毕业设计（论文）注塑模玩具后盖毕业设计说明书

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1、目录1. 塑料模具的现状32 塑件的成形工艺性分析521 课题题目介绍52.2 制件的结构形状523 塑件材料的选择63 模具结构形式的拟定83.1 分型面的确定83.2 型腔数目及布置方式的确定114 浇注系统的设计134.1 浇口的设计144.2 主流道的设计194.3 浇口套的设计2144 分流道的设计21图 4-6分流道主视剖面图2445 拉料杆的设计2446 冷料穴的设计254.7 浇注系统的平衡255 注塑机的选用266 排气系统的设计297 成型零件的设计2971 成型零件的结构形式成型零件的选材3072 成型零件的计算3173 成型零件钢材的选用338 模架的确定和标准件的选用

2、338.1 定模板348.2 定模座板348.3 动模板358.4 动模座板358.5 支撑板358.6 垫块358.7 推杆固定板358.8 推板369 导向机构的设计3691 导向机构的作用3692 导向结构的总体设计3693 导柱的设计3694 导套的设计3710. 定距分型机构的设计3810.1 三板模的开模距离3810.2 小拉杆的设计3911 侧向成型机构的设计4012 脱模机构的设计41121 推出机构和复位机构4213 注塑机的校核4313.1 模具与注射机安装部份的校核4313.2 顶出行程校核4314 排气系统确定4315 温度调节系统的设计44毕业设计总结45致 谢45参

3、考文献471. 塑料模具的现状整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善，逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因： 一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，

4、有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。 二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有13%，而未达17%。 从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。 近年来，港资、台资、外资企业在中国大陆发展迅速，这些企业中大量自产自用塑料模具无确切的统计资料，因此未能计

5、入上述数字之中。与其他机械加工相比，模具加工有其一定的非凡性，这些非凡性主要是：1.大多数模具需要在实芯金属模块上加工出外形复杂的空间曲面，随着模具不断向大型化发展，模块重量也将越来越大，现在有的已达几十吨；2.大多数模具外形为长方体或正方体，很少有窄长形的，主要加工量集中在凹模和凸模上；3.随着模具制品要求越来越精密、复杂，对模具加工精度的要求也越来越高，现在许多模具的加工精度已达12m，不久将很快发展为小于1m；4.随着用户对模具生产周期的要求越来越短，模具加工就要满足高效、快速，且有一定柔性和长时间满负荷不停顿运行等要求。根据上述4条非凡性，就对模具加工设备提出了如下一些基本要求：1.机

6、床要有好的刚性和与模块重量相适应的大承载能力；2.工作台面尺寸要与模具外形尺寸相适应，宜于长方形或正方形及圆形，不宜窄长，而高度方向及其行程却要求有较大空间；3.要有高的精度及精度保持性；4.要能快速高效地去除余量，且有很高的可靠性，以保持连续长久满负荷运行；5.为适应复杂的空间曲面加工，且有大量的加工量，因此要求机床能多轴联动，且配有大信息容量的数控系统。上面只提出了一些大多数模具加工对设备的基本要求，此外尚有不少非凡要求。例如加工塑料的机床就要求有更高的速度，但由于切削力小，为降低成本，机床可采用轻型结构；试模用的研配压机则不要求其高效快速，但要求有反转动能以便修模；某些简单工序的大量重复

7、加工可用专机等等。同时，复合加工、柔性加工和在线检测也是模具加工的要求。 “十五”期间模具行业在体制改革，技术创新，结构调整、加强管理等方面做了很多工作，但制约模具行业发展的一些深层次问题还没有从根本上解决，结构性矛盾依然突出，与社会主义市场经济发展需求不相适应： 1)企业组织结构、产品结构，都不够合理，我国模具生产厂还有相当一部分是自产自酉己的模具车间(分厂)，专业模具厂也大都是“大而全”、“小而全的组织形式，国外模具企业大多是“小而专”“小而精”；模具自产自配比例高达50，国外不超过30(主要依靠协作)；国内生产的模具属大型、精密、复杂、长寿命等类型国家急需的模具比例只有30左右，国外在6

8、0以上。 2)模具产品的水平和生产工艺水平比国际先进水平差距较大，主要表现在精度、型腔表面粗糙度、寿命上比国外有差距。 3)技术创新能力弱，大大制约了行业技术进步和产业升级，企业技术创新能力建设严重滞后，缺乏自主创新的内在动力和物质技术手段，许多模具设计制造技术来源依靠国外，缺少有自主知识产权的产品技术，产品制作周期长，技术成果应用的水平低，国际上知名企业，先进的管理思想、先进制度技术及工艺不能很好的借鉴运用。 4)产品技术水平低，结构不合理。一方面中低档模具生产能力严重过剩，企业相互恶性竞争，互相压价，影响企业发展，另一方面市场急需的高档模具、高新技术产品开发和生产水平不高，产品质量和售后服

9、务不能满足用户需求，每年需大量进口。 5)管理落后，与国际水平相比模具企业的管理落后更甚于技术落后，技术落后易被发现，管理落后易被忽视，国内很多模具企业还沿用过去作坊式的管理模式，真正实现现代化企业管理还不多。 6)模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低，国外先进国家标准件使用覆盖率达70以上，国内标准件使用率覆盖率只有45左右，由于标准化水平低影响到模具制作周期及模具质量和成本等多方面因素。国产模具设备行业发展建议：鉴于国内机床行业尚不重视模具行业中的设备市场，国产设备在这一市场中的很低的占有率，罗百辉指出，机床行业应该密切关注模具行业的发展，重视模具行业中的设备市场，即使是在目前任务饱满的

10、情况下，也应从长远发展出发，从战略高度去熟悉，并对这一市场进行充分研究与正确定位。在金切设备方面，非凡是在中低档数控设备方面，国内企业也一样是大有可为的。近年来，光是浙江的模具行业，每年都从台湾或国内台资企业购进2000多台中低档设备，我国一些机床企业，是完全有能力进入这一市场的。先从中低档产品开始，再逐渐向高端发展，这可能是一条比较切合实际的路子。当然，随着模具工业总体水平的不断提高，所需设备的档次理所当然的也在不断提高。例如浙江有些模具企业已开始淘汰台湾设备而把采购目光逐渐转向日本和欧美了。然而日本和欧美设备的价格究竟还是昂贵了一些。这也正是国内机床企业的一个良好机遇。希望国内机床行业能把

11、握好这个良好机遇，在我国模具行业十一五的发展中，为其插上翅膀，真正起到利其器而助发展之积极作用。针对国产模具加工设备行业创新开发能力不足、市场占有份额偏低，罗百辉建议骨干重点企业，应一方面努力提高现有产品的质量和尽快改善服务，另一方面应针对模具行业所需去开发一些新产品，并大力进行宣传，以逐渐形成好的品牌和树立起良好的形象来。非凡是生产金切机床的骨干企业，更应重视这一问题，因为生产电加工设备的企业在这一点上相对要好得多，有关企业已经在模具行业中树立起了一些较好的品牌和建立起了良好信誉和形象。2 塑件的成形工艺性分析21 课题题目介绍 本次毕业设计的题目为，基于CAE分析的玩具后盖注塑模设计。玩具

12、后盖是封闭玩具外形的零件，带有侧凹的部分，用于合紧玩具。2.2 制件的结构形状塑料制品的结构形状如图2-1所示。零件二维图零件实体图图2-1 塑件零件图结构分析：该塑件壁厚1.2mm，壁厚均匀，结构较简单，故比较容易成型尺寸精度分析：该塑件尺寸精度等级为MT4级，尺寸精度中等表面质量分析：表面质量要求不高综合以上分析可以看出，该零件的尺寸精度等级中等。注射时在工艺参数控制较好的情况下，零件比较容易成型。23 塑件材料的选择制品材料为聚丙烯PP，PP无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易

13、老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的成型特性:1.结晶料，湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。 2.流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔.凹痕，变形。 3.冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度，料温低温高压时容易取向，模具温度低于50度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，90度以上易发生翘曲变形。 4.塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。聚丙烯成型工艺:注塑模工艺条件： 注塑机

14、选用：对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定，注射量20%-85%即可。 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。 熔化温度：PP的熔点为160-175，分解温度为350，但在注射加工时温度设定不能超过275。熔融段温度最好在240。 模具温度：模具温度50-90，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5以上。 注射压力：采用较高注射压力（1500-1800bar）和保压压力（约为注射压力的80%）。大概在全行程的95%时转保压，用较长的保压时间。 注射速度：为减少内应力及变形，应选择高速注射，

15、但有些等级的PP和模具不适用（出现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。 流道和浇口：流道直径4-7mm，针形浇口长度1-1.5mm，直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。均聚PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）。 熔胶背压：可用5bar熔胶背压，色粉料的背

16、压可适当调高。 制品的后处理：为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。pp材料的特点:PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP

17、的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。3 模具结构形式的拟定3.1 分型面的确定分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，分型面的选择是否合理对模具制造，模具生产和制品质量都有很

18、大影响，是模具设计中非常重要的一步。在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面的设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都由很大影响。因此，分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键分型面的形式：一副模具根据需要可能有一个或俩个以上的分型面。多分型面时用于取出制件的分型面为主分型面其他为辅助分型面。分型面可能是垂直于合模方向，也可能是平行于或倾斜与合模方向。分型面的形状有平面，斜面，阶梯面和曲面。分型面的设计原则：（1）分型面应选择在塑件的最大截面处。如果不在最大截面处，就无法脱模和加

19、工型腔。无论塑件以何方位布置型腔，都应将此作为首要原则。（2）塑件在型腔中的方位选择。为避免侧向分型和侧向抽芯，以免模具结构复杂，要注意塑件在型腔中的方位，尽量只采用一个与开模方向垂直的分型面，使模具结构尽量简单。（3）分型面应便于塑件的脱模。因为推出机构一般都设在动模部分，所以为了便于塑件脱模，一般情况下应使塑件在开模时尽可能留在动模部分。要具体分析塑件与动模和定模的摩擦力关系，使摩擦力大的朝向动模一方，才能留在动模上。但不宜过大，否则又会造成脱模困难。（4）分型面的选择应有利于侧向分型与抽芯。为便于抽芯当塑件有侧孔或侧凹时，应尽可能的将侧型芯设在动模部分。（5）分型面的选择应保证塑件的精度

20、。（6）分型面的选择不影响塑件的外观。当塑件在垂直于合模方向的分型面上的投影面积接近于注塑机的最大注射面积时，就会产生溢料，需根据具体要求选择。（7）分型面的选择应有利于排气。因为利用分型面上的间隙或在分型面上开排气槽，结构较为简单。所以为了便于排气，一般分型面应尽可能与熔体流动的末端重合。（8）分型面的选择应尽量使成型零件便于加工。保证成型零件的强度，避免成型零件出现薄壁及锐角。（10）分型面的选择应考虑减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异。以上的几点原则，有时对一具体的塑件，在选择分型面位置时，若不可能全部符合要求，应根据需要，以满足塑件的主要要求为准。对于本次设计的塑件很明显分型面应

21、选择在塑件的最大截面处。不但可以保证质量要求，同时也有利于保证精度。为脱模方便，将型芯设在动模部分，型腔和塑件设在定模部分。如下图3-1所示A截面设为分型面。其实分型面也可以设在塑件的中间如下图B处，但是此时侧凹的成型部分需要设计成活动的镶块，增加模具设计的难度，同时，由于熔融塑料流动距离较长，到底部的时候可能已经有所冷却，充型效果不是很好，所以选择A面处为分型面。在模具中示意图为3-2红线所示：3-1分型面3-2分型面在模具中示意图以上所示为取出塑件的分型面。在模具中还要其它的分型面，如3-3所示为模具中的全部分型面。本次设计的玩具后盖注塑模采用点浇口，主流道在浇口套内，所以需要把主流道凝料

22、脱开浇口套，所以流道推板和模座面板需要打开，如下图分型，取出塑件的分型面同上一样，表示为。分型面在开模时首先打开，在拉料杆的作用下取出分流道凝料。图3-3模具分型面3.2 型腔数目及布置方式的确定型腔数目的确定：在确定模具型腔数量时，必须兼顾经济及技术各方面诸多因素，虽然有关文献也有详尽的计算公式，但计算结果必须依据设计师的经验和实际情况进行修正。通常，若塑料制品精度要求很高，每模型腔数量不宜超过4腔，且必须采用平衡布置分流道的方式。对一般要求的塑料制品，有专家声称不宜超过16腔，依经验，即使每腔制品相同，尺寸较小，成型容易的话，每模如果超过24腔时是必须慎重考虑的。在确定模具型腔数量时，应该

23、考虑以下因素。（1） 塑料制品精度由于分流道和浇口的制造误差，即使分流道采用平衡布置方式，也很难将各型腔的注射工艺参数调整到最佳值，从而无法保证各型腔塑料制品的收缩率均匀一致，对精度要求很高的塑料制品，其互换性将受到严重影响。国外有实验表明，每增加一个型腔，其成型制品的尺寸精度就下降5%。（2） 经济性 型腔越多，模具外形尺寸相对越大，与之匹配的注射机也必须增大，大型注射机价格高，运转费用也高，且动作缓慢，用于多腔注塑模未必有利。此外，模具型腔数量越多，其制造费用越高制造难度也越大，模具质量很难保证。（3） 成型工艺型腔数量的增多，必然使分流道增长，当熔体达到型腔前，注射压力及熔体的热量将会有

24、较大的损失。若分流道及浇口尺寸设计稍不合理，就会发生一腔或数腔注不满的情况，或即使注满，却存在诸如熔接不良或内部组织疏松等缺陷，再调高注射压力，又容易使其他型腔产生飞边。（4） 保养和维修模具型腔数量越多，故障发生率也越高，而任何一腔出了问题，都必须立即修理，否则将会破坏模具原有的压力平衡和温度平衡，甚至对注射机和模具将会造成永久的损害。而经常性停机修模，又必然影响模具生产率的提高。由于本次设计零件的公差范围已经给出为MT4级的一般精度标准，零件最大尺寸为70.6mm，大批量生产。由于制品形状规则，采用平衡流道的形式，一模两腔生产率较低，若采用一模四腔，估算需要中小型模架，一模八腔模架又偏大，

25、成本较高，据此为了节省成本，获得相当的精度，初步选择一模四腔的成型方案。 型腔布局的确定： 多型腔模具的型腔在模具分型面上的排列方式可分为平衡式布置和非平衡式布置。平衡式布置的特点是从主流道到各型腔浇口分流道的长度，截面形状和尺寸均对应相同，可以实现型腔均匀进料和同时充满型腔的目的，从而使所成型的塑件内在质量均一，稳定，力学性能一致。非平衡式布置的特点是从主流道到各分流道的长度不相同，因此不利于均衡进料，但可以明显缩短分流道的长度，节约塑件的原材料。为了使非平衡式布置的型腔也能达到同时充满的目的，往往各浇口的截面尺寸要制造的不同。在本次设计中由于是长方形截面的零件，PP材料的成型精度比较低，为

26、保证制品精度，采用平衡式的布置方式。如下图3-4所示：图3-4 型腔布局示意图图3-5型腔布局实体图4 浇注系统的设计浇注系统是指凝料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统分为普通流道的浇注系统和热流道的浇注系统两大类。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影响。浇注系统的尺寸是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响效大，而且还在与塑件所用塑料的利用率、成型效率等相关。1) 了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性；2) 采用尺量短的流程，以减少热量与压力损失；3) 浇注系统的设计应有利于良

27、好的排气；4) 防止型芯变形和嵌件位移；5) 便于修整浇口以保证塑件外观质量；6) 浇注系统应结合型腔布局同时考虑；7) 流动距离比和流动面积比的校核。浇注系统的设计原则：保证制品的外观质量，保证制品的内部质量，阻力最小。4.1 浇口的设计浇口的作用:(1)防止倒流。当注塑压力消息后，封锁型腔，使尚未冷却固化的塑料不会倒流回分型面。（2）调节及控制进料量和进料速度。在多型腔注塑模中，当分流道采用非平衡布置时，可以通过改变浇口的大小来控制进料量，使各腔能在在差不多相同的时间内同时充满。这叫做人工平衡进料。（3）升高熔体温度。熔体经过浇口时，会因剪切及挤压而升温，有利于熔体的填充型腔。（4）提高成

28、型质量。浇口设计不合理时，易产生充填不足，收缩凹陷，蛇纹，震纹，熔接痕及翘曲等变形缺陷。因此，首先，合理选择浇口的开设位置是提高塑件质量的一个重要设计环节。浇口位置的不同还会影响模具的结构。选择浇口位置时，需要从塑件的结构与工艺特性、成型的质量要求、塑件熔体在模具内的流动状态、成型的工艺条件以及模具结构等方面综合进行考虑。浇口设计要点：（1）浇口位置尽量设计在分型面上，以便于清除及模具加工，因此能用侧浇口时不用点浇口。（2）浇口位置距型腔各部位距离尽量相等，并使流程最短，使溶胶能在最短时间内充满型腔各位置。（3）浇口位置应选择对着型腔宽敞，厚壁部位，便于补缩，不至于形成气泡和收缩凹陷等缺陷。（

29、4）在细长型芯附近避免开设浇口以免料流直接冲击型芯导致变形错位或弯曲。（5）在满足注塑要求的情况下浇口数量越少越好，以减少熔接痕，若熔接痕无法避免，则应使其产生于制品的不重要表面及非薄弱部位。（6）浇口位置应有利于排气。（7）浇口位置不能影响制品外观和功能。（8）浇口不能太大也不能太小。（9）非平衡布置的模具中，可以通过调整浇口宽度尺寸，来达到进料平衡。（10）一般浇口截面积为分流道截面的3%-9%，浇口的截面形状为圆形点浇口或矩形侧浇口，浇口长度0.5mm2mm，表面粗糙度Ra不低于0.4um。（11）浇口数量的确定：浇口数量取决于熔体流程L与制品胶位厚度T的比值，一般每个进料点应控制在L/

30、T=5080.任何情况下都不大于100.（12）在浇口处设置冷料穴及拉料杆。4.1.1 浇口位置的设计利用moldflow软件对塑件的最佳浇口位置分析，结果如下图4-1所示图4-1 最佳浇口位置图示蓝色的区域就是最佳的浇口位置。最常用的浇口形式有：（1）侧浇口。侧浇口也称边缘浇口，当塑料熔体通过狭窄的浇口时，其流速增高，剪切速率增大，同时；也因摩擦而使料温增高。侧浇口一般开在模具的分型面上，易于加工，在试模过程中也便于修改，能方便地调整充模时的剪切速率和浇口补缩与封闭的时间。侧浇口适宜于一模多腔，能使生产率大为提高，减少浇注系统的物料消耗，浇口的修除也比较方便，是一种被广泛采用的浇口形式。侧浇

31、口的缺点是压力损失较大，保压补缩作用比直浇口弱，壳形件排气不便，易于产生熔接痕、缩孔、气孔翘曲变形等缺陷。（2）直接浇口。注射时，熔融塑料通过主浇道直接进入型腔，故流程短，进料充填快，流动阻力小，传递压力好，保压补缩能力强，有利于排气和消除熔接痕，而且浇注系统的结构简单，制造方便。单丝浇口附近热量相对集中，型腔封闭迟，靠近浇口附近的塑件参与内应力大，易产生气孔（真空泡）和缩孔等缺陷，而且，浇口的去除不太方便，塑件上易于留有明显的浇口痕迹。（3）潜伏式浇口。也称隧道式浇口或剪切式浇口，是有点浇口演化而来的，一部分位于分型面上，另一部分呈倾斜状（即隧道形结构） 暗藏与分型面的上方或下方塑件的侧面，

32、浇口呈针点状。这种浇口在开模时，浇注系统的凝料有推出机构推出，并与塑件从浇口处自动切断，省掉了切除浇口的工序。潜伏式浇口具有点浇口的特点，常设在塑件的侧面，因而可以使塑件的主要外表面不会收到损伤。以下由moldflow分析浇口形式所产生的结果，进而优化浇口形式的选择。方案一采用点浇口，方案二采用侧浇口。分析结果如下：1.充填时间比较方案一 方案二 图4-2 充填时间比较方案一充填时间为0.4178s，方案二为0.4165 s，相差不大。充填时间会影响生产效率，对零件的成型影响不大。2.注射位置处的压力比较方案一方案二图4-3 注射位置处压力由分析结果的图表可知，方案一和方案二的充填过程中压力都

33、增加的比较快，但是没有出现拐点，说明流动比较平衡。在0.42秒充填结束，保压开始阶段达到最大压力，方案一压力为5.15Mpa，方案二为6.2 Mpa，说明方案二需要的压力较大，对注塑机得要求较高。所以方案一要优于方案二。3.气穴的比较方案一方案二（正面）方案二（背面）图4-4气穴由图中所示可知，方案一中的气穴数量较少，并且气穴都在分型面处，可以通过分型面进行排出。而方案二中气穴数量较多。分型面上的气穴可以解决，但塑件顶部的气穴不在分型面上，必需设计排溢系统来解决，以避免造成制品质量问题，这就使模具更加的复杂。所以方案一要优于方案二。 4.锁模力的比较方案一方案二图4-5 锁模力在两种方案的锁模

34、力图中，我们可以看出，两种方案的锁模力都是随着填充的进行而缓和的增加，没有出现明显的突然增大情况，均在V/P转换点达到最大值，这是比较理想的。然而对比V/P转换点的最大锁模力，方案二的锁模力为0.72t，方案一的锁模力为0.54t，方案二的锁模力超过方案一33.3%，这是由于方案一中塑件在开模方向的投影远小于方案二中塑件在开模方向上的投影的缘故。锁模力大则对注塑机的要求要高，同时消耗的能量也多，因此方案一要优于方案二。5.熔接痕的比较方案二图4-6 熔接痕采用方案一时，塑件不会产生熔接痕，所以塑件质量较好。方案二在塑件中间会有熔接痕。这个问题对塑件外观和质量都会有影响。所以方案一要优于方案二。

35、6.螺杆速度图方案一方案二图4-7 螺杆速度 由图可知，两种方案的螺杆速度，都在行程60%时达到峰值，但方案一的螺杆速度变化较急。 由以上综合分析，采用方案一时，对注塑机要求相对较低，塑件熔接痕倾向几乎为0，气穴较少。另外方案一采用三板模设计，流道凝料自动拉出，便于自动化大批量生产，方案二需要人工去除凝料，效率相对来说比较低。鉴于考虑塑件成本和塑件的质量及生产效率各方面的考虑，基于本塑件形状简单，决定采用方案一的点浇口形式比较合理。需采用一级和二级分流道。4.2 主流道的设计主流道的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使熔体的温度降低和压力降最小，且不损害其把塑料熔体输送到最

36、“远”位置的能力。在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，为使凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为26。点浇口的主流道设计在浇口套内。421 主流道的尺寸 （1） 主流道小端直径 主流道小端直径 d根据塑件的重量、充填；要求及所选用的注射机的规格而定，通常d=48mm。 取d=4mm。（2） 主流道的球半径主流道的球半径 SR = 10 + 1 2 取 SR = 11（mm）。（3） 球面配合高度球面配合高度为 3 5 取 5mm。（4） 主流道长度主流道长度L，可根据定模座板的厚度来确定，在能够实现成型的条件下尽量地缩短，以减小成形过程中的压力降、温度降以及物料的消耗量。根据

37、模具装配图确定为35mm.（5） 主流道锥度主流道锥角一般应在2 4，所以流道锥度为/2。（6） 主流道大端直径主流道大端直径 D = d + 2Ltg（/） = 7.5（mm）（7） 主流道大端倒圆角，主浇道大端与分浇道连接处应有过渡圆角，以减小塑料熔体流动转向时的阻力，其圆角半径r=13 mm，或者取r=D/8(D为主浇道大端直径)倒角 D/8 = 0.9375（mm），故取r=1mm。因此主流道设计形式如下图4-2所示：图 4-2 主流道4.3 浇口套的设计主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交换地反复接触，属易损件，对材料要求较高，因而模具的主

38、流道部分常设计成可拆卸更换的衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等，热处理要求淬火50 55 HRC（低于注射机喷嘴的硬度）。主流道衬套应设置在模具对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴同一轴心线。浇口套形式如下图4-3所示：4-3浇口套44 分流道的设计一般，小型塑件的单型腔模具通常不设置分流道，而塑件尺寸较大时采用浇口进料的单型腔模具和所有多型腔模具都要设置分浇道。分浇道的设置应能使塑料熔体的流向得到平稳的转换，并尽快地充满型腔；应使熔体在流动的过程中的温度降与压力降尽可能的低一些，同时还应将塑料熔体均衡地分配到各

39、个型腔。该模具为一模四腔的结构，应设置分流道。441 分流道的截面面形状分流道开设在动、定模分型面的两侧或任意一侧，其截面形状应尽量使其表面积小，使温度较高的塑料熔体和温度相对较底的模具之间提供较小的接触面积，以减少热量损失。常用的分流道截面形式有圆形、梯形、U形、半圆形、及矩形等几种形式，如图2-4所示。其中圆形截面的比面积小，但需要开设在分型面的两侧，制造时一定要注意模板上两部分形状对中吻合；梯形及U型截面分流道加工较容易且热量损失、压力损失均不大，为常用的形式；半圆形截面分流道需要球头铣刀加工，其比面积比梯形和U型截面分流道；矩形截面分流道因其比面积大，且流动阻力大，故在设计中不常用。大

40、部分注塑模具在设计浇注系统的分流道时都采用梯形界面结构形式。梯形界面的的分浇道易于加工成形，且塑料熔体的热量散失及流动阻力都比较小。图 4-4 分流道截面形式从上述分析，为了减少流道的热量损失考虑到流道的效率，该模具分流道截面采用梯形截面 。442 分流道的截面尺寸分流道的截面尺寸应根据塑件的成形体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料的工艺性能、注射速率以及分流道的长度等因素来确定。对于壁厚小于3.2mm,质量在200g以下的塑件，大端宽度应在3.29.5mm之间。实践中常这样考虑，如果能够使加工成的梯形截面恰好能容纳下一个所需直径的整圆，且其侧边与垂直分型面的方向成515的夹角。因此，分流道截面

41、形状如下图4-5所示：图4-54.4.3 分流道的长度分流道的长度应尽量短，而且弯折形状要少，以便在注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少其压力损失和热量损失。根据型腔布置形式，分流道长度为L1 =45（mm） L2=40（mm）444 分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取Ra=0.41.6m，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。445 分流道的布置形式分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响，该模具为一模

42、四腔，采用平衡式布置。平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸等都必须对应相等，达到各个型腔的热平衡和塑料平衡。因此各个型腔的浇口尺寸也可以相同，达到各个型腔均衡地进料。该模具分流道为梯形截面，开设在定模板。如下图4-6，4-7所示：图 4-6分流道主视剖面图图4-7 分流道俯视图45 拉料杆的设计一般来说，只有侧浇口浇注系统的主流道才用拉料杆，其作用是将主流道内的凝料拉出主流道，以防止主流道内的凝料粘定模，确保将流道，制品留在动模一侧。本次设计采用点浇口，主流道不需要拉料杆。分流道的拉料杆如下图所示，用无头螺钉紧固在定模板上，直径5mm，头部磨成球形。拉料杆的直径等于

43、分流道的直径，装在推杆固定板上。如下图4-7所示：图4-7 拉料杆46 冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为减弱这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料井（冷料穴）。冷料穴如下图4-8所示：图 4-8 冷料穴4.7 浇注系统的平衡对于

44、中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为对称平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。型腔的布局与分流道的平衡 分流道的布置形式分为平衡式和非平衡式两大类。平衡式是从主流道到各个型腔的分流道，其长度、截面形状和尺寸均对应相等，这种设计可直接达到各个型腔的均衡进料的目的，在加工时，应保证各对应部位的尺寸误差控制在1%以内；非平衡式是指由主流道到各个型腔的分流道的长度可能

45、不是全都对应相等，为了打到各个型腔均衡进料的目的就需要将浇口开成不同的尺寸，采用这类分流道，在多型腔时可缩短流道的总长度，但对于精度和性能要求不高的塑件不宜采用，因成型工艺不能很恰当很完善地得到控制。此次设计采用平衡式布置，故不再进行浇口的平衡设计。5 注塑机的选用注塑机的分类:按外形分为立式，卧式和角式三种。立式注塑机，占地面积小，模具装拆方便，安装嵌件和型芯简便可靠，缺点是重心高，不稳定，加料难，推出的塑料制品要人工取出，不易实现自动化生产。卧式注塑机适用于高速化生产，生产效率高，模具装拆及调整容易，塑件推出后可以自行落下，易于取出，适合自动化生产，缺点是占地面积大。角式注塑机结构简单，可

46、以利用开模时丝杠转动对有螺纹的塑料制品实行自动脱卸，缺点是加料困难，嵌件，活动型芯安装不便，适用于生产形状不对称及使用侧浇口的模具。按塑化方式分为柱塞式和螺杆式注塑机。柱塞式注塑机不宜用于加工流动性差，热敏性强的塑料制品。卧式注塑机多为螺杆式。PP塑料的制件，大批量生产，初步选择卧式螺杆注塑机。注塑机得选用需要由塑件需要注塑量来选择。图5-1所示，为用moldflow分析出来四模一腔时，注塑机得参数。图5-1 注塑机参数下图5-2所示为用moldflow分析出来的塑件在分型面上的投影面积和充填的体积截图。图5-2 塑件在分型面上的投影面积和充填体积由图所示要充填的体积包括制品体积加上流道的体积

47、一共为大约V=32cm。由PP材料的密度为=0.91m/cm。注塑量的计算： M=V=29.12g注塑机的额定注塑量29.12g80=36.4g锁模力的计算： 胀型力=制品投影面积A型腔压强P （5-1） 锁模力F胀型力80 （5-2）由图5-2可知A=146cm 查得PP材料的型腔压强为P=45Mp代入（5-1）式得 胀型力=146cm45Mp=657KN代入（5-2）式得 锁模力F657KN80=821.25KN图5-3所示为用moldflow分析出来的螺杆推荐速度。图5-3推荐的螺杆速度根据以上信息，注塑机得注塑量需大于36.4g，锁模力大于821.25KN。 根据注塑机得参数需要满足要

48、求，初步选择，XS-ZY 12590系列注塑机，参数如下表5-1：表5-1 XS-ZY 12590系列注塑机参数注射重量g114锁模力/kN900螺杆直径/mm42拉杆内间距/mm260290注射压力/MPa116移模行程/mm300注射速度/（g/s）72最大模厚/mm300塑化能力/（g/s）35最小模厚/mm 200螺杆转速/（r/min）定位孔直径/mm100喷嘴球半径/mm10喷嘴口直径/mm锁模方式肘杆6 排气系统的设计 当塑胶熔体填充型腔时，必须是顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体排不干净，一方面将会在塑件上产生气

49、泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充填速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型腔充填量的均匀及增加塑料熔体汇合处的熔接强度，还需要在塑料最后充填到的型腔部位开设溢料槽以容纳余料，也可容纳一定量的气体。排气系统的作用是将型腔和浇注系统中的气体顺利地排出模具之外，基本方式有两种，开设排气槽和利用模具零件的配合间隙自然排气。再分型面上开设排气槽还要考虑与其它结构的布置问题，故采用分型面的配合间隙自然地排气，其间隙值通常在0.010.03mm的范围内，以不

50、产生溢料为限。由以上确定的 浇注位置，通过MOLDFLOW软件分析，此时充型只会在塑件下端，即在分型面处产生气穴，所以可以通过分型面处得缝隙排气。排气槽如下图6-9所示：1 一级排气槽 2 二级排气槽图6-9排气槽7 成型零件的设计成型零件的结构设计主要是指构成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各种成形杆和成形环。模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算，塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算

51、来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。注射模具的成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型杆等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成型杆用以形成制品的局部细节。成形零件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度，材料和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素。设计时应首先根据塑料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、进浇点、分型面、排气部位、脱模方式等，然后根据制件尺寸，计算成型零件的工作尺寸，从机加工工艺角度决定型腔各零件的结构和其他细节尺寸，以及机加工工艺要求等。此外由于塑件融体有很

52、高的压力，因此还应该对关键成型零件进行强度和刚度的校核。在工作状态中，成型零件承受高温高压塑件熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。在开模和脱模时需要克服于塑件的粘着力。在上万次、甚至上几十万次的注射周期，成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑件制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许范围内。成型零件的结构，材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素。 71 成型零件的结构形式成型零件的选材对于模具钢的选用，必需要符合以下几点要求：1、机械加工性能良好。要选用易于切削，且在加工以后能

53、得到高精度零件的钢种。2、抛光性能优良。注射模成型零件工作表面，多需要抛光达到镜面，Ra0.05m。要求钢材硬度在HRC3540为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织应均匀致密，极少杂质，无疵斑和针点。3、耐磨性和抗疲劳性能好。注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变应力作用。一般的高碳合金钢可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不以采用。所选钢种应使注塑模能减少抛光修模次数，能长期保持型腔的尺寸精度，达到所计划批量生产的使用寿命期限。4、具有耐腐蚀性。对有些塑料品种，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必须考虑选用有耐腐蚀性能的钢种。根据上述条件，结合标准件手册推荐使用45钢

54、，故采用此钢种。因为塑件精度要求并不高。72 成型零件的计算1型腔内形尺寸计算凹模径向尺寸的计算采用平均尺寸法，公式如下：LM=(1+SCP)LS - + (7-1)式中 凹模径向尺寸（mm）； 塑件的平均收缩率（HDPE收缩率为1.8%2.5，平均收缩率为2.15%）； 塑件径向公称尺寸（mm）； 塑件公差值(mm)（3/4项系数随塑件精度和尺寸变化，一般在0.50.8之间）；凹模制造公差（mm）(对于中小型塑件取z=1/4)。 相应的尺寸有:表7-1 凹模径向尺寸塑件尺寸LS型腔尺寸LM2凹模深度尺寸计算凹模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下： (7-2)式中 凹模深度尺寸（mm）； 塑件高

55、度公称尺寸（mm）； 2/3项，有的资料介绍系数为0.5；其他符号意义同上。表 7-2 凹模深度尺寸塑件高度HS型腔深度HM3型芯径向尺寸,公式如下LM=(1+SCP)LS + - (7-2)型芯径向尺寸（mm）；塑件基本尺寸（mm）。表 7-3型芯径向尺寸塑件尺寸LS型芯尺寸LM4.型芯高度尺寸，公式如下：HM=(1+SCP)HS + -HM型芯高度尺寸（mm）； HS塑件孔深度尺寸（mm）；其余符号同上。表 7-4型芯高度尺寸塑件孔深HS型芯高度HM73 成型零件钢材的选用玩具后盖生产批量为大批量生产。应选用耐磨性和抗疲劳强度都较好的钢材，并且机械加工性能和抛光性能良好。因此模具型芯采用耐

56、磨性较好的Cr12MoV，淬火后硬度达到54HRC 58HRC；型腔采用抛光性能较好的CrWMn，淬火后硬度达到54HRC 58HRC；,成型推杆,异型凸模采用耐磨性较好的Cr12，淬火后硬度达到54HRC 58HRC。其他板料用45钢调质，表面硬度达230-270HB即可。8 模架的确定和标准件的选用 模架已经标准化了，但型号和大小需要设计者确定。选择A1形式的标准模架。本次设计是大批量生产，所以为提高生产效率，需要设计成三版模自动的把流道凝料取出来。模具结构如下图8-1所示：图8-1标准模架图模架虽自己改动了一小部分，但基本零件仍选用标准零件库中的零件。标准件包括通用标准件及模具专用标准件

57、两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件，顺序分型机构及精密定位用标准组件等。模架上要有统一的基准，所有零件的基准应从这个基准推出，并在模具上打出相应的基准标记。一般定模座板与定模固定板要用销钉定位；动、定模固定板之间通过导向零件定位；脱出固定板通过导向零件与动模或定模固定板定位；模具通过浇注套定位圈与注射机的中心定位孔定位；动模垫板与动模固定板不需要销钉精确定位；垫快不需要与动模固定板用销钉精确定位；顶出垫板不需与顶出固定板用销钉精确定位。模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂

58、防锈油。8.1 定模板根据张维合编著的注塑模设计实用教程P107P108页，定模板的开框尺寸的设计，定模板的尺寸为BLH=160.2mm197.2mm26.2mm.8.2 定模座板定模座板和模架尺寸是相配合一致的，定模座板尺寸为 模板 A 315mm315mm50mm GB/T 4169.8-2006通过6个M1035的内六角螺钉与定模板连接；浇口套固定孔与其为H7/k6过渡配合；垫板主要是用在导套后面防止定模座板受到冲击变形。8.3 动模板动模板是和定模板配合的，根据张维合编著的注塑模设计实用教程P107P108页，定模板的开框尺寸的设计，动模板的尺寸为160.2mm197.2mm23mm8

59、.4 动模座板动模座板和模架尺寸是相配合一致的，动模座板尺寸为 模板 B 315mm315mm63 mm GB/T 4169.8-2006用于固定型芯（凸模）、导套。为了保证凸模或其它零件固定稳固，固定板应有一定的厚度，并有足够的强度，一般用45钢或Q235A制成，硬度为230270HB。通过4个M1053mm的内六角螺钉与动模板连接。8.5 支撑板 由于采用A1型的模架，动模板做的足够大，强度可以满足要求，所以不需要设计支撑板就可以满足使用要求。8.6 垫块垫块是标准模架中的结构， 垫块尺寸为56mm315mm100mm1、主要作用：在动模座板与动模垫板之间形成顶出机构的动作空间，或是调节模

60、具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。2、结构型式：可为平行垫块、拐角垫块。（该模具采用平行垫块）。3、垫块一般用45钢制造。4、模具组装时，应注意左右两垫块高度一致，否则由于负荷不均匀会造成动模板或者细小的推杆等损坏。8.7 推杆固定板推杆固定板是用来安装推杆的板，尺寸为199mm315mm25mm GB/T 4169.7-2006 推杆固定板上可装复位机构。8.8 推板推板尺寸同推杆固定板，推板是支撑推杆固定板的，尺寸为 199mm315mm32mm9 导向机构的设计塑料注射模导向机构的功能是保证其动模部分和其定模部分在模具工作时，能够进行正确的导向与定位。不仅如此，有的比较精密的模具，为了保证顶出机构平稳地工作，不使塑件在顶出的过程中产生变形等质量问题，还在顶出机构中设置了导向机构。注射模的导向机构主要有导柱导套定位和锥面定位两种形式，一般都是采用导柱导向与定。91 导向机构的作用1.导向作用2.定位作用3.增加了相关模具零件的强度92 导向结构的总体设计1、导向零件应合理地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，一般是导柱直径的1.52.5倍，以保证模具的强度，防止导柱和导套压入后变形；2、该模具采用2根导柱，为防止模具安装时出现差错，故采用不等