1、 電高等?？茖W校 題 目： 隔弧板塑料模具課程設計 學 號： 姓 名： 學 校： 指導教師： 日 期： 1 / 64目 錄前言3畢業設計任務書4畢業設計說明書5第一章 注射成型工藝分析5一、注射成型原理5二、塑件分析、成型特點及工藝參數5三、分型面的選擇7第二章 注射機的選擇9一、注射機的選擇9二、注射機的校核10第三章 模具型腔設計11一、型腔數目的確定11二多型腔的排列12第四章 澆注系統的設計14一、主流道設計15二、 冷料穴的設計16三、分流道設計17四、澆口設計18第五章 排氣系統設計20第六章 成型零件結構設計與加工21一、成型零件結構設計21二、 零件加工工藝流程22三、 模具加

2、工工藝流程23四、導向機構的設計24五、脫模機構的設計24第七章 模溫調節與冷卻系統設計26第八章 模體設計29一、固定板與支撐板29二、支撐件29參考文獻30設 計 體 會31前言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。本論文介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結構與工作原理，對注塑產品提出了基本的設計原則，詳細介紹了注射機的選擇、模具型腔設計、澆注系統的設計、成型零件結構設計與加工、模溫調節與冷卻系統設計、 模體設計的設計過程，并對模具強度要求做了說明。設計成型零部件以及設

3、計合理的推出機構。對設計進行驗證主要是對注射機的相關重要參數進行驗證，在校驗合格后，進行成型零件加工工藝過程的制定，既要保證塑件的質量，又要兼顧經濟性。通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節問題，了解模具結構及工作原理；通過對AutoCAD的學習，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率。關鍵詞：生產工藝 注射機 模體 冷卻系統 分型面畢業設計任務書一、設計題目 ：隔弧板 塑件材料： 聚苯乙烯（PS）技術要求： 所設計的模具應使注射成型塑料零件達到給定要求的精度，未注公差按MT5等級，脫模斜度要求為20，大批量生產。塑料件如下圖：二、設計目的 畢業設計是學

4、生大學學習的一個重要教學環節，通過畢業設計使學生完成工程師的全面訓練。其基本目的是：1、綜合運用塑料成型材料的基本知識，以及塑料成型的基本原理和工藝特點，分析成型工藝對模具的要求；2、掌握成型設備對模具的要求；3、掌握成型模具的設計方法，通過畢業設計，使學生具備設計中等復雜程度的模具的能力；4、培養學生正確的設計思想和分析問題、解決問題的能力，學會運用標準、規范手冊、圖冊和查閱有關技術資料，培養學生從事模具設計的基本技能。三、設計內容1、模具裝配圖1套（二維和三維圖），最好能用三維軟件分模。要求：結構合理，尺寸正確。2、模具零件圖3張（二維和三維圖）。工作零件（型腔或型芯）一張（不畫簡單型芯）

5、、動模板或側滑塊一張、動模座或定模座一張。要求：結構、尺寸正確、標注正確（包括尺寸公差、形位公差和粗糙度）、技術要求合理。3.模具零件加工工藝規程卡兩份（工作零件與動模板或定模板）要求：正確合理，經濟性好。4.對需要電加工的模具零件，請設計電極尺寸，給出加工規準（粗、中、精）；對需要數控加工的模具零件，請填寫數控加工工序卡片，編制數控加工ISO代碼。5、設計說明書一份，不少于10頁（A4）畢業設計說明書第一章 注射成型工藝分析一、注射成型原理：在注射成型時，塑料要經過三個階段的轉換：一是塑料未進入料筒前的顆粒狀態；二是塑料在料筒中的塑化流動而達的熔融狀態；三是塑料通過注射澆注系統的沖模流動及冷

6、卻定型。 在每個階段中：（1）塑料有自身的物性參數和本構關系（固有特性、內因）；（2）一定量的塑料聚集在一起形成一個宏觀結構；（3）塑料宏觀結構周圍的非塑料本身的結構（如注射模、注射機等）就是塑料的幾何邊界；（4）塑料要受到來自外界或其內部的各種力，包括機械力（如：壓力、剪切力、摩擦力等）、物理力（如：熱、結晶、相變等物理變化力）、化學力（如：熱分解等化學變化力）。在第一個階段中，塑料在未進入料筒前的流動，屬于顆粒流，主要是塑料受到機械力等的作用而產生的塑料顆粒運動。即加料計量階段。在第二個階段中，塑料在料筒和剪切熱的作用下，發生塑化熔融而在料筒中流動，這種在料筒內每一部位的流動狀態基本保持恒

7、定，屬于穩定流動。第三個階段是塑料最終成型的關鍵所在，塑料通過注射模澆注系統的沖模流動在模腔各點的流動狀態不能保持恒定，屬于非穩定流動。模具型腔壓力周期分為沖模、補料、倒流和澆口封閉后的冷卻階段。熔融塑料在沖模過程中的壓力損失隨著流動長度的增加而增大，流道和型腔長度愈長，壓力損失愈大；隨流道及型腔斷面尺寸的減少而增大；隨熔融塑料的表現粘度的增大而增大。二、塑件分析、成型特點及工藝參數（一）、塑件的分析及塑料成型工藝性能1、 塑件工藝性能分析1） 塑件的尺寸較小，精度等級一般，性能要求一般，為大批量生產，采用一模四腔來提高生產率，塑件壁薄，對制品進行二次加工。2） 澆口采用側澆口，適用于一模四腔

8、，大大提高生產率，澆口截面為梯形。3） 為了方便加工和熱處理，型腔與型芯部分采用整體式結構。2、 材料的成型工藝性能1）PS性能的主要優點：光學性能好。其透光率達88%92%,可用作一般透明或濾光材料器件，如儀表、收錄機上的刻度 盤、電盤指示燈、自行車尾燈的透光外罩等。易于成型加工。因其比熱低、熔融粘度低、塑化能力強、加熱成型快，故模塑周期短。而且，成型溫度和分解溫度相距較遠，可供選擇范圍廣，加之結晶度低、尺寸穩定性好，被認為是一種標準的工藝塑料。著色性能好。PS表面容易上色、印刷和金屬化處理，染色范圍廣，注射成型溫度可以調低，能適應多種耐溫性差的有機顏料的著色，制出色彩鮮艷明快的制品。PS性

9、能的主要缺點：其最大的缺點是性脆易裂。因其抗沖擊強度低，在外力作用下易于產生銀紋屈服而使材料表現為性脆易裂，制件僅能在較低的負載使用；耐磨性也較差，在稍大的磨擦碰刮作用下很易拉毛。耐熱溫度較低。其制品的最高連續使用溫度僅為6080，不宜制作盛載開水和高熱食品的容器。此外，PS的熱脹系數大，熱承載力較差，嵌入螺母、螺釘、導柱、墊塊之類金屬元件的塑料制品，往往在嵌接處出現裂紋。 成型加工工藝要求較高。雖然PS透明、易于成型，但如果加工工藝不善，將帶來不少問題，例如：a). PS制品老化現象較明顯，長時間光照或存放后，會出現混濁和發黃。b). PS對熱的敏感性很大，很易在不良的受熱受壓加工環境中發生

10、降解。（二）塑件的質量與體積計算1本塑件由PS（聚苯乙烯）注塑而成，因其壁厚最薄處t=2.5mm 屬于厚壁零件；該塑件是不規則結構，通過Pro/E對零件處理，由軟件取得體積為: V=40562.2mm3 本設計采用PP，查附表C得： = 1.05g/cm3塑件質量為：M=v= 1.05×40562.2×10 = 42.5903g塑件精度等級為：IT82. 該塑件尺寸較小，一般精度等級，為降低費用，采用一模多腔，并不對制品進行后加工處理。PS的工藝參數如下：塑件名稱單 位參 數密 度（）比體積吸水率收縮率S熔 點t（C） 熱變形溫度t（C） 抗拉屈服強度（）抗彎強度（） 沖擊

11、韌度硬 度HB 體積電阻系數（） >擊穿強度 模具溫度t（C） 三、分型面的選擇打開模具取出塑件或澆注系統凝料的面稱之為分型面。分型面設計是型腔設計和第一步，它受塑件的形狀、壁厚、外觀、尺寸精度和模具型腔數目，排氣槽及澆口（和形式）等諸多因素影響。分型面的選擇原則：1） 符合塑件脫模。為使塑件能從模內取去，分型面的位置應設在塑件斷面尺寸大的部位。1） 分型面的數量和形狀通常只采用一個與注射機開模運動方向相垂直的方向，特殊 情況下采用一個以上的分型面或其他形狀的分型面。確定分型面形狀時應以模具制造及脫模方便的原則。2） 型腔方位的確定在決定型腔在模具內的方位時，分型面的選擇應盡量防止孔或側

12、凹，以免采用較復雜的模具結構。3） 確保塑件質量分型面應不要選擇在塑件光滑的外表面，避免影響外觀質量；將塑件要求同軸度的部分放到分型面的同一側，以確保塑件的同軸度；要考慮脫模斜度造成塑件大、小端的尺寸差異要求等。5）有利于塑件的脫模由于模具脫模機構通常只設在動模一側，故選擇分型面時應盡可能使開模后塑件留在動模一側。這對于自動化生產使用的模具尤其顯得重要。6）考慮側向軸拔距一般機械式抽芯機構的側向拔距都較小，因此選擇分型面時應將抽芯或分型距離長的方向置于動、定模的開合模方向上，而將短抽拔距做為側向分型或抽芯。并注意將側抽芯放在動模邊，避免定模抽芯。7）鎖緊模具的要求側向合模鎖緊力較小，故對于投影

13、面積較大的大型塑件，應將投影面積大的方向放在動、定模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側向分型面。8）有利于排氣當分型面作為主要排氣渠道時，應將分型面設在塑料熔體的末端，以利于排氣。9）模具零件易于加工選擇分型面時，應使模具分割成便于加工的零件，以減小機械加工的困難。第二章 注射機的選擇一、注射機的選擇注射機額定注射量每次注射量不超過最大注射量的80%，即 式中 n 型腔數 澆注系統重量（g） 塑件重量（g） 注射機額定注射量（g） 澆注系統體積，根據澆注系統初步設計方案進行計算： 則 取4 = 從計算結果，并根據塑件注射機技術規格，查塑件制品成型及模具設計教材附錄E，選用 XS-ZY12

14、5型注射機主要技術參數如下：型 號單 位SZ-320/1250標稱注射量：335螺桿（柱塞）直徑48注射壓力:145注射行程:360注射方式:螺桿式合模力:KN1250螺桿轉速r·1020模板最大行程:300模具最大厚度:550模具最小厚度:150注射時間s1.8拉桿空間:415415合模方式:液壓-機械推出形式:兩側推出（230）二、注射機的校核 （一）注射壓力的校核 由附錄D，常用熱塑性塑料注射成型的工藝參數查得PP的注射壓力為：P額 =70120 MPa；由附錄E，部分國產注射成型機的型號及技術參數查得XS-ZY-125 的注射壓力為：P=150 MPa；因為P P，則滿足條件

15、。 （二）鎖模力的校核 鎖模力是指注射機的鎖模機構對模具所施加的最大夾緊力。當高壓的塑料熔體充填模型腔時，會沿鎖模方向產生一個很大的脹型力。為此，注射機的額定鎖模力必須大于該脹型力，即：FF=A·P式中， F注射機的額定鎖模力（N） P模具型腔內塑料熔體平均壓力（MPa），一般為注射壓力的0.30.65倍,通常為2040 MPa A塑件和澆注系統在分型面上的投影面積之和（mm）該塑件是不規則結構，通過Pro/E對零件處理，由軟件取得A為: S=4620.917 mm 本設計取P=20 MPa 即：F=A·P=360KNF=1250KN> F,則滿足條件。第三章 模具型

16、腔設計一、型腔數目的確定為了使模具與注塑機的生產能力相匹配,提高生產效率和經濟性,并保證塑件精度,模具設計時應確定型腔數目.常用方法有四種:（一）.根據經濟性確定型腔數目根據總成型加工費用最小的原則,并忽略準備時間和試生產原材料費用,僅考慮模具加工費和塑件成型加工費.設型腔數目為n,制品總件數為N,每一個型腔所需的模具費用為C1,與型腔無關的模具費用為C0, 每小時注射成型的加工費用為y(元/h),成型周期為t(min),則:模 具 費 用 為: Xm=nC1+ C0 (元)注射成型費用為: Xs=N (元)總成型加工費用為: X= Xm+ Xs, 即; X= N + nC1+ C0為使總的成

17、型加工費用最小, 即令=0, 則有N( )(-)+ C1=0 , 所以n= (4-1)（二）.根據注塑機的額定鎖模力確定型腔數目當成型大型平板制件時,常用這種方法.設注射機的額定鎖模力為F(N),型腔內塑料熔體的平均壓力為p (MPa),單個制品在分型面上的投影面積為A(mm2)，澆注系統在分型面上的投影面積為A (mm),則:(n A+ A) pF 即: n (4-2)（三）.根據注射機的最大注射量確定型腔數目 設注射機的最大注射量為G(g),單個制品的質量為W1(g), 澆注系統的質量為W2(g),則型腔的數目為: n (4-3)若將質量(除以密度的)用體積表示,(4-3)式也可以用。（四

18、）.根據制品精度確定型腔數目 根據經驗,在模具中每加工一個型腔,制品尺寸精度要降低4%。設模具中的型腔數目為n,制品的基本尺寸為L（mm）,塑件的尺寸公差為，單型腔模具注塑生產時可能產生的尺寸誤差為 , (聚甲醛為,尼龍為66,聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS等非結晶型塑料為)則有塑件尺寸精度的表達式為: L +（N-1）L4%簡化后可得型腔數目為: n-24對于高精度制品,由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致,故通常推薦型腔數目不超過4個. 從塑件的生產效率和成本考慮，而且在生產批量較大時，精度要求一般，暫時設型腔數目為4，這樣好平衡式排列，以保證各型腔平衡進料，因此采用一模四腔的模具來加

19、工。本設計采用根據注射機的最大注射量確定型腔數目的方法來確定。 注射機的最大注射量（g）單個制品的質量（g）澆注系統的質量（g） 由于本塑件精度一般，故設計型腔數目為4個二多型腔的排列多型腔在模板上排列形式通常有圓形、H形、直線形及復合形。在設計時應注意以下幾點：（1） 盡可能采用平衡式排列，確保制品質量的均一和穩定；（2） 型腔布置與澆口開設部位應力應求對稱，以便防止模具承受偏載而產生鎰料現象。（3） 盡量使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。 根據以上幾點，型腔排列形式如圖所示：第四章 澆注系統的設計 澆注系統是指模具中從注射機噴嘴起到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，或是在此通道內冷

20、凝的固體塑料。澆注系統一般可分為普通澆注系統和無流道澆注系統兩類。普通澆注系統一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。本設計采用普通澆注系統。 澆注系統設計原則：澆注系統設計是指注射模設計的一個重要環節，它對注射成型周期和塑件質量（如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響，設計時必須遵循以下原則： 1.結合型腔布局考慮，應考慮以下三點：a. 盡可能采用平衡式布置，以便設置平衡式分流道。b. 型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載產生溢料現象。c. 型腔排列要盡可能緊湊，以減少模具外形尺寸。 2.熱量及壓力損失要小，為此澆注系統流程要盡量短，斷面尺寸盡可能大，盡量減少彎折，表面

21、粗糙度要底。 3.確保均衡進料，盡可能使塑料熔體在同一時間內進入各個型腔的深處及角落，即分道盡可能采用平衡式布置。 4.塑料耗量要少，在滿足各型腔充滿的前提下，澆注系統容積盡量要小，以減少塑料的耗量。 5.消除冷料：澆注系統應能捕集溫度較低的“冷料”，防止其進入型腔，影響塑件的質量。 6.排氣良好：澆注系統應能順利地引導塑料熔體充滿型腔各個角落，使型腔的氣體能順利排出。 7.防止塑件出現缺陷 ： 避免熔體出現充填不足或塑件出現氣孔、縮孔、殘余應力、翹曲變形或尺寸偏差過大以及塑料流將嵌件沖壓位移或變形等各種成型不良現象。 8.塑件外觀質量 ：根據塑件大小、形狀及技術要求，做到去除修整澆口方便，澆

22、口痕跡無損塑件的美觀和使用。 9.生產效率：盡可能使塑件不進行或少進行后加工，成形周期短，效率高。 10.塑料熔體流體特性：大多數熱塑性塑料熔體的假塑性行為，以充分利用。如下圖所示：分流道主流道襯套主流道冷料穴5澆口一、主流道設計： 主流道是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。其形狀為圓錐形，便于塑料熔體按序順利地向前流動。開模時主流道凝料又能順利的拔出。主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，還可以影響塑件內在質量。熱塑性塑料的主流道一般由澆口套構成。 1. 注流道圓錐角 =26，對流動性差的塑料可取 36 內壁粗糙度為Ra

23、0.632. 主流道大端呈圓角，半徑r=13mm,以減小料流轉向過渡時的阻力。 3. 在模具結構允許在情況下，主流道盡可能短，一般小于60mm,過長則會影響熔體的順利充型。 4. 對小型模具可將主流道襯套與定位圈設計成整體式，但在大多數情況下是將主流道襯套和定位圈設計成兩個零件，然后配合在固定模板上，主流道襯套與定模板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。 5. 主流道襯套一般采用T8、T10制造，熱處理強度為5256HRC。 對于采用點澆口的三板式模具，若要采用推流道板使流道凝料自動墜落時，則澆口套與推流道板的滑動配合部分要有515的錐度，以保證使用安全，動作可靠。主

24、流道主要參數如下： 主流道圓錐角 內壁粗糙度 主流道大端半徑 主流道長度 L =70 主流道襯套材料 如圖所示：二、 冷料穴的設計： 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流峰的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而形成冷接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端的直徑。冷料穴的形式有以下三種：與推桿匹配的冷料穴 這種冷料穴的底部有一根推桿，而推桿安裝在推板上，與其它推桿或推管連用。與拉料桿匹配的冷料穴 這類冷料穴的底部有一根拉料桿，拉料桿安裝于型芯固定板上，不隨推出機構一起運動。 無拉料桿的冷料穴是在主流道對面的動模板

25、上開一錐形凹坑，再在凹坑的錐形壁上鉆一深度不大的小孔。脫模時靠小孔作用將主流道凝料拉出，當塑件被推出時，冷料穴頭部先沿著小孔軸線移動，然后被全部拔出。綜上所述，本設計采用與拉料桿匹配的冷料穴，其形狀如下圖： 冷料穴主要技術參數： 冷料穴直徑： 冷料穴長度： 三、分流道設計： 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流各轉向的作用。多型腔模具必定設置分流道，單型腔大型塑件在使用多個澆口時也要設置分流道。1. 分流道的截面形狀 通常分流道的斷面形狀有圓形、矩形、梯形、U形和六角形等。為了減小流道內的壓力損失和傳熱損失，希望流道的截面積大，表面積小。因此可用流道截面積與其周長的比值來

26、表示流道的效率。 梯形分流道容易加工，且熔體的熱量散發和流動阻力都不大，故選擇梯形分流道。2. 分流道的尺寸 因為各種塑料的流動性有差異，分流道截面尺寸要根據塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率和分流道長度等到因素來確定。對于壁厚小于3mm，質量在200g以下的塑件，可通過以下經驗公式確定分流道的直徑： D=0.2654· 式中，m流經分流道的塑料量（g） L分流長度（mm） D分流道直徑（mm）對于黏度大的塑料，可按上式算得的D值再乘以1.2-1.25的系數。3. 分流道布置 分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分平衡式與非平衡式

27、兩種。A平衡式布置平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀及斷面非平衡布置都必須對應相等，達到各個型腔同時均衡進料，以保證各型腔成型出的塑件在強度、性能及質量上的一致性。常用形式：H型排列和圓形排列。B非平衡布置非平衡式澆注系統分兩種情況，一種是各個型腔的尺寸和形狀相同，只是諸型腔距主流道的距離不同；另一種是各型腔大小與主流道長度均不相同，為了使各個型腔同時均勻進料，必須將各個型腔的澆口做成不同的截面。4. 分流道的設計要點A分流道對熔體的阻力要小，在首先保證足夠的注射壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道的截面積與長度要取小值，尤其對于小型塑件更為重要。分流道轉折處要以圓弧

28、過渡。B各型腔均衡進料，為此當塑件形狀、大小相同時，各分流道的截面積和長度都要對稱相等，各支分流道長度也要一致，并要取短。平衡式布置的分流道能滿足這點。當一模同時成形幾個不同形狀及大小或不同重量的逆件時，各分流道的截面積和長度要與塑件相對應。C. 表面粗糙度要求達到Ra0.8為佳。D分流道較長時，要在分流道的末端開設冷料井。E分流道的位置可單獨開設在定模板或動模板上，也可同時開設在動、定模板上，合模后形成分流道的截面形狀，這主要取決于模具結構、塑料特性和塑件脫出方法。通常分流道多開設在模具一邊，以有利于開模時將流道凝料脫出。F分流道與澆口的連接外要加工成斜面，并用圓弧過渡，有利于塑料熔體的流動

29、和填充。綜上所述，本設計采用平衡式布置，通常四個型腔以下的H形和圓形排列能達到最佳的熱平衡和塑料和流動平衡。在這套模具中，其分流道與澆口的連接如下圖所示：四、澆口設計： 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統的關鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質量影響很大。其主要作用是： a. 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，防止其倒流；b.較容易切除澆口凝料；c.對于多型腔模具，可以用平衡進料；對于多澆口單型腔模具，用以控制熔接縫的位置。澆口的理想尺寸很難用理論公式計算，通常根據經驗公式確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以修正。一般澆口的截面積為分流道面積的3%-9%，截面形狀常

30、為矩形或圓形，澆口長度為0.5-2mm,表面粗糙度Ra不低于0.4。 （一）澆口的類型和特點 A.非限制性澆口 又稱直澆口、直接澆口或注流道型澆口。在多型腔模中又稱為進料口。在單型模腔中，塑料熔體直接流進型腔，因而壓力損失小，進料速度快，成形比較容易，對各種塑料都能適應。它傳遞壓力好，保壓補縮作用強，模具結構簡單緊湊，制造方便。但去澆口困難，澆口痕跡明顯；澆口附近熱量集中，冷凝較遲，易產生較大內應力，也容易產生縮孔或表面凹陷。它特別適于大型塑件、厚壁塑件和熔體粘度特別高的塑料品種成形。當澆口位置特殊，不能采用沖擊型澆口時，也可以采用直接澆口。 B限制性澆口： 型腔與分流道之間采用一段距離很短（

31、約0.5-2mm）、截面積很小（約為分流道截面積的0.03-0.09）的通道相連接，此通道稱為限制性澆口，它對澆口的厚度和快速凝固等可以進行限制。限制性澆口具有以下特點：1 塑料熔體通過此類澆口時，所受的剪切速率大，致使塑料熔體的表面粘度有所降低，有利于充模流動；2 塑料熔體通過此類澆口時，受到的磨擦作用強，一部分動能轉化為熱能，使塑料熔體溫度略有上升，從而增加了熔體的流動性；3 塑料熔體通過小澆口時，壓力損失大，降低了型腔的壓力，有利于模具鎖緊；4 澆口處截面尺寸較小，熔體容易凝固，補料時間好控制，減小了補料造成的內應力；5 澆口尺寸較小，封閉凍結快，可縮短成型周期；6 對于一模多腔或采用多

32、澆口的模具，由于其阻力大，容易實現各澆口的平衡進料；7 澆口痕跡小，不影響塑件外觀；特點：由于該塑件外觀質量要求較低，澆口的位置盡量使模具結構簡單，根據塑件形狀結構分析以及出件數量，故將澆口設計成側澆口，側澆口一般開在分型面上，為了便于去除澆口廢料，將澆口選為底面進料。 （二）澆口位置的選擇：在確定澆口位置時，應注意以下幾點：1 澆口應開設在能使型腔各個角落同時充滿的位置2 澆口應設在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮3 澆口的位置選擇應有利于型腔中氣體的排出4 澆口的位置應選擇在能避免制品產生熔合紋的部位。5 對于帶細長型芯的模具，用中心頂部進料方式以避免型芯受沖擊變形。6 澆口應設在不影響制品

33、外觀的部位7 不要在制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設澆口單對于中小型塑件來說取后度t=0.52mm,寬度取1,55mm，端面進料的搭接式側澆口，搭接部分的長度，澆口長度可適當加長，取進料位置的選擇，根據塑料件分型面以及型腔的安放方式，將進料位置設置在塑件底部。第五章 排氣系統設計 在注射成型過程中，模具內除了型腔和澆注系統中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產生的低分子氣體揮發，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑件產生氣泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。 注射模的排氣方式，大多數情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣，只是在特殊情況下采用

34、開設排氣槽的排氣方式。 當型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或可活動的芯時，可在型腔相應部位鑲嵌經燒結的金屬塊（多孔性合金塊）以供排氣。 本塑件采用模型分型面自然排氣。第六章 成型零件結構設計與加工 塑料在成型加工過程中，用來充填塑料熔體以成型制品的空間稱為型腔。而構成這個型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模、凸模、小型芯、螺紋型芯或型環等。 一、成型零件結構設計（一）、凹模的結構設計 凹模又稱陰模，它是成型塑件外輪廓。 其結構形式分為：整體式凹模和組合式凹模。本設計采用整體式凹模，它是由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成。其特點是為非穿通式模體，強度好，不易

35、變形。但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡單的塑件成型。（二）、凸模的結構設計 凸模（即型芯）是成型塑件內表面的成型零件，通常可分為整體式和分體式兩種類型。組合式凸模又分為整體裝配式和鑲件組合式。 本設計采用整體裝配式凸模，它是將凸模單獨加工后與動模板進行裝配而成。（三）、成型零件工作尺寸計算 成型零件的工作尺寸是指凸模和凹模直接構成塑件的尺寸，它通常包括凸模和凹模的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長度和寬）、凸模和凹模的高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。 塑件的公差：塑件的公差規定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負值“-”，制品內腔尺寸公差取正值“+”，而制口中心距尺寸公差按對稱分布原則計

36、算，即取“”。 模具制造公差：實踐證明，模具制造公差可取塑件公差的，即=（），而且按成型加工過程中的增減趨向取“+”“-”符號，型腔尺寸不斷增大，則取“+，”，型腔尺寸不斷減小則取“-，”，中心距尺寸取“”。 模具的磨損：實踐證明，對于一般中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的，即=，對于大型塑件則可取以下。另外對于型腔底面（或型芯端面），因與脫模方向垂直，故磨損量=0。 塑件的收縮率：成型后的收縮率與多種因素的關，通常按平均收縮率計算。 S= 模具在分型面上的合模間隙：由于注射壓力和模具分型面平面的影響，會導致動模、定模注射時存在一定的間隙。一般當模具分型面平面度較高、表面粗糙度較低時，塑件產

37、生的飛邊也小。飛邊厚度一般為0.020.1mm。 PP：由S=0.6, S=1.4，則 S=1% =，公差由塑料模具技術手冊表2-37，SJ1372公差數值表查。成型零部件工作尺寸的計算：型腔內形尺寸：由型腔內型計算公式 算出型腔內形尺寸為：型芯外形尺寸：由型芯外形尺寸計算公式算出型芯尺寸分別為：，型腔深度尺寸：有型腔深度尺寸計算公式算出型腔深度尺寸為型芯深度尺寸：算出型芯深度尺寸分別為，中心尺寸： 有中心尺寸計算公式算出中心尺寸為二、 零件加工工藝流程 動、定模型芯 動、定模型芯是主要工作零件，這套模具的生產批量為大批量，且塑件成型時有一定的腐蝕性，因此選用的材料要具有良好的耐磨性，因此選用

38、718S鋼材（注：此鋼材的性能特好，是做塑料的專用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蝕性）。 同時考慮到此塑件對尺寸精度和表面要求一般，在對材料進行粗加工后，留0.5mm的單邊，淬火、低溫回火后，用電火花機放電到位即可。 其澆道襯套孔要與襯套配合，在粗加工后，留單邊0.20.5mm的余量，熱處理后采用慢走絲割出即可。三、 模具加工工藝流程 根據零件結構和制造工藝，模架的基本組成零件有兩種：導柱、導套等回轉零件；模板等平板零件。導柱、導套的加工主要是內、外圓柱面的加工，平板內零件的制造過程主要進行平面加工和孔隙加工，它們在模具中起定位的導向作用，保證凹凸模在工作時具有正確的相對位置，除了要保證導柱，導

39、套配合表面尺寸形狀精度外，還應該保證導柱、導套各自配合面之間的同軸度要求。導柱、導套一般采用低碳鋼進行滲碳、淬火處理，也可選用碳素工具鋼T10淬火處理，淬火處理硬度5862HRC。根據分析，導柱、導套加工工藝過程如下：備料粗車、半精車內外圓柱表面熱處理研磨導柱中心孔粗磨、精磨配合表面研磨導柱、導套重要配合表面。 （1）凸模加工工藝過程如下： 下料鍛造退火粗加工精磨基面準面劃線工作型面半精加工淬火、回火磨削修研。（2）凹模加工工藝過程如下：下料鍛造退火粗加工精磨基面準面劃線型孔半精加工型孔精加工淬火、回火精磨（研磨）（3）模架的裝配： 導柱、導套與模板之間一般采用過盈配合，裝配時可采用手動壓力機

40、將導柱壓入動模板的導柱孔，復位機構的裝配復位桿與固定板一般采用過渡配合。模架的裝配比較簡單，主要是用螺釘將裝有導套的定模板連接起來。（4）模具表面強化處理工藝特點及應用： 滲碳處理：滲碳處理是向模具零件表面滲入氮原子的過程。模具滲氮前應加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是經過試模確認完全合格后再進行滲氮處理根據模具的技術要求分別采用以下兩種工藝路線：精密模具：備料鍛造退火或回火調質半加工裝配試模滲氮研磨拋光裝配一般模具：備料粗加工調質精加工滲氮研磨裝配（5）、總裝的技術要求 a、裝配后的模具安裝表面的平行誤差不大于0.05； b、模具閉合后分型面應均密合； c、導柱、導套滑動靈活，推件時推桿和卸

41、料板動作一致； d、合模后動模部分和定模部分的型芯必須緊密接觸（6）、試模： 模具在裝配完成之后，在交付生產時試模，其目的是檢查模具在設計制造上是否存在缺陷，若有，則排除，對模具成型工藝條件進行試驗以有利于模具成型工藝的確定和提高。四、導向機構的設計 為了保證注射模準確合模與開模，在注射模中必須設置導向機構。導向機構的作用是導向、定位以及承受一定的側向壓力。 本設計采用導柱導向機構設計導柱和導套時應注意以下幾點：（1） 導柱應合理地均勻布置在模具分型面的四周，導柱中心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模具的強度。（2） 導柱的長度應比型芯（凸模）端面的高度高出68mm，以免型芯進入凹模時與凹模相

42、碰而損壞。（3） 導柱和導套應有足夠的耐磨度和強度，常采用低碳鋼經滲碳0.50.8mm，淬火4855HRC,也可采用T8A碳素工具鋼，經淬火處理。（4） 為了使導柱能順利地進入導套，導柱端部應做成錐形或半球形，導套前端要倒角。 （5） 導柱設在動模一側可以保護型芯不受損傷，而設在定模一側則便于順利脫模取出塑件，因此可根據需要而決定裝配方式。 （6） 一般導柱滑動部分的配合形式按H8/f8，導柱和導套固定部分配合按H7/k6，導套外徑的配合按H7/k6。 （7） 除了動模、定模之間設導柱、導套外，一般還在動模座板與推板之間設置導柱和導套，以保證推出機構的正常運動。（8） 導柱的直徑應根據模具大小

43、而決定，可參考標準模架數據選取。五、脫模機構的設計 在注射成型的每一循環中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機構稱為脫出機構（或稱推出機構、頂出機構）。 設計脫模機構時，應遵循以下原則：（1） 結構可靠：機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度。（2） 保證塑件不變形、不損壞。（3） 保證塑件外觀良好。（4） 盡量使塑件留在動模一邊，以便借助于開模力驅動脫模裝置，完成脫模動作。 根據以上原則，在模具上設計頂桿的大小與位置，頂桿就是脫模推出機構，即將塑件從型芯上頂出。頂桿見零件圖，頂出時受力均衡，直徑都為。 頂出行程計算： 式中 所需頂出行程 型芯成型高度 e

44、頂出行程富裕量（mm） =12+5=17（mm）所需開模行程計算 式中 開模行程（mm） 塑件及澆注系統在開模方向上的總投影高度（mm） 動定模型芯突出分型面的高度總和（mm） e 取件及取出澆注系統凝料的開模行程富裕量（mm） 第七章 模溫調節與冷卻系統設計 塑料注射模溫調節能力，不僅影響到塑件質量，而且也決定著生產效率。實際上模溫設計恰當與否，直接關系到生產成本與經濟效益。 模溫對塑件質量的影響：1、改善成形性 每一種塑料都有其濕度的成形模溫，在生產過程中若能始終維持相適應的模溫則其成形性可得到改善，若模溫過低，會降低塑件熔體流動性，使塑件輪廓不清，甚至充模不滿；模溫過高，會使塑件脫模時和

45、脫模后發生變形，使其形狀和尺寸精度降低。2、 成形收縮率 利用模溫調節系統保持模溫恒定，能有效減少塑料成型收縮的波動，提高塑件的合格率。采用允許的的模溫，有利于減少塑料的成形收縮率，從而提高塑件的尺寸精度。并可縮短成形周期，提高生產率。3、 塑件變形 模具型芯與型腔溫差過大，會使塑件收縮不均勻，導致塑件翹曲變形。尤以壁厚不均和形狀復雜的塑件為甚。需采用合適的冷卻回路，確保模溫均勻，消除塑件翹曲變形。4、 尺寸穩定性 對于結晶性塑料，使用高模溫有利于結晶過程的進行，避免在存放和使用過程中，尺寸發生變形；對于柔性塑料（如聚烯烴等）采用低模溫有利用塑件尺寸穩定。5、 力學性能 適當的模溫，可使塑件力

46、學性能大為改善。例如，過低模溫，會使塑件內應力增大，或產生明顯的熔接痕。對于粘性大的剛性塑料，使用高模溫，可使其應力開裂大大的降低。6、 外觀質量 適當提高模具溫度能有效地改善塑件的外觀質量。過低模溫會使塑件輪廓不清，產生明顯的銀絲、云紋等缺陷，表面無光澤或粗糙度增加等。 模溫對生產效率的影響： 就注射成形過程講，可把模具看成為熱交換器。塑料熔體凝固時釋放出的熱量中約有5以輻射、對流的方式散發到大氣中，其余95由模具的冷卻介質（一般是水）帶走。因此模具的生產效率主要取決于冷卻介質的熱交換效果。據統計，模具的冷卻時間約占整個注射成形周期的2/3至4/5，因此縮短注射成形周期內的冷卻時間是提高生產

47、效率的關鍵。故在設計過程中冷卻時間應適當控制。 冷卻時間的確定： 在注射過程中，塑件的冷卻時間，通常是指塑料熔體從充滿欣腔起的可以開模取出塑件時止的這一段時間。這一段時間標準常以制品已充分固化定型而且具有一定強度和剛度為準。這段冷卻時間一般占整個注射生產周期的80。由以下式可計算： t=s²/².a ln4/ . （Ts-Tm）/（TE-TM） a 塑件熱擴散系數（m²/s），查表3 s 制品壁厚（mm） t= 0.9²/²x9.6x10 -4 /360 x 4/ x （230-50）/（80-50） =1.8 S表3塑件名稱熱擴散系數a（m&

48、#178;.h -1 ）ABS9.6x10尼龍3.9x10 表4塑料名稱TS（）TM（）TE（）PS200500406060100AS200260406060100ABS200260406060100PE150250507070110 冷卻系統的設計原則：1、 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡。2、 冷卻水孔的數量約多，孔徑約大，則對塑件的冷卻效果約均勻。根據經驗，一般冷卻水孔中心線與型腔壁的距離應為冷卻水孔直徑的12倍（常位1215mm），冷卻水孔中心距約為水孔直徑的35倍，水孔直徑約為812mm。3、 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，當塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應處處相等。當塑件壁厚不均勻時，壁厚處應