【導讀】側向抽芯機構和澆注系統(tǒng)的設計。本次設計主要使用Pro/E軟件，結合生產(chǎn)實踐來。設計盒蓋注塑模具的整體結構，通過對塑件形狀、尺寸等方面的分析來確定其工藝。頂出機構和冷卻系統(tǒng)的設計等，此外還對其脫模力進行計算，并選擇合適的注塑機。后，直接導出2D裝配圖及相關零件圖，大大縮短了設計時間。

　　

【正文】 27mm ? —— 模具型芯的脫模斜度 1176。 f —— 制件與型芯的摩擦因數(shù) ? —— 塑料的泊松比 0 0 3 )( )1t a (1c o 8 0 038 ? ????????F= （ 418） 頂出力 脫頂 FF ? 滿足要求。 （ 4） 推桿直徑效核 柔度定義： 24 0. 7 91 ?? ???=60 （ 419） 因為 ? =60? 29 所以屬于大柔度推桿 計算公式： 4132)(64 ?????????nELQKd （ 420） 式中 Q —— 脫模阻力 E—— 頂桿材料彈性模量； aMP310209? N—— 推桿數(shù)量； 4 個 K—— 安全系數(shù)； ～ ；取 D—— 推桿直徑 4mm 12 4336 4 4 1 4 (0 . 7 9 1 )4 1 . 8 6 2 0 9 1 0 3 . 1 4d ?????? ??? ? ???= 故推桿滿足要求。 側抽芯機構的設計 抽拔力 塑件在模具中冷卻定型時，由于體積收縮，而將型芯或凸模包緊，塑件在脫模時，必須克服這一包緊力及抽芯機構所產(chǎn)生的磨擦力才能抽出活動型芯。在開始抽拔的瞬時所需的抽拔力成為初始抽拔力，以后抽拔所需的力成為相繼抽拔力。初始抽拔力比相繼抽拔力大，所以，在設計計算時總是考慮初始抽拔力。 抽拔力 F 可用下式計算： F= )c o sfs in1/()ta nf(c o s 11 ??? ???? （ 421） 式中 P—— 塑件的收縮應力 (Mpa)，模具冷卻時 P=； A—— 塑件包圍型芯的側面積， 10152mm2 F—— 摩擦系數(shù)，一般 f=， 取 1? —— 脫模斜度 ， 1176。 25 F—— 抽拔力 F=COS(176。)/(1+176。COS1176。)= （ 422） 斜導柱受彎曲力為： ?cosF1 F? （ 423） 式中 ? —— 斜導柱的傾斜角 ， 15176。 1F —— 斜導柱所受彎曲力 ， N 15cos ?= （ 424） 抽芯距 將型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置，型芯或滑塊所移動的距離稱為抽芯距。一般來說，抽芯距等于側孔深度加 2mm3mm 的安全距 ? 離。 其計算公式為： )3~2(S ?? CS （ 425） 式中 CS —— 設計抽芯距 ， 2mm S —— 抽芯距 mm 22S ?? =4 mm 冷卻裝置的設計 溫度調(diào)節(jié)對塑件的影響 溫度的調(diào)節(jié)對塑件的質(zhì)量影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)變形 模具溫度穩(wěn)定，冷卻速度均衡，可以減少塑件的變型。對于壁厚不均的和形狀復雜的塑件，經(jīng)常會出現(xiàn)因收縮不均勻而產(chǎn)生翹曲變形的情況。因此，必須采 26 用合適的冷卻系統(tǒng)，使模具凹模與型芯的各個溫度基本上保持一致，以便型腔里的塑料熔體能同時凝固。 (2)尺寸精度 利用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)能保持模具溫度的恒定，能減少塑件成型收縮率的波動，提高塑件尺寸精度的穩(wěn)定性。在可能的情況下采用較低的模溫能有助于減少塑件的成型收縮率。例如，對于結晶材料，因為模溫較低，制件的結晶度可以降低收縮率。但是，結晶度低不利于制件尺寸的穩(wěn)定性，從尺寸的穩(wěn)定性出發(fā)，又需要提高模具溫度，使塑件結晶均勻。 (3)力學性能 對于結晶性材料，結晶度越高，塑件的應力開列傾向越大，故從減小應力開裂的角度出發(fā)，降低模溫是有利的。但對于聚碳酸脂一類高粘度無定形塑料，其應力開裂傾向與塑件中的內(nèi)應力的大小有關，提高模溫有利 于減小制件 3中的內(nèi)應力，也就減小了其應力開裂傾向。 (4)表面質(zhì)量 提高模具溫度能改善制件表面質(zhì)量，過低的模溫會使制件輪廓不清晰并產(chǎn)生明顯的熔接痕，導致制件表面粗糙度提高。 冷卻系統(tǒng)的設計原則 為了提高冷卻系統(tǒng)的效率和使型腔表面溫度分布均勻，在冷卻系統(tǒng)的設計中應遵守如下原則： (1)在設計時冷卻系統(tǒng)應先于推出機構，也就是說，不要在推出機構設計完成后才考慮冷卻回路的布置，而應盡早將冷卻方式和冷卻回路的位置確定下來，以便能得到較好的冷卻效果。 (2)注意凹模和型芯的熱平衡。 (3)對于簡單的模具，可 先設置冷卻水出入口的溫差，然后計算冷卻水的流量，冷卻管道的直徑，保證湍流的流速以及維持這一流速所需要的壓力降便以足夠。 (4)生產(chǎn)批量大的普通模具和精密模具在冷卻方式上又差異，對于大批量生產(chǎn)的普通塑件可采用快冷以獲得較短的循環(huán)注射周期。 (5)模具中冷卻水溫度升高會使熱傳遞減小，精密模具中出入口水溫相差應在 5度。從壓力的損失觀點出發(fā)，冷卻回路的長度應在 以下，回路的彎頭 27 數(shù)目不希望超過 5 個 (6)由于凹模和型芯的冷卻情況不同，一般應采用兩條冷卻俄回路分別冷卻凹模和型芯。 (7)當模具僅設一個入水 接口時，應將冷卻管道進行串聯(lián)連接，若采用并聯(lián)連接，由于各個回路的留動阻力不同，很難形成相同的冷卻條件。當需要并聯(lián)連接時，則需要在每個回路中設置水量調(diào)節(jié)泵及流量計。 (8)采用多而細的冷卻水道，比采用獨大的冷卻管道好。因為多而細的冷卻管道擴大了模溫的調(diào)節(jié)的范圍，但管道不可以太細，以免堵塞，一般取管道的直徑為 825mm。在收縮率大的塑料制件的模具中，應延其收縮方向設置為冷卻回路。 (9)通模具的冷卻俄水應采用常溫下的水，通常調(diào)節(jié)水流量來調(diào)節(jié)模具的溫度。 (10)確定冷卻管道的中心距以及冷卻管道與型腔壁的距離。 冷卻管道與型腔壁的距離太大會使冷卻效率下降，而距離太小有會造成冷卻不均勻。 (11)盡可能使所有冷卻管道孔分別到各處型腔表面的距離相等。當制件壁厚均勻時，應盡可能使所有的冷卻管道孔到各處的型腔表面的距離相等。 (12)應加強澆口處的冷卻。熔體充模時，澆口附近的溫度最高。一般來說，據(jù)澆口越遠溫度越低。因此，在澆口附近應加強冷卻，一般可將冷卻回路的入口設在澆口處，這樣可使冷卻水道首先通過澆口附近。 (13)為了不影響操作，通常應將進口，出口水管接在設在注塑機背面的模具的一側。 圖 414 型芯內(nèi)冷卻系統(tǒng) 28 圖 415 型腔內(nèi)的冷卻系統(tǒng) 冷卻管道傳熱面積及管道數(shù)目的計算 （ 1） 水的體積流率： 20 1 2/[ ( ) ]vpq m Q C T T?? ? ? ? ? （ 426） =586/[100070（ 2720） ] =（ 2） 求冷水在管道內(nèi)的流速 V 3224 4 1 . 6 6 1 0 2 . 2 1 /3 . 1 4 ( 4 / 1 0 0 0 ) 6 0VqV m sd????? ? ? （ 427） （ 3）傳熱系數(shù)： 0. 8 0. 20 ( ) /A u d??? （ 428） =()(4/1000) =（ 4）傳熱面積： /A Q T?? ?? 29 （ 429） 0 /( )m Q T?? ? ? ? =[] = （ 5）水孔數(shù)： /( )n A d b??? （ 430） 60 . 2 6 9 / ( 3 . 1 4 4 1 2 3 1 0 )?? ? ? ? = 取 n=6，即布置 六 根冷卻水道 式中 M—— 單位時間注入模具中的塑料質(zhì)量 (Kg/s) Q0 —— 在模腔內(nèi)單位質(zhì)量熔融塑料凝固所放出的熱量KJ/ Ρ—— 冷卻水的密度 (Kg/m3 ) Cp2—— 冷卻水的定壓比熱容 KJ/ T1—— 冷卻水出口溫度 T2—— 冷 卻水進口溫度 A0—— 與入口冷卻水溫有關的物理常數(shù) △ T—— 平均溫差 B—— 模具上冷卻水孔深，即模寬 D—— 水孔直徑 30 第五章 模具 3D和 2D 圖展示 模具 3D 圖示 圖 51 模具總裝模架圖示 圖 52 動模板 圖示 31 53 定模板 圖示 54 型芯 以及斜頂圖示 32 二維 CAD 模具總裝圖示 圖 55 主視圖 圖 56 左視圖 33 圖 57 型芯示意圖 圖 58 型腔示意圖 34 結 論 本設計首先介紹了模具工業(yè)的重要性及我國模具特別是塑料模具的發(fā)展前景。然后對塑料件進行工藝分析，對材料 進行 分析，以確定分型面及澆口位置。之后選擇注塑機和模架，經(jīng)校核注塑容量，注塑壓力，鎖模力，開模行程等無誤后，設計澆注系統(tǒng)，包括主流道，分流道和澆口設計。由于塑料件有突出和孔特征，需要設計側抽芯機構，以便完成脫模。接著設計頂出機構，冷卻系統(tǒng)，完成整套模具設計。 本次設計在繪圖過程中，使用了 AUTOCAD、 PROE 等二維和三維繪圖軟件，這些都不同程度地使我學到了更多的知識，進一步充實自己。