插座面板注射模设计

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1、摘要本次设计是插座面板注塑模设计。塑件确定采用聚乙烯材料，该材料具有绝缘性好、强度高、价格低廉可用于双孔、三孔插座。该设计使用了Pro/E软件对插座面板进行三维造型，即利用参数化实体造型的方法，为更加高速、快捷的造型、生产提供了一种切实可行的办法。设计以单分型面注塑模，型腔采用的是一模两腔注射。该塑件采用侧浇口注射和组合式型腔设置，推出形式为两杆推出机构完成塑件推出。我在这次设计中借阅了大量的文献，还通过互联网查找了相关资料，设计过程比较完整。关键词 单分型面注射模；插座；聚乙烯Abstract The design is the Socket Face graduated from the

2、injection mold design. Mould a document adopt polyethylene material , that material to have insulation regards , intensity height , cheap be used for , three sockets two price hole for sure. The product and mold of the Socket Face was 3D designed by Pro/E software. Make use of parameterization entit

3、y model method , give birth to a child for more high-speed , rapid model, having provided one kind of a practical method. Model designing that mark of type produces plastic articles by injection moulding face to face with Shan, that the type cavity adopts is one model two cavities injection. Should

4、mould a piece adopt oblique tones running gate injection and the dyadic combination type cavity interpose , debut a form for two poles debut organization being completed moulding a piece debut. I borrow the document having reviewed a great quantity in current design, have sought the relevance data b

5、y Internet , have designed process comparatively entirely.Keywords single type of injection molds socket PE 目 录1 绪论11.1前言11.2 塑料工业简介11.3 我国塑料模现状21.4 塑料模发展趋势32 塑件的分析42.1塑料材料的选择(分析)42.2塑件的尺寸、精度42.3塑件的几何形状42.3.1脱模斜度42.3.2脱模斜度方向52.3.3塑件的壁厚52.3.4塑件的加强筋52.3.5圆角52.3.6塑件的支承面52.3.7塑件上的孔53 注射设备的选择73.1有关制品的计算7

6、3.2注射机型号的确定84 分型面的选择95 塑料件的工艺尺寸的计算116 模具型腔壁厚的计算147 普通浇注系统设计167.1浇注系统的作用167.2设计的基本原则167.3 普通浇注系统的组成与设计167.3.1主流道167.3.2分流道187.3.3.冷料穴和拉料杆设计197.3.4浇口设计208 排气系统的设计239 结构零部件设计249.1.标准模架249.2.支承零部件设计249.3.合模导向机构设计259.3.1导向机构的作用259.3.2导柱259.3.3导套259.3.4导柱导向机构设计要点2610 推出机构设计2710.1推出机构定义2710.2推出机构设计原则2710.3

7、脱模阻力计算2710.4注射机及各个参数的校核2710.5推杆推出位置的选择2910.5.1推杆的复位2910.5.2推件板的设计2911 温度调节系统3011.1模具温度及其调节的重要性3011.2.模具温度与塑料成型温度的关系3011.3冷却系统的结构设计3011.3.1冷却介质3011.3.2冷却系统的设计原则3111.3.3 冷却装置的理论计算31结论33致谢34参考文献35附录36附录1361 绪论1.1前言模具是现代工业的重要装备。随着工业生产的飞速发展，新产品的不断涌现，对模具的设计与制造速度、加工质量，提出了更高的要求。要求的周期越来越短、精度越来越高，以加速新产品投产及产品的

8、更新换代，提高经济效益及竞争力。近几年来，许多企业认识到这一点，都在朝这个方向努力发展。把在实际工作中积累的经验收集、整理与总结。逐渐形成一种规范化，标准化的设计。本设计就是利用课本中的理论，和毕业实习基地（江南机械厂）的所见，及前辈的宝贵经验设计出来的一套日常用塑件（某型茶杯的杯盖）的模具。通过对塑件的分析，确定用一模两腔注射成型该塑件。同时为了锻炼一下自己的能力，故意在塑件表面增加一些结构（增加多层台阶），来增加设计的难度，加固模具设计方面的知识，为以后在企业有个生存的空间打点基础。本设计严格按照模具设计的步骤，及模具设计中的要求来设计的：塑件工艺性的分析、型腔数量的确定、分型面的确定、浇

9、注系统的设计、成型零件的设计等，这一整套的程序下来，感觉自己这方面的知识丰富了不少。同时在设计中也要求对机械的相关知识有相当的了解：机械制图、公差与配合、机械制造、材料成型、数控技术等。总之，在这次毕业设计过程中，我感觉充实了不少。希望以后在工作岗位也有这样的好机会锻炼自己。1.2 塑料工业简介塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一。自从聚氯乙烯塑料问世以来，随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改进技术的进步、愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现，从而促进塑料工业的发展。模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工艺装备或工具，它属于型腔模的范畴。通常情况下，塑

10、件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素占80%。然而模具的质量的好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新换代周期越来越短、用户对塑件的质量要求也越高，因而模具制造与设计的周期和质量要求也相应提高，同时也正是这样促进了塑料模具设计于制造技术不断向前发展。就目前的形式看，可以说，模具技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具技术，便成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成

11、型中多数是通过模具来制成品，就中国就有比较远大的市场，所以模具制造业已成为一个大行业。 在高分子材料加工领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑料模。 塑料模具的设计是模具制造中的关键工作。通过合理设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具的加工过程和实施塑件的高效率生产，从而达到降低生产成本和提高附加价值的目的，塑料模的优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，

12、模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥

13、其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，常标志一个国家工业化的发展程度。1.3 我国塑料模现状塑料模是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑料模工业是国民经济的基础工业。用塑料模生产成型零件的主要优点是制造简、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许

14、多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的3/3-3/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。随着我国改革开放步伐的进一步加快，我国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入WTO后，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化；CAD、CAE、Flow Cool软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与

15、柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此，我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，努力提高模具工业的整体技术水平，提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力。1.4 塑料模发展趋势塑料作为现代四大工业基础材料之一，越来越广泛地在各行各业应用。其中注塑成型在塑料的各种成型工艺中所占的比例也越来越大。随着社会的经济技术不段向前发展，对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接与模具设计和制造有关系，对注塑制品的要求就是对模具的要求。由于计算技术和数控加工迅速发展，使得CAD/CAM逐渐取代了过去塑料模的设计与制

16、造技术，使传统的设计制造方法及组织生产的模式发生了深刻变化。塑料模CAD/CAM的发展不仅可以提高塑料模质量，减少塑料模的设计与制造工时，缩短塑料模生产周期，加快塑件生产和产品的更新换代，而且更主要的是能满足当前用户对塑料模行业提出的“质量高、交货快、价格低”的要求。塑料模以后的发展主要有以下几方面：1、注射模CAD实用化；2、挤塑模CAD的开发；3、压模CAD的开发； 4、塑料专用钢材系列化。2 塑件的分析2.1塑料材料的选择(分析)聚乙烯（PE）是由乙烯聚合而成的，聚乙烯的原料来源充足，而且聚乙烯具有优良的电绝缘性能，耐化学腐蚀性能，耐低温性能和良好的加工流动性。耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高

17、频绝缘性)优良,可以氯化,辐照改性.可用玻璃纤维增强其熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有突出的电气性能和良好的耐辐射性.高压聚乙烯柔软性,伸长率,冲击强度和透明性较好,超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨,用冷压烧结成型。2.2塑件的尺寸、精度1.塑件的尺寸：塑件的尺寸 指塑件的总体尺寸塑件的尺寸受下面两个因素影响：塑料的流动性（大而薄的塑件充模困难）；设备的工作能力（注射量、锁模力、工作台面）。2.塑件的精度：塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。3.影响塑件尺寸精度的因素:模具的制造精度、磨损程度和安装误差；塑料收缩率的波动以及成型时

18、工艺条件的变化；塑件成型后的时效变化(后收缩)。尺寸精度的确定：模塑件公差代号为MT （附录E）；MT3级精度最高（一般不采用），MT7级精度最低。会根据GB/T34486-93（工程塑料模塑塑件尺寸公差）选择塑件公差等级见图2-1 图2-1A项：不受模具合模精度影响的尺寸公差值B项：受模具合模精度影响的尺寸公差值尺寸精度的确定：对于塑件上孔的公差可采用基准孔，可取表中数值冠以（）号。对于塑件上轴的公差可采用基准轴，可取表中数值冠以（）号。一般配合部分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2-3级。2.3塑件的几何形状2.3.1脱模斜度 为了便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑

19、件，避免模具型芯型腔的过度磨损，必须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度，在模具上称为脱模斜度。脱模斜度的大小取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30 330。2.3.2脱模斜度方向外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得；内形以小端为基准，斜度由扩大方向取得。脱模斜度设计要点：塑件精度高，采用较小脱模斜度；尺寸大的塑件，采用较小脱模斜度；塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度；增强塑料采用较大的脱模斜度；收缩率大，斜度加大。含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度 ，从留模方位考虑:留在型芯，内表面脱模斜度外表面；留在型腔，外表面脱模斜度内表面。2.3.3塑件的壁厚壁厚过小：强度及刚度不足，塑料流动

20、困难：壁厚过大：原料浪费，冷却时间长，易产生缺陷。塑件壁厚设计原则：满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚；能承受推出机构等的冲击和振动；制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度；保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚；5满足成型时熔体充模所需的壁厚。2.3.4塑件的加强筋加强筋的作用：它能提高塑件的强度、防止和避免塑件的变形和翘曲。 加强筋设计要点：加强筋的底部与壁连接应圆弧过渡，以防外力作用时，产生应力集中而被破坏。2.3.5圆角在满足使用要求的前提下,制件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。 1）圆角的作用：圆角可避免应力集中，提高制件强度 ；圆角可有利于充模和脱模；圆角有利于模具

21、制造，提高模具强度。2）圆角的确定：内壁圆角半径应为壁厚的一半；外壁圆角半径可为壁厚的3.5倍；一般圆角半径不应小于0.5mm；壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径；理想的内圆角半径应为壁厚的2/3以上。2.3.6塑件的支承面通常塑件一般不以整个平面作为支承面，而是 以底脚或边框为支承面。本设计选择面积最大的地面为支承面。2.3.7塑件上的孔在塑件孔的设计中，一方面应保证塑件的强度，另一方面还需要满足工艺要求，并尽量简化工艺。模塑通孔要求孔径比（长度与孔径的比值）要小些 ；2当通孔孔径3.5mm，由于型芯易弯曲折断，不适于模塑成型；肓孔的深度：h （35）d ，d3.5mm时， h

22、 3d ；紧固用的孔和其它受力的孔，应设凸台予以加强。塑件结构尺寸见图2-2图2-23 注射设备的选择3.1有关制品的计算根据零件图提供的样品，便可以根据样品测绘得出制品体积，同时也可以借助计算机辅助软件(如：Pro/E软件等)建立制品模型见图3-1。（对于没有提供样品的设计，也可以由所提供的制品图样建立模型），这样既便于较精确的计算制品的各个参数，又更为直观、形象。因条件所限,本设计是由测绘所的体积：1）制品的体积为：V3=8.38.30.8=55.33（cm）；2）初步估计浇注系统的体积约为塑件的0.7倍： V2=55.330.7 =38.58（cm）；本设计中取V2=40（cm）； 3）

23、该模具一次注射共需塑料的体积约为：V0=2V3+ V2 =324.54（cm）；图3-13.2注射机型号的确定根据以上的计算初步选定型号为XSZY325的注射机。近年来我国引进注射机的机型很多，国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌握使用设备的技术参数是注射模设计和生产所必需的技术准备。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的“注射机使用说明书”上标明的技术参数。根据以上的计算初步选定型号XSZY125的注射机，其主要技术参数如表3-2。表3-2XSZY325注射机主要技术参数额定注射量（cm）325螺杆(柱塞)直径（mm）42注射压力（MPa350注射行程（mm）335注射时间(s)3.6

24、锁模力（kN）900最大成型面积（cm）320最大开合模行程（mm）300模具最大厚度（mm）300模具最小厚度（mm）200合模方式液压机械喷嘴球头半径（mmSR32顶杆中心距（mm）230喷嘴孔径（mm）44 分型面的选择在塑料注射模制造过程中，总会遇到分型面的确定问题，它是一个很复杂的间题，受到许多因素的制约，常常是顾此失彼。所以在选择分型面时应抓住主要矛盾，放弃次要因素。不同的设计人员有时对主要因素的认识也不尽一致，与自身的工作经验有关。有些塑件的分型面的选择简单明确并且唯一;有些塑件则有许多方案可供选择。根据我的工作经验，可以按以下原则来确定:a)保证塑料制品能够脱模这是一个首要原则

25、，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。b)使型腔深度最浅模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响:模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响:1)目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越长，影响模具生产周期，同时增加生产成本。2)模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、定模越厚。一方面加工比较困难;另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜过大

26、3)型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大，如图2。若要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模斜度，而导致塑件脱模困难。因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。c)使塑件外形美观，容易清理尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一圈毛边，我们称之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故分型面应避免设在塑件光滑表面上。d)尽量避免侧向抽芯塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，制造成本显著增加，故在万不得己的情况下才能使用。e)使分型面容易加工f

27、)保证塑件制品精度作为机械零部件的塑件，平行度、同心度、同轴度都要求很高，保证塑件精度除提高模具制造精度外，与分型面的选择有很大关系。g)使塑件留在动模内模具开模时型腔内的塑件一般不会自行脱出，需用顶出机构顶出，注射机上都有顶出装置，且设在动模一侧，因此设计模具分型面时应使开模后塑件能留在动模内，以便直接利用注射机的顶出机构顶出塑件。如果塑件留在定模内，则要再另设计顶出装置才能脱模，模具结构复杂得多，且成本攀升，加工周期延长。h)使型腔内总压力较大的方向与分型面垂直塑件注射时型腔内各方向的压强P相同，故某方向总压力F=PxS,S为某方向的投影面积，当S越大，则F越大，选择总压力较大的方向与分型

28、面垂直，利用注射机的锁模力来承受较大注射压力。因此模具结构简单，否则需另设计锁紧机构，模具结构复杂，成本增加，加工周期延长。综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。该设计分型面选择见图4-1。 图4-1 5 塑料件的工艺尺寸的计算塑料在成型加工过程中，用来充填塑料熔体以成型制品的空间被称为型腔。而构成这个型腔的零件叫做成型零件。注射模的成形零件包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型心、型环或成形杆等。由于这些成型零件直接与高温、高压的塑料熔

29、体接触，并且脱模时反复与塑件摩檫，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性和较低的表面粗糙度。同时要考虑零件的加工性和模具的制造成本。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成形杆用以形成制品的局部细节。模具的成形零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算，塑料模具型腔在成形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，降低制品尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，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

30、度。通常工作尺寸是根据模具的制造公差，塑料成型收缩率和成型零件磨损来确定的。传统的方法是用平均收缩率计算法，其尺寸计算如下：凹模或型腔的工作尺寸计算式见式(5.1)，式(5.2)。 式(5.1) 式(5.2)凸模或型心的工作尺寸计算式见式(5.3)，式(5.4)。 式(5.3) 式(5.4)孔间距的尺寸计算式见式(5.5)。 式(5.5) 式中 塑料的平均收缩率； Ls塑件外形径向尺寸； 塑件公差值； 塑件外形高度尺寸（mm）； 凹模或型腔径向尺寸（mm）； 凹模或型腔深度尺寸（mm）； 成型零件制造偏差 模具的制造公差当尺寸小于50mm时,=3/4；当制品尺寸大于50mm时，=3/5； 凸模

31、或型心的径向尺寸（mm）； 塑件内壁径向尺寸（mm）； 凸模或型心的高度尺寸（mm）； 塑件外形深度尺寸（mm）； 模具中心距基本尺寸（mm）； 塑件中心距基本尺寸（mm）。工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。（包括矩形和异形型芯的长和宽），型腔深度和型芯高度和尺寸。材料的公差等级取4级，因 PE的成型收缩率为1.53.0%,所以平均收缩率取S=2.25%。1.凹模或型腔径向尺寸 见式(5.1)。Ls=83 =0.05 =0.6=(1+2.25%)83-0.750.6 0+0.05 =84.410+0.052.凸模或型心的径向尺寸 见式(5.2)。=43 =0

32、.05 =0.56=(1+2.25%)43+0.750.560-0.05 =43.540-0.053.凹模或型腔深度尺寸 见式(5.3)。=8 =0.05 =0.6=(1+2.25%)7-0.6660.60+0.05 =6.7580+0.054.凸模或型心的高度尺寸 见式(5.4)。=7 =0.035 =0.6 =(1+2.25%)7+0.6660.60-0.035 =7.560-0.055.模具中心距基本尺寸 见式(5.5)。孔间距的制造公差z，取制品公差（0.075）的3/4，即z/2=0.038则孔间距的尺寸。=27 =0.038=(1+2.25%)270.038=27.570.038=

33、61 =0.038=(1+2.25%)610.038=62.370.0386 模具型腔壁厚的计算注射成型时，为了承受型腔高压熔体的作用，型腔侧壁与底板应该具有足够强度与刚度。小尺寸型腔常因强度不够而破坏；大尺寸型腔，刚度不足常为设计失效的主要原因。确定型腔壁厚的计算法有：传统的力学分析法和有限元法或边界元法等现代数值分析法。后者结果较可靠，特别适用于模具结构复杂、精度要求较高的场合，但由于受计算机硬件和软件等经济与技术条件的限制，目前应用尚不普遍。前者则根据模具结构特点与受力情况建立力学模型，分析计算其应力和变形量，控制其在型腔材料许用应力和型腔许用弹性 (即刚度计算条件)范围内。 成型型腔壁

34、厚刚度计算条件：1)型腔不发生溢料:高压塑料熔体作用下，模具型腔壁过大的塑性变形将导致某些结合面出现溢料间隙，产生溢料和飞边。因此，须根据不同塑料的溢料间隙来决定刚度条件。表76为部分塑料许用的溢料间隙。2)保证塑料精度: 当塑件的某些工作尺寸要求精度较高时，成型零件的弹性变形影响塑件精度，因此应使型腔压力为最大时，该型腔壁的最大弹性变形量小于塑件公差的353)保证塑件顺利脱模: 若型腔壁的最大变形量大于塑件的成型收缩值，开模后，型腔侧壁的弹性恢复将使其紧包住塑件，使塑件脱模困难或在脱模过程中被划伤甚至破裂，因此型腔壁的最大弹性变形量应小于塑件的成型收缩值。如果是利用计算公式的话比较烦琐，且不

35、能保证在生产中的精确性，我们可以根据书中的经验值来取的。该设计所选的模具型腔为组合式结构。在注射成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底版的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力是，型腔将导致塑件变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足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。当p=50MPa、H3/H2=4/5、=0.05、=360MPa时，侧壁长边l的刚度计算与强度计算的分界尺寸为370mm。即当l370mm时按刚度条件计算侧壁厚度，反之按强度条件计算侧壁厚度。因为l=3

36、50mm，所以按强度条件计算 矩形型腔侧壁每边都受到拉应力和弯曲应力的联合作用。按端部固定梁计算，梁的两端弯曲应力w的最大值见式(6.1)。 式(6.1)总应力应小于模具材料的许用应力，即由相邻侧壁受载所引起的拉应力b为见式(6.2)。 式(6.2)式中 b型腔侧壁的短边长，mm.为计算方便，略去较小的b ,按强度条件型腔侧壁的计算式见式(6.3)。 式(6.3)式中 s矩形型腔侧壁厚度（mm）； p型腔内熔体的压力（MPa）； H3承受熔体压力的侧高度（mm）； l型腔侧壁长边长（mm）； E钢的弹性模量，取2.06305MPa； H型腔侧壁总高度（mm）。经计算满足条件。7 普通浇注系统设

37、计7.1浇注系统的作用定义：注射模的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止流动的通道。浇注系统分为普通浇注系统和热流道浇注系统两种。作用: 将熔体平稳地引入型腔，使之按要求填充型腔的每一个角落；使型腔内的气体顺利地排除；在熔体填充型腔和凝固的过程中，能充分地把压力传到型腔各部位，以获得组织致密、外形清晰、尺寸稳定的塑料制品；填充-排气-保压、凝固、定型。7.2设计的基本原则1）适应塑料的成型工艺特性。2）利于型腔内气体的排出。3）尽量减少塑料熔体的热能及压力损失。4）避免熔融塑料直冲细小型芯或嵌件。5）便于修整，不影响塑件的外观质量。6）防止塑件翘曲变形。7）便于减少塑料消耗量和减小模具

38、尺寸。7.3 普通浇注系统的组成与设计在注射模具中，浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四个部分组成。见图7-1。 图7-17.3.1主流道注射机的喷嘴与模具接触的部位起到分流道为止的一段流道。7.3.1.1主流道特点1）熔体在主流道中不改变流动方向。2）主流道一般位于模具中心线上，与注射机喷嘴同轴，以利于浇注系统的对称布置。3）主流道一般设计得比较粗大，以利于减少熔体流动阻力和压力损失，使熔体顺利流向分流道。4）但主流道也不能设计得太大，否则浇注系统凝料增加，浪费材料；而且对于直接浇口，会增加去除浇注系统凝料的困难。5）因此通常对于粘度大的塑料（流动性差）或尺寸较大的制品（流程长），主

39、流道截面应设计得大一些，否则主流道截面应设计得小一些。6）由于主流道大端经常需要与高温塑料和喷嘴频繁接触，且往往主流道需要穿过几块模板因此设计主流道衬套是很有必要：a.频繁接触会导致损坏，设置主流道衬套后坏了更换可以快速经济；b.主流道衬套的材料可以与模板不同，因此可以节省贵重金属；c.如果主流道需要穿过几块模板而不设置主流道衬套，模板之间会出现溢料，导致主流道凝料难以取出。7）主流道衬套受到型腔或分流道塑料的反挤压力而脱出，因此主流道衬套必须与定模座板连接必须可靠。7.3.1.2主流道尺寸主流道横截面面形状通常采用比表面积最小的圆形截面。因主流道垂直于分型面，主流道设计成锥形，锥角=24，内

40、壁粗糙度Ra小于0.4m,小端直径D大于喷嘴直径0.53，通常取36。主流道长度由定模厚度确定:1）主流道大端直径约取D=d+2Ltg=8mm；2）主流道球面半径: 主流道入口的凹坑球面半径R,应该大于注射机喷嘴球头半径的23mm.反之,两者不能很好的贴合,会让塑件熔体反喷,出现溢边致使脱模困难.SR=注射机喷嘴球头半径+23 取SR=13+2.5=15.5（mm）；3）主流道长度L：一般按模板厚度确定，但为了减小充模时压力降和减少物料损耗，以短为好，小模具控制在50之内在出现过长流道时，可以将主流道衬套挖出深凹坑，让喷嘴伸入模具。本设计中结合该模具的结构取L=69.5（mm）；4）浇口套的结

41、构尺寸见图7-2图7-24）定位圈的结构尺寸见图7-3图7-37.3.2分流道介于主流道与浇口之间的一段流道，起过渡作用。在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的动通道，其作用是通过流道截面及方向变化，使熔料能平稳地转换流向注入型腔。分流道最理想的设计就是把流动树脂在流道中的压降降到最小。在多种常见截面当中，圆形截面的压降是最小的。7.3.2.1分流道设计原则1）一般应使从主流道来的熔体快速且均匀地到达浇口并充满型腔，因此要求分流道的流动阻力小，熔体降温少，流道凝料少，并且能将熔体均衡地分配到各个型腔。）型腔和分流道的布局以平衡式为佳。以确保各分流道

42、的长度、截面型状和尺寸相同，各个型腔同时均衡进料，同时充满型腔。最好使制品和流道在分型面上总投影面积的几何中心和锁模力的中心重合。2）型腔和分流道的布局以平衡式为佳。以确保各分流道的长度、截面型状和尺寸相同，各个型腔同时均衡进料，同时充满型腔。最好使制品和流道在分型面上总投影面积的几何中心和锁模力的中心重合。3）分流道表面不必很光滑，这样，流道内料流的外层流速较低，容易冷却而形成固定表皮层。4）分流道一般开设在动模或定模的一侧，以方便模具加工。5）分流道截面通常采用梯形或矩形，并要求截面尺寸适中，如截面过小，在相同注射压力下，使充模时间延长，制品容易出现缺料及波纹等缺陷。 7.3.2.2分流道

43、尺寸分流倒直径参考见表7-4表7-4常用塑料的分流道直径塑料名称或代号分流直径/mm塑料名称或代号分流直径/mmABS AS4.89.5PP4.89.5POM3.29.5PE3.69.5丙烯酸类8.09.5PPO6.49.5PA3.69.5PPO3.29.5PC4.89.5PVC3.29.5分流道截面积Ar: Ar=（D2/4）=（62/4）mm2=28.27mm27.3.3.冷料穴和拉料杆设计注射成型是一个周期性的，喷嘴处有冷料产生，为了防止在下一次成型时把冷料带进型腔而影响制品质量，一般在主流道或分流道的末段设置冷料穴，以储藏冷料并使熔体顺利充满型腔。 并非所有注射模都需要开设冷料穴，有时

44、由于塑料的工艺性能和注射工艺条件控制得好，很少产生冷料，且制品要求布不高，可以不设冷料穴。常见的冷料穴拉料结构可分为以下四种类型：带Z形头拉料杆；球形拉料杆；圆锥形拉料杆；无拉料杆冷料穴。该设计的拉料杆见图7-5。图7-5该注射模设采用的是第一种冷料穴拉料结构形式，在冷料穴底部有一根和冷料穴公称直径相同的Z形头的顶杆，称为Z形头拉料杆，这是最常用的形式。由于拉料杆头部的侧凹将主流道凝料钩住，分模时即可将该凝料从主流道中拉出。拉料杆的根部是固定在顶出板上的，故在制件顶出时，冷料也一同被顶出，取产品时朝着拉料钩的侧向稍许移动，即可将制件连同浇注系统凝料一道取下。主流道冷料穴常设在主流道的末端，开模

45、时应将主流道中的冷凝料拉出,所以冷料穴直径宜稍大于主流道大端直径; 其中D为主流道大端直径,该模具取d=D=7 (mm)。7.3.4浇口设计7.3.4.1浇口：是分流道与型腔之间最狭窄部分，也是浇注系统中最短小部分。7.3.4.2浇口的作用1）使从分流道来的熔体产生加速，以快速充满型腔。当熔体通过狭小的浇口截面时，其剪切速率增高，同时由于摩擦作用，熔体温度升高 ，熔体粘度降低，流动性提高，有利于充填型腔，获得外形清晰的塑料制品，但小浇口熔体流动阻力大，压力损失多，延长充模时间。2）熔体充满型腔后由接触面向中心层冷却固化由于浇口截面最狭窄，总是首先凝固，而凝固封闭后的浇口可以防止熔体倒流。3）便

46、于浇口凝料与制品分离。7.3.4.3浇口的种类、特点及应用场合1直接浇口 特点：a.熔体通过主流道直接进入型腔，流程短，进料快，流动阻力小，传递压力好，保压补缩强；b.浇注系统凝料少，模具结构简单，制造方便；c.去除浇口不便且产生明显的浇口痕迹，型腔封口迟，易产生气孔和缩孔。-应用场合：深腔的壳形或箱形制品。2. 中心浇口（直接浇口的变异形式）又可变异成盘形浇口，环形浇口，轮辐式浇口和爪形浇口。3. 侧浇口（又称边缘浇口） 特点：a.侧浇口一般开设在模具分型面上，从制品内侧或外侧边缘进料；截面形状通常采用矩形；去除浇口方便；b.压力损失大，保压补缩差，易产生气孔和缩孔及熔接痕；-应用场合：适用

47、于一模多件。4. 点浇口（又称针浇口、橄榄形浇口、或菱形浇口）特点：a.去除浇口后痕迹不明显，开模后可自行拉断，有利于自动化操作。为了使点浇口拉断时不至于损坏制品，并减少流动阻力，减小浇口的磨损，浇口与制品连接初采用圆弧或倒角过渡；b.压力损失大，制品收缩大，变形大；c.模具应设计成双分型面（三板模），以便脱出流道凝料，结构复杂5.潜伏式浇口又称隧道式浇口或剪切式浇口）特点：a.由点浇口演变而来，其流道设置在分型面上，浇口常设在制品侧面不影响制品外观质量的较隐蔽的部位，并与流道成一定角度，潜入分型面下面，斜向进入型腔，形成能切断浇口的刀口；b.开模时，流道凝料由推出机构推出，并与制品自动切断，

48、省掉了去除浇口工序；c.模具结构与侧浇口相似，但比点浇口的简单。 根据特点比较可以看出：该注射模浇口选侧浇口比较合理；也可参考下表7-6。表7-6部分塑料适合的浇口形式直接浇口侧浇口护耳浇口薄片式浇口环形浇口圆盘浇口点浇口潜伏式浇口PVC适合适合适合PE适合适合适合PP适合适合适合PC适合适合适合PS适合适合适合适合适合PA适合适合适合适合适合适合POM适合适合适合适合适合适合适合ABS适合适合适合适合适合适合适合适合丙烯酸脂适合适合适合7.3.4.3.浇口截面形状及尺寸常见的浇口的截面形状有矩形和圆形，这两种形式的尺寸精度容易保证，尤其矩形浇口用得比较广泛。浇口截面尺寸的大小对熔体流速及流态

49、均有直接关系，从而对制品质量影响很大。一般浇口截面积与分流道截面积之比为0.030.09，表面粗糙度Ra值不低于0.4。截面的形状多为矩形（宽度与厚度的比为3：1）或圆形；浇口长度约为0.52.0mm左右。在设计的时候一般取小值，在以便在试模时修正。浇口最终的具体尺寸根据经验和零件的尺寸和形状的要求确定。7.3.4.4.浇口位置选择原则1）浇口开设的位置应有利于熔体的流动和补缩： 当制品的壁厚相差较大时，为了帮助注射过程最终压力能有效地传递到制品较厚部位以防止缩孔，在避免产生喷射的前提下，浇口的位置应开设在制品截面最厚处，以利于熔体充填和补料。2）浇口位置应设在熔体流动时能量损失最小的部位：在

50、保证型腔得到良好充填的前提下，应使熔体的流程最短，流向变化最少，以减少能量损失。3）浇口位置应有利于型腔内气体的排出：如果进入型腔的塑料过早地封闭排气系统，型腔内的气体就不能顺利排出，结果会在制品上造成气泡疏松，充模不满，熔接不牢等缺陷。4）避免塑料制品产生熔接痕。5）防止料流将型心或嵌件挤压变形。 6）浇口位置的选择应考虑高分子取向对塑料制品性能的影响? 注射成型时，应尽量减少高分子沿着流动方向上的定向作用，以免导致制品性能、应力开裂和收缩等的方向性。但要完全避免是不可能的，因而必须恰当设置浇口位置，尽量避免由于定向作用造成的不利影响。8 排气系统的设计排气方式：利用模具零件的配合间自然排气

51、；开设排气槽；若型腔最后充满部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或活动型芯时，可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块以供排气。通气孔直径D不宜太大，否则烧结金属块受力后易变形。设计原则如下：1）排气槽通常开设在型腔最后被充满的地方，但熔体在型腔内充满的情况往往与浇口的位置有关，因此在确定浇口的位置时，同时要考虑排气槽的开设是否方便。2）排气槽最好开设在分型面上且在一侧，因为在分型面上如果因设排气槽而产生飞边也容易随制品脱出。3）排气口不应正对操作工人，以防熔体喷出发生工伤事故。4）排气槽最好开设在靠近嵌件或制品最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕，应排出气体并排出部分冷料（兼起溢料槽作用

52、）。但该模具为中小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气，所以无需设计排气槽。9 结构零部件设计9.1.标准模架模架是注射模的骨架和基体，通过它将模具的各个部分有机地联系成为一个整体。标准模架一般由定模座板、定模板、动模板、动模支撑板、垫块、动模座板、推杆固定板、导柱、导套及复位杆等组成部分。另外还有特殊结构的模架，如点浇口模架、带推件板推出的模架等。模架中其他部分可根据需要进行补充，如精确定位装置、支撑柱等。模架基本型组合是以直接浇口（包括潜伏式浇口）为主，其代号分别为A3、A2、A3、A4型四种。基本型组合：（1）推杆推出机构： 1）定模两板，动模一板式 （A3型）； 2）定、动模均匀两板

53、式 （A2型）；（2）推件板推出机构: 1）定模两板，动模一板式 （A3型）； 2）定、动模均为两板式 （A4型）；标准模架的实施和采用是实现模具CAD/CAM的基础，可大大缩短生产周期，降低模具制造成本，提高模具性能和质量。为了适应模具工业的迅速发展，模架的标准化程度和要求也必将不断深入和提高。因而此模架的选择是采用EMX软件，标准化选择的，效率又高，标准化程度又高。经过综合各方面考虑，此设计采用的是A2型组合。9.2.支承零部件设计模具的支承零部件主要指用来安装固定或支承成型零件及其他结构零件的零部件。支承零部件主要包括固定板、垫板、支承件及模座等。a:定模座板（346296mm，厚34m

54、m）；定模座板就是模具与注射机连接处的板,开模时定模板和定模座板直接分开,构成第一分型面.因导柱是固定在定模部分,定模座板与注射机直接接触,导柱的台阶被压在定模座板里。b:定模板（296296，厚46mm）；按常规这应该是定模固定板,但是鉴与塑件的特殊性,把型腔和定模板直接做成整体式,故叫做定模板,用以成型塑件的外部部分形状.导柱与定模板上的导柱孔采用H7/f6的间隙配和, 导套与定模板的孔采用H7/m6的过渡配合才能保证导柱自由的来回滑动导正;同时为了顺利产生第二次分型。C:动模板（296296，厚46mm）；d:支承板（296296，厚36mm）；支承板的作用是防止型腔、型芯、导柱或顶杆等

55、脱出固定板，并承受型腔、型芯或顶杆等的压力，因此它要具有较高的平行度和硬度。一般采用45钢，经热处理235HB或50钢、40Cr、40MnB等调质235HB，或结构钢Q235Q275。还起到了支承的作用，其要承受成形压力导致的模板弯曲应力。e:推件板（78396，厚5mm）；在此模具中不是平常说的完全意义的推板，而是直接和推杆固定的一块薄板,既推件板。f:支架(参考零件图)。9.3.合模导向机构设计9.3.1导向机构的作用1）定位作用：模具装配或闭合过程中，避免模具动、定模的错位，模具闭合后保证型腔形状和尺寸的精度。2）导向作用：动、定模合模时，首先导向零件相互接触，引导动定模正确闭合，避免成

56、型零件先接触而可能造成成型零件的损坏。 3）承受一定的侧向压力：塑料熔体在注入型腔过程中可能产生单向侧向压力，或由于注射机精度的限制，会使导柱在工作中不可避免受到一定的侧向压力。当侧向压力很大时，不能仅靠导柱来承担，还需加设锥面定位装置。导柱导向机构是比较常用的一种形式，其主要零件是导柱和导套。9.3.2导柱导柱结构尺寸见图9-1。 图9-19.3.3导套设计要点：导套前端应倒有圆角。通常导套采用淬火钢或铜等耐磨材料制造，但硬度应低于导柱硬度，以改善摩擦及防止导柱或导套拉毛。导套孔滑动部分按H8f8间隙配合，导套外径按H7n6过渡配合。结构尺寸见图 9-2。图9-29.3.4导柱导向机构设计要

57、点导柱导向机构适用于精度要求高，生产批量大的模具。当对于小批生产的简单模具，可不采用导套，直接与模体间隙配合。同时在设计导柱和导套时和应注意以下几点：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，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后变形。2）导柱的长度比型心端面的高度高出68mm，以免型心进入凹模时与凹模相碰而损坏。3）导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，长采用20号低碳钢经渗碳0.50.8mm，淬火4855HRC，也可采用T8A碳素工具钢，经淬火处理，导柱工作部分的表面粗糙度为Ra0.4m。4）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

58、，导套的前端也应倒角。5）导柱设在动模一侧，可以保护型心不受损坏，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配形式。6）一般导柱的滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分的配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。7）除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。8）导柱的直径应根据模具的大小而决定，也可参考标准模架的数据。对以上各个条件的综合考虑，本设计中采用了二根导柱，其布置为等直径导柱对称布置。10 推出机构设计10.1推出机构定义把塑件及浇注系统从从型腔中或型芯上脱出来的机构。10.2推出机构设计原则1）结构可靠。2）推出位置尽量选在塑件内侧,保证塑件外观良好。3）保证塑件推出时不变形不损坏，脱模力作用位置靠近型芯，脱模力应作用于塑件刚度及强度最大的部位，作用力面积尽可能大。4）尽量使塑件留于动模一侧，塑件留于动模推出机构简单，否则要设计定模推出机构。5）尽量选在垂直壁厚的下方，可以获得较大的顶出力。6）每一副模具的顶杆直径最好