第一篇：模具毕业设计——肥皂盒底座注塑模具的设计
声 明
我所写提交的论文肥皂盒底座注塑模具的设计，是我在根据查找相关书籍资料并请教专业老师的情况下，独自进行思考研究，取得的成果。除了文中已经标注的引用内容之外，本篇文章中绝对不会出现剽窃，撰写他人所有的研究结构。还有，对于在我完成论文的期间帮助我完成论文的个人和集体，我都已经在论文的各处添加了说名和备注，并且我十分感谢他们对我的帮助。
作者签名：日期：
摘 要
我的这篇论文是关于肥皂盒底座的注塑模具的设计，运用ABS材料对模具的加工，然后进行关于模具设计的工艺流程。根据肥皂盒底座的整体结构，我决定该模具使用侧浇口进行浇注，和单分型面注塑模具，型腔则是一模两腔，从具体模具结构出发对模具的浇注系统，而对于整套的成型结构，如冷却，浇注，顶出等系统还有数据的校核检验，都进行了详细的分析。
关键词：肥皂盒，单分型面注塑模，侧浇口，ABS
目 录
一 引言..................................................................01 二 塑件的工艺分析........................................................02 1.塑料件的设计要求......................................................02 2.塑件原材料分析........................................................03 3.初步拟定模具成型方案..................................................04 三 注塑模具设计..........................................................04 1.型腔的分布............................................................05 2.选择分型面............................................................05 3.型腔与型芯的结构尺寸..................................................05 4.模架的添加............................................................05（1）定位圈与浇口套.......................................................06(2)浇口.................................................................06(3)流道.................................................................07(4)推出机构.............................................................07(5)冷却水道.............................................................08 四 模具的工作原理........................................................08 1.模具的装配图..........................................................08 2.模具的工作原理........................................................08 五 注塑机参数的校核.....................................................09 1.注射机有关工艺的参数校核..............................................09 总结..................................................................10 参考文献.................................................................11 谢辞....................................................................12
一 引言
肥皂盒是我们家庭中日常必备品，每家每户都会有那么几个。商店超市里所出售的肥皂盒也多种多样，丰富多彩，而且有些设计很特别的肥皂盒还会很分受消费者们的喜爱，十分畅销。虽然此次所设计的肥皂盒结构较为简单，但其外观和实用性均经过缜密的思考。并且为了防止香皂遇水熔化，所以在底座水平面处开了若干漏水孔。对这次的设计，我采用单分型面的注射模，用一次成型的方法，推出机构使用的二十推杆，这样可以保证它的整体性，而不被破坏。
在现代塑料产品的生产过程中，有以下3点必不可少缺，拥有高效的机床设备、使用合理的加工工艺加工塑件。还有先进的模具，如果要发挥它的作用的话，我们还要采用效率高，自动化程度也高的设备才行。还有模具对产品的生产的要求，对塑料加工时产生的要求和产品的造型的设计都有很关键的作用。随着塑料制品的种类，生产量的增加，对注塑模具的要求也慢慢变高，所以迫使注塑模具需要不断的发展，才能满足目前国内需求。如果我们要看一个国家的工业生产的发达程度到底是如何的话，我们只需知道其模具制造技术就行了。
二 塑件的工艺分析
1.塑料件的设计要求（1）塑件名称：肥皂盒底座（2）塑件设计要求：
① 生产批量：大批量
② 塑件材料：ABS ③ 如没有标注公差，取MT5（3）肥皂盒底座的三维图：
如图2-1所示，这是就是我所设计的肥皂盒底座。因为肥皂盒是每一个家庭的都需要的东西，所以在我们生活中非常容易见到。我决定使用ABS塑料来加工。我因此请求的肥皂盒注射模设计的基础，它必须具有以下的设计要求，要拥有一定的外观，结构合理，大小适中，易于使用。（4）肥皂盒的尺寸图：
图2-1
图2-2 如图2-2所示，为肥皂盒底座的尺寸图，使用UG软件建模。
2.塑件原材料分析（1）ABS的基本特性
ABS是由丙烯腈，丁二烯，苯乙烯共聚而成的。ABS塑料拥有者三种材料的特性和优点，所以它的性能十分出色。丙烯腈的特点是耐化学腐蚀的能力强和拥有很高的硬度，丁二烯让塑件有更好的韧度，苯乙烯它具备出色的可染行和加工性能。
ABS颜色略微呈黄色，没有气味，也没有毒，加工完成后的产品颜色也很饱满。密度为1.02-1.05g/cm³。ABS的抗冲击的能力很强，不容易变形，即使温度很低，它的性能也不会有太多的改变。根据上述分析，可知ABS有不错的耐磨性和机械强度，耐寒，耐水，耐油，稳定性也高。酸碱盐，还有水对ABS几乎无影响，但酮，醛，酯，氯代烃中会溶解或形成乳浊液。
（2）ABS的主要用途
ABS塑料的用途很广泛，在建筑方面，电器领域，汽车制造上都有使用到。例如汽车方向盘，通风管，门锁，还有冰箱，电视，空调等。而在工业上，还会用来制造齿轮，泵叶轮，轴承等，可说是最实用的塑料。3.初步拟定模具成型方案
在我们设计模具的时候，必须考虑到它的经济效益，所以我根据模具塑件的结构形式，决定用一模两腔来加工。
为了加工时的严谨，我为这模具设计了两套加工方案，根据不同要求来删选。（1）模具的设计方案
方案一：浇口形式为直接浇口，型腔则是一模两腔。浇口的具体位置放在肥皂盒底座的表面上，然后使用推板推出机构推出塑件。
方案二：虽然也同样采用一模两腔，但是它最主要的区别是塑件的加工平面的中心，因为使用的是侧浇口来进行注塑的，浇口在分型面处，然后用推杆脱模。
（2）对于设计方案的分析
方案一：虽然使用推板推出会更好的保护塑件不受破坏变形，但是其选用直接浇口的话是不合适的，通常的肥皂盒都比较薄，如果注射的压力直接加到肥皂盒上的话，很容易产生应力变形，导致塑件被破坏。
方案二：虽然使用顶杆顶出，但关键在于其的侧浇口，浇口在塑件的分型的地方，侧面进料，可以充分控制料的进出时间，剪切浇口的时候也十分迅速，断面也小，所需的技术也不高，很适用。
塑件的外观质量也有一定的要求，外表面不能出现缩孔、气泡、划伤等各种缺陷，且要求较高的表面粗糙度，不适合中心浇口，直接浇口，所以优先使用侧浇口。经综合考虑来看，采用方案二。
三 注塑模具设计
1.型腔的分布
当我们确定型腔的时候，要考虑到下面的几点（1）注射机注射量的最大值需要满足（2）锁（合）模力的大小（3）塑件精度（4）经济性
由于塑件有以下的特点，生产批量巨大，重量较轻，结构并不复杂，考虑到生产效率，所以使用多型腔模具。
经过考虑，使用一模两腔的分布。如图3-1所示，2.选择分型面
分型面的选择还要注意以下几点
（1）如果我们要让塑件顺利的脱模的话，分型面的位置就要好好考虑，一般应设在产品断面尺寸最大的地方。
（2）要垂直分型面，还要按固定的方向移动（3）考虑到排气
（4）不能选择表面光滑的平面
图3-1（5）使模具零件易于加工
如题图3-2所示，为所根据肥皂盒底座设计的分型面。
3.型腔与型芯的结构及尺寸
（1）型腔、型芯的结构一共有两种，分别为整体型腔型芯和组合式结构。我因此请求的肥皂盒注射模设计的基础，它具有以下的设计要求，具有一定的外观，结构合理，大小适中，易于使用。（2）尺寸的计算
现在设塑件的尺寸LS是最大尺寸，并其公差按规定负值“-Δ”； 而凹模的名义尺寸LM是最小尺寸，公差按规定为正值“+δZ”可以得出公式如下：
LM[LS(1S)0.5]Z0图3-2
公式1 根据公式1，可以使用UG软件可以计算得出型腔以及型芯的尺寸 4.模架的添加
（1）定位圈与浇口套
定位圈通常在模具热流道中运用较多，形状是一个金属环，用来定位浇口套。他具有以下的几个特点，可耐高温、精度相对较高，密度高于其它元件等。通常有两种型号，但如有较奇特的要求的话，我们则使用不同定位形式和方法。
浇口套（其英文翻译为：Ingate Sleeve），它是让熔融的塑料的材料从注塑机的喷嘴中注入到模具的内部的流道组成部分，它是用于连接成型模具与注塑机的金属配件的关键部分。如图3-3所示，这就是我所添加的浇口套与定位圈
（2）浇口
我论文中的塑件的浇口为侧浇口。侧浇口易于加工，成型也简单。它的结构也简单调整尺寸的时候也方便，去浇口方便、残留小，选测位置方便，精度准确。而改变截面的尺寸还能够调整充模的速度与注射完成后的凝结时间，还能达到更好的充模效果。各种塑料都能够使用侧浇口进行注塑，但唯一缺点就是脱模是要去除，增加了时间还有成本。
图3-4 图3-3 如图3-4所示，这种侧浇口在形状的设计与形状的加工上,应该确保浇口处凝料的最薄弱的部分应在塑件的表面上，这样的话在开模时，就容易将浇口处切断而且不会留下痕迹。这种浇口便于塑件的注塑成型，还可以降低塑件的表面的粗糙度的值，改良浇口附近的流动的痕迹，提高各项物理性能。为了便于加工以及缩短合模封闭时间，所以浇口的位置应开设在塑件的分型面的地方，然后从塑件的外侧进料，进行注塑加工。
（3）流道
流道可以分为主流道和分流道两类。
主流道也称作主浇道、注道(Sprue)或竖浇道等，主流道是指从注塑机喷口与模具主流道的衬套接触的部分起，再到分流道为止的这一段流道。这部分是熔融塑料进入模具型腔后最先流经的一部分部分。
分流道也称作分浇道或次浇道，还能再区分为第一分流道以及第二分流道。分流道是用来过渡主流道和浇口的，使塑料从主流道平缓的进入浇口处。一般都用于一模多腔的模具，是塑料平均的流向各个塑件。（4）推出机构
推出机构有很多种，而塑件又是简单的结构，我就采用了最简单的顶杆推出机构。每个塑件都用多根顶杆顶出，保证强度，推出也很可靠，能够使塑件顺利的脱出。推板导柱、推板导套、推板、推杆固定板、固定螺钉、支承钉等结构。
①推杆
推杆为保证强度，直径选用6mm较粗的顶杆，形状则是圆柱形的，长度根据模具的大小和推出距离来确定。
把材料的选择，优质碳素结构钢钢，淬火的热处理，回火。②复位杆
复位杆为8mm的圆柱形结构。长度根据模具的大小和推出距离来确定。③推板导套
推板衬套钢材料是碳素工具钢，硬化。硬度为HRC45~48。
④推板导柱
材料选择：碳素工具钢T8A 热处理为淬火处理 硬度为HRC52-55 ⑤推板
推板长为231、宽为181、厚分16mm 采用普通碳素结构钢A3。⑥推杆固定板
推杆固定板长、宽、厚与推板的尺寸相同，分别为230、180、15mm 用普通碳素结构钢A3。⑦固定螺钉
注射机的推出机构都很庞大，有很多的元件，推出的机构的零件有：推杆、复位杆、选用M6内六角螺钉，长度大小为20mm，其作用为固定各板 ⑧支承钉
支承钉的工作部分的直径为20mm,高度则为10mm。下面直径为12mm 处理工艺为调质处理 硬度为HB270-290 材料选用45号钢。（5）冷却水道
模具的型腔周围要安装冷却水管，即水冷的方法。使水在其中不断地循环，带走型腔中的热量，维持所需要的模温，防止其模温过高。根据塑件的形状和冷却温度的要求，结合冷却单元可以提供的要求，对冷却水流量的位置设计。根据所用的材料的收缩率，可沿其收缩的方向设置冷却水道，这样可以抑制塑件的收缩，防止其收缩变形。由于塑件是薄壁型的塑件，所以水道需开设在型腔上面，排列方式可采用竖向排列。由于塑件属于浅型的腔件，所以选用型腔冷却水路的话，能更好的对塑件进行冷却。
注塑模的注射时温度对塑料件质量的影响主要有以下几个方面：
①塑件的变形：模具温度稳定，冷却速度均衡，可以很大的程度上减小塑件的变形
②塑件的尺寸精度：保持模具温度的稳定，能减小塑件收缩时的变化情况，提高塑件的尺寸精度
③塑件的力学性能：降低模具的温度，对塑件的力学性能有一定的好处
四 模具的工作原理1.模具的装配图
图4-1
图4-1 如图4-1所示，注塑模具的模架是由定模座板，定模板固定螺栓，定模板，动模板，型芯，定位圈固定螺栓，定模垫板，动模垫块，动模座板，支撑钉，复位杆，推板固定板，推板，拉料杆，导柱，导套，浇口套，定位圈，推杆，推板导套，推板导柱，动模板固定螺栓等部分组成，根据不同的模具，略有差别。
2.模具的工作原理
该注塑模具使用的是侧浇口单分型面的模具，开模时动模、定模合模。当注射过程开始时，熔融的塑料通过浇口流道注入封闭的型腔中，经过注射、保压、冷却等工序后结束。开模时，定模板还有定模座板先分离，与此同时，主流道中的凝料被拉料杆从浇口套中拉出。当拉杆起到限位作用时，主分型面分离，塑件则是被带往动模，而浇注系统中的凝料脱离，拉料杆则自动脱落。
五
注塑机参数的校核
1.注射机有关工艺参数的校核（1）锁模力与注射压力的校核
F＞p（n·A+A1）公式2 注
P--注射时的型腔压力 A--塑件在分型面上的投影面积 A1--浇注系统在分型面上的投影面积 F--注射机额定锁模力
（2）模具厚度与注射机闭合高度
S≥H1+H2+（5—10）公式3 注
S--注射机的最大开模行程 H1--推出的距离 H2--塑件的高度
根据公式1和公式2可以校核注塑机的参数。
总 结
本次的毕业设计的课题是“肥皂盒底座注塑模具的设计”。在完成论文的过程中，通过查阅相关专业的书籍，我对注塑模具的设计有了更深刻了解。经过每一个步骤的设计，也让我的设计原理有了更好的理解，同时也在书中找到了不好相关知识，弥补了我在学校中学到的知识的缺漏，让我更加深刻的理解了注塑模具。
通过这次的毕业设计，也让我懂得了注塑模在成型前的原理与设计过程。我还知道了以下几个注意点：为了提高模具生产的效率，我们就可以使用一模多腔的设计方法，提高生产数量。但这样的话分流道数目就会增加，而浪费材料，所以我们会使用合理的设计方法，来避免浪费现象的出现。还要注意注塑时产生的气泡，它会影响塑件的质量。采用合理的浇口，也会减少不必要的麻烦，还能提高塑件表面的光滑程度，还能提高塑件的外观。
参考文献
1.屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.高等教育出版社.2007.2.梁士红，王银春.UG注塑模具设计综合实训.国防工业出版社.2013.3.李学锋.塑料模设计及制造.北京.机械工业出版社，2009.4.丁闻.塑料成型模具手册.北京: 西安交通大学出版社，1993.5.王佑生等.塑料模具计算机辅助设计.北京：机械工业出版社，1999.6.福井雅彦等.精密塑料模具与成型技术.北京: 模具技术协会.2006
谢 辞
在此时，经历了好几个月的时间，我的毕业设计论文也终于到了最后收尾的阶段，最后还要请毕业设计指导老师帮我做以下最后的检查工作。通过这次毕业设计的机会，让我查找了很多关于模具技术的相关书籍，使我在这段不是很长的时间里，让我的模具设计的水平有了非常大的提高。我十分高兴。从陌生到熟悉，从接触到了解，这是每个人学习时必须经历的东西，我将会不断地充实自己，弥补自己的不足。
还要感谢帮助我的老师，同学还有集体，没有的你们的帮助我是不可能完成这篇论文的，我在这里由衷的表示感谢。
第二篇：肥皂盒上盖注塑模具设计
摘要
近年来，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是塑料模具提出了越来越高的要求，2004年，塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30%左右，据有关专家预测，在未来几年里，中国塑料模具工业还将持续保持年均增长速度达到10%以上的较高速度的发展。国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展中重点为工程塑料模具。
注射成型是塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性塑料的成型，可以一次成型形状复杂的精密塑料件。本课题就是将肥皂盒的上盒盖作为设计模型，将注射模具的相关知识作为依据，阐述塑料注塑模具的设计过程。本设计对肥皂盒上盒盖进行的注塑模设计，利用UG软件对塑件进行了实体造型，对塑件结构进行了工艺分析。明确了设计思路，确定了注射成型工艺过程并对各个具体部件部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。最后用autoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。
本课题对肥皂盒上盒盖的注塑模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。
关键词：塑料模具，注射成型，模具设计，注塑模具
Abstract In recent years, China's household electrical appliance industry high speed development of the tooling industry, especially the plastic mold of the increasingly high demand, in 2004, the plastic mold in the mold industry in the proportion has increased to about 30%, according to the experts forecast, in the next few years, China plastic mold industry will continue to maintain an growth rate of 10% over the high speed of development.The domestic market to plastic mold injection mold greatest demand, the development of key engineering plastics die.Plastic molding injection molding is an important method, which is mainly applied to the thermoplastic plastic molding, molding can be a complex shape of precision plastic parts.This topic is to soap box and the box cover as a design model, the injection mold related knowledge as the basis, elaborated the design process of plastic injection mold.The design of the soap box cover for the injection mold design, the use of software UG plastic parts for the solid modeling of plastic parts of the structure, the technological analysis.Defined the design, determine the injection molding process and to each specific parts of a detailed calculation and verification.The design of such a structure can be used to ensure reliable die, ensure that the other parts of the mix.The last autoCAD mapping using a set of mold assembly drawing and parts drawing.The subject of the soap box cover injection mold design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent.Key words: plastic mold, injection molding, mold design, injection mold
目录
摘要………………………………………………………………………………1 Abstract 第一章 绪论……………………………………………………………………5 第二章 肥皂盒塑料件…………………………………………………………6 2.1 塑料件的原材料分析…………………………………………………6 2.2 塑料件的结构和尺寸精度及表面质量分析…………………………7 2.2.1 塑料件的结构分析……………………………………………… 7 2.2.2 塑料件尺寸精度的分析………………………………………… 7 2.2.3 表面质量的分析………………………………………………… 7 2.3 塑料件的体积重量……………………………………………………7 2.4 塑料件的注塑工艺参数的确定………………………………………7 第三章 注射机的选择…………………………………………………………9 3.1 注射机的分类…………………………………………………………9 3.2 注射机的选用…………………………………………………………9 第四章 塑料注塑模具设计……………………………………………………10 4.1 分型面的选择…………………………………………………………10 4.2 型腔数的确定…………………………………………………………10 4.3 注塑模具钢材的选用…………………………………………………10 4.4 模具工作的设计与计算………………………………………………10 4.4.1 凸模的设计……………………………………………………… 11 4.4.2 凹模的设计……………………………………………………… 11 4.5 浇注系统………………………………………………………………11 4.5.1 浇注系统的组成………………………………………………… 11 4.5.1.1 组成浇注系统的零件…………………………………………11 4.5.1.2 浇注系统的组成部分…………………………………………11 4.5.2 浇注系统的设计………………………………………………… 11 4.5.2.1 浇注系统零件的设计…………………………………………11 4.5.2.2 浇注系统的设计………………………………………………12 4.6 推出系统………………………………………………………………12 4.6.1 推出机构的作用和种类………………………………………… 12 4.6.2 推出机构的组成………………………………………………… 12 4.6.3 推出机构的设计………………………………………………… 13 4.7 导向机构…………………………………………………………… 14 4.7.1 导向机构的作用和组成…………………………………………14 4.7.2 导向机构的设计………………………………………………… 14 4.8 冷却和排气系统………………………………………………………14 4.8.1 冷却系统…………………………………………………………14 4.8.2 排气系统…………………………………………………………14
4.9 注塑模具标准模架的设计……………………………………………14 4.9.1 选择标准模架型号…………………………………………………14 4.9.2 模架主要尺寸确定原则……………………………………………14 4.9.3 动模板的设计………………………………………………………15 4.9.4 确定模架的长度和宽度……………………………………………15 4.9.5 模安装参数的校核…………………………………………………15 第五章 总结………………………………………………………………………17 致谢…………………………………………………………………………………18 参考文献……………………………………………………………………………19
第一章 绪论
在21世纪的今天，随着科学技术的不断进步和社会的高速发展，产品更新换代越来越快。无论是工业产品还是家电产品，大多数应用模具成型。因此，产品对模具的精度要求越来越高，越来越普及，其产品在人们的生活中的作用越来越大，在人们生活中不可缺。
塑料模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工具，它对塑料零件的制造质量和成本起着决定性影响，所以对塑料模具的设计要求还是比较高的，从产品的角度讲，能生产出尺寸精度，外观，物理特性和化学特性等各方面均满足使用要求的优质；从模具使用的角度讲，要求的效率高，自动化并且操作简单；从模具角度讲，要求模具结构合理，制造容易，成本廉价。模具设计过程一般是设计收缩率，毛坯尺寸，型腔布局，然后进行分模，创建型芯型腔，滑块，添加模架和标准件，最后设计浇注系统，冷却系统和建腔，生成材料清单和模具图。
在现代塑料制品的生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是不可少的三项重要因素。尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺的要求，塑料制品使用要求和造型设计起着重要的作用，随着塑料制品的品种和产量需求量的增加，对塑料模具也提出了越来越高的要求。促使塑料模具不断的向前发展。由于模具是典型的技术密集型产品，为了表达清楚设计意图，设计人员必须花费大量的时间来绘制模架，顶杆，滑块等结构对固定的零部件。目前CAD/CAM的发展，为广大模具设计人员提供了方便。
在科学技术飞速发展的今天，模具设计多借助计算机软件进行设计和加工，这就实现了模具设计有经验设计阶段向理论计算机的发面。例如，CAD/CAM在模具设计方面的应用。本设计就以UG和CAD为辅助软件进行了塑料端盖的设计。按照模具设计的一般步骤，从产品设计，型芯型腔的设计，模架设计，浇注系统，冷却系统的 设计到标准见的选择，到模具工程图的生成。每一步都按照模具设计的一般规则，进行准确计算，并且绘制出正确的零件图。
通过本课题设计，并借助电脑和图书馆查阅资料，了解和懂得模具的使用特性和工艺特性，并能设计模具。还有通过本设计，可以巩固同学们的机械知识和CAD/UG的软件的操作。
第二章 肥皂盒塑料件
图 2-1 肥皂盒上盖三维图
图 2-2 肥皂盒图
2.1 塑料件的原材料分析
塑料材料的特性：大多数聚苯乙烯（PS）都是透明的，非结晶材料。PS具有很好的化学稳定性，热稳定性，透光性（透光率88%~92%），密度：1050 kg/m³，电导率：(σ)10-16 S/m，导热率：0.08，杨氏模量：(E)3000-3600 MPa，拉伸强度：(σt)46–60 MPa，伸长长度：3–4%，夏比冲击实验：2–5 kJ/m&su3，玻璃转化温度：80-100°C，熔点：240°C，热
膨胀系数：(α)8 * 10-5/K，热容：(c)1.3 kJ/(kg·K)电绝缘特性以及很小的吸湿倾向。能够抵抗水，稀释无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。PS收缩率在0.4%~0.7%，易着色，装饰性好。
PS塑料的缺点：质地硬而脆，塑件由于内应力而易开裂，耐热性低，易老化。PS塑料的用途：在工业上可用作仪表外壳，灯罩，化学仪器零件，透明模型，产品包装等；在电气方面可用作良好的绝缘材料，接线盒，电池盒，光源散射器，绝缘薄膜等，透明容器等；在日用品方面广泛用于包装材料，各种容器，玩具及餐具，托盘等等。
2.2 塑料件的结构和尺寸精度及表面质量分析
2.2.1 塑料件的结构分析
该零件的总体形状为凹形状，结构比较简单。2.2.2 塑料件尺寸精度的分析
肥皂盒盖为日用品，表面精度要求要高一点，因此重要的尺寸的精度要设计的较高一些，一般采用四级或五级精度，其它尺寸无公差要求，一般可采用八级或九级精度。
由以上的分析可见，该零件的尺寸精度属于中等偏上，对应模具相关零件尺寸的加工可保证。从塑料的壁厚上来看，壁厚最大处为1mm，最小处为0.4mm，壁厚差为0.6mm，比较均匀。2.2.3 表面质量的分析
该零件的表面要求无凹坑等缺陷外，表面无其它特别的要求，尺寸不是太大，故比较容易实现。
综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的要求可以得到保证。
2.3 塑料件的体积重量
肥皂盒上盖的体积V=11088.5mm³ 肥皂盒上盖的质量M=Ρv 经查表可得聚苯乙烯的密度为1050 kg/m³ M=11088.5*1.05*0.001=11.7（g）故塑料盒上盖的质量为17g 2.4 塑料件的注塑工艺参数的确定
根据情况，聚苯乙烯的成型工艺参数可作如下选择，在试模时可根据实际情况作适当调整。
料筒温度：180℃-280℃，选用200℃
模具温度：50℃-80℃
注射压力：20MPa-60MPa 选用40 MPa 注射时间：3s 保压时间：30s
冷却时间：30s 总时间：63s 综上参数；可以保证模具设计和检验，并可以根据实际情况作适当调整，最终保证实际模具可行。
第三章 注射机的选择
3.1 注射机的分类
（1）按外型可分为立式，卧式和角式三种，应用较多的是卧式注射机。
（2）按塑化方式分为柱塞式和螺杆式两种。
（3）按用途分为通用型和专用型两种。
（4）按传动方式分为机械式，液压式和机械液压联合式三种。
3.2 注射机的选用
表3-1 注射机选用特性
注射机的规格目前世界上尚无同一的标准，我国常采用额定注射量来表示注射机的规格。
此设计的注射机就选用常用的XS-ZY-250，X指成型，S指塑件，Z指注射，Y指螺杆式注射机。喷嘴直径4mm，动定模固定板尺寸428mmX458mm。
第四章 塑料注塑模具设计
4.1 分型面的选择
图4-1 分型面的位置
该塑件为肥皂盒上盖，表面质量无特殊要求，只要求手感好，美观即可，此零件可采用上图所示的分型面比较合适。
4.2 型腔数的确定
肥皂盒上盖）属于日常用品，结构简单，市场需求量一般，对
模具要求简单，经济廉价，因此我们可确定模具型腔数位一个，既简单又经济。
4.3 注塑模具钢材的选用
材的要求很高，钢材的选择是否适当，对模具寿命，加工件,度等影很大,要求内容因模具的结构，模具的寿命，成型用的材料，成型品的性能，外观，尺寸精度而异，一般要求如下；
1，购买方便；
2，机械加工性能良好；
3，抛光容易，加工面美观； 4，强度，韧度和耐磨性好； 5，无砂孔等内部缺陷；
6，热处理容易，热变形小； 7，耐热性好，热膨胀系数小； 8，焊接性能好；
根据以上等几条原则，此模具各个部件的材料的选用要适宜。
4.4 模具工作的设计与计算
设计模具时，不但要考虑塑料件的自身尺寸，还要考虑塑料件的收缩性，尺寸公差,平均尺寸等一些因素；PS的成型收缩率为0.005，模具的制造公差Z=△/3.型腔工作尺寸的计算公式为 L=[(1+S)Ls-x△]+ Z（公式4-1）
式中 S——塑件的平均收缩率 Ls——塑件的最大外形尺寸
X——系数，尺寸大精度低的塑件，X=0.5；
尺寸小精度高的塑件，X=0.75；本设计X取0.5
△——塑件的公差尺寸，△=0.39，Z=△/3=0.13 4.4.1 凸模的设计
凸模采用嵌套式，因为凸模易磨损，嵌套式结构便于替换和安装。L=[(1+S)Ls-x△]+ Z 长：L1=[（1+0.005）X119.2-0.5X0.39]+0.13 =119.731 L2=[（1+0.005）X118-0.5X0.39]+0.13 =118.525 宽：L1=[（1+0.005）X69.2-0.5X0.39]+0.13 =69.481 L2=[（1+0.005）X68-0.5X0.39]+0.13 =68.275 高：L1=[（1+0.005）X15-0.5X0.39]+0.13 =15.01 L2=[（1+0.005）X5-0.5X0.39]+0.13 =5 4.4.2 凹模的设计
凹模采用连接式，用螺钉连接，便于安装和替换。
长: L=[（1+0.005）X120-0.5X0.39]+0.13 =120.535 宽：L=[（1+0.005）X70-0.5X0.39]+0.13 =70.285 高：L=[（1+0.005）X20-0.5X0.39]+0.13 =20.035 凸模和凹模的设计尺寸公差可以根据零件的实际尺寸公差而定，以零件的最终尺寸为准，无具体要求。
4.5 浇注系统
4.5.1 浇注系统的组成
4.5.1.1 组成浇注系统的零件： 浇口套
定位圈
拉料杆
定模板
4.5.1.2 浇注系统的组成部分
主流道
浇口
冷料穴
4.5.2 浇注系统的设计 4.5.2.1 浇注系统零件的设计
浇口套的结构。使用XS-ZY-250注射机时定位孔直径为100mm，与浇口套下
部尺寸相差较大，所以选用定位圈与浇口套分离的结构
XS-ZY-250注射机的注射部分喷嘴球头半径为18mm，喷嘴直径为4mm 2）浇口套的设计
取40mm，深度取15mm，浇口套外径取100mm。
料选T10A的碳素结构钢，淬火处理HRC50-55 1）定位圈得设计
径取100mm，厚度取15mm。
选用普通碳素结构钢A3，不需要热处理。4.5.2.2 浇注系统的设计 1）主流道的设计
根据设计手册查得XS-ZY-250型注射机喷嘴有关尺寸如下：
前端孔径：d0=4mm 前端球面半径：R0=18mm 为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径D应稍大于注射喷嘴直径d。D=d+（0.5—1）mm=4+1=5mm 道的半锥通常为1到2度，过大的锥角会产生湍流和涡流，卷入空气，过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大，此处的锥角选用1.5度。经换算得主流道大端直径为8mm，为使熔料顺利进入模具，可在主流道出料端设计半径r=5mm的圆弧过度。主流道的长度一般控制在60mm之内，可取59.965mm。2）浇口的设计
根据浇口的成型要求及型腔的排列方式，选用直浇口较为合适。
口一般开设在模具的分型面上，从制品的上方进料，故也称之为直接浇口。直浇口的截面形状为圆形，其优点是截面形状简单，易于加工，便于试模修正。因为该制件无表面特殊要求，又是小型制品的结构，所以采用直浇口。
的尺寸无特别的要求，主要是参考注射机前端的尺寸，固定板和动模的尺寸，以此保证浇注的时间和速度。3）冷料穴与拉料杆的设计
对于依靠推杆脱模的模具常用I字型拉料杆，起到定位和引导的作用。
4.6 推出系统
4.6.1 推出机构的作用和种类
注射模的推出机构有推杆，推管和推板三种形式。
由于塑件形状简单，所以采用普通推出机构中的推杆推出方式。每个制件用两根顶杆顶出，其结构简单，推出可靠。4.6.2 推杆推出机构的组成
组成注射模的推杆推出机构的零件有：
推杆
推板
推杆固定板
固定螺钉
4.6.3 推杆推出机构的设计 1）复位杆（如图4-2）
复位杆选用阶梯型圆柱，复位杆的小直径选12mm，大直径选14mm，采用圆柱形结构
长度由模板厚度和塑件的推出距离而定，取162mm。复位杆材料选用优质碳素结构钢45
图 4-2 复位杆
号钢，淬火处理, 低温回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，与动模板 间隙配合H8/f8。
2）复位杆导套（如图4-3）材料选用碳素工具钢T8A，淬火处理HRC45-48，小孔孔径12mm，大孔直径14mm，图 4-3 复位杆导套
长度90mm。
3）推杆（如图4-4）
材料选用碳素工具钢T8A，淬火处理HRC52-55，上端圆柱直径10mm，下端螺纹大径
图 4-4 推板导柱
10mm，长度 90mm 4）推板（如图4-5）
材料选用普通碳素结构钢A3，淬火处理HRC45-50，长，宽，高分别为120mm，100mm，图 4-5 推杆固定板
10mm。
5）上固定螺钉
选用M12的圆角螺钉，长度55mm。6）凸模固定螺钉
选用M6的圆角螺钉，长度16mm。7）下固定螺钉
选用M10的圆角螺钉，长度30mm。
4.7 导向机构的设计
1）导柱的设计
柱导柱，导向部分直径12mm，高度130mm，材料选用碳素工具钢T8A，图 4-6 导柱
淬火处理HRC45-48，表面粗糙度Ra0.8.（如图4-6）
2）导套的设计
导套，导向部分内直径12mm，外直径16mm，高度90mm,材料选用碳素工具钢T8A，淬火处理HRC45-48，表面粗糙度Ra0.8，与动模板间隙配合H8/f8。（如图4-7）
图 4-7 导套
4.8 冷却和排气系统
4.8.1 冷却系统
冷却系统的设计通常是在动模板和定模板上设计冷却水道，设计时应首先根据ABS塑料的成型温度和注射量进行热平衡计算，再确定冷却水道的尺寸和位置。
4.8.2 排气系统
排气系统可使型腔和浇注系统中原有的空气及塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体顺利排出模具之外，以保证熔体顺利充满型腔。可以采用模具零件的配合间隙自然排气。
4.9 注射标准模架的设计
4.9.1 选择标准模架型号
中小型模架国家标准有四种基本型的结构。我们选用最常用的A2型标准模架。
4.9.2 模架主要尺寸确定原则
模架的长，宽取决于型腔，型芯，导柱及推出机构的位置，以及各零件不干涉原则。确定模架的长度和宽度应以设计动模板为基准。4.9.3 动模板的设计
动模板的尺寸定为：长，宽，高分别为355X250X30mm，材料为A3钢。4.9.4 确定模架的长度和宽度
图 4-8 定模版
模具的底座的长度，在动模板长度的基础上两侧各加上压板空间的尺寸，取400mm，模具宽度与动模板一致取250mm。4.9.5 模安装参数的校核
图4-9 装配示意图
1：复位套 2：浇注口 3：定模板 4：凹模
5：导套 6：导柱 7：动模板 8：推杆 9：推板 10凸模： 11：下固定板 12：复位杆 模具各模板的厚度分别为：
H1——上模座40mm H2——型腔板40mm H3——凸模板40mm H4——下底座80mm 模具的闭合高度为H=H1+H2+H3+H4=200mm 所允许的最大模具厚度Hmax=350mm 即模具满足Hmin<=200mm<=Hmax的安装条件。
经查资料XS-ZY-250型注射机的最大开模行程S=180mm S>=H1+H2+（5-10）mm =40+40+10 =90mm 满足要求
所以注射机的开模行程足够，由以上的验证可知，型注射机能满足使用要求，故可采用。
第五章 总结
经过一个多月的设计让我对模具设计方法有了大致的了解，也巩固和学习了许多专业知识，收获很大。针对本次塑件料肥皂盒上盖的注塑模具设计总结如下： 1，此设计采用一模一穴，设计结构简单，节省原材料。2，模具采用嵌套式，加工方便，更换容易，更加经济。
3，因为成型部分采用了嵌套结构，塑件边缘留有痕迹，因此要求嵌块的尺寸，行为公差等级增加了一些难度。4，由于设计水平，设计经验有限有限，在设计中对很多细节没有做太多的考虑，因此增加了试模，调试的工作量。
致谢
本次设计是在李润娟老师的悉心指导下完成的，李润娟老师为我的设计提出因了许多指导性的意见和许多具体的指导和帮助。李润娟老师的严谨治学的教学作风，孜孜不倦的敬业精神，给我留下了深刻的印象，使我受益良多。在本文结束之际，特向我敬爱的指导老师致以最崇高的敬意和深深的感谢！
在我写毕业论文期间，得到了机电系多位老师的帮助，在忙碌的工作之余，给予我专业知识上的悉心指导，而且教给我学习的方法和思路，使我在模具设计上有了新的认识和提高。在此，我对他们表示由衷的感谢！
感谢给予我建议和帮助的老师!
参考文献
[1] 张维合 注塑模具设计实用教程 北京：化学工业出版社 2007.9 [2] 李云程 模具制造工艺学（第2版）北京：机械工业出版社 2008 [3] 张建中 机械设计基础 北京：高等教育出版社 2007.8 [4] 王纪安 工程材料与材料成形工艺（第二版）北京：高等教育出版社
2004.12
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
nFpA2 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:
W4L D3.7D——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 SSmaxSmin2*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。
3z根据公式 LM=LS(1S)
40δz可取△/3,此时，X基本尺寸/mm 公差值/mm 计算
3z124.74 1.48 LM =L1S(1S)40 3 =124.74(10.7%)1.48400.38=124.50
1.483
384.6 1.2 LM =L2S(1S)40z
0.43 =84.6(10.7%)1.2400.4=84.290
（2）型芯径向尺寸的计算
3ll(1S)=根据公式 MS4z
0基本尺寸/mm 公差值/mm 计算
3lm=d1S(1S)119.26 1.48 4z 0=119.26(10.7%)31.48
40.16=121.20500.16
379.4 1.2 lm=d1S(1S)4z
00=79.4(10.7%)31.240.4 =80.8600.4
3lm=d1S(1S) 14.71 0.58 4z
00=14.71(10.7%)30.58
40.19
=15.2500.19
（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。
2zHS(1S)根据公式 HM=30以下x为2/3
0基本尺寸/mm 公差值/mm 计算
2z27.35 0.7 H1M=H1S(1S)30
2=27.35(10.7%)0.7300.23=27.070
0.23
18（4）型芯高度的尺寸计算
2根据公式 ： hM=hS(1S)
3z0基本尺寸/mm 公差值/mm 计算
224.65 0.7 hM=hS(1S)3z
0=24.65(10.7%)20.7
30.23=25.2900.23
（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)Cs0z 2基本尺寸/mm 公差值/mm 计算 0.58 Cm=(1+S)Csz2
=15(1+0.7%)0.097 =15.1050.097 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：肥皂盒注射模具设计
江西城市职业学院
应用科技学院
题 目： 肥皂盒注射模具设计 专 业： 机械制造与自动化 学生姓名： 祝顺君 指导教师： 刘水寿
日 期： 2013年10月27日
摘 要
大学二年的在校学习已经结束，毕业设计是大学课程最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。在完成大学二年的课程学习和课程、顶岗实习，我熟练地掌握了机械制图（Auto CAD）、机械设计、机械制造等专业基础课和塑料成型与模具设计、模具材料与热处理以及Pro/e、CAXA制造工程师计算机软件等专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。
本课题是针对我们日常生活中常用的肥皂盒的注射模具模具设计，通过对塑件进行工艺分析及比较，最终设计出注射模。该课题从产品结构工艺性、具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核等做详细介绍，并且简单的编制了模具的制造加工工艺性。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是肥皂盒注塑模的设计。设计出一套注射模来生产肥皂盒塑件产品，以实现自动化提高生产。针对肥皂盒的具体结构，该模具是潜伏式浇口的（单）分型面注射模具。通过模具设计表明模具能达到肥皂盒的质量和加工工艺要求。
在设计过程中，我通过在图书馆借阅相关手册和书籍，充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计中难免会遇到一定的困难，但通过指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师给予指正。
关键词：注射模具 肥皂盒 设计
目 录
..............................................................................................................................6 第一章
塑件成型工艺分析
1.1肥皂盒的结构设计................................................................................................................................6 1.2肥皂盒材料的选择及成型工艺分析....................................................................................................6 1.2.1根据塑件的结构及使用要求，我选择聚苯乙烯（PS）.........................................................6
..................................................................................................................................7 第二章
塑件工艺性分析
2.1分析塑件的结构工艺性........................................................................................................................7 2.2工艺性分析............................................................................................................................................7 2.3 注射机的选择.......................................................................................................................................8 第三章
塑件在模具中的位置与浇注系统的设计..........................................................................................8 3.1 型腔数目的确定...................................................................................................................................8 3.2 型腔的分布...........................................................................................................................................9 3.3 分型面的选择.....................................................................................................................................10 3.4 浇注系统的设计.................................................................................................................................10 3.4.1 浇注系统的组成及设计原则..................................................................................................11 3.4.2 主流道的设计..........................................................................................................................11 3.4.3 分流道的设计..........................................................................................................................12 3.4.4 浇口的设计..............................................................................................................................13 3.4.5 冷料穴和拉料杆的设计..........................................................................................................14 3.4.6 排气系统的设计......................................................................................................................15
....................................................................................................................15 第四章
成型零部件的结构设计
4.1凹模的结构设计..................................................................................................................................16 4.2 型芯结构的设计.................................................................................................................................16 4.2.1主型芯的设计...........................................................................................................................16 4.2.2小型芯的设计...........................................................................................................................16 4.3成型零部件工作尺寸的计算..............................................................................................................17 4.3.1计算成型零部件工作尺寸要考虑的因素...............................................................................17 4.3.2成型零部件相关尺寸的计算...................................................................................................17
............................................................................................................................18 第五章
结构零部件的设计
5.1模架的选择..........................................................................................................................................18 5.2支撑零部件的设计..............................................................................................................................19 5.2.1支撑板的设计...........................................................................................................................19 5.3合模导向机构的设计..........................................................................................................................19 5.3.1导向机构设计要点...................................................................................................................20 5.3.2导柱的设计...............................................................................................................................21 5.3.3导套的设计...............................................................................................................................21
................................................................................................................................22 第六章
推出机构的设计
6.1推出机构的设计原则..........................................................................................................................22 6.2推出机构的选择..................................................................................................................................23 6.3推出力的计算......................................................................................................................................23 6.4推出机构的导向与复位......................................................................................................................24 6.4.1推出机构的导向.......................................................................................................................24
....................................................................................................................24 第七章
加热、冷却系统的设计
7.1冷却回路尺寸的确定..........................................................................................................................24 7.2冷却回路孔直径的确定......................................................................................................................25 7.3冷却回路的布置..................................................................................................................................25 7.4模具加热系统的设计..........................................................................................................................25................................................................................................................................25 第八章
主要尺寸的校核
8.1注塑机相关参数的校核......................................................................................................................25 8.1.1注塑压力的校核.......................................................................................................................25 8.1.2锁模力的校核...........................................................................................................................26 8.1.3开模行程和塑件推出距离的校核...........................................................................................26 8.1.4模具与注塑机安装部位相关尺寸的校核...............................................................................26 8.2模具厚度的校核..................................................................................................................................26 8.3注射模具工作原理装配图..................................................................................................................26................................................................................................................................................28 第九章
结束语
................................................................................................................................................28 参
考
文
献
第一章 塑件成型工艺分析
1.1肥皂盒的结构设计
根据塑件的结构分析，本设计塑件的三维尺寸为100×70×25（㎜），壁厚为1㎜，外部圆角为R20㎜，底部与侧壁圆角为R5㎜。其图形如1—1所示：
1—1
肥皂盒在我们生活中极为普遍，几乎每家都要用到。其结构也各种各样。本次设计以使用方便为原则，设计出一套生产结构简单，使用方便，使用寿命长的肥皂盒注射模具。
1.2肥皂盒材料的选择及成型工艺分析
1.2.1根据塑件的结构及使用要求，我选择聚苯乙烯（PS）。(1)、PS的概述
PS是一种无色、透明、质坚、性脆，似玻璃状的非晶型塑料。其密度为1.04～1.07g/cm3,吸水率为0.02%～0.05%，PS制品能在潮湿环境下保持其强度和尺寸稳定性。在设计PS制品时应避免尖角、缺口。同时，壁厚差距不宜过大，应尽量均匀、一致，以减小应力开裂现象，耐热性差。
PS的特点：
优点：PS价格低廉，透明性、刚性、着色性及模塑性好，吸湿性低。缺点：冲击强度差，耐化学试剂和耐融试剂性不好。质硬而脆不耐沸水易燃烧。
（2）、PS的成型加工性能
①
流动性：熔融状态下的表观黏度随温度和剪切应力的增高而降低，因此在成型加工时，要降低熔融黏度以提高流动性。同时，避免树脂在高温下的热、氧降解。
② 吸湿性：PS的吸湿性小，约为0.02%～0.05%。成型前可不干燥，为提高表面光泽，可先在70℃的温度下预热1～2h。
③ 收缩率及其变化范围小，在0.4%～0.7%之间，有利于成型出尺寸精度较高，尺寸稳定性较好的制品。一般型腔脱模斜度为35′～1°30′，型芯脱模斜度为30′～1°。
④ 宜采用高料温（108～215℃），高模温（<70℃）及低注射压力、延长注射时间，有利于减小内应力，防止缩孔和变形。
第二章 塑件工艺性分析
2.1分析塑件的结构工艺性
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，我选择一般精度等级：五级。
塑件工艺参数：
成型时间：注射时间：0s~3s 模具温度：20~60℃
保压时间：15s~40s 喷嘴温度：180~190℃
冷却时间：15s~30s 保压压力：30~40Mp 总周期： 40s~90s 注射压力：60~100Mpa选用70 Mpa 结论：由分析可确定为注射成型的模具。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
注射机的选择应考虑的因素很多，除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，还有模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。
按图1—1塑件所示尺寸近似计 塑件质量：M≈26g 塑件体积：M≈24.7㎝3
根据塑件的结构及尺寸，我初选的注射机为国产注射机XS-ZY-125卧式注射机。该注射机参数为：
额定注射量：125㎝3 螺杆直径：42㎜ 注射压力：120Mp 锁模力:900KN 注射时间：1.6s 最大成型面积：320㎝2 模具最大厚度：300㎜ 模具最小厚度：200㎜ 注射方式：螺杆式 最大开合模行程：300㎜ 拉杆空间：260×290㎜ 定位圈尺寸：ø100㎜ 中心距：230㎜ 动、定模固定板：428×458㎜ 喷嘴球半径：18㎜ 喷嘴口直径：4㎜ 顶出形式：两侧设有顶杆
第三章 塑件在模具中的位置与浇注系统的设计
3.1 型腔数目的确定
与多型腔模具比较，单型腔模具具有塑件形状和尺寸一致性好、成型工艺条件易控制、模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期时间短等特点。但是，在大批量生产的情况下，多型腔应为更适合的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的整体成本。
根据注射机的额定锁模力来确定型腔的数目, n≤(Fp-pA1)/pA 式中
Fp…………注射机的额定锁模力，N;900KN P…………塑料熔体在型腔中的成型压力，MPa;70 A1…………浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积，㎜2；164 A…………单个塑件在分型面上的投影，㎜2。5706 n≤(900000-70×164)/70×5706 n≤2.21 根据以上计算，我确定选用一模两腔制。3.2 型腔的分布
对于多型腔模具由于型腔的排布与浇注系统密切相关，所以在模具设计时应综合加以考虑。型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地填充每个型腔，从而使各个型腔内的塑件质量均一稳定。多型腔模具的型腔在模具分型面上的排布形式有两种，即平衡式排布和非平衡式排布。本设计为一模两腔制。所以，型腔的分布如下图3—1：
3—1 3.3 分型面的选择
分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，因此分型面的选择是注射模具设计的一个关键步骤。
分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。
分型面的选择原则：
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 分型面的选择应便于排气
除了以上这些基本因素外，分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上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。
3—2
3.4 浇注系统的设计
浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统控制着塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为止的那一段流道。
3.4.1 浇注系统的组成及设计原则
浇注系统由：主流道、分流道、浇口、冷料穴组成。浇注系统的设计原则 ① 了解塑料的成型性能 ② 尽量避免或减少产生熔接痕 ③ 有利于型腔气体的排出 ④ 防止型芯变形和嵌件位移 ⑤ 尽量采用较短的流程充满型腔 ⑥ 流动距离比和流动面积比的校核 3.4.2 主流道的设计
主流道是指浇注系统中从注射喷嘴与模具接触处道分流道为止的塑料熔体的流动通道。他的形状与尺寸对塑料熔体流动速度和冲模时间有较大影响，因此必须使熔体的温度降低和压力损失最小。
主流道的设计要点：主流道通常垂直于分型面设计在模具的浇口套中，呈圆锥形，锥角一般为2°～6°，以便于凝料从浇口套中拔出。小端直径比注射机喷嘴直径大0.5～1㎜。由于其小端前面是球面，其深度为3～5㎜。主流道球面半径比喷嘴球面半径大1～2㎜。流道面粗糙度为Ra≤0.8μm。
3—3 浇口套的制造： 浇口套一般采用碳素工具钢（T8A、T10A）制造，热处理淬火硬度35～57HRC。浇口套与模板之间的配合采用H7/m6过渡配合，浇口套与定位圈采用H9/f9配合。定位圈外径比注射机模板上的定位孔直径小0.2㎜以下。
主流道凝料体积
V主=（л/4）d2L=(3.14/4)×[(7.1+4)/2]×2×30=259.05㎜3≈0.26㎝3
3.4.3 分流道的设计
分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。其作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量与压力的损失。
① 分流道的形状与尺寸 分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧，其截面形状应尽量使其比表面积（流道表面积与其体积之比）小。常用分流道截面形状有圆形、梯形、U形、半圆形及矩形。
分流道截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸、成型工艺条件及流道长度等因素来确定。
② 分流道的长度 根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流道、二次分流道等。分流道的长度要尽可能短，且少弯折，以减少热量与压力的损失，节约塑料材料和降低耗能。
③ 分流道的表面粗糙度 由于分流道中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能太低，一般Ra取1.6μm。
④ 分流道在分型面上的布置形式 分流道在分型面上的布置形式与型腔在分型面上的布置形式密切相关。其应遵循两个原则：一是排列尽量紧凑，以缩小模板尺寸；二是流程尽量短，对称分布使胀模力的中心与注射机锁模力的中心一致。
3—4
3.4.4 浇口的设计
浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道，其设计与位置的选择是否恰当，直径关系到塑件能否完好、高质量的注射成型。
本设计中，我选择矩形侧浇口浇口。该浇口在国外被称为标准浇口，位于模具的分型面上。塑料熔体从内侧或外侧注入型腔，其截面多为矩形。改变浇口的宽度和厚度可以调节熔体的剪切速率及浇口的冻结时间。该接口因加工和修整方便而被广泛应用，普遍应用于中小型塑件的多型腔模具中，且对各种塑料的成型适应性较强。
由于该浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，且不留明显痕迹。但这种浇口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不利。
1）浇口位置的选择
浇口的形式很多，但无论采用哪种形式，其开设的位置对塑件的成型性能及成型质量影响都很大。因此，合理开设浇口位置是提高塑件成型质量的一个重要环节。选择浇口位置时，需要根据塑件的结构与工艺特征、成型质量要求，并分析塑件原材料的工艺特性与塑料熔体在模具内的流动状态、成型的工艺条件进行综合考虑。
浇口位置的设计原则： ① 尽量缩短熔体的流动距离 ② 避免熔体破裂现象引起的塑件缺陷 ③ 浇口应设在塑件的壁厚处 ④ 考虑分子定向影响 ⑤ 减少熔接痕提高熔接强度
此外，浇口位置的选择还应注意到实际塑件型腔的排气问题、塑件外观的质量问题等。
2）浇口尺寸的计算
参考《塑料成型工艺与模具设计》5.2.4浇口的设计（P119）可知，对于中小型塑件侧向进料的侧浇口。一般宽度b=1.5～5.0㎜，厚度t=0.5～2.0㎜.所以，我取b为3.0㎜，t为1.0㎜。
3.4.5 冷料穴和拉料杆的设计
冷料穴的作用：容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体冲模速度，又影响成型塑件的质量。冷料穴除以上作用外，还有便于在该处设置主流道拉杆的作用。
拉料杆的设计：
拉料杆的作用：注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道中的凝料从定模浇口套中被拉出。最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统中的凝料一起推出模外。
主流道拉料杆有两种基本形式，一种是推杆形式的拉料杆，其固定在推杆固定板上。另一种是仅适用于推件板脱模的拉料杆。因此，我选择推杆是球字形的拉料杆。
3—6
3.4.6 排气系统的设计
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。
第四章 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。4.1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。
根据此次设计的要求和加工特点来看，我选择整体式凹模，其优点为：结构牢固，不易变形，不会产生塑件拼接线痕迹。缺点：加工困难，热处理不方便。所以其常用于形状简单的中小模具上。4.2 型芯结构的设计
成型塑件内表面的零件称为型芯或凸模，其类型有主型芯、小型芯、螺纹型芯、和螺纹型环等。本设计塑件有小孔，所以需设计主型芯和小型芯。
4.2.1主型芯的设计
主型芯按结构形式可分为整体式和组合式两种。整体式主型芯结构牢固，但不便加工，消耗的模具钢多，主要用于工艺试验或小型模具上形状简单的型芯；组合式型芯往往用于形状复杂的型芯。鉴于本设计塑件结构简单，我采用整体式主型芯。
4.2.2小型芯的设计
小型芯是用来成型塑件上的小孔或槽。小型芯单独制造后，再嵌入模板中。本设计中，肥皂盒底部有十个长形漏水孔，由于塑件的精度要求较低。因此，不再进行小型芯的设计。而是直接设在主型芯上。4.3成型零部件工作尺寸的计算
4.3.1计算成型零部件工作尺寸要考虑的因素（1）塑件的平均收缩率
S＝(Smin＋Smax)／2 ＝(0.4%＋0.7%)／2 ＝0.55%（2）模具成型零件的制造误差
模具成型零件的制造精度是影响塑件尺寸精度的重要因素之一。一般模具成型零件的制造精度取塑件公差值的1／3。（3）成型零件的磨损
实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的1／6。（4）模具安装配合误差
4.3.2成型零部件相关尺寸的计算
（1）型腔径向尺寸的计算
根据公式：Lm=[LS（1+S）－3Δ/4] δz0 Lm1=[LS1（1+S）－3Δ/4] δz0 =[100×(1+0.55%)-3×0.015/4] 0.3750 =100.5390.3750 Lm2=[LS2（1+S）－3Δ/4] δz0 =[104×(1+0.55%)-3×0.015/4] 0.3750 =104.5610.3750 Lm3=[LS3（1+S）－3Δ/4] δz0 =[70×(1+0.55%)-3×0.015/4] 0.3250 =70.3740.3250 Lm4=[LS4（1+S）－3Δ/4] δz0 =[74×(1+0.55%)-3×0.015/4] 0.3250 =74.3960.3250 Lm5=[LS5（1+S）－3Δ/4] δz0 =[20×(1+0.55%)-3×0.015/4] 0.3250 =20.0990.3250
（2）型芯径向尺寸的计算
根据公式lm=[lS（1+S）+3Δ/4] 0-δz得 lm1=[lS1（1+S）+3Δ/4] 0-δz =[98×(1+0.55%)+3×0.015/4] 0-0.375 =98.5500-0.375
lm2=[lS2（1+S）+3Δ/4] 0-δz =[68×(1+0.55%)+3×0.015/4] 0-0.325
0
=68.385-0.325 lm3=[lS3（1+S）+3Δ/4] 0-δz =[5×(1+0.55%)+3×0.015/4] 0-0.325
0
=5.038-0.325
（3）型腔深度尺寸的计算
δ
（Hm）+0δz=[ HS(1+S)－xΔ] 0z
=[25×(1+0.55%)－0.009×2/3] 00.375
=25.13100.375
（4）型芯高度尺寸的计算
(hm)0_δz=[ hS(1+S)＋xΔ] _δ0z
0 _
=[25×(1+0.55%)＋0.009×2/3]0.325
0 _
=25.1430.325（5）中心距尺寸的计算 Cm=(1＋S)Cs =（1＋0.55%）×68 =68.374 第五章 结构零部件的设计
5.1模架的选择
模架设计、制造塑料注射模的基础部件。我国已于1998年完成《塑料注射模中小型模架》、《塑料注射模大型模架》等国家标准，因此，为了简化设计步骤，缩短设计周期，便于模具的维修和结构零部件的更换，我选用标准模架。
标准模架的选择要点 在模具设计时，应根据塑件图样及技术要求，分析、计算、确定塑件形状类型、尺寸范围、壁厚、孔形及孔位，尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制定塑件成型工艺，确定进料口位置、塑件重量以及型腔数，并选定注射机的型号和规格等等。选用标准模架的要点如下：
① 模架厚度H和注射机的闭合距离L 对于不同型号及规格的注射机，不同结构形式的锁模机构具有不同的闭合距离。模具厚度与闭合距离的关系为：
Lmax≤H≤Lmin 式中 H…………模架厚度;Lmax…………注射机最大闭合距离;Lmin…………注射机最小闭合距离.所以，由所选注射机得模架厚度的范围为200～300㎜。
② 开模行程与定、动模分开的间距与推出塑件所需行程之间的尺寸关系 设计时须计算确定，在取出塑件时的注射机开模行程应大于取出塑件所需的动、定模分开的距离，而模具推出塑件距离须小于顶出液压缸的额定顶出行程。
③ 选用的模架在注射机上的安装 安装时需注意：模架外形尺寸不应受注射机拉杆间距的影响；定位孔径与定位环尺寸需配合良好；注射机推出杆孔的位置和顶出行程是否合适；喷嘴孔径和球面半径是否与模具的浇口套孔径和凹球面尺寸相配合；模架安装孔的位置和孔径与注射机的移动模板上的相应螺孔相配。
④ 选用模架应符合塑件及其成型工艺的技术要求 为保证塑件质量和模架的使用性能及可靠性，需对模架组合零件的力学性能，特别是它们的强度和刚度进行准确地计算和校核，以确定动、定模及支撑板的长、宽、高尺寸，从而正确地选定模架的规格。5.2支撑零部件的设计
用于防止成型零部件及各部分机构在成型压力作用下发生变形超差现象的零部件称为支撑零部件。支撑零部件主要有支撑板、垫板、支撑块、支撑板支撑柱等。
5.2.1支撑板的设计
支撑板又称动模垫板是垫在动模型腔下面的一块平板，其作用是承受成型时塑料熔体对动模型腔或型芯的作用力，以防止型腔底部产生过大的变形和防止型芯脱出型芯固定板。
支撑板的设计要点：支撑板应具有较高的平行度和必要的硬度和强度，应结合动模成型部分受力状况进行厚度计算。
因我选用标准模架，所以支撑零部件也选用标准件，不需再设计。5.3合模导向机构的设计
合模导向机构是保证动、定 模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。本设计采用导柱导向。导向机构有以下作用：
① 定位作用 模具闭合后，保证动、定模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精度。
② 导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动、定模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件的损坏。
③承受一定的侧向压力 塑料熔体在充形过程中可能产生单向侧向压力，此时导柱将承受一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。
5.3.1导向机构设计要点
① 小型模具一般只设置两根导柱，当其元合模方位要求，采用等径且对称布置的方法，若有合模方位要求时，则应采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。大中型模具常设置三个或四个导柱，采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。
② 直导套常应用于简单模具或模板较薄的模具；Ⅰ型带头导套主要应用于复杂模具或大、中型模具的动定模导向中；Ⅱ型带头导套主要应用于推出机构的导向中。
③ 导向零件应合理分布在模具的周围或靠近边缘部位；导柱中心到模板边缘的距离δ一般取导柱固定端的直径的1～1.5倍；其设置位置可参见标准模架系列。
④ 导柱常固定在方便脱模取件的模具部分；但针对某些特殊的要求，如塑件在动模侧依靠推件板脱模，为了对推件板起到导向与支承作用，而在动模侧设置导柱。
⑤ 为了确保合模的分型面良好贴合，导柱与导套在分型面处应设置承屑槽；一般都是削去一个面，或在导套的孔口倒角，⑥ 导柱工作部分的长度应比型芯端面的高度高出6～8mm，以确保其导向作用。
⑦ 应确保各导柱、导套及导向孔的轴线平行，以及同轴度要求，否则将影响合模的准确性，甚至损坏导向零件。
⑧ 导柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度时可采用H8/f8或H9/f9）；导柱固定部分的配合精度采用H7/k6（或H7/m6）。导套与安装之间一般用H7/m6的过渡配合，再用侧向螺钉防止其被拔出。
⑨ 对于生产批量小、精度要求不高的模具，导柱可直接与模板上加工的导向孔配合。通常导向孔应做志通孔；如果型腔板特厚，导向孔做成盲孔时，则应在盲孔侧壁增设通气孔，或在导柱柱身、导向孔开口端磨出排气槽；导向孔导滑面的长度与表面粗糙度可根据同等规格的导套尺寸来取，长度超出部分应扩径以缩短滑配面。
5.3.2导柱的设计 导柱的结构形式如图
导柱结构的技术要求：
① 长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8～12㎜，以免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔的情况。
② 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。③ 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）或者T10、T8（经淬火处理），硬度为50～55HRC。导柱固定部分的表面粗糙度为Ra=0.8μm。导向部分的表面粗糙度为Ra=0.8～0.4μm。
④ 数量及分布 导柱应合理的分布在模具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度（导柱中心到模具边缘的距离通常为导柱直径的1.5倍）。导柱的布置采用等直径不对称分布。
⑤ 配合精度 导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合导柱的导向部分采用H8/f7的间隙配合。
5.3.3导套的设计
因本设计模具结构较简单，我选用直导套。该导套结构简单，加工方便。导套的结构和技术要求
① 形状 导套前端要进行倒圆角，且做成通孔。若做成盲孔，应开排气孔或排气槽。
② 材料 可用与导柱相同的材料，其硬度略低于导柱的硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。
③ 固定形式及配合精度 与模板采用H7/r6配合，用止动螺钉紧固。
第六章 推出机构的设计
塑件的推出是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。推出机构一般由推出、复位和导向三大部件组成。6.1推出机构的设计原则
① 设计推出机构时应尽量使塑件留于动模一侧 由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。
② 塑件在推出过程中不发生变形和损坏 为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。
③ 不损坏塑件的外观质量 推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。
④ 合模时应使推出机构正确复位 设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出，机动推出，液压气动推出机构。
⑤ 推出机构应动作可靠 推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。6.2推出机构的选择
推出机构按模具的结构特征可分为一次推出机构、定模推出机构、二次推出机构、浇注系统推出机构、带螺纹的推出机构等，经过分析本设计塑件结构特征，我选用一次推出机构。为了成型出外观完美的制件，我选择推件板推出机构。
推件板推出机构是由一块与凸模按一定配合精度相配合的模板和推杆组成。随着推出机构开始工作，推杆推动推件板，推件板从制件的端面将其从型芯上推出。因此，推出力的作用面积大而均匀，推出平稳，塑件上没有推出痕迹。
推件板的设计要点
① 推件板与型芯应呈3°~10°的推面配合，以减少远动摩擦，并起辅助定位以防止推件板偏心而溢料；推件板与型芯侧壁之间应有0.20~0.25mm的间隙，以防止两者间的擦伤而或卡死，推件板与型芯间的配合间隙以不产生塑料溢料为准，塑料的最大溢料间隙可查表，推件板与型芯相配合的表面粗糙度可以取Ra0.8~0.4μm。
② 推件板可用经调质处理的45钢制造，对要求比较高的模具，也可以采用T8或T10等材料，并淬硬到53~55HRC，有时也可以在推件板上镶淬火衬套以延长寿命。
③ 当用推件板脱出元通孔的大型深腔壳体类塑件时，应在型芯上增设一个进气装置，以避免塑件脱模时在型芯与塑件间形成真空。
④ 推件板复位后，在推板与动模座板间应留有为保护模具的2~3mm空隙。6.3推出力的计算
查资料得推出力的计算公式： Ft=Ap(μcosα-sinα)式中： A…………塑件包络型芯的面积，通过AutoCAD面域计算，本设计塑件包络型芯的面积为13330㎜2。
P…………塑件对型芯单位面积上的包紧力。一般情况下，模外冷却的塑件，p取2.4×107～3.9×107Pa；模内冷却的塑件，取0.8×107～1.2×107Pa。本设计中我取1.0×107Pa。
μ………… 塑件对钢的摩擦系数，一般取0.1～0.3，本设计中我取0.2。
α………… 脱模斜度。本设计型芯脱模斜度为1°。因此，本设计推出力通过上述公式计算约为2.4×1010Pa 6.4推出机构的导向与复位
推出机构在注射模工作时，每开合模一次，就往复运动一次，除了推杆和复位杆与模板的滑动配合外其余部分均处于浮动状态。推杆固定板与推杆的重量不应作用在推杆上而应该由导向零件来支撑。另外，考虑到推出机构往复运动的灵活和平稳，必须设计推出机构的导向装置。推出机构在开模推出塑件后，为下一次的注射成型，还必须使推出机构复位。
6.4.1推出机构的导向
推出机构的导向装置通常由推板导柱和推板导套组成。对于简单的小型模具，也可由推板导柱直接与推杆固定板上的孔组成。
第七章 加热、冷却系统的设计
7.1冷却回路尺寸的确定
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，模具温度的要求不尽相同，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。7.2冷却回路孔直径的确定
因本设计塑件为薄壁、质量轻的制品，所以我设计冷却孔径为10㎜双孔冷却水道。
7.3冷却回路的布置
设置冷却效果良好的冷却水回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效的方法，也是成型出高质量塑件的重要因素。设置冷却回路，应注意以下几点：
① 冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大，以使型腔表面的温度趋于均匀，防止塑件不均匀收缩和产生残余应力。
② 冷却水道离模具型腔表面的距离一般为10～15㎜。
③ 冷却水道出入口的布置应注意两个问题，即浇口处加强冷却和冷却水道的出入口温差应尽量小。
④ 冷却水道应沿着塑料收缩方向设置。
⑤ 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位。而且各连接处应保持密封，防止冷却水外泄。7.4模具加热系统的设计
因PS要求的熔融温度约为200℃。而且流动性能为中性，同时在注射时模具温度要求在50℃——70℃之间，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。由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大，所以我选择该模具的加热方式为应用电加热。
第八章 主要尺寸的校核
8.1注塑机相关参数的校核 8.1.1注塑压力的校核
经查《塑料成型工艺与模具设计》表3-1,塑料聚苯乙烯(PS)成型所需的注射压力为70～120Mpa，而初选的XS-ZY-125的注塑机的额定注射压力为120Mpa，因此注射机的最大注射压力能够满足该塑件的成型需求。8.1.2锁模力的校核
注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：
(nA1 + A2)p ﹤ F 因此有（2×5706+176）×1.0×107Pa﹤900KN 所以 115.88 KN﹤900KN,设计合理。8.1.3开模行程和塑件推出距离的校核
开模行程s（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机的最大开模行程与模具厚度无关，对于单分型面注射模：
Smax ≥ s = H1 + H2 + 5～10mm 式中 H1——摧出距离（脱模距离）（mm）；49 H2——包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）。85 开模距离H1 = 20 包括浇注系统凝料在内的塑件高度取 H2 = 40 余量取 10 则有：
Smax ≥ s = 49+85+10 =144 我所选注塑机最大开合模行程为300 mm。因此，符合要求。8.1.4模具与注塑机安装部位相关尺寸的校核 我所选模架为标准模架。因此，符合要求。8.2模具厚度的校核
我所选模架厚度为260.5mm。很明显，符合要求。8.3注射模具工作原理装配图 见下页。
结束语
毕业设计就这样在自己忙碌的工作中结束了，通过这次设计，使我认清了自己的实力，自己懂得的理论知识还很少，在实际设计中要把很多知识串联起来，同时也遇到了不少难题，有时候我真的不知道该如何往下做，也都是通过查资料、请教老师、工厂的师傅，才得以解决。通过这次设计，我对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对塑料模具设计的各种成型方法，成型零件的设计，成型零件的加工工艺（如线切割、电火花加工、CNC 电脑数控加工），主要工艺参数的计算，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。
从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过三个多月的努力，我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。
至此，感谢学校领导、感谢各位老师对我的谆谆教导，让我充实度过了在这的大学生活。
参 考 文 献
[1] 温志远 主编·塑料成型工艺及设备（第一版）。北京：北京理工大学出版社。2007 [2] 屈华昌 主编·塑料成型工艺与模具设计（第二版）。北京：高等教育出版社。2007 [3]编写组·《塑料模设计手册》塑料模设计手册。机械工业出版社。1994 [4] 贾润礼，程志远·《实用注塑模设计手册》。中国轻工业出版社。2000
第五篇：【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2001所以壁厚一般在1.04.0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26小端直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm一般d=2.55mm。由于小
端的前面是球面其深度为35mm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12mm。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+(0.51)mm=5mm 锥角为2060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830mm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HRC4050,表面需镀硌和抛光处
理型腔表面的粗糙度为Ra0.20.1um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HRC4550型芯表面的粗糙度为
0.10.25mm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
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