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編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
題 目： 筆蓋注塑模具設(shè)計(jì)
院 （系）： 國(guó)防生學(xué)院
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名： 盧衛(wèi)
學(xué) 號(hào)： 1000110107
指導(dǎo)教師單位： 機(jī)電工程學(xué)院
姓 名： 曹泰山
職 稱： 講師
題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開(kāi)發(fā)
2014年5月4日
摘 要
注塑成型在整個(gè)制造業(yè)的生產(chǎn)中占有十分重要的地位，據(jù)估計(jì)注塑成型的制品約占模具塑料制品總產(chǎn)量的三分之一及以上，注塑模具在模具工業(yè)中的重要性顯而易見(jiàn)，現(xiàn)在注塑模具設(shè)計(jì)和制造中的傳統(tǒng)方法早已滿足不了現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展的需要，為贏得競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，持續(xù)發(fā)展，模具生產(chǎn)必須變革傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，引進(jìn)新技術(shù)、新思維。
在計(jì)算機(jī)技術(shù)日益發(fā)達(dá)的今天，將計(jì)算機(jī)運(yùn)用于注塑模具以及制造業(yè)中已經(jīng)迫在眉睫。本文主要研究的工作和成果如下：
本文具體的闡述了模具CAD/CAE的技術(shù)特點(diǎn)，以及先進(jìn)制造模式在模具行業(yè)中的應(yīng)用，在分析的國(guó)際國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)模具CAD/CAE的發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上提出以計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)為手段的輔助模具設(shè)計(jì)的新方法。主要針對(duì)注塑模具常見(jiàn)的成型方法進(jìn)行了分析研究，以達(dá)到將注塑模具過(guò)程智能化在熟悉注塑模具設(shè)計(jì)基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的總體框架。 我們運(yùn)用Pro/E軟件中的模具模塊以及塑料仿真模塊來(lái)進(jìn)行對(duì)模具進(jìn)行了各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
本論文是對(duì)筆蓋注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)詳細(xì)的介紹，這次的筆蓋模具設(shè)計(jì)我們主要采用了側(cè)抽芯注射模。每個(gè)筆蓋有一個(gè)大孔，成型需要側(cè)抽芯。本模具采用一模十二腔，二次分型，點(diǎn)澆口進(jìn)料，彈簧和斜導(dǎo)柱分別抽芯。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：筆蓋的設(shè)計(jì)，筆蓋材料的選擇，注塑機(jī)的選用、分型面、型腔布局、澆注系統(tǒng)、型腔尺寸計(jì)算、型芯尺寸的計(jì)算、螺紋型心、模架的選擇、推出脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和裝配圖與零件圖的繪制等。本次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)塑件的形狀、尺寸及其精度要求進(jìn)行注射成型工藝的工藝分析、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)在側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在這過(guò)程中分析了模具受力，推出脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及排氣系統(tǒng)等，并繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具零件圖。設(shè)計(jì)中力求模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、合理、實(shí)用，使得模具結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。
關(guān)鍵詞：注塑模；一模12穴；型腔；導(dǎo)柱。
Abstract
Injection molding occupies a very important position in the whole manufacturingproduction, It is estimated that about one third of injection molding products mold plastic products production and more importance in the mold injection mold industry is obvious,now injection mold design and manufacture of traditional methods had failed to meet the needs of modern production development, to win the competition in the market, sustainable development, mold production must change the traditional production methods, the introduction of new technology, new thinking
This paper describes the technical characteristics of the specific mold CAD/CAE, as well as advanced manufacturing mode in the mold industry, mold on the basis of international and domestic market analysis, the domestic mold cadcae trends on the proposedapplication of computer technology as a means of secondary mold design new method. The main injection mold for forming a common method were analyzed, in order to achievethe injection molding process intelligence In the familiar basic knowledge of injection mold design based on system analysis anddesign of the overall framework of the system. We use proe software modules and plastic mold simulation module to perform a type ofmold, core pulling, each system has been designed
Daily necessity, sometimes adopt the not that high plastics of accuracy and strengths to spread to move, because the plastics has the plasticity strong, the density is small, higher than strength, the knot good luck, the chemistry stability is high, diverse characteristics of external appearance, as a result be subjected to more and more factories house and the people's fancies.The plastics industry is a newly arisen industry, is along with the development of the petroleum industry but should but living of, the plastics system piece almost have already entered each realm of the whole industry sections and people's daily lifes currently.Along with the machine industry electronics industry, aviation industry, the instrument appearance industry and usually the development of the thing industry, the plastics models the demand of make the piece more and more, the quantity request is also more and more high, this will beg model the piece of the development of the molding tool, the level of the design manufacturing also the beard is more and more high.This text also design the process to carry on elaborate to a cover molding tool.
Key words：Injection mold; Exactly 12 holes; Cavity; Guide post;
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書用紙
目 錄
引言 1
1 塑件總體分析 2
1.1 尺寸分析 2
1.2 材料的選擇 2
1.3 體積及質(zhì)量計(jì)算 4
1.3.1體積的計(jì)算 4
1.3.2質(zhì)量及面積的計(jì)算 4
2 型腔數(shù)目的確定 5
3 成型零部件的設(shè)計(jì) 6
3.1 型腔、型芯工作尺寸計(jì)算 6
3.1.1型腔尺寸計(jì)算 6
3.1.2型芯尺寸計(jì)算 6
3.2 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 7
3.2.1剛度校核 7
3.2.2強(qiáng)度校核 7
4 分型面的選擇 7
5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9
5.1 澆注系統(tǒng)的構(gòu)成 9
5.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 9
5.3 主流道的設(shè)計(jì) 9
5.3.1主流道的形狀設(shè)計(jì) 9
5.3.2主流道的尺寸設(shè)計(jì) 10
5.4 分流道的設(shè)計(jì) 11
5.4.1分流道截面的設(shè)計(jì)原則 12
5.4.2分流道截面的具體設(shè)計(jì) 12
5.4.3分流道的尺寸的設(shè)計(jì) 13
5.4.4分流道的布置形式 14
5.5 冷料穴的設(shè)計(jì) 15
6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15
6.1 模具溫度的影響 15
6.2 冷卻系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)原則 16
6.3 冷卻回路尺寸的確定及布置 17
6.3.1水道孔徑的設(shè)計(jì) 17
6.3.2冷卻回路的布置 18
6.4 冷卻時(shí)間計(jì)算 19
6.5 用水量M的計(jì)算 20
6.6 成型周期計(jì)算 21
7 模具材料選擇 21
7.1 模具滿足工作條件要求 21
7.2 模具滿足工藝性能要求 22
7.3 模具滿足經(jīng)濟(jì)性要求 23
8 選擇注射機(jī) 23
8.1 注射機(jī)型號(hào)選取 23
8.2注射機(jī)參數(shù)的校核 25
9 模具主要參數(shù)的計(jì)算 27
9.1 脫模力的計(jì)算 27
9.2 初始脫模力 27
9.3 推桿直徑計(jì)算 28
9.4 推桿的應(yīng)力校核 28
9.5 推板的厚度計(jì)算 29
9.6 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29
9.6.1推桿的設(shè)計(jì) 29
9.6.2復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 30
9.7 脫模方式的確定 30
10 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31
10.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要原則 31
10.2 模具強(qiáng)度的設(shè)計(jì) 32
10.2.1凹模的設(shè)計(jì) 32
10.2.2 嵌底式組合凹模側(cè)壁強(qiáng)度的計(jì)算 33
10.2.3 支撐板的強(qiáng)度計(jì)算 33
11 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 34
11.1 排氣會(huì)產(chǎn)生的缺點(diǎn) 34
11.2 排氣方式及機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 35
12 模架的選擇 36
13 成型零件加工工藝規(guī)程 37
14 結(jié)束語(yǔ) 39
參考文獻(xiàn) 40
第 39 頁(yè) 共 40 頁(yè)
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書用紙
引言
模具是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各種各樣的商品被不斷生產(chǎn)出來(lái)，其中大多數(shù)商品的生產(chǎn)都依賴于模具的多樣化。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑業(yè)的發(fā)展也要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。
模具在制造業(yè)中所具有的重要地位，使得模具的制造能力和技術(shù)水平已成為衡量國(guó)家制造業(yè)水平和創(chuàng)新能力的重要標(biāo)志。近年來(lái)隨著模具制造能力的不斷提高，使得模具有著高精度、長(zhǎng)壽命、高生產(chǎn)率、型腔形狀和模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)。如今模具的生產(chǎn)方式廣乏采用CAD/CAM/CAE技術(shù)，采用高速切削加工技術(shù)，快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)的一系列的先進(jìn)技術(shù)。模具未來(lái)的加工也向著粗加工向高速加工發(fā)展，成型表面的加工向精密、自動(dòng)化發(fā)展，光整加工向自動(dòng)化發(fā)展，快速成型加工技術(shù)的發(fā)展，模具CAD/CAM/CAE正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。但我國(guó)模具的發(fā)展存在著一些不足：發(fā)展不平衡，工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差，供需矛盾短期難以緩解，大多數(shù)企業(yè)開(kāi)發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足，以上的這些缺點(diǎn)嚴(yán)重阻礙了我國(guó)模具的發(fā)展，以上缺點(diǎn)成為我國(guó)當(dāng)前模具工業(yè)首要解決的問(wèn)題。 隨著塑料制品在社會(huì)中的用途越來(lái)越廣，對(duì)塑料模具提出了更高的要求。
四年學(xué)習(xí)的結(jié)束，使自己對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了清晰的了解。這次設(shè)計(jì)的題目是筆蓋進(jìn)行注塑設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行分析、對(duì)模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。通過(guò)pro/E進(jìn)行造型分析，最后用Auto/CAD軟件對(duì)主要的零部件與裝配圖進(jìn)行繪制，雖然對(duì)模具的結(jié)構(gòu)有一些感性的認(rèn)識(shí)和理性的認(rèn)識(shí)，也進(jìn)行過(guò)實(shí)踐和相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)，但這次設(shè)計(jì)是對(duì)四年學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)，由于缺乏真正的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了很多困難，但是通過(guò)老師的指導(dǎo)和詳細(xì)的查閱資料，以及和同學(xué)們的討論，解決了不少的問(wèn)題相信這次設(shè)計(jì)能夠符合設(shè)計(jì)的要求，完成設(shè)計(jì)的任務(wù)。由于自身知識(shí)的不夠完善，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中存在著一些不足和不完善的地方，懇請(qǐng)老師指正。
1 塑件總體分析
1.1 尺寸分析
圖1.1 筆套的截面圖紙
塑件的主要技術(shù)要求：未注公差按SJ1372-78，8級(jí);
材料采用ABS;
1.2 材料的選擇
通常，選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求，以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù)。對(duì)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，要考慮的主要是材料的力學(xué)性能，如屈服應(yīng)力，彈性模量，彎曲強(qiáng)度，表面硬度等。綜合各項(xiàng)因素最后選擇ABS塑料作為本次設(shè)計(jì)所使用的材料最為適合。
ABS性能 ABS無(wú)毒、無(wú)味，外觀呈象牙色半透明，或透明顆?；蚍蹱?。密度為1.05~1.18g/㎝3,收縮率為0.4%~0.9%,彈性模量值為0.2Gpa,泊松比值為0.394，吸濕性<1%，熔融溫度217~237℃，熱分解溫度>250℃。
力學(xué)性能 ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能，其沖擊強(qiáng)度極好，可以在極低的溫度下使用；ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度屬塑料中較差的。ABS的力學(xué)性能受溫度的影響較大。
熱學(xué)性能 ABS的熱變形溫度為93~118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40~100℃的溫度范圍內(nèi)使用。
電學(xué)性能 ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。
ABS成型工藝 ABS也可以說(shuō)是聚苯乙烯的改性，比HIPS有較高的抗沖擊強(qiáng)度和更好的機(jī)械強(qiáng)度，具有良好的加工性能，可以使用注塑機(jī)、擠出機(jī)等塑料成型設(shè)備進(jìn)行注塑、擠塑、吹塑、壓延、層合、發(fā)泡、熱成型，還可以焊接、涂覆、電鍍和機(jī)械加工。ABS的吸水性比較高，加工前需進(jìn)行干燥處理，干燥溫度為70~85℃，干燥時(shí)間為2~6h；ABS制品在加工中容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，如應(yīng)力太大，致使產(chǎn)品開(kāi)裂，應(yīng)進(jìn)行退火處理，把制件放于70~80℃的熱風(fēng)循環(huán)干燥箱內(nèi)2~4h，再冷卻至室溫即可，ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加壓前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，ABS易產(chǎn)節(jié)痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力，在正常的成型條件下壁厚，熔料溫度對(duì)收縮率影響極小，在要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50～60°c,而在強(qiáng)調(diào)塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在60～80°c。
ABS注塑工藝 ABS是最常用的工程塑料，廣泛應(yīng)用于制造齒輪、軸承、把手、泵葉輪、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、打字機(jī)殼體、鍵盤、電器儀表、儲(chǔ)電池槽、冰箱部件等及機(jī)械工業(yè)部件、各種日用品、消費(fèi)品包裝等制品。ABS注塑成型溫度160~220℃之間，注射壓力在70~130Mpa之間，模具溫度為55~75℃。
圖1.2 筆套的三維模型圖
如圖所示塑料制件材料為丙烯腈—丁二烯-----苯乙烯共聚物（ABS），查表得收縮率為：0.3%-0.8%,取值0.6%；大批量生產(chǎn)
1）該塑件尺寸較小，一般精度等級(jí)4，為降低成本，采用一模多腔，并不對(duì)制品進(jìn)行后加工。
2）根據(jù)塑件的生產(chǎn)效率及為提高成型效率采用側(cè)澆口。
3)為了方便加工和熱處理,型腔與型芯采用拼鑲結(jié)構(gòu).
1.3 體積及質(zhì)量計(jì)算
1.
1.1.
1.2.
1.3.1體積的計(jì)算
將筆套分成3個(gè)部分進(jìn)行計(jì)算，如下圖所示：
圖1.3 面積分割圖
已知：
第一部分的體積為：
得V1=πL1
從而總體體積為：V=1278.48
查表《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)之二》表1.4可知abs塑料的密度為ρ=1.04g/cm3
1.3.2質(zhì)量及面積的計(jì)算
（1）單個(gè)塑件質(zhì)量：
（2）在分型面上面的投影面積為=427.288
（3）曲面的整體表面積：=2.3820511e+03
（4）曲面的平均厚度為：
圖1.4 三維剖視圖
2 型腔數(shù)目的確定
一次注射只能生產(chǎn)一件塑件的模具稱為單型腔模具；一次注射能生產(chǎn)兩件或兩件以上塑件的模具稱為多型腔模具。與多型腔模具相比較，單型腔模具具有塑件的形狀和尺寸一致性好、成型的工藝條件容易控制、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點(diǎn)。但是，在大批量生產(chǎn)的情況下，多型腔模具應(yīng)是更為合適的形式，它可以提高生產(chǎn)效率，降低塑件的整體成本。
在多型腔模具的實(shí)際設(shè)計(jì)中，確定型腔數(shù)目的方法一般有兩種。一種方法是首先確定注射機(jī)的型號(hào)，再根據(jù)注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)和塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計(jì)算出要求選取型腔的數(shù)目；另一種方法是先根據(jù)生產(chǎn)效率的要求和塑件的精度要求確定型腔的數(shù)目，然后再選取擇注射機(jī)或?qū)ΜF(xiàn)有的注射機(jī)進(jìn)行校核。一般可以按下面幾點(diǎn)對(duì)型腔的數(shù)目：
尺寸精度等級(jí)要求一般, 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性來(lái)確定型腔數(shù)目，經(jīng)計(jì)算采用一模12腔
總體積及質(zhì)量為：
圖2.1 型腔排布圖
塑件總體積
塑件總體質(zhì)量
3 成型零部件的設(shè)計(jì)
3.1 型腔、型芯工作尺寸計(jì)算
查表《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)之二》表1.4塑料ABS收縮率0.3%-0.8%,取值0.6%。
型腔徑向尺寸 Lm+0δz =[(1+S)Ls-（0.5-0.75）△]0+0.045 (3-1)
型腔深度尺寸 Hm+0δz =[(1+S)Hs-x△]+0δz (3-2)
型芯徑向尺寸 lm-0δz =[(1+S)ls-（0.5-0.75）△]+0δz (3-3)
型芯高度尺寸 Hm-0δz=[(1+S) hs+x△]+0δz (3-4)
式中：Ls——— 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） ；
ls ——— 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） ；
Hs——— 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） ；
hs ——— 塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸（mm） ；
CS——— 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） ；
X ——— 1/3-1/2；
△——— 塑件公差（mm） ；
δZ ——— 模具制造公差，?。?/3~1/5）△ 。
3.1.1型腔尺寸計(jì)算
尺寸 公差值/mm 計(jì)算
14 0.44 Lm+0δz =[(1+0.65%)14-0.750.44]0+0.110=13.7610+0.110
3.0 0.18 Lm+0δz =[(1+0.65%)3.5-0.750.18]0+0.045=2.88450+0.045
48 0.64 Hm+0δz =[(1+0.65%)51+1/30.64] 0+0.16=48.5253120+0.16
3.1.2型芯尺寸計(jì)算
尺寸 公差值/mm 計(jì)算
8.3 0.32 lm-0δz =[(1+0.65%)8.3-0.750.32]0-0.08=8.113950-0.08
35 0.52 Hm-0δz =[(1+0.65%)35+1/30.52]0-0.13=35.4008160-0.13
3.2 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算
3.2.1剛度校核
δmax== (3-5)
化簡(jiǎn)得出
s≥1.15
式中：E—型腔材料彈性模量；
J—梁的慣性矩
S—側(cè)壁厚度
P—型腔內(nèi)單位面積熔體壓力
根據(jù)查表結(jié)果得出E=2.06×10Mpa [δ]=0.05mm P取30Mpa,代入計(jì) 算得
結(jié)果19≥1.15，成立故能滿足其剛度要求。
3.2.2強(qiáng)度校核
s≥r( (3-6)
式中： [—型腔材料許用拉應(yīng)力為150Mpa 代入計(jì)算得出19≥r(成立，
故能滿足其強(qiáng)度要求，確定最小壁厚之后,結(jié)合模具抽芯原則,初步確定選用B型模架,模架周邊尺寸為246×249mm。
4 分型面的選擇
分型面的設(shè)計(jì)在注射模的設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的位置，分型面的設(shè)計(jì)可以對(duì)塑件的質(zhì)量、模具的整體結(jié)構(gòu)、工藝操作的難易程度及模具的制造等都有很大的影響。
如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置，形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種要素的影響。因此選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，所以要根據(jù)以下幾條原則選擇分型面：
（1） 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，即通過(guò)該方向上塑件的截面積最大，否則塑件無(wú)法從型腔中脫出；
（2） 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模。通常分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模一側(cè)，這樣有助于動(dòng)模內(nèi)設(shè)置的推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作，否則在定模內(nèi)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)往往會(huì)增加模具整體的復(fù)雜性；
（3） 保證塑件的精度要求。與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內(nèi)孔，為保證其精度，應(yīng)盡可能設(shè)置在同一半模具型腔內(nèi)。如果塑件上精度要求較高的成型表而被分型面分割，就有可能由于合模精度的影響引起形狀和尺寸上不允許的偏差，塑件因達(dá)不到所需的精度要求而造成廢品；
（4） 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。選擇分型面時(shí)應(yīng)避免對(duì)塑件的外觀質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，同時(shí)需考慮分型面處所產(chǎn)生的飛邊是否容易修整清除，當(dāng)然，在可能的情況下，應(yīng)避免分型面處產(chǎn)生飛邊；
（5）便于模具加工制造。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直分型面或易于加工的分型面；
（6）對(duì)成型面積的影響。注射機(jī)一般都規(guī)定其相應(yīng)模具所允許使用的最大成型面積及額定鎖模力，注射成型過(guò)程中，當(dāng)塑件(包括澆注系統(tǒng))在合模分型面上的投影面積超過(guò)允許的最大成型面積時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，這時(shí)注射成型所需的合模力也會(huì)超過(guò)額定鎖模力，因此為了可靠地鎖模以避免漲模溢料現(xiàn)象的發(fā)生，選擇分型面時(shí)應(yīng)盡量減少塑件(型腔)在合模分型面上的投影面積；
（7）對(duì)排氣效果。分型面應(yīng)盡量與型腔充填時(shí)塑料熔體的料流末端所在的型腔內(nèi)壁表面重合；
（8）對(duì)側(cè)向抽芯的影響。當(dāng)塑件需側(cè)向抽芯時(shí)，為保證側(cè)向型芯的放置容易及抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順利，選定分型面時(shí)，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺(tái)作為抽芯方向，將較深的凹孔或較高的凸臺(tái)放置在開(kāi)合模方向，并盡量把側(cè)向拍芯機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。
經(jīng)綜合思考，我們采用的是以筆套的中截面為分型面。
5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.1 澆注系統(tǒng)的構(gòu)成
澆注系統(tǒng)通常由主流道、分流道、澆口、冷料穴四個(gè)部分組成。其作用是使使熔體均勻充滿型腔，并使注射壓力有效地傳送到型腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整、質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否適當(dāng)，直接影響成形品的外觀、物性、尺寸精度和成形周期。
5.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則：
(1)分析塑料的成型性能，分析澆注系統(tǒng)對(duì)塑料熔體流動(dòng)的影響以及在充模、保壓補(bǔ)縮和倒流的各階段中，型腔內(nèi)塑料的溫度、壓力的變化情況，使設(shè)計(jì)出的澆注系統(tǒng)適應(yīng)所用塑料的成型性能，保證塑件制品的質(zhì)量；
(2)有利于型腔中氣體的排出；
(3)避免塑料熔體直接沖擊型芯或嵌件，以防其變形或移位；
(4)盡量縮短流程和減少拐彎，減少熔體壓力和熱量的損失，保證充填壓力 和速度，減少塑料用量，提高熔接強(qiáng)度；
(5)防止塑料制品的變形，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意由于冷卻收縮的不均勻或多澆口進(jìn)料、澆口收縮等原因引起制品的變形；
(6)澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量小；
(7)澆注系統(tǒng)的位置應(yīng)盡量與模具的中心線對(duì)稱；
(8)澆口的去除、休整應(yīng)方便，保證制品外觀質(zhì)量。
(9)澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚的部位，以利于補(bǔ)縮；
(10)澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位；
(11)對(duì)于細(xì)長(zhǎng)型心的模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式，以免型芯受沖擊變形；
(12)不要在制品中承受載荷或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口；
5.3 主流道的設(shè)計(jì)
5.3.1主流道的形狀設(shè)計(jì)
主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸出開(kāi)始到分流道為止的塑料體的流動(dòng)通道，主流道設(shè)計(jì)如下：
(1) 主流道設(shè)計(jì)成圓錐型,其錐角為2o～4o，對(duì)于黏度較大的熔體可以增大6o.內(nèi)壁粗糙度Ra取1.6μm。
(2) 主流道截面設(shè)計(jì)成圓形截面加工容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式。
(3) 圓形截面主流道的直徑可根據(jù)塑件的流動(dòng)性良好，所以造圓形截面。
5.3.2主流道的尺寸設(shè)計(jì)
有關(guān)的尺寸計(jì)算
(5-1)
式中：D為主流道大端直徑（mm）
V流經(jīng)主流道的熔體容積（）
K因熔體材料而異的常數(shù)
V=41.3/ S K=1.5 得出D=6.30mm
表5-1 主流道截面直徑推薦值
注射機(jī)注塑量
10
30
60
125
250
500
1000
主流道進(jìn)口端與出口端的直徑
D1
D2
D1
D2
D1
D2
D1
D2
D1
D2
D1
D2
D1
D2
聚已烯、聚苯乙烯
3
4.5
3.5
5
4.5
6
4.5
6
4.5
6.5
5.5
7.5
5.5
8.6
ABS、AS
3
4.5
3.5
5
4.5
6
4.5
6.5
4.5
7
5.5
8
5.5
8.5
聚砷、聚碳酸酯
3.5
5
4
5.5
5
6.5
5
7
5
7.5
6
8.5
6
9
主流道尺寸的確定：
1、以上兩個(gè)表格并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可得主流道的進(jìn)口端直徑d可取3～5.5mm，出口端直徑可取4.5～8.5mm。
2、由于塑件的單件重量為1.3296g，所以注塑機(jī)選擇注射量為30g的，從而可得到主流道進(jìn)口端直徑為D1=3.5mm，出口端直徑D2=6.30mm。
查表可知K的取值主要參數(shù)如下：
表5-2 材料的k推薦取值
材料種類
PS
PE,PP
PA
PC
POM
CA
K值
2.5
4
5
1.5
2.1
2.25
圖5.1 主澆套剖視圖
5.4 分流道的設(shè)計(jì)
分流道是主流道的連接部分，介于主流道和澆口之間，起分流和轉(zhuǎn)向作用。分流道必須在壓力損失最小的情況下，將熔融塑膠以較快速度送到澆口處充模，因在截面積相等的條件下，正方形之周長(zhǎng)最長(zhǎng)，圓形最短。面積如太小，會(huì)降低塑料流速，延長(zhǎng)充模時(shí)間，易造成產(chǎn)品缺料、燒焦、銀線、縮水；如太大易積存過(guò)多氣體，增加冷料，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)效率。在多型腔的模具中分流道必不可少，而在單型腔的模具中，有時(shí)則可省去分流道。在分流道的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免體溫度的降低，同時(shí)還要考慮減小流道的容積。
指塑料熔體從主流道進(jìn)入多腔模各個(gè)型腔的通道，對(duì)熔體流動(dòng)起分流轉(zhuǎn)向作用，并且要求熔體壓力和熱量在分流道中損失小。經(jīng)過(guò)綜合性的考率分流道的表面粗糙度為Ra小于1.6mm。
5.4.1分流道截面的設(shè)計(jì)原則
分流道型式有多種，它因塑膠和模具結(jié)構(gòu)不同而異，常用型式有圓形、半圓形、矩形、梯形、Ｕ形、正六邊形，分流道的截面選擇分析如下：
① 在條件允許下，分流道截面積盡量小，長(zhǎng)度盡量短。
② 分流道較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在末端設(shè)置冷料穴，以容納冷料和防止空氣進(jìn)入，而冷料穴上一般會(huì)設(shè)置拉料桿，以便于澆道脫模。
③ 在多型腔模具中，各分流道盡量保持一致，長(zhǎng)度盡量短，主流道截面積應(yīng)大于各分流道截面積之和．
④ 其表面不要求過(guò)分光滑(Ra=1.6左右)，有利于保溫．
⑤ 如分流道較多時(shí)，應(yīng)考慮加設(shè)分流錐，可避免熔融塑膠直接沖擊型腔，也可避免塑料急轉(zhuǎn)彎使塑膠平穩(wěn)過(guò)渡．
⑥ 分流道一般采用平衡式分布，特殊情況可采用非平衡方式，要求各型腔同時(shí)均衡進(jìn)膠，排列緊湊，流程短，以減少模具尺寸．
⑦ 流道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先取較小尺寸，以便于試模后有修正余量
5.4.2分流道截面的具體設(shè)計(jì)
(1) 分流道的截面形狀
常用的流道截面形狀有圓形、梯形、U形和六角形等。在流道設(shè)計(jì)中要減少在流道內(nèi)壓力損失，則希望流道的截面積大；要減少傳熱損失，又希望流道的表面積小，因此可用流截面積與周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率；
表5-3 分流道截面優(yōu)缺點(diǎn)分析
截面形狀
熱量損失
加工性能
流動(dòng)阻力
最終效果
矩形
大
易
大
差
圓形
小
較難
小
好
梯形
較小
易
較小
一般
U形
較小
易
小
比較好
通過(guò)上表可知，圓形截面的效果最好，但是加工難度比較高，考慮到經(jīng)濟(jì)性，采用U形的分流道截面形狀。分流道在模具中均勻分布，因?yàn)閁形截面的熱量損失小，而且加工容易，效率較高且能夠保證各型腔進(jìn)料均勻，保證塑件的質(zhì)量比較高。
5.4.3分流道的尺寸的設(shè)計(jì)
分流道的直徑計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式如下
(5-2)
式中：D------各級(jí)分流道的直徑（mm）
W------流經(jīng)該分流道的熔體重量（g）
L------流過(guò)熔體的分流道長(zhǎng)度（mm）
W=15.955g L=120mm 推出D=3.8，考慮到分澆道的最小直徑，所以取D=4.8mm
分流道斷面尺寸的選擇要看塑件的大小、注塑速度、分流道長(zhǎng)度、流動(dòng)性等因素。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式所得一般分流道寬度為3.2～9.5才是合理的，當(dāng)分流道的直徑在5～6mm一下的時(shí)候，對(duì)注塑液的流動(dòng)性影響較大，當(dāng)直徑大于8mm時(shí)，對(duì)流動(dòng)性影響較小。故分道流道寬度b=4mm，半徑R=b/2=2,深度h=1.25×2=2.5,為了能夠使塑料流動(dòng)平衡均勻，使排列緊湊流程盡量短，使脹模力的中心與注射機(jī)鎖模力中心一致。
表5-4 表各種材料允許的最小分流道直徑
塑料種類
D
塑料種類
D
PE
1.6mm
ABS,SAN
4.8mm
PS,POM
3.2mm
PSF,PPO
6.4mm
PP,PC
4.8mm
PMMA
8.0mm
表5-5 各種塑料分流道直徑推薦值
塑料種類
D
塑料種類
D
ABS,SAN
4.8～9.5mm
PP
4.8～9.8mm
POM
3.2～9.5mm
PE
1.6～9.5mm
PMMA
8～9.5mm
PPO
6.4～9.5mm
PMMA
8～12.7mm
PS
3.2～9.5mm
PA6
1.6～9.5mm
HPVC
9.5～12.7mm
PC
4.8～9.5mm
綜合表3和表4的數(shù)據(jù)可得，當(dāng)采用ABS塑料的時(shí)候一級(jí)分流道直徑可選在D1=6mm.二級(jí)分流道D2=4.8mm。
圖5.2 分流道圖紙
圖5.3 澆注質(zhì)量仿真
圖5.4 分子流向仿真
5.4.4分流道的布置形式
由于采用一模十二腔，塑件成型尺寸較小，綜合分析后分流道布置如 圖5-3所示：
圖5.5 澆道布置
5.5 冷料穴的設(shè)計(jì)
冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開(kāi)模時(shí)又將主流道的凝料拉出。冷料穴的直徑宜大端直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。此次模具設(shè)計(jì)是不帶頂料桿的冷料穴，其作用僅是為了捕集料流前鋒的“冷料”。 這類冷料穴的底部由一個(gè)以主流道下端半徑為半徑的半球。
6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6.1 模具溫度的影響
注射模具的溫度是指模具型腔的表面溫度，對(duì)于大型塑件是指模具型腔表面多點(diǎn)溫度的平均值。在注射成型過(guò)程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量(如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開(kāi)裂性和表面質(zhì)量等)，并且對(duì)生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，因此，必須采用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)模具的溫度進(jìn)行控制。
模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括冷卻和加熱兩個(gè)方面，對(duì)于大多數(shù)要求較低模溫(一般低于80 ℃ )的塑料(如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS 等)，只需設(shè)置模具的冷卻系統(tǒng)即可，因?yàn)?，通過(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可達(dá)到調(diào)節(jié)模具溫度的目的。但對(duì)于要求模溫較高(80 ? 120 ℃ )的塑料(如聚碳酸醋、聚礬、聚苯醚等)以及大型注射模具，需設(shè)置加熱系統(tǒng)。因?yàn)榇笮湍＞呱崦娣e廣，有時(shí)單靠注人高溫塑料來(lái)保持模具溫度是不夠的。
(1) 模具溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響
塑件的質(zhì)量與模具的溫度有密切關(guān)系，低的模具溫度可降低塑件的成型收縮率，避免塑件收縮產(chǎn)生凹陷，降低脫模后的塑件變形，從而提高塑件尺寸精度。從塑件的耐應(yīng)力開(kāi)裂能力來(lái)看，結(jié)晶型塑料結(jié)晶度越高該能力就越低，因此也應(yīng)降低模溫。但模具溫度過(guò)低將影響塑料的流動(dòng)，造成充模流動(dòng)阻力大、不易充滿型腔、內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大等缺陷，使塑件易出現(xiàn)翹曲、扭曲、流痕、銀絲、注不滿等問(wèn)題。
提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量，使塑件的表面粗糙度降低。高的模具溫度，對(duì)于結(jié)晶性聚合物，結(jié)晶在模內(nèi)充分達(dá)到平衡，因此，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象造成尺寸和力學(xué)性能的變化(特別是玻璃化溫度低于室溫的聚烯烴類塑件)。但是，模具溫度過(guò)高將導(dǎo)致成型周期延長(zhǎng)和塑件發(fā)脆的缺陷;模溫過(guò)高又會(huì)使冷卻時(shí)間大大延長(zhǎng)，易造成滋邊、脫模變形等;模溫高，則熔體冷卻速度慢，收縮率波動(dòng)大。
如果模具溫度不均勻，型腔與型芯溫差過(guò)大，則塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件產(chǎn)生翹曲變形，影響塑件的形狀和尺寸精度。不均勻的冷卻也會(huì)使制品表面光澤不一，出模后產(chǎn)生熱變形。因此，必須合理控制模具溫度，才能確保塑件的質(zhì)量。
(2) 模具溫度調(diào)節(jié)對(duì)生產(chǎn)效率的影響
在塑件成型周期中，冷卻時(shí)間占了很大比例，一般可占成型周期的2 / 3 。由于冷卻所需的時(shí)間長(zhǎng)，使得注射成型生產(chǎn)率的提高受到了阻礙，因此，縮短成型周期中的冷卻時(shí)間便成了提高生產(chǎn)率的關(guān)鍵。影響冷卻時(shí)間的因素很多，如冷卻管道與型腔的距離、塑料種類和塑件厚度、開(kāi)模溫度、模具熱傳導(dǎo)率、冷卻介質(zhì)(水)初始溫度及流動(dòng)狀態(tài)等?？s短冷卻時(shí)間，可通過(guò)增大冷卻介質(zhì)流速、增大傳熱面積和調(diào)節(jié)塑料與模具的溫差來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，冷卻管道距型腔表面越近，則冷卻效果就越好。因考慮到距離太小，則每一個(gè)冷卻管道影響型腔表面的范圍較小，型腔不易達(dá)到均勻冷卻;冷卻管道距型腔表面太近，就會(huì)減小模具型腔表面的強(qiáng)度，在型腔內(nèi)熔融塑料壓力的作用下易發(fā)生變形，影響塑件尺寸精度及外觀質(zhì)量。綜合這兩種情況，一般冷卻管道的管壁距型腔表面的距離取15~25 mm 。塑件的厚度、開(kāi)模溫度及冷卻水溫度對(duì)降低冷卻時(shí)間有顯著影響。因此，可以從產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)置入手來(lái)減少冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
(3) 對(duì)模具溫度的要求
塑料品種不同則對(duì)于模具的溫度要求也不同。對(duì)模具溫度總的要求是：使模具溫度達(dá)到適宜制品成型的工藝條件要求，能通過(guò)控溫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使模腔各個(gè)部位上的溫度基本相同;在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，即在生產(chǎn)過(guò)程中的每個(gè)成型周期中，模具溫度應(yīng)均衡一致。
6.2 冷卻系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)原則
(1) 盡量保證塑件的收縮均勻。維持模具的熱平衡；
2.冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，責(zé)對(duì)塑件的冷卻效果越均勻，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般冷卻水孔中心線與行腔壁的距離應(yīng)為冷卻水管直徑的1-2倍（常為12-15mm）冷卻水管的中心距一般為冷卻水管直徑的3-5倍，冷卻水管的直徑一般為8-12mm，但是不能超過(guò)14mm；
3.盡量是冷卻水管距離行腔表面的距離相等，當(dāng)塑件的壁厚均勻時(shí)，冷卻水管與行腔表面的距離應(yīng)該處處相等，當(dāng)塑件的壁厚不均勻時(shí)，厚壁處應(yīng)該加強(qiáng)冷卻，冷卻水管應(yīng)該靠近行腔，距離小但是也不應(yīng)小于10mm；
4.澆口處加強(qiáng)冷卻，一般在注塑時(shí)，澆口附近的溫度最高，距澆口越遠(yuǎn)的溫度越低，因此要加強(qiáng)澆口處的冷卻。即冷卻水從澆口附近流入；
5.應(yīng)該降低進(jìn)水與出水的溫差，如果進(jìn)水與出水的溫差較大，將使模具的溫度分布不均勻，尤其對(duì)于流程很長(zhǎng)的大型塑件，料溫越流越低，對(duì)于矩形模具，通常沿模具寬度方向開(kāi)設(shè)水孔，進(jìn)水與出水的溫差不大于5度（精密模具的溫差要控制在2度以內(nèi)）；
6.合理選擇冷卻水管的形式，對(duì)以收縮大的塑件（如聚乙烯）應(yīng)沿收縮方向開(kāi)設(shè)冷卻水孔，對(duì)于不同形狀的塑件，冷卻水管的排列形式也不進(jìn)相同。具體排列形式自行考慮；
7.合理選擇冷卻水管接頭的位置，為了不影響操作，進(jìn)出口水管接頭通常設(shè)在注射機(jī)背面的模具同一側(cè)；
8.冷卻系統(tǒng)的水管盡量避免與模具上的其他機(jī)構(gòu)如：推管孔，小型芯孔等發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計(jì)是要全盤考慮；
9.冷卻水管的進(jìn)出接頭應(yīng)該埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過(guò)程中造成損壞，最好在進(jìn)出口位置打出標(biāo)志如IN AND OUT；
6.3 冷卻回路尺寸的確定及布置
6.3.1水道孔徑的設(shè)計(jì)
（1）水道孔徑與流量及流速有直接關(guān)系。
水道中的水流處于紊流狀態(tài)，由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會(huì)影響模具的冷卻，因此用塑件的平均壁厚來(lái)確定水孔直徑。塑件平均壁厚為1.08mm ，尺寸較小，確定水孔直徑為8mm 。通過(guò)調(diào)節(jié)水溫、水速來(lái)滿足要求。
（2）水孔位置的確定
水孔的中心位置距離型腔表面不可太進(jìn)，太進(jìn)則使型腔壁面溫度不均，同時(shí)當(dāng)型腔壓力大時(shí)，可使正對(duì)水孔的型腔壁面壓潰變形。水孔間的位置不可太遠(yuǎn)也不能太近。在1.7d～3d之間為好，所以我們此處采用間距L=2d=28=16mm
（3）水道布置方式
水道布置一般分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種形式。串聯(lián)水道的優(yōu)點(diǎn)為水道中間若有堵塞能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，但是如果流程長(zhǎng)，溫度不易均勻，流動(dòng)阻力大。并聯(lián)水道的優(yōu)點(diǎn)是分幾路通水，流動(dòng)阻力小，溫度較均勻。缺點(diǎn)為中間有堵塞時(shí)不易發(fā)現(xiàn)。
經(jīng)過(guò)綜合考慮，我們采用內(nèi)循環(huán)式的冷卻水道布置方式，如圖6-1所示：
圖 6.1 水道的布置
6.3.2冷卻回路的布置
設(shè)置冷卻效果好的冷卻水回路的模具是縮短成型周期、提高生產(chǎn)效率最有效的方法，下面介紹冷卻回路設(shè)置的基本原則：
（1） 冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大。
（2） 冷卻水道離模具型腔表面的距離要適當(dāng)。
（3） 水道出入口的布置要使得出入口溫差小。
（4） 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮方向設(shè)置。
（5） 冷卻水道的布置應(yīng)避開(kāi)塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位。
冷卻回路有外接直通式，平面回路式、多層回路式、冷卻水道的形式是根據(jù)塑件的形狀確定的。本設(shè)計(jì)由于采用整體嵌入式型腔，且型腔外形為矩形，故水道布置在模板上，其具體結(jié)構(gòu)如圖所示：
如圖6－2冷卻水道注：冷卻水孔打空后，應(yīng)用堵頭堵住不需要的通道。
圖6.2 水道的整體形式
6.4 冷卻時(shí)間計(jì)算
為使模具表面溫度均勻，型腔與冷卻回路的分布狀態(tài)也就是距離和間隔問(wèn)題值得重視冷卻回路通常按制件形狀及所需溫度分為直通式、圓周式、多級(jí)式、螺旋線式、渦旋式、平面U 形彎曲式、垂直U 形彎曲式、噴射式; 擴(kuò)散管式、隔離板式; 擋板式GL 又可按流量和回路數(shù)目分為直列冷卻和并列冷卻M按模具內(nèi)是由《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》，冷卻時(shí)間依塑件種類、塑件壁厚而異，一般用下式計(jì)算：
(6-1)
式中： ——最低冷卻時(shí)間（s）；
——塑件平均壁厚（mm）；
——塑件平均熱擴(kuò)撒率（mm2/s）；
——模具平均溫度（℃）；
——熔體平均溫度（℃）；
——塑件脫模時(shí)平均溫度（℃）。
式中：s=1.08mm
查表得 =45℃ =240℃ =30℃
熱擴(kuò)散率的計(jì)算公式：
(6-2)
式中：a----熱擴(kuò)散率（mm2/s）；
----塑料熱導(dǎo)率 (W/m.K)
----塑料比熱容(J/g.K)
-----塑料密度kg/
式中：=2.93W/mm.k =1.047KJ/Kg.K =1.05kg/
代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：
a=0.270/s =4.2s
由《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》，?。?0s。
計(jì)算用水量的多少來(lái)確定孔徑是否合適。
6.5 用水量M的計(jì)算
計(jì)算公式為
(6-3)
式中: Q1-----每次注射由冷卻系統(tǒng)傳去的熱流量（W）
M-----每一次注射所需的單位時(shí)間用水量（kgs）
-----水的必定壓熱容J/kg。K
----水的入口溫度（℃）
-----水的出口溫度（℃）
=4179 - =10 M=3.8kgs
我們水道選擇為直徑8mm的，水流量為M=5kgs》3.8kgs
表6-1 主要取值
溫度℃
0
20
40
60
80
Cp值
4221
4183
4179
4191
4199
表6-2 冷卻水道在穩(wěn)定紊流下的流速與流量
水管直徑（mm）
最低流速（ms）
流量（min）
8
1.66
0.005
10
1.32
0.0062
12
1.10
0.0074
15
0.87
0.0092
6.6 成型周期計(jì)算
注塑成型周期涉及不止流道大小和直徑啊，還有澆口的大小、運(yùn)水、注塑機(jī)和注塑工藝等都有一定的關(guān)系，目前來(lái)說(shuō)把因素考慮全的話，還沒(méi)有比較科學(xué)的計(jì)算方法。
注射成型周期一般用下式計(jì)算：
(6-4)
式中： Ti——沖模時(shí)間，由PROE計(jì)算總注塑質(zhì)量（包括澆注系統(tǒng)）為30.9g，查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》表5－49，取Ti=0.5s；
Tn——保壓時(shí)間，取20s；
Tc——冷卻時(shí)間；Tc=20s
Tr——其余時(shí)間，包括脫模區(qū)間及開(kāi)閉模時(shí)間，取Tr=40s。
代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：
T=80.5s
7 模具材料選擇
7.1 模具滿足工作條件要求
(1）耐磨性
坯料在模具型腔中塑性變性時(shí)，沿型腔表面既流動(dòng)又滑動(dòng)，使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦，從而導(dǎo)致模具因磨損而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情況下，模具零件的硬度越高，磨損量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性還與材料中碳化物的種類、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)。
（2）強(qiáng)韌性
模具的工作條件大多十分惡劣，有些常承受較大的沖擊負(fù)荷，從而導(dǎo)致脆性斷裂。為防止模具零件在工作時(shí)突然脆斷，模具要具有較高的強(qiáng)度和韌性。模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)。
（3）疲勞斷裂性能
模具工作過(guò)程中，在循環(huán)應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，往往導(dǎo)致疲勞斷裂。其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強(qiáng)度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。
（4）高溫性能
當(dāng)模具的工作溫度較高進(jìn)，會(huì)使硬度和強(qiáng)度下降，導(dǎo)致模具早期磨損或產(chǎn)生塑性變形而失效。因此，模具材料應(yīng)具有較高的抗回火穩(wěn)定性，以保證模具在工作溫度下，具有較高的硬度和強(qiáng)度。
(5）耐冷熱疲勞性能
有些模具在工作過(guò)程中處于反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài)，使型腔表面受拉、壓力變應(yīng)力的作用，引起表面龜裂和剝落，增大摩擦力，阻礙塑性變形，降低了尺寸精度，從而導(dǎo)致模具失效。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一，幫這類模具應(yīng)具有較高的耐冷熱疲勞性能。
(6）耐蝕性
有些模具如塑料模在工作時(shí)，由于塑料中存在氯、氟等元素，受熱后分解析出HCI、HF等強(qiáng)侵蝕性氣體，侵蝕模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加劇磨損失效。
7.2 模具滿足工藝性能要求
模具的制造一般都要經(jīng)過(guò)鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，其材料應(yīng)具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；還應(yīng)具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開(kāi)裂傾向。
（1）可鍛性
具有較低的熱鍛變形抗力，塑性好，鍛造溫度范圍寬，鍛裂冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向低。
（2）退火工藝性
球化退火溫度范圍寬，退火硬度低且波動(dòng)范圍小，球化率高。
（3）切削加工性
切削用量大，刀具損耗低，加工表面粗糙度低。
（4）氧化、脫碳敏感性
高溫加熱時(shí)抗氧化懷能好，脫碳速度慢，對(duì)加熱介質(zhì)不敏感，產(chǎn)生麻點(diǎn)傾向小。
（5）淬硬性
淬火后具有均勻而高的表面硬度。
（6）淬透性
淬火后能獲得較深的淬硬層，采用緩和的淬火介質(zhì)就能淬硬。
（7）淬火變形開(kāi)裂傾向
常規(guī)淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低。常規(guī)淬火開(kāi)裂敏感性低，對(duì)淬火溫度及工件形狀不敏感。
（1）可磨削性
砂輪相對(duì)損耗小，無(wú)燒傷極限磨削用量大，對(duì)砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感，不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。
7.3 模具滿足經(jīng)濟(jì)性要求
在給模具選材是，必須考慮經(jīng)濟(jì)性這一原則，盡可