空调遥控器后盖注塑模具设计【三维UG】【全套含CAD图纸】

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Key words : handle swatch， plastic molding；mold design 3 毕业设计论文 目 录 摘 要 1 Abstract 1 引言 1 第一章 空调遥控器后盖及其成型工艺的分析 1 1.1 塑件分析 1 1.1.1 结构分析如下 1 1.1.2 成型工艺分析 1 1.2 塑料的选材及性能分析 1 1.2.1 ABS使用特点 1 1.2.2 ABS成型特性 2 1.2.3 ABS的主要性能指标 2 1.3 ABS塑料的注射过程及工艺 2 1.3.1 注射成型过程 2 1.3.2 ABS的注射工艺参数 3 1.4 ABS的主要缺陷及消除措施 3 1.4.1 残余应力引起的龟裂 3 1.4.2 熔接痕 3 第二章 模具设计方案 4 2.1 分型面方案的优化确定 4 2.1.1 分型面的选择原则 4 2.2 型腔数量以及排列方式确定 4 第三章 模具设计与对比创新 5 3.1 注塑机选型 5 3.1.1 注射量计算 5 3.1.2 注射机型号的选定 5 3.1.3 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核 6 3.2 模具浇注系统设计和浇口的设计 8 3.2.1 主流道的设计 8 3.2.2 浇口和流道的设计优化 9 3.3 成型零件工作尺寸的设计和计算 9 3.3.1 型芯与型腔 10 3.3.2 型腔零件刚度和强度校核 11 3.4 模架的确定和标准件的选用 11 3.5 合模导向机构和定位机构 12 3.5.1 导向机构的总体设计 12 3.5.2 导柱设计 13 3.5.3 导套设计 13 3.6 脱模推出机构的设计 13 3.6.1 脱模推出机构的设计原则 13 3.6.2 塑件的推出机构 14 3.7 侧向分型与抽芯机构设计 14 3.7.1斜顶及滑块设计 14 3.8 冷却系统的优化设计 15 3.8.1 加热系统 15 3.8.2 冷却系统 15 3.8.3 冷却装置布置方案的确定 16 3.9 模具材料例表 17 第四章 模具装配 18 4.1 塑料模具装配的技术要求 18 4.2 塑料模具装配过程 18 4.2.1 装配动模部分 18 4.2.2 装配定模部分 19 总 结 19 致 谢 19 参考文献 20 引言 中国工业这些年发展迅速，市场活跃度提高，经济稳定增长。在各行各业中，塑料、金属产品的种类、数量的增加最为明显，于此相符的质量也有非常明显的提高。 随之发展的模具行业发展迅速，各种技术创新不断涌出；各种高精度加工工具一一问世。模具的发展也想着高精度、长寿命、特种材料成形的方向发展。 在中国沿海地带的工业型城市，如广东、宁波等地区模具行业格外兴盛，注塑、压铸、冲压产品的产量、销量都非常的大。特别是随着生活质量的提高，塑料产品的需求量与日俱增，带动注塑模具的发展，使注塑模具成为模具行业中最为活跃的一部分。 第一章 空调遥控器后盖及其成型工艺的分析 1.1 塑件分析 图1-1 塑料 上图1-1 所示是塑料参考图。 1.1.1 结构分析如下 该塑件为空调遥控器后盖，表面光滑，在模具设计和制造上要有良好的加工工艺，确保成型零件具有一定的光洁度； 根据客户要求，表面质量要求较高，故要注意进料口位置的选择。 1.1.2 成型工艺分析 采用一般精度等级5级，大量生产。 该塑件壁厚最小处为0.9mm左右，最厚处为2.2mm，壁厚大小差别较大。 1.2 塑料的选材及性能分析 该产品用于起把手作用，需要抗拉强度、硬度、耐磨性要突出，综合机械性能要好。具备这些条件的塑料首选：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene ，简称：ABS）。 1.2.1 ABS使用特点 1、综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好。 2、与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理。 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 1.2.2 ABS成型特性 1、无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时。 2、宜取高料温，高模温，但料温过高易分解(分解温度为>270度)，对精度较高的塑件，模温宜取 50-60度，对高光泽，耐热塑件，模温宜取60-80度。 3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 1.2.3 ABS的主要性能指标 表1-1 ABS的技术指标 密度 1.02～1.16 比体积 0.86～0.98 吸水率 0.2～0.4 收缩率s 0.4～0.7 熔点 130～160 硬度HB 9.7R121 抗拉屈服强度 50 拉伸弹性模量 体积电阻率 弯曲强度 80 热变形温度 t/c 0.46MP 90～108 冲击韧度 无缺口 261 0.185MP 83～103 缺口 11 1.3 ABS塑料的注射过程及工艺 1.3.1 注射成型过程 1、成型前准备，对ABS进行干燥。ABS是吸水的塑料，于室温下，24小时可吸收0.2%-0.35%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时若湿度超过0.2%，塑料表面会受大的影响，所以对ABS进行成型加工时，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量应小于0.2%。 ABS的干燥方法: 常压热风干燥 80-85℃ 2-4小时 ；真空热风干燥 80℃ 1-2小时。 2、注射过程.塑料在注射机内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，起过程可分为充模、压实、保压、倒流、和冷却5个阶段。 1.3.2 ABS的注射工艺参数 1、螺 杆 类 别：标 准 螺 杆（直 通 式 喷 嘴） 2、回 料 转 速(rpm)：30 3、注射机料筒温度: 前段 180～200℃ 中段 165～180℃ 后段 150～170℃ 4、喷嘴 ：170～180℃。 5、模具 ：50～80℃，玻纤增强制品取75℃。 6、注射压力:60～100℃。 7、注射速度、注射压力: 一般ABS制品采用高速及多级注射，但是对于阻燃品级，要慢速注射，可以避免注射料的分解，耐热ABS也要快速注射(可减少内部应力)，注射压力在75MPa左右，保压时可低些。 8、熔胶温度: 190℃ 9、成型时间(): 注射时间:20～90 高压时间:0～5 冷却时间:20～120 总周期:50～220 在265℃温度下，物料在机筒内停留时间最多不能超过5-6分钟，若温度为280℃，则物料在机筒内停留时间就不能超过2-3分钟。 10、后处理:把塑件放在红外线或者烘箱下，温度设为70度烘干2～4小时。 1.4 ABS的主要缺陷及消除措施 1.4.1 残余应力引起的龟裂 残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。作为在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可在以下几方面入手。 1、由于直浇口压力损失最小，所以，如果龟裂最主要产生在直浇口附近，则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。 　　2、在保证树脂不分解、不劣化的前提下，适当提高树脂温度可以降低熔融粘度，提高流动性，同时也可以降低注射压力，以减小应力。 　　3、一般情况下，模温较低时容易产生应力，应适当提高温度。但当注射速度较高时，即使模温低一些，也可减低应力的产生。 　　4、注射和保压时间过长也会产生应力，将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较好。 1.4.2 熔接痕 熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的。一般情况下，主要影响外观，对涂装、电镀产生影响。严重时，对制品强度产生影响（特别是在纤维增强树脂时，尤为严重）。可参考以下几项予以改善： 1、调整成型条件，提高流动性。如，提高树脂温度、提高模具温度、提高注射压力及速度等。 2、增设排气槽，在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气。 3、尽量减少脱模剂的使用。 4、设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处，成型后再予以切断去除。 5）若仅影响外观，则可改变烧四位置，以改变熔接痕的位置。或者将熔接痕产生的部位处理为暗光泽面等，予以修饰。 第二章 模具设计方案 2.1 分型面方案的优化确定 分型面是模具上用来取出塑件和浇注系统料可分离的接触面称为分型面,分型面的选择对模具设计方式影响最大,分型面设计是否合理对塑件质量和模具复杂程度具有很大的影响。基本上是一种分型面对应着一种模具设计方案，所以分型面的选择决定着模具总体的设计方案。 2.1.1 分型面的选择原则 1、保证塑料制品能够脱模。 2、使分型面容易加工。 3、尽量避免侧向抽芯。 4、使侧向抽芯尽量短。 5、有利于排气。 6、有利于保证塑件的外观质量。 7、尽可能使塑件留在动模一侧。 8、尽可能满足塑件的使用要求。 9、尽量减少塑件在合模方向的投影面积。 10、长型芯应置于开模方向。 11、有利于简化模具结构。 综上所述，由于该塑件曲面多，分型面不可能在一个平面上，为了顺利脱模，分型面采用如下图2-1所示，只需要斜顶出模，加工成本经济，塑件成型精度可靠。 图2-1 分型面形式与位置 2.2 型腔数量以及排列方式确定 考虑到生产的要求，我们采用一模四腔，布局如下： 图2-2 型腔排列方式 从该产品机构考虑，该产品两侧需要设计侧抽芯，所以该产品不能横向并排放置，又考虑到进浇点位置和设生产要求，所以此排位方案最为妥当。 第三章 模具设计与对比创新 3.1 注塑机选型 注射机是安装在注射机上使用的设备，因此设计注射模应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。 注射机规格的确定主要是根据塑件的的大小及型腔的模具和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户自己提供型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。 3.1.1 注射量计算 该产品为ABS，查书《设计与制造实训》得知其密度为1.08~1.10g.cm-3 收缩率为0.4%~0.7%，计算其平均密度为1.09，平均收缩率为0.55%，通过计算得： 塑件体积为：V塑=14.8m3 塑件的质量：M塑=15.5g 浇注系统体积：V浇=7.83cm3 浇注系统质量：M浇=8.23g 故得总体积和总质量为：V总=14.8×4+2.5=67.1 cm3；M总=70.5g 3.1.2 注射机型号的选定 根据注射机注射成塑件所用的塑料起量，选择最少不小于70.5g的最小量注射机。故此选择注射机为HTF200J/TJ，其工艺参数如下： 表3-1 注塑机工艺参数 注射装置 INJECTION UNIT A B C 螺杆直径 Screw Diameter mm 40 45 48 螺杆长径比 Screw L/D Ratio L/D 22.5 20 18.8 理论容量 Shot Size(Theoretical) cm3 253 320 364 注射重量 Injection Weight(PS) g 230 291 331 注射压力 Injection Pressure Mpa 202 159 140 螺杆转速 Screw Speed rpm 0～175 合模装置 CLAMPING UNIT 合模力 Clamp Tonnage KN 1600 移模行程 Toggle Stroke mm 420 拉杆内距 Space Between Tie Bars mm 455x455 最大模厚 Max.Mold Height mm 500 最小模厚 Min.Mold Height mm 180 顶出行程 Ejector Stroke mm 140 顶出力 Ejector Tonnage KN 33 顶出杆根数 Ejector Number Piece 5 其它 OTHERS 最大油泵压力 Max.Pump Pressure MPa 70.5 油泵马达 Pump Motor Power kw 15 电热功率 Heater Power kw 9.75 外形尺寸 Machine Dimension(LxWxH) m 5.4x1.45x2.05 重量 Machine Weight t 5.2 料斗容积 Hopper Capacity kg 25 油箱容积 Oil Tank Capacity L 320 3.1.3 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核 1、型腔数量的校核 （1）由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 t取60s, 符合要求。 式中 K——注射机最大注射量的利用系数，非结晶型塑料一般取0.8； M——注射机的额定塑化量，改注射机为7.5g/s； T——成型周期，因塑件还比较大，壁厚，取30s; m1——单个塑件的质量，取2.66g ; m2——浇注系统的质量，取8.23g ; （2）按注射机的最大注射量校核型腔数量 （3.2） 符合要求。 式中 ——注射机允许的最大注射量，该注射机为60g。 其他符号意义与取值同前。 （3）按注射机的额定锁模力校核型腔数量 壳体正反两面产生的胀模力由内模壳抵消；左右两行位压力由导柱和前模板的斜面抵消，取这两处力的一半为正压力： 分型面合模处的作用面积： 塑料熔体对型腔的成型压力是，一般是注射压力的30%-65%， 取平均压力为： （3.2） （3.3） 符合要求。 2、注射机工艺参数的校核 （1）注射量的校核 注射量以容积表示最大注射容积为： 而 符合要求。 （2）锁模力的校核 前面计算过，符合要求。 （3）最大注射压力的校核 注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力 应该大于注射成型所需调用的注射压力的 即 式中； 为70—90； 代入数据计算，符合要求。 3、安装尺寸的校核 最大与最小模具厚度 模具厚度H应满足 式中 该套模具厚度H=25+65+65+80+25=260mm 。 很明显，选择该注射机能满足模具设计的要求。 4、开模行程校核 ——注射机动模板的开模行程，取270mm，见表4.2； ——塑件推出行程取19.5mm； ——为包括流道凝料在内的塑件高度； 代值计算发现开模行程能满足。 3.2 模具浇注系统设计和浇口的设计 浇注系统是引导凝料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能。 3.2.1 主流道的设计 主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，具有一顶的锥度，以便熔体的流动和开模时主流到凝料的顺利拔除。 1、主流道尺寸和浇口的设计 （1）主流道的小端直径： D =注射机喷嘴直径+（0.5~1）=3+（0.5~1），取D=3.5mm （2） 主流道的球面半径： SR =注射机喷嘴球头半径+（1~2）=15+（1~2），取SR=16mm 。 （3） 球面的配合高度：，取h=3mm 。 （4） 主流道的长度：取L=85.5mm。 主流道大端直径：（半锥角），。 浇口套总长： 2、浇口套的设计 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求比较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处理硬度为50HRC~55HRC，如图3-1所示。 图3-1 主流道衬套 3、定位圈的设计与固定 由于该模具主流道比较长，定位圈和衬套设计成分体式，注射机定位孔尺寸为，定位圈尺寸取，两者之间呈较松的间隙配合。 定位圈结构尺寸如图3-2所示；定位圈和衬套的固定形式。 图3-2 定位圈 3.2.2 浇口和流道的设计优化 选择侧面进胶，如图3-3，塑料熔体直接流入型腔，因而压力损失小，进料速度快，成型比较容易。另外传递压力好，保压补缩作用强. 图3-3 侧浇口 3.3 成型零件工作尺寸的设计和计算 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。 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等。 ABS的成型收缩率为0.4%--0.7%所以平均收缩率取 s=0.55%。 塑件尺寸公差按SJ1372--78标准中的5级精度成型。 3.3.1 型芯与型腔 1、 型芯（见图3-4） 图3-4 型芯 （1）采用螺钉固定的形式，下底面用模珂与动模压紧。 （2）塑件的尺寸公差源自《塑料成型工艺与模具设计》的塑件公差数值表。 式中 L——为塑件外形最大尺寸mm； K——为塑件的平均收缩率0.005； ——为塑件的尺寸公差mm； ——为模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/4； H——为塑件高度方向的最大尺寸mm。 2、 型腔（见图3-5） 图3-5 定模型腔 （1）模仁为镶入式，通过沉头螺钉固定在动模板上。 （2）尺寸计算。塑件的尺寸公差源自《塑料成型工艺与模具设计》的塑件公差数值表3.1。 式中 L——为塑件外形最大尺寸mm； K——为塑件的平均收缩率0.005； ——为塑件的尺寸公差mm； ——为模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/4； H——为塑件高度方向的最大尺寸mm。 3.3.2 型腔零件刚度和强度校核 由于塑件成型部分采用模仁，再从模板上开框把模仁镶入，用螺丝吃紧。成型部分离模仁有满足条件的规定距离（20~25mm），而模仁离模板四周也有满足条件的规定距离，所以成型时型腔零件完全满足强度和刚度的要求。 3.4 模架的确定和标准件的选用 根据前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架，选用结构形式为CI-3500-A70-B75-C90。即采用数量为1的工字标准模架。 1、定模座板（400mmx500mm，厚为25mm） 定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢。 通过4个M12的内六角圆柱螺钉与定模固定板连接；定位圈通过2个M8的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为H8/f8配合。 2、定模板（330mm x 500mm，厚65mm) 用于固定型芯、导套。固定板应有一定的厚度，并有足够强度，一般用45号钢，调质到230HB~270HB。其上的导柱和导套一端采用H7/k6配合，另外一段采用H7/f7配合；定模板与浇口套采用H7/m6配合。 3、动模座板（400mm x500mm，厚为25mm） 材料为45钢，其上的注射机顶孔为直径40 mm。 4、动模板（330mm x 500mm，厚65mm） 行位滑块通过矩形导滑槽在模套中滑动，以完成侧向分型和合模复位，材料为45钢。其上的导柱和导柱孔为H7/k6配合。 5、推板（210mm x 500mm，厚度20mm） 材料为45钢，其上的推板导套孔与推板导套采用H7/k6配合。用M6的内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定。 6、推杆固定板（210mm x500mm，厚度25mm） 钢材为45钢,其上的推板导套孔与推板导套采用H7/f9配合。 模架如图（3-6）所示： 图3-6 模架 3.5 合模导向机构和定位机构 采用标准模架，模架本身带有导向装置，按模架规格选取即可。 3.5.1 导向机构的总体设计 1、导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部分，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的精度，防止压入导柱和导套后变形。 2、该导套采用4根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置。 3、导柱安装在支承板和模套上，导套安装在定模固定板上。 4、为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应只有承屑槽，在导柱孔口倒角。 5、在合模时，保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏。 6、动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。 3.5.2 导柱设计 1、采用带头导柱，加油槽。如图3-7。 2、导柱长度必须比凸模端面高度高出6mm～8mm。 3、为了使导柱能顺利地进入导向孔，导柱端部常做成圆锥形的先导部分。 4、导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证有足够的抗弯强度。 5、导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/k6配合，导柱滑动部分按H7/f7或H8/f7间隙配合[7]。 6）导柱工作部分的表面粗糙度为0.2um。 7）导柱应具有坚硬耐磨的表面、不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理，硬度为50HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火、硬度为50HRC以上。 图3-7 导柱与导套 3.5.3 导套设计 导套与安装在另外一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，以保证模具运动导向精度的圆套形零件。导套常用的结构形式有两种：直导套、带头导套。 1、采用带头导套，如图3-7所示。 2、导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气。 3、导套孔的的滑动部分按H8/f7，H7/f7的间隙配合，表面粗糙度为0.4um。 导套外径与模板一端采用H7/k6配合；另外一端采用H7/e7配合镶入模板。 4、导套材料可用淬火钢或铜等耐磨材料制造，该模具中采用T8A。 3.6 脱模推出机构的设计 注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也常称为推出机构。 3.6.1 脱模推出机构的设计原则 塑件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的，应遵循以下原则。 1、推出机构应近尽量设置在动模一侧。 2、保证塑件不因推出而变形损坏。 3、机构简单，动作可靠。 4、良好的塑件外观。 5、合模时的准确复位。 3.6.2 塑件的推出机构 该套模具的塑件采用推杆推出，推杆的形式为圆形。 1、 推杆如图所示，共6根推杆。 图3-8 顶杆位置图 2、推杆应设置在脱模阻力大的地方。 3、推杆应布置均匀。 4、推杆应设在塑件强度、刚度较大的地方。 5、推杆直接与模板上的推杆空采用H8/f8间隙配合。 6、通常推杆装入模具后，其端面应与型腔地面平齐或高出型腔底面0.05mm~0.10mm。 7、推杆与推杆固定板，通常采用单边0.5mm的间隙，这样可以降低加工要求，又能在多推杆的情况下，不因各板上的推杆孔加工误差引起轴线不一致而发生卡死现象。 8、推杆的材料常用T8、T10碳素工具钢，热处理要求硬度50HRC以上，工作端配合部分的表面粗糙度为 u=0.8um。 3.7 侧向分型与抽芯机构设计 当在注射成型的塑件上与开合模方向不同的内侧或外侧有孔、凹穴或凸台时，塑件就不能直接由推杆等推出机构推出脱模，此时，模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的活动型芯，以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后在把塑件从模内推出，否则就无法脱模。 3.7.1斜顶设计 根据产品结构，模具需要设计侧向抽芯机构，根据资料可得到斜顶斜度为7度。其余尺寸如下图： 图3-9 斜顶的尺寸 模板分型面上设置1mm的缝隙可用于排气，而且在成型壳体内腔的型芯上设置了6根推杆，排气条件足够。 3.8 冷却系统的优化设计 3.8.1 加热系统 该套模具的模温要求在70以下，又是小型模具，所以无需设置加热装置。 3.8.2 冷却系统 ABS塑料注射到模具内的塑料温度为180—190 左右，而塑料固化后 从模具型腔中取出时其温度在60 以下，热塑性塑料在注射成型后，须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。 ABS的成型温度和模具温度分别为180~190 、50~70 ，用常温水对模具进行冷却。 1、冷却介质 冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水比较多，因为冷却水热容量大、传热系数大，成本低。用水冷却，即使在模具型腔周围或者内部开设冷却水道。 2、冷却系统的简略计算 如果忽略模具因空气对流、热辐射以及与注射机接触所散发的热量，不考虑模具金属材料的热阻，可对模具冷却系统进行初步的简略计算。 （1）求塑料固化时每分钟释放的热量 查表得ABS单位质量放出的热量 ，故 式中 W—单位时间内注入模具中的塑料质量（kj/min），模具每分钟注射1次。 （2）冷却水的体积流量 式中 ——冷却水的密度，为; ——冷却水出口温度，取25； ——冷却水进口温度，取20； C——冷却水的比热容，为4.187； （3）冷却管道的直径 为使冷却水处于湍流状态，查资料取d=6mm。 （4）冷却水在管道内的流速 (5)冷却水管道水孔壁与冷却水之间的传热膜系数 查参考文献中的表取f =7.22，水温为25时，因此 (6)冷却管道的总传热面积 (7)模具上应开设的冷却水孔数 （孔） 式中l—模具长度，为150mm. 3.8.3 冷却装置布置方案的确定 我们在上下模仁上各开设两条水道，用于冷却塑件的两侧面，这样才能使塑件各个方面都能得到冷却，防止了受热不均匀导致的翘首。从装配图上可查看“冷却水路示意图” 。 图3-10 冷却水路示意图 3.9 模具材料例表 表3-7 该模具的选材及热处理见表 零件名称 材料牌号 热处理 硬度 说明 模仁 718H 预硬化 36HRC-38HRC 保证加工后获得较高的形状和尺寸精度，易于抛光 圆柱型芯 Cr12MoV 淬火 58HRC-62HRC 淬透性好，热处理变形小、耐磨性好 斜顶 T7A 淬火 52HRC-55HRC 动模型芯 718H 淬火 42HRC-54HRC 保证加工后获得较高的形状和尺寸精度，沿脱模方向抛光 动定模座板 45 调质 230HB-270HB 垫块 Q235 调质 230HB-270HB 支撑柱 S50C 调质 225HB-240HB 推板固定板 45 调质 230HB-270HB 主流道衬套 T10A 淬火 50HRC-55HRC 导柱导套 T10A 淬火 54HRC-58HRC 定位圈 45 调质 230HB-270HB 复位杆 45 淬火 43HRC-48HRC 第四章 模具装配 4.1 塑料模具装配的技术要求 塑料模具种类较多，结构差异很大，装配的具体内容与要求也不同。一般注射、压缩和挤出模具结构相对复杂，装配环节多，工艺难度大。其他类型的塑料模具结构较为简单。无论哪种类型的模具，为保证成形制品的质量，都应具有一定的技术要求。 1、模具装配后各分型面应贴合严密,主要分型面的间隙应小于0.05mm;在模具适当的平衡位置应装有吊环或起吊孔;模具的外形尺寸、闭合高度、安装固定及定位尺寸、推出方式、开模行程等均应符合设计图样要求，并与所使用的设备条件相匹配，模具应有标记，各模板应打印顺序编号及加工与装配时使用的基准标记。 2、导向或定位精度应满足设计要求，动、定模开合运动平稳，导向准确，无卡阻、咬死或刮伤现象，安装精定位元件的模具时，应保证定位精度、可靠，且不得与导柱、导套发生干涉。 3、成型零件的形状与尺寸精度及表面粗糙度应符合设计图样要求，表面不得有碰伤、划痕、裂纹、锈蚀等缺陷；抛光方向应与脱模方向一致，成形表面的文字、图案与脱模方向一致；活动成形零件或镶件应定位可靠。配合间隙适当，活动灵活，不产生溢料。 4、浇注系统表面光滑，尺寸与表面粗糙度符合设计要求。 5、推出机构应运动灵活，工作平稳、可靠；推出元件不应承受侧向力；既不允许放生溢料，也不得有卡阻现象。 6、侧向分型与抽芯机构应运动灵活、平稳；斜顶不应承受侧向力；滑块锁挈应固定可靠，工作时不得产生变形。 7、模具加热元件应安装可靠、绝缘安全、无破损，能达到设定温度要求；模具冷却水道应通畅，无堵塞，连接部位密封可靠。 4.2 塑料模具装配过程 塑料模的总装过程因模具结构的不同而不同,但其主要的总装配顺序不变,具体如下: 1、确定装配基准。 2、安装导柱导套和型芯、型腔并使间隙均匀。 3、安装侧抽芯机构和推出机构等。 4、其他零件的装配。 5、检验、试模。 下面以装配图上的编号为准，装配时以导柱、导套为基准件，装配过程如下。 4.2.1 装配动模部分 1、 装配模仁 先把圆柱型芯12和长方块型芯09压入动模仁16，使09和11的底部与16持平，并高出12有0.01-0.02mm的间隙，以防止型芯松动。再把动模仁16放入动模板并压平，用穿过动模板的内六角螺丝把模珂吃紧在动模板上。 2、装配推出机构 推板放在动模固定板上，将推杆套装在固定板上推杆孔内并穿入型芯固定板的推杆孔内，在套装到推板导柱上，使推板和推杆固定板重合。在推杆固定板板螺孔内涂红丹粉，将螺钉孔复印到推板上。然后，取下推板固定板，在推板上钻孔攻丝后，重新合拢并拧紧螺钉固定。装配后，进行滑动配合检查，经调整使其滑动灵活，无卡阻现象。最后，将卸料板拆下，把推板放到最大极限位置，检查推杆在型芯固定板上平面露出的长度，将其修磨到与型芯固定板上平面平齐或低0.02mm。 4.2.2 装配定模部分 总装配前浇口套、导套都已装配结束并经验合格。装配时，将定模板套在导 柱上并与已装浇口套的定模座板合拢，找正位置，用平行夹头夹紧，以定模座板上的螺钉孔定位，对定模板钻锥窝，然后拆开，在定模板上钻孔、攻丝后重新合拢，用螺钉拧紧固定，最后钻、铰定位销钉孔打入定位销钉。 经以上装配后，要检查定模板和浇口套的浇道锥孔是否对正，如果在接逢处有错位，需要进行铰削修整，使其光滑一致。 总 结 本次毕业设计是我们大学所学知识做的一次总测验，是锻炼也是检验自己三年来所学并掌握运用知识的能力，是我们高等院校学生的最后的学习环节，通过这次设计，我学到了许多原来未能学到的东西，对过去没有掌握的知识得到了更进一步巩固。独立思考，综合运用所掌握理论知识的能力得到很大的提高，学会了从生产实际出发，针对实际课题解决实际问题，掌握了综合使用各种设计手册、图册、资料的方法，提高了电脑绘图水平，也是为我们即将参加工作所做的必要准备，打下基础，更是我们四年机械设计制造及其自动化专业知识的一次综合。 致 谢 感谢我这几年带过我的老师们，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。 感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。三年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。只是今后大家就难得再聚在一起吃每年元旦那顿饭了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。愿离开我们寝室的每一个人开开心心。我们在一起的日子，我会记一辈子的。 感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意! 参考文献 [1] 叶久新，王群.塑料成型工艺及模具设计[M].北京：机械工业出版社，2010. 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