塑料碗的模具设计

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1、北京理工大学珠海学院2011届本科生毕业设计（论文）塑料碗的模具设计摘 要模具是工业生产用的重要工艺装备，在现代工业生产中，60%-90%的工业产品需要使用模具，模具工业已经成为工业发展的基础。而塑料工业是新兴的工业领域，是一个发展迅速的领域。目前塑料产品几乎已经进入了一切工业部门以及人们日常生活的各个领域，特别是在日用品、交通运输、轻工、机械、电子、航空等领域，显示着巨大的优越性和发展潜力。注射成型作为塑料成型的一种重要方法，具有生产效率高、设计灵活、可以成型形状复杂制品等优点，被广泛地应用在市场上。本次毕业设计以日常生活中常用到的用品塑料碗作为研究对象，以注射成型的方法进行模具设计。在设计

2、过程中，通过查找资料和参考文献，可以对模具设计有一个初步认识，根据塑件的工艺特点，合理选择最优材料，确定型腔数，选择注射机，进行浇注系统的设计，成型零件尺寸的计算、脱模机构和导向机构等的设计及计算，最后绘制塑料碗的模具设计装配图和凹凸模零件图，完成此次设计任务。关键词：塑料模具 注射成型 模具设计 plastic bowl molding tool designAbstractMold is an important industrial process equipment used in modern industrial production, 60% -90% of industrial

3、 products need to use the mold, the mold industry has become the basis for industrial development. The plastics industry is an emerging industry, is a rapidly developing field. Currently plastic products have entered almost all industrial sectors and in all areas of daily life, especially in the com

4、modity, transportation, light industry, machinery, electronics, aviation and other fields, showing the great advantages and development potential. Plastic molding injection molding as an important method with high efficiency, design flexibility, complex shape can be molded products, etc., are widely

5、 used in the market.The graduation design commonly used in daily life supplies - plastic bowl as the research object, the method of injection molding mold design. In the design process, by looking for information and references, you can have a preliminary understanding of mold design, plastic parts

6、according to process characteristics, reasonable to choose the best material to determine the cavity number, select the injection machine, the gating system design, prototyping calculation of part size, stripping agencies and design-oriented institutions and calculation, and finally draw the plastic

7、 bowl assembly and mold design mold parts bump maps, to complete the design task.Key words：plastic mold injection molding mold design目 录摘要ABSTRACT1绪论11.1塑料模概述1 1.1.1塑料模的分类1 1.1.2塑料模的发展背景2 1.1.3塑料模的发展现状及趋势31.2本论文的主要研究内容32塑件成型方案的确定42.1工艺性分析4 2.1.1塑件的原材料分析4 2.1.2塑件的尺寸精度及表面质量分析62.2成型方案及模具总体结构的确定7 2.2.1型

8、腔数目的确定7 2.2.2分型面的确定72.3注射机的选择8 2.3.1注射机的型号的选择8 2.3.2注射压力的校核8 2.3.3锁模力的校核92.4本章小结93注塑模结构设计103.1成型零件的设计10 3.1.1型腔的设计10 3.1.2凹模的设计10 3.1.3 型芯的设计123.2浇注系统的设计13 3.2.1浇口设计13 3.2.2主流道设计14 3.2.3分流道设计15 3.2.4浇口套设计16 3.2.5定位圈的设计163.3脱模机构设计17 3.3.1脱模机构的设计17 3.3.2脱模力的计算203.4导向定位系统设计20 3.4.1导柱的设计20 3.4.2导套的设计223

9、.5排气系统的设计233.6模架的选用243.7模具装配图243.8本章小结264总结27参 考 文 献28附 录29谢 辞301 绪论1.1塑料模概述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。塑料模优化设计，是当代高分子材料加工领域中的重大课题。推动塑料模技术的进步应是刻不容缓的策略，大型塑料模的设计技术和制造水平，可标志一个国家工业化的发展程度1。1.1.1 塑料模的分类按照塑料制品成形加工方法的不同，通常可以将塑料模具分为以下6大类型：1) 注塑模, 它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具，塑料注射成型模具对应的加工设备是塑料注射成型

10、机，塑料首先在注射机底加热料筒内受热熔融，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。其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成。制造材料通常采用塑料模具钢模块，常用的材质主要为碳素结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢等。注射成型加工方式通常只适用于热塑性塑料品种的制品生产，用注射成型工艺生产的塑料制品十分广泛，从生活日用品到各类复杂的机械、电器、交通工具零件等都是用注射模具成型的，它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法。2) 压膜，包括压缩成型和压注成型两种结构模具类型。它们是主

11、要用来成型热固性塑料的一类模具，其所对应的设备是压力成型机。压缩成型方法是根据塑料特性，将模具加热至成型温度（一般在 103180），然后将计量好的压塑粉放入模具型腔和加料室，闭合模具，塑料在高热、高压作用下呈软化粘流，经一定时间后固化定型，成为所需制品形状。压注成型与压缩成型不同的是设有单独的加料室，成型前模具先闭合，塑料在加料室内完成预热呈粘流态，在压力作用下高速挤入模具型腔，硬化成型。压缩模具也用来成型某些特殊的热塑性塑料如难以熔融的热塑性塑料（如聚四氟乙烯）毛坯（冷压成型）、光学性能很高的树脂镜片、轻微发泡的硝酸纤维素汽车方向盘等。压塑模具主要由型腔、加料腔、导向机构、推出部件、加热系

12、统等组成。压注模具广泛用于封装电器元件方面。压塑模具制造所用材质与注射模具基本相同。3) 挤出模，是用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具，又叫挤出成型机头，广泛用于管材、棒材、单丝、板材、薄膜、电线电缆包覆层、异型材等的加工。与其对应的生产设备是塑料挤出机，其原理是固态塑料在加热和挤出机的螺杆旋转加压条件下熔融、塑化，通过特定形状的口模而制成截面与口模形状相同的连续塑料制品。其制造材料主要有碳素结构钢、合金工具钢等，有些挤出模具在需要耐磨的部件上还会镶嵌金刚石等耐磨材料。挤出加工工艺通常只适用于热塑性塑料品种制品的生产，其在结构上与注塑模具和压塑模具有明显区别。4) 吹塑模: 是用来成型塑

13、料容器类中空制品（如饮料瓶、日化用品等各种包装容器）的一种模具，吹塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型（俗称“注拉吹”）、多层吹塑中空成型、片材吹塑中空成型等。中空制品吹塑成型所对应的设备通常称为塑料吹塑成型机，吹塑成型只适用于热塑性塑料品种制品的生产。吹塑模具结构较为简单，所用材料多以碳素钢制造。5) 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，其原理是利用抽真空成型方法或压缩空气成型方法使固定在凹模或凸模上的塑料板、片，在加热软化的情况下变形而贴在模具的型腔上得到所需成型产品，主要用于一些日用品、食品、玩具类包装制品生

14、产方面。吸塑模具因成型时压力较低，所以模具材料多选用铸铝或非金属材料制造，结构较为简单1。1.1.2 塑料模的发展背景在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模设计对制品质量与产量，就具有决定性的影响。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效率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”。尤其是塑料模对实现塑件加工工艺要求、塑件使用要求和塑件外观造型要求，骑着无可代替的作用。高效自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与产品的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

15、确定之后，塑件质量的优劣及生产效率高低，模具因素约占80%。由此可知，推动模具技术的进步是刻不容辞的策略。尤其大型塑料模的设计技术与制造水平，常可标志一个国家工业化的发展水平2。.1.1.3 塑料模的发展现状及趋势我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，已经有了很大的发展，模具水平有了较大提高，在大型模具方面生产大屏幕彩电塑壳注射模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模齿数模具及塑封模具。随着塑料膜应用领域不断扩大，地位不断提升，对此国家已经制定出明确的奋斗目标：1） 注塑模CAD实用化2） 挤塑模CAD的开

16、发3） 压膜CAD的探索4） 塑料模专用钢材系列化5） 塑料模CAD/CAE/CAM集成化6） 塑料模标准化1.2本论文的主要研究内容1.制品成型的工艺分析2.怎么确定模腔数、浇注系统类型和注射机选型3.制品分型面、排气机构的设计4.型腔的排列和流道布局以及浇口位置设置5.模具成型零件的设计6.顶出机构、脱模机构、合模导向机构和定位机构的设计2 塑件的工艺性分析及成型方案的确定2.1注塑模工艺分析图2-1 塑料碗参数图2.1.1 塑件的原材料分析制作塑料碗要考虑的因素主要有:是否符合食品卫生标准，是否环保，耐高温性，塑料的韧性，耐候性，经济性。查阅资料，可选材料有PET，GPPS，AS，ABS

17、,PP等，现分析如下： PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）：PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。PET的优点：1) 有良好的力学性能，冲击强度是其他薄膜的35倍，耐折性好。2) 耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂。3) 具有优良的耐高、低温性能，可在120温度范围内长期使用，短期使用可耐150高温，可耐-70低温，且高、低温时对其机械性能影响很小。 4) 气体和水蒸气渗透率低，既有优良的阻气、

18、水、油及异味性能。 5) 透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好。 6) 无毒、无味，卫生安全性好，可直接用于食品包装。 GPPS（通用级聚苯乙烯）：通用级聚苯乙烯，可用于日用品、电气、仪表外壳、玩具、灯具、家用电器、文具、化妆品容器、室内外装饰品、果盘、光学零件（如三棱镜、透镜）透镜窗镜和模塑、车灯、电讯配件，电频电容器薄膜，高频绝缘材料、电视机等集装箱、波导管，化工容器等。悬浮聚合树脂可制成不同密度的泡沫塑料，用作绝热、隔音、防震、漂浮、包装材料，软木代用品，预发泡体可作水过滤介质及制备轻质混凝土，低发泡塑料可制成合成木材做家具等经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭

19、盒等 AS（苯乙烯-丙烯腈共聚物）： AS，亦称SAN，苯乙烯-丙烯腈共聚物，比聚苯乙烯有更高的冲击强度和优良的耐热性，耐油性，耐化学腐蚀性。如它能很好地耐某些使聚苯乙烯应力开裂的烃类。而弹性模量是现有热塑性塑料中较高的一种。 AS为苯乙烯-丙烯腈共聚体，不易产生内应力开裂。透明度很高，其软化温度和搞冲击强度比PS高。化学和物理特性： SAN（AS）具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特性和几何稳定性。SAN(AS)中加入玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变形能力，减小热膨胀系数。SAN（AS）的维卡软化温度约为110。载荷下挠曲变形温度约为100。SAN（AS）的收缩率约为0.3

20、-0.7%。SAN（AS）是一种坚硬、透明的材料。苯乙烯成份使SAN(AS)坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使SAN（AS）具有化学稳定性和热稳定性。常用于电气（插座、壳体等），日用商品（厨房器械，冰箱装置，电视机底座，卡带盒等）,汽车工业（车头灯盒、反光境、仪表盘等），家庭用品（餐具、食品刀具等），化装品包装等。 广泛用于制作耐油、耐热、耐化学药品的工业制品，以及仪表板、仪表框、罩壳、电池盒、接线盒、多种开关及按规等。 常见问题：溢料飞边、气泡、缩痕、熔接痕、烧焦及黑纹、银丝及斑纹、表面划痕、表面雾状及花纹、烧焦变色及杂质、烧黑、光泽不良、龟裂泛白、颜色不均、脆弱、分层剥离、翘曲变形、脱模不

21、良、模具严重腐蚀。 ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）：ABS树脂（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写）是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。 随着三种成分比例的调整，树脂的物理性能会有一定的变化： 1,3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性，但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性； 丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质； 苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。化学和物理性质： ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为1.041.

22、06 gcm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。 ABS树脂可以在-2560的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。因此它可以被用于家电玩具等日常用品。常见的乐高积木就是ABS制品。 ABS树脂可与多种树脂配混成共混物，如PCABS、ABS/PVC、PAABS、PBTABS等，产生新性能和新的应用领域，如：将ABS树脂和PMMA混合，可制造出透明ABS树脂。 PP（聚丙烯）：主要应用于汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品

23、（草坪和园艺设备如 剪草机和喷水器等）。化学和物理特性：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0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。共聚物型的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150。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的流动率MFR范围在140。低MFR的PP

24、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。综述： PP材料成本低，易成型，且无毒无味（PP料还有一种叫食品级的，本身就是做食品用的容器的）。而且PP还有许多优良的特性，比如耐高温，耐气候性能优秀，韧性好等。PP是非极性化合

25、物，对极性溶剂十分稳定，如醇、酚、醛、酮和大多数羧酸都不会使其溶胀。故拟定本次设计采用PP（聚丙烯）生产塑料碗3。2.1.2 塑件的尺寸精度及表面质量分析塑件尺寸的大小受制于以下因素：1） 取决于用户的使用要求，2） 受制于塑件的流动性，3） 受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。影响塑件尺寸精度的因素主要有：1） 塑料材料的收缩率及其波动，2） 塑件结构的复杂程度，模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配、模具的合模及模具设计的不合理所可能带来的形位误差等），3） 成型工艺因素（模塑成型的温度T、压力p、时间t及取向、结晶、成型后处理等），4） 成型设备的控制精度等。塑件表

26、面的质量包括，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。公差值，按未注公差的尺寸许偏差计算，查表取MT5。塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2级4。2.2 成型方案及模具总体结构的确定2.2.1型腔数目的确定型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n ，即 n式中 F注射机额定锁模力（N）P型腔内塑料熔体的平均压

27、力（MPa）A1、A2分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）大多数小型件常用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，生产中如果交货允许，我们根据上述公式估算，采用一模二腔。2.2.2 分型面的确定分型面设计是否合理，对制品质量、工艺操作难易程度和模具设计制造都有很大影响。选择分型面时应遵守如下原则：1） 分型面应选择在制品的最大截面处；2） 尽可能使制品留在动模一侧，因为，注射机的推出液压缸设在动模一侧，制品留在动模一侧有利于脱模机构的设置；3） 有利于保证制品的尺寸精度；4） 有利于保证制品的外观质量；5） 竟可能满足制品的使用要求；6） 尽量减小制品在合模方

28、向上的投影面积；7） 有利于排气；8） 长型芯应置于开模方向；9） 有利于简化模具结构。主要有以下几种分型面形式：平面分型面，倾斜分型面，阶梯分型面，曲面分型面，互垂直分型面。为操作简单，节约经济，选用平面分型面4。2.3 注射机的选择2.3.1 注射机的型号的选择初步选定注塑机为XSZY500卧式注塑机，注射压力为104MPa，合模力为3500kN，注射方式为螺杆式，喷嘴球半径R为18mm，喷嘴口直径为7.5mm其相关参数如下：最大开模行程 300mm模具最大厚度 450mm模具最小厚度 300mm2.3.2 注射压力的校核算出制品体积：V=22（6.0 -5.8 ）3=87.45cm 所需

29、熔体PP塑料质量：M=V*=243.730.91=79.6g制品的正面投影面积：S=2R =23.146 =226.08cm所需注射量80%注射机最大注射量；注射压力；锁模压力注射量：该塑料制件单件重M=39.8g浇注系统重量的计算可根据浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积：Vj10cm粗略计算浇注系统的重量：MjVj0.91109.1g总体积 ： V=87.45+10=97.45cm 总重量 ： M=79.6+9.1=88.7g 满足注射量 V机V塑件0.80式中V机额定注射量（cm ）V塑件塑件与浇注系统凝料体积和（cm ）V塑件0.8=97.450.8=121.9cm 注射压力P注P成型 P

30、P塑料成型时的注射压力P成型=70120MPa2.3.3 锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：锁模力：P锁模力PF式中 P塑料成型时型腔压力； F浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（mm）一般为注射压力的0.30.65倍。PP塑料成型时的注射压力P成型=70120MPa，我们选择P=0.65120=78MPa各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积：F=226.08+18.05=22413mm PF=7822413=1748kN3000kN, 符合条件。

31、2.4本章小结本章通过比较各种材料的化学物理性质，选取了合适本次设计用的原料。根据日常的一般需求确定了产品的尺寸。再通过查阅资料，确定了塑料的尺寸精度、公差。运用公式计算出产品的各种参数，选定了注射机的型号，并校核了所选型号是否符合生产产品的要求，这些都为这次毕业设计打下了必要的基础。3 注塑模结构设计3.1 成型零件的设计3.1.1 型腔的设计设计注意点：1） 尽可能采用平衡式排列；2） 型腔布置和交口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象；3） 尽可能使型腔排列紧凑，以便减小模具的外形尺寸；4） 一般情况下，常用直线型和H形排列5。我选用直线型排列，模具的型腔排列方式如图3

32、-1-1所示：图3-1-1 平衡式型腔排列图3.1.2凹模的设计凹模是成型制品外表面的成型零件。按凹模结构的不同可以分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式。 各种结构的凹模，都可用镶件或者品快组成凹模的局部型腔。在凹模的结构设计中，采用镶拼结构有如下的好处：（1） 简化凹模型腔的加工，可将复杂的凹模内形体的加工变为镶件的外形加工，降低了加工难度。（2）镶件可用高碳钢火高碳合金钢淬火，可用专用磨床研磨曲面形状。凹模中使用镶件的局部型腔有较高的精度和耐磨性，并可方便的更换镶件。（3）可节省优质塑料模具钢，降低模具的造价。（4）有利于排气系统的设计6。凹模的工作尺寸:D1M=125.62D2M=12

33、1.54D3M=60.64D4M=56.56H1M=62.75H2M=1.9图3-1-2 凹模3.1.3 型芯的设计整体嵌入式型芯，适用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。最常用的嵌入装配方法是台肩垫板式，其他装配方法还有通孔螺钉联接式，沉孔螺钉联接式。凸模的工作尺寸:M=1m=1M=59.64图3-1-3 型芯3.2 浇注系统的设计3.2.1 浇口设计浇口是连接流道与型腔之前的一段细短通道。他是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。浇口的选用：通常浇口可分为大浇口和小浇口两类。前者亦称为非限制性浇口，系统之间浇口；后者称为限制性浇口，常用的有侧浇口、点浇口。这里我们

34、采用点浇口，它的优点有：1）可显著提高熔体的剪切速率，使熔体黏度大为降低，有利于充模。对于PP对剪切速率敏感的熔体尤为有效。2）熔体经过点浇口时因高速摩擦生热，熔体温度上升，黏度在次下降，使熔体的流动性更好。3）有利于浇口和制品的自动分离，便于实现制品生产过程的自动化。4）在多型腔模中，容易实现各型腔的平衡进料。5）浇口痕迹小，容易修整。它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于单型腔模具或表面不允许有较大痕迹的塑件。浇口位置的选用：模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口

35、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，如图3-2-1所示。通常要考虑以下几项原则：1）尽量缩短流动距。2）浇口应开设在塑件壁厚最大处3）必须尽量减少熔接痕4）应有利于型腔中气体排出5）考虑分子定向影响6）避免产生喷射和蠕动7）浇口处避免弯曲和受冲击载荷8）注意对外观质量的影响4图3-2-1 浇注点位置3.2.2 主流道设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。为了使你聊顺利拔出，主流道的小

36、端直径D应稍大于注射机喷嘴直径d，通常为：D=d+（0.51）mm=7.5+（0.51）=88.5mm，取8mm主流道入口的凹坑球面半径R2也应大于注射机喷嘴头半径R1，通常为：R2=R1+（12）mm=18+（12）=1920mm，取20mm主流道的半锥角通常为12，过大的锥角会产生涡流，卷入空气。国小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大，取=2主流道内壁的表面粗糙度应在Ra0.8m以下，抛光时沿轴向进行，取Ra=0.4m主流道长度L，一般按模板厚度确定。应尽可能缩短主流道长度，L一般控制在60mm以内，取L=55mm主流道的出口端应有较大的圆角，半径r约为0.125D。r=

37、0.125D=1mm主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用T8A，热处理淬火后硬度5357HRC。主流道如图3-2-2所示：图3-2-2 主流道3.2.3分流道设计分流道是主流道与浇口之间的进料通道。分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等。分流道要尽可能短，且少弯折，最好能与浇口的中心位于同一直线上，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长180mm。工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸：式中B梯形大底边的宽度（mm）m

38、塑件的重量（g）L分流道的长度（mm）H梯形的高度（mm）质量大约39.8g，长度180mm,有2个型腔，所以:取B为12mm=8 取H为8m所以我们可以选择截面直径为12mm，H=8mm。梯形截面流道的脱模斜度取510，取下底宽度为10mm，斜度约为7，符合要求，如图3-2-3所示。图3-2-3 分流道3.2.4 浇口套设计根据主流道尺寸设计如图3-2-2：D=20mm；D1=35mm；D2=40mm；L=55mm材料用T8A，热处理淬火后硬度5357HRC。3.2.5定位圈的设计因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈是标准件，根据GB/T 4169.18-2006塑

39、料注射模具零件 第18部分，定位圈示意图如下：图4-6 定位圈根据标准模架和CAD的标注尺寸选择如下几何尺寸：D=100mm D1=35mm h=15mm材料：45钢定位圈 100 GB/T 4169.18-20063.3脱模机构设计3.3.1 脱模杆机构的设计脱模杆机构的设计原则：1) 尽可能使制品滞留在动模一侧，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。2）防止制品变形或损坏，正确分析制品对型腔的粘附力大小及其所在部位，有针对性地选择合适脱模机构，使推出重心与脱模阻力中心相重合。推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应实施于制品刚度和强度最大的部位，推顶面积也应尽可能大一些，以防制品变形

40、火损坏。3）力求良好的制品外观，在选择推出位置时，应尽量选择制品的内部或对制品外观影响不大的部位。4）结构合理可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，推杆应具有足够的刚度和强度。推杆设计：GBT 4169.13-2006塑料注射模具零件 第13部分：复位杆示意图3-3-1a：图3-3-1a 推杆根据标准模架和CAD的标注尺寸选择如下几何尺寸：D=20mm；D1=24mm；h=8mm；R=0.5；L=180mm材料：T10A推杆20180 GB/T 4169.13-2006推板设计：GBT 4169.7-2006 塑料注射模具零件 第7部分：推板示意图如图3-3-1b：图3-3-1b 推板根据标准模

41、架和CAD的标注尺寸选择如下几何尺寸：W=320mm.L=500mm.H=30mm材料： 45钢推板 32050030 GB/T 4169.7-2006推件板设计：GBT 4169.8-2006 塑料注射模具零件 第8部分示意图如图3-3-1c：图3-3-1c A型模板据标准模架和CAD的标注尺寸选择如下几何尺寸：W=350mm.L=500mm.H=70mm材料： 45钢推件板 50035070GB/T 4169.8-2006垫块设计：GBT 4169.6-2006 塑料注射模具零件 第6部分：垫块示意图3-3-1d如下：图3-3-1d 垫块根据标准模架和CAD的标注尺寸选择如下几何尺寸：W=

42、88mm,L=500mm,H=130mm材料：45钢垫块 88500130 GB/T 4169.6-20063.3.2 脱模力的计算脱模力：Q=Lhp（fcos-sin）式中：L凸模被包紧部分的断面周长（cm）h被包紧部分的深度（cm） p由塑件收缩率产生的单位面积的正压力，一般取0.8107 1.2107Paf摩擦系数，一般取0.1脱模斜度。则：L=3.14116=364.24mm h=58mm Q=364.24mm58mm10MPa（0.1cos0-sin0）=21125.92N3.4 导向定位系统设计3.4.1 导柱的设计设计原则：1) 小型模具一般只设置两根导柱，当其元合模方位要求，采

43、用等径且对称布置的方法，若有合模方位要求时，则应采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。大中型模具常设置三个或四个导柱，采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。2)直导套常应用于简单模具或模板较薄的模具；型带头导套主要应用于复杂模具或大、中型模具的动定模导向中；型带头导套主要应用于推出机构的导向中。3)导向零件应合理分布在模具的周围或靠近边缘部位；导柱中心到模板边缘的距离一般取导柱固定端的直径的11.5倍；其设置位置可参见标准模架系列。4) 导柱常固定在方便脱模取件的模具部分；但针对某些特殊的要求，如塑件在动模侧依靠推件板脱模，为了对推件板起到导向与支承作用，而在动模侧设置导柱。5)

44、为了确保合模的分型面良好贴合，导柱与导套在分型面处应设置承屑槽；一般都是削去一个面，或在导套的孔口倒角。6) 导柱工作部分的长度应比型芯端面的高度高出68mm，以确保其导向作用。7) 应确保各导柱、导套及导向孔的轴线平行，以及同轴度要求，否则将影响合模的准确性，甚至损坏导向零件。8) 导柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度时可采用H8/f8或H9/f9）；导柱固定部分的配合精度采用H7/k6（或H7/m6）。导套与安装之间一般用H7/m6的过渡配合，再用侧向螺钉防止其被拔出。9) 对于生产批量小、精度要求不高的模具，导柱可直接与模板上加工的导向孔配合。通常导向孔应做志通孔；如果型腔板特厚

45、，导向孔做成盲孔时，则应在盲孔侧壁增设通气孔，或在导柱柱身、导向孔开口端磨出排气槽；导向孔导滑面的长度与表面粗糙度可根据同等规格的导套尺寸来取，长度超出部分应扩径以缩短滑配面13。带头导柱设计：根据GBT 4169.4-2006 塑料注射模零件 第4部分：带头导柱示意图如下：图3-4-1a 带头导柱根据标准模架和CAD的标注尺寸选择如下几何尺寸：D=32mm；D1=42mm；h=10mm；L=100mm；L1=40材料：T10A带头导柱 3210040 GBT 4169.4-2006拉杆导柱设计：根据GB/T 4169.20-2006塑料注射模具零件 第20部分图3-4-1b 拉杆导柱根据标准

46、模架和CAD的标注尺寸选择如下几何尺寸：直径D=40mm,长度L=300mm材料：T10A拉杆导柱：40300GB/T 4169.20-20063.4.2 导套的设计带头导套设计：根据GB/T 4169.3-2006塑料注射模具零件 第3部分：带头导套示意图如下：图3-4-2a 带头导套根据标准模架和CAD的标注尺寸选择如下几何尺寸：D=32mm；D1=33mm；D2=46mm；D3=41mm；L=37.5mm；h=5mm；材料：T10A带头导套 4237.5 GB/T 4169.3-2006 直导套设计：根据GB/T 4169.2 -2006塑料注射模具零件 第2部分图3-4-2b 直导套D

47、=32mm；D1=42mm；D2=33mm；L=60mm;R=3mm材料：T10A直导套 40100 GB/T 4169.2-20063.5 排气系统的设计排气槽是使模具型腔内的气体排出模具外面在模具上开设的气流通槽或孔。排气槽的作用主要有两点：1） 在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；2） 排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品

48、上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气。3.6模架的选用选用GB/T12556.1-1990标准中的500X400模架,此模具为日常用品碗的壳体注射模，在卧式注射机上使用.采用点式浇口，位置选择在工作的底部，不影响工作的外观，进料和排气都较合理,开模时工件被顶板推出。3.7模具装配图 最后从前面的设计计算，用CAD软件绘制出装配图和零件图

49、。图3-7a 模具剖面图图3-7b 模具左视图图3-7c 凹模图3-7d 型芯3.8本章小结本章通过各种资料、数据、公式按照要求设计的产品规格，结合实际，设计了注射模的结构、浇注系统、脱模机构，导向机构，排气系统与选用模架，最后完成了注射模的总装图。4 总结本次毕业设计是对塑料碗模具的设计，参考现有的产品和设计原则进行设计。设计中介绍了塑料模具的分类和它在国内外的发展趋势，选取注塑模结构的设计作为设计方向，对塑料碗模具进行工艺分析，设计分型面，选取注塑机，并对注射模的结构进行设计，其中需要计算和绘图来验证完成这个设计。设计的初期，查阅了相关的资料，对注塑模具有了大概的了解，在脑海里有了一个大概

50、的架构，对比现有产品的设计，再根据这次毕业设计要求，确定塑料碗模具所选的材料及其工艺路线，并初步确定机器的总体方案及主要参数，尽可能地选择一种生产率高，劳动强度低，生产成本小的方案，让我这次的设计更加贴近现实的生产制造的需求。前期准备完成，接下来确定注塑模的结构，通过计算分析各零部件的参数，可以确定其的结构布置以及联接方式，对注塑模进行结构设计。其中的浇注系统设计尤其重要，主流道、分流道、浇口都进行了严谨的计算验证设计。接下来设计脱模机构，这对整个注塑模的取出起到至关重要的作用，通过查阅资料计算验证，确定脱模方式及结构要符合整体要求。最后是排气系统的设计，这个关乎塑料碗成型的好坏，对比现实和书

51、上的资料最终确定。最终根据前面的数据计算，结构设计绘制出塑料碗的CAD装配图，完成了本次设计。参考文献 1 李德群.中国模具工程大典第3卷塑料与橡胶模具设计.电子工业出版社,2007 2 宋王恒.塑料注射模具设计实用手册.航空工业出版社,19943 刘俊.毕业设计指导与案例分析.北京理工大学出版社,20094 许发樾.模具结构设计.北京机械工业出版社,20045 冯炳尧.模具设计与制造简明手册第二版.海科技出版社,6 卫齐东.注射模具图集.北京理工大学出版社,7 杨占尧.塑料模具标准件及设计应用手册.化工业出版社,20088 张维合.注塑模具设计实用教程.北京: 化学工业出版社,20079 孙

52、玲.塑料成型工艺与模具设计.北京: 清华大学出版社, 200810 洪慎章.实用注塑成型及模具设计.北京:机械工业出版社,200611 许洪斌.塑料注射成型工艺及模具化学工业出版社12 付宏生.注塑制品与注塑模具设计.北京:化学工业出版社, 200313 徐炜炯.模具设计.北京轻工业出版社,1990.514 模具设计与制造技术教育丛书委员会.模具制造工艺与装备.北京机械工业出版社,2003.715 杨占尧.实用模具计算手册.上海科学技术出版社,200816 李海梅.注射成型及模具设计实用技术第二版.化学工业出版社,200817 模具实用技术丛书编委会.塑料模具设计制造与应用实例.机械工业出版社

53、,2002附 录附录一 模具装配图附录二 凹模和型芯零件图附录三 英文参考文献附录四 文献翻译谢 辞光阴似箭，岁月如梭，不知不觉我即将走完大学生涯的第四个年头，回想这一路走来的日子，父母的疼爱关心，老师的悉心教诲，朋友的支持帮助一直陪伴着我，让我渐渐长大，也慢慢走向成熟。首先，我要衷心感谢一直以来给予我无私帮助和关爱的老师们，特别是我的导师曾亮华老师、我的班主任王立涛老师，学院院长王宏甫教授，任课李兵老师、刘国光老师、曹少泳老师、卢桂萍老师、薛广红老师、辅导员赖建生老师。感谢老师们这四年以来对我的关心和照顾，从老师们身上，我学会了如何学习，如何工作，如何做人。 其次，我还要真诚地谢谢我的同学们，我的舍友们，在这四年当中，你们给予了我很多帮助，在我的学习工作生活各个方面，你们给我提出了很多宝贵的建议，我的成长同样离不开你们。 再次，我还要认真地谢谢我身边所有的朋友和同学，谢谢你们，你们对我的关心、帮助和支持是我不断前进的动力之一，我的大学生活因为有你们而更加精彩。 最后，我要感谢我的父母及家人，没有人比你们更爱我，你们对我的关爱让我深深感受到了生活的美好，谢谢你们一直以来给予我的理解、鼓励和支持，你们是我不断取得进步的永恒动力。31