福建塑料模具毕业设计说明书.doc

毕业设计（论文）

题 目：
空调机后盖
注射成型工艺与模具设计
学 生： 徐益钦
指导老师： 范新凤 副专家
系 别： 材料科学与工程系
专 业： 模具设计与制造
班 级： 模具071
学 号：

2023年 5月

目录
摘要 1
1 引言 2
2 塑件工艺分析 3
2.1 产品结构分析 3
2.1.1塑件的尺寸精度分析 3
2.1.2塑件表面质量分析 3
2.1.3塑件的结构工艺性分析 3
2.2塑件材料分析 4
2.3成型条件分析 5
2.4注射成型的工艺参数 5
3 模具设计方案的拟定 7
3.1计算制件的体积和质量 7
3.2注射机的初选 7
3.3 分型面的选择 8
3.3.1分型面的形式 8
3.4 拟定型腔数目和排列方式 8
3.4.1型腔数目的拟定 9
3.4.2型腔的排列方式 9
3.5 浇注系统的设计 10
3.5.1 浇注系统的组成 10
3.6抽芯机构的设计 14
3.6.1侧向分型抽芯机构 14
3.6.2滑块与导滑槽设计 14
3.7凹模的结构设计 15
3.8凸模的结构设计 16
3.9导柱导向机构的设计 17
3.10 脱模机构的设计 18
3.10.1脱模机构 18
3.10.2脱模机构的分类及选用 18
3.10.3脱模机构的设计原则 18
3.10.4空调机后盖的脱模机构 19
3.11 温度调节系统的设计 19
3.11.1冷却系统设计 19
3.11.2冷却系统设计原则 19
3.11.3冷却系统的结构形式 19
4 模具设计的有关计算 21
4.1抽芯距的计算 21
4.2抽芯力的计算 21
4.3斜导柱的选择 21
4.4冷却时间的计算 21
4.5成型零件的工作尺寸计算 21
4.5.1.型腔尺寸计算 22
4.5.2型芯1尺寸计算 23
4.5.3型芯2尺寸计算 24
4.6型腔壁厚和底板厚度计算 25
4.7冷却系统的计算 25
5 注射机参数的校核 26
5.1 注射压力的校核 26
5.2 锁模力的校核 26
5.3开模行程与推出机构的校核 26
6 模架选用 28
7 模具装配图绘制 29
7.1 模具装配图绘制 29
7.2模具动作过程 30
8设计小结 31
致谢 32
参考文献 33

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。
本论文介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计，介绍了冷流道注射模具浇注系统、冷却系统和顶出系统的设计过限度规定做了简朴说明。设计成型零部件以及设计合理的推出机构。并分析和阐述了模具型芯零件及各标准件的选材、热解决工艺，塑件的结构要素，塑件的尺寸公差和精度的选择，塑件的体积和质量的计算方法对设计进行验证重要是对注射机的相关重要参数进行验证涉及模具闭合厚度、模具安装尺寸等。在校验合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。
通过本设计可以对注塑模具有一个更进一步的结识，了解模具结构及工作原理。

关键词：生产工艺 注射模 成型零件 塑料模具 分型面 浇注系统

1 引言
塑料具有可塑性强，密度小，比强度高，化学稳定性高，外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的爱慕，塑料制品几乎已经进入一切工业部门及人民平常生活的各个领域。空调机后盖是平常生活中十分常见和常用的制品，选择空调机后盖是由于它的结构包含了常见塑料模具的各个部分，能达成综合训练自己设计水平的目的，能充足做到理论结合现实生活的实际情况，我们能做到同时站在生产方和使用者的角度来考虑产品的设计，可以结合自己对产品使用性能的一些需求来改善产品的设计方案，使产品模具设计更具实际意义。

2 塑件工艺分析
2.1 产品结构分析
2.1.1塑件的尺寸精度分析
此塑件有规定的尺寸精度级别为MT3或MT2级，其余的精度级别可按MT5级精度查公差值。
2.1.2塑件表面质量分析
除了塑件一些特殊部位有较高的表面规定，其余的表面粗糙度为6.3ｕm。
2.1.3塑件的结构工艺性分析
该塑件外形为钩形，其高度较高而宽度较窄，在成型时也许出现填充局限性的现象。

本次产品是在UG5.0的辅助下完毕的，产品图如图2.1：

a塑件俯视图

b塑件仰视图
图2.1 空调机后盖塑件三维实体图

2.2塑件材料分析
1、化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三种单体聚合而成的非结晶型的高聚物。
2、ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。
3、ABS塑料——性能
一般性能： ABS外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层解决。ABS的氧指数为18～20，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的肉桂味。
力学性能：ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中档载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。
热学性能：ABS的热变形温度为93～118℃，制品经退火解决后还可提高10℃左右。ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性，可在-40～100℃的温度范围内使用。
电学性能：ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。
环境性能：ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。
成型性能：ABS塑料成型性较好。它的流动性较好，成型收缩率小；ABS塑料比热容较低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也较快，模塑周期短。但ABS吸水性大，成型前必须充足干燥，表面规定光泽的制品应进行较长时间的干燥。
ABS塑料可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型等方法制造塑料制品。
4、ABS塑料的用途
由于ABS塑料具有良好的综合性能并易于成型，所以在机械、电器、轻工、飞机、造船以及日用品等工业中得到较广泛的应用，如电机外壳、电话机壳、汽车仪表盘、仪表壳、把手、管道、电池槽、及电视机、收录机、洗衣机、计算机外壳等。
2.3成型条件分析
干燥解决：吸湿性强，通常需要干燥解决；
分解温度：≥250℃；
模具温度：50～80℃；
注射压力：可大到600～1000bar（1bar=0.1mpa，bar是国际组织压力单位）；
保压压力：可大到800bar；
2.4注射成型的工艺参数
注射机类型： 螺杆式
预热和干燥t/℃: 150～170
165～180
180～200
喷嘴温度t/℃: 170～180
模具温度t/℃: 50～80
注射压力P/MPa： 60～100
成型时间t/s: 注射时间 20～90
高压时间 0～5
冷却时间 20～120
总周期 50～220
螺杆转速n/(r·min-1): 30

后解决： 方法 红外线灯、烘箱
温度t/℃ 70
时间t/h 2～4

3 模具设计方案的拟定

3.1计算制件的体积和质量
注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应当对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合规定的模具，同时选定合适的注射机型号。
从模具设计角度考虑，需要了解注射机的重要技术规范。在设计模具时，最佳查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，由于即使批准规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。
选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。
以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应当小于某注射机的公称注射量，即：
V实 < V公
式子中，V实——实际塑件（涉及浇注系统凝料）的总体积（cm3）
由UG分析/体测量，可得空调机后盖的体积为V=75381mm3，根据塑件形状、材料及尺寸采用一模两件的模具结构，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料（V流=2VX20%），V总=V流+2V=181cm3。注射机最大注射量和制品的质量或体积有直接关系，两者必须相适应，不然会影响制品的产量和质量。因此，为了保证正常的注射成型，注射机的最大注射量应稍大于制品的质量或体积（涉及流到凝料），通常注射机的实际注射量最佳在注射机的最大注射量的80%以内。
3.2注射机的初选
查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，考虑外形尺寸及注射时所需的压力情况，可以选择初选螺杆式注射机[2]：XS—ZY—250。
基本参数如下：
螺杆直径（mm）：Ф50 注射容量（cm3）：250
注射压力（公斤力/cm2）：1300 锁模力（t）：180
最大注射面积（cm2）：500 最大模具高度（mm）：350
最小模具高度（mm）：250 模板行程（mm）：350
喷嘴球半径（mm）：R18 喷嘴孔直径（mm）：Ф4
定位孔直径(mm)：Ф125+0.06 顶出两侧孔径（mm）：Ф40
顶出两侧孔距（mm）：280
3.3 分型面的选择
分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要也许有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。
3.3.1分型面的形式：
分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。
1.分型面的选择原则[1]：
a）便于塑件脱模：
Ⅰ、在开模时尽量使塑件留在动模内
Ⅱ、应有助于侧面分型和抽芯
Ⅲ、应合理安排塑件在型腔中方位；
b）考虑和保证塑件的外观不遭损坏
c）尽力保证塑件尺寸的精度规定（如同心度等）
d）有助于排气
e）尽量使模具进攻方便
2.选择曲线分型面
分型面结构如图3.1：

a分型面1

b分型面2
图3.1 分型面选择图
3.4 拟定型腔数目和排列方式
3.4.1型腔数目的拟定
为了使模具与注射机的生产能力的匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度，模具设计时应拟定型腔数目，常用的方法有四种[3]：
a）根据经济性能拟定型腔数目；
b）根据注射机的额定锁模力拟定型腔数目；
c）根据注射机的最大注射量拟定型腔数目；
d）根据制品精度拟定型腔数目。
考虑到成本，根据a）其计算过程如下：
设型腔数目为n，制品总件数为N，每一个型腔所需的模具费用为C1，与型腔无关的模具费用为C0，每小时注射制品成型的加工费用为y（元/h），成型周期为t（min），则：
模具费用为XM=nC1+C0（元），
注塑成型费用为Xs=N（yt/60）（元），
总成型加工费用为X=XM+Xs，即
X= N（yt/60n）+ nC1+C0
为使总的成型加工费用最少，即令dx/dn=0,则有：
N（yt/60）(-1/n2)+C1=0
所以n=(Nyt/60C1)1/2
3.4.2型腔的排列方式
对于高精度制品，由于型腔模具难以使个型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过4个，塑料件的精度为8级左右，以及模具制导致本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局。其结构如图3.2：

图3.2 型腔布局图

3.5 浇注系统的设计
3.5.1 浇注系统的组成

图3.3 浇注系统的组成图

所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清楚地塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如图四所示：
1.浇注系统各部件设计
A、主流道设计：
主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其重要设计点为：
（1）主流道圆锥角a=2°～6°，对流动性差的塑件可取3°～6°，内壁粗糙度为Ra0.63ｕm。
（2）主流道大端呈圆角，半径r=1～3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。
（3）在模具结构允许的情况下，主流道应尽也许短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。
（4）对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/h9间隙配合。
（5）主流道衬套一般选用T8、T10制造，热解决强度为52～56HRC。
B、冷料穴的设计
冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有三种：一种是与推杆匹配的冷料穴；二是与拉料杆匹配的冷料穴；三是无拉料杆的冷料穴。这里选用与推出杆匹配的倒锥形冷料穴，其结构如图3.4：

图3.4 冷料穴
1—主流道衬套 2—冷料穴
3—动模板 4—拉料杆
C、分流道的设计
分流道就是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必然设计分流道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设立分流道。
1.作用：使塑料熔体的流向得到平稳的转换，并尽快地充满型腔。
2.分流道的设计原则
（1）对于具有玻璃纤维等流动性较差的树脂，流道截面要大一些。
（2）流向改变的拐角处，应适当设立冷料穴。
（3）使塑件和浇道在分型面上的投影面积的几何中心与锁模力的中心重合。
（4）保证熔体迅速而均匀地充满型腔。
（5）分流道的尺寸尽也许短，容易尽也许小。
（6）要便于加工及刀具的选择。
①分流道的截面形状：通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，提高效率，这里就选用圆形分流道，如图3.5。由于圆形截面分流道的效率是分流道中效率最高的，矩形截面的流道效率与圆形相称，但面积却比圆形流道多余27％，增长了射出废料，并且会导致顶出力量增长的现象。固选圆形截面的分流道。

图3.5 圆形流道
②分流道的尺寸：由于各种塑料的流动性有差异，
所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径，常用塑料的分流道直径推荐值可查有关资料。
但对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑料，可用此经验公式拟定其流道直径[4]：
D=0.265Xm1/2L1/4
式中，m—流经分流道的塑料量（g）；L—分流道长度（mm）；D—分流道直径（mm）。对于黏度较大的塑料，可按上式算得的D值再乘以1.2～1.25的系数。这里取m=150x0.2=30g，L=10mm。固分流道尺寸为1.2D，即D1=1.2D=1.2x0.265x301/2x161/4=5（mm）。
∴ S=∏R2=3.14x5x5/4=19.6（mm2）
③分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局，两者互相影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类，这里我们选用的是平衡式的布置方法。
④分流道与浇口的连接：分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡，有助于塑料熔体的流动及充填。
D、浇口的设计：
浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。
浇口的抱负尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验拟定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。 一般浇口的截面积为分流道截面积的3%～9%，截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为0.5～2mm，表面粗糙度Ra不低于0.4μm。
浇口的结构形式很多，按照浇口的形状可以分为直接浇口、中心浇口、侧浇口、点交口、潜伏式浇口、护耳浇口。而我们这里选用的是侧浇口。
侧浇口一般情况下，侧浇口均开设在模具的分型面上，从制品侧面边沿进料，它能方便地调整浇口尺寸，控制剪切速率和浇口封闭时间，是被广泛采用的一种浇口形式。
侧浇口合用于一模多件，能大大提高生产效率，去除浇口方便，但压力损失大，保压补缩作用比直接浇口小，壳形件排气不便，易产生熔接痕，缩孔及气孔等缺陷。其结构如图3.6：

图3.6 侧浇口
浇口的截面一般只取分流道截面积的3％～9％，浇口的长度约为0.5mm～2mm，现在可算出我们需要的浇口面积S=5％×s=19.6x5％=0.98mm2。
浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题，所以我们在开设浇口时应注意以下几点：
①浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。
②浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。
③浇口的位置选择应有助于型腔中气体的排除。
④浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。
⑤对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。
⑥浇口应设在不影响制品外观的部位。
⑦不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设立浇口。
E、定位圈的选用
1、作用
重要是使注射喷嘴与模具的主流道准确对正、定位。定位圈与浇口套的关系见图四，定位圈结构如图3.7：

图3.7 定位圈
2、定位圈基本尺寸D=Ф64mm，其余尺寸见图八所示。
材料：45钢
3.6抽芯机构的设计
由于空调机后盖的结构特点，本次设计采用侧向分型和内部抽芯机构。
3.6.1侧向分型抽芯机构
1）定义：在制品脱模前必须抽出侧型芯，然后再从模具中推出制品，完毕侧型芯的抽出和复位的机构称为侧向分型与抽芯机构。
2）分类：
按动力来源可分为手动、机动、气动或液压三大类。
常见的手动抽芯机构有：螺纹抽芯机构、齿轮齿条抽芯机构、活动镶块抽芯机构
特点：结构简朴，制造方便，但操作麻烦，生产率低，适合小批量生产。
机动抽芯机构：斜导柱分型与抽芯机构、斜滑块分型与抽芯机构、齿轮齿条抽芯机构
特点：具有较大的抽芯力和抽芯距，生产率高，操作方便，动作可靠。适合大批量生产。
气动或液压侧向分型与抽芯机构：
特点：传动平稳，有较大抽芯力和抽芯距。
考虑到塑件的结构特点和生产设备条件的问题，采用机动侧向分型与抽芯机构。
3.6.2滑块与导滑槽设计
为了保证侧型芯可靠地抽出和复位，保证滑块在移动过程中平稳、无上下窜动和卡死现象，导滑槽必须很好配合和导滑。滑块和导滑槽的配合一般采用H7/h7，滑块用压板来导滑。斜滑块和压板的结构见图3.8：

a斜滑块

b压板

图3.8 斜滑块和压板

3.7凹模的结构设计
凹模又称型腔，它是成型塑件外轮廓的零件。根据需要有以下几种结构形式：整体式凹模、组合式凹模、拼块组合式凹模，空调机后盖属于小型制件，从各方面分析我们可选用整体嵌入式凹模。
整体嵌入式凹模：由于是小件一模多腔式模具，一般是将每个型腔单独加工后压入定模中。这种结构的型腔形状、尺寸一致性好，更换方便。凹模的外形通常是用带台阶的圆柱形，由台阶定位，以过渡配合嵌入定模板，然后用定模板座板将其固定。其结构如图3.9所示：

图3.9 型腔图

3.8凸模的结构设计
凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。我们根据凹模的结构形式选择组合式凸模——整体装配式凸模，它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成，其结构如图3.10所示：

a型芯1

b 型芯2
图3.10 型芯图

3.9导柱导向机构的设计
为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设立导向机构。导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。
导向机构的形式重要有导柱导向和锥面定位两种，这里选取导柱导向机构，其结构如图11：
我们在设计此机构的同时还应注意以下几点：
⑴导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。
⑵导柱的长度应比型芯（凸模）端面的高度高出6～8mm（图3.11），以免型
芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。
⑶导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。
⑷为了使导柱能顺利地进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应当倒角。
⑸导柱的设立应根据需要而决定装配方式。
⑹一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分派合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。
⑺一般应在动模座板与推板之间设立导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。
⑻导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考准模架数据选取。

图3.11 导向机构

3.10 脱模机构的设计
3.10.1脱模机构
在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种出塑件的机构称为脱模机构。
3.10.2脱模机构的分类及选用
脱模机构的分类很多，采用的是混合分类中的一种：推杆一次脱模机构，由于此机构是最简朴、最为常用的一种，具有制造简朴、更换方便、推出效果好等优点，在生产实践中比较实用和直观。所谓一次脱模就是指在脱模过程中，推杆就需要一次动作，就能完毕塑件脱模的机构。它通常涉及推杆脱模机构、推管脱模机构、脱模板脱模机构、推块脱模机构、多元联合脱模机构和气动脱模机构等。
3.10.3脱模机构的设计原则
设计脱模机构时，应遵循以下原则：
（1）结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度。
（2）保证塑件不变形、不损坏。
（3）保证塑件外观良好。
（4）尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完毕脱模动作。
3.10.4空调机后盖的脱模机构
由于空调机后盖内部型芯2对塑件有推动作用，在开模时，塑件向远离型芯2的方向脱开，随后，可以取出塑件。因此，在这副模具中可以运用型芯2抽芯作用的同时，使塑件顺利脱模。
3.11 温度调节系统的设计
3.11.1冷却系统设计
塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设立温度调节系统以到达抱负的温度规定。
一般注射模内的塑料熔体温度为200℃左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，则模具可简朴进行冷却；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以达成很好冷却定型并脱模。
3.11.2冷却系统设计原则
①.尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡
②.冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。
③.尽也许使冷却水孔至型腔表面的距离相等。
④.浇口处加强冷却。
⑤.应减少进水与出水的温差。
⑥.合理选择冷却水道的形式。
⑦.合理拟定冷却水管接头位置。
⑧.冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。
⑨.冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中导致损坏。
3.11.3冷却系统的结构形式
根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简朴流道式。
简朴流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。其结构如图3.12：

图3.12 冷却系统管道

4 模具设计的有关计算
4.1抽芯距的计算
抽芯距是指侧型芯从成型位置抽到不妨碍制品取出位置时，侧型芯在抽拔方向移动的距离。
抽芯距一般大于制品的侧孔深度或凸台高度2～3㎜[5]，即：
S抽=h＋(2～3)㎜
h:制品上侧孔深度。
所以，大型芯抽芯距S抽=32＋（2～3）㎜=34～35㎜
4.2抽芯力的计算
由于塑料制品对型芯的包紧力远大于对型腔的包紧力，故本设计忽略了对型腔的包紧力。所以抽芯力等于脱模力，即：F抽=3.75x105N。
4.3斜导柱的选择
斜导柱：α=25°；规格为φ20×152mm；抽芯距为34mm。
4.4冷却时间的计算
在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时的这一段时间。这一时间标准常以制品已充足固化定型并且具有一定的强度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的80%[6]。由于我们所需要的塑件比较薄，固用此公式：

式中，a — 塑料热扩散系数 （m2/s）； S — 制品壁厚 （mm）；
现我们根据已知条件知道ABS的Ts=260℃，Tm=60℃，Te=100℃，而塑件的厚度为2mm：
∴
=10s
4.5成型零件的工作尺寸计算
现设制品的名义尺寸LS是最大尺寸，其公差按规定为负值“-Δ”； 凹模的名义尺寸LM是最小尺寸，其公差按规定为正值“+δZ”现由公式可得：

式中，“Δ”前的系数（此处为0.5）可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.5～0.75之间，ABS的收缩率S为0.005.制品偏差大则取小值，偏差小则取大值。基本尺寸为120mm时，其Δ值为0.68；基本尺寸为70mm时，其Δ值为0.52,基本尺寸为15mm时Δ为0.24.（这里塑料件的精度取5级）
固可由以上公式算出其尺寸：
4.5.1.型腔尺寸计算
a.径向尺寸

= =

= =

= =

= =
b.高度尺寸

= =

= =

= =

= =
4.5.2型芯1尺寸计算
a.径向尺寸

= =

= =

= =

= =
b.高度尺寸

= =

= =
4.5.3型芯2尺寸计算
a.径向尺寸

= =

= =

= =

= =

= =
b.高度尺寸

= =

= =
4.6型腔壁厚和底板厚度计算
在注射成型过程中，型腔重要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应当具有足够的强度和刚度。假如型腔壁厚和底板的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料自身的许用应力时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度局限性将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，特别是对大型塑件。但这里的塑件较小，故不需要对型腔壁厚和底板厚度进行计算，大体得体即可。
4.7冷却系统的计算
由塑料成型工艺及模具设计查阅[7]可得，ABS的单位质量成型时放出的热量为300KJ～400KJ/Kg。放出热量为Q=60x1.05/1000x350KJ=22.05KJ
其中，1/3的热量被凹模带走，2/3由型芯带去。

5 注射机参数的校核
5.1 注射压力的校核
该项工作是校核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注射压力P0，其值一般为70～150MPa，P=1300公斤力/cm2。=130 MPa >P0=70MPa，这里P0选70MPa，所以注射压力满足规定。
5.2 锁模力的校核
锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：
F锁≥F胀=A分XP型
F锁—注射机的额定锁模力（N）；
P分—模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.3～
0.65倍，通常取20～40MPa。这里选P型=30MPa。
A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2）
由UG分析/面测量，可得投影面积为115cm2，浇注系统的投影面积不超过10cm2。
∴F锁≥F胀=A分X P型
=（115+10）x30=3.75X105（N）
而锁模力为180t即1.764x106N，大于3.75x105，符合规定。
5.3开模行程与推出机构的校核
开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表达，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一是开模行程与模具厚度无关；二是开模行程与模具厚度有关。这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是但双型面注射模具。
1.当开模行程与模具厚度无关时
这种情况重要是指锁模机构为液压—机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的最大冲程决定的，而与模具厚度是无关的。
对双分型面注射模，所需开模行程H为：
S机≥H=H1+H2+a+(5～10)mm
式中，H1—塑件推出距离（mm）；
H2—涉及浇注系统在内的塑件高度（mm）；
S—注射机移动板最大行程（mm）；
a—中间板与定模的分开距离（mm）；
H—所需要开模行程（mm）。
H=27+133+90+10=260≤S机=350
2.推出机构的校核
各种型号注射机的推出装置与最大推出距离各不同，设计模具时，推出机构应与注射机相适应，具体可查资料。

6 模架选用
模架选用选择依据：根据型腔布局、浇注系统形式、成型零件结构、侧抽芯机构、推出机构、冷却系统的设立规定，估算出模架周界尺寸为 355×450mm。
结果：龙记大水口AH型 355×450模架，A板厚63mm，B板厚50mm，C板厚50mm，如图6.1所示：

图6.1 龙记模架

7 模具装配图绘制

7.1 模具装配图绘制
1.模具结构主视图如图a：

a模具结构主视图

2.模具结构俯视图如图b：

b模具结构俯视图

1.型腔 2.销 3.内六角螺钉 4.定位圈 5.主流道衬套 6.内六角螺钉 7.动模板 8.导套
9.定模板 10.支承板 11.导柱 12.拉料杆 13.复位杆 14.垫块 15.下模座板
16.内六角螺钉 17.铜套 18.推板 19.内六角螺钉 20.内六角螺钉 21.推杆固定板 22.导杆滑座 23.斜导杆24.销 25.内六角螺钉 26.斜导柱 27.内六角螺钉 28.限位块 29.压板 30.弹簧 31.限位螺钉 32.斜滑块 34.销 35.型芯2 36.内六角螺钉 37.销 38.上模 座板 39.型芯1 40.密封圈
图7.1 模具装配图
7.2模具动作过程
在注射机的作用下，随着动模部分的开模，由于型芯对塑件的包紧力，所以一方面在分型面1处先分开。拉料杆12将塑件和冷凝料从型腔1中拉出，塑件停留在型芯1和型芯2中。紧接着，斜滑块在斜导柱26和压板29的导向作用下，向两边滑动，限位块28、限位螺钉31和弹簧30起到定位作用，其中楔紧块33起紧固作用。
随着动模机构后移，在注射机的顶杆，作用在推板18和推板固定板21，运用导杆滑座22和斜导杆23的推力，型芯2向上滑动的同时，向中间移动。这样