毕业论文设计：塑料盖注塑模具设计

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1、东莞职业技术学院毕业设计塑料盖注塑模具设计学生姓名：*学号：20091001年级专业：2009级模具指导教师：*系部：机电工程系广东东莞提交日期：2012年5月开题报告毕业设计预期目标及工作方案1、塑料盖注塑模具设计其结构包括浇注系统、导向系统、冷却系统、成型零件、脱模机构等。用Pro/E进行塑料模具设计通常应包括以下内容。(1)塑料件制品分析：包括拨模分析、厚度分布局分析、塑料浇注系统、顶出系统及冷却系分析等。(2)模具成型零件设计：包括型芯、型腔、镶件这些零件通过Pro/E模具模块中的分模面分Parting Surface Split)和体积块分割(Volumet)得到。(3)浇注系统及冷

2、却系统的设计：根据塑料件的形状和大小选择合适的浇口及冷却方式及大小。(4)模架及其零件的设计：用基础建模工具逐计出模具零件，然后用装配建模完成模架的；直接调用Mold Base Library模块中的标准和标准零件;在EMX模块中自动创建模架并标准零件。(5)干涉检验：检查模具中的冷却水道、过孔、以及顶出或者抽芯机构间是否有干涉现象，生干涉现象，立即修正。(6)模具工程图的生成：通过Pro/E绘制模具图，并生成明细表。2、毕业设计构成 （1）打印文档：设计说明书一份，字数不少于15000字；（2）设计图纸：电脑绘制模具装配图A0图一张；非标准零件图A3图纸5张。(3)电子文档：用pro/eng

3、ineer等软件绘制塑件3D模型；二维CAD：总装图和零件图；Word文档：设计说明书。3、工作方案（1）分析零件的成形工艺性。（2）创建塑料制件的3D模型，制品的基本参数的计算及注射机的选用，模具类型及结构的确定。（3）利用模具设计软件完成模具的模仁设计和浇注系统设计。（4）用模具设计软件进行标准模架的选择，脱模机构、冷却水道和模具成型零件的设计。（5）完成模具主要模具图的输出，绘制型腔、型芯及重要零件图。目录1 前言72 塑件的工艺分析112.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征112.2 分析塑件的结构工艺性162.3 工艺性分析163.塑件成型的基本过程174 注射机的选择184.1

4、塑件体积的计算184.2计算塑件的质量：194.3注射机选择205 浇注系统的设计215.1主流道的设计225.2 分型面的选择设计原则235.3 浇口的设计236 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计256.1型腔、型芯工艺尺寸计算256.2模架的选择277 导向机构的设计287.1导柱的设计297.2导套及导向孔的结构设计297.3导柱（导套）在模板上的布置307.4推出机构的设计31推件力的计算318 冷却系统的设计338.1 冷却水回路布置的基本原则：338.2 确定冷却水道直径349、模具排气槽的设计349.1排气槽的作用与设计3510 校核3610.1注射机有关工艺参数的校

5、核3610.2模具与注塑机安装部分相关尺寸校核3611 模具的安装试模37参考文献38致谢39塑料盖注塑模具设计摘 要：本次毕业设计的题目是：塑料盖的塑件注射模。本次设计主要是通过对塑件的形状、尺寸及其精度的要求来进行注射成型工艺的可行性分析。塑件的成型工艺性主要包括塑件的壁厚，斜度和圆角以及是否有抽芯机构。通过以上的分析来确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、位置大小；其中最重要的是确定型芯和型腔的结构，例如是采用整体式还是镶拼式，以及它们的定位和固紧方式。此外还分析了模具受力，脱模机构的设计，合模导向机构的设计，冷却系统的设计等。最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件图并撰写模具说明书。

6、关键词：分型面、浇口、型腔，型芯，镶块，脱摸力Abstract：This graduate that design is:The Plastic cover injects the mold.This design primarily passeses to piece viability assessment for request for of shape, size and its accuracy coming proceeding injecting type craft.the piece the wall for of type craft primarily including

7、 the piece is thick, slope and circle angle and whether to have core-pulling or not mechanism.Pass the above analysis to come the certain molding tool cent the type the surface, type the number, gate the form, place the size;The among them and most important is a certain type core and the constructi

8、on of the type , for example adopt the whole the type of type still , and their fixed position and tight way of .In addition and still analyzed the molding tool to suffer force, mold that design that the design of the pattern draw mechanism, match the design etc. to lead to the mechanism, cooling sy

9、stem.Finally draw the production that complete molding tool assemble the general drawing sum the soil and establishment of prinipal molding tool parts type zero the parts process the craft process the card.Keywords:parting line,the gate, slide block, heel block, core-pulling, core-pulling distance,

10、gate.1 前言本次的设计是毕业生的最后一次设计，是我们对以前所学的理论知识和技能的一次综合性训练。模具设计是一项很复杂的工作，它要求我们在掌握理论知识的基础上要有更好的实践经验。设计一付好的模具，其中牵涉到许多的内容，一套模具有好多种方案，在进行的比较中需要考虑的内容包括对塑件成型工艺的分析，如何确定分型面、型腔数目以及选择注射机型号。确定模具的总体结构、型腔型芯的结构，同时还考虑了模具制造工艺的可行性以及模具制造的经济性；浇注系统的设计，确定浇口形式及位置大小；确定主流道，分流道和冷料穴的形式及尺寸；脱模机构的设计，脱模力的计算；侧向分型及抽芯机构的设计，导向机构的设计，冷却系统的设计。

11、本次毕业设计课题是塑料盖的塑件注射模。本次设计主要是通过对塑件的形状、尺寸及其精度的要求来进行注射成型工艺的可行性分析。塑件的成型工艺性主要包括塑件的壁厚，斜度和圆角以及是否有抽芯机构。通过以上的分析来确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、位置大小；其中最重要的是确定型芯和型腔的结构，例如是采用整体式还是镶拼式，以及它们的定位和固紧方式。此外还分析了模具受力，脱模机构的设计，合模导向机构的设计，冷却系统的设计等。最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件图并撰写模具说明书。1.1 国际国内塑料成型模具发展概况80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发

12、展迅速，年均增速为13%，2003年我国模具工业产值为375亿，至2007年我国模具总产值约为525亿元，其中塑料模约35%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表盘等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电和烟台北极星模具制造多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同

13、类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，具体数据见表1-1。表1-1 国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火钢模具寿命1060万次1030万次淬

14、火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%在模具行业占有量3040%2530%成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有

15、世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%80%相比，差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但

16、在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中科技开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用

17、量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%80%相比，仍有差距。1.2 我国模具设计技术今后发展方向（1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。（2）在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其

18、进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。（3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下

19、，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。（4）开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。（5）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家

20、标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。（6）应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。（7）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。2 塑件的工艺分析2.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征该塑件为板状壳体，表面光滑，在模具设计和制造上要有良好的加工工艺，确保成型零件具有一定的光洁度。该产品的注塑材料选用ABS，要求大批量生产，所以我们设计模

21、具时采取一出四的设计思想。其二维形状如图所示：图 一该塑件材料选用丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的接枝共聚合产物（ABS），取它们英文名的第一个字母命名（A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯）。它是一种强度高、韧性好、综合性能优良的树脂，用途广泛，常用作工程塑料。工业上多以聚丁二烯胶乳或苯乙烯含量低的丁苯橡胶为主链，与丙烯腈、苯乙烯两种单体的混合物接枝共聚合制得。实际上它往往是含丁二烯的接枝聚合物与丙烯腈苯乙烯共聚物SAN(或称 AS)的混合物。近年来也有先用苯乙烯、丙烯腈两种单体共聚，然后再与接枝共聚的ABS树脂以不同比例混合，以制得适应不同用途的各种 ABS树脂。20世纪50年代中期已

22、开始在美国工业化生产。 ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。 ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，散热性（现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟了，笔记本电脑只要内部结构设计合理，同样可以有出色的散热效果。)ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差但ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05

23、g/cm。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度为93C左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。运

24、用软件对该产品放入缩水率后，其造型如图所示：图 2图 3工业生产方法 可分两大类：一类是将聚丁二烯或丁苯橡胶与SAN树脂在辊筒上进行机械共混，或将两种胶乳共混，再共聚；另一类是在聚丁二烯或苯乙烯含量低的丁苯胶乳中加入苯乙烯和丙烯腈单体进行乳液接枝共聚，或再与SAN树脂以不同比例混合使用。 结构、性质和应用 在ABS树脂中，橡胶颗粒呈分散相，分散于SAN树脂连续相中。当受冲击时，交联的橡胶颗粒承受并吸收这种能量，使应力分散，从而阻止裂口发展，以此提高抗撕性能。接枝共聚合的目的在于改进橡胶粒表面与树脂相的兼容性和粘合力。这与游离 SAN树脂的多少和接枝在橡胶主链上的 SAN树脂组成有关。这两种树脂

25、中丙烯腈含量之差不宜太大，否则兼容性不好，会导致橡胶与树脂界面的龟裂。用途：汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），收音机壳， 手柄、大强度工具（吸尘器，头发烘干机，搅拌器，割草机等），打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等。比重:1.05克/立方厘米 燃烧鉴别方法：连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味溶剂实验：环已酮可软化，芳香溶剂无作用特点： 综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性

26、好。 用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。成型特性： 无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时。 宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度。 如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 ABS主

27、要技术指标：表2-1 热物理性能密度(g/ cm)1.02105比热容(Jkg-1K-1)12551674导热系数(Wm-1K-110-2)13.831.2线膨胀系数(10-5K-1)5.88.6滞流温度(C)130表2-2 力学性能屈服强度（MPa）50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率()35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24冲击韧度(简支梁式)无缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表2-3 电气性能表面电阻率（）1.21013体积电阻率（m）6.91014击穿电压（KV/mm）介电常数（106Hz

28、）3.04介电损耗角正切（106Hz）0.007耐电弧性(s)50852.2 分析塑件的结构工艺性该塑件尺寸较小，整体结构较简单.有平面和圆角以及少量的曲面构成。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级： 5级。2.3 工艺性分析 为了提高成型效率，本设计采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处，浇口为侧交口，分流道采取平衡式分流道。塑件的工艺参数：注塑机类型：螺杆式喷嘴形式： 通用式料筒一区 150170料筒二区 180190料筒三区 200210喷嘴温度 180190模具温度 5070注塑压 60100保压 4060

29、注塑时间 25保压时间 510冷却时间 515周期 1530后处理 红外线烘箱温度（70）时间（0.31）3.塑件成型的基本过程注塑成型是把塑料原料（一般经过造粒、染色、添加剂等处理之后的颗粒）放入料间当中，经过加热溶化使之成为高粘度的流体-熔体用柱塞或螺杆作为加压工具，使得熔体通过喷嘴以较高的压力（约2085mpa），溶入模具的型腔中经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。a 塑化过程现代式的注射机基本上采取螺杆式的塑化设备，塑料原粒（称为物料）自从送料斗以定容方式送入料筒，通过料筒外的点加热装置和料筒内的螺杆旋转所产生的摩擦热，使物理熔化达到一定的温度后即可注射，注射动作是由螺

30、杆的推进来完成的。b 充模过程熔体自注射机的喷嘴喷出来后，进入模具的型腔内，将型腔内的空气排出，并充满型腔，然后升到一定压力，使溶体的密度增加，充实型腔的每一个角落。充模过程是注射成型的最主要的过程，由于塑料溶体的流动是非牛顿流动，而且粘度很大，所以在压力损耗，粘度变化，多般汇流等现象左右塑件的质量，因此充模过程的关键问题-浇注系统的设计就成为注射模具设计过程的重点，现代的设计方法已经运用了计算机辅助设计以解决浇注系统设计中疑难问题。c 冷却凝固过程热塑性塑料的注射成型过程是热交换过程，即： 塑化注射充模固化成型 加热理论上绝热散热热交换效果的好坏决定了塑件的质量，模具设计时，散热交换也要充分

31、考虑，在现代设计方法中也采用了计算机辅助设计来解决问题。d 脱模过程塑件在型腔内固化后，必须采取机械的方式把它从型腔内取出，这个动作由脱模机构来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量影响很大，但塑件的几何形状是千变万化的，必须采用最有效和最好的脱模方式。因此，脱模机构的设计也是注射模具设计的一个主要环节，由于标准化的推广，许多标准化的脱模机构零部件也有商品供应。由a至d形成了一个循环，就完成了一次成型乃至很多塑件4 注射机的选择4.1 塑件体积的计算图4 塑件图体积证明零件塑件的体积 V=11.1cm 浇注系统的体积：V2=20cm可有三维软件UG的测量体功能测出分流道的塑料的体积塑件与浇注系统的

32、总体积为V=11.1*4+20=64.4cm4.2计算塑件的质量：查手册取密度=1.05g/cm塑件体积：V=64.4cm塑件质量：根据有关手册查得：=1.05g/cm所以，塑件的重量为：M=V=64.4cm1.05 g/cm=67.62g4.3注射机选择1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机,这是注塑成型工艺技术的一大突破,目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%;注塑机的产量占整个塑料机械产量的50%.成为塑料成型设备制造业中增长最快,产量最多的机种之一.注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的说法有:（1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机

33、；（2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。注塑机基本参数：注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。(1)公称注塑量；指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。(2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。(3)注射速率；为了使熔料及时充

34、满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表4-1所示。表4-1 注射量与注射时间的关系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4)塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。(5)锁模力

35、；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。(6)合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。(7)开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停。(8)空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。根据模具设计与制造简明手册表2-40选择注射机XS-ZY-250螺杆式注射机，其参数如下：额定注射量：250 螺杆

36、直径：50mm 注射压力：130Mpa 锁模力：1800KN 模板行程：500mm 模具最大厚度：350mm 模具最小厚度：200mm 模板尺寸：598520mm拉杆空间：448370mm 定位孔直径：100mm合模方式：液压机械 5 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，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

37、接痕产生在之间不重要的位置;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。5.1主流道的设计 主流道（如图5-1所示）是指：浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止的塑料熔体流动通道。 根据选用的CJ325NCII 3型号注射机的相关尺寸得： 喷嘴前端孔径：d0=4.0mm； 喷嘴前端球面半径：R0=10mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系R=+(12)mmd=+（0.51）mm 取主流道球面半径：R=16mm； 取主流道小端直径：d=5.5mm 为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为2-6，此处选用2，经换算得主

38、流道大端直径为7.68mm。图5 主流道示意图5.2 分型面的选择设计原则分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。（1）分型面的形式该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型。（2）分型面的设计原则由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：保持塑件外观整洁。应利于排气：分型面尽量和物料流动的末端相重合。开模时塑件留在动模一侧：以利于塑件的顶出脱模。应

39、容易保证塑件的精度要求。应力求简单适用并易于加工：对开头较复杂的分型面应选择贯通的结构形式。考虑侧向分型面与主分型面的协调。 带有侧孔或侧凸凹槽的塑件，往往把侧抽芯的部位放在动模一侧以便抽芯。 尽量选用抽芯距短的一侧抽芯。 侧抽芯的形式对侧滑块所需的锁紧力影响很大。 分型面应与注射机的参数相适应。考虑脱模斜度的影响。嵌件和活动型芯应安装方便。 在这个模具设计中，产品的结构简单，其分型面在产品最底面。5.3 浇口的设计浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的熔体的通道，也是注塑模进料系统的最后部分。浇口的设计与位置的选择恰当与否,直接关系到塑件能否完好的高质量地注射成型。其基本作用为：1、从流道来的

40、熔融塑料以最快的速度进入充满型腔。2、型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔能还未冷却的塑料回流。浇口的设计与塑件的尺寸、形状，模具的结构,注射工艺条件及塑件性能等因素有关。但是根据上述基本作用来说,浇口截面小,长度要短,因为只有这样才能满足增大流料速度,快速冷却封闭,便于塑件分离以及浇口残痕最小等要求。浇口对于成形性及内部应力有较大的影响，通常依据成形品的形状来决定适当形式，可分为限制浇口与非限制浇口两大类。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位,通过截面尺寸的突然变化使分流道送来的塑料熔体产生突变的流速增加,提高剪切速率,降低粘度,使其成为理想的流动状态,从而迅速均衡的充满型腔。对

41、于多型腔模具,调节浇口的尺寸,还可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的,提高塑件质量. 另外限制性浇口还起着较早固化防止型腔中的熔体倒流的作用, 加工容易，易从浇道切断成形品，可减少残留应力. 又可分为侧状浇口(Side Gate)、重叠浇口(Overlap Gate)、凸片浇口(Tab Gate)、扇形浇口(Fan Gate)、膜状浇口(Film Gate)、环形浇口(Ring Gate)、盘状浇口(Disk Gate)、点状浇口(Point Gate)及潜状浇口(Submarine Gate)等。非限制性浇口是由竖浇道直接将塑料注入模穴的浇口，是整个浇注系统中截面尺寸最大的部位,它主要是

42、对中大型筒类,壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用。浇口的种类、位置、大小、数目等，直接影响成形品的外观、变形、成形收缩率及强度，所以在设计上应考虑下列事项：根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。本设计采用直浇口。直接浇口：即是主流道浇口,属于非限制性浇口。 塑料熔体由主流道的大端直接进入型腔,因而具有流动阻力小,流动流程短及补给时间长等特点。但是也有一定的缺点如进料处有较大的残余应力而导致塑件翘曲变形,由于浇口较大去除浇口痕迹较困难,而且痕迹较大,影响美观.所以这类浇口多用于注射成型大、中型长流程深型腔筒型或翘型塑件,尤其适合

43、于如聚碳酸脂,聚砜等高粘度塑料。另外,这种形式的浇口只适合于单型腔模具。该模具设计中采取一模四腔，浇口形式为侧浇口,浇口形式为梯形入浇。如图所示：浇口截面图（不含分流道）专业定做模具设计,包括模具毕业设计和课程设计,同时有大量的现成的设计出售,QQ：359651388, ：。注塑模具设计课题目录：冲压模具设计可以目录： 阿里资料网阿里机械设计6 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计6.1型腔、型芯工艺尺寸计算ABS塑料的收缩率是0.3%-0.8%平均收缩率: =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 本设计选用： 0.5%型腔内径： =33.87mm型腔深度： =20.02mm型芯外径

44、： =29.98mm型芯深度： =74.98mm注：式中型腔径向尺寸（mm ）；- 塑件外形基本尺寸（mm）；-塑件平均收缩率；-塑件公差；-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件内形基本尺寸（ mm）；-型芯径向尺寸（mm）；-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）；-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）；图6 型腔图7 型芯6.2模架的选择模具厂家在制作模具时，必然会用到标准模架，塑料模架的设计标准有日本的FUTA（富得巴）、香港的龙记、德国的HASCO（哈斯考）、美国的DME、新加坡的重村。龙记的模架市场占有率比较高，专卖店也比较多，在广州、上海、浙江都有生产基地。模架出口香

45、港、美国、法国、日本等地。龙记用的材料有国产的、也有进口的，他的每块板基本上都要测试硬度，所以你会看到每块板都有测试的点。富得巴的模架以前只有在深圳有，用的材料主要是日本的皇牌钢S55C,模架出口到港、日本、马来西亚、韩国等地，模架主要用在珠江三角洲。标准模架有： 1、大水口标准模架类型（工字模AI型，BI型，CI型，DI型；直身模AH型，BH型，CH型，DH型）； 2、简化型细水口标准模架类型（工字模FAI型，FCI型，GAI型，GCI型；直身模FAH型，FCH型，GAH型，GCH型）； 3、D型细水口标准模架类型（工字模DAI型，DBI型，DCI型，DDI型；直身模DAH型，DBH型，DC

46、H型，DDH型）；4、 E型细水口标准模架类型（工字模EAI型，EBI型，ECI型，EDI型；直身模EAH型，EBH型，ECH型，EDH型）。注塑模模架国家标准有两个，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，该设计如图8所示，采用龙记标准模架，型号为：龙记大水口标准模架CI3535A80B40C100。图8 模架示意图图9 明细表示意图7 导向机构的设计导向机构主要包括导柱和导套。其设计原则如下：导柱应合理地均布于分型面的四周，其中心至模具外缘应有足够的距离，以保证

47、模具的强度，防止模板变形。导柱的直径应据模具尺寸来选取，保证有足够的抗弯强度。导柱和导套应有足够的耐磨性。（20#低碳钢淬火HRC4855;T8.T10淬火），Ra1.6。最好装在定模上以便脱模。（特殊情况如推板由导柱导向推出塑件时，装在动模）合模时，应保证导向零件先接触，即导柱长度比凸模端面高出68mm，以免凸模先进入型腔。导柱装配处直径应与导套外径相等以利于配合加工，保证同轴度要求。导柱端部常做成圆锥形或半球形以顺利进入导向孔，导套前端亦应导角。导向机构的作用：1）定位作用；2）导向作用；3）承受一定的侧向压力7.1导柱的设计7.1.1导柱的结构形式有：(1) 无储油槽导柱： 用于小型模具

48、、小批量生产。(2) 带储油槽导柱： 用于大型模具、大批量生产。(3) 短导柱： 用于深型腔注射模具，并与凸、凹模的斜面定位联合使用，也用于大型塑料注射模以增加刚度。(4) 直通式导柱： 用于小型模具单件生产。(5) 顶柱式导柱： 为增加动模垫板刚度、简化模具结构，兼作顶柱。用于塑件投影面积大的情况。7.1.2长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812 cm，以免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔的情况。7.1.3形状 导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。7.1.4材料导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢（经表面渗碳淬火处理），热处理渗碳深度

49、为0.8-1.2mm，硬度为5862HRC。7.2导套及导向孔的结构设计7.2.1无导套导向孔：加工简单，适用于生产批量小、精度要求不高的模具；宜做成通孔以便排气、废料，若必须做成盲孔，则需开排气槽；限制配合面长度，以减少精加工，并改善配合状况；导向孔入口处倒圆角R，滑动部分间隙配合H8/f8，Ra0.4。材料T8淬火55HRC，不经济，可选45钢调质HB235。 7.2.2材料 用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低于导柱硬度（淬火钢H62、青铜），这样可以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。7.2.3形状 为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔做成通孔，以利于排出孔内的空气。7.3导

50、柱（导套）在模板上的布置二导柱（用于小型模具）：合模无方位要求时，二导柱直径相同对称分布；有方位要求时：二导柱直径不同或直径相同不对称分布。三导柱：用于中、小型模具。四导柱：用于深腔大型模具。在圆模板上、在矩形模板上。八导柱：四短（增降导向刚性）四长，用于深腔、薄壁、要求壁厚均匀的模具。导柱和导套的结构形式如图所示：图 1 0 导柱图 11 导套7.4推出机构的设计根据塑件的形状特点， 模具型腔在定模部分，型芯采用镶件的形式。其推出机构可采用推件板推出机构。这样设计 节约成本又省时间比较简便。7.4.1推件力的计算 对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力（Q）： 注：式中 -型

51、芯或凸模被包紧部分的断面周长（cm）; -被包紧部分的深度（cm）; -由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取7.811.8MPa； -磨擦系数，一般取0.11.2； -脱模斜度； L=706.5MM h=29.98MM Q=706.5MM29.98MM10MPA(0.1COS0.5-SIN0.5)=1771.1(N) 推件板的设计如图所示图 12 推件板8 冷却系统的设计8.1 冷却水回路布置的基本原则：冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成型周期及提高塑件质量。一般在型腔，型芯等部位设置合理的冷却水路，通过调节冷却水流量和流速来控制模温。冷却水孔开孔的原则：（1）冷却

52、水孔的数量应尽可能的多，直径应尽量大；（2） 每个冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保持在015mm范围内，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般保持在812mm。（3）水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。（4）冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件的强度。（5）水管接头应设在不影响操作的一侧注射模具的温度设计是否恰当，不仅影响塑件的质量，而且对生产效率、充模流动、固化定型都有重要影响。模具对塑件质量的影响主要体现在以下几个方面：1、改善成形性 2、成形收缩率 3、塑件变形 4、尺寸稳定性 5、力学性能 6、外观质量。当大批量的生产时，而且又要满足塑件的质量要求时，

53、增多型腔是不现实的。这时提高生产率显得尤其重要了。而提高生产率又与模具温度的控制有密切关系。生产效率主要取决于冷却介质（一般是水）的热交换效果。因此缩短注射成形周期的冷却时间是提高生产效率的关键。8.2 确定冷却水道直径 依据塑件体积设计冷却水管直径为6mm，冷却水道如图8-2所示。图13冷却水道系统示意图9、模具排气槽的设计在注射模试模生产中常会出现填充不足。压缩空气灼伤、制品内部很高的内应力、表面流线和熔合线等现象。对于这些现象除了应首先调整注塑工艺外，还要考虑模具浇口是否合理。当注塑工艺和浇口这两个问题都排除以后；那么模具的排气就是主要的问题了，解决这一问题的主要手段是开设排气槽。 9.

54、1排气槽的作用与设计9.1.1排气槽的作用排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是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，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。 9.1.2排气方式 模腔排气的方法很多，但每一种方法均须保证：排气槽在排气的同时，其尺寸设计应能防止物料溢进槽内；其次还要防止堵塞。因

55、此从模腔内表面向模腔体外缘方向测量，长612mm以上的排气槽部分，槽高度要放大约0.250.4mm。另外,排气槽数量太多是有害的。因为如果作用在模腔分型面未开排气槽部分的锁模压力很大，容易引起模腔材料冷流或裂开，这是很危险的。除了在分型面上对模腔排气外，还可以通过在浇注系统的料流末端位置设排气槽，以及沿顶出杆四周留出间隙的方式达到排气的目的。因为排气槽开的深度、宽度以及位置的选择；如果不适当，产生的飞边毛刺，将影响制品的美观和精度。因此上述间隙的大小以防止顶出杆四周出现飞边为限。这里应特别注意的是：齿轮这样的制件在排气时，可能连最微小的飞边也是不希望有的。这一类制件最好采用以下方式排气：彻底清

56、除流道内气体；用粒度为200的碳化硅磨料对分型面配合表面进行喷丸处理。另外，在浇注系统料流末端开设排气槽主要是指分流道末端位置的排气槽，其宽度应等于分流道的宽度，高度视材料而异。 9.1.3 设计方法 （1） 利用配合间隙排气；（2） 在分型面上开设排气槽排气；（3） 利用排气守排气；（4） 强制性排气；该模具是采用利用配合间隙排气。其间隙值约为0.030.05mm.它常用于中小型的简单模具。 10 校核10.1注射机有关工艺参数的校核 1）锁模力与注射压力的校核当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生一个很大的力，使模具的分型面涨开，其值等于制件和浇口流道系统在分型面上投影面积之和乘以型腔内塑

57、料压力。而作用在这个面积上的总力，应小于注塑机的额定锁模力P，否则在注塑时会因模具不紧产生严重的溢边现象。型腔内塑料压力，可以按公式计算。而经查塑料模具设计中SPVC在型腔里的理论注塑压力在40MP80MP之间。而只有F机锁P模A的不等式成立时，才能符合要求。式中F机锁表示注塑机的最大锁模力； P模 表示为熔融型料在型腔内的压力 ； A 表示为塑件和浇注系统在分型面上的投影之和；故有；F机锁=400knP模A=80MP29362=189.88kn所以符合要求。10.2模具与注塑机安装部分相关尺寸校核模板尺寸和拉杆间距是否相适合因为要满足上述要求，只有达到模具长宽拉杆间距这样的条件。而确有，模具

58、长宽=350350(mmmm)拉杆间距=598520(mmmm)成立，所以也是满足要求的。模具闭合高度的校核通过前章各模板的尺寸选定和计算，模具实际厚度H模为370mm，而注塑机最小厚度H最小为300 mm，即；H模H最小也满足要求。11 模具的安装试模1.试模前的准备试模前要对模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查模具各个滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要准确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查

59、，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。2. 模具的安装及调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具安装到注射机上要注意以下几个问题：1）模具的安装方位要满足设计图样的要求。2）模具中有侧向滑动机构时，尽量使其运动方向为水平方向。3）当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。4）模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用块压板，对称布置。模具安装于注射机上之后，要进行

60、空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用。要注意以下几个方面：1）合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。2）活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠。3）开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。4）冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。3 试模将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压，低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效的时，可以适当提高温度条件。试模注射出样件。试模过程中，应进行详细记录，将结果填入试

61、模记录卡，并保留试模的样件。4. 检验通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样件是否符合用户的要求；模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产的样件满足客户的要求，试模合格的模具，应清理干净，涂防锈油入库保存。参考文献1齐晓杰.塑料成型工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，2005.10。2黄晓燕.简明塑料成型工艺与模具设计手册.上海：上海科学技术出版社，2006.3颜智伟.塑料模具设计与机构设计.北京：国防工业出版社，2006.1.4余冬蓉,程胜文.塑料成型工艺与模具设计.北京：科学出版社，2005.5屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，1996.4.6申开智.塑料成型模具.北京：中国轻工业出版社，2003.8.7申树义,高济.塑料模具设计.北京：机械工业出版社，1997.7.8中国机械工业教育协会组.塑料模设计及制造.机械工业出版社，2001.9王文广，田宝善，田雁晨.注射