第一篇：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
第二篇：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
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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XMnC1C0（元），N(yt60M注塑成型费用为Xs)（元），S总成型加工费用为XXX，即
yt)nC1C0
XN(60n为使总的成型加工费用最少，即令
yt60dxdn＝０，则有 ：
N()(1n2)C10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(1S)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(1S)0.5]0
+0.14=[120（1+0.005）-0.5*0.68]+0.2*0.68= 120.26
Z（mm）
DM2[LS2(1S)0.5]0
+0.10 = [70(1+0.005)-0.5*0.52]+0.2*0.52=70.1
4Zmm
DM3[LS3(1S)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[lS1S0.5]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[dS11S0.5]0
Z=[116(1+0.005)+0.5*0.68]-0.2*0.68
=116.92-0.14mm dM2[dS11S0.5]0
Z=[66(1+0.005)+0.5*0.52]-0.2*0.52 =66.6-0.10mm
dM3[dS11S0.5]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：
ts22ln[4TsTmTeTm]
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：
∴ t22422.410ln[42606010060]
=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
第三篇：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
第四篇：肥皂盒模具设计零件分析
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
冷却系统的设置
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。而此次我设计的是肥皂盒，结构比较简单，主要考虑的是其实用性和经济性。为了防止香皂遇水软化，将底座设计成了中间镂空的形状，并在底座水平放置面创建了四个支撑钉。为了防止使用香皂后手滑，特别将肥皂盒四边侧面设计成了带有较大R的圆角。此次产品是在pro/e4.0的辅助下完成的。完成后的产品图如下：
图一
零件实体图
1、工艺性分析
分析塑胶件的工艺性包括从技术和经济两方面分析，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，是否符合模具工艺要求；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，对模具工艺要求也不同。
2、塑胶件的尺寸精度和外观要求：
塑胶件的尺寸精度要求不是很高，能装下肥皂并且大小适中就好，设计的自由性很大；产品外观不产生溢料，飞边，气穴。不影响美观就可以。
2型腔数目的确定及排布
为了保证塑件体精度，在模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种： a）、根据产品的经济性能确定型腔数目；
b）、根据现有注射机的额定锁模力确定型腔数目；
c）、根据现有注射机的最大注射量确定型腔数目；
d）、根据制品要求的精度确定型腔数目。
从经济性方面和产品要求的精度方面入手，经过简单分析，我们初步将模具设为一模两腔，采用对称的平衡布局。布局方式如下：
第五篇：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。
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图1 产品图
图2产品实物图
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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
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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
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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
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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
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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㎜。
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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。
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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
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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。
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图10 标准模架
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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。
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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
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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。
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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
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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
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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
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图16装配图
(2)零件图
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图17 顶板
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图18 母模板
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图19 型芯
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图20 推板
图21 公模板
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图22 底板
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图23唧嘴
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图24 复位杆
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图25 拉料杆
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图26 定位环
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