【正文】 對模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質(zhì)量，而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性，塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。 冷卻 通路的設(shè)計，設(shè)計如圖所示： 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第四章 模具設(shè)計方案論證 ` 16 模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計 因在 ABS 要求的熔融溫度為 200。其中推件板推出結(jié)構(gòu)可靠、頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量，但制造困難，成本高；推桿推出結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件內(nèi)部型腔留下頂出痕跡，但不影響塑件外觀，所以采用推桿推出機構(gòu)。導(dǎo)柱要比主型芯高出 6～ 8 mm。對型芯和型腔改進(jìn)后，其 的配合可以進(jìn)行定位。 動定模合模時，首先導(dǎo)向機構(gòu)接觸，引導(dǎo)動定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M(jìn)入型腔，產(chǎn)生干涉而壞零件。 定位作用： 為避免裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 導(dǎo)向定位機構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向合模機構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部分，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動模一 邊或定模一邊均可，通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。 （ 2） 型芯設(shè)計 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計也應(yīng)用組合式，可節(jié)省貴重模具鋼，減少加工工作量。該塑件的材料為 PC 工程材料，對表面粗糙度 和精度的要求較高，因此要求成型零件有足夠的強度、剛度、硬度和耐磨性，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，還應(yīng)進(jìn)行熱處理一 般 使其具備 50～ 55HRC 的硬度。本模具采用一模八 腔，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)。 因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣，所以無需設(shè)計排氣槽。這些氣體必須及時排出。 采用帶 Z 形頭拉料桿的冷料穴，如圖所示，將其設(shè)置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼起開模分型時將凝料從主流道中拉出留在動模一側(cè)，稍做側(cè)向移動便可取出凝料的作用。 /30 mm,取 b=4 mm. (4)冷料穴的設(shè)計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件 質(zhì)量，開模時又能將主流道的凝料拉出。 澆口深度 t=～ mm,取 t= mm。從塑件的底側(cè)中部進(jìn)料，去除凝料時不會在塑件的外壁留下澆口痕跡，不影響塑件的外觀。 5澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長型心或鑲件。為了提高熔接痕處強度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜槽。流程不長時應(yīng)盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。 4澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。 3澆口位置的選擇要避免塑件變形。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允 許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口截面積約為分流道截面積的 ～，澆口的長度約為 ～ 2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。其主要作用是： 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié) ，防止其倒流。同時它的效果與 S澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補塑。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時因考慮加工的方便性。 分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體 積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確定。 （ 4） .分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。對于此模來說在分流道上不須開設(shè)冷料穴 。 分流道設(shè)計要點： （ 1） .在保證足夠的注塑壓力使 塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。 定位圈是安裝模具時做定位用的，查資料得 SZY300 型柱塞式注射機的定位圈直徑為Φ 125 mm，一般定位圈高出定模座板表面 5～ 10 mm. 由于澆口套與定位圈均屬于注射模具的通用件，所以設(shè)計者應(yīng)盡量采用推薦尺寸的澆口套和定位圈。同時為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計 R2 的圓弧過渡；為補償在注射機噴嘴沖擊力作用下澆口套的變形，將澆口套的長度設(shè)計得比模板厚度短 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第三 章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ` 10 mm；澆口套外圓盤軸肩轉(zhuǎn)角半徑 R宜大一些，取 R=3 mm，以免淬火開裂和應(yīng)力集中。～4176。因此，取主流道球面半徑 SR=14mm（取標(biāo)準(zhǔn)值），主流道的小端直徑 d=。采用帶直流道與分流道的潛伏式點澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設(shè)計成錐形 主流道與注射機的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計成獨立可拆卸更換的澆口套，采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，并 經(jīng)熱處理提高硬度，定位圈與澆口套分開設(shè)計，如圖所示 ： 查資料得到 SZY300 型注射機與噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面半徑 SRο =12mm，噴嘴孔直徑 d=4mm，定位圈直徑為 Φ 125mm。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。澆注系統(tǒng)的設(shè)計如圖所示。 （ 6）澆口位置要適當(dāng)，盡 量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。 （ 4）對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進(jìn)入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。 （ 2）型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第三 章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ` 8 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。該塑件為外殼 ，外形表面質(zhì)量要求較高。 （ 4）分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯，但是此模具無須側(cè)向抽芯，此點可以不必考慮。 （ 2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動模一側(cè)。通常有以下原則： （ 1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。 500 2 注射壓力 /MPa 1040 3 鎖模力 /kN 1400 4 動、定模模板最大安裝尺寸 /（ mm mm） 620x520 5 最大模具厚度 /mm 450 6 最小模具厚度 /mm 300 7 最大開模行程 /mm 500 8 噴嘴前端球面半徑 /mm 12 9 噴嘴孔直徑 /mm 4 10 定位圈直徑 /mm 125 德州科 技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第三 章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 7 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。 根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑件品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注 射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，參考設(shè)計手冊，初選 SX— ZY500 型 螺桿 式注射機。所以模具應(yīng)考慮采用適當(dāng)?shù)难h(huán)水冷卻，成型模具溫度控制在 60～ 80℃ 。 估算澆 注系統(tǒng)的體積 Vj： 根據(jù)澆注系統(tǒng)初步方案進(jìn)行估算 澆注系統(tǒng)體積。 （ 2）確定型腔數(shù)量 由于塑件的內(nèi)孔有尺寸精度要求，不宜采用太多型腔 數(shù)目 ， 而該塑件的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，為盡量提高生存率，決定采用一模八 腔，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)，這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡 （ 3）確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)以上所計算的 結(jié)果 ，可選擇設(shè)備型號、規(guī)格、確定型腔數(shù)。,所以塑件的質(zhì)量為M=V ρ = 179。 (4)塑件的生產(chǎn)批量 該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，因此在模具設(shè)計中要提高塑件的生產(chǎn)率，傾向于采用多型腔、高壽命、自動脫模模具 ，以便降低生產(chǎn)成本。的拔模斜度。 ③為使塑件順利脫模，可在塑件內(nèi)部處增設(shè) 1176。 （ 3）塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 ①從圖紙上看，該塑件的外形為 四方殼 ，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。 塑件主 要尺寸的公差要求 部位 塑件標(biāo)注尺寸 塑件尺寸公差 外形尺寸 35 0 18 0 Φ 15 0 10 0 + 9 ? 內(nèi)形尺寸 R1 + 0 ? Φ 10 ? 12 + 0 26 ? 中心距 22 177。 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 （ 1）塑件的尺寸精度分析 該塑件需標(biāo)注公差的尺寸有Φ 5,10 0 +，其他尺寸均為未標(biāo)注公差的為自由尺寸，可按 MT5 查取有關(guān)尺寸公差。 ● 可以提供卷材、片材之外，還有與連續(xù)印刷、連續(xù) 成形匹配的卷材。 ● 優(yōu)良的透明性，總光通量達(dá) 90％，擁有有機玻璃、 PVC 數(shù)十倍的抗沖擊性，可用于其它材料不適用的部位或者大面積要求的產(chǎn)品。 ● 優(yōu)良的耐熱性能 熱變形溫度 135℃ ，適合設(shè)計規(guī)格 100℃ 以上要求的高溫部位。其優(yōu)良的透明性能適于印刷加工之外，作為有高度耐熱性能的功能材料，還能滿 足各種工業(yè)領(lǐng)域更高的規(guī)格要求。我們必須很好多處理底座蓋 壁厚的均勻，譬如在注塑成型過程中因為壁厚的不均勻造成了收縮率的不一 致，這樣就只能通過有效的控制模具溫度來調(diào)節(jié)收縮率 。 德州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第二章 原始資料分析 ` 3 第 2 章 原始資料分析 件的工藝分析 塑件成型工藝分析 如圖 所示： 圖 底座蓋 熟讀塑件圖樣 ，在頭腦中建立清晰的塑件三維形狀， 底座蓋 的形狀簡單 ， 兩邊 帶有 兩個 孔，在保證孔間距和孔的形狀是給模具的加工帶了很大的難度。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的關(guān)鍵技術(shù)之一。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品 （ 6）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 （ 5）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的 使用率。另一方面為了確保塑料 （ 4）開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn) 價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。 CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具 CAD/CAM 技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造 良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAM/CAE 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型 CAD/CAM 系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題； CAD/CAM 軟件德州科 技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第一章 對塑料成型模具的認(rèn)識 2 的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設(shè)計與成型過程的 3D 分析將 （ 3）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。 （ 1） 提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計水平及比例。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展 近年來，模具增長十分迅速，高效率、自 動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。高效的全自動設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。當(dāng)批量不大時 ，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自