針線盒注塑模具設計
針線盒注塑模具設計,針線盒,注塑,模具設計
摘 要
此次課程設計中，通過對產(chǎn)品進行成型工藝分析和模具設計，介紹了注塑模設計的基本過程。包括對塑件結(jié)構(gòu)的工藝性分析和使用材料的工藝性分析，在模具設計中，介紹了注塑機的選擇方法，澆口，冷料口、排氣槽等的設計，還詳細介紹了型腔數(shù)量確定的方法，分型面、合模導向機構(gòu)、脫模機構(gòu)、冷卻機構(gòu)等的設計原則。通過此次設計，可以對注塑模的發(fā)展和設計方法有一個基本的認識，能注意到設計過程中的細節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)和工作原理。
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目錄
摘 要 1
1 緒 論 3
1.1前言 3
1.2課程設計意義 3
2 塑件成型工藝性分析 4
2.1塑件結(jié)構(gòu)分析 4
2.2塑件尺寸及精度 4
2.3 塑件表面粗糙度 5
2.4 PS的材料分析 5
3注塑機的選型 6
3.1 產(chǎn)品體積計算 6
3.2 注塑機型號初選 6
3.3模架的選擇 7
4 分型面的選擇和澆注系統(tǒng)的設計 9
4.1分型面的選擇 9
4.2型腔的分布 10
4.3澆注系統(tǒng)設計 10
4.3.2分流道的設計 11
4.3.4冷料穴的設計 14
5 成型零件的設計 15
5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設計 15
5.2成型零件工作尺寸的計算 15
6 脫模機構(gòu)的設計 20
6.1 脫模機構(gòu)的選擇 20
6.2脫模力的計算 21
6.3推出機構(gòu)的導向與復位 21
7 合模導向機構(gòu)的設計 22
8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 24
8.1冷卻系統(tǒng)的設計準則 24
8.2冷卻系統(tǒng)和冷卻介質(zhì) 24
9 注塑機的校核 25
9.1最大注射量的校核 25
9.2鎖模力的校核 25
9.3模具注射壓力校核 26
9.4模具的厚度校核 26
結(jié) 論 27
參考文獻 28
1 緒 論
1.1前言
在現(xiàn)代生產(chǎn)中的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上依賴模具生產(chǎn)，特別是汽車、輕工、電子、行空等行業(yè)尤為突出。而作為制造業(yè)基礎的機械行業(yè)，據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預測，21世紀機械制造行業(yè)的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都依靠模具完成。因此，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟的重要工業(yè)。
模具工業(yè)發(fā)展的關鍵是模具的技術(shù)，模具技術(shù)又涉及到多學科的交叉。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志之一。世界上許多國家特別是一些工業(yè)發(fā)達國家都十分重視模具技術(shù)的開發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進制造技術(shù)和設備，提高模具制造水平，已取得了顯著的經(jīng)濟效益。美國是世界上超級經(jīng)濟大國，也是世界模具工業(yè)的領先國家，早在20世紀80年代么，美國模具行業(yè)有一萬兩千多個企業(yè)，從業(yè)人員有十七萬多人，模具總產(chǎn)值達64.47億美元。日本模具工業(yè)從1957年開始發(fā)展起來的，當年模具總產(chǎn)值僅有106日元，到1998年總產(chǎn)值已超過4.88萬億日元，在短短的40余年內(nèi)增加了460倍，這也是日本經(jīng)濟能迅速發(fā)展并在國際市場上占有一定優(yōu)勢的重要原因之一[1]。
縱觀世界經(jīng)濟的發(fā)展，模具工業(yè)在經(jīng)濟繁榮和經(jīng)濟蕭條時代都不可或缺。經(jīng)濟發(fā)展較快時，產(chǎn)品暢銷，自然要求模具能跟上；而經(jīng)濟發(fā)展滯緩期[2]，產(chǎn)品不暢銷，企業(yè)必然想法設法開發(fā)新產(chǎn)品，這同樣會給模具帶來強勁需求。因此，國內(nèi)外行家都稱現(xiàn)代模具工業(yè)是不衰的工業(yè)。
1.2課程設計意義
本次課程設計為塑料模具設計,使用的繪圖軟件為Auto CAD。通過Auto CAD軟件繪制7-3產(chǎn)品的二維圖，輔助相應的模具設計。通過產(chǎn)品的塑料模具設計，掌握塑料制品的實體設計及成型工藝的制定[3]；塑料模具結(jié)構(gòu)設計的能力；熟悉使用模具設計常用制圖軟件以及同實際設計的結(jié)合。
2
2 塑件成型工藝性分析
2.1塑件結(jié)構(gòu)分析
以下對塑件進行塑件結(jié)構(gòu)分析，從制件視圖上分析，該制品最大直徑為44mm，高為4mm，壁厚為2mm的近似盒蓋類制件，塑件二維圖如圖2-1所示：
圖2-1塑件二維圖
2.2塑件尺寸及精度
塑件尺寸公差可以參照文獻[2]表3-2塑件的尺寸與公關（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標準來確定。根據(jù)任務書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT5級精度。
2.3 塑件表面粗糙度
該產(chǎn)品由于是外觀件，表面質(zhì)量要求一般，外表面為Ra0.8，內(nèi)部要求不高為1.6。
2.4 PS的材料分析
本次設計產(chǎn)品材質(zhì)為PS， 英文名稱:Polystyrene
?? 比重:1.05克/立方厘米
?? 成型收縮率:0.6-0.8%
?? 成型溫度：170-250℃
?? 特點：電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,無色透明,透光率僅次于有機玻璃,著色性耐水性,化學穩(wěn)定性良好,.強度一般,但質(zhì)脆,易產(chǎn)生應力脆裂,不耐苯.汽油等有機溶劑.
?? 用途：適于制作絕緣透明件.裝飾件及化學儀器.光學儀器等零件.
?? PS成型特性：
?? 1.無定形料,吸濕小,不須充分干燥,不易分解,但熱膨脹系數(shù)大,易產(chǎn)生內(nèi)應力.流動性較好,可用螺桿或柱塞式注射機成型.
?? 2.宜用高料溫,高模溫,低注射壓力,延長注射時間有利于降低內(nèi)應力,防止縮孔.變形.
?? 3.可用各種形式澆口,澆口與塑件圓弧連接,以免去處澆口時損壞塑件.脫模斜度大,頂出均勻.塑件壁厚均勻,最好不帶鑲件,如有鑲件應預熱.
⒈一般性能：PS為無色透明的粒料，燃燒時發(fā)出濃煙并帶有松節(jié)油氣味，吹熄可拉長絲；制品硬似玻璃狀，落地或者敲打會發(fā)出類似金屬的聲音，因此又被叫做“響膠”；能斷裂但不能彎曲，斷裂時斷口處呈現(xiàn)蚌殼色銀光。PS的吸水率為0.05%，稍大于PE，但對制品的強度和尺寸穩(wěn)定性影響不大。
⒉光學性能：透明性好是PS的最大特點，其透光率可達88~92%，同PC和PS一樣屬于最優(yōu)秀的透明塑料品種，統(tǒng)稱為三大透明塑料。PS的折射率為1.59~1.60，但因苯環(huán)的存在，導致其雙折射較大，不能用于高檔光學儀器。
⒊力學性能：PS硬而脆、無延伸性、拉伸至屈服點附近即斷裂。PS的拉伸強度和彎曲強度在通用塑料中最高，其拉伸強度可達60MPa；但沖擊強度很小，難以用做工程塑料。PS的耐磨性差，耐蠕變性一般。PS的力學性能受溫度的影響比較大。
⒋熱學性能：PS的耐熱性能不好，熱變形溫度僅為70~90℃，只可長期在60~80℃范圍內(nèi)使用。PS的耐低溫性也不好，脆化溫度為-30℃。PS的熱導率低，一般為0.04~0.13W/(m.K)；線膨脹系數(shù)較大，一般為（6~8）×10-5 K-1，與金屬相差懸殊，因此制品不利于帶金屬嵌件。
⒌電學性能：PS的電絕緣性優(yōu)良，而且不受溫度和濕度的影響；介電損耗角正切值小，可耐適當?shù)碾姇灧烹?；耐電弧性好，適于做高頻絕緣材料。
⒍環(huán)境性能：PS的化學穩(wěn)定性較好，可耐一般酸、堿、鹽、礦物油和低級醇等，可受許多烴類、酮類、高級脂肪酸等侵蝕，可溶于芳烴（如苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等）、氯化烴（如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯苯等）及酯類等。PS的耐候性不好，其耐光、氧化性都差，不適合于長期戶外使用；但PS的耐輻射性好。
3注塑機的選型
3.1 產(chǎn)品體積計算
通過測量產(chǎn)品質(zhì)量：M塑=18.09g
V塑=17.2cm3 (PS密度為1.05g/cm3 )
流通凝料的體積還是一個未知數(shù)，由于此模具結(jié)構(gòu)型腔數(shù)目為一模六腔，而且塑件較小。根據(jù)以往設計模具的經(jīng)驗值0.2-1，由于塑件體積較小，我們可以取塑件體積的0.2倍，
故需要的注射量為：
V= V塑×2+0.2×2×V塑=17.2×2+（17.2×2）×0.2=41.3cm3
模具成型的塑料制品和流道凝料總體積應小于注射機的額定注射量的80%.
3.2 注塑機型號初選
初步選用注射機理論注射容量為250m3，注塑機型號為XS-ZY-250。其主要技術(shù)參數(shù)如下[1]：
注射機主要技術(shù)參數(shù)
理論注射量
250
拉桿內(nèi)向距
螺桿柱塞直徑
50
移模行程
500
注射壓力
130
最大模具厚度
350
注射速率
89
最小模具厚度
200
塑化能力
18.9
鎖模形式
液壓-機械
噴嘴口直徑
4
模具定位孔直徑
125
鎖模力/kN
1800
噴嘴球半徑
12
3.3模架的選擇
注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下：
(1) 單分型面注射模、
(2) 雙分型面注射模、
(3) 帶有活動成型零件的模、
(4) 側(cè)向分型抽芯注射模、
(5) 定模帶有推出機構(gòu)的注射模、
(6) 自動卸螺紋的注射模、
(7) 熱流道注射模。
分析并計算又綜合地考慮塑件的尺寸后，模仁大小為180mm*240mm,根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，我們選擇使用推件板推出產(chǎn)品，采用點澆口的三板模，選擇使用龍記細水口標準模架，型號為：FBI2335A85B50C90數(shù)據(jù)如下：
定模板的厚度 A=85mm
動模板的厚度 B=50mm
模腳的厚度 C=90mm
模架結(jié)構(gòu)
4 分型面的選擇和澆注系統(tǒng)的設計
4.1分型面的選擇
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度，嵌件位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面的時應綜合考慮分析比較以選出較為合理的方案。選擇分型面時，應遵循以下幾項基本原則：
(1) 應選擇在產(chǎn)品最大的輪廓形狀塑料部件。
(2) 以便順利的塑料模具，模制塑料部件，盡可能保持在可動模具側(cè)。
(3) 開模時，盡量使塑件留在動模一邊，一般在動模邊設脫模機構(gòu)較為方便。
(4) 塑料件的外觀符合質(zhì)量要求。
(5) 便于模具制造。
(6) 有助于防止溢出。
(7) 排出氣體的有益效果。
(8) 簡化開模過程。
通過以上選取原則，對于此類盒蓋產(chǎn)品，通常選在塑件的下表面最大輪廓處做為模具設計分型面，本次模具設計的分型面也在下表面，如圖所示。
分型面的位置
4.2型腔的分布
再考慮型腔數(shù)目的時候，通常要綜合以下因素：
(1) 產(chǎn)品尺寸精度；
(2) 模具制造成本；
(3) 注塑成形的生產(chǎn)效益；
(4) 制造難度。
在確定型腔數(shù)目的時候，既要分析塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，又要考慮到它的精度由于塑件體積不大，結(jié)合老師的建議準備將型腔數(shù)目定為一模兩腔，采用直線排列，綜合考慮型腔布局如圖所示。
圖3-1型腔的分布
4.3澆注系統(tǒng)設計
澆注系統(tǒng)是引導塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流到，分流道、冷料穴，澆口。
4.3.1主流道的設計
主流道指由注射機噴嘴出口起到分流道入口止的一段流道，它是塑料熔體首先經(jīng)過的通道，且與注塑機噴嘴在同一軸線。根據(jù)選用的XS-ZY-250型號注射機的相關尺寸得：
噴嘴前端孔徑：mm
噴嘴前端球面半徑：R0 = 12mm
根據(jù)注塑模具主流道與噴嘴的關系
R = R0 + (1～2)mm (5.1)
d = d0 + (0.5～1)mm (5.2)
主流道球面半徑取R=14mm
主流道小端直徑取d=5mm
（3） 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設計成圓錐形，傾斜度為2～6度，本次注射量比較大，為了提高注射效率，將主流道傾斜度取2度。
（4） 由于主流道小端口與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道澆口套形式，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。設計采用澆口套與定位環(huán)單獨分開加工，兩者分別通過螺釘固定在定模座板和定模板上。如圖所示
澆口套與定位環(huán)
4.3.2分流道的設計
分流道是位于主流道跟澆口之間的通道。
下面的要點應該被考慮到：
1.分流道的截面的形狀
分流道計算經(jīng)驗公式：
式中 b——梯形大底邊寬度，
——塑件的質(zhì)量，
L——分流的長度,
h——梯形的高度，
故
表2-4 各種塑料的分流道推薦值
塑料種類
梯形分流的側(cè)面斜角常取5o—10o，此取斜角為10o ，底部以圓角相連。綜上可得，梯形分流道的截面尺寸及圖形如下：
分流道
4.3.3澆口的設計
澆口就是澆注系統(tǒng)的最后一端，是與凹模相連的部分，它需要將運輸至此的流體完整無缺地送入塑料模內(nèi)部，讓這些流體進行凝固成型，變成我們想要的成品，它的設置地方一般來說會選擇利于流體平緩進入凹模的位置。一定要認真考慮澆口位置的選擇,本次設計的模具為三板式模具，采用點澆口，為了達到良好的充模效果，澆口位置如圖所示。
點澆口位置
4.3.4冷料穴的設計
三板模具的冷料穴不同于兩板模具，常設置于分流道的末端，儲存制品中出現(xiàn)固化的冷料。拉料桿的常用結(jié)構(gòu)有以下兩種：
(1) 帶Z形頭拉料桿的冷料穴。
(2) 帶球形頭拉料桿的冷料穴。
因為是三板模具，本設計采用三板模具常用的球形拉料桿，布置在定模板和面板上。
5 成型零件的設計
構(gòu)成模具空腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，本例的模具成型零件包括型芯、型腔和型芯鑲件部件。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨力以承受塑料的擠壓力和料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度，以保證塑料制品表面光高美觀，容易脫模，一般來說成型零件都應進行熱處理，使其具有HRC40以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應選擇耐腐蝕的鋼材。
5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設計
型芯主要成型塑膠產(chǎn)品內(nèi)表面，型腔成型塑膠產(chǎn)品外表面，型芯和型腔組合之間的空隙成塑膠產(chǎn)品形狀,型芯、型腔按結(jié)構(gòu)分為組合式和整體式兩種。由于由于塑件內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)較簡單，決定采用整體式型芯和整體式型腔。
5.2成型零件工作尺寸的計算
常用成型零件尺寸的計算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎上，當塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時，這種誤差有可能會顯著增加，這時一些模具設計單位就采用公差帶法來進行尺寸計算，平均收縮率法計算簡單無需驗算而公差帶法計算復雜需要經(jīng)過多次初算驗算，且考慮因素較多[9]。
采用δZ ,δC取固定值的平均收縮率法：
Lm---------型腔的徑向工作尺寸Lm=[Ls+ Ls×Scp-（3/4）△]
Ls---------塑件的徑向圖樣尺寸
Scp--------收縮率的平均值，查表得PS收縮率范圍是0.03~0.08
△---------塑件尺寸公差
δZ --------型腔制造公差
δC --------型腔最大許用磨損量，δC 取為塑件尺寸公差△的三分之一
δZ ,δC取固定值的平均收縮率法
型腔徑向尺寸
型芯徑向尺寸
型腔深度尺寸
型芯高度尺寸
(1) 型腔徑向尺寸的計算公式
：
公式中 ----塑件的徑向尺寸；
----塑件的平均收縮率；
----塑件的尺寸公差；
----型腔模具
(2) 型腔深度尺寸的計算公式
公式中 ----塑件的徑向高度；
----塑件的平均收縮率；
----塑件的尺寸公差；
----型腔模具公差
(3) 型芯徑向尺寸的計算公式
：
公式中 ----塑件的徑向尺寸；
----塑件的平均收縮率；
----塑件的尺寸公差；
----模具公差
(4) 型芯深度尺寸的計算公式
公式中 ----塑件的徑向高度；
----塑件的平均收縮率；
----塑件的尺寸公差；
----模具公差
6 脫模機構(gòu)的設計
塑件從模具上取下以前還有一個從模具的成型零部件上脫出的過程，使塑件從成型零部件上脫出的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機構(gòu)的導向和復位部件等組成。
6.1 脫模機構(gòu)的選擇
在塑料冷卻后不能直接用手將塑件拿出來，所以需要機械結(jié)構(gòu)的推出系統(tǒng)，常見的推出機構(gòu)有推桿，推管，推板和推塊等，各個推出機構(gòu)都有自己適合推出的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。比如大型深腔薄壁類的產(chǎn)品適合推板推出，細長螺柱孔、圓筒形和環(huán)形制品適合推管推出，所以在選擇推出結(jié)構(gòu)的時候，首先要分析盒蓋的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品屬于殼類產(chǎn)品，里面結(jié)構(gòu)不復雜，有足夠的空間布置頂桿。所以本次設計的推出機構(gòu)是采用圓推桿布置盒蓋內(nèi)部頂出盒蓋。
脫模機構(gòu)
6.2脫模力的計算
查資料得推出力的計算公式：
（式5-1）
（式5-2）
式中：A為塑件包絡型芯的面積，通過計算，本設計塑件包絡型芯的面積為561mm2。
P為塑件對型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，模外冷卻的塑件，p取；模內(nèi)冷卻的塑件，取。為方便計算，本設計中取。
為塑件對鋼的摩擦系數(shù)，一般取0.1～0.3，本設計中取0.2。
為脫模斜度。本設計型芯脫模斜度為0′。
因此，本設計推出力通過上述公式計算約為。
6.3推出機構(gòu)的導向與復位
推出機構(gòu)在注射模工作時，每開合模一次，就往復運動一次，除了推桿和復位桿與模板的滑動配合外其余部分均處于浮動狀態(tài)。推桿固定板與推桿的重量不應作用在推桿上而應該由導向零件來支撐。推出機構(gòu)在開模推出塑件后，為下一次的注射成型，還必須使推出機構(gòu)復位。使推出機構(gòu)復位最簡單、最常用的方法是在推桿固定板上同時安裝復位桿，此次設計的復位桿為圓形截面，每副模具設置四根復位桿，其位置應對稱設在推桿固定板的四周，以便推出機構(gòu)在合模時能平穩(wěn)復位。
7 合模導向機構(gòu)的設計
合模導向機構(gòu)是保證動、定 模合模時，正確定位和導向的零件。合模導向機構(gòu)主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。本設計采用導柱導向。導向機構(gòu)有以下作用：
1、定位作用 模具閉合后，保證動、定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精度。導向機構(gòu)在模具裝配過程中也會起到定位作用，即便于模具的裝配和調(diào)整。
2、導向作用 合模時，首先是導向零件接觸，引導動、定模準確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件的損壞。
7.1導柱的設計
1、導柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求：
1）長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出8～12㎜，以免出現(xiàn)導柱未導正方向而型芯先進入型腔的情況。
2）形狀 導柱前端應做成錐臺形，以使導柱能順利地進入導向孔。
3）材料 導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理）或者T10A、T8A（經(jīng)淬火處理），硬度為50～55HRC。導柱固定部分的表面粗糙度為Ra=0.8μm。導向部分的表面粗糙度為Ra=0.8～0.4μm。
4）數(shù)量及分布 導柱應合理的分布在模具分型面的四周，導柱中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強度（導柱中心到模具邊緣的距離通常為導柱直徑的1.5倍）。導柱的布置采用等直徑不對稱分布。
5）配合精度 導柱固定端與模板之間采用H7/m6的過渡配合，導柱的導向部分采用H8/f7的間隙配合。
7.2導套的設計
導套的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求
1）形狀 為使導柱順利進入導套，導套前端要進行倒圓角。導向孔最好做成通孔，以便利于排出孔內(nèi)的空氣。如果模板較厚，導孔必須做成盲孔，可在盲孔的側(cè)面打一個孔排氣或在導柱的側(cè)壁磨出排氣槽。
2）材料 可用與導柱相同的材料，其硬度略低于導柱的硬度，以減輕磨損，防止導柱或?qū)桌?
3）固定形式及配合精度 與模板采用H7/r6配合，用止動螺釘緊固。
該套模具采用推板導柱固定在動模座板上的形式。該模具設置了4套推板導柱與導套，他們之間用H8/e7,其形狀與尺寸配合如圖6-1所示：
導柱導套
8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計
模具溫度是指模具型腔和型芯的表面溫度。模具溫度是否適合、均一程度，對塑料熔體的充模流動、固話定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀、外觀和尺寸精度都有重要的影響。模具中設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過控制模具的溫度，使注射成型塑件有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。
8.1冷卻系統(tǒng)的設計準則
塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。因此在設計冷卻系統(tǒng)時應注意以下幾點：
（1）低的模具溫度可降低塑件的收縮率。
（2）模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。
（3）對結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。
（4）隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應力開裂性與塑料的內(nèi)應力直接相關，因此提高模具溫度和充模，減少補料時間是有利的。
8.2冷卻系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)
一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在60°C以下，熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。對于黏度低，流動性好的塑料，因為成型工藝要求模溫都不太高，所以用常溫水對模具進行冷卻。由于PS的流動性為中等，且水的熱容量大，成本低，傳熱系數(shù)大，故該套模具亦采用常溫水進行冷卻。
9 注塑機的校核
9.1最大注射量的校核
注塑機的最大注塑量應大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好是注塑機的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機最大注塑量應滿足：
(3-1)
故
而我們所選用的注射機XS-ZY-250的額定注射量是250，大于51.7，所以注射機符合要求。
9.2鎖模力的校核
當塑料熔體充滿模具型腔時，會產(chǎn)生一個很大的推力，此推力的大小等于塑膠產(chǎn)品加上澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和（即注射面積）乘以型腔內(nèi)的塑料壓力。為了保障操作人員的人身安全，需要機床提供足夠大的鎖模力。因此，欲使模具從分型面漲開的必須小于注射機規(guī)定的鎖模力[9]。即T≥k2Fq/1000
式中T—注射機的額定鎖模力，t；
F—塑膠產(chǎn)品與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積，cm2；
q—熔融塑料在模腔內(nèi)的壓力，MPa；
k2—安全系數(shù)，通常取1.1～1.2，這里取1.1。
經(jīng)查表可得，PS大致范圍為25MPa~40MPa這里取= 30MPa；
為了保證注射成型過程當中型腔能夠可靠的鎖閉，必須滿足（nA1+Aj）pFn
查的公稱鎖模力F鎖=1800KN鎖模力的安全系數(shù)k=1.2，kF脹=1.2×10316×30=371<1800kN, 即該注塑機的鎖模力大于張力，所以注射機鎖模力滿足要求。
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9.3模具注射壓力校核
最大注射壓力是指注射機料筒內(nèi)柱塞或螺桿施加于熔融塑料的單位面積上的壓力，它用于克服熔料流經(jīng)噴嘴、澆道和型腔時的流動阻力。而注射機的最大壓力必須大于成型制品所需要的注射壓力。在我們所選用的注射機中它的最大注射壓力為130MPa，而原料為PS，所需注射壓力為70～90MPa，小于該注射機的最大注射壓力，故我們所選注射機符合規(guī)定要求。
9.4模具的厚度校核
注射機規(guī)定的模具最大與最小厚度是指動模板閉合后達到規(guī)定鎖模力時動模板和定模扳的最大與最小距離,因此所設計模具閉合高度應處在注射機規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內(nèi),即
(3-2)
注：Hm——所設計的模具厚度，mm
Hmin——注塑機允許的最小模具厚度，200mm
Hmax——注塑機允許的最大模具厚度，350mm
而我們所設計的模具的厚度，在該范圍內(nèi)，故所選注射機符合要求。
綜合以上校核分析，我們最終確定選用型號為XS-ZY-250合適。
三板模具(點澆口)開合模動作過程
三板模一共有三次分型，第一次在脫料板與定模座板之間，第二次在脫料板與定模板之間，第三次在定模板與動模板之間
1. 當動模側(cè)起始受到注塑機自身提供的拉力時，動模和定模之間由于裝有開閉器【阻尼扣】，而脫料板與定模座板之間沒有任何連結(jié)和阻礙（多數(shù)情況下小拉桿上還裝有彈簧），這時在拉力作用下，脫料板與定模座板首先分開，定模座板隨著公模板一起向后運動，運動到設定距離時，被小拉桿限位塊擋住，
2. 定模板隨注塑機繼續(xù)向后運動，這樣小拉桿也被帶動，它又帶動脫料板運動一個設定距離，以便將料頭打下，這個設定距離運動完后，小拉桿與定模座板都停止運動
3. 注塑機繼續(xù)向后運動，拉力不斷加大，超過開閉器鎖模力，定模板與動模板分開，分開到設定距離時停止不動
4. 在注塑機頂桿的推動下，頂針板帶動頂出機構(gòu)（頂針，司筒，斜頂?shù)龋╅_始頂出運動，將成品頂出（自動落下或由機械手取走）
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結(jié) 論
通過本次課程設計,可以提高自己的獨立自主能力,也是對自己大學四年所學知識的一次檢測。還可以檢驗自己對所研究課題的探究能力。本論文主要在塑件工藝性制定了工藝方案,在模具結(jié)構(gòu)以及設計方面進行了仔細的研究,并對模具工作過程進行了詳細的論述。設計了此次模具以后,我加深了對軟件的應用,使用一模兩腔,模具主要就是設計了澆注和冷卻、脫模以及成型設計。并用CAD繪制了模具所需的主要零件的模型,如上文提到的型芯,型腔以及定模固定板,并給出了模具的二維裝配圖。本設計的目的在于使學生對于模具設計以及制作過程有一個清晰的思路,提高制作模具的工作效率,并熟練掌握操作所需軟件。對將來從事工作有很大幫助。
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