肥皂盒注塑模毕业设计（合集五篇）

第一篇：肥皂盒注塑模毕业设计

肥皂盒注塑模毕业设计

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1.1 模具市场发展趋势

模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60％—80％的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。

模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。

我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5K g大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。

根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化

1.2 冲压模具的现状和技术发展

一、现状

改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；

中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。

随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。

近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。

以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。

例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。

虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。

二、未来冲压模具制造技术发展趋势

模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：

1、全面推广CAD/CAM/CAE技术

模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实

现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。

2、高速铣削加工

国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。

3、模具扫描及数字化系统

高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。

4、电火花铣削加工

电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。

5、提高模具标准化程度

我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。

6、优质材料及先进表面处理技术

选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。

7、模具研磨抛光将自动化、智能化

模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。

8、模具自动加工系统的发展

这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。

1.3冲压模具简介

一、概念

冲压模具--在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压--是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。

冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

二、分类

冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类：

1、根据工艺性质分类

(1)冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。

(2)弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。

(3)拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。

(4)成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。

2、根据工序组合程度分类

(1)单工序模 压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具

(2)复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上

同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。

(3)级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。

3、根据产品的加工方法分类 根据产品加工方法的不同，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。

(1)冲剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。

(2)弯曲模具：是将平整的毛胚弯成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。

(3)抽制模具：抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。

(4)成形模具：指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。

(5)压缩模具：是利用强大的压力，使金属毛胚流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。

4、冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。

三、特点

1.最重要的是有效率，生产率是惊人的。2.对人工的依赖较低，从而导致了成本的降低

3.安全隐患得到了控制，要知道一个成产型企业，安全是第一位的。如果控 制不好，是成本控制的第一阻碍。

4.根据设计的经验和技术的进步，可以生产更加精密的产品。

四、典型结构

通常模具是由二类零件组成:

第一类是工艺零件，这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等。

第二类是结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等。应该指出，不是

所有的冲模都必须具备上述六种零件，尤其是单工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。

第二篇：注塑模毕业设计论文

音乐盒注塑模毕业设计论文 学 生：徐红星 指导老师：钟 波(湖南农业大学工学院 长沙 410128)

摘 要：本次毕业设计课题来源于生活 应用广泛 但成型难度大 模具结构较为复杂

对模具工作人员是一个很好的考验 它能加强对塑料模具成型原理的理解

同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力

本次设计以注射音乐盒模具为主线 综合了成型工艺分析 模具结构设计

最后到模具零件的加工方法

模具总的装配等一系列模具生产的所有过程 能很好的学习致用的效果

在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤 模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件 把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来 在设计中除使用传统方法外 同时引用了CAD、Pro/E等技术 使用Office软件

力求达到减小劳动强度 提高工作效率的目的

关键词：收缩率、注塑、分流道、浇口、脱模、装配、开模前 言

自二00七年初参加湖南农业大学工学院全日制自学本科模具设计与制造专业的学习至今已有两年时间 在这两年里

所有任课老师尽心尽力

不厌其烦的谆谆教诲使我受益匪浅 为我的学业进步付出了艰辛的汗水 大学生活和学习即将结束

毕业设计作为大学生活的最后一环 设计水平既代表着我的大学学习质量 又表现出我在模具设计与制造专业的潜力 它是大学知识的综合运用 是大学生活的真实检验

在认真听取和学习模具设计与制造专业的相关课程后

我已经能够初步熟练掌握机械制图、机械原理、机械设计等专业基础方面知识 对于机械加工、制造工艺等有了比较全面、系统的了解 达到了当初参加自修模具设计与制造专业的预定目标

在进行毕业设计的过程当中 遇到了一些困难

但在老师的悉心指导和自己的不懈努力下 我坚持完成了毕业设计的任务 由于学生的水平有限 经验不足

设计中存在不妥之处 再所难免

恳请各位老师给予斧正 学琟定会尽力完善设计 争取尽善尽美塑件的工艺分析

2.1 【塑件成型工艺分析】

音乐盒的形状较复杂 带有很多不同形状的孔

在保菁孔间距和孔的形状是给模具的加巡带了往大的难度 音乐盒的注塑材料首先选用ABS 音乐盒绝大部分的决定了音乐盒的重心的位置的所在 所以我们必须很好多处理后盖壁厚的均匀

譬如在注塑成型过程中因为壁厚的不均匀造成了收缩率的不一致 这样就只能通过有效的控制模具温度来调节收缩率

由于音乐盒的主体作用是起固定作用（它的内部结构就相应的给注塑带来了一定的难度 主要是它螺钉孔的壁厚相对壁厚有一定的差距 势必会在注塑的时候到来很大的牛顿减力 造成塑件填充不满的缺陷 可以考虑采用双浇口

但应用了Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后 发现会给音乐盒的表面带来更多的熔接痕和气孔 也可以利用模具的可靠的精度来定位 但是这样的话成本太高 而且易造成模具损坏

因为考虑到凹凸模形状的复杂 用整体形式是不利于损坏后的维修 适当的使用嵌件就可以解决这些问题 但不能利用过多的嵌件 不然的话就会造成型腔的强度与刚度不够

2.2 【音乐盒原料（ABS）的成型特性与工艺参数】

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明 是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 丙烯腈使聚合物耐油 耐热

耐化学腐蚀

丁二烯使聚合物具有优越的柔性

韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性 因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能 同时具有吸湿性强 但原料要干燥

它的塑件尺寸稳定性好 塑件尽可能偏大的脱模斜度

2.2.1 ABS塑料主要的性能指标：

密度(Kg.dm-3)1.13--1.14

收缩率 % 0.3~0.8

熔 点 ℃ 130~160

热变形温度 45N/cm 65~98

弯曲强度 Mpa 80

拉伸强度 MPa 35~49

拉伸弹性模量 GPa 1.8

弯曲弹性模量 Gpa 1.4

压缩强度 Mpa 18~39

缺口冲击强度 kJ/㎡ 11~20

硬 度 HR R 62~86

体积电阻系数 Ωcm 1013

击穿电压 Kv.mm-1 15 介电常数 60Hz 3.7 2.2.2 ABS的注射成型工艺参数:

注塑机类型：螺杆式

喷嘴形式： 通用式

料筒一区 150--170

料筒二区 180--190

料筒三区 200--210

喷嘴温度 180--190

模具温度 50--70

注 塑 压 60--100

保 压 40--60

注塑时间 2--5

保压时间 5--10

冷却时间 5--15

周 期 15--30

后 处 理 红外线烘箱

温 度（70）

时 间（0.3--1）3 注塑设备的选择 3.1 【估算塑件体积】

估算塑件体积和质量：

该产品材料为ABS 查书本得知其密度为1.13-1.14g/cm3 计算其平均密度为1.135 g/cm3平均收缩率为0.55﹪

使用PRO/E软件画出三维实体图

软件能自动计算出所画图形浇道凝料和塑件的体积

另预置浇道凝料为2 cm3因此估算塑件体积为9 cm3

3.2 【选择注射机】

根据塑料制品的体积或质量 查书可选定注塑机型号为SZ-40/25.注塑机的参数如下：

注塑机最大注塑量：40cm3

注塑压力：200/Mpa

注塑速率：50(g/s)

塑化能力：20(Kg/h)

锁模力：2500KN

注塑机拉行间距：250×250mm

顶出行程：55mm

最小模厚：130mm

最大模厚：220mm

模板行程：230mm

注塑机定位孔直径：55 mm

喷嘴球半径：SR10 3.3 【模架的选定】

根据塑件选定模架为：S2030-B-I-35-35-70 见图3.1：

图3.1 塑件的模架

3.4 【最大注射压力的校核】

音乐盒的原料为ABS 所需注射为60-100MPa 而所选注射机压力为200 MPa 所以注射压力符合要求

3.4.1 最大注塑量的校核

注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边）通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80% 所以选用的注塑机最大注塑量应满足：

0.8 V机 ≥ V塑＋V浇

式中 V机----注塑机的最大注塑量 40cm3

V塑----塑件的体积 该产品V塑＝18cm3

V浇----浇注系统体积 该产品V浇＝2cm3

故 V机≥（18+4）cm3 3.4.2 锁模力校核

F锁﹥pA

式中 p----熔融型料在型腔内的压力 该产品

A----塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和 经计算A=4641 mm3

F锁----注塑机的额定锁模力

故 F锁＞pA=200Mpa×4641 mm3

选定的注塑机的压力为2500KN 满足要求

3.4.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核

A 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适

模具长×模具宽<拉杆面积

B模具闭合高度校核

Hmin----注塑机允许最小模厚=130mm

Hmax----注塑机允许最大模厚=220mm

H------模具闭合高度=180mm

故满足Hmax＞H＞Hmin

（1）开模行程校核

注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机）故注塑机的开模行程应满足下式：

S机----注塑机最大开模行程 230mm;

H1---顶出距离 16mm；

H2----包括浇注系统在内的塑件高度 52mm;

S机－(H模－Hmin)＞H1＋H2＋(5～10)

因为本模具的浇注系统和塑件的特殊关系 浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离

故：

230－(180－130)＞62＋(5～10)

满足条件 塑料件的工艺尺寸的计算

所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸 主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形和异形型芯的长和宽）型腔深度和型芯高度和尺寸 由于音乐盒的后盖须与前盖配合

所以只有音乐盒后盖的边缘的榫才起着配合决定性的作用 还有音乐盒后盖与电池盖的配合 故需要计算相对于榫和铰链的凹 凸模的尺寸 凹

凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸确定 因 ABS的成型收缩率为0.4～0.7% 所以平均收缩率取S=0.5% 4.1 [型腔的径向尺寸]

（LM）0+δ=[（1+S）Ls-(0.5～0.75)△] 0+δ=[1.008×Ls-0.75△] 0+δ

其中LM为型腔的基本尺寸公差值为正偏差 Ls塑件的基本尺寸 塑件公差△为负偏差 S为塑料的平均收缩率

δz为模具成型零件的制造公差取1/4～1/6△ 模具型腔按六级精度制造 根据型腔的尺寸 代入数据得：

（一）、Ls=81mm.经计算得：LM=79.440+0.32mm;

(二)、Ls=1mm.经计算得：LM=0.79550+0.07mm;

(三)、Ls=5.5mm.经计算得：LM=5.3250+0.085mm;

(四)、Ls=1.8mm.经计算得：LM=1.5990+0.07mm;

(五)、Ls=10mm.经计算得：LM=9.780+0.1mm;

(六)、Ls=7mm.经计算得：LM=6.750+0.1mm;

(七)、Ls=2mm.经计算得：LM=1.8060+0.07mm;

(八)、Ls=3mm.经计算得：LM=2.8140+0.07mm;

(九)、Ls=4mm.经计算得：LM=3.7770+0.085mm;

(十)、Ls=6mm.经计算得：LM=5.7930+0.085mm;

(十一)、Ls=8mm.经计算得：LM=7.7640+0.0.1mm;

(十二)、Ls=16mm.经计算得：LM=15.7230+0.14mm;

(十三)、Ls=12mm.经计算得：LM=11.7960+0.01mm 4.2 [型芯的计算] 4.2.1 芯径向尺寸的计算：

LM=[（1+S）Ls+3/4△]-ó0

其各字母的含义与前相同 型芯按六级精度制造 根据型芯的基本尺寸 代入数据得：

（1）Ls=81mm 经计算得：LM=82.4050-0.32mm;

（2）Ls=1mm 经计算得：LM=1.2150-0.07mm;

（3）Ls=5.5mm 经计算得：LM=5.7450-0.085mm;

（4）Ls=1.8mm 经计算得：LM=2.0190-0.07mm;

（5）Ls=10mm 经计算得：LM=10.480-0.1mm

（6）Ls=7mm 经计算得：LM=7.4080-0.1mm;

（7）Ls=2mm 经计算得：LM=2.2260-0.07mm;

（8）Ls=3mm 经计算得：LM=3.2340-0.07mm;

（9）Ls=4mm 经计算得：LM=4.2770-0.085mm;

（10）Ls=6mm 经计算得：LM=6.3030-0.1mm;

（11）Ls=8mm 经计算得：LM=8.3640-0.1mm;

（12）Ls=16mm 经计算得：LM=16.5330-0.14mm;

（13）Ls=12mm 经计算得：LM=12.3960-0.1mm;4.2.2 型芯高度尺寸的计算：

HM=[（1+S）Hs+3/4△]-ó0 按六级精度制造

Hs=15mm 经计算得： HM=15.4870-0.13mm;4.3 [模具型腔壁厚的计算]

如果是利用计算公式的话比较烦琐 且不能保证在生产中的精确性 我们可以根据书中的经验值来取的 成型零件材料选择

为实现高性能的目的；选用模具材料应具有高耐磨性 高耐蚀睡

良好的稳定性和良好的导热性 必须具有一定的强度 表面需要耐磨 淬火变型要小 但不需要耐腐蚀性 因为ABS没有腐蚀性 可以采用Cr12 经过调质

淬火加低温回火 正火 HRC≥55 可以去型腔壁厚为：0.20L+17=33 浇注系统的设计

普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成 在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置 可以才用一模两腔

浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节 它对注塑成型周期和塑件质量（如外观 物理性能

尺寸精度）都有直接的影响 设计时必须按如下原则：

（1）型腔布置和浇口开设部位力求对称 防止模具承受偏载而造成溢料现象

（2）型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸

（3）系统流道应尽可能短

断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大 太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折 表面粗糙度要低

以使热量及压力损失尽可能小

（4）对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各丢型腔璄深处及角落 及分流道尽可能平衡布置

（5）满足型腔充满的前提下 浇注系统容积尽量小 以减少塑料的耗量

（6）浇口位置要适当 尽量避免冲击嵌件和细小型芯

防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观

5.1 【主流道设计】

主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位 它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔 其形状为圆锥形

便于熔体顺利的向前流动

开模懶主流道凝料又能頺利拉出来

主流道的尺寸直接坱响到塑料熔体的流动速度和充模时间 由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞 通常不直接开在定模上

而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内 主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬 塑件外表面不许有浇口痕 又考虑取料顺利

对塑件与浇注系统联接处能自动减断 采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口 为了方便于拉出流道中的凝料 将主流道设计成锥形 锥度为3 内表面的粗糙度为Ra0.8微米 孔径为0.5毫米

主流道的设计要点如下：

（1）为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀 主流道设计成圆锥形 因ABS的流动性为中性 故其锥度取3度 过大会造成流速减慢 易成涡流

内壁粗糙度为R0.8um

（2）主流道大端呈圆角 其半径取r=1～3mm 以减少流速转向过渡的阻力 r=1.5mm.（3）在保证塑件成形良好的情况下 主流道的长度应尽量短 否则会使主流道的凝料增多 且增加压力损失

使塑料熔体降温过多影响注射成形

（1）为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出 应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接 主流道对接处设计成半球形凹坑 其半径为r2=r1+(1～2)其小端直径D=d+(0.5～1)凹坑深度常取3～4mm 在此模具中取r2=11～12mm

（2）由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞 所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套 以便选用优质钢材单独加工和热处理 其大端兼作定位环

圆盘凸出定模端面的长度H=5～10mm 同时因该闹钟后盖采用ABS 需加热

所以在主流道处采用电加热以提高料温

5.2 【冷料井设计】

冷料井位于主流道正对面的动模板上 或处于分流道末端

其作用是接受料流前锋的“冷料” 防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量 开模时又能将主流道的凝料拉出 冷料井的直径宜大于大端直径 长度约为主流道大端直径 基于本次设计的模具

可采用底部带有拉料杆的冷料井 这类冷料井的底部由一个拉料杆构成 拉料杆装于型芯固定板上 因此它不能随脱模机构运动 利用球头形的拉料杆配合冷料井

5.3 【分流道设计】

分流道是主流道与浇口之间的通道 一般开在分型面上 起分流和转向的作用

分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等

圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积）塑料熔体的温度下降小 阻力小

流道的效率最高 但加工困难

而且正方形截面不易脱模

所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形

5.3.1 分流道设计要点：

（1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下 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

（2）分流道较长时

在分流道的末端应开设冷料井

对于此模来说在分流道上不须开设冷料井

（3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上 也可以同时开设在动 定模板上

合模后形成分流道截面形状

（4）分流道与浇口连接处应加工成斜面 并用圆弧过度

5.3.2 分流道的长度

分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置 从在输送熔料时减少压力损失

热量损失和减少浇道凝料的要求出发 应力求缩短

5.3.3 分流道的断面

分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积 塑件的壁厚

塑件的形状和所用塑料的工艺性能 注射速率和分流道长度等因素来确定

因ABS的推荐断面直径为4.5～9.5(查表4-2)部分塑件常用断面尺寸推荐范围 分流道要减小压力损失 希望流道的截面积大 表面积小

以减小传热损失

同时因考虑加工的方便性

分流道应考虑出料的流畅性和制造方便 熔融料的热量损失小 流动阻力小

比表面和小等问题

由于采用的是潜伏式二级分流道对热损失及流动提出了较高的要求 采用圆形的份流道 为了保证外形无浇口痕

浇口前后两端形成较大的压力差 增加流速

得到外形清晰的制件 提高熔体冷凝速度 保证熔融的塑料不回流

同时可隔断注射压力对型腔内塑料的后续作用 冷却后快速切除

同时它的效果与S浇注系统有同样的效果 有利于补塑

5.3.4 分流道的布局

在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种 根据本模具的要求我们选取平衡式 也就是指分流道到各型腔浇口的长度 断面形状

尺寸都相同的布置形式

它要求各对应部位的尺寸相等

这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的 是成型的塑件力学性能基本一致 而且在此模具中不会造成份流道过长的缺点

5.4 【浇口选择】

浇口又称进料口

是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外）它是浇注系统的关键部分 其主要作用是：

（1）型腔充满后 熔体在浇口处首先凝结 防止其倒流

（2）易于在浇口切除浇注系统的凝料 浇口截面积约为分流道截面积的0.03～0.09 浇口的长度约为0.5mm～2mm 浇口具体尺寸一般根据经验确定 取其下限值

然后在试模是逐步纠正

当塑料熔体通过浇勣时 剪切速率增高

同时熔体的内磨檫加剧 使料流的温度升高 粘度降低

提高了流动性能 有利于充型

但浇口尺寸过小会使压力损失增大 凝料加快 补缡困难

甚至形成喷射现象 影响塑件质量 浇口位置的选择：

（1）浇厣位置应使填充型腔的流程最短 这样的结构使压力损失最小 易保证料流充满整个型腔

同时流动比的允许值随塑料熔体的性质 温度

注塑压力等的不同而变化

所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值?

（2）浇口设置应有利于抒气和补塑

（3）浇口位置的选择要避免塑件变形 采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔 在塑件顶部常留下明显犄熔接痕 而采用点浇口 攉利于排气

整件质量较好?但是塑件壁厚相差较大 浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处 有利于补缩

可避免缩孔、凹痕产甙

（4）浇?位置的设置?减少或避免生成熔接畕 熐接痕是充型时前端讃冷的料流嘨型腔中的对接部位 它瘄存在?降低塑件的强度

所以设置?口时应考虑料流的方向 浇口数量多

产生熔接痕瘄机会很多

流程不长时应尽量采用一个浇口 以减少熔接痕的数量 对于大多数框形塑件

浇口位置使料流的流程过长 熔接处料温过低

熔接痕处强度佊?会形成明显的接缝＄如果浇口位置使料流的流程短 熔接处强度高

为了提高熔接痕处强度 可在熔接处增设溢溜槽 是冷料进入溢溜槽

筒形塑件采用环行浇口无熔接痕 而轮辐式浇口会使熔接痕产生

（5）浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件

因点口在脱开时会伤塑件的内表面在这里是可以的 考虑到点浇口有利浇注系统的废料和塑件的脱离 所以选取用点绕口 分流道与浇口的连接

在利用了Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后选择了更具优势的浇口 由于音乐盒的侧内壁与音乐盒芯存在一定的空隙

所以即使是在脱模的时候流在一定的浇口痕也不会影响装配 浇口套见图5.1：

图5.1浇口套 分型面的选择与排气系统的设计 6.1 【分型面的选择】

塑料在模具型腔凝固形成塑件 为了将塑件取出来 必须将模具型腔打开

也就是必须将模具分成两部分 即定模和动模两大部分 定模和动模相接触的面称分型面 通常有以下原则：

（1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处 而且应使塑件流在动模部分

由于推出机构通常设置在动模的一侧 将型芯设置在动模部分 塑件冷却收缩后包紧型芯 使塑件留在动模 这样有利脱模

如果塑件的壁厚较大 内孔较小或者有嵌件时 为了使塑件留在动模

一般应将凹模也设在动模一侧 拔模斜度小或塑件较高时 为了便于脱模

可将分型面选在塑件中间的部位 但此塑件外形有分型的痕迹

（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求

（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造

（4）分型面应有利于侧向抽芯 但是此模具无须侧向抽芯 此点可以不必考虑

6.2 【排气糟的设计】

塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气 除此以外

塑料熔体会产生微量的分解气体 这些气体必须及时排出 否则

被压缩的空气产生高温 会引起塑件局部碳化烧焦 或塑件产生气泡

或使塑件熔接不良引起强度下降 甚至充模不满

因该模具为小型模具 且分型面适宜 可利用分型面排气 所以无需设计排气槽 合模导向机构的设计

导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分 因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置 所以必须设有导向机构

导柱安装在动模一边或定模一边均可 通常导柱设在主型腔周围

导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定侧压力

定位作用：

为避免装配时方位搞错而损坏模具 并且在模具闭合后使型腔保持正确形状 不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均

塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力 或由于注射机的精度限制

使导柱工作中承受一不定的导向作用

动定模合模时 首先导向机构接触 引导动定模正确闭合

避免凸模或型芯先进入型腔 产生干涉而坏零件

由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力 导致导柱容易折断 对型芯和型腔改进后 其的配合可以进行定位

导柱、导套零件如下：

图7.1 导柱

图7.2 导套 8 脱模机构的设计

在对音乐盒塑件进行脱模是必须遵循以下原则：

1、因为塑料收缩是抱紧凸模 所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模 因为塑件的壁厚的关系我们可以利用推板

2、顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位 如加强筋 壁厚等处

作用面积尽可能大一些 以防止塑件变形和损坏

3、为了保证良好的塑件外观

顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位 将顶杆设计在塑件的内部型腔

4、若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时 对不影响塑件尺寸和使用

一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.1mm；否则塑件会出现凸起 影响基面的平整

由于音乐盒为薄壁圆筒形塑件 用顶管、推板脱模机构和

为了缩短顶杆与型芯配合长度以减少磨擦 可以将顶管配合孔的后半段直径减少

一般减少3--5mm.这是最常用的一种脱模机构 这些顶杆一般只起顶出作用 有时根据塑件的需要

顶杆还可以参加塑件的成型

这时可以将顶杆做成与塑件某一部分相同形状或作为型芯 顶杆多用T8AV、T10A材料 头部淬火硬度达50HRC以上

表面粗糙度取Ra值小于0.8微米 和顶杆孔呈H8/f8配合

温度调节系统的设计

在注射成型过程中

模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等 并且对生产效率起到决定性的作用 在注射过程中

冷却时间占注射成型周期的约80% 然而

由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同 模具温度的要求有尽相同 因此

对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本 模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量 而模具温度的高低取决于塑料结晶性

塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等

影响注射模冷却的因素很多 如塑件的形状和分型面的设计

冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置 模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度 塑件和模具间的热循环交互作用等

（1）低的模具温度可降低塑件的收缩率

（2）模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快 可降低塑件的翘曲变形

（3）对结晶性聚合物

提高模具温度可使塑件尺寸稳定 避免后结晶现象

但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷

（4）随着结晶型聚合物的结晶度的提高 塑件的耐应力开裂性降低 因此降低模具温度是有利的 但对于高粘度的无定型聚合物

由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关 因此提高模具温度和充模 减少补料时间是有利的

（5）提高模具温度可以改善塑件的表面质量

在注射成形过程中

模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率 根据塑料的要求

注射到模具内的塑料温度为2000C左右 而从模具中取出塑件的温度约为600C 温度降低是由于模具通入冷却水 将温度带走了

普通的模具通入常温的水进行冷却

通过调节水的流量就可以调节模具的温度

因音乐盒盖使用的塑料是ABS 要求模温高

若模具温度过低则会影响塑料的流动性 增加剪切阻力

使塑件的内应力较大

甚至还出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷 因此在注射开始时 为防止填充不足

充入温水或者模具加热

总之

要做到优质、高效率生产 模具必须进行温度调节

对温度调节系统的要求：

（1）确定加热或是冷却；

（2）模温均一 塑件各部分同时冷却；

（3）采用低的模温 快速且大量通冷却水；

温度调节系统应尽量结构简单 加工容易 成本低谦

8.1 [模具冷却系统的设计]

根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多 尺寸尽量大的原则可知

冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的

这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则 根据书上的经验值取4根 冷却水口口径为6mm.另外

具冷却系统的过程中 还应同时遵循：、浇

口

处

加

强

冷

却、冷

却

水

孔

到

型

腔离

相

等

；、冷

却

水

孔

数

量

应多

孔

径

应

尽

可

能的大；

4、冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位 以防漏水

5、进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧 通常应设在注塑机的背面

6、冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处

而且在冷却系统内 各相连接处应保持密封 防止冷却水外泄

8.2 [模具加热系统的设计]

因在ABS要求的熔融温度为200 而且流动性能为中性

同时在注射时模具温度要求为50--70 所以该模具必须加热 模具加热方法包括：热水 热空气

热油及电加热等

表

面 尽

可

距的；

的 能

由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大 所以在该模具应用电加热 模具的装配

装配模具是模具制造过程中的最后阶段

装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能 模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系

将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具

在模具装配过程中

对模具的装配精度应控制在合理的范围内 模具的装配精度包括相关零件的位置精度 相关的运动精度

配合精度及接触只有当各精度要求得到保证 才能使模具的整体要求得到保证

塑料模的装配基准分为两种情况 一是以塑料模中和主要零件台定模 动模的型腔 型芯为装配基准 这种情况

定模各动模的导柱和导套孔先不加工 先将型腔和型芯镶块加工好 然后装入定模和动模内

将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚 动模和定模合模后用平行夹板夹紧 镗投影导柱和导套孔

最后安装动模和定模上的其它零件 另一种是已有导柱导套塑料模架的

浇口套与定模部分装配后 必须与分模面有一定的间隙 其间隙为0.05--0.15毫米 因为该处受喷嘴压力的影响 在注射时会发生变形

有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边 就是由于没有间隙的原因 为了有效的防止飞边

可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽 由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边

9.1 [模具的装配顺序]

（1）确定装配基准；

（2）装配前要对零件进行测量 合格零件必须去磁并将零件擦拭干净；

（3）调整各零件组合后的累积尺寸误差 如各模板的平行度要校验修磨 以保证模板组装密合

分型面吻合面积不得小于80% 间隙不得小于溢料最小值 防止产生飞边

（4）在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面 以便总装合模调整时检查；

（5）组装导向系统并保证开模合模动作灵活 无松动和卡滞现象；

（6）组装冷却和加热系统 保证管路畅通 不漏水 不漏电

门动作灵活紧固所连接螺钉 装配定位销

装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶 但应防止进入系统中；

（7）试模：试模合格后打上模具标记 包括模具编号、合模标记及组装基面

① 模具预热

模具预热的方法 采用外部加热法

将铸铝加热板安装在模具外部 从外部向内进行加热 这种方法加热快 但损耗量大

②筒和喷嘴的加热

根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热 与模具同时进行

③工艺参数的选择和调整

根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度 压力 时间参数

调整工艺参数时按压力 时间

温度这样的先后顺序变动

④注塑

在料筒中的塑料和模具达到预热温度时 就可以进行试注塑

观察注塑塑件的质量缺陷 分析导致缺陷的原因

调整工艺参数和其他技术参数 直至达到最佳状态

（8）模具的维护

优化设计的镶件和嵌件在这里就起到了很大的作用 只须更换个别已损坏的零件 不会导致用过程中

会出现正常的磨损或不正常的磨损

不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的彻底报废

最后检查各种配件、附件待零件 保证模具装备齐全

另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀 装配滚动轴承允许采用机油进行热装 油的温度不得超过1000C

9.2 [开模过程分析]

注塑机推动推杆垫板兼顶管垫板使动定模分开 在导柱导向的情况下 动定模顺利分型 同时拉料杆拉断浇口

使塑件在推板和顶管的作用下顺利脱出 闭合时

同样在导柱和导套的导向作用下通过顶柱使顶杆先于型腔复位 以免顶杆碰到型腔 损坏模具 结论

通过对音乐盒后盖塑料成型模具的设计

对常用塑料在成型过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解 掌握了塑料成型模具的结构特点及设计计算方法 对独立设计模具具有了一次新的锻炼

在模具制造的加工工艺 来编写加工工艺卡片

在设计过程充分利用了各种可以利用的方式

同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解 在设计的后一阶段充分利用CAD软就是一例 新的工具的利用 大在提高了工作效率

以计算机为手段

专用模具分析设计软件为工具设计模具 软件可直接调用数据库中模架尺寸 金属材料数据库及加工参数

通过几何造型及图形变换可得到模板及模腔与型芯形状尺寸迅速完成模具设计

模具CAD技术是模具传统设计方式的革命 大大提高了设计效率

尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高

总之

通过毕业设计的又一次锻炼完全清楚：充分利用CAD技术进行设计 在模具符合使要求的前提下尽量降低成本 同时在实际中不断的积累经验 以设计出价廉物美的模具

这次设计能顺利完成 还得感谢老师的精心指导 但错误之处在所难免 望批评指正 非常感激！

参考资料

[1]高等教育出版社朱光力主编 《模具设计与制造实训》

[2]中国轻工业出版社贾润礼编 《实用注塑模具设计手册》

[3]中国轻工业出版社 孙凤琴编

《模具制造工艺与设备》

[4]机械工业出版社

《塑料模具技术手册》编委会

[5]《塑料模具技术手册》 机械工业出版社

[6] 上海科学技术出版社冯炳荛

蒋文森等编《模具设计与制造简明手册》

[7]《机械工业出版社》屈昌华主编 《塑料成型工艺与模具设计》

致 谢

通过本次毕业设计真的是让我获易良多

不仅大学三年所学的所有相关的专业知识得到了进一步的了解和巩固 而且还使我掌握了一些实际上机操作的知识 同时也提高了我对模具设计的综合能力

培养了我独立运用所学的知识来解决实际问体的能力和信心 在这次毕业设计中我遇到了很多困难

但在各位老师的耐心和实习单位领导与工人师傅的大力帮助下我终于成功完成了这次设计 因此在此我要衷心的感谢钟波教授对我的指导

同时也要感谢在设计中帮我解决困难的李楷模老师以及所有给我帮助的老师 谢谢你们；

最后我想要谢谢三年来教育我的老师们 是你们培养和造就了我湖南农业大学高等教育自学考试本科生毕业论文（设计）

诚 信 声 明

本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计）是本人在指导老师的指导下 进行研究工作所取得的成果 成果不存在知识产权争议 除文中已经注明引用的内容外

本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担

毕业论文（设计）作者签名：

年 月 日

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用人要看他的忠诚度和可靠程度、归依企业的程度，希望能够跟企业结合一起的意向有多少，如果这三样东西都是对的，我们企业会给他非常大的机会去发展。

第三篇：【毕业设计】塑料肥皂盒的注射模具设计-精品

摘 要

本注射模具设计为一塑料肥皂盒的注射模具设计，塑件结构比较简单，塑件质量要求是不允许有裂纹、变形缺陷。

本设计从分型面设计开始，进行了浇注系统、冷却系统、成型零件、模架的设计，并进行了必要的校核。同时并简单的编制了模具的加工工艺。根据题目设计的主要任务是肥皂盒注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产肥皂盒塑件产品，以实现自动化提高产量。针对肥皂盒的具体结构，该模具是侧浇口的单分型面注射模具。通过模具设计表明该模具能达到盒盖的质量和加工工艺要求。

关键词：Pro ENGINEER、注射模、浇注系统、冷却系统、模架。

Abstract

This is a plastic injection mold design and injection mold design comb, plastic parts relatively simple plastic parts quality requirements is not permitted crack, deformation defects.The design started from the sub-surface design, were pouring system, cooling system, molded parts, mold design, and carry out the necessary checking.at the same time And a simple preparation of the mold of the process.According to the design of the subject's main task is to set fruit injection mold design.Design is an injection mold to produce scop lid pieces of plastic products in order to achieve automation to increase output.For the specific structure of the fruit plate, the die is the point of the one type injection mold surface.Through the die design that the lid of the mold to achieve the quality and processing requirements.Keywords: Pro ENGINEER, injection mold, injection system, cooling system, mold.绪

论

模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。

一 课题背景

改革开放以来，我国模具工业发展迅猛。1996至2001年间，我国模具工业的产值年平均增长14%左右。目前，全国共有模具生产厂点1.7万个，从业人员50多万人。2001年全国模具工业总产值达300亿元人民币，我国模具年产值已位居世界第四。

我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。但是，我国模具工业无论是在数量还是质量上，与工业发达国家存在着很大的差距，满足不了工业发展的需要，目前国内市场的满足率仅在70%左右。

我国大部分模具是企业自产自用，真正作为商品流通的模具仅占1/3。所产模具基本上以中低档为主，一些大型、精密、复杂和长寿命的高档模具，在技术上无法与发达国家相比，生产能力也远远不能满足国民经济发展的需要。近五年 来，我国平均每年进口模具8.14亿美元，2001年进口模具11.12亿美元(出口模具仅1.88亿美元)，这还不包括随进口设备和生产线作为附件带来的模具。根据海关统计，近几年进出口相抵，我国已成为世界上最大的模具进口国。二 课题设计的目的和意义

目的：肥皂盒在我们的生活中非常的普遍，几乎每家都要用到。市场上也有各种各样的肥皂盒，形状各异，有些是把肥皂盒做成水果造型，有些是动植物造型，来吸引顾客的目光，以引发人们的购买欲。

意义：此次设计的肥皂盒的结构较简单，主要是在肥皂盒的底部打孔，这样可以让积累在里面的水自然流出，省去人工进行操作了。

第一章 塑料成型工艺基础

1.1肥皂盒的造型设计

其图形如图1—1与1—2所示：

图1—1肥皂盒工程图

图1—2肥皂盒三维图

1.2肥皂盒塑料PS的结构与工艺特性（1）聚苯乙烯的流动性

聚苯乙烯是有苯乙烯的单体聚合而成的高聚物，属于无定型塑料，具有良好的透明性、耐热、耐光以及良好的电绝缘性能，加工流动性好。

聚苯乙烯的流动性好，容易成型，由于聚苯乙烯熔体粘度对剪切速率和温度都比较敏感，所以在注射中，无论是增大注射压力或升高机筒温度都会使熔体粘度下降，均可达到改善聚苯乙烯熔体流动性的目的，其中提高机筒温度效果更明显。制品壁厚对流动性也有一定的影响，PS熔体的最大流动长度与壁厚之比为200：1所以壁厚一般在1.0～4.0之间选取。（2）聚苯乙烯的成型流动收缩性

PS为非结晶型聚合物，成型收缩率较低，通常为0.5%～0.8%，提高注射压 力对降低成型收缩率是有利的，但注射速度不宜过高，否则模腔内的空气难以及时排出，还会使制件表面不光滑，透明度低，冲击强度降下降，同时较大的剪切力还会导致制品的内应力增加，因此对聚苯乙烯来说在不发生波纹、熔接痕等缺陷的前提下应尽可能采用较低的注射速度。（3）聚苯乙烯的工艺特性

聚苯乙烯的着色性能优良，能染成各种鲜艳的色彩。聚苯乙烯能耐碱、硫酸、磷酸、10%～30%的盐酸、稀醋酸及其他有机酸，但不能耐硝酸及氧化剂的作用，对谁、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的耐蚀能力。它是无色无味无毒的第三大塑料品种。它的吸水性较好，所以加工前不需要干燥处理。1.3 注射成型原理及工艺特性

注塑模亦称注射模，其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后，在柱塞和螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常，一个成型周期从几秒钟到几分钟不等，时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。

注射成型是热塑性材料成型的一种重要方法，它具有成型周期短、能一次成型形状复杂的、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件。注射成型的生产率高、易实现生产自动化。注射成型的缺点是所用的注射设备价格高，注射模具的结构复杂，生产成本高，生产周期长，不适合于单件小批量的生产，除了热塑性塑料外，一些流动好的热固性塑料也可用注射方法成型，其原因是这种方法生产率高，产品质量稳定。

第二章 塑件工艺性分析

2.1 分析塑件的结构工艺性

（1）外形尺寸 该塑件壁厚为2mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，塑件材料为热塑性塑料，流动性较好，适合于注射成型。

（2）精度等级 该塑件尺寸中等，整体结构较简单，精度要求相对较低，再结合其材料性能，故选一般精度等级：五级。

（3）脱模斜度

PS的成型性能良好，成型收缩率较小，选择塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1度。2.2 工艺性分析

为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面上，而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。2.3 注射机的选择

按照图 1 塑件所示尺寸近似计 塑件体积： V ≈26cm3 塑件质量： M =26×1.035 g=26.91g

选用注射机为国产的注射机XS-ZY-125卧式注塑机。查表注额定注射量为125 cmз，注射压力为120MPa，锁模力为90×104N，注射方式为螺杆式，喷嘴球半径R为18mm，喷嘴口直径为4mm。顶出形式是两侧设有顶杆，机械顶出（一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具）。

第三章 塑料制件在模具中的位置

3.1 型腔数目的确定

与单型腔模具相比较，单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好、成型的工艺条件容易控制、模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特点。但是，在大批量生产的情况下，多型腔应收更为合适的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的整体成本。

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FpA2 pA1式中 F——注射机额定锁模力（N）

P——型腔内塑料熔体的平均压力（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，而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。3.2 型腔的分布

在实际的多型腔模具设计与制造中，对于精度要求较高、物理与力学性能要求均衡稳定的塑料制件，应尽量采用平衡式布置的形式。图形如3—1所示：

图3-1多型腔模具

3.3分型面的选择

由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排气等多种因素的影响、因此在选择分型面时应遵循以下的原则：

（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。（2）分型面的选择应有利于塑件是顺利脱模（3）分型面的选择应保证塑件的精度要求（4）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求（5）分型面的选择应便于模具的加工制造（6）分型面的选择应有利于排气

除了上述这些基本原则以外，分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上的投影面积的大小以避免接近或超过所选用注射机的最大注射面积而可能产生溢流现象。图形如3—2所示：

图3—2分型面示意

第四章 浇注系统的设计

4.1 普通浇注系统的组成及设计原则（1）要能保证塑件的质量

a)尽量减少停滞现象:停滞现象容易使工件的某些部分过度保压，某些部分保压不足，从而使內应力增加许多。

b)尽量避免出现熔接痕：熔接痕的存在主要会影响外观，使得产品的表面较差；而出现熔接痕的地方強度也会较差。

c)尽量避免过度保压和保压不足：当浇注系统设计不良或操作条件不当，会使熔料在型腔中保压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。过度保压会使产品密度较大，增加內应力，甚至出现飞边。

d)尽量减少流向杂乱：流向杂乱会使工件強度较差，表面的纹路也较不美观。（2）尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度

（3）尽可能做到同步填充，一模多腔情形下，要让进入每一个型腔的熔料能夠同时到达，而且使每个型腔入口的压力相等。（4）有利于型腔中气体的排出（5）防止型芯的变形和嵌件的位移（6）尽量采用较短的流程充满型腔 4.2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接触处部分到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和冲模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度降和压力损失最小。

设计要点:截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r图形如下4—1：

主图4—1流道形状及其与注射机喷嘴的关系 1——顶模板 2——浇口套 3——注射机喷嘴

为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角a为2～6，小端直径d比注射机喷嘴直径大0.5～1mm，一般d=2.5～5mm。由于小端的前面是球面，其深度为3～5mm，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大1～2mm。流道的表面粗糙度Ra<0.8um。

根据选用的 XS-ZY-125 型号注射机的相关尺寸得

喷嘴前端孔径： d0=4mm 喷嘴前端球面半径：R0=12mm 根据模具主流道与喷嘴的关系

R=R0+(1~2)mm=13mm d=d0+(0.5～1)mm=5mm 锥角为20～60，取其值为30，经换算得主流道大端直径为Φ7.6mm。浇口套的选择应根据注射机里的定位孔来选择，它与定位孔是过度配合，查表可知定位孔直径为100mm，所以浇口套的尺寸为100mm。4.3分流道的设计

流道的截面形状会影响到塑料在浇道中的流动以及流道內部的熔融塑料的体积。此次选用圆形截面。形状图如图4—2所示：

图4—2 1圆形截面

优点：流道形状效率较高，可达0.25D。

缺点：增加制作费用及成本，稍不注意会造成流道交错而影响流动效率。2.分流道的设计要点

a制品的体积和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。

b成型树脂的流动性，对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂, 流道截面要大一些。

c流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴。3.分流道的尺寸设计

a流道的直径过大：不仅浪费材料, 而且冷却时间增长, 成型周期也随之增长, 造成成本上的浪费。

b流道的直径过小：材料的流动阻力大, 易造成充填不足, 或者必须增加射出压力才能充填。因此流道直径应适合产品的重量或投影面积

c流道长度宜短, 因为长的流道不但会造成压力损失,不利于生产性,同時也浪费材料；但过短, 产品的残余应力增大, 并且容易产生毛边。流道长度可以按如下经验公式计算:

W4L D3.7D——分流道直徑mm W——产品质量g L——流道長度mm 所以分流道的直径选取为8mm，长度一般取在8～30mm之间，不宜小于8mm，因此分流道长度取15mm。4.流道排列的原则

a尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。b使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。

流道的布置要平衡，可以说自然平衡，如果自然没法平衡的话需要人工平衡。4.4 浇口的设计

浇口：连接分流道和型腔的桥梁,是浇注系统中最薄弱最关键的环节。浇口作用：

1、熔料经狭小的浇口增速、增温，利于填充型腔。

2、注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂。

3、狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，修整方便

浇口过小：易造成充填不足(短射)、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷,且成型收缩会增大。

浇口过大：浇口周围产生过剩的残余应力,导致产品变形或破裂,且浇口的去除加工困难等。

综合塑料使用的浇口类型与选用原则这次设计选用侧浇口。浇口开在型芯一侧，开模时浇口自动切断。4.5冷料穴和拉料杆的设计

冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中的料流的前锋冷料，以免这些冷料进入型腔，它还有便于在该处设置主流道拉料杆的功能，注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从从定模浇口套中被拉出，最后退出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。

拉料杆的常用形式上Z字形结构，其典型的结构形式如图4—3所示：

图4—3 拉料杆的材料为T8，进行热处理时头部硬度为HRC50~55，配合部分粗糙度为Ra0.8um.13 4.4排气系统的设计

排气不良容易引起塑件烧焦，短射、填充不足、脱模不良、阴影、气泡、色差、缩水、流纹、表面凹陷、不熔合等。

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。

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。

第五章 成型零部件的结构设计

模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。

设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。5.1 凹模的结构设计

凹模也就是所谓的型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按结构不同可分为整体式和组合式。

整体式凹模：其特点是牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但由于整体式型腔加工困难热处理不方便，所以其常用于形状简单的中、小型模具上。

根据此次设计的要求与加工特点来看选用整体式凹模，其结构图如5—1所示：

图5—1 凹模的材料选40Cr，凹模热处理硬度达到HRC40～50,表面需镀硌和抛光处理，型腔表面的粗糙度为Ra0.2～0.1um，配合面需要达到0.8um。5.2 型芯结构的设计

型芯的结构形式也分整体式和组合式，由于肥皂盒的结构较简单所以选用整体式结构，加工方便，简化了结构。小型芯常单独制造，再嵌入模板中，最简单的是用过盈配合直接从模板上面压入，但是要在型芯下部铆接，主要是为了防止配合不紧密时被拔出的可能。

其基本结构如图5—2所示:

图5—2 型芯材料选40Cr，热处理达到表面硬度为HRC45～50，型芯表面的粗糙度为0.1～0.25mm，配合面为0.8mm，型芯表面热处理时需好进行镀铬、与抛光处理。5.3 成型零部件的工作尺寸的计算

所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便。

塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取5.4 型腔和型芯相关尺寸的计算

塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。

。2 16 SSmaxSmin2*100%参考 文献PS的收缩率是0.6%～0.8%，它的平均收缩率是S=0.7%（1）型腔径向尺寸的计算

因为塑件尺寸较小，精度级别高，δc可取△/6、取0.75。

3z根据公式 LM=LS(1S)

40δz可取△/3,此时，X基本尺寸/mm 公差值/mm 计算

3z124.74 1.48 LM =L1S(1S)40 3 =124.74(10.7%)1.48400.38=124.50

1.483

384.6 1.2 LM =L2S(1S)40z

0.43 =84.6(10.7%)1.2400.4=84.290

（2）型芯径向尺寸的计算

3ll(1S)=根据公式 MS4z

0基本尺寸/mm 公差值/mm 计算

3lm=d1S(1S)119.26 1.48 4z 0=119.26(10.7%)31.48

40.16=121.20500.16

379.4 1.2 lm=d1S(1S)4z

00=79.4(10.7%)31.240.4 =80.8600.4

3lm=d1S(1S) 14.71 0.58 4z

00=14.71(10.7%)30.58 

40.19

=15.2500.19

（3）型腔深度的尺寸计算

在计算型腔深度和型芯高度尺寸时，由于型腔的底面或型芯的端面磨损很小，所以可以不考虑磨损量。

2zHS(1S)根据公式 HM=30以下x为2/3

0基本尺寸/mm 公差值/mm 计算

2z27.35 0.7 H1M=H1S(1S)30

2=27.35(10.7%)0.7300.23=27.070

0.23

18（4）型芯高度的尺寸计算

2根据公式 ： hM=hS(1S)

3z0基本尺寸/mm 公差值/mm 计算

224.65 0.7 hM=hS(1S)3z

0=24.65(10.7%)20.7

30.23=25.2900.23

（5）中心距的尺寸计算

塑件上的中心距基本尺寸Cs和模具上的中心距的基本尺寸Cm均为平均尺寸

Cm=(1+S)Cs 标注制造公差后得：Cm=(1+S)Cs0z 2基本尺寸/mm 公差值/mm 计算 0.58 Cm=(1+S)Csz2

=15(1+0.7%)0.097 =15.1050.097 5.5 矩形型腔侧壁和底板厚度的确定

由于型腔壁厚计算比较麻烦，所以根据参考文献可以得出，矩形型腔内壁短边长为84mm，所以凹模壁厚范围为13～14mm，模套壁厚S2是40～45mm，根据自己的设计来看，此次选用凹模厚度是13mm，模套壁厚是40mm。足以满足设计。

第六章 结构零部件的设计

6.1 注射模架的选择

模架是设计、制造塑料注射模的基础部件，如图6—1所示：

图6—1模架模型

标准中规定，中小模架的周界尺寸范围是<560mm×900mm，此次选用的模架周界尺寸为560mm×900mm。6.2导柱的设计

长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出 8—12 cm，以免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。

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。

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），硬度为50—55HRC。如图6-2所示；

图6—2导柱结构

第七章 推出机构的设计

7.1 推出力的计算

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（Ft）

Ft=AP（ucosα-sinα）

式中 Ft——塑件脱模力 A——塑件包络型芯的面积

P——塑件对型芯单位面积上的包紧力

u——塑件对钢的摩擦系数，为0.1～0.3 α——脱模斜度，由此估算出脱模力为8000N 7.2 推杆的设计

①推杆的强度计算 查《塑料模设计手册之二》由式5-97得

d——圆形推杆直径cm φ——推杆长度系数≈0.7 l——推杆长度cm n——推杆数量

E——推杆材料的弹性模量N/cm2(钢的弹性模量E=2.1×10 7N/ cm2)Q——总脱模力

取d=5mm ②推杆压力校核 查《塑料模设计手册》式5-98

推杆应力合格，硬度50～65HRC 7.3推出机构工作原理图

如下图7—1

图7—1 1——推板 2——推杆固定板 3——垫块 4——推杆 5——型芯 6——型腔 第八章 加热、冷却系统的设计及校核

本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计算计。

设定模具平均工作温度为60℃，用常温20℃ 的水作为模具冷却介质，其出口温度为30℃。8.1 冷却回路的尺寸确定

1求塑件在硬化时每小时释放的热量Q1 查表得PS 的单位流量为 27×104 J/Kg 得Q1=WQ2=0.26×27×104 =7.02×104

需要设计冷却回路 冷却回路的孔直径的确定

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14mm，否则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2mm时，水孔直径可取8～10mm，平均壁厚为2～4mm时，水孔直径可取10～12mm，平均壁厚为4～6mm时，水孔直径可取10～14mm。

此次设计，壁厚为2mm，所以选择冷却水孔的直径为8mm，足以满足设计 的需求。

8.3模具厚度的校核 根据所选注射机的种类： A模具的最大厚度=300mm B模具的最小厚度=200mm 模具设计时，应使模具的总高度位于注射机可安装的最大模后与最小模后之间，模具厚度为=30+30+25+50+70=205mm，介于最大与最小之间，所以模具厚度满足要求，注射机也满足需求。

第九章 结论

本次塑料模具设计，全面考虑了塑料成型性能，模具结构特点，注射工艺参数，塑件表面粗糙度以及制造精度等，在理论分析和数据计算生产操作上论证该设计是合理可行的。并且，通过这次设计，我了解了注射模设计概况，熟悉了注射设备，基本掌握了注射成型的一般原理。

在设计和三维建模过程中也遇到了一些问题，通过对问题的探索与分析，最后得到圆满解决，更另深刻的知道了模具设计各个阶段的重要性和严谨性，达到了毕业设计的目的。

伴随经济建设，特别是汽车、机械、电子、日用制造等行业的飞速发展，对模具设计与制造的人才的需求与日俱增，模具设计制造，特别是注射模具的设计与制造将更为受到重视，并将会广泛应用到各个领域中，飞速发展。

相信这次设计中获得的经验及处理问题的能力将会对今后的学习和工作有所启示和帮助。

致 谢

经过半年的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，在此次毕业设计过程中我也学到了许多了关于模具制造方面的知识，尤其对注射模具有了较全面的了解，对模具整个设计过程有了更深层次的认识。独立设计能力有了很大的提高。在设计过程中我查阅了许多设计相关的资料尤其是国家标准，使我掌握了查阅国家标准的方法，这将对我以后从事设计工作带来很大的帮助。设计中我还使用过AutoCAD和Pro/E等电脑软件，使用这些软件的能力也有很大的提高。总之，通过这次毕业设计，让我在大学里所学的专业知识得以运用，使我的设计能力有了进一步的提高。

我的毕业设计从选题、研究方向的确定和方案的制定都是在徐老师精心指导和大力支持下完成的。他以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。

另外，衷心感谢我的同窗同学们，你们不仅让我感觉到了友情的力量，也让我感觉到了生活的愉悦，通过相互讨论学到的思维方式使我受益终生。

同时，我还要特别感谢专业老师对我的鼓励和指导，他们为我完成这篇论文提供了巨大的帮助。在此我也衷心的感谢他们。

最后，衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本论文的专家、教授。由于本人知识水平有限，文中不免有不妥之处，敬请各位专家、教授不吝批评和指正。

参考文献

[1]屈华昌主编.《塑料成型工艺与模具设计》.北京:高等教育出版社,2001

[2]《塑料模设计手册》编写组主编.《塑料模设计手册》(第二版).北京:机械工业出版社,2002 [3]许发樾主编.《实用模具设计与制造手册》.北京：机械工业出版社，2002 [4]吴兆祥主编.《模具材料及表面处理》.北京:机械出版社,2000 [5]冯炳尧，韩泰荣，将文森主编《模具设计与制造简明手册》.上海;科学技术出版社,2001

第四篇：【毕业设计】塑料肥皂盒的注射模具设计 四

【毕业设计】塑料肥皂盒的注射模具设计 四

摘要 本注射模具设计为一塑料肥皂盒的注射模具设计塑件结构比较简单塑件

质量要求是不允许有裂纹、变形缺陷。

本设计从分型面设计开始进行了浇注系统、冷却系统、成型零件、模架的

设计并进行了必要的校核。同时并简单的编制了模具的加工工艺。根据题目设

计的主要任务是肥皂盒注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产肥皂盒

塑件产品以实现自动化提高产量。针对肥皂盒的具体结构该模具是侧浇口的

单分型面注射模具。通过模具设计表明该模具能达到盒盖的质量和加工工艺要

求。

关键词Pro ENGINEER、注射模、浇注系统、冷却系统、模架。Abstract This is a plastic injection mold design and injection mold design comb，plastic parts relatively simple plastic parts quality requirements is not

permitted crack, deformation defects.The design started from the sub-surface design, were pouring system，cooling system, molded parts, mold design, and carry out the necessary

checking.at the same time And a simple preparation of the mold of the

process.According to the design of the subject's main task is to set fruit

injection mold design.Design is an injection mold to produce scop lid

pieces of plastic products in order to achieve automation to increase

output.For the specific structure of the fruit plate, the die is the point

of the one type injection mold surface.Through the die design that the

lid of the mold to achieve the quality and processing requirements.Keywords: Pro ENGINEER, injection mold, injection system, cooling

system, mold.www.xiexiebang.com 2 绪

论 模具制造是国家经济建设中的一项重要产业振兴和发展我国的模具工业

日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广

大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产

品中60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗是其它加工制造方法所不能比拟的。

模具又是“效益放大器”用模具生产的最终产品的价值往往是模具自身价值 的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业是技术成果转化的基

础同时本身又是高新技术产业的重要领域。

一 课题背景

改革开放以来我国模具工业发展迅猛。1996至2001年间我国模具工业 的产值年平均增长14%左右。目前全国共有模具生产厂点1.7万个从业人员

50多万人。2001年全国模具工业总产值达300亿元人民币我国模具年产值已 位居世界第四。

我国模具工业的技术水平近年来也取得了

长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表已

能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖

面已从电机、电器铁芯片模具扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等

家电零件模具。在大型塑料模具方面已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5K

g大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。其他类型 的模具例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等也都达

到了较高的水平并可替代进口模具。但是我国模具工业无论是在数量还是质

量上与工业发达国家存在着很大的差距满足不了工业发展的需要目前国内

市场的满足率仅在70%左右。

我国大部分模具是企业自产自用真正作为商品流通的模具仅占1/3。所产

模具基本上以中低档为主一些大型、精密、复杂和长寿命的高档模具在技术

上无法与发达国家相比生产能力也远远不能满足国民经济发展的需要。近五年www.xiexiebang.com 3 来我国平均每年进口模具8.14亿美元2001年进口模具11.12亿美元(出口 模具仅1.88亿美元)这还不包括随进口设备和生产线作为附件带来的模具。根

据海关统计近几年进出口相抵我国已成为世界上最大的模具进口国。

二 课题设计的目的和意义

目的肥皂盒在我们的生活中非常的普遍几乎每家都要用到。市场上也有

各种各样的肥皂盒形状各异有些是把肥皂盒做成水果造型有些是动植物造

型来吸引顾客的目光以引发人们的购买欲。

意义此次设计的肥皂盒的结构较简单主要是在肥皂盒的底部打孔这样可以

让积累在里面的水自然流出省去人工进行操作了。

www.xiexiebang.com 4 第一章

塑料成型工艺基础 1.1肥皂盒的造型设计

其图形如图1—1与1—2所示

图1—1肥皂盒工程图

图1—2肥皂盒三维图

1.2肥皂盒塑料PS的结构与工艺特性

1聚苯乙烯的流动性

聚苯乙烯是有苯乙烯的单体聚合而成的高聚物属于无定型塑料具有良

好的透明性、耐热、耐光以及良好的电绝缘性能加工流动性好。

聚苯乙烯的流动性好容易成型由于聚苯乙烯熔体粘度对剪切速率和温

度都比较敏感所以在注射中无论是增大注射压力或升高机筒温度都会使熔体

粘度下降均可达到改善聚苯乙烯熔体流动性的目的其中提高机筒温度效果更

明显。制品壁厚对流动性也有一定的影响PS熔体的最大流动长

度与壁厚之比

为2001所以壁厚一般在1.04.0之间选取。

2聚苯乙烯的成型流动收缩性

PS为非结晶型聚合物成型收缩率较低通常为0.5%0.8%提高注射压www.xiexiebang.com 5 力对降低成型收缩率是有利的但注射速度不宜过高否则模腔内的空气难以及

时排出还会使制件表面不光滑透明度低冲击强度降下降同时较大的剪切

力还会导致制品的内应力增加因此对聚苯乙烯来说在不发生波纹、熔接痕等缺

陷的前提下应尽可能采用较低的注射速度。

3聚苯乙烯的工艺特性

聚苯乙烯的着色性能优良能染成各种鲜艳的色彩。聚苯乙烯能耐碱、硫

酸、磷酸、10%30%的盐酸、稀醋酸及其他有机酸但不能耐硝酸及氧化剂的作

用对谁、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的耐蚀能力。它是无色无味无毒 的第三大塑料品种。它的吸水性较好所以加工前不需要干燥处理。

1.3 注射成型原理及工艺特性

注塑模亦称注射模其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒

中经过加热熔化呈流动状态后在柱塞和螺杆的推动下熔融塑料被压缩并向

前移动进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中充

满型腔的熔料在受压的情况下经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状然

后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常一

个成型周期从几秒钟到几分钟不等时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。

注射成型是热塑性材料成型的一种重要方法它具有成型周期短、能一次成型形

状复杂的、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件。注射成型的生产率高、易实现生产自动化。注射成型的缺点是所用的注射设备价格高注射模具的结构

复杂生产成本高生产周期长不适合于单件小批量的生产除了热塑性塑料

外一些流动好的热固性塑料也可用注射方法成型其原因是这种方法生产率高

产品质量稳定。

www.xiexiebang.com 6 第二章 塑件工艺性分析 2.1 分析塑件的结构工艺性

1外形尺寸

该塑件壁厚为2mm塑件外形尺寸不大塑料熔体流程不太长

塑件材料为热塑性塑料流动性较好适合于注射成型。

2精度等级

该塑件尺寸中等整体结构较简单精度要求相对较低再结

合其材料性能故选一般精度等级五级。

3脱模斜度

PS的成型性能良好成型收缩率较小选择塑件上型芯和凹模 的统一脱模斜度为1度。

2.2

工艺性分析

为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。该浇口的分

流道位于模具的分型面上而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型

腔的侧面或推杆的端部注入型腔因而塑件外表面不受损伤不致因浇口痕迹而

影响塑件的表面质量与美观效果。

2.3 注射机的选择

按照图 1 塑件所示尺寸近似计

塑件体积 V ≈26cm3 塑件质量 M =26×1.035 g=26.91g

选用注射机为国产的注射机XS-ZY-125卧式注塑机。查表注额定注射量为

cmз注射压力为120MPa锁模力为90×104N注射方式为螺杆式喷嘴

球半径R为18mm喷嘴口直径为4mm。顶出形式是两侧设有顶杆机械顶出一

般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分小型

和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模

具。

www.xiexiebang.com 7 第三章 塑料制件在模具中的位置 3.1 型腔数目的确定

与单型腔模具相比较单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好、成

型的工艺条件容易控制、模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特

点。但是在大批量生产的情况下多型腔应收更为合适的形式它可以提高生

产效率降低塑件的整体成本。

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

n1 2pA pAF



式中

F——注射机额定锁模力N

P——型腔内塑料熔体的平均压力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而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。

3.2 型腔的分布

在实际的多型腔模具设计与制造中对于精度要求较高、物理与力学性能要 求均衡稳定的塑料制件应尽量采用平衡式布置的形式。图形如3—1所示

图3-1多型腔模具 www.xiexiebang.com 8 3.3分型面的选择

由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性

及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排气等多种因素的影响、因此在选择分型

面时应遵循以下的原则

1分型面应选在塑件外形最大轮廓处。

2分型面的选择应有利于塑件是顺利脱模

3分型面的选择应保证塑件的精度要求

4分型面的选择应满足塑件的外观质量要求

5分型面的选择应便于模

具的加工制造

6分型面的选择应有利于排气

除了上述这些基本原则以外分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上的投

影面积的大小以避免接近或超过所选用注射机的最大注射面积而可能产生溢流

现象。图形如3—2所示

图3—2分型面示意

www.xiexiebang.com 9 第四章 浇注系统的设计 4.1 普通浇注系统的组成及设计原则

1要能保证塑件的质量

a)尽量减少停滞现象:停滞现象容易使工件的某些部分过度保压某些部分保压

不足从而使內应力增加许多。

b)尽量避免出现熔接痕熔接痕的存在主要会影响外观使得产品的表面较差

而出现熔接痕的地方強度也会较差。

c)尽量避免过度保压和保压不足当浇注系统设计不良或操作条件不当会使

熔料在型腔中保压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。过度保压会使产品

密度较大增加內应力甚至出现飞边。

d)尽量减少流向杂乱流向杂乱会使工件強度较差表面的纹路也较不美观。

2尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度

3尽可能做到同步填充一模多腔情形下要让进入每一个型腔的熔料能夠

同时到达而且使每个型腔入口的压力相等。

4有利于型腔中气体的排出

5防止型芯的变形和嵌件的位移

6尽量采用较短的流程充满型腔

4.2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接触处部分到分流道为止的塑

料熔体的流动通道是熔体最先流经的部分它的形状与尺寸对塑料熔体的流动

速度和冲模时间有较大的影响因此必须使熔体的温度降和压力损失最小。www.xiexiebang.com 10 设计要点:截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r图形如下4—1

主图4—1流道形状及其与注射机喷嘴的关系

1——顶模板

2——浇口套

3——注射机喷嘴

为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出主流道设计成圆锥形其锥角a

为26小端直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm一般d=2.55mm。由于小

端的前面是球面其深度为35mm注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并

贴合因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大12mm。流道的表面粗糙度

Ra<0.8um。

根据选用的

XS-ZY-125 型号注射机的相关尺寸得

喷嘴前端孔径

d0=4mm

喷嘴前端球面半径R0=12mm 根据模具主流道与喷嘴的关系

R=R0+(1~2)mm=13mm

d=d0+(0.51)mm=5mm 锥角为2060取其值为30经换算得主流道大端直径为Φ7.6mm。www.xiexiebang.com 11 浇口套的选择应根据注射机里的定位孔来选择它与定位孔是过度配合查

表可

知定位孔直径为100mm所以浇口套的尺寸为100mm。

4.3分流道的设计

流道的截面形状会影响到塑料在浇道中的流动以及流道內部的熔融塑料的

体积。此次选用圆形截面。形状图如图4—2所示

图4—2

1圆形截面

优点流道形状效率较高可达0.25D。

缺点增加制作费用及成本稍不注意会造成流道交错而影响流动效率。

2.分流道的设计要点

a制品的体积和壁厚分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。

b成型树脂的流动性对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂, 流道截面要大一

些。

c流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴。

3.分流道的尺寸设计 www.xiexiebang.com 12 a流道的直径过大不仅浪费材料, 而且冷却时间增长, 成型周期也随之增长，造成成本上的浪费。

b流道的直径过小材料的流动阻力大，易造成充填不足, 或者必须增加射出压

力才能充填。因此流道直径应适合产品的重量或投影面积

c流道长度宜短, 因为长的流道不但会造成压力损失,不利于生产性,同時也浪

费材料但过短, 产品的残余应力增大, 并且容易产生毛边。

流道

长度可以按如下经验公式计算: 7.34LW D 



D——分流道直徑mm

W——产品质量g

L——流道長度mm

所以分流道的直径选取为8mm长度一般取在830mm之间不宜小于8mm

因此分流道长度取15mm。

4.流道排列的原则

a尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。

b使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。

流道的布置要平衡可以说自然平衡如果自然没法平衡的话需要人工平衡。

4.4 浇口的设计

浇口连接分流道和型腔的桥梁,是浇注系统中最薄弱最关键的环节。

浇口作用

1、熔料经狭小的浇口增速、增温利于填充型腔。

2、注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔减小塑件的变形和破裂。www.xiexiebang.com 13

3、狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离修整方便

浇口过小易造成充填不足(短射)、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷,且成

型收缩会增大。

浇口过大浇口周围产生过剩的残余应力,导致产品变形或破裂,且浇口的去 除加工困难等。

综合塑料使用的浇口类型与选用原则这次设计选用侧浇口。浇口开在型芯一

侧开模时浇口自动切断。

4.5冷料穴和拉料杆的设计

冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中的料流的前锋冷料以免这些冷料进入

型腔它还有便于在该处设置主流道拉料杆的功能注射结束模具分型时在拉

料杆的作用下主流道凝料从从定模浇口套中被拉出最后退出机构开始工作

将塑件和浇注系

统凝料一起推出模外。

拉料杆的常用形式上Z字形结构其典型的结构形式如图4—3所示

图4—3

拉料杆的材料为T8进行热处理时头部硬度为HRC50~55配合部分粗糙度

为Ra0.8um.www.xiexiebang.com 14 4.4排气系统的设计

排气不良容易引起塑件烧焦短射、填充不足、脱模不良、阴影、气泡、色

差、缩水、流纹、表面凹陷、不熔合等。

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。

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。

www.xiexiebang.com 15 第五章 成型零部件的结构设计 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件包括凹模、型芯、镶

块、成型杆和成型环等。成型零件工作时直接与塑料接触塑料熔体的高压、料流的冲刷脱模时与塑件间还发生摩擦。因此成型零件要求有正确的几何形

状较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度此外成型零件还要求结构合理有

较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。

设计成型零件时应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求确定型腔的

总体结构选择分型面和浇口位置确定脱模方式、排气部位等然后根据成型

零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计计算成型零件的工作

尺寸对关键的成型零件进行强度和刚度校核。

5.1 凹模的结构设计

凹模也就是所谓的型腔是成型塑件外表面的主要零件按结构不同可分为

整体式和组合式。

整体式凹模其特点是牢固不易变形不会使塑件产生拼接线痕迹。但由

于整体式型腔加工困难热处理不方便所以其常用于形状简单的中、小型模具上。

根据此次设计的要求与加工特点来看选用整体式凹模其结构图如5 —1所

示

图5 —1

凹模的材料选40Cr凹模热处理

硬度达到HRC4050,表面需镀硌和抛光处

理型腔表面的粗糙度为Ra0.20.1um配合面需要达到0.8um。www.xiexiebang.com 16 5.2 型芯结构的设计

型芯的结构形式也分整体式和组合式由于肥皂盒的结构较简单所以选用整

体式结构加工方便简化了结构。小型芯常单独制造再嵌入模板中最简单 的是用过盈配合直接从模板上面压入但是要在型芯下部铆接主要是为了防止

配合不紧密时被拔出的可能。

其基本结构如图5—2所示: 图5—2

型芯材料选40Cr热处理达到表面硬度为HRC4550型芯表面的粗糙度为

0.10.25mm配合面为0.8mm型芯表面热处理时需好进行镀铬、与抛光处理。

5.3 成型零部件的工作尺寸的计算

所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸

其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂塑件本

身精度也难以达到高精度为了计算简便。

塑件的公差规定按单向极限制制品外轮廓尺寸公差取负值“

”制品

叫做腔尺寸公差取正值“

”若制品上原有公差的标注方法与上不符则应

按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算即取2 

。

5.4 型腔和型芯相关尺寸的计算

塑件成型后的收缩率与多种因素有关通常按平均收缩率计算。

www.xiexiebang.com 17 2

minmaxSS S 

*100%参考 文献PS的收缩率是0.6%0.8%它的平均收缩率

是S=0.7%

1型腔径向尺寸的计算

因为塑件尺寸较小精度级别高δc可取△/6、δz可取△/3,此时X

取0.75。

根据公式

LM=zS LS









 

04 3)1（基本尺寸/mm

124.74

L 







公差值/mm 1.48

计算

LM =zS 



0 1S4 3)1（=3 48.1 048.1 4 3

%)7.01(74.124













=124.538.0 0 

84.6

1.2

LM =zS L













0 2S4 3)1（=4.0 02.1 4 3

%)7.01(6.84



 







=84.294.0 0 

2型芯径向尺寸的计算

根据公式

lM=04 3)1(zS lS













基本尺寸/mm 119.26

公差值/mm

1.48

lm=0 计算 www.xiexiebang.com 18

3)1(zS

dS













=0 16.048.1 4 3

%)7.01(26.119













=0 16.0205.121

79.4

1.2 3)1(zS

dS





lm=0 







=0 4.02.1 4 3

%)7.01(4.79

 









=0 4.086.80

14.71

lm=0 14

0.58

3)1(zS

dS













第五篇：注塑模毕业论文

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摘要

注塑模具是一种生产塑胶制品的工具,也是赋予塑胶制品完整结构和精确尺寸的工具。模具生产的最终产品的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍，因此模具工业是国民经济的基础工业，模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志[1]。在我国，塑料工业随着国民经济整体稳定健康发展实现了跨越式发展，连续十年经济技术指标大幅递增，总产值居轻工行业第三位，出口居第五位，已成为国民经济持续发展重要的支柱产业之一[2]。而注塑模的设计就是模具生产的关键环节之一，设计的好坏在最终影响了模具的生产效果。随着CAD/CAM技术的发展，模具设计也变得更加智能化、自动化。

关键字：注塑模，模具发展，CAD/CAM，ug，Moldflow

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Injection Mold Design of Mouse shell upper cover

ABSTRACT

Injection mold is a tool for the production of plastic products, plastic products also give the exact dimensions of the complete structure and tools.Mold production value of the final product is often several times the value of the mold itself, a hundred times, so the mold industry is the basic industry, mold production technology level of the national economy, has become a measure of the level of a country's manufacturing important symbol.In China, the plastics industry as a whole, stable and healthy development of the national economy to achieve leapfrog development, for decades of economic indicators showing significant increase, ranking third in the total output value of light industry exports ranks fifth in the sustainable development of the national economy has become one of the important pillar industries.One injection mold design and mold production is a key aspect of the design is good or bad effect on the ultimate impact of the production of the mold.With the development of CAD / CAM technology, mold design has become more intelligent, automated.Key words: Injection molding, development, CAD/CAM, Moldflow

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唐家俊 051110109

0.引言

塑料模具是成型塑料制品的工艺装备或工具。模具是由塑料、橡胶、金属、粉末、玻璃、等模具材料经加工设备加工而成的基础工艺装备，属于生产过程中的中间产品，用于最终产品的生产。模具加工是材料成型的重要方式之一，与机械加工相比，具有工序少、材料利用率高、能耗低、易生产、效益高等优点，因而在汽车、能源、机械、电子、信息、航空航天工业和日常生活用品的生产中被广泛应用。根据成型方法的不同，则可分为注射模、冲压模、压铸模、锻压模[3]。根据加工精度不同，最终可将模具统分为普通精度模具和精密模具两大类。

由于塑料产品在人们生产生活中的广泛运用，塑料模具也成为模具产品中最常见的一种，使用的成型方法众多，包括注塑成型、压塑成型、吹塑成型等多种方法[4]。其中，公司使用的产品成型方式是注塑成型。注塑成型是指将模具装夹在注塑机上后，将熔融塑料注进成型模腔内，当塑料在腔内冷却定型后，将上下模分开，通过顶出体系将成品从模腔顶出离开模具的生产过程。成品顶出后，模具再闭合进行下一次注塑，整个注塑进程循环进行。注塑成型方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，是塑料产品成型采用的最普遍的方法。

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1.1 国内外模具发展现状

在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中60%—80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生产部件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和代消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益扩大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前，全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业。我国的模具工业的发展，也日益受到人们的关注和重视。近几年，我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展[5]。

国内模具行业的市场规模情况我国模具行业尽管起步较早，但初期一直作为下游生产企业的附属企业，模具商品流通率较低，限制了模具企业的发展。直至1987年[6],模具才作为产品被列入机电产品目录。经过20多年的发展,中国的模具工业已有了长足的进步。

目前，我国模具行业的最大市场是汽车行业、电子信息行业、家电和办公设备、机械和建材行业。随着我国国民经济的迅速发展，人民收入水平的提高，对汽车、电子消费产品、家电等的需求不断增加，使得这些行业近年来进入一个高速发展的阶段，成为我国模具行业迅速发展的一个重要原因。近年来我国模具行业产值增长迅速，增长率远高于世界模具行业整体速度。

1.2 国内模具行业发展存在的问题

近年来，随着国际交往的日益增多和外资在中国模具行业的投入日渐

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增加，中国模具已经与世界模具密不可分，中国模具在世界模具中的地位和影响越来越重要[7]。我国模具行业结构调整取得不小成绩，无论是企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构，都在向着合理化的方向发展。为更新和提高装备水平，模具企业每年都需进口几十亿元的设备。在创新开发方面的投入仍显不足，模具行业内综合开发能力的提升已严重滞后于生产能力的提高，主要问题体现在十个方面[8]：

（1）各层次的模具技术人才资源不足，尤其是高级模具钳工、CNC 数控机床操作工、高级模具设计人员等，需求缺口较大

（2）模具标准化程度不高，模具及其零部件的商品率偏低。（3）模具制造的专业化程度和集中度有待进一步提高。（4）模具修理机制不健全，因修模拖期影响生产的事时有发生。（5）模具寿命偏低，使模具费占产品成本比率过高且长期居高不下。（6）模具及其零部件市场价偏低，模具修理费用更低，而且没有市场指导价，完全靠购销双方“议价”，地区与厂际之间价差悬殊。（7）模具新技术、新工艺、新设备、新材料推广应用缓慢，特别是国内自行开发的模具新材料大多至今未能推广应用。（8）设备老化严重，超期服役的情况普遍。

（9）各类模具的标准及技术指导性文件不齐全，特别是与国际市场接轨的各类模具国家标准缺口大。

（10）模具钢的精炼和模具锻坯的锻造技术推广应用问题，至今未能解决。

1.3未来模具行业的发展趋势

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（1）模具市场全球化，模具生产周期进一步缩短（2）模具CAD/CAM向集成化、智能化和网络化发展（3）模具技术向高速加工、硬铣削和复合加工方向发展（4）模具产品将向大型、精密、标准化方向发展

（5）模具种类向热流道、气辅模具及适应高压注塑成型工艺方向发展

（6）快速经济模具前景十分广阔

（7）优质模具材料及先进表面处理技术受到重视（8）汽车、IT电子产业发展影响模具市场景气（9）模具产业结构还需进一步调整 模具材料的选择

随着塑料制品在工业及日常生活中的应用越来越广泛，塑料模具工业对模具钢的需求也越来越大。在塑料成型加工中,模具 的质量对产品质量的保证作用是不言而喻的。塑料模具已向精密化、大型化和多腔化的方向发展,对塑料模具钢的性能的要求越来越高,塑模钢的性能应根据塑料种类、生产批量、尺寸精度和表面质量的要求而定。塑料模具的零部件分为两大类:一类为结构件,包括浇注系统、导向件、顶模板、顶出机构、支承件等;另一类为成型件: 包括型腔、型芯、嵌镶件等。其中第一类零件可按机械零件的要求进行强度和结构设计,材料一般选用中低碳素结构钢、合金钢和碳工钢。而成型件由于结构复杂, 要求工件的尺寸精度高,表面粗糙度值低,接缝密合性好,对模具材料的力学性能、耐磨性及加工工艺都提出了专业要求。表1是根据塑料品种选用模具钢的归纳表[9]。

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表1 按塑料品种选用模具钢 模具的精度和寿命

模具精度包括加工上获得的零件精度和生产时保证产品精度的质量意识，但通常所讲的模具精度，主要是指模具工作零件的精度。模具精度的内容包括四个方面:尺寸精度、形状精度、位置精度、表面精度。由于模具在工作时分上模、下模两部分，故在四种精度中以上、下模间相互位置精度最为重要。模具精度是为制品精度服务的,高精度的制品必须由更高精度的模具来保证,模具精度一般须高于制件精度2级或者2级以上。

模具寿命指在保证制件品质的前提下，所能成形出的制件数。它包括

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反复刃磨和更换易损件，直至模具的主要部分更换所成形的合格制件总数。模具寿命与模具类形和结构有关，它是一定时期内模具材料性能、模具设计与制造水平.模具热处理水平以及使用及维护水平的综合反映。模具寿命的高低在一定程度上反映一个地区、一个国家的冶金工业、机械制造工业水平。而影响模具寿命的因素也有很多，包括模具结构的影响、模具工作条件的影响、模具材料性能的影响以及模具制造过程的影响等[10]。模具结构设计

常规型注射模是指成型热塑料最常用的注射模，它是最基本的一种注射模，其他型注射模都是在此基础上进行改进或补充而发展起来的。常规型注射模装于通用型注射机上来使用。

注射模的结构是由塑件的复杂程度和注射机的形式等因素决定的。凡是注射模均可分为动模和定模两大部分。注射时动模和定模闭合构成型腔和浇注系统，开模时动模和定模分离，取出塑件。定模安装在注射机固定模板上，而动模则安装在注射机的移动模板上。通常的注射模有以下几种结构形式：单分型面注射模（或称二板式注射模）;双分型面注射模（或称：三板式注射模，点浇口注射模）；带有活动镶块的注射模；带侧向分型面抽芯的注射模；自动卸螺纹的注射模；定模设顶出装置的注射模[11]。

模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化，但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂，变

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化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。因此模具的结构设计也就包括：分型面的确定型腔数的确定、凹模结构设计、型芯结构设计、嵌件的安装结构设计、浇注，排气，温度调节系统的设计以及脱模机构的设计等。CAD/CAE/CAM 技术在模具设计制造中的应用

注塑模具设计是典型的设计分析一体化过程

[12]

。计算机辅助设计（Computer Aided Design,CAD）计算机辅助求解（Computer Aided Engineering,CAE）以及计算机辅助制造（Computer-aided manufacturing，CAM）的技术已经越来越广泛地应用到模具的开发，设计和生产中。

CAD/CAE/CAM 技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，它包括二维绘图设计、三维几何造型设计、有限元分析（FEA）及优化设计、数控加工编程（NCP）、仿真模拟及产品数据管理（PDM）等内容。是一种设计人员借助于计算审进行设计的方法。其特点是将人的创造能力和计算审的高速运算能力、巨大存储能力和逻辑判断能力有审地结合起来。CAD/CAE/CAM技术随着Internet/Intranet网络和并行高性能计算及事务处理的普及，使协同、虚拟设计及实时仿真技术在 CAD/CAE/CAM中得到了广泛应用。设计以及仿真软件的使用

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随着计算机辅助设计系统的发展越来越快，各种辅助软件也应运而生[13-14]。其中就包括了本次设计中将要使用的Unigraphics8.0以及Autodesk Moldflow仿真软件。6.1 UG的注塑模具设计

Unigraphics既是我们所熟知的UG，这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。NX 允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。

在利用ug进行注塑模具设计时MoldWizard是UG软件中设计注塑模具的专业模块[15]。MoldWizard为设计模具的型芯，型腔、滑块．推杆和嵌件提供了更进一步的建模工具，使模具设计变得更快捷、容易，它的最终结果是创建出与产品参数相关的三维模具，并能用于加工。MoldWizard用全参数的方法自动处理那些在模具设计中耗时而且难做的部分，而产品参数的改变将反馈到模具设计，MoldWizard会自动更新所有相关的模具部件。

MoldWizard的模架库及其标准件库包含有参数化的模架装配结构和模具标准件，模具标准件中还包括滑块(Slides)、内抽芯(Lifters)．并可通过Standard Parts功能用参数控制所选用的标准件在模具中的位置。用户还可根据自己的需要定义和扩展MoldWizard的库，并不需要具备编程

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鼠标外壳上盖注塑模设计 的基础知识。利用UG进行模具设计，主要利用3D数字模型进行立体分型，较之传统2D模具设计直观，不易出错。UG的MOLDWIZARD模块针对注射模具设计特点，开发一系列功能指令，使设计更轻松。不仅如此，他还能解决传统2D模具设计之中不能解决的问题。6.2 Moldflow的仿真模拟分析

Autodesk Moldflow仿真软件具有注塑成型仿真工具，能够帮助使用者验证和优化塑料零件、注塑模具和注塑成型流程，能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。从薄壁零件到厚壁、坚固的零件，Autodesk Moldflow的几何图形支持可以帮助设计者在最终设计决策前试验假定方案。

塑料注射成型技术在工业生产中得到了越来越广泛的应用。在注塑成型过程中应用CAE技术，可使设计人员避免设计中的盲目性，在模具制造之前，预测所设计模具采用的塑料在注射机注射成型的结果，从中发现问题并做出修改。实践证明，塑料注射成型数值模拟技术对加快塑料制品的新产品开发、提高塑料制品质量、降低成本起着关键作用。

注塑件的质量在很大程度上取决于模具设计，而浇口数量和位置及尺寸是重要的模具结构参数；注射模的浇口位置及尺寸的设定直接影响塑料熔体在模具型腔内的流动，从而关系到聚合物分子的取向和产品成型后是否翘曲变形。因此选择合理的浇口位置及尺寸在模具设计中是十分重要的；注塑制品质量可通过浇口位置的优化而得到显著提高[16]。

利用Moldflow分析软件，进行流动模拟分析．可得到最佳的浇口数量

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与位置。从而为模具设计人员进行模具设计和注塑人员进行注塑工艺调整提供依据。

在模具设计中，浇口位置一般根据以下原则确定：①尽量缩短流动距离；②避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷；③浇口应开设在塑件的壁厚处；④考虑分子取向的影响；⑤减少熔接痕，提高熔接强度；⑥考虑到排气以及塑料外观的质量问题等。运用CAE软件如MoldFlow可以模拟塑料熔体在型腔中的填充、保压、冷却过程，其结果对优化模具结构和注塑工艺参数有重要的指导意义，可提高一次试模的成功率。MoldFlow软件中的MPL／Gate L0cation模块分析最佳浇口位置区域，可为注塑模具的设计找到一个初步的最佳浇口[17]。最佳浇口确定后可进一步进行填充（Fiu)分析。MPL／FiU模块是MoldFlow中用于分析塑件的充型行为，填充分析的最终目的是为了获得最佳浇注系统。通过对不同浇注系统的分析比较，选择最佳的浇注系统布局。利用MPL／Gate kation和MPL／Fiu分析模块对注塑件进行模拟分析，可快速而又较为准确地得到最佳的浇口位置，从而大大减少试模次数，节省模具制造成本。

在模具设计阶段利用MoldFlow软件的分析功能，合理设计模具系统和浇口位置，避免一些潜在的问题，减少试模、修模次数，提高了一次试模成功率，并提高了制品的质量，缩短了模具设计制造周期和产品开发周期[18]。

7.总结

通过这次文献综述的撰写，我查阅了许多文献，更加深入了解了模具

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行业的背景及其发展，也对注塑模具的设计有了深入的认识，了解到了鼠标外壳上盖的设计所需要的软件以及模具设计所包含的环节，包括：成型部分及零部件设计，浇注系统设计，排溢引气系统设计，温度调节系统设计，模体设计等部分组成。要完成注塑件，每个环节都必不可少。通过搜集文献资料过程，可进一步熟悉科学文献的查找方法和资料的积累方法，注意文献的日期内容出处；在查找的过程中同时也扩大了知识面，为毕业设计积累不仅可以积累专业方面的知识，还可以拓展专业方面内容，将专业方面的东西和实际联系，理论知识在现实中的应用[19]。查找文献资料、写文献综述是进行毕业设计的第一步，因此学习文献综述的撰写也是为今后的毕业设计打基础的过程，了解问题更加全面，解决问题更加完整，让问题简单化，用优化的方法解决问题。通过综述的写作过程，提高了归纳、分析、综合能力，也提高了独立工作能力。

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参考文献

[1]李发致.模具先进制造技术[M],北京:机械工业出版社.2003.[2]廖正品.中国塑料制品行业发展趋势与市场分析[J].国外塑料，2008(4):22—30.[3]王文广，田雁晨，吕通建.塑料材料的选用[M].化学工业出版，2007： 63—348.[4]李钟猛.塑料产品设计与制造简明手册.西安电子科技大学出版社，1994.[5]阮雪榆.中国模具工业和技术的发展[J].模具技术,2001,(02):72-74.[6]轻工塑料模具技术手册编委会.轻工塑料模具技术手册.机械工业出版社，1997.[7]周永泰.中国模具正在加速融入世界并实现国际共赢[J],模具工业,2006,32(4):1～6.[8］盛晓敏,邓朝晖.先进制造技术[M],北京:机械工业出版社,2000.[9]陈万林.实用塑料注射模设计与制造.机械工业出版社，2000.[10]周敬恩.模具材料选用、热处理与使用寿命[J].金属热处理,1999,(05):1-9.doi:10.3969/j.issn.0254-6051.1999.05.001.[11]Lau KW, Yam CM, Tang E(2007)The impact of productmodularity on competitive capabilities and performance: anempirical study.Int J Prod Econ 105:1–20 [12]王辉,田晓东,周雄辉.注塑件CAD建模与CAE智能处理的集成化研究[J].计算机辅助设计与图形学学报,2002, [13]丁国军.MoldFlow软件在注射模设计中的应用[J].模具制造, 2008, 15(6): 13464.[15]韩国泰.利用UG进行注射模具设计[J].数字技术与应用,2010,(2):36-37.[16]邹晓轩,戴文利,田际波等.基于CAE技术优化ABS弯头管件的浇口位置[J].工程塑料应用,2005,33(4):26-27.DOI:10.3969/j.issn.1001-3539.2005.04.007.上海工程技术大学毕业设计（论文）

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[17]王刚，单岩．MoldFlow模具分析应用实例．北京：清华大学出版社，2005 [18]刘细芬,黄家广.基于Moldflow软件的注塑制件浇口优化设计[J].塑料工业,2007,35(12):36-38.DOI:10.3321/j.issn:1005-5770.2007.12.012.[19]洪天求，李旗号等.深圳模具制造业发展战略研究.合肥工业大学，2004