塑料饭盒模具设计说明书

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1、2011届机械专业毕业设计（论文）1塑料饭盒模具设计 【摘要】 这一次的毕业设计是把在学校，和在实际中学到的知识全部使用出来的一个过程，要有基本的模具知识，对注射模有一定的了解，具备设计一个简单程度零件的能力和注塑模设计的基本原理和方法，完成结构设计的能力，也能熟悉和运用CAD等画图工具。这次的设计主要都涉及到了模具的结构，模具注射机的数据校核，模具分型面的选择，主流，分流道的设计，排气，冷却系统的设计，凹凸模具的结构设计，各个有关零部件的计算。模具的设计零部件都进行了图形设计。 设计的过程设计到了许多的计算，要通过计算来确认模具的设计是否可行，是否可以达到设想的目标。【关键词 】：模具 注射

2、模具 结构The plastic box mold design【Abstract】 This graduation design is to the school, and in the actual high school to all of the knowledge and use of a process to have the basic knowledge of mold, injection mold has certain understanding, have the ability to design a simple parts and injection mold d

3、esign basic principle and the method, ability to complete the structural design of, can also be familiar with and use of CAD and other drawing tools.This design mainly refers to the structure of mould, injection mould machine data check mold into surface choice, mainstream, runner design, exhaust, c

4、ooling system design, convex and concave mold structure design, all relevant parts of the calculation.The design of the mold parts and components are graphic design.The design of the process design to a lot of calculations, to confirm the design of the mold is feasible, whether it can achieve the en

5、visaged goal. 【 Key words】: die, injection mould structure前言1第一章 塑件的材料及结构分析11.1 塑件的原材料11.2 设计工具介绍21.3 注射模概念21.4 塑件尺寸31.5 尺寸精度分析41.6 成型工艺参数的确定4第二章注射模的结构设计52.1 零件体积与质量的计算52.1.1 计算塑件的体积和重量52.2型腔数目的确定52.3 确定注射压力52.3.1 最大成形面积的计算52.3.2 注射压力的确定52.4 选择注射机62.4 最大注塑量的校核6注射机的注射量必须要能满足塑件的成型要求为了确保塑件的成型质量，充分利用设备的

6、能力，选择范围一般在50%80%故K取0.8。62.5锁模力的校核62.6 塑化能力的校核72.7 分型面的设计72.7. 1分型面的分类72.7.2 分型面选择原则82.8 浇注系统的设计82.8.1 浇注系统92.8.3主流道的设计92.8.2分流道设计112.8.3浇口的设计132.8.4 剪切速率的校核142.8.5主流道剪切速率校核142.8.6 浇口剪切速率的校核152.10排气系统的设计152.11 模具冷却系统的设计173.1注射模模架183.2凹模的结构设计203.3凸模的结构设计204 成型零件工作尺寸的计算214.1型腔有关计算224.2型腔侧壁和底板厚度的计算234.3

7、型腔底板厚度计算235 导向机构设计245.1导向机构的功用245.2导柱,导套245.3定位环255.4推出机构265.4.1脱模力的计算265.4.2推出机构设计原则265.4.3常用的推出机构266 工作过程27总结27致谢语28参考文献28 前言 塑料是石油产品的一种，它是在合成树脂中加入了许多材料，如增塑剂，稳定剂等形成的一种颗粒或粉末化合物。这些颗粒化合物被加热形成熔融液体进入到一个型腔中，等塑料冷却之后然后被取出，并塑件形成的是型腔的形状，这个具有型腔的东西称为模具，通常称为塑料模具。模具是因为可以起的控制和在一定范围内限制流动的物质（固体或液体），以形成我们想要的形状，所以成为

8、了制造业的一种常用的技术和设备。现代产品的生产，由于模具节省原材料，模具，加工效率高，互换性好等一系列特点，得到了广泛的应用，并发展成为一个现代化的工业生产技术发展的明确方向和重要手段。模具工业逐渐在我国国民经济发展中的成为了重要基础产业之一。许多国民经济支柱产业之中，比如机械、汽车、石油化工、电子和建筑等，都对模具的发展提出了更高的要求。模具在锻造、塑料加工、压铸等行业中起着重要作用。模锻件、冲压件、挤压和拉拔件等，都是利用模具来对金属材料进行塑形而获得的；在模具中进行塑形也可以利用到压铸零件和粉末冶金零件中；模具的应用范围很广泛，也可以用到许多非金属材料的成形中，比如塑料、陶瓷、玻璃制品等

9、。少无切削加工是机械制造业发展的一个方向，而模具是利用压力加工实现了无切削的工艺，机械制造业也向着少无切削的加工方向发展。模具也因为有着成形优质、高产、低消耗和低成本等特点，得到了比较广泛的应用。因此，模具技术及模具工业不仅在国民经济和社会发展中起着举足轻重的作用，而且还与人类生产生活息息相关。第一章 塑件的材料及结构分析1.1 塑件的原材料 塑料饭盒主要用于盛装食品，在我们的日常生活中是比较常见的塑料制品。由于饭盒的常见用途，所以要使用具有无毒无异味的原料制成，综合比较各种塑料的性能与特性，所以选择聚丙烯（PP）作为饭盒的原材料首选材料。 聚丙烯（PP）是目前世界上年产量最大的一种塑料。聚丙

10、烯树脂是具有无色透明，有一定光泽的刚粒性材料。密度比水小（密度为0.900.91），透明度较聚乙烯（PE）高，透气性低。聚丙烯与聚乙烯相比，很多性能都非常优越。电绝缘性和耐化学腐蚀性能与聚乙烯相同。但常温下可经受300万次的弯折，聚丙烯的透明度、耐热性也更好。其拉伸强度非常高，聚丙烯有着的吸水率低，绝缘性能好，对弱酸、弱碱有着一定的抵抗性。聚丙烯在100oC以上的温度下可以进行消毒灭菌，熔点为164170oC，其最高使用温度达150oC，最低使用温度达-15oC。聚丙烯树脂的最大缺点是耐老化性能差，所以聚丙烯塑料需要添加抗氧化和紫外线吸收剂，以抵抗这些缺点。另外在低温下，耐冲击的性能也比较差。

11、聚丙烯是国际安全级材料，加热也不会释放有毒物质，是各种容器、厨房用品、医疗器械，饮料包装、玩具等诸多重要塑料制品的优选原材料1.2 设计工具介绍“UG软件起源于美国麦道飞机公司自行开发的 UG/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，并对其进行运动分析、干涉检查、仿真运动及载荷分析。UG主要功能有：参数化或传统的实体造型及丰富的曲面造型；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轴铣削加工的所有范围、干涉检查等 UG具有良好的 2次开发环境和数据交换

12、能力。” “Solidworks软件功能强大，组件繁多。 Solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。” 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及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

13、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。最新版本新增了实验设计技术功能，它可以自动建立和运行一系列的分析，分析结束后，分析结构将自动生成。 CAD/CAE设计模具的一般步骤 塑件的几何形状决定了塑料模的型腔和型芯的设计的，因此，重要的是塑件的三维模型要准确地建立起来，并对塑件的形状进行详细的叙述，模具设计过程都要以塑件的尺寸为基础。然后进行模具具体方案的设计，如模具的浇注系统，排气系统和冷却系统等的设计，利用软件进行各种分析工作，进而优化模具的结构设计，根据结果对排气，浇注、冷却等设计出来系统进行

14、修正。要有模具零件的三维模型，就可以进行零件(如镶块、抽芯等)的干涉检查，以确认设计是否正确。为了得到模具总装图可以对装配模型进行剖切等操作，为了得到二维工程图可把模具零件的三维图进行导出。模具成型零件的三维模型可以方便的导成二维图，还可以进行加工。 近来，塑料模具设计和制造一般使用CAD/CAM 软件与一些配合软件进行画图。现在面临的难题是开发与推广专用模具设计软件。CAE分析只能在一定的条件下对塑料成型过程进行模拟，不能对分析结果进行改正和优化。集成专用的塑料模具 CAD/CAE软件，提高其智能化程度，是塑料模CAD/CAE技术发展的趋势。 1.3 注射模概念 在注射机内塑料等物料在熔融状

15、态下是被一些装置，如螺杆和活塞的工作下，经过喷嘴注射和模具的浇道系统进入型腔，并在物质冷却后在型腔内形成需要的塑件，这个成型过程中需要的成型工具。图1-1模具注射示意图图1-2模具注射示意图1.4 塑件尺寸 塑件是一个方形的饭盒，在上方有一个环形的凸柄，具体尺寸见图图1-3饭盒体俯视图图1-4饭盒体主视图1.5 尺寸精度分析饭盒的尺寸精度要求不是很高，注射时在控制好工艺参数的情况下，只要对模具零件的尺寸进行加工，就可以满足饭盒的表面要求光滑、没有毛边，表面质量要求不高的要求，饭盒的尺寸精度中等偏上，零件的成型要求很简单就能满足。1.6 成型工艺参数的确定 塑件注塑成型工艺参数工艺参数规格预热及

16、干燥温度：80100度时间：12h料筒温度后段中段前段160180180200200220喷嘴温度模具温度8090注射压力70100成型时间注射时间高压时间冷却时间总周期206003209050160螺杆转速100后处理第二章注射模的结构设计2.1 零件体积与质量的计算2.1.1 计算塑件的体积和重量塑件体积计算：测量后可得塑件体积v=102.149cm取v=102cm塑件的质量计算：查表得聚丙烯的密度为0.91M=密度x体积=102x0.91=92.82取92g=r（1-1）式中： M塑件的质量； V塑件的体积。2.2型腔数目的确定饭盒的精度要求不高，选择腔模时，要考虑到节约时间，降低制造中

17、的成本问题，提高生产效率等问题，一般选择型腔越多，精度越低的型腔。型腔数目可以根据注射机的最大注射量来确定 n(K-m)/m （2-1）式中： n： 型腔的数目 K: 注射机最大注射量的利用系数，取0.8 ：注射机最大注射量，g m：浇注系统凝料量，g m： 单个塑件的质量，g 经过计算和产量的要求，n取2，采用一模2件的形式。2.3 确定注射压力2.3.1 最大成形面积的计算型腔总的投影面积为： A=105mm2.3.2 注射压力的确定塑料制品能成形需要的压力必须小于注射机的注射压力，注射机的压力还应该有一定的剩余才能保证成型。P机p塑 （2-2）式中： P机注射机最大注射压力 P塑制品成形

18、所需成型压力查表可得聚丙烯（PP）的成型压力为70100MPa，故p机p塑2.4 选择注射机 已知聚丙烯（PP）要成型需要的注射压力是70100MPa，可以选用螺杆式注射机。所选注射机的主要参数如下：选择SZ-250/100注射机，其主要参数如表所示注射机参数型号SZ-250/螺杆直径（mm）45注射容量（cm3或g）250注射压力（N/cm3）150锁模力 （KN）600最大注射面积（cm2）模具厚度（mm）220400模板行程（mm）300喷嘴球半径（mm）10喷嘴孔直径（mm）4喷嘴伸出量（mm）20顶出行程（mm）90外形尺寸（m * m * m）5.1 X 1.3 X 1.82.4

19、最大注塑量的校核 注射机的注射量必须要能满足塑件的成型要求为了确保塑件的成型质量，充分利用设备的能力，选择范围一般在50%80%故K取0.8。注射机的最大注射量可以利用如下公式求得：KMMn+M （2-3）式中： M注射机最大注射质量（g）M每件塑料制品的质量（g） n每模型腔数； M浇口凝料总质量（g）；已知n=2，则注射机最大注射质量满足要求2.5锁模力的校核 校核注塑机的额定锁模力，先要计算分型面面积与型腔压力，可以按下式计算注塑机的额定锁模力：FK AP （2-4）1.351/43.1410523610288.22KN因此锁模力满足要求。式中 : F：注塑机额定锁模力为600KN； K

20、安全系数，取K=1.2； 2.6 塑化能力的校核因为初定的成型周期为60秒，可以计算实际要求的塑化能力=即：200/60=3.4（g/s），远小于注塑机的塑化能力22.2（g/s），说明注射机可以满足塑化要求。2.7 分型面的设计2.7. 1分型面的分类 为了将在模具型腔凝中冷却而形成的塑件件取出来, 必须将模具分成两部分,方便塑件的取出，分开的两大部分称为定模和动模。定模和动模接触的最大面为分型面。分型面的形状有平面（a）、斜面（b）、阶梯面（c）、曲面（c）等如图。有以下几种分型面的方式； 图2-1分型面视图 分型面不仅对塑件的表面质量，尺寸精度和形位精度有着直接的影响，同时还与塑件的脱模

21、，型腔型芯结构和排气系统的设计，以及进料浇口和模具制造有着密切的联系。在选择和确定分型面的位置和形态时，要考虑许多方面的问题，确定最好的方案。2.7.2 分型面选择原则选择模具分型面时，通常应考虑以下几项原则：动，定模接触最大截面处一般为分型面塑件留在有推出机构的一侧排气的方便塑件的外观不要有损伤塑件要容易脱模塑件尺寸精度要达到标准便于成型零件的加工本次设计选择分型面，选择平面最大接触面处图2-2 分型面如图 2.8 浇注系统的设计 2.8.1 浇注系统 主流道分流道与注射机的喷嘴之间的一段流料通道。 浇注系统 分流道浇口和主流道之间的流料通道。 浇口分流道与模腔之间长度很短且截面很小的一段料

22、流通道。 冷料井用于储存前端冷料的流道末端。 浇注系统是指液体塑料从注射机喷嘴到型腔经过的一段进料通道。浇注系统的设计好坏对模具的形成有着重要的作用，浇注系统将塑料熔体均匀地送到型腔，注射压力也能均匀的到型腔的各个部位，浇注系统决定了塑件形状完整、质量优良的作用。2.8.2浇注系统设计原则对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则。.塑件的系统流道应尽量的短，以免热量的流失。.尽量避免或减少产生熔接痕，利于排气。.型腔中气体要尽量方便的排出。.型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。.为了避免浇口的残痕影响塑件的外观，浇口位置要适当。.防止模具承受偏载而产生溢料现象。.为了减少塑料的耗量

23、，浇注系统容积尽量小。2.8.3主流道的设计浇注系统中从注射机喷嘴开始熔体流过的到达分流道的一段通道称为主流道，由于熔体的温度和压力损失会影响塑件成型，塑料熔体的流速受到主流道影响，所以要认真考虑设计。通常不直接开在定模板上, 因为主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞,而是将它单独设计成主流道衬套镶入定模板内。图2-3 一般主流道衬套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14（2）主流道衬套形式设计时，通常将主流道部分设置在可拆卸的主流道衬套（俗称浇口套）内，避免主流道与高温塑料熔体和喷嘴之间的反复接触与碰撞带来的破坏。浇口套一般选用碳素工具钢，模具上应设有定位圈

24、，以方便模具安装时与注射机的对中。 图2-4浇口套2.8.2分流道设计 分流道是指主流道末端开始塑料熔体流动到浇口之间的一段通道。分流道的设计合理可以减少流动中的热量损失与压力损失，分流道可以改变熔质流向，使熔质可以完好分布到各个型腔中。 分流道设计要点： 在注塑压力满足塑料熔体充满型腔的情况下, 分流道截面积与长度尽量取小值, 分流道转折处应以圆弧过度。 冷料井一般开始在分流道的末端。 分流道的位置可以根据，注射口的设计位置来决定。 分流道与浇口连接处应加工成斜面, 并用圆弧过度。图2-5分流道形式浇道状态:浇道截面说 明圆形 冷却的速率最慢, 热量的损耗及摩擦损失很低, 但是加工困难。正方

25、形 流动的阻力大, 比较少采用.半圆形 离模性佳,适合用在分模面比较复杂的模具.但是流动的阻力大,比较少采用.矩形优缺点接近半圆形浇道 梯形 容积高出圆形浇道 较易加工, 脱模.适用于多板模具 废料较 多。 图2-6分流道位置塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、分流道长度、注射速率等因素都能被分流道的形状及尺寸影响。饭盒的外形结构简单，短的分流道可以容易熔料的填充。为了便于加工起见，选用形状为圆形分流道，并同时开设在动、定模板上, 合模后形成分流道截面。2.8.3浇口的设计 浇口就是使型腔和分流道相连接的进料通道。浇口是浇注系统中长度最短、截面尺寸最小的部分。 浇口的作用为：由于塑料熔体在流动时

26、，塑料流的温度升高、粘度降低，从而提高了塑料的流动性，有利于充型。在注射过程中，塑料熔体充型后在浇口处快速凝固，凝固体堵住了浇口，有效地防止了熔体倒流。塑料熔体成形后也便于塑件与整个浇注系统的分离。但是，浇口的尺寸过小会使压力损失增大，冷凝加快，补缩困难。 图2-7侧面浇口特点 常用的浇口形式有：点浇口、潜伏式浇口、测浇口、直接交口、扇形浇口、环形浇口等。根据塑料型腔的分布和产品外观要求，本设计选用侧浇口，浇口的位于饭盒体环柄处。 2.8.4 剪切速率的校核经查询可知当注射模主流道和分流道的剪切速率R=5.810510S、浇口的剪切速率R=1010S时，所塑件的成型质量最好。对一般的热塑性塑料

27、而言，可以用经验公式计算。 (2-1)式中： q单位体积的流量（CM/S）； R浇注系统断面的当量半径（CM）。2.8.5主流道剪切速率校核Q=0.8Q/T (2-2)=338.21.5=225.5 （CM/S）T注射时间：T=2.5（S）； R主流道的平均当量的截面半径：R=0.538（CM） (2-3)d： 主流道小端的直径 : d=0.63 （CM）；d：主流道大端的直径，d=1.2（CM） R= (2-4)= 3.3158.9/(3.140.2783)=1.4710 S 5101.4710510 (满足条件)2.8.6 浇口剪切速率的校核 =3.3152/(3.140.423)=1.4

28、5103 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。但浇口的剪切速率是合适的，因为由于模具比较特殊，为一模2腔，压力损失少，进料速度快，成型比较容易，传递压力好，。从以上的计算结果分析可以看出，流道和浇口的剪切速率在合理的取值范围内，说明流道和浇口的尺寸选择是合理的。2.10排气系统的设计排气: 塑料型腔内的气体会对塑件的成型质量有着很大的影响，可能造成注射不均匀，塑件表面不光滑的状况。注射过程中由于模板间都是完全封闭的，所以把型腔内的空气排出是非常有必要的。注射过程中气体来源: （1).进料系统和型腔中存在的空气. （2).

29、塑料中含有的水分蒸发. （3).塑料被分解过程中产生的气体. （4).塑料中某些添加剂分解或与物质产生化学反应.型腔中的气体在塑料的形成过程中一定要及时排出。否则，塑件可能会产生许多的问题，随着体积的收缩影起空气压缩进而产生高温。空气温度的过高可能影起塑件的部分碳化，或着会有塑件内部会有一定的气泡，也可能影起塑件的强度下降，严重的会导致充模不满。 为保证成品质量,在不影响成型的情况下开设排气结构. （1).在分型面开排气结构. （2).中心顶杆排气 （3).顶针排气 （4).成型芯排气 （5).侧型芯排气由于该模具设计中，塑件饭盒为中小型塑件，分型面设置在饭盒口部平面。所以，本设计可以利用分型

30、面排气如图。图2-8分型面2.11 模具冷却系统的设计注塑模具的冷却系统的设计，不仅会影响成型塑件的质量，也会直接影响着塑件的生产效率。为了塑件能够完好冷却定型并快速脱模，因此塑料在注射成型后，必须马上要对模具进行有效地冷却，从而使熔融的塑料熔体的热量尽快地散失。因为聚丙烯等成型工艺要求的模温不高、流动性也较好，使用常温水对塑件进行冷却已经足够。根据体积流量的公式得： =MQ/60c（1-2） （2-5） =（1.252.5）/604.451（25C-20C） =0.35m/min：冷却水体积流量，m3/minM：单位时间注射入模具内的树脂质量，kg/hQ：单位时间内树脂在模具内释放的热量，J

31、/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，CZ 图2-9水嘴 流道3 结构部件设计3.1注射模模架将模具的各个部分有机的联系为一体的就是模架，它是注射模的骨架和基体图3-1模架正视图图3-2模架左视图编号名称编号名称1动模固定板11定位环2方铁12内六角螺丝3推板固定模13浇口套4推板14内六角螺丝5动模板15水嘴6凸模16导柱7凹模17导套8定模板18顶杆9定模固定板19复位杆10内六角螺丝20垃圾钉3.2凹模的结构设计 凹模（型腔）是形成成型塑件的外表面的凹状零件，凹模又被称为型腔。按照结构组成的不同可划为整体式的、和

32、组合式的两种. 组合式凹模的加工工艺性好，但装配调整时会有一定困难，有时塑件表面会留有拼接的痕迹。组合式凹模主要用于形状复杂的塑件成形。图3-3凹结构3.3凸模的结构设计凸模（型芯）是成形塑件内表面的凸状零件。凸模是组合式。组合式型芯可分为整体嵌入式和镶接式。整体嵌入式型芯的凸模是将凸模单独加工后镶入模板中组成，这样可以节约贵重模具材料，便于加工，尺寸精度容易保证。当凸模结构复杂或加工困难时，可将凸模分成容易加工的几个部分，然后镶拼起来装配入模板中。图3-4凸模结构4 成型零件工作尺寸的计算 成形零件的工作尺寸是指凹模和型芯直接构成塑件的尺寸。为了保证塑件质量，成型零部件的工作尺寸与精度，被在

33、模具设计时设计的塑件的尺寸与精度等级影响。影响成形零件尺寸的因素有很多，主要包括以下几个方面： 成形收缩率塑件成形后的收缩率与多种因素有关。在实际工作中，成形收缩率的波动很大，从而引起塑件尺寸的误差很大。在计算工作尺寸时，通常按平均收缩率计算： (4-1) 式中： S塑件的平均收缩率； Smax塑件的最大收缩率； Smin塑件的最小收缩率。查得聚丙烯（PP）的收缩率为1.02.5，则： S=(1+2.5)2%=1.75%一般情况下，由收缩率波动而引起的塑件尺寸误差要求控制在一定塑件尺寸公差内。4.1型腔有关计算 公式：D=d(1+S)-x& （4-2） 长 D=d(1+S)-x& =130(1

34、+1.75%)-0.75X0.9 =132 D=d(1+S)-x& =135(1+1.75%)-0.75X0.9 =137宽 D=d(1+S)-x& =70(1+1.75%)-0.75X0.9 =71 D=d(1+S)-x& =75(1+1.75%)-0.75X0.9 =76高 D=d(1+S)-x& =75(1+1.75%)-0.75X0.9 =76 D型腔、型芯径向工作尺寸，mmS塑件的平均收缩率d塑件的径向尺寸，mm&塑件的尺寸公差，mmx修正系数。当塑件尺寸较大、精度级别较低时，5.0=x；当塑件尺寸较小、精度级别较高时，75.0=x。4.2型腔侧壁和底板厚度的计算 模具在注射的过程中

35、，塑料会对型腔产生的高压作用，动模具和定模具都要有足够的强度和刚度来承受高压，否则型腔会产生塑形变形和破裂，甚至可能产生过大的弹性形变破坏型腔，使塑料泄漏等问题。计算型腔壁厚时，应采用熔体充满型腔的瞬间产生的最大压力进行计算。尺寸大的模具型腔，主要进行刚度计算；尺寸小的型腔则主要进行强度计算（1）按刚度条件计算：刚度：S= （4-3）=15.3mm式中：S-矩形长边侧壁厚度mm P型腔压力MPa a型腔侧壁受压高度mm L型腔长边长度mm A型腔侧壁全高度mm 【&】允许变形量mm E模具材料的弹性模量MPa 【】模具材料的许用应力 MPa 4.3型腔底板厚度计算刚度计算 （4-4） =17.

36、2mm5 导向机构设计5.1导向机构的功用定位作用为了合模后型腔的塑件形状不发生变化，就要它保证模具的正确位置。导向作用为了防止损坏凹凸模，合模时就要它引导动模按顺序正确闭合。承载作用导柱在工作中承受一定的侧向压力。5.2导柱,导套 在模具工作中的过程中起导向作用的，工作零件是导柱，导套。一套模具的精度一般都取决导柱，导套的配合精确度，所以要保证导柱孔和导套孔的位置在模座中必须要十分准确。另外，为了防止模具在组合时发生错位的现象，要准备许多措施。在模具生产中导柱和导套温度的升高，是工作中摩擦力的作用，因此模具在设计时应把导柱安排在冷却水路附近。图5-1导套图5-2导柱 5.3定位环 因为在模具

37、合模过程中会出现一些使模仁错位的动作，这个时候只靠定位柱是不够的，定位环的作用就凸显出来了，当塑件的产品质量质量要求较高时，定位环可以提高模具的精度。在设计过程中模座的大小决定了定位环的大小而不同形式的定位环要根据不同的场合选用才能更符合实际情况。当塑件的型腔较深时且成品质量品质要求高时，可根据情况使用。 图5-3 定位环5.4推出机构 把塑件从成形零件上脱出的机构成为推出机构。推出机构工作时，必须克服塑件与型芯之间的摩擦力。5.4.1脱模力的计算注射成形后，塑件具有一定的收缩性，在模具内定型，由于塑料塑件的冷却导致塑件紧紧的包裹在型芯上，。塑件想要脱离型芯，就必须要克服与型芯之间的摩擦力。对

38、于一般不带孔的塑料件，克服大气的压力也要考虑在影响脱模因素里。一般来说，塑件需要克服的阻力最大的时候是在开始脱模的时候，所以，在刚开始要脱模时脱模力为最大脱模力。脱模力F可用下式计算：F=PA(cos-sin)+F （5-1）式中： m塑料与钢的摩擦系数； p塑料对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下， 模外冷却的塑件P=(2.43.9)x10pa;模内冷却的塑件；p=(0.81.2)x10pa A塑件包容型芯的面积； a脱模斜度。本设计中采用模内冷却，则A=各面积相加=46780p；取p=0.8x10pa=；查知聚丙烯型芯的脱模斜度为2550，故脱模斜度取a=0.5；知聚丙烯型芯与钢的摩擦系

39、数为0.490.51，取5.0=m。则由公式计算得：F=0.8x10x46780x10x（0.5x1-0）+1=374240N=374KN=+-。5.4.2推出机构设计原则（1）推出机构应设置在动模的那一侧。（2）塑件要求是表面要光滑，不能有破损。保证塑件能够不因推出而变形损坏。（3）在推出机构中要求机构简单，以求节约不要有多余动作，确保塑件完好脱模。（4）塑件的外观不要破坏，推出塑件的位置要应尽量设在塑件的内部。（5）合模时能正确复位。在设计推出机构时，还应考虑如何在保证不与其它模具零件相干涉的情况下，合模时机构能正确复位。5.4.3常用的推出机构常用的推出机构包括推杆推出机构、推件板推出机

40、构、推管推出机构、活动镶块及凹模推出机构等。采用推杆推出机构: 推杆机构的功能是在开模把塑件从凸模上迅速顶出进行脱模,推杆的顶面是塑件的一部份.推杆的位置和使用的力量大小都要适合,否则会导致塑件成型成败,推杆一般设计在凸模面上. 图5-3推杆6 工作过程 开模合模过程 当模具被架到注塑机上时凹模侧被固定在注塑机面板上的是不可以移动的但凸模侧是可随注塑机一起运动。 开模过程 为了能使模具中的塑料被顺利取出，凸模侧在注塑机的拉力作用下与凹模侧分开一直到塑件可以被取出时停止不动。由于注塑机背杆的推动带动顶板和顶出机构向前运动进而将塑件成品顶出(自然落下或用机械手取走)。 合模过程在注塑机的推动作用下

41、凸模侧向凹模侧运动由于复位杆没有回到原位回位销就要最先接触凹模侧复位杆受到阻力，迫使复位杆带动凸模侧回位当凹凸模完全重合时注塑机开始工作注塑开始。 总结 通过这次设计，我学到了许多以前没有仔细思考的东西，模具的设计需要考虑许多的东西， 比如本次的饭盒模具设计的浇口套，和定位环的设计，就要考虑到凹模的深度，就设计的比较向下移，浇口的位置和浇口的选用要考虑到饭盒的表面精度，饭盒的表面不能有明显的痕迹。 任何简单的塑件在设计之前都要知道其作用和工艺要求。模具的型腔设计也有许多的原则，一些对精度要求不高的塑件可以设计成一模多腔，一般来说，型腔越多精度越低。 考虑到饭盒的尺寸和要求的精度，选择一模两腔比

42、较合理，可以提高工作效率，选择之后要仔细考虑如流道，排气系统，冷却系统的设计。设计时要注意许多的东西，不然都有可能导致模具形成出现失败的现象。 毕业设计是一次测试，我们在大学四年的时间学到了很多知识，通过这次的设计让我们把学到的知识表现出来，体现了我们的综合素质。要把饭盒模具设计出来，我也花了许多的心思，查看了许多的书和相关知识，模架有许多可以选择，但里面的许多的凹凸模具，塑件形成的影响因素，都要考虑进设计里面，我出现了很多的错误，幸亏老师的指正才能顺利的完成。 注射模具的设计让我明白了许多关于模具的知识，也明白了自己的不足之处，让我的能力得到了提升，为以后在工作中的各项能力打下了坚实的基础。 致谢语本次设计在张卫老师的指导下完成。参考文献 【1】赵波等.ug CAD实用教程.北京：清华大学出版社，2002 【2】陆劲昆等.ug 注塑模具设计.北京：北京大学出版社，2002 【3】屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，1996 【4】塑料模设计手册著.塑料模设计手册.北京：机械工业出版社，1994 【5】黄毅宏等.模具制造工艺. 机械工业出版社，1999【6】 塑料模具设计-朱光力-清华大学出版社2005 【7】杨关全.模具设计与制造基础.北京：北京师范大学出版社，200527