多功能文具盒上盖注塑模设计

I

陕 西 科 技 大 学

毕业设计（论文）任务书

机电 学院 材料成型及控制工程 专业 02 级 学生： 刘 珍

毕业设计题目 多功能文具盒上盖注塑模设计

毕业设计（论文）从2003年5月12 日起到2004 年 6月 15 日 课题的意义及培养目标：

通过毕业设计，培养学生独立思考、翻阅资料、分析解决问题的能力，树立理论联系实际的指导思想。通过对冲压模和注塑模的结构设计与型腔加工原理分析和电子文档的制作过程，进一步加深对所学模具专业知识的理解和应用，同时掌握用计算机软件绘图的方法。塑料模具的设计是对四年来所学知识进行的综合性训练。通过设计过程，培养对工作认真负责的态度、对事物严谨的思考、严密的逻辑思维的工作作风和提高空间思维的能力。更熟练的掌握合理设计模具的方法。

设计（论文）所需收集的原始数据与资料：

所需资料：

《中国模具设计大典》 《模具制造工艺》 《塑料成型模具》 《塑料模具设计图册》 《机械设计课程设计手册》 《模具设计与制造简明手册》

课题的主要任务（需附有技术指标分析）：

1．根据塑件绘制零件图。

2. 确定模具设计方案，绘制装配结构草图。 3. 注塑模零件结构设计，成型零部件的尺寸计算。

II

4. 确定模具零部件的加工方法。

5. 用计算机绘制装配图、零件图，编写说明书。

设计进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）： 周 次 第 1 周 第 2 周 第 3 周 第 4 周 第 5 周 设计（论文）任务及要求 确定设计方案，绘制结构草图 选择注塑机、标准模架 成型零部件的尺寸计算 用计算机软件绘制装配图、零件图 整理说明书

学生签名： 日期：

指导教师： 日期： 教研室签字： 日期：

III

多功能文具盒上盖塑模设计

【摘要】

分析了多功能文具盒上盖的结构和工艺特点，介绍了注塑模的结构与工作过

程，设计了内侧抽芯多功能文具盒上盖注塑模，包括结构设计、参数计算和主要部件设计。

【关键词】

注塑模、多功能文具盒上盖、内侧抽芯、。 【Abstract】

The structure and technological process characteristics of the cover on the

multi-function writing case, the structure and working process of the injection mould were introduced, the inside pull out the core mould for the cover on the multi-function writing case was designed ,including design of the structure、parameter calculation and designing methods of main parks。

【Key word】

injection mould 、the cover on the multi-function writing case、the inside

pull out the core 。 引言

近年来，随着塑料工业的飞速发展，塑料成型模具增长十分迅速。高效率、自

动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大，塑料模具的地位也越来越重要，因此，对模具设计人员的要求也越来越高。已有传统的平面设计转向三维设计和计算机辅助，设计周期也越来越短。

模具设计人员一般是在接到一部分图纸、一个样品或现在还很少使用的产品的模

型后，便开始进行新模具的设计。需要增加的信息包括模具使用的注塑机、要求的型腔个数；如果图纸没有标出还要知道该制品所要使用塑料的类型。在进行模具设计前还要了解塑料特性、将生产多少制品、预期周期、制品用在何处、怎样使用、制品是否要同其他零件进行配合、收缩率、脱模角、需要何种类型流道系统、浇口位置、流动和熔合线、顶出痕、表面精整要求，型腔位置、模具所需备件、注塑机性能指标、在注塑机中的安装问题、模具设计计划时间等。 另一个问题是很多模具要进行估价，考虑模具成本。模具成本包括：模具设计工

IV

程率，总的成本为各项之和。任何一家企业都要用它的产品来赢利的，所以模具的成本必须是有竞争力的。

模具是国民经济发展的基础工业，模具工业的发展水平标志着一个国家的工业

发展水平，它与现代工业和科学技术有着不可分离的联系，在汽车、航空、无线电、家电、仪表以及机械制造和日用品等工业有着极其广泛的应用。据统计，用模具制造出来的零件，在机电产品中占60%～70%，在电视、录音机、计算机等电子产品中占80%以上，在自行车、手表、洗衣机、电冰箱等轻工业产品中占85%。可见，研究和发展模具技术，对于改进国民经济的发展具有特别重要的意义。 现阶段，我国的模具技术和国外有一定的差距，主要表现在：

⑴、标准化程度降低，采用标准件不到25%； ⑵、模具品种少、效率低；

⑶、模具制造精度低、周期长，数控机床、电加工机床总和只在20%； ⑷、技术力量落后，管理水平差。

近年来，国内外对模具的需求在剧增，其中高强度、高效率、高精度、高寿命 模具所占的比例在上升，与此同时各种简易模具的应用日益广泛。为此模具技术正朝着以下的几个方面发展：

⑴、发展高精度、高效率、高寿命的模具；

⑵、发展各种简易模具，如低熔点的合金模具，超塑料模具，镀基合金模具

等；

⑶、实现模具的标准化，进行模具的专业化生产； ⑷、发展各种高效率精密、自动化的模具加工设备；

⑸、开发和应用模具CAD/CAM技术，提高模具设计质量和效率以及制造精度； ⑹、研究模具新材料，一方面研究高强度、高耐磨性、特殊性能的钢材；另

一方面研究简易模具的材料。

模具设计是本专业的骨干课程、毕业实习之后的一个极为重要的环节。在课题选择中，我尽量将所学的知识综合运用，所以我选择了两套复合模的设计。带着课题去实习，使我的实习目的更为明确，同时使我对自己的设计课题有了进一步的了解，对自己所要设计的模具结构和制造工艺有所掌握，使我在设计时尽量减少模具成本(尽量采用标准件)，尽量考虑到模具的实用性和先进性。我的设计当中错误在所难免，恳请提出批评和指正，在此表示感谢！

V

目录

任务书???????????????????????????????Ⅰ摘 要???????????????????????????????Ⅲ 引 言???????????????????????????????Ⅲ １、模具资料的确???????????????????????????１

1.1、分析制品形状及用途??????????????????????1

1.2、确定模具型腔数、初选标准模架?????????????????1

1.3、了解成型树脂的性质选择塑件的材料???????????????1 1.4、初步设计浇注系统的结构和尺寸????????????????4 1.5、选用注塑机?????????????????????????5 1.6、选用标准模架????????????????????????7 2、模具与注塑机有关参数的较核?????????????????????9

2.1工艺参数的较核????????????????????????9 2.2开模行程的较核????????????????????????10 2.3模具在注射机上的安装较核??????????????????10 3、注系统的设计???????????????????????????10

3.1主流道和冷料井的设计????????????????????10 3.2分流道的设计????????????????????????12 3.3浇口设计???????????????????????????13 4、成型零部件的设计?????????????????????????14 4.1成型零部件的结构设计?????????????????????14 4.2排气方式的选择????????????????????????14 4.3型腔、型芯工作尺寸的确定???????????????????15 4.3.1凹模径向尺寸??????????????????????16 4.3.2凹模深度????????????????????????16 4.3.3型芯径向尺寸计算????????????????????16 4.3.4型芯高度计算??????????????????????17

5、合模导向及定位机构的设计?????????????????????17

5.1导向结构的总体设计??????????????????????17 5.2导柱的设计??????????????????????????18 5.3导套和导向孔?????????????????????????18 6、塑件脱模机构设计?????????????????????????19 7、侧向分型与抽芯机构设计??????????????????????19 8、模温调节系统设计?????????????????????????21 9、模具材料的选择?????????????????????????24 致 谢???????????????????????????????27 参考文献??????????????????????????????28

多功能文具盒上盖注塑模设计 1

1、模具资料的确认

1.1、分析制品形状及用途

⑴该塑件为多功能文具盒上盖，要求一般精度MT3级，成型后不需对制品进行加工

⑵为了满足制品表面的光亮度，采用潜伏式浇口

⑶为了方便加工和热处理，采用两个推杆平移内侧抽和一个弯销内侧抽 1.2、确定模具型腔数、初选标准模架

⑴根据制件的形状和结构及题目要求，确定为一模两腔 ⑵确定注射模标准模架的组合形式

⑶根据制件的结构形状及型腔的数目初选模架 B×L=250×400

A=40 B=50 C=80 H=75+A+B+C

1.3、了解成型树脂的性质选择塑件的材料

多功能文具盒上盖为无色透明制件，可选材料为聚丙烯（PP）、有机玻璃

（PMMA）、 聚苯乙烯（PS）、苯乙烯-丙烯腈（AS），各种材料的性质及用途如下：

⑴聚丙烯（PP）

①、概况

聚丙烯是20世纪50年代末投入工业化生产，由于原理料易的，价格便

用途广泛，它是物色透明和有一定光泽的刚性粒，它是线型高聚物。 ②、聚丙烯的是使用性能 性能：

聚丙烯有卓越的介电性能，耐水性，化学稳定性，易于成型加工；比

水轻，机械强度较高，软化点较高，表面硬度及耐热性好但耐磨性差，成型收缩率较大，低温成脆性，对氧敏感，易受紫外线影响而老化。

用途：

常用来制造继电器的小骨架、高频插座、电容器、微波元件、天线及

外壳外框及外罩，盒箱得铰链等。

陕西科技大学毕业论文说明书 2

③、聚丙烯的成型特性

a、吸湿性好，可能发生溶体破裂，长期于金属溶体接触容易发生分解； b、流动性好，易于成型，溢边值在0.03㎜左右； c、冷却速度快，冷却系统与浇注系统应散热缓慢；

d、成型收缩率范围机收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形、收缩方向性强； e、注意控制成型温度，料温低时方向性明显，尤其是低温高压时更明显；

模温在50o以下时塑件不光泽，易产生溶解不良和流痕；再90o度以上时易发生翘曲变形；

f、塑件应壁厚均匀，避免缺口和尖角，以防止应力集中。 ⑵有机玻璃（PMMA） ①有机玻璃使用性能 性能：

透明性极好，力学强度及高，有一定的耐热、耐寒、耐候及耐腐蚀性。绝缘性良好，综合性能好。但质脆，易溶于有机溶剂，如作透光材料，其表面硬度稍低，易擦毛 用途：

适于制作绝缘零件及透明强度一般的零件 ②有机玻璃成型特性

a、吸湿性很低，成型收缩率小，尺寸稳定性高，而且刚性及耐冲性能好； b、抗划痕性低，表面硬度不高；

c、有机玻璃的热稳定性差，熔融黏度大，一般常用于热成型、浇铸、注

塑等。

⑶聚苯乙烯（PS） ①聚苯乙烯使用性能

性能:

电绝缘性优良，无色优良，透光率仅次于有机玻璃，着色性、耐水性、

化学稳定性良好，机械强度一般，但性脆，易产生应力破裂，不耐苯、汽油等有机溶剂。

用途：

适于制作绝缘透名制件，装饰件及化学仪器、光学仪器等零件

多功能文具盒上盖注塑模设计 3

②聚苯乙烯成型特性

a、无定型塑料，吸湿性小，不宜分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生应力开裂；

b、流动性好，易于成型，溢边值在0.03㎜左右；

c、塑件壁厚均匀，不宜有嵌件，缺口、尖角，各面应圆滑连接； d、可用螺杆和注塞式注射机加工，喷嘴可用直通式和自锁式；

e、易用高料温、高模温、低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形，但料温高易出现银丝，料温低或脱模剂多则透明性差； f、采用各种形式进料口，进料口与塑件应圆弧连接，防止取浇口时损坏塑件，脱模斜度应取2o以上，推出均匀以防止脱模不良发生开裂、变形，可用热浇道系统。 ⑷苯乙烯-丙烯（AS） ①AS使用性能 性能:

冲击强度比聚苯乙烯高，耐热、耐油、耐腐蚀性好，弹性模量为现有

热塑性塑料较高的一种，并有很好的耐某些使聚苯乙烯应力开裂的烃类 用途：

广泛用来制作耐油、耐热、耐化学腐蚀的零件及电讯仪表的结构零件 ②AS成型特性

a、无定型塑料，吸湿性很大，热稳定性好，不宜分解；

b、流动性比AS好，不宜出飞边；

c、易发生裂纹，塑件应避免尖角、缺口。顶出均匀。脱模斜度应取大点。

⑸材料的选择

所成型制件为多功能文具盒上盖，从其使用特性、价值、成型特性上

考虑，根据以上叙述选择耐油、耐热、耐化学腐蚀、流动性好的AS热塑性塑料。

由《中国模具设计大典》P43查 AS塑料成型特性

注射机成型类型 螺杆式 相对密度 /（g/㎝3） 1.04～1.08 喷嘴温度 /℃ 170～180

陕西科技大学毕业论文说明书 4

模具温度 /℃ 50～80 计算收缩率/% 0.3～0.8 模具温度 /℃ 50～80 注射机压力/Mpa 60～100 适用注射机类型 螺杆式、柱塞式

1.4、初步设计浇注系统的结构和尺寸

⑴确定分型面

分开模具取出塑件的面，通称为分型面。注塑模可以有一个或多个分形面，分型面的位置有垂直与开模方向、平行与开模方向以及倾斜与开模方向几种，分形面的形装有平面和曲面等。确定分型面时应考虑以下几点：

① 塑件在型腔中放置位置的确定

塑件从模具中取出时，一般采用一个与注塑机开模运动方向垂直的分型面，放置时设法避免与开模方向垂直或倾斜的侧向分型和侧向抽芯； ② 分型面形状的确定

分型面与注塑机的开模方向垂直，有利于借助开模力取出制件； ③ 分型面位置的选择

在开设制件断面轮廓最大处的地方才能使制件顺利的从型腔中脱出，还应考虑下面几种要素：

第一，因为分型面不可避免的会在塑件上留下溢料痕迹，或拼合不

准确的痕迹，故分型面最好不选在制品光亮平滑或带圆弧的转角处；

第二，从制件的推出装置设置方面考虑，分型面要尽可能地使制件

留在动模一边，便于推出机构的设计；

第三，从保证制件相关部位的同心度出发，同心度要求高的制件，

取分型面时最好把要求同心的部分放在模具分型面的同一侧；

第四，有侧凹和侧孔的制件，取分型面时应首先考虑将抽芯或分型

距离长的一边放在动、定模的开模方向上，而将短的一边作为侧向分型和抽芯。

多功能文具盒上盖注塑模设计 15

压缩产生的反压力会降低冲模速度，影响注塑周期和产品质量，因此设计型腔时必须考虑排气问题。排气的方式有以下几种： ⑴利用分型面或配合间隙排气

对于一般的小塑件，当不采用特殊的高速注射时，可利用分型面排气或利用推杆与孔、推管与孔、脱模板与型芯、活动型芯与孔的配合间隙排气。为了增加分型面的排气效果，可增加分型面的粗糙度，并使加工的刀痕或磨削痕顺着排气方向。

⑵开设专门的排气槽

对于大型塑件或高速注塑模应开设专用的排气槽，最常见的是在型腔周边的分型面上开排气槽。 ⑶用多孔烧结金属块排气

在制品的形状特殊时，型腔最后充满的部位远离分型面和推杆而无法排气时，可在型腔表面气体聚集处镶嵌圆形的烧结金属块排气，因为以金属粉末为原料经模压烧结的金属具有一定的透气性。 ⑷负压及真空排气

通过冷却水道排气是在负压的基础上发展起来的新技术，模具内冷却水通过特殊的容积泵抽吸流动，因此整个冷却水稻在负压下操作，型腔内的气体通过排气间隙从冷却水道中随水带出。

根据以上所述由于制品为一般小型制件，采用推板脱模。故选用分形面、脱模板与型芯间隙排气。 4.3型腔、型芯工作尺寸的确定

查表8.3—10（中国模具设计大典） AS的收缩率：0.3～0.8%

平均收缩率

S=（0.3%+0.8%）/2=0.55% 塑件为一般精度，公差等级为MT3级

模塑件的尺寸公差为：(查塑料成型模具书P6) D=80～100时 Δ=0.52μm D=65～80 时 Δ=0.46μm D=10～14 时 Δ=0.16μm

陕西科技大学毕业论文说明书 16

按平均值计算成型零件工作尺寸的公式表。

在凹模和型芯的径向尺寸计算时： Δm=Δ/3～Δ/9

X=1/2～3/4（取X=3/4） 在凹模深度和型芯高度尺寸计算时：

Δm=Δ/3～Δ/9

X=1/2～2/3（取X=2/2）

4.3.1凹模径向尺寸

Lm=[(1+ Scp) d- XΔ]0

+Δm

Lm---型腔名义尺寸 d----制品的名义尺寸 X----修正系数 Δ—-制品公差

Δm --模具制造公差 Lm1=[(1+ Scp) d1- XΔ1]0

+Δm

=[(1+ 0.55%)×100- 3/4×0.52]0=(100.55- 0.39)0=100.160

+0.173

+0.173

+0.173

+Δm

Lm2=[(1+ Scp) d2- XΔ2]0

=[(1+ 0.55%)×70- 3/4×0.46]0

=(70.39-0.345)0=70.05

+0.153

+0.153

+0.153

4.3.2凹模深度

Hm=[(1+ Scp) hs - XΔ]0

+Δm

=[(1+ 0.55%)×14- 2/3×0.18]0=(14.077-0.12) 0

+0.060

+0.060

多功能文具盒上盖注塑模设计 17

=13.960

+0.060

4.3.3型芯径向尺寸计算

Lm=[(1+ Scp)D+ XΔ]

-Δm

0

Lm---型芯名义尺寸

D----制品的名义尺寸 X----修正系数 Δ—-制品公差

Δm--模具制造公差 Lm1=[(1+ Scp) D1+ XΔ1] -Δm

0

=[(1+ 0.55%)×98+ 3/4×0.52]-0.173=(98.54+ 0.39) -0.173 =98.93-0.173

Lm2=[(1+ Scp) D2+XΔ2] -Δm

0

0

0

0

=[(1+ 0.55%)×66+3/4×0.46] -0.153=(66.36+0.345) -0.153

=66.71 -0.153

0

0

0

4.3.4型芯高度计算

Hm=[(1+ Scp)H + XΔ] -Δm

0

0

=[(1+ 0.55%)×12+ 2/3×0.18] -0.060=(12.07+0.12) -0.060 =12.19-0.060

0

0

5、合模导向及定位机构的设计

导向机构作用：保证模具在进行装配和调模试机时，保证公母模之间一定的方向和位置。导向零件应承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用。 导向机构零件包括导柱和导套等。

陕西科技大学毕业论文说明书 18

5.1 导向结构的总体设计

⑴ 导向零件应合理的均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形；

⑵ 根据模具的形状和大小，一副模具一般需要2-4个导柱。如果，模具的凸模与凹模合模有方位要求时，则用两个直径不同的导柱，或用两个直径相同，但错开位置的导柱；

⑶由于塑件通常留于公模，所以为了便于脱模导柱通常安装在母模； ⑷导柱和导套在分型面处应有承屑槽； ⑸导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行；

⑹合模时，应保证导向零件首先接触，避免公模先进入模腔，损坏成型零件。 5.2导柱的设计

⑴有单节与台阶式之分；

⑵导柱的长度必须高出公模端面6～8mm； ⑶导柱头部应有圆锥或球形的引导部分； ⑷固定方式有铆接固定和螺钉固定； ⑸其表面应热处理，以保证耐磨。

5.3导套和导向孔

⑴ 无导套的导向孔，直接开在模板上，模板较厚时，导向孔必须做成盲孔，侧壁增加排气孔；

⑵导套有套筒式、台阶式、凸台式；

⑶为了导柱顺利进入导套孔，在导套前端应倒有圆角。

根据模具总体方案的设计确定采用四根导柱导套导柱、导套如图所示：

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6、塑件脱模机构设计

注塑模必须设有准确可靠的脱模机构，以便在每一个循环中塑件从型腔内或型腔上自动脱出模外，简单脱模机构是应用最广泛的结构形式，它包括推杆脱模机构、推管脱模机构、推板脱模机构、活动镶件或凹模脱模机构、气动脱模等，最常用的是推杆脱模机构、推管脱模机构和推板脱模机构。 ⑴ 推杆脱模机构

推杆是推出机构最常见的一种形式。由于推杆加工方便、安装方便维修容易、使用寿命长、脱模效果好，因此在生产中广泛应用，但是，它与塑件接触面积比较小，设计不当易引起应力集中因而顶穿塑件或使塑件变形，因此常用于脱模斜度小和脱模阻力大的管状和箱类塑件。 ⑵ 推管脱模机构

推管脱模机构适用于环形、筒形或中间带孔的塑件，其中尤以圆形截面使用较多，其特点是推管的整个周边和塑件接触，故塑件受力均匀，推出时平衡可靠，制品不易变形，也不会在塑件上留下明显得接触痕迹，但是推出时要与复位杆配合使用。 ⑶推板脱模机构

它适用于各种薄壁零件，筒形制品和大型罩及各种带一个或多个孔制件。推板推出特点是推出力大均匀，运动平稳，且不会在塑件表面留下推出痕迹，因此应用十分广泛，对于非圆形的塑件和异形孔，推件板上的孔可用线切割加工，制作也十分方便，比推管机构简单。另外推板脱模机构不需要回程装置。

脱模机构根据制件的结构形式、以上叙述选择适于薄壁零件，不需回程

置的推板脱模。

7、侧向分型与抽芯机构

陕西科技大学毕业论文说明书 20

侧向分型用于有内外侧抽得塑件，侧向分型与抽芯方式按抽芯与分型的动

力来可分为手动、机动、液压、或气动抽芯。最常用的是机动抽芯。机动抽芯常 用的机构有弹簧、斜销、弯销、推杆平移的等。 ⑴弹簧分型抽芯机构

它适用与抽拔距离小，抽拔力不大的场合，其结构简单，采用（或硬

橡皮）实现抽芯动作。 ⑵斜销分型抽芯机构

斜销（斜导柱）分型抽芯是应用最广泛的分型抽芯机构，它借助机床开模力或推出力完成侧向抽芯，结构简单，制造方便，动作可靠。常用于侧向抽拔距较长的场合。 ⑶弯销分型抽芯机构

弯销是斜销的一种变异形式，它具有矩形截面，与斜销相比有以下特点：由刚性大，其斜角可以大一些，但不能大于30o，同时能够承受较大的弯距，还可以固定在模具的外侧。 ⑷推杆平移分型抽芯机构

其特点其结构简单、制造方便常用于侧向抽拔距较小的场合。

根据制件的形状结构，一种采用弯销侧向分型抽芯，另一种采用推杆平移

侧向分型抽芯。如图所示：

a、采用此种结构可以避免在塑件上留下痕迹

①滑块在完成内侧抽时采用弹簧档钉固定，因为当滑块和弯销分离时，滑

块必须停留在刚分离时的位置，以便合模时弯销能顺利进入滑块斜孔，为此设滑块定位装置。上图滑块定位装置选择了带有压缩弹簧，因而滑块无论何方抽出，都能稳定的停靠在挡块上，适用于内侧抽及

多功能文具盒上盖注塑模设计 21

外侧抽，弹簧的弹力应为滑块重量1.5～2倍。

②内侧突起部分的厚度为0.5㎜，所以规定它的抽拔距为2㎜，但是滑

块与凸模的间距要大于侧向抽拔距2㎜，即：L=3㎜。

③弯销的斜度取10o。

④推件板弯销的配合采用间隙配合，弯销的左侧间隙为三个毫米，右侧为

一个毫米，避免模具在开合模时，弯销与推件板产生干涉。 ⑤再此图中弯销采用内六角螺钉固定。

⑥在型芯固定板上开设盲孔，因为弯销的伸出长度不长，以此来增加型芯固定板的强度。

b、此种结构为推杆平移内侧抽芯

①为了减少磨损，推杆与动模垫板采用斜面配合； ②为了节省材料，增加动模垫板的耐磨性添加一个耐磨块； ③制件的凸起部分为0.5㎜，侧向分型抽拔距为2㎜； ④推杆的斜角为20o；

⑤推杆平移内侧抽是利用推杆与动模垫板的斜面配合，在顶出制件的同时完成侧向分型。

8、模温调节系统设计

模具的温度调节系统，是提高生产率的一个有效途径。模具温度明显影响了收缩率，表面光泽，内应力，充填难易及注塑周期等。冷却在成型塑件的表面质

陕西科技大学毕业论文说明书 22

量方面起着非常重要的作用。

模具中设计冷却装置的目的，一是防止塑件脱模变形，二是缩短成型周期。冷却形式一般在型腔，型芯等部位合理的设计通水冷却水路，并通过调节冷却水流量及流速来控制模温。冷却水一般为室温冷水。

模具中冷却通道设计有两条基本原则：冷却要迅速，均匀。迅速冷却只有通过较多的冷却通道和较大的流量，即适当的介质温度来达到。均匀冷却的重要性更显而易见，不均匀的冷却至少会使收缩不均匀，变形可能性增加，内部应力加大等。因此，合理布置冷却孔道非常重要。 在设计冷却系统时，应从以下原则考虑：

⑴冷却水道距型腔壁不宜太远，太近，距离一般为冷却孔道的1-2倍； ⑵壁厚处要加强冷却，浇口处要加强冷却。冷却水应先流经浇口附近，在流向远端；

⑶水孔数量越多越好，尺寸越大越好，但直径不应大于14mm； ⑷水孔排列与型腔形状吻合，要避免接近塑件的融合部分； ⑸进出口冷却水温不宜相差过大。

冷却系统的简要计算：

如果忽略模具因空气对流、热辐射以及与注射机接触散发出来的热量，

不考虑模具金属材料热阻，可对模具冷却系统进行初步和简略计算。 ⑴塑料制品在固化时每小时释放的热量Q

查表《中国模具设计大典》9.8-4查得AS放出的热量 Q1=3.5×102KJ/Kg W=50 Kg/h

Q= Q1 W=3.5×102×50 =1.75×104J/h ⑵冷却水的体积流量 qv?Q1W

?C1??1??2?1.75?104?60 ?510?4.187??27?20?多功能文具盒上盖注塑模设计 23

=9.6×10 m/min 式中：qv——冷却水的体积流量

W——单位时间内注入模具的塑料重量（kg/min） Q1——单位重量的塑料制品在凝固的时间所放出的热量 ρ——冷却水的密度 C1——冷却水的比溶热 θ1——冷却水出口温度 θ1——冷却水入口温度

⑶冷却管直径

查表《中国设计模具大典》为使冷却水处于流状态 取d=15mm ⑷冷却水在管道内的流速V 由式（9.8-20）得： V?4qv ?d2-34

?4?9.6?103?15?3.14????601000??2

=0.91m/s

⑸冷却管道孔壁与冷却水之间的传热模系数h 查表（9.8-5）取f=7.98 在由式：

3.6f??v? h?d20.83.6?3.78?0.996?103?0.57??151000?0.2=1.067×104 KJ /（m2h℃） 式中:

??0.8

f——与冷却水温度有关的物理系数

⑹冷却管道总热传面积

陕西科技大学毕业论文说明书 24

A?60WQ h??60?1.75?104?60 ?

1.067?104??60??27?20?2? =0.045

式中：

A——单位时间内注入模具中的塑料重量

Q——单位重量的塑料制品在凝固的时间所放出的热量

h——冷却管道孔壁与冷却水之间的传热模系数 Δθ——模具温度与冷却水之间的平均温度差 ⑺模具上应开设冷却管道的孔数n 由式（9.8-21）有 n? ?A ?dL0.44

3.14?15100?2501000 =4孔

式中： A——冷却管道总热传面积

L——冷却管道开设方向上模具长度或宽度 d——冷却管道直径

9、模具材料的选择

9.1模具选材原则 ⑴满足工作条件要求 ①耐磨性

坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与 坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是

模具最基本、最重要的性能之一。

硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。 ②强韧性

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