絕緣器上蓋的塑料注射模具設(shè)計說明書

本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：絕緣器上蓋的塑料注塑模具設(shè)計注射機的選擇3.1注射機的選擇設(shè)計模具時，應(yīng)詳細地了解注射機的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出合乎要求的模具，應(yīng)了解的技術(shù)規(guī)范有：注射機的最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、最大成型面積、模具最大厚度和最小厚度、最大開模行程以及機床模板安裝模具的螺釘孔的位置和尺寸。公稱注塑量：指在對空注射的情況下，注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時，注塑成型過程所需要的時間稱為裝置所能達到的最大注射量,反映了注塑機的加工能力。注射壓力：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時的流動阻力,螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。注射速率；為了使熔料及時充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度。常用的注射速率如表所示。塑化能力：單位時間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會加長成型周期。鎖模力：注塑機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。合模裝置的基本尺寸：包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動模板的行程，模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍。開合模速度：為使模具閉合時平穩(wěn),以及開模，推出制件時不使塑料制件損壞，要求模板在整個行程中的速度要合理，即合模時從快到慢,開模時由慢到快在到停。模具成型的塑料制品和流道凝料總質(zhì)量應(yīng)小于注射機的額定注射量的80%。澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估計澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計前是不能確定準確的數(shù)值的，但可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2～1來計算。因為初步擬定的型腔數(shù)為一模兩腔所以總質(zhì)量為：24.092×2+（24.092×2）×0.2=57.82cm3注射機的額定注射量≥57.82÷80%=72.28cm3初步選用注射機理論注射容量為105m3，注塑機型號為XS-ZY-125。選擇螺桿式注塑機的型號為：XS-ZY-125，其主要技術(shù)參數(shù)如下：表3.1XS-ZY-125注射機參數(shù)額定注射量/cm3125最大開合模行程/mm300螺桿直徑/mm42模具最大厚度/mm300注射壓力/Mpa116模具最小厚度/mm200注射速度g/s72鎖模形式肘桿鎖模力/KN900噴嘴孔直徑/㎜4模具定位孔直徑/mm100噴嘴圓弧半徑/mm12頂出形式兩側(cè)設(shè)有頂出，機械頂出根據(jù)模架的分類，選擇二板模模架，二板模模架由定模部分和動模部分組成，定模部分包括面板和定模板；動模部分包括推板、動模板、托板、支撐件方鐵、底板及推桿固定板和推桿底板等。其優(yōu)點是模具架構(gòu)簡單，成型制品的適應(yīng)性強，制造成本相對較低。根據(jù)塑件尺寸與型腔排布初步擬定模架尺寸為：350×400×330mmAI型工字模。4型腔數(shù)目的確定及分型面的選擇4.1型腔數(shù)目的確定注射機選擇完以后，根據(jù)注射機的性能參數(shù)（注射機的塑化速率、最大注射量及鎖模力）、塑件精度等級（在模具中每增加一個型腔，塑件精度要降低4%）來確定模具的型腔數(shù)量。計算塑件的質(zhì)量是為了選用注射機及確定型腔數(shù)。根據(jù)設(shè)計手冊，可查得丙烯晴、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚體密度為1.02--1.05g/cm3，按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目。根據(jù)公式n(KMp-M)/mK-注射機最大注射量利用系數(shù)，一般取0.8。Mp—注射機最大注射量；M—澆注系統(tǒng)凝料量；m—單個塑件的體積。已知Mp=173cm3再粗計算塑件質(zhì)量，取M1為4到6cm3?？汕蟪鰊=2，即一模兩腔。型腔的分布如下圖4.1所示圖4.1型腔分布4.2分型面的選擇以下原則進行分型面的選擇原則：分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；避免模具結(jié)構(gòu)復雜；分型面應(yīng)便于塑件的脫模；分型面得選擇應(yīng)有利于側(cè)向分型和抽芯；分型面得選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量；分型面得選擇應(yīng)應(yīng)有利于防止溢料；分型面的選擇應(yīng)該有利于排氣；分型面的選擇應(yīng)盡量使成型零件易于加工。為了使模具與注射機相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性，并保證塑件的精度，模具設(shè)計時應(yīng)合理的確定型腔數(shù)目。根據(jù)第三章內(nèi)容初步將該模具設(shè)計成一模兩件成型，選在塑件最大輪廓處。且使塑件留在動模一側(cè)，便于推出機構(gòu)推出。擺放位置如圖4.2所示。圖4.2分型面5澆注系統(tǒng)的設(shè)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。澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響，故設(shè)計時要使型腔布置和澆口開始部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，而澆口的位置也要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小的型芯，防止型芯變形，澆口的殘痕不影響塑件的外觀。概括說來，需要注意以下問題：適應(yīng)塑料的工藝性；流程要短；排氣良好；避免料流直沖型芯或嵌件；澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量??；澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對稱；修整方便，保證制品外觀質(zhì)量；防止塑件變形.5.1主流道的設(shè)計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分。在臥式注射機上主流道垂直于分型面，為使凝料能順利拔出，設(shè)計成圓錐形，主流道通常設(shè)計在主流道襯套（澆口套）中，為了方便注射，主流道始端的球面必須比注射機的噴嘴圓弧半徑大1～2mm，防止主流道口部積存凝料而影響脫模，通常將主流道小端直徑設(shè)計的比噴嘴孔直徑大0.5～1mm。其中，澆口套主流道大端直徑D應(yīng)盡量選得小些。如果D過大模腔內(nèi)部壓力對澆口套的反作用也將按比例增大，到達一定程度澆口套容易從模體中彈出[13]。如下圖5.1所示為主流道各部尺寸：圖5.1主流道設(shè)計5.2澆口設(shè)計澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道，澆口是連接分流道與型腔的通道，它是澆注系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分，它的形狀、尺寸、位置對塑件的質(zhì)量有著很大的影響。它的作用主要有以下兩個：一是作為塑料熔體的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。常用的澆口形式有直接澆口、點膠口、點澆口、輪輻澆口、潛伏澆口等。由于不同的澆口形式對塑料熔體的充型特性、成型質(zhì)量及塑件的性能會產(chǎn)生不同的影響。而各種塑料因其性能的差異對于不同的澆口形式也會有不同的適應(yīng)性。在模具設(shè)計時，澆口位置及尺寸要求比較嚴格，它一般根據(jù)下述幾項原則來參考：盡量縮短流動距離；澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處；必須盡量減少或避免熔接痕；應(yīng)有利于型腔中氣體的排除；考慮分子定向的影響；避免產(chǎn)生噴射和蠕動；不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口；澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量。圖5.2澆口設(shè)計6成型零件設(shè)計6.1選材對于成型零件經(jīng)常選擇45號鋼作為成型材料，然后通過調(diào)質(zhì)處理使用。6.2成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計定模鑲塊：型腔內(nèi)部加鑲塊，用于成型外部結(jié)構(gòu)?；就庑纬叽鐬殚L170，寬210.為使結(jié)構(gòu)簡單采用整體式，可以提高牢固性。不會使塑件產(chǎn)生痕跡，結(jié)構(gòu)如下圖6.1所示圖6.1定模鑲塊動模鑲塊：該產(chǎn)品外形尺寸相對較小，但產(chǎn)品內(nèi)部小零件較多，在凸模上有四個突起的臺子。基本外形尺寸為長170，寬210.要在凸模上制造比較精7合模導向機構(gòu)設(shè)計小型腔。為使結(jié)構(gòu)簡單，采用組合式，結(jié)構(gòu)使用下圖6.2所示圖6.2動模鑲塊6.3成型零件工作尺寸計算由于制品的內(nèi)部由許多孔和凸臺組成，形狀復雜，首先利用proe軟件的分析功能對制品的體積和在分型面上的投影面積進行計算與測量。在UG軟件里打開三維模型，測出其體積。根據(jù)軟件計算得出結(jié)果如下：塑件在分型面上的投影面積：A=43.2×76.9=3322mm2塑件體積：V=3.384cm3(由proe測得)塑件密度：=1.14g/cm3(ABS密度：1.08~1.2g/cm3,取平均值)所以塑件的質(zhì)量：m=3.384×1.14=3.85g根據(jù)產(chǎn)品的特點和設(shè)計要求，該塑件采用潛伏式澆口形式，并且采用一模兩腔的形式，澆注系統(tǒng)及冷凝料材料體積約為4.06cm3?？傮w積為10.828cm3，總質(zhì)量約為12.33g。塑模型芯及型腔的成型尺寸是根據(jù)塑件形狀及其尺寸來確定的。因此，塑模型芯及型腔的成型尺寸主要與塑件形狀、尺寸公差，塑料的收縮率及收縮誤差、塑模磨損量及模具制造公差等因素有關(guān)。6.3.1型腔計算6.3.2型腔高度計算6.3.3型芯計算6.3.4型芯高度計算7合模導向機構(gòu)設(shè)計導向機構(gòu)是保證動模和定模上下模合模時，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，本設(shè)計采用導柱導向定位。導向機構(gòu)除了有定位和導向作用外，還要承受一定的側(cè)向壓力。塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單面?zhèn)葔毫Γ蛘哂捎诔尚驮O(shè)備精度低的影響，使導柱承受了一定的側(cè)向壓力，從保證模具的正常工作。導柱的結(jié)構(gòu)形式可采用帶頭導柱和有肩導柱，導柱導面部分長度比凸模端面高出8～1mm，以避免出現(xiàn)導柱未導正方向而型芯先進入型腔。導柱材料采用T10，HRC50～55，導柱固定部分表面粗糙度Ra為0.8μm，導向部分Ra為0.8～0.4μm，本設(shè)計采用4根導柱，固定端與模板間采用H7/m6。導套常采用T10A，Ⅱ型導套，采用H7/m6配合鑲?cè)肽０濉е簢覙藴室?guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導柱和有肩導柱，大型而長的導柱應(yīng)開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑劑，以減小導柱導向的摩擦。若導柱需要支撐模板的重量，特別對于大型、精密的模具，導柱的直徑需要進行強度校核。導套：導套分為直導套和帶頭導套，直導套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導柱軸向固定容易[14]。設(shè)計導柱和導套需要注意的事項有：合理布置導柱的位置，導柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個導柱直徑的厚度；導柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的1/3處最為安全。導柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。導柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出6~8mm，以確保其導向與引導作用。導柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度時可采取更低的配合要求；導柱固定部分配合精度采用H7/k6；導套外徑的配合精度采取H7/k6。配合長度通常取配合直徑的1.5~2倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。導柱可以設(shè)置在動模或定模，設(shè)在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。本書模具設(shè)置四個標準帶頭導柱配合標準直導套作為導向系統(tǒng)，導柱設(shè)置在動模上，以保護型芯不受損壞。導套和導柱結(jié)構(gòu)如下：導柱：國家標準規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導柱和有肩導柱，大型而長的導柱應(yīng)開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑劑，以減小導柱導向的摩擦。若導柱需要支撐模板的重量，特別對于大型、精密的模具，導柱的直徑需要進行強度校核。導套：導套分為直導套和帶頭導套，直導套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導柱軸向固定容易。如圖：圖7.1導柱和導套8側(cè)抽芯設(shè)計抽芯距s=s1+5mmS1為空深度在這里空深度為壁厚所以s=10mm抽芯力的計算:Fc=ChP(cos(a)-sin(a))(8.1)=37.68×20×0.9×107(0.15cos(180)-sin(180))=31.7×103NFc-抽芯力C-側(cè)型芯成行部分的截面的平均周長(m)=×12=36.78mmh-側(cè)型芯成行部分的高=20mmp-塑件對側(cè)型芯的收縮應(yīng)力(包緊力)一般p=(0.8-1.2)x107pa模外冷塑件p=(2.4-3.9)×107pau=0.15,a-側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角=18o8.1斜導柱設(shè)計8.1.1在確定斜滑塊結(jié)構(gòu)尺寸之前，應(yīng)了解其設(shè)計要點斜滑塊的導向斜角一般取18o，斜滑塊的推出高度必須小于導滑槽總長的2/3；斜滑塊在導滑槽內(nèi)的活動必須順利；內(nèi)抽芯斜滑塊的端面不應(yīng)高于型芯端面，而應(yīng)在零件允許的情況下低于型芯端面0.05～0.10mm。8.1.2斜導柱尺寸的確定斜導柱的形狀如圖所示:其工作端的端部設(shè)計成半球形。圖8.1斜導柱的形狀其材料選用45碳素工具鋼,熱處理要求硬度HRC55,表面粗糙度為Ra0.8nm,斜導柱與固定板之間采用過渡配合H7/m6,滑塊上斜導柱之間采用間隙配合H11/b11,或在兩者之間保留0.5mm間隙。斜導柱傾斜角度的確定：為傾斜角L=s/sinα經(jīng)查資料得α取18o比較理想。8.1.3斜導柱的長度計算斜導柱的長度其工作長度Lz=s×cos/sinα(8.2)為滑動定向模一側(cè)的傾角因=0o所以L=s/sinα=6.5/sin（18o）=21mmLz斜導柱的總長度（mm）；d1斜導柱固定部分大端直徑（12mm）；h斜導柱固定板厚度（20mm）；d斜導柱工作部分直徑（16mm）；S抽芯距（10mm）。==30/2×tan(18o)+20/cos(0o)+30/sin(18o)36mm斜導柱安裝固定部分長度斜導柱固定部分的直徑（40mm）斜導柱固定部板的厚度（20mm）α斜導柱的傾角8.1.4斜導柱受力分析與強度計算受力分析如下圖所示：圖8.2斜導柱的受力分析在圖中Ft是抽芯力FC的反作用力.其大小與FC相等,方向相反,方向相反，F(xiàn)k是開模力，它通過導滑槽施加于滑塊F是斜導柱通過斜導柱孔施加于滑塊正壓力，其大小與斜導柱受的彎曲力Fw相等，F(xiàn)1是斜導柱與滑塊間的摩擦力，F(xiàn)2是滑塊與導滑槽間的摩擦力．另外斜導柱與滑塊，滑塊與導滑模摩擦系數(shù)0.5。ΣFX=0側(cè)(8.3)ΣFY=0側(cè)(8.4)式中F1=F2=由式解得：(8.5)因摩擦力太小所以可以省略既（μ=0）所以F=Ft/cos(a)=31.7×105/cos(18.)=33.43×105NFw=Fc/tan(a)=31.7×105/tan(18)=9×105N由Fc斜導柱的傾斜角在有關(guān)資料中可查到最大彎曲力Fw=1000KN然后根據(jù)Fw和Hw=20mm以及可以查出斜導柱直徑d=16mm。8.2滑塊的設(shè)計與定位滑塊是斜導柱側(cè)向分型抽芯機構(gòu)中的一重要零部件，它上面安裝有側(cè)向型芯式側(cè)向型芯塊，注射成形時塑件尺寸的準確和移動的可靠性都需要靠它的運動精度保證，滑塊的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)根據(jù)具體塑件和模具結(jié)構(gòu)進行設(shè)計可分為整體式和組合式在這里采用整體式。滑塊的設(shè)計如下圖所示:圖8.3滑塊滑塊定位裝置在開模過程中來保證滑塊停留在剛剛脫離斜導柱的位置在發(fā)生移動以避免合模時斜導柱不能準確的插入滑塊的斜導孔內(nèi)造成模具的損快。此設(shè)計采用彈簧+擋塊定位。如下圖所示圖8.4滑塊定位結(jié)構(gòu)9冷卻系統(tǒng)設(shè)計9.1設(shè)計原則盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好；盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗表明，冷卻水管中心距B大約為2.5~3.5D，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0.8~1.5B，最小不要小于10。澆口處加強冷卻，冷卻水從澆口處進入最佳；應(yīng)降低進水和出水的溫差，進出水溫差一般不超過5℃冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機構(gòu)發(fā)生干涉。本設(shè)計采用采用環(huán)繞式冷卻水分布[10]。9.2冷卻時間的確定在對冷卻系統(tǒng)做計算之前，需要對某些數(shù)據(jù)取值，以便對以后的計算作出估算；取閉模時間3S，開模時間3S，頂出時間2S，冷卻時間30S，保壓時間20S，總周期為60S。其中冷卻時間依塑料種類、塑件壁厚而異，一般用下式計算：t==62/(3.142×0.07)[8/3.142×(200-50)/(80-50)]=73（S）式中：S——塑件平均壁厚，S取6mm；——塑料熱擴散系數(shù)(mm/s)，=0.07；T——成型溫度160-220℃，T取200℃；T——平均脫模溫度，T取80℃；T——模具溫度40~80℃，T取50℃。由計算結(jié)果得冷卻時間需要73S，這么長的冷卻時間顯然是不現(xiàn)實的。本模具型芯中的冷卻管道擴大為腔體（如下圖），使冷卻水在型芯的中空腔中流動，冷卻效果大為增強。參照經(jīng)驗推薦值，冷卻時間取30S即可。9.3塑料熔體釋放的熱量計算Q=nGC(t－t)=60×217.6×10×1.9×（220－60）=3969.02kJ/h西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）式中：n——每小時注射次數(shù)，n=60（次）；G——每次的注射量(kg)， G=217.6×10；C——塑料的比熱容(kJ/kg·℃)，C=1.9；t——熔融塑料進入型腔的溫度℃，t=220；t0——塑件脫模溫度℃，t0=60。9.4高溫噴嘴向模具的接觸傳熱計算Q=3.6A(t－t)=3.6×4069×10×140×（220－50）=348.63kJ/h式中：A——注塑機的噴嘴頭與模具的接觸面積（m），A=4069×10m（A=4R=4×3.14×18=4069×10m，R=18mm注塑機噴嘴球半徑，）；——金屬傳熱系數(shù)=140(W/m℃)；t——模具平均溫度℃t=50；t——熔融塑料進入型腔的溫度℃t=220。9.5注射模通過自然冷卻傳導走的熱量Q=hA(t－t)4/3=5.35×0.203×（50－20）4/3=112kJ/h式中：h——傳熱系數(shù)（kJ/mh℃），h=5.3（h=4.187(0.25+3.4)=4.187×（0.25+5.15）=5.35）；A——兩個分型面和四個側(cè)面的面積m2，A=0.203；A=（A）+(A)n=0.097+0.22×0.48=0.203，A=2BL=2×220×220×10=0.097m；A=4BH=4×220×250×10=0.22m）；B模具寬度mm，B=220；L模具長度mm，L=220，開模率n=（60-31.5）/60=0.48；t——模具平均溫度℃，t=50；t——室溫℃，t=20。輻射散發(fā)的熱量Q=20.8A[(20.2)－(20.3)]=20.8×0.22×0.8×[(0.23）－(0.29）]=128.7kJ/h式中:——輻射率，一般表面=0.8--0.9；A=0.22；工作臺散發(fā)的熱量Q=hA(t－t) h=502×0.0484×（50—30）=485.94kJ/h式中:傳熱系數(shù)——h=502kJ/(mh℃)；A——模具與工作臺的接觸面積m，A=0.0484；[A=bl=220×220×10=0.0484;b模具與工作臺接觸寬度，b=220;模具與工作臺接觸長度m=220。]從計算的結(jié)果看，這些熱量應(yīng)分別由凹模和型芯的冷卻系統(tǒng)帶走，實驗表明，約1/3的熱量被凹模帶走，其余由型芯帶走。模具應(yīng)由冷卻系統(tǒng)帶走的熱量：Q=（Q+Q）－（Q+Q+Q）由于現(xiàn)在無法得到Q的正確值，所以計算以簡單計算原則，取Q=Q。9.6冷卻系統(tǒng)的計算型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量（kJ/h）：Q=nGQ=60×217.6×10×300=3916.8每次需要的注射量（kg）——G=217.6×10確定生產(chǎn)周期（S）——t=60塑料單位熱流量（kJ/h）——Q=280~350； 取Q=300每小時的注射次數(shù)——n=60從計算結(jié)果看，Q總與Q1相差不多但不相等，這是因為Q1涉及的因素較多，所以應(yīng)該應(yīng)該取Q總來計算。9.7凹模冷卻系統(tǒng)的計算凹模的冷卻水體積流量q=ρC1(T出-T進)60=763×103/[103×4.187×103×（25-20）×60]=0.61×10m/min式中：Q=1/3Q=1/3×2289=763kJ/h——水的密度10kg/m；C——水的比熱容4.187×10J/kg℃；T——水管出口溫度，T取25℃；T——水管入口溫度，T取20℃。冷卻水管的平均流速：V=4×0.61×10/（3.14×0.0082）=12.14m/min=0.202m/s式中：d——冷卻水管直徑，取d=8mm查冷卻水的穩(wěn)定湍流速度與流量得，管徑為8mm的冷卻水管所對應(yīng)的最低流速為1.66m/s時才能達到湍流狀態(tài)，故冷卻水在凹模冷卻管道中的流動未達到湍流。冷卻水管壁與水交界面的傳熱膜系數(shù)[6]7.6×（1000×0.202）0.8/0.0080.2=1395(w/mk)式中：是與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù)，取7.6。凹模冷卻管的傳熱面積A=763×103/[3600×1395×（50-22.5）]=5.52×10m式中：T——模具與冷卻介質(zhì)平均溫度，T=27.5℃（T=T－（T+T）/2=50－（20+25）/2=22.5℃）。冷卻水孔總長LL=763×103/[3600×3.14×7.6×（1000×0.202×0.008）0.8×（50-22.5）]=0.22m模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水孔圈數(shù)n=L/B=0.22÷（4×0.076）=0.72，所以冷卻水孔數(shù)位1式中：B為開一圈冷卻水道時冷卻水道長度。冷卻水流動狀態(tài)校核。R=0.202×0.008/（1×10）=1616＜10式中：R——雷諾數(shù)；——水的運動粘度，=1×10（m/s）。進出口溫差校核：T－T=763×103/（900×3.14×0.0082×103×4187×0.202）=4.99℃預期溫差為5℃，校核的結(jié)果與預期的非常吻合，說明實際應(yīng)用正確。冷卻水道設(shè)計如下圖9.1圖9.1冷卻水道設(shè)計10推出機構(gòu)的設(shè)計10推出機構(gòu)的設(shè)計推出結(jié)構(gòu)由推出、復位、導向三大部分組成。本設(shè)計塑件脫模依靠注射機的開模動作驅(qū)動模具上的推出機構(gòu)，實現(xiàn)塑件自動脫模。推出機構(gòu)設(shè)計原則：設(shè)計的推出機構(gòu)應(yīng)盡量使塑件留于動模一側(cè);塑件在推出時不發(fā)生變形和損壞;不損壞塑件的外觀質(zhì)量;合模時推出機構(gòu)正確復位;在推出和復位的過程中，結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，動作可靠、靈活，制造容易。10.1推件力的計算推件力是將制品因收縮對型芯的摩擦力和大氣壓力Ft＝Ap(μcosα-sinα)+qA1式中，A—塑件包絡(luò)型芯的面積p—塑件對型芯單位面積上的包緊力，P取0.8×107～1.2×107帕；α—脫模斜度；ABS≥5°q—大氣壓力0.09兆帕μ—塑件對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3；A1—制件垂直于脫模方向的投影面積（mm2）。則，A≈298cm2A1≈60.76cm2帶入數(shù)據(jù)得Ft＝814.34N10.2頂桿直徑根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式計算出頂桿直徑：d=φ[L2F/nE]1/4m（10.1）式中：φ—安全系數(shù)，常取φ=1.5；L—頂桿的長度m；n—頂桿數(shù)目。代入數(shù)據(jù)得：d=10mm10.3頂桿直徑的強度校核σ=4F/nπd2≤[σ]（10.2）式中,[σ]—頂桿材料的許用應(yīng)力Mpa；σ—頂桿反受的應(yīng)力Mpa。代入數(shù)據(jù)得:σ=4×814.34/(8×3.14×42)=8.10Mpa﹤[σ]所以，頂桿強度符合要求。西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）推桿頂出機構(gòu)如圖所示，圓柱形狀的推桿和推桿孔最容易加工，而且很容易保證其配合精度，容易保證其互換性，并且容易更換，而且它還具有滑動阻力小，不容易卡滯等優(yōu)點。圖10.1推出結(jié)構(gòu)11模具總裝配圖11.1模具裝配二維圖圖11.1模具裝配二維圖11.2模具裝配三維圖圖11.2模具總裝配三維圖西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明開模時，動模部分向后移動，C-C分型面分開，在型芯包裹力的作用下塑件被拉出，同時拉料桿將澆注系統(tǒng)從主流道中拉出，隨著動模繼續(xù)向后移動，在斜導柱的作用下使側(cè)滑塊分型，使側(cè)型芯完成抽芯。然后動模部分繼續(xù)向后移動，注射機的頂桿作用于推板，通過上面的推桿將塑件從下型芯頂出，同時斜導桿完成抽芯。至此，整個開模過程完成。合模時，在彈簧的作用下，實現(xiàn)推桿和斜導桿的先復位，動模部分向前移動，C-C分型面開始合攏，同時在斜導柱機構(gòu)作用下使側(cè)滑塊復位，楔緊塊將側(cè)滑快楔緊，至此，整個合模過程完成，為下一次注射做好準備。12校核部分12.1型腔數(shù)目的確定及校核根據(jù)市場經(jīng)濟及生產(chǎn)效率的要求，本模具采用一模2腔型腔結(jié)構(gòu)，即型腔數(shù)目。因型腔數(shù)量與注射機的塑化速率、最大注射量及鎖模量等參數(shù)有關(guān)，因此有任何一個參數(shù)都可以校核型腔的數(shù)量。一般根據(jù)注射機料筒塑化速率確定型腔數(shù)量；式中——注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；——注射機最大注塑量g；——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量；——單個塑件的質(zhì)量。式中、、也可以為注射機最在注射體積（cm3）、澆注系統(tǒng)凝料體積（cm3）、單個塑件的體積（cm3）。估算澆注系統(tǒng)的體積：V=0.2x2xV=18.8cm3故取滿足我們設(shè)計要求。12.2鎖模力的校核注射成型時，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。注射成型時，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模離，即：（式中符號同前）式中為單個塑件在分型面上的投影面積，mm2;為澆注系統(tǒng)在分型面上的投影與型腔不重疊部分的面積，mm2；P為塑料熔體在型腔中的成型壓力，Mpa;為注塑機的額定銷模力,N。12.3開模行程的校核注射機開模行程是有限的，開模行程應(yīng)該滿足分開模具取出塑件的需要。因此，塑料注射成型機的最大開模距離必須大于取出塑件所需的開幕距離。為了保證開模后既能取出塑件又能取出流道內(nèi)的凝料，對于雙分型面注射模具，需要滿足下式：（12.1）式中—模具開模行程；—推出距離—塑件高度；—定模板與中間板之間的分開距離。則<1000mm小于注射機最大開合模行程，故滿足要求。12.4注射量的校核要求注射量不超過注射機的最大注射量，在注塑生產(chǎn)中，注塑機每一個成型周期向模具腔內(nèi)注入的塑料熔體體積或質(zhì)量稱為塑件的注射量，其中包括澆注系統(tǒng)內(nèi)所存留的塑料熔體體積，選擇注塑機時，必須保證塑件的注射量小于注塑機的最大注射量的（80～85）%，最小注射量不小于注塑機注射量的20%，根據(jù)式kMmaxM，M=Mi+m式中Mmax注塑機最大注射量/cm3Mi澆注系統(tǒng)凝料的質(zhì)量或體積/cm3；m單個制件質(zhì)量或體積/cm3；n型腔數(shù)目/個；k注射機最大注射量利用系數(shù)，一般取0.8。0.8×1252×3.384+4.06≈10.828cm3。故：注射機注射量滿足要求。12.5模具注射壓力校核塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機類型、噴嘴形式、塑件形狀以及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。注射壓力的校核是檢驗注射機的最大注射壓力能否滿足制品的成型要求。所選的塑料原料為ABS，制件結(jié)構(gòu)合理，流體流動性能好，其注射壓力在（100～140）Mpa之間，其值在所選的注射機成型范圍之內(nèi)，故能滿足要求。12.6噴嘴尺寸校合澆口套球面R和噴嘴前端球面半徑Ro；噴嘴孔徑d0和澆口套小端孔徑d；正確關(guān)系為d=d0+(0.5-1)R=R0+(1-2)；由于R=7，R0=6.4且d=14且d0=13滿足關(guān)系d=d0+(0.5-1)R=R0+(1-2)，所以噴嘴孔徑大小和球面符合要求。12.7模具的長度和寬度和厚度校核本副模具采用壓板緊固的方式，將模具的固定板安放在壓板外側(cè)附近模具為工型模架，大小為350×350mm，滿足要求，模具厚度必須滿足下式：Hmin≤H≤Hmax式中H—模具閉合厚度，mm；—注塑機所允許的最小模具厚度，330mm；—注塑機所允許的最大模具厚度，400mm；由于注射機的動模和定模固定板之間的距離都有一定的調(diào)節(jié)量H，因此，對安裝使用的模具厚度有一定的限制，一般情況下，模具的實際厚度H必須在注射機允許安裝的最大模具厚度和最小模具厚度之間。所選用的注射機的模具最大厚度Hmax為300mm，最小模具厚度Hmin為200mm。所設(shè)計的模具總厚度H為233mm，所以滿足關(guān)系：Hmin<H<Hmax。因此，設(shè)計的模具厚度滿足注射機對模具的合模要求。根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖，初選的模具厚度為330mm。則滿足要求。所設(shè)計的模具在注射機的裝夾范圍內(nèi)。綜上分析，本副模具與所選的注射機完全相互適應(yīng)，模具的最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、模具安裝尺寸及開模行程都在所選的注射機技術(shù)規(guī)格之內(nèi)。因此，所選的XS-ZY-125型注射機完全能夠符合本次模具設(shè)計要求。結(jié)論畢業(yè)設(shè)計是對大學里所學知識的綜合考察，通過這次設(shè)計把零散的知識集合在一起。進一步對系統(tǒng)知識的歸納總結(jié)。用理論知識指導自己去實踐，同時彌補了許多不足的地方。比如知識的遺忘和以前沒有完全掌握的知識等。盡管這次畢業(yè)設(shè)計是簡單的模具設(shè)計，可是同樣要用到所學的專業(yè)知識。解決了許多不應(yīng)該出現(xiàn)的問題，為自己今后的學習打下了一定的基礎(chǔ)。本次設(shè)計是對我的考驗，更是對我的鍛煉。它使我在書本上學習的知識接觸實際，是我的理論知識走向?qū)嶋H的橋梁。以后我會在實際的生產(chǎn)中學習更多的知識，也將竭力用我的所學為社會創(chuàng)造更多的價值，為人民造福。參考文獻[1]黃虹：塑料成型加工與模具,化工工業(yè)出版社,2003.3[2]駿毅科技,關(guān)興舉等:Pro/ENGINEER塑料模具設(shè)計,人民郵電出版社,2006.2[3]朱光力,萬金保等:塑料模具設(shè)計,清華大學出版社,2003[4]中國機械工程學會,中國模具設(shè)計大典編委會:中國模具設(shè)計大典,江西科學技術(shù)出版社,2003[5]伍先明,王群等:塑料模具設(shè)計指導,國防工業(yè)出版社,2006.5[6]黃勝杰,機械科技研究中心:實戰(zhàn)Pro/ENGINEER工程圖,中國鐵道出版社,2002.10[7]M.M.Fisher,F.E.MarkandT.Kingsbury:Energyrecoveryinthesustainablerecyclingoplasticsfromend-of-lifeelectricalandelectronicproducts,2005IEEEInternationalSymposiumonElectronicsandtheEnvironment,May2005.[8]BillDavies.SergeJonnaert：GuidetoBetterHotRunnerControlWhitePaper，MoldflowCorporation，March2004.[9]IreneFerreira,OlivierdeWeck,PedroSaraiva,JoséCabral.Multidisciplinaryoptimizationofinjectionmoldingsystems[J].StructMultidiscOptim,2010,41:621–635[10]許志:模具造