【正文】 均收縮率， %； sL ―塑件徑向公稱尺寸， mm； 3/4―系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化，一般在 ~ 之間； Δ―塑件的公差值，這里為正偏差， mm； z? ―型芯的公差，一般取 z? =Δ/4， mm。 （ 4） 型芯高度尺寸的計(jì)算 型芯高度尺寸的計(jì)算公式為 ? ? zscpM HSH ???????? ???? 321 式中 MH ―型芯的高度尺寸， mm； 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 cpS ―塑料的平均收縮率， %； sH ―塑件孔深度尺寸 ， mm； 2/3―系數(shù)為 左右； Δ―塑件的公差值，這里為正偏差， mm； z? ―型芯高度的公差，一般取 z? =Δ/4， mm。 表 41 成形零件各工作尺寸的計(jì)算結(jié)果（ mm） 尺寸部位 塑件尺寸 塑件公差 計(jì)算結(jié)果 型腔徑向尺寸 ? ? 型芯徑向尺寸 0 ? 0 ? 型腔深度尺寸 型芯高度尺寸 0 ? 型腔側(cè)壁和底座厚度的計(jì)算 在成形過程中 ，型腔會受到很大的壓力，因此應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度以保證模具不發(fā)生塑性變形和注射時(shí)產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。由于本塑件屬于中等以上尺寸，這里按剛度計(jì)算型腔的側(cè)壁和底板。 成形零件材料的選擇 成型零件是模具中最重要的組成部分，對材料的選擇要求比較高，這里要求材料具有良好的冷、熱加工性能。根據(jù)對塑件的綜合分析，這里的凹、凸模的鋼材我們可以選用 P20。導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位是兩種最常見的導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，這兩種機(jī)構(gòu)都具有一定的定位作用，導(dǎo)向作用以及承受一定的側(cè)向壓力的作用。 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 脫模機(jī)構(gòu)指的是一種能讓成型后的塑件在型腔中順利脫出的裝置，一般由推桿、推出固定板、導(dǎo)套、導(dǎo)柱、推板、拉料桿、復(fù)位桿和限位釘組成。 脫模力的計(jì)算 塑件在成型時(shí)，塑料熔體冷卻后體積收縮從而將型芯包住，脫模力指的是將塑件從型芯上脫出所需克服的阻力。 已知本塑件的長 l=240mm，寬 b=220mm，由于塑件型芯的平均半徑與壁厚之比 220240 ??????? tbl ?? 因此本塑件為薄壁塑件，它的脫模力的計(jì)算公式如下 AfftEQ )βcosβsin1)(1( )βsinβcos(εh8 ??? ?? ? 式中 E— 塑料的拉伸彈性模量， MPa； ε— 成形收縮率； ?— 塑料的泊松比； β— 型芯的脫模斜度； h — 型芯脫模方向的高度， mm； t — 塑件壁厚， mm； f — 塑件與鋼材表面的靜摩擦因數(shù)； A — 型芯的橫截面積， mm178。 表 42 ABS 的塑料參數(shù) 塑料名稱 成形收縮率ε /% 拉伸模量 E /GPa 泊松比 ? 與鋼摩擦因素? ABS ~ ~ 已知 h=25mm， t=， A =178。但是也有一些缺點(diǎn) ，比如與塑件接觸面積小，所以可能造成塑件的變形，甚至把塑件頂穿。 一般推桿脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要注意如下要求： （ 1） 在脫模阻力比較大的地方應(yīng)設(shè)置推桿 （ 2） 不要在塑件壁厚的最薄處設(shè)置推桿 （ 3） 推桿的斷面與型腔應(yīng)保持在同個(gè)平面或超出型腔平面的 ~ （ 4） 為減小各推桿作用在塑件上的應(yīng)力，應(yīng)多設(shè)推桿，保證塑件質(zhì)量 這里采用最常見的直桿式圓柱形推桿，根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式計(jì)算出頂桿直徑為 )( nEQLd ?? 式中 ? －安全系數(shù) ,常取 ； E－推桿材料的彈性模量（ MPa），這里取 ? MPa； Q －塑件的脫模力（ N）； L －頂桿長度（ mm）， L 設(shè)計(jì)為 180mm； n — 頂桿數(shù)目 ,初步取 14根； 由上式計(jì)算可得 )() ( mmd ??? ??? 為了方便，頂桿的設(shè)計(jì)在模具行業(yè)中都規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)，所以頂桿一般選擇標(biāo)準(zhǔn)件，這里選擇 d=4mm ， 數(shù)量為 8 根。 對于推桿的固定通常采用固定板固定推桿在推板上的形式，這里采用的就是這種形式。 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射成型中，模具的溫度對塑件成形的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有很大的影響。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循 以下原則： （ 1） 冷卻水道應(yīng)設(shè)計(jì)的多一點(diǎn)，且截面尺寸大一些，從而保證型腔表面溫度均勻。 （ 3）冷卻水的路口應(yīng)設(shè)在澆口的附近，因?yàn)闈部谔幠＞邷囟茸罡摺? （ 5）對于收縮率較大的塑料，一般沿著塑料收縮的方向進(jìn)行冷卻水道設(shè)置。 （ 7）為避免模具溫度不均勻，冷卻水道可設(shè)計(jì)成單 回路或多回路。已知每次注射的塑料量為 ，注射機(jī)噴嘴溫度取 180℃，模具溫度取 60℃，查有關(guān)手冊得 ABS的比熱容為 ，將這些參數(shù)代入下式 Q =nmCp﹙θ 1 －θ 0﹚ =120 ﹙ 180－ 60﹚ kJ/h=式中 Q―單位時(shí)間內(nèi)模具獲得的熱量， kJ/h； n―每小時(shí)的注射次數(shù)； m―每次注射的塑料量， kg； Cp―塑料的比熱容， kJ/kg 塑料熔體穩(wěn)定注入注射模時(shí)，釋放的絕大部分熱量都由冷卻水帶走，在單位時(shí)間內(nèi)冷卻水將模具帶走的熱量為 Qw＝ 95%Q =95% 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 為了保證冷卻水在管道中穩(wěn)定流動，因此冷卻水道直徑與水流流速有一定關(guān)系見下表 43。k 冷卻水的平均溫度和模具型腔表面的平均溫度之間的差值 ?? 為 ℃ ,則傳熱導(dǎo)面積 23www mQA ???????? ? 冷卻水管總長度 Lw=??? ?? ? 33ww ? 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 從計(jì)算結(jié)果看 ,只需一條 140mm的冷卻水道即可滿足要求，但是考慮到實(shí)際情況，這是不可取的，由于該塑件 在分型面上的垂直投影 面積相對比 較大，一條冷卻水道會造成型腔表面溫度分布不均勻，所以這里在分型面兩側(cè)分別設(shè)計(jì) 5 條冷卻水道，水道孔邊與型腔、型芯的距離均為 10mm，定模水道布局如圖 46 所示，動模水道布局如圖 47 所示。模架一般選用標(biāo)準(zhǔn)模架，這是由于模具標(biāo)準(zhǔn)化使得模具的生產(chǎn)周期大大的縮短，制造質(zhì)量也有一定的提高，模具的成本也有所降 低，并且能使模具中易損零件容易互換，一定程度上有利于模具的維修。 表 44 模架標(biāo)準(zhǔn)尺寸 (mm) 型號 系列 T A B C L 總高 A1 450 450 35 70 90 120 35 350 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 48 UG 導(dǎo)出模架 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 49 模具 3D 總裝配圖 各種模板、固定板、墊塊、推板等這里選擇 45鋼，經(jīng)過 熱處理后的硬度≥ 200HBS，導(dǎo)柱和導(dǎo)套選擇 T8A，熱處理 50~55HRC。 注射機(jī)閉合高度與模具厚度校核 模具的厚度是有規(guī)定的，應(yīng)在注射機(jī)的許用厚度范圍之內(nèi)。因此，所設(shè)計(jì)的模具厚度應(yīng)當(dāng)落在注射機(jī)所規(guī)定的模具 最大和最小厚度范圍之內(nèi)，如下式 355350130m axm in ????? HHH m 所以模具的厚度符合安裝要求。即 mmHHS )10~5(21 ??? 式中 S―注射機(jī)最大開模行程，這里為 340； 1H ― 頂出距離 ，這里為 20； 2H ―塑件高度（包括澆注系統(tǒng)的凝料高度），這里為 105。 模具的外形尺 寸校核 該模具的外形尺寸為 450 450mm178。因此能滿足安裝要求。 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 第六章 總結(jié) 本次設(shè)計(jì)主要用到了 UG 軟件，在設(shè)計(jì)之前，首先對玩具飛機(jī)外殼進(jìn)行成型工藝分析與結(jié)構(gòu)工藝的分析，從而選定該塑件的材料為 ABS 以及了解其基本尺寸、壁厚等相關(guān)參數(shù)，以便于下一步的設(shè)計(jì)。接下來就是模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這里最重要的是成形零件的設(shè)計(jì)，由于計(jì)算量比較大，并且型腔和型芯是決定塑件形狀與質(zhì)量的主要零件，對其精度要求比較高，因此不能有任何差錯(cuò)。最后，用 UG 軟件繪制玩具飛機(jī)外殼注射模的3D 總裝配圖然后將其導(dǎo)出至 CAD,繪制其零件圖。不過在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，充分發(fā)揮了其優(yōu)點(diǎn)，采用 5 條冷卻水道，均勻分布在塑件兩面，能使塑件快速冷卻，大大提高了生產(chǎn)效率。 首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師，在他的耐心指導(dǎo)與幫助下，我解決了許多難題，從他那里我學(xué)到了許多專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)技能。感謝每個(gè)默默奉獻(xiàn)的老師，教會了我們?nèi)绾巫呦蛏鐣?，如何做人? 最后，我要感謝我的父母，我的成功離不開你們默默的支持。 陳齊力 2020 年 5 月 10 日