塑料花盆的注塑模设计【含全套CAD图纸】

济源职业技术学院毕 业 设 计题目 塑料花盆的注塑模设计 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期 20*年 12 月 设计任务书设计题目：塑料花盆的注塑模设计设计要求：1. 确定合理工艺方案2. 设计合理的模具结构3. 在模具的设计中最好有创新4. 设计要全面介绍模具的工作原理5. 内容丰富、文字精练、讲述详细、实用价值高6. 模具的设计有效地体现出实用的特色设计进度要求：1. 11 月 28 日12 月 3 日 搜集模具相关资料及前期准备工作2. 12 月 4 日12 月 13 日 模具基本类型与工作部分零件尺寸计算3. 12 月 14 日12 月 20 日 模具整体及其零件的设计和绘制结构尺寸图4. 12 月 21 日12 月 26 日 毕业论文的校核、修改、定稿及打印装订指导教师（签名）： 目录摘要 1前言 21 彩色迷你塑料盆景花盆塑件的工艺分析 411 塑件成形工艺分析 412 塑件成形工艺参数确定 52 模具基本结构设计及模架选择 72.1 确定成形方法 .72.2 型腔布置 .72.3 分型面设计 .82.4 浇注系统设计 .92.5 脱模机构设计 142.6 导向机构的设计 142.7 选择模架 153 选择成形设备 .173.1 注塑机的选择 173.2 工艺参数的校核 174 模具 结构尺寸的设计计算 .194.1 型腔尺寸计算 204.2 型芯的尺寸计算 214.3 模具冷却、加热系统计算 225 模具的工作原理 .256 模具总装图及模具的装配、试模 .266.1 模具总装图及模具的装配 266.2 模具的安装试模 27结 束 语 .29致 谢 .31参考文献 .32济源职业技术学院毕业设计1摘要塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。本次的毕业设计是花盆的注塑模的设计，塑料花盆具有重量轻、易清洁、色彩丰富、耐腐蚀老化、强度高、使用寿命长，制作方便、价格低廉等特点，是陶土盆景花盆的理想替代品、也是花盆的必然发展方向。依据产品的数量和塑料的工艺性能确定塑件采用注射成形法生产。该产品设计为大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模，此外为保证塑件表面质量采用点浇口，因此选用双分型面注射模，点浇口自动脱模结构。模具的型腔采用一模两腔平衡布置，浇注系统采用点浇口成形，推出形式为四推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中不仅参考了大量纸质文献，而且在互联网上查阅资料，设计过程比较完整。关键词 双分型面注射模具 彩色 盆景花盆 硬聚氯乙烯济源职业技术学院毕业设计2前言模具的重要意义模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石，被人称为“工业之母”和“磁力工业” 。模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。换句话说，没有高水平的模具就不会有高水平的工业产品。模具业是否强盛也反映出一个国家工业的强弱。塑料制品和注射成形在模具业的重要地位塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。塑料注射成形工艺的最大特点是复制，能够复制出所需任意数量的可直接使用或稍作处理即可使用的制品，是一种适宜大批量生产的工艺。虽然在设备上投入较大，但是可以生产制品的数量非常大，实属一种经济快捷的生产方式，因此得到广泛的应用和快速的发展。模具在我国的发展历程过去在我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表、汽车等行业进入大批量生产，模具工业有了一定的发展。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来，因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密，如我们使用的电脑、手机、汽车等产品都要依靠模具。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的济源职业技术学院毕业设计3成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒地看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后很多，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出，等等。可见，我国模具工业的发展任重而道远。前景展望我国进入实施国民经济和社会发展的第十一个五年规划期，模具工业的发展也将进入一个关键时期。在这一时期，模具行业的主要任务是，在党中央关于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下，进一步推进改革，调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。毕业设计题目选定接到毕业班开始分组在老师的指导下进行毕业设计的通知，我被安排在塑料模具设计的一组后，我就开始着手毕业题目的选择。联想到家里面一直养花，对于陶土花盆来说是没一点好感，因为这种花盆很重，粘上土之后极易脏，不易清理，影响了整体的美观。据调查，目前，塑料花盆虽然在我国的市场上占有一定的份额，但是还以陶土花盆的销售为主。陶土花盆有颜色单一，质量比较大，易碎，不易清洁等缺点，而塑料花盆具有重量轻、易清洁、色彩丰富、耐腐蚀老化、强度高、使用寿命长，制作方便、价格低廉弥补了陶土花盆的不足，是陶土盆景花盆的理想替代品、也是花盆的必然发展方向。因此，就考虑设计一种适用于家庭、办公室等小型品种花养植或盆景装饰上的一途多用的盆景花盆，于是就选择了这个彩色迷你盆景塑料花盆做为我的毕业设计题目。济源职业技术学院毕业设计41 彩色迷你塑料盆景花盆塑件的工艺分析11 塑件成形工艺分析如图 11 为塑料盆景花盆的二维工程图, 单位 m图 1-1 塑件图产品名称：彩色迷你盆景塑料花盆产品材料：硬聚氯乙烯 PVC塑件材料特性：硬聚氯乙烯不含或含有少量增塑剂，它的机械强度高，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能，耐磨强度好、耐化学腐蚀，对酸碱的抵抗能力极强，化学稳定性好，价格低廉，但成形比较困难，耐热性不高。塑件材料成形性能：它的流动性差，过热时极易分解，所以必须加入稳定剂和润滑剂并严格控制成形温度及溶料的滞留时间。成形温度范围小，必须严格控制料温，模具应有冷却装置；采用带预塑化装置的螺杆式注射机。模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不得有死角滞料。模具应冷却，其表面应该做镀铬处理。产品数量：大批量生产塑件尺寸： （长轴*短轴*高度*厚度）m2.13061塑件颜色：白色、棕色、绿色、黄色、砖红色等各种颜色，可根据需要任意选择。查文献3可得：济源职业技术学院毕业设计5塑件材料物理性能：密度： 3cmg45.13.收缩率： %02熔点： C6热变形温度： 87材料力学性能：拉伸强度： MPa503拉伸弹性模量： G2.4弯曲强度： 9弯曲弹性模量： a0.5.压缩强度： P874缺口冲击强度： 2mKJ硬度：洛氏 10R塑件质量：该产品材料为硬聚氯乙烯,由上得知其密度为 ,收缩率为3cmg45.13.，计算出硬聚氯乙烯平均密度为 ,平均收缩率为 。可根据塑 %4.02. cg4.1%.0件形状进行人工几何计算得到花盆的体积。通过计算得：塑件的体积 3m7.25V塑塑件的重量 g4.1M）（塑塑 98.35式中： 塑料密度塑件要求：塑件外侧表面光滑，不允许有较大的浇口痕迹，盆边沿无飞边或较少易清理。12 塑件成形工艺参数确定1.2.1 硬聚氯乙烯成形的工艺参数：查文献2表 1-3 得：模具温度： C603喷嘴温度： 175料筒温度：前段温度： 90济源职业技术学院毕业设计6中段温度： C18065后段温度： 注射压力： MPa380保压压力： 64塑化形式：螺杆式喷嘴形式：通用式注射时间： S52保压时间： 401冷却时间：成形周期： 91.2.2 关于硬聚氯乙烯设计时应考虑的问题： 合理使用稳定剂、润滑剂等各种添加剂改善树脂工艺性能和制品使用性能，成形预热。 流道和浇口的设计应考虑尽量减少阻力。 采用不锈钢制做型腔或采用镀铬进行型腔表面耐腐蚀处理。济源职业技术学院毕业设计72 模具基本结构设计及模架选择2.1 确定成形方法塑件采用注射成形法生产。因为该产品设计为大批量生产，故设计的模具需要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模，此外为保证塑件表面质量采用点浇口，因此选用双分型面注射模，点浇口自动脱模结构。2.2 型腔布置2.2.1注意的问题或原则根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。据设计要求可知，由于该塑件形状较简单，质量较小，且需要大批量生产所以模具选用一模两腔结构且平衡布置，采用双分型面注塑模，浇口形式采用点浇口进料，这样模具尺寸较小，制造加工方便，利于充满型腔，塑件质量高，生产效率高，塑件成本低。型腔的排列根据模具的形状及尺寸排列，其排列方法如下图21所示：图 2-1 型腔布置示意图济源职业技术学院毕业设计82.3 分型面设计2.3.1 分型面设计分型面溢料是热固性塑料注射模的突出问题。因此要求减少接触面积，增加接触压力，以改善塑料溢边问题。选择分型面时的考虑方向： 分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处 将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保征同心度 轴芯机构要考虑轴芯距离 分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。 塑件开模后留在动模上 分型面的痕迹不影响塑件的外观 浇注系统和浇口的合理安排 推杆的痕迹不露在塑件的外观上 使塑件易于脱模本塑件的分型面有多种选择,如图 a 中分型面选择在轴线上,这种选择会使塑件表2面留下分型面痕迹,影响塑件的表面质量。图 b 中分型面选择在花盆的上端面这样的选择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成形，塑件大部分外表面光滑。因此，塑件选择如图 b 中所示的分型面。型腔周围外部的平面凹下 。分型面上不允2 m0.15许有孔穴或凹坑，表面硬度在 以上。30HRC图 2-2 分型面选择示意图2.3.2 排气槽设计当塑料熔体充填型腔时，热固性塑料在固化时会放出大量的气体,易阻塞缝隙，如果济源职业技术学院毕业设计9气体不能顺利地排出，塑件会由于填充不足而出现气泡，接缝式表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑件焦化，所以必须开设专用排气槽排出气体。通常排气槽设计有多种方式，大多数都采用配合间隙排气的方式，但是考虑到硬聚氯乙烯流动性差性能，本模具在分型面上设置排气槽，深度为 ，宽 .这样有利于清理飞边m05.8及排出气体。 2.4 浇注系统设计浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，进入模具的型腔以前所流经的一段路程的总称。模具浇注系统应尽量粗短，流道设计分为主流道、分流道、浇口和冷料井的设计。查2得双分型面注射模使用的浇注系统是点浇口浇注系统。2.4.1主流道设计 主流道为注塑机的喷嘴到型腔之间的进料通道。熔体从喷嘴中以一定的动能喷出.由于熔体在料筒内已被压缩,此时流入模的空腔内,其体积必然要增大,流速也略为减小。主流道设计应注意的问题： 便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形。锥角 粗糙度42与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。 63.0Ra 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材料单独加工和热处理。 衬套大端高出定模端面 ，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙m105作用。 查22（5-59）得主流道直径计算的经验公式： )(KV4D式中 主浇道大头直径 m流经主浇道的熔体体积 3c因熔体材料而异的常数 如表 14.2表 塑料种类与K值表12塑料种类 PSPVCEAPCOMCA值K5.2455.11.225.济源职业技术学院毕业设计10故 m31.64.25D主流道断面尺寸：主流道设在定模板上，并且位于模具的中心，与注射机喷喷嘴在同一轴线上，如下图：图 2-3 主流道衬套示意图表 主流道衬套中尺寸关系表216 20 25 30d 注射机喷嘴直径+（0.51）D 与注射机定位孔间隙配合SR 注射机喷嘴球面半径+（12）主流流道的大头直径确定为 6mm ，考虑硬聚氯乙烯流动性较差，所以主流道如下选择，锥度 、 、 、 、 6m3R3SmD5d2.4.2 分流道设计 指塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对熔体流动起分流转向作用，要求熔体压力和热量在分流道中损失小。 济源职业技术学院毕业设计11分流道的截面形状及分布选择：截面形状有圆形、梯形、u形、半圆形、矩形。分流道的长度应尽可能的短，少弯折的减少压力损失和热量损失，分流道的表面粗糙度为。 m6.1Ra表 截面形状的对比表32特征截面形状热量损失 加工性能 流动阻力 效果圆形 小 较难 小 最佳梯形 较小 易 较小 良U 形 较小 易 小 佳矩形 大 易 大 不良通过表 23 所示截面形状的对比，圆形截面形状效果最佳，考虑到经济和加工难易，采用梯形。分流道截面形状采用梯形且平衡分布，因为梯形分流道热量损失较小，易加工，效率较高且可保证各型腔均衡进料，从而保证塑件质量。分流道尺寸经验计算：分流道的断面尺寸要视塑件的大小，品种注射速度及分流道的长度而定。一般分流道直径在 以下时，对流动性影响较大，当直径大于 时，m65 m8对流动性影响较小。查22 （6.2）得分流道计算经验公式 L2654.0bh3式中 b梯形大底边宽度， m塑件的质量， mgL分流的长度, h梯形的高度，故 m81036254.0b8表 各种塑料的分流道推荐值塑料种类 ABSPSEPVCPMAD5.9845.9235.9617.124. 8.97.12济源职业技术学院毕业设计12梯形分流的侧面斜角 常取 5o10o，此取斜角为 10o ，底部以圆角相连。综上可得，梯形分流道的截面尺寸及图形如下：如图 分流道截面示意图422.4.3 浇口设计：浇口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关，而且与塑件的成形质量有着密切的关系。点浇口形式采用带圆角的圆锥过渡式的点浇口，因为这种结构有利于熔料充满型腔。浇口位置的选择：尽量缩短流动距离，保证熔料能迅速地充满型腔。浇口开在塑件壁厚处，且应减少熔痕，有利于型腔气体的排出。所以，塑件的浇口选择在花盆的底部中央处，由于塑件所填充塑料多，这样可以提高充模速度。浇口尺寸计算：查22（5-64）得点浇口的直径计算公式 )m(Acnd4式中 点浇口的直径 系数，依塑料种类而异 查表 得4.29.0n依塑件壁厚而异的系数 查22图5-79得c 2c型腔表面积A济源职业技术学院毕业设计13表 塑料种类与 n 值表52塑料种类 PVCPSEAPCOMPVAC值n9.06.08.07.07.08.0表 点浇口经验直径尺寸 2m厚度塑料种类5.135.13PSE 7.09.062.1808617VCOM .18. .A29020612综上查表得 与经验尺寸一致，所以点浇口取 。m8.5.d4 m由上可知，塑件采用点浇口成形，浇注系统平衡布置，如图 2-5 所示。主流道为圆锥形，上部直径与注塑机喷嘴相配合，下部直径为 ，锥角为 6o。分流道采用梯形截面流道，斜角为 10o，高为 ，宽为 。点浇口直径为 ，长度为 ，头部球m5.811。2R济源职业技术学院毕业设计14图 2-5 分流道示意图2.5 脱模机构设计塑件在模腔中成形后，便可以从模具中取下，但在塑件取下以前，模具必须完成一个将塑件从模腔中推出的动作，模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构。推出机构的组成：第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件；第二部分是用来固定推出零件的零件，有推杆固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出动作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件。推出机构应使塑件脱模时不发生变形或损伤塑件的外观；推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排；推出机构的结构力求简单，动作可靠，不发生误动作，和模时要正确复位。 ，推模力的计算要将塑件从模腔中推出必须克服推出所遇到的阻力，因此塑件脱模时必须有一个足够大的脱模力，脱模力可用下式计算：cosfAPF1式中 脱模力 N型芯的脱模斜度 塑件包容型芯的面积 A2m塑件对钢的摩擦系数 取 0.2f塑件对型芯的单位面积上的包紧力 P故 75.0cos.2.01.043.5F71 N8因为本塑件结构简单所以使用一般的推杆推出机构、推板推出机构等既可满足塑件脱模的要求。2.6 导向机构的设计导向机构由导柱及导套等组成。在模具各类机构中都可能设置导向机构，以保证各类机构在工作过程中定位、定向。导向机构主要有导销和导柱导套两种形式。因为导销主要用于移动式小型压模，不符合设计要求，所以本模具中采用导柱导套形式的导向机济源职业技术学院毕业设计15构。模具的导柱和导套的配合形式及设计尺寸如下图 2-6图 2-6 导柱和导套的配合形式示意图2.7 选择模架2.7.1 模架结构注射模标准：我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个；另外还制订了塑料注射模具的标准模架，分中小型模架 （GB/T12556.190）和大型模架（GB/T12555.190）两种。 中小型模架标准中规定，模架的周界尺寸范围为：560mmx900mm，并规定模架的形式为品种型号，即基本型，A1、A2、A3 和 A4 四个品种。其四种模架的组成、功能及用途见下表 2-7。表 2-7 注射模标准模架种类型号 组成、功能及用途A1 型定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机。A2 型 动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于济源职业技术学院毕业设计16立式和卧式注射机，可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具，也可用于斜滑块侧向分型的模具A3 型定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。A4 型动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。根据以上四种模架的组成，功能及用途可以看出，A4 型模型适用于本次模具的设计。2.7.2 模架周界尺寸选择中小型模架的周界尺寸参数、规格有：100L、125L、160L、180L、200L、250L、315L、355L、400L、450L 和 500L 等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为：模具结构为双分型面注射模采用拉杆和限位螺钉，控制分型面的打开距离，其开距应大于 ，方便取出m40制件，周界尺寸 250mm250mm，上、下模板的厚度为 40mm，垫板厚度为 63mm。2.7.3 塑料注射模具技术要求塑料注射模具应优先按 GB/T12555.190 和 GB4169.111 选用标准模架和标准件。模具成形零件材料和热处理要求，优先按下表 2-8 内容选用：表 模具成形零件优先选用材料和热处理硬度82模具材料 热处理硬度零件名称牌号 标准号 HBS HRC45 GB699 216260 40454Cr GB3077 216260 404540CrNiMOA GB3077 216260 40453Cr2Mo GB1299预硬状态35454Cr 5MoSiV1 GB1299 246280 4555型腔、型芯定模镶件、动模镶件、活动镶件3Cr13 GB1220 246280 4555济源职业技术学院毕业设计173 选择成形设备3.1注塑机的选择3.1.1一次性注入的塑料的体积根椐设计的浇注系统可计算出浇注系统的总体积为： 31cm7V因为模具设计为一模二腔，且一个塑件的体积为： .25所以一次性注入的塑料的体积为： 31 c4.3V根据计算的数据塑查22表 8 选定注塑机型号为： 0S4G注塑机的参数如下：注塑机最大注塑量 ： 3cm20喷嘴球面半径： 18SR注塑机拉杆的间距： 5锁模力： KN2540注塑压力： 2cm19最小模厚： 6模板最大距离： 0模板行程：喷嘴前端孔径： 43.2 工艺参数的校核3.2.1 最大注射量校核注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及流口凝料和飞边） ，通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量 80%。所以，选用的注塑机最大注塑量应浇塑 件机 V8.0式中 注塑机的最大注塑量：单位 机 3cm注塑机的体积，单位 塑 料V济源职业技术学院毕业设计18浇注系统体积，单位 浇V3cm故 35.18.0745.浇塑 件机确定的注塑机注塑量为： 满足要求。3c23.2.2 锁模力校核锁 机FAP模式中 熔融型料在型腔内的压力（70100 Mpa）80模塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和注塑机的额定锁模力锁 机F故 =68 x 9782=665（KN）锁 机 AP模所以选定的注塑机为： 满足要求KN25403.2.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核即模具长 宽拉杆间距模具的长宽为 注塑机拉杆间距 ，满足要求。25029063.2.4 模具闭合高度校核模具实际厚度 H 模 =218 mm注塑机最小闭合厚度 H 最小 = m165即 H 模 H 最小 满足要求3.2.5 开模行程校核我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度无关，故注塑机的开模行程应满足下式：105aS21式中 H 1型芯高度 H2包括凝料在内的塑件高度 S注射机最大开模行程a中间板与定模板之间的分开距离满足要求。 m2601350732510Ha21 济源职业技术学院毕业设计194 模具结构尺寸的设计计算为了降低模具加工难度和制造成本，在满足塑件使用的前提下，采用较低的尺寸精度。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，塑料的公差精度分为高精度、一般精度、低精度三种。表 精度等级与公差数值14精度等级1 2 3 4 5 6 7 8基本尺寸/mm公差数值/mm-3 0.04 0.06 0.08 0.12 0.16 0.24 0.32 0.4636 0.05 0.07 0.08 0.14 0.18 0.28 0.36 0.566-10 0.06 0.08 0.10 0.16 0.20 0.32 0.40 0.6410-14 0.07 0.09 0.12 0.18 0.22 0.36 0.44 0.7214-18 0.08 0.10 0.12 0.20 0.24 0.40 0.48 0.8018-24 0.09 0.11 0.14 0.22 0.28 0.44 0.56 0.5624-30 0.10 0.12 0.16 0.24 0.32 0.48 0.64 0.9630-40 0.11 0.13 0.18 0.26 0.36 0.52 0.72 1.0040-50 0.12 0.14 0.20 0.28 0.40 0.56 0.80 1.250-65 0.13 0.16 0.22 0.32 0.46 0.64 0.92 1.465-80 0.14 0.19 0.26 0.38 0.52 0.76 1.04 1.6080-100 0.16 0.22 0.30 0.44 0.60 0.88 1.20 1.80100-120 0.18 0.25 0.34 0.50 0.68 1.00 1.36 2.00120-140 - 0.28 0.38 0.56 0.76 1.12 1.52 2.20济源职业技术学院毕业设计20表 硬聚氯乙烯建议采用精度等级表24建议采用精度等级塑料品种高精度 一般精度 低精度硬聚氯乙烯 4 5 6由塑件的工作环境知道工件的精度要求不高，所以精度等级选择一般精度。4.1 型腔尺寸计算计算中取硬聚氯乙烯的平均收缩率 。公差按照表 4-1 和表 4-2 中所查的公差进行计%3.0算。模具制造公差，统一取塑件尺寸公差的 1/5。4.1.1 型腔径向尺寸计算对于塑件 塑件尺寸公差取 0.68m1068.43k1L塑 件模 具式中 塑件形状尺寸塑 件塑件的平均收缩率k塑件的尺寸公差 模具制造公差68.051.430.168.L模 具m52140.对于塑件 塑件尺寸公差取 0.46604.46.051.430.146.L模 具m3.5.099.对于圆弧 塑件尺寸公差取 0.2210R2.济源职业技术学院毕业设计210sxk1h塑 件2.075.3.02.02.014.1.2 型腔深度尺寸计算对于塑件高度 尺寸模具设计，塑件尺寸公差取 0.36m306.32k1L塑 件模 具式中 塑件最高方向最大尺寸塑 件36.051.320.136.L模 具m2.04.577.4.2 型芯的尺寸计算4.2.1 型芯径向尺寸计算对于 尺寸的模具设计，塑件尺寸公差取 0.6m6.0843k1L塑 件模 具式中 大塑件内形径向的最小尺寸塑 件6.051.430.18模 具m69.5.21.02.4.2.2 型芯高度尺寸计算对于塑件 尺寸的模具设计，塑件尺寸公差取 0.328.2530济源职业技术学院毕业设计2232k1L塑 件模 具式中 大塑件内腔的深度最小尺寸塑 件32.051.320.18.25模 具m9706. 064.对于塑件 尺寸的模具设计，塑件尺寸公差取 0.16316.032k1L塑 件模 具16.05.0.3模 具m12.6.903. 032.4.3 模具冷却、加热系统计算4.3.1 模具冷却冷却回路所需总表面积可按下式计算WM360qA式中 冷却回路总表面积， 2m单位时间内注入模具中树脂的质量，Mhkg单位质量树脂在模具内释放的热量， ，q KJ冷却水的表面传热系数，2模具成形表面的温度，;M冷却水的平均温度， 。 W23087.4265.10369mA济源职业技术学院毕业设计23冷却水的表面传热系数 可用下式计算2.08d式中 冷却水的表面传热系数 ;KmW2冷却水在该温度下的密度 3g冷却水的流速 s冷却水孔直径 d与冷却水温度有关的物理系数 值查表 13.5表 水的 值与其温度的关系表34平均水温/ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 56值 6.16 6.60 7.06 7.50 7.95 8.40 8.84 9.28 9.66 10.0554.101028.92.8KmW2冷却回路总长度可用下式计算dAL式中 冷却回路总长度 冷却回路总表面积 2m冷却水孔直径 d计算得 2650L确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于 ，否则m14冷却水难以成为湍流状态，以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为 时，水孔直径可取 。本模具的冷却水孔直径取m2m140。m10冷却水体积流量的计算：塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具济源职业技术学院毕业设计24热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算21Vc60Mq式中 冷却水体积流量 vqmin3单位时间注射入模具内的树脂质量 Mhkg单位质量树脂在模具内释放的热量 KJ冷却水比热容 cKgJ冷却水的密度 3m冷却水出口处温度 1冷却水入口处温度 22160cMqv min5.0108.435图 4-1 冷却回路排布图4.3.2 模具加热当注射成形工艺要求模具温度在 80以上时，模具必需有加热装置，由于硬聚氯乙烯济源职业技术学院毕业设计25注射成形工艺要求模具温度在 2060，因此模具中不用设置加热装置即可满足注射成形需要。济源职业技术学院毕业设计265 模具的工作原理模具工作原理:AA 为第一分型面,BB 为第二分型面,模具打开时,注射机开合模系统带动动模部分后移，模具先将 AA 第一分型面打开,中间板 7 随动模后移，与拉料板 9 做定距分离,供操作工人取出浇注系统凝料.当动模部分移动一定距离后，固定在中间板 7 上的限位销 6 与定距拉板 3 后端接触，使中间板停止移动，动模继续后移，为第二分型面BB 打开,塑件包紧在型芯 12 上，这时浇注系统凝料再浇口处自行拉断，然后在 AA 分型面之间自行脱落或人工取出。动模继续后移，当注射机的推杆接触推板 25 时，推出机构开始工作，推杆 23 将塑件从型芯 12 上推出，塑件在 BB 分型面自行落下。模具的组成：成形零部件，型芯 12 中间板 7浇注系统 ，浇口套 15、中间板 7导向部分，导柱 19、导套 17、中间板 7、拉料板 9 上的导向孔推出部分，推板 25、推杆固定板 24、推杆 23 二次分型部分，定距拉板 3、限位销 6、销钉 8、拉杆 4、限位螺钉 11结构零部件，动模座板 1、支承板 5、型芯固定板 16、定模座板 10图 5-1 模具工作原理图济源职业技术学院毕业设计276 模具总装图及模具的装配、试模6.1 模具总装图及模具的装配 导 柱件 号 名 称 数 量装 配 图比 例 数 量 材 料 图 号制 图审 核 螺 钉导 柱推 杆推 杆 固 定 板导 柱导 套型 芯 固 定 板浇 口 套定 位 圈拉 料 杆型 芯限 位 螺 钉定 模 座 板拉 料 板销 钉中 间 板限 位 销支 承 板拉 杆定 距 拉 板垫 块动 模 座 板图 61 模具装配图模具总装图的技术要求内容： 对于模具某些系统的性能要求。 对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要m05.求。 模具使用，装拆方法。 防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。 有关试模及检验方面的要求。 毕 业 设 计题目 塑料花盆的注塑模设计 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期 设计任务书设计题目：塑料花盆的注塑模设计设计要求：1. 确定合理工艺方案2. 设计合理的模具结构3. 在模具的设计中最好有创新4. 设计要全面介绍模具的工作原理5. 内容丰富、文字精练、讲述详细、实用价值高6. 模具的设计有效地体现出实用的特色设计进度要求：1. 11 月 28 日12 月 3 日 搜集模具相关资料及前期准备工作2. 12 月 4 日12 月 13 日 模具基本类型与工作部分零件尺寸计算3. 12 月 14 日12 月 20 日 模具整体及其零件的设计和绘制结构尺寸图4. 12 月 21 日12 月 26 日 毕业论文的校核、修改、定稿及打印装订指导教师（签名）： 机电系 20*届毕业生毕业设计答辩记录姓 名 专 业 班 级答辩时间 答辩地点设计题目 塑料花盆的注塑模设计1.你为什么选择双分型面注射模？答：因为塑件要求外观平整、光滑，不允许有较大的浇口痕迹，需要选用点浇口。另外，塑件要求大批量生产，为提高生产效率，也设计了凝料自动脱模装置。综上原因就选择了双分面注射模。2.简述一下模具的工作过程。答：模具打开时,注射机开合模系统带动动模部分后移，模具先将 AA 第一分型面打开,中间板随动模后移，与拉料板做定距分离,供浇注系统自动脱出凝料.当动模部分移动一定距离后，固定在中间板上的限位销与定距拉板后端接触，使中间板停止移动，动模继续后移，为第二分型面 BB 打开,塑件包紧在型芯上，这时浇注系统凝料再浇口处自行拉断，然后在 AA 分型面之间自行脱落。动模继续后移，当注射机的推杆接触推板时，推出机构开始工作，推杆将塑件从型芯上推出，塑件在 BB 分型面自行落下。3.简述一下浇注系统自动脱出凝料的工作过程。答：模具打开时,动模部分与型腔板处 AA 第一分型面打开，点浇口被拉断，当第二分型面 BB 打开时点浇口凝料滞留在分流道推板上，当拉杆拉动分流道板，凝料脱出主流道和拉料杆。4.浇口如何设计？ 答：浇口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关，而且与塑件的成形质量有着密切的关系。点浇口形式采用带圆角的圆锥过渡式的点浇口，因为这种结构有利于熔料充满型腔。为减少熔痕，有利于型腔气体的排出，浇口位置的选择在在塑件壁厚处即在花盆的底部中央处。 5.分流道截面为何要选梯形截面形状？答：因为从对圆形、U 形、梯形和矩形的热量损失、加工性能、流动阻力、效果等方面比较圆形性能最好，但加工不便，所以选择梯形分流道，既经济又保证塑件质量。所以，分流道截面形状采用梯形且平衡分布。目录摘要 1前言 21 彩色迷你塑料盆景花盆塑件的工艺分析 411 塑件成形工艺分析 412 塑件成形工艺参数确定 52 模具基本结构设计及模架选择 72.1 确定成形方法 .72.2 型腔布置 .72.3 分型面设计 .82.4 浇注系统设计 .92.5 脱模机构设计 142.6 导向机构的设计 142.7 选择模架 153 选择成形设备 .173.1 注塑机的选择 173.2 工艺参数的校核 174 模具 结构尺寸的设计计算 .194.1 型腔尺寸计算 204.2 型芯的尺寸计算 214.3 模具冷却、加热系统计算 225 模具的工作原理 .256 模具总装图及模具的装配、试模 .266.1 模具总装图及模具的装配 266.2 模具的安装试模 27结 束 语 .29致 谢 .31参考文献 .321摘要塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。本次的毕业设计是花盆的注塑模的设计，塑料花盆具有重量轻、易清洁、色彩丰富、耐腐蚀老化、强度高、使用寿命长，制作方便、价格低廉等特点，是陶土盆景花盆的理想替代品、也是花盆的必然发展方向。依据产品的数量和塑料的工艺性能确定塑件采用注射成形法生产。该产品设计为大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模，此外为保证塑件表面质量采用点浇口，因此选用双分型面注射模，点浇口自动脱模结构。模具的型腔采用一模两腔平衡布置，浇注系统采用点浇口成形，推出形式为四推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中不仅参考了大量纸质文献，而且在互联网上查阅资料，设计过程比较完整。关键词 双分型面注射模具 彩色 盆景花盆 硬聚氯乙烯2前言模具的重要意义模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石，被人称为“工业之母”和“磁力工业” 。模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。换句话说，没有高水平的模具就不会有高水平的工业产品。模具业是否强盛也反映出一个国家工业的强弱。塑料制品和注射成形在模具业的重要地位塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。塑料注射成形工艺的最大特点是复制，能够复制出所需任意数量的可直接使用或稍作处理即可使用的制品，是一种适宜大批量生产的工艺。虽然在设备上投入较大，但是可以生产制品的数量非常大，实属一种经济快捷的生产方式，因此得到广泛的应用和快速的发展。模具在我国的发展历程过去在我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表、汽车等行业进入大批量生产，模具工业有了一定的发展。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来，因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密，如我们使用的电脑、手机、汽车等产品都要依靠模具。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的3成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒地看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后很多，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出，等等。可见，我国模具工业的发展任重而道远。前景展望我国进入实施国民经济和社会发展的第十一个五年规划期，模具工业的发展也将进入一个关键时期。在这一时期，模具行业的主要任务是，在党中央关于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下，进一步推进改革，调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。毕业设计题目选定接到毕业班开始分组在老师的指导下进行毕业设计的通知，我被安排在塑料模具设计的一组后，我就开始着手毕业题目的选择。联想到家里面一直养花，对于陶土花盆来说是没一点好感，因为这种花盆很重，粘上土之后极易脏，不易清理，影响了整体的美观。据调查，目前，塑料花盆虽然在我国的市场上占有一定的份额，但是还以陶土花盆的销售为主。陶土花盆有颜色单一，质量比较大，易碎，不易清洁等缺点，而塑料花盆具有重量轻、易清洁、色彩丰富、耐腐蚀老化、强度高、使用寿命长，制作方便、价格低廉弥补了陶土花盆的不足，是陶土盆景花盆的理想替代品、也是花盆的必然发展方向。因此，就考虑设计一种适用于家庭、办公室等小型品种花养植或盆景装饰上的一途多用的盆景花盆，于是就选择了这个彩色迷你盆景塑料花盆做为我的毕业设计题目。41 彩色迷你塑料盆景花盆塑件的工艺分析11 塑件成形工艺分析如图 11 为塑料盆景花盆的二维工程图, 单位 m图 1-1 塑件图产品名称：彩色迷你盆景塑料花盆产品材料：硬聚氯乙烯 PVC塑件材料特性：硬聚氯乙烯不含或含有少量增塑剂，它的机械强度高，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能，耐磨强度好、耐化学腐蚀，对酸碱的抵抗能力极强，化学稳定性好，价格低廉，但成形比较困难，耐热性不高。塑件材料成形性能：它的流动性差，过热时极易分解，所以必须加入稳定剂和润滑剂并严格控制成形温度及溶料的滞留时间。成形温度范围小，必须严格控制料温，模具应有冷却装置；采用带预塑化装置的螺杆式注射机。模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不得有死角滞料。模具应冷却，其表面应该做镀铬处理。产品数量：大批量生产塑件尺寸： （长轴*短轴*高度*厚度）m2.13061塑件颜色：白色、棕色、绿色、黄色、砖红色等各种颜色，可根据需要任意选择。查文献3可得：5塑件材料物理性能：密度： 3cmg45.13.收缩率： %02熔点： C6热变形温度： 87材料力学性能：拉伸强度： MPa503拉伸弹性模量： G2.4弯曲强度： 9弯曲弹性模量： a0.5.压缩强度： P874缺口冲击强度： 2mKJ硬度：洛氏 10R塑件质量：该产品材料为硬聚氯乙烯,由上得知其密度为 ,收缩率为3cmg45.13.，计算出硬聚氯乙烯平均密度为 ,平均收缩率为 。可根据塑 %4.02. cg4.1%.0件形状进行人工几何计算得到花盆的体积。通过计算得：塑件的体积 3m7.25V塑塑件的重量 g4.1M）（塑塑 98.35式中： 塑料密度塑件要求：塑件外侧表面光滑，不允许有较大的浇口痕迹，盆边沿无飞边或较少易清理。12 塑件成形工艺参数确定1.2.1 硬聚氯乙烯成形的工艺参数：查文献2表 1-3 得：模具温度： C603喷嘴温度： 175料筒温度：前段温度： 906中段温度： C18065后段温度： 注射压力： MPa380保压压力： 64塑化形式：螺杆式喷嘴形式：通用式注射时间： S52保压时间： 401冷却时间：成形周期： 91.2.2 关于硬聚氯乙烯设计时应考虑的问题： 合理使用稳定剂、润滑剂等各种添加剂改善树脂工艺性能和制品使用性能，成形预热。 流道和浇口的设计应考虑尽量减少阻力。 采用不锈钢制做型腔或采用镀铬进行型腔表面耐腐蚀处理。72 模具基本结构设计及模架选择2.1 确定成形方法塑件采用注射成形法生产。因为该产品设计为大批量生产，故设计的模具需要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模，此外为保证塑件表面质量采用点浇口，因此选用双分型面注射模，点浇口自动脱模结构。2.2 型腔布置2.2.1注意的问题或原则根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。据设计要求可知，由于该塑件形状较简单，质量较小，且需要大批量生产所以模具选用一模两腔结构且平衡布置，采用双分型面注塑模，浇口形式采用点浇口进料，这样模具尺寸较小，制造加工方便，利于充满型腔，塑件质量高，生产效率高，塑件成本低。型腔的排列根据模具的形状及尺寸排列，其排列方法如下图21所示：图 2-1 型腔布置示意图82.3 分型面设计2.3.1 分型面设计分型面溢料是热固性塑料注射模的突出问题。因此要求减少接触面积，增加接触压力，以改善塑料溢边问题。选择分型面时的考虑方向： 分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处 将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保征同心度 轴芯机构要考虑轴芯距离 分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。 塑件开模后留在动模上 分型面的痕迹不影响塑件的外观 浇注系统和浇口的合理安排 推杆的痕迹不露在塑件的外观上 使塑件易于脱模本塑件的分型面有多种选择,如图 a 中分型面选择在轴线上,这种选择会使塑件表2面留下分型面痕迹,影响塑件的表面质量。图 b 中分型面选择在花盆的上端面这样的选择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成形，塑件大部分外表面光滑。因此，塑件选择如图 b 中所示的分型面。型腔周围外部的平面凹下 。分型面上不允2 m0.15许有孔穴或凹坑，表面硬度在 以上。30HRC图 2-2 分型面选择示意图2.3.2 排气槽设计当塑料熔体充填型腔时，热固性塑料在固化时会放出大量的气体,易阻塞缝隙，如果9气体不能顺利地排出，塑件会由于填充不足而出现气泡，接缝式表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑件焦化，所以必须开设专用排气槽排出气体。通常排气槽设计有多种方式，大多数都采用配合间隙排气的方式，但是考虑到硬聚氯乙烯流动性差性能，本模具在分型面上设置排气槽，深度为 ，宽 .这样有利于清理飞边m05.8及排出气体。 2.4 浇注系统设计浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，进入模具的型腔以前所流经的一段路程的总称。模具浇注系统应尽量粗短，流道设计分为主流道、分流道、浇口和冷料井的设计。查2得双分型面注射模使用的浇注系统是点浇口浇注系统。2.4.1主流道设计 主流道为注塑机的喷嘴到型腔之间的进料通道。熔体从喷嘴中以一定的动能喷出.由于熔体在料筒内已被压缩,此时流入模的空腔内,其体积必然要增大,流速也略为减小。主流道设计应注意的问题： 便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形。锥角 粗糙度42与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。 63.0Ra 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材料单独加工和热处理。 衬套大端高出定模端面 ，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙m105作用。 查22（5-59）得主流道直径计算的经验公式： )(KV4D式中 主浇道大头直径 m流经主浇道的熔体体积 3c因熔体材料而异的常数 如表 14.2表 塑料种类与K值表12塑料种类 PSPVCEAPCOMCA值K5.2455.11.225.10故 m31.64.25D主流道断面尺寸：主流道设在定模板上，并且位于模具的中心，与注射机喷喷嘴在同一轴线上，如下图：图 2-3 主流道衬套示意图表 主流道衬套中尺寸关系表216 20 25 30d 注射机喷嘴直径+（0.51）D 与注射机定位孔间隙配合SR 注射机喷嘴球面半径+（12）主流流道的大头直径确定为 6mm ，考虑硬聚氯乙烯流动性较差，所以主流道如下选择，锥度 、 、 、 、 6m3R3SmD5d2.4.2 分流道设计 指塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对熔体流动起分流转向作用，要求熔体压力和热量在分流道中损失小。 11分流道的截面形状及分布选择：截面形状有圆形、梯形、u形、半圆形、矩形。分流道的长度应尽可能的短，少弯折的减少压力损失和热量损失，分流道的表面粗糙度为。 m6.1Ra表 截面形状的对比表32特征截面形状热量损失 加工性能 流动阻力 效果圆形 小 较难 小 最佳梯形 较小 易 较小 良U 形 较小 易 小 佳矩形 大 易 大 不良通过表 23 所示截面形状的对比，圆形截面形状效果最佳，考虑到经济和加工难易，采用梯形。分流道截面形状采用梯形且平衡分布，因为梯形分流道热量损失较小，易加工，效率较高且可保证各型腔均衡进料，从而保证塑件质量。分流道尺寸经验计算：分流道的断面尺寸要视塑件的大小，品种注射速度及分流道的长度而定。一般分流道直径在 以下时，对流动性影响较大，当直径大于 时，m65 m8对流动性影响较小。查22 （6.2）得分流道计算经验公式 L2654.0bh3式中 b梯形大底边宽度， m塑件的质量， mgL分流的长度, h梯形的高度，故 m81036254.0b8表 各种塑料的分流道推荐值塑料种类 ABSPSEPVCPMAD5.9845.9235.9617.124. 8.97.1212梯形分流的侧面斜角 常取 5o10o，此取斜角为 10o ，底部以圆角相连。综上可得，梯形分流道的截面尺寸及图形如下：如图 分流道截面示意图422.4.3 浇口设计：浇口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关，而且与塑件的成形质量有着密切的关系。点浇口形式采用带圆角的圆锥过渡式的点浇口，因为这种结构有利于熔料充满型腔。浇口位置的选择：尽量缩短流动距离，保证熔料能迅速地充满型腔。浇口开在塑件壁厚处，且应减少熔痕，有利于型腔气体的排出。所以，塑件的浇口选择在花盆的底部中央处，由于塑件所填充塑料多，这样可以提高充模速度。浇口尺寸计算：查22（5-64）得点浇口的直径计算公式 )m(Acnd4式中 点浇口的直径 系数，依塑料种类而异 查表 得4.29.0n依塑件壁厚而异的系数 查22图5-79得c 2c型腔表面积A13表 塑料种类与 n 值表52塑料种类 PVCPSEAPCOMPVAC值n9.06.08.07.07.08.0表 点浇口经验直径尺寸 2m厚度塑料种类5.135.13PSE 7.09.062.1808617VCOM .18. .A29020612综上查表得 与经验尺寸一致，所以点浇口取 。m8.5.d4 m由上可知，塑件采用点浇口成形，浇注系统平衡布置，如图 2-5 所示。主流道为圆锥形，上部直径与注塑机喷嘴相配合，下部直径为 ，锥角为 6o。分流道采用梯形截面流道，斜角为 10o，高为 ，宽为 。点浇口直径为 ，长度为 ，头部球m5.811。2R14图 2-5 分流道示意图2.5 脱模机构设计塑件在模腔中成形后，便可以从模具中取下，但在塑件取下以前，模具必须完成一个将塑件从模腔中推出的动作，模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构。推出机构的组成：第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件；第二部分是用来固定推出零件的零件，有推杆固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出动作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件。推出机构应使塑件脱模时不发生变形或损伤塑件的外观；推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排；推出机构的结构力求简单，动作可靠，不发生误动作，和模时要正确复位。 ，推模力的计算要将塑件从模腔中推出必须克服推出所遇到的阻力，因此塑件脱模时必须有一个足够大的脱模力，脱模力可用下式计算：cosfAPF1式中 脱模力 N型芯的脱模斜度 塑件包容型芯的面积 A2m塑件对钢的摩擦系数 取 0.2f塑件对型芯的单位面积上的包紧力 P故 75.0cos.2.01.043.5F71 N8因为本塑件结构简单所以使用一般的推杆推出机构、推板推出机构等既可满足塑件脱模的要求。2.6 导向机构的设计导向机构由导柱及导套等组成。在模具各类机构中都可能设置导向机构，以保证各类机构在工作过程中定位、定向。导向机构主要有导销和导柱导套两种形式。因为导销主要用于移动式小型压模，不符合设计要求，所以本模具中采用导柱导套形式的导向机15构。模具的导柱和导套的配合形式及设计尺寸如下图 2-6图 2-6 导柱和导套的配合形式示意图2.7 选择模架2.7.1 模架结构注射模标准：我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个；另外还制订了塑料注射模具的标准模架，分中小型模架 （GB/T12556.190）和大型模架（GB/T12555.190）两种。 中小型模架标准中规定，模架的周界尺寸范围为：560mmx900mm，并规定模架的形式为品种型号，即基本型，A1、A2、A3 和 A4 四个品种。其四种模架的组成、功能及用途见下表 2-7。表 2-7 注射模标准模架种类型号 组成、功能及用途A1 型定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机。A2 型 动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于16立式和卧式注射机，可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具，也可用于斜滑块侧向分型的模具A3 型定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。A4 型动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。根据以上四种模架的组成，功能及用途可以看出，A4 型模型适用于本次模具的设计。2.7.2 模架周界尺寸选择中小型模架的周界尺寸参数、规格有：100L、125L、160L、180L、200L、250L、315L、355L、400L、450L 和 500L 等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为：模具结构为双分型面注射模采用拉杆和限位螺钉，控制分型面的打开距离，其开距应大于 ，方便取出m40制件，周界尺寸 250mm250mm，上、下模板的厚度为 40mm，垫板厚度为 63mm。2.7.3 塑料注射模具技术要求塑料注射模具应优先按 GB/T12555.190 和 GB4169.111 选用标准模架和标准件。模具成形零件材料和热处理要求，优先按下表 2-8 内容选用：表 模具成形零件优先选用材料和热处理硬度82模具材料 热处理硬度零件名称牌号 标准号 HBS HRC45 GB699 216260 40454Cr GB3077 216260 404540CrNiMOA GB3077 216260 40453Cr2Mo GB1299预硬状态35454Cr 5MoSiV1 GB1299 246280 4555型腔、型芯定模镶件、动模镶件、活动镶件3Cr13 GB1220 246280 4555173 选择成形设备3.1注塑机的选择3.1.1一次性注入的塑料的体积根椐设计的浇注系统可计算出浇注系统的总体积为： 31cm7V因为模具设计为一模二腔，且一个塑件的体积为： .25所以一次性注入的塑料的体积为： 31 c4.3V根据计算的数据塑查22表 8 选定注塑机型号为： 0S4G注塑机的参数如下：注塑机最大注塑量 ： 3cm20喷嘴球面半径： 18SR注塑机拉杆的间距： 5锁模力： KN2540注塑压力： 2cm19最小模厚： 6模板最大距离： 0模板行程：喷嘴前端孔径： 43.2 工艺参数的校核3.2.1 最大注射量校核注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及流口凝料和飞边） ，通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量 80%。所以，选用的注塑机最大注塑量应浇塑 件机 V8.0式中 注塑机的最大注塑量：单位 机 3cm注塑机的体积，单位 塑 料V18浇注系统体积，单位 浇V3cm故 35.18.0745.浇塑 件机确定的注塑机注塑量为： 满足要求。3c23.2.2 锁模力校核锁 机FAP模式中 熔融型料在型腔内的压力（70100 Mpa）80模塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和注塑机的额定锁模力锁 机F故 =68 x 9782=665（KN）锁 机 AP模所以选定的注塑机为： 满足要求KN25403.2.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核即模具长 宽拉杆间距模具的长宽为 注塑机拉杆间距 ，满足要求。25029063.2.4 模具闭合高度校核模具实际厚度 H 模 =218 mm注塑机最小闭合厚度 H 最小 = m165即 H 模 H 最小 满足要求3.2.5 开模行程校核我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度无关，故注塑机的开模行程应满足下式：105aS21式中 H 1型芯高度 H2包括凝料在内的塑件高度 S注射机最大开模行程a中间板与定模板之间的分开距离满足要求。 m2601350732510Ha21 194 模具结构尺寸的设计计算为了降低模具加工难度和制造成本，在满足塑件使用的前提下，采用较低的尺寸精度。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，塑料的公差精度分为高精度、一般精度、低精度三种。表 精度等级与公差数值14精度等级1 2 3 4 5 6 7 8基本尺寸/mm公差数值/mm-3 0.04 0.06 0.08 0.12 0.16 0.24 0.32 0.4636 0.05 0.07 0.08 0.14 0.18 0.28 0.36 0.566-10 0.06 0.08 0.10 0.16 0.20 0.32 0.40 0.6410-14 0.07 0.09 0.12 0.18 0.22 0.36 0.44 0.7214-18 0.08 0.10 0.12 0.20 0.24 0.40 0.48 0.8018-24 0.09 0.11 0.14 0.22 0.28 0.44 0.56 0.5624-30 0.10 0.12 0.16 0.24 0.32 0.48 0.64 0.9630-40 0.11 0.13 0.18 0.26 0.36 0.52 0.72 1.0040-50 0.12 0.14 0.20 0.28 0.40 0.56 0.80 1.250-65 0.13 0.16 0.22 0.32 0.46 0.64 0.92 1.465-80 0.14 0.19 0.26 0.38 0.52 0.76 1.04 1.6080-100 0.16 0.22 0.30 0.44 0.60 0.88 1.20 1.80100-120 0.18 0.25 0.34 0.50 0.68 1.00 1.36 2.00120-140 - 0.28 0.38 0.56 0.76 1.12 1.52 2.2020表 硬聚氯乙烯建议采用精度等级表24建议采用精度等级塑料品种高精度 一般精度 低精度硬聚氯乙烯 4 5 6由塑件的工作环境知道工件的精度要求不高，所以精度等级选择一般精度。4.1 型腔尺寸计算计算中取硬聚氯乙烯的平均收缩率 。公差按照表 4-1 和表 4-2 中所查的公差进行计%3.0算。模具制造公差，统一取塑件尺寸公差的 1/5。4.1.1 型腔径向尺寸计算对于塑件 塑件尺寸公差取 0.68m1068.43k1L塑 件模 具式中 塑件形状尺寸塑 件塑件的平均收缩率k塑件的尺寸公差 模具制造公差68.051.430.168.L模 具m52140.对于塑件 塑件尺寸公差取 0.46604.46.051.430.146.L模 具m3.5.099.对于圆弧 塑件尺寸公差取 0.2210R2.210sxk1h塑 件2.075.3.02.02.014.1.2 型腔深度尺寸计算对于塑件高度 尺寸模具设计，塑件尺寸公差取 0.36m306.32k1L塑 件模 具式中 塑件最高方向最大尺寸塑 件36.051.320.136.L模 具m2.04.577.4.2 型芯的尺寸计算4.2.1 型芯径向尺寸计算对于 尺寸的模具设计，塑件尺寸公差取 0.6m6.0843k1L塑 件模 具式中 大塑件内形径向的最小尺寸塑 件6.051.430.18模 具m69.5.21.02.4.2.2 型芯高度尺寸计算对于塑件 尺寸的模具设计，塑件尺寸公差取 0.328.25302232k1L塑 件模 具式中 大塑件内腔的深度最小尺寸塑 件32.051.320.18.25模 具m9706. 064.对于塑件 尺寸的模具设计，塑件尺寸公差取 0.16316.032k1L塑 件模 具16.05.0.3模 具m12.6.903. 032.4.3 模具冷却、加热系统计算4.3.1 模具冷却冷却回路所需总表面积可按下式计算WM360qA式中 冷却回路总表面积， 2m单位时间内注入模具中树脂的质量，Mhkg单位质量树脂在模具内释放的热量， ，q KJ冷却水的表面传热系数，2模具成形表面的温度，;M冷却水的平均温度， 。 W23087.4265.10369mA23冷却水的表面传热系数 可用下式计算2.08d式中 冷却水的表面传热系数 ;KmW2冷却水在该温度下的密度 3g冷却水的流速 s冷却水孔直径 d与冷却水温度有关的物理系数 值查表 13.5表 水的 值与其温度的关系表34平均水温/ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 56值 6.16 6.60 7.06 7.50 7.95 8.40 8.84 9.28 9.66 10.0554.101028.92.8KmW2冷却回路总长度可用下式计算dAL式中 冷却回路总长度 冷却回路总表面积 2m冷却水孔直径 d计算得 2650L确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于 ，否则m14冷却水难以成为湍流状态，以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为 时，水孔直径可取 。本模具的冷却水孔直径取m2m140。m10冷却水体积流量的计算：塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具24热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算21Vc60Mq式中 冷却水体积流量 vqmin3单位时间注射入模具内的树脂质量 Mhkg单位质量树脂在模具内释放的热量 KJ冷却水比热容 cKgJ冷却水的密度 3m冷却水出口处温度 1冷却水入口处温度 22160cMqv min5.0108.435图 4-1 冷却回路排布图4.3.2 模具加热当注射成形工艺要求模具温度在 80以上时，模具必需有加热装置，由于硬聚氯乙烯25注射成形工艺要求模具温度在 2060，因此模具中不用设置加热装置即可满足注射成形需要。265 模具的工作原理模具工作原理:AA 为第一分型面,BB 为第二分型面,模具打开时,注射机开合模系统带动动模部分后移，模具先将 AA 第一分型面打开,中间板 7 随动模后移，与拉料板 9 做定距分离,供操作工人取出浇注系统凝料.当动模部分移动一定距离后，固定在中间板 7 上的限位销 6 与定距拉板 3 后端接触，使中间板停止移动，动模继续后移，为第二分型面BB 打开,塑件包紧在型芯 12 上，这时浇注系统凝料再浇口处自行拉断，然后在 AA 分型面之间自行脱落或人工取出。动模继续后移，当注射机的推杆接触推板 25 时，推出机构开始工作，推杆 23 将塑件从型芯 12 上推出，塑件在 BB 分型面自行落下。模具的组成：成形零部件，型芯 12 中间板 7浇注系统 ，浇口套 15、中间板 7导向部分，导柱 19、导套 17、中间板 7、拉料板 9 上的导向孔推出部分，推板 25、推杆固定板 24、推杆 23 二次分型部分，定距拉板 3、限位销 6、销钉 8、拉杆 4、限位螺钉 11结构零部件，动模座板 1、支承板 5、型芯固定板 16、定模座板 10图 5-1 模具工作原理图276 模具总装图及模具的装配、试模6.1 模具总装图及模具的装配 导 柱件 号 名 称 数 量装 配 图比 例 数 量 材 料 图 号制 图审 核 螺 钉导 柱推 杆推 杆 固 定 板导 柱导 套型 芯 固 定 板浇 口 套定 位 圈拉 料 杆型 芯限 位 螺 钉定 模 座 板拉 料 板销 钉中 间 板限 位 销支 承 板拉 杆定 距 拉 板垫 块动 模 座 板图 61 模具装配图模具总装图的技术要求内容： 对于模具某些系统的性能要求。 对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要m05.求。 模具使用，装拆方法。 防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。 有关试模及检验方面的要求。 286.2 模具的安装试模6.2.1 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，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。6.2.2 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： 模具的安装方位要满足设计图样的要求。 模具中有侧向滑动机构时，尽量使其运动方向为水平方向。 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。 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 4-8 块压板，对称布置。模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。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： 合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。 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。 开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。 冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。6.3.3 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29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，将结果填入试模记录卡，并保留试模的样件。6.2.4修模虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人们的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。发现总是以后，进行排除错误性的修模。 塑件出现不良现象的种类居多，原因也很复杂，有模具方面的原因，也有工艺条件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，应当根据塑件出现的不良现象的实际情况，进行细致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出补救方法。因为成型条件容易改变，所以一般的做法是先变更成型条件，当变更成型条件不能解决问题时，才考虑修理模具。 修理模具更应慎重，没有十分把握不可轻举妄动。其原因是一旦变更了模具条件，就不能再作大的改造和恢复原状。6.2.5 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。