1、摘要模具生產技術水平的高低， 已成為衡量一個國家產品制造水平高低的 重要標志。塑料工業的飛速發展， 對注塑模具的設計與生產提出了質量好、 制造精度高、 研發周期短等越來越高的要求， 能否適應這種需求已成為模 具生產企業發展的關鍵因素。模具技術是融合機械工程、計算機應用、自 動控制、數控技術等學科為一體的綜合性學科。隨著家電市場競爭的白熱化，家電外殼設計成為了衡量家電外殼色 彩、手感、精度的重要一環，進而對設計提出了新的需求。本畢業設計正 是從實際使用出發，進行遙控器面蓋注塑成型模具的設計。本設計是對遙控器面蓋進行的注塑模型設計，利用 Pro/E 軟件對塑件 進行了實體造型， 并對塑件結構進行了

2、工藝剖析。 首先對遙控器的結構工 藝性進行分析，清楚了解塑件；由生產批量初步選定注射機型號；然后對 本次模具設計的各個方案進行論證分析， 從選定方案中對澆注系統、 成型 工作零件的計算及校核，從中確定模架，推出與抽芯機構的計算及校核， 冷卻系統的計算及其水道布置設計， 在最后對排氣和導向與定位結構的設 計。其次利用注塑模具設計原理對各個具體系統零件進行詳細的計算和 校核，使設計出的結構可確保模具可靠運行， 在此基礎上完成了本畢業論 文的寫作。最后繪制整套模具的裝配圖和零件圖。通過對本課題遙控器模型設計，我重溫了注塑成型與模具設計知識， 使書本知識和理論與實際生產相結合，加強了對注塑模具設計知識

3、的理 解，使自己能運用書本知識設計出基本符合生產要求的模具。 在論文中我 充分地運用了大學期間所學到的知識。進行了研究，鞏固和深化，達到了預期的設計意圖。 關鍵字： 注射模具 澆注系統 脫模機構 冷卻系統AbstractThe technique level of molding tool which has became an important marking to measure the level of a national product. Some higher demands such as high quality, high precision, short time of

4、R&D and so on were put forward since the rapid development of plasticin dustry, whether they can adapt to these requirements has becoming an important factor for the development of molding producer. The mold technology is a comprehensive discipline that combines mechanical engineering, computer appl

5、ication, automatic control, numerical control technology and so on.As the competition in the appliance market growing, the appliance shell color, feeling and accuracy became an important part of the design and made new demands. This paper focus on the actual conduct and try to design remote control

6、cover injection mold.This design is the injection model of the remote control cover, use Pro / E software for the solid modeling plastic parts and analysis the structure of the process . Firstly, the structure of the remote control was analyzed to get a clear understanding of plastic parts.Then sele

7、ct the injection machine model by the initial production batch. Thirdly, analyze the various options, select the program. The calculation and checking of the gating system and forming working parts determine the mold , put forwardII the core mechanism calculation and checking and confirm the calcula

8、tion and channel layout of the cooling system .Finally, design the orientation and structure of the exhaust system .Furthermore,we use the principle of the injection mold design to calculate and verify the various parts in details, so that the designed structure can operate reliablly .At last,draw t

9、he assembly and part picture for the whole set of the mold.Base on it, I write this paper.Thanks to the designing of this remote control mold , I review the knowledge of the injection molding and mold design and put the theory into practice.It also make me understand the knowledge of the injection m

10、old design more,which can help me to use the book knowledge to design a mold matched the basic production requirement. In the paper, I make full use of the knowledge acquired during university to researching ,and achieve the desired intent.Key words: Injection mold Drawing of patterns organizationFe

11、ed system Cooling systemIII目錄前 言 11 緒 論 21.1 課題研究的目的及意義. 21.2 國內外研究狀況 . 31.3 課題研究基本設計思路和研究手段 51.4 論文結論和成果形式 . 72 方案分析 72.1 設計任務 . 72.2 產品分析 . 72.3 塑件所用塑料名稱、性能及工藝參數 . 82.4 塑件結構要素. 112.4.1 塑件脫模斜度： 112.4.2 塑件精度等級的選用 122.4.3 圓角設計 122.5 注射機的選擇 . 122.5.1 注射機相關參數計算與校核 122.5.2 注射壓力： 142.5.3 鎖模力的校核： 142.5.4

12、開模行程校核： 152.5.5 螺桿轉速： 153 成型部分及其零部件設計 173.1 分型面的設計 . 173.1.1 考慮塑件質量 173.1.2 確保塑件表面質量 173.1.3 考慮模具結構 173.2 型腔數的確定 . 183.2.1 根據所用注射機的最大注塑量確定型腔數目 183.2.2 根據注射機最大鎖模力確定型腔數 193.2.3 根據塑件的精度確定型腔數目 . 203.2.4 根據經濟性確定型腔數目 203.3 凹模結構設計 . 213.3.1 凹模型腔的大小尺寸計算 223.3.2 型腔的深度尺寸計算 233.4 凸模結構尺寸 . 233.4.1 凸模/ 型芯的外形尺寸計算

13、 243.4.2 凸模/ 型芯的高度尺寸計算 253.5 型腔壁厚的計算 . 263.5.1 型腔的強度及剛度要求 263.5.2 型腔壁厚計算 274 澆注系統的設計 314.1 澆注系統的組成及設計原則 314.1.1 澆注系統的組成 314.1.2 澆注系統的設計原則： 314.2 主流道的設計 . 324.2.1 主流道分析 324.2.2 主流道的結構設計 324.2.3 主流道澆口套設計 344.3 分流道的設計 354.3.1 分流道的形狀和尺寸 364.3.2 分流道的分布設計 374.4 澆口的設計 . 374.4.1 澆口位置的選取原則 384.4.2 澆口形式的設計 38

14、4.5 冷料穴的設計 . 394.5.1 冷料穴的結構 394.5.2 拉料方式 395 排溢系統設計 406 脫模機構設計 416.1 脫模機構的構成與功能 416.2 取出機構的方式 . 426.3 脫出機構設計原則. 426.3.1 脫出機構設計基本考慮 426.3.2 脫出機構的結構 436.3.3 所需頂出行程、開模行程計算 . 436.3.4 頂出力、抽拔力，開模力計算 . 446.4 塑件的脫出機構設計 466.4.1 頂桿的長度計算 476.4.2 頂桿直徑 d 的設計 486.4.3 頂桿應力校核 486.4.4 頂桿在塑件上的布局 496.4.5 頂桿固定及配合 496.4

15、.6 頂出機構中附屬零部件 507 冷卻系統的設計 507.1 冷卻裝置設計分析 . 51II7.2 傳熱面積計算 . 527.2.1 注射周期的確定 527.2.2 冷卻水計算 537.2.3 計算單位時間內所釋放的熱量 . 547.2.4 冷卻水的導熱總面積 557.2.5 確定冷卻水路的直徑 d 567.2.6 冷卻水孔的總長度 567.2.7 冷卻水管數量的確定 567.2.8 系統的其它零件 578 模體與支撐連接零件 58參考文獻 62附錄： 63外文資料與中文翻譯 . 63III模具技術，既是先進制造技術的重要組成部分，又是先進制造技術 的重要應用領域。模具對于一般產品來說屬于工

16、具范疇，精度高，結構 復雜，并有較高的材質要求，是典型的高附加值，高風險產品。隨著社 會經濟的發展，對于工業產品品種，數量，質量及其款式等提出了越來 越多的要求，因此，也促進了模具工業的快速發展。模具成為工業生產中使用極為廣泛的主要工藝裝備，是發展工業生 產的基礎。采用模具生產零件，具有高效，節材，成本低，保證質量等 一系列優點，是當代工業生產的重要手段和工藝發展方向。許多現代工 業的發展和技術水平的提高， 在很大程度上取決于模具工業的發展水平工業發展水平的不斷提高， 工業產品更新速度加快， 對模具的要求 越來越高，盡管改革開放以來，模具工業有了較大發展，但無論是數量 還是質量仍滿足不了國內市

17、場的需要， 目前滿足率只能達到 70%左右。 造成產需矛盾突出的原因，一是專業化、標準化程度低，除少量標準件 外購外，大部分工作量均需模具廠去完成。加工企業管理的體制上的約 束，造成 模具制造周期長，不能適應市場要求。二是設計和工藝技術落 后，如模具 CAD/CAM 技術采用不普遍，加工設備數控化率低等，亦造 成模具生產效率不高、周期長。總之，是拖了機電、 輕工等行業發展的 后腿。模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低 的重要標志。塑料工業的飛速發展，對注塑模具的設計與生產提出了質 量好、制造精度高、研發周期短等越來越高的要求，能否適應這種需求 已成為模具生產企業發展的關鍵

18、因素。模具技術是融合機械工程、計算 機應用、自動控制、數控技術等學科為一體的綜合性學科。1.1 課題研究的目的及意義 模具是工業生產中使用極為廣泛的基礎工藝裝備。在汽車、電機、 儀表、電子、通信、 家電和輕工業等行業中， 60%80%的零件都要依據 模具成形，并且隨著近年來這些行業的迅速發展，對模具的要求越來越 迫切，精度要求越來越高結構要求也越來越復雜。模具已廣泛應用于電 機電器產品、電子和計算機產品、儀表、家用電器、汽車、軍械、通用 機械等產品的生產中。本課題要求設計遙控器面蓋的注塑模具，注塑成型是現代塑料工業 中的一種重要的加工方法 注塑模具由于其專用性和獨一性， 在設計時主 要考慮到工

19、廠現有的設備情況、產品的生產批量及模具的壽命。這遙控 器面蓋為批量生產，但由于該塑料制件尺寸比較小，模具的結構相對比 較簡單， 模具制造成本比較底， 在生產時主要考慮到模具壽命盡量要高， 所以對模具材料提出了較高的要求。遙控面蓋是一個外形件，尺寸精度 要求不高，但對外層的表面粗糙度要求比較高，因此在設計時在能順利 成型出塑料制品的情況下，對模具型腔的表面拋光工藝要求比較高。從總體結構上來看，該制件是一個尺寸較小，壁厚較薄，整體結構 比較簡單的塑料件。由于壁厚較薄，脫模時如果受力不均則易會產生變 形從而出現制品缺陷，因此對脫模機構及冷卻系統的設計要求較高。按照現今注塑模具設計的總體趨勢，注塑模具

20、的設計已很少使用手 工繪圖或完全由二維軟件來進行設計，且模具標準件已在注塑模具設計 中大量采用。因此本課題將采取使用模具二維軟件 CAD 和三維軟件 Pro/E 綜合使 用來進行模具的結構設計，且在模具設計的過程中綜合考慮模具制造工 藝及注塑成型工藝。1.2 國內外研究狀況塑料工業是當今世界上增長最快的工業門類之一，而注塑模具是其 中發展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產品的生產過程和 提高產品質量有很大意義。工業發展水平的不斷提高，工業產品更新速 度加快，對模具的要求越來越高，盡管改革開放以來，模具工業有了較 大發展， 但無論是數量還是質量仍滿足不了國內市場的需要， 目前滿足 率只能

21、達到 70%左右。造成產需矛盾突出的原因，一是專業化、標準化 程度低，除少量標準件外購外，大部分工作量均需模具廠去完成。加工 企業管理的體制上的約束，造成 模具制造周期長，不能適應市場要求。 二是設計和工藝技術落后，如模具 CAD/CAM 技術采用不普遍，加工設 備數控化率低等，亦造成模具生產效率不高、周期長。總之，是拖了機 電、 輕工等行業發展的后腿。模具按國家標準分為十大類，其中沖壓模、塑料模占模具用量的主 要部分。按產值統計，我國目前沖壓占 50%-60%，塑料模占 25-30。國 外先進國家對發展塑料模很重視，塑料 模比例一般占 30%-40%。國內 模具中，大型、精密、復雜、長壽命模

22、具比較低，約占20%左右，國外為 50%以上。我國模具生產企業結構不合理，主要生產模具能力集中在 各主機廠的 模具分廠 （或車間）內，模具商品化率低，模具自產自用比例 高達 70%以上。國外， 70%以上 是商品化的。注塑成型是現代塑料工業中的一種重要的加工方法,模具是現代化工業生產的重要工藝裝備，被稱為 “工業之母 ”。而塑料模具又是在整個 模具工業中的一枝獨秀，發展極為迅速。世界上注塑模的產量約占塑料 成型模具總產量的 50 %以上 ,尤其是家電盒型注塑產品需求量不斷增 加，注塑成型能一次成型形狀復雜、尺寸精確的制品,適合高效率、大批量的生產方式 ,以發展成為熱塑性塑料和部分熱固性塑料最主

23、要的成 型加工方法 ，注塑模具的設計與制造主要依賴于設計者的經驗和技師的 制造技藝 ,一般需要經過反復調試和修模才能正式投入生產,這種傳統的生產方式不僅使產品的生產周期延長 ,生產成本增加 ,而且難以保證 產品的質量， 要解決這些問題 ,必須以科學分析的方法 ,研究各個成型過 程的關鍵技術，塑料注塑成型是一個復雜的加工與物理過程,為實現注塑產品的更新換代 ,提高企業的競爭能力 ,必須進行注塑模具設計與制 造及成型過程分析的 CAD/ CAM/ CAE 集成技術的研究國外注塑模 CAD/ CAM/ CAE 技術研究的成果有關統計數據表明 :采用注塑模 CAD/ CAE/CAM 技術能使設計時間縮

24、短 50 %,制造時間縮短 30 %,成本下降 10 %,塑料節省 7 % 注塑模計算機模擬技術正朝著與 CAD/ CAE 無縫整 體集成化方向發展 ,注塑 CAD 所構造的幾何模型為實現注塑模 CAE 技術提供了基本的幾何拓撲信息和特征信息,注塑模 CAE 的目標是通過對塑料材料性能的研究和注射成型工藝過程的模擬和分析,為塑料制品的設計、材料選擇、模具設計、注射成型工藝的制定及注射成型工藝 過程的控制提供科學依據 。 現時國際上占主流地位的注射模 CAD 軟件 有 Pro/E、I-DEAS 、UG、SolidWorks 等；結構分析軟件有 MSC、Analysis 等；注射過程數值分析軟件有

25、 MoldFlow 等；數控加工軟件有 MasterCAM 、 Cimatron等.現代模具生產中采用集特種加工設備為一體的數控加工中心 加工型腔零件， 減少工序間的銜接環節， 減少多次裝夾定位造成的誤差， 減少經手人員的數量，質量和周期由計算機數據處理人員控制，盡可能避免人為失誤，使得生產周期和成本估算的精確性大大提高，生產質量 也得到保證。 目前注塑模設計方法比較多， 但是最常用的設計步驟如下： （1）了解設計任務（2）塑件的結構工藝性分析（3）分型面及澆注系統的設計（4）模具設計方案論證（5）主要零部件的設計計算（6）成型設備的校核計算（7）繪制模具裝配圖（8）繪制零件圖（9）編寫設計計

26、算說明書現代模具生產以數據處理為龍頭，隨著模具設計和工藝分析計算機 專家系統的不斷成熟和普及，新技術和新工藝的推廣應用非常迅速，使 得模具生產的質量、效率和可靠性可以主要由數據處理的環節把握。我國模具行業要進一步發展多功能復合模具，一套多功能模具除了 沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務，通過這 種多功能的模具生產出來的不再是成批零件，而是成批的組件，如觸頭 與支座的組件、各種微小電機、電器及儀表的鐵芯組件等。多色和多材 質塑料成形模具也將有較快發展。這種模具縮短了產品的生產周期，今 后在不同領域將得到發展和應用。1.3 課題研究基本設計思路和研究手段1. 基本設計思路塑件注

27、塑成型工藝分析：做出零件的三維造型，對塑件進行結構工 藝性分析，分析塑件塑料的成型工藝性及確定注塑成型工藝參數。注射機型號的選擇：初選注射機并確定注射成型的工藝參數，注射 機相關計算的校核和成型設備。模具結構設計方案論證： 分型面的選擇、 澆注系統的設計方案選擇、 成型部分及其零件設計、排溢系統設計、脫模機構的設計、冷卻系統的 設計，模體與支撐連接零件的結構。遙控器面蓋模具相關結構設計的計算，主要包括澆注系統的計算、 成型零件的結構設計和計算、脫模方面的計算以及冷卻系統的相關設計 計算，模架的確定和標準件的選用和成型設備的校核計算。2. 擬采用的途徑（研究手段）主要采用模具 CAD/CAM/C

28、AE 等軟件來進行模具的設計， 在模具設 計過程中要綜合考慮到模具制造工藝以及注塑成型工藝，主要包括：（1）根據遙控面蓋技術要求進行相關的計算、分型面的設計、確定 型腔和型芯、模具結構的詳細設計、塑料充填過程分析等幾個方面。（2）利用PRO/E或者UG確定分型面，生成上下模腔和模芯， 進行 側抽芯機構的設計， 再進行流道、 澆口以及冷卻水管的布置。（ 3）利用 PRO/E 的 EMX4.1 來自動生成模板、標準模架及模具標 準零件，并將 PRO/E生成總裝圖轉換 .dwg擴展名的圖，再用 Autocad編 輯出正確清晰的 2D 總裝圖。1.4 論文結論和成果形式1、打印文檔：設計說明書一份；2

29、、給定文獻的外文翻譯；3、設計圖紙：模具裝配圖一張， 零件圖圖紙五張；4、電子文檔：1）總裝圖和零件圖的二維 CAD 圖；2）設計說明書和指定外文翻譯的電子文檔。2 方案分析2.1 設計任務設計題目：遙控器面板注塑模具設計2.2 產品分析本設計為面板類殼體模具， 殼體的尺寸為 170mm 67mm 17mm，壁 厚為 2.5mm，且有 11半徑為 4mm圓孔， 6個 10mm 4mm的長方形孔， 在底部有一個電池盒，壁厚為 1.5mm 其效果如圖 2-1、2-2 所示：圖 2-1 遙控器內部示意圖圖 2-2 遙控器面板示意圖2.3 塑件所用塑料名稱、性能及工藝參數1. 塑件的尺寸精度分析該塑件

30、尺寸未標注公差按 MT5查取， 查塑料成型工藝及模具設計 書表 2-4 。2. 塑件的表面質量分析 該塑件要求外觀光滑平整，不允許有成型斑點，云紋，冷疤和熔接 痕，而內表面無特殊要求。3. 塑件的結構工藝性分析（1）從圖看，該塑件的尺寸相對比較小，塑件的結構也相對比較簡 單，壁厚均勻，符合最小壁厚要求。（2）該塑件有形狀不同的通孔， 如 8 的圓孔和 10 2 的長方形孔。綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。本設計采用聚苯乙烯（ PS）材料 ,PS 是非結晶性熱塑性塑料。化學 穩定性較好，透明性好，電性能好，抗拉，抗彎強度高；但耐磨性差， 抗沖擊強度差。適用于裝飾制品，儀表殼，燈罩，絕緣零件，

31、日用品等。1.PS 成型性能如下：（1）無定形料，吸濕性小，不易分解，但質脆易裂，熱膨脹系數大， 易產生內應力。（2）流動性較好（溢邊值為 0.03mm左右），可用螺桿式或柱塞式注 射機成型。噴嘴用直通式或自鎖式，但應防止飛邊。（3）宜采用高料溫、高模溫、低注射壓力，延長注射時間有利于降 低內應力，防止縮孔、變形（尤其對厚壁塑件）。料溫過高易出現 “銀絲”， 料溫過低或脫模劑過多，則透明性差。（4）可采用各種形式的澆口，澆口與塑件應圓弧連接，防止去除澆口時損壞塑件（5）塑件壁厚均勻，最好不帶嵌件（如有嵌件應預熱） 。各面應圓弧 連接，不宜有缺口、尖角。2.PS 的主要性能指標 其性能指標如表

32、1密度 / g cm 31.06屈服強度 /MPa63比體積 /cm3 g 10.94拉伸強度 /MPa60吸水率 （%）0.03 0.05拉伸彈性模量 /GPa2.8 3.5熔點 / C131 165抗彎強度 /MPa6198計算收縮率 （%）0.65抗壓強度 /MPa95比熱容 /J (kg C) 1950彎曲彈性模量 /MPa753.PS 的注射成型過程及工藝參數（1）注射成型過程1）成型前的準備。對 PS 的色澤、粒度和均勻度等進行檢驗，由于 PS吸水性不大，成型前不必加熱干燥。但預備干燥較為安全，在熱風循 環干燥箱里采用 60 70的熱風干燥為宜。2）注射過程。塑件在注射機料筒內經過

33、加熱、 塑化達到流動狀態后， 由模具的澆注系統進入模具型腔成型，其過程是充模、壓實、保壓、倒 流和冷卻五個階段。3）塑件的后處理。為了消除內部應力，加以退火為宜（處理溫度為 80，處理時間為 24h 為宜）。（2）PS的注射工藝參數101）注射機螺桿式。2）料筒溫度（）后段 140-160中段 160-170前段 170-1903）噴嘴溫度（） 160-1704）模具溫度（） 40-755）注射壓力（ Mpa） 60-1006）保壓壓力（ Mpa） 30-407）成型時間（ S）注塑 13；保壓 1540；冷卻 15308）成型周期（ S） 40904. PS成型塑件的主要缺陷及消除措施（1）

34、缺陷：注射成型時容易溢料，制品易產生內應力，易開裂，料溫 過高易出現“銀絲”。（2）消除措施：控制好料溫，進行退火處理。2.4 塑件結構要素2.4.1 塑件脫模斜度：對 PS塑料而言 4 ： 型芯： 301（取 45）型腔： 35130（取 35）112.4.2 塑件精度等級的選用經查表本塑件選用一般等級，精度等級為 MT52.4.3 圓角設計為了避免應為集中，提高塑件的強度，便于塑件熔體的流動和塑件 脫模，在塑件的內外表面的各連接處均應設計過渡圓弧。2.5 注射機的選擇2.5.1 注射機 相關參數 計算與校核（1）計算塑件體積和重量 通過三維軟件建模設計分析可得塑件體積為 V 塑=19.36

35、3cm3M =V 塑 =19.3631.06=20.525g式中 M 塑件的質量（ g）塑件的密度（ g / cm 3 ）（ 2）根據塑件本身的幾何形狀及生產批量確定型腔數目由于該塑件尺寸相對較小且結構也相對較簡單，加上塑件尺寸和表 面質量均無特殊要求，所以考慮采用一模兩腔，型腔布置平衡，以方便 側抽實現、澆口排列和模具結構的平衡。（3）澆注系統凝料體積的初步估算澆注系統的凝料在設計之前是不能確定準確的數值，但本塑件是流12 動性好的普通精度塑件，可以根據按照塑件體積的 15%20%來估算。由 于本次采用的是平衡式流道較簡單，且采用一模兩腔，因此澆注系統的 凝料按塑件體積的 0.2 倍來估算，

36、故一次注入模具型腔塑料熔體的總體 積為3V 總 =V塑（1+0.2） 2=19.3631,22=46.471cm4）選擇注射機3根據計算得出一次注入模具型腔的塑料總質量 V總=46.471cm ，并V總3結合塑料成型工藝及模具設計書式 4-18 ，則有 V公 = 總 =78.329cm30.8（1）注射量校核1）注射量校核。 注射量以容積表示，最大注射容積為3 Vmax=V =120 0.85=106cm 式中 Vmax 模具型腔和流道的最大容積；3V 選定注射機的注射量容積， 該機為 75cm3 ；注射系數，取 0.75 0.85 ，無定型塑料可取為 0.85 。 倘若實際注射量過小，注射機

37、的塑化能力得不到發揮，塑料在料筒中停3 留時間就會過長，所以最小注射容積 Vmin=0.25125=62.5cm 。故每次 注射的實際注射容積 V 1應滿足Vmin V Vmax ，而 V1=V公=78.329cm3， 符合要求。132） 查塑料成型工藝及模具設計書表 4-1 可知， PS所需注射壓力為 60-100Mpa，這 里取 P0 80MPa ，該注射 機的 公稱注射 壓力 P公 60MPa ，注射壓力安全系數 k1 1.251.4 ，這里取 k1 1.3 ，則 k1P0 1.3 80 104MPa P公 所以，注射機注射壓力合格。2.5.2 注射壓力：查表知 PS 的注射壓力為 60

38、150MPa。2.5.3 鎖模力的校核：1）塑件在分型面上的投影面積 A塑 ，則A 塑 =170 67 4 4 11-6 10 24=10597.079mm22）澆注系統在分型面上的投影面積 A澆 ，即流道凝料在分型面上的 投影面積 A澆數值，可以按照多型腔模的統計分析來確定。 A澆 是每個塑 件在分型面上的投影面積 A塑 的 0.2-0.5 倍。根據本流道設計方案， 可以 取 A澆 0.2A塑3）塑件和澆注系統在分型面上總的投影面積 A總 ，則A總=n（A 塑+A澆）=2119.4164 ）模具型腔內的脹型力 F脹則F脹=A總P模=635.825 KN14 式中 P模型腔的平均計算壓力值。

39、P模是模具型腔內的壓力，通常取 注射壓力的為 20%40%Mp，a 大致范圍 24.4 48.8 Mpa 。PS屬中等粘 度塑料及有精度要求的塑件，取 P模 =35 Mpa。查塑料模具設計指導書表 13-2，可得該注射機的公稱鎖模力F鎖=800 KN鎖模力安全系數為 k2 1.11.2，這里取 k2 1.2，則K2 ZF脹=762.99L1L2S=17+18+8=43mm式中L1凸模凸出部分高度 (mm)L2取出塑件間隙 (mm)頂桿頂出富裕量 (510mm) (取 8mm)2.5.5 螺桿轉速：經查表，聚苯乙烯轉速為 32r /min綜上所述，選取 XS-SZ125/900 臥式注塑機，其主

40、要參數為 6 ：15螺桿直徑 /mm ： 注塑壓力 /MPa：42110104最大注射面積 cm2：320鎖模力 /kN：900模具厚度 /mm ：max300min200移模行程 /mm ：300模板最大開距 /mm ：600模板行程 /mm ：300噴嘴孔徑 /mm ：4注射機噴嘴半徑 /mm：17163 成型部分及其零部件設計3.1 分型面的設計分型面是為了將塑件澆注系統凝料等從密閉的模具內取出，以及為 了安放嵌件，將模具適當地分成兩個或若干個主要部分，這些可以分離 部分的接觸表面， 通稱為分型面。 分型面位于模具動模和定模的結合處， 在塑件最大外形處。3.1.1 考慮塑件質量對于有軸度

41、要求的塑件要使其全部動模或定模中成型，防止由于模 具合模不準確造成塑件尺寸的誤差。對于外觀無嚴格要求的塑件，可將 分型面選在塑件中部， 這樣可以用較小的脫模斜度有利于脫模。3.1.2 確保塑件表面質量分型面盡可能選擇在不影響外觀的部位以及分型面處產生的飛邊容 易加工修整部位。3.1.3 考慮模具結構1） 盡量簡化脫模部件。為便于塑件脫模，應使塑件在開模時盡可能留于動模部分。（ 2） 盡量方便澆注系統布置。（ 3） 便于排溢。為了有利于氣體的排出，分型面盡可能與料流的17末端重合（ 4） 模具總體結構簡化，盡量減少分型面的數目，盡量采用平直 分型面。綜合以上考慮，可選擇分型面結構如下圖 3-1：

42、圖 3-13.2 型腔數的確定在確定型腔數時，常用的有四種方法：3.2.1根據所用注射機的最大注塑量確定型腔數目根據公式n K利G公 G廢 7（3-1）G件式中n型腔數K利 注射機公稱注射量的利用系數 0.70.85，此18處取 0.8.G公 注射機的質量公稱注射量（ g）G廢 澆注系統及飛邊等的塑料質量（ g）G件 單個型腔中塑件質量（ g）3.2.2 根據注射機最大鎖模力確定型腔數根據公式 n F鎖 fA廢（3-2）fA件式中F鎖 注射機的額定鎖模力（ N）A廢 模具上澆注系統及飛邊在分型面上的投影面積（ m 2 ）A件塑件在分型面上的投影面積 （m2 ）f 單位投影面積所需的鎖模力（ N

43、/m 2 ）193.2.3 根據塑件的精度確定型腔數目根據經驗，每增加一個型腔，塑件尺寸精度要降低 4%，設塑件的基本尺寸為 L（mm） ，塑件尺寸公差為 （%ABS 為 0.5%），則L L 4 xn(x 1L00) (1L00 1040) 12500 Lx 24(3-3)式中 L基本尺寸尺寸偏差百分數X塑件尺寸偏差3.2.4 根據經濟性確定型腔數目設型腔數目為 n,塑件總件數為 N，模具費用（ C0 NC1）元， C1為每一型腔所用費用， C0 為模具費用中與型腔數目無關的部分，單位小時加工費用為Y（元 /小時），成型周期為 t（min）。若忽略準備時間和試模時間原材料費用，則總的成型加工

44、費用為：Ytx N() C0n C1（3-4）60n式中 x總費用N總件數Y 單位小時加工費用t成型周期n型腔數20C1每一型腔需費用C0模具費用中與型腔數無關的部分根據本設計任務書的要求，采用雙型腔模具成型3.3 凹模結構設計凹模是成型塑件外形的主部件，其結構隨塑件的形狀和模具的 加工方法而變化。整體方式強度好，剛度好，結構簡單。本設計采用完全整體式 模塊，它是由金屬直接加工而成的，這種形式的凹模結構簡單，牢 固可靠，不易變形，成型的塑件質量較好，適用于形狀簡單的塑件 其結構如圖 3-2：圖 3-2 完全整體式凹模213.3.1 凹模型腔的大小尺寸計算D腔 （ds dsQcp x s）0m

45、8（3-5）式中 D腔 型腔內形尺寸（ mm）ds 塑件的外形基本尺寸（ mm）s 塑件公差Qcp 塑件平均收縮率（ %）X 綜合修正系數（考慮塑件的收縮率的偏差和波動、1 成型零件的磨損等因素） 。本設計中取 X= 1。2m=1/4 ss本設計中零件為 （17067） 橫向 0.92 縱向 0.521 所以有：橫向 D腔 =(170 170 1%0.92)00.23=171.2400.23mm1 縱向 D腔 =(67 67 1%0.52)00.13200.13= 67.410 mm223.3.2 型腔的深度尺寸計算H 腔 （hs hsQcp x s）0m（3-6）式中 H 腔 型腔內形尺寸（

46、 mm）hs 塑件的高度基本尺寸（ mm）s 塑件公差。查表 s =0.24Qcp 塑件平均收縮率（ %） 取 1.0X 綜合修正系數（考慮塑件的收縮率的偏差和波動、1成型零件的磨損等因素） 。本設計中取 X= 1。2m 模具成型尺寸設計公差。取 m=1/4 s =0.06所以， H腔 =（17 17 1% 21 0.06）00.24=17.1400.243.4 凸模結構尺寸凸模是成型塑件的成型零件，對于簡單的容器，如殼、蓋之類的塑 件，成型起主要部分內表面的零件稱為主型芯，按結構主型芯可分為整 體式和組合式兩種。整體式結構型芯其結構牢固，但不便加工，消耗的 模具鋼多，主要用于工藝試驗或小型模

47、具上的簡單型芯。23為了便于加工，形狀復雜型芯往往采用鑲拼組合式結構，這種結構 是將型芯單獨加工后，再鑲入模板中。本設計為簡單塑件，并且為雙型腔，故選用整體式凸模，其結構如3-39圖 3-3 整體式凸模3.4.1 凸模/ 型芯的外形尺寸計算03-7)d凸 （Ds DsQsp x s） m式中d凸 凸模 /型芯外形尺寸（ mm）Ds 塑件內形基本尺寸（ mm）Qcp 塑件平均收縮率（ %）x 綜合修正系數（考慮塑件的收縮率的偏差和波動、241成型零件的磨損等因素） 。本設計中取 X= 12m=1/4 ss 本設計中零件橫向 0.92 縱向 0.52。1所以 橫向 d凸 (165 165 1.0%

48、0.92)00.23= 16700.23 mm縱向 d凸1(62 62 1.0%0.52)00.13= 62.8800.13 mm3.4.2 凸模/ 型芯的高度尺寸計算(Hs0x s) m3-8)式中h凸 凸模 /型芯的高度尺寸（ mm）H s 塑件內形深度基本尺寸（ mm ）Qcp 塑件平均收縮率（ %）x 綜合修正系數（考慮塑件的收縮率的偏差和波動、1成型零件的磨損等因素） 。本設計中取 x=12。251m 模具成型尺寸設計公差。 m=1 s=4s 塑件公差，查表得 s =0.24所以 h凸 (17 17 1.0% 12 0.24)00.06=17.137-00.06mm3.5 型腔壁厚的

49、計算3.5.1 型腔的強度及剛度要求塑件模具的型腔側壁和底壁厚度的計算是模具設計中經常遇到的問 題，尤其對大型模具更為突出。目前許多單位都是憑經驗決定的，但常 因估計不準確而造成模具報廢和浪費材料，為此建立科學的計算方法是 實屬必要的。目前常用的計算方法有按剛度和強度兩大類，但是實際的 塑料模具卻要求既并不允許因剛度不足而影響變形，甚至破壞，也不允 許因剛度不足而發生過大變形。因此，要求剛度和強度加以合理考慮。在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑件熔體的壓力，合模時的壓 力，開模時的拉力等，其中最主要的是熔體的壓力，在塑料熔體壓力作 用下，型腔將產生有應力及變形。如果型腔側壁和壁厚不夠，當型腔中

50、 產生的內應力超過材料的許用應力時， 型腔即發生強度破壞。 與此同時，26剛度不足側壁發生過大的彈性變形，從而產生溢料和影響塑件尺寸及強 度的要求并非同時兼顧。對于大尺寸型腔，剛度不足是主要問題，應按 強度計算。強度計算的條件是滿足各種受力狀態下的許用應力。剛度計 算的條件則因模具性，從幾個方面考慮 10 ：1. 要防止益料模具型腔的某些配合面當高壓塑料熔體注入時，會產生足以益料的 間隙。對于 PS而言，間隙為 0.05mm.2. 應保證塑件精度塑件均有尺寸要求，這就要求模具塑腔具有良好的剛性，即塑件注 入時不產生過大的彈性變形。最大的彈性變形值可取塑件的允許公差的 1/5 。常見中小塑件公差

51、為 0.13mm 0.25mm。因此允許彈性變形量為 0.025mm0.05mm，可按塑件大小和精度等級選取。3. 應利于脫模當變形量大于塑件冷卻收縮時，塑件的周邊將被型腔緊緊的包住而 難以脫模，強制頂住易使塑件劃傷或損壞，因此型腔允許彈性變形量小 于塑件的收縮值。型芯的強度、剛度相當于桿類零件的校核計算。3.5.2 型腔壁厚計算在注射成型過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用。因此模具型腔 應該有足夠的高度。型腔強度不足，將發生塑性變形，甚至破裂，剛度 不足將產生過大的彈性形變，導致型腔的向外膨脹，并產生溢流間隙。型腔厚度的計算本塑件中的型腔為矩型殼類形狀，其厚度算法可用矩形型腔厚度公27式計算

52、。cpM h41. 型腔側壁厚度計算剛度條件3-9)式中 S 型腔側壁厚度（ mm）C 系數。查表得 C=1.0h型腔側壁受壓高度（mm）。h=17mmpM 型腔壓力（MPa），查表得，對于塑料 PS為 100MPa。E 模具材料彈性模量 2.1MPa任一自由邊中點的允許變形量，查表得，對于材料 PS取 0.05 ( mm)所以 S11 174 100 362.1 106 0.05=28.2mm強度條件13P(1 w ) 2 a3-10)式中a 型腔側壁受壓高度 （ mm） a =17mmP型腔壓力（MPa）查表得，對于塑件 PS為 100MPa28系數，查表得 0.13短邊與長邊比= 67=

53、170許用應力（ MPa），對于碳鋼=160(MPa)117 (3 100(1 0.13 0.39) ) 1217 ( 160 )=23.9mm所以 S 取 29mm。2. 型腔底壁厚度計算 按強度計算：b a pM3-11)式中th 底壁厚度（ mm）b凹模型腔的內孔 （矩形）短邊尺寸（mm） b=67mma系數且由 l/b=170/67=2.53查表得 a =0.5pM 模腔壓力（MPa）且pM =（25%50%）P注=2255MP取 40 MPa。材料許用應力 （MPa） p =16029th67 0.5 40160=23.7mm按剛度計算43-12）3 c pMh4Ep式中c 系數且由

54、 l/b=170/67=2.53查表得 c =0.0277pM 模腔壓力（ MPa）且 pM =（25%50%） P注 =2255MPa取 40 MPa。5E 材料的彈性模量（ MPa） E =2.1 105 MPa成型零部件的許用變形量且 p=1 s =0.2 0.24=0.048 p543 0.027 40 174 th 3 5 h 2.1 105 0.048=2.1mm所以 th 取 24mm。304 澆注系統的設計4.1 澆注系統的組成及設計原則4.1.1 澆注系統的組成澆注系統是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道，其由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。4.1.2 澆注系統的設計原