【心形台灯的产品的注塑模具设计探究（论文）12000字】

心形台灯的产品的注塑模具设计研究随着制造业的不断发展，注塑模具在制造业中的地位也呈现越来越突出的地位，在机械、电器、汽车、飞机、日用品等行业中，都存在大量的通过注塑模具加工生产的产品。随着行业的不断进步，注塑模具的加工方式和技术水平也是不断提高和创新的，本文采用行业中常用的注塑模具设计和加工手段，对模具进行分析和设计。在本次的论文中，是对心形台灯的产品进行注塑模具设计，通过UG三维软件对产品的零件图进行绘制。在完成零件图的绘制之后，根据产品的结构和加工要求，确定注塑模具设计中采用的是一模两腔的形式，在此基础上，通过对产品的外形和加工的便利性以及顶出过程中受力的情况进行分析，确定模具的分型面。在上述流程完成后，对模具的浇筑系统进行设计，完成模具的主流道、分流道、浇口的设计过程，确定相关参数，然后对模具的成型系统进行设计，包括模具的型芯和型腔，设计完成后，对注塑模具的冷却系统进行设计，确定冷却系统的相关参数，冷却水管排布方式选择环绕式。设计推出机构时，确定选择圆顶针形式的推出机构，设计完成后，对本次注塑模具的注塑机进行校核，通过校核可以得到，该设计中，注塑机的参数符合要求。在设计注塑模具时，需要考虑设计模具的使用安全性能以及后期的设备维修便利性，此外还需要考虑到模具零件是否易于拆装，以便于后期零部件的更换。关键词：心形台灯塑件；注塑模具；结构分析；模具设计目录TOC\o"1-1"\h\u73571绪论 1108791.1本文的研究背景及意义 1266171.2国内外发展现状 1315501.3模具发展方向 278161.4注塑模具行业地位 273731.5课题需要解决的问题 2110721.6本文研究内容 3243382注塑工艺分析 4300302.1零件结构分析 4286582.2工艺分析 442632.3体积和质量的确定 4252382.4分型面的选择 5242742.5成型设备的选择 5106183结构方案设计 728443.1型腔数量及布局 7251713.2型腔数目校核 7259913.3浇注系统介绍 725153.3.1主流道设计 8312023.3.2分流道设计 878863.3.3浇口设计 9278863.3.4冷料穴设计 10141643.3.5浇注系统设计 10142143.4排气槽设计 11244963.5脱模及推出机构设计 11225583.5.1脱模力的计算 1267813.5.2顶针强度校核 1353963.6复位机构设计 13210293.7模架选择 13324204成型零件尺寸及结构 15203534.1成型系统设计 1555144.2型腔设计 1598584.3型芯设计 16254864.4成型尺寸 17207374.4.1型腔成型零件尺寸 17321414.4.2型芯成型零件尺寸 17125864.4.3校核型腔零件刚度 18252834.5成型零件钢材型号 19164115模具冷却系统 2029075.1冷却水道参数计算 2047865.1.1单位时间释放的热量 20185825.1.2水的体积流量 21280675.1.3冷却水道直径设计 21273936模具成型机选择与校核 22110756.1模具成型机类型 2219466.2最大注塑量校核 2222246.3注塑压力校核 22150546.4注塑机与模具安装尺寸的校核 22238726.5校核移模行程 231836.6锁模力校核 2357237模具装配与调试 24133197.1模具装配原则 24253857.2模具装配流程 2444777.3模具调试 255827总结 2715552参考文献 281绪论1.1本文的研究背景及意义现如今的台灯形状花样层出不从，各式各样的个性台灯也赢得了众多消费者的青睐，本文对心形台灯进行注塑模具设计，其目的是能够通过此次模具设计过程，掌握此类型的塑料模具的设计和生产原理，并能应用到其它种类的产品的设计过程中去。模具作为制造业中的一项重要的加工行业，在行业中也被叫做工业之母，模具行业的类别有很多，常见的种类有注塑、铸造、五金、冲压等各个不同的方面，通过模具的加工方式得到的产品也是种类多、用途广、产品的精度高、质量好、生效效率高、成本低，因此模具加工的优点很多，所以在行业中才得到了如此广泛的应用REF_Ref4787\r\h[1]。随着现阶段的科技的发展，现阶段的制造业中，模具行业逐步朝着自动化进行发展。注塑模具的加工原理是通过塑料材料通过温度的作用进行融化，然后采用强大的压力将塑料压进模具成型零件，材料在过冷区里凝固后就可以得到所设计形状的产品REF_Ref12521\r\h[2]。这种加工方式就叫做注塑，在加工过程中，注塑方式加工的优点比较多，如成型率高、产品稳定性能好、加工成本较低REF_Ref4986\r\h[2]。并且这种加工的方式在工业中也非常容易实现自动化生产，因此在行业中占据十分重要的地位。根据行业数据显示，注塑加工的方式得到的产品在市场中占据了60%的比重，具有举足轻重的地位REF_Ref4986\r\h[3]。1.2国内外发展现状国外近几年发展趋势持续上升中，在今后的几年还有进步的可能。现阶段，我国的模具行业的发展集中地带是在珠江三角洲和长江三角洲地区，这些地方经济发展活跃，同时也靠近沿海，存在大量的外贸需求，因此有大量的模具加工和制造企业存在，并且相对内地来说，这些地方的模具加工水平较高、企业也会更加先进。随着国内经济水平的发展，中国的模具行业也是在高速发展的，国家和行业的重视程度不断提高，我国的模具生产产值已位列世界前沿，专门生产模具的厂家已经超过18000家，从事模具事业的人员超过60万人，更多的创兴型企业投入到模具的事业中来，并且海外资本也更加青睐于模具制造行业，其中最为突出的是外资企业、台湾企业、香港企业的不断引入促进了模具行业的发展REF_Ref22924\r\h[4]。近年来，模具行业朝着细分类目进行不断的进步，这样能够让更多的在自身擅长的领域中不断的钻研和发展，其中细分类目主要包括注塑模具，冲压模具，压铸模具，挤出模具，快速成型模具，吸塑模具等，细分利于的形成是行业发展的必然趋势，同样也是能够促进各企业在专业领域技术水平的提升，此外，企业从事某一细分领域后，对于模具行业从业的工程师也提出了不一样的要求，能够在各自专业的领域进行深入的研究REF_Ref24459\r\h[5]。1.3模具发展方向随着计算机水平不断的提高，高科技加工技术的不断地出现，同时在各行各业中的应用也更加广泛，在科技产品中模具加工也具有着不可替代的地位，模具行业也是在不断发展的，在行业中为了能够增加产品的生产产量，发展成为了在同一个模具里拥有多个成型腔并可以实现加工多个不同的工序的模具，目前行业里已经设计出了一个模具里几百个成型腔的大型模具REF_Ref13445\r\h[5]。放眼世界范围内，在10年前模具加工的精度通常是在5μm，现阶段已经能够做到1μm的精度水平了。在一些高端产品中，甚至能够达到超精密产品的水平，也就是0.1μ的阶段，这些产品一般应用在飞机、火箭、精密电子电器等方面。这些行业中对模具的设计和装配技术有非常高的要求REF_Ref24459\r\h[6]。技术水平的提高，必须让模具零件标准化，模具行业的标准化是为了能够将行业所生产的产品以及模具的组件进行统一，这样可以提升模具设计效率以及行业中的制品的通用性，在国外的注塑模具行业中，均会存在各个制品的对应标准，这可以极大的缩小设计成本。也是现在和未来发展的一个重要方面。1.4注塑模具行业地位注塑模具在行业中具有十分重要的地位，其能够很好的推动社会的进步，也是国家和行业发展的一项重要的利器，注塑模具的发展和整个智能制造的发展是紧密联系的，评定一个国家的工业是否发达，从注塑模具的发展就可以看出来，因为要拥有一套好的模具，前提是拥有先进的加工设备，近几十年来我国大力发展工业，国家的工业水平相对以前明显提升REF_Ref25912\r\h[7]。特别是在最近的这10几年的时间里，国内的的改变是非常大的，我国的经济水平和国际地位都有了很大的提高，但是和其它发达国家比起来，由于我国进入现代工业的起点比人家晚，虽然这些年来着制造业中有着很大的提高，然而整体水平还是与发达国家有一定的距离，像高难度、高精密加工领域我们还是相对落后，这使我国一些高级模具对进口有很大的依赖REF_Ref26761\r\h[8]。国家在2015年颁布了《中国制造2025》，可以看出，其对制造业的发展的指示，也是作为战略强国计划，我国将着重提高工业制造技术水平，将我国制造朝着智能制造的方向不断前进，以缩小与发达国家的距离REF_Ref14695\r\h[9]。1.5课题需要解决的问题根据所学到的模具相关的专业知识，然后查询参考文献设计出心形台灯的注塑模具，在设计过程中必须要能够结合产品的结构、性能要求、加工批量等因素进行合理分析，设计得到的产品必须要符合实际情况、选取合适的分型面，型腔的数量和布局要能够合理。采用UG软件进行三维建模，然后通过CAD软件绘制二维图。在设计过程中确定合适的注塑机型号REF_Ref5956\r\h[10]。1.6本文研究内容通过本次设计产品的相关要求，对产品进行分析，确定本次的设计流程为：（1）通过对心形台灯的零件图进行分析，观察产品的表面结构，材质，确定加工工艺；（2）对加工的模架型号进行确定，确定本次设计的模具的结构为一模两腔，设计出合理的腔数布局，这样能够便于后续的模具设计和制造；（3）对模具的分型面进行确定，选取合适的分型面及排气装置，同时确定模具的浇筑系统；（4）对模具的冷却系统进行设计，确定其在冷却期间温度变化幅度不大；（5）通过UG软件对心形台灯注塑模具进行设计；（6）对模具的注射机进行校核，分析其是否满足要求；（7）结合上述完成设计说明书的撰写。2注塑工艺分析2.1零件结构分析该论文所设计的产品是心形台灯，本次加工的心形台灯是日常生活中常见的产品，通过UG三维软件绘制出该产品的三维图，详细的图纸见下图2-1所示，该产品在结构上相对比较简单、壁厚均匀。可以进行大批量加工，产品可以采用注塑的方式进行加工，注塑的形式通过分析后进行确定。图2-1心形台灯三维图2.2工艺分析通过POM材料完成对产品的原料进行分析的时候，常见的塑料产品加工的原料有合成、天然两种不同的高分子材料，对其进行加工过程中，通过高温使原材料发生塑化，然后通过注塑机注射将其注入到模具的模具型腔中进行成型。一般在加工过程中，塑料的融化需要的温度约为180~230℃，同时当熔料的温度在2000℃以上的时候，部分材料会发生分解的现象REF_Ref6005\r\h[11]。通过对本次加工产品的性能要求进行分析，确定本次选用的材料为POM，POM材料属于高分子化合物，在结构上是通过晶体组成，同时在性能上有有较好的强度和耐冲性，并且热学性能极佳。注塑成型后得到的产品在表面上非常光滑具有很好的透光性，可以根据需要进行后续的加色、电镀等操作。POM材料具有很好的填充性，在注塑模具加工行业中使用非常广泛，而且对环境不存在危害。2.3体积和质量的确定对心形台灯的产品的体积进行计算，可以采用三维软件直接获得，得到的体积大小为：所以零件的质量为：（2-1）2.4分型面的选择选择合适的分型面对后续的整套模具设计和加工都是有利的，可以有效的减少模具的复杂程度，更有利于产品的生产。对分型面进行选择的时候，需要考虑的是加工产品的结构，在选择分型面的时候，首先应考虑选择产品的最大轮廓处，尽可能的让产品留在后模，这样能够利于后续的脱模操作，同时对分型面进行选择的时候，需要考虑到产品的外观，加工对产品的外观不能产生影响。通过对产品分析，确定该产品的分型面详见下图2-2：图2-2塑件分型面的选择2.5成型设备的选择通过上述产品的一次注射量及产品的机构和材料加工要求，初步确定注塑机的型号为HTF110×1A，这种型号的参数详见下表2-1：表2-1HTF110×1A注塑机参数表表2-1（续）3结构方案设计3.1型腔数量及布局模具的型腔数量和布局是非常重要的，在设计过程中直接影响到整体的模具设计及后续的所有流程，在对型腔布局进行设计的时候，要从多个方面进行综合考量。在设计的时候，首先还是需要根据产品来决定型腔，比如产品的大小、结构等相关参数，型腔的数量要根据产品的大小设计，产品太大则型腔数目不能设计过多，否则会发生不能完全填充的情况。考虑生产成本，该设计的型腔布局选用一模两腔布局REF_Ref6155\r\h[12]。详见下图3-1。图3-1型腔布局3.2型腔数目校核查表可以得到注塑机的额定注射量大小为：通过上述的参数，对型腔数量进行校核，相关公式如下：（3-1）式中：131；；26.45cm3。3.3浇注系统介绍浇注系统是注塑模具中的核心内容，是注塑模具必不可少的系统，其在设计的时候是十分关键的，浇筑系统的作用是将熔融状态下的塑料在高温高压下从注塑机喷嘴注射进型腔，完成加工。合理的浇注系统设计能有效降低生产成本，设计浇注系统时需要多方考虑，如尽可能的减少加工过程中废料、压力以及温度的消耗，以免造成注射不完全或者浪费的现象。3.3.1主流道设计主流道是浇筑系统的重要组成部分，其一端连接的是浇口村套，另一端连接的是分流道。一般主流道是位于整个模具的正中心，为了便于排出废料和脱模，在设计主流道时，通常需要设计一定的斜度，斜度的取值范围一般在设计时一般取1-3°的斜度REF_Ref31447\r\h[13]。通过下列公式计算得到主流道的直径：（3-2）式中：D喷——注塑机喷嘴直径，取3.0mm。确定直径的取值为：主流道高度为：采用CAD绘图软件，可以绘制出主流道最大的道口的直径，参数为：详见下图3-2所示：图3-2主流道设计图3.3.2分流道设计一端是与主流道连接，另一端则是与型腔连接，这就是分流道的位置。在设计的时候，需要考虑到分流道的长度和尺寸，这两个因素都是十分关键的因素，需要在设计完成后，保证注塑加工过程能够充填均匀，因此，在设计分流道的大小时，需要把握好塑料填充的时间和速度REF_Ref19493\r\h[14]。综合考虑到注塑模具的机械加工切削工艺，最终确定分流道的直径为：绘制得到的分流道设计图详见下图3-3所示：图3-3分流道设计图3.3.3浇口设计对注塑模具的浇口进行设计适合与否也是非常关键的一个步骤，不同的浇口的类型和方式，对加工影响也是非常大的，所以在设计的时候，需要根据产品的材料和结构进行合理设计。在设计过程中，要考虑产品的形状来选择合适的浇口类型，确保充填的均匀性以及产品的外观质量REF_Ref7014\r\h[15]。该心形台灯的注塑模具中，采用的胶口的形式为其中的侧浇口类型，对浇口的参数进行确定，相关参数如下：(1)侧浇口深度尺寸H的确定H=nt=0.5×3=1.5mm（3-3）式中:；，（正常情况下，H的范围在0.5~2.0mm之间，若按浇口位置处的壁厚来计算则超出经验值，而且浇口部位属于容易破损的部位，取小点有利于以后的修模）(2)侧浇口宽度尺寸W的确定W=（3-4）式中:A——型腔一侧的表面积:A=V/t；V——浇注体积：V=26.35×10mm，t取平均壁厚1.6mm。W===2.1取5mm（3-5）最终胶口大小选择为：。3.3.4冷料穴设计在主流道的底部需要布置一个凹穴，用来贮存之前加工时产生的废料，这就是冷料穴。防止之后加工时废料流进型腔，影响产品质量。这是由于在加工过程中，留在流道中的材料会发生冷却而凝固，这样如果这部分的材料进入到模具的型腔中则会导致加工得到的产品质量和表面形状受到影响。为了有效的避免加工得到的产品出现不合格，一定要设置一个位置来暂时保留这些冷却的废料。设计时，一般把冷料穴设计在主流道底部的型芯内。其直径需要根据模具设计时的各方面参数分析来设计。另外还要设计一个勾料针，其功能是在加工完成后把主流道和冷料穴的废料排出，再通过其它方法将废料清除。设计时，一般把勾料针的形状设计为Z字形的形状或着凸圆形形状REF_Ref22503\r\h[16]。该设计勾料针详见图3-4所示。图3-4勾料针3.3.5浇注系统设计在该心形台灯注塑模具中，采用了标准的浇口衬套和定位环的设计形式，在注塑模具设计时，对标准件进行选取可以有效的节约设计成本，因此这种设计形式是非常常见的，标准件可以很好的简化设计流程，缩短设计周期。同时标准件的选取也能够更加方便与后续的维护、更换等过程。因此，受到了模具设计人员的推崇REF_Ref20348\r\h[17]。下图3-5中展现的是该心形台灯注塑模具的定位环、浇口衬套以及模具的浇注系统。图3-5定位环与浇口衬套及浇注系统3.4排气槽设计在注塑模具加工过程中，因为塑料是通过高压填充进模具里面的，所以会在模具内压缩空气而产生一个巨大的压力，另一方面，由于材料的温度较高因此会有气体挥发，也会使型腔产生压力，这会严重影响注塑的充填的效果，所以在设计的时候需要设置排气系统将型腔中的空气进行排出REF_Ref20433\r\h[18]。在该心形台灯的注塑模具中，由于所设计的产品尺寸不大，其结构的复杂程度也并不高。因此排气方法设计为直接通过模具分型面的间隙排气，便可以满足排气要求。3.5脱模及推出机构设计在完成加工成型之后，要通过脱模系统把完成成型的制品从模具的型腔推出，在对成型后的制品进行推出操作的时候，必须要保证制品的各个部位不受损坏，在推出的时候，还必须要确认本次加工的零件已经完成成型，并且已经冷却，在推出的时候不能够有沾模、顶白、顶穿等现象，同时在推动的同时，模具的受力部位不可以对制品的表面平整性造成影响。另一方面，脱模方向在设计的时候，其设计原则是与开模的方向相同，在注塑机顶棍中心线上受力进行推出。推出机构在制品上用力需要能够确保该力是相对均匀的，不可以有倾斜、受理不均的情况存在，这种情况会对模具的成型产生影响。因为本次设计的制品采用的是POM材料，该材料在属于透明材料，如果通过圆顶针顶出那么会在产品上留下明显的顶出痕迹，因此本次设计需要避开零件中间部分的透光部分。其图纸详见图3-6：图3-6推出机构3.5.1脱模力的计算本次设计的心形台灯的注塑模具，将其定义为薄壁产品，其脱模力的大小可以通过以下公式计算：（3-6）式中：另外，上式中的K值计算为：（3-7）式中： ——脱模斜度，取1°。3.5.2顶针强度校核顶针强度的校核可以通过下列公式进行：（3-8）式中：；；；。代入公式中得到：通过计算可得，顶针的强度是合格的。 3.6复位机构设计在脱模系统中，复位机构的设计适合与否是非常关键的，其作用是当一次注塑加工完成之后，需要通过复位机构将注塑模具进行复位以免与下次加工的进行，通常情况下，注塑模具的复位机构是由复位杆和复位弹簧组成，由于复位机构对强度的要求比较高，因此在设计的时候材料选取SKD61材料REF_Ref3130\r\h[19]。其具有很高的硬度和良好的韧性，在淬火后硬度可超过50HRC。3.7模架选择为了能有效减小计算量，降低设计成本，可以采用标准模架。模架的选取根据模具成型零件的分布情况来进行确定，为了便于加工和采购材料，其尺寸参数最好保证是整数REF_Ref24969\r\h[20]。本次设计中模架的尺寸参数详见下文：（1）模具型腔的整体尺寸为：。模具型芯的整体尺寸为：。（3）模架定模板的整体尺寸为：。（4）模架动模板的整体尺寸为：。（5）垫块高度在对垫块的高度进行设计的时候，要根据模具的顶出和脱模参数数据来进行设计。在本次心形台灯注塑模具设计中，采取90mm高度的垫块。综合上述参数，再考虑浇筑系统的参数，同时考虑到模具的顶出结构。本设计选取我国通用标准的模架，其型号是：。其结构详见图3-7。图3-7模架4成型零件尺寸及结构4.1成型系统设计注塑模具的成型系统由型腔和型芯两个部件构成，成型系统的设计在模具设计中是至关重要的。模具的型芯和型腔两个部分是注塑模具中能够直接和加工制品进行接触部件，是加工过程中的一个非常核心的位置，其品质直接影响到成型产品的质量以及外观等。在设计中型腔、型芯两者之间常见的结构包括：整体式型腔、镶嵌式型腔、组合式型腔。上述三种不同的结构也是分别使用在不同注塑模具系统中的。在本次论文设计中，选取镶嵌式类型，该类型在加工上具有更换便利、制造起来简单，同时也最符合本次加工需要。4.2型腔设计此次设计的心形台灯模具中，其型腔的结构并不复杂，并且有着良好的安装稳定性，所选用的材料也符合设计要求。加工型腔需用到多种加工工艺。其结构详见下图4-1。图4-1型腔结构形式在设计型腔时，要对型腔的结构进行分析，型腔是以镶嵌的形式固定安装在定模板上，是整体式的结构。其功能作用是对设计的产品整体轮廓进行加工。因此，设计的型腔结构适合与否将影响到产品的尺寸参数和外观的光滑度。在对其设计时，在不影响产品的参数和外观情况下，应尽可能设计简单的模具，以便于后期的维护和保养能更加方便和快捷。4.3型芯设计在注塑模具中，型芯的作用是作为产品内表面加工的成型零部件。因为不同的产品的内部结构的复杂程度都会有一定的差别，因此，在设计的时候，会相对负责一些，本次设计的型芯的结构如下图4-2所示，采用与型腔一致的加工工艺和材料。图4-2型芯结构4.4成型尺寸4.4.1型腔成型零件尺寸（1）型腔长宽尺寸运算利用公式对模具型腔的长宽尺寸进行计算：（4-1）式中：；（0.018）；；；。参数代入后，可以通过计算得到型腔长度为：（2）型腔深度尺寸对型腔深度尺寸进行计算的时候，常用的方法是平均尺寸法，相关的计算公式如下：（4-2）式中：；；其他符号意义同上。将参数代入后，可以得出型腔深度尺寸为：4.4.2型芯成型零件尺寸（1）型芯长宽尺寸运算利用公式对模具型芯成型零件的长宽尺寸进行计算：（4-3）式中：；；其他符号意义同上。参数代入后，可以通过计算得到型芯长度为：利用公式计算模具的型芯深度尺寸HM：（4-4）将参数代入得：4.4.3校核型腔零件刚度型腔零件的刚度可以使用按刚度计算型腔壁厚公式校核：（4-5）式中：；；——平均型腔成型压力，取值范围查表取30Mpa；为15.6mm；；0.017。通过计算得到该注塑模具的型腔侧壁厚度为:在实际模具的设计和装配过程中，此外还要把其他模具零部件的安装位置和尺寸计算在内，因此该型腔的侧壁厚度值要略微大点。在该心形台灯的模具中，其型腔的侧壁S明显大于Sc。故型腔零件刚度符合要求。4.5成型零件钢材型号选择合适的成型零件的钢材是至关重要的，因为在注塑加工过程中，成型零件是在较高的温度和较大的压力下工作的，因此在选择成型零件材料的时候要充分考虑这些要素。本次设计选取型号为718H模具钢做成型零件钢的材料。该材料广泛应用于日用制品和家电外壳等模具中，由其制成的模具易于修正，且该材料硬度高，其洛氏硬度值在33HRC-38HRC之间，可以满足设计需求。5模具冷却系统模具冷却系统设计是注塑模具设计中的重要部分，注射到模具型腔中的材料是高温熔融的塑料材料，需要通过一定条件的冷却后让其凝固成型才能完成加工，在以前的一些简单的加工中，通常采用的是自然冷却来操作REF_Ref21423\r\h[21]。然而该类型的冷却效率很低，成型的效果不好，为了加快模具的冷却速度、缩短加工周期，必须要设置冷却系统对其进行冷却。在注塑模具中，冷却系统是非常重要的，其冷却的速度、冷却温度的均匀与否都会对产品造成影响，并且注塑模具加工周期中，冷却时间占据了30-60%。5.1冷却水道参数计算在对冷却水道进行设计和计算的时候，主要依据的是热量守恒定理，即同一时间内释放的热量和冷却水带走的热量相同，利用以下公式计算：

（5-1）式中：；5.1.1单位时间释放的热量假设注塑机完成材料注射用3秒，冷却完成用40秒，经过17秒的保压时间后需要用5s的时间开模取件。因此可以知道加工过程中的整个成型周期为65SREF_Ref24969\r\h[17]。单位小时成型的次数为：n＝3600/65＝55.38假设采用的冷却介质为20℃的水，在冷却完成后，冷却水道出口温度为28℃，水呈湍流状态。因此有：（5-2）对照注塑模具设计指导手册可以知道POM材料单位质量所需要释放出来的热量值为：因此有：（5-3）5.1.2水的体积流量通过下列公式对水的体积进行计算：（5-4）式中：；；；。代入参数后得到：5.1.3冷却水道直径设计通过上述的计算结果查注塑模具设计指导手册可得REF_Ref21867\r\h[22]：在该心形台灯的注塑模具中，该取值能够符合设计。其设计三维图如下图5.1所示：图5.1冷却系统三维图6模具成型机选择与校核6.1模具成型机类型模具行业通常将模具成型机也称为注射机，其功能是把熔化之后的塑料在压力的作用注入型腔中，注塑模具中常用的注塑机有几种类型：卧式注塑机、立式注塑机、双色注塑机。在设计过程中，需要结合模具的特点来配备合适的注塑机。其中对注射机的选择的时候，需要结合各项参数来确定本次设计选择卧式注塑的形式。完成注射机的选择后，一般要先对注射机的各项参数进行一次校核，确定选取的注射机的各项额定参数是否符合设计的要求，其中校核的主要内容包括容量、质量、锁模力、安装尺寸等。6.2最大注塑量校核在校核注射容量时，可以通过下列不等式计算：（6-1）式中：1个；131；；。由上述计算可知，选取的注塑机满足注塑容量要求。6.3注塑压力校核注塑模具设计中，注塑压力的选取，可以在产品的材料成型参数表中查询校核，从而知道POM材料的成型注射压力取值范围是100-130Mpa，因此该注塑模具设计中所选的额定压力206Mpa是符合设计的基本要求的。6.4注塑机与模具安装尺寸的校核在对模具设计过程中，要对模具的大小和注射机大小之间的关系进行分析，确保设计的模具尺寸至少有一个方向的尺寸可以穿过拉杆之间，能够进行模具安装在注塑机的工作台面上，因此，选定注射机后，需要对其尺寸进行校核。该论文设计中选用的注塑机最大安装宽度为：注塑机拉杆的间距400x400mm。本次设计的模具长×宽分别为350x450mm，显然其尺寸要小于最大的安装距离，因此符合设计要求。完全确定长和宽后，需要对该注塑模具的安装高度进行校核，确定其是否超过最大允许的安装高度，该设计过程中，确定的模具实际高度的结果为：311mm，注塑机的高度范围为160-410mm。符合设计要求。6.5校核移模行程注塑模具在一次加工周期完成后，需要将模具打开，将成型后的产品进行取出操作，这样就完成了注塑模具加工的最后一步脱模工序，通过查询注塑机的参数表，得知本次选用的注塑机的开模行程为340mm；对其进行校核时需要符合下列不等式：（6-2）式中：，30mm；，102.5mm；。参数代入后得到：通过计算可知，该模具的开模行程符合要求。6.6锁模力校核为了确保锁模力大小达到设计要求，需要对注塑机的锁模力进行校核，具体如下：（6-3）式中：；；；；平均型腔成型压力，取值范围查表取30Mpa。参数代入后得到：1100≥（9562.31×2+266.18）30=581.7KN通过上述计算可以确定锁模力的大小达到设计要求。7模具装配与调试7.1模具装配原则对注塑模具进行装配的时候，需要遵循一定的装配原则，确保注塑模具装配完成后符合设计的要求，能够正常的使用，其主要需要遵循的原则有下列几个方面：（1）在对其进行装配的时候，需要选取分型面较平整的或者是不容易进行整修的一侧作为基准；（2）需要对注塑模具的动定模水平分型面进行研合；（3）需要考虑模具的导柱与导套是否进行完整的配合；（4）在对其进行安装之前需要对各个零部件的安装位置进行确定，如果零件过多无法区分的情况下可以对其进行标记处理；（5）在安装之前需要对其进行清洁，同时检查是否存在毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切削、灰尘、油污等现象；（6）装配的时候需要轻拿轻放，避免发生磕、碰和划伤；（7）使用螺丝作为紧固件时，需要在安装的时候进行交叉、对称、逐步均匀对称拧紧；（8）在安装前需要对密封件进行浸油处理。7.2模具装配流程模具装配图如下图7-1所示。（1）对所有的装配零件进行检查，确定其尺寸等方面是否符合装配要求；（2）对模具的定模进行安装，其装配的流程见下方：①首先把型腔镶块压入到定模中；②在此基础上，将锁紧楔斜滑块压入定模座板。（3）对模具的定模板组件进行安装，安装步骤如下：①首先把浇口套装入定模；②然后完成定位圈安装；③对上下端面进行磨平处理。（4）对模具中的定模板组件和定模座板组件进行安装，安装完成后见装配图；在对其进行安装的时候，其中一二段总成采用内六角螺钉进行固定，固定完成后得到固定模板部件和固定模座板组件。（5）对注塑模具的动模进行安装，安装完成后见装配图；（6）对模具的型芯固定块导柱型芯以及动模座板进行安装，安装步骤为：①将模具的核心固定块固定在动态模型板上。在此流程中，需要对垂直度进行确定；②对下端面进行磨平处理；③将型芯通过螺丝固定；④完成顶杆的安装；⑤在此对下端面进行磨平处理。（7）对模具的推出和复位机构进行安装，安装完成后见装配图；（8）完成动模板的安装，其中主要分为两个步骤，分别是安装垃圾钉和磨平限位钉，安装完成后，见装配图；（9）对模具中的动模进行安装，详见装配图；（10）完成动模安装后，需要对动、定模合拢进行一定的修配，其中需要对分型面的位置留出的避空间隙，详见装配图；（11）完成模具的动、定模合模安装，该步骤完成后，可以得到完整的一套注塑模具。7.3模具调试在注塑模具完成后，需要对其进行试模处理，该流程是对模具设计和安装的质量的检验，在试模过程中，首次试模不符合设计要求，通常是由于一般塑料件都附着在模具型腔、型芯。各种不同情况的主要原因分析见下方：（1）粘着模腔该情况的出现通常是以下几个方面引起的：①模具的注射压力太大；②注塑加工过程中的保压时间太长；③加工过程中的冷却时间太短；④模芯温度要比模腔温度高。（2）粘着模芯该情况的出现通常是以下几个方面引起的：①加工流程中的注射压力以及保持压力这两者过大或过长而引起；②产品在模具的型芯中的收缩太大；③加工流程中的温度太高，导致不同完全凝固；④机筒和喷嘴温度太高。（3）粘着主流道该情况的出现通常是以下几个方面引起的：①主流道中的塑料材料未完全收缩；②料道的直径太大；③不允许物料充分收缩；④主通道套管内孔的大小存在差异；⑤主流道拉料杆失效。图7-1装配图

总结如今人民生活水平提高，大家对与个性化的需求也日益强烈，生活中的各类日用品形状也越来越多样，模具在这些产品中扮演者一个重要的角色，它们其中的产品多以模具来进行设计和生产。本次论文是对心形台灯产品进行模具设计，以下为本文的归纳，方便读者快速理解，如下所述：在结构设计过程中，对本次加工的心形台灯产品的加工要求及产品性能分析，确定了产品的结构和选用的材料；采用UG进行零件的三维建模，通过UG软件的测量体功能得出产品体积。之后根据各项参数确定分型面，在此基础上，根据制品的结构和加工批量要求，完成型腔数量和排列方式的设计；通