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黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
摘 要
研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義，這是我選擇本設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)是以塑料制品冰箱接水盒通過基于逆向工程的3D激光掃瞄測(cè)試技術(shù),采集塑件的曲面數(shù)據(jù)，使用三維軟件Unigraphics NX 4.0進(jìn)行曲面造型,再根據(jù)Unigraphics NX 4.0軟件的MOLDWIZARD模塊設(shè)計(jì)了冰箱接水盒注塑模具；本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，特別是雙分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則；詳細(xì)介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說明；該設(shè)計(jì)從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。最終完成對(duì)冰箱接水盒的注塑模設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：冰箱接水盒；造型；注塑模具
Abstract
Study injection mold plastic products to the understanding of the production process and improve product quality have great significance, this is my choice of the design point of departure. This design is the water receiver in Refrigerator through reverse engineering on the 3D laser scanning technology testing, the collection of plastic parts surface data, the use of three-dimensional software Unigraphics NX 4.0 to surface modeling, and in accordance with MOLDWIZARD of Unigraphics NX 4.0 software modules designed the water receiver in Refrigerator to the plastic injection modle ; This design introduced the injection takes shape the basic principle，specially double is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work，to cast the product to propose the basic principle of design；Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system，the temperature control system and goes against the system the design process， and has given the explanation to the mold intensity request；his design came from the technology capability of product，the structure of the mold embarks， the pours system，the injection molding system and the related parameter examination,the mold took shape the partial structures,the against system, the cooling system all had the detailed design. Final completion of designning aboat the water receiver in Refrigerator to the plastic injection modle.
Keyword: The water refrigerator box; Modeling; Injection mold
目 錄
摘 要 i
Abstract ii
1 緒論 1
1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 1
1.2 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 2
1.3 逆向工程技術(shù)的內(nèi)容及其應(yīng)用范圍 2
2 3D激光掃瞄測(cè)量數(shù)據(jù)處理技術(shù) 4
2.1 三維掃描技術(shù)簡介(3D Scan) 4
2.2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理 4
2.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成曲面的三維造型技術(shù) 5
3 注塑件的設(shè)計(jì) 6
3.1 塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析 6
3.2 塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析 6
3.3 ABS的注射成型工藝 7
4 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定 9
4.1 確定型腔數(shù)量及排列方式 9
4.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 9
5 注塑機(jī)型號(hào)的確定 11
5.1 塑件的計(jì)算和注射機(jī)型號(hào)的確定 11
5.2 注射機(jī)型號(hào)的確定 11
5.2 注射機(jī)及部分尺寸的校核 12
6 分型面位置的確定 15
6.1 分型面的形式 15
6.2 分型面的設(shè)計(jì) 15
7 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計(jì) 16
7.1 澆注系統(tǒng)確定 16
7.2 主流道的設(shè)計(jì) 16
7.3 分流道的設(shè)計(jì) 18
7.4 澆口的設(shè)計(jì) 20
7.5 澆注系統(tǒng)的平衡 22
7.6 澆注系統(tǒng)斷面尺寸計(jì)算 23
8 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 24
8.1 模架和標(biāo)準(zhǔn)件的確定 24
9 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26
9.1 定位機(jī)構(gòu)的選擇 26
9.2 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 26
10 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28
10.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的選擇 28
10.2 脫模阻力計(jì)算 28
11 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 30
11.1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的確定 30
11.2 側(cè)型芯具體尺寸的確定 30
12 成型零件的設(shè)計(jì) 33
12.1 部分成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇 33
12.2 部分成型零件的尺寸設(shè)計(jì) 34
13 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 39
13.1 冷卻系統(tǒng)的確定 39
13.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 40
14 結(jié)論 41
參考文獻(xiàn) 42
致 謝 43
46
1 緒論
1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位
模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。
模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。
模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時(shí)約有80％的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國摩托車共有14種排量80多個(gè)車型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車約有零件2000種，共計(jì)5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。
目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。
1.2 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
20世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級(jí)制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國。
中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，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(chǎn)48"（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。
盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。
（1）注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。
（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。
（3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。
（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。
1.3 逆向工程技術(shù)的內(nèi)容及其應(yīng)用范圍
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)已成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員進(jìn)行研究開發(fā)的重要工具，其中的三維造型技術(shù)已被制造業(yè)廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品及模具設(shè)計(jì)、方案評(píng)審、自動(dòng)化加工制造及管理維護(hù)各個(gè)方面。在實(shí)際開發(fā)制造過程中，設(shè)計(jì)人員接收的技術(shù)資料可能是各種數(shù)據(jù)類型的三維模型，但很多時(shí)候，卻是從上游廠家得到產(chǎn)品的實(shí)物模型。設(shè)計(jì)人員需要通過一定的途徑，將這些實(shí)物信息轉(zhuǎn)化為CAD模型，這就應(yīng)用到了逆向工程技術(shù)(Reverse Engineering)。
所謂逆向工程技術(shù)，是指用一定的測(cè)量手段對(duì)實(shí)物或模型進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重構(gòu)實(shí)物的CAD模型的過程。
逆向工程技術(shù)與傳統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)存在很大差別。而逆向工程則是從產(chǎn)品原型出發(fā)，進(jìn)而獲取產(chǎn)品的三維數(shù)字模型，使得能夠進(jìn)一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先進(jìn)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理。它的設(shè)計(jì)流程不同之處在于設(shè)計(jì)的起點(diǎn)不同，相應(yīng)的設(shè)計(jì)自由度和設(shè)計(jì)要求也不相同。一般來說，產(chǎn)品逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反求等幾個(gè)方面，在工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：
（1）新零件的設(shè)計(jì)，主要用于產(chǎn)品的改型或彷型設(shè)計(jì)。
（2）已有零件的復(fù)制，再現(xiàn)原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)意圖。
（3）損壞或磨損零件的還原。
（4）數(shù)字化模型的檢測(cè)，例如檢驗(yàn)產(chǎn)品的變形分析、焊接質(zhì)量等，以及進(jìn)行模型的比較。
（5）逆向工程技術(shù)為快速設(shè)計(jì)和制造提供了很好的技術(shù)支持，它已經(jīng)成為制造業(yè)信息傳遞的重要而簡潔途徑之一。
2 3D激光掃瞄測(cè)量數(shù)據(jù)處理技術(shù)
2.1 三維掃描技術(shù)簡介(3D Scan)
三維掃描是集光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高新技術(shù)，主要用于對(duì)物體空間外形和結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，以獲得物體表面的空間坐標(biāo)。三維掃描技術(shù)能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，且具有速度快、精度高的優(yōu)點(diǎn)。而且其測(cè)量結(jié)果能直接與多種軟件接口，這使它在CAD、CAM、CIMS等技術(shù)應(yīng)用日益普及的今天很受歡迎。在發(fā)達(dá)國家的制造業(yè)中，三維掃描儀作為一種快速的立體測(cè)量設(shè)備，因其測(cè)量速度快、精度高，非接觸，使用方便等優(yōu)點(diǎn)而得到越來越多的應(yīng)用。用三維掃描儀對(duì)手板，樣品、模型進(jìn)行掃描，可以得到其立體尺寸數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能直接與CAD/CAM軟件接口，在CAD系統(tǒng)中可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整、修補(bǔ)、再送到加工中心或快速成型設(shè)備上制造，可以極大的縮短產(chǎn)品制造周期。
三維掃描設(shè)備是以三次元測(cè)量系統(tǒng)為主?；旧弦越佑|式〈探針式〉和非接觸式（激光、照相、X光等式）兩大類。在早期是以探針式為主，雖然價(jià)格較便宜，但速度較慢，而且以探針與物體接處會(huì)有盲點(diǎn)并且使軟件物體容易變形，影響掃描精度，但以一般除以上缺點(diǎn)，它可以具有很高測(cè)量精度，適合做相對(duì)尺寸的測(cè)量與質(zhì)量管理；激光掃描速度快、精確度適當(dāng)，并且可以掃描立體的物品獲得大量點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以利曲面重建，掃描完后在計(jì)算機(jī)讀出數(shù)據(jù)，通常這部份稱為反求工程前處理。
得到產(chǎn)品的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)后，以反求工程軟件進(jìn)行點(diǎn)數(shù)據(jù)處理，經(jīng)過分門別類、族群區(qū)隔、點(diǎn)線面與實(shí)體誤差的比對(duì)后，再重新建構(gòu)曲面模型、產(chǎn)生CAD數(shù)據(jù)，進(jìn)而可以制作RP Part，以確認(rèn)機(jī)構(gòu)與幾何外型，或NC加工與模具制造，這些是屬于后處理部份。
通常掃描后得到的測(cè)量數(shù)據(jù)是由大量的三維坐標(biāo)點(diǎn)所組成，根據(jù)掃描儀的性質(zhì)、掃描參數(shù)和被測(cè)物體的大小，由幾百點(diǎn)到幾百萬點(diǎn)不等，這些大量的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)稱為點(diǎn)云（Point Cloud）。
2.2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理
掃描得到的產(chǎn)品外型數(shù)據(jù)會(huì)不可避免的引入數(shù)據(jù)誤差，尤其是尖銳邊和邊界附近的測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)中的壞點(diǎn)，可能使該點(diǎn)及其周圍的曲面片偏離原曲面，所以要對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，通常要經(jīng)過以下步驟：
（1） 去掉噪音點(diǎn)；
（2） 數(shù)據(jù)插補(bǔ)；
（3） 數(shù)據(jù)平滑；
（4） 數(shù)據(jù)光順；
（5） 點(diǎn)云的重定位整合。
經(jīng)過如上步驟,可得如圖2-1所示樣式：
2.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成曲面的三維造型技術(shù)
曲面重建可以說是反求工程的另一個(gè)核心及主要的目的，是以所掃描得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)為輸入數(shù)據(jù)來重新建構(gòu)曲面模型。得到產(chǎn)品的數(shù)據(jù)后，以反求工程軟件進(jìn)行點(diǎn)數(shù)據(jù)的處理，經(jīng)過分門別類、群組分隔、點(diǎn)線面與實(shí)體誤差的比對(duì)后，再重新建構(gòu)曲面模型，產(chǎn)生CAD數(shù)據(jù)、制造或NC加工或RP制作，這部分即為后處理。目前在點(diǎn)云生成曲面的過程中，主要有三種曲面構(gòu)造的方案：其一是以B-Spline或NURBS曲面為基礎(chǔ)的曲面構(gòu)造方案；其二是以三角Bezier曲面為基礎(chǔ)的曲面構(gòu)造方案；其三是以多面體方式來描述曲面物體。
在反求工程的技術(shù)發(fā)展中有一重要課題，即是建立產(chǎn)品的CAD 模型，并由此可再進(jìn)一步的到CAM處理或CAE的分析，而仿制出產(chǎn)品的外型。一般而言，CAD模型是由許多不同的幾何形狀所組合而成，而每一種幾何形狀都有其特性。因此若要將產(chǎn)品應(yīng)用反求工程的技術(shù)，反求出此產(chǎn)品的原CAD 模型，則并非單純的使用一種方法即可完成，而須視此產(chǎn)品外型的幾何特性，選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸椒?，方可得出良好的幾何形狀，以滿足產(chǎn)品外型的幾何特性。由此可知，在曲面重建的過程中了解其曲面的特性及其曲面的數(shù)學(xué)模式，在對(duì)于我們重新建構(gòu)曲面時(shí)可以幫助我們節(jié)省很多的時(shí)間以及提高將效率。由三維掃描儀所得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)來建立曲面的方式一般可以分為兩種：一種是以近似的方式、另一種是以插補(bǔ)的方式來將順序的點(diǎn)數(shù)據(jù)建立成為曲面。最終可完成所需產(chǎn)品，如圖2-2示：
圖 2-1 點(diǎn)云塑件 圖 2-2 成型塑件
3 注塑件的設(shè)計(jì)
3.1 塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析
圖 3-1 冰箱接水盒
（1）塑件（冰箱接水盒）模型如圖3-1：
（2）塑件材料的選擇：選用ABS（即丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物）。
（3）色調(diào)：米白色。
（4）生產(chǎn)批量：大批量。
（5）質(zhì)量：1.5kg
3.2 塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析
3.2.1 結(jié)構(gòu)分析
塑件電冰箱后面的的接水用部分，對(duì)于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求不是很高。由于該塑件為非高精度塑料件制品，因此對(duì)表面粗糙度要求不高。此外此零件外部有兩個(gè)掛鉤，要成型必須采用外側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，塑件整體精度要求較低，零件的總尺寸為中型，比較適合于模具生產(chǎn)。
3.2.2 工藝性分析
精度等級(jí)：采用5級(jí)低精度
脫模斜度：型腔一般取 35′－1°30′ 型芯取 30′－40′（脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，塑件外形以型腔大端為準(zhǔn)，塑件內(nèi)形以型芯小端為準(zhǔn)。）
3.3 ABS的注射成型工藝
3.3.1 注射成型工藝過程
（1）預(yù)烘干→裝入料斗→預(yù)塑化→注射裝置準(zhǔn)備注射→注射→保壓→冷卻→脫?！芗拖鹿ば?
（2）清理模具、涂脫模劑→合?！⑸?
3.3.2 ABS的注射成型工藝參數(shù)
（1）注射機(jī)：螺桿式
（2）螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30——60（選0）
（3）預(yù)熱和干燥：溫度（°C） 80——85
時(shí)間 (h) 2——3
（4）密度（g/ cm3）:1.08——1.2
（5）材料收縮率（℅）：0.3——0.8
（6）料筒溫度（°C）： 前段 180——200
中段 165——180
后段 150——170
（7）噴嘴溫度（°C）：170——180
（8）模具溫度（°C）： 50——80
（9）注射壓力（MPa）： 70——90
（10）成形時(shí)間（S）：注射時(shí)間 3——5
保壓時(shí)間 20——25
冷卻時(shí)間 15——30
總周期 40——70
（11）適應(yīng)注射機(jī)類型：螺桿、柱塞均可
（12）后處理：方法 紅外線燈、烘箱
溫度（°C） 70
時(shí)間（h） 2——4
3.3.3 ABS性能分析
（1）使用性能：
①綜合性能良好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度較高，且要低溫下也不迅速下降。
②耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化學(xué)性和電氣性能良好。
③水、無機(jī)鹽、堿、酸對(duì)ABS幾乎無影響。
④尺寸穩(wěn)定，易于成型和機(jī)械加工，與372有機(jī)玻璃的熔接性良好，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色，且可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。
（2）選用ABS的成型性能分析：
①吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3％，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥。
②流動(dòng)性中等，溢邊料0.04mm左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。
③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。
④易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)斜流的阻力，模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。摧出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。
⑤環(huán)境性能 ABS不受水、無機(jī)鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開裂。
⑥在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。
（3）ABS主要技術(shù)指標(biāo)：
表3-1 熱物理性能
密度(g/ cm3)
1.02—1．05
比熱容(J·kg-1K-1)
1255—1674
導(dǎo)熱系數(shù)
(W·m-1·K-1×10-2)
13.8—31.2
線膨脹系數(shù)
(10-5K-1)
5.8—8.6
滯流溫度(°C)
130
表3-2 力學(xué)性能
屈服強(qiáng)度（MPa）
50
抗拉強(qiáng)度(MPa)
38
斷裂伸長率(﹪)
35
拉伸彈性模量(GPa)
1.8
抗彎強(qiáng)度(MPa)
80
彎曲彈性模量(GPa)
1.4
抗壓強(qiáng)度(MPa)
53
抗剪強(qiáng)度(MPa)
24
沖擊韌度
(簡支梁式)
無缺口
261
布氏硬度
9.7R121
缺 口
11
?。?） ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施：
主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現(xiàn)熔接痕、塑件耐熱性不高（連續(xù)工作溫度為70°C左右熱變形溫度約為93°C）、耐氣候性差（在紫外線作用下易變硬變脆）。
消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力。
4 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定
4.1 確定型腔數(shù)量及排列方式
由于接水盒的體積較大，且在一側(cè)有兩個(gè)掛鉤，其成型必須制作成可側(cè)向移動(dòng)的，否則塑件無法脫模。塑件的總體尺寸為中型,尺寸精度要求不高比較適合于模具生產(chǎn)。為了提高生產(chǎn)效率, 降低模具生產(chǎn)成本, 簡化模具結(jié)構(gòu), 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 將模具設(shè)計(jì)成簡單的三板式結(jié)構(gòu), 其結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。
圖 4-1 模具裝配圖
4.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定
塑件外觀質(zhì)量要求不高，且是尺寸精度要求一般，尺寸較大的中型塑件，故可采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模。
由于澆口位置及澆口類型決定了熔料在型腔中的流動(dòng)方向與路徑。如果澆口位置選擇不當(dāng)或澆口類型選用不合理, 則可能造成塑件變形或某些尺寸超差。由于 A B S具有較好的流動(dòng)性,可以采用單一的點(diǎn)澆口,而且點(diǎn)澆口結(jié)構(gòu)簡單, 料流順暢, 生產(chǎn)時(shí)效率較高, 可以滿足生產(chǎn)要求。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 將澆口設(shè)在塑件非工作面的底部, 且澆口的排列方式如圖4-2所示, 使零件工作面外觀及質(zhì)量都比較好。
圖 4-2 澆口排列位置
5 注塑機(jī)型號(hào)的確定
除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān)，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對(duì)兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行較核，并通過較核來設(shè)計(jì)模具與選擇注射機(jī)型號(hào)。
5.1 塑件的計(jì)算和注射機(jī)型號(hào)的確定
1、體積=191.8658061（cm3）
曲面面積= 1629.195931（cm2）
密度= 1.05 (g/ cm3）
質(zhì)量= 1502.4(g)
5.2 注射機(jī)型號(hào)的確定
根據(jù)塑件的體積及質(zhì)量初步選定用XS-ZY-500（臥式）型注塑機(jī)。
XS-ZY-500（臥式）型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表：
表5-1 注塑機(jī)的主要參數(shù)
額定注射容積(cm3）
500
螺桿直徑(mm)
65
注射壓力(MPa)
145
注射速率(g/s)
70
最大成型面積(cm2)
1000
螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)
0—200
鎖模力(kN)
3500
拉桿有效距離(mm)
540×440
開模行程(mm)
500
模具最大厚度(mm)
450
模具最小厚度(mm)
300
鎖模形式
抱閘式鎖模
噴嘴移動(dòng)距離 (mm)
490
噴嘴球半徑(mm)
SR18
噴嘴口孔徑(mm)
φ3
動(dòng)定模板尺寸(mm)
700×850
5.2 注射機(jī)及部分尺寸的校核
（1）主流道的體積約為：
V(cm3) = V=1/3×3.1415926×85×(6.0548×2+6.0548×1.75+1.75^2) = 4.479
（2）分流道與澆口的體積約為：
V(cm3) = 2×(8×260×8)+4×(1/3×3.1415926×18.5×(4^2+4×3+3^2))= 33.63
（3）該模具總共需填充塑件的體積約為：
V(cm3) = 191.8658061 + 4.479 + 33.63= 229.9748061
注射機(jī)一個(gè)注射周期內(nèi)所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。
在一個(gè)注射成形周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量或質(zhì)量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質(zhì)量之和，即：V = nVz + Vj 或：M = nmz + mj
式中：V（m）——一個(gè)成形周期內(nèi)所需射入的塑料容積或質(zhì)量(cm3或g）；
n ——型腔數(shù)目,這里取 1
Vz（mz）——單個(gè)塑件的容量或質(zhì)量(cm3或g）。
Vj（mj）——澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質(zhì)量(cm3或g）。
故應(yīng)使nVz + Vj ≤ 0.8Vg或nmz + mj ≤ 0.8mg
式中：Vg（mg）——注射機(jī)額定注射量(cm3或g）。
根據(jù)容積計(jì)算
nVz + Vj =1×191.8658061+38.109=229.9748061≤0.8Vg=0.8×500=400
可見注射機(jī)的注射量符合要求
4、型腔數(shù)量的確定和校核
型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化率、最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān)，此外，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因數(shù)影響?？筛鶕?jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)n
（5-1）
式中：K ——注射機(jī)的最大注射量的得用系數(shù)，一般取0.8；
——注射機(jī)允許的最大注射量；
——澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積（g或cm3）；
——單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積（g或cm3）。
所以需要
n=1 符合要求
5、塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核注射成型時(shí)，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)允許使用的最大成型面積，則成型過程中將會(huì)出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象。因此，設(shè)計(jì)注射模時(shí)必須滿足下面關(guān)系：nA1 + A2 ﹤ A
式中：A——注射機(jī)允許使用的最大成型面積(cm2）
A1——單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積（cm2）
A2——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）
由已知塑件的造型可計(jì)算出其在模具分型面上的投影面積為378.30（cm2），由澆注系統(tǒng)可大約估計(jì)出基在分型面上的投影面積為21.44（cm2）
注射成型時(shí)，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力，即：(nA1 + A2)p ﹤ F式中符號(hào)意義同前。
所以需要1×378.30+21.44=399.74﹤A=1000
查得ABS的平均成型壓力為30（cm2/MPa）（1×378.30+21.44）×30=399.74×30=1200（kN）﹤F=3500（kN）
符合要求
6、最大注射壓力校核
注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力pmax,應(yīng)該大于注射機(jī)成型時(shí)所調(diào)用的注射壓力，即：pmax﹥Kp0
經(jīng)查表得：ABS的注射機(jī)成型時(shí)所調(diào)用的注射壓力為70～90Mpa
而注射機(jī)的額定注射壓力為145Mpa符合要求
7、模具與注射機(jī)安裝部份相關(guān)尺寸的校核
噴嘴尺寸 注射機(jī)頭為球面，其球面半徑與相應(yīng)接觸的模具主流道始端凹下的球面半徑相適應(yīng)，一般地模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口套內(nèi)主流道始端的球面必須比注射機(jī)噴嘴頭部球面半徑略大1～2mm；主流道小端直徑要比噴嘴直徑略大0.5～1mm。
模具厚度模具厚度H（又稱閉合高度）必須滿足：
Hmin﹤H﹤Hmax
式中：Hmin——注射機(jī)允許的最小厚度，即動(dòng)、定模板之間的最小開距；
Hmax——注射機(jī)允許的最大模厚。
經(jīng)檢查：H＝375mm
注射機(jī)允許厚度
300﹤H﹤450
符合要求。
8、開模行程校核
開模行程s（合模行程）指模具開合過程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。注射機(jī)的開模行程是受合模機(jī)構(gòu)限制的，注射機(jī)的最大開模距離必須大于脫模距離，否則塑件無法從模具中取出。由于冰箱接水盒在側(cè)面有掛鉤孔，做模具時(shí)需在側(cè)面設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)，就應(yīng)該考慮具有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)的開模行程校核。
注射機(jī)采用液壓和機(jī)械聯(lián)合作用的合模機(jī)構(gòu)，所以最大開模行程與模具厚度無關(guān)，又由于完成側(cè)向抽芯所需的開模行程小于推出距離與澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度之和，所以完成側(cè)向抽芯所需的開模行程對(duì)開模行程沒有影響，故注射模開模行程：
Smax ≥ s = H1 + H2 + （5～10）mm
式中：H1——推出距離（脫模距離）（mm）；
H2——包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）。
開模距離取 H1 = 70
包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度取 H2 = 220
余量取 8
則有：Smax ≥ s = 70+220+8 =298
符合要求。
6 分型面位置的確定
6.1 分型面的形式
分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，分型面的類型、形狀及位置與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，不僅直接關(guān)系到模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，也關(guān)系到塑件的成型質(zhì)量。
該塑件的模具只有一個(gè)分型面，垂直分型。
6.2 分型面的設(shè)計(jì)
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析。
選用此分型面的優(yōu)點(diǎn)是：
（1） 應(yīng)有利于塑件的留模及脫模
（2） 較好的滿足了塑件的精度要求及外觀要求
（3） 便于模具制造加工
（4） 增強(qiáng)排氣效果
分型面的確定：
根據(jù)以上綜合分析，本副模具設(shè)計(jì)時(shí)將主分型面設(shè)在零件的口部,分型面位置如圖 6-1所示, 這樣不僅有利于零件脫模和人工取出塑件, 而且產(chǎn)生的飛邊在零件的口部, 容易去除飛邊, 修理飛邊產(chǎn)生的細(xì)小缺陷不影響零件的外觀質(zhì)量。
圖 6-1 分型面
7 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計(jì)
7.1 澆注系統(tǒng)確定
由于此模具是一模一腔型，故采用普通流道澆注系統(tǒng)，可以達(dá)到質(zhì)量和外觀要求。澆注系統(tǒng)的尺寸是否合理不僅對(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響效大，而且還在與塑件所用塑料的利用率、成型效率等相關(guān)。
選用此澆注系統(tǒng)主要有以下幾點(diǎn)的好處：
（1） 能夠保證所用塑料的成型特性的要求，保證了塑件質(zhì)量。
（2） 能夠方便的去除、修整進(jìn)料口，同時(shí)不影響塑件的外表美觀。
（3） 在大量生產(chǎn)時(shí)能夠在保證成型質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)縮短流程，減少斷面積以縮短填充及冷卻時(shí)間，縮短成型周期，同時(shí)減少澆注系統(tǒng)損耗的塑料。
7.2 主流道的設(shè)計(jì)
在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為2°——6°，小端直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.5～1mm，小端的前面是球面，其深度為3～5mm，注射機(jī)噴嘴的球面在此與澆口套接觸并且貼合，因此要求澆口套上主流道前端球面半徑比噴嘴球面半徑大1～2mm。流道的表面粗糙度Ra0.8μm。
1、主流道的尺寸
（1）主流道小端直徑
主流道小端直徑 d = 注射機(jī)噴嘴直徑 + 0.5 ～ 1
= 3 + 0.5 ～ 1 取 d = 3.5（mm）。
（2）主流道的球半徑
主流道的球半徑 SR = 18 + 1 ～ 2 取 SR = 19（mm）。
（3）球面配合高度
球面配合高度為 3 ～ 5 取 3（mm）。
（4）主流道長度
主流道長度L，上標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具結(jié)構(gòu)，取L = 82（mm）
（5）主流道錐度
主流道錐角一般應(yīng)在2°～6°，為便于凝料的順利取出，這里取大值α = 6°所以流道錐度為α/2=3°。
（6）主流道大端直徑
主流道大端直徑 D = d+2Ltg（α/2）（α=6°）≈ 12（mm）
（7）主流道大端倒圓角
倒角 D/8 ＝ 1.5（mm）
根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)出主流道如圖7-1：
圖7-1 主流道形式
2、主流道襯套的形式
主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等，熱處理要求淬火53 ～ 57 HRC。主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具對(duì)稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴同一軸線。
圖7-2 主流道位置
設(shè)計(jì)出主流道襯套的主要尺寸如圖7-3：
圖7-3 主流道具體尺寸
主流道的襯套的固定形式如圖7-4：
圖 7-4 襯套的固定形式
7.3 分流道的設(shè)計(jì)
該模具為一模一腔的結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置分流道。分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動(dòng)過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。
1、分流道的截面面形狀
為減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積小，以減少傳熱損失，通過表7-1比較，
表7-1
從上述分析，為了減少流道的熱量損失考慮到流道的效率，該模具分流道截面采用圓型截面。
2、分流道的截面尺寸
分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長度等因素來確定。這里。
（1）由于塑件尺寸較大，且質(zhì)量大于200g，所以不能用經(jīng)驗(yàn)公式法確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值，寬度b可在5～10mm內(nèi)選取，選用8mm，半徑取R＝2mm,深度取h=8mm，側(cè)面斜角a在5°～10°，取a＝5°，底部以圓角相連。
因此，分流道截面形狀如圖7-5所示：
圖 7-5 分流道截面
3、分流道的長度
分流道的長度應(yīng)盡量短，且少彎折。
根據(jù)型腔的大小，分流道長度為
L = (260 + 8) × 2 = 536 （mm）
4、分流道的表面粗糙度
由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6μm，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。
5、分流道的布置形式
分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響，該模具為一模一腔，采用平衡式布置。
平衡式布置要求從主流道至各個(gè)型腔的分流道，其長度、形狀、斷面尺寸等都必須對(duì)應(yīng)相等，達(dá)到各個(gè)型腔的熱平衡和塑料平衡。因此各個(gè)型腔的澆口尺寸也可以相同，達(dá)到各個(gè)型腔均衡地進(jìn)料。
該模具分流道為梯形截面，在定模座板和定模板上都開有分流道。其形式如圖7-6：
圖 7-6 分流道形式
7.4 澆口的設(shè)計(jì)
澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，它的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好高質(zhì)量地注射成型。
澆口的面積通常為分流道面積的 0.03 ～ 0.09倍。澆口長度約為 0.5 ～ 2 mm左右。澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正。
1、澆口的形式及特點(diǎn)
按照澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，比較各澆口形式，分析塑件的結(jié)構(gòu)特征，在此選用點(diǎn)澆口形式。選擇理由是：
（1） 澆口位置能比較自由地選定，不受限制
（2） 剪切速率高,能使流程比增大。
（3） 多點(diǎn)進(jìn)料或多腔時(shí)，容易進(jìn)行平衡。
（4） 澆口附近變形小。
綜合點(diǎn)澆口幾種形式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用如圖7-7的澆口形式：
圖 7-7 澆口形式
由于ABS具有較好的流動(dòng)性,而且冰箱接水盒的尺寸較大，如果采用單一的直澆口會(huì)存在澆口截面大，去除較困難，去除后會(huì)留有較大的澆口痕跡，影響塑件的美觀。因此，在考慮生產(chǎn)批量不是很大的情況下，使用如上圖澆口形式。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 將澆口設(shè)在塑件非工作面的底部, 如圖7-7所示, 塑件表面無澆口痕跡，并且外表面無明顯的熔接痕，所以外觀質(zhì)量較好。
2、澆口尺寸的確定
澆口結(jié)構(gòu)尺寸可由《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》公式（6.12），
d =
式中：δ——塑件在澆口處的壁厚（mm）;取δ＝2.5
A——型腔表面積，，取A＝1630
解得：d=1.5mm
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并由《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》之《輕工模具手冊(cè)》中查得，l=3mm,a=3
3、澆口位置的選擇
由于此模具只選用一型腔，且塑件尺寸較大，選擇圖7.5.1所示的澆口位置的優(yōu)點(diǎn)是：
（1）避免塑件上產(chǎn)生缺陷；
（2）有利于塑料熔體的流動(dòng)；
（3）有利于型腔的排氣；
（4）考慮塑件受力情況；
（5）防止型芯或嵌件擠壓位移或變形。
此外，在選擇澆口位置和形式時(shí)，還應(yīng)考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不影響塑件外觀質(zhì)量，流動(dòng)凝料少等因素。
7.5 澆注系統(tǒng)的平衡
合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高塑件質(zhì)量的一個(gè)重要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。另外，澆口位置的不同還會(huì)影響模具的結(jié)構(gòu)。
1、分流道的平衡
在模具中，熔體在主流道與各分流道，或各分流道之間的體積流量是不會(huì)相同的，但可以認(rèn)為他們的流速是相等的，以此達(dá)到各型腔同時(shí)充滿的目的。為此各流道之間應(yīng)以不同的長度或截面尺寸來達(dá)到流量不等，經(jīng)分析可推導(dǎo)，由《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》（7.13）式進(jìn)行平衡計(jì)算：
（7-1）
式中：，——熔融樹脂分別在流道1和流道2中的流量，cm3/s；
，——分流道1和分流道2的直徑，cm；
，——分流道1和分流道2的長度，cm；
經(jīng)驗(yàn)算，當(dāng)分流道作平衡布置，且各型腔所需之填充量又相等時(shí)，則各流道的長度變化、長度尺寸等均應(yīng)相同。
2、澆口的平衡
在多型腔非平衡分流道布置時(shí)，由于主流道到各型腔的分流道長度或各型腔所需填充流量不同，也可采用調(diào)整各澆口截面尺寸的方法，使熔融體同時(shí)充滿各型腔。對(duì)于多型腔相同制品的模具，其澆口平衡計(jì)算公式如下：
BGV= （7-2）
式中：Sg——澆口的截面積，mm2;
Lg——澆口的長度，mm;
Lr——分流道的長度，mm。
澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)一般澆口的截面積與分流道的截面積之比SG/SZ取0.07～0.09。而對(duì)于此冰箱接水盒模具因其塑件較大，所以采用是一模一腔式，顯然是平衡的。
7.6 澆注系統(tǒng)斷面尺寸計(jì)算
對(duì)工業(yè)上使用較合理的多副注射模具，根據(jù)所用注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格，作了幾種塑料熔體的充模計(jì)算，并查閱相關(guān)的書籍和手冊(cè)，結(jié)果認(rèn)為主流道和分流道的剪切速率γ=5102～5103，澆口剪切速率γ=～，平衡系統(tǒng)的充模過程近似于等溫流動(dòng)。
γ=f（，Rn）的關(guān)系式可用如下的經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá)：
（7-3）
式中：γ——熔體在流道中的剪切速率（s-1）
——熔體在流道中的體積流率（cm3/s）
Rn——澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑（cm）
1.確定適當(dāng)?shù)募羟兴俾师?
澆注系統(tǒng)各段的γ值如下：
（1）主流道： γs=5103
（2）分流道： γr=5102
（3）點(diǎn)澆口： γQ=
（4）其它澆口：γQ=5103～510
2、確定體積流率
澆注系統(tǒng)中各段的值是不同的。
（1） 主流道的
根據(jù)模具成型塑件的體積和所用注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格，由下式計(jì)算：
(cm3/s) （7-4）
式中：——主流道的體積流率 (cm3/s)；
——注射時(shí)間 （s）；
——模具成型塑件的體積，通常取 =（0.5～0.8）Qn；?。?.65 Qn＝325
——注射機(jī)的額定注射量（cm3）。
由《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》之《輕工模具手冊(cè)之一》查得 ，根據(jù)注射機(jī)的公稱注射量查得注射時(shí)間=2.5s。
所以：
=325/2.5≈130 (cm3/s)
（2） 分流道的和澆口處的QG
對(duì)于多點(diǎn)進(jìn)料的單腔模，分流道采用平衡式布置，則各分流道及澆口中的體積流率為：
= = /m (cm3/s) （7-5）
式中：，——分流道或澆口中的體積流率 (cm3/s)；
m——分流道的數(shù)目。
所以 = =130/1=130(cm3/s)
8 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用
8.1 模架和標(biāo)準(zhǔn)件的確定
模架尺寸確定之后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其時(shí)對(duì)大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件，順序分型機(jī)構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等。
模架上要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)，所有零件的基準(zhǔn)應(yīng)從這個(gè)基準(zhǔn)推出，并在模具上打出相應(yīng)的基準(zhǔn)標(biāo)記。一般定模座板與定模固定板要用銷釘定位；動(dòng)、定模固定板之間通過導(dǎo)向零件定位；脫出固定板通過導(dǎo)向零件與動(dòng)?；蚨９潭ò宥ㄎ唬荒＞咄ㄟ^澆注套定位圈與注射機(jī)的中心定位孔定位；動(dòng)模墊板與動(dòng)模固定板不需要銷釘精確定位；墊塊不需要與動(dòng)模固定板用銷釘精確定位；頂出墊板不需與頂出固定板用銷釘精確定位。
模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。
根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求，確定出以下模具部件的一些主要尺寸和公差配合要求。
1、定模固定板（定模座板）（400550，厚50mm）
定模墊板通常就是模具與注射機(jī)連接處的定模板。
主流道襯套固定孔與其為H7/m6過渡配合；
通過4個(gè)?10的內(nèi)六角螺釘與脫澆口板連接；
2、脫澆口板（350550，厚35mm）
為便于凝料的順利拉出，在中間板上放置有4個(gè)外圈直徑為?25.5的彈簧；
上面有4個(gè)?16x66的內(nèi)六角限位螺釘與定模板連接起限位作用；
其導(dǎo)柱固定孔與導(dǎo)柱套為H7/m6過渡配合。
3、定模板（350550，厚80mm）
導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合；上面的型腔為整體式；有四個(gè)型芯固定孔；布置了分流道。在型腔與型腔板間放置有4個(gè)M10×25的內(nèi)六用螺釘，4個(gè)M10x50的內(nèi)六角螺釘用于固定斜導(dǎo)柱的楔緊塊與型腔固定板；
為了在分型面打開后把制件取出，必須要在分型面的兩邊的板之間加入限位螺釘，在拉出廢料后限制型腔板的斷續(xù)運(yùn)動(dòng)，從而使分型面打開。因此設(shè)置有4個(gè)M-PBB 16×66的限位螺釘。
4、動(dòng)模板（350550，厚80mm）
為保證塑件的平穩(wěn)脫模，在上面均勻放置了16根推桿，其孔的尺寸為?3.5mm；
其上有4個(gè)M10x25的內(nèi)六角螺釘用于固定型芯與型芯板；
導(dǎo)套孔與導(dǎo)套為H7/m6或H7/k6配和；
型芯孔與其為H7/m6過渡配合；
為了保證凸?；蚱渌慵潭ǚ€(wěn)固，定模板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230～270HB。
由于此幅模具我把動(dòng)模板與墊板設(shè)計(jì)成一體，為防止型腔、型芯、導(dǎo)柱或頂桿等脫出固定板，并承受型腔、型芯或頂桿等的壓力，因此它要具有較高的平行度和硬度。一般采用45鋼，經(jīng)熱處理235HB或50鋼、40Cr、40MnB等調(diào)質(zhì)235HB，或結(jié)構(gòu)鋼Q235～Q275。達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)還起到了支承板的作用。
5、推桿固定板（220550，厚20mm）
固定推桿，推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合。
放置的16根推桿，其尺寸是?6.5深4沉?3通孔
6、推板（220550，厚25mm）
用M10×30的內(nèi)六角螺釘與推桿固定桿固定。
9 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。
9.1 定位機(jī)構(gòu)的選擇
1、本設(shè)計(jì)所用的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要功用有：
（1）定位作用；
（2）導(dǎo)向作用；
（3）承載作用；
（4）保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用。
2、定位機(jī)構(gòu)的功用
當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
9.2 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)
1、導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
（1） 該模具采用帶頭導(dǎo)柱，且不加油槽，其結(jié)構(gòu)簡單，適用于該簡單模具小批量生產(chǎn)的要求；
（2） 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面高度高出6～8mm；
（3） 為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分，這里做成有過渡倒角的圓錐形；
（4） 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度（該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架知為?35mm；
（5） 導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/m6配合。導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f7或H8/f7的間隙配合；
（6） 導(dǎo)柱配合部分的表面粗糙度為Ra0.8～0.4μm，固定部分的表面粗糙度一般為Ra0.8μm；
（7） 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理，硬度為55HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度50～55HRC以上。
2、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
（1） 結(jié)構(gòu)形式：采用帶頭導(dǎo)套（B型），導(dǎo)套的固定孔與導(dǎo)柱的固定孔可以同時(shí)鉆，再分別擴(kuò)孔，以保證其配合精度；
（2） 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣；
（3） 導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為Ra0.4μm。導(dǎo)套外徑按H7/m6或H7/k6