塑料模具毕业设计说明书.doc

§11 塑料分析 常用塑料 塑料分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。常用的塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、丙烯睛丁二烯苯乙烯树脂(ABS)、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）、聚酰氨（PA）、聚甲醛（POM）、聚碳酸脂（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇脂（PETP）、聚四氟乙烯（PTFE）、酚醛塑料（PF）、氨基塑料。 模具设计时要求塑件应具有满足使用目的功能,并达到一定的技术指标. 该塑件要求大批量生产、精度一般。根据其用途产品要求材料热稳定好，表面光洁，无毒，ABS材料完全满足这些要求，因此本产品采用ABS材料比较适合。ABS塑料由于具有较大的机械强度和良好的综合性能，在电子工业、机械工业、交通运输、建筑材料、玩具制造等工业中占有重要地位，特别是稍微大点的箱体结构以及受力元件，需要电镀的装饰件更是离不开这种塑料。这里对ABS塑料注塑工艺分析如下：（1）ABS塑料的干燥ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前进行充分的干燥预热，不但能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面的色斑和云纹。ABS原料要控制水分在0.3%以下，注塑前的干燥条件是：干冬季节在7580以下，干燥23h，夏季雨水天在8090以下，干燥48小时如制件要达到特别良好的光泽或制件本身复杂，干燥时间更长，达816h。因微量水汽的存在导致制件表面雾斑是往往被忽略的一个问题。最好将机台的料斗改装成热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮，但这种料斗要加强湿度监控，在生产偶然中断时，防止料的过热。（2）注射温度ABS塑料的温度与熔融粘度的关系有别于其他无定型塑料。在融化过程温度升高时，其熔融实际上降低很小，但一旦达到塑化温度.（适宜加工的温度范围）如果继续盲目升温必将导致耐热性不太高的ABS的热降解反应而使熔融粘度增大，注塑更困难，塑件的机械性能也下降了。所以ABS的注塑温度虽然比聚苯乙烯等塑料的更要高，但不能像后者那样有较宽松的升温范围。某些温控不良的注塑机，当生产ABS制件到一定数量时往往或多或少地在制件上发现嵌有黄色或褐色的焦化粒，而且很难利用加新料对空注射等方法将其清除排出。究其原因，是ABS塑料含有丁二烯成分，当某塑料颗粒在较高的温度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易冲刷的表面上，受到长时间的高温作用时，将造成降解和碳化。既然偏高温作对ABS可能带来问题，故有必要对料通各段炉温进行限制。当然，不同类型和构成的ABS的适用炉温也不同。如柱塞式绩，炉温维持在180230；螺杆机，炉温维持在160220。特别值得提出的是，由于ABS的加工温度较高，对各种工艺因素的变化是敏感的。所以料筒前端和喷嘴部分的温度控制十分重要。实践证明，这两部分的任何微笑变化都将在制件上反映出来。温度变化越大将会带来熔接缝、光泽不佳、飞边、粘模、变色等缺陷。（3）注射压力ABS熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，所以注射时采用较高的注射压力。当然并非所有的ABS制件都要施加高压，对小型、构造简单、厚度大的制件可以用较低的注射压力。注射过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小往往决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力锅小，塑料收缩率大，与型腔表面脱离接触的机会较大，制件表面雾化。压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模。（4）注射速度ABS料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易燃焦或分解析出气化物，从而在制件上出现熔接缝、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。但在生产薄壁及复杂制件时，还是要保证有足够高的注射速度，否则难以充满。（5）模具温度ABS的成型温度相对较高，模具温度也较高。一般调节模温为7585，当生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求7080，动定模温度要求5060。在注射较大的、构型复杂的、薄壁的制件时，应考虑专门对模具加热。为了缩短生产周期，维持模具温度的稳定，在制件取出后可采用冷水浴、热水浴或其他机械定型法来补偿原来在型腔内冷固定型的时间。（6）料量控制一般注塑机注ABS塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的75%，为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽，色调的均匀，要求注射量为标定注射量的50%为宜。 本设计综合ABS的性能和现状及将来的发展方向，考虑到ABS的成型工艺将通过查阅各方面资料设计出一套制造方便、结构合理的模具。 §12 产品结构分析从图1.1可看出这个产品类似于三通管的形状，两处螺纹，中部一处修饰花纹，大多为圆弧过度， 该产品最适合对半开的侧向分型 ，这样大大简化了模具结构，另加侧向抽芯。产品结构相对简单，有几处竖直边需设计脱模斜度， 一般脱模斜度取1。 图 1.1§13 产品经济分析随着社会的污染越来越严重，人们对自来水的信用度大打折扣。大都数人都对饮水机有很大的兴趣。因此饮水机在全球的市场非常大，而且由于ABS材料的发展前景很好。该产品可以大量生产。第二章 模具设计§ 21 模具型腔数目的确定注射模有一模一腔也有一模多腔。其数目的确定要从以下几个方面考虑： 产品的尺寸及结构的复杂性 塑件的尺寸精度型腔越多，精度也相对降低。这不仅由于型腔加工精度产差，也由于熔体在模具内流动不均所致。 制造难度多腔模比单腔模的难度大。 制造成本多腔模高于单腔模，但不是简单的倍数关系。从塑单件成本中所占的费用比例来看比单腔模低。 注塑成型的生产效益。从表面上看，多腔模比单腔模高的多，单多腔模所使用的注射极大，每一注射循环期长而维持费用高该产品由于需要侧向分型并且有侧抽，也就是三侧抽。这几个条件完全约束了型腔的数目，该产品的模具最多只能设计成一模两腔，这样就是天、地、左、右四个方向运动。 § 22 分型面的设计选择分型面的原则1. 应选在塑件外形最大轮廓处2. 应有利于塑件脱模3. 应保证塑件的质量4. 应有利于排气5. 应便于模具的加工制造6. 应有利于侧向分型和抽芯7. 应尽量减小脱模斜度给塑件大小端尺寸带来的差异8. 应考虑注射机的技术参数对于高度较大的塑件，为了取出塑件所需要的开模距离必须小于注射机的最大开模距离。在实际设计中，对于某一塑件，以上分型面原则有时可能发生矛盾同， 不能全部符合，应根据实际情况，以满足主要要求为宜。此模具的分型面如图2.1图 2.1从图中可以看出该模具采用侧向分型和抽芯。§ 23 型腔布局 对于多型腔模具，由于型腔模具的排布与浇注系统密切相关，所以在模具设计时应综合加以考虑。型腔的排布应使每个型腔能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地充填每一个型腔，从而使各个型腔的塑件内在质量均一稳定。型腔在模板上通常采用圆形排列、H形排列、直线形排列以及复合排列等在设计时应注意以下几点：1、 尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，保证制件质量的均一和稳定。2、 型腔的布置和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。3、 尽可能使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸。4、 型腔的圆形排列所占的模板尺寸大，虽然有利于浇注系统的平衡，但加工困难。在一般情况下，常用直线形排列和H或O形排列。该产品的摆放如总装图所示，制件的中心应相距60MM，因为制件的半为10MM，这样制件与制件之间就只有40MM，这样司筒就不会与顶棍孔干涉，而顶棍孔的规格一般有两种35或40。§ 24 模具材料的选用塑料模具钢的具有以下特点。1. 塑料模具用钢涵盖广泛，从普通钢材到专用刚才动有。这在塑料模具初期更加明显，如今已日趋正规和高级。专门用钢已自成体系，模具用钢的化学成分和合金工具钢的基本相同，但其冶金质量更高，加工精良，对热处理有利。2. 塑料模具钢性能要求严格，热处理难度大。3. 为避免模具零件在强韧化过程中的变形或其他热处理问题，模具钢以预硬化形式供应市场已较普遍。4. 以石化产品为原料的塑料制品，某些度不同的腐蚀性，所以耐蚀钢应用也较多。5. 配合预硬化钢、非调质刚的应用，易切削性也是塑料模具钢的特点。我国过去无专用的塑料模具钢，一般塑料模具用正火的45和40Cr经调质后制造，因而模具硬度低、耐磨性差，表面粗糙度值高，加工出来的塑料产品外观质量较差，而且模具使用寿命低；精密塑料模具及硬度高塑料模具采用CrWMo、Cr12MoV等合金工具钢制造，不仅机械加工性能差，而且难以加工复杂的型腔，更无法解决热处理变形问题。由此，国内对专用塑料模具用钢进行了研制，并获得了一定的进展。我国已有了自己的专用模具钢系列，目前已纳入国家标准的有两种，即3Cr2Mo和3Cr2MnNiMo，纳入行业标准的已有20多种，已在生产中推广应用十多种新型塑料模具钢，初步形成了我国塑料模具用钢体系。1.2. 近期塑料模具用钢开发应用的动向1. 发展易加工、抛光性好的材料随着光盘、磁盘、棱镜等精密件的生产，对易加工镜面钢的要求增加。这种钢含非金属杂质少，金相组织细致均一，没有纤维方向性。它是塑料模具钢材的主要发展方向。2. 耐蚀钢模具在长期运转和保持过程中，容易生锈受蚀，而且近来随着塑料成型中添加各种成分，模具更容易受蚀。因此要求提高母材机体的耐腐蚀性能，开发了一些耐蚀不锈钢材。3. 马氏体时效合金钢这种刚才具有足够的力学性能和突出的工艺性能，特别是有较高的强度、韧度、耐磨性、低的热膨胀系数，是制造注塑模的好钢材，但是价格贵。4. 硬质合金主要用于制作寿命要求很高，制件生产批量大的模具。§ 25 浇注系统的设计浇注系统是指塑料溶体从注射喷嘴出来后，到达型腔之前在模具中所流经的通道。其作用是将溶体从喷嘴平稳地引进型腔，并在溶体充模和固化定型过程中，将注射压力和保压力充分传到型腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑料制品。浇注系统可分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统。 浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴4个部分组成。其设计原则1、适应塑料的工艺性；2、排气良好；3、流程应尽量短；4、防止型芯变形和嵌件位移；5、整修应尽量方便；6、防止塑件变形翘曲；7、浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小，容积也应尽量小；8、浇注系统的位置应尽量与模具的轴线对称，浇注系统与型腔的布置应尽量减小模具的尺寸。主流道设计主流道是指连接注塑机喷嘴与分流道的塑胶通道，是溶料注入模具最先经过的一段空间，其形状、大小会直接影响塑胶的流动速度和注塑时间。主流道的形式有：垂直式图2.2、倾斜式图2.3。 图2.2 图2.3这套模具没有特殊的要求所以选用了垂直式SBB类型的。a>主流道设计成圆锥形，其锥角可取1°6°，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63m，且加工时应沿道轴向抛光。b>主流道如端凹坑球面半径R2比注射机的、喷嘴球半径R1大12 mm；球面凹坑深度35mm；主流道始端入口直径d比注射机的喷嘴孔直径大0.51mm；一般d=2.55mm。c>主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=13mm。d>主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。e>主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用T8A，热处理淬火后硬度5357HRC。分流道的设计在设计多型腔或者多浇口的单型腔的浇注系统时，应设置分流道。此模具采用的是潜伏的侧浇口那分流道应设计成如图2.4 图 2.4分流道的截面形式有很多圆形、梯形、U形、半圆形。这些流道都各有优缺点。1设计要点a>分流道长度应保证形腔合理布局，并有足够强度，在去除流道凝料方便的前提下尽量取短，流道过长则使塑料流动阻力大，压力损失大，塑料易过早硬化，并使模具外行及料把增大，不利于填充型腔。一般分流道的长度为主浇口大端直径的12.5倍。b>多型腔时，各型腔的分流道距离应尽量一致，分流道截面应等于或大于各浇口截面之和。c>分流道应平直。尽量避免弯曲拐角，转动方向处应圆滑平稳。d>分流道的断面形状及尺寸的大小，应根据塑件的成型体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料工艺特性、注塑速率、分流道长度等因素确定。断面过小，会降低单位时间内输送的塑料量，并使填充时间延长，塑件常出现缺料、波纹等缺陷；断面过大，不仅积存空气增多，塑件容易产生气泡，而且增大塑料耗量，延长冷却时间。总之，要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保证合理的填充时间。我所设计的是原形分流道，它一般断面的直径D一般在212mm的范围内变动。2 分流道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，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。3> 在设计时考虑到以上的原则有两种设计形式：圆形截面分流道和梯形截面分流道。下面是这两种形式的比较：圆形截面分流道：在相同截面积的情况下，其比面积最小，它的流动性和传热性都好。梯形截面分流道：在相同截面积的情况下，其比面积大，塑料熔体热量散失及流动阻力均不大。比较以上的两种形式，再考虑加工的经济性，采用圆形截面分流道更符合设计的要求，故本模具的分流道设计形式采用了圆形截面分流道的形式。浇口的设计浇口亦称进料口，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。1>浇口的选用它是流道系统和型腔之间的通道,这里我们采用侧浇口：它能方便地调整冲模时的剪切速率和浇口封闭时间。浇口之压力损失大，必须高之射出压力。侧浇口适用一模多腔，能大大提高生产率，减少浇注系统而且去除浇口方便。2>浇口位置的选用模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，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。由于产品外观的要求这里采用潜伏式点浇口，既适合于两板模也符合产品的要求图2.5 图 2.5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，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。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。 § 26 排气的设计排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气。 § 27 推出机构的设计注射成型后的塑件及浇注系统的凝料从模具中脱出的机构称为推出机构。推出机构的动作通常是由安装在注射机上的顶杆或液压完成。(1) 设计推出机构时应尽量使塑件留与动模一侧 由于推出机构的动作是通过注射机的动模一侧的顶杆或液压缸来驱动的，所以，在一般情况下，模具的推出机构设在动模一侧。(2) 塑件在推出过程中不发生变形和损坏 为了使塑件在推出过程中不发生变形和损坏，设计模具时应仔细进行塑件对模具包紧力和粘附力大小的分析与计算，合理地选择推出的方式、推出的位置、推出零件的数量和推出面积等。(3) 不损坏塑件的外观质量 对于外观质量要求较高的塑件，塑料的外部表面尽量不选择推出位置，即推出塑件的位置尽量设在塑件内部。对于塑件内外表面均不允许存在推出痕迹时，应改变推出机构的形式或设置专为推出使用的工艺塑料块，在推出后再将工艺塑料块与塑件分离。(4) 合模时应使推出机构正确复位 实际推出机构时，应考虑合模时推出机构的复位斜导杆和斜导柱侧向抽芯及其他的特殊的情况下，应考虑推出机构的先抚慰问题等。(5) 推出机构应动作可靠 推出机构在推出与复位的过程中，结构应尽量简单，动作可靠、灵活，知道容易。由于产品是圆筒形壮所以设计司筒推出为最合理的推出方式图2.6 图 2.6推出力的计算注射成型以后，塑件在模具中冷却定型，由于体积收缩，对型腔产生包紧力，塑件必须克服磨擦阻力才能从模腔中脱出。按力的平衡原理，列出平衡方程式： Ft=AP(µcos-sin)在式中µ塑料对钢的摩擦系数，约为0.10.3； A塑件包络型芯的面积； P塑件对型芯的单位面积上的包紧力,模外冷却一般取（2.43.9）×107；模内冷却的塑件，取0.8X1071.2X107。在此取中间值1.0×107。 Ft脱模力（推出力）； 型芯的脱模斜度，在本模具中为10。 µ塑件与钢的摩擦系数，为0.10.3。 A=282.6*2=565.2mm2 Ft=Ap(µcos-sin)=565.2×（0.2×cos10-sin10）=548.244KN§ 28 侧向抽芯与分型机构设计当注射模成型的塑件上内侧或外侧具有孔、凹坑或凸台，妨碍制件直接脱模时，模具上成型该处的零件必须制成侧向移动的结构，在塑件推出之前必须先将侧向成型零件抽出，然后再从模具中推也塑件。从图中可以看出该模具需要采用侧向分型与抽芯机构，模具分型面是从产品的中间对半开，并且侧壁有一个管位。斜导柱侧向分型 斜导柱式侧向分型利用斜导柱等传动零件，把垂直的开模运动传递给侧向瓣合模块，使之产生侧向运动并完成分型动作。这类机构结构紧凑，动作安全可靠，加工制造方便，是当前最常用的侧向分型机构。 斜导柱的设计 A. 斜导柱形壮的设计斜导柱的形壮如图2.7所示。工作端可以是锥台也可以是圆形。 图2.7斜导柱的材料多为T8、T19等碳素工具钢，也可用20钢渗碳处理，热处理要求硬度HRC>=55.表面粗糙度Ra<=0.8 µm 。 斜导柱固定端与模板之间可采用H7/m6过渡配合。斜导柱工作部分与滑块上斜导柱孔之间采用H11/b11或两者之间采用0.40.5的大间隙配合。当然在有要求做延时分型的时候斜导柱与斜导柱孔的间隙可放大到23 mm 。B. 斜导柱的倾斜角度计算 斜导柱侧向分型与抽芯机构中斜导柱与开合模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角a，通过受力分析与理论计算可知，斜导柱的倾斜角a取22度33分比较理想，一般在设计时取a<=25度，最常用的是120<=a<=220。（斜导柱的倾斜角度越大可以在开模距离较短的情况下得到较大的滑块行程，但是锁模力也会越大，斜导柱的最佳倾斜角度必须在15度到25度之间）。b.滑块锁紧倾斜角度（b=a+23度，防止合模产生干涉，及开模时减少摩擦）。滑块移动距离等于侧孔深度再加上3mm的安全距离，该模具的抽出距离为10mm，那么抽出的距离为13mm或大于13mm。c.斜导柱的作用长度为65mm，倾斜角度假设为11度。那么抽出距离可达到12mm，所以可以达到要求。C.抽芯力的计算由于塑件包紧在侧向型芯或粘附在侧向型腔上，因此在各种类型的侧向分型与抽芯机构中，侧向分型与抽型必然会遇到抽拔的阻力，侧向分型与抽芯的力（或称为抽拔力）一定要大于抽拔阻力。侧向抽拔力可按公式计算，即Ft=AP(µcosa-sina). 2.侧滑块设计A. 侧滑块的连接 侧滑块的斜导柱侧向分型与抽芯机构中的一个重要零部件，它上面安装有侧向型芯或成型镶块，注射成型和抽芯的可靠性都需要它的运动精度保证。侧滑块的结构形壮可以根据具体塑件和模具结构灵活设计，既可以与型芯做成一个整体，也可采用组合装配结构。这套模具因为是侧向分型结构斜滑块直接与模仁用螺钉连接固定。 B 导滑槽的设计 斜导柱的侧向分型机构工作时，侧滑块在一定精度要求的导滑槽内侧一定的方向做往复运动。该模具由于位置限制导滑槽将设计成T型如图2.8，T型导滑装在滑块的内部同，优点就是占用空间小。 图2.8C. 楔紧块的设计 楔紧块的作用是保证成型过程中将滑块楔紧在成型位置，防止模腔内的溶体压力使滑块后退。楔紧块与定模座板做成整体，特点是牢固、刚性好、楔紧力大，但加工不便，磨损后修复困难；楔紧块的楔角a应略大于斜导柱的斜角a1，一般为a1=a+23 度。弯销侧向抽芯机构的设计A.弯销的设计弯销式侧向抽芯机构的工作原理与斜导柱式相同，不同之处仅在于结构上使用了非圆截面的弯销代替斜导柱。通常，弯销及其导滑孔的制造困难一些，但是弯销也有一些斜导柱所不及的优点。弯销的特点1 强度高，可采用较大的倾角。弯销一般采用矩形截面，抗弯截面系数比斜导柱大，因此抗弯强度较高，可以采用较大的倾角a，所以在开模距相同的条件下，使用弯销可比斜导柱获得较大的抽拔距。2 可以延时抽芯，弯销与侧滑块之间的间隙可以根据延时抽芯的需要而设计，开模时，空驶一段距离后弯销才开始侧抽芯，这样延时抽芯后，塑件在侧抽芯之前，在侧滑块的限制下已基本脱开主型芯。3 可以变角度侧抽芯。由于侧向抽芯的距离比较大如果设计成斜导柱那么倾斜角度会非常大甚至装不下，所以将弯销装在模具的外侧。B侧向抽芯滑块设计滑块在运动的时候必须顺利、平稳才能保证滑块在模具生产中不发生卡滞或跳动等现象，否则会影响制品的质量、模具寿命等。采用整体式的。导滑槽直接开在模板上。C 楔紧装置 图2.9 如图2.9 利用销将滑块压紧。 因为利用弯销与圆销的配合抽芯在滑块的外侧没有空间设置楔紧装置。§ 29 冷却系统将熔融的高温塑胶注入模具的型腔后，需将高温的塑胶通过冷却系统加速冷却，以提高生产的效率及零件的质量。注塑成形时，模具的温度直接影响塑胶的填充和零件的质量，也影响到注塑周期。因此在模具注塑生产零件时，必须对模具进行有效的冷却，使模具温度保持在一定的范围内。冷却系统是一种在保证材料填充和零件质量的条件下，以利用热能传递的原理，将模具中的高温随着冷却液的不断循环流通，实现温度的降低，以达到提高生产效率的系统。模具冷却介质通常有水，空气，油，但常用的是水。水的热容量大，成本低，且低于室温的水也容易获得。用水冷却即在模具型腔周围或型腔内开设冷却水道，利用循环水将热量带走，维持恒温。如果模具温度没有控制在一定的温度范围内，不正常的模温可能造成的各种缺陷有：1、当模温过低时：塑件不足、表面波纹、裂纹、表面不光洁、胶件脆弱、胶件透明度低等。2、模温过高：扭曲变形、表面不光洁、胶件粘模等。3、模温不均：尺寸不稳定、扭曲变形、裂纹、脱模不良等。一般注射到模具型腔内的塑料温度为200摄氏度左右，塑料处在熔融状态，而塑件固化后从模具型腔中取出时的温度在60摄氏度以下。热塑性塑料在注射成型后，必需对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快传给模具，以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。根据经验，冷却水道直径有6mm、8mm、10mm、12mm、14mm这5种形式，冷却水道直径选择需根据零件结构的大小、冷却面积及模仁的大小来选择。水道距离模仁型腔在1018mm之间，最小值为10mm，水道距离型芯及螺钉最小的距离须保证3.5mm，水道间的中心距为3D5D，该模具的水路设计如图3.0所示。 图 3.0 § 210 成型零件的设计一、成型零件的结构设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。由于该模具采用哈佛形式的那模仁为对半开的形式如图3.1所示（型芯） 如图3.2所示（型腔） 图 3.1 图 3.2 二、计算成型零件工作尺寸查阅相关资料，查得ABS收缩率为0.40.7，取ABS的平均成形收缩为055%，塑件未注公差按照SJ1372-78中4级精度公差值选取。型腔径向尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1/6，模具制造公差z=/4；取X=0.75.200-0.22（Lm）0+z=（1+Scp）Ls-0.75 0+z =（1+0.0055）×20-0.75×0.22 0+022×0.25 =19.9 0+0.05516.50-0.28（Lm）0+z=（1+s）Ls-0.28 0+z =（1+0.0055）×16.5-0.75×0.28 0+0.28×0.25 =16.10+0.0750-0.14 ( Lm）0+z=（1+s）Ls-0.14 0+z =（1+0.0055）×5-0.14×0.75 0+0.14×0.25 =4.90+0.035 100-0.16 ( Lm）0+z=（1+s）Ls-0.16 0+z =（1+0.0055）×10-0.16×0.75 0+0.16×0.25 =9.90+0.04 80-0.16 ( Lm）0+z=（1+s）Ls-0.16 0+z =（1+0.0055）×8-0.16×0.75 0+0.16×0.25 =7.90+0.04型腔深度尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具制造公差z=/4取X=0.67。430-0.12 （Hm）0+z=（1+s）Hs-0.67 0+z =（1+0.0055）×43-0.67×0.12 0+0.12×0.25 =43.60+0.03310-0.28 （Hm）0+z=（1+s）Hs-0.67 0+z =（1+0.0055）×31-0.67×0.28 0+0.28×0.25 =31.150+0.07型芯径向尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1/6； 模具制造公差z=/4；取X=0.75.130+0.18（Lm）0-z= （1+s）Ls+0.75 0-z =（1+0.0055）×13+0.75×0.18 0-0.18×0.25 =13.2 0-0.045 50+0.14 （Lm）0-z=（1+s）Ls+0.75 0-z =（1+0.0055）×5+0.75×0.14 0-0.14×0.25 =5.14 0-0.035 3.50+0.16（Lm）0-z=（1+s）Ls+0.75 0-z =（1+0.0055）×3.5+0.75×0.16 0-0.16×0.25 =3.640-0.04 型芯高度尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1/6； 模具制造公差z=/4；取X=0.67。24.50+0.26 （hm）0-z=（1+s）hs-0.67 0-z =（1+0.0055）×24.5-0.67×0.26 0-0.26×0.25 =24.48 0-0.065 250+0.22 （hm）0-z=（1+s）hs-0.67 0-z =（1+0.0055）×25-0.67×0.22 0-0.22×0.25 =250-0.055 180+0.20 （hm）0-z=（1+s）hs-0.67 0-z =（1+0.0055）×18-0.67×0.20 0-0.20×0.25 =17.9650-0.05 § 211 模架的调用一、模架尺寸的确定 模架的厂家有很多像比较有名的龙记（LKM）、明利（MINGLEE）、环胜（EVER）几家知名企业。模具中所有的系统和机构都依附模架而存在，模架在模具中起到集成的作用。模架分为大水口、细水口、简化型细水口三个大系列。1. 大水口系列大水细列的代号为S，再根据有无顶出板、承板，演变成SA、SB、SC、SD4种小系列的模架型号。SC型模架上既无顶出板也无承板，最为常用，在SC型模架上添加了承板就是SA型模架。在SC型模架上既有承板又有顶出板就是SB型模架了。在SC型模架上添加了顶出板就是SD型模架。这一系列的模架就是常说的二板模。模架选择原则：1. 模仁长度边界到回针最近边界的距离不得少于一个回针直径的距离值。2. 模仁宽度边界到左右侧螺钉最近边界的距离不得少于1/2螺钉直径的距离值。根据模具的条件则采用龙记大水口1825型号的模具。图如附录。 二、导向机构注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。 设计导柱和导套需要注意的事项有：1） 合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。 2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出68 mm，以确保其导向与引导作用。3）导柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用H7/k6；导套外径的配合精度采取H7/k6。配合长度通常取配合直径的1.52倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。第三章 注塑成型工艺简介注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。一般分为三个阶段的工作。 图3.3 注塑成型压力时间曲线(1)物料准备；成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有无杂质等进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥，若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对模具进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹，有的塑料制品还需要选用脱模剂，以利于脱模。(2)注塑过程；塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段，注塑过程可以用如图所示3.3所示。图中T0代表螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻；当模腔充满熔体（T=T1）时，熔体压力迅速上升，达到最大值P0。从时间T1到T2，塑料仍处于螺杆（或柱塞）的压力下，熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束（时间从T2到T3），由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。(3)制件后处理；由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力，此外，退火还可以对制件进行解除取向，并降低制件硬度和提高韧性