CD盒上蓋注塑模具設計,CD,盒上蓋,注塑,模具設計
摘 要
在如今的生活周圍環(huán)境中，每天都可以看到各式各樣的塑料件，它們大小不同，精度也會有所差異，給我們?nèi)粘Ｉ顜砗芏喾奖?。社會對注塑件以及注塑模具設計的要求越來越高,使研究注塑模設計符合實際生產(chǎn)要求的模具變的尤為重要。然而本次模具設計論是為CD盒上蓋一套注射模具，本文對模具設計結構進行了比較詳細介紹。在完成CD盒上蓋零件圖繪制，本次注射模設計運用大學時期所學的二維軟件對塑件進行圖紙繪制。從CD盒上蓋的成型結構特征分析開始、到對分型面分析及位置的選擇、模具澆注系統(tǒng)設計、型芯型腔結構設計和尺寸計算，脫模推出機構、冷卻系統(tǒng)、導向機構的設計等多方面詳細敘述了注射模大致設計過程。與此同時合理地選用了注塑機型號，這個過程中運用到很多軟件軟件輔助分析設計是否合理，選擇合理的工藝參數(shù)和設計方案。
關鍵詞：模具結構；注塑機；模具設計
目錄
1 緒論 3
1.1 引言 3
1.2 模具的發(fā)展 3
2 塑件工藝分析 6
2.1 塑件分析 6
2.2 材料選擇及材料的性能 6
2.3成型工藝 7
2.4PS的注射成型工藝參數(shù) 8
3 注射機的初選 9
3.1 塑件的質(zhì)量與體積 9
3.2注塑機的選型 9
4 分型面的選擇及型腔排列 10
4.1 分型面的選擇 10
4.2 確定型腔的排列方式 10
4.3標準模架的選用 11
5 澆注系統(tǒng)的設計 13
5.1 主流道設計 13
5.2分流道的設計 14
5.3 澆口的設計 14
5.4 冷料井設計 15
5.5 排氣系統(tǒng)的設計 16
6 成型零部件的設計與計算 17
6.1 型腔的設計 17
6.2 型芯設計 17
6.3 成型零件工作尺寸的計算 17
7 排氣與冷卻系統(tǒng)的設計 20
7.1冷卻系統(tǒng) 20
7.2 冷卻系統(tǒng)的設計原則 20
7.3冷卻系統(tǒng)的簡單計算 20
8 脫模機構的設計 22
8.1 脫模機構 22
8.2脫模力的計算 22
8.3脫模機構的選擇 23
8.4 脫模機構的布置 23
8.5 推桿復位裝置 23
9導向機構的設計 25
9.1 導向、定位機構的主要功能 25
9.2導柱導套的設計 26
10注射機的校核 27
10.1 鎖模力的校核 27
10.2模具厚度的校核 27
10.3開模行程的校核 27
11 結論 29
參考文獻 30
致 謝 31
1 緒論
1.1 引言
在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，在日常生活中充滿了各種各樣的塑料產(chǎn)品，小到紐扣，大到塑料框、托盤、收納盒。塑料產(chǎn)品的出現(xiàn)給我們?nèi)粘Ｉ顜砗艽蠓奖?，采用不同的材料以得到不同的塑料產(chǎn)品的性能，使塑料件在剛度強度以及耐磨性方面能夠滿足人們的使用，塑料產(chǎn)品是日常生活中和我們密不可分的東西。如何生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)秀的塑料產(chǎn)品。這就需要我們能否在注塑模具設計做好功夫。
1.2 模具的發(fā)展
塑料是當今極具活力的一門產(chǎn)業(yè)。塑料是現(xiàn)代主要的工業(yè)結構材料之一，廣泛應用汽車，宇航，電子通信，儀器儀表，文體用品，化工，紡織，醫(yī)藥衛(wèi)生，建筑五金等各個領域。至2004年，我國塑料制件的年產(chǎn)量已突破2500{1}萬噸。展望21世紀，高分子合成材料將進入質(zhì)的飛躍發(fā)展時期。
從2003年我國模具進口的海關統(tǒng)計資料可知，塑料模具占了模具進口量的57%，而注射成型模具在整個塑料模具中占據(jù)了很大的比例。注射成型模具設計的好壞，決定著塑料成型制件的質(zhì)量優(yōu)勢及成品率高低，也就是說，是否能加工出優(yōu)質(zhì)價廉的塑料制件，在很大程度上要靠注塑成型模具設計的合理性和先進行來保證。
現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中，合理的注塑成型工藝，先進的注塑成型模具及高精度，高效率的注塑設備室當代塑料成型加工中必不可少的三個重要因素。尤其是注塑模具對完成塑料加工工藝要求，塑料制件使用要求和造型設計起著重要作用，高效的，全自動的設備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其效果，產(chǎn)生的生產(chǎn)和跟新都是以模具制造和創(chuàng)新為前提的。
我國注塑模具產(chǎn)品水平自2004年以來也取得了長足的進步。在大型注塑模具方面，可以生產(chǎn)1219mm電視機的塑料外殼模具，6.5kg大容量洗衣機洗衣桶的模具以及汽車保險杠，整體儀表板等塑料模具，在精密注塑模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料模具，多型腔中模具齒輪模具等。這也顯示了目前我國注塑模技術已經(jīng)達到了較高水平。并在國民經(jīng)濟中發(fā)揮越來越重要的作用。
現(xiàn)在考察某個國家的科學與生產(chǎn)技術水平，塑料的生產(chǎn)與應用情況是重要標志之一。塑料的加工與應用和塑料工業(yè)發(fā)展的快慢，對國家科技與生產(chǎn)，以及國民經(jīng)濟的發(fā)展的巨大影響是不言而喻的。隨著現(xiàn)代化技術的迅速發(fā)展，人們生存在“塑料世界”中，注塑模在國民經(jīng)濟過程中將處于十分重要的地位。
我國塑料模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達國家相比存在很大差距但在國家產(chǎn)業(yè)政策與之相配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和改革開放方針引導下，我國注塑模得到迅速發(fā)展，高效率，自動化，大型，微型，精密，無流道，氣體輔助，高壽命模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比例越來越大?？傮w上來看注塑模具發(fā)展趨勢，注塑成型模具正加深理論研究，加速推進標準化進程，擴大研究各種特殊架構注塑模具，全面推廣CAD/CAE.CAM，進一步加強快速原型制造技術。
塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一。自從1927年聚氯乙烯塑料問世以來，隨著高分子化學技術的發(fā)展以及高分子合成技術、材料改性技術的進步，愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。隨著塑料塑件的使用越來越泛，在很多方面，它己成為金屬塑件的替代物。塑料模具作為成型方式中的一種，是家用電器、汽車和航空航天等領域中塑料塑件的重要生產(chǎn)工具。并且隨著塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對塑料塑件的質(zhì)量要求越來越高，而且產(chǎn)品品種多、更新快、價格低，市場競爭劇烈。據(jù)統(tǒng)計，日本一萬多家模具企業(yè)中，生產(chǎn)塑料模具的就占40%;韓國模具專業(yè)廠中生產(chǎn)塑料模的占43%[2]。塑料模具是塑料產(chǎn)品開發(fā)中至關重要的一個環(huán)節(jié)，也是批量產(chǎn)品得以投放市場的先決條件。而且國外注射模CAD技術發(fā)展很快，從70年代起，注射模CAD/CAE/CAM技術就成為熱門的研究課題，注塑流動模擬和冷卻分析軟件中比較突出的有美國AC-Tech公司的C-MOLD軟件、澳大利亞Moldflow公司的MOLDFLOW軟件:三維模具CAD/CAE/CAM集成軟件中比較突出的有美國PTC公司的Pro/E軟件、美國UGS公司的UG軟件、法國達索公司的CATA軟件等等[3]。我國在開發(fā)注射模CAD技術上起步較晚，但經(jīng)過不斷的努力，一些大學和研究所已有長足的進步，并取得了一批科研成果。
2 塑件工藝分析
2.1 塑件分析
本次模具課程設計的塑料產(chǎn)品是CD盒上蓋，，在開始模具設計之前需要對塑件的結構進行大致分析，在這個基礎上才能設計出合適的模具方案，此類塑料產(chǎn)品屬于壁厚均勻的殼體，長為142mm，寬為124mm，該塑件外形簡單，體積較大，左右側(cè)壁上對稱分布有倒扣，由于與底座進行裝配。塑件二維圖如圖2.1所示；
圖2.1塑件二維圖
2.3 材料選擇及材料的性能
2.3.1 材料選擇
本次課程設計塑件采用的材質(zhì)已經(jīng)指定為PS。PS是一種塑料的英文簡稱，它的中文全稱是聚苯乙烯材料是一種熱塑性樹脂。
該材料的英文名稱是：Polystyrene，比重為1.05克/立方厘米，成型收縮率為0.6-0.8%，成型溫度為170-250℃。
該材料它是由樹脂制作而成的，自身光澤度非常好。在構成模式上，大多都是珠狀或者是粒狀的固體，同時它的密度接近水的密度，因此具有良好的親水性。
PS材質(zhì)的作用和應用有如下幾條：
1、制作電子電器：連接器、開關零件、家用電器、配件零件、小型電動罩蓋。
2、充當汽車的零件，主要有外裝零件，主要有轉(zhuǎn)角格珊、發(fā)動機放熱孔罩等；內(nèi)部零部件，主要有內(nèi)鏡撐條、刮水器支架和控制系統(tǒng)閥。汽車電器零件，如汽車點火線圈絞管和各種電器連接器等。
3、制作機械設備：視頻磁帶錄音機的帶式傳動軸、電子計算機罩、水銀燈罩、電熨斗罩、烘烤機零件以及大量的齒輪、凸輪、按鈕、電子表外殼、照相機的零件（有耐熱、阻燃要求）。
2.4成型工藝
經(jīng)比較，成型設備采用臥式注射機較好，其優(yōu)點是機體較低,容易操作和加料，塑件脫模后可以自動落下可實現(xiàn)自動化操作，注塑機的重心較低安裝穩(wěn)定，適合大中型注射機的設計制造。
表2.1 PS塑料的部分技術指標
密度：1.05 g/cm3
電導率：(σ) 10-16 S/m
導熱系數(shù)：0.08w/m.k
楊氏模量：(E) 3000-3600 MPa
拉伸強度：(σt) 46–60 MPa
伸長長度：3–4%
夏比沖擊試驗：2–5 kJ/m2
玻璃轉(zhuǎn)化溫度：80-100℃
熱膨脹系數(shù)：(α) 8×10-5/K
熱容：(c) 1.3 kJ/(kg·K)
吸水率：(ASTM) 0.03–0.1
降解：280℃
2.5 PS的注射成型工藝參數(shù)
注塑機類型:螺桿式
噴嘴形式:通用式
料筒一區(qū)150——170
料筒二區(qū)180——190
料筒三區(qū)200——210
噴嘴溫度180——190
模具溫度50——70
注塑壓60——100
保壓40——60
注塑時間2——5
保壓時間5——10
冷卻時間5——15
周期15——30
后處理紅外線烘箱
溫度(70)
時間(0.3——1)
3 注射機的初選
3.1 塑件的質(zhì)量與體積
通過學校實驗室電子稱測得上蓋重量為24.09g，塑件材質(zhì)為PS，PS密度為1.05,塑料制件體積V＝22.94 ；
模具成型的塑料制品和流道凝料總質(zhì)量應小于注射機的額定注射量的80%，澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估計澆注系統(tǒng)的凝料在設計前是不能確定準確的數(shù)值的，但可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2～1來計算。
因為初步擬定的型腔數(shù)為一模2腔所以總質(zhì)量為：V實=2×22.94 ×1.2=55.06cm
根據(jù)實際注射量應小于0.8倍公稱注射量原則, 即：
0.8V公≧ V （3.1）
V= V/0.8
=55.06÷0.8
=68.8cm；
3.2注塑機的選型
根據(jù)以上每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計算值，選定注射機為海天80XB。注射方式為螺桿式，其有關性能參數(shù)為：
HTF海天注塑機技術參數(shù)
參數(shù)
單位
80×B
螺桿直徑
mm
34
理論注射容量
cm3
300
注射重量PS
g
165
注射壓力
Mpa
150
注射行程
mm
120
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~240
料筒加熱功率
KW
5.7
鎖模力
KN
1400
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
365*365
允許最大模具厚度
mm
400
允許最小模具厚度
mm
150
移模行程
mm
310
移模開距(最大)
mm
670
液壓頂出行程
mm
100
液壓頂出力
KN
33
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動機功率
KW
11
油箱容積
l
200
機器尺寸(長×寬×高)
m
4.3×1.25×1.8
機器重量
t
3.45
最小模具尺寸(長×寬)
mm
240*240
4 分型面的選擇及型腔排列
4.1 分型面的選擇
在選擇分型面的位置時候必須提前了解分型面的選取原則，在書上查閱到分型面的主要選擇原則：
1)分型面應選在塑件外形最大輪廓處;
2)使塑件在開模后留在動模上;
3)分型面的痕跡不影響塑件的外觀;嗯
4)澆注系統(tǒng),特別是澆口能合理的安排;
5)使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上;
6)使塑件易于脫模。
分析塑件結構特點，根據(jù)塑件結構形式，以及選取原則的第一條最大輪廓面原則，本設計分型面選在CD盒上蓋最大輪廓面上，如果選擇其他位置，會在外殼表面留下分型線的痕跡，這是對外觀件兒絕對不允許的，所以選則塑件上表面為分型面是非常合理的，這樣既能滿足分型面最大橫截面積原則，又能不影響外觀，分型面位置如圖所指位置的平面所示。
圖4.1 分型面位置
4.2 確定型腔的排列方式
在確定型腔數(shù)目的時候，既要分析塑料產(chǎn)品的結構，又要考慮到它的精度即體積大小，所以準備將型腔數(shù)目定為一模兩腔，本塑件在注射時采用一模兩件。在考慮型腔的排布的時候既要考慮到澆注系統(tǒng)澆道平衡又要考慮到后期方便布置側(cè)抽機構，決定采用一字型排布，如圖所示。
圖4.2 型腔的排列方式
4.3標準模架的選用
國內(nèi)許多廠家的模架已經(jīng)標準化，注塑模模架國家標準小型模具模板尺寸為B×L≤560mm×900mm；可以參考GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術條件》，由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在全國各地的部分地區(qū)形成了統(tǒng)一的標準，對注射模進行分類的時候有很多種方法，在這里主要說的分類方式就是按照整體結構來進行的，
(1) 單分型面注射模、
(2) 雙分型面注射模、
(3) 帶有活動成型零件的模、
(4) 側(cè)向分型抽芯注射模、
(5) 定模帶有推出機構的注射模、
(6) 自動卸螺紋的注射模、
本次模具設計的采用單分型面兩板模結構圖如圖：
選用基本型CI型，模板周界尺寸350×550 mm
定模座板厚： 35mm
定模板厚： A=85mm
動模板厚: B=110 mm
墊塊厚度: C=110 mm
動模座板厚： 35mm
排氣縫隙厚度為1mm
根據(jù)以上計算，所選模架型號為龍記模架CI型CI-3555A85B110C110.
39
5 澆注系統(tǒng)的設計
澆注系統(tǒng)是引導塑料熔體從注塑機噴嘴到模具型腔為止的一種完整的輸送管道。它具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對塑件質(zhì)量具有決定性影響。澆注系統(tǒng)由：主流道、分流道、澆口、冷料穴組成。
對澆注系統(tǒng)進行總體設計時，一般應遵循如下原則：
a. 了解塑料的成型性能
b. 盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕
c. 有利于型腔中氣體的排出
d. 防止型心的變形和嵌件的位移
e. 盡量采用較短的流程充滿型腔
5.1 主流道設計
主流道指由注射機噴嘴出口起到分流道入口止的一段流道，它是塑料熔體首先經(jīng)過的通道，且與注塑機噴嘴在同一軸線。主流道、定位圈等的各項參數(shù)與注射機的規(guī)格密切相關，根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系如下
R = R0 + (1～2)mm
d = d0 + (0.5～1)mm
設計手根據(jù)冊查得 80XB型注射機噴嘴有關尺寸如下：
噴嘴前端孔徑：d0=4mm
噴嘴前端球面半徑：R0＝14mm
所以可知 R =15mm，d =4.5mm。
主流道的錐角α通常為2°－6°，過大的錐角會產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使充模時熔體的流動阻力過大。
由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸，為了方便維修更換，所以模具的主流道部分通常設計成可拆卸更換的主流道襯套，即澆口套。
5.2分流道的設計
分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道，分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。
翻閱《注塑模具設計實用教程》教材查閱常用分流道斷面尺寸推薦如表所示：
表1流道斷面尺寸推薦值
塑料名稱
分流道斷面直徑mm
塑料名稱
分流道斷面直徑 mm
PS，AS
聚乙烯
尼龍類
聚甲醛
丙烯酸
抗沖擊丙烯酸
醋酸纖維素
聚丙烯
異質(zhì)同晶體
4.8~9.5
1.6~9.5
1.6~9.5
3.5~10
8~10
8~12.5
5~10
5~10
8~10
聚苯乙烯
軟聚氯乙烯
硬聚氯乙烯
聚氨酯
熱塑性聚酯
聚苯醚
聚砜
離子聚合物
聚苯硫醚
3.5~10
3.5~10
6.5~16
6.5~8.0
3.5~8.0
6.5~10
6.5~10
2.4~10
6.5~13
分流道的截面形狀常用的分流道截面形狀有全圓形、梯形、半圓形、矩形和U字型等。本設計中由于塑件排布比較緊湊,且準備采用圓形，根據(jù)推薦值，直徑定為8m， 在型腔排布時，一般兩個塑件間距在30-50mm之間，這也間接決定了分流道的長度，分流道長度為43mm。分流道設計如下圖所示：
分主流道截面形狀
5.3 澆口的設計
澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大。澆口大致分為五種：
① 直接澆口
② 側(cè)澆口
③ 點澆口
④ 潛伏澆口
⑤ 耳形澆口
分析塑件使用要求和對表面質(zhì)量的要求不高，決定采用側(cè)澆口。側(cè)澆口如下圖所示：
側(cè)澆口
5.4冷料井設計
本設計采用帶Z型拉料桿。由于拉料桿頭部的側(cè)凹將主流道凝料鉤住，分模是即可將凝料從主流道中拉出。拉料桿的根部固定在推出板上，在推出塑件時，冷料也一同被推出，取產(chǎn)品時向拉料鉤的側(cè)向稍微許動，即可脫鉤將塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。
5.5 排氣系統(tǒng)的設計
排氣槽是為使模具型腔中的氣體排出而在模具上開設的通氣槽或通氣孔。排氣是注射模具設計中一個重要的問題。在注射成型過程中,熔體注入型腔時,必須將型腔中的空氣和從熔體中溢出的揮發(fā)性氣體順利排出型腔。
注射模常用的排氣方式有以下幾種:
①用分型面排氣;
②用型腔和模板的配合間隙排氣;
③用側(cè)型芯運動間隙排氣;
④利用推桿運動間隙排氣;
⑤開設排氣槽。
本模具為中小型模具,且分型面適宜,可以利用①、②的方式來排氣,不必再設計其他排氣裝置。
6 成型零部件的設計與計算
構成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱為成型零部件。成型零部件有凸模和凹模，亦稱作型芯和型腔，在塑料熔融體通過射速機注塑到型腔內(nèi)時，對型腔產(chǎn)生巨大的壓力和沖擊，[21]所以成型零部件不但要具有一定的結構、尺寸、精度，還應當具有較大的強度、剛度，以減少成型零部件的損壞甚至報廢，延長模具壽命。
6.1 型腔的設計
型腔是塑件外表面的部件，也叫凹模，按結構不同可以分為組合式型腔和整體式型腔，然而組合式型腔會在生產(chǎn)塑料制品的時候留下縫痕跡，影響塑料制品的外觀質(zhì)量，所以對于外觀件產(chǎn)品不常采用，所以放棄組合式結構而采用整體式型腔是較為合理的選擇.
6.2 型芯設計
型芯用于成型塑料的內(nèi)表面，又稱凸模。結構也分為整體式和組合式兩種。本次型芯結構也像型腔一樣采用整體式
6.3 成型零件工作尺寸的計算
由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因為模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨損量大多憑經(jīng)驗決定），這里就只考慮塑料的收縮率計算模具盛開零部件的工作尺寸。通過以下計算公式，我們分別求得各個尺寸。
目前,模具工作部分尺寸主要使用兩種方法來計算,一個被稱為平均法,另一種方法稱為公差帶。平均收縮更小的部分一般使用平均法。PS材料收縮率從0.3%提高到0.7%,其平均收縮率= 0.5%,考慮到工廠的現(xiàn)有條件模具加工制造,模具制造公差選擇δz =Δ/ 5。精密塑料零件是一個普通類——MT4。腔體類尺寸磨損后增大，芯體類磨損后減小。
若磨損后尺寸增大,則公式為
若磨損后尺寸變小,則公式為
(1) 型腔徑向尺寸的計算公式
：
公式中 ----塑件的徑向尺寸；
----塑件的平均收縮率；
----塑件的尺寸公差；
----型腔模具
(2) 型腔深度尺寸的計算公式
公式中 ----塑件的徑向高度；
----塑件的平均收縮率；
----塑件的尺寸公差；
----型腔模具公差
(3) 型芯徑向尺寸的計算公式
：
公式中 ----塑件的徑向尺寸；
----塑件的平均收縮率；
----塑件的尺寸公差；
----模具公差
(4) 型芯深度尺寸的計算公式
公式中 ----塑件的徑向高度；
----塑件的平均收縮率；
----塑件的尺寸公差；
----模具公差
7 排氣與冷卻系統(tǒng)的設計
7.1冷卻系統(tǒng)
冷卻系統(tǒng)不參與直接成型工作，它的作用僅僅是降溫，但降溫在塑料模中是一個很重要的工作，因為在流體進入容器之后的自然降溫過程很緩慢，冷卻系統(tǒng)能夠加速這個過程，在快速制冷的情況下成品能夠更加完美地成型，這也是順利生產(chǎn)的必要措施，除此之外，除了塑料模內(nèi)部容器，外部的輔助系統(tǒng)幾乎都不是耐高溫的，如果長時間處于一種高溫工作環(huán)境，那么這些系統(tǒng)的使用壽命就會變得很短，為了防止這種情況出現(xiàn)，冷卻系統(tǒng)的合理化設置是必須的。
7.2 冷卻系統(tǒng)的設計原則
（1）為了保持冷卻時的平衡，我們需要將定模和動模在冷卻時分開進行。
（2）確定的孔徑大小以及位置的確定，普通的灌流器外座壁如果越厚，所形成的水流管道的孔徑就要越大。
（3）如果冷卻水孔的數(shù)量增多，就會使得模具內(nèi)部的溫度的梯度減小，目的是為了讓灌流器外座的冷卻均勻。
（4）模板和鑲件之間形成的交界面是可以讓冷卻通道通過的，但是鑲件與鑲件之間形成的交界面是不可以通過的，這樣做是為了不漏水。
（5）澆注口的位置應該使得冷卻的力度加強。
（6）應降低進水與出水的溫差。
7.3冷卻系統(tǒng)的簡單計算
7.3.1 單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W
(1) 取注射周期t =t注+t冷+t脫=2.2+2.9+5.8=10.9s，則每小時注射次數(shù)為：N=330次
(2) 單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：
W=N×m=340×0.102=34.72kg/h。
7.3.2 確定單位質(zhì)量的計時器底蓋在凝固時所放出的熱量
(1) PS的單位熱流量QS的值的范圍在（310～410）KJ/kg，可取QS=360KJ/kg
(2) 計算冷卻水的冷卻流量qV
設冷卻水道入口的水溫為θ2=22℃出口水溫為θ1=25℃模具溫度取60℃取水的密度ρ=1000kg/m3
水的比熱容c=4.187kJ/（kg.℃）
(3) 確定冷卻水路的直徑d
為使冷卻水處于瑞流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑d=6mm。
(5) 冷卻管壁與水交界面的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù)
平均水溫為23.5℃時，查表12-4[5]得=6.72
(6)計算冷卻水通道的導熱總面積
(7)計算模具冷卻水管的總長度
(8)設冷卻水路根數(shù)為，設每條水路的長度為=102mm
根據(jù)查詢相關資料教材《注塑模具設計實用教程》第2版經(jīng)驗得到冷卻水道直徑為8毫米。由水道排列滿足冷卻系統(tǒng)的設計原則，水管中心距在孔徑的3~5倍，距離型腔表面是孔徑的1~2倍，并且考慮到管子的壁厚和各個零件是否干涉的情況，最終水道分上下模仁。
8 脫模機構的設計
8.1 脫模機構
在注射成型的每個循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種脫出型件的機構稱為推出機構（或脫模機構）。在設計塑件的推出機構的時候以下原則是不可忽視的。
(1)推出機構應近盡量設置在動模一側(cè)。
(2)保證塑件不因推出而變形損壞。
(3)機構簡單,動作可靠。
(4)良好的塑件外觀。
(5)合模時的準確復位。
8.2脫模力的計算
根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式：
∑Fx=0
Ft+Fbsinα=Fcosα
Fb 塑件對型芯的包緊力；
F 脫模時型芯所受的摩擦力；
Ft 脫模力；
Α 型芯的脫模斜度。
又： F=Fbμ
于是 Ft=Fb(μcosα-sinα)
而包緊力為包容型芯的面積與單位面積上包緊力之積，即：Fb=Ap
由此可得：Ft=Ap(μcosα-sinα)
式中： μ為塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1~0.3；
A為塑件包容型芯的總面積；
p為塑件對型芯的單位面積上的包緊力，在一般情況下，模外冷卻的塑件p取2.4~3.9×107Pa;模內(nèi)冷卻的塑件p約取0.8~1.2×107Pa。
所以:采用圓柱體面積計算，A=2544mm2 ,μ取0.25,p取1×107Pa,取α=0。
Ft=4048×10-6×1×107(0.25×cos0-sin0)=10120N.
8.2脫模機構的選擇
常見的推出機構有推桿，推管，推板和推塊，各個推出機構都有自己適合推出的產(chǎn)品結構。比如大型深腔薄壁類的產(chǎn)品適合推板推出，細長螺柱孔、圓筒形和環(huán)形制品適合推管推出，所以在選擇推出結構的時候，首先要分析塑件的結構，塑件是殼類產(chǎn)品，里面結構不復雜，有足夠的空間布置頂桿。又因為在CD盒內(nèi)表面?？梢悦黠@看到很多頂桿痕跡，所以選擇推桿脫模機構是合理的。在推桿直徑大小選用方面，也會參考實物上的痕跡。本次設計的推出機構是采用推桿頂出塑件。
8.3 脫模機構的布置
為能使能夠順利頂出塑件，達到良好的退出效果。推出機構的合理分布必不可少，將頂桿分布如圖所示，在依靠頂桿和斜頂桿共同作用下順利的頂出塑件。
頂桿布置
8.4 推桿復位裝置
推出機構用可用多種方式復位，如彈簧復位，強制回位和回針復位，一般模具設計追求安全可靠，同時采用這三種方法。復位桿應對稱布置，長取2~4根，長度與推桿相同。彈簧復位是一種簡單復位方法，它具有先行復位功能，數(shù)跟彈簧裝在動模板與推板之間，推出塑件時彈簧被壓縮，當注射機的頂桿后退，彈簧即將推板推回。強制回位是有一根強制回位桿分別連接頂針固定板和注塑機的液壓系統(tǒng)上，和模前由液壓系統(tǒng)強制回位，回針是在分模面上有四根回位針，其固定在頂針固定板上，和模時先是回針和模面接觸把頂針強制帶回，避免頂針碰花模仁。其結構如下圖所示
復位結構圖
9導向機構的設計
9.1 導向、定位機構的主要功能
導向機構是保證塑料注射模具的動模與定模合模時正確定位和導向的重要零件，通常采用導柱導向，主要零件包括導柱和導套。其具體作用有：
（1）定位作用；
（2）導向作用；
（3）承載作用；
（4）保持運動平穩(wěn)作用；
（5）錐面定位機構作用。
9.2導向結構的總體設計
（1） 導向零部件在進行分布的時候，是合理進行的，在這個模具的周圍，還有在靠近邊上的地方，它的中心點到這個模具的邊上的距離都是可以滿足需要的，這樣一來模具的強度就達到要求了，避免有導柱還有導套在壓入的時候出現(xiàn)形狀的改變。
（2） 按照模具的外部形狀，還有具體的尺寸，一個模具配備的導柱有兩個到四個。假如模具對于凹模還有凸模都有方位的一些需求的時候，那么使用的導柱直徑都是不一樣的，也可以是導柱的直徑都是一樣的，不過這兩個導柱在安裝的時候位置要錯開來才可以。
（3） 因為塑料產(chǎn)品一般都是在公模上面的，所以說要想產(chǎn)品脫離模具的時候便利一點，通常都是將導柱裝在母模的上面。
（4） 承屑槽應該安置在導柱還有導套的分型面的地面
（5） 導柱的軸線應該跟導套的軸線，還有導向孔的軸線都是平行的。
（6） 模具合起來的時候，要確保導向零部件先碰起來，防止公模首先到模腔的里面去，會將生產(chǎn)的零部件破壞。
9.3導柱導套的設計
常用的合模導向機構主要有兩種形式，導柱導向和錐面定位，[23]本文注塑模具選用導柱導向機構，由于動、定模尺寸較大。本次導向結構采用常規(guī)的導柱導套。
導柱的結構形式有兩種：一種為單節(jié)式導柱，另一種為臺階式導柱。小型模具采用單節(jié)式導柱，大型模具采用臺階式導柱[8]。在導柱的工作部分上開設油槽，可以改善導向條件，減少摩擦,故導柱采用加油槽的階梯式導柱。
由于導柱已選定，由塑料模具設計與制造可查得與之相配的導套。典型的導套可分為直導套合帶頭導套，直導套結構簡單，加工方便，用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合，帶頭導套結構較復雜，用于精度較高的場合，采用帶頭導套形式。
采用四個導柱作為導向，導柱導套材料選用GCr15，具有一定強度和耐磨性，4個導柱分布在四個角上，呈對稱分布，其導向更為平穩(wěn)，滿足其使用性能要求。導柱與導套的配用如圖所示：
導柱導套
10注射機的校核
10.1 鎖模力的校核
確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機的額定鎖模力：
F＞K A分·P型 （3.3）
＞1.2×2×16120×30×10
＞1160KN
式中 F注塑機額定鎖模力：1400KN；K安全系數(shù)，通常取1.1-1.2，取K=1.2；
滿足要求。
10.2模具厚度的校核
模具的厚度（閉合高度）必須滿足下式：
Hmin
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