注塑模具.doc

目录

第一章 绪论 3
1.模具在加工工业中的地位 3
2.我国塑料模具今后的主要发展方向 3
3.中国模具企业与欧美的差距 3
第二章 塑料的工艺分析 5
1.1 ABS塑料主要的性能指标 5
1.2 ABS的注射成型工艺参数: 5
1.3塑件分析 6
第三章 模具设计的有关计算 8
2.1型腔型芯工作尺寸的计算 8
2.2型腔壁厚、底板厚度的确定 9
2.3模具型腔壁厚的计算 10
第四章 浇注系统的设计 11
3.1主流道设计 11
3.2冷料井设计 12
3.3分流道设计 12
3.4浇口选择 13
第五章 分型面的选择 16
第六章 合模导向机构的设计 17
第七章 脱模机构的设计 18
第八章 温度调节系统的设计 19
7.1模具冷却系统的设计 20
第九章 模 具 的 装 配 21
8.1模具的装配顺序 21
8.2开模过程分析 22
第十章 模具的装配程序及工艺 23
9.1装配程序 23
9.2模具零件的装配工艺 23
第十一章 注塑机的选择 24
10.1估算塑件体积 24
10.2选择注射机 24
10.3模架的选择 25
10.4最大注射压力的校核 25
设计总结 27
致谢 28

第一章 绪论
1.模具在加工工业中的地位
注射模具是应用于各种塑料成型的好方法。模具市场的整体趋向是安稳向上，在将来的模具市场中，塑料模具的发展速度将逐步增长。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具的要求也越来越高。因此，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以从减少进口，提高国产化率的角度来看，这样的市场份额也将逐步增长高档模具。
2.我国塑料模具今后的主要发展方向
⑴出于塑料膜成型的成品日渐大型化、庞大化和高精度的请求，和为顺应高生产率而成长的一模多腔的缘由，此后应当重点进步大型、紧密型、庞大型模具。
⑵在塑料膜设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，随着CAD/CAM软件智能化程度的逐步提高，塑料制件及模具的三维设计与成型过程的模拟分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。
⑶推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。
⑷开发新的成型工艺和快速经济模具，以适应多品种、小批量的生产方式。
⑸提高塑料膜标准化水平和标准件的使用率。为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制定统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高上平滑程度，提高标准件质量，降低成本；再次就是要进一步增长标准件的规格品种。
⑹应用优质材料和先进的表面处理技术来提高模具寿命和质量。 摘自《基于J2EE的分布式模具生产信息平台的研究》

3.中国模具企业与欧美的差距
欧美的模具的人均出产量远远高于我国，我国依然处于模具出产的初级阶段，并且靠人力的企业很是多，所以我们要鉴戒外国模具企业的一些优势，来填补我国在模具行业的劣势，才气更好的发挥优势，争夺成为注塑强国。
首先，人员精简，精益管理。大多数欧洲的小型模具企业，对人员精简的实施，“薄”型管理。100多人的员工数量少，模具企业的数量一般在20 ~ 50人。企业人员配置非常精简，一专多能，一人多职，企业不能看到闲人。精益生产，“薄”型的管理理念更好的体现。
欧美模具企业采取专业化，产品定位准确。为了生存，市场竞争中谋求发展，每个模具的厂家有自己的技术和产品优势，走专业化生产模式。大多数模具企业在欧洲和美国都有一些用户长期合作，在大型模具公司，公司和大量的模具制造商的合作。这种互惠互利，双赢，共存，合作伙伴关系，有的已持续了30 ~40年。
紧跟发展方向，采取先进的信息化管理系统，实现集成化管理。欧洲和美国的模具企业，特别是大型模具企业，基本上实现了计算机管理。从生产规划，技术开发，质量检验、库存、统计，计算机的广泛使用，在公司各部门通过计算机网络共享信息。先进的技术管理，标准化程度高。与国内模具厂主要以适应合同生产组织模式不同的是，欧洲和美国的模具制造商保证高度的标准化。零件精度和生产进度，通过先进的工艺设备和工艺路线。每个模块进行了详细设计，包括各部分的详细设计，并制定了详细的加工工艺。

第二章 塑料的工艺分析
该产品采用的材料为ABS工程塑料。
ABS工程塑料PC+ABS（工程塑料合金），在化工业的中文名字叫塑料合金，之以是命名为PC+ABS，是因为这种材料既具有PC树脂的优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性能，又具有ABS树脂优良的加工流动性。以是在薄壁、形状复杂的产品应用中，能保持其优异的性能，以及保持塑料与一种酯构成的材料的成型性。ABS工程塑料的最大缺点就是质量重、导热机能欠佳。它的成型温度取于它们两者原料的之间温度，就是240--265度，温度太高ABS会分解，温度太低会导致PC料的流动性不良。
1.1 ABS塑料主要的性能指标
密度(Kg.dm-3) 1.13——1.14
收缩率% 0.3~0.8
熔 点℃ 130~160
热变形温度45N/cm 65~98
弯曲强度Mpa 80
拉伸强度MPa 35~49
拉伸弹性模量GPa 1.8
弯曲弹性模量Gpa 1.4
压缩强度Mpa 18~39
缺口冲击强度kJ/㎡ 11~20
硬 度HR R62~86
体积电阻系数 Ωcm 1013
介电常数 60Hz3.7
1.2 ABS的注射成型工艺参数:
注塑机类型：螺杆式
喷嘴形式： 通用式
料筒一区 150——170
料筒二区 180——190
料筒三区 200——210
喷嘴温度 180——190
模具温度 50——70
注塑压 60——100
保压 40——60
注塑时间 2——5
保压时间 5——10
冷却时间 5——15
周期 15——30
温度（70）
1.3塑件分析
工件三维实体模型如图1-1、图1-2所示，材料为ABS，密度为1.05g/cm，收缩率0.4%-0.7%取0.5%，通过UG计算可得，单个制件的体积为15364.17 cm。ABS是由丁二烯、丙烯腈和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具备不同特征,丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯有坚韧性、抗冲击特征；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。
单件体积为15364.17 cm,总高12mm,径向最大长度近73mm，厚度10mm。
ABS具有如下特性：
(1)综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好；
(2)与372有机玻璃的熔接性良好，可以制成双色塑件，并且可在表面镀铬，做喷漆处理；
(3)有高耐热、高抗冲、阻燃、透明增强等特性；
(4)但是流动性比HIPS 差一点，比PMMA、PC 等好，柔韧性好，适合制作一般性能机械零件，减磨耐磨零件。

图1-1 三维实体模型（背面）

图1-2 三维实体模型（正面）

第三章 模具设计的有关计算
工作尺寸是零件上用来成型塑件部分尺寸，主要分为型腔和型芯的径向尺寸、型腔深度和型芯高度和尺寸。由于电子称后盖须与前盖配合，以是只有电子称后盖的边缘的榫才起着配合决定性的作用，还有电子称后盖与电池盖的配合，故需要计算相对于榫和铰链的凹、凸模的尺寸、凹模和凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸确定。因为ABS的成型收缩率为0.4～0.7%,所以平均收缩率取S=0.5%。 摘自《UGNX8.0塑料模具CAD/CAM》

2.1型腔型芯工作尺寸的计算
（1）凹模的工作尺寸计算
凹模是成型塑件形状的模具零件，它的工作尺寸属包涵尺寸，在使用凹模过程中凹模的磨合会使包涵尺寸逐步增大。所以，为了使模具留有修模的余地以及装配的需要，在设计模具时尽量取包容尺寸的下限尺寸，尺寸公差的上偏差。具体计算公式如下：
凹模的径向尺寸计算公式：
L=L塑1+k-34∆ +δ
式中：L塑————塑件外形工程尺寸；
k————塑件的平均收缩率；
∆————塑件的尺寸公差；
δ————模具制造公差，去塑件相应公差尺寸的1/3-1/6。
凹模的深度计算公式：
H=H塑1+k-23∆ +δ
式中：H塑————塑件高度方向的公称尺寸。
（2）凸模的工作尺寸计算
凸模是成型塑件内形的模具零件，它的工作尺寸属于被包容尺寸，在使用过程中凸模的磨损会使得地被包容尺寸逐渐减少。以是，为了使得磨具具有修模的余地以及装配的需求，在设计模具时，被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。具体公式如下：
凸模的径向尺寸计算公式：
l=l塑1+k+34∆ -δ
式中：l塑————塑件内型径向尺寸。
凸模的高度尺寸计算公式：
h=h塑1+k+23∆ -δ
式中：h塑————塑件深度方向的公称尺寸。
（3）模具中的位置尺寸计算（如孔的中心距尺寸）
计算公式：
C=C塑（1+k）±δ2
式中：C塑————塑件位置尺寸。
2.2型腔壁厚、底板厚度的确定
型腔壁厚、板底厚度的确定从理论上来说要通过力学的刚度及强度公式进行计算。刚度将产生过大的弹性变形，并产生溢料间隙；强度不足将导致型腔产生塑变形乃至破裂。
因为注塑成型受温度、压力、塑料特征及塑件大小等因素的影响，并不能通过理论计算来反映真实结果。在模具设计过程中，型腔壁厚及支撑板厚度通常不通过计算确定，而是凭借经验来确定。表2-1、表2-2列举了一些经验数据供设计参考。
表2-1 型腔侧壁厚度S的经验数据
型腔压力/Mpa
型腔侧壁厚度S/mm

<29（压塑）
0.14L+12
<49（压塑）
0.16+15
<49（注塑）
0.20L+17
注：型腔为整体式、L>100mm时，表中值需乘以0.85~0.9
表2-2支撑板厚度h的经验数据
b/mm
b≈L/mm
b≈1.5L/mm
b≈2L/mm

<102
(0.12~0.13)b
(0.10~0.11)b
0.08b
102~300
(0.13~0.15)b
(0.11~0.12)b
(0.08~0.09)b
300~500
(0.15~0.17)b
(0.12~0.13)b
(0.09~0.10)b
注：当压力P<29Mpa、L>1.5b时，取表中数值乘以1.25~1.35；当29MPa≤P≤49Mpa、L≥1.5b时，取表中数值乘以1.5~1.6。
图2-1 型芯
2.3模具型腔壁厚的计算
若利用公式计算不但会比较烦琐，而且不能保证生产过程中的精确性，但是我们可以根据相关书籍中的经验值来取。
成型零件材料选择：
为了让产品具有更高的性能，选用模具材料应具有高耐磨性、高耐蚀性的特性，良好的稳定性和良好的导热性。必需具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型要小，但不需要耐腐蚀性，因为ABS不会被腐蚀。可以采取P20，经调质，淬火加低温回火、正火HRC≥55。可以去型腔壁厚为：0.20L+17=33。

图2-2型腔
第四章 浇注系统的设计
普通浇注系统由主流道、分流道、冷料井和浇口构成。在设计浇注系统之前必需确定塑件成型位置。本设计可以采取一模两腔布局方式，浇注系统的设计是注塑模具设计的重要环节之一，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度）都有直接影响，所以设计时应遵循以下原则：
1）型腔布置和浇口开设部位应当对称分布，以防止模具承受偏载所造的成溢料现象发生。
2）系统流道应尽可能短、断面尺寸大小适中（太小会造成压力及热量损失大，太大则会消耗不必要的塑料）尽量减少弯折、表面粗糙度要低，这样才能使热量损失尽可能小。
3）多型腔应使塑料熔体在同一时间内同时进入各个型腔的深处及角落，并使分流道尽可能平衡布置。
4）满足型腔充满之前提条件，浇注系统应容积尽量小，以减少塑料的耗量。浇口位置要合适，以防止与嵌件和细小型芯干涉，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。

图3-1主流道及浇口

3.1主流道设计
主流道是熔融塑料进入模具型腔时最先经过的部位，注塑机喷嘴注出的塑料熔体通过主流道导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体向前流动，开模时主流道凝料又能顺利地被拉出来，主流道的尺寸直接影响熔融塑料的流动速度以和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶于定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不允许有浇口痕，为方便取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动剪断。采取带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计为锥形，锥度为3，内表面的粗糙度为Ra0.8微米,孔径为0.5毫米。
主流道的设计要点如下：
1）为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑到塑料熔体的膨胀，主流道应当设计成圆锥形，因ABS的流动性为中性，故其锥度取3度，锥度过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为R0.8um。
2）主流道大端呈圆角，其半径取r=1～3mm,目的是减少流速转向过渡的阻力，r=1.5mm.
3）在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量做短，否则会使主流道的凝料增多，而且增长压力损失严重，使塑料熔体降温过多影响注射成形。
4）为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为r2=r1+(1～2),其小端直径D=d+(0.5～1),凹坑深度常取3～4mm。在此模具中取r2=11～12mm。
5）由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，以是主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼作定位环，圆盘凸出定模端面的长度H=5～10mm。同时因该电子称后盖采取ABS材料，需要加热，所以在主流道处采取电加热以提高料温。
3.2冷料井设计
冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔以至于影响塑件质量，开模的时候又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。根据模具设计原则，底部设有拉杆冷料井，这类冷料井的底部由一个拉料杆，因此它不能随脱模机构运动，利用球头形的拉料杆配合冷料井。
3.3分流道设计
分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是半圆形、矩形、圆形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，因此，在实际生产过程中，横截面形状更经常使用的为梯形、半圆形与U形。

3.3.1 分流道设计要点：
（1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小的值，分流道转折处应以圆弧过度。
（2）分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来讲在分流道上没有必要开设冷料井。
（3）可以在动模板或者定模板上单独开始分流道，也可以同时开设在动、定模板上，合模后形成分流道截面形状。
（4）分流道与浇口连接处要加工成斜面，并用圆弧来过度。
3.3.2 分流道的长度
分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口的位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求收缩。
3.3.3 分流道的断面
应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注射速率和分流道长度等因来确定分流道的断面尺寸。
因ABS的推荐断面直径为4.5～9.5，部分塑件经常使用断面尺寸推荐范围。分流道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，这样可以减少传热损失，同时因考虑到加工的方便性。分流道应考虑出料的流畅性和制造方便，熔融料的热量损失小，流动阻力小，比表面积小等问题，由于采取的是潜伏式二级分流道对热损失及流动提出了较高的要求，采取圆形的分流道，为了保证外形无浇口痕，浇口前后两端形成较大的压力差，增长流速，得到外形清晰的制件，提高熔体冷凝的速度，保证熔融的塑料不回流，同时可隔断注射压力对型腔内塑料的后续作用，冷却后快速切除。同时它的效果与S浇注系统有着同样的效果，这样有对于补塑有好处。
3.3.4 分流道的布局
在多型腔模具中分流道的布置中分为平衡和非平衡两种，根据本模具设计的要求我们选取平衡式。所谓平衡，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，尺寸都相同的布置形式。它要求各对应部位的尺寸相等。这种布置可实现同时充满型腔和均衡送料的目的，是成型的塑件力学性能基本一致。而且在此模具中不会造成因分流道过长而带来的弊端。
3.4浇口选择
浇口我们又称之为进料口，是连接型腔与分流道的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。浇口的主要作用有：
（1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，这样可以防止其倒流。
（2）方便于在浇口处切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.03～0.09，浇口的长度约为0.5mm～2mm，浇口具体尺寸一般根据经验来确定，取其下限，然后在试模过程中一点一点的纠正。

图3-2 浇口

当塑料熔体通过浇口时，剪切速率就会增长，同时熔体的摩擦也会加剧，使料流的温度升高，粘度降低，流动性能有所改善，有益于充满型腔。但浇口尺寸太小，会增长压力损失，收缩困难，乃至出现喷射现象，而这种情况将会影响塑件的质量。
浇口位置的选择：
1）合适的浇口位置会使得填充型腔的流程最短。这样的结构可以使压力损失降到最小，易于保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值也会随塑料熔体的性质、温度、注塑压力等的不同而发生变化，以是我们在考虑塑件的质量时都要注意到这些值是否合适。
2）浇口位置的设置要有利于补塑和排气。
3）浇口位置的选择要能够防止塑件产生变形。采用侧浇口方式在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕；采取点浇口方式，有益于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处是不合理的。而设在厚壁处是合适的，因为这样有益于补缩，可防止缩孔、凹痕产生。
4）浇口位置的选择要有利于防止焊接痕产生。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，如果存在焊接痕则会使塑件的强度降低，以是设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会就越多。流程不长的情况下应尽量采用一个浇口，这样可以减少接痕的数量。对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，若是浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，使冷料进入溢溜槽。筒形塑件采取环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。
5）浇口位置应防止侧面冲击。
因点浇口在脱开时会损伤塑件的内表面，考虑到点浇口对浇注系统的废料和塑件的脱离有好处，以是选取用点浇口。分流道与浇口的连接，在利用了UG对其进行模仿CAE的注塑之后选择了更具优势的浇口，由于电子称后盖的侧内壁与电子称芯存在一定的空隙，以是即使是在脱模的时候留有一定的浇口痕也不会对装配产生影响。

图3-3浇口套

第五章 分型面的选择
塑料在模具型腔凝固形成塑件，要想取出塑件，就必需将模具型腔打开，即必需将模具分成两个部分，也就是我们平时所说的定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。
通常有以下原则：
（1）分型面的选择要有益于脱模：分型面应选在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件留在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，所以将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后紧包型芯，使塑件留在动模，这样有利于脱模。若是塑件的壁厚过大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度较小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但这样塑件外形会有分型的痕迹。
（2）分型面的选择要有益于保证塑件的外观质量和精度要求。
（3）分型面的选择要有益于成型零件的加工制造。
（4）分型面要有益于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，以是不必考虑。

图4-1 分型面

第六章 合模导向机构的设计
导向合模机构对于塑料模具是必不可少的以部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，以是必需设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边都可但通常导柱设在主型腔周围。
导向机构主要有定位、导向和承受一定侧压力的作用。
定位作用：
防止装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。
塑料熔体在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。
动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，防止凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而损坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其间的配合可以进行定位。

图5-1导柱、导套

第七章 脱模机构的设计
在对电子称塑件进行脱模时须遵循以下原则：
1、因塑料收缩是抱紧凸模，故顶出力的作用点应尽量靠近凸模。由于塑件壁厚的关系我们可以利用推板。
2、顶出力要作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强筋、壁厚等处。作用面尽可能大一些，以防止塑件变形。
3、为了保证良好的塑件外观，顶出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。所以要将顶杆设计在塑件的内部型腔。
4、若是顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上，且不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.1mm；如果不这样塑件会出现凸起，影响基面的平整。
由于电子称后盖为薄壁塑件，用顶管、推板脱模机构。为了收缩顶杆与型芯配合长度以减少磨擦，可以将顶管配合孔的后半段直径减少，一般减少量为3—5mm。此为最经常使用的脱模机构，这些顶杆一般只起顶出作用。有时根据塑件的需要，顶杆还可以参加塑件的成型，这时可以将顶杆做成与塑件某部分相同形状或作为型芯。顶杆多用T8AV、T10A材料，头部淬火硬度达50HRC以上，取表面粗糙度Ra值小于0.8um，和顶杆孔呈H8/f8配合。 摘自《基于AUTOCAD的注塑模架设计系统专家的研究与开发》

第八章 温度调节系统的设计

在注射成型过程中，模具的温度将直接影响到塑件的质量，并且对生产效率起着决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期80%。然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求又尽相同。因此，模具冷却系统的设计和优化分析在一定程度上决定了塑料件的成本和质量，模具温度直接影响到塑料的充模、模塑的周期、塑件的定型和塑件质量。然而模具温度的高低取决于塑料结晶性、塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素有很多，例如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的空间布置及几何参数，熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。
1)低模具温度可降低塑件的收缩率。
2)模具温度均匀、注射速度快、冷却时间短，可降低塑件的翘曲变形。
3)对结晶性聚合物，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，防止后结晶现象发生，但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。
4)随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑件的耐应力开裂性降低，因此降低模具温度是有好处的，但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少补料时间是有益的。
5)提高模具温度可以改善塑件的表面质量。
在注射成形过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率，根据塑料的要求，注射到模具内的塑料熔体温度约为2000C左右，而从模具中取出塑件的温度约为600C，温度降低是由于模具通入冷却水，将温度降低，普通模具通入常温水冷却，通过调节水的流量即可调节模具温度。
因工件使用的材料是ABS，要求模具温度高，若模具温度过低则会影响塑料的流动性，增长剪切阻力，使塑件的内应力较大，乃至还出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。因此在注射开始时，为防止填充不足，要充入温水或者加热模具。
总而言之，要做到优质、高效率生产，模具必需进行温度调节。
对温度调节系统的要求：
1）确定模具需要加热还是冷却；
2）模温均匀，塑件各部分同时冷却；
3）采取低的模温，快速且大量通冷却水；
4）温度调节系统的设计原则是结构简单，容易加工，成本低谦。
7.1模具冷却系统的设计
据模具冷却系统的设计原则，冷却水道数量要尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3都是可行的。同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据经验值取4，冷却水口口径为6mm.
另，模具冷却系统的过程中，还应同时遵循以下原则：
1、浇口处加强冷却；
2、冷却水孔到型腔表面的距离相等；
3、冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大；
4、冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水。
5、进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常设在注塑机的背面。
冷却水孔应防止设在塑件的熔接痕处。
而且在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。

图8-1 冷却系统

第九章 模 具 的 装 配

模具装配的最后环节即为模具装配，装配精度将直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互之间的关系，将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具的过程。
在模具装配过程中，对模具的装配精度要求应该控制在合理的范围内，模具的装配精度包括相关零件的位置精度、运动精度、配合精度及接触只有当各精度要求得到保证，才能使模具的整体要求得到保证。
塑料模具的装配基准分为两种情况，一种是以塑料模中和主要零件的定模、动模的型腔、型芯为装配基准。此种情况下定模各动模的导柱和导套孔先不加工，而是先加工型腔和型芯镶块，然后装入定模和动模内，将型腔和型芯之间用垫片法或工艺定位器法保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架的。
浇口套与定模部分装配完成后，必需与分模面留有一定的间隙，其间隙约为0.05—0.15mm，因该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是由于没有间隙的原因。为了有效的防止飞边产生，可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽，由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。
8.1模具的装配顺序
（1）确定装配基准；
（2）装配前要对零件进行测量，合格零件必需去磁并将零件擦拭干净；
（3）调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于80%，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边。
（4）在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查；
（5）组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象；
（6）组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，门动作灵活紧固所连接螺钉，装配定位销。装配液压系统时允许使用密封胶或密封填料，但应防止进入系统中；
（7）试模：试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记以及组装基面。
1、 模具预热
模具预热采取外部加热的方法，将铸铝加热板安装在模具外部，从外部向内进行加热，这种方法的优点是加热快，但也有缺点即损耗量大。
2、筒和喷嘴的加热
根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热，与模具同时进行。
3、工艺参数的选择和调整
根据工艺手册中推荐的工艺参数初选压力，温度，时间参数，调整工艺参数时按压力，时间，温度这样的先后顺序变动。
4、注塑
当料筒中的塑料和模具达到预热温度时，就可以进行试注塑，观察注塑塑件的质量缺陷，分析导致缺陷出现的原因，调整工艺参数和其它技术参数，直至达到最佳状态。
（8）模具的维护
模具在使使用过程中，优化设计的镶件和嵌件起到了很大的作用，只须更换个别已损坏的零件，不会导致使用过程中出现正常的磨损或不正常的磨损。不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致引起的。
最后检查各种配件、附件待零件，保证模具装备齐全，另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。装配滚动轴承允许采取机油进行热装，油的温度不可以超过1000C。
8.2开模过程分析
注塑机推动推杆垫板兼顶管垫板使动定模分开，在导柱导向的情况下，动定模顺利分型，同时拉料杆拉断浇口，使塑件在推板和顶管的作用下顺利脱出。闭合时，同样在导柱和导套的导向作用下通过顶柱使顶杆先于型腔复位。以免顶杆碰到型腔，损坏模具。

第十章 模具的装配程序及工艺
9.1装配程序
1. 定装配基准；
2. 装配前应对零件进行测量，合格零件必需去磁并将零件擦拭干净；
3. 整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不小于80%，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边；
4. 在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查；
5. 组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象；
6. 试模合格后打上模具标记，包括模具编号、组装基面及合模标记；
7. 最后检查各种配件、附件等零件，保证模具装备齐全，另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。 摘自《盒子塑料模具设计》

9.2模具零件的装配工艺
模具精度是影响塑料成型件精度的重要因素。只有制造时达到以下要求才能保证模具的精度：
1. 构成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并达到规定的平行度和垂直度等要求；
2. 模具的功能必需达到设计要求；
3. 为了鉴别塑料成型件的质量，装配好的模具必需在生产条件下试模，并根据试模存在的问题进行修整，直至试出合格的成型件为止。
4. 先对模具进行全面检查，然后试模。

第十一章 注塑机的选择

10.1估算塑件体积
估算塑件体积和质量：
该产品材料为ABS，查书本得知其密度为1.13-1.14g/cm3，收缩率为，计算其平均密度为1.135 g/cm3，平均收缩率为0.55﹪。
使用UG软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形浇道凝料和塑件的体积。
另预置浇道凝料为2 cm3因此估算塑件体积为17.364cm3。
10.2选择注射机
根据塑料制品的体积或质量，查书可选定注塑机型号为XS-Z60。
理论注射量(最大)/cm3 60
螺杆(柱塞）直径/mm -38
注射压力/MPa 122
注射行程/mm 170
注射时间/s 0.7 　 　
注射方式 柱塞式
锁模力/kN 500
最大成型面积/cm2 130
模具髙度(最大)/mm 200
（最小）/mm 70
模版尺寸、mm 330×440
拉杆间距/mm 190× 300
合模方式 肘杆
油泵流量/(L/min) 70、12
压力/MPa 6.5
电动机功率/kW 11　 　
加热功率/kW 　 2.7

外形尺寸/m 3 .61×0.85×1.55
电源电压/V 380
电源频率/Hz 50
机器质量/t 20
10.3模架的选择
选用大水口系统
图2-1 模架

10.4最大注射压力的校核
电子秤外壳的原料为ABS，所需注射为60-100MPa，选用注射机压力为200 MPa，故注射压力符合要求。

10.4.1注塑机最大注塑量校核
注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积(包括流道及浇口凝料和飞边),通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注量的80%。以是，选用的注塑机最大注塑量应满足
V=αV=0.8×255=204cm
式中 V——模具型腔和流道的最大容积；
V——指定型号与规格的注射机注射容积 该注射机取255cm；
α——注射系数可取0.75～0.85 这里取0.8；
倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长，以是最小注射量容积
V =0.25V=0.25×255=63.75 cm
故每次注射的实际注射量容积V应满足 V＜V＜V
而 V=64 cm ， 符合要求。

10.4.2锁模力校核
F锁﹥pA
式中 p————熔融料在型腔内的压力
A————塑件与浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A=78 cm3
F锁————注塑机的额定锁模力。
故 F锁＞pA=200Mpa×78 cm3

选定的注塑机的压力为500KN，满足要求。

10.4.3模具与注塑机安装部分相关尺寸校核
1)模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适
模具长×模具宽<拉杆面积
2)模具闭合高度校核
Hmin————注塑机允许最小模厚=71mm；
Hmax————注塑机允许最大模厚=220mm；
H——————模具闭合高度=190mm
故满足Hmax＞H＞Hmin。
10.4.4开模行程校核
注塑机最大行程与模具厚度有关，注塑机的开模行程应符合下式：
S机————注塑机最大开模行程，170mm；
H1————顶出距离，16mm；
H2————包括浇注系统在内的塑件高度，70mm；
S机－(H模－Hmin)＞H1＋H2＋(5～10)
考虑到模具浇注系统和塑件的关系，浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离。
故：
230－(1