玩具电池盖注塑模设计

玩具电池盖注塑模设计,玩具,电池,注塑,设计 课 程 设 计 设计（论文）题目： 玩具电池盖注塑模设计课程设计 目 录 1.绪 论 1 1.1、我国塑料模具的发展现状 1 1.2、国外塑料模的发展状况 2 2.塑件分析 1 2.1塑件工艺性分析 1 2.2 塑件材料分析 2 3.塑件的成型过程 1 4.注射机的选择 1 5. 模具结构设计 1 5.1 型腔数目的确定 1 5.2 分型面的确定 2 5.2.1分型面的形式 2 5.2.2分型面的选择原则 2 5.2.3本设计分型面的选择 2 5.3 成型零件的尺寸计算 3 5.4浇注系统的设计 7 5.4.1主流道设计 7 5.4.2分流道设计 8 5.4.3浇口设计 9 5.5导向机构的设计 10 5.5.1导向机构的作用 10 5.5.2导柱的设计 10 5.5.3导套的设计 11 5.6 推出结构的设计 12 5.6.1推件力的计算 12 5.6.2推出机构的确定 12 5.6.3拉料杆的结构设计 13 5.7排气系统的设计 14 5.8冷却系统的设计 14 6.模具总体结构 1 7.模具的校核 1 7.1容量校核 1 7.2合模力校核 1 7.3模具厚度的校核 2 7.4开模行程校核 2 结束语 1 参考文献 1 2 1.1、我国塑料模具的发展现状 我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000万次，交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距.　  成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29～34英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50～80%相比，差距较大。 整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 1.2、国外塑料模的发展状况 国外先进国家对发展塑料模很重视，塑料模比例一般占30%-40%。专业化、标准化程度高、设计和工艺技术先进，如模具CAD/CAM技术采用普遍，加工设备数控化率高等，模具生产效率高、周期短。国外，70%以上是商品化的。工艺装备水平CAE技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用CAE技术后，试模时间减少了50%以上。一些寿命高的和高精度的模具拿制作模具的原材料来说，国内的材料很难达到大型、精密模具所需要的性能要求、CAE CAD CAM.CAPP等软件很多都是国外的。拿塑封模具来说，国外一次可以加工出上百个型腔的模具，还有热流道技术、气辅成型这些工艺应用都很普遍。德国的模具很多采用热流道技术，使用热流道技术，产品的质量好，成型周期短，精度高。 2.塑件分析 2.1塑件工艺性分析 图2-1零件图 尺寸精度：塑料有5、6、7三种精度等级，我取外表面为7级精度。塑料制品的表面光洁度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点外，主要由模具光洁度决定。一般模具表面光洁度要比塑料制品高一级。因此制件外表面取Ra6.3μm。 塑件壁厚分析：塑件壁厚的设计与塑件原料的性能、塑件结构、成型条件、塑件的质量及其使用要求都有密切的联系。壁厚过小，会造成充填阻力增大，特别对于大型件、复杂制件将难于成型。塑件的厚度的最小尺寸应满足以下要求：满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚 能承受推出机构等的冲击和振动 制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度 保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚 满足成型时熔体充模所需的壁厚。塑料制件规定有最小壁厚值，表2-1为热塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推荐值。 脱模斜度分析 当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。 2.2 塑件材料分析 该塑件采用ABS树脂，起成型特点流动性中等，吸湿性打算，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件必须经过长时间的预热干燥，溢边值0.04毫米，适合取高料温，高模温，但是料温过高容易分解，对精度的要求较高的塑件，模温适合取50-60摄氏度，对光泽，耐热塑件，模温取60-80摄氏度。注射压力高于聚苯乙烯。用螺杆式注射机成型时，料温为180-230摄氏度，注射压力也比较大。而且有很好的抗冲击强度和良好的机械强度以及一定的耐磨性。收缩率为0.4%--0.7%。质量密度为1.09克每立方厘米。 全名： ABS(又名丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物) 收缩率 0.4%~0.6% 比重 1.02~1.08 融合温度： 195~240°C 成型模温： 38~93°C 成型压力： 120~140Mpa 流长比： 30~150 结晶性和射速： 非结晶性，中等速度 3.塑件的成型过程 注塑成型是把塑料原料（一般经过造粒、染色、添加剂等处理之后的颗粒）放入料间当中，经过加热溶化使之成为高粘度的流体-----熔体用柱塞或螺杆作为加压工具，使得熔体通过喷嘴以较高的压力（约20~85mpa），溶入模具的型腔中经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 1.塑化过程 现代式的注射机基本上采取螺杆式的塑化设备，塑料原粒（称为物料）自从送料斗以定容方式送入料筒，通过料筒外的点加热装置和料筒内的螺杆旋转所产生的摩擦热，使物理熔化达到一定的温度后即可注射，注射动作是由螺杆的推进来完成的。 2.充模过程 熔体自注射机的喷嘴喷出来后，进入模具的型腔内，将型腔内的空气排出，并充满型腔，然后升到一定压力，使溶体的密度增加，充实型腔的每一个角落。 充模过程是注射成型的最主要的过程，由于塑料溶体的流动是非牛顿流动，而且粘度很大，所以在压力损耗，粘度变化，多般汇流等现象左右塑件的质量，因此充模过程的关键问题------浇注系统的设计就成为注射模具设计过程的重点，现代的设计方法已经运用了计算机辅助设计以解决浇注系统设计中疑难问题。 3.冷却凝固过程 热塑性塑料的注射成型过程是热交换过程，即： 塑化——注射充模——固化成型 加热——理论上绝热——散热 热交换效果的好坏决定了塑件的质量，模具设计时，散热交换也要充分考虑，在现代设计方法中也采用了计算机辅助设计来解决问题。 4.脱模过程 塑件在型腔内固化后，必须采取机械的方式把它从型腔内取出，这个动作由脱模机构来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量影响很大，但塑件的几何形状是千变万化的，必须采用最有效和最好的脱模方式。因此，脱模机构的设计也是注射模具设计的一个主要环节，由于标准化的推广，许多标准化的脱模机构零部件也有商品供应。 由1至4形成了一个循环，就完成了一次成型乃至很多塑件 4.注射机的选择 1）注射量的计算 塑件体积为：V塑≈5.385mm3 图4-3 体积 2) 浇注系统凝料体积的初步估算 由于浇注系统的凝料在设计之前不能去定准确的数值，但是可根据经验按照塑件体积的0.2倍到1倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和2个塑件体积之和）为 ： V总=1.2n V塑=1.2×2×5385=13 （n为型腔数目） 3) 选择注射机 根据以上的计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑料的总体积为13，由参考文献V公= V总/0.8=13/0.8=16.25。 一般而言，从事注塑行业多年的客户多半有能力自行判断并选择合适的注塑机来生产。但是在某些状况下，客户可能需要厂商的协助才能决定采用哪一个规格的注塑机，甚至客户可能只有产品的样品或构想，然后询问厂商的机器是否能生产，或是哪一种机型比较适合。 此外，某些特殊产品可能需要搭配特殊装置如蓄压器、闭回路、射出压缩等，才能更有效率地生产。由此可见，如何决定合适的注塑机来生产，是一个极为重要的问题。 通常影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等，通过以上各种因素和考虑到经济效益的问题我选取了XS-ZY125型注射机。XS-ZY125型注射机，主要参数如下表： 表3-1 XS-ZY125型注射机参数 项目 XS-ZY125 结构形式 卧 理论注射容量/cm3 125 螺杆（柱塞）直径/mm 42 注射压力/Mpa 119 锁模力/KN 900 拉杆内间距/mm 330×440 移模行程/mm 115 最大模具厚度/mm 300 最小模具厚度/mm 200 喷嘴球半径/mm 14 喷嘴口孔径/mm Ф3 5. 模具结构设计 5.1 型腔数目的确定 注塑模的型腔数目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔数目的确定时，有以下几个要求： (1) 按塑件经济性确定型腔数； (2) 按注射机的最大注射量确定型腔数； (3) 按注射机额定锁模力确定型腔数； (4) 按制品精度要求确定型腔数。 按注射机的锁模力大小确定型腔数n n≦ 分析结论：该模具设计型腔数目不能大于2~8个型腔，为了保持该塑件的精度 该模具设计采用一模2腔。型腔布局如图所示： 图5-1 型腔布局 5.2 分型面的确定 5.2.1分型面的形式 分型面的形式与塑件的几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件等有关，常见的形式有：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面和平面、曲面分型面。 5.2.2分型面的选择原则 1、复合塑件脱模的基本要求，就是能使塑件从模具中取出，分型面应设在脱模方向最大的投影边缘部位； 2、分型线不影响塑件外观，即分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面； 3、确保塑件留在动模一侧，利于推出且推杆痕迹不显露于外观面； 4、确保塑件质量； 5、要你管尽量避免成型孔、侧凹，若需要滑块成型，力求滑块结构简单，尽量避免定模滑块； 6、满足模具的锁紧要求，将塑件投影面积大的方向放在定动模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分型面；另外，分型面是曲面的，应加斜面锁紧； 7、合理安排浇注系统特别是浇口位置，有利于开模； 5.2.3本设计分型面的选择 通过对塑件结构形式的分析，同时根据以上分型面的选择原则综合考虑，决定将分型面选在塑件截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图所示 图5-2 分型面 5.3 成型零件的尺寸计算 该塑件的材料ABS是一种收缩范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。查手册得的收缩率为0.4%~0.6 %,故平均收缩率为 0.5%。 表5-1公差数值表[5.9-11] 基本尺寸 精 度 等 级 公 差 数 值 - - - - - 精度等级表, 精度尺寸的选用[2-3、5] 类别 塑件种类 建议采用的精度等级 高精度 一般精度 低精度 MPF 根椐塑件的要求，由以上两表可查得：该塑件可按精度等级为5级精度选取。 此产品采用5级精度，属于一般精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数x取值可在0.5~0.75的范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到IT７～IT８级，综合参考，相关计算具体如下： 型腔凹模尺寸计算： (一)、型腔径向尺寸的计算： LＭ+δz =[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz LＭ————凹模径向尺寸（mm） LS————塑件径向公称尺寸（mm） Scp————塑料的平均收缩率（％） Δ—————塑件公差值（mm） δz ————凹模制造公差（mm） 由：LS1=75mm 又查表知5级精度时塑件公差值 Δ1= 0.28mm 实践证明：成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/3～1/4，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1/3～1/4。为了保持较高精度选1/4。 由于：δz= 1/4Δ 得：δz1=1/4×0.28=0.07 mm 则： LＭ1+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz =[（1+0.5%）×75-3/4×0.28]+0.07 =75.165+0.07 mm (二)、型腔深度尺寸的计算： 凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法： HＭ+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+ δz HＭ————凹模深度尺寸（mm） δz————凹模深度制造公差（mm） 其余符号同上 由：HS1=3 mm HS2=6 mm 取5级精度时Δ1=0.12 mm Δ1=0.2 mm 由δz=1/4Δ得：δz1=0.03mm δz1=0.05mm 则：HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz =[（1+0.5%）×3-2/3×0.12]+0.03 =2.935 +0.03 mm HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz =[（1+0.5%）×6-2/3×0.2]+0.05 =5.89 +0.05 mm 型芯凸模尺寸计算 (一) 型芯径向尺寸的计算 运用平均收缩率法： LＭ–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ] –δz LＭ———— 型芯径向尺寸（mm） δz———— 型芯径向制造公差（mm） 其余符号同上 由：LS1=73mm 取5级精度时Δ1=0.24 mm 由δz=1/4Δ得：δz1=0.06 mm 则：LＭ1–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz =[（1+0.5%）×73+3/4×0.24]–0.06 =73.545–0.06 mm (二) 型芯高度尺寸的计算 运用平均收缩率法： HＭ–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz HＭ————型芯高度尺寸（mm） δz————型芯高度制造公差（mm） 其余符号同上 由：HＳ1=2.1mm HＳ2=5mm 取5级精度时 Δ1=0.12mm Δ2=0.16mm 由δz=1/4Δ得：δz1=0.05 mm δz1=0.04 mm 则：HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz =[（1+0.5%）×2.1+2/3×0.12]–0.03 =2.1905–0.03mm HＭ2–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz =[（1+0.5%）×5+2/3×0.16]–0.04 =5.125–0.04 mm 5.4浇注系统的设计 浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型腔的流动通道，因此它应能够顺利的引导熔体迅速有序地充满型腔各处，获得外观清晰，内在质量优良的塑件。 浇注系统组成是：主流道、分流道、浇口、冷料穴、塑件。 5.4.1主流道设计 a.主流道尺寸 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为d=d1+(0.5～1）=16mm b.主流道衬套的形式 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（俗称浇口套），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。浇口套都是标准件，只需去买就行了。常用浇口套分为有托浇口套和无托浇口套两种下图为前者，有托浇口套用于配装定位圈。浇口套的规格有Φ12，Φ16，Φ20等几种。由于注射机的喷嘴半径为14，所以浇口套的为R16。如图。 图5-3浇口套外形图 5.4.2分流道设计 a.主分流道设计 在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 b.主分流道形状及尺寸 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等，分流道的截面尺寸，应根据塑件的成型体积、壁厚、形状，所用塑料的工艺性能，注塑速率以及分流道的长度等因素来确定。 c.分流道的布置形式采用平衡式 图5-4 分流道 5.4.3浇口设计 浇口是连接分流道和型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），是塑料熔体进入型腔的入口。浇口的形状、数量、位置及尺寸对塑件的成型性能及成型质量影响很大。合理选择浇口的位置是提高塑件质量的重要环节，浇口位置不同，也将直接影响模具的结构。因为该零件为圆柱杆类零件并且为一模两腔结构所以浇口选择为侧浇口，侧浇口应用广泛，生产效率高。 综合考虑塑件的形状，该模具的分流道设在分型面上，采用圆形分流道D=6mm。侧浇口尺寸为t=1mm，b=2mm，h=2mm； 浇口位置示意 图5-5 浇口 5.5导向机构的设计 5.5.1导向机构的作用 导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。其具体作用有： a、定位作用 b、导向作用 c、承载作用 d、保持运动平稳作用 e、锥面定位机构作用 5.5.2导柱的设计 导柱导向是指导柱与导套（导向孔）采用间隙配合使导柱在导套（导向孔）内滑动，配合间隙一般采用H7/k6级配合。因为此塑件结构复杂，所以采用台阶式导柱。 在导柱的工作部分上开设油槽，可以改善导向条件，减少摩擦，但增加了成本，由于该模具要求不高，所以不再加油槽。故导柱采用不加油槽的阶梯式导柱 根据国家标准选用直径为25mm长度为127mm的导柱,材料为T8A淬硬钢 图5-6 导柱 5.5.3导套的设计 由于导柱已选定，且该模具较小，其导柱、导套配合之间模具结构较复杂，所以采用两个导套接连使用达到模具要求，由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套为 I型带头导套，其直径为35mm，长度为72mm。如图所示： 图5-7 导套 5.6 推出结构的设计 5.6.1推件力的计算 推件力 式中: —塑件包络型芯的面积 —塑件对型芯单位面积上的包紧力,取 —脱模斜度 —大气压力 —塑件对钢的摩擦系数，约为0.1~0.3 —制件垂直于脱模方向的投影面积 所以 5.6.2推出机构的确定 本模具采用的为一次顶出脱模机构，它包括常见的推杆、推管、推板、推块或活动镶块等脱模机构。该机构是最常用的顶出方式。即塑件在顶出机构的作用下，通过一次动作即可顶出。基于以上原则，该模具的脱模零部件设在动模上，选择推杆顶出形式，利用顶杆将塑件推出模外，另外采用回针弹簧做为回复机构。 a. 顶杆直径的确定 由于该塑件内部结构空间比较小，因此设置推出机构为推杆的时候 推杆需要作用在该塑件的凸台上 所以推杆的直径采取小一点的 ，直径D1=5mm b.顶杆直径的校核 顶杆的受力状态可简化为“一端固定、一端铰支”的压杆稳定性力学模型，由欧拉公式： （4-6） 式中 d—为顶杆直径，mm； Φ—为安全系数，范围在1.4～1.8之间，此处取1.5； L—为顶杆长度,L=125mm； Q—为脱模阻力，N； n—为顶杆根数，n=5； E—为顶杆材料的弹性模量（MPa），该材料为8000 。 由于d=5 mm，对推杆进行强度校核如下： б=4Q/nπd3≤[б] （4-7） 式中 б—为顶杆所受的应力，MPa； [ б]—为顶杆材料的许用应力，MPa。 由上式得出б=345.563N/cm<[ б]=8000N/cm，所以推杆满足强度要求， 图5-8 推杆布局 5.6.3拉料杆的结构设计 浇口拉料杆的作用是使开模时顶杆在顶板的推动下将塑料制品推出，拉料杆也同时将浇道拉出模外。在此选用Z形拉料杆，由《模具设计与制造简明手册》查得Z形形拉料杆的结构如图所示。 图5-9 拉料杆 5.7排气系统的设计 塑料在熔化时，会产生气体，所以当塑料在充满型腔时及浇注系统内的空气，如果在型腔中不及时排除干净，可以会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面气体的受压产生反向压力而降低充模速度，还可能造成塑件碳化或烧焦。注射成型时的排气可采用如下四种方式排气： 利用配合间隙排气； 在分型面上开设排气槽排气； 利用排气守排气； 强制性排气； 该模具是采用利用配合间隙排气。其间隙值约为0.03~0.05mm.它常用于中小型的简单模具。 5.8冷却系统的设计 冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成型周期及提高塑件质量。一般在型腔，型芯等部位设置合理的冷却水路，通过调节冷却水流量和流速来控制模温。 冷却水孔开孔的原则： （1）冷却水孔的数量应尽可能的多，直径应尽量大； （2） 每个冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保持在0~15mm范围内，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般保持在8~12mm。 （3）水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。 （4）冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件的强度。 （5）水管接头应设在不影响操作的一侧 该注塑模的冷却系统设计为环绕型运水，具体分布方式如图所示。 图 5-10 运水系统 注射模具的温度设计是否恰当，不仅影响塑件的质量，而且对生产效率、充模流动、固化定型都有重要影响。 模具对塑件质量的影响主要体现在以下几个方面：1、改善成形性 2、成形收缩率 3、塑件变形 4、尺寸稳定性 5、力学性能 6、外观质量。 当大批量的生产时，而且又要满足塑件的质量要求时，增多型腔是不现实的。这时提高生产率显得尤其重要了。而提高生产率又与模具温度的控制有密切关系。生产效率主要取决于冷却介质（一般是水）的热交换效果。因此缩短注射成形周期的冷却时间是提高生产效率的关键。 根据牛顿冷却定律，冷却介质从模具带走的热量为： Q=αA△Tθ’ =8.2x4.45x10-2x40x6 =88J 其中：α是冷却管道孔壁与冷却介质间的传热系数； A冷却管道壁的传热面积； △T模具与冷却介质温度之差值； θ’冷却时间。（s）。 由上述式子可得，当需传递热量不变时，可通过以下三条途径来缩短冷却时间。 （1） 高传热系数α。 α=φ（ρv）0.8/d0.2 =7.5x(1x2)0.8/100.2 =8.2 φ是冷却介质，ρ是冷却介质在该温度下的密度，d是冷却管道直么，v是冷却介质的流速。由上式得，只有提高冷却介质的流速，便可达到传热系数。 （2） 高模具与冷却介质间的温差△T △T=Tw-Tθ =60-20 =40℃ 式中Tw是模具温度。Tθ是冷却介质的温度。一般模温是一定，为了提高温差△T，有利于缩短冷却时间。从而提高生产率。 （3） 增大冷却介质的传热面积A。 A=nx3.14dL =4x3.14x10x355 =44588mm2 L模具上一根冷却水孔的长度。d 是冷却通道的直径。n 是模具开设冷却通道孔数。显然，应在模具上开尽可能多的冷却通道，以增大传热面积，缩短冷却时间，达到提高生产生产效率。 冷却时间的计算：影响冷却时间的因素有如下：1、模具材料 2、冷却介质温度和及流动状态 3、模塑材料 4、塑件壁厚 5、冷却回路的设计 6、模具温度。 冷却时间指塑料熔体从充满型腔时起到可以取出塑件时止这一段时间。本副模具采用塑件截面内平均温度达到规定的脱模温度时，所需冷却时间的简化计算公式： θ’=[t2/(3.142k)]In[8(Tm-Tw)/3.142(Ts-Tw)] =[12/3.1422.7×10-7In[8(200-60)/3.142(80-60)] =4s 其中：式中θ’是塑件所需冷却时间；t 是塑件的厚度t=1mm；k 是塑件的热扩散率；k=2.7x10-7m2/s。Tm是塑料熔体温度；Ts塑件脱时的截面内平均温度；Tw是模具温度,ABS料时模具温度为60℃。 冷却水的进出口温差由下式校核： t1-t2=Gx△i/900×3.14x102Cρv 6.模具总体结构 模具整体设计也就是模体的设计，随着现代工业的发展，模体设计已接近标准化，可以从市场上购买相应的模体。标准模体一般包括定模板、动模板、垫块、顶出固定板、顶板、导柱、导套、复位杆等。标准模架有12种结构，15876种规格。在本次设计中，浇口套、导柱、导套、顶杆、水嘴都采用标准件，可以外购。总装图各视图如图所示 图6 模具装配图 7.模具的校核 原则上试模必须在模具设计时选定的同型号规格的注射机上进行，以保证试模与模具最终应用的一致性。在实际生产中，如不能满足上述要求，允许先用注射量稍大的注射机，但顶出方式和注射机类型必须一致，注射螺杆与注射机控制水平应尽可能接近。对于壁厚特别厚、特别薄、透明的注塑件，以及表观质量、重量、力学性能要求高的注塑件，应特别注意，试模用注射机与最终使用的注射机差别应尽可能小。 7.1容量校核 在一个注射周期内注塑模内所需要的塑料总容积应该是模具型腔总容积与模具浇注系统的容积之和，有以下计算公式： V=n×1.2× 式中 n——模腔数量； ——单个制品的体积； ——所需塑料体积。 带入数值计算可得： V总=1.2n V塑=1.2×2×5385=13 （n为型腔数目） 而所选的注射机的理论注射容积为125 0.8V公≧V=13 所以经验算符合 7.2合模力校核 为了保证产品的质量需要对合模力进行校核。按以下公式进行校核： 式中 ——工艺要求合模力（kN）；——注塑机最大合模力（kN）； n——模腔个数； ——模腔平均压力（Mpa），取60Mpa； A——开模方向最大投影面积（m2），其中浇道投影面积取为塑件的0.2倍。 A=3.14×37.5=4415mm³ 以上带入数据计算得：F1=2×60×1.2×4415≈635.76KN 所选的注射机的锁模力为900kN，所以满足要求。 7.3模具厚度的校核 实际使用的模具厚度与注塑机所允许的安装最大模具厚度和最小模具厚度之间要满足以下条件：，在设计中模具的厚度Hm=272mm，而所选注射机所允许安装的最大模具厚度=300，最小模具厚度=200，所以完全符合要求。 7.4开模行程校核 我们要计算其开模行程并进行校核，以确定注射机的选择是否合理。由于本设计采用的是侧浇口形式，故为单分型面注射模，故最大开模行程与模具厚度无关，开模距离按下式计算： S= H1+H2+5~10 其中H1=92mm，H2=6mm（H1为分型面的移动距离） 故： s≈108mm< Smax=260mm 所以完全满足，即使开模行程有所扩大也是符合要求的。 结束语 我选择了玩具电池盖这一课题来作为我的毕业设计这是对我的三年知识能力考查，也是对我应用这些知识能力的考查，我尽力使自己的设计减少错误，但我知道由于许多知识和能力的欠缺，肯定有一定的错误。 通过本次设计我学到的不仅仅是对玩具电池盖的设计这单一方面的了解，让我熟悉了设计的各个方面的流程，学会了把自己大学四年所学的知识运用到实际工作中的方法。从以前感觉学的许多科目没有实际意义，到现在觉得以前的专业知识不够扎实，给自己的设计过程带来了很大的麻烦。特别感谢我的导师给我的悉心指导，还有其他老师给我在设计方面给予的帮助。我觉得通过这次设计，让我了解了设计的整个流程，在设计过程中发现了自己的不足和不少的漏洞让我自己能够在以后加以改正在今后的工作中能够更好的发挥在大学三年中的知识，在我能够在以后的分工作中做的更好。 参考文献 1、《塑料模具设计手册》编写组编著，塑料模具设计手册. 北京：机械工业出版社. 2、中国模具工业协会经济技术咨询部编，模具结构图汇编. 3、杨永顺. 塑料成型工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社,2013. 4、杨占尧. 塑料模具课程设计指导与范例. 北京：化学工业出版社，2012. 5、伍先明等编. 塑料模具设计指导. 北京：国防工业出版社，2008. 6、其他相关参考书。