塑料模具课程设计-塑料肥皂盒[2) 更改过后的

第一篇：塑料模具课程设计-塑料肥皂盒[2) 更改过后的

模具设计课程作业

题目：塑料肥皂盒模具设计

院别：专业：班级：学号：姓名：

年 月 日

一、题目：

线圈骨架 材料：ABS

二、明确设计任务，收集有关资料：

1、了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划

2、将UG零件图转化为CAD平面图，并标好尺寸

3、查阅、收集有关的设计参考资料

4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量

5、塑胶厂车间的设备资料

6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况

三、工艺性分析

分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。

1、塑胶件的形状和尺寸：

塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。

2、塑胶件的尺寸精度和外观要求：

塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。

3、生产批量

生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。

4、其它方面

在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺的影响。

四、确定成型方案及模具型式：

根据对塑胶零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的，模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。

五、工艺计算和设计

1、注射量计算：涉及到选择注射机的规格型号，一般应先进行计算。对于形状复杂不规则的制品，可以利用UG的“分析/质量属性”来计算质量。或者采用估算估计塑料的用量，及保证足够的塑料用量为原则。

2、浇注系统设计计算：这是设计注射模的第一步，只有完成注系统的设计后才能估算型腔压力、注射时间、校核锁模力，从而进一步校核所选择的注射机是否符合要求。浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力降计算和型腔压力校核。

3、成型零件工作尺寸计算：主要有凹模和型芯径向尺寸高度尺寸，其最大值直接关系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。为计算方便，凡孔类尺寸均及其最小尺寸作为公称尺寸，凡轴类尺寸均及最大尺寸作为公称尺寸；进行工作尺寸计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命等因素。

4、模具冷却与加热系统计算：冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。冷却参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温差的校核。模具加热工艺计算主要是加热功率计算。

5、注射压力、锁模力和安装尺寸校核：模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安装，行程是否满足模塑成型及取件要求。

六、进行模具结构设计：

1、确定凹模尺寸：先计算凹模厚度，再根据厚度确定凹模周界尺寸，在确定凹模周界尺寸时要注意：第一，浇注系统的布置，特别是对于一模多腔的塑料模应仔细考虑模腔位置和浇道布置；第二，要考虑凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中心与模板的几何中心应重合；第四，凹模外形尺寸尽量按国家标准选取。

2、选择模架并确定其他模具零件的主要参数；在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从《塑料模国家标准》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中确定模架规格。待模架规格确定后即可确

定主要塑模零件的规格参数。再查阅有关零件图表，就可以画装配图了。

七、画装配图

一般先画上主视图，再画侧视图和其他视图。由于注射机大多为卧式的，故注射模也常按安装位置画成卧式，画主视图最好从分型面开始向左右两个方向画比较方便。

1、主视图：绘制模具工作位置的剖面图

2、侧视图：一般情况下绘制定模部分视图

3、俯视图、局部剖视图等

4、列出零件明细表，注明材质和数量，凡标准件须注明规格

5、技术要求及说明，包括所选注射机设备型号，所选用的标准模架型号，模具闭合高度，模具间隙及其它要求。

八、绘制各非标准零件图

零件图上应注明全部尺寸、公差与配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料、热处理方法及其它要求

九、编写技术文件

1、编写注射成型工艺卡片：根据塑料的成型特点，查阅有关资料，确定合理的注射成型工艺参数，并作成工艺卡片。

2、编写加工工艺过程卡片：选取两个重要模具成型零件，确定加工工艺路线，并作成加工工艺过程卡片

3、编写设计说明书

目

录

第 一 部分

产品的说明

第 二 部分

塑件分析

第 三 部分

注射机的型号和规格选择及校核

第 四 部分

型腔的数目决定及排布

第 五 部分

分型面的选择

第 六 部分

浇注系统的设计

第 七 部分

成型零件的工作尺寸计算及结构形式

第 八 部分

导柱导向机构的设置

第 九 部分

推出机构的设计

第 十 部分

温度调节系统的设置

第十一部分

模具的动作过程

第十二部分

设计小结

第十三部分

参考资料

第 一 部分

产品的说明

肥皂盒是日常用品，几乎家家户户都有，商店里出售的肥皂盒也是各式各样，丰富多彩，有很特别的设计以赢得消费者的喜爱。此次设计的是肥皂盒底座，结

构比较简单，但考虑的是其实用性。为了防止香皂遇水软化，将底座设计成了中间凸起的曲面，并在底座水平放置面处开了漏水孔。为了防止使用香皂后手滑，特别将肥皂盒侧面设计成了内凹的曲面。此次产品是在UG 6.0的辅助下完成的。产品图如下：

图一

零件实体图 第 二 部分

塑件的分析

ABS塑料

化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物

V总=3.14×192×17=19270.18mm3 V1=3.14×9.52×6=1700.31mm3 V2=3.14×(192-112)×6=4521.6mm3 V3=3.14×(192-9.52)×8=6801.25mm3 V4=3.14×82×11=2210.56mm3

故塑件的体积为：

V=19270.18-1700.31-4521.6-6801.25-2210.56=4036.46mm3=4.04cm3 塑件的质量为：

M=ρ×V=1.06×4.04=4.2824g

密度:1.04-1.07克/立方厘米 塑件重量：4.2824g ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成，收缩率为0.3%~0.8%。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。从使用性能上看，该塑料具有极好的抗冲击强度，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。从成型性能上看，该塑料在升温时粘度增高，所以成型压力较高，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减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。在要求塑件精度高时，模具温度可控制在50~60℃，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在60~80℃。

第 三 部分 注射机的型号和规格选择及校核

注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。

从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范。因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。

1、注射机的选用

选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。

以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：

V实V公

式子中，V实—实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（cm3）。由UG分析/体测量，可得塑料盒的体积为4.04cm3，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，可以选择XS—Z—60.其最大理论注射容量为60cm3，注射压力为50~70MPa，注射

速度：中高速度，锁模力为400KN，最大注射面积为130cm2.模具高度在200~300mm，最大开模行程180mm。喷嘴圆弧半径为12mm，喷嘴孔直径为4mm。

模具最大厚度 200mm 模具最小厚度 70mm

动、定模板尺寸 330mm×440mm 拉杆空间

300mm

2、注射压力的校核

该项工作是校核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注 射压力P0，其值一般为50～70MPa，通常要求P> P0。我们这里选50MPa。

3、锁模力的校核

锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：

F锁  F胀 = A 分 × P型

F锁—注射机的额定锁模力（N）；

P分—模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.3～0.65倍，通常取20～40MPa。我们这里选P型=30MPa。

A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和 A=(2850x2+210x2+387.22)=1874.36（mm2）

由UG分析/面测量，浇注系统的投影面积不超过10cm2

.3656230.8N56.23KN ∴ pF301874 F锁  F胀 = A 分 × P型，满足此要求

= 80×200×30=4.8×105（N）

而锁模力为500KN，大于480KN，所以符合要求。

4、开模行程与推出机构的校核

1、开模行程的校核 注射机最大行程S S2h件h浇(5~10)

式中

h件—塑料制品高度(mm)； h浇—浇注系统高度(mm)。

2h件h浇(5~10)217401084mm

S=184mm >84mm 故满足要求。

2、推出机构的设计与校核（1）、推件力的计算

Ft2rESLf

(1mk)(1f)Ft—脱模力（推出力）（N）

E—塑料弹性模量（Ncm2，ABS塑料取2.0105Ncm2）

S塑料的平均成型收缩率（mmmm）L包容凸模的长度（cm）

f塑料与刚的摩擦系数（ABS塑料取0.2）

m塑料的帕松比（取0.3）

22k2

t2trt塑料平均壁厚(cm)r圆柱半径(cm)2Ft221.92000000.00551.70.2

(10.35.87)(10.2)

1393.97（N）

（2）、推杆的设计 推杆的直径计算

2264ld4Q 3nEd—圆形推杆直径(cm)—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10N/cm2)Q—总脱模力

22640.79.1d41393.970.193cm1.93mm

432.1107取6mm。推杆压力校核

4Qs

nd2 s取320Nmm2



41393.97212.33N/mm 246<s

推杆应力合格，硬度HRC50~65

（3）、推板强度校核

推板选用45钢，允许变形0.3mm。

H30.54LQ EBy H—推板厚度cm

L—推杆间距cm

Q—总脱模力N

B—推板宽度cm

E—钢材的弹性模量Ncm2(钢的弹性模量E2.1 107Ncm2)y—推板允许最大变形量cm

H30.546.4所以推板强度合格

1393.973.95mm16mm

2.1 107 160.003

第 四 部分

分型面的选择

分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向倾斜。

1、分型面的形式：

分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。

2、分型面的选择原则：

a）、便于塑件脱模：

Ⅰ、在开模时尽量使塑件留在动模内

Ⅱ、应有利于侧面分型和抽芯

Ⅲ、应合理安排塑件在型腔中的方位； b）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏

c）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排气

e）、尽量使模具加工方便

3、我们这里综上述原则，最后确定分型面的位置如下图：

图二

分型面

第 五 部分 型腔数目的决定及排布

1、型腔数目的确定：

为了使模具与注射机的生产能力的匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑

件体精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：a）、根据经济性能确定型腔数目； b）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目； c）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目； d）、根据制品精度确定型腔数目。我们这里选用a），其计算过程如下：

我们设型腔数目为n，制品总件数为N，每一个型腔所需的模具费用为C1，与型腔无关的模具费用为C０，每小时注射制品成型的加工费用为y（元／h），成型周期为t（min），则：

模具费用为XMnC1C0（元），注塑成型费用为XsN(yt)（元），60总成型加工费用为XXMXS，即

XN(yt)nC1C0 60n为使总的成型加工费用最少，即令

N(dx＝０，则有 ：

dnyt1)(2)C10 60n所以n＝Nyt。60C1对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过４个，塑料件的精度为5级左右，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目初定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局（详细的布局参见零件布局图）。

图三

型腔布局图

第 六 部分

浇注系统的设计

1、浇注系统的组成

所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如图四所示：

图四

浇注系统的组成

2、浇注系统各部件设计

A、主流道设计：

根据《塑料模具设计手册》初步的XS-Z-60型注射机喷嘴的有关尺寸： 喷嘴前端孔径：d0=ø4mm 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 d= d0+(0.5～1)mm 取主流道球面半径：R=13mm ； 取主流道的小端直径：d=ø5mm

为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为2～6°，取4°，经换算得主流道大端直径为D=ø8mm。

B、冷料穴的设计

冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有三种：一种是与推杆匹配的冷料穴；二种是与拉料杆匹配的冷料穴；三种是无拉料杆的冷料穴。我们这里选用与推出杆匹配的倒锥形冷料穴，其结构如图五：

图五 冷料穴 — 定位圈— 冷料穴— 推 杆

— 动模板

C、分流道的设计

分流道就是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必定设计分流道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。

①分流道的截面形状：通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，提高效率，我们这里就选用圆形分流道，如图六。因为圆形截面

分流道的效率是分流道中效率最高的，固选它。

②分流道的尺寸：因为各种塑料的流动性有差异，图六 圆形流道 所以可以根据塑料 的品种来粗略地估计分流道的直径，常用塑料的分流道直径推荐值如下表一。

但对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑料，可用此经验公式确定其流道直径：

式中，m—流经分流道的塑料量（g）；L—分流道长度（mm）；D—分流道直径（mm）。对于黏度较大的塑料，可按上式算得的 D值再乘以1.2~1.25的系数。我们这里取m=60*1.05=63g，L=50mm。固分流道尺寸为1.2D，即D`=1.2D=1.2×0.265×√63×450=8（mm）。所以S=Л×8*8/22×1.22=72.4（mm2）

③分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类，这里我们选用的是平衡式的布置方法。

④分流道与浇口的连接：分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动及充填。

1）分流道的形状和尺寸

分流道的形状和尺寸应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速度、分流道的长度等因素来确定。本塑件的形状不复杂，熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道的形状长度较短，为了便于加工起见，选用截面形状为半圆形分流道，查塑料模具设计手册得R=2.5mm。

2）分流道的表面粗糙度

由于分流道与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度要求不太低，一般Ra取1.6μm左右，这可增加对外层塑料熔体的阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。

D、浇口的设计：

根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用潜伏式浇口较为理想，如下图所示。设计时在模具结构上采用瓣合式型腔，潜伏式浇口的锥角取10°～20°查《塑料模具设计手册》选尺寸为ø1mm，试模时修正。

浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题，所以我们在开设浇口时应注意以下几点：

①浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。②浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。③浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。④浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。

⑤对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。

⑥浇口应设在不影响制品外观的部位。

⑦不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。

第 七 部分 成型零件的工作尺寸计算

一、凹模的结构形式：

凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓的零件。根据需要有以下几种结构形式：整体式凹模、组合式凹模、拼块组合式凹模，我们的产品属于小型制件，从各方面分析我们

可选用组合式凹模——整体嵌入式凹模。

整体嵌入式凹模：于小件一模多腔式模具，一般是将每个型腔单独加工后压入定模中。这种结构的凹模形状、尺寸一致性好，更换方便。凹模的外形通常是用带台阶的圆柱形，由台阶定位，以H7座板将其固定。其结构如图六所示：

m6过渡配合嵌入定模板，然后用定模板

二、凸模的结构设计

1、凸模的结构形式：

凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可非为整体式和组合式两种类型。我们根据凹模的结构形式选择组合式凸模——整体装配式凸模，它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成，如下图所示：

图八

型芯图

2、凹模的形状

图九

型腔图

三、成型零件的工作尺寸计算

查课本《塑料模具设计与制造》得塑料ABS收缩率为0.3%～0.8%取其平均收缩率 S=(0.3%+0.8%)/2=0.55% 修正系数x在计算型芯型腔径向尺寸时取0.5～0.75，则取x=0.75；计算深度尺寸时x取1/3～1/2，则取x=2/3 模具制造公差z，统一取塑件尺寸公差的1/3，即z=1/3（1）型腔径向尺寸的计算

0.26对塑件尺寸ø380mm，其尺寸公差为=0.26

z（Lm）0=（1+S）Ls-x0z

式中 Lm-凹模的径向基本尺寸；

z-模具制造公差； S-塑料的平均收缩率；

Ls-塑件外表面的径向基本尺寸；

-塑件的基本尺寸公差。

Lm=（1+0.0055）x38-0.75x0.26

0.087 =ø38.010mm

1()0.2630

对塑件尺寸ø22mm，其尺寸公差为0.22 Lm=（1+0.0055）x22-0.75x0.2

20.073 =ø21.960mm

1()0.2230

对塑件尺寸ø19mm，其尺寸公差为0.22 Lm=（1+0.0055）x19-0.75x0.22

0.073 = ø18.940mm

1()0.2230

对塑件尺寸1.5mm，其尺寸公差为0.12 Lm=（1+0.0055）x1.5-0.75x0.12

0.04 =1.420

1()0.1230

（2）型腔深度尺寸计算

对塑件尺寸8mm，其尺寸公差为0.16

z（Hm）0=（1+S）Hm-x0z

则 Hm=2（1+0.0055）x8-x0.16

31()0.1630

0.053 Hm=7.940

对塑件尺寸6mm，其尺寸公差为0.14 Hm=2（1+0.0055）x6-x0.1

431()0.1430

0.047Hm=5.940

对塑件尺寸1.5mm，其尺寸公差为0.12 Hm=2（1+0.0055）x1.5-x0.12

31()0.1230

0.04Hm=1.430

B、型芯尺寸的计算

（1）型芯径向尺寸的计算

对塑件尺寸ø16mm，其尺寸公差为0.20

（ｌm）0z=（1+S）ｌs+x

0z

则 ｌm=（1+0.0055）x16+0.75x0.20

ｌm=ø16.2400.067

对塑件尺寸ø19mm，其尺寸公差为0.22

ｌm=（1+0.0055）x19+0.75x0.22ｌm=ø19.2700.073

对塑件尺寸1.5mm，其尺寸公差为0.12

ｌm=（1+0.0055）x1.5+0.75x0.12ｌm=1.600.04

（2）型芯的深度尺寸计算

对塑件尺寸6mm，其尺寸公差为0.14

(hm)0z=（1+S）hs+x

0 1()0.2030 1()0.2230 1()0.1230z

则 hm=（1+0.0055）x6+

hm=6.1300.047

对塑件尺寸11mm，其尺寸公差为0.18

hm=（1+0.0055）x11+hm=11.1800.06

（3）型芯中心距尺寸的计算

2x0.1430 1()0.1432x0.1830 1()0.183

对塑件尺寸60mm，其尺寸公差为0.32

（Cm）z2=（1+S）Csz2

1则 Cm=（1+0.0055）x60()0.322 Cm=60.330.05 C、型腔壁厚和底板厚度计算

(1)侧壁厚度

该型腔为组合式，因此，型腔的强度和刚度按组合式进行计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦，也可以参考经验推荐数据，查《塑料模具设计与制造》型腔侧壁后表，取S=20mm(2)推板的厚度

0.74pr4H=3

E其中查，E=2.1105MPa，可取制品轴向尺寸公差的1/10，取=0.03mm，0.74300.84P取30MPa，则 H=3=1.13cm，实际取16mm

2.11050.00003

第 八 部分 导柱导向机构的设计

为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。

导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种，我们这里选取导柱导向机构，其结构如图十：

我们在设计此机构的同时还应注意以下几点：

⑴、导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。

⑵、导柱的长度应比型芯（凸模）端面的高度高出6～8mm（图十），以免型 图十 导向机构

芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。⑶、导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。

⑷、为了使导柱能顺利地进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应该倒角。

⑸、导柱的设置应根据需要而决定装配方式。

⑹、一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。

⑺、一般应在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。

⑻、导柱的直径应根据模具大小而决定，可

参考准模架数据选取。

第 九 部分 脱模机构的设计

1、何为脱模机构

在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种出塑件的机构称为脱模机构。

2、脱模机构的分类及选用

脱模机构的分类分多，我们采用的是混合分类中的一种：推杆一次脱模机构，因为此机构是最简单、最为常用的一种，具有制造简单、更换方便、推出效果好等优点，在生产实践中比较实用和直观。所谓一次脱模就是指在脱模过程中，推杆就需要一次动作，就能完成塑件脱模的机构。它通常包括推杆脱模机构、推管

脱模机构、脱模板脱模机构、推块脱模机构、多元联合脱模机构和气动脱模机构等。

3、脱模机构的设计原则

设计脱模机构时，应遵循以下原则：

（1）结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度。（2）保证塑件不变形、不损坏。（3）保证塑件外观良好。

（4）尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。

4、推杆的结构形式及形状

因制品的几何形状及型腔结构等的不同，所用推杆的截面形状也不尽相同，常用推杆的截面形状为圆形。推杆又可分为普通推杆与成型推杆两种，我们这里选用普通推杆。其结构形式见图十一。

5、推杆的固定方式（图十二）

图十一 推杆 图十二 推杆固定

第 十 部分 温度调节系统的设计

1、冷却系统设计

塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。

一般注射模内的塑料熔体温度为200℃左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以

2、冷却时间的确定

在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时止的这一段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的80%。因为我们所需要的塑件比较薄，固用此公式：

s24TsTmt2ln[] TeTm

式中，a — 塑料热扩散系数（m2/s）； S — 制品壁厚（mm）； 现我们根据已知条件知道PP的TS=260℃，TM=60℃，TE=100℃，而塑件的厚度为2mm：

22426060ln[] ∴ t24100602.410 =4.5s

3、冷却系统设计原则

①、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡

②、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。③、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。④、浇口处加强冷却。

⑤、应降低进水与出水的温差。⑥、合理选择冷却水道的形式。⑦、合理确定冷却水管接头位置。

⑧、冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。

⑨、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。

4、冷却系统的结构形式

根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。

简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。其结构如图十三：

图 十三

冷却系统

5、冷却系统的计算

由塑料成型工艺及模具设计查阅可得，ABS的单位质量成型时放出的热量为300KJ~400KJ/Kg。放出热量为60*1.05/1000*350KJ=22.05KJ 其中，1/3的热量被凹模带走，2/3由型芯带去。

第 十一 部分 模具动作过程

随着动模部分的开模，拉料杆5将塑件及冷凝料从型芯板10上拉出，顶杆7将塑料件和冷凝料从型腔板12中顶出。随着动模机构后移，将塑料件完全顶出。合模时，在导柱23和导套1的作用下将完全合模，进入下一次浇注。

第二篇：塑料模具课程设计-塑料肥皂盒

课程设计指导书

一、题目：

塑料肥皂盒 材料：PVC

二、明确设计任务，收集有关资料：

1、了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划

2、将UG零件图转化为CAD平面图，并标好尺寸

3、查阅、收集有关的设计参考资料

4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量

5、塑胶厂车间的设备资料

6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况

三、工艺性分析

分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。

1、塑胶件的形状和尺寸：

塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。

2、塑胶件的尺寸精度和外观要求：

塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。

3、生产批量

生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。

4、其它方面

在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺的影响。

四、确定成型方案及模具型式：

根据对塑胶零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的，模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。

五、工艺计算和设计

1、注射量计算：涉及到选择注射机的规格型号，一般应先进行计算。对于形状复杂不规则的制品，可以利用UG的“分析/质量属性”来计算质量。或者采用估算估计塑料的用量，及保证足够的塑料用量为原则。

2、浇注系统设计计算：这是设计注射模的第一步，只有完成注系统的设计后才能估算型腔压力、注射时间、校核锁模力，从而进一步校核所选择的注射机是否符合要求。浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力降计算和型腔压力校核。

3、成型零件工作尺寸计算：主要有凹模和型芯径向尺寸高度尺寸，其最大值直接关系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。为计算方便，凡孔类尺寸均及其最小尺寸作为公称尺寸，凡轴类尺寸均及最大尺寸作为公称尺寸；进行工作尺寸计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命等因素。

4、模具冷却与加热系统计算：冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。冷却参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温差的校核。模具加热工艺计算主要是加热功率计算。

5、注射压力、锁模力和安装尺寸校核：模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安装，行程是否满足模塑成型及取件要求。

六、进行模具结构设计：

1、确定凹模尺寸：先计算凹模厚度，再根据厚度确定凹模周界尺寸，在确定凹模周界尺寸时要注意：第一，浇注系统的布置，特别是对于一模多腔的塑料模应仔细考虑模腔位置和浇道布置；第二，要考虑凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中心与模板的几何中心应重合；第四，凹模外形尺寸尽量按国家标准选取。

2、选择模架并确定其他模具零件的主要参数；在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从《塑料模国家标准》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中确定模架规格。待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。再查阅有关零件图表，就可以画装配图了。

七、画装配图

一般先画上主视图，再画侧视图和其他视图。由于注射机大多为卧式的，故注射模也常按安装位置画成卧式，画主视图最好从分型面开始向左右两个方向画比较方便。

1、主视图：绘制模具工作位置的剖面图

2、侧视图：一般情况下绘制定模部分视图

3、俯视图、局部剖视图等

4、列出零件明细表，注明材质和数量，凡标准件须注明规格

5、技术要求及说明，包括所选注射机设备型号，所选用的标准模架型号，模具闭合高度，模具间隙及其它要求。

八、绘制各非标准零件图

零件图上应注明全部尺寸、公差与配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料、热处理方法及其它要求

九、编写技术文件

1、编写注射成型工艺卡片：根据塑料的成型特点，查阅有关资料，确定合理的注射成型工艺参数，并作成工艺卡片。

2、编写加工工艺过程卡片：选取两个重要模具成型零件，确定加工工艺路线，并作成加工工艺过程卡片

3、编写设计说明书

目

录

第 一 部分

产品的说明

第 二 部分

塑件分析

第 三 部分

注射机的型号和规格选择及校核

第 四 部分

型腔的数目决定及排布

第 五 部分

分型面的选择

第 六 部分

浇注系统的设计

第 七 部分

成型零件的工作尺寸计算及结构形式

第 八 部分

导柱导向机构的设置

第 九 部分

推出机构的设计

第 十 部分

温度调节系统的设置

第十一部分

模具的动作过程

第 一 部分

产品的说明

肥皂盒是日常用品，几乎家家户户都有，商店里出售的肥皂盒也是各式各样，丰富多彩，有很特别的设计以赢得消费者的喜爱。此次设计的是肥皂盒底座，结构比较简单，但考虑的是其实用性。为了防止香皂遇水软化，将底座设计成了中间凸起的曲面，并在底座水平放置面处开了漏水孔。为了防止使用香皂后手滑，特别将肥皂盒侧面设计成了内凹的曲面。此次产品是在UG 6.0的辅助下完成的。产品图如下：

图一

零件实体图

第 二 部分

塑件的分析

PVC塑料

化学名称：聚氯乙烯

比重:1.38克/立方厘米 成型收缩率:0.6-1.5% 产品需要预热到70~90度，预热时间为4~6小时 成型温度：230~330℃成型特性：

1.无定形料,吸湿性小

2、流动性差，极易分解，特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解，分解温度为200°C.分解时有腐蚀及刺激性气体

3、成型温度范围小，必须严格控制料温

4、用螺杆式注射机及直通喷嘴，孔径易大，以防死角滞料，滞料必须及时处理清除

5、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，其表面应镀铬

第 三 部分

注射模是安装在注射机上的，规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，从模具设计角度考虑，好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。

1、注射机的选用

选用注射机时，通常是以某塑件注射量的注射机型号，40~130秒

,但为了提高流动性，防止发生气泡则宜先干燥。

注射机的型号和规格选择及校核因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术同时选定合适的注射机型号。需要了解注射机的主要技术规范。（或模具）实际需要的注射量初选某一公称 成型时间为

在设计模具时，最。

然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行

程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。

以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：

V实V公

式子中，V实—实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（cm3）。由UG分析/体测量，可得塑料盒的体积为19.60cm3，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，选择XS—ZY—为500KN，最大注射面积为180mm。喷嘴圆弧半径为

2、注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力射压力P0，其值一般为

3、锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，体充填模腔时，力必须大于该胀型力，即：F锁—注射机的额定锁模力（P分—模具型腔内塑料熔体平均压力（倍，通常取20A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（由UG分析∴ F而锁模力为

4、开模行程与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，60.其最大理论注射容量为130cm2.模具高度在12mm，喷嘴孔直径为

70～150MPa，通常要求

会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。

F锁  F胀 = A N）；

40MPa。我们这里选P型可得投影面积为70cm锁  F胀 = A 分 ×= 80×200500KN，大于480KN

可以60cm3，注射压力为122MPa，锁模力200~300mm，最大开模行程4mm。

P能否满足塑件所成型时需要的注P> P0。我们这里选70MPa。

当高压的塑料熔为此，注射机的额定锁模分 × P型

MPa）；一般为注射压力的0.3～0.65。

mm2）

2，浇注系统的投影面积不超过10cm2

型

30=4.8×105（N），符合要求。

用H表示，它必须～=30MPa/面测量，P×

小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模具厚度有关。我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。

1、当开模行程与模具厚度无关时

这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。此情况又两种类型： ⑴ 对单分型面注射模，所需开模行程H为：

S  H = H1 + H2 +（5～10）mm 式中，H1—塑件推出距离（也可以作为凸模高度）（mm）； H2—包括浇注系统在内的塑高度（mm）； S —注射机移动板最大行程（mm）； H —所需要开模行程（mm）。而我们这里通过资料可得出（结构见图六）：

H = 15 + 95 + 8 = 118（mm）。

⑵ 对双分型面注射模，所需开模行程为：

S机  H = H1 + H2 + a +（5～10）mm 式中，a—中间板与定模的分开距离（mm）。

2、推出机构的校核

各种型号注射机的推出装置和最大推出距离各不同，设计模具时，推出机构应与注射机相适应，具体可查资料。

第 四 部分

分型面的选择

分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向倾斜。

1、分型面的形式：

分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。

2、分型面的选择原则：

a）、便于塑件脱模：

Ⅰ、在开模时尽量使塑件留在动模内

Ⅱ、应有利于侧面分型和抽芯

Ⅲ、应合理安排塑件在型腔中的方位； b）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏

c）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排气

e）、尽量使模具加工方便

3、我们这里选择曲线分型面

图二

分型面

第 五 部分 型腔数目的决定及排布

1、型腔数目的确定：

为了使模具与注射机的生产能力的匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：a）、根据经济性能确定型腔数目； b）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目； c）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目； d）、根据制品精度确定型腔数目。我们这里选用a），其计算过程如下：

我们设型腔数目为n，制品总件数为N，每一个型腔所需的模具费用为与型腔无关的模具费用为C０，每小时注射制品成型的加工费用为成型周期为t（min），则：

模具费用为XMnC1C0（元），注塑成型费用为XsN(yt60)（元），总成型加工费用为XXMXS，即

XN(yt60n)nC1为使总的成型加工费用最少，即令

dxd＝０，则有nN(yt60)(1n2)C1所以n＝Nyt60C。1对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，数目不超过４个，塑料件的精度为6级左右，以及模具制造成本、产效率的综合考虑，型腔数目初定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局布局参见零件布局图）。

C0 ：

0 C1，y（元／h），制造难度和生（详细的

故通常推荐型腔

图三

型腔布局图

第 六 部分

浇注系统的设计

1、浇注系统的组成

图四

浇注系统的组成

所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如图四所示：

2、浇注系统各部件设计

A、主流道设计：

主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为：

⑴ 主流道圆锥角α=2o～6o，对流动性差的塑件可取3 o～6o，内壁粗糙度为Ra0.63μm。

⑵主流道大端呈圆角，半径r=1～3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。⑶在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。⑷对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用⑸主流道衬套一般选用B、冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有三种：一种是与推杆匹配的冷料穴；二种是与拉料杆匹配的冷料穴；种是无拉料杆的冷料穴。出杆匹配的倒锥形冷料穴，其结构如图五：— 定位圈3 — 推 C、分流道的设计分流道就是主流道与浇口之间的通道，的作用。多型腔模具必定设计分流道，要设置分流道。

①分流道的截面形状：通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、然后配合固定在模板上。T8、T10制造，热处理强度为三

—

— 单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也

但在大多数情况下是主流道衬套与H9h9间隙配合。

52～56HRC。

图五 冷料穴

起分流和转向U形和

我们这里选用与推

冷料穴杆 动模板

一般开设在分型面上，六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，提高效率，我们这里就选用圆形分流道，如图六。因为圆形截面

分流道的效率是分流道中效率最高的，固选它。

②分流道的尺寸：因为各种塑料的流动性有差异，图六 圆形流道 所以可以根据塑料 的品种来粗略地估计分流道的直径，常用塑料的分流道直径推荐值如下表一。

但对于壁厚小于道直径：

式中，m道直径（mm）。对于黏度较大的塑料，可按上式算得的系数。我们这里取D`=1.2D=1.2×0.265 ③分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类，这里我们选用的是平衡式的布置方法。④分流道与浇口的连接：渡，有利于塑料熔体的流动及充填。D、浇口的设计：浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，为分流道截面积的表面粗糙度Ra不低于浇口的结构形式很多，口、环形浇口、及薄片式浇口。而我们这里选用的是点浇口。简图如图七

3mm，质量在200g以下的塑料，可用此经验公式确定其流g）；L—分流道长度（m=60*1.05=63g，L=50mm。固分流道尺寸为√63×450=8（mm）。所以S=Л分流道与浇口的连接处应加工成斜面，然后在试模过程中逐步加以修正。～9%，截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为0.4μm。

按照浇口的形状可以分为点浇口、mm）；D—分流 D值再乘以1.2~1.25的1.2D，即8*8/22×1.22=72.4（mm2）

并用圆弧过 一般浇口的截面积0.5～2mm，扇形浇口、盘形浇—流经分流道的塑料量（××3%

图七 点浇口

浇口的截面一般只取分流道截面积的3％～S=5％×浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题，①浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。②浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。③浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。④浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。⑤对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，⑥浇口应设在不影响制品外观的部位。

⑦不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。

第 七 部分 成型零件的工作尺寸计算

凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓的零件。mm

29％，浇口的长度约为0.5mm～2mm，现在可算出我们需要的浇口面积s=3.9。

所以我们在开设浇口时应注意以下几点：

以避免型芯受冲击变形。

一、凹模的结构形式：根据需要有以下几种结构形式：

整体式凹模、组合式凹模、拼块组合式凹模，我们的产品属于小型制件，从各方面分析我们

可选用组合式凹模——整体嵌入式凹模。

整体嵌入式凹模：于小件一模多腔式模具，一般是将每个型腔单独加工后压入定模中。这种结构的凹模形状、尺寸一致性好，更换方便。凹模的外形通常是用带台阶的圆柱形，由台阶定位，以H7座板将其固定。其结构如图六所示：

m6过渡配合嵌入定模板，然后用定模板

二、凸模的结构设计

1、凸模的结构形式：

凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可非为整体式和组合式两种类型。我们根据凹模的结构形式选择组合式凸模——整体装配式凸模，它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成，如下图所示：

图八

型芯图

2、凹模的形状

图九

型腔图

三、成型零件的工作尺寸计算

现设制品的名义尺寸LS是最大尺寸，其公差按规定为负值“-Δ”； 凹模的名义尺寸LM是最小尺寸，其公差按规定为正值“+δZ”现由公式可得：

LM[LS(1S)0.5]Z0

式中，“Δ”前的系数（此处为0.5）可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.5～0.75之间，ABS的收缩率S为0.005.制品偏差大则取小值，偏差小则取大值。Δ值由塑料模设计手册《公差数值表》可查基本尺寸为120mm时，其Δ值为0.68，基本尺寸为70mm时，其Δ值为0.52,基本尺寸为15mm时Δ为0.24.（这里塑料件的精度取5级）

固可由以上公式算出其尺寸：

A、型腔尺寸计算：

DM1[LS1(1S)0.5]Z0

+0.14=[120（1+0.005）-0.5*0.68]+0.2*0.68= 120.26

（mm）

DM2[LS2(1S)0.5]Z

0 = [70(1+0.005)-0.5*0.52]DM3[LZS3(1S)0.5] 0=[15(1+0.005)-0.5*0.24]=15.0+0.04(mm)

、型芯尺寸的计算

设塑件内型腔尺寸为ls，公差为正值“lM2mm。因此相应的尺寸上减去116mm的为dM1[dS11S0.5]0

Z=[116(1+0.005)+0.5*0.68]-0.14mm dM2[dS11S0.5]0

Z=[66(1+0.005)+0.5*0.52]=66.6-0.10mm

+0.2*0.52=70.1

4+0.2*0.24

[lS1S0.68，+0.10

mm

+Δ”，制造公差为负值“0.5]0

Z4mm或者2mm。的为0.52，13mm的为0.24.B-δZ”，经过与上面凹模径向尺寸相似推理，可得：

由于我们塑料件的厚度为Δ值的取值分别为。基本尺寸为66mm-0.2*0.68 =116.92-0.2*0.52

dM3[dS11S0.5]0Z

=[13(1+0.005)+0.5*0.24]-0.2*0.24 =13.185-0.04mm C、型腔壁厚和底板厚度计算

在注射成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底板的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其是对大型塑件。但我们这里的塑件较小，故不需要对型腔壁厚和底板厚度进行计算，大致得体即可。

第 八 部分 导柱导向机构的设计

为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。

导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种，我们这里选取导柱导向机构，其结构如图十：

我们在设计此机构的同时还应注意以下几点：

⑴、导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。

⑵、导柱的长度应比型芯（凸模）端

面的高度高出6～8mm（图十），以免型 图十 导向机构

芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。⑶、导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。

⑷、为了使导柱能顺利地进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应该倒角。

⑸、导柱的设置应根据需要而决定装配方式。

⑹、一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。

⑺、一般应在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。

⑻、导柱的直径应根据模具大小而决定，可

参考准模架数据选取。

第 九 部分 脱模机构的设计

1、何为脱模机构

在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种出塑件的机构称为脱模机构。

2、脱模机构的分类及选用

脱模机构的分类分多，我们采用的是混合分类中的一种：推杆一次脱模机构，因为此机构是最简单、最为常用的一种，具有制造简单、更换方便、推出效果好等优点，在生产实践中比较实用和直观。所谓一次脱模就是指在脱模过程中，推杆就需要一次动作，就能完成塑件脱模的机构。它通常包括推杆脱模机构、推管脱模机构、脱模板脱模机构、推块脱模机构、多元联合脱模机构和气动脱模机构等。

3、脱模机构的设计原则

设计脱模机构时，应遵循以下原则：

（1）结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度。（2）保证塑件不变形、不损坏。（3）保证塑件外观良好。

（4）尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。

4、推杆的结构形式及形状

因制品的几何形状及型腔结构等的不同，所用推杆的截面形状也不尽相同，常用推杆的截面形状为圆形。推杆又可分为普通推杆与成型推杆两种，选用普通推杆。其结构形式见图十一。

5、推杆的固定方式（图十二）

图十一 推杆

第 十 部分 温度调节系统的设计

我们这里

图十二 推杆固定

1、冷却系统设计

塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。

一般注射模内的塑料熔体温度为200℃左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以

2、冷却时间的确定

在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时止的这一段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的80%。因为我们所需要的塑件比较薄，固用此公式：

s24TsTmt2ln[] TeTm

式中，a — 塑料热扩散系数（m2/s）； S — 制品壁厚（mm）； 现我们根据已知条件知道PP的TS=260℃，TM=60℃，TE=100℃，而塑件的厚度为2mm：

22426060ln[] ∴ t24100602.410 =4.5s

3、冷却系统设计原则

①、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡

②、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。③、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。④、浇口处加强冷却。

⑤、应降低进水与出水的温差。⑥、合理选择冷却水道的形式。⑦、合理确定冷却水管接头位置。

⑧、冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。

⑨、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。

4、冷却系统的结构形式

根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。

简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。其结构如图十三：

图 十三

冷却系统

5、冷却系统的计算

由塑料成型工艺及模具设计查阅可得，ABS的单位质量成型时放出的热量为

300KJ~400KJ/Kg。放出热量为60*1.05/1000*350KJ=22.05KJ 其中，1/3的热量被凹模带走，2/3由型芯带去。

第 十一 部分 模具动作过程

随着动模部分的开模，拉料杆5将塑件及冷凝料从型芯板10上拉出，顶杆7将塑料件和冷凝料从型腔板12中顶出。随着动模机构后移，将塑料件完全顶出。合模时，在导柱23和导套1的作用下将完全合模，进入下一次浇注。

第三篇：肥皂盒塑料模具设计说明书

肥皂盒设计说明书

班级：姓名：学号：

模具143

肥皂盒设计说明书

项目一

肥皂盒盖注射模具设计与制造

（两板模）

任务1-1：接受任务书 成型塑件任务书

成型塑件任务书由设计者提出内容如下：（1）经过审签正规的塑件产品图纸，并注明塑件的牌号、透明度等。（2）塑件说明书或技术要求。（3）生产批量。（4）塑件样品。

肥皂盒设计说明书

图1 产品图

图2产品实物图

肥皂盒设计说明书

模具设计任务书 订货单位地址 常州市新北区18号 常州华威模具公司 常州市新北区18号 肥皂盒盖 PC 1.0～2.5% 白色 21.84 g 94.06㎝² 250㎝³ 1800KN Φ40 350 200 Φ125 R18 Φ4 图3 模具设计任务书

构模具交期 2015年11月1日 常州华威模具公司 100,000RMB 单分型面 2 √ 侧浇口 1.8×0.6 订货单位其它使用单位 模具价格 模具结构形式 每模穴数 分模面 推杆 订货单位名称 交货地点 名称 提供条件 制品使用材料名称 成型收缩率 色调 透明性 色别 制品单件重量 制品投影面积 注塑机制造商 注射量 锁模力 模顶出方式推板（型芯外）推管 压缩空气 并用 注塑机 具 主流道 其它 方式 形式 喷嘴方式 型式 导杠间距 横向 纵向 要顶出孔孔径 模具厚度 最大 最小 结浇口 侧向分型抽芯 种类、位置 形状、尺寸 种类 脱模方式 定位孔孔径 喷嘴孔径 喷嘴圆弧 加热冷却方式 有无特种加工 是否电镀 主要材料 3

肥皂盒设计说明书

1.塑件的工艺性

（1）塑料

品种：聚丙烯（PP）颜色：白色

基本特性：聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明。密度仅为0.9～0.91g/㎝³。它不吸水，光泽好，易着色。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链，有特别高的抗弯曲、疲劳强度。聚丙烯的熔点为164～170℃，耐热性好，能在100℃以上的温度下进行消毒灭菌，其最高使用温度可达到1050℃。最低使用温度-15℃，低于-35℃时会脆裂。因不吸水，聚丙烯的绝缘温度性能不受湿度影响。但在氧、人、光的作用下极易降解、老化，所以必须加入防老化剂。

成型特点：成型收缩范围大，易发生缩孔、凹痕及变形；聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路；聚丙烯成型的适宜模温为80℃左右，不低于50℃，否则会造成成型塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。但温度过高会产生翘曲变形。

（2）塑件尺寸精度

尺寸精度：此塑件所有未住尺寸按标准GB/T14486-1993Z中的MT5级精度。

表面质量：表面不得有气孔、条纹、凹痕、变色等缺陷。表面粗糙度去Ra1.6

肥皂盒设计说明书

结构工艺性：此塑件为矩形塑件，总体尺寸125×78×25，属于小型塑件。壁厚为均匀1.5㎜，大于最小厚度要求0.8㎜。侧壁拔模斜度为零，有8㎜>5㎜,必须增加30′的拔模斜度，才可以顺利脱模。该塑件不存在倒扣等结构。

塑件定顶面内圆角R11，外圆角R12，可以提高模具强度、改善流体的流动情况和便于脱模。

图4 壁厚分析 图5 拔模分析

通过以上分析可知，此塑件可以采用注射成型生产。因为产量是100000件，属于大批量生产，采用注射成型具有较高的经济效益。

2.注射机的选择

（1）计算塑件的体积、质量

测得塑件的体积V=24301.8990㎜³≈24㎝³，聚丙烯（PP）的密度0.9～0.91g/㎝³,则质量M≈21.84g。

（2）确定模具型腔数量

塑件的生产批量为100000件，属于大批量生产，盒盖塑件（PP材料）精度为MT5级，属于低精度，因此应该采用一模多腔，为使模具紧凑，确定型腔数目为一模两腔。

（3）选择注射机

肥皂盒设计说明书

根据公式Vmax≥（n·Vs+V）/K 式中Vmax―――注射机的最大注射量（㎝³）

n―――型腔数量

Vs―――塑件体积（㎝³）

Vj―――浇注系统宁凝料体积（㎝³）

K―――注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8 已知n=2，Vs=24㎝³，估计Vj=6㎝³ 则Vmax≥（2×24+6）/0.8 ≈67.5㎝³

查注射机规格表，初步选择注射机XS-ZY-125 明确注射机的规格参数：

最大注射量125㎝³ 注射压力120MPa 最大开模行程300㎜ 模板尺寸428㎜×458㎜ 锁模力900KN 模具厚度 最大300㎜、最小200㎜ 拉杆空间260㎜×290㎜

喷嘴尺寸 圆弧半径R12㎜、孔直径Φ4㎜ 定位孔直径Φ100㎜

顶出形式 两侧顶出，孔径Φ22㎜，孔距230㎜。

（4）制定注射成形工艺参数

查表，聚丙烯（PP）的注射成形工艺参数如下：

温度（℃）

喷嘴温度170～190 料筒温度 段190～200，中段200～220，后段160～170 模具温度40～80 压力（MPa）

注射压力70～120 保压压力50～60

肥皂盒设计说明书

时间（S）

注射时间0～5 保压时间20～60 冷却时间15～50 成形周期40～120 3.模具结构设计

（1）分型面的选择

首先确定模具的开模方向为模具的轴线方向，根据分型面应该选择在塑件最大轮廓处、满足塑件外观要求等原则，所以此塑件的分型面应该选在肥皂盒盖的地面处，如图6所示

图6 分型面

（2）型腔布局

采用一模两腔结构，型腔间隔约30㎜。

肥皂盒设计说明书

图7（3）确定模具总体结构类型

由于塑件结构比较简单，表面不得有气孔、熔接痕、飞边等注塑缺陷。为了使注塑方便，优先选用两板模结构。

（4）成新零件设计

A.结构设计

型腔与型芯的结构形式有两种基本形式，即为整体式与组合式。考虑大批量生产，优先使用模具钢，为了节省贵重钢材，型腔与型芯应该优先选用组合式结构。此外，组合式结构还可以减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。

型芯结构简单，选择不通式，结构形式见图8。型腔结构简单，选择不通式，结构形式见图9。

肥皂盒设计说明书

图8 型芯

图9 型腔

B.工作尺寸计算

按公式LM=LS(1+S)计算。

查表可知聚丙烯（PP）的收缩率Smin=1.0％,Smax=2.5％，则其平均收缩率

S=(Smax+Smin)/2 =(2.5％+1.0％)/2 =1.75％

CAD中放大缩水1.0175 C.平面尺寸的确定

查表，型腔到模仁边的距离a最小为25～30㎜，取a=30。型腔之间的距离b≥a/2，一般取12～20㎜，由于型腔之间布置有流道，b可取25～30㎜，一般取30㎜。

模仁尺寸B0×L0，B0=2a+w=2×30+125=185，L0=2a+b+2×l=2×30+30+2×78=246，取整为B0=190，L0=250（5）选择模架

①确定模架组合形式

采用侧浇口，所以选择大水口模架。采用推板推出机构，动模无支承

肥皂盒设计说明书

板，则应选择DI型。

②计算模架模板周界

查表，由B0=190,取Bk=65，Lk=50 则长度L=L0+2Lk=250+2×50=350，宽度B=B0+2Bk=190+2×65=320 ③选取标准的模架模板

取标准模架尺寸B×L=300×350 ④高度尺寸的确定

A板 定模板，用来嵌入型腔镶快，采用不通式，则A板的厚度=型腔深度+型腔背后厚度+A板开框背后厚度=25+35+25=90。标准化取A板厚度HA=90。

B板 动模板，用来嵌入型腔镶快，采用不通式，则B板的厚度=型芯嵌入深度+B板开框背后厚度=35+45=80。标准化取B板厚度HB=80。C板 垫块，形成推出机构的移动空间，B×L=330×350标准模架对应的C板厚度HC=90㎜。

⑤选定模架

LKM DI-3035-A90B80C90如图10所示。

肥皂盒设计说明书

图10 标准模架

肥皂盒设计说明书

⑥检验模架与注射机的关系

模具外形尺寸350×350，注射机拉杆空间290×260，350＞290，不合适。因此，应选用大一点型号的注射机，选择XS-ZY-250，其规格参数如下：

最大注射量 250㎝³； 注射压力130MPa； 最大开模行程500㎜； 模板尺寸520㎜×598㎜； 锁模力1800KN；

模具厚度最大350㎜、最小200㎜； 拉杆空间448㎜×370㎜；

喷嘴尺寸圆弧半径R18㎜、孔直径φ4㎜； 定位孔直径φ125㎜；

顶出形式中心顶出；两侧顶出，孔径Φ40㎜，孔距280㎜。注射机拉杆空间448×370,350＜448，适合。

最大模具厚度350＞模具厚度341＞最小模具厚度200，合理。开模行程=23.5+25+10=58.5＜最大开合模行程500，合理。

（6）浇注系统

型腔布局为一模两腔，塑件结构简单，因此，采用简单而常用的浇口形式侧浇口。浇注系统组成为主流道、分流道、浇口。

主流道

圆锥形，锥角a=3°，表面粗糙度Ra0.63μm。主流道进口端直径D1=4.5，长度L有装配决定，完整尺寸见附录浇口套零件图。设计成浇口套形式，节约优质钢材，便于拆卸和更换。如图11所示。

肥皂盒设计说明书

图11 主流道

分流道

选择常用的半圆形截面分流道，尺寸R3。

浇口

采用侧浇口，查表《矩形侧浇口基本尺寸》，已知材料为聚丙烯（PP），塑件壁厚1.5㎜，塑件简单，则浇口厚度h=（0.6～0.8）㎜，取h=0.6㎜。宽度b=（3～10）h，取b=3h=3×0.6=1.8㎜。长度L=（0.7～2）㎜，取L=1㎜。

图12 浇口

完整的浇注系统结构见图13

肥皂盒设计说明书

图13 浇注系统

（7）推出机构

采用推板推出机构，其优点是作用面积大，推出力大，脱模力均匀，运动平稳，塑件上无推出痕迹。

注意事项：

1、导柱长度要足够，以保证推出模具时推板留在模具上。

肥皂盒设计说明书

2、推板与型芯的间隙为0.2㎜，不会擦伤型芯，锥面配合，起到辅助定位作用，也可以防止推板因偏心而溢料。

3、由于塑件高度较小型腔深度不是很大，且非软质塑料，不易形成真空，因此不必设置引气装置。

（8）温度调节系统

注射模的温度对塑料熔体的冲模流动、固化定形、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响，因此应设置冷却系统。由于塑件小型（21.84g）、薄壁（1.5㎜）塑件，且成型工艺对模温要求不高，也可采用自然冷却。

此模具设计中采用人工冷却，冷却系统设计如图14所示。

图14 型腔冷却水路

肥皂盒设计说明书

图15型芯冷却水路

（9）排气系统

由于此模具属于中小型模具，且模具结构较为简单，可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，间隙通常为0.02～0.03㎜，不必设排气槽。

4.注射机的校核

（1）最大注射量

肥皂盒设计说明书

已知Vs+Vj=24×2+1.5=25.5，Vmax=250，K取0.8，则KVmax≥Vj+Vs,适合。

（2）注射压力

已知P注=70～120,P公=130MPa则P公≥P注，适合。

（3）锁模力

已知Pq=10～20MPa，A分=18062㎜² F锁=1800KN 则PqA分=20×18062=361240N=361KN 显然F锁﹥PqA分，适合。

（4）安装部分尺寸

喷嘴圆弧半径R18＜浇口套圆弧半径R20 喷嘴孔直径Φ4＜主流道小端直径Φ4.5 定位孔直径Φ125=定位圈外径125 拉杆空间370×448，模具外形350×350，350＜370 最小模厚200＜模具厚度341＜最大模厚350（5）开模行程

开模行程=23.5+25+10=58.5 最大开合模行程500 则最大开模行程＞开模行程，适合。

（6）顶出形式

两侧顶出，孔径Φ40㎜，孔距280㎜。

5.装配图零件图

(1)装配图

肥皂盒设计说明书

图16装配图

(2)零件图

肥皂盒设计说明书

图17 顶板

肥皂盒设计说明书

图18 母模板

肥皂盒设计说明书

图19 型芯

肥皂盒设计说明书

图20 推板

图21 公模板

肥皂盒设计说明书

图22 底板

肥皂盒设计说明书

图23唧嘴

肥皂盒设计说明书

图24 复位杆

肥皂盒设计说明书

图25 拉料杆

肥皂盒设计说明书

图26 定位环

第四篇：【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

第五篇：肥皂盒底盖塑料模具设计说明书

塑料成型工艺及模具设计

题

目：专

业：班

级：姓

名：学

号：指导老师：时

间：

课程设计说明书

肥皂盒底盖塑料模具设计 模具设计与制造

----------------------------

引 言

本说明书为塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、课程设计指导书、课程设计说明书、参考文献等。

编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。

本说明书在编写过程中，得到江五贵老师和同学的大力支持和热情帮助，在此谨表谢意。

由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。

设计者：

2010.4.28

课程设计指导书

一、题目：

塑料肥皂盒 材料：PVC

二、明确设计任务，收集有关资料：

1、了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划

2、将UG零件图转化为CAD平面图，并标好尺寸

3、查阅、收集有关的设计参考资料

4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量

5、塑胶厂车间的设备资料

6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况

三、工艺性分析

分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。

1、塑胶件的形状和尺寸：

塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。

2、塑胶件的尺寸精度和外观要求：

塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。

3、生产批量

生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。

4、其它方面

在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺的影响。

四、确定成型方案及模具型式：

根据对塑胶零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的，模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。

五、工艺计算和设计

1、注射量计算：涉及到选择注射机的规格型号，一般应先进行计算。对于形状复杂不规则的制品，可以利用UG的“分析/质量属性”来计算质量。或者采用估算估计塑料的用量，及保证足够的塑料用量为原则。

2、浇注系统设计计算：这是设计注射模的第一步，只有完成注系统的设计后才能估算型腔压力、注射时间、校核锁模力，从而进一步校核所选择的注射机是否符合要求。浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力降计算和型腔压力校核。

3、成型零件工作尺寸计算：主要有凹模和型芯径向尺寸高度尺寸，其最大值直接关系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。为计算方便，凡孔类尺寸均及其最小尺寸作为公称尺寸，凡轴类尺寸均及最大尺寸作为公称尺寸；进行工作尺寸计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命等因素。

4、模具冷却与加热系统计算：冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。冷却参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温差的校核。模具加热工艺计算主要是加热功率计算。

5、注射压力、锁模力和安装尺寸校核：模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安装，行程是否满足模塑成型及取件要求。

六、进行模具结构设计：

1、确定凹模尺寸：先计算凹模厚度，再根据厚度确定凹模周界尺寸，在确定凹模周界尺寸时要注意：第一，浇注系统的布置，特别是对于一模多腔的塑料模应仔细考虑模腔位置和浇道布置；第二，要考虑凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中心与模板的几何中心应重合；第四，凹模外形尺寸尽量按国家标准选取。

2、选择模架并确定其他模具零件的主要参数；在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从《塑料模国家标准》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中确定模架规格。待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。再查阅有关零件图表，就可以画装配图了。

七、画装配图

一般先画上主视图，再画侧视图和其他视图。由于注射机大多为卧式的，故注射模也常按安装位置画成卧式，画主视图最好从分型面开始向左右两个方向画比较方便。

1、主视图：绘制模具工作位置的剖面图

2、侧视图：一般情况下绘制定模部分视图

3、俯视图、局部剖视图等

4、列出零件明细表，注明材质和数量，凡标准件须注明规格

5、技术要求及说明，包括所选注射机设备型号，所选用的标准模架型号，模具闭合高度，模具间隙及其它要求。

八、绘制各非标准零件图

零件图上应注明全部尺寸、公差与配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料、热处理方法及其它要求

九、编写技术文件

1、编写注射成型工艺卡片：根据塑料的成型特点，查阅有关资料，确定合理的注射成型工艺参数，并作成工艺卡片。

2、编写加工工艺过程卡片：选取两个重要模具成型零件，确定加工工艺路线，并作成加工工艺过程卡片

3、编写设计说明书

目

录

第 一 部分

产品的说明

第 二 部分

塑件分析

第 三 部分

注射机的型号和规格选择及校核

第 四 部分

第 五 部分

第 六 部分

第 七 部分

第 八 部分

第 九 部分

第 十 部分

第十一部分

第十二部分

第十三部分

型腔的数目决定及排布

分型面的选择

浇注系统的设计

成型零件的工作尺寸计算及结构形式

导柱导向机构的设置

推出机构的设计

温度调节系统的设置

模具的动作过程

设计小结

参考资料

第 一 部分

产品的说明

肥皂盒是日常用品，几乎家家户户都有，商店里出售的肥皂盒也是各式各样，丰富多彩，有很特别的设计以赢得消费者的喜爱。此次设计的是肥皂盒底座，结构比较简单，但考虑的是其实用性。为了防止香皂遇水软化，将底座设计成了中间凸起的曲面，并在底座水平放置面处开了漏水孔。为了防止使用香皂后手滑，特别将肥皂盒侧面设计成了内凹的曲面。此次产品是在UG 6.0的辅助下完成的。产品图如下：

图一

零件实体图 第 二 部分

塑件的分析

PVC塑料

化学名称：聚氯乙烯

比重:1.38克/立方厘米 成型收缩率:0.6-1.5% 产品需要预热到70~90度，预热时间为4~6小时 成型温度：230~330℃ 成型时间为40~130秒

成型特性：

1.无定形料,吸湿性小,但为了提高流动性，防止发生气泡则宜先干燥。

2、流动性差，极易分解，特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解，分解温度为200°C.分解时有腐蚀及刺激性气体

3、成型温度范围小，必须严格控制料温

4、用螺杆式注射机及直通喷嘴，孔径易大，以防死角滞料，滞料必须及时处理清除

5、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，其表面应镀铬

第 三 部分 注射机的型号和规格选择及校核

注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。

从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范。因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。

1、注射机的选用

选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。

以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成

型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：

V实V公

式子中，V实—实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（cm3）。由UG分析/体测量，可得塑料盒的体积为19.60cm3，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，可以选择XS—ZY—60.其最大理论注射容量为60cm3，注射压力为122MPa，锁模力为500KN，最大注射面积为130cm2.模具高度在200~300mm，最大开模行程180mm。喷嘴圆弧半径为12mm，喷嘴孔直径为4mm。

2、注射压力的校核

该项工作是校核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注射压力P0，其值一般为70～150MPa，通常要求P> P0。我们这里选70MPa。

3、锁模力的校核

锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：

F锁  F胀 = A 分 × P型

F锁—注射机的额定锁模力（N）；

P分—模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.3～0.65倍，通常取20～40MPa。我们这里选P型=30MPa。

A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2）

由UG分析/面测量，可得投影面积为70cm2，浇注系统的投影面积不超过10cm2

∴ F锁  F胀 = A 分 × P型

= 80×200×30=4.8×105（N）

而锁模力为500KN，大于480KN，符合要求。

4、开模行程与推出机构的校核

开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模

具厚度有关。我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。

1、当开模行程与模具厚度无关时

这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。此情况又两种类型： ⑴ 对单分型面注射模，所需开模行程H为：

S  H = H1 + H2 +（5～10）mm 式中，H1—塑件推出距离（也可以作为凸模高度）（mm）； H2—包括浇注系统在内的塑高度（mm）； S —注射机移动板最大行程（mm）； H —所需要开模行程（mm）。而我们这里通过资料可得出（结构见图六）：

H = 15 + 95 + 8 = 118（mm）。

⑵ 对双分型面注射模，所需开模行程为：

S机  H = H1 + H2 + a +（5～10）mm 式中，a—中间板与定模的分开距离（mm）。

2、推出机构的校核

各种型号注射机的推出装置和最大推出距离各不同，设计模具时，推出机构应与注射机相适应，具体可查资料。

第 四 部分

分型面的选择

分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也

可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向倾斜。

1、分型面的形式：

分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。

2、分型面的选择原则：

a）、便于塑件脱模：

Ⅰ、在开模时尽量使塑件留在动模内

Ⅱ、应有利于侧面分型和抽芯

Ⅲ、应合理安排塑件在型腔中的方位； b）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏

c）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排气

e）、尽量使模具加工方便

3、我们这里选择曲线分型面

图二

分型面

第 五 部分 型腔数目的决定及排布

1、型腔数目的确定：

为了使模具与注射机的生产能力的匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：a）、根据经济性能确定型腔数目； b）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目； c）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目； d）、根据制品精度确定型腔数目。我们这里选用a），其计算过程如下：

我们设型腔数目为n，制品总件数为N，每一个型腔所需的模具费用为C1，与型腔无关的模具费用为C０，每小时注射制品成型的加工费用为y（元／h），成型周期为t（min），则：

模具费用为XMnC1C0（元），N(yt60M注塑成型费用为Xs)（元），S总成型加工费用为XXX，即

yt)nC1C0

XN(60n为使总的成型加工费用最少，即令

yt60dxdn＝０，则有 ：

N()(1n2)C10所以n＝Nyt60C1。

对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过４个，塑料件的精度为6级左右，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目初定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局（详细的布局参见零件布局图）。

图三

型腔布局图

第 六 部分

浇注系统的设计

1、浇注系统的组成

图四

浇注系统的组成

所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如图四所示：

2、浇注系统各部件设计

A、主流道设计：

主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为：

⑴ 主流道圆锥角α=2o～6o，对流动性差的塑件可取3 o～6o，内壁粗糙度为Ra0.63μm。

⑵主流道大端呈圆角，半径r=1～3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。⑶在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。

⑷对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9h9间隙配合。

⑸主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为52～56HRC。

B、冷料穴的设计

冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有三种：一种是与推杆匹配的冷料穴；二种是与拉料杆匹配的冷料穴；三种是无拉料杆的冷料穴。我们这里选用与推出杆匹配的倒锥形冷料穴，其结构如图五：

图五 冷料穴 — 定位圈— 冷料穴— 推 杆

— 动模板

C、分流道的设计

分流道就是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必定设计分流道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。

①分流道的截面形状：通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和

六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，提高效率，我们这里就选用圆形分流道，如图六。因为圆形截面

分流道的效率是分流道中效率最高的，固选它。

②分流道的尺寸：因为各种塑料的流动性有差异，图六 圆形流道 所以可以根据塑料 的品种来粗略地估计分流道的直径，常用塑料的分流道直径推荐值如下表一。

但对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑料，可用此经验公式确定其流道直径：

式中，m—流经分流道的塑料量（g）；L—分流道长度（mm）；D—分流道直径（mm）。对于黏度较大的塑料，可按上式算得的 D值再乘以1.2~1.25的系数。我们这里取m=60*1.05=63g，L=50mm。固分流道尺寸为1.2D，即D`=1.2D=1.2×0.265×√63×450=8（mm）。所以S=Л×8*8/22×1.22=72.4（mm2）

③分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类，这里我们选用的是平衡式的布置方法。

④分流道与浇口的连接：分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动及充填。

D、浇口的设计：

浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。

浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根

据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道截面积的3%～9%，截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为0.5～2mm，表面粗糙度Ra不低于0.4μm。

浇口的结构形式很多，按照浇口的形状可以分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及薄片式浇口。而我们这里选用的是点浇口。简图如图七

图七 点浇口

浇口的截面一般只取分流道截面积的3％～9％，浇口的长度约为0.5mm～2mm，现在可算出我们需要的浇口面积S=5％×s=3.9mm2。

浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题，所以我们在开设浇口时应注意以下几点：

①浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。②浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。③浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。④浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。

⑤对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。

⑥浇口应设在不影响制品外观的部位。

⑦不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。

第 七 部分 成型零件的工作尺寸计算

一、凹模的结构形式：

凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓的零件。根据需要有以下几种结构形式：

整体式凹模、组合式凹模、拼块组合式凹模，我们的产品属于小型制件，从各方面分析我们

可选用组合式凹模——整体嵌入式凹模。

整体嵌入式凹模：于小件一模多腔式模具，一般是将每个型腔单独加工后压入定模中。这种结构的凹模形状、尺寸一致性好，更换方便。凹模的外形通常是用带台阶的圆柱形，由台阶定位，以H7座板将其固定。其结构如图六所示：

m6过渡配合嵌入定模板，然后用定模板

二、凸模的结构设计

1、凸模的结构形式：

凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可非为整体式和组合式两种类型。我们根据凹模的结构形式选择组合式凸模——整体装配式凸模，它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成，如下图所示：

图八

型芯图

2、凹模的形状

图九

型腔图

三、成型零件的工作尺寸计算

现设制品的名义尺寸LS是最大尺寸，其公差按规定为负值“-Δ”； 凹模的名义尺寸LM是最小尺寸，其公差按规定为正值“+δZ”现由公式可得：

ZLM[LS(1S)0.5]0

式中，“Δ”前的系数（此处为0.5）可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.5～0.75之间，ABS的收缩率S为0.005.制品偏差大则取小值，偏差小则取大值。Δ值由塑料模设计手册《公差数值表》可查基本尺寸为120mm时，其Δ值为0.68，基本尺寸为70mm时，其Δ值为0.52,基本尺寸为15mm时Δ为0.24.（这里塑料件的精度取5级）

固可由以上公式算出其尺寸：

A、型腔尺寸计算：

ZDM1[LS1(1S)0.5]0

+0.14=[120（1+0.005）-0.5*0.68]+0.2*0.68= 120.26

Z（mm）

DM2[LS2(1S)0.5]0

+0.10 = [70(1+0.005)-0.5*0.52]+0.2*0.52=70.1

4Zmm

DM3[LS3(1S)0.5]0

=[15(1+0.005)-0.5*0.24]+0.2*0.24 =15.0+0.04(mm)

B、型芯尺寸的计算

设塑件内型腔尺寸为ls，公差为正值“+Δ”，制造公差为负值“-δZ”，经过与上面凹模径向尺寸相似推理，可得：

lM[lS1S0.5]0

Z由于我们塑料件的厚度为2mm。因此相应的尺寸上减去4mm或者2mm。Δ值的取值分别为。基本尺寸为116mm的为0.68，66mm的为0.52，13mm的为0.24.dM1[dS11S0.5]0

Z=[116(1+0.005)+0.5*0.68]-0.2*0.68

=116.92-0.14mm dM2[dS11S0.5]0

Z=[66(1+0.005)+0.5*0.52]-0.2*0.52 =66.6-0.10mm

dM3[dS11S0.5]0

Z=[13(1+0.005)+0.5*0.24]-0.2*0.24 =13.185-0.04mm C、型腔壁厚和底板厚度计算

在注射成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底板的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其是对大型塑件。但我们这里的塑件较小，故不需要对型腔壁厚和底板厚度进行计算，大致得体即可。

第 八 部分 导柱导向机构的设计

为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。

导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种，我们这里选取导柱导向机构，其结构如图十：

我们在设计此机构的同时还应注意以下几点：

⑴、导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。

⑵、导柱的长度应比型芯（凸模）端

面的高度高出6～8mm（图十），以免型 图十 导向机构

芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。⑶、导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。

⑷、为了使导柱能顺利地进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应该倒角。

⑸、导柱的设置应根据需要而决定装配方式。

⑹、一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。

⑺、一般应在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。

⑻、导柱的直径应根据模具大小而决定，可

参考准模架数据选取。

第 九 部分 脱模机构的设计

1、何为脱模机构

在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种出塑件的机构称为脱模机构。

2、脱模机构的分类及选用

脱模机构的分类分多，我们采用的是混合分类中的一种：推杆一次脱模机构，因为此机构是最简单、最为常用的一种，具有制造简单、更换方便、推出效果好等优点，在生产实践中比较实用和直观。所谓一次脱模就是指在脱模过程中，推杆就需要一次动作，就能完成塑件脱模的机构。它通常包括推杆脱模机构、推管脱模机构、脱模板脱模机构、推块脱模机构、多元联合脱模机构和气动脱模机构等。

3、脱模机构的设计原则

设计脱模机构时，应遵循以下原则：

（1）结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度。（2）保证塑件不变形、不损坏。（3）保证塑件外观良好。

（4）尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。

4、推杆的结构形式及形状

因制品的几何形状及型腔结构等的不同，所用推杆的截面形状也不尽相同，常用推杆的截面形状为圆形。推杆又可分为普通推杆与成型推杆两种，我们这里选用普通推杆。其结构形式见图十一。

5、推杆的固定方式（图十二）

图十一 推杆 图十二 推杆固定

第 十 部分 温度调节系统的设计

1、冷却系统设计

塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。

一般注射模内的塑料熔体温度为200℃左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以

2、冷却时间的确定

在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时止的这一段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的80%。因为我们所需要的塑件比较薄，固用此公式：

ts22ln[4TsTmTeTm]

式中，a — 塑料热扩散系数（m2/s）； S — 制品壁厚（mm）； 现我们根据已知条件知道PP的TS=260℃，TM=60℃，TE=100℃，而塑件的厚度为2mm：

∴ t22422.410ln[42606010060]

=4.5s

3、冷却系统设计原则

①、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡

②、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。③、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。④、浇口处加强冷却。

⑤、应降低进水与出水的温差。⑥、合理选择冷却水道的形式。⑦、合理确定冷却水管接头位置。

⑧、冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。

⑨、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。

4、冷却系统的结构形式

根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。

简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。其结构如图十三：

图 十三

冷却系统

5、冷却系统的计算

由塑料成型工艺及模具设计查阅可得，ABS的单位质量成型时放出的热量为

300KJ~400KJ/Kg。放出热量为60*1.05/1000*350KJ=22.05KJ 其中，1/3的热量被凹模带走，2/3由型芯带去。

第 十一 部分 模具动作过程

随着动模部分的开模，拉料杆5将塑件及冷凝料从型芯板10上拉出，顶杆7将塑料件和冷凝料从型腔板12中顶出。随着动模机构后移，将塑料件完全顶出。合模时，在导柱23和导套1的作用下将完全合模，进入下一次浇注。

第 十二 部分 设计小结

塑料工业是当今世界上最快的工业门类之一，对于我国而言，它在整个国民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用。我们大学生对于塑料工业的认识还是很肤浅的，但是通过这次塑料模具课程设计，让我们更多的了解有关塑料模具设计的基本知识，更进一步掌握了一些关于塑料模具设计的步骤和方法，对塑料模有了一个更高的认识。这对我们在今后的生产实践工作中无疑是个很好的帮助，也间接性的为今后的工作经验有了一定的积累。

塑料制品成型及模具的设计还是个很专业性、实践性很强的技术，而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。因此，我们要学好这项技术光靠书本上的点点知识还是不够的，我们更多的还应该将理论与实际结合起来，这还需要我们到工厂里去实践。我相信在未来的我一定能走到最前头。

第 十三 部分 参考资料

[1] 屈华昌主编，塑料成型工艺与模具设计，高等教育出版社，2009 [2] 塑料模具设计手册编委会，塑料模具设计手册，机械工业出版社，2004 [3] 叶久新、王群主编，塑料制品成型及模具设计，湖南科学技术出版社，2003