汽車上的某扣件注塑模具設(shè)計(jì)
汽車上的某扣件注塑模具設(shè)計(jì),汽車,扣件,注塑,模具設(shè)計(jì)
大型注塑模具設(shè)計(jì)仿真工具：2400升固體廢棄物集裝箱
摘要
大型容器產(chǎn)品通常使用諸如滾塑的程序，這些技術(shù)沒有零件重量或尺寸限制。TIIP，薩拉戈薩大學(xué)注塑成型的機(jī)械工程，在歐洲標(biāo)準(zhǔn)下研發(fā)的CONTENURTM固體廢物的新容器高達(dá)2000升 ，其結(jié)果是一個(gè)新的主體達(dá)60公斤重。設(shè)計(jì)過程中結(jié)合了數(shù)項(xiàng)CAE工具（美學(xué)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)及流變模擬），并在去年6月，顯示了最終結(jié)果，通過了不同的測試。如今，在市場上有超過5000個(gè)成品在模具生產(chǎn)過程中沒有做過基本的修改（超過100噸的重量）。本文重點(diǎn)論述集成工具和流程的設(shè)計(jì)與產(chǎn)品定義（即注射壓力，沖擊厚度和形狀的一部分力量）的方法。在這個(gè)過程中，特別是模具控制一些參數(shù)（注射速度，溫度，粘度，澆口位置...）的細(xì)節(jié)。
關(guān)鍵詞：CAE設(shè)計(jì)；容器；注塑成型
1.引言
過去的幾年，CAE工具在注射熱塑性彈性體成型行業(yè)，構(gòu)建了一個(gè)真實(shí)的革命。一個(gè)開始直到最終的解決方案（包括幾個(gè)過程如開發(fā)、測試的原型,修改數(shù)據(jù),新的測試,……）的過程已經(jīng)被一個(gè)更快的設(shè)計(jì)、翻譯過程和最終的客戶在同一個(gè)電腦文件下一起工作（“并行工程”）的過程取代。因此,對模具制造和完成時(shí)間減少極大,同時(shí),引入了一些關(guān)于使用CAE的建議。
薩拉戈薩工業(yè)大學(xué)注射塑料(T.I.I.P)車間,C.S.I.C相關(guān)單位,在注射熱塑性彈性體成型中，使用CAE工具已經(jīng)超過了15個(gè)年頭，同時(shí)在不同行業(yè)（機(jī)動(dòng)車、家電、包裝、玩具等）的上百個(gè)項(xiàng)目中積累了很多的經(jīng)驗(yàn)。T.I.I.P.的工作也包含著和歐洲不同的公司一起調(diào)研的項(xiàng)目（聚合物流變性、半自動(dòng)磨具設(shè)計(jì)等）。
同時(shí)，這個(gè)組織一直意識到安排仿真技術(shù)制造的重要性，這種形式已經(jīng)合作并且由塑料工業(yè)基金會注射成型部研究會體質(zhì)指導(dǎo)。這個(gè)組織給注射成型企業(yè)提供了各項(xiàng)服務(wù)，并且從中沒有任何盈利（如圖1）。許多國家的工業(yè)組織通過不同的程序和研究方向?qū)@個(gè)中心進(jìn)行了支持（新的工藝比如氣輔技術(shù)或噴流注射成型；新的設(shè)計(jì)比如使用壓力和溫度的設(shè)備的過程測量技術(shù)）。
圖1 T.I.I.P注塑成型區(qū)域概貌
2.容器工程
1999年，第一個(gè)參與城市固體剩余物收集容器制造的西班牙公司（Contenur SPAIN，SL）去T.IIP-aiTIIP集團(tuán)共同進(jìn)行大尺寸的注塑件的設(shè)計(jì)工作，隨后測試了這些方案在這一領(lǐng)域應(yīng)用的實(shí)際可能性。
該項(xiàng)目的主要目標(biāo)是快速制造大容量（2400 L和更多）的容器，與市場產(chǎn)品中加入了昂貴的加固結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)成型的焊接金屬板或塑料制品產(chǎn)生競爭。顯然，構(gòu)成容器的所有部件中，主要的困難是單一模腔部分的制造。
這個(gè)文獻(xiàn)提供了幾個(gè)零件和模具設(shè)計(jì)的例子和失敗的建議[2,3]，但是不太可能找到40kg重的大的塑料部件，而且，這個(gè)模具尺寸上的一個(gè)錯(cuò)誤沒有簡單的解決方案（運(yùn)輸?shù)侥＞吖ぞ咧圃焐痰闹圃旃S將會太昂貴，試驗(yàn)和誤差的方法也是不提供）。
對于這個(gè)部件的設(shè)計(jì)，必須考慮到以下幾個(gè)方面：
?與歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12574[4]要求的基本尺寸一致；
?卸載電阻（排出側(cè)）如（圖2）；
?在功能條件和位置區(qū)具有高的耐沖擊性；
?表面容易清洗；
?美學(xué)設(shè)計(jì)；
?最低的成本（不僅是加工和裝配，還包括維護(hù)）；
?安裝的沖壓機(jī)施加的鎖模力限制（大型機(jī)器鎖模力的限制范圍在5000噸和10000噸之間）；
?準(zhǔn)備標(biāo)記，也就是說，有自由的和平坦的空間;；
?材料的限制：采用其他CONTENUR設(shè)計(jì)的相同材料。
圖 2. 裝卸作業(yè)的邊界條件，材料非線性模型，有限元模型。
特別注意的兩個(gè)限制：范圍內(nèi)的最低成本和最大鎖模力。對于最低成本，厚度是關(guān)鍵（原料的成本），在制造時(shí)確定；因此，派生機(jī)器的成本大約為厚度[5]的平方。
另一方面，為了降低其合模力，部件的投影面積和分布的壓力與一部分厚度也有很大的關(guān)系（狹窄區(qū)域產(chǎn)生較高的注射壓力，可能也會產(chǎn)生大合模力）。
由Castany等研發(fā)的方法，不僅用于注射成型，也適用于其它類似的技術(shù)[6-8]，如下：
（a） 測定產(chǎn)品的可行性：鎖模力和厚度在歐洲標(biāo)準(zhǔn)允許的基本幾何條件下調(diào)整尺寸。在這一步只是一般的線條設(shè)計(jì)，而不做功能細(xì)節(jié)。一些基本的結(jié)果如下表1所示。這些分析通過遺傳物質(zhì)的基本參數(shù)，高密度聚乙烯（表2）得到。對于高級步驟，通過幾個(gè)溫度條件計(jì)算。
（b） 選擇材料，結(jié)合熔體流動(dòng)指數(shù)（MFI）和機(jī)械性能，在注入點(diǎn)的位置進(jìn)行模擬，甚至不知道組件最終的幾何形狀，但得出幾個(gè)注入點(diǎn)的最好的位置是在容器主體的底部區(qū)域。該標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)與模具結(jié)構(gòu)和零件的形狀有關(guān)。
（c） 分析主體的形式和零部件的厚度，比較結(jié)構(gòu)上的選擇方案：側(cè)壁形狀，包括氣體輔助技術(shù)注入管的側(cè)壁形狀增加的慣性等也被列入考慮。
（d） 顯然，模具的尺寸和凹陷的存在使得部件和模塊設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一個(gè)其他問題。這種方式中，容器上部邊框的半圓形狀是一個(gè)很困難的設(shè)計(jì)問題，它由使用性能確定，但是在合模區(qū)域存在滑移。
（e） 將合適的零件體積和可行的不同形式與厚度和機(jī)械阻力的形式制造相結(jié)合。在這一步驟，有限元分析、3D設(shè)計(jì)和注料仿真技術(shù)同時(shí)進(jìn)行（圖3、4）。最終的零件尺寸如表3。?
表1
簡單塑料模型，第一次仿真分析結(jié)果
主體厚度(mm)/質(zhì)量(kg) 最大注射壓力 (MPa) 鎖模力(kN)
6/52 96 166,000
7/60 71 122,000
8/68 55 94,000
9/76 44 74,000
10/84 35 59,000
表2
基本模擬計(jì)算參數(shù)
熔體溫度（℃） 240
在恒定速度下的注射時(shí)間
秒 20
百分率 50
模具溫度（℃） 40
表3
2400 L主體的基本尺寸（毫米）
高度 1600
寬度 1480
長度 1600
圖3. 3D數(shù)模（Pro-E繪制）
圖4. C-mold軟件：噴出的塑料溫度和冷卻線管路
用這些基本尺寸核算這四步，設(shè)計(jì)組對于最終的幾何圖樣有一個(gè)初始目標(biāo)，這些細(xì)節(jié)包含輸出角度，收音機(jī)，設(shè)置的輔助配件的位置（軟木、滑軌等）。生產(chǎn)流動(dòng)分析為關(guān)鍵性的方式，與美國，日本和墨西哥實(shí)業(yè)公司模具廠的模具工人一起將模具的各部分固定在最佳的位置。
這個(gè)過程的主要方面和仿真技術(shù)（為了保證注射工人的操作其他的細(xì)節(jié)不能存在）是：
1. 2.5D幾何圖形式樣模型。
2. 模腔注澆口位置。使用速度軌道去更好的控制料的流動(dòng)性。根據(jù)軌道的流動(dòng)澆注的設(shè)計(jì)原則使?jié)沧⑴c填滿模腔同步結(jié)束（避免保壓效應(yīng)），尤其要考慮到半圓形區(qū)域的邊界形狀。
3.最佳條件：溫度的選擇、涉及的厚度、設(shè)計(jì)的耐久強(qiáng)度評價(jià)條件。溫度在210℃到250℃的評價(jià)。
4. 必須要依靠正確的速度程序調(diào)節(jié)填料形式。在恒定速度的條件下，假想不允許的壓力值的增長，強(qiáng)化機(jī)器的極限。集裝箱磨具的最終布置，建議使用幾個(gè)沖壓速度。
這個(gè)步驟用目前已經(jīng)存在的小型集裝箱（如圖5），進(jìn)行了現(xiàn)實(shí)的試驗(yàn)驗(yàn)證。
圖5 用于工業(yè)生產(chǎn)條件為2400L試驗(yàn)驗(yàn)證真正的集裝箱模型
用CAE技術(shù)計(jì)算側(cè)面標(biāo)準(zhǔn)的沖壓速度如圖6所示。但是這個(gè)“函數(shù)”如果沒有實(shí)用性的編程就不能編入到注射成型機(jī)內(nèi)部，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)不能精確的隨著所有梯度上升。無論如何，這個(gè)優(yōu)化程序后，能夠得到大約15%的鎖模力。
圖6 計(jì)算機(jī)顯示的側(cè)面理論沖擊速度
5. 加注條件準(zhǔn)備好以后，模具制造者從一個(gè)初步設(shè)想到設(shè)計(jì)的裝備，已經(jīng)用一個(gè)新的數(shù)值模型和最終的熱流道系統(tǒng)模具所驗(yàn)證。對于減少填充壓力，這個(gè)連續(xù)的工藝是有可能性的，但是實(shí)際的工藝安排，維護(hù)，一定的停工降低了其用途。
6. 最后，模具冷卻分析、包裝和彎曲矯正過程走向成熟。在這種方式下，Kyowe工業(yè)公司根據(jù)材料的傳熱性采用不同的建筑材料，調(diào)整冷卻管路。成品模具的重量超過了150，000kg（相當(dāng)于150公噸）。
事實(shí)上，在注射成型中，超過6000個(gè)部件在制造中沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。報(bào)廢、使用性能、加工比率是和目前1000L的集裝箱（每小時(shí)20-25個(gè)零件）相似的。其他組件同時(shí)設(shè)計(jì)，實(shí)際上，得到的最后的結(jié)果非常復(fù)雜，比如：集裝箱的系統(tǒng)，明顯的小于它的主體。
本文作者，定論：CAE輔助工具在設(shè)計(jì)中是最基本的工具，同相關(guān)知識和使用相似的模具進(jìn)行真實(shí)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相比。
鳴謝
本文作者，對于T.I.I.P-a.i.T.I.I.P組織和CONTENUR 技術(shù)人員的支持、設(shè)備和最終的目標(biāo)致以衷心的感謝。特別感謝D.Castany，感謝他們的專門技能在塑料注射成型工藝、設(shè)計(jì)、在很多培訓(xùn)班里面進(jìn)行的講解和世界研討會。
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
共 2 頁
產(chǎn)品名稱
型腔
零件名稱
型腔
第 1 頁
材料牌號
C
CrWMn
毛坯
種類
毛坯
毛坯
尺寸
毛坯件數(shù)
1
每臺
件數(shù)
1
備注
工序號
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
設(shè)備
工 藝 裝 備
1
備料
鍛造毛坯成平行六面體，保證各面留有足夠的加工余量。
鋸床
游標(biāo)卡尺
2
銑削加工
銑六面，各面留0.6的磨削余量
機(jī)加工
銑床
銑床夾具，立銑刀，游標(biāo)卡尺
3
鉗工劃線
劃出型腔的外輪廓，并留有2mm的數(shù)控銑余量。
機(jī)加工
鉗工臺
游標(biāo)卡尺
4
銑削加工
粗銑型腔，盡量使各型面所留余量均勻。
機(jī)加工
立式銑床
銑床夾具，面銑刀，游標(biāo)卡尺
5
數(shù)控銑加工
編制數(shù)控帶（或計(jì)算機(jī)編程）并進(jìn)行必要的檢驗(yàn)；
工件的定位和裝夾；
確定程序原點(diǎn)；
機(jī)床的調(diào)整（檢查機(jī)床主軸和導(dǎo)軌潤滑是否正常、設(shè)定刀具半徑補(bǔ)償值、F1進(jìn)給速度）；
試運(yùn)轉(zhuǎn)；
切削加工（分粗、半精和精加工），精加工后留0.02～0.04mm的拋光余量；
機(jī)加工
數(shù)控銑床
銑床夾具，銑刀，游標(biāo)卡尺
6
鉗工劃線
劃型腔內(nèi)鑲件固定孔的輪廓線，并留有1mm左右的電火花加工余量，力求余量均勻。
機(jī)加工
鉗工臺
鉆床夾具，銑刀，游標(biāo)卡尺
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
共 2 頁
產(chǎn)品名稱
型腔
零件名稱
型腔
第 2 頁
材料牌號
C
CrWMn
毛坯
種類
毛坯
毛坯
尺寸
毛坯件數(shù)
1
每臺
件數(shù)
1
備注
工序號
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
設(shè)備
工 藝 裝 備
7
銑削加工
按所劃輪廓線粗銑鑲件固定孔（電火花的預(yù)孔加工）
機(jī)加工
立式銑床
鉆床夾具，銑刀，游標(biāo)卡尺
8
熱處理
淬火并回火HRC58～62。
機(jī)加工
9
鉗工加工
磨光型腔底面和定位所需的基準(zhǔn)面，除銹并去磁。
機(jī)加工
鉗工臺
游標(biāo)卡尺
10
電火花加工
電極（粗、精電極）的制造；
工件的定位，電極的找正、定位；
電規(guī)準(zhǔn)（粗、中、精規(guī)準(zhǔn)）的選擇及轉(zhuǎn)換。
機(jī)加工
電火花機(jī)床
游標(biāo)卡尺
11
磨削加工
磨削各平面達(dá)圖紙要求。
機(jī)加工
平面磨床
磨刀，游標(biāo)卡尺
12
鉗工加工
拋光并倒邊角。
機(jī)加工
鉗工臺
13
檢驗(yàn)
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
共 1 頁
產(chǎn)品名稱
型芯
零件名稱
型芯
第 1 頁
材料牌號
C
CrWMn
毛坯
種類
毛坯
毛坯
尺寸
毛坯件數(shù)
1
每臺
件數(shù)
1
備注
工序號
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
設(shè)備
工 藝 裝 備
1
鉗工劃線
劃型芯固定凹槽輪廓線，各邊留1mm數(shù)控銑余量；
劃抽芯機(jī)構(gòu)導(dǎo)滑槽輪廓線。
鉗工臺
游標(biāo)卡尺
2
銑削加工
粗銑型芯固定凹槽；
銑抽芯機(jī)構(gòu)導(dǎo)滑部分，留0.6磨削余量；
用T型槽銑刀銑T型槽達(dá)圖紙要求。
機(jī)加工
立式銑床
銑床夾具，立銑刀，游標(biāo)卡尺
3
數(shù)控銑加工
粗銑、精銑型芯固定凹槽（所選銑刀要能銑出凹槽四周的圓角部分）
機(jī)加工
數(shù)控銑床。
游標(biāo)卡尺
4
銑削加工
粗銑型腔，盡量使各型面所留余量均勻。
機(jī)加工
立式銑床
銑床夾具，銑刀，游標(biāo)卡尺
4
電火花加工
加工分流道和潛伏式澆口
機(jī)加工
電火花機(jī)床
游標(biāo)卡尺
5
磨削平面
磨導(dǎo)滑槽部分，并留0.2的精磨余量。
機(jī)加工
萬能工具磨床
磨刀，游標(biāo)卡尺
6
鉗工劃線
劃各邊上的螺釘孔中心線，限位孔中心線。
機(jī)加工
鉗工臺
游標(biāo)卡尺
7
鉆孔
鉆螺釘孔并攻絲，鉆限位銷孔達(dá)圖紙要求。
機(jī)加工
立式銑床
麻花鉆，游標(biāo)卡尺
8
磨削加工
磨削導(dǎo)滑槽部分達(dá)圖紙要求。
機(jī)加工
萬能工具磨床
磨刀，游標(biāo)卡尺
9
檢驗(yàn)
機(jī)加工
寧XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
汽車上的某扣件注塑模具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)老師
年 月 日
摘 要
塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，對注塑模具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)提出了質(zhì)量好、制造精度高、研發(fā)周期短等越來越高的要求，能否適應(yīng)這種需求已成為模具生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。模具技術(shù)是融合機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)控制、數(shù)控技術(shù)等學(xué)科為一體的綜合性學(xué)科。
本文中針對汽車上的某扣件注射模具制定出合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其中包括成型部分及其零部件設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。根據(jù)分析，設(shè)計(jì)了一套塑料注射模具，并對模具以及主要零件進(jìn)行了CAD繪圖。
關(guān)鍵字：注射模具，澆注系統(tǒng)，脫模機(jī)構(gòu)，冷卻系統(tǒng)
Abstract
The rapid development of the plastics industry, put forward the good quality, high manufacturing precision, short development cycle, higher and higher requirements of injection mold design and production, can adapt to this demand has become the key factor in the development of mold manufacturing enterprises. Mould technology is a comprehensive subject integration of mechanical engineering, computer application, automatic control, numerical control technology and other disciplines as a whole.
This paper aimed at Samsung mobile phone back cover injection mold making a reasonable design structure, including molding parts and components design, gating system design, demould mechanism design, cooling system design. According to the analysis, a set of plastic injection mold design, the mold and the main parts of the CAD drawing.
Key Words: Ejection mechanism of injection mould,,Gating system, Cooling system
目 錄
摘 要 II
Abstract III
目 錄 IV
第1章 緒 論 1
1.1 概述 1
1.2塑料?，F(xiàn)狀 1
1.3 模具產(chǎn)品發(fā)展趨勢 2
1.4 本課題的設(shè)計(jì)步驟 4
第2章 塑件的工藝分析 6
2.1塑件的工藝性分析 7
2.1.1塑件的原材料分析 7
2.1.2 ABS的注塑工藝參數(shù) 7
2.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 8
2.2.1結(jié)構(gòu)分析 8
2.2.2尺寸精度分析 8
2.2.3表面質(zhì)量分析 8
2.3計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 8
第3章 注塑模設(shè)計(jì) 10
3.1 注射模具分型面的選擇 10
3.1.1 分型面的基本形式 10
3.1.2 分型面選擇的基本原則 10
3.1.3 分型面的選擇 10
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10
3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成 10
3.2.2 注射模具主流道的設(shè)計(jì) 11
3.2.3 分流道的設(shè)計(jì) 12
3.2.4 澆口的設(shè)計(jì) 14
3.2.5 冷料穴和鉤料脫模裝置 16
3.3 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 16
3.3.1 型腔數(shù)目的確定 16
3.3.2 型腔的排列 18
第4章 成型零件和模體的設(shè)計(jì) 19
4.1 模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
4.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
4.3 成型零件的尺寸確定 20
第5章 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22
第6章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24
第7章 排氣系統(tǒng) 25
第8章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)校核 26
8.1模具閉合高度的確定 26
8.2注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 26
8.3模具安裝和試模 27
第9章 注塑模加工工藝的設(shè)計(jì) 28
9.1模板的平面加工 28
4.1.1 模板平面的粗加工 28
4.1.2 模板平面的半精加工 28
4.1.3 模板平面的精加工 28
9.2孔及孔系的加工 28
9.2.1 孔系的加工 29
9.2.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的孔加工 30
總結(jié) 31
參考文獻(xiàn) 32
致 謝 33
第1章 緒論
第1章 緒 論
1.1 概述
塑料模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工具。塑料模具對塑料制品的質(zhì)量和操作難易程度都有相當(dāng)?shù)挠绊懸虼艘竽＞咴谏a(chǎn)度，外觀，物理性能等各方面都滿足使用要求并要求其效率高，操作簡便，結(jié)構(gòu)合理，制造容易，成本低廉?，F(xiàn)代塑料制品中合理的加工工藝，高效的設(shè)備，先進(jìn)的模具是必不可少三項(xiàng)重要因素。尤其是塑料模具要實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求，制件使用要求和造型設(shè)計(jì)起著十分重要的作用。因此，對塑料模具生產(chǎn)也提出了越來越高的要求。因此促使模具生產(chǎn)不斷向前發(fā)展。
模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)，它的技術(shù)水平很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和市場的競爭能力。隨著我國加入“WTO”步伐的日益加快?！叭胧馈睂ξ覈＞吖I(yè)產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響，經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢日益明顯，同時(shí)世界眾多知名公司不斷進(jìn)行構(gòu)調(diào)整，國內(nèi)市場的國際性進(jìn)一步現(xiàn)，該行業(yè)將經(jīng)受更大的沖擊，競爭也會更加激烈。在如此嚴(yán)峻的行業(yè)背景下，我國的技術(shù)人員經(jīng)過不斷的改革和創(chuàng)新使得我國模具水平有了較大的提高，大型，復(fù)雜，精密，高效和長壽命模具有上了新的臺階。
塑料制品的成型是塑料成為具有實(shí)用價(jià)值制品的重要環(huán)節(jié)。塑料成型方法已達(dá)40多種。其中最重要的是注射，擠出，吹塑和壓制等。它們幾乎占了整個(gè)塑料成型的85%；其中注射尤為突出，占塑料成型的30%以上。注射模具成形是熱塑性塑料成型的一種方法，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型，有些熱固性塑料也可以用注射模塑成型。
1.2塑料?，F(xiàn)狀
近年來我國塑料模具有了長足的進(jìn)步，大型，復(fù)雜，高效和長壽命模具又上了新臺階，特別體現(xiàn)在高科技應(yīng)用的深度和廣度上，表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面：
（1）廣泛應(yīng)用CAD/CAM/CAE，特別是加工方面，計(jì)算機(jī)造型，編程并由數(shù)控機(jī)床加工已是主要手段，CAE軟件也已得到廣泛應(yīng)用，提高了設(shè)計(jì)水平。
（2）熱流道技術(shù)的推廣應(yīng)用更上一層樓，內(nèi)熱式和外熱式流道裝置，自制熱噴咀和引進(jìn)熱噴咀都得到了應(yīng)用，有的已達(dá)到國際先進(jìn)水平。
（3）氣體輔助注射技術(shù)已得到應(yīng)用，不少廠家均采用了此技術(shù)，例如熊貓公司開發(fā)氣輔模具是時(shí)，采用了C -MOLD氣輔分析軟件使模具順利研制成功。
（4）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)塑料模具鋼，現(xiàn)注射模較少采用45鋼，P20鋼得到廣泛應(yīng)用，大大提高了使用壽命和表面光潔度。
（5）抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，很多廠家已設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)新穎，脫模容易，具有創(chuàng)新意識的脫模機(jī)構(gòu)，并解決了很多以前脫模難的問題但與發(fā)達(dá)國家。
（6）精密，復(fù)雜，大型，高壽命模具的制造水平有了很大提高。那些尺寸精度高，模具零件要求互換，塑件形狀復(fù)雜的模具由于采用了CAD三維技術(shù)計(jì)算機(jī)模擬注射成型，氣輔技術(shù)等先進(jìn)的方式，使模具達(dá)到了國外同類模具水平。模具的壽命也達(dá)到100萬次或更高。
我國的模具工業(yè)在“九五”期間雖有較快發(fā)展，但相比一些發(fā)展較快的國家，我國仍存在相當(dāng)大的差距。據(jù)資料顯示，CAD，CAE的應(yīng)用，發(fā)達(dá)國家遠(yuǎn)高于中國，而中國大陸的應(yīng)用程度有遠(yuǎn)低于香港，臺灣。特別是FLOW軟件和COOL軟件，發(fā)達(dá)國家已普及而中國大陸才剛剛起步。差距之大，使人感慨。在模具標(biāo)準(zhǔn)零件及標(biāo)準(zhǔn)模架方面，發(fā)達(dá)國家已普及，并實(shí)現(xiàn)了商品化，而中國大陸已有國家標(biāo)準(zhǔn)但尚未實(shí)現(xiàn)商品化。熱流道及熱管技術(shù)發(fā)達(dá)國家已大量使用，并形成了系列和標(biāo)準(zhǔn)。而我國大陸70年代開始研究迄今尚無標(biāo)準(zhǔn)。
在發(fā)達(dá)國家及發(fā)達(dá)地區(qū)塑料模具行業(yè)向小而專的方向發(fā)展；向技術(shù)密集方向發(fā)展；高技術(shù)與高技藝相結(jié)合；生產(chǎn)規(guī)模以小而專見長；專業(yè)化與柔性化相結(jié)合。而在中國大陸則恰恰相反。獨(dú)立的模具工廠難以生存；多屬于勞動(dòng)密集型企業(yè)；有忽視高技藝的傾向；大而全居多；尚無專業(yè)化與柔性化相結(jié)合的規(guī)劃。而且大型，精密，復(fù)雜，長壽命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出，高檔模具進(jìn)口的比例達(dá)40%以上，而有些模具已出現(xiàn)過剩。
1.3 模具產(chǎn)品發(fā)展趨勢
模具工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新的技命不斷取得新的進(jìn)展和突破，市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn)品越來越向多品種，小批量，高質(zhì)量，低成本的方向發(fā)展，于是對制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備-模具的要求越來越苛刻，模具必然會有如下發(fā)展趨勢：
1.模具CAD/CAM/CAE技術(shù)將日益深入人心并發(fā)揮越來越重要的作用?；诰W(wǎng)絡(luò)的一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)CAD/CAM/CAE將達(dá)到開放性，兼容性和專業(yè)化的統(tǒng)一。CAD/CAM軟件在智能化，面向?qū)ο?，基于特征和面向制造方面將獲得長足的進(jìn)步。模具3D分析的重要性更加明確。國產(chǎn)軟件CAXA系統(tǒng)，HSC系統(tǒng)和Z-MOLO等軟件的功能和水平將不斷提高和完善。
2. 模具的精度將越來越高，并日趨大型化，現(xiàn)在模具精度已達(dá)2—3毫米，不久1毫米精度的模具將上市。隨著零件微化及精度要求的不斷提高，這就要求發(fā)展超精加工。另一方面，由于用模具成型的零件日益大型化以及由于高效率要求而發(fā)展的一模多腔，勢必要求模具隨之大型化。
3.隨著熱流道技術(shù)的日益推廣應(yīng)用，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高，由于熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料，因此，熱流道技術(shù)的應(yīng)用將會發(fā)展很快，比例也將逐漸提高。
4.隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。氣體輔助注射成型技術(shù)能改善塑件的內(nèi)在和外觀質(zhì)量。具有注射壓力低，制品變形小，節(jié)約原料，提高制件生產(chǎn)率，從而大幅度降低成本等優(yōu)點(diǎn)。而高壓注射成型可減小樹脂收縮率，增大塑件尺寸的穩(wěn)定性，提高其精度。
5.快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)的前景十分廣闊，突出的表現(xiàn)在快速成型（RP）快速模具制造（RT）上。21世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)75%以上。模具的生產(chǎn)周期將越來越短，成本也將相應(yīng)降低。精度和壽命又能滿足生產(chǎn)上的使用要求RP+RT的研究成為國內(nèi)外RPM界十分關(guān)注并大力發(fā)生的領(lǐng)域之一，正大力向著快速模具制造（RTM）發(fā)展，一些新的快速成型方法相繼涌現(xiàn)，RPM是電腦，激光，光學(xué)掃描，先進(jìn)的新型材料，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），計(jì)算機(jī)輔助加工（CAM），數(shù)控（CNC）綜合應(yīng)用的高進(jìn)技術(shù)。利用它可以直接或間接的快速制模?？焖僦颇＜夹g(shù)為適應(yīng)市場的需求，必然呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢。
6.模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制模周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，因此模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日益廣泛，在今后的模具市場中必將成為一類。十分活躍而又高速發(fā)展的產(chǎn)品。
7.三維掃描儀的多樣化和高速化將會使模具的逆向工程獲得發(fā)展，逆向工程技術(shù)已成為模具制造，信息傳遞的簡便途徑，是模具CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。
8.高性能的模具鋼的用量也將以較快速度增長，由于對模具鋼的要求越來越高，迫切需要研制出高強(qiáng)度，高硬度，高耐磨性愜意加工，熱處理變形小，導(dǎo)熱性優(yōu)良的制模材料，并廣泛的投入應(yīng)用。如各種導(dǎo)型材模具，PVC塑料等。
隨著以塑料鋼的進(jìn)一步發(fā)展，塑料模的比例將不斷提高，發(fā)展速度也將高于沖模。對模具的要求也將越來月高，高檔模具在市場上的份額也將逐步擴(kuò)大。
1.4 本課題的設(shè)計(jì)步驟
本設(shè)計(jì)要求使用CAD，PROE等軟件對機(jī)構(gòu)進(jìn)行零件圖紙繪制，設(shè)計(jì)成型注射模具。
帶聯(lián)合頂出機(jī)構(gòu)對于注塑模的設(shè)計(jì)比較簡單，使用常規(guī)的設(shè)計(jì)方法就能夠設(shè)計(jì)出合理簡單有效的模具。
機(jī)構(gòu)的材料：ABS
根據(jù)選擇模具要一腔兩模，對于模具的基本方案是：
（1）對于注塑機(jī)的選擇，由于機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量以及所給的各項(xiàng)要求，進(jìn)行綜合的考慮，采用臥式注塑機(jī)；
（2）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（a）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
所給設(shè)計(jì)要求是一模兩腔，因此將型腔對稱放置，使用圓錐型主流道，使用球型頭的拉料桿的冷料井。將分流道對稱設(shè)置，分流道截面采用梯形截面，澆口采用潛伏式澆口，利用分型面或配合間隙排氣；
（b）成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
陰模使用整體嵌入式，上下模板上均嵌入陰模。由于結(jié)構(gòu)的上下結(jié)構(gòu)特征，在上下模板均設(shè)計(jì)了型芯；
（c）合模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
使用導(dǎo)向柱四根，同時(shí)與導(dǎo)套配合，既能夠?qū)?，又能夠定位?
（d）脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
使用推桿進(jìn)行脫模，同時(shí)在噴霧器嘴的下側(cè)使用一推環(huán)，雖然塑件有四處筋板，可使用使用四處推桿，但使用一推環(huán)可防止在推模時(shí)對塑件造成破壞；
（3）零件圖的繪制
在對模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了基本的設(shè)計(jì)后，首先要進(jìn)行三維圖以及零件圖的繪制，以為后一部的加工提供必要的尺寸及一些數(shù)據(jù)參數(shù)。
（4）對模具進(jìn)行模具的CAD設(shè)計(jì)
在對模具進(jìn)行基本設(shè)計(jì)之后，就要進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算，在得到正確的數(shù)據(jù)后，利用CAD進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)，通過進(jìn)行人機(jī)交互，即可得到簡單又優(yōu)良的設(shè)計(jì)。在對模具進(jìn)行設(shè)計(jì)完成之后，我們得到了模具的三維圖,并生成模具的裝配圖，同時(shí)生成我們所需要的所有零件的圖紙。
進(jìn)行以上的工作之后，還要進(jìn)行注射模具的制造工藝設(shè)計(jì),在完成所有的設(shè)計(jì)之后完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫。
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第2章 塑件的工藝分析
第2章 塑件的工藝分析
該塑件是汽車上的某扣件產(chǎn)品，其零件圖如圖所示。本塑件的材料采用ABS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
圖1 汽車上的某扣件正面圖
圖2 汽車上的某扣件背面圖
2.1塑件的工藝性分析
2.1.1塑件的原材料分析
選擇材料：ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene 丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物
塑料分析：(１)、基本特性:ＡＢＳ是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ＡＢＳ具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ＡＢＳ有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ＡＢＳ堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。
ABS無毒、無味，呈微黃色，成型的塑料件有較好的光澤。密度為1.02~1.05/cm。ABS有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對ABS幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會引起應(yīng)力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70度左右，熱變形溫度約為93度左右。耐氣侯性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。
根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。
（2）、主要用途 ABS在機(jī)械工業(yè)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機(jī)外殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池、冷藏庫和冰霜襯里等。汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)管、加熱器等，還有用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制作水表殼、紡織器材、電器零部件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。
（3）成型特點(diǎn):ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50~60度，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在60~80度。
2.1.2 ABS的注塑工藝參數(shù)
1、注塑機(jī)類型：
螺桿式
7、保壓力
50~70MP
2、噴嘴形式
直通式
8、注射時(shí)間
3~5s
3、螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）
30~60
9、保壓時(shí)間
15~30s
4、噴嘴溫度
180~190C
10、模具溫度
50~70
5、成型溫度 C
料筒：
前200~210
中210~230
后180~200
11、冷卻時(shí)間
15~30s
6、注射壓力
70~90 MP
12、成型周期
40~70s
2.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
2.2.1結(jié)構(gòu)分析
從零件圖上分析，該零件總體形狀為長方形,模具設(shè)計(jì),該零件屬于中等復(fù)雜程度.
2.2.2尺寸精度分析
從塑件的壁厚上來看,壁厚最大處為2mm,壁厚均勻,，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺尺寸中等。
2.2.3表面質(zhì)量分析
該零件的表面除要求沒有缺陷﹑毛刺，內(nèi)部不得有雜質(zhì)外，沒有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。
綜上分析可以看出,注塑時(shí)在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證.
2.3計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。
計(jì)算塑件的體積：V=46.87cm
計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊可查得ABS的密度為ρ=1.06kg/dm
塑件質(zhì)量：M=Vρ＝50g(通過3D軟件測量得到)
采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)XS—ZY—125型。
第3章 注塑模設(shè)計(jì)
3.1 注射模具分型面的選擇
3.1.1 分型面的基本形式
分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。
3.1.2 分型面選擇的基本原則
選擇分型面的基本原則：（1）保持塑料外觀整潔；（2）分型面應(yīng)有利于排氣；（3）應(yīng)考慮開模是塑料留在動(dòng)模一側(cè)；（4）應(yīng)容易保證塑件的精度要求；（5）分型面應(yīng)力求簡單適用并易于加工；（6）考慮側(cè)向分型面與主分型面的協(xié)調(diào)；（7）分型面應(yīng)與注塑機(jī)的參數(shù)相適應(yīng)；（8）考慮脫模斜度的影響[11]。
3.1.3 分型面的選擇
根據(jù)對工件模型的觀察和分型面選擇的基本原則?，F(xiàn)選擇A-A′為分型面。
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成
澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所經(jīng)的通道，它包括主流道、分流道、澆口及冷料。在設(shè)計(jì)注射模具的澆注系統(tǒng)應(yīng)注意以下幾項(xiàng)原則[12]。
（1）根據(jù)所確定的塑件型腔數(shù)設(shè)計(jì)合理的澆注系統(tǒng)布局。
（2）根據(jù)塑件的形狀和大小以及壁厚等諸多因素，并結(jié)合選擇分型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式及位置。
（3）應(yīng)盡量的縮短物料的流程和便于清除料把，以節(jié)省原料，提升注射效率。
（4）應(yīng)根據(jù)所選用塑件的成型性能，特別是它的流動(dòng)性能，選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長度，并使其圓滑過渡以利于物流的流動(dòng)。
3.2.2 注射模具主流道的設(shè)計(jì)
主流道是熔融塑料由注塑機(jī)噴嘴先經(jīng)過的部位，它與注塑機(jī)噴嘴在同一軸心線上。由于主流道與熔融注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸、碰撞，一般澆口不直接開設(shè)在定模上，為了制造方便，都制成可拆卸的澆口套，用螺釘或迫合形式在定模板上[13]。
（1）主流道的設(shè)計(jì)
主流道是指澆注系統(tǒng)中從注塑機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。主流道的形狀與尺寸對塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。
（2）主流道尺寸
在臥式或立式注塑機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面。為了讓主流道凝料能從澆口套中順利拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角 為2o～6o。小端直徑d比注塑機(jī)噴嘴直徑大0.5mm～1 mm。由于小端的前面是球面，其深度為3mm～5 mm，注塑機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1mm～2mm。流道的表面粗糙度值Ra為0.08 。
（3）主流道澆口套
主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度53HRC—57HRC。
澆口套的材料應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼T8A，并應(yīng)進(jìn)行淬火處理，為了防止注塑機(jī)噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套的硬度應(yīng)低于注塑機(jī)噴嘴的硬度。為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用α為3o～6o左右的圓錐孔。澆口套于注塑機(jī)的噴嘴頭的接觸球面必須吻合，由于注塑機(jī)噴嘴是球面，半徑是固定的，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注塑機(jī)噴嘴端的凸面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴的內(nèi)孔直徑，球面與主流道孔應(yīng)以清角連接，不應(yīng)有倒拔痕跡。為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用α為3o～6o度左右的圓錐孔，對流動(dòng)性較差的塑料也可取得稍大一些，但過于大則容易引起注射速度緩慢，并容易形成渦流。
澆口套與塑料注射區(qū)直接接觸時(shí)，其出料端端面直徑應(yīng)盡量選得小些。澆口套于注塑機(jī)的噴嘴頭的接觸球面必須吻合，由于注塑機(jī)噴嘴是球面，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注塑機(jī)噴嘴端的凸面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴的內(nèi)孔直徑，球面與主流道孔應(yīng)以清角連接，不應(yīng)有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模[14]。
定位環(huán)是模體與注塑機(jī)的定位裝置，它保證澆口套與注塑機(jī)的噴嘴對中定位，定位環(huán)的外徑應(yīng)與注塑機(jī)的定位孔間隙配合。澆口套端面應(yīng)與定模相配合部分的平面高度一致。
注塑機(jī)XS-Z-30的噴嘴球半徑為12 mm，噴嘴孔徑為2 mm。所以要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注塑機(jī)噴嘴的端凸球面接觸良好，凹球面半徑取13 mm，圓錐孔的小端直徑則應(yīng)大于噴嘴口內(nèi)徑，取3 mm，如圖3.2。
圖3.2 澆口套
3.2.3 分流道的設(shè)計(jì)
分流道是將熔融塑料從主流道截面及其方向的變化，平穩(wěn)進(jìn)入單腔中的進(jìn)料澆口或主流道進(jìn)入多腔的澆口的通道，它是主流道與澆口的中間連接部分，起分流和轉(zhuǎn)換方向的作用，通常分流道設(shè)置在分型面的成型區(qū)域內(nèi)。
在注射過程中，熔融的塑料在流經(jīng)分流道時(shí)，應(yīng)是它的壓力損失以及熱量損失最小，而以分流道中產(chǎn)生的凝料最少為原則，分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)總體歸納如下：
分流道的形狀要考慮分流道的截面積與其周邊長度的比最大為好，這樣可以減少熔料的散熱面積和摩擦阻力，減少壓力損失。
在可能情況下，分流道的長度應(yīng)盡量的短，以減少壓力損失，避免模體過大影響成本，在多型腔模具中和型腔的分流道長度盡量相等，以達(dá)到注射大時(shí)壓力傳遞的平衡，保證塑料盡可能同時(shí)均勻的充滿各個(gè)型腔。在有些情況下分流道長度不能相等時(shí)，則應(yīng)在澆口處作必要的補(bǔ)救措施，如果分流道較長時(shí)，應(yīng)在其末端設(shè)置冷料穴，放置冷料和空氣進(jìn)入模腔[15]。
在滿足注射成型工藝的前提下，分流道的截面積應(yīng)盡量的小，但分流道的截面積過小會降低注射速度，使填充時(shí)間延長，同時(shí)可能出現(xiàn)缺料、焦燒、皺紋、縮孔等塑件缺陷，而分流道過大則增大冷卻時(shí)間應(yīng)比型腔中塑件的冷卻時(shí)間要短，才不影響注射時(shí)的效率。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用較小的截面積，以便于在試模是為不要的修正留有余地。
分流道和型腔的分布是排列緊湊，距離合理，應(yīng)采用軸對稱或中心對稱，使其平衡，盡量縮小成型區(qū)域的總面積。最好使型腔和分流道在分型面上的總投影面積的幾何中心和鎖緊力的中心相重合。
在分流道上的轉(zhuǎn)向次數(shù)盡量少，在轉(zhuǎn)向處應(yīng)圓滑過渡，不能有尖角，這些都是為了減小壓力損失，有利于物料的流動(dòng)。
當(dāng)分流道設(shè)在定模一側(cè)或分流道延伸較長時(shí)，應(yīng)在澆口附近或分流道的交叉處設(shè)置鉤料桿，以便于在開模時(shí)在鉤料桿的作用下首先從定模中拉出分流道的凝料，并與塑料一起頂出。
分流道的內(nèi)表面不必要求很光，一般表面粗糙度取1.6μm即可，這樣可以在分流道的摩擦阻力下使料流外層的流動(dòng)小些，使其分流道的冷卻皮層固定，有利于熔融塑料的保溫。
在總體分布中，應(yīng)綜合考慮冷卻系統(tǒng)的方式和布局，并留出冷卻水路的空間。
汽車上的某扣件注射模要求一模兩腔，在布局上選擇平衡式分流道。平衡式分流道的特點(diǎn)是：從主流道到各個(gè)型腔的分流道，其長度、截面尺寸及其形狀完全相同，以保證各個(gè)型腔同時(shí)均勻進(jìn)料，同時(shí)注射完畢。分流道的截面形狀選擇半圓形截面，它的效率比圓形稍差，但加工起來比圓形截面要簡單。
3.2.4 澆口的設(shè)計(jì)
（1）澆口的概念
澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好、高質(zhì)量地注射成形。
（2）澆口的作用
澆口可分成限制性澆口和非限制性澆口兩類。非限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最大的部位，它主要是對中大型筒類、殼類塑件型腔起引料和進(jìn)料后的施壓作用。限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位，其作用如下：
澆口通過截面積突然變化，使塑料熔體通過撓口的流速有突變性增加，提高塑料熔體的剪切速率，降低黏度，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。對于多型腔模具，調(diào)節(jié)澆口的尺寸，還可以使非平衡布置的型腔達(dá)到同時(shí)進(jìn)料的目的。澆口還起著較早固化、防止型腔中熔體倒流的作用。澆口通常是澆注系統(tǒng)最小截面部分，這有利于在塑件的后加丁中塑件與澆口凝料的分離[16]。
（3）注射模澆口的類型
單分型面注射模的澆口可以采用直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口和爪形澆口。
（a）直接澆口
直接澆口叉稱為主流道型澆口，它屬于非限制性澆口。這種形式的澆口只適于單型腔模具。
特點(diǎn)是：流動(dòng)阻力小，流動(dòng)路程短及補(bǔ)縮時(shí)間長等；有利于消除深型腔處氣體不易排出的缺點(diǎn)；塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積最小，模具結(jié)構(gòu)緊湊，注塑機(jī)受力均勻；塑件翹曲變形、澆口截面大，去除澆口困難，去除后會留有較大的澆口痕跡，影響塑件的美觀。
（b）中心澆口
當(dāng)筒類或殼類塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔時(shí)，內(nèi)澆口開設(shè)在該孔處，同時(shí)在中心處設(shè)置分流錐，該澆口稱為中心澆口，是直接澆口的一種特殊形式。它具有直接澆口的優(yōu)點(diǎn)，而克服了直接澆口易產(chǎn)生的縮孔、變形等缺陷。
（c）側(cè)澆口
側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為(扁槽)，是限制性澆口。側(cè)澆口廣泛使用在多型腔單分型面注射模上。
特點(diǎn)是由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時(shí)去除澆口容易，不留明顯痕跡。
側(cè)澆口的兩種變異形式為扇形澆口和平縫澆口。
扇形澆口是一種沿澆口方向?qū)挾戎饾u增加、厚度逐漸減少的呈扇形的側(cè)澆口， 平縫澆口又稱薄片澆口，澆口寬度很大，厚度很小。主要用來成形面積較小、尺寸較大的扁平塑件，可減小平板塑件的翹曲變形，但澆口的去除比扇形澆口更困難，澆口在塑件上痕跡也更明顯。
（d）環(huán)形澆口
對型腔填充采用圓環(huán)形進(jìn)料形式的澆口稱環(huán)形澆口。環(huán)形澆口的特點(diǎn)是進(jìn)料均勻。圓周上各處流速大致相等，熔體流動(dòng)狀態(tài)好．型腔中的空氣容易排出，熔接痕可基本避免，但澆注系統(tǒng)耗料較多，澆口去除較難。
（e）輪輻式澆口
輪輻式澆口是在環(huán)形澆口基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。這種形式的澆口耗料比環(huán)形澆口少得多。這類澆口在生產(chǎn)中比環(huán)形澆口應(yīng)用廣泛。多用于底部有大孔的圓筒形或殼形塑件。輪輻澆口的缺點(diǎn)是增加了熔接痕，會影響塑件的強(qiáng)度。
（f）爪形澆口
爪形澆口加工較困難，通常用電火花成形。型芯可用做分流錐，從而避免了塑件彎曲變形或同軸度差等成形缺陷。爪形澆口的缺點(diǎn)與輪輻式澆口類似，主要適用于成形內(nèi)孔較小且同軸度要求較高的細(xì)長管狀塑件。
澆口位置的選擇原則：盡量縮短流動(dòng)距離；避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷；澆口應(yīng)開設(shè)在塑件厚壁處；考慮分子定向的影響；減少熔接痕。
（4）澆注系統(tǒng)平衡設(shè)計(jì)
（a）澆注系統(tǒng)的平衡概念
為了提高生產(chǎn)效率，降低成本，小型(包括部分中型)塑件往往采取一模多腔的結(jié)構(gòu)豫應(yīng)盡量采用型腔平衡式布置的形式。若根據(jù)某種需要澆注系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成型腔非平衡式布置形式，則需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸，使?jié)部诘牧髁考俺尚喂に嚄l件達(dá)到一致，這就是澆注系的平衡，亦稱澆口的平衡。
（b）澆注系統(tǒng)的平衡計(jì)算方法
澆注平衡計(jì)算的思路是通過計(jì)算多型腔模具各個(gè)澆口的BGV(Balanced Gate Value)值來判斷或計(jì)算。澆口平衡時(shí)，BGV值應(yīng)符合下列要求：相同塑件的多型腔模具，各澆口計(jì)算出的BGV值必須相等；不同塑件的多型腔模具，各澆口計(jì)算出的BGV值必須與其塑件型腔的充填量成正比。
（5）澆口的選擇
本模具為一模兩腔，選擇側(cè)澆口。側(cè)澆口為扁平形狀，可以大大的縮短冷卻時(shí)間，縮短成型周期。易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀。澆口設(shè)置在塑件表面，澆口截面形狀簡單，容易加工，且注射效率高。
3.2.5 冷料穴和鉤料脫模裝置
冷料穴設(shè)置在主流道的末端，即主流道正對面的動(dòng)模板上。它的作用是用來儲存注射間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產(chǎn)生的冷料。在注射時(shí)，如果它們進(jìn)入流道，將堵塞流道并減緩料流速度。進(jìn)入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。球形拉料裝置由冷料穴、拉料桿組成，拉料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。
3.3 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列
3.3.1 型腔數(shù)目的確定
根據(jù)塑件生產(chǎn)批量及經(jīng)濟(jì)性，通過注射量及鎖模力計(jì)算，可確定盡可能多的型腔數(shù)，以提高生產(chǎn)率。其型腔在一模中的數(shù)目確定方法見表三：
序號
確定依據(jù)
確定方法
說明
1
按塑件的經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)
按總成型加工費(fèi)用最小的原則，并忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試生產(chǎn)時(shí)的原材料費(fèi)用，僅考慮模具費(fèi)和成型加工費(fèi)。其型腔數(shù)量，可用下式計(jì)算：
N=
式中 N ——每副模具型腔數(shù)；
P——計(jì)劃生產(chǎn)總件數(shù)；
Y——單位小時(shí)模具加工費(fèi)用（元／h）；
T ——成型周期（min）；
c——每個(gè)型腔模具加工費(fèi)用（元）；
單型腔模具比多型腔模具制造成本低、周期短，所以批量較少的塑件，不宜采用多型腔特別是形狀復(fù)雜、尺寸較大的、精度要求較高、小批量試生產(chǎn)的塑件應(yīng)選用單型腔模具比較經(jīng)濟(jì)。
2
按注塑機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)
塑件的每次注射量總和不能超過注塑機(jī)最大額定注射量的80％，其計(jì)算方法是：
N≤
式中 N ——每臺模具允許型腔數(shù)；
V——注塑機(jī)最大注射量；
Vj——澆注系統(tǒng)凝料量；
Vs——單個(gè)塑件的容積；或質(zhì)量（cm 3或g）
若每次注射量總和大于注塑機(jī)額定注射量，則型腔數(shù)應(yīng)減小或采用單型腔；
3
按注塑機(jī)額定鎖模力確定型腔數(shù)
按注塑機(jī)額定鎖模力確定所需設(shè)型腔數(shù)，可以按下式核算：
N≤
式中 F——注塑機(jī)額定鎖模力（KN）；
P——塑料對型腔平均壓力（MPa）；
A——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）；
AZ——單個(gè)塑件在分型面上的投影面積（cm2）；
所確定的型腔個(gè)數(shù)總鎖模力不應(yīng)超過注塑機(jī)額定鎖模力，否則合模時(shí)，模具難以合嚴(yán)，有溢料產(chǎn)生，應(yīng)減小型腔個(gè)數(shù)。
4
按制品精度要求確定型腔數(shù)
型腔數(shù)越多精度越低，從滿足精度要求出發(fā)型腔數(shù)可按下式確定：
N≤2500-24
式中 L——塑件基本尺寸（mm）；
δ——塑件尺寸公差（mm）；
Δ——單腔時(shí)，塑件可能達(dá)到尺寸公差（mm），其中聚甲醛為±0.2％、PE、PP、PC、PVC為±0.05％ ；
1.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每增加一個(gè)型腔，其尺寸精度可降低4％。
2.一模一腔時(shí)，塑料公差聚甲醛為0.2％，尼龍66為0。3％，聚碳酸酯ABS，聚乙烯為0.05％。
3.對于高精度塑件，一模不能超過四腔。
表三
此塑件采用第二種方法確定型腔數(shù)目；按注塑機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)；根據(jù)公式：
N≤
N≤≤5（取整）
最終確定采用一模二腔的結(jié)構(gòu)形式；
3.3.2 型腔的排列
型腔的布置采用對稱分布，以防模具承受偏載而產(chǎn)生溢料。平衡性好，加工容易，使用比較廣泛。
第4章 成型零件和模體的設(shè)計(jì)
4.1 模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型腔大體有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式、整體組合式、局部組合式和完全組合式。
型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點(diǎn)是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個(gè)加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進(jìn)行處理等。
型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多于型腔較深或形狀較為復(fù)雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。
完全組合式是由多個(gè)螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點(diǎn)是，便于機(jī)加工，便于拋光研磨和局部熱處理。節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。這里選擇整體式型腔。
在塑料注射模具的注射過程中，型腔從合模到注射保證過程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應(yīng)該有足夠的硬度和剛度，總的來說，型腔所承受的力大體有合模時(shí)的壓應(yīng)力、注射過程中塑料流動(dòng)的注射壓力、澆口封閉前一瞬間的壓力保證和開模時(shí)的壓應(yīng)力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過程中總是在變化。在這些壓力作用下，當(dāng)型腔的剛度不足時(shí)，往往會產(chǎn)生彈性變形，導(dǎo)致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質(zhì)量和尺寸精度。所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證型腔在注射過程中產(chǎn)生超過規(guī)定限度的彈性變形。因此型腔壁厚和底板的計(jì)算和選擇是十分重要的。
（1）型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算
按強(qiáng)度計(jì)算
其壁厚S按下列公式計(jì)算
式中 [σ]— 型腔材料的許用應(yīng)力，[σ]=156.8MPa
p—型腔內(nèi)單位平均壓力，P=38.4MPa
r—型腔內(nèi)半徑，r=10mm
代入公式得：S=4mm
（2）底板厚度的計(jì)算
按強(qiáng)度計(jì)算
其壁厚H按下面公式計(jì)算
式中 [σ]— 型腔材料的許用應(yīng)力，[σ]=156.8MPa
p—型腔內(nèi)單位平均壓力，P=38.4MPa
r—型腔內(nèi)半徑，r=10mm
代入公式得：H=5.5mm
4.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型芯的結(jié)構(gòu)形式大體有：整體式、整體復(fù)合式、局部組合式、完全組合式。
4.3 成型零件的尺寸確定
（1）型腔尺寸計(jì)算
型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差△的1/2，取負(fù)偏差，再加上-1/4△的磨損量，而型芯深度則再加上-1/6的磨損量，這樣的型芯的計(jì)算尺寸的表述如下。
（a）型腔的徑向尺寸的計(jì)算式：
式中 D0—型芯的最小基本尺寸；
—塑件的最大基本尺寸；
S—塑件的平均收縮率，S=0.02；
△—塑件的公差，取八級精度；
δ—模具制造公差，按1/4△選?。?
根據(jù)公式計(jì)算得型腔的徑向尺寸：
（b）型腔的深度根據(jù)尺寸的計(jì)算公式
式中 —型腔深度的最小尺寸；
—塑件的最大基本小尺寸；
S—塑件的平均收縮率；
△—塑件的公差，取八級精度；
δ—模具制造公差，按1/4△選?。?
根據(jù)公式計(jì)算得型腔的深度尺寸：
（2）型芯尺寸的計(jì)算
型芯的各部尺寸除特殊情況外都是趨于縮小尺寸,因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2,取正偏差,再加上+1/4的磨損量,而型芯高度則加上+1/6的磨損量.型芯的計(jì)算尺寸表達(dá)如下。
（a）型芯的徑向尺寸的計(jì)算式：
式中 —型芯的最大基本尺寸；
—塑件的最小基本尺寸；
S—塑件的平均收縮率；
△—塑件的公差，取八級精度；
δ—模具制造公差，按1/4△選??；
根據(jù)公式計(jì)算得型芯的徑向尺寸：
（b）型芯的高度尺寸的計(jì)算：
式中 —型芯高度的最大尺寸；
—塑件內(nèi)形深度的最小尺寸；
S—塑件的平均收縮率；
△—塑件的公差，取八級精度；
δ—模具制造公差，按1/4△選取；
根據(jù)公式計(jì)算得型芯的高度尺寸：
第5章 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
頂出機(jī)構(gòu)的分類：按驅(qū)動(dòng)方式分類可分為：手動(dòng)頂出、機(jī)動(dòng)頂出、啟動(dòng)頂出。
按模具結(jié)構(gòu)分類可分為：一次頂出、二次頂出、螺紋頂出、特殊頂出。
（1）推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成
在注射成形的每個(gè)周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具巾脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，也叫頂出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注塑機(jī)上的機(jī)械頂桿或液壓缸的活塞桿來完成的。
結(jié)構(gòu)組成：由推出、復(fù)位和導(dǎo)向零件組成。
（2）結(jié)構(gòu)分類
手動(dòng)推出、機(jī)動(dòng)推出、液壓或氣動(dòng)推出。
（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
塑件留在動(dòng)模,塑件在推出過程中不變形、不損壞,不損壞塑件的外觀質(zhì)量,合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位,動(dòng)作可靠。
（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（a）推桿推出機(jī)構(gòu)
推桿推出機(jī)構(gòu)是整個(gè)推出機(jī)構(gòu)中最簡單、最常見的一種形式。由于設(shè)置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度．推桿推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 但是因?yàn)橥茥U的推出面積一般比較小，易引起較大局部應(yīng)力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。
（b）推管推出機(jī)構(gòu)
推管推出機(jī)構(gòu)是用來推出圓筒形、環(huán)形塑件或帶有孔的塑件的一種特殊結(jié)構(gòu)形式，其脫模運(yùn)動(dòng)方式和推桿相同。由于推管是一種空心推桿，故整個(gè)周邊接觸塑件，推出塑件的力量均勻，塑件不易變形，也不會留下明顯的推出痕跡。
（c）推件板的推出機(jī)構(gòu)
凡是薄壁容器、殼形塑件以及表面不允許有推出痕跡的塑料制品，可采用推件板推出．推件板推出機(jī)構(gòu)義稱頂板頂出機(jī)構(gòu)，它由一塊與型芯按一定配合精度相配合的模板和推桿組成。
特點(diǎn)：推件板推出的特點(diǎn)是頂出力均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，且推出力大。但是對于截面為非圓形的塑件，其配合部分加工比較困難。
（d）活動(dòng)嵌件及凹模推出機(jī)構(gòu)
有一些塑件由于結(jié)構(gòu)形狀和所用材料的關(guān)系，不能采用推桿、推管、推件板等簡單推出機(jī)構(gòu)脫模時(shí)，可用成形嵌件或型腔帶出塑件。
（5）頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：
塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應(yīng)盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時(shí)必須考慮到的問題。一般頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)在塑件的內(nèi)表面以及不顯眼的位置。
注射設(shè)備的頂出裝置都設(shè)計(jì)在動(dòng)模一側(cè)，因此，在一般情況下開模時(shí)，盡量設(shè)計(jì)使塑件留在動(dòng)模一側(cè)，以便于頂出塑件。這在分型面的選擇時(shí)就應(yīng)充分考慮。
在實(shí)踐中如果出現(xiàn)塑件并沒有留在動(dòng)模側(cè)的情況時(shí)，可設(shè)法增加動(dòng)默一側(cè)的阻力，一是將型芯的脫模斜度變小，或增加型芯的表面粗糙度，或者在不影響塑件使用的前提下，在型芯側(cè)面人為的開設(shè)橫凹槽、凹窩等脫模障礙，以增大動(dòng)模的阻力。在特殊情況下必須使塑件留在定模時(shí)可采用定模頂出機(jī)構(gòu)。
塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應(yīng)盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時(shí)必須考慮到的問題。一般頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)在塑件的內(nèi)表面以及不顯眼的位置。
頂出零件應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能，使其在相當(dāng)長的運(yùn)作周期內(nèi)平穩(wěn)順暢，無卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。
頂出裝置力求均勻分布，頂出力作用點(diǎn)應(yīng)在塑件承受頂出力最大的部件，盡量避免頂出力作用于最薄的部位，防止塑件在頂出過程中的變形和損傷。
頂出零件應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能，使其在相當(dāng)長的運(yùn)作周期內(nèi)平穩(wěn)順暢，無卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。
第6章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對熔融的塑料流體進(jìn)行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可按下式進(jìn)行計(jì)算：
設(shè)該模具平均工作溫度為60°，用20°的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30°，產(chǎn)量為（1分鐘2模）1000g/h。
求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量為Q3，查有關(guān)文獻(xiàn)得尼龍1010的單位熱流量為Q2=314.3～398.1J/g ,取Q2=350J/g：Q3=WQ2=1008g/h×350J/h=352800J
求冷卻水的體積流量V
V=WQ1/Pc1(T1－T2)
=140cm3
溫度調(diào)節(jié)對塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：變形尺寸精度 力學(xué)性能 表面質(zhì)量
在選擇模具溫度時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用情況著重滿足制件的質(zhì)量要求。
在注射模具中溶體從200 C,左右降低到60C左右，所釋放的能量5％以輻射，對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95％由冷卻介質(zhì)帶走，因此注射模的冷卻時(shí)間只要取決與冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)循環(huán)周期的2/3?？s短循環(huán)周期的冷卻時(shí)間是提高是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的10—20倍。在此我選擇湍流。 如表五：
冷卻水道直徑
d/（mm）
最低流量v
/（m/s）
流量
qv/（m/min）
12
1.10
7.4×10
表五
第7章 排氣系統(tǒng)
在注塑模具的設(shè)計(jì)過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，在填充模具的型腔過程中同時(shí)要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，氣體如不能及時(shí)排出會使制件的內(nèi)部有氣泡， 除此以外，塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時(shí)排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。
排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。
由于汽車上的某扣件注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進(jìn)行排氣，而不需在模具上開設(shè)排氣槽。
第8章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)校核
8.1模具閉合高度的確定
根據(jù)支承與固定零件中提供的數(shù)據(jù)確定：定模座板H1=25mm ，上固定板H2=20mm 下固定板H3=25mm支承板H4=32mm動(dòng)模座板H5=25mm，墊塊H6=50mm
H=H1+H2+H3H+H4+H5+H6+H7
=25+20+25+32+25+50=177mm
8.2注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為680㎜×510㎜，XS—Z—125型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸為700㎜×700㎜；故能滿足模具的安裝要求。
經(jīng)驗(yàn)證，XS—Z—450型注塑機(jī)能夠滿足使用要求，故可以采用
最大注射壓力校核
注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力，應(yīng)該大于注射機(jī)成型所需調(diào)用的注射壓力P0，即
≥K′P0 （6.3）
式中： K′—安全系數(shù)，通常取1.25～1.4，這里取K′=1.3。
160≥1.3×80
所以，注射壓力校核合格。
8.3模具安裝和試模
1.清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物、毛刺。
2.因模具外形尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機(jī)器下面兩根導(dǎo)軌上墊好板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動(dòng)模，然后慢速開閉模具，找正動(dòng)模，應(yīng)保證開閉模具時(shí)平穩(wěn)、靈活，無卡住現(xiàn)象，然后固定動(dòng)模。
3.調(diào)節(jié)鎖模機(jī)構(gòu)，保證有足夠開模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)。
4.慢速開啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況，動(dòng)作是否平衡、靈活、協(xié)調(diào)。
5.模具裝好后，待料筒及噴嘴溫度上升到距離預(yù)定溫度20～30，即可校正噴嘴澆口套的相對位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，必須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。
6.開空車運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運(yùn)行是否正常，然后才可注射試模。
雖然是在選定成型材料、成型設(shè)備時(shí)，在預(yù)想的工藝條件下進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，但是人們的認(rèn)識往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進(jìn)行試模試驗(yàn)，看成型的制件質(zhì)量如何。試模時(shí)，塑件上?？赡艹霈F(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)行原因分析、排除故障。造成次、廢品的原因很多，有時(shí)是單一的，但經(jīng)常是多方面綜合的原因。需按成型條件、成型設(shè)備、模具結(jié)構(gòu)及制造精度、塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個(gè)分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型工藝參數(shù)、修整模具等方法加以解決。因?yàn)槌尚蜅l件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當(dāng)變更成型條件不能解決問題時(shí)，才考慮修理模具。
第9章 注塑模加工工藝的設(shè)計(jì)
塑料模具的零件類型很多，加工條件不同其加工方法各不相同。目前模具的主要加工手段有：通用加工、電火化成型與線切割加工、精密數(shù)控加工、高速切削加工等。
由于塑料螺栓注射模精度要求一般，模具結(jié)構(gòu)尤其是型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般，因此模具的加工立足于經(jīng)濟(jì)、可行，故采用了普通加工與電火花成型結(jié)合的工藝方法。根據(jù)零件類型下面簡單分析一下主要類型零件的加工工藝。
9.1模板的平面加工
4.1.1 模板平面的粗加工
平面切削加工是指車床、刨床、銑床等對坯料的6個(gè)方面進(jìn)行粗加工，再去掉坯料的加工余量后，在留出足夠的半精加工余量，同時(shí)對模板上較大的孔也應(yīng)該進(jìn)行粗加工。粗加工完成了以后，應(yīng)進(jìn)行一次退火處理或調(diào)質(zhì)處理，以去除模板的內(nèi)部應(yīng)力，使其組織穩(wěn)定，以防止在模具制造、模具成型或淬火過程中的變形或淬裂。
4.1.2 模板平面的半精加工
在經(jīng)過退火而消除內(nèi)應(yīng)力之后，模板會產(chǎn)生不同程度的變形。半精就是去除其變形量，并給精加工留出適當(dāng)?shù)募庸び嗔俊?
4.1.3 模板平面的精加工
通過以上的加工程序，模板已形成了基本輪廓。采用平面磨床磨削模板厚度的兩平面，并達(dá)到要求的厚度尺寸和表面粗糙度。這兩個(gè)分模面即是z軸方向上的加工基準(zhǔn)面。取任意相鄰的兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行高精度的直角加工，并與模板平面相互垂直。這兩個(gè)面即是x，y方向上的加工基準(zhǔn)面，分別作文字標(biāo)記，如x，y。當(dāng)平面的精度要求，特別是平面度公差要求很高時(shí)，可以采用研磨的方法，即采用鑄鐵平板作為研具，由很細(xì)的金剛砂做磨料，施以較小的壓力均勻平衡的去除配合面的余量，達(dá)到多面積的良好接觸。
9.2孔及孔系的加工
在模板平面加工完成之后，在模板上需要加工的部位，包括鑲嵌成型零件的各種形狀的孔，導(dǎo)柱孔、復(fù)位桿孔、頂桿孔、側(cè)抽芯時(shí)的導(dǎo)滑槽、固定模板的螺栓孔以及冷卻水道孔、釣鉤孔等。
塑料模上的加工方法主要有：鉆孔、擴(kuò)孔、鏜孔、磨孔等，這是根據(jù)孔的精度等級和表面粗糙度的要求決定的。
塑料模的同一零件上經(jīng)常出現(xiàn)由相互位置精度要求的多個(gè)孔稱為孔系。對孔系的加工除了要保證孔本身的精度要求和粗糙度要求外，還要保證孔與孔之間的位置精度要求，各平行孔之間的軸線平行度、各同軸孔之間的軸線同軸度以及孔的軸線與基準(zhǔn)面之間的平行度和垂直度等等。
9.2.1 孔系的加工
孔系的加工在一般情況下是以x，y，z為基準(zhǔn)面的，找出需要加工部位的中心，并劃出與x，y相互垂直的交叉中心線，依照藍(lán)圖畫出加工輪廓線來。
孔系的加工大體有如下幾種方法：
（1）精
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