第一章緒論1.1注塑模具的簡介模具有著“工業(yè)之母”這一美譽，是現(xiàn)代生產(chǎn)加工的一項重要工藝裝備，各行各業(yè)的生產(chǎn)加工均需要借助模具實現(xiàn)，這也促使著模具不斷朝著標準化的方向快速發(fā)展，其同時會表現(xiàn)出國家工業(yè)的實際水平，故各國均在加大投入從事相關相關研究。隨著技術的不斷革新，數(shù)控切削加工技術、計算機輔助設計CAD技術以及數(shù)控電加工技術等先進技術逐步被應用至模具的設計制造中，為模具的發(fā)展和創(chuàng)新奠定了堅實的基礎。注塑模具的成型加工生產(chǎn)具有相對較高的生產(chǎn)效率，所得塑件產(chǎn)品具有相對較為穩(wěn)定的質(zhì)量，具有較高的結(jié)構(gòu)精度以及尺寸精度，同時能夠較好的實現(xiàn)大批量成型加工生產(chǎn)，故在生產(chǎn)實際中得到相對較為廣泛的應用。1.2注塑模具發(fā)展國內(nèi)外現(xiàn)狀模具會在國民經(jīng)濟發(fā)展過程中起到較為重大的影響，故需要加大對其的重視程度，這也促使諸多行業(yè)不余遺力的持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展模具相關行業(yè)，這也是模具行業(yè)在近幾年得到高速發(fā)展和進步的重要原因。相關科學技術與日提升，使得工業(yè)生產(chǎn)在短期內(nèi)得到迅速發(fā)展，同時也加快了注射成型加工生產(chǎn)工藝的快速發(fā)展以及現(xiàn)代模具技術的持續(xù)創(chuàng)新進步，主要有以下幾種最為明顯的表現(xiàn)：1)現(xiàn)代化的各種工藝計算分析方法。借助有限元法，通過計算機設備模擬各種復雜結(jié)構(gòu)的成形件，并研究分析其具體成型加工過程情況，能夠?qū)赡艽嬖诘南嚓P問題進行預測，然后在圖形終端上顯示相應的結(jié)果，以此為依據(jù)提示設計人員對相應問題進行處理修改，既可大量降低模具的試制成本費用，又能夠大幅縮短設計制造周期。2）現(xiàn)代化的模具設計方法以及先進的加工制造技術。CAD/CAM技術在模具設計制造中的應用，加快了模具更新?lián)Q代的進程，大幅縮短模具設計制造的周期時長，縮減了大量的設計計算工作量，降低了模具設計制造的難度。3）借助先進的計算機控制技術，設計得到全自動注射成型加工系統(tǒng)，使得注射成型加工生產(chǎn)在一定程度上實現(xiàn)高度的自動化，能夠使得模具從業(yè)人員的勞動強度在一定程度上顯著減輕，還能夠使得生產(chǎn)效率得到顯著提升，同時還能夠有效提升塑料材料的利用率。1.3國內(nèi)模具的優(yōu)劣勢針對世界各國的模具制造企業(yè)而言，我國國內(nèi)最大的優(yōu)勢便是相關企業(yè)所處地域相對較為集中，在一定程度上能夠較好的把群體效益發(fā)揮出來。與此同時，國家出臺各種政策對相關企業(yè)進行大力扶持，進一步促進了企業(yè)實現(xiàn)自主創(chuàng)新的進程。在模具出口方面，國家出臺相關關稅優(yōu)惠政策，這也為我國國內(nèi)模具企業(yè)的發(fā)展和擴大規(guī)模提供了強有力的支持。針對世界各國的模具制造企業(yè)而言，我國國內(nèi)最大的劣勢便是各模具相關企業(yè)相互獨立，相互之間的聯(lián)系相對較少，未能在模具產(chǎn)業(yè)中形成強有力的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。與此同時，我國國內(nèi)模具的標準化程度相對較低，自動化程度同樣相對較低，依然落后于西方各個發(fā)達國家，還有著很大的改進發(fā)展空間。1.4本課題研究內(nèi)容1.基于待成型工件的塑件圖，測量得到該塑件產(chǎn)品的相關參數(shù)，并構(gòu)建該塑件產(chǎn)品的三維模型以及二維平面圖。2.研究分析本文設計成型加工塑件產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)，基于實際成型加工生產(chǎn)需求進行選材設計，并根據(jù)實際要求設計確定合理的結(jié)構(gòu)方案。3.對塑件產(chǎn)品的分型面進行選定，根據(jù)實際需求確定本文設計注射模的出模數(shù)量?；诖尚图庸どa(chǎn)塑件產(chǎn)品的實際情況，對模具澆口結(jié)構(gòu)進行設定，并設計完成注射模具的成型系統(tǒng)，最后設計確立本文設計注射模具的整體設計方案。4.對本文設計注射模具所用注塑機設備進行選型設計，并對其主要參數(shù)進行校核計算，確保其能夠滿足注射成型加工生產(chǎn)過程?；诒疚脑O計的相關要求，設計確定三通管塑件產(chǎn)品的相應注塑成型加工工藝。5.對本文設計注射模具的主要部分進行設計計算，并校核計算其主要參數(shù)。6.借助計算機繪圖軟件AutoCAD繪制本文設計注塑模具總裝圖以及主要機構(gòu)和零部件的零件圖，借助計算機三維軟件構(gòu)建本文設計注射模具的總體三維模型。7.檢驗設計完成的注射模具，確保其能夠相對較好的滿足生產(chǎn)實踐的相關需求，能夠用于注射成型加工生產(chǎn)三通管塑件。

第二章塑件工藝分析與材料的選擇2.1塑件工藝分析如下圖2.1所示的是本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品的三維結(jié)構(gòu)示意圖，研究分析可知，該塑件產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)難度適中，三通管外殼塑件產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸相對較小，壁厚尺寸相對較為均勻，精度等級一般，可以通過注塑模具進行注射成型加工生產(chǎn)，本文設計要求以中等批量的生產(chǎn)模式注塑成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品。本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品整體外形結(jié)構(gòu)是圓形殼體，在三通管外殼塑件產(chǎn)品側(cè)壁位置存在兩個小孔結(jié)構(gòu)，故需要借助抽芯機構(gòu)才可以確保本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品順利實現(xiàn)成型以及順利完成脫模過程，需要重點設計注射模具的抽芯機構(gòu)。圖2.1本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品三維及二維模型圖2.2塑件材料選擇2.2.1ABS塑料的特點本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品適合選擇高分子材料ABS材料進行注射生產(chǎn)。ABS材料的吸水性相對較小，成型加工所得塑件產(chǎn)品具有一定的剛度以及強度，是一種常見的絕緣材料，所得塑件產(chǎn)品具有相對較好的耐磨性能以及較好的抗彎折性能。該種材料注射成型加工生產(chǎn)塑件產(chǎn)品的壁厚尺寸取值范圍區(qū)間是1-3mm，脫模斜度角度范圍區(qū)間大小是1-5°，ABS材料具有相對較好的綜合性能，材料的采購成本價格相對較低，故在生產(chǎn)實際中的諸多不同領域之中得到相對較為廣泛的應用。2.2.1ABS材料的基本技術指標如下所示的是ABS材料所具有的基本技術參數(shù)，具體如下：ABS材料的收縮率大?。?.005ABS材料的比重大?。?.05g/cm3ABS材料的熔融溫度大?。?95-240℃ABS材料的成型溫度大?。?0-90℃ABS材料的成型壓力大小：120-140MpaABS材料的射速大?。褐械人俣?.1.3ABS材料注塑成型加工的工藝參數(shù)如下所示的是ABS材料注射成型加工的各項工藝參數(shù)，具體如下。注射成型加工生產(chǎn)所用注塑機設備的基本類型：螺桿式結(jié)構(gòu)注塑機設備注射成型加工生產(chǎn)所用注塑機設備螺桿機構(gòu)的轉(zhuǎn)速范圍區(qū)間：35-65r/min注射成型加工生產(chǎn)所用注塑機設備料筒裝置的溫度范圍區(qū)間：注射機設備后段料筒裝置的溫度范圍區(qū)間：195-200℃；注射機設備中段料筒裝置的溫度范圍區(qū)間200-210℃；注射機設備前段料筒裝置的溫度范圍區(qū)間210-220℃注射成型加工生產(chǎn)所用注塑機設備噴嘴裝置的溫度范圍區(qū)間：220-225℃注射成型加工生產(chǎn)所用材料的預熱溫度范圍區(qū)間：50-60℃注射成型加工生產(chǎn)所需的注塑壓力范圍區(qū)間：75-95Mpa注射成型加工生產(chǎn)所需的注射時間范圍區(qū)間：15-20S注射成型加工生產(chǎn)所需的冷卻時間范圍區(qū)間：20-50S2.3ABS材料的應用ABS材料的綜合性能相對較好，且具備較好的二次加工能力，能夠在成型加工生產(chǎn)所得塑件產(chǎn)品的表面位置進行電鍍、噴涂以及絲印等多種不同類型的二次加工，故其具有相對較廣的應用場景，在汽車、電器以及外觀裝飾等諸多不同領域之中得到相對較好的應用。2.4塑件產(chǎn)品的體積以及質(zhì)量通過計算機三維軟件構(gòu)建本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品的三維模型，如下圖2.2所示測量可得三通管外殼塑件產(chǎn)品的具體體積大小。圖2.2本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品的體積測量基于質(zhì)量公式：M=PV，便能夠計算求得本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品的質(zhì)量大小，具體如下：M=PV=1.05g/cm3x37.9=39.8g。2.5塑件產(chǎn)品壁厚尺寸研究分析由于注射成型加工所得塑件產(chǎn)品的壁厚尺寸大小會對注塑成型加工生產(chǎn)的質(zhì)量產(chǎn)生較為直接的影響，故需要合理設定，借助計算機三維軟件能夠分析得知本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品的壁厚尺寸范圍區(qū)間是1-3mm，故該塑件產(chǎn)品的厚度尺寸能夠較好滿足ABS材料在注塑成型加工生產(chǎn)過程中的相應要求。

第三章模具結(jié)構(gòu)方案的確定3.1出模數(shù)量與型腔布局為了確保設計制造所得的注塑模具能夠較好的適應注射成型加工的生產(chǎn)能力，盡可能的提高注射成型加工的生產(chǎn)能力以及生產(chǎn)效率，同時能夠得到相對較好的經(jīng)濟指標，故需要合理設定注射模具的出模數(shù)量。在生產(chǎn)實際中，常通過以下方法設定定注射模具的出模數(shù)量，具體如下：基于經(jīng)濟指標設定注射模具的型腔數(shù)量；基于注射成型加工生產(chǎn)所用注塑機設備具有的額定注塑量大小設定注射模具的型腔數(shù)量；基于注射成型加工生產(chǎn)所用注塑機設備具有的鎖模力大小設定注射模具的型腔數(shù)量；基于待注射成型加工生產(chǎn)塑件產(chǎn)品實際的精度等級大小設定注射模具的型腔數(shù)量；本文注射成型加工塑件產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)難度適中，三通管外殼塑件產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸相對較小，壁厚尺寸相對較為均勻，精度等級一般，可以通過注塑模具進行注射成型加工生產(chǎn)，本文設計要求以中等批量的生產(chǎn)模式注塑成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品，最終以一模二腔的結(jié)構(gòu)形式設計制造本文的注射模具，如下圖3.1所示的是本文設計制造注射模具型腔結(jié)構(gòu)布局示意圖，以對稱布局方式進行設計，如此能夠確保注塑充填過程相對較為均勻，能夠相對較為順利的完成整個注塑充填過程。圖3.1本文設計制造注射模具型腔結(jié)構(gòu)布局示意圖3.2分型面的設計3.2.1分型面設計的基本原則在選定注射模具分型面的時候，需要基于設計原則：需要利于注射成型加工所得塑件產(chǎn)品順利的完成脫模過程。需要利于注射模具抽芯機構(gòu)在注射成型加工過程中順利完成抽芯作業(yè)過程。不能對注射成型加工所得塑件產(chǎn)品的外觀及其質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。需要確保注射成型加工所得塑件產(chǎn)品的尺寸參數(shù)及其精度等級均能夠控制在合理的范圍區(qū)間中。需要確保注射模具型腔結(jié)構(gòu)內(nèi)部的空氣能夠通過分型面順利排出。需要利于注射模具各個部件的加工制造。需要確保注射模具具有相對較為合理的整體結(jié)構(gòu)；需要利于注射模具的裝配以及后續(xù)維修保養(yǎng)。3.2.2分型面選型設計注射模具分型面常有單分型面以及多分型面等兩種最為主要的結(jié)構(gòu)類型。（1）單分型面模具該種注射模具具有相對較為簡單的總體結(jié)構(gòu)，成型加工工作過程相對安全且可靠，模具的相關零部件易于加工制造，注射成型加工生產(chǎn)過程易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，具有相對較高的生產(chǎn)效率。（2）多分型面模具多分型面注射模具即為三板模，相比單分型面注射模具而言，該種注射模具增加了一塊脫料板裝置，適合注射成型加工生產(chǎn)結(jié)構(gòu)相對較為復雜的塑件產(chǎn)品。該種注射模具的總體結(jié)構(gòu)相對較為復雜，模具各個零部件的加工制造過程相對較為困難，模具的裝配過程以及修模過程相對較為麻煩，加工制造成本費用偏高。3.3分型面具體結(jié)構(gòu)形式的確定本文注射成型加工塑件產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)難度適中，三通管外殼塑件產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸相對較小，如下圖3.2所示的是本文設計注射模具分型面選型設計示意圖，該分型面可以確保本文設計制造注射模具的加工制造過程相對較為方便，且能夠具有相對較為合理的總體結(jié)構(gòu)，同時還能夠確保模具具有相對較好的注塑充填工藝性能。圖3.2本文設計注射模具分型面選型設計示意圖

第四章模具澆注系統(tǒng)的設計4.1澆注系統(tǒng)的組成一般將生產(chǎn)原料從注射機設備噴嘴裝置至注塑模具型腔內(nèi)部中的所有塑料凝料稱為注射模具的澆注系統(tǒng)。在注塑模具設計過程中，必要要根據(jù)實際需求對模具澆注系統(tǒng)進行合理設計。普通流道澆注系統(tǒng)以及無流道澆注系統(tǒng)是生產(chǎn)實際中最為多見的兩種模具澆注系統(tǒng)，其中冷流道是最為多見一種普通流道，涉及主流道結(jié)構(gòu)，分流道結(jié)構(gòu)，澆口結(jié)構(gòu)以及冷料穴結(jié)構(gòu)等。無流道模具澆注系統(tǒng)即為熱流道模具澆注系統(tǒng)，該種類型注射模具的加工制造成本費用相對較高，模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也相對較為復雜，故只用來設計制造精密程度較高的發(fā)型模具。4.2澆注系統(tǒng)的基本設計原則1、首先需要根據(jù)實際情況設定注塑模具流道截面結(jié)構(gòu)形式；2、基于成型加工生產(chǎn)所用塑料材料的基本性能，三通管外殼塑件產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及注射模具的出模數(shù)目，設計確定注射模具流道部分的結(jié)果參數(shù)。3、滿足條件的情況下盡量縮短注射模具主流道部分和分流道部分的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，如此能夠降低耗材，進一步提升注射成型加工生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。4、不能在注射模具澆注系統(tǒng)附近設計該模具的冷卻系統(tǒng)。5、需要根據(jù)實際情況合理設計注射模具的冷料穴。6、設計制造的模具澆口結(jié)構(gòu)需要確保注塑模具能夠均勻的完成充填過程，確保成型加工生產(chǎn)所得塑件產(chǎn)品能夠獲得較高的表面質(zhì)量。7、盡量在成型加工生產(chǎn)所得塑件產(chǎn)品的不重要位置設計注射模具的澆口，確保所得塑件產(chǎn)品具有相對較好的表面質(zhì)量。8、盡量減少注射模具流道結(jié)構(gòu)內(nèi)部的廢料。4.3流道的設計4.3.1主流道的設計從注射機設備連接澆口襯套位置至注塑模具分流道連接位置的整個流道結(jié)構(gòu)即為注塑模具的主流道。澆口襯套部件和注塑機設備噴嘴裝置之間必須滿足如圖關系，具體如下：D=d+(0.5~1)mmR1=R2+(1~2)mm圖4.1澆口襯套部件和注塑機設備噴嘴裝置的配合關系示意圖4.3.2分流道的設計在本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品所用注射模具中，以梯形截面結(jié)構(gòu)形狀設計注射模具的分流道結(jié)構(gòu)，綜合相關參數(shù)，最終設定本文設計注射模具分流道的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)是：高度=4.5mm;寬度=6mm4.3.3冷料穴的設計注射模具冷流道結(jié)構(gòu)的直徑尺寸取值范圍區(qū)間是5-14mm，其深度尺寸取值范圍區(qū)間是6-10mm，在本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品所用注射模具中，在注射模具冷料穴結(jié)構(gòu)的下部位置設計Z形結(jié)構(gòu)的勾料針，易于加工制造。4.3.4澆口的設計在本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品所用注射模具中，綜合考慮三通管外殼塑件產(chǎn)品的質(zhì)量要求以及注射模具的具體結(jié)構(gòu)，綜合相關因素，最終設定成側(cè)澆口結(jié)構(gòu)的模具澆注系統(tǒng)，設定注射模具側(cè)澆口結(jié)構(gòu)的直徑尺寸大小是：D=1mm如下圖4.2所示的是本文設計注射模具澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖：圖4.2本文設計注射模具澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖4.4澆注系統(tǒng)標準件的選用在本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品所用注射模具中，選用澆口襯套部件以及定位環(huán)部件等均選用標準件，如此可以有效縮短注射模具的設計制造加工周期長度，降低模具加工制造的成本費用，利于模具后期的維修保養(yǎng)過程以及修模過程。如下圖4.3所示的是本文設計注射模具定位環(huán)部件和澆口襯套部件具體結(jié)構(gòu)形式示意圖。圖4.3本文設計注射模具定位環(huán)部件和澆口襯套部件具體結(jié)構(gòu)形式示意圖

第五章模具成型系統(tǒng)設計模具型芯部分、型腔部分以及和塑件產(chǎn)品直接接觸的成型零部件等均是注塑模具的成型零件。在設計注塑模具成型零件的過程中，需要基于成型加工生產(chǎn)所得塑件產(chǎn)品所用塑料材料的基本性能以及塑件產(chǎn)品的相關參數(shù)和技術要求，同時需要利于相關模具零部件的加工制造。5.1型腔結(jié)構(gòu)設計成型加工塑件產(chǎn)品內(nèi)外表面部分用到的是注射模具的型腔部分，注射模具的型腔部分需要設計模具澆注系統(tǒng)的流道結(jié)構(gòu)和冷卻水道結(jié)構(gòu)。在本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品所用注射模具中，以鑲嵌式結(jié)構(gòu)設計注射模具的型腔結(jié)構(gòu)，該注射模具型腔結(jié)構(gòu)易于加工制造，利于后期使用過程中的更換維修。如下圖5.1所示的是本文設計注射模具型腔部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖5.1本文設計注射模具型腔部分結(jié)構(gòu)示意圖5.2型芯結(jié)構(gòu)設計成型加工塑件產(chǎn)品內(nèi)表面部分以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)部分用到的是注射模具的型芯部分，注射模具的型芯部分上需要根據(jù)實際需求設計頂出脫模機構(gòu)和模具的冷卻水道結(jié)構(gòu)。在本文設計注射成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件產(chǎn)品所用注射模具中，以鑲嵌式結(jié)構(gòu)設計注射模具的型芯結(jié)構(gòu)，該注射模具型腔結(jié)構(gòu)易于加工制造，利于后期使用過程中的更換維修。如下圖5.2所示的是本文設計注射模具型芯部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖5.2本文設計注射模具型芯部分結(jié)構(gòu)示意圖5.3型腔成型零件結(jié)構(gòu)尺寸設計計算一般通過平均尺寸法設計計算注射模具型腔部分徑向尺寸大小，則有：式中：；（0.55%）；；；；計算可得注射模具型腔部分長度尺寸大小是：計算可得注射模具型腔部分寬度尺寸大小是：（2）設計計算注射模具型腔部分深度尺寸大小一般通過平均尺寸法設計計算注射模具型腔部分深度尺寸大小，則有：式中；；計算可得：5.4型芯成型零件結(jié)構(gòu)尺寸設計計算1、設計計算注射模具型芯部分結(jié)構(gòu)尺寸（1）設計計算注射模具型芯部分徑向尺寸大小一般通過平均尺寸法設計計算注射模具型芯部分徑向尺寸大小，則有：；；計算可得注射模具型芯部分長度尺寸大小是：計算可得注射模具型芯部分寬度尺寸大小是：（2）設計計算注射模具型腔部分深度尺寸大小一般通過平均尺寸法設計計算注射模具型芯部分深度尺寸大小，則有：；；5.4成型鋼材選用設計模具成型零件所用材料必須要具備相對較好的機械加工性能，需要具有較好的拋光性能，需要具備足夠高的剛度以及強度，需要具備足夠的耐磨性能以及耐腐蝕性能。718H鋼材即為3Ct2NiMo鋼材，該種材料具有相對較為均勻的質(zhì)地，具有相對較好的純潔度，具有相對較好的機械加工性能以及拋光性能，故本文設計選用718H鋼材加工制造注塑模具的成型零部件。

第六章模具溫度系統(tǒng)設計6.1模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)概述注射成型加工生產(chǎn)過程需要控制在合理的溫度范圍區(qū)間內(nèi)，如此才能夠確保塑料材料順利的完成冷卻成型過程。故需要為注塑模具設計溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如此能夠有效縮短注射成型加工生產(chǎn)過程，提升注塑加工的生產(chǎn)效率。具體如下:1、若注射成型加工所用塑料材料的溫度不能滿足實際需求，需要為注射模具設計安裝加熱裝置。2、若塑件產(chǎn)品的壁厚尺寸比較大，為了避免塑件產(chǎn)品在注射成型加工生產(chǎn)過程中出現(xiàn)收縮情況，也需要為注射模具設計安裝加熱裝置。3、若成型加工溫度大于成型加工生產(chǎn)所用材料實際要求的問題，就需要為注塑模具設計安裝冷卻裝置。4、熱塑材料在注塑成型加工生產(chǎn)的過程中，需要為注射模具設計制造冷卻系統(tǒng)，如此能夠有效縮短注射成型加工生產(chǎn)周期長度，使得生產(chǎn)效率得到顯著提升，同時能夠在較短時間內(nèi)降低注射模具的溫度。6.2模具冷卻系統(tǒng)設計要求1、需要以統(tǒng)一間距尺寸布置模具的冷卻水道，盡量均勻排布設計各冷卻水道。2、冷卻水道直徑尺寸需要控制在6-14mm的范圍區(qū)間內(nèi)。模具冷卻水道位置需要距離塑件產(chǎn)品15至30mm。3、注射模具冷卻水道需要避開注塑模具澆注系統(tǒng)的澆口位置以及流道位置。4、盡可能不在熔接線位置排布設計注塑模具的冷卻水道。5、盡量以閉合回路結(jié)構(gòu)設計注塑模具的冷卻水道。6、需要在工人背面位置設計冷卻水嘴的接頭端。7、模具的兩個部分要根據(jù)情況分別設計注塑模具的冷卻水道。8、設計的冷卻水道結(jié)構(gòu)要利于注塑模具的加工制造。6.3冷卻水道的形式類型注塑模具的冷卻水道需要設計制造成閉合回路結(jié)構(gòu)，確保能夠較為均勻的冷卻模具內(nèi)部各個位置。直通式結(jié)構(gòu)、環(huán)繞式結(jié)構(gòu)、并聯(lián)式結(jié)構(gòu)、水井式結(jié)構(gòu)以及噴泉式結(jié)構(gòu)是生產(chǎn)實際中最為多用的幾種冷卻水道結(jié)構(gòu)。結(jié)合本文設計注塑模具的實際情況，以環(huán)繞式結(jié)構(gòu)設計模具的冷卻水道。如下圖6.1所示的是本文設計注射模具冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計示意圖。圖6.1本文設計注射模具冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計示意圖6.4模具冷卻水道的計算校核基于熱平衡能夠進行以下計算：熔體凝固過程中單位時間內(nèi)所放出的熱量和模具冷卻水道結(jié)構(gòu)中冷卻水所帶走的熱量相等，滿足以下關系：

；）；；；；；；1).設計計算塑料制品在成型固化過程中每小時釋放的熱量Q大小設定注射成型加工生產(chǎn)的注射時長是2s，設定注射成型加工生產(chǎn)的冷卻時長是20s，設定注射成型加工生產(chǎn)的保壓時長是15s，設定注射成型加工生產(chǎn)的開模取件時長是3s.，計算可得本文設計注射模具的注射成型周期時長是40S。本文設計注射模具冷卻水道中冷卻介質(zhì)是20℃的水，注射模具冷卻水道出口溫度大小是28℃，每小時注射成型加工生產(chǎn)的次數(shù)是n＝3600/40＝90已知ABS材料單位重量所放出的熱量大小是：

計算可得：2).設計計算水的體積流量大小

已知：3).設計計算注射模具冷卻水道結(jié)構(gòu)直徑d尺寸大小基于注塑模具設計指導手冊[1]，設定本文設計注射模具冷卻水道結(jié)構(gòu)直徑d尺寸大小是d=6mm。

第七章模具頂出脫模機構(gòu)7.1頂出脫模機構(gòu)概述固化成型加工所得塑件產(chǎn)品會產(chǎn)生一定的收縮，其會對注射注塑模具型芯部分產(chǎn)生包裹力，塑件產(chǎn)品在脫模過程中需要客服大氣壓力以及摩擦力，故需要一定的脫模力才能保證塑件脫模過程順利進行。從模具內(nèi)部頂出成型加工生產(chǎn)所得塑件產(chǎn)品的過程中，不能對塑件產(chǎn)品產(chǎn)生任何損壞，故需要合理設計頂出位置，以免對塑件產(chǎn)品的表面質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。除此之外，塑件產(chǎn)品脫模方向需要和注射模具的開模方向保持一致。7.2頂出機構(gòu)零件頂出系統(tǒng)的零件包括常見的頂桿、頂板、頂針面板、頂針底板、復位桿、復位彈簧等零件。如果涉及其他的頂出脫模類型，還有氣動脫模機構(gòu)，液壓脫模機構(gòu)，齒齒輪齒條旋轉(zhuǎn)脫模機構(gòu)，液壓馬達旋轉(zhuǎn)脫模機構(gòu)等等。頂出系統(tǒng)的頂出力要均勻穩(wěn)定，不能傾斜。7.3頂出脫模機構(gòu)的分類（1）手動脫模機構(gòu)，打開注射模具后，通過人工操作方式將塑件產(chǎn)品取出，生產(chǎn)效率相對較低，作業(yè)強度相對較大。（2）機械推出脫模，在生產(chǎn)實際中得到最為廣泛的應用，生產(chǎn)效率高，勞動強度相對較小，適合大批量的生產(chǎn)模式。（3）其余脫模機構(gòu)，有氣動推出脫模機構(gòu)、液壓動力推出機構(gòu)以及內(nèi)螺紋旋轉(zhuǎn)脫模機構(gòu)等多種不同的脫模機構(gòu)，在特殊使用場景的模具內(nèi)部得到較好應用。7.4脫模機構(gòu)的設計要點設計注塑模具頂出系統(tǒng)需要重點注意以下方面:1、需要盡可能的平衡布置設計模具的頂出機構(gòu)，確保塑件產(chǎn)品被頂出過程中受力相對較為均勻。2、需要結(jié)合成型加工生產(chǎn)塑件產(chǎn)品實際的結(jié)構(gòu)形式，確保不損壞塑件產(chǎn)品，保證其表面質(zhì)量滿足要求。3、需要在塑件產(chǎn)品強度及剛度較好位置設置頂出位置。4、盡可能以對稱方式布置設計注射模具的頂桿部件。5、相關部件和機構(gòu)的作業(yè)運動過程不能出現(xiàn)干涉情況。如下圖所示的是本文設計注射模具頂出脫模機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖7.1本文設計注射模具頂出脫模機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

第八章模具抽芯機構(gòu)8.1抽芯機構(gòu)概述如果待注射成型加工塑件產(chǎn)品側(cè)壁位置存在小孔結(jié)構(gòu)或是存在卡扣以及凸起結(jié)構(gòu)，相應的塑件產(chǎn)品很難直接順著注射模具的脫模方向順利脫出，必須借助抽芯機構(gòu)才能夠使得相關塑件產(chǎn)品順利完成整個脫模過程。8.2抽芯機構(gòu)的基本類型在生產(chǎn)實際中，一般有機械式脫模抽芯、手動抽芯以及手動抽芯等三種不同結(jié)構(gòu)類型的抽芯機構(gòu)，根據(jù)模具的實際情況合理選用：1.斜導柱滑塊裝置以及斜頂抽芯機構(gòu)是生產(chǎn)實際中最為多見的兩種機械式脫模抽芯機構(gòu)，通過模具開合模過程實現(xiàn)抽芯。該種模具抽芯機構(gòu)具有相對較為簡單的結(jié)構(gòu)，應用相對較為方便，無需外力輔助便能夠?qū)崿F(xiàn)抽芯過程。2.手動人工抽芯，通過人工操作或是機械手操作實現(xiàn)抽芯過程的一種抽芯機構(gòu)，抽芯效率相對較低，一般不選用該種抽芯方式。3.手動抽芯，借助液壓油缸裝置為抽芯過程提供驅(qū)動動力，適合行程尺寸相對較長的抽芯作業(yè)，在生產(chǎn)實際中得到相對較為廣泛的應用。8.3抽芯距離和斜導柱8.3.1抽芯距大小設計計算通過以下公式設計計算注射模具的抽芯距尺寸大小，具體如下：S=L+（1-3）MMS-注射模具抽芯距離尺寸大小L-成型加工所得塑件產(chǎn)品倒扣距離尺寸大小故計算可得本文設計制造注射模具側(cè)抽芯距離尺寸大小是：S=45.5+2.5=48mm8.3.2斜導柱設計計算式中：；；—塑件產(chǎn)品材料對應的許用彎曲應力大??；。=15.2mm圓整處理得d=16mm，故本文設計制造注射模具斜導柱部件的直徑尺寸大小是16mm。8.3.3斜導柱傾斜角度常見注射模具滑塊裝置中斜導柱部件的傾角角度范圍區(qū)間大小是15-25度，能夠基于注射模具實際的抽芯距離尺寸大小進行合理調(diào)節(jié)，結(jié)合本次設計注射模具的實際情況，最終設定注射模具斜導柱部件的傾斜角度大小是23度。如下圖8.1所示的是本文設計注射模具滑塊抽芯機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖：圖8.1本文設計注射模具滑塊抽芯機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

第九章標準模架的選用9.1模架概述模具模架裝置以及形成了系列化和標準化，在實際的模具設計過程中根據(jù)實際需求進行合理選用即可，其中GB國標規(guī)范是我國國內(nèi)標準模架型號最為多用的一種標準。其中龍記、明利以及環(huán)勝等是當下國內(nèi)最為出門的幾家標準模架生產(chǎn)制造企業(yè)，合理選用標準模架，能夠使得模具設計制造周期在一定程度上有效縮短，同時還能夠使得模具的制造精度得到顯著提升。9.2標準模架的選用一般基于以下方法合理選用模具所用的標準模架，具體如下：1.需要結(jié)合注射模具澆注系統(tǒng)的基本特點，選定模架的結(jié)構(gòu)類型；2.基于注射模具型芯部分以及型腔部分相應的尺寸參數(shù)，設定注射模具模板部件的相應參數(shù)。3.考慮注射成型加工塑件產(chǎn)品對應的頂出行程尺寸大小，合理設定墊塊部件的高度尺寸大小?；谝陨舷嚓P因素，合理選定注射模具模架裝置的具體型號。9.3模架型號的確定基于以下方式選定注射模具模架裝置的具體型號模架裝置的長度尺寸=模具型腔結(jié)構(gòu)長度尺寸+（50-80）mm≈450mm模架裝置的寬度尺寸=模具型腔結(jié)構(gòu)寬度尺寸+（50-80）mm≈400mm定模板部件的高度尺寸=模具型腔結(jié)構(gòu)高度尺寸+（30-50）mm≈85mm動模板部件尺寸=模具型芯結(jié)構(gòu)高度尺寸+（40-60）mm≈90mm墊塊部件高度尺寸=頂出行程尺寸大小/0.8+面針板部件厚度尺寸大小+底針板部件厚度尺寸大小+垃圾釘部件高度大小≈100mm基于上述各項參數(shù)，本文設計注射模具最終選用CI-4045-A85-B90-C120型標準模架裝置，如下圖9.1所示的是本文設計注射模具所用CI-4045-A85-B90-C120型標準模架的結(jié)構(gòu)簡圖。圖9.1本文設計注射模具所用CI-4045-A85-B90-C120型標準模架的結(jié)構(gòu)簡圖

第十章注塑機的選擇與校核10.1注塑機的概述注塑機的別名是注射機，在注射成型加工生產(chǎn)過程中必不可少的設備，其能夠根據(jù)需求加熱融化顆粒塑料材料至熔融狀態(tài)，然后將其注射至注射模具型腔內(nèi)部，冷卻固化成型得到目標塑件產(chǎn)品。注塑機設備的種類較多，其中臥式、立式以及雙色注塑機等是生產(chǎn)實際中最為多見的三類注射機設備類型。結(jié)合本次設計的實際需求，綜合考慮，最終選用臥式注塑機設備用于本文設計的注射成型加工生產(chǎn)。如下圖10.1所示的是臥式結(jié)構(gòu)注塑機設備對應工作原理示意圖。圖10.1臥式結(jié)構(gòu)注塑機設備對應工作原理示意圖10.2初選注塑機設備的型號注塑機設備必須要能夠配合注塑模具才能夠使用，需要校核計算注射機設備的安裝尺寸能夠滿足設計所得注射模具的相應需求，同時所用注射機設備的注塑量大小，注塑壓力大小以及頂出脫模行程尺寸大小等相關參數(shù)也需要滿足設計所得注射模具的相關要求。綜合研究分析相關參數(shù)，本次設計注射模具初選HT160XB型注塑機設備，如下表所示的是HT160XB型注塑機設備的各項參數(shù)：表10.1HT160XB型注塑機設備的各項參數(shù)型號160×2A160×2B160×2C參數(shù)注射機設備螺桿機構(gòu)的直徑尺寸大小404548注射機設備理論注射容量大小253320364注射機設備注射重量PS大小230291331注射機設備的注射壓力大小202159140注射機設備的注射行程尺寸大小201注射機設備螺桿機構(gòu)的轉(zhuǎn)速大小0~230注射機設備料筒裝置的加熱功率大小9.3注射機設備鎖模力大小1600拉桿內(nèi)間距尺寸(水平尺寸×垂直尺寸)455×455模具最大允許厚度尺寸大小500模具最小允許厚度尺寸大小180移模行程尺寸大小420移模最大開距尺寸大小920液壓頂出行程尺寸大小140液壓頂出力大小33液壓頂出桿機構(gòu)數(shù)量5油泵電動機裝置的功率大小18.5設備油箱容積大小240注射機設備長度×寬度×高度5.4×1.45×2.05注射機設備重量大小5模具最小長度尺寸×最小寬度尺寸320×32010.3校核注塑機注塑量在對注塑機設備最大注塑量大小進行校核計算的過程中，首先需要借助三維軟件對注射模具澆注系統(tǒng)以及待成型加工塑件產(chǎn)品的總體積V大小進行測量。在生產(chǎn)實際中，常取機械安全系數(shù)大小為80%進行設計計算。故需要滿足以下關系。已知本文設計所用HT160XB型注塑機設備的額定注塑量大小是320cm3，經(jīng)過上述設計計算可知，該型注射機設備能夠較好滿足本文設計的相應要求。10.4校核壓力已知本文設計所用HT160XB型注塑機設備的額定注射壓力大小是160Mpa，本次成型加工生產(chǎn)三通管外殼塑件所用塑料材料的合理注塑壓力區(qū)間范圍是100-120Mpa，故該型注射機設備的注射壓力大小能夠較好滿足本文設計的相應要求。10.5校核模具安裝尺寸已知本文設計所用HT160XB型注塑機設備的拉桿內(nèi)間距尺寸大小是455x455mm，本次設計制造所得注射模具結(jié)構(gòu)外形的基本尺寸大小是450x450mm，故該型注射機設備能夠較好滿足本文設計的相應要求。已知本文設計所用HT160XB型注塑機設備的容模厚度尺寸范圍區(qū)間是180-500mm，本次設計制造所得注射模具的總高度尺寸大小是376mm，故該型注射機設備能夠較好滿足本文設計的相應要求。10.6校核移模行程在進行注塑成型加工工作的過程中，既需要將注射成型加工所得的塑件產(chǎn)品從模具內(nèi)部頂出，同時還需要打開注射模具，如此才能夠從注射模具內(nèi)部把成型加工生產(chǎn)所得的塑件產(chǎn)品取出來，已知本文設計所用HT160XB型注塑機設備的開模行程尺寸大小是420mm；基于下列公式對其相應參數(shù)進行校核計算，具體如下：式中：經(jīng)過上述設計計算可知，該型注射機設備的開模行程尺寸大小能夠較好滿足本文設計的相應要求。10.7校核注塑機鎖模力通過以下公式對成型加工生產(chǎn)所用注射機設備的鎖模力大小進行校核計算，具體如下；式中：F-成型加工所用注塑機設備的額定鎖模力大小n-注射模具的型腔數(shù)；P-注射模具平均型腔對應的成型壓力大小，35Mpa經(jīng)過上述設計計算可知，本文設計所用HT160XB型注塑機設備能夠較好滿足本文設計的相應要求。

設計總結(jié)通過本次模具設計的設計，不僅讓我鞏固了大學所學的理論知識，還讓我有了一次較好的工程實際經(jīng)驗，為我畢業(yè)之后的實際工作奠定了堅實的基礎。雖然設計過程中存在著一定的困難，經(jīng)歷過許多挫折，但是這次設計的經(jīng)驗也告訴了我一個道理，遇到問題我們不能退縮，要學會變通，堅持尋找問題的解決方案，必將能夠圓滿解決難題。通過本次整個模具設計過程的學習和鍛煉，我基本掌握了模具設計的相關知識內(nèi)容以及相關加工制造技術，在許多方面都有了一定的提升，可以為從事模具設計工作奠定基礎，收獲頗多。

致謝設計順利結(jié)束也意味著我的大學生活即將畫上圓滿句號，即將進入社會開始正式的工作歷程，以往的大學學習使我收獲了許多知識和技能，在諸多不同方面均得到相對較好的成長和提升，各方面能力在一定程度上均得到大幅提升。也正是通過整個設計學習過程的檢驗，讓我發(fā)現(xiàn)自己在諸多方面依然存在著不足，需要不斷的學習提升，只有這樣才能更好的做好今后的設計工作，才能夠具有自身的競爭力，才會不被競爭日益激烈的社會淘汰。通過整個設計過程的學習鍛煉，一定程度上提升了我的各項專業(yè)知識技能，多方面能力在一定程度上均得到較為顯著的提升。感謝各位老師的辛勤指導和教育，謝謝您們對我的指導和幫助，沒有您們我也不能在大學中獲取這多的知識，更不能培養(yǎng)各方面能力和技能，這都是我的寶貴財富，也是我未來在社會上安身立命的基礎所在。謝謝指導老師，感謝您的辛勤指導，您是我永遠學習的榜樣，帶我鍛煉了很多能力，使得我諸多方面均得到顯著提升，這也是我步入社會工作的競爭基礎。由于我個人的水平和能力受限，諸多方面還不夠嚴謹，若存在些許不足之處，煩請各位老師批評指出！

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