。随着模具企业的设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺而转变为主要依靠技术。这一趋势不但使得模具的标准化程度不断提高，而且使得模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了整个模具工业水平的提高，同时也要加强塑胶模具工业生产发展。模具企业及其模具生产正在向信息化方向迅速发展。在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是CAD/CAM的应用已远远不够。目前许多企业已经采用了CAE、PDM、CAPP、RE、CIMS、ERP等技术及其他许多先进制造技术和虚拟网络技术。

总之，中国塑料模具具有光辉灿烂的前景。只有那些能够把握机遇、开拓市场、不断发现新的增长点的塑胶模具企业和能够生产高技术含量模具的企业，才能在竞争激烈的市场中占有一席之地[3]。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）2零件分析PAGE42零件分析2.1零件的工艺分析名称：机面板。精度：零件的精度等级为4级，表面粗糙度为Ra0.4。零件尺寸：零件的尺寸、偏差见零件图。材料：根据零件的功能材料选为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）。成型方法：根据塑件的材料，成型条件，再结合塑料制件的形状，选用注射成型法。塑件产品图见图2.1和图2.2。图2.1零件CAD图图2.2零件3维图2.2零件的材料及材料的特性2.2.1零件的材料此零件的材料选为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）。2.2.2苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的成型工艺特性与性能ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶材西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）PAGE5料。三个单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。吸湿性强，成型前需充分干燥，要求含水量不小于0.3%，对于表面光泽要求叫高的制品，需要长时间预热干燥；流动性一般，溢料间隙约0.4mm（流动性比PS和AS差，但比PC、RPVC好）；成型难度较聚苯乙烯大，宜采用较高的料温和模温（对耐热，高抗冲击型和中抗击型品种，应在允许范围内，将其料温去取最大值），料温对制品物性影响较大，若料温过高，很容易使熔体分解（分解温度约250°C）。若制品精度要求过高，模温宜取50°C～60°C，若制品表面要求具有光泽或对于耐热型品种，模温宜取600°C～80°C；注射压力应比成型聚苯乙烯时高，采用柱塞式注射机时，料温可取180°C～330°C、注射压力可取100Mpa～140Mpa，采用螺杆式注射机时，料温可取160°C～220°C，注射压力可取70Mpa～100Mpa。设计模具时需注意：浇注系统的流动阻力应可能小，浇口形式及其位置应合理并能防止产生熔接痕，另外脱模斜度宜取2°以上，顶出力不宜过大，否则，成型时或成型后对制品进行机械加工时，制品表面容易“发白”变浑，对于有发白现象的制品，需要在热水中加热，以消除发白现象[4]。2.2.3苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的注射成型工艺参数表2.1ABS塑料主要性能指标名称单位数值密度(g/cm3)1.04~1.06熔点℃130~160热变形温度45N/cm65~98弯曲强度Mpa80拉伸强度MPa35~49拉伸弹性模量GPa1.8硬度HRR62~86收缩率%0.4~0.8缺口冲击强度kJ/m211~20弯曲弹性模量Gpa1.4压缩强度HRR62~86体积电阻系数Ωcm1013击穿电压Kv.mm-115介电常数60Hz3.72.2.4塑件收缩率与模具尺寸的关系注塑件脱模后的尺寸要比模具零件的相应尺寸小。这是由于注塑成型过程中熔融塑料产生收缩造成的。成型塑件的收缩率是一个与多种因素有关的量。通常，塑料的收缩率是有生产厂家按照某一实验标准给定的成型工艺，经过实验后给出一个取值范围。实际过程中的成型工艺不可能完全与实验条件相同，因此，对具体的塑件，要根据其成型工艺选择收缩率范围内适当的值，一般是取塑件收缩率的平均值。在选择塑件收缩率值时要注意，厚壁塑件（壁厚在3mm以上）按给定收缩率范围的上限取值，而薄壁塑件（壁厚在1mm以下）按给定收缩绿范围的下限取值。成型收缩率与模具和塑件尺寸有下述关系式(2.1)式中，k为成型收缩率；为模具尺寸（mm）；为塑件尺寸（mm）。前人已经为我们总结了常用的塑料常用收缩率，对于生产性的塑件，实际已经证明，这些数据已经能够应付实际的生产要求了。即使对于精密塑件也给予了其它方面的补偿。故而，对于实际的生产只要按照经验数据就可以满足生产要求了。表2.2给出常见塑料的收缩率，以备查询：表2.2常用塑料的收缩率塑料名称聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚碳酸脂尼龙ABS聚甲醛缩写PEPPPVCPSPSN6ABSPOM计算收缩率1.5-3.61.0-2.50.6-1.50.6-0.80.5-0.80.8-2.50.4-0.81.2-3.03塑件制品的成型工艺分析PAGE293塑件制品的成型工艺分析3.1估算零件体积及质量由UG软件测量得：零件的质量为m=64.35g零件的体积为v=59.28cm³3.2注射性能分析3.2.1注射成型工艺的可行性分析本塑件形状复杂，壁厚较为均匀，尺寸精度要求较高，表面质量和尺寸稳定性的要求一般，因此对模具和设备的要求也较高。而注射成型方法有如下几个优点：a.形状：几乎没有复杂性限制，容许模具内有不同塑料的成型型腔；b.质量：塑件可小到不足1克，大到几十千克，没有限制；c.材料：在一定温度范围内具有适宜流动性的热塑性塑料；d.精度：可注射高精度的塑件，有较好表面质量和尺寸稳定性；e.生产率：中等，循环时间主要由塑件壁厚决定，最短可在十几秒内，可增加每模的型腔数来提高生产率。由以上塑件的特点和注射成型工艺的优点，分析可知：该塑件适合于采用注射成型方法。初定制品成型工艺参数如表3.1所示。表3.1制品成型工艺参数初步确定特性 内容 特性 内容注塑机类型螺杆式螺杆转速（r/min）48喷嘴形式直通式模具温度50喷嘴温度(℃)180~190后段温度(℃)150~210中段温度(℃)170~230前段温度(℃)190~250注射压力MPa90保压力MPa60注射时间s1.5保压时间s5冷却时间s20其他时间s3成型周期s30成型收缩(%)0.6干燥温度(℃)60~80干燥时间(℃)1~3西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）3.2.2尺寸精度按SJ1372—1978标准，塑料件尺寸精度分为8级。本塑件所用材料为ABS塑料,由此查塑料模具设计手册可知，本塑件宜选用5级精度。零件具体尺寸及其公差值可详见零件图。塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相关，尤以小型精密塑件为甚。从模具制造精度对塑件精度的影响可知，模具制造允许误差和塑件尺寸公差之间具有对应的关系，由塑件零件图可得，模具精度等级为IT7。3.2.3表面粗糙度由塑件的用途可知本塑件的外表面粗糙度要求不高，内表面应与手接触表面要求稍高与外表面，所以本设计表面粗糙度，从简化加工工艺和节约加工成本的角度考虑，其表面选用的表面粗糙度为Ra0.4mm。一般情况下，模具粗糙度低于塑件1～2个等级，故取型腔表面粗糙度为Ra0.2um，而型芯表面粗糙度为Ra0.4um。3.2.4脱模斜度该塑件采用的塑料是ABS，而ABS的成型收缩率较小（0.4%~0.8%），但是本塑件形状较薄，且分型面塑件本身具有斜度，因此的脱模斜度不应过大。再由零件设计图纸要求可知斜度可以为3度。3.2.5圆角从塑件可知，该塑件内外表面的转折处加强筋的根部等处都设计了圆角。其采用圆角不仅降低了应力集中系数，提高了抗冲击、抗疲劳能力，而且改善了塑料熔体的流动充模性能，减少了流动阻力。降低了局部的残余应力，防止开裂和翘曲，也使塑料件外形流畅美观。而且成型模具型腔也有了对应的圆角，提高了成型零件的强度。3.2.6壁厚壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，延长生产周期”冷却时间，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引致产生空穴”气孔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。热塑性塑料的壁厚应该控制在1mm—4mm之间。太厚，以产生气泡和缺陷，同时也不易冷却。该塑件最大壁厚为3.0mm，最小壁厚为1mm，壁厚均匀，在1mm—4mm的推荐值之间。易于成型。3.3分型面的选择分型面是指分开模具能取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。合理地选择分型面对于塑件质量、模具制造、与使用性能都有着很大的影响，模具设计时应根据塑件的结构、尺寸精度、浇注系统形式、脱模方法、嵌件位置、排气条件及制造工艺等多种因素，全面考虑，合理选择，是使塑件能完好的成形的先决条件。分型面的方向尽量采用与注射机开模垂直的方向，特殊情况下采用与注射机开模方向平行的方向。选择分型面的位置是应当注意[5]：a.塑件在型腔中的方位确定后，分型面必须设在塑件断面轮廓最大的地方，才能保证塑件顺利从模腔中脱出。b.不要设在塑件要求光亮平滑的表面或带圆弧的转角处，以免意料飞边、拼合痕迹影响塑件外观。c.开模时，尽量使塑件留在动模一边，一般在动模边设脱模机构较为方便。d.尽力保证塑件尺寸的精度要求。e.应有利于侧面分型和抽芯。f.尽量使分型面位于料流末端，以利于排气。e.尽量使模具加工方便。综上所述，塑件的分型面选定在零件最宽口处的端面。如图3.1所示图3.1零件分型面3.4拟定模具的结构形式3.4.1型腔数量的确定该塑件精度要求不高，又是大批量生产，不过由于零件比较大而且具有两面抽芯机构，因此，考虑到模具制造费用和设备运转费用以及塑件的外形结构复杂性，初步定为一模一腔的模具形式。3.4.2型腔排列形式的确定塑件呈均匀对称图形，所以采用图3.2，3.3的形式。图3.2行腔俯视图图3.3行腔正二等视图4注射机的选择4注射机的选择4.1注射机的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。a.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最大注射量,反映了注塑机的加工能力。b.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。c.注射速率:为了使熔料及时充满型腔,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。常用的注射速率如表4.1所示。表4.1注射量与注射时间的关系名称数值注射量/CM125250500100020234000600010000注射速率/CM/s125200333570890133016002023注射时间/S11.251.51.752.2533.755d.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。e.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。f.合模装置的基本尺寸: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。g.开合模速度:为使模具闭合时平稳,以及开模,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。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）h.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[6]。4.1.1注射量的计算西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）流道凝料V=0.5V塑 (流道凝料的体积(质量)是个未知数,根据手册取0.5V(0.5M)来估算,塑件越大则比例可以取的越小)；实际注射量为:V=59.28×1.5=88.92cm；实际注射质量为M=1.5M=64.35×1.5=96.525g；根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则,即0.8V≧V(4.1)V=V/0.8=88.92÷0.8=111.15cm4.1.2锁模力的计算T≧F·q/1000 (4.2)=117×300/1000=53.1tT为注射机的锁模力（t）； F为塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和,由UG软件估算测得；q为型腔压力，取q=300kg/cm2(由材料决定查表得)；结合上面两项的计算，初步确定注塑机为表4.2所示，查国产注射机主要技术参数表取SZ-160/1000主要技术参数如下。表4.2国产注射机SZ-160/1000技术参数表特性内容特性内容结构类型卧拉杆内间距(mm)360×260理论注射容积（cm）160移模行程(mm)280螺杆(柱塞)直径(mm)40最大模具厚度(mm)360注射压(MP)132最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)110锁模形式(mm)液压塑化能力(g/s)10.5模具定位孔直径(mm)120螺杆转速(r/min)10~150喷嘴球半径(mm)14锁模力(t)100喷嘴口直径(mm)34.2注射机的校核4.2.1最大注射量的校核为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量（包括流道凝料质量）应在公称注塑量的35%~75%范围内，最大可达80%，最小不小于10%。为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在50%~80%。V=111.15cm；V＝160cm；111.15/160×100%=69.69%满足要求。4.2.2锁模力的校核在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模力：T＞K·F·q/1000（4.3）＞1.2×177×300/1000＞63.72t满足要求。T注塑机额定锁模力：100t；K为安全系数，通常取1.1~1.2，取K=1.2。4.2.3注射压力的校核≧（4.4）—注塑机的最大注射压力，Mpa；—成型塑件所需的注射压力，Mpa；一般ABS取100～120Mpa，XS-ZY-125注射机的最大注射压力=132Mpa。可见该注射机满足要求。4.2.3塑化能力的校核由最初定的成型周期为30秒计算，实际要求的塑化能力为：每次实际注射量/成型周期=111.15/30=3.7（g/s），小于注塑机的塑化能力10.5（g/s），说明注射机能完全满足塑化要求。4.2.4喷嘴尺寸的校核在实际生产过程中，模具的主流道衬套始端的球面半径取比注射机喷嘴球面半径大1~2mm，主流道小端直径取比注射机喷嘴直径大0.5~1mm，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模，所以，注射机喷嘴尺寸是标准，模具的制造以它为准则。4.2.5定位圈尺寸的校核注塑机固定模板台面的中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注塑模端面凸台径向尺寸须与定位孔成间隙配合，便于模具安装，并使主流道的中心线与喷嘴的中心线相重合。模具端面凸台高度应小于定位孔深度。4.2.6模具外形尺寸和安装尺寸的校核注塑模外形尺寸应小于注塑机工作台面的有效尺寸。模具长宽方向的尺寸要与注塑机拉杆间距相适应，模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装在注塑机的工作台面上。注塑机的动模板，定模板台面上有许多不同间距的螺钉孔或“T”形槽，用于安装固定模具。模具固定安装方法有两种：螺钉固定，压板固定。采用螺钉直接固定时（大型模具常用这种方法），模具动，定模板上的螺孔及其间距，必须与注塑机模板台面上对应的螺孔一致；采用压板固定时（中，小模具多用这种方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有较大的灵活性[7]。该模具外形尺寸为350×500属中，小型模具，所以采用压板固定法（一般认为当尺寸在500×500内为中，小模具）。4.2.7模具厚度的校核模具厚度必须满足下式：HHH（4.5）170351360满足要求。H——所设计的模具厚度351mm；H——注塑机所允许的最小模具厚度170mm；H——注塑机所允许的最大模具厚度360mm；4.2.8开模行程的校核所选注塑机为全液压式锁模机构，最大开模行程受模具厚度影响。此时最大开模行程S等于注塑机移动、固定模板台面之间的最大距离减去模具厚度。S≧H+H+（5~10）mm（4.6）280≧36+132+10280≧178满足要求。S——注塑机移模行程280mm； H——推出距离36mm；H——流道凝料与塑件高度132mm。5浇注系统的设计5浇注系统的设计5.1浇注系统注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度，所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一[8]。5.2主流道的设计5.2.1主流道的作用主流道（也叫进料口），它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难。主流道部分在成型过程中，其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢T8A、T10A等，热处理要求淬火53～57HRC。在一般情况下，主流道不直接开设在定模板上，而是制造成单独的浇口套，镶定在模板上。小型注射模具，批量生产不大，或者主流道方向与锁模方向垂直的模具，一般不用浇口套，而直接开设在定模板上[9]。5.2.2主流道的设计要点a.浇口套内孔为圆锥形(2--6°)，光洁度在Ra=1.6—0.8um．锥度须适当，太大造成压力减少，产生气流，易混进空气产生气孔，锥度过小会使流速增大，造成注射困难。b.浇口套口径应比机台喷嘴孔径大1—2mm，以免积存残料，造成压力下降，西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）浇道易断。c.一般在浇口套大端设置倒圆角(R=1—3mm)，以利於料流。d.主流道与机台喷嘴接触处，设计成半球形凹坑，深度常取3—5mm．特别注意浇口套半径比注嘴半径大1—2mm，一般取R=19—22mm之间，以防溢胶。e.主流道尽量短，以减少冷料回收料，减少压力和热量损失。f.主流道尽量避免拼块结构，以防塑胶进入接缝，造成脱模困难。g.为避免主流道与高温塑胶和射嘴反复接触和碰撞造成损坏，一般浇口套选用优质钢材加工，并热处理。h.其形式有多种，可视不同模具结构来选择，一般会将其固定在模板上，以防生产中浇口套转动或被带出[10]。5.2.3主流道的尺寸主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+2～3d=3+2～3取d=5mm。主流道的球半径SR=10+1～2取SR=12mm。球面配合高度为3～5取3mm。如图5.1。图5.1浇口套5.3分流道的设计5.3.1分浇道要求分流道是主流道与浇口之间的通道多型腔膜布局一定要设置分流道，大型塑件由于使用多浇口进料也许设置分流道。由于本塑件较大我选择了两个侧浇口进料。分流道的截面形状常用的分流道截面形状有圆形、梯形、六角形和U字型等。为减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大；从热传导角度考虑，为减少热损失，要求流道的比表面及（截面积与外周之比）最小。因此，用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率。各种截面的效率为：圆形0.25D，正方形0.25D，六角形0.217D，U字型0.153D，梯形0.195D，D为截面大端宽度。当分型面为平面时，可采用圆形或六角形截面的分流道；当截面不是平面时，常采用梯形或半圆形截面的流道。塑料熔体在流道中流动时，表层冷凝冻结，其绝缘作用，熔体仅在流道中心部分流动，一次分流道的理想状态是其中心与浇口中心一致，圆形截面流道可实现这一点，而梯形截面流道就难以实现。本次设计中选择半圆形[11]。分流道的截面尺寸分流道的截面尺寸应根据塑件的成型体积、壁厚、形状，所用塑料的工艺性能，注塑速率以及分流道的长度等因素来确定。对于壁厚小于4mm，重量在200g以下的塑件，可用下述经验公式确定分流道的直径（此时算出的分流道直径仅限于3.2～9.5mm）。5.3.2分浇道尺寸根据要求设计的分流道形状和尺寸如图5.2。图5.2流到示意图5.4冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约10～25mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的穴称为冷料穴[12]。冷料穴设计一般为底部由一根摧杆组成，摧杆装于摧杆固定板上，与摧杆脱模机构连用。冷料井的孔设计成倒锥形，便于将主流道凝料拉出。当其被摧出时，塑件和流料凝道能自动坠落，易于实现自动化操作[13]。冷料穴的设计如下图5.3所示：1—定位圈2—冷料穴3—推杆4—动模板图5.3冷料穴5.5浇口的设计5.5.1浇口的作用浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。浇口是注塑模浇注系统的最后部分，也是浇注系统中截面最小的部分，主要作用如下：a.由于浇口处截面最小，因此流速也最快，可使熔料以最快的速度进入并充满型腔。b.当型腔被熔料充满后，随着温度的下降，浇口处熔料能迅速冷却固化，将型腔封闭，可防止型腔内未冷却的熔料回流出来。c.由于浇口截面狭窄，所以浇口处塑料强度很低，很易断裂，便于制品脱模。d.浇口的长度和截面尺寸可以在试模时适当调整，由此来调整浇口处熔料的凝固时间，以及熔料充模时的流动性能[14]。5.5.2浇口的尺寸选择浇口尺寸的具体选择一般根据经验确定，先取小值，然后在试模过程中逐步修正。一般要求是：浇口截面积与分流道截面积之比约为0.03~0.09，截面常为圆形或矩形。a.浇口截面高度h可取制品最小壁厚的1/3~2/3，或0.5~2mm。b.在流速和壁厚均为正常的情况下，浇口截面宽度b通常比分流道窄一对小型制品，其宽度约为高度的3〜10倍；对大型制品或特殊扇形浇口，其度可大于高度的10倍。c.浇口长度L应尽量短，这样对减小熔料的流动阻力和增大流速均有利，一般浇口长度可取0.7〜2mm。d.浇口与型腔连接处应做成R0.5的圆角或45°的倒角，可防止制品与浇口凝料分离时损伤制品。e.为有利于熔料的流动，浇口与分流道的连接处应平缓过渡，可用小圆弧光滑连接[15]。5.5.3浇口位置的选择a.将浇口放置于产品最厚处，从最厚处进浇可提供较佳的充填及保压效果。如果保压不足，较薄的区域会比较厚的区域更快凝固避免将浇口放在厚度突然变化处，以避免迟滞现象或是短射的发生.b.可能的话，从产品中央进浇将浇口放置于产品中央可提供等长的流长流长的大小会影响所需的射出压力中央进浇使得各个方向的保压压力均匀，可避免不均匀的体积收缩浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：(1)尽量缩短流动距离。(2)浇口应开设在塑件壁厚最大处。(3)必须尽量减少熔接痕。(4)应有利于型腔中气体排出。(5)考虑分子定向影响。(6)避免产生喷射和蠕动。(7)浇口处避免弯曲和受冲击载荷。(8)注意对外观质量的影响。6排气系统的设计6排气系统的设计排气系统对确保制品成型质量起着重要的作用，排气方式一般有利用排气槽，利用型芯、镶件、推杆等的配合间隙，利用分型面上的间隙。a.排气槽的主要作用：(1)是在模具注胶时，排除模腔内的空气。(2)是排除胶料在加热过程中产生的各种气体。b.排气槽即为使模具型腔内的气体排出模具外面在模具上开设的气流通槽或孔，排气槽若设计不合理，将回产生如下弊病：(1)增加熔体充模流动的阻力，使型腔无法被充满，导致制品棱边不清晰。(2)在制品上呈现明显的流动痕和熔接痕，使制品的力学性能降低。(3)滞留气体使制品产生银纹，气孔，剥层等表面质量缺陷。(4)型腔内气体受到压缩后产生瞬时的局部高温，使熔体分解变色，甚至炭化烧焦。(5)由于排气不良，降低了熔体的充模速度，延长了注射成形周期。[16]本次设计的任务量和模具工艺的成本考虑，利用分型面上的间隙就能够满足排气的需求，所以就不用再设计排气槽了。7顶出方式和抽芯机构的设计7顶出方式和抽芯机构的设计7.1推杆脱模机构的设计7.1.1推杆脱模机构的设计的基本原则a.推杆的直径不宜过细，应有足够的刚度和强度，能承受一定的推力。一般推杆直径为2.5～15mm。对于直径为2.5mm以下的推杆最好做成台阶形状。b.推杆应设在塑料制品最厚及收缩率大的凸模或者镶件附近，但不要离凸模和镶件装配固定孔过近，以免影响固定板的强度。c.推杆分布要合理，是推出塑料制品时受力均匀，以保证塑料制品不变形；d.塑料制品靠近主流道处的内应力大，易碎裂，因此在主流道处尽量不设推杆。e.为避免推杆与侧抽芯机构发生冲突，推杆要避开侧抽芯处，如果必须设计推杆时应先考虑复位结构。f.推杆与推杆孔的配合间隙不能大于所用塑料的溢边值。溢边值一般为0.02～0.08mm。g.推杆截面形状，应根据塑料制品的几何形状而定。h.推杆和推杆孔的配合应灵活可靠，不发生卡住现象。当推杆直径小于4mm时，配合部分长度应大于6mm；推杆直径大于4mm时，配合部分长度应大于推杆直径的1.5倍。7.1.2脱模机构的确定本模具采用的为一次顶出脱模机构，它包括常见的推杆、推管、推板、推块或活动镶块等脱模机构。该机构是最常用的顶出方式。即塑件在顶出机构的作用下，通过一次动作即可顶出。基于以上原则，该模具的脱模零部件设在动模上，选择推杆顶出形式。推杆的固定形式有多种，但常用的是推杆固定在固定板中的形式，此外还有螺钉紧固等形式[17]。7.1.3推出复位机构的设计脱模机构完成塑件的顶出后，为进行下一个循环必须回复到初始位置，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。本设计采用弹簧复位机构，弹簧复位机构是一种最简单的复位方式。推出时弹簧被压缩，而合模时弹簧的回力就将推出机构复位。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）7.2导向机构的设计导柱除了为模具定模部分与动模部分导向外，同时还具有保护模具的作用。导柱结构有A型和B型两种形式。导柱上一般开有润滑油槽，以提高导柱的滑动性能。从互换性的角度考虑，B型导柱比A型导柱结构更合理。这是因为导柱在受到侧向力作用产生变形后，B型导柱从模具孔中退出时不会损坏导柱孔；而A型导柱退出时则会损坏导柱孔，更换导柱时，先得对模板上的孔进行扩孔。综合以上优缺点，考虑到模具的经济性问题，故在本次设计时采用B型导柱。导柱的材料一般为T8或20号钢渗碳，硬度大于HRC55，表面粗糙度值低于Ra0.8。7.3侧抽芯机构的设计7.3.1抽芯机构设计的原则[18]侧抽芯机构的设计为斜导柱抽芯，固定部分的配合为H7／K6，斜导柱与滑块孔之间保持1mm的间隙，（一般设计为0.5～1mm之间）。斜导柱抽芯机构设计原则：a.活动型芯一般比较小，应牢固装在滑块上，防止在抽芯时松动滑脱。型芯与滑块连接部位要有一定的强度和刚度。b.滑块在导滑槽中滑动要平稳，不要发生卡住、跳动等现象。c.滑块限位装置要可靠，保证开模后滑块停止在一定位置上而不任意滑动；d.锁模块要能承受注射时的侧向压力，应选用可靠的连接方式与模板连接。锁模块和模板可做成一体。锁紧块的斜角θ1应大于斜导柱的倾斜角θ，一般取θ1-θ>2°～3°，否则斜导柱无法带动滑块运动。e.滑块完成抽芯运动后，仍停留在导滑槽内，留在导滑槽内的长度不应小于滑块全长的2/3，否则，滑块在开始复位时容易倾斜而损坏模具。f.防止滑块和推出机构复位时的相互干涉，尽量不使推杆和活动型芯水平投影重合。g.滑块设在定模的情况下，为保证塑料制品留在定模上，开模前必须先抽出侧向型芯，最好采取定向定距拉紧装置。7.3.2抽芯距的确定和抽芯力的计算侧向型芯或侧向成型模腔[19]从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离称为抽芯距。此模中抽芯距为10mm。抽芯力的计算同脱模力计算相同。对于侧向凸起较少的塑件的抽芯力往往是比较小的，仅仅是克服塑件与侧型腔的粘附力和侧型滑块移动时的摩擦阻力。对于侧型芯的抽芯力，往往采用如下公式进行估算：Fc=chp(μcos−sin)（7.1）式中：Fc－抽芯力（N）；c－侧型芯成型部分的截面平均周长（m）；h－侧型芯成型部分的高度（m）；p－塑件对侧型芯的收缩应力（包紧力），其值与塑件的几何形状及塑件的品种、成型工艺有关，一般情况下模内冷却的塑件，p＝（0.8～1.2）×Pa，模外冷却的塑件，p＝（2.4～3.9）×Pa；μ－塑料在热状态时对钢的摩擦系数，一般μ＝0.15－0.20；－侧型芯的脱模斜度或倾斜角（），为22；在此模具中c×h为面积，c×h≈10.048×(㎡)，p取1×Pa，μ取0.2；所以：Fc=10.048××1××（0.2cos22-sin22）=2023（N）。8拉料杆的设计8拉料杆的设计8.1拉料杆的作用拉料杆的作用是在开模时将粘附在模具浇道里的塑料拉出，是浇注系统凝料和塑件一起都留在动模上。8.1.1拉料杆的形式[6]a.Z形拉料杆：这是最常用的一种形式，拉料杆前端的Z行凹将主流道凝料紧紧拉住，开模时随塑件一起留在动模上。Z形拉料杆一般要同顶杆或顶管脱模机构配合使用，二者同步运动，在顶杆或顶管顶出塑件的同时，拉料杆也将浇注系统顶出膜外。这种拉料杆的优点是能可靠地拉下浇道凝料。因为在取下塑件时，要顺着拉钩方向左侧向移动，因此，当塑件被顶出后无法作侧向移动时，不要使用Z形拉料杆。b.球头拉料杆：球头拉料杆的结构形式。熔融塑料进入冷料穴后，紧包在拉料杆的球头上，开模时将主浇道凝料从主浇道衬套中拉出，球头拉料杆的底部固定在动模一边的型芯固定板上，不随顶出机构移动。当推件板推动塑件时，就将于主浇道凝料从球形头拉杆上强制脱出。所以这种拉料杆只适用于塑件以推件板为起模机构的模具中。c.锥形拉料杆：锥形拉料杆结构，这种锥形拉料杆没有储存冷料的作用，它依靠塑料收缩时的包紧力将主浇道拉出，为了增加锥面摩擦力可采用小锥度或增加锥面的表面粗糙度来实现，锥形拉料杆的尖端还起分流作用，常用于成形带有中心孔塑件的型腔模具。d.倒锥形或圆环形拉料杆：拉料杆带有倒锥孔或环形槽，成型后将浇道凝料强制顶出。这种形式要有足够大的凝料穴，在成型韧性好的塑料时，使用较为广泛。其最大特点就是当Z形拉料杆不能适用的场合使用倒锥形或圆环形拉料杆则更为适宜。综合浇口套和凝料穴的设计综合考虑最终选定为Z形拉料杆尺寸长186mm直径6mm。9加热与冷却系统的设计9加热与冷却系统的设计在注塑成型过程中，模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具的温度要求也不同。流动性差的塑料如PC，POM等，要求模具温度高，温度过低会影响塑料的流动，增大流动剪切力，使塑件内应力增大，出现冷流痕，银丝，注不满等缺陷。普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度，为了缩短成型周期，还可以把常温的水降低温度后再通入模内，可以提高成型效率。对于高熔点，流动性差的塑料，流动距离长的制件，为了防止填充不足，有时也在水管中通入温水把模具加热。根据塑料的要求，注射到模具内的塑料温度为200℃左右，而从模具中取出塑件的温度约为60℃，温度降低是由于模具通入冷却水，将温度带走了，普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度。因该塑件使用的塑料是ABS，要求模温高，若模具温度过低则会影响塑料的流动性，增加剪切阻力，使塑件的内应力较大，甚至还出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。因此在注射开始时，为防止填充不足，充入温水或者模具加热。总之，要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。[7]9.1对温度调节系统的要求a.根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式。b.希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量。c.采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好。d.温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉。9.2温度调节对塑件质量的影响a.采用较低的模温可以减小塑料制件的成型收缩率。b.模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减少塑件的变形。c.对塑件表面粗糙度影响最大的除型腔表面加工质量外就是模具温度，提高模温能大大改善塑件的表面状态。温度对塑件质量的影响有相互矛盾的地方，设计时要根据材料特性和使用要求偏重于主要要求。9.3冷却系统的设计西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）9.3.1冷却系统的设计要求[11]a.尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡。b.冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好。c.尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距B大约为2.5~3.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.8~1.5B。最小不要小于10。d.浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳。e.应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过5℃。f.冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。g.合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。根据以上要求管道设计如图9.1。其中管道直径d=10mm进水口直径D=14mm。图9.1冷却水道10成型零件和模架的选择10成型零件和模架的设计10.1成型零件的设计10.1.1定模仁的设计凹模用于成型塑件的外表面，又称为阴模、型腔。按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式5种。总体上说，整体是强度、刚度好，但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易于在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂[10]。最终设计结构如图10.1。设计定模仁的宽150mm，前段厚35mm，后段厚66mm，长310mm。图10.1定模仁10.1.2动模仁的设计动模仁用于成型塑件的内表面，又称型芯、阳模。凸模按结构分为整体式和镶拼组合式两类。由于动模仁的加工相对定模仁容易，所以大多数的动模仁是整体式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一体，大、中型模具采用镶拼组合式。动模仁受的压力较大，据经验厚度需设计厚点，另外还要考虑到固定后模仁的螺丝孔的位置、运水（冷却水道）的布置、两个分流道孔[10]。最终设计结构如图10.2。设计动模仁的宽150mm，长310mm，前段厚66mm，后段厚97mm。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）图10.2定模仁10.2模架的确定1