注射模具设计简要

第一篇：注射模具设计简要

注射模具设计简要

塑料注射模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。本文只是粗略介绍一下。

设计塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我们常说的ABS 塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体采用乳液、本体或悬浮聚合法生产，使其具有三种单体的优越性能和可模塑性，在一定的温度和压力下注射到模具型腔，产生流动变形，获得型腔形状，保压冷却后顶出成塑料产品。聚合物的分子一般呈链状结构，线型分子链和支链型分子认为是热塑性塑料，可反复加热冷却加工，而经过加热多个分子发生交联反应，连结成网状的体型分子结构的塑料通常是一此次性的，不能重复注射加工，也就是所说的热固性塑料。

既然是链状结构，那塑料的在加工时收缩的方向也是跟聚合物的分子链在应力作用下取向性及冷却收缩有关，在流动方向上的收缩要比其垂直方向上的收缩多。产品收缩也同制品的形状、浇口、热胀冷缩、温度、保压时间及内应力等因素有关。通常书上提供的收缩率范围较广，在实际应用中所考虑的是产品的壁厚、结构及确定注塑时温度压力的大小和取向性。一般产品如果没有芯子支撑，收缩相应要大些。塑料注塑模具基本分为静模和动模。

在注塑机的注射头一边的带浇口套的为静模，静模一般有浇口套、靠板、模板组成，简单模具（特别是静模没有芯子的模具）也可以不使用靠板，直接用厚一点的模板就可以了。浇口套一般为标准件，除非特殊原因，不建议取消。浇口套的使用有利于安装模具、更换方便，不用自己抛光。有些特殊模具浇口套可用钻出来或用锥度线割割成。部分模具必须静模脱模时，还得加上静模脱模机构。动模的结构一般为动模板、动模靠板、脱模机构以及模脚和装机固定板。

脱模机构中除了脱料杆，还有回位杆，部分模具还要增加弹簧以实现例如自动脱模等功能。还有导柱、冷却水孔、流道等也是不可少的模具的基本结构。当然，斜导模具还有斜导盒、斜导柱等。当为一产品设计模具时，首先要设定模具的基本结构尺寸以备料，来加快模具制造的速度。复杂产品应先绘制好产品图，再定好模具的尺寸。现在的模具基本上要进行热处理，加高模具的硬度，提高模具使用寿命。在热处理前，先对模板进行初步加工：钻好导柱孔、回位孔（动模）、型腔孔、螺丝孔、浇口套孔（静模）、拉料孔（动模）、冷却水孔等，铣好流道、型腔，有些模具还应铣好斜导盒等。现在的普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些专业模具钢,Cr12等硬度不能太高，在HRC60度时经常开裂，模板的常用硬度一般为HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料为3Cr2W8v，制造后再氮化处理表面硬度，硬度应为HRC58以上，氮化层应越厚越好。

浇口直接关系到塑件的美观，浇口设计不好的话，容易产生缺陷。在没有任何阻挡的情况下很容易产生蛇型流。对于要求高的产品，还应设计溢流和排气。溢流处可以用顶杆，不要在模板上留有溢流飞边，才不至于影响模具寿命。

设计模具软件也越来越多，大多数已很少使用铅笔来绘制模具图了。

设计时，如果没有产品图，在复杂一点的模具图中很难发挥软件制图的长处。产品图绘制好后存底，再利用尺寸驱动或比例缩放来生成制作图形。图纸保存也是重要的，最直接的方法是打印一份可长时间保存，但是不能修改；保存在软盘中是没有保障的，可能明天就出“"未格式化”等提示；硬盘也是易耗品，随时出问题；如果有刻录机的话最好，刻在光盘上就可；现在网络也为我们提供了方便，使你的图纸可保存在世界的任何地方，象myspace等网络硬盘性能稳定，操作简易，300M的空间任你使用，不过国内的我使用过的虚拟硬盘还是不好，你明明存了东西，它却以“数据库连接错误”等拒绝承认。要提醒的是：服

务器也会出现故障的，保存在自己站点或网络硬盘的数据至少要在两个站点或两个国家的不同网站，如果你的数据需要保密，你又不会保密技术，那就免了吧！

第二篇：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

第三篇：塑料注射模具设计教案

《塑料模具设计与制造技术》电子教案

本电子教案是浙江省教育厅职成教教研室组编的《塑料模具设计与制造技术》教材的配套教学资源，该书由北京高等教育出版社2010年8月出版，第1版。

【课题编号】 — 项目一 【课题名称】

塑料注射模具设计 【教学目标与要求】

一、知识目标

1.了解保鲜盒制件的材料选择，聚丙烯的工艺和成形特性，保鲜盒制件的结构。

2.能使用常用绘图软件绘制一般塑料注射模具的装配图和零件图

3.了解一般模具用钢的特性，根据产品的特点合理选择经济实用的钢材。

4.了解加工模具零件所用的各种设备，熟悉各种机床的特点和加工范围。

二、能力目标

1.能够分析塑料制件的材料和工艺，设计最合理的模具结构。2.能应用绘图软件绘制塑料制件的装配图和零件图。【难点分析】

1.绘图软件的使用及绘制装配图。2.正确选择模具用钢。【分析学生】

1.学生对计算机绘图水平掌握不牢固，尤其是装配图的学习更有差距，所以设计模具装配图的难度可能较大。

2.学生对钢材性质理解不深，不会选择最合理的模具用钢。对制件结构设计缺少经验，会有许多困难。【教学思路设计】

依靠多媒体课件，将装配图和立体图结合起来读图，才能看懂装配图1—6的结构。充分发挥课件在教学中作用，如有可能应结合模具现场教学，提高教学效果。【教学安排】

12学时 【教学过程】

一、塑料制件分析

1.保鲜盒盒体塑料制件的材料选择

1）通用材料——量大，用途广，价格低。有六大品种“聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料。各种塑料的应用见表1—1 2）无毒、无气味、不易分解 保鲜盒主要放食品用，有时要在微波炉内加热，选聚丙烯合适。2.聚丙烯的工艺特性及成形特性

1）工艺特性——收缩率1～3%、流动性极好，冷却快。2）成形特性——注意控制成形温度和模具温度。3.保鲜盒塑料制件结构分析

1）表面质量——表面粗糙度达0.8 um。2）壁厚——2 mm，如图1—2。

3）拔模角——1.5°或0.5～1°，拔模角是使成品容易脱开模具必须有的角度。

二、绘制模具装配图

注意将图1—6中的2D与3D图结合起来读图，使学生尽快读懂图。

1.保鲜盒盒体模具结构分析与设计

1）型腔数目——一模一腔，见图1—7所示。

2）分型面——见图1——

8、9所示。便于成形和脱模。3）型腔和型芯结构与固定——为整体式。

4）模具浇注系统——含主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分。采用点浇口的浇注系统，如图1—10所示。

5）脱模——推件板推出制件。如图1—11。

6）冷却系统结构——水道位置见图1—12所示。冷却系统是为了降低模具温度，控制模具温度在最佳塑料制件成形的温度范围。

2.绘制模具装配图 用计算机绘图软件绘制装配图。常用软件有AutoCAD、Pro/E、UG、Cimatron等。具体步骤：

测量制件尺寸——实体造型——分模——绘三维结构图和二维装配图——零件图。

模具设计流程图见图1—16所示。

三、选择模具用钢

1.保鲜盒盒体模具材料的选择

1）模具结构零件——结构用钢指动模座、定模座、支承、型芯、垫块等。一般选用碳素结构钢，如A3、45、55、40Cr。以45钢应用较多，加工性能好。可选购标准模架以降低成本，如图1—20所示。

2）模具成型零件——依塑料品种和制件批量不同而不同。实习用选择45钢。成型零件指与制件相成型有关的零件。常用P20、PMS、PCR钢。

2.模具材料备料单

见表1—2。共有8种，11件。3.备料流程

下料——锻造——刨、铣（粗加工）——磨（精加工）——交货（成品）见图1—19。

四、选择加工设备 1.线切割数控机床

见图1—22所示。利用连续移动的细金属丝（钼、黄铜丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属，用于加工各种形状复杂和精 密细小工件，如图1—30所示。需要配备电火花穿孔机打孔穿线，如图1—41。

2.数控车床

见图1—23所示，代替普通车床完成车削工作的高效率、高精度自动化机床。切削前需要按零件形状编制程序后操作自动加工。

3.电脉冲机床

见图2—24所示，应用工件与电极工具之间保持适当放电间隙产生脉冲放电，使工件表面局部溶化，被工作液冲离工作区，工件表面形成凹坑，达到成形加工。电脉冲机床用于加工不通孔的型腔，且形状复杂不易加工的工件。一般选择紫铜作为电极。

4.数控铣床

如图1—25所示，数控铣床或加工中心用以代替普通铣床加工型腔、圆孔、平面等工件，具有加工工件精确、效率高，实现自动加工成型的效果。尤其是加工中心，可以自动选择换刀，自动改变主轴转速、进给量和运动轨迹，完成几个平面多工序的加工，是加工模具的最好机床。加工之前需要编制程序。

5.台钻

见图1—26所示，常用于加工小于13 mm的小孔，是模具钳工加工的常用设备。

五、小结

1.本教材以保险盒制件作为实例来学习模具制造的全过程。2.制造模具需要先对制件分析，了解制件材料、工艺性、结构，然后才能绘制装配图。

3.应使用现代绘图软件绘制制件模具的装配图和零件图，常用软件有Pro/E、UG，此外还有AutoCAD、Cimatron，应重视绘图软件的学习与应用，应当做到熟练、迅速、准确。

4.选择模具用钢应经济、实用，满足生产要求。常用45钢，其加工性能好，能满足大多数模具要求。

尽量使用标准模架，可节约时间和成本。

5.模具加工的机床很多，以数控机床为常用，主要由线切割机床、电火花机床、数控车床、数控铣床和加工中心。模具加工精度要求较高，技术含量高，对操作者要求较高，但模具的价值也很高。

第四篇：【毕业设计】塑料肥皂盒的注射模具设计-精品

摘 要

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

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

关键词：Pro ENGINEER、注射模、浇注系统、冷却系统、模架。

Abstract

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

论

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

一 课题背景

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

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

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

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

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

第一章 塑料成型工艺基础

1.1肥皂盒的造型设计

其图形如图1—1与1—2所示：

图1—1肥皂盒工程图

图1—2肥皂盒三维图

1.2肥皂盒塑料PS的结构与工艺特性（1）聚苯乙烯的流动性

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

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

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

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

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

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

第二章 塑件工艺性分析

2.1 分析塑件的结构工艺性

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

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

（3）脱模斜度

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

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

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

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

第三章 塑料制件在模具中的位置

3.1 型腔数目的确定

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

型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。

根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n，即

nFpA2 pA1式中 F——注射机额定锁模力（N）

P——型腔内塑料熔体的平均压力（MPa）

A1、A2——分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）大多数小型件常用多型腔注射模，而高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，生产中如果交货允许，我们根据上述公式估算，采用一模二腔。3.2 型腔的分布

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

图3-1多型腔模具

3.3分型面的选择

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

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

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

图3—2分型面示意

第四章 浇注系统的设计

4.1 普通浇注系统的组成及设计原则（1）要能保证塑件的质量

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

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

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

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

（3）尽可能做到同步填充，一模多腔情形下，要让进入每一个型腔的熔料能夠同时到达，而且使每个型腔入口的压力相等。（4）有利于型腔中气体的排出（5）防止型芯的变形和嵌件的位移（6）尽量采用较短的流程充满型腔 4.2主流道的设计

主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处部分到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和冲模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度降和压力损失最小。

设计要点:截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r图形如下4—1：

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

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

根据选用的 XS-ZY-125 型号注射机的相关尺寸得

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

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

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

图4—2 1圆形截面

优点：流道形状效率较高，可达0.25D。

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

a制品的体积和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。

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

c流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴。3.分流道的尺寸设计

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

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

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

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

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

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

浇口：连接分流道和型腔的桥梁,是浇注系统中最薄弱最关键的环节。浇口作用：

1、熔料经狭小的浇口增速、增温，利于填充型腔。

2、注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂。

3、狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，修整方便

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

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

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

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

拉料杆的常用形式上Z字形结构，其典型的结构形式如图4—3所示：

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

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

排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。

适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气。

第五章 成型零部件的结构设计

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

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

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

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

根据此次设计的要求与加工特点来看选用整体式凹模，其结构图如5—1所示：

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

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

其基本结构如图5—2所示:

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

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

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

塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。

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

因为塑件尺寸较小，精度级别高，δc可取△/6、取0.75。

3z根据公式 LM=LS(1S)

40δz可取△/3,此时，X基本尺寸/mm 公差值/mm 计算

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

1.483

384.6 1.2 LM =L2S(1S)40z

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

（2）型芯径向尺寸的计算

3ll(1S)=根据公式 MS4z

0基本尺寸/mm 公差值/mm 计算

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

40.16=121.20500.16

379.4 1.2 lm=d1S(1S)4z

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

3lm=d1S(1S) 14.71 0.58 4z

00=14.71(10.7%)30.58 

40.19

=15.2500.19

（3）型腔深度的尺寸计算

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

2zHS(1S)根据公式 HM=30以下x为2/3

0基本尺寸/mm 公差值/mm 计算

2z27.35 0.7 H1M=H1S(1S)30

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

0.23

18（4）型芯高度的尺寸计算

2根据公式 ： hM=hS(1S)

3z0基本尺寸/mm 公差值/mm 计算

224.65 0.7 hM=hS(1S)3z

0=24.65(10.7%)20.7

30.23=25.2900.23

（5）中心距的尺寸计算

塑件上的中心距基本尺寸Cs和模具上的中心距的基本尺寸Cm均为平均尺寸

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

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

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

第六章 结构零部件的设计

6.1 注射模架的选择

模架是设计、制造塑料注射模的基础部件，如图6—1所示：

图6—1模架模型

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

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

形状 导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。

材料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20 钢（经表面渗碳淬火处理），硬度为50—55HRC。如图6-2所示；

图6—2导柱结构

第七章 推出机构的设计

7.1 推出力的计算

对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力（Ft）

Ft=AP（ucosα-sinα）

式中 Ft——塑件脱模力 A——塑件包络型芯的面积

P——塑件对型芯单位面积上的包紧力

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

①推杆的强度计算 查《塑料模设计手册之二》由式5-97得

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

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

取d=5mm ②推杆压力校核 查《塑料模设计手册》式5-98

推杆应力合格，硬度50～65HRC 7.3推出机构工作原理图

如下图7—1

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

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

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

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

需要设计冷却回路 冷却回路的孔直径的确定

确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于14mm，否则冷却水难以成为湍流状态，以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为2mm时，水孔直径可取8～10mm，平均壁厚为2～4mm时，水孔直径可取10～12mm，平均壁厚为4～6mm时，水孔直径可取10～14mm。

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

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

第九章 结论

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

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

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

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

致 谢

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

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

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

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

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

参考文献

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

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

第五篇：注射成型及模具设计实用技术知识点总结

注射成形及模具设计实用技术知识点总结

1、塑料

增塑剂：为了改善聚合物成型时的流动性能和增进之间的柔顺性。

稳定剂：制止或者抑制聚合物因受外界因素影响所引起破坏作用。

填充剂：为了降低成本改善之间的某些使用性能，赋予材料新特性。

增强剂：使塑件力学性能得到补强。

着色剂：赋予塑料以色彩或特殊的光学性能。

润滑剂：改善塑料熔体的流动性能，减少、避免对成型设备的摩擦、磨损和粘附，改进制品表面粗糙度。

2、塑料的特性：相对分子质量大；在一定的温度和压力作用下有可塑性。

3、聚合物（树脂）通常有天然和合成两大类型。对聚合物的选择主要是从分子量大小及分布、颗

4、聚合物的作用

5、塑料的分类：

根据来源：天然树脂、合成树脂。

根据制造树脂的化学反应类型：加聚型塑料、缩聚型塑料。

根据聚合物链之间在凝固后的结构形态

根据应用角度根据化学结构及基本行为

67、塑料的技术指标：密度、比容、吸水率、拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、弹性模量、马丁耐

8、线性非结晶型聚合物在不同温度下所处的力学状态：TTg聚合物处于玻璃态；

TgTTf处于高弹态；TTf粘流态。1011 1213、成型收缩主要表现

14、影响收缩率变化的因素：塑料品种、塑件结构、模具结构、成型工艺。15、16、与溶剂接触。

17、硬化速度：通常是以塑料式样硬化1mm厚度所需的时间来表示s/mm18、注射成型是将热塑性塑料加工成型的主要方法。

19、研究注塑的目的前提

20、常规注射成型加工系统是指热塑性材料通过注射成型系统，包括被加工的塑料原料和成型好的塑件，以及用来成型加工的注射机、注塑模等。

21、注射成型的优点

缺点

22、完整的注射成型工艺过程、注塑机上成型和

2324、塑化：指塑料在料筒内经过加热达到流动状态，并具有良好的可塑性的过程。

25、成型周期

26、注射成型塑料所经过的三个阶段。

27、熔体在型腔内的流动类型

28、流动距离比是衡量熔融树脂流动性能的一个重要参数。

29、注塑模中保压的作用：使熔体紧密贴合型腔壁，精确取得型腔的型样；使不同时间、不同流向的熔体相互熔合；使成型物料的密度增加。

30、模具出现变形的结果：使平制品的厚度大于型腔厚度；增大了厚度的不均匀性。

31、树脂固化过程中发生的主要现象是收缩。

32、型腔内塑料冷却过程是其内部的熔体先将其热量传导给外面的凝固层，凝固层再将热量传给型腔壁，最后由模具向外散发。

33、注射成型的工艺的三要素（条件）保压、合模、顶出）

34、料筒温度和模具温度模具温度性作用。

35、喷嘴和浇口的作用

36、一般注射成型前都会通过“对空注射法”和“直观分析法”来调整成形工艺，以确定合适的料筒温度和喷嘴温度。

3738、模具温度的控制方法：通入定温的冷却介质来控制；考熔体注入模具自然散热达到平衡；用电加热使模具保持定温。

39、注射压力的主要作用：克服塑料熔体从料筒向型腔的流动阻力；给予熔体一定的充模速率。

40、在各项条件都相同的情况下，柱塞式注射压力比螺杆的要大，是因为柱塞式注塑机料筒内压力损失大。

41、成型质量要素

42、塑件生产四要素成功前提）保证）。

43、塑料注射成型所用的模具为注塑模；注塑模特点是模具先由注塑机合模机构紧密闭合，然后由注塑机的注射装置将高温高压的塑料熔体注入模腔，经冷却或固化定型后，开模取出塑件。

44、注塑成型的特点

45、注塑模的八大部件：成型零部件、浇注系统、导向部件、脱模机构、分型抽芯机构、调温系

46、注塑机技术规范

47、最大注射量

最大注射容量：指注塑机对空注射时，螺杆一次最大行程所射出的塑料体积，以cm3表示。最大注射重量：指注塑机对空注射时，螺杆做一次最大注射行程所能射出聚苯乙烯塑料重量。

48、注塑机油路系统提供最大压力下所获得的注射压力称为最大注射压力。49、50、浇注系统的组成51、浇注系统的作用：是塑料熔体平稳有序地充满型腔，并在填充和凝固过程中吧注塑压力充分传递到各个部分，以获得组织紧密的塑件。

52、浇注系统的设计原则

53、主流道的作用：将注塑机喷出的塑料熔体导入分流道或型腔中。

分流道的作用

冷料井的作用

54、粗糙度以0.8为佳；分流道过长时设置冷料井。

55、分流道的截面形状平衡式非平衡式。

56、浇口的作用平缝式浇口、盘形浇口、圆环形浇口、轮辐式浇口与爪形浇口、护耳浇口）

57、浇口位置选择原则

58、为使大小不同的型腔能够同时充满需采用的措施：加长到较小模腔的流道长度；减小到较小人工平衡）。

59、在注塑模中，成型零部件有：凹模、凸模、成型杆、成型环。

60、型腔数目的确定方法：根据经济性确定型腔数目；根据注塑机的额定锁模力确定；根据制品精度确定；根据注塑机最大注射量确定。

61、分型面：是动定模具的分界面，即打开模具取出模具塑件或浇注系统、凝料的面。

62、分型面的选择原则：保证塑件质量、便于制品脱模和简化模具结构。主要表现在： 分型面的位置设在塑件截面尺寸最大位置处；有利于保证塑件尺寸精度；有利于保证塑件外观

63、排气系统的作用是把模具型腔内的空气、塑料所产生的气体排放到模具之外，保证熔体在充模过程中的正常流动。

排气不良的危害：充填不足；影响表面质量；产生高温；形成流动痕和熔合痕；降低充模速度。64、65、66、成型零件工作尺寸的计算方法：平均收缩率法和公差带法。