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編號：
畢業(yè)設計(論文)外文翻譯
（原文）
學 院： 國防生學院
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學生姓名： 盧 衛(wèi)
學 號： 1000110107
指導教師單位： 機電工程學院
姓 名： 曹泰山
職 稱： 講 師
2014年 3 月 9 日
編號：
畢業(yè)設計(論文)外文翻譯
（譯文）
學 院： 國防生學院
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學生姓名： 盧 衛(wèi)
學 號： 1000110107
指導教師單位： 機電工程學院
姓 名： 曹泰山
職 稱： 講 師
2014年 3 月 9 日
編號：
畢業(yè)設計(論文)開題報告
題 目： 筆蓋注塑模具設計
院 （系）： 國防生學院
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學生姓名： 盧衛(wèi)
學 號： 1000110107
指導教師單位： 機電工程學院
姓 名： 曹 泰 山
職 稱： 講 師
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設計 ¨工程技術研究 ¨軟件開發(fā)
2013年12月23日
1．畢業(yè)設計的主要內容、重點和難點等
畢業(yè)設計的主要內容：
近年來，中國塑料模具發(fā)展速度相當快。注塑模市場得到了很大的發(fā)展，市場競爭也越發(fā)激烈。為了做到高質高效低成本來提高市場占有率,注塑模具的開發(fā)、設計與加工結合CAD/CAE/CAM技術具有重大意義。模具生產技術水平的高低已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，其主要內容如下：
1、參觀調研，查閱資料。到模具制造相關企業(yè)調研，了解模具設計、生產、制造及加工情況。結合本次畢設課題，查閱模具相關資料；
2、 撰寫開題報告；
3、通過對產品的性能分析，完成相關的模具結構與零件設計；
4、設計的模具結構要求完整、合理；
5、合理選擇尺寸、公差、表面粗糙度和制件材料，繪制的產品圖樣完整；
6、認真分析制件圖，確定模具型腔、模具結構、分型面和進料口形式，計算含收縮率的相關尺寸和模具的強度和剛度；
7、 翻譯專業(yè)外語文獻。
8、 撰寫畢業(yè)設計（論文）說明書；
9、 繪制模具總裝圖、零件圖；
畢業(yè)設計的重點難點：
1、塑件的合理性設計及結構工藝性分析；
2、材料選擇，收縮率計算。模具強度及剛度分析；
3、塑件壁厚成型工藝考慮及保證塑件的外觀要求；
4、模具型腔數的確定，模具結構、分型面和進料口形式的選擇；
5、保證塑件成型時無變形，注出的制件表面光滑，無氣泡和其它缺陷，無飛邊或少飛邊。
6、繪制模具總裝圖、零件圖及尺寸標注。
2．準備情況（查閱的文獻資料及調研情況、現有設備、實驗條件等）
模具工業(yè)是國民經濟的重要基礎工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產品，也是高新技術產業(yè)化的重要領域，其技術水平的高低已經成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志
專家預測，大型、精密、設計合理的注塑模具將受到市場普遍歡迎。通過調研及查閱資料,對側抽芯液壓錐螺紋接頭三通管注塑模設計方案有了初步的構思。
調研情況
1.模具技術的現狀
20世紀80年代以來，國民經濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時為模具的發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以15% 左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關注。“模具是工業(yè)生產的基礎工藝裝備”已經取得了共識。目前，中國有17000多個模具生產廠點，從業(yè)人數約50多萬。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。近年來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨資企業(yè)和私營企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機構和大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。
中國塑料模工業(yè)從起步到現在，歷經半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產48in（約122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具。經過多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技術、模具的電加工和數控加工技術、快速成型與快速制模技術、新型模具材料[1]等方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。
進入21世紀，在經濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術和勞動力市場的重新整合，中國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產品。為了適應用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應用現代先進制造技術來加速模具工業(yè)的技術進步，這是各行各業(yè)對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求。
2.側抽芯筆蓋注塑模具設計的流程：
(1)思考與創(chuàng)新：繪制草圖，確定筆蓋外觀形式；
(2)實踐操作：通過Pro-e軟件畫出其三維模型；
(3)用Pro-e做出內部的結構，實現外觀要求；
(4)將Pro-e做的圖導入AutoCAD中；
(5)修改結構圖。
3.注射模具的設計過程
(1)對塑料零件的材料、形狀和功能進行分析
(2)確定型腔的數目
確定型腔的數目條件有：最大注射量、鎖模力、產品的精度要求和經濟性等。
(3)選擇分型面
分型面的選擇應以模具結構簡單、分型容易，且不破壞已成型的塑件為原則。
(4)型腔的布置方案
型腔的布置應采用平衡式排列，以保證各型腔平衡進料。型腔的布置還要注意與冷卻管道、推桿布置的協調問題。
(5)確定澆注系統
澆注系統包括主流道、分流道、澆口和冷料穴。澆注系統的設計應根據模具的類型、型腔的數目及布置方式、塑件的原料及尺寸等確定。
(6)確定脫模方式
脫模方式的設計應根據塑件留在模具的部分而同。由于注射機的推出頂桿在動模部分，所以，脫模推出機構一般都設計在模具的動模部分。因此，應設計成使塑件能留在動模部分。設計中，除了將較長的型芯安排在動模部分以外，還常設計拉料桿，強制塑件留在動模部分。但也有些塑件的結構要求塑件在分型時，留在定模部分，在定模一側設計出推出裝置。推出機構的設計也應根據塑件的不同結構設計出不同的形式，有推桿、推管和推板等結構。
(7)確定調溫系統結構
模具的調溫系統主要由塑料種類決定。模具的大小、塑件的物理性能、外觀和尺寸精度都對模具的調溫系統有影響。
(8)確定凹模和型心的固定方式
當凹?；蛐托牟捎描倝K結構時，應合理地劃分鐵塊并同時考慮鑲塊的強度、可加工性及安裝固定。
(9)確定排氣尺寸
一般注射模的排氣可以利用模具分型面和推桿與模具的間隙；而對于大型和高速成型的注射模，必須設計相應的排氣裝置。
(10)確定注射模的主要尺寸
根據相應的公式，計算成型零件的工作尺寸，以及決定模具型腔的側壁厚度、動模板的厚度、拼塊式型腔的型腔板的厚度及注射模的閉合高度。
(11)選用標準模架
根據設計、計算的注射模的主要尺寸，來選用注視模的標準模架，并盡量選擇標準模具零件。
(12)繪制模具的結構草圖
在以上工作的基礎上，繪制注射模的完整的結構草圖，繪制模具結構圖是模具設計十分重要的工作，其步驟為先畫俯視圖（順序為：畫模架、型腔、冷卻管道、支撐柱、推出機構），再畫出主視圖。
(13)校核模具與注射機有關尺寸
對所使用的注射機的參數進行校核：包括最大注射量、注射壓力、鎖模力及模具的安裝部分的尺寸、開模行程和推出機構的校核。
(14)注射模結構設計的審查
對根據上述有關注視模結構設計的各項要求設計出來的注射模，應進行注射模結構設計的初步審查，同時，也有必要對提出的要求加以確認和修改。
(15)繪制模具的裝配圖
裝配圖是模具裝配的主要依據，因此應清楚地表明注視模的各個零件的裝配關系、必要的尺寸（如外形尺寸、定位圈直徑、安裝尺寸、活動零件的極限尺寸等）、序號、明細表、標題欄及技術要求。
(16)繪制模具的零件圖
由模具裝配圖拆繪零件圖的順序為：先內后外，先復雜后簡單，先成型零件后結構零件。
(17)復核設計圖樣
注射模具設計的最后是審核所設計的注射模，應多關注零件的加工、性能。
已查閱的文獻資料
[1] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設計[M].北京：高等教育出版社，2007.
[2] 宋長發(fā).工程制圖[M].北京：國防工業(yè)出版社，2011.
[3] 任仲貴. CAD/CAM原理[M]. 北京：清華大學出版社，1991.
[4] 王明強. 計算機輔助設計技術[M]. 北京：科學出版社，2002.
[5] 許鶴峰.注射模具設計要點與圖例[M].北京：化學工業(yè)出版社，1999.
[6] 李名堯.模具CAD/CAM[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.
[7] 潘寶權.模具制造工藝[M].北京;機械工業(yè)出版社，2004.
[8] 張維合.注塑模具設計實用教程[M].北京:化學工業(yè)出版社,2007.9.
[9] 李學鋒. 塑料模設計及制造[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002.6
[10] Y. Zhang, W. Hu and Y. Rong et al. Graph-based set-up planning and tolerance decomposition for computer-aided fixture design. International Journal of Production Research [J], 2001, 39(14): 3109-3126.
現有設備及實驗條件：計算機一臺，使用軟件為Pro/Engineer5.0及Auto CAD2008、Moldflow insight，以上實驗條件可滿足本次畢業(yè)設計的要求。
3、實施方案、進度實施計劃及預期提交的畢業(yè)設計資料
一、2013年12月9日至2013年12月22日，理解消化畢設任務書要求并收集、分析、消化資料文獻，根據畢設內容完成并交開題報告；
二、2014年1月6日至2014年1月13日，開展調研，了解塑件結構，對原材料進行分析，考慮塑件的成型工藝性、模具的總體結構的形式，并完成部分英文摘要翻譯。
三、2014年3月4日至2013年3月31日，查閱資料，熟悉注射模的結構及有關計算，擬定模具的方案設計、總體設計及主要零件設計，擬定成型工藝過程，查閱有關手冊確定適宜的工藝參數，注射機的選擇及確定注射設備及型號規(guī)格；
四、2014年4月1日至2014年4月6日，完成設計計算任務，總體結構的設計和完成總裝配圖及零件圖的設計；
五、2014年4月7日至2014年4月21日，完成設計，圖紙繪制任務，工藝規(guī)程說明書的編寫；
六、2014年4月22日至2014年5月4日，完善設計并完成論文的撰寫；
七、2014年5月5日至2014年5月9日，修改并打印畢業(yè)論文及整理相關資料，交指導老師評閱，準備論文答辯。
指導教師意見
指導教師（簽字）：
2013年12月 日
開題小組意見
開題小組組長（簽字）：
2014年1 月 日
院（系、部）意見
主管院長（系、部主任）簽字：
2014年1月 日
編號：
畢業(yè)設計(論文)任務書
題 目： 筆蓋注塑模具設計
學 院： 國防生學院
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學生姓名： 盧 衛(wèi)
學 號： 1000110107
指導教師單位： 機電工程學院
姓 名： 曹泰山
職 稱： 講師
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設計 ¨工程技術研究 ¨軟件開發(fā)
2013年12月9日
一、畢業(yè)設計（論文）的內容
畢業(yè)設計內容
1、查找相關的資料并閱讀消化，明確筆蓋注塑模具設計要求，分析該塑料制品成型工藝及其可能性和經濟性等因素，對零件圖紙進行結構和工藝分析，設計成型工藝；
2、掌握成型設備的技術規(guī)范，進行模具結構設計及模具設計的有關計算；
3、模具總體尺寸的設計與結構草圖的繪制，模具結構總裝圖和零件工作圖的設計繪制；
4、編制主要零件的制造工藝。
二、畢業(yè)設計（論文）的要求與數據
1、筆蓋形狀特點確定其注塑模的方案設計；
2、該塑料制品的設計難點是抽芯機構的設計；
3、確定其使用的材料為塑料；
4、制品的具體尺寸請測繪出圖；
5、塑件成型時無變形，注出的制件表面光滑，無氣泡和其它缺陷，無飛邊或少飛邊。
三、畢業(yè)設計（論文）應完成的工作
1、完成注塑模的總體方案設計，完成開題報告。
2、進行模具結構設計并選用標準件，完成零件間的配給選用及相關的設計計算。
3、用A0圖紙繪制裝配圖，采用CAD軟件繪制零件圖，繪圖工作量折合A0圖紙3張以上，其中必須包含兩張A3以上的計算機繪圖圖紙，用PRO/E 軟件對塑件和模具進行實體造型。
4、完成二萬字左右的畢業(yè)設計說明書（論文）；在畢業(yè)設計說明書（論文）中必須包括300-500個單詞詳細的英文摘要；
5、獨立完成與課題相關，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）；
6、完成導師所指定的其它工作。并附有開題報告一份。
四、應收集的資料及主要參考文獻
[1] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設計[M].北京:機械工業(yè)出版社，2002.
[2] 模具實用技術叢書編委會．模具實用技術注塑模具設計制造與應用實例[M]．北京:機械工業(yè)出版社，2002.
[3] 顏智偉.塑料模具設計與機構設計[M].北京：國防工業(yè)出版社，2006.
[4] 姜明艷.薄壁外殼注塑模設計[J]. 北京：機械工業(yè)出版社，2002.
[5] 王文廣等.塑料注射模具設計技巧與實例[M].北京：化學工業(yè)出版社.2004.
[6] 模具實用技術叢書編委會編.塑料模具設計制造與應用實例[M].北京：機械工業(yè)出版社.2002.
[7] 李學鋒.塑料模設計及制造[M].北京：機械工業(yè)出版社 2002.
[8]〔德〕G.曼格斯，李玉泉譯.塑料注射成型模具的設計和制造[M].北京輕工出版社,2005.
[9]譚雪松, 林曉新, 溫麗編. 新編塑料模具設計手冊[M].北京：人民郵電出版社，2007.
[10] Childs Peter R.N．Mechanical Design[J]．Oxford :Butterworth-Heinemann，2003
五、試驗、測試、試制加工所需主要儀器設備及條件
計算機一臺
CAD設計軟件
任務下達時間：
2013年12月9日
畢業(yè)設計開始與完成時間：
2013年12月17日至 2014年05 月4日
組織實施單位：
教研室主任意見：
簽字： 2013年12月14日
院領導小組意見：
簽字： 2013 年12月16日
2014年機電工程學院畢業(yè)設計(論文)進度計劃表
學生姓名：盧衛(wèi) 學號：1000110107
序號
起止日期
計劃完成內容
實際完成內容
檢查日期
檢查人簽名
1
2013.12.17—12.23
教師填寫，下同
教師填寫，下同
2
2013.12.24—12.30
3
2013.12.31-2014.1.6
4
2014.1.7-1.13
5
3.4-3.10
6
3.11-3.17
7
3.18-3.24
8
3.25-3.31
(本表同時作為指導教師對學生的16次考勤記錄)
2014年機電工程學院畢業(yè)設計進度計劃表（續(xù)）
學生姓名： 學號：
序號
起止日期
計劃完成內容
實際完成內容
檢查日期
檢查人簽名
9
4.01-4.07
教師填寫，下同
教師填寫，下同
10
4.08-4.14
11
4.15-4.21
12
4.22-4.28
13
4.29-5.05
14
5.06-5.12
15
5.13-5.19
16
5.20-5.26
完成畢業(yè)設計，提交論文
任務下達時間：2013年12月17日 (本表同時作為指導教師對學生的16次考勤記錄)
第 2 頁 共 2 頁
畢業(yè)設計（論文）中期檢查表（指導教師）
指導教師姓名：曹泰山 填表日期： 2014年 4 月 20 日
學生學號
1000110107
學生姓名
盧衛(wèi)
題目名稱
筆蓋注塑模具設計
已完成內容
1、完成裝配圖的繪制；
2、完成大部分論文；
3、完成英文翻譯；
4、大部分零件圖的繪制；
檢查日期：2014-4-20
完成情況
t全部完成
□按進度完成
□滯后進度安排
存在困難
相關部分的計算比較難進行。
解決辦法
查閱相關資料，并且與指導老師和同學們一起討論解決方案。
預期成績
□優(yōu) 秀
t良 好
□中 等
□及 格
□不及格
建
議
教師簽名：
教務處實踐教學科制表
說明：1、本表由檢查畢業(yè)設計的指導教師如實填寫；2、此表要放入畢業(yè)設計（論文）檔案袋中；
3、各院(系)分類匯總后報教務處實踐教學科備案
編號：
畢業(yè)設計說明書
題 目： 筆蓋注塑模具設計
院 （系）： 國防生學院
專 業(yè)：機械設計制造及其自動化
學生姓名： 盧衛(wèi)
學 號： 1000110107
指導教師單位： 機電工程學院
姓 名： 曹泰山
職 稱： 講師
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設計 ¨工程技術研究 ¨軟件開發(fā)
2014年5月4日
摘 要
注塑成型在整個制造業(yè)的生產中占有十分重要的地位，據估計注塑成型的制品約占模具塑料制品總產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，現在注塑模具設計和制造中的傳統方法早已滿足不了現代生產發(fā)展的需要，為贏得競爭市場，持續(xù)發(fā)展，模具生產必須變革傳統的生產方法，引進新技術、新思維。
在計算機技術日益發(fā)達的今天，將計算機運用于注塑模具以及制造業(yè)中已經迫在眉睫。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的技術特點，以及先進制造模式在模具行業(yè)中的應用，在分析的國際國內模具市場，國內模具CAD/CAE的發(fā)展趨勢的基礎上提出以計算機應用技術為手段的輔助模具設計的新方法。主要針對注塑模具常見的成型方法進行了分析研究，以達到將注塑模具過程智能化在熟悉注塑模具設計基本知識的基礎上，對系統進行分析并設計出系統的總體框架。 我們運用Pro/E軟件中的模具模塊以及塑料仿真模塊來進行對模具進行了各個系統的設計。
本論文是對筆蓋注塑模具設計的一個詳細的介紹，這次的筆蓋模具設計我們主要采用了側抽芯注射模。每個筆蓋有一個大孔，成型需要側抽芯。本模具采用一模十二腔，二次分型，點澆口進料，彈簧和斜導柱分別抽芯。設計的主要內容有：筆蓋的設計，筆蓋材料的選擇，注塑機的選用、分型面、型腔布局、澆注系統、型腔尺寸計算、型芯尺寸的計算、螺紋型心、模架的選擇、推出脫模機構的設計、溫度調節(jié)系統和裝配圖與零件圖的繪制等。本次設計主要是通過對塑件的形狀、尺寸及其精度要求進行注射成型工藝的工藝分析、側向分型與抽芯機構設計，重點在側抽芯機構的設計。在這過程中分析了模具受力，推出脫模機構的設計，合模導向機構的設計，冷卻系統的設計以及排氣系統等，并繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具零件圖。設計中力求模具結構設計簡單、合理、實用，使得模具結構緊湊、工作可靠，可實現全自動操作。
關鍵詞：注塑模；一模12穴；型腔；導柱。
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;
桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）說明書用紙
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 體積及質量計算 4
1.3.1體積的計算 4
1.3.2質量及面積的計算 4
2 型腔數目的確定 5
3 成型零部件的設計 6
3.1 型腔、型芯工作尺寸計算 6
3.1.1型腔尺寸計算 6
3.1.2型芯尺寸計算 6
3.2 成型零部件的強度與剛度計算 7
3.2.1剛度校核 7
3.2.2強度校核 7
4 分型面的選擇 7
5 澆注系統的設計 9
5.1 澆注系統的構成 9
5.2 澆注系統設計原則 9
5.3 主流道的設計 9
5.3.1主流道的形狀設計 9
5.3.2主流道的尺寸設計 10
5.4 分流道的設計 11
5.4.1分流道截面的設計原則 12
5.4.2分流道截面的具體設計 12
5.4.3分流道的尺寸的設計 13
5.4.4分流道的布置形式 14
5.5 冷料穴的設計 15
6 冷卻系統的設計 15
6.1 模具溫度的影響 15
6.2 冷卻系統主要設計原則 16
6.3 冷卻回路尺寸的確定及布置 17
6.3.1水道孔徑的設計 17
6.3.2冷卻回路的布置 18
6.4 冷卻時間計算 19
6.5 用水量M的計算 20
6.6 成型周期計算 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 模具滿足經濟性要求 23
8 選擇注射機 23
8.1 注射機型號選取 23
8.2注射機參數的校核 25
9 模具主要參數的計算 27
9.1 脫模力的計算 27
9.2 初始脫模力 27
9.3 推桿直徑計算 28
9.4 推桿的應力校核 28
9.5 推板的厚度計算 29
9.6 推出機構的設計 29
9.6.1推桿的設計 29
9.6.2復位桿的設計 30
9.7 脫模方式的確定 30
10 模具結構設計 31
10.1 結構設計主要原則 31
10.2 模具強度的設計 32
10.2.1凹模的設計 32
10.2.2 嵌底式組合凹模側壁強度的計算 33
10.2.3 支撐板的強度計算 33
11 排氣系統的設計 34
11.1 排氣會產生的缺點 34
11.2 排氣方式及機構的設計 35
12 模架的選擇 36
13 成型零件加工工藝規(guī)程 37
14 結束語 39
參考文獻 40
第 39 頁 共 40 頁
桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）說明書用紙
引言
模具是我國國民經濟的基礎工業(yè)，是制造業(yè)的重要基礎工藝裝備，隨著社會的不斷進步、經濟的不斷發(fā)展，各種各樣的商品被不斷生產出來，其中大多數商品的生產都依賴于模具的多樣化。國民經濟的五大支柱產業(yè)機械、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。
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水平已成為衡量國家制造業(yè)水平和創(chuàng)新能力的重要標志。近年來隨著模具制造能力的不斷提高，使得模具有著高精度、長壽命、高生產率、型腔形狀和模具結構復雜的特點。如今模具的生產方式廣乏采用CAD/CAM/CAE技術，采用高速切削加工技術，快速成型技術和快速制模技術的一系列的先進技術。模具未來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、自動化發(fā)展，光整加工向自動化發(fā)展，快速成型加工技術的發(fā)展，模具CAD/CAM/CAE正向集成化、三維化、智能化和網絡化發(fā)展，模具的標準化程度將不斷提高。但我國模具的發(fā)展存在著一些不足：發(fā)展不平衡，工藝裝備落后，組織協調能力差，供需矛盾短期難以緩解，大多數企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足，以上的這些缺點嚴重阻礙了我國模具的發(fā)展，以上缺點成為我國當前模具工業(yè)首要解決的問題。 隨著塑料制品在社會中的用途越來越廣，對塑料模具提出了更高的要求。
四年學習的結束，使自己對模具的認識有了清晰的了解。這次設計的題目是筆蓋進行注塑設計，通過對塑件進行分析、對模具結構的設計和計算。通過pro/E進行造型分析，最后用Auto/CAD軟件對主要的零部件與裝配圖進行繪制，雖然對模具的結構有一些感性的認識和理性的認識，也進行過實踐和相應的課程設計，但這次設計是對四年學習的一個總結，由于缺乏真正的實踐經驗，使這次畢業(yè)設計的過程中遇到了很多困難，但是通過老師的指導和詳細的查閱資料，以及和同學們的討論，解決了不少的問題相信這次設計能夠符合設計的要求，完成設計的任務。由于自身知識的不夠完善，在設計的過程中存在著一些不足和不完善的地方，懇請老師指正。
1 塑件總體分析
1.1 尺寸分析
圖1.1 筆套的截面圖紙
塑件的主要技術要求：未注公差按SJ1372-78，8級;
材料采用ABS;
1.2 材料的選擇
通常，選擇塑件的材料依據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據。對于常溫工作狀態(tài)下的結構件來說，要考慮的主要是材料的力學性能，如屈服應力，彈性模量，彎曲強度，表面硬度等。綜合各項因素最后選擇ABS塑料作為本次設計所使用的材料最為適合。
ABS性能 ABS無毒、無味，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℃。
力學性能 ABS有優(yōu)良的力學性能，其沖擊強度極好，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的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。ABS的力學性能受溫度的影響較大。
熱學性能 ABS的熱變形溫度為93~118℃，制品經退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時仍能表現出一定的韌性，可在-40~100℃的溫度范圍內使用。
電學性能 ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數環(huán)境下使用。
ABS成型工藝 ABS也可以說是聚苯乙烯的改性，比HIPS有較高的抗沖擊強度和更好的機械強度，具有良好的加工性能，可以使用注塑機、擠出機等塑料成型設備進行注塑、擠塑、吹塑、壓延、層合、發(fā)泡、熱成型，還可以焊接、涂覆、電鍍和機械加工。ABS的吸水性比較高，加工前需進行干燥處理，干燥溫度為70~85℃，干燥時間為2~6h；ABS制品在加工中容易產生內應力，如應力太大，致使產品開裂，應進行退火處理，把制件放于70~80℃的熱風循環(huán)干燥箱內2~4h，再冷卻至室溫即可，ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加壓前應進行干燥處理，ABS易產節(jié)痕，模具設計時應注意盡量減少澆注系統對料流的阻力，在正常的成型條件下壁厚，熔料溫度對收縮率影響極小，在要求塑件精度高時，模具溫度可控制在50～60°c,而在強調塑件光澤和耐熱時，模具溫度應控制在60～80°c。
ABS注塑工藝 ABS是最常用的工程塑料，廣泛應用于制造齒輪、軸承、把手、泵葉輪、電視機、計算機、打字機殼體、鍵盤、電器儀表、儲電池槽、冰箱部件等及機械工業(yè)部件、各種日用品、消費品包裝等制品。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
1）該塑件尺寸較小，一般精度等級4，為降低成本，采用一模多腔，并不對制品進行后加工。
2）根據塑件的生產效率及為提高成型效率采用側澆口。
3)為了方便加工和熱處理,型腔與型芯采用拼鑲結構.
1.3 體積及質量計算
1.
1.1.
1.2.
1.3.1體積的計算
將筆套分成3個部分進行計算，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《塑料模設計手冊之二》表1.4可知abs塑料的密度為ρ=1.04g/cm3
1.3.2質量及面積的計算
（1）單個塑件質量：
（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 型腔數目的確定
一次注射只能生產一件塑件的模具稱為單型腔模具；一次注射能生產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、模具結構簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點。但是，在大批量生產的情況下，多型腔模具應是更為合適的形式，它可以提高生產效率，降低塑件的整體成本。
在多型腔模具的實際設計中，確定型腔數目的方法一般有兩種。一種方法是首先確定注射機的型號，再根據注射機的技術參數和塑件的技術經濟要求，計算出要求選取型腔的數目；另一種方法是先根據生產效率的要求和塑件的精度要求確定型腔的數目，然后再選取擇注射機或對現有的注射機進行校核。一般可以按下面幾點對型腔的數目：
尺寸精度等級要求一般, 根據經濟性來確定型腔數目，經計算采用一模12腔
總體積及質量為：
圖2.1 型腔排布圖
塑件總體積
塑件總體質量
3 成型零部件的設計
3.1 型腔、型芯工作尺寸計算
查表《塑料模設計手冊之二》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型腔尺寸計算
尺寸 公差值/mm 計算
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型芯尺寸計算
尺寸 公差值/mm 計算
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 成型零部件的強度與剛度計算
3.2.1剛度校核
δmax== (3-5)
化簡得出
s≥1.15
式中：E—型腔材料彈性模量；
J—梁的慣性矩
S—側壁厚度
P—型腔內單位面積熔體壓力
根據查表結果得出E=2.06×10Mpa [δ]=0.05mm P取30Mpa,代入計 算得
結果19≥1.15，成立故能滿足其剛度要求。
3.2.2強度校核
s≥r( (3-6)
式中： [—型腔材料許用拉應力為150Mpa 代入計算得出19≥r(成立，
故能滿足其強度要求，確定最小壁厚之后,結合模具抽芯原則,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
分型面的設計在注射模的設計中占有相當重要的位置，分型面的設計可以對塑件的質量、模具的整體結構、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雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件的結構工藝性及精度、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。因此選擇分型面時應綜合分析比較，所以要根據以下幾條原則選擇分型面：
（1） 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。當已經初步確定塑件的分型方向后分型面應選在塑件外形最大輪廓處，即通過該方向上塑件的截面積最大，否則塑件無法從型腔中脫出；
（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盡可能使塑件在開模后留在動模一側，這樣有助于動模內設置的推出機構動作，否則在定模內設置推出機構往往會增加模具整體的復雜性；
（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孔，為保證其精度，應盡可能設置在同一半模具型腔內。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，塑件因達不到所需的精度要求而造成廢品；
（4） 滿足塑件的外觀質量要求。選擇分型面時應避免對塑件的外觀質量產生不利的影響，同時需考慮分型面處所產生的飛邊是否容易修整清除，當然，在可能的情況下，應避免分型面處產生飛邊；
（5）便于模具加工制造。為了便于模具加工制造，應盡量選擇平直分型面或易于加工的分型面；
（6）對成型面積的影響。注射機一般都規(guī)定其相應模具所允許使用的最大成型面積及額定鎖模力，注射成型過程中，當塑件(包括澆注系統)在合模分型面上的投影面積超過允許的最大成型面積時，將會出現漲模溢料現象，這時注射成型所需的合模力也會超過額定鎖模力，因此為了可靠地鎖模以避免漲模溢料現象的發(fā)生，選擇分型面時應盡量減少塑件(型腔)在合模分型面上的投影面積；
（7）對排氣效果。分型面應盡量與型腔充填時塑料熔體的料流末端所在的型腔內壁表面重合；
（8）對側向抽芯的影響。當塑件需側向抽芯時，為保證側向型芯的放置容易及抽芯機構的動作順利，選定分型面時，應以淺的側向凹孔或短的側向凸臺作為抽芯方向，將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向，并盡量把側向拍芯機構設置在動模一側。
經綜合思考，我們采用的是以筆套的中截面為分型面。
5 澆注系統的設計
5.1 澆注系統的構成
澆注系統通常由主流道、分流道、澆口、冷料穴四個部分組成。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部位，以獲得形狀完整、質量優(yōu)良的塑件。澆注系統的設計是否適當，直接影響成形品的外觀、物性、尺寸精度和成形周期。
5.2 澆注系統設計原則
澆注系統的設計基本原則：
(1)分析塑料的成型性能，分析澆注系統對塑料熔體流動的影響以及在充模、保壓補縮和倒流的各階段中，型腔內塑料的溫度、壓力的變化情況，使設計出的澆注系統適應所用塑料的成型性能，保證塑件制品的質量；
(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，提高熔接強度；
(5)防止塑料制品的變形，設計時應注意由于冷卻收縮的不均勻或多澆口進料、澆口收縮等原因引起制品的變形；
(6)澆注系統在分型面上的投影面積應盡量?。?
(7)澆注系統的位置應盡量與模具的中心線對稱；
(8)澆口的去除、休整應方便，保證制品外觀質量。
(9)澆口應設在制品壁厚的部位，以利于補縮；
(10)澆口的位置應選擇在能避免制品產生熔合紋的部位；
(11)對于細長型心的模具，宜采用中心頂部進料方式，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置澆口；
5.3 主流道的設計
5.3.1主流道的形狀設計
主流道是指澆注系統中從注射機噴嘴與模具接觸出開始到分流道為止的塑料體的流動通道，主流道設計如下：
(1) 主流道設計成圓錐型,其錐角為2o～4o，對于黏度較大的熔體可以增大6o.內壁粗糙度Ra取1.6μm。
(2) 主流道截面設計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塑件的流動性良好，所以造圓形截面。
5.3.2主流道的尺寸設計
有關的尺寸計算
(5-1)
式中：D為主流道大端直徑（mm）
V流經主流道的熔體容積（）
K因熔體材料而異的常數
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
注射機注塑量
10
30
60
125
250
500
1000
主流道進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、以上兩個表格并根據經驗公式可得主流道的進口端直徑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，所以注塑機選擇注射量為30g的，從而可得到主流道進口端直徑為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 分流道的設計
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，正方形之周長最長，圓形最短。面積如太小，會降低塑料流速，延長充模時間，易造成產品缺料、燒焦、銀線、縮水；如太大易積存過多氣體，增加冷料，延長生產周期，降低生產效率。在多型腔的模具中分流道必不可少，而在單型腔的模具中，有時則可省去分流道。在分流道的設計時應考慮盡量減小在流道內的壓力損失和盡可能避免體溫度的降低，同時還要考慮減小流道的容積。
指塑料熔體從主流道進入多腔模各個型腔的通道，對熔體流動起分流轉向作用，并且要求熔體壓力和熱量在分流道中損失小。經過綜合性的考率分流道的表面粗糙度為Ra小于1.6mm。
5.4.1分流道截面的設計原則
分流道型式有多種，它因塑膠和模具結構不同而異，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，長度盡量短。
② 分流道較長時，應在末端設置冷料穴，以容納冷料和防止空氣進入，而冷料穴上一般會設置拉料桿，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，長度盡量短，主流道截面積應大于各分流道截面積之和．
④ 其表面不要求過分光滑(Ra=1.6左右)，有利于保溫．
⑤ 如分流道較多時，應考慮加設分流錐，可避免熔融塑膠直接沖擊型腔，也可避免塑料急轉彎使塑膠平穩(wěn)過渡．
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，要求各型腔同時均衡進膠，排列緊湊，流程短，以減少模具尺寸．
⑦ 流道設計時應先取較小尺寸，以便于試模后有修正余量
5.4.2分流道截面的具體設計
(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。在流道設計中要減少在流道內壓力損失，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的比值來表示流道的效率；
表5-3 分流道截面優(yōu)缺點分析
截面形狀
熱量損失
加工性能
流動阻力
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，考慮到經濟性，采用U形的分流道截面形狀。分流道在模具中均勻分布，因為U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料均勻，保證塑件的質量比較高。
5.4.3分流道的尺寸的設計
分流道的直徑計算經驗公式如下
(5-2)
式中：D------各級分流道的直徑（mm）
W------流經該分流道的熔體重量（g）
L------流過熔體的分流道長度（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、分流道長度、流動性等因素。 根據經驗公式所得一般分流道寬度為3.2～9.5才是合理的，當分流道的直徑在5～6mm一下的時候，對注塑液的流動性影響較大，當直徑大于8mm時，對流動性影響較小。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的數據可得，當采用ABS塑料的時候一級分流道直徑可選在D1=6mm.二級分流道D2=4.8mm。
圖5.2 分流道圖紙
圖5.3 澆注質量仿真
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 冷料穴的設計
冷料穴位于主流道正對面的動模板上，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”進入型腔而影響塑件質量，開模時又將主流道的凝料拉出。冷料穴的直徑宜大端直徑，長度約為主流道大端直徑。此次模具設計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以主流道下端半徑為半徑的半球。
6 冷卻系統的設計
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，對于大型塑件是指模具型腔表面多點溫度的平均值。在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質量(如收縮率、翹曲變形、耐應力開裂性和表面質量等)，并且對生產效率起到決定性的作用，因此，必須采用溫度調節(jié)系統對模具的溫度進行控制。
模具溫度調節(jié)系統包括冷卻和加熱兩個方面，對于大多數要求較低模溫(一般低于80 ℃ )的塑料(如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS 等)，只需設置模具的冷卻系統即可，因為，通過調節(jié)水的流量就可達到調節(jié)模具溫度的目的。但對于要求模溫較高(80 ? 120 ℃ )的塑料(如聚碳酸醋、聚礬、聚苯醚等)以及大型注射模具，需設置加熱系統。因為大型模具散熱面積廣，有時單靠注人高溫塑料來保持模具溫度是不夠的。
(1) 模具溫度調節(jié)對塑件質量的影響
塑件的質量與模具的溫度有密切關系，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。從塑件的耐應力開裂能力來看，結晶型塑料結晶度越高該能力就越低，因此也應降低模溫。但模具溫度過低將影響塑料的流動，造成充模流動阻力大、不易充滿型腔、內部應力過大等缺陷，使塑件易出現翹曲、扭曲、流痕、銀絲、注不滿等問題。
提高模具溫度可以改善塑件的表面質量，使塑件的表面粗糙度降低。高的模具溫度，對于結晶性聚合物，結晶在模內充分達到平衡，因此，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結晶現象造成尺寸和力學性能的變化(特別是玻璃化溫度低于室溫的聚烯烴類塑件)。但是，模具溫度過高將導致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷;模溫過高又會使冷卻時間大大延長，易造成滋邊、脫模變形等;模溫高，則熔體冷卻速度慢，收縮率波動大。
如果模具溫度不均勻，型腔與型芯溫差過大，則塑件收縮不均勻，導致塑件產生翹曲變形，影響塑件的形狀和尺寸精度。不均勻的冷卻也會使制品表面光澤不一，出模后產生熱變形。因此，必須合理控制模具溫度，才能確保塑件的質量。
(2) 模具溫度調節(jié)對生產效率的影響
在塑件成型周期中，冷卻時間占了很大比例，一般可占成型周期的2 / 3 。由于冷卻所需的時間長，使得注射成型生產率的提高受到了阻礙，因此，縮短成型周期中的冷卻時間便成了提高生產率的關鍵。影響冷卻時間的因素很多，如冷卻管道與型腔的距離、塑料種類和塑件厚度、開模溫度、模具熱傳導率、冷卻介質(水)初始溫度及流動狀態(tài)等?？s短冷卻時間，可通過增大冷卻介質流速、增大傳熱面積和調節(jié)塑料與模具的溫差來實現。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，則每一個冷卻管道影響型腔表面的范圍較小，型腔不易達到均勻冷卻;冷卻管道距型腔表面太近，就會減小模具型腔表面的強度，在型腔內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、開模溫度及冷卻水溫度對降低冷卻時間有顯著影響。因此，可以從產品設計和工藝設置入手來減少冷卻時間，提高生產效率。
(3) 對模具溫度的要求
塑料品種不同則對于模具的溫度要求也不同。對模具溫度總的要求是：使模具溫度達到適宜制品成型的工藝條件要求，能通過控溫系統的調節(jié)，使模腔各個部位上的溫度基本相同;在較長時間內，即在生產過程中的每個成型周期中，模具溫度應均衡一致。
6.2 冷卻系統主要設計原則
(1) 盡量保證塑件的收縮均勻。維持模具的熱平衡；
2.冷卻水孔的數量越多，孔徑越大，責對塑件的冷卻效果越均勻，根據經驗，一般冷卻水孔中心線與行腔壁的距離應為冷卻水管直徑的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14mm；
3.盡量是冷卻水管距離行腔表面的距離相等，當塑件的壁厚均勻時，冷卻水管與行腔表面的距離應該處處相等，當塑件的壁厚不均勻時，厚壁處應該加強冷卻，冷卻水管應該靠近行腔，距離小但是也不應小于10mm；
4.澆口處加強冷卻，一般在注塑時，澆口附近的溫度最高，距澆口越遠的溫度越低，因此要加強澆口處的冷卻。即冷卻水從澆口附近流入；
5.應該降低進水與出水的溫差，如果進水與出水的溫差較大，將使模具的溫度分布不均勻，尤其對于流程很長的大型塑件，料溫越流越低，對于矩形模具，通常沿模具寬度方向開設水孔，進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）；
6.合理選擇冷卻水管的形式，對以收縮大的塑件（如聚乙烯）應沿收縮方向開設冷卻水孔，對于不同形狀的塑件，冷卻水管的排列形式也不進相同。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，進出口水管接頭通常設在注射機背面的模具同一側；
8.冷卻系統的水管盡量避免與模具上的其他機構如：推管孔，小型芯孔等發(fā)生干涉現象，設計是要全盤考慮；
9.冷卻水管的進出接頭應該埋入模板內，以免模具在搬運過程中造成損壞，最好在進出口位置打出標志如IN AND OUT；
6.3 冷卻回路尺寸的確定及布置
6.3.1水道孔徑的設計
（1）水道孔徑與流量及流速有直接關系。
水道中的水流處于紊流狀態(tài)，由于冷卻水道的位置、結構形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會影響模具的冷卻，因此用塑件的平均壁厚來確定水孔直徑。塑件平均壁厚為1.08mm ，尺寸較小，確定水孔直徑為8mm 。通過調節(jié)水溫、水速來滿足要求。
（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，太進則使型腔壁面溫度不均，同時當型腔壓力大時，可使正對水孔的型腔壁面壓潰變形。水孔間的位置不可太遠也不能太近。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和并聯兩種形式。串聯水道的優(yōu)點為水道中間若有堵塞能夠及時發(fā)現，但是如果流程長，溫度不易均勻，流動阻力大。并聯水道的優(yōu)點是分幾路通水，流動阻力小，溫度較均勻。缺點為中間有堵塞時不易發(fā)現。
經過綜合考慮，我們采用內循環(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、提高生產效率最有效的方法，下面介紹冷卻回路設置的基本原則：
（1） 冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大。
（2） 冷卻水道離模具型腔表面的距離要適當。
（3） 水道出入口的布置要使得出入口溫差小。
（4） 冷卻水道應沿著塑料收縮方向設置。
（5） 冷卻水道的布置應避開塑件易產生熔接痕的部位。
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塑件的形狀確定的。本設計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，其具體結構如圖所示：
如圖6－2冷卻水道注：冷卻水孔打空后，應用堵頭堵住不需要的通道。
圖6.2 水道的整體形式
6.4 冷卻時間計算
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; 擴散管式、隔離板式; 擋板式GL 又可按流量和回路數目分為直列冷卻和并列冷卻M按模具內是由《塑料模設計手冊》，冷卻時間依塑件種類、塑件壁厚而異，一般用下式計算：
(6-1)
式中： ——最低冷卻時間（s）；
——塑件平均壁厚（mm）；
——塑件平均熱擴撒率（mm2/s）；
——模具平均溫度（℃）；
——熔體平均溫度（℃）；
——塑件脫模時平均溫度（℃）。
式中：s=1.08mm
查表得 =45℃ =240℃ =30℃
熱擴散率的計算公式：
(6-2)
式中：a----熱擴散率（mm2/s）；
----塑料熱導率 (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/
代入數據計算得：
a=0.270/s =4.2s
由《塑料模設計手冊》，取＝20s。
計算用水量的多少來確定孔徑是否合適。
6.5 用水量M的計算
計算公式為
(6-3)
式中: Q1-----每次注射由冷卻系統傳去的熱流量（W）
M-----每一次注射所需的單位時間用水量（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、運水、注塑機和注塑工藝等都有一定的關系，目前來說把因素考慮全的話，還沒有比較科學的計算方法。
注射成型周期一般用下式計算：
(6-4)
式中： Ti——沖模時間，由PROE計算總注塑質量（包括澆注系統）為30.9g，查《塑料模設計手冊》表5－49，取Ti=0.5s；
Tn——保壓時間，取20s；
Tc——冷卻時間；Tc=20s
Tr——其余時間，包括脫模區(qū)間及開閉模時間，取Tr=40s。
代入數據計算得：
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，沿型腔表面既流動又滑動，使型腔表面與坯料間產生劇烈的摩擦，從而導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、數量、形態(tài)、大小及分布有關。
（2）強韌性
模具的工作條件大多十分惡劣，有些常承受較大的沖擊負荷，從而導致脆性斷裂。為防止模具零件在工作時突然脆斷，模具要具有較高的強度和韌性。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
模具工作過程中，在循環(huán)應力的長期作用下，往往導致疲勞斷裂。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度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。
（4）高溫性能
當模具的工作溫度較高進，會使硬度和強度下降，導致模具早期磨損或產生塑性變形而失效。因此，模具材料應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度。
(5）耐冷熱疲勞性能
有些模具在工作過程中處于反復加熱和冷卻的狀態(tài)，使型腔表面受拉、壓力變應力的作用，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，由于塑料中存在氯、氟等元素，受熱后分解析出HCI、HF等強侵蝕性氣體，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過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質量，降低生產成本，其材料應具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；還應具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向。
（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
高溫加熱時抗氧化懷能好，脫碳速度慢，對加熱介質不敏感，產生麻點傾向小。
（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就能淬硬。
（7）淬火變形開裂傾向
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)淬火開裂敏感性低，對淬火溫度及工件形狀不敏感。
（1）可磨削性
砂輪相對損耗小，無燒傷極限磨削用量大，對砂輪質量及冷卻條件不敏感，不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。
7.3 模具滿足經濟性要求
在給模具選材是，必須考慮經濟性這一原則，盡可