塑料碗注塑模具设计

塑料碗注塑模具设计,塑料,注塑,模具设计 前 言 随着近代工业的发展，塑料成为一种新材料也发展起来了，且应用日趋广泛。它在国发经济中许多领域不同程度地替代了金属、木材及其他材料，成为当前社会使用的一大类材料。只有迅速地发展塑料加工业，才可能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的塑件产品，在国民经济中各领域充分地发挥作用。模具是塑料成型加工的一种重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业，被称为“工业之母”，模具是一种高附加值产品和技术密集型产品，其生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。 注塑成型工艺及模具设计是一门不断发展的综合学科，不仅随着高分子材料合成技术的提高注塑成型设备的革新成型工艺的成熟而改进，而且随着计算机技术，快速造型技术，数值模拟技术、数字化应用技术等在注塑成型加工领域的渗透而发展。注塑成形工艺及模具设计是一门不断发展的综合学科，不仅随高分子材料合成技术的提高，注塑成型设备的革新，成型工艺的成熟而改进，而且随着计算机技术快速造型技术，注塑成模拟技术，数字化应用技术等在注塑成型加工领域的渗透而发展，注塑成型作为一种重要的成型加工方法，在机械化工、军事国防，家用电器等都有广泛应用，且生产的制件具有精度高，复杂度高，一致性高，生产率高和消耗低的特点，有很大的市场需求和广泛的发展前景。 本次设计是对三年高职学知识的一次综合性总结与运用，通过本次设计，提高了对模具的理性认识，掌握了设计步骤，能够更加系统地串联了三年的专业知识，使模具这块知识在认识中合理化，系统化。 本说明是依据《实用注塑成型及模具设计》以及相关的参考书籍而编写成的，本模具是幅比较简单的注塑模具。本说明介绍了设计的任务要求，模具加工的一系列步骤，在叙述中文字与图形杨互补充说明，能够更详尽地展出了本人的编写内容。 由于编者水平有限，在设计过程中不妥和错误之处在所难免，恳请老师的批评与指正，以便得心修正。 在此表示忠心的感谢！ 摘 要 本课题主要是介绍了在AUTOCAD下，塑料盆的注射模具设计与加工过程。着重分析了设计的整个流程，包括产品二维和三维造型及材料性能分析。然后进行成型零件设计、以及注射成型设备的选用和成型工艺参数的确定，在此基础上对模具零部件进行细部设计修改。塑料盆采用直接浇口进胶，推件板完成顶料，该模具结构紧凑，工作可靠，生产效率高。最后分析了模具的工作过程，对模具结构与注射机的匹配进行了校核。 关键词：浇注系统，推出机构，型芯，型腔 塑料盆 、 目 录 前 言 1 摘 要 2 绪 论 1 1塑料盆塑件的工艺分析 3 1.1 塑件成形工艺分析 3 1.2 塑件成形工艺参数确定 5 2 模具基本结构设计及模架选择 7 2.1确定成形方法 7 2.2型腔布置 7 2.3分型面设计 8 2.4 浇注系统设计 9 2.5 脱模机构设计 10 2.6导向机构的设计 11 2.7选择模架 12 3 选择成形设备 14 3.1 注塑机的选择 14 3.2 工艺参数的校核 14 4 模具结构尺寸的设计计算 17 4.1 型腔尺寸计算 18 4.3 模具冷却、加热系统计算 20 6 模具总装图及模具的装配、试模 24 6.1 模具总装图及模具的装配 24 6.2 模具的安装试模 25 结束语 27 致 谢 29 参考文献 30 3 绪 论 模具的重要意义： 模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石，被人称为“工业之母”和“磁力工业”。 模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。换句话说，没有高水平的模具就不会有高水平的工业产品。模具业是否强盛也反映出一个国家工业的强弱。 塑料制品和注射成形在模具业的重要地位： 塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。 注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 塑料注射成形工艺的最大特点是复制，能够复制出所需任意数量的可直接使用或稍作处理即可使用的制品，是一种适宜大批量生产的工艺。虽然在设备上投入较大，但是可以生产制品的数量非常大，实属一种经济快捷的生产方式，因此得到广泛的应用和快速的发展。 模具在我国的发展历程： 过去在我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表、汽车等行业进入大批量生产，模具工业有了一定的发展。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来，因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密，如我们使用的电脑、手机、汽车等产品都要依靠模具。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。 我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒地看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后很多，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出，等等。可见，我国模具工业的发展任重而道远。 前景展望： 我国进入实施国民经济和社会发展的第十三个五年规划期，模具工业的发展也将进入一个关键时期。在这一时期，模具行业的主要任务是，在党中央关于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下，进一步推进改革，调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。 毕业设计题目选定： 据调查，目前，塑料盆虽然在我国的市场上占有一定的份额，但是还以金属铝合金塑料盆的销售为主。于是就选择了这个塑料盆做为我的毕业设计题目。 1塑料盆塑件的工艺分析 1.1 塑件成形工艺分析 如图1-1为塑料桶塑料盆的二维工程图及实体图，单位mm。 图1-1 塑件图及实体图 产品名称：塑料盆 产品材料：聚乙烯 PE 塑件材料特性：聚乙烯不含或含有少量增塑剂，它的机械强度高，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能，耐磨强度好、耐化学腐蚀，对酸碱的抵抗能力极强，化学稳定性好，价格低廉，但成形比较困难，耐热性不高。 塑件材料成形性能：它的流动性差，过热时极易分解，所以必须加入稳定剂和润滑剂并严格控制成形温度及溶料的滞留时间。成形温度范围小，必须严格控制料温，模具应有冷却装置；采用带预塑化装置的螺杆式注射机。模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不得有死角滞料。模具应冷却，其表面应该做镀铬处理。 产品数量：大批量生产 塑件尺寸：186*63.6*1.2mm （直径*高度*厚度） 塑件颜色：白色、棕色、绿色、黄色、砖红色等各种颜色，可根据需要任意选择。 查文献[3]可得： 塑件材料物理性能： 密度： 收缩率： 熔点： 热变形温度： 材料力学性能： 拉伸强度： 拉伸弹性模量： 弯曲强度： 弯曲弹性模量： 压缩强度： 缺口冲击强度： 硬度：洛氏 塑件质量：该产品材料为聚乙烯,由上得知其密度为0.91-0.94g/cm3,收缩率为1.5%-3.0%，计算出聚乙烯平均密度为0.92g/cm3,可根据塑件形状进行计算得到塑料盆的体积。 通过计算得：塑件的体积 V=71.3 用三维建模分析知塑件体积为体积：V=71.3cm3，单侧投影面积为：A=27157mm2，由于此模具浇注系统采用直接浇口，其浇注系统凝料较大，估计浇注系统的体积为14.26cm3，由于采用的是一模1腔 V总=14.26+71.3=85.56cm3 （3-1） PE的密度是0.92克/立方厘米。 所以总体质量0.92×85.56=78.7g 塑件要求：塑件外侧表面光滑，外观质量要求高 1.2 塑件成形工艺参数确定 1.2.1 聚乙烯成形的工艺参数： 查文献[2]表1-3得： 模具温度： 喷嘴温度： 料筒温度：前段温度： 中段温度： 后段温度： 注射压力： 保压压力： 塑化形式：螺杆式 喷嘴形式：通用式 注射时间： 保压时间： 冷却时间： 成形周期： 1.2.2 关于聚乙烯设计时应考虑的问题： ① 合理使用稳定剂、润滑剂等各种添加剂改善树脂工艺性能和制品使用性能，成形预热。 ② 流道和浇口的设计应考虑尽量减少阻力。 ③ 采用不锈钢制做型腔或采用镀铬进行型腔表面耐腐蚀处理。 2 模具基本结构设计及模架选择 2.1确定成形方法 塑件采用注射成形法生产。因为该产品设计为大批量生产，故设计的模具需要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模，此外为保证塑件表面质量采用点浇口，因此选用双分型面注射模，点浇口自动脱模结构。 2.2型腔布置 2.2.1 注意的问题或原则 根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。 据设计要求可知，由于该塑件形状较简单，质量较小，且需要大批量生产所以模具选用一模两腔结构且平衡布置，采用双分型面注塑模，浇口形式采用点浇口进料，这样模具尺寸较小，制造加工方便，利于充满型腔，塑件质量高，生产效率高，塑件成本低。型腔的排列根据模具的形状及尺寸排列，其排列方法如下图2—1所示： 图2-1 型腔布置示意图 2.3分型面设计 2.3.1分型面设计 分型面溢料是热固性塑料注射模的突出问题。因此要求减少接触面积，增加接触压力，以改善塑料溢边问题。 选择分型面时的考虑方向： ① 分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处 ② 将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保征同心度 ③ 轴芯机构要考虑轴芯距离 ④ 分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。 ⑤ 塑件开模后留在动模上 ⑥ 分型面的痕迹不影响塑件的外观 ⑦ 浇注系统和浇口的合理安排 ⑧ 推杆的痕迹不露在塑件的外观上 ⑨ 使塑件易于脱模 本塑件的分型面在产品的最大外形处，要保证产品的外观要求，。型腔周围外部的平面凹下。分型面上不允许有孔穴或凹坑，表面硬度在以上。 图2-2 分型面选择示意图 2.3.2 排气槽设计 当塑料熔体充填型腔时，热固性塑料在固化时会放出大量的气体,易阻塞缝隙，如果气体不能顺利地排出，塑件会由于填充不足而出现气泡，接缝式表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑件焦化，所以必须开设专用排气槽排出气体。通常排气槽设计有多种方式，大多数都采用配合间隙排气的方式，但是考虑到聚乙烯流动性差性能，本模具在分型面上设置排气槽，深度为，宽。这样有利于清理飞边及排出气体。 2.4 浇注系统设计 浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，进入模具的型腔以前所流经的一段路程的总称。模具浇注系统应尽量粗短，流道设计分为主流道、分流道、浇口和冷料井的设计。查[2]得双分型面注射模使用的浇注系统是点浇口浇注系统。 2.4.1 主流道设计 主流道为注塑机的喷嘴到型腔之间的进料通道。熔体从喷嘴中以一定的动能喷出。由于熔体在料筒内已被压缩,此时流入模的空腔内,其体积必然要增大,流速也略为减小。本套设计采用直接进胶，就是从主流道直接进入型腔。 主流道设计应注意的问题： ① 便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形。锥角粗糙度与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。 ② 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材料单独加工和热处理。 ③ 衬套大端高出定模端面，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。 查[22]（5-59）得主流道直径计算的经验公式： 式中 ——主浇道大头直径 ——流经主浇道的熔体体积 ——因熔体材料而异的常数 如表2-1： 表2-1 塑料种类与K值表 塑料种类 值 故 主流道断面尺寸：主流道设在定模板上，并且位于模具的中心，与注射机喷喷嘴在同一轴线上，如下图： 图2-3 主流道衬套示意图 表2-2 主流道衬套中尺寸关系表 16 20 25 30 d 注射机喷嘴直径+（0.5～1） D 与注射机定位孔间隙配合 SR 注射机喷嘴球面半径+（1～2） 主流流道的大头直径确定为6mm ，考虑聚乙烯流动性较差，所以主流道如下选择，锥度、、、、 2.5 脱模机构设计 塑件在模腔中成形后，便可以从模具中取下，但在塑件取下以前，模具必须完成一个将塑件从模腔中推出的动作，模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构。 推出机构的组成：第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件；第二部分是用来固定推出零件的零件，有推杆固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出动作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件。推出机构应使塑件脱模时不发生变形或损伤塑件的外观；推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排；推出机构的结构力求简单，动作可靠，不发生误动作，和模时要正确复位。，推模力的计算要将塑件从模腔中推出必须克服推出所遇到的阻力，因此塑件脱模时必须有一个足够大的脱模力，脱模力可用下式计算： 式中 ——脱模力 ——型芯的脱模斜度 ——塑件包容型芯的面积 ——塑件对钢的摩擦系数 取0.2 ——塑件对型芯的单位面积上的包紧力 故 因为本塑件结构简单所以使用一般的推板推出机构、推板推出机构等既可满足塑件脱模的要求。 2.6导向机构的设计 导向机构由导柱及导套等组成。在模具各类机构中都可能设置导向机构，以保证各类机构在工作过程中定位、定向。导向机构主要有导销和导柱导套两种形式。因为导销主要用于移动式小型压模，不符合设计要求，所以本模具中采用导柱导套形式的导向机构。 模具的导柱和导套的配合形式及设计尺寸如下图 2-6 图 2-6 导柱和导套的配合形式示意图 2.7选择模架 2.7.1模架结构 注射模标准：我国目前标准化注射模零件的国家标准有12个；另外还制订了塑料注射模具的标准模架，分《中小型模架》（GB/T12556.1—90）和《大型模架》（GB/T12555.1—90）两种。《中小型模架》标准中规定，模架的周界尺寸范围为：≤560mmx900mm，并规定模架的形式为品种型号，即基本型，A1、A2、A3和A4四个品种。其四种模架的组成、功能及用途见下表2-7。 表2-7注射模标准模架种类 型号 组成、功能及用途 A1型 定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构 组成模架，适用于立式和卧式注射机。 A2型 动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机，可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具， 也可用于斜滑块侧向分型的模具 A3型 定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注 射机。 A4型 动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板， 用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。 根据以上四种模架的组成，功能及用途可以看出，A4型模型适用于本次模具的设计。 2.7.2模架周界尺寸选择 中小型模架的周界尺寸参数、规格有：100×L、125×L、160×L、180×L、200×L、250×L、315×L、355×L、400×L、450×L和500×L等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为：模具结构为双分型面注射模采用拉杆和限位螺钉，控制分型面的打开距离，其开距应大于200mm，方便取出制件，周界尺寸330mm×500mm，上、下模板的厚度为120mm，垫板厚度为100mm。 2.7.3塑料注射模具技术要求 塑料注射模具应优先按GB/T12555.1—90和GB4169.1—11选用标准模架和标准件。模具成形零件材料和热处理要求，优先按下表2-8内容选用： 表2-8 模具成形零件优先选用材料和热处理硬度 零件名称 模具材料 热处理硬度 牌号 标准号 HBS HRC 型腔、型芯定模镶件、动模镶件、活动镶件 45 GB699 216—260 40—45 4Cr GB3077 216—260 40—45 40CrNiMOA GB3077 216—260 40—45 3Cr2Mo GB1299 预硬状态 35—45 4Cr 5MoSiV1 GB1299 246—280 45—55 3Cr13 GB1220 246—280 45—55 3 选择成形设备 3.1 注塑机的选择 根椐设计的浇注系统可计算出浇注系统的总体积为：V=14 因为模具设计为一模1腔，且一个塑件的体积为：V =71cm3 所以一次性注入的塑料的体积为：V总=85cm3 根据计算的数据塑查[22]表8选定注塑机型号为： 注塑机的参数如下： 注塑机最大注塑量 ：500cm3 喷嘴球面半径： 注塑机拉杆的间距：800mm 锁模力： 注塑压力： 最小模厚：300mm 最小模厚：1000mm 模板最大距离： 模板行程： 喷嘴前端孔径： 3.2 工艺参数的校核 3.2.1 最大注射量校核 注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及流口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量80%。 所以，选用的注塑机最大注塑量应 式中——注塑机的最大注塑量：单位 ——注塑机的体积，单位 ——浇注系统体积，单位 故 确定的注塑机注塑量为：v=600cm3 满足要求。 3.2.2 锁模力校核 > 式中 ——熔融型料在型腔内的压力（70—100 Mpa）80％ ——塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和 ——注塑机的额定锁模力 故 ＞ =68 x 9782=665（KN） 所以选定的注塑机为： 满足要求 3.2.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 即模具长宽＜拉杆间距 模具的长宽为450*450＜注塑机拉杆间距800*800，满足要求。 3.2.4 模具闭合高度校核 模具实际厚度H模=485mm 注塑机最小闭合厚度H最小=300mm 即 H模＞H最小 满足要求 3.2.5 开模行程校核 我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度无关，故注塑机的开模行程应满足下式： 式中 H1——型芯高度 H2——包括凝料在内的塑件高度 S——注射机最大开模行程 a——中间板与定模板之间的分开距离 4 模具结构尺寸的设计计算 为了降低模具加工难度和制造成本，在满足塑件使用的前提下，采用较低的尺寸精度。 塑件精度等级与塑料品种有关，根据塑料的收缩率的变化不同，塑料的公差精度分为高精度、一般精度、低精度三种。 表4-1 精度等级与公差数值 基本尺寸/mm 精度等级 1 2 3 4 5 6 7 8 公差数值/mm --3 0.04 0.06 0.08 0.12 0.16 0.24 0.32 0.46 3—6 0.05 0.07 0.08 0.14 0.18 0.28 0.36 0.56 6--10 0.06 0.08 0.10 0.16 0.20 0.32 0.40 0.64 10--14 0.07 0.09 0.12 0.18 0.22 0.36 0.44 0.72 14--18 0.08 0.10 0.12 0.20 0.24 0.40 0.48 0.80 18--24 0.09 0.11 0.14 0.22 0.28 0.44 0.56 0.56 24--30 0.10 0.12 0.16 0.24 0.32 0.48 0.64 0.96 30--40 0.11 0.13 0.18 0.26 0.36 0.52 0.72 1.00 40--50 0.12 0.14 0.20 0.28 0.40 0.56 0.80 1.2 50-65 0.13 0.16 0.22 0.32 0.46 0.64 0.92 1.4 65-80 0.14 0.19 0.26 0.38 0.52 0.76 1.04 1.60 80-100 0.16 0.22 0.30 0.44 0.60 0.88 1.20 1.80 100-120 0.18 0.25 0.34 0.50 0.68 1.00 1.36 2.00 120-140 -- 0.28 0.38 0.56 0.76 1.12 1.52 2.20 表4-2 聚乙烯建议采用精度等级表 塑料品种 建议采用精度等级 高精度 一般精度 低精度 聚乙烯 4 5 6 由塑件的工作环境知道工件的精度要求不高，所以精度等级选择一般精度。 4.1 型腔尺寸计算 计算中取聚乙烯的平均收缩率。公差按照表4-1和表4-2中所查的公差进行计算。模具制造公差，统一取塑件尺寸公差的1/5。 工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括：型腔、型芯的径向尺寸（含长、宽尺寸）与高度尺寸，以及中心距尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。其中影响模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下几个方面查阅参考文献[7]： （1）成形收缩率：在实际工作中，成形收缩率的波动很大，从而引起塑件尺寸的误差很大，塑件尺寸的变化值为 δs=(Sma×-Smin)Ls （5-5） 式中： δs-为塑件收缩波动而引起的塑件尺寸误差（mm）； Smax-为塑料的最大收缩率（%）； Smin-为塑料的最小收缩率（%）； Ls-为塑件尺寸（mm）。 一般情况下，由收缩率波动而引起的塑件寸误差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以内。 （2）模具成形零件的制造误差：实践证明，如果模具的成形零件的制造误差在IT7～IT8级之间，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。 （3）零件的磨损：模具在使用过程中，由于种种原因会对型腔和型芯造成磨损，对于中小型塑件，模具的成形零件最大磨损应取塑件公差的1/6，而大型零件，应在1/6之下。 （4）模具的配合间隙的误差：模具的成形零件由于配合间隙的变化，会引起塑件的尺寸变化。模具的配合间隙误差不应该影响成形零件的尺寸精度和位置精度。 综上所述，在模具型腔与型芯的设计中，应综合考虑各种影响成形零件尺寸的因素，在设计时进行有效的补偿。由于影响因素很不稳定，补偿值应在试模后进行逐步修订。 通常型芯、型腔组成的模腔工作尺寸简化后的计算方法有平均收缩率法和公差带法两种。其中平均收缩率法以平均概念进行计算，从收缩率的定义出发，按塑件收缩率、成形零件制造公差、磨损量都为平均值的计算，查参考文献[7]： 型腔的內形尺寸： L=[L(1+k)-(3/4)Δ] （5-6） 式中： L-为型腔內形尺寸(mm)； L-为塑件外径基本尺寸(mm)，即塑件的实际外形尺寸； K为塑料平均收缩率(%)，此处取0.5%； Δs-塑件公差，查表知PE塑件精度等级取5级；塑件基本尺寸在0~3mm范围内取0.2mm;塑件基本在3~6mm公差取0.24mm；塑件基本在6~10mm公差取0.28mm；塑件基本尺寸在18~24范围内其公差取0.44mm；塑件基本尺寸在24~30范围内其公差取0.52mm ；塑件基本尺寸在30~40范围内其公差取0.56mm； 所以型腔尺寸如下： L1=[186×(1+0.005)-(3/4)×0.56]=186.16 型腔深度的尺寸计算： h=[h(1+k)-(3/4)Δ] （5-7） 式中： h-凸模/型芯高度尺寸(mm)； h-为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸； H1=[63.6×(1+0.005)-(3/4)×0.52]=63.632 型芯的外形尺寸计算： L=[L(1+k)+(3/4) Δ]-δ/3 （5-8） 式中： L-型芯外形尺寸(mm)； L-为塑件內形基本尺寸(mm)即塑件的实际內形尺寸； 由于该塑料的收缩率不大为0.5%，故只需在型腔尺寸比较大的考虑其收缩率，在尺寸小的地方不用考虑由收缩率引起的尺寸偏差。 所以型芯的尺寸如下： L1=184.6×（1+0.005）+（3/4）×0.74]=184.86 型芯的深度尺寸计算： h=[h(1+k)+ (2/3)Δ]-δ/3 （5-9） 式中： h-为凸模/型芯高度尺寸(mm)； h-为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸； 型芯的高度分别为： H1=[60×（1+0.005）+（2/3）×0.38]=60.33 4.3 模具冷却、加热系统计算 冷却回路所需总表面积可按下式计算 式中 ——冷却回路总表面积， ——单位时间内注入模具中树脂的质量， ——单位质量树脂在模具内释放的热量，， ——冷却水的表面传热系数， ——模具成形表面的温度，℃; ——冷却水的平均温度，℃ 。 冷却水的表面传热系数可用下式计算 式中 ——冷却水的表面传热系数 ; ——冷却水在该温度下的密度 ——冷却水的流速 ——冷却水孔直径 ——与冷却水温度有关的物理系数 值查表 表4-3 水的值与其温度的关系表 平均水温/℃ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 56 值 6.16 6.60 7.06 7.50 7.95 8.40 8.84 9.28 9.66 10.05 冷却回路总长度可用下式计算 式中 ——冷却回路总长度 ——冷却回路总表面积 ——冷却水孔直径 计算得 确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于，否则冷却水难以成为湍流状态，以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为时，水孔直径可取。本模具的冷却水孔直径取。 冷却水体积流量的计算：塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算： 式中 ——冷却水体积流量 ——单位时间注射入模具内的树脂质量 ——单位质量树脂在模具内释放的热量 ——冷却水比热容 ——冷却水的密度 ——冷却水出口处温度 ℃ ——冷却水入口处温度 ℃ 图4-1 冷却回路排布图 本套模具采用水井加循化水综合冷却，提高冷却效率. 6 模具总装图及模具的装配、试模 6.1 模具总装图及模具的装配 图6-1 模具装配图 模具总装图的技术要求内容： 　　① 对于模具某些系统的性能要求。 　　② 对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。 　　③ 模具使用，装拆方法。 　　④ 防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。 　　⑤ 有关试模及检验方面的要求。 6.2 模具的安装试模 6.2.1 试模前的准备 试模前要对模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查模具各个滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要准确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。 6.2.2 模具的安装及调试 模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地，并安装在指定注射机的全过程。 模具安装到注射机上要注意以下几个问题： ① 模具的安装方位要满足设计图样的要求。 ② 模具中有侧向滑动机构时，尽量使其运动方向为水平方向。 ③ 当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。 ④ 模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。 模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用4---8块压板，对称布置。 模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用。要注意以下几个方面： ① 合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。 ② 活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠。 ③ 开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。 ④ 冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。 6.2.3 试模 将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压，低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效的时，可以适当提高温度条件。试模注射出样件。试模过程中，应进行详细记录，将结果填入试模记录卡，并保留试模的样件。 6.2.4 修模 　　虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人们的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。发现总是以后，进行排除错误性的修模。 　 塑件出现不良现象的种类居多，原因也很复杂，有模具方面的原因，也有工艺条件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，应当根据塑件出现的不良现象的实际情况，进行细致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出补救方法。因为成型条件容易改变，所以一般的做法是先变更成型条件，当变更成型条件不能解决问题时，才考虑修理模具。 修理模具更应慎重，没有十分把握不可轻举妄动。其原因是一旦变更了模具条件，就不能再作大的改造和恢复原状。 6.2.5 检验 通过试模可以检验出模具结构是否合理，所提供的样件是否符合用户的要求，模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产的样件满足客户的要求，试模合格的模具，应清理干净，涂防锈油入库保存。 结束语 毕业设计是三年大学生活中的最后一个工作项目，具有非同寻常的意义，毕业设计的完也为我们的大学生活画上了圆满的句号。它对大学三年的学习生活中所学知识的一个总结概括，更是一次检验，让我们每个人都能清楚了解自己在大学中学习的效果。 确定了自己的毕业设计题目后，开始可以说脑中是一片空白，很茫然，不知所措无从下手。于是就在互联网上查找关于塑料盆的相关的资料，比如塑料盆的形状、尺寸、以及一些供求的信息等等，掌握了第一手资料。接着我又到图书馆查找相关的专业书籍，寻找塑料注塑模具的设计思路和一些塑料注塑模具设计与制造的实例进行参考。有了这些实例和思路就为我的毕业设计创造了“骨架”，接下去就要为这个“骨架”添加“血肉”，最后使它生动完整。 我们模具设计与制造专业开设了《机械制图及AUTOCAD》、《机械设计》以及《计算机的应用基础》等基础课，《数控机床及编程》、《模具制造工艺与工装》《冲压工艺与模具设计》、《塑料模具设计与制造》等专业课，这些课程对我顺利进行毕业设计起到了一个基石的作用。比如，毕业设计中零件图和模具装配图的绘制与《机械制图及AUTOCAD》的学习是分不开的，模具的改进也要《机械设计》《模具制造工艺与工装》等课程的帮助，更不用说《塑料模具设计与制造》这门专业课的重要作用了。 此次毕业设计，让我我学到了许多知识，包括课本上学不到的知识。当然，在设计过程中出现的一些难题。通过我们翻阅相关的书籍，在网络上寻找答案和经过任老师的悉心指教和帮助最终才得以解决。本次毕业设计，也让我学会了齐心协力、共同协作、努力创新，自始至终都抱着一颗坚定的信念,经过了漫长而又短暂的设计工作，我们的作品终于出成效了，指导老师为此也为我们的这次毕业设计做出了很好的评价。在项目设计过程中用到了很多以前上课时学的知识，尤其是老师上课教给我们的一些分析问题、解决问题的思想在这次项目中都得到了很好的印证，使我在这些方面能够很快的领会。 即将毕业的我，在以后的工作中将面临着许多的问题或麻烦。我们应该善于采集和利用各种信息资源，扩展知识面和能力；培养严谨、科学、创新与创业、艰苦奋斗、团体协作的精神；增强环境保护意识，做到清洁生产和文明生产，以最大限度的获得企业效益和社会效益。 “路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”，毕业设计让我明白了“书到用时方恨少”的痛苦，知识是无穷无尽的，在以后的工作中，就需要我更加努力地学习。因本人学识不深，文字水平有限，设计中必然存在所许多漏洞和不足之处，还望老师给予批评指正，提出改进意见。 致 谢 三年的大学生活转眼即逝，经过紧张而又忙碌的资料搜集整理设计，一个月多月的时间也匆匆过去，毕业设计的顺利完成也为我们的大学生活画上了圆满的句号。光阴似箭，转眼间就要告别大学这段令人难忘的美好时光，心中有依恋、有遗憾，但更多的是庆幸和感激，因为三年来无论是在学习或工作中都遇到许多的困难和挫折，因这些挫折也迷茫过、失落过，但得到那么多师长和学友及时的无私教导和帮助，让我也逐渐地成熟起来。对那些在过去的日子里曾给予过我鼓励、帮助的人们我满怀感激，时刻没有忘记。所经历的一切将让我倍加珍惜未来的生活。 此次毕业设计的顺利完成,我要衷心感谢我的指导老师——老师在设计过程中对我的指导和帮助，同时，也感谢我们的这组的成员在这次设计中给予我的帮助！谢谢！ 向在百忙之中评阅本方案并提出宝贵意见的各位评委老师表示最诚挚的谢意，同时向所有关心、帮助和支持我的老师和同学表示衷心的感谢，祝你们工作顺利，万事如意！ 由于本人的学识水平、时间和精力有限，文中肯定有许多不尽人意和不完善之处，我将在以后的工作、学习中不断以思考和完善。 参考文献 [1]张维合. 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