一次性注射器筒体注塑模具设计

闽南理工学院毕业设计（论文）题目一次性注射器筒体注塑具设计系 另H专业模具设计与制造班级0710144学号071014418姓 名指导教师 高建军完成时间 2010 年6月10日评定成绩教务处制年 月 日摘要 3绪论 5第二章零件的相关设计 82.1塑料制品的设计依据 82.2制品体积的确定 92.3塑件质量的确定 9第三章注射机类型的选择 103.1 PA66型腔压力P 103.2 注射机额定锁模力的估算 103.3注射机的额定注射量 103.4注射机类型的选定 11第四章塑料注射成型模具的设计 114.1开模行程的确定 114.2模具侧壁厚度的确定 124.3模具侧壁厚度的校核 144.4动模支承座厚度的确定 154.5成型腔主要尺寸的计算 154.6主型芯主要尺寸的计算 174.7排气设施的考虑 194.8脱模机构的设计 204.9推管尺寸的确定 22第五章侧向抽芯机构的设计 235.1抽拔力的计算 235.2型芯抽芯距的计算 235.3导柱直径的计算 23根据制品的结构特点，确定在两个镶件间设置一跟普通的圆顶杆。由于塑料件的内有两个小的凸台，所以设置斜滑块，但在推出前推出机构先复位，为此，在顶杆上安装了复位弹簧。查模具设计与制造简明手册P.422.表2-35,可知导柱直径d=15mm 5.4导柱长度的计算 24第六章冷却装置的设计 256.1冷却计算 256.2冷却系统的设计 277.1主流道的设计 297.2分流道的设计 297.3冷料穴和拉料杆的设计 307.4浇口的设计 31设计总结 34致谢 36参考资料 373摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的 种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本文是关于一次性注射器筒体注塑模具设计及其计算机辅助制造设计的说明，介绍了注射摸具的设计和模具加工制造，是对模腔、型芯、脱模机构、抽芯机构的设计、冷 却系统的设计、浇口的设计的阐述。通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题， 了解模具结构及工作原理；通过对 AutoCAD的学习，可以建立较简单零件的零件库， 从而有效的提高工作效率。关键词注射器筒体，注塑模具，计算机辅助制造设计AbstractThe plastic in dustry is in the world grows now one of quickest in dustry classes, but casts the mold is development quick type, therefore, the research injection molding mold to un derstood the plastic product the product ion process and improves the product quality to have the very big sig nifica nee.This article is about the disposable injector tube body injectio n moldi ng mold desig n and the computer assista nee manu facture desig n, in troduced the injectio n traces the desig n and the mold process ing manu facture which has, is to the cavity, the core, the draw ing of patter ns orga ni zati on, pulls out the core orga ni zati on the desig n, the cooli ng system desig n, the runner desig n elaboratio n.Through this desig n, may to cast the mold to have a prelim inary un dersta nding, no tes in the desig n certa in detail questi on, un dersta nds the mold structure and the prin ciple of work; Through to the AutoCAD study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhan ceme nt worki ng efficie ncy.Key words Injector tube body,Casts the mold,Computer assista nee manu facture desig n4绪论塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物，一般相对分子质量都大于1万，有的可达百万级。塑料制件在工业中的应用日趋普遍，这是由于它们具有一 系列特殊的优点所决定的。塑料工业是一门新兴的工业，是随着石油工业发展应运而 生的。塑料做为一种新的工程材料，由于不断被开发与应用，加之成型工艺不断成熟与完善，极大地促进了塑料成型模具的开发与制造。模具是工业生产中的重要工艺装备， 模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。塑料模具是指用于成型塑料制件模具，它是型腔模的一种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的优劣，直接影 响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。近年来，我国各行各业对模具工业的发展十分重视。1989年，国务院颁布了“当前产业政策要点的决定”在重点支持技术改造的产业、产品中，把模具制造列为机械工业技 术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务。总之要尽快提高我国模具工业的整体技术水平并迎头赶上发达国 家的模具技术水平。第一章注射模的概述1.1注射模塑成型工艺注射模塑成型是热塑性塑料成型的一种重要方法，除少数几种热塑性塑料以外，几 乎所有的热塑性都可以用此法成型。注射模塑成型方法的特点是能够一次成型十分复杂的形状和尺寸，要求精确，并带 有金属非金属镶件的塑料制品，能适应品种繁多的塑料材料，成型周期短，生产效率 高，容易实现全过程的微电脑控制。6注塑模塑成型过程可分为加料，塑化，注射入模，保压，冷却和脱模六个步骤，实 际上是塑料材料的塑化，流动和冷却过程。1.2注塑模的特点热塑性材料注射模的特点是由塑料原材料的特性所决定的，最主要的有两点：一是 注射时塑料熔体充模流动特性，二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定 了注塑模的特殊性和设计难度。由于塑料熔体属于粘弹体，熔体流动过程粘度随剪切 应力，剪切速率而变化，流动过程中大分子沿流动方向产生定向，模腔充满后熔体被 部分压缩；冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂，模腔内各部位，各方向塑料收缩率 不同。不同种类，牌号的塑料收缩有很大差异，同一牌号的材料或塑料在加工时，配 方不同其充模流动特性及收缩率也不同。1.3塑料注射模的基本要求及设计注意事项合理地选择模具结构：根据塑件的图纸及技术要求，研究和选择适当的成型方法及 设备，拟出模具结构方案。正确地确定模具成型零件的尺寸：成型零件是确定制件的形状，尺寸和表面质量的 直接因素，关系甚大，特别注意。计算成型零件尺寸时，一般采用平均收缩率法。 设计的模具应当制造方便：设计模具时尽量做到使设计的模具制造容易，造价便宜。 充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工：尽量用模具成型出符合塑件设计特点的制 件，包括孔，槽，凸，凹等部分，减少浇口，溢边的尺寸，避免不必要的后加工。 其它还要注意：设计的模具应当效率高，安全可靠。模具零件应当耐磨耐用。模具结 构要适应塑料的成型特性。第二章零件的相关设计2.1塑料制品的设计依据与塑料注塑模技术条件相对应的标准号为 GB/T 12554-90,其具体内容如下：（1）主题内容与适用范围本标准规定了塑料注射模的零件技术要求、总装技术要求、验收规定和标记、包装、 运输、储存。本标准适用于热塑性塑料和热固性塑料注射模的设计、制造和验收。（2）制品工艺要求塑料制品的质量不仅与模具结构和成型工艺参数有很大的关系，而且还取决于塑料 制品本身的结构设计是否符合工艺要求。设计塑料制品的基本原则如下：在保证使用和性能（如机械强度、电性能、耐化学腐蚀、形状稳定、耐温、吸 水性等）的前提下，塑料制品结构力求简单、壁厚均匀、使用方便。设计制品时应尽量考虑结构合理，便于模具制造和成型工艺的实施，用最简单 的工序和设备来完成制品的成型过程。日用生活制品和儿童玩具等要求外表美观者，应与美工人员共同研究，设计出 两全其美的制品。高效率、低消耗，尽量减少制品成型前后的辅助工作量，并避免成型后的机械 加工。进行塑料制品设计开发，需要注意的一些设计问题如下：1 尺寸、精度及表面粗糙度尺寸：制品的尺寸要满足使用要求及安装要求，同时要考虑模具的加工制造、 设备的性能，还要考虑塑料的流动性。8、塑精度：影响因素很多。塑料的收缩、注塑成型条件（时间、压力、温度）件形状、模具结构（浇口和分型面的选择、飞边、斜度）、模具的磨损等都直 接影响制品的精度。表面粗糙度：制品的表面粗糙度由模具表面的粗糙度决定，故模具表面要进行研磨抛 光，透明制品要求模具型腔与型芯的表面光洁度一致，一般选择Rav0.2 口。2.2制品体积的确定根据实体和查资料可知，一次性注射器筒体体积V筒体-7.5cm 32.3塑件质量的确定查模具设计与制造简明手册P.276.表2-2常用热塑性塑料主要技术指标可知 Pc的 密度为1.29/cm3，计算可得一次性注射器筒体的质量M 筒体=7.5cm3 X1.29/cm3=9g.第三章注射机类型的选择3.1 PA66型腔压力P查塑料模具设计参考资料汇编可知p=80pa3.2 注射机额定锁模力的估算注射机额定锁模力：F=K XA XPF 注射机的额定锁模力 kN。A 塑料件与浇注系统在分型面上的总投影面积cm2P 分型面上模腔的计算压力 N/cm2P=0.5P0=6100N/ cm2 。3.3注射机的额定注射量塑料在常温下的比重 g/cm3 POM 取1.42g/ cm3C 料筒按体积计算：Gmax = M XD XC11注塑机规定注射容积 cm3D注射温度下塑料体积膨胀率校正系数POM为结晶性材料C = 0.853.4注射机类型的选定查模具设计与制造简明手册P.103.表2-33热塑性塑料注射机型号和主要技术规 格，根据计算所得的总体积和质量可初选 XS-ZY-125机。塑料注射机参数的规格如下 表：螺杆（柱塞）直径（mm）42喷嘴球半径（mm）12注射容量（cm3或g）30、20 孔直径（mm）2注射压力（/MPa）120顶出 设有顶杆，机械顶出锁模力（/kN）250最大注射面积（cm2） 144模具厚度（mm）最大 300 拉杆空间（mm）235最小 200定位孔直径（mm）125+0.06第四章 塑料注射成型模具的设计4.1开模行程的确定模具开模后为了便于取出塑料，要求有足够的开模距离，而注射机开模行程是有限制的，因此模具设计时必须进行注射机开模行程的校核。当注射机最大开模行程与模具厚度有关时，对于直角式注射机和全液压式锁模机构的注射机，其最大开模行程等于注射机移动模板与固定模板之间的最大开距Sk，减去模具闭合厚度Hm。Sk Hm+s=12.8mm式中s模具所需开模距离s=Hi+H2+（510）式中Hi塑料脱模需推出的距离（mm）。H2 塑件高度（包括浇注系统凝料）（mm ）4.2模具侧壁厚度的确定塑料件壁厚设计的基本依据是塑料件的使用要求，例如强度、刚度、绝缘性、质量、 尺寸稳定性和其他零件的装配关系等。壁厚设计也需要考虑到塑料件形成时的工艺性 要求，如对熔体的流动阻力、顶出时的强度和刚度等。在满足工作要求和工艺要求的 前提下，塑料件壁厚设计应遵循如下基本原则。（1）尽量减小壁厚减小壁厚不仅可以节约材料，节约能源，也可以缩短成形周期，因为塑料是热导率 很小的材料，壁厚的少量增加，会使塑料件在模腔内冷却凝固时间明显增长。塑料壁 厚减小，也有利于获得质量较优的塑料件，因为厚壁塑料件容易产生表面凹陷和内部 缩孔。塑料件允许的最小壁厚与塑料品种和塑料尺寸有关，如下表：常用热塑性塑料制品壁厚（厚度）参考值最小壁厚平均壁厚最大壁厚热塑性（单（单（单(（单(塑料位：单位：单位：位:mm)位：inch）位：inch)nch)mm)mm)12POM50.0110.3820.0671.5250.0110.3ABS0.0320.760.0982.2250.0110.3PMMA50.0250.6330.0962.30.2556.3纤维素0.020.630.071.90.184.7树脂555074PTFE0.0140.2550.0380.80.5712.尼龙50.0110.3820.0671.550.1273.1PC0.0461.0130.0962.350.3729.5LDPE0.0280.5020.0671.50.2556.3HDPE50.0390.8820.0671.50.2556.3EVA0.0280.5020.0671.550.1273.1PP50.0250.630.0832.00.327.6PSO0.0461.010.142.550.3729.5PPO/PS0.0320.760.0832.050.3729.5PS0.0320.7620.0611.50.2556.3SAN0.0320.7620.0671.50.2556.3PVC(硬质)0.0461.0130.0962.350.3729.5PU0.02550.630.5712.1.5138.(2)尽可能保持壁厚均匀当塑料件的壁厚不均匀时，成形中各部位所需冷却时间不同，收缩率也不同，容易 造成塑料件的内应力增加并产生翘曲变形，因此设计塑料件时应尽可能减小各部位的 壁厚差，保持壁厚均匀。4.3模具侧壁厚度的校核注射机规定的模具最大与最小厚度是指动模板闭合后达到规定锁模力时动模板和定 模板间的最大和最小距离，因此所设计模具的厚度应落在注射机规定的模具最大与最14小厚度范围内，否则将不可能获得规定的锁模力4.4动模支承座厚度的确定考虑支承板厚度时，应遵循下述原则：(1) 不能用更换支承板材料的方法增加支承板的强度；(2) 不能用提高支承板硬度的方法来增加支承板的强度。也不能用叠层支承板来增加支承板的强度，使问题复杂化(4) 加大支承板厚度(兼顾其它影响因素)。(5) 根据模板的实际情况和工艺要求，采用增加支撑点的方法。 动模支承板厚度计算公式强度条件： -刚度条件:一4.5成型腔主要尺寸的计算影响塑件尺寸精度的因素较为复杂，主要存在以下几方面(1) 零件的制造公差；(2) 设计时所估计的收缩率和实际收缩率之间的差异和生产制品时收缩率波动;(3 )模具使用过程中的磨损。以上三方面的影响表述如下：1、制造误差： z=a?i=a(0.45 +0.001D)其中，D 被加工零件的尺寸，可被视为被加工模具零件的成型尺寸； z 成型零件的制造公差值；i 公差单位；a 精度系数，对模具制造最常用的精度等级。2成型收缩率波动影响其中,s 塑件成型收缩率；LM 模具成型尺寸；LS 塑件对应尺寸。3型腔磨损对尺寸的影响为简便计算，凡与脱模方向垂直的面不考虑磨损量，与脱模方向平行的面才考虑磨损。考虑磨损主要从模具的使用寿命来选定，磨损值随产量的增加而增大；此外，还应考 虑塑料对钢材的磨损情况；同时还应考虑模具材料的耐模性及热处理情况，型腔表面是否镀铬、氮化等。有资料介绍，中小型模具的最大磨损量可取塑件总误差的1/6 (常取0.020.05mm )，而对于大的模具则应取1/6以下。成型零件磨损量对塑件的总误差 有一定的影响，而对于大的塑件来说影响很小。在以上理论基础上，下面按平均收缩率来计算成型尺寸：(1) 型腔径向尺寸的计算：查得 聚碳酸酯的收缩率为Sq= (0.50.8) %,所以，平均收缩率为：Scp=0.65%考虑到实际的模具制造条件和工件的实际要求，成型零件是公差等级取IT7级。型腔工作部位尺寸：型腔径向尺寸：L+ 82m0 = (1+s) Ls-X A+ 820型腔深度尺寸：H + S2m0 = (1+s) Hs-X A+ 820型芯径向尺寸：10m- 82= (1+s) Ls+X A0- 8型芯高度尺寸：H0-臣=(1+s) hs+X A0- 8式中Ls -塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸(mm)16Is -塑件内型径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 -塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸（mm） X -修正系数 取0.5-塑件公差az-模具制造公差 一般取（1/31/4）技术妻求：1:碎光处理2；型腔把拔模斜度拘13:未注園角R1型腔套零件图比例1： 120就11张林重庆三峡学陳 应用技术学頤校核4.6主型芯主要尺寸的计算型芯的结构设计成型塑件内的表面的零件称凸模或型芯，其主要有：主型芯，镶件型芯等。对于结构简 单的筒体的塑件，成型其主体部分内表面的零件称为主型芯或凸模，而将成型其他小 孔的型芯称为小型芯或成型杆。根据筒体的结构，它的型芯由一个主型芯和两个活动镶件组成。因此，宜采用镶件， 而用两个镶件来形成其内部两个小凸台的结构。模分开的同时相当于抽芯。两个活动镶件跟动模一起后退，顶杆顶出取下，这样的好 处在于模具易于加工。技术要求：镶件与型芯之间的定位要保证，镶件尺寸要保证。按结构主型芯可分为整体式和组合式两种。采用组合式型芯，可简化结构复杂的型芯的加工工艺，减少热处理变形，便宜模具的 维修，节省贵重的模具钢。为了保证组合后的型芯尺寸的精度和装配的牢固，要求镶 件的尺寸、形位公差等级较高，组合机构必须牢固，镶块的机械加工工艺性要好。因 此，选择合理的组合式结构是非常重要的。镶件的设计需要采用两个镶件，考虑到镶件在安装的过程中，镶件在模具中应该有可靠的定位， 这里设计为两个带螺纹的小圆柱。主型芯主要尺寸的计算（1）动模型芯的主要尺寸计算为了统一计算基准，按照一般习惯，规定型腔（孔）的最小尺寸为名义尺寸LM，盒盖的尺寸LS，模具的制造公差为S Z=43,则径向：LM =（LS + LS ?Scp 3/4,=（1+0.06）X120-0.67=127.2因为整体为正方体所以长度尺寸同上18其余局部尺寸按照收缩率相应地缩放(2) 定模型芯的主要尺寸计算径向：HM =(HS + HS ?Scp 2/3=126.38因为整体为正方体所以长度尺寸同上其余局部尺寸按照收缩率相应地缩放。(3) 中心距(两镶件间的距离)主要尺寸计算径向：HM =(HS + HS ?Scp 2/3=81.04 长度方向：LM =(LS + LS ?Scp 3/4,=(80+80 0.6% 3/4 0.13)=81.2其余局部尺寸按照收缩率相应地缩放。4.7排气设施的考虑排气是注射模设计中不可忽视的一个问题。在注射成型中，若模具排气不良，型腔 内的气体受压缩将产生很大的背压，阻止塑料熔体正常快速充模，同时气体压缩所产 生的热量可能使塑料烧焦。在充模速度大、温度高、物料粘度低、注射压力大和塑料 过厚的情况下，气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制品内部，造成气孔、组织疏松 等缺陷。注射成型时，模内气体主要有以下四个来源：(1 )型腔和浇注系统中存在空气。(2) 塑料原料中含有水分，在注射温度下蒸发而成为水蒸气。(3) 由于注射温度过高，塑料分解所产生的气体（4）塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体排气方式（1）用分型面排气（2）用型芯与模板配合间隙排气（3 ）利用顶杆配合间隙排气（4 ）用侧型芯运动间隙排气（5）开设排气槽在本次设计中，我选择的是开设排气槽的方式来排气。4.8脱模机构的设计使塑件从模具上脱出来的机构称脱模机构或称顶出机构脱模机构的动作方向与模具的开模方向是一致的要求脱模时塑件不变形，不损坏,顶件位置位于制件不明显处一脱模力的计算 （脱模）塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，产生包紧力 不带通孔壳体类塑件，脱模时要克服大气压力 机构本身运动的磨擦阻力. 塑件与模具之间的粘附力.初始脱模力,开始脱模进的瞬间防要克服的阻力.相继脱模力,后面防需的脱模力，比初始脱模力小，防止计算脱模力时，一般计算初始脱模力.a. 脱模力与塑件壁厚，型芯长度，垂直于脱模方向塑件的投影面积有关，各项值越大,则 21脱模力越大.b. 塑件收缩率，弹性模量E越大，脱模力越大.c. 塑件与芯子磨擦力俞大，则脱模阻力俞大.d. 排除大气压力和塑件对型芯的粘附等因素，则型芯斜角大到，塑件则自动脱落.二脱模机构的形式1. 顶杆脱模机构一般用于脱模力小的腔类塑件： 顶杆的导向配合部分较短. 筋部由于局部脱模力大，需加筋位. 顶出盘式的顶出. 顶杆材料:45钢,T8或T10钢,HRC 50以上. 与顶杆孔的配合 间隙配合. 顶杆的固定形式. 顶杆的结构形式.2. 顶板脱模机构对于薄壁容器，壳体形塑件及不允许在制件表面留下顶出杆痕迹的塑件，均可采用顶板脱模机构.顶板脱模机构的特点：顶出力均匀,运动平稳，顶出力大，固定连接式,非固定连接式.3. 双分模机构（两个分模面）a.利用弹簧的作用实现第一次脱模，适用于塑件对定模粘附力不大，脱模距离不长的塑 件，弹簧的失效问题.b.利用杠杆的作用实现定模的脱模4二次脱模机构（两次顶出的动作）八字形摆杆二次脱模机构拉钩式二次脱模机构改5.点浇口自动切断和脱落机构4.9推管尺寸的确定圆管形或带中心孔的塑料件，最适宜推管顶出。推管可以看作是一种特殊的空心推 杆，顶推塑料件时的运动与推杆相同，但模具结构却与推杆机构有很大的不同。推出 时推管沿整个圆周顶推制品，制品受力均匀，无推出痕迹，型芯和型腔可同时设计在 动模一侧。以便提高制品的同轴度。（1）推管脱模机构的结构1 型芯固定在动模座上2 型芯固定在型芯固定板上3 推管开槽结构（2）推管脱模机构的设计要点1 推管的壁厚应大于1.5 mm，细小的推管可做成阶梯推管，较细部分的长度为配合 长度加推出行程，再加上56mm。2 推管的内径应大于制品的内径，外径应小于制品的外径，以保证推管内外表面都能 顺利滑动。3 推管材料、热处理要求、表面粗糙度要求等，均与推杆相同。推管多采用前段局部 淬火，淬火长度要大于配合长度与推出行程之和。4 推管机构同样需要复位元件复位，在必要的情况下，也需要顶出导向。22推出套零件图比例1; 110 ftYDY-1件数20共11赧刘承刚材料|t&校樓廐技扁院院技术要求;1:祥火处理2：未注圆角F 第五章 侧向抽芯机构的设计5.1抽拔力的计算对塑件侧向抽芯就是侧向脱模，抽拔力就是侧向脱模力，因此抽拔力的计算与脱模力计算一样。Q=2 nKXE XS XL Xf/(1+m+k)(1+f)5.2型芯抽芯距的计算抽芯距=侧孔或侧凹的深度+2 3 mm (安全数值)=23.5mm5.3导柱直径的计算滑块受力可简化成为平面汇交力系。到滑块高度为其在导滑槽内滑动宽度的2/3以内时，简化所引起的误差小于10 %。当滑块运动方向垂直于开模方向时,N为斜导柱施加的正压力（它可使斜销弯曲） 为抽拔阻力；P为导滑槽施加的压力； 是斜导柱与滑块之间摩擦阻力；是导滑槽与滑块之间摩擦阻力。经过力平衡方程的推导，可得斜导柱承受的弯曲力计算式如下：M=PI1式中M最大弯距P 斜导柱所受最大弯曲力I1 弯曲力力点距斜导柱伸出端根部的距离斜导柱的直径由它所承受的最大弯曲力决定。按斜导柱所受最大弯曲应力小于许用弯曲应力的原则，可得斜导柱直径计算公式如下：24#式中c弯一最大弯曲应力M断面系数C许用弯曲应力根据制品的结构特点，确定在两个镶件间设置一跟普通的圆顶杆。由于塑料件的内有两个小的凸台，所以设置斜滑块，但在推出前推出机构先复位，为此，在顶杆上安装了复位弹簧。查模具设计与制造简明手册P.422.表2-35，可知导柱直径d=15mm。5.4导柱长度的计算定距导柱的长度s=3+25+20=48mm定距导柱的余量空间k=48-4-5-10=27mm支2mm所以满足第一次分型面的要求。25第六章冷却装置的设计6.1冷却计算这里对模具冷却系统进行的是简单的初步计算，也就是忽略空气对流、辐射以及与 注塑机接触所传导的热量。根据热平衡原理，单位时间内塑料熔体凝固释放的热量应等于冷却水带走的热量， 于是有：qv=WQ 1/ pci( 01 - 62)式中 qv冷却水的体积流量，m3/min ;W单位时间(每分钟)内注入模具中塑料的质量，kg/min ;Qi单位质量的塑料制品在凝固时所放出的热量，kj/kg ;P冷却水的密度，kg/m3 ；ci 冷却水的比热容，kj/(kg ? C )；01冷却水的出口温度，C；0冷却水的入口温度，C。单位质量的塑料制品在凝固时所放出的热量Q1可用下式计算：Q1=C2（ 03- 04）+ 卩C2塑料的比热容，kj/(kg?C )；$塑料熔体的初始温度，C；也一一塑料制品在推出时的温度，C；卩结晶型塑料的熔化质量焓，即潜热，kj/kg。求出冷却水的体积流量qv后，就可以根据冷却水处于湍流状态下的流速 v与管道直 径d的关系。冷却管道总传热面积A(m2)可用下式计算：A=60WQ i/h AO式中h冷却管道孔壁与冷却水之间的传热系数，kj/(m2?h?C );AO模具温度与冷却水温度之间的平均温差，C。其中冷却管道孔壁与冷却水之间的传热系数h可按下式计算：h=3.6f( pv)0-8/d02式中f与冷却水温度有关的物理系数，见表平均水温/C051015202530354045505560657075f4.95.35.66.06.46.47.27.67.98.38.68.99.39.69.910.20108758208147000P 冷却水在一定温度下的密度，kg/m3 ；v 冷却水在圆管中的流速，m/s;d 冷却水管的直径，m。26冷却水在圆管中的流速为:v=4qv/ nd2模具应开设的冷却管道的孔数为：n=A/ ndL式中L 冷却管道开设方向上模具的长度或宽度，m。6.2冷却系统的设计模具的冷却方法有：水冷却、空气冷却和油冷却等。考虑到外壳生产的时效性和经 济性，本冷却系统采用水冷却。冷却通道的设计原则（1）冷却通道离凹模壁不宜太远或太近，以免影响冷却效果和模具强度。（2）冷却通道尽量大。（3）与塑件厚度相适应。（4）冷却通道不过镶块接缝处，以防止漏水。（5）冷却通道内没有产生回流的部位，畅通无阻。（6）浇口附近加强冷却，因为浇口附近温度最高。（7）冷却通道避免接近塑件的熔接部位，避免使塑件产生熔接痕。（8）进出口冷却水温差不大。（9）凹模和凸模分别冷却，保证冷却的平衡。（10）水管与水嘴连接处密封。冷却装置的形式模具中冷却装置的形式大体分三类：沟道式冷却、管道式冷却和导热杆式冷却。本 次设计采用沟道式冷却，即直接在模具和模板上钻孔，通入冷水冷却。28第七章其它部件的选择和设计7.1主流道的设计主流道是熔融塑料进入模具型腔时的最先经过部位，其截面尺寸直接影响塑料的流动速度和填充时间，如果主流道截面尺寸太小，则塑料在流动时的冷却时间面积相 对增加，造成造型困难。反之，如果主流道截面尺寸太大，则使流道的容积增大，且 外罩冷却定型的时间延长，降低了生产效率。基于上述考虑，本外罩属于大型塑件， 主流道设计的大一些。主流道的设计如下：（1 ）主流道的截面采用比表面积最小的圆形截面。因主流道垂直于分型面，为了便 于流道凝料的脱出，主流道设计成圆锥形，其锥角为 4。锥孔内壁光滑，表面粗糙度为 0.4um。（2）主流道的小端直径根据所选注射机的规格定为 6mm。为了与注射机喷嘴相吻合, 主流道的始端设计为球面凹坑状，球面半径根据注射机喷嘴球面半径确定为 31 mm。 球面深度取为5 mm。主流道长度根据定模板厚度确定为50 mm。（3）主流道与分流道相接处有过度圆角，是为了减小流料转向是的阻力，半径设为2mm。7.2分流道的设计塑件尺寸较大采用浇口进料的单型腔模具和所有多型腔模具都需设置分流道。分 流道的设计应能使塑料熔体的流向得到平稳的转换并尽快的充满型腔，流动中温度降 低尽可能低，同时应能将塑料熔体均匀地分配到各个型腔。实际选择分流道的截面形状时，从减少压力损失和热量散失考虑，本次设计采用圆形截面分流道。除了考虑以上因素，还要考虑以下因素：（1）分流道的截面尺寸视塑件的大小和壁厚、塑件品种、注射速率和分流长度等因 素而定。（2）分流道的表面不必很光滑，其表面粗糙度为 1.6um，这样流道内料流的外层流 速降低，容易冷却而形成固定表皮层，有利于流道的保温。（3）分流道与浇口处的连接光滑过渡，以利于熔体的流动及填充。（4）设计型腔与分流道布置时，使塑件和流道在分型面上总投影面积的几何中心与 锁模力的中心相重合。（5 ）由于分流道较长，在其末端设置冷料穴，以防止冷料头堵塞浇口或进入型腔而 影响塑件的质量。7.3冷料穴和拉料杆的设计注射成型时，喷嘴前端的熔料温度较低，为防止其进入型腔，通常在流道末端设 置用于集存这部分冷料的冷料穴。冷料穴有两种，一种是纯为储存冷料之用；另一类 是还兼有拉或推出凝料的作用。冷料穴设置在熔料流动方向的转折处，以便将冷料入穴中存留起来。根据注射机 的类型，以及外壳的成型，把冷料穴设置在主流道正对面的动模上，冷料穴直径稍大 于主流道大端的直径，底部作成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有开模时将主 流道凝料从主流道是拉出而附在动模一边的作用。冷料穴和拉杆结构有：带钩型拉料 杆的冷料穴、带球头拉料杆冷料穴、无拉料杆冷料穴等。30本次设计采用带钩型拉料杆冷料穴，该冷料穴底部有一根与冷料穴公称直径相同 的钩形（Z型）拉料杆，由于拉料杆头部的侧凹能将主流道凝料构住，开模时即可将 凝料从主流道中拉出，同时，由于拉料杆的尾部固定在推杆固定板上，故在塑件推出 时，凝料也一同推出。取出塑件时，用手工朝拉料钩的侧向稍许移动，即可将塑件连 同浇注系统凝料一道取下。拉料杆钩形与定模板之间采用 H9/f9间隙配合，相对固定部分采用 H7/m6过渡配合, 配合部分的表面粗糙度为Ra0.8。7.4浇口的设计浇口是连接分流道和型腔的桥梁，它是整个浇注系统的最薄弱点和关键环节，其 形式、尺寸开设在型腔的什么部位对塑件质量影响很大。在大多数情况下，浇口是整 个浇注系统中截面最小部分。当熔融塑料通过狭小的浇口时，流速增高，并因摩擦使 料温也升高，有利于填充型腔。同时，狭小的浇口适当保压补缩后首先凝固封闭型腔， 使型腔内的熔料即可在无压力状态下自由收缩凝固成型，因而塑件内残余力小，可减 小塑件的变形和破裂。一般浇口的尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模过 程中逐步加以整修。根据我国一些工厂的经验，浇口的截面面积为分流道截面面具的 5%，截面形状为圆形，浇口长度为1mm，表面粗糙度为0.4um。（1 ）浇口的类型选择注射模的浇口结构形式较多，不同类型的浇口其尺寸稍有不同，特点和适用情况也有 所不同。根据塑料的成型特性，外罩的几何形状与尺寸、生产批量、注射机规格等因 素，浇口类型选为直接浇口。（2 ）浇口位置的选择浇口的开设位置对塑件质量的影响很大，因此在确定浇口位置时，根据塑件的几 何形状和技术要求，进行全面考虑。主要有以下考虑： 避免引起熔体破裂现象 加大浇口尺寸，以降低流速，平稳地充填型腔，使熔体 破裂现象消失。 有利于熔体流动和补缩 浇口位置开设在塑件截面最厚处， 以利于熔体填充和补 料。 有利于型腔内气体排出 浇口位置设置在塑件表面积最大处的中央。 防止料流将型芯积压变形 控制流速，对称进料，以防止型芯弯曲。 保证流动比在允许范围内 流动比过会因料温下降造成熔体不能充满整个型腔。本外罩属于大型塑件，流动比范围确定为 280300L/t。(3 )浇口设计浇口设计成圆形横截面、轻微的锥度，并在最大横截面处与塑件连接。熔融塑料通 过主流道直接进入型腔，流程短，进料快，流动阻力小，传递压力好，保压补缩作用 强，有利于排气和消除熔接痕，且模具结构简单，制造方便。浇口截面尺寸不能太小，过小的浇口压力损失大、冷凝快、补缩困难会造成塑件缺 料、缩孔等缺陷。同样，浇口截面尺寸也不能过大，过大的浇口注射速率低，温度下 降快，塑件可能产生明显的熔接痕和表面云层现象。浇口直径为主流道大端直径，确 定为8mm。32其余穿技术要求:1:淬火处理2：零件无裂痕3：未角R1浇口套零件图比例1: 1第8张YDY-C件数1共11张姓名刘承刚2008. 12重量材科|T8校核帀庆三峡学院审核应用技术学院设计总结为期六个月的毕业设计即将结束，这也标志着我三年的大学生活已经拉开了帷幕。 在过去的六个月中，有喜悦、有苦恼，有紧张也有放纵。可以说，这是我大学生活的 一个缩影，也是我大学期间的最后一次做作业。这次作业是一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次毕业设计我收获 了许多。首先，是精神上的收获，它是我今后走上工作岗位之前的一次大练兵。这次作毕 业设计给我的感觉和以前完全不同。 之前作的课程设计所要解决的课题相对比较简单， 而且跨学课，牵涉的其它方面的内容比较少、比较浅。而这次毕业设计就截然不同拉， 它要解决的，不是单方面的内容，而是要解决一个错综复杂的整个模具系统的结构设 计以及各个部件之间能够协调运做，能够制造出符合要求的产品的课题。所以说，毕 业设计的完成，在精神上，对于我今后走上工作岗位是个很大的鼓舞。其次，通过毕业设计，使我在查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图 等能力方面有了很大提高，特别是在电脑制图方面。过去的六个月，是我在大学期间， 把电脑用在学习上使用频率最高的一段时间。在这段时间里，通过理论学习和实践操 作相结合，使我对AutoCAD等绘图软件进行了比较系统的学习。 对一些复杂图形的绘 制、尺寸的标注都能比较熟练的操作和运用。查阅各种文献资料、设计手册和设计规 范是我完成这次毕业设计的基础，各种系统的使用条件，各种设备的选用标准，各种 管道的安装方式，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。在设计中遇 到的一些问题，特别是在怎样能够保证设计的可靠性，避免设计的模具发生干涉、碰 撞等问题方面的问题，都是通过查阅各种设计手册、设计规范和通过与导师、同学的34交流来解决的。最后，这段时间的磨练，特别是最后两个月的时间，使我的意志品质力，抗压能 力及耐力也都得到了不同程度的提升。当然通过这次毕业设计，也留给我了一些教训和遗憾。在这段时间的前一阶段， 由于没有深刻认识到毕业设计的复杂性和反复性，以致没有良好利用所有时间，使模 具各个系统的设计、选择以及配合不够精细。从而给模具的装配造成了很大的困难， 经历了许多次的反复，提高了模具在实际生产运用的成本。同时，由于实践环境的约 束，以及本人的经验不足，没有对一次性注射器筒体进行装配和动画摸拟。如果时间 充足，接下来还要进行型腔加工仿真。借助 Pro/e设计软件创建型腔其型腔加工仿真， 并自动生成所需要的零件工程图；还利用 Pro尼的分析功能，进行拔模检测，仿真模具开 模顺序，计算填充容积、型腔曲面面积等。总的说来，这次的毕业设计做得还比较有成效，确确实实学到了知识，拓宽了视 野。虽然还有一些不足和遗憾，可这些不会给我打击只会更好的鞭策我前行，让我在 未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。提高是有限的但 提高也是全面的。我相信，只要自己今后牢记教训不断的改变和提高，就能在激烈的 岗位竞争中，始终拥有的一席之地致谢经过半年的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个大学生的毕业设计，由 于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起 工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的指导师章强老师。我的毕业设计及论文都是在章强老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，章强老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在设计过程中章强老师给我指出了正确的设计方向,36使我加深了对知识的理解，同时也避免了在设计过程中少走弯路。而且，他还给我提供了大量的学习资料，并且在我的实际设计中给予很大的帮助，指导我，启发我，为我 解答了很多设计上的难题。章强老师的督促使我一直把毕业设计放在心理，保证按质 按量的完成。在论文的写作、修改这一方面，章强老师也为我投入了很多时间。借次机会，还要感谢大学三年来所有的老师，为我们打下机械专业知识的基础；同时 还要感谢所有的同学们，为我提供无私的支持和帮助。感谢三年来陪参考资料(1 )注塑模设计与生产应用-张国强-化学工业出版社(2)塑料模具设计与制造完全自学手册-肖爱民 沈春根-兵器工业出版社(3)塑料制品与塑料模具设计-付宏生 刘京华-化学工业出版社(4 )塑料注射模具设计技巧与实例-王文广等-化学工业出版社(5 )塑料成型工艺及模具简明手册-王孝培-机械工业出版社(6) 冲压与塑料成型设备-范有发-机械工业出版社(7) 工程塑料-金国珍-.化学工业出版社(8) 塑料成型工艺与模具设计-屈华昌-高等教育出版社(9) 塑料模具设计参考资料汇编-邹继强-清华大学出版社(10) 模具设计与制造简明手册-胡建生-机械工业出版社38