方形盒注塑模具设计终极

《方形盒注塑模具设计终极》由会员分享，可在线阅读，更多相关《方形盒注塑模具设计终极（45页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、湖南科技大学潇湘学院毕业设计（论文）题目 方形盒注塑模具设计 作者 刘海鹏学院 潇湘学院专业 机械设计制造及其自动化学号 1053010813指导教师 龚伶俐二一四年五月二十八日湖南科技大学潇湘学院毕业设计（论文）任务书机电工程系系工程图学教研室教研室主任:（签名） 年月日学生姓名:刘海鹏学号:1053010813专业:机械设计制造及其自动化1 设计（论文）题目及专题：方形盒注塑模具设计2 学生设计（论文）时间：自年月日开始至年月日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：4 设计（论文）应完成的主要内容：5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：6 发题时间：年月日指导教师：（签

2、名）学生：（签名）湖南科技大学潇湘学院毕业设计（论文）指导人评语主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：湖南科技大学潇湘学院毕业设计（论文）评阅人评语主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：湖南科技大学潇湘学院毕业设计（论文）答辩记录日期：学生：学号：班级：题目：提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（

3、论文）图 纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘 要如今，中国已经成为了世界上最大制造业国家，随着工业技术的发展，注塑成型工艺在机械工业、电子工业、航天航空工业、生物领域及日用品的生产中占的比例越来越大，注射模具的设计与制造也愈来愈受到人们的关注。本次毕业论文主要是对塑料方形盒模具的设计。本设计使用了PE这种常用的塑料，采用了一模两腔。具体内容包括塑件材料的选择及材

4、料性能的分析、注射机的选用、模具结构选择、分型面的设计、浇注系统、成型零件、推出机构的设计、合模导向机构的设计、冷却系统和抽芯机构的设计等部分，由于三通管的形状结构特点，这里的抽芯机构采用的是侧抽芯，最后还对典型零件的进行了数控编程及加工。设计过程中运用到了Auto CAD软件。关键词：注射模；一模两腔；侧抽芯ABSTRACTToday, China has become the worlds largest manufacturing country. With the development of industrial technology, injection molding techn

5、ology in the machinery industry, electronic industry, aerospace industry, the biological area and the production of daily necessities for the growing proportion of injection mold design and manufacture more and more by peoples concern. The main thesis is only forsquare box plastic injection mold des

6、ign. This design uses such commonly used plastic PE, used a two-cavity. Specific content of plastic parts, including the choice of materials and properties of materials analysis, the choice of injection machine, die structure choice, the type of design, casting, molding parts, introduced the design,

7、 a design-oriented institutions, and the cooling system Core Pulling the design part, because the shape of three straight structural features, where the core pulling bodies by the side of the core-pulling, the end of a typical parts of the NC programming and processing. The design process to the use

8、 of Auto CAD software.Keywords : injection mold; A module of two cavities;side core pulling目 录摘 要iABSTRACTii目 录iii第一章前言 1 1.1模具在加工工业中的地位 1 1.2 我国塑料模现状 1 1.3 塑料模发展趋势 1 第二章塑件的工艺分析 3 2.1塑件的分析及材料的选择 3 2.2塑件的分析 3 注射前的准备 4 注塑过程 4 塑件的后处理 5 2.3注射成型工艺参数 5 温度 5 压力 6 成型周期 7 2.4注射工艺参数 7 第三章模具的结构形式 8 3.1分型面位置的选取

9、原则 8 3.2分型面位置的确定 8 3.3型腔数量和排列方式的确定 9 3.4注射机型号的确定 10 注射量的计算 10 浇注系统凝料体积的初步估算 10 3.5注塑机的相关参数的校核 12 型腔数量的校核 12 注射机工艺参数的校核 13 第四章浇注系统的形式和浇口的设计 15 4.1主流道的设计 15 主流道设计要点： 15 主流道尺寸 16 主流道浇口套的形式 16 定位圈设计 17 4.2分流道的设计 17 分流道的设计原则 18 分流道相关设计 18 分流道的表面粗糙度 19 4.3 冷料穴的设计 19 4.3.1 主流道冷料穴的设计 19 4.4浇口的设计 20 浇口的设计原则：

10、 20 浇口类型及位置的确定 21 浇口结构尺寸的经验计算 21 4.5浇注系统的平衡 21 4.6浇注系统凝料体积计算 22 主流道冷料井凝料体积 22 分流道凝料体积 22 浇注系统凝料体积 22 浇注系统各截面流过熔体的体积计算 22 4.7普通浇注系统截面尺寸的计算与校核 22 确定适当的剪切速率 22 确定体积流率q 23 校核各处剪切速率 23 第五章成型零件的结构设计和计算 25 5.1成型零件的结构设计 25 5.2成型零件钢材的选用 25 5.3成型零件工作尺寸的计算 26 5.4成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算 27 第六章模架的确定 29 6.1各模板尺寸的确定 29 第

11、七章合模导向机构的设计 30 7.1注塑模具导向机构设计 30 7.2导向机构的总体设计 30 7.3导柱设计 30 7.4导套设计 31 第八章脱模机构和复位机构的设计 33 8.1脱模机构设计 33 推出机构分类 33 推出机构设计原则： 33 塑件推出机构推杆的设计： 33 8.2推出机构的导向 35 推出机构的复位 35 第九章侧向分型与抽芯机构的设计 37 9.1 抽芯距确定与抽芯力计算 37 9.2 斜滑块的设计 40 9.3导滑槽的设计 40 9.4楔紧块设计 41 9.5滑块定位装置设计 41 第十章排气和系统的设计 42 10.1排气的几种方式 42 10.2排气结构的设计原

12、则 42 第十一章温度调节系统的设计 43 11.1温度调节系统的分类 43 11.2温度调节对塑件质量的影响 43 11.3冷却系统设计原则及注意事项 44 11.4冷却介质 44 11.5冷却系统的简单计算 45 第十二章模具动作过程 47 12.1 模具总图 47 第十三章设计总结与体会 49 参考文献 50 致 谢.51第一章 前 言1.1模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和

13、尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。1.2 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1/31/5，工业发达国

14、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

15、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。1.3 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

16、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。第二章 塑件的工艺分析2.1塑件的分析及材料的选择图 2.1为方形盒塑件，塑件壁薄属薄壁形塑件，结构不算复杂，尺寸精度及外观要求中等偏上，塑件精度中等，生产批量为大批量。选用PE（聚乙烯）塑料，其成型性能非常好，易于成型；成型收缩率小，模塑周期较短，制件尺寸稳定，表面比较光亮。图2.1 塑件三维图2.2塑件的分析外观要求：此塑

17、件为薄壁壳体类塑件，外形较规则，要求塑件表面平整光滑，无翘曲、皱折、裂纹等缺陷，防止产生熔接痕。精度等级：该塑件尺寸中等偏大，对精度要求不高，根据GB/T 144861993选MT3,对应的模具相关的零件的尺寸加工可以保证.PE性能分析（1） 使用性能 该材料有较好的化学稳定性，成型性能好，耐水性好。注射成型过程及工艺参数注射成形的工艺过程包括：注射前的准备、注射过程以及制品的后处理三个主要阶段。2.2.1.注射前的准备为了使注射成型顺利进行，保证塑件质量，一般在注射之前要进行原料的预处理、清洗料筒、预热嵌件和选择脱模剂等准备工作。（1）原料的预处理 包括原料的检验、着色和预热干燥等过程1）分

18、析检验成型物料的质量。注射前必须对原料进行外观检验和工艺性能的测定，检验内容包括对色泽、粒度及均匀性流动性、热稳定性及收缩率等的检验。2）着色。塑料着色就是往塑料成型物料中添加一种称为着色剂的物质，借助这种物质改变塑料原有的颜色或赋予塑料特殊光学性能的技术。这种着色剂按其在塑料中的分散能力，可分为染料和颜料两大类。3）预热干燥。对于易吸潮的塑料，如尼龙、ABS等在注射前必须进行干燥处理，以避免产品表面出现斑纹、银丝和气泡等缺陷，同时也可以避免注射时发生水降解。（2） 料筒的清洗 生产中如需要改变塑料品种、更换物料、调换颜色，或发现成型过程中出现了热分解或降解反应，均应对注射机的料筒进行清洗。通

19、常，柱塞式料筒存料量大，必须将料筒拆卸清洗。对于螺杆式料筒，可采用对空注射法清洗。（3） 嵌件的预热 当嵌件为金属时，由于金属与塑料的膨胀与收缩率相差较大，所以对嵌件预热，以避免嵌件周围塑料层强度下降而出现裂纹缺陷，但对于小嵌件在模内容易被塑料熔体加热，可不预热。（4） 脱模剂的选用塑料制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件和正确的模具设计，在生产上为顺利脱模，通常使用脱模剂。2.2.2 注塑过程完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等几个步骤。（1） 塑化、计量阶段。所谓塑化即塑料熔融，是指塑料在料筒中经过加热达到粘流状态并具有良好可塑性的全过程。所谓计量是指能够保证注射机通过柱

20、塞或螺杆，将塑化好的熔体定温、定压、定量地输出料筒所进行的准备动作。（2） 注射充型阶段 柱塞或螺杆从料筒的计量位置开始，通过注射液压缸和活塞施加高压，将塑化好的塑料熔体进过喷嘴和浇注系统快速进入封闭型腔的过程，成为注射充型。 a. 流动充型阶段 从注射机柱塞或螺杆快速推进，将塑料熔体注入模腔，至充满模腔为止为注射充模阶段，这一阶段压力变化为：当熔体未注入模具型腔时，模腔压力基本上为零，充满以后，随熔体量迅速增加，模腔压力也迅速上升。b保压补缩这一阶段是从塑料熔体充满型腔时起，至柱塞或螺杆退回时为止。在这段时间内，在这段时间内，熔体因为冷却而收缩，但由于柱塞或螺杆继续缓慢向前移动，使料筒内熔体

21、继续型腔，以便补充因收缩而留出的空隙，从而保持模腔内的熔体压力仍为最大值。c倒流阶段这一阶段是从柱塞或螺杆开始后退时起，至浇口处塑料熔体冻结时为止，这时模腔内的压力往往比浇注系统流道内高，因此就会发生塑料熔体的倒流，从而使模腔内压力迅速下降。（3）冷却定型阶段 在模具冷却系统的作用下制品逐渐冷却到具有一定刚度和强度时脱模。脱模时制品内的残余压力为此。若残余压力过大，会造成制品开裂、损伤和卡模等弊病。2.2.3 塑件的后处理塑件在成型过程中，由于塑化的不均匀，或由于塑料在型腔中的结晶、定向以及冷却的不均匀而造成塑件各部分收缩不一致，或因其他原因而使塑件内部不可避免的存在一些内应力而导致在使用过程

22、中变形或开裂，因此应该设法消除去掉。消除内应力的方法有退火处理和调湿处理。a退火处理退火热处理是将塑件在恒定温度的加热液体介质或热空气循环烘箱中静止一段时间，然后缓慢冷却至室内温度，从而消除塑件的内应力，来提高塑件的性能。退火的温度应控制在塑件使用温度1020C ，退火处理后冷却速度往往不能太快，以避免重新产生的内应力。b调湿处理调湿处理是将刚脱模的塑件放入热水中，以隔绝空气，防止对塑件的氧化，加快吸湿平衡速度的一种后处理的方法，其目的是使塑件颜色、性能以及尺寸得到稳定，防止塑件使用过程中尺寸变化，使制品尽快达到吸湿平衡。2.3 注射成型工艺参数2.3.1温度注射的成形过程控制需要控制的温度有

23、料筒温度、喷嘴温度和模具温度等，前两种温度主要影响塑料的塑化及流动，而后一种温度主要影响塑料的充模和冷却定形等。a料筒温度料筒温度的选择应保证塑料塑化良好，能顺利实现注射，同时又不引起塑料分解。料筒温度根据塑料的热性能确定各种塑料具有不同的流动温度，因此对非结晶性塑料而言，料筒末端的最高温度应高于流动温度，而对结晶性塑料应高于对应熔点，但必须低于塑料的分解温度，否则将导致熔体分解。除了严格控制最高温度外，还应严格控制塑料在加热筒中停留的时间，因为时间过长时，塑料也会发生降解。b喷嘴温度喷嘴温度通常会低于料筒的最高温度，这是为了防止熔料在喷嘴处产生的流涎现象。喷嘴低温产生的影响可从熔料的注射时所

24、产生的摩擦得到一定程度的补偿。但是喷嘴温度也不能过低，否则熔料在喷嘴处会出现早凝从而将喷嘴堵塞，或者有早凝料注入模腔从而影响塑件的质量。c模具温度模具温度对塑料熔体在型腔内的流动和塑料制品的内性能与表面质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料的特性，塑件尺寸与结构、性能要求及其他工艺条件等。模具温度通常是由通入定温的冷却介质来控制的但也有靠熔料注入模具自然升温和自然散热得到平衡而保持一定的模温，不管是加热还是冷却，对塑料熔体来说进行的都是冷却降温的过程，以便使塑件成形和脱模。2.3.2压力注射成形过程中的压力包括了塑化压力、注射压力、保压压力和型腔压力，他们将直接影响到塑化和塑件质量。a塑化压力

25、 塑化压力是指采用螺杆式注射机时，螺杆顶部塑料的熔体在螺杆旋转后退时所受的压力，亦称嘴压，其大小可以通过液压系统中的溢流阀来进行调整，注射过程中，塑化压力的大小是随着螺杆的设计，塑件质量的要求以及塑料的种类不同而不同的。如果这些条件和螺杆的转速都不变，增加塑化压力则会提高熔体的温度及其均匀性，而使色料混合均匀，并排出熔体中的气体，但增加塑化压力会降低塑化速率，从而延长成形周期，而且增加了塑料分解的可能性。b注射压力注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力，。其作用是克服熔体流动充模过程中的流动阻力，是熔体具有一定的充模速率，对熔体进行压实注射压力的大小一般取决于注射机的类型、塑料的品种

26、、模具结构模具温度、塑件的壁厚及流程的大小等。尤其是浇注系统的结构和尺寸，为了保证塑件的质量，对注射速率一般有一定要求，而注射速率与注射压力往往有直接关系。在同样条件下，高压注射时，注射速率高；反之，低压注射时则注射速率低。c.保压压力 型腔充满后，注射压力的作用在于对模内熔体的压实，此时的注射压力也可称为保压压力。在生产中，保压压力等于或小于注射时所用的注射压力。如果注射时和保压时压力相等，则往往可以使塑件的收缩率减小，并且尺寸稳定性及力学性能较好。缺点是会造成脱模时残余压力过大，从而使塑件脱模困难，因此，保压压力应适当。d.型腔压力 型腔压力是注射压力在经过注射机喷嘴、模具的流道、浇口等的

27、压力损失后，作用在型腔单位面积上的压力。一般型腔压力是注射压力的0.30.65倍，大约为2040MPa.2.3.3 成型周期完成一次注射成形所需要的时间，称为成形周期。它包括以下几部分：（1）注射时间a.充模时间（柱塞或螺杆前进的时间）b.保压时间（柱塞停留在前进位置的时间）；（2）闭模冷却时间（柱塞后退的时间）；（3）其它时间（指开模、脱模涂拭脱模剂、安放嵌件和模具等）。成形周期直接会影响生产效率和设备利用率，因此尽量在整个成形周期中，注射时间中的充模时间不长，一般不会超过10s，保压时间较长，一般为20120s。冷却时间的长短应以保证塑料制品脱模时间不引起变形为原则，一般为30120s。此

28、外，在成型过程应尽可能缩短开模、脱模等其它时间，以便提高率生产率。2.4注射工艺参数1） 注射机：螺杆式2） 料筒温度（）:后段150170； 中段165180； 前段1802003） 喷嘴温度()：1701804） 模具温度()：50805） 注射压力(）：60100第三章 模具的结构形式3.1分型面位置的选取原则分型面除受排位的影响外，还会受塑件的形状、外观、精度、浇口位置、滑块、推出、加工等多种因素的影响。分型面选择是否合理往往是塑件能否完成好成型的先决条件，一般应考虑以下几个方面：1） 符合塑件脱模的基本要求等，就是能使塑件从模内取出，分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘的部位。

29、2） 分型线应不影响塑件的外观，即分型面应尽量在不破坏塑件光滑的外表面。3） 确保塑件留在动模一侧，以利于推出且推杆痕迹不显露于外观面。4） 确保塑件的质量。5） 应尽量避免形成侧孔、侧凹等缺陷，若需要滑块成型，力求滑块结构简单，应尽量避免定模滑块。6） 满足模具的锁紧要求，将塑件投影面积大的方向放在定、动模的合模方向上，从而将投影面积小的方向作为侧向分型面；另外，分型面是曲面时，应加斜面锁紧装置。7） 合理的安排浇注系统，特别是浇口的位置。8） 有利于模具顺利加工。3.2分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上,其位置如图3.1所示 图

30、3.1 分型面的选择3.3型腔数量和排列方式的确定1） 型腔数量的确定 该塑件精度采用的精度一般在23级之间，而且为大批量生产，因此可采用一摸多腔的结构形式。同时，考虑到塑件的尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，暂初步定为一模两腔结构形式。2） 型腔排列形式的确定 多型腔的模具尽可能采用平衡式排列布置，而且要力求结构紧凑，并与浇口开设的部位相对称。由于该设计选择的是一模两腔，所以采用直线对称排列，如图3.2所示图3.2 型腔数量的排列布置3） 模具结构形式的确定 从上面分析可知，本模具设计为一模两腔，对称直线排列，根据塑件结构的形状，推出机构拟采用推杆推出的推出形式。

31、浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板。由上综合分析可确定选用带支撑板的单分型面注射模。3.4注射机型号的确定3.4.1注射量的计算 通过Pro/E软件分析得，如图3.3所示图3.3 pro/e 质量属性分析图塑件的体积：塑件的质量：（取PE的密度为）3.4.2浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前往往是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2 1倍来进行估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来进行估算，因此估计一次注入模

32、具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和2个塑件体积之和）为选择注射机注塑成型机按结构形式可分为立式、卧式、和直角式三类。立式注塑机是注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模）安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出后不能靠重力下落，需靠人工取出，这就有碍于全自动操作，但附加机械手去产品后，也可实现全自动操作。卧式注塑机是注射柱塞或螺杆与合模运动方向均沿水平装设，其优点是机体较低容易操纵和加料，制件顶出后可自动坠落，故易实现全自动操作。直角式注塑机是注塑机柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直，这

33、种注塑机的主要优点是结构简单，便于自制，适用于单件生产中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杆的转动来拖动螺纹型芯或型环旋转，以便脱下塑件。考虑到生产成本和易于实现自动化，塑件还是靠自身重力下落比较合适，且重心较低安装稳妥。根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量 g结合2式（418）则有：=36.228/0.8=45.285。根据以上的初步计算，初步选定公称注射量为75，注射机型号为SZ100/630型卧式注射机，其主要技术要求参数见表3.1表3.1 SZ100/630型注射机主要技术参数理论注射量/75锁模力/KN630螺杆直径/mm30拉杆内间距/mm370320

34、注射压力/MPa224移模行程/mm300注射速率/(g/s)60、80最大模厚/mm300塑化能力/(g/s)7.3最小模厚/mm150螺杆转速/(r/min)14200定位圈尺寸/mm125喷嘴球半径/mm15喷嘴孔直径/mm4锁模形式双曲肘顶出力/KN273.5注塑机的相关参数的校核型腔数量的校核（1）由注射机料筒塑化速率校核型腔数量，故型腔数校核合格式中：k注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8； M注射机的额定塑化量是7.3g/st成型周期 （因为本设计的零件体积比较，所以成型周期可以根据各种情况缩短一点，在此取60s）；（2）按注射机的最大注射量校核型腔 ，故型腔数校核合格。式中

35、 为注射机允许的最大注射量，该注射机为78.75g.其他符号意义同上。3）按注射机的额定锁模力校核型腔数量流道凝料在分型面上的投影面积为，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模的统计分析，是每个塑件在分型面上的投影面积的0.2倍0.5倍，因此可用0.35n来进行估算，所以：式中 模具所需锁模力 式中 型腔压力取（见参考文献【1】表22）。8.942，故该注射机符合设计要求。式中注射机的额定锁模力（N），该注射机为630KN；一个塑件在模具分型面上的投影面积，；浇注系统（一腔）在模具分型面上的投影面积，；塑料熔体对型腔的成型压力（），该处取35。3.5.2 注射机工艺参数的校核（5） 注射量校核注

36、射量以容积表示，最大注射容积为式中 模具型腔和流道在注射压力下所能注射的最大容积（）；指定型号与规格的注射机注射量容积（），该注射机为60；注射系数，取0.750.85，无定型塑料可取0.85，结晶型塑料可取0.75，该处取0.80。倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长。所以最小注射量容积，故每次注射的实际注射量容积应满足，而，符合要求。（6） 锁模力的校核在前面已进行，符合要求。（7） 最大注射压力的校核注射机的额定注射压力即为该注射机的最高压力，应该大于注射成型时所需调用的注射压力，即故符合设计要求。式中 安全系数，常取，该处取1.4；实际生产中，该

37、塑件成型时所需注射压力为。其他安装尺寸及开模行程的校核待模具设计完成之后进行。第四章 浇注系统的形式和浇口的设计浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。具有传质、传压和传热的功能，正确设计浇注系统对获得优质的塑件极为重要。注射成型的基本要求是在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔，影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，

38、以便于塑料的流入；避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁，型芯或嵌件，使塑料能尽快的流入到型腔各部位，并避免型芯或嵌件变形；尽量避免使制件产生熔接痕，或使其熔接痕产生在制件不重要的位置；浇口位置及其塑料流入方向，应使塑料在流入型腔时，能沿着型腔平行方向均匀的流入，并有利于型腔内气体的排出。浇口形式的选择就决定了流道系统，而流道系统又决定了模具的结构形式。该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模两腔注射，为便于调整充模时的前的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其界面形状简单，易于加工，便于试模后修正，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料。因此，本套模具采用一模两腔、侧浇口的普通流道浇

39、注系统，包括：主流道、分流道、冷料穴、侧浇口。4.1主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止塑料熔体的流动通道。主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状设计为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸将直接影响到熔体的流动速度以及充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复进行接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。主流道设计要点：(1)为了防止浇口套与注射机喷嘴对接处溢料，主流道与喷嘴的对接处应设计成半球形凹坑，凹坑的深度为35mm,其球面半径SR应比注射机喷嘴嘴头球面半径SR

40、0大12mm;主流道小端直径d应比注射机喷嘴直径d0大0.51mm，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。(2)为了减少对塑料熔体的阻力及顺利脱出主流道凝料，浇口套内壁表面粗糙度应加工到。(3)主流道的圆锥设得过小，会增加主流道凝料的脱出难度；设得过大，又会产生湍流或涡流，卷入空气，所以，通常取24，对流动性差的塑料可取36。(4) 主流道大端呈圆角，半径r=13mm,以减小料流转向过渡时的阻力。(5) 在模具结构允许的情况下，主流道的长度应尽可能短，一般取L60mm,过长则会增加压力损失，使塑料熔体的温度下降过多，从而影响熔体的顺利充型。(6) 对小型模具可将主流道浇口套与定位圈设计成整体式。

41、(7) 当浇口套的底部与塑料熔体接触面积较小时，仅靠注射机喷嘴的推理就能使浇口套压紧，此时，可以不设固定装置。主流道尺寸根据所选注射机SZ100/630确定相关尺寸（1） 主流道的长度：小型模具应尽量小于60mm,本次设计中初取50mm进行设计。（2） 主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=3.5mm。（3） 主流道大端直径：d=d+7mm,其中为半锥角，取。（4）球面配合高度：h=3 mm5mm,取h=3 mm。（5）主流道球面半径：，15 mm，所以取SR16。主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。因此，对材料的要求较严格

42、，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8A或T10A)，热处理淬火表面硬度为50HRC55HRC。如图4.1所示图4.1 浇口套4.1.4 定位圈设计定位圈为模具的标准零件，查中国模具设计大典第二册，设计如下图图4.2 定位圈4.2分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必须设置分流道，单型腔大型塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。分流道是塑料熔体进入型腔前的通道，可通过优化设置分流道的横截面

43、形状、尺寸大小及方向，使塑料熔体平稳充型，从而保证最佳的成型效果。分流道的设计原则（1）塑料流经分流道时压力损失及温度损失要小（2）分流道的固化时间应稍后于制品的固化时间，以利于压力的传递及保压。（3）保证塑料迅速而均匀的进入各个型腔。（4）分流道的长度应尽可能短，其容积要小。（5）要便于加工及刀具选择4.2.2 分流道相关设计(1)分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。(2)分流道的长度 由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些，单边分流道长度取25

44、mm。(3)分流道截面形状 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U形、六角形等，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。本设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量损失、流动阻力均不大。(4)分流道的当量直径 因为该塑件的质量=19.66g200g,根据经验公式可确定截面尺寸 （4.1）（4.2）式中 B梯形大底边的宽度（mm）； m 塑件的质量（g）；单向分流道的长度（mm）,为110 mm；H 梯形的高度（mm）； 注：上式的适用范围，即塑件厚度在3 mm以下，质量小于200g,且B的计算结果在3.2 mm9.5 mm范围内才合理。由于B=2.63mm，故不在适用范围，需

45、自行设计。梯形分流道设计 参考文献2表46（常用分流道截面形状及截面尺寸）中取得B=5mm,H=4.5mm,X=4mm。梯形斜角通常取，此处取；底部圆角R=1 mm 3 mm,取R=1 mm。其截面形状及尺寸如图4.3所示。图4.3 梯形分流道截面形状4.2.3 分流道的表面粗糙度分流道的表面不必很光滑，表面粗糙度可设为Ra1.252.5m,这是因为相对较粗糙的表面能增加外层塑料熔体的阻力，使与其表面相接触的塑料的熔体凝固并形成一层绝热层，从而有利于内部的塑料熔体的保温，此处取Ra1.6m。4.3 冷料穴的设计冷料穴也称冷料井。冷料穴一般设在主流道和分流道的末端，它作用就是存放两次注射间隔而产

46、生的冷料和料流前锋的冷料，以免这些冷料注入型腔，既影响熔体填充的速度，又影响成像塑件的质量。主流道末端的冷料穴除了上述作用外，还便于在该处设置主流道拉料杆，注塑结束时模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道的凝料从定模浇口套中被拉出，最后由推出机构将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。4.3.1 主流道冷料穴的设计主流道冷料穴底部经常做成曲折的钩形或下凹的凹槽或倒锥形，往往使冷料穴兼有开模时将主流道凝料从主流道中拉来附在动模边的作。根据冷料穴不同，其构成主流道冷料穴底部的零件因此也不同，常见的有拉料杆、推杆等。本设计仅仅有主流道冷料穴。由于该塑件表面要求没有印痕，因此可以采用推杆推出塑件，故采用与形拉

47、料杆匹配的冷料穴。开模时，利用凝料对形头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。本模具属于单分型面模具，其形式如图4.4所示 图4.4 主流道冷料穴4.4浇口的设计浇口是连接流道与型腔之间一段细短通道，它是浇注系统的关键部位，浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口截面面积通常为分流道截面积的0.07倍0.09倍，浇口截面形状多为矩形和圆形两种，浇口长度为0.5 mm2.0 mm。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。浇口的设计原则：1） 避免引起熔体破裂现象2） 有利于塑料熔体补缩3） 有利于熔体流动4） 有利于型腔内气体的排出5） 减少塑件熔接痕增加熔接强度6）

48、 防止料流将型芯或嵌件挤压变形7） 注意高分子取向对塑件性能的影响8） 保证流道内个比在允许范围内浇口类型及位置的确定该模具是中小型塑件的多模型腔模具，该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，因此采用一摸两腔注射，为了便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。这类浇口加工较容易，修整较方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活的选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍适用于中小型塑件的多型腔模具。4.4.3.浇口结构尺寸的经验计算(1)侧浇口深度和宽度经验计算经验公式为：式中 h浇口深度（mm）；浇口宽度（mm）；A塑件表面积（约为1936）；n塑料成型系数，对于PE

49、，其成型系数为n =0.7。 t塑件壁厚（该塑件t=2mm）。 (2)侧浇口的经验计算由于侧浇口的种类较多，现将常用的经验数据列于表4.1。表4.1 侧浇口的推荐尺寸塑件壁厚/ mm侧浇口的横截面尺寸/ mm浇口长度l/ mm深度h宽度w0.800.501.01.00.82.40.51.50.82.42.43.21.52.22.43.33.26.42.22.43.36.4综上得侧浇口尺寸：深度h=1.4mm 宽度w=1.2mm 长度4.5浇注系统的平衡对于该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸也对应相同，各个浇口也相同，因此浇注系统显然是平衡的。4.6浇注系统凝料体积计算

50、主流道冷料井凝料体积分流道凝料体积梯形分流道凝料体积浇口凝料体积很小，可取为0浇注系统凝料体积该值小于前面对浇注系统凝料的估算，所以前面有关浇注系统的各项计算与校核符合要求，因此不需要重新设计计算。浇注系统各截面流过熔体的体积计算1） 流过浇口的体积 2） 流过主流道的体积 式中，流过浇口的体积,； 模具成型时所需塑料熔体的体积，4.7普通浇注系统截面尺寸的计算与校核确定适当的剪切速率根据经验浇注系统各段的取以下值，所形成的塑件质量较好。主流道 =5102s15103s1分流道点浇口G=105s1其他浇口G=5103s15104s1确定体积流率q主流道体积流率因塑件小，所需注射塑料熔体的体积也

51、还是比较小的，而主流道尺寸并不小（和注射机喷嘴孔直径相关联），因此主流道体积流率并不大，取代入得：式中（流道断面尺寸的当量半径）校核各处剪切速率（1）校核侧浇口剪切速率 1）确定注射时间：查表可取t=1.7s; 2）计算浇口的当量半径。由面积相等可得由此矩形浇口的当量半径 1. 计算浇口体积流量：2. 计算浇口的剪切速率：由式可得： 该矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。（2）校核主流道剪切速率 1）计算主流道的体积流量： 2）计算主流道的剪切速率：主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，所以，主流道的剪切速率校核合格。（3）

52、校核分流道剪切速率 1）计算分流道的体积流量： 2）计算分流道剪切速率：该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率之间，所以分流道内熔体的剪切速率合格。第五章 成型零件的结构设计和计算塑料模具型腔在成型的过程中容易受到塑料熔体的高压作用，所以模具应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能会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，从而导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利的脱模。因此，应该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型腔，更不能靠单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。5.1成型零件的结构设计（1） 凹模

53、的结构设计 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体嵌入式凹模。 （2） 凸模的结构设计（型芯） 凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件分析可知，该塑件的型芯有两个：一个是成型零件的内表面的大型芯，如图5.1所示： 图5.1 凸模（型芯）嵌件 5.2.成型零件钢材的选用根据对塑件的综合分析，该塑件的成型零件要求有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量成产，所以构成型腔嵌入式凹模钢材选用用T10，对

54、于成型塑件的大型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用高合金工具钢Cr12MoV，而对于成型内部圆筒的小型芯而言，型芯小，但小型芯需散发的热量比较多，磨损也比较严重，因此也采用Cr12MoV。5.3成型零件工作尺寸的计算塑件精度等级与塑料品种有关，根据塑料的收缩率的变化不同，一般将塑料的公差精度分为高精度、一般精度、低精度三种。如表5.1所示表5.1 塑件精度等级参数塑料品种建议采用精度等级高精度一般精度低精度ABSMT2MT3MT5由塑件的工作环境知道工件的精度要求较高，所以精度等级选择一般精度由表51可查得模具加工时的各尺寸工差。此处取一般精度MT3。（1） 凹模径向尺寸的计算

55、塑件的最大长度L为40mm塑件的高度H为35mm外部径向尺寸的转换：，相应的塑件制造公差；，相应的塑件制造公差。式中，是塑件的平均收缩率，查表可得PE的收缩率为，所其平均收缩率、是系数，查表可知x一般在0.50.8之间，此处取；、分别是塑件上相应尺寸的公差（下同）；、是塑件上相应尺寸制造公差，对于中小型塑件取（下同）。（2）凹模深度尺寸的计算：塑件高度的最大尺寸为，相应的.式中，是塑件的平均收缩率，查表可得PE的收缩率为，所其平均收缩率是系数，x一般在0.50.8之间，此处取；（3）型芯径向尺寸的计算,型芯高度尺寸的计算 塑件的尺寸，。由公式得式中，是模具尺寸计算系数，查表可知一般在0.50.

56、8之间，此处取5.4成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算（1） 凹模侧壁厚度的计算 凹模侧壁厚度往往与型腔内压强及凹模的深度有关，根据型腔的布置，模架初选280300的标准模架，其厚度根据2表419的刚度公式计算。式中，p是模具型腔内最大的熔体压力（MPa），型腔压力估算公式确定，一般是3050MPa；E是模具材料的弹性模量（MPa），碳钢是；h=W，W是影响变形的最大尺寸，而h是凹模的深度，h=33;是模具刚度计算许用变形量，主要根据表420计算，查表可知，对于塑料PE,塑料精度为3级，。式中，凹模侧壁是采用嵌件，为了使结构紧凑，这里凹模嵌件单边厚选，但由于型腔采用直线、对称结构布置，故两个型腔

57、之间壁厚满足结构设计就可以了。型腔与模具周边的距离由模板的外形尺寸来确定，根据估算模板平面尺寸选用280300，它比型腔布置的尺寸大的多，所以完全满足了强度和刚度要求。（2） 动模板厚度的计算 动模垫板厚度和所选模架的的两个垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选在280mm300mm这个范围内。垫块之间的跨度大约为2304040=150mm,那么，根据型腔布置以及型芯对动模垫板的压力可以计算得到动模垫板的厚度，即式中，是动模垫板刚度计算许用变形量， L是两个垫块之间的距离，约150mm；是动模垫板的长度，取300mm；A是两个型芯投影到动模垫板上的面积。根据以前计算的得单件型芯所受压

58、力的面积为 两个型芯面积 故动模垫板可按照标准厚度取35mm.第六章 模架的确定我国注射模架标准有2个，即注射模中小型模架及技术条件（GB/T125561990)和大型塑料注射模架（GB/T125551990)。中小型模架有四种基本类型。中小型模架的四种基本类型，使用于的场合。1） A1型模架采用两块模板，动模采用一块模板，设在推杆推出机构，适用于单分型面注射成型模具。2） A2型模架定模、动模均采用两块模板，设在推杆推出机构，适用于直接浇口，采用斜导柱侧抽芯的注射成型模架。3） A3型模架定模采用两块模板，动模采用一块模板，设在脱模版推出机构，适用于薄壁壳体类塑件的成型以及脱模力大、塑件表面

59、不允许留有推出痕迹的注射成型模。4） A4型模架均采用两块模板，设在脱模板推出机构，使用范围与A3型基本相同。 根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸，同时参考中小型标准模架的选型经验公式，可确定模架选A2模架，模架序号为6号（WL=280mm300mm)。6.1各模板尺寸的确定(1)A板尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度为35mm，在模板还要开设冷却水道，冷却水道离型腔应有一定的距离，因此A板的厚度取50。(2)B板尺寸。B板是型芯固定板，按模架标准板厚取70mm。(3)C板（垫块）的尺寸。垫板=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（510）=（40+20+15+510)=8090mm,初步

60、选定C为80mm。第七章 合模导向机构的设计7.1注塑模具导向机构设计每套塑料模具都要设有导向机构，因为在模具工作时，导向机构可以维持动模与定模的正确合模，合模后能保持型腔的正确形状。同时，导向机构可以引导动模按顺序合模，防止型芯在合模过程中遭受损坏，并能承受一定的侧向力。7.2导向机构的总体设计（1）导向零件应该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该有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后产生变形。导柱中心至模具外缘应该至少有一个导柱直径的厚度；因此导柱通常设在离中心线1/3处的长边上。（2) 该模具采用4根导柱，其布置为设在模板的四个角上。（3) 该模

61、具导柱安装在动模固定板上，导套安装在定模固定板上（4) 为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑板，即可削去一个面或在导套的孔口倒角。（5) 各导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行。（6) 在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致成型零件遭受损坏。（7) 当动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。（8) 导柱导套的配合长度一般取配合直径的1.52倍，其余部分可以扩空，以便减小摩擦，并且降低加工精度。7.3导柱设计（1）该模具采用带头导柱，不加油槽（2）为了使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分；（3）导柱的长度应该比凸模高度高出6 mm8 mm；（4）导柱直径应根据模具尺寸来确定，应保证其具有足够的抗弯强度（该导柱直径有标准模架可知为20 mm）；（5）导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/k6配合，导柱滑动部分按H7/f7或