28塑料模具课程设计说明书

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1、 摘要本文是关于外壳塑料件设计，主要容包括机械设计计计计塑件的成形工艺分析，模具结构形式确实定，分型面位置确实定,浇注系统的形式和浇口的设计,成形零件的结构设计和计算,模架确实定和标准件的选用,合模导向机构的设计,设计设计脱模推出机构的设计等。在正确分析塑件工艺特点和材料的性能后，涉与模具模具结构、强度、机械设计设计计算机械设计寿命计算机械设计与熔融塑机械设计料在模具机械设计中流动预机械设计测等复杂制造工艺制造工艺制造工艺制造工艺模具设计机械设计的工程运算问题；运用CAD、三维软机械设计件等不同机械设计机械设计的软件分机械设计机械设计别对模具的设计、制机械设计造和产品机械设计质量进展分析。塑料

2、机械设计件注塑模设计，采用机械设计一般精度，利用CAD、三维软件来设计或分析机械设计机械设计注射模的成型零部件，浇注系统，导向部件和脱模机构等等。综合运用了专业根底、专业课知识设计，其核心知识是塑料成型模具、材料成型技术根底、机械设计、塑料成型工艺、计算机辅助设计、模具CAD等。关键词：模架,标准件,脱模推出机构.AbstractThis paper is about the design of plastic injection mold, cone-shaped include plastic parts forming process analysis, determination of

3、 die structure form, parting surface positioning, gating system forms and runner design, forming parts structure design and calculation, the determination of the formwork and standard parts choose, shut the mould design of steering mechanism, stripping out institution design, etc.In the correct anal

4、ysis plastics technology characteristics and PP material performance, involving the mould structure, strength, lifetime calculation and molten plastic mould flow prediction in complex engineering computation problem; Using CAD, such different software UG respectively to mold of design, manufacturing

5、 and product quality analysis. Tapered plastic injection mold design, use general accuracy, use CAD, UG to design or analysis of injection mold, gating system, discusses guide components and moulding mechanism, etc. Comprehensive use of the professional basis, professional class design, and its core

6、 knowledge is plastic molding, material molding technology base, mechanical design, plastic injection molding process, computer aided design, mould CAD, etc.Keywords:formwork, standard parts, stripping out institution design目录摘要1ABSTRACT2目录3第1章引言1第2章塑件分析62.1塑件结构分析62.2.1尺寸精度分析62.2.2外表质量分析62.2.3计算塑件的体

7、积和重量62.2.4塑件注射工艺参数确实定72.2塑件材料的选择72.2.1 材料ABS的注塑成型参数82.2.2 材料ABS性能8第3章注射模的结构设计103.1 型腔数目的确定103.2 型腔的分布103.3 分型面的设计计113.4 浇注系统设设计113.4.1 主流道123.4.2 分流道设计133.4.3 浇口形式与位置的选择133.4.4 剪切速率的校核143.4.5 主流道剪切速率校核153.4.6 浇口剪切速速率的校核153.5 成型零件设计手册模具设计结构设计153.5.1 定模的制造工艺结构设计153.5.2 动模的机械设计结构设计163.5.4 型腔和型注塑模芯工作尺寸计

8、算173.6 推杆机构设计183.6.1 脱模机构的选用原那么183.6.2 脱模力的计算183.6.3 推杆的设计193.7冷却系统的设计203.7.1 设计原那么203.7.2 冷却时间确实定213.7.3 模具加热和冷却系统的计算21第4章注塑机校核244.4.1模具模具设计闭合高度确实定244.4.2 由锁模力选定注射机244.4.3 最大注塑量的校核254.4.4 锁模力的校核254.4.5 塑化能力的校核25第6章模具工作原理26参考文献2728 / 32第1章 引言随着中国国民经济的高速开展，各相关行业对于塑料模具需设计手册求越来越多，要求也日益提高。预计到2005年底，仅汽车行

9、业就将需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普与率为30%，塑料管的普与率将达到50%，这些都会大大增加对模具的需求量。虽然目前设计计算中国塑料模具工业的技术水平已取得了很大的进步，但总体上与发达工业国家相比仍有较大的差距。专家认为，制造理念旧是其开展滞后的直接原因。加快技术进步，调 整产品结构，增加高档模具的比重，减少对进口模具的依赖，是塑料模具工业开展的方向。且在未来的模具市场中，模具设计塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。 未来模具设计行业的主要开展方向 近年来,全球制造业正以垂

10、直整合的模式向中国与亚太地区转移，中国正成为世界制造业的重要基地。制造业模式的变化，必将产生对新技术的需求，也必将导致CAD/CAM技术的开展。从我国国情出发，认真面对模具工业业发展的现状，加快模具CAD/CAM技术的推广，建立起一套软件开发、使用评价维护体系，形成区域规模优势，相互交流与协作，组成行业集团，尽快与国际接轨，参与国际竞争。我们有理由相信，随着中国经济的不断开展，模具行业将逐渐与国际CAD/CAM行业接轨，适应国CAD/CAM的要求，创造出具有中国特色的制造工艺模具设计制造模式。 目前我国模具设计塑料模具存在的问题我国塑料模具存在六大问题：塑料模具行业与其开展需要和国外先进水平相

11、比，主要存在六个方面的问题。1开展不平衡，产品总体水平较低。2工艺装备落后，组织协调能力差。3多数企业开发能力弱。一方面是设计设计制造工艺技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少，更重要的是观念落后，对开发不够重视。4管理落后。5供需矛盾一时还难以解决。6体制和人才问题的解决尚待时日。 模具设计塑料模具塑料模具具分类与常见类型塑料模具分类 塑料最常见的成型方法一般分为熔体成型和固相成型两大类。 熔体成型的模具主要有注射设计设计成型、压塑成型、挤出成型等。固相成型的模具主要有真空成型、压缩空气成型和吹塑成型等。 按照上述设计设计制造工艺成型方法的不同，可以划分出对应不同工艺要求的塑料

12、加工模具类型,主要有注射机械设计成型模具、挤出成型模具、压塑设计设计成型模具、吹塑成型模具、吸塑机械设计设计设计成型模具、高发泡聚苯乙烯设计设计成型模具等。 塑料注射模具：它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种机械设计成型模具具塑料注射设计设计成型模具具对应的加工设备是塑料注射成型机，塑料首先在注射机底加热料筒受热熔融，然后在注射机的螺杆或柱塞推动下经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔塑料冷却硬化成型脱模得到制品。它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法。塑料挤出模具：是用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具。塑料模具压缩模具：压缩成型方法是根据塑料特性将模具加热至成型温度后将

13、计量好的压塑粉放入模具型腔和加模具设计料室闭合模具设计模具塑料在高热、高设计计算模具设计模具设计压作用下模具设计呈软粘流模具设计经一定时模具设计间后固化定型，成为模具设计所需制品形状。塑料制造工艺模具设计吹塑模具：模具设计模具设计是用来成模具设计型塑料容模具设计器类中空制品的一种模具。塑料吸塑模具：是以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具。 高发泡塑料模具聚苯乙烯成型模具：是应用可发性聚苯乙烯原料来成型各种所需形状的泡沫塑料模具包装材料设计设计的一种模具。 塑料模的常用类型注塑模具种类很多，常见的有：注射模、压塑模、挤出模等。但以注射模最为常用。注射模是安装在注射机上，完成注射成

14、形工艺所使用的模具。各种计算机辅助设设计软件简介(1) Pro/ENGINEER软件 Pro/ENGINEER由美国参数技术公司推出的CAD/CAM系统，该软加工工艺件是通过加工工艺一种独特的、参数化加工工艺的基于特加工工艺征的实体模型设计而开展起来的机械机械设计设计计计自动化(MDA)软件。Pro/ENGINEER具有强大和独特的功能，主要表现在如下2个方面。一方面,Pro/ENGINEER所拥有的参数方法和基于特征的功能给工程师提供了前所未有的方便和灵活。另一方面，Pro/ENGINEER所具有的独特的数据结构提供了从产品的设计到制造过程的全相关性，任何一处的修改会引起其模具设计他有关地模

15、具设计方的自动修改。Pro/ENGINEER的主要功能有：模具设计部件设计；模具设计装配设计；工程制图；NC模具设计加工和切削模拟；注射流动模拟。Pro/ENGINEER MOLDESIGN模块的出现使PTC彻底完成了塑料模设计自动化，大大提高了模具设计计计的效率。 (2) PROE软件 PROE( Unigraphics)软件起源于美国麦道飞机公司自行开发的 PROE/CAD/CAM系统，它以CAD/CAM一体化而著称，具有三维实体建模、装配建模，生成直观可视的数字虚拟产品，并对其进展运动分析、设计手册干预检查、仿真运动与载荷分析。PROE主模具设计模具设计要功能有：参数化或传统的实体造型与

16、丰富的曲面造型；模具设计工程制图，可由实体模型自动产生；装配件的设计，采用自上而下或自下而上的方式 ；CAE分析功能；NC自动编程覆盖从钻孔到5轴铣削加工的所有围、干涉检查等 PROE具有良好的 2次开发环境和数据交换能力。 (3)CAE软件简介 CAE软件是由一家专门从事塑料计算机辅助工程分析的软件和咨询公司开发的。 CAE软件可以模拟整个注射过程以与这一过程对注射成型产品的影响。它主要包括流动模拟模块、冷却模拟模块、保压分析模块、翘曲分析模块模腔尺寸确定、结构应力分析、注塑机参数优化、气体辅助注射分析、塑件纤维取向分析等模块，通过模拟与分析可以判断模具结构的合理性和成型工艺参数的适宜性。最

17、新版本的 MP I 3.0新增了实验模具设计设计技术功能，它可模具设计以自动建模具设计立和运行模具设计一系列的分析，分析完毕后，分模具设计析结构将自动生成。(4)CAD/CAE技术设计模具的一般步骤 塑料模的型腔和型塑料模具芯是根据塑件的几何形状设计的，因此，设计时第一步是对塑件的形状进展描述，将塑件的塑料模具三维模型在计算机中准确地建立起来，使它成为模具设计整个过程的根底和依据。然后进展模具方案的初步设计，设计计计模具的浇注系统和冷却系统，利用软件作模流分析，从而优化模具机械设计结构设计，根据分析结果对浇注、冷却系统制造工艺进展修正。将塑件三维模型参加收缩比即可得到模具成型零件三维模型。将其

18、与模具配合零件(如镶块、抽芯等)的制造工艺三维模型装配进展干预检查。对装配模型进展投影、剖切等操作即可得到模具总装图，对模具成型零件进展一样的操作即可得到相应的二维工程图。模具成型零件的三维模型可用于CAM以产生NC加工程序。 目前，塑料模具设计设计、制造一般采用通用机CAD/CAM 软件与专用塑料模 CAE软件相结合。开发与推广专用模具CAD塑料模具设计设计软件是面制造工艺临的一个课题。CAE分析制造工艺只能在设定条件下对塑料成制造工艺型过程进展模拟，还制造工艺不能对分制造工艺析结果进展优化，更制造工艺不能对设计过程作专家指导。集成专用的塑料模具 CAD/CAE软件，提塑料模具高其智能化程度

19、，是塑料模CAD/CAE技塑料模具术开展的趋势。 Pro/ENGINEER设计自动模具设计设计软件塑料模具为什么会塑料模具被广泛应用模具是机械加工中的重要工艺装备，事实上，在仪器仪表、家用电器、交通通讯和轻工业等各行业的产品零件中，有70%以上的是采用模具加工而成的。传统的模具多用金属材料制成，重量大本钱高使用不方便，且易腐蚀。而料密度小，质量轻，强度高，绝缘性能好，有良好的抗腐蚀能力，在国民经济塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。由于塑料设计设计成型工艺的开展，到目前为止，塑料模已处于同冲压模并驾齐驱的地位。随着塑料件应用的日益广泛，大型塑料件的不断开发，快速更新换代与提高质量的要

20、求，越来越多的国家采用CAD/CAM/CAE技术来设计制造模具，其中用得较多的就是 Pro/ENGINEER，现已开展成为3D CAD/CAM 系统的标准软件。Pro/ENGINEER是一个全方位的3D产品开发软件，集成了零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品数据库管理、注加工工艺模具设计射流动模拟等功能于一体。此外Pro/ENGINEER MOLDESIGN模块的出现使PTC彻底完成了塑料模设计自动化，大大提高了模具设计计的效率。随着工业的开展，工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快。使模具的需要补断增加。而对

21、模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。根据设计计算业专家预测，今年中国塑料模具市场设计计算总体规模将增加13%左右，到2005年塑设计计算料模具产设计计算值将达到460亿元，模具设计计算与模具标设计计算准件出口将从现在的9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右，产值在增长，也就意味着市场在日渐扩大。相当多的兴旺国家塑料模具企业移师中国，是国塑料模具工业迅速开展的重要原因之一。中国技术人才水平的提高和平均劳动力成本低都是吸引外资的优势，所以中国塑模市场的前景一片辉煌，这是塑料设计计算模具市场制造工艺迅速成长的重要因素所在。按照我国国家标准，模具共分为10大类

22、46个小类，塑料模具是10大类中的l个大类，共有7个小类：热塑性塑料注塑模、热固性塑料注塑模、热固性塑料压塑模、挤塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他类塑料模。塑料模的开展是随着塑料工业的发展而开展的，在我国起步较晚，但开展却很快，特别是最近几年，无论在质量、技术和制造能力上，都有很大开展。但就总体来看，与国民经济开展和世界先进水平相比，差距仍较大，一些大型、精细、复杂、高效、长寿命的制造工艺塑料模具每年仍大量进口。据悉目前全世界年产出模具约650亿美元，其中塑料模具模具设计约为260亿美元。我国1999年模具总产值245亿元其中塑料模具约为82亿元，2000年近100亿元。七类机械机械工业塑料模具

23、中，注塑料模具塑模具所塑料模具占比例很大，约占全部制造工艺塑料模具的80%左右。塑料模具的主要用户是家用电器行业、汽车、摩托车行业、电子音像设备行业、办公设备行业、建筑材料行业、信息产业与各种塑料制品行业等。目前国年需塑料模具约130-140亿元，真中有30多亿元仍靠进口，进口量最多的塑料模具塑料模具有汽车摩托车饰件模具、大屏幕彩电壳模具、冰箱洗衣机模具、通讯与办公设备塑壳模具、塑料异型材模具等。大学三年的学习即将完毕，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识与所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速开展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。该塑件是常用防尘盖，防尘盖制造

24、工艺加工工艺模具设计是用来保护不受磨损的一个保护盖。它结构比拟模具设计简单易设计且符合毕业设计的要求，所以我决定设计一个有关防尘盖的一套模具，见防尘盖的零件图见图1。在实习的过程中也成遇到过类似是案子所以对这个零件也算比拟熟悉，对于一些特性也都比拟清楚，所以这是我做毕业设计的一个很不错的选择。第2章 塑件分析2.1塑件结构分析见零件图，该零件总体形状方形。尺寸如图；周边都是平面，零件没有侧凸台。就此看来,产品不复杂，模具设计设计时不须设置复杂的抽芯机构,，该零件属于中等复杂程度。图2-1 零件图2.2.1图尺寸精度分析技术要求中提出该塑件的尺寸公差MT3SJ1372-78。由以上分析可见，该零

25、件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。2.2.2外表模具设计模具设计模具设计塑料模具质量分析该零件的外表要求没有缺陷、毛刺、无飞边与要有一定的光泽，没有特别高的外表质量要求，所以比拟容易实现。综上分析可模具设计以看出，注射时在工艺参数控制得好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2.2.3设计设计计算塑件模具设计塑料模具的体积和重量计算塑件重量是为了选用注射机与确定模具型腔数。根据设计手册可查得ABS的密度为=1.05g/cm设计设计成型收缩率成:0.05%成型温度：180200。计算塑件模具设计的体积：V9.01cm通过软件s计算塑料模具计算塑件重量：W=V9.01cm

26、1.05g/cm=9.46g考虑到塑件结构不太复杂，需求量中等固采用一模4件的模具结构，考虑其外形尺寸、注射时所需压力和工厂现有的设备等情况，初步选用注射机为SZ-400/60。2.2.4塑件塑料模具注射工艺制造工艺塑料模具参数确实定查找塑料模设计手册和参考工厂的实际应用的情况，ABS的制造工艺模具设计成型工艺参参数可作如下选择。试模时，可根据实际的情况作适当的调整。注塑机类型螺杆式螺杆转速/(r/min)400喷嘴形式/温度直通式170180料筒温度/78前段180200中段165180后段150170模具温度/ 5080注射压力/mpa 60100保压力/mpa3050注射时间/s 209

27、0高压时间/s 05制造工艺冷却时间/s 20120成型周期/s 502002.2塑件材料的选择1.成型前的准备对ABS的色泽、细度和均匀度进展检验。由于ABS的吸水率大约为0.2%0.8%，容易吸湿，成型前应进展充分的枯燥，枯燥至水分含量0.3%。枯燥条件：用烘箱以8085烘24小时或用枯燥料斗以80烘12小时。2.注射过程塑料在注射机料筒经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流、和冷却4个阶段。3.塑件的后处理采用调湿处理，其热处理条件查参考文献【1】中的表4-7由处理温度为70；保湿时间为24小时。2.2.1 材料ABS的注塑成

28、型参数注射机：螺杆式；螺杆转数r/min：48；料筒温度：前段 200220；中段 180200；后段 160180；喷嘴温度：170180；模具温度：5080；注射压力MPa：70100；成型时间s：注射2060，保压03，冷却2090，总周期50160。2.2.2 材料ABS性能1.物理性能ABS树脂是一种共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadine-styrene(简称ABS)，这三者的比例为20：30：50(熔点为175)。只要改变其三者的比例、化合方法、颗粒的尺寸，便可以生产出一系列具有不冲击强度、流动特性的品种，如把丁二烯的成份增加，那

29、么其冲击强度会得到提高，但是硬度和流动性就会降低，强度和耐热性变会减少。ABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，无毒、无味、吸水率低，具有良好的综合物理机械机械设计手册性能，如优良的电性能、耐磨性，尺寸稳定性、耐化学性和外表光泽等，且易于加工成型。缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。2.成型性能ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性与化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度与高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。A

30、BS的特性主要取决于三种单体的比率以与两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料加工工艺提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS具有良好的成型加工性，制品外表光洁度高，且具有良好的的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。ABS是吸水的塑料，于室温下，24小时可吸收0.2%0.35%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时假设湿度超过0.2%，塑料外表会受大的影响，所以对ABS进展成型加工时，一定要事先枯燥，而且枯燥后的水分含量应小于0.2%。3.ABS的主要

31、性能指标密度=1.05 g/；收缩率0.40.7%，取值0.5%.4.ABS成型塑件的主要缺陷与消除措施主要缺陷：溢料飞边、气泡、熔接痕、烧焦与黑纹、光泽不良；消除措施：增大注射压力、提高模具温度、加排气槽、充分预枯燥。第3章 注射模的结构设计注射模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定与型腔的排列方式和冷却水道布局以与浇口位置设置、模具工作零件的机械设计结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计设计设计等容。3.1型腔数目的确定该塑件精度要求不高，但需求量中等，固应选多腔模更为适宜。它可以提高生产效率，降低塑件的整体本钱。生产经验说明，每增加一个型腔，塑件的塑料模具塑料模具

32、尺寸精度将降低4%。按注射机的最大注射量计算型腔数目 型腔数目nn(Kmp-m1)/m式中K:注射机最大注射量的利用系数，取0.8mp：注射机最大注射量，gm1：浇注系统凝料量，gm：单个塑件的质量，g经过计算和产量的要求，n取4，采用一模4件的形式。3.2型腔的分布由于型腔的排布与浇注系统密切相关的，所以在模具设计时应综合加以考虑。型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地充填每个型腔，从而使各个型腔的塑件在质量均一稳定。图3-1 型腔分布3.3分型面的设计计模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。分型面与模具的整体结构、

33、浇注系统的设计、塑件的设计设计脱模和模具的制造工艺等有关，因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键步骤。应根据分型面选择原那么和塑件的成模具设计型要求来选择分型面。该塑件外表质量无特殊要求，结构也比拟间单，固选平直分型面。如图3如何确定分型面，需要考虑的因素比拟复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设设设计、塑件的结构工艺性与精度、嵌件位置形状以与推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比拟，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原那么：1分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动

34、模一边。3保证塑件的精度要求。4满足塑件的外观质量要求。5便于模具加工制造。6对排气效果的影响。图3-2 分型面3.4浇注系统设设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统塑料成型一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四个局部组成。浇注系统的设计是模具设计的一个重制造工艺要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、外部质量与模模具结构、塑料的利用率等有较大的影响。对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下根本原那么。(1).了解塑件的成设计手册型性能(2).尽量防止或减少产生熔接痕(3).有利设计手册于型腔中气体的排出(4).防止型芯的变形和嵌件的位移(5).尽量采用较短的流程充满

35、型腔(6).流动距离比和流动面积比的校核3.4.1 主流道主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的局部，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度降和压力损失最小。根据设计手册查得XZ-Z-400型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔径：d0=4mm；喷嘴前端球面半径：R0=12mm；根据模具主流道与喷嘴的关系R=R0+(12)mmd=d0+(0.51)mm取主流道球面半径R=13mm；取主流道的小端直径d=4.5mm.为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥度为13，经换算得大端直径

36、D=8.5mm。为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径r=3mm的圆弧过渡。图3-3 主流道3.4.2 分流道设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。分流道的形状与尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度等因素来确定。本塑件的形状不算太复杂，熔料填充型腔模具设计比拟容易。根据型腔的放置方式可知分流道的长度不长，为了便于加工起见，选用形状为圆形分流道，查塑料模设计手册得R=3mm。塑料迅速冷却，只有布的熔体流动比拟理想，因

37、此分流道外表粗糙度一般取Ra1.6mm3.4.3 浇口形式与位设计手册置的选择浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件能否完好、高质量地注射成型。浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两大类。按浇口的结构形式和特点，常用的浇口可分为以下几种形式。(1).直接浇口(2).中心浇口(3).侧浇口(4).环形浇口(5).轮辐式浇口(6).模具设计爪形浇口(7).侧浇口(8).侧浇口按此模具设计零件对外模具设计外表的要求:该零件模具设计的外表要模具设计求没有明模具设计显的缺陷、毛刺、无飞边与要有一定的光泽。加工工艺模具设计时，浇口的位置与尺寸要求比拟严格

38、，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件设计设计成型与质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原那么：(1)浇口应开设在塑件壁厚最大处。(2)必须尽量减少熔接痕。(3)应有利于型腔中气体排出。(4)考虑分子定向影响。(5)防止产生喷射和蠕动。(6)浇口处防止弯曲和受冲击载荷。(7)尽量缩短流动距离。综合以上分析，浇口选择侧浇口位置见图4。图3-4 浇口的位置3.4.4 剪切速率的校核生产实践说明，当注射模主流道和分流道的剪切速率

39、R=5.810510S、浇口的剪切速率R=1010S时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料，将以上推荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示：R=式中 q体积流量CM/S；R塑料成型浇注系统断面当量半径CM。3.4.5 主流道剪切速率校核Q=0.8Q/T =338.21.5=225.5 CM/S T注射T=2.5S； R主流道的平均当量截面半径：R=0.538CM d 主流道小端直径 ， d=0.63 CM； d主流道大端直径，d=1.2CMR= 3.1158.9/(3.140.2783)=1.4710 S5101.4710510 (满足条件)3.4.6 浇口剪切速率的校核R= =

40、3.67152/(3.140.423)=1.45103 S其中：浇口面积S=/4(D22-D12),当量面积S=R 所以R=7mm。 单从计算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比拟特殊，为一模4腔，无分流道，压力损失少，进料速度快，成型制造工艺比拟容易，制造工艺传递压力好，所以浇口的剪切制造工艺速率是适宜的。从以制造工艺上的设计设计计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的围，证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。3.5成型零件结构设计3.5.1 定模的结构设计根据模具的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，定模的结构很简单，加工没有特别的困难，所以定模芯采取整体式结构，其结构见

41、总装图。3.5.2 动模的结构设计成型塑件表面的零件称凸模或型芯，主要有主型芯、小型芯、螺纹型芯和螺纹型环等。对于结构简单的容器、壳、罩、盖之类的塑件，成型其主体局部表面模具设计的零件称模具设计主型芯或凸模，而将模具设计成型其他模具设计小孔的型模具设计芯称为小模具设计型芯或成型杆。主型芯的结构设计按结构主型芯可分为整体式和组合式两种组合式结构：为了便于加工，形状复杂型芯往往采用镶嵌组合式结构。这种构是将型芯单独加工后，再镶入模板中。所以我们采取动模型芯采取组合式结构，将型芯割开以便加工。其凸模型芯凹模的结构形式加工工艺另见模具总装图。3.5.6 型腔侧壁厚度计算 (1)凹模型腔侧壁厚度计计算凹

42、模型腔为组合式型腔，按强度条件计计算公式SR-r=r(/-2p)1/2-1进行计计计算。式中各参数数分别为：p=50Mpa(选定值)；=0.05mm；=160MPar=28mmSR-r=r(/-2p)1/2-1=28(160/160-250)1/2-116.8mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为17。(2)凹模底板厚度计算按强度条件计计算，型腔地板厚为：p=50 Mpar=28mm=160MPah1.22pr2/1/21.2250282/1601/217.3mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型加工工艺腔侧壁厚度为18mm。3.5.4 型腔

43、和型芯工作尺寸计算1型腔径向尺寸 在规制造工艺定条件下的平均收缩率S，塑件的根本尺寸 Ls是最大的尺寸，其公差为负偏差，因此塑件平均尺寸为Ls-，模具型腔的根本尺寸Lm是最小尺寸，模具设计公差为正偏差，型腔模具设计的平均尺寸为Lm+z/2。型腔模具设计的平均磨损量为c/2，如以Lm +Z表示型腔尺寸, ABS平均收缩率S=0.5%.Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)S经整理最终公式为：Lm0+z=(1+S)Ls-(0.50.75)0+z型腔计算型腔高度计算型芯计算型芯高度计算3.6 推杆机构设计3.6.1 脱模机构的选用原那么脱模机机机构的选用原那么：使塑件脱模时不发生变形

44、略有弹性变形在一般情况下是允许的，但不能形成永久变形；推力分布依脱模力的大小要合理安排；推杆的受力不可太大，一面造成塑件的被推局部产生隙裂；推杆的强度与刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；推杆位置痕迹须不影响塑件外观；脱模机构的运动应保证灵活、可靠、制造工艺制造工艺不发生误动作。推出力计算：脱模力，是指制造工艺制造工艺在塑料成形时，由于尺寸上的收缩，对模屦的凸出部位有保紧力。脱模机构的符合就是包紧力对脱模方向上形成的阻力。根据塑料在成型是有明显的收缩，故手机的模件在注塑后会自动留在凸模上。当脱模斜度不大时一般是指5度时，可以计入脱模斜度的影响。3.6.2 脱模力的计算注射模成型过程中的开模

45、力和脱模力，都是由于型腔加工工艺剩余压力使塑料件与型腔和型芯之间产生了接触压力。需要足够的开模力和脱模力，才能让塑件脱离模具。塑料熔体在模腔冷却到软化点以前，其收缩不会造成对型芯的抱紧力的作用，模腔抱紧力来自注塑机的喷最传来的静压力，浇口冻结，补料停止后，由于冷却收缩使塑件对型芯的抱紧力越来越大，而制造工艺且对凹模的制造工艺抱紧力制造工艺越来越小，制造工艺开模时接近于零。制件对型芯制造工艺的抱紧力达到极值，导致制件滞留在型芯上。脱模力的计算：由于，故零件属于厚壁制件，所需脱模力 5-19164式中：Q脱模力N随f和而变化的无因次系数，查参考资料9表3-30，取值为1随和而变化的无因次系数，查参

46、考资料9表3-31，其值为1型芯半径mmE塑料抗模具设计拉弹性模量MPa塑料制品的平均收缩率%L塑料对型芯的包容长度mm模具型芯的脱模斜度塑料与型芯的摩擦系数塑料的泊松比查参考资料9表3-29得ABS的拉伸弹性模量E=1.4MPa，成型收缩率=0.3%0.8%，塑料与型芯的摩擦系数=0.4，泊松比=0.35。其中模具型芯的脱模斜度=1.5，塑料制造工艺对型芯模具设计的包容长度L=75mm，本设计值为0代入5-16得到，=8979N3.6.3 推杆的设设计在注塑成型的每一个循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具上这种脱出塑件的机构称为脱模机构或称推出、顶出机构。推出机构应尽量设置在动

47、模一侧。保证塑件不因推出而变形损坏。机构简单、动作可靠。推出塑件的位置应尽量设在塑件部或隐形面和非装饰面上。合模时能正确复位。但本塑件有一个特点零件小设计计算中间的位置有孔，孔端面是平面而且有一定距离，分型面为平面。如果在底部设置推杆推出机构的话，此凸起可大大增加了推杆推杆与塑件的接触面积，也增加了推出位置的刚性，保证塑件不被损坏。3.7冷却系统的设计3.7.1 设计原那么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，那么对塑件的冷却效果越好；3尽可能使冷却水孔至型腔外表的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验说明，冷却水加工工艺设计手册管中心距B大约为2.53.5D

48、，冷设计手册却水管壁设计手册距模具边设计手册界和制件设计手册壁的距离为0.81.5B。最小不要小于10。4浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最正确；5应降低制造工艺进水和出制造工艺水的温差，制造工艺进出水温制造工艺差一般不超过56冷却制造工艺水的开设制造工艺方向以不制造工艺影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。7合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，防止与模具的其他机构发生干预。3.7.2 冷却时间确实定在对冷却系统做设计设计计算之前，需要对某些数据取值，以便对以后的计算作出估算；取闭模时间3S，开模时间3S，顶出时间2S，冷却时间30S，保压时间20S，总周期为60S。

49、其中冷却时间依塑料种类、塑件壁厚而异，一般用下式计计算：t=62/(3.1420.07)8/3.142(200-50)/(80-50)=73S式中：S塑件平均壁厚，S取6mm； 塑料热扩散系数(mm/s)，=0.07；T成型温度160-220，T取200；T平均脱模温度，T取80；T模具温度4080，T取50。由设计设计计算结果得冷却时间需要73 S，这么长的冷却时间显然是不现实的。本模具型芯中的冷却管道扩大为腔体如下列图，使冷却水在型芯的中空腔中流动，冷却效果大为增强。参照经验推荐值，冷却时间取30S即可。3.7.3 模具加热和冷却系统的计算本塑件在注射成型时不要求有太高的模温因而在模具上可

50、不设加热系统,是否需要冷却系统可作如下设计计算。设定模具平均工作温度为60C，用常温20C的水作为模具冷却介质，其出口温度为25C，产量为初算每1min1套1.05kg/h。塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量与模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量那么可用下式计算。根据体积流量的公式得：qv=Mq/60c1-2=1.252.5/604.45125C-20C=0.35m3/minQv：冷却水体积流量，m3/minM：单位时间注射入模具的树

51、脂质量，kg/hQ：单位时间树脂在模具释放的热量，J/kgC：冷却水的比热容，J/(kg.k)：冷却水的密度，kg/m31：冷却水出口处温度，C2：冷却水入口处温度，C由体积流量qv查设计设计手册可知所需的冷却水管直径为6mm。Q =nG C(tt)=60236.2101.6522060=3365.02KJ/h式中：n每小时注射次数， n=60 次；G每次的注射量(KG)，G=217.610；C塑料的比热容(KJ/KG)，C=1.9；t熔融塑料进入型腔的温度，t=220；t塑件脱模温度，t=60。Q=3.6A(tt)=3.641531013022050=325.12 KJ/h式中：A注塑机的喷

52、嘴头与模具的接触面积m，A=406910mA=4R =43.1418=406910m，R=18mm注塑机喷嘴球半径，；金属传热系数 =140(W/ m)；t模具平均温度 t=50 ；t熔融塑料进入型腔的温度 t=220。Q=hA( tt)=5.760.125020=104KJ/h 式中：h传热系数KJ/ m h ，h=4.15h=4.27(0.25+)= 4.270.25+= 6.15；A两个分型面和四个侧面的面积m2，A=0.203【A=A+ (A)n = 0.075+0.350.78=0.41，A=2BL=225023010=0.081m； A=4BH =422025010=0.22m；t

53、模具平均温度，t=50；t室温，t=20。Q=20.8 A()()=20.80.220.8=128.7 KJ/h式中:辐射率，一般外表=0.81.05；A=0.22； Q=hA( tt)h= 5120.02745030=453.94 KJ/h式中:传热系数h=502KJ/(mh)；A模具与工作台的接触面积m，A=0.0484；从计算的结果看，工作台散发的热量比塑料熔体释放的热量还多，这显然是不正确的，说明了Q的设计设计计算结果错误。这是因为有关Q的计算参考资料很少，计算中有很多地方不规。简单的计算以塑料熔体释放出的热量Q为总热量，这些热量全部由冷却介质带走，这些热量应分别由凹模和型芯的冷却系统

54、带走，实验说明，约1/3的热量被凹模带走，其余由型芯带走。模具应由冷却系统带走的热量：Q=Q+ QQ+ Q+ Q由于现在无法得到Q的正确值，所以计算以简单计算原那么，取Q= Q。第4章 注塑机校核本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平模具设计均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进展计算。查表得ABS收缩率为Q=1.005%考虑到工厂模具制造的现有条件，尺寸公差取MT3,模具制造公差取z=/3。4.4.1模具闭合高度确实定图8总装图因而模具的闭合高度：170H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7331mm5004.4.2 由锁模力选定注射机F锁F胀=A分P型 =P型=1/43.1410

55、522610=286.22 KN式中 F锁:注射机的锁模力N； A分:塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；P型:型腔压力，取P型=25MP ； D取的是塑件的最大直径。结合上面两项的计算，初步确定注塑机为国产注射机SZ-400/60，其主要技术参数如下表所示。表2-1 注射机参数型号SZ-400/60螺杆直径mm35注射容量cm3或g400注射压力N/cm3150锁模力 KN600最大注射面积cm214.05模具厚度mm170500模板行程mm300喷嘴球半径mm10喷嘴孔直径mm4喷嘴伸出量mm20顶出行程mm80外形尺寸m * m * m3.9 X 1.3 X 1.84.4.3 最大注

56、塑量的校核为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量包括流道凝料质量应在公称注塑量的35%75%围，最大可达80%，最小不小于10%。为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择围通常在50%80%。V =9.01cm； 满足要求。4.4.4 锁模力的校核在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模力：FK AP1.351/43.1410523610288.22KN因此锁模力满足要求。式中 :F注塑机额定锁模力： 600KN； K安全系数，取K=1.2； 4.4.5 塑化能力的校核由初定的成型周期为60秒计算，实际要求的塑化能力=即：226.3/60=7.5g/s，远小于注塑机

57、的塑化能力22.2g/s，说明注射机能完全满足塑化要求。第6章 模具工作原理本模具的总装图如下图，其工作原理：模具安装在注射机上，定模局部固定在注射机的定模板上，动模局部固定在注射机机的动模板上。合模后，注射机通过喷嘴将熔料经流通注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。开模时动模局部随动板一起运动渐渐将分型面打开，当分型面打开完毕后，凝料从上模中脱出，在注塑机推杆的作用下，推杆通过推件板将塑件和凝料系统顶出，与此同时由于采用的是侧浇口，在顶出的瞬间，塑件和凝料分开。此时塑件自动脱落，实现全自动脱模。合模时，随着分型面的闭合复位杆将推杆复位，模具闭合，等待下一次的动作。参考文献1 波等.proe CA

58、D实用教程.：清华大学出版社，20022 陆劲昆等.proe注塑模具设计.：制造工艺大学出版社，20023 屈华昌.塑料设计设计设计成型工艺与模具设计.：机械工业，19964炳尧等.制造工艺模具设计与制造简明手册.：科学技术，19985 奚永生.精细注塑模具设计. ：中国轻工业，19976 塑料模设计手册著.塑料模设计手册.：机械工业，19947吴崇峰.实用注塑模CAD/CAE/CAM技术. 中国轻工业，20008继宏等.注塑模具典型结构100例. 中国轻工业，20009黄毅宏等.模具制造工艺. 机械工业，199910唐应谦.数控加工工艺学. ：中国劳动社会保障，200011建声.模具技术问答. ：机械工业，200112陆劲昆等.proe高级教程.：大学出版社，200213Mathworks. Data Accquisition Toolbox Users Guide, 200314 N.Tractinsky, A.S.Kattz, D.Ikar. What Is Beautiful Is Useable. Interacting with Computers 13, 2000,15 关全.模具设计与制造根底.：师大学出版社，2005