1、畢業設計課題名稱 接線盒外殼塑料模具設計 專 業 模具設計與制造 姓 名 王 校 建 學 號 208404020549 指導老師 黃 雪 梅 完成時間 指導教師評語建議成績：優 良 中 及格 不及格指導教師簽字 年 月 日最終評定成績：優 良 中 及格 不及格系主任簽字 年 月 日目錄前言 1第一章 塑料模具的簡述 11.1模具工業在國民經濟中的地位 11.2各種模具的分類和占有量 11.3我國模具工業的現狀 21.4世界五大塑料生產國的產能狀況 21.5我國模具技術的現狀及發展趨勢 4第二章 制品結構特征及成型工藝性分析 62.1塑件材料分析 62.2材料性能 72.3塑件尺寸和精度分析 8

2、2.4收縮率 92.5塑件形狀分析 92.6塑件圓角 102.7零件體積及質量估算 10第三章 模具方案分析 123.1分型面的確定 123.2 型腔數目的確定 123.3澆注系統的設計 133.4推出機構設計 143.5冷卻系統設計 153.6確定標準模架尺寸 16第四章 注塑機的設備選擇 174.1注塑機的分類 174.2注塑機的主要參數 174.3選擇注塑機 174.4注塑機的校核 18第五章 成型零件設計與計算 215.1成型零件工作尺寸計算 215.2成型零件的設計 215.3導向機構設計原則 235.4導柱、導套的結構設計 245.5 排氣系統的設計 25第六章 模架及其它模具零件

3、設計 266.1模架尺寸的計算 266.2裝配模架 27 27 27 28 29 30 30 32 33總結 34參考文獻 35致謝 36前言近50年來，隨著石油化學工業的發展世界塑料工業發展比較迅速，塑料已成為工業及民用產品的重要原料。塑料制品的使用日益廣泛，對成型塑料制品用的模具品種和數量的需求愈來愈大，許多發達國家塑料模具的產值已居模具總產值的第1位。據統計我國塑料模用剛已占全部模具用剛的一半以上。模具是一種技術密集、資金密集型的產品，在我國國民經濟中的地位非常重要。模具工業以被國家正式確立為正式產業，并在“十五”期間列為重點扶持產業。由于模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的

4、開發能力，因此模具生產水品的高低，以成為衡量一個國家產品制造水品高低的重要標志。改革開放20多年來，我國的模具工業獲得了飛速發展，設計、制造加工水平、產品檔次都有了很大的提高。據1997年的不完全統計，全國擁有模具產業生產廠、產品廠配套的模具車間近17000家，約60萬從業人員，年模具總產值達200億元。到2002年，模具年總產值已達360億元，而2003年的總產值則達400億元，短短紀念的時間，我國的模具行業產值就翻了一番。在不久的將來我國將是世界上模具的領袖，是模具行業中的佼佼者。第一章 塑料模具的簡述1.1模具工業在國民經濟中的地位模具是制造業的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料

5、（固態或液態）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業中。模具工業是國民經濟的基礎工業，是國際上公認的關鍵工業。模具生產技術水平的高低是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產品的質量，效益和新產品的開發能力。振興和發展我國的模具工業，正日益受到人們的關注。早在1989年3月中國政府頒布的關于當前產業政策要點的決定中，將模具列為機械工業技術改造序列的第一位。模具工業既是高新技術產業的一個組成部分，又是高新技術產業化的重要領域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業領域里，日益成為使用最廣泛的

6、主要工藝裝備，它承擔了這些工業領域中6090的產品的零件，組件和部件的生產加工。模具制造的重要性主要體現在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業的模具市場為例。汽車，摩托車行業是模具最大的市場，在工業發達的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業是我國國民經濟五大支柱產業之一，汽車工業重點是發展零部件，經濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發展重點，已在汽車工業產業政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達到170種。一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元。為了適應市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80的模具需要更換。中國摩托車產量位居世界第一，據統計，中國摩托車共有14

7、種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以上需要模具生產。一個型號的摩托車生產需1000副模具，總價值為1000多萬元。其他行業，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。目前世界模具市場供不應求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數控制模設備，提高模具加工質量，縮短生產周期，溝通外貿渠道，模具出口將會有很大發展。研究和發展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經濟的發展有著特別重要的意義。1.2各種模具的分類和占有量模具主要類型有：沖模，

8、鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型。（1）沖模：沖模是對金屬板材進行沖壓加工獲得合格產品的工具。沖模占模具總數的50以上。按工藝性質的不同，沖模可分為落料模，沖孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復合模，連續模。（2）鍛模：鍛模是金屬在熱態或冷態下進行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機用鍛模，水壓機用鍛模，高速錘用鍛模，擺動碾壓

9、機用鍛模，輥鍛機用鍛模，楔橫軋機用鍛模等。按工藝用途不同，鍛模可分為預鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數的35，而且有繼續上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發泡成型模，低發泡注射成型模，吹塑模等。（4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數的6。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結模等。1.3我

10、國模具工業的現狀自20世紀80年代以來，我國的經濟逐漸起飛，也為模具產業的發展提供了巨大的動力。20世紀90年代以后，大陸的工業發展十分迅速，模具工業的總產值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長到130億元人民幣，1999年已達到245億元人民幣，2000年增至260270億元人民幣。今后預計每年仍會以1015的速度快速增長。 目前，我國17000多個模具生產廠點，從業人數五十多萬。除了國有的專業模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業，合資企業，獨資企業和私營企業等，都得到了快速發展。其中，集體和私營的模具企業在廣東和浙江等省發展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區，從事模具

11、制造的集體企業和私營企業多達數千家，成為我國國內知名的“模具之鄉”和最具發展活力的地區之一。在廣東，一些大集團公司和迅速崛起的鄉鎮企業，為了提高其產品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨資的模具企業則多集中于沿海工業發達地區，現已有幾千家。在模具工業的總產值中，企業自產自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50（中國臺灣：40），塑料模具約占33（中國臺灣：48），壓鑄模具約占6（中國臺灣：5），其他各類模具約占11（中國臺灣：7）。1.4世界五大塑料生產國的產能狀況美國塑料(

12、原料的產量多年來一直雄居各國之首。早在80年代前期，美國塑料產量就已達2000萬噸之多，1986年增至23l0萬噸，占全球總產量8100噸的28.5，此后美國塑料產量繼續呈現穩定增長之勢，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬噸、2810萬噸、3010萬噸、3410萬噸、4000萬噸和4360萬噸，占世界總產量的比例從1996年起提高到30以上。2001年美國塑料產量為4170萬噸，其中以聚乙烯為最多，達1500多萬噸。其次分別是氯乙烯650萬噸、聚丙烯720萬噸、聚苯乙烯對酞酸脂320萬噸、聚苯乙烯280萬噸。國內塑料消費量(產量+進口量一

13、出口量，美國也是全球最多的。美國的全部塑料消費量2001年為4280萬噸。美國人均塑料消費量也是很高的，2000年為159公斤，2001年略減為155公斤 ，居全球第3位。美國現有各種大小塑料企事業單位1萬多家，其中職工人數少于50人的占總數的53，50l00人的占21，100500人的占23，超過500人的占近4，職工總數近90萬人。在美國塑料制品加工業的就職人數達110萬，2001年的出貨金額為2150億美元，人均出貨金額為195美元。德國是世界最大的塑料(原料生產國之一，上世紀90年代初的1991年、1992年和1993年，德國塑料產量都為990多萬噸，1994年增達超過1000萬噸的1

14、110萬噸1998年達近1300萬噸，1999年為近1400萬噸，2000年增至1550萬噸，超過日本為世界第2大塑料生產國，2001年上升為1580萬噸，2002年已過1600萬噸。2001年德國生產的種種塑料原料中，聚乙烯為285萬噸(低密度聚乙烯160萬噸，高密度聚乙烯125萬噸，氯乙烯175萬噸，聚丙烯160萬噸。德國2001年的國內塑料消費量為1280萬噸，其中聚乙烯265萬噸，聚丙烯155萬噸氯乙烯152萬噸。德國人均塑料消費量2001年為160公斤，在世界上僅少于比利時的172公斤，高于美國的155公斤，排在世界第2位。德國塑料制品加工業的職工總計有近30萬人，2001年的出貨金

15、額為360億美元，人均126美元。德國塑料制品加工企業中職工少于50人的占44，50100人的占28，100500人的占25，500人以上的占4。中國塑料工業多年持續高速增長，1991年產量僅為250萬噸，1995年增為350萬噸，1998年超過700萬噸，到2002年已增達約1400萬噸，超過日本而成為世界第3大塑料原料生產國。中國今年塑料制品市場將持續走強，在包裝、工程、建材、農用和日用塑料制品等各個領域都將有較大幅度的增長，需求量將超過2500萬噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過850萬噸，工程塑料制品需求量將達400萬噸左右，建材塑料制品需求量將達300萬噸以上，農用塑料制品需求量將

16、在500萬噸左右，日用塑料制品需求量約為80萬噸左右。日本在很長的時期內都是僅次于美國的世界第2大塑料生產國。一直到1997年，日本塑料產量曾經連續多年增長，年產量在70年代中期就已達500多萬噸，1987年突破1000萬噸，1991年達約1300萬噸，1992年和1993年因受日本經濟下滑的影響，產量略有減少，分別降至1258和1225萬噸。從1994年起產量再度增長，1994年、1995年和1996年分別回升到1300萬噸、1400萬噸和1470萬噸，1997年的產量又比上年增長3.7，達到1521萬噸，首次超過1500萬噸。但這種增勢在1998年受到遏制，產量大幅度減少。1998年，日本

17、塑料產量為1390萬噸，比上年減少了8.7。1999年和2000年日本塑料產量分別回升到1432萬噸和1445萬噸，但仍遠未恢復到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料產量再度下降至1400萬噸以下的1364萬噸和1361萬噸。2002年日本塑料(原料產量減為1361萬噸。而中國則增為1366萬噸，日本又退居第4位。韓國塑料產量增長十分迅速，1986年超過200萬噸，1990年增達300萬噸，1992年突破500萬噸，1994年、1996年和1997年分別上升到600多萬噸、700多萬噸和800多萬噸，1998年產量增至850萬噸，1999年突破900萬噸，2001年達1200萬噸，

18、躋身于世界5大塑料生產國之列。韓國塑料原料產品中以聚乙烯居首，2001年產量為340萬噸(低密度聚乙烯160萬噸，高密度聚乙烯180萬噸，聚丙烯以238萬噸排在第2位，其次分別是聚酯161萬噸、氯乙烯124萬噸、ABS·AS樹脂86萬噸、聚苯乙烯77萬噸。韓國國內塑料消費量2001年420萬噸，只相當于產量的1/3略高。人均塑料消費量2001年為106公斤，韓國塑料制品加工業的職工總數2001年為3.1萬人，出貨金額為85億美元，人均276美元。塑料產量位居世界前10名的國家和地區還有法國660萬噸、比利時600萬噸、中國臺灣598萬噸、加拿大432萬噸和意大利385萬噸(均為200

19、1年產量。1.5我國模具技術的現狀及發展趨勢20世紀80年代開始，發達工業國家的模具工業已從機床工業中分離出來，并發展成為獨立的工業部門，其產值已超過機床工業的產值。改革開放以來，我國的模具工業發展也十分迅速。近年來，每年都以15的增長速度快速發展。許多模具企業十分重視技術發展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業發展的重要動力。此外，許多科研機構和大專院校也開展了模具技術的研究與開發。模具行業的快速發展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業的快速發展，成為模具制造強國。中國塑料模工業從起步到現在，歷經了半個多世紀，有了很大發展

20、，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產48"（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產照相機塑料件模具，多形腔小模數齒輪模具及塑封模具。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術，模具的電加工和數控加工技術，快速成型與快速制模技術，新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。盡管我國模具工業有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數量還是質量仍滿足不了國內市場的需要，每年仍需進口10多億美元的各類大型，精密，復雜模具。與發

21、達國家的模具工業相比，在模具技術上仍有不小的差距。今后，我國模具行業應在以下幾方面進行不斷的技術創新，以縮小與國際先進水平的距離。（1）注重開發大型，精密，復雜模具；隨著我國轎車，家電等工業的快速發展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。（2）加強模具標準件的應用；使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質量。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。（3）推廣CAD/CAM/CAE技術；模具CAD/CAM/CAE技術是模具技術發展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發展方向，可顯著地提高模具設計制

22、造水平。（4）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術的不斷出現，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術，高速銑削加工技術，以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。第二章 制品結構特征及成型工藝性分析2.1塑件材料分析通常,選擇塑件的材料依據是它所處在的工作環境及使用性能的要求,以及原材料廠家提供的材料性能數據.對于常溫工作狀態下的結構件來說,要考慮的主要是材料的力學性能,如屈服應力,彈性模量,彎曲強度,表面硬度等.該接線盒的形狀結構比較簡單，深度為20mm。該制件是日常所用的接線盒，要求外觀質量較好，有一定的強度且翹曲變形在一個較小的范圍內。聚

23、乙烯樹脂的密度為0.910.96g/cm3，有一定的機械強度，但表面硬度差。特征為白色或淡白色，無毒、無味、柔軟、半透明，一般呈顆粒狀，手觸似臘，因而又稱高分子石蠟。聚乙烯按合成方法不同，分低壓、中壓和高壓三種。低壓聚乙烯的分子鏈支鏈較少，相對分子質量、結晶度和密度均較高（故又稱高密度聚乙烯），所以比較剛硬、耐磨、耐蝕、耐熱及絕緣性較好，常用來制造塑料管、塑料板、接線盒、塑料繩以及承載不高的零件，如齒輪、軸承等。高壓聚乙烯帶有許多支鏈，因而相對分子質量較少，結晶度和密度較低（故又稱低密度聚乙烯），且具有較好的柔軟性、耐沖擊性及透明性，成型加工性能也較好。它常用于制作塑料薄膜、軟管和塑料瓶以及電

24、器工業中的支架、絕緣零件和包裹電纜等。聚乙烯的成型特點是流動性較好，質軟易脫模，塑件有淺的側凹時可強行脫模。但聚乙烯成型流動性對壓力變化敏感，加熱時間長易產生分解；聚乙烯收縮率大，方向明顯，易變性、翹曲，產生縮孔，應控制模具溫度。所以制品材料確定為聚乙烯。 圖2-1接線盒工程圖2.2 材料性能 聚乙烯的英文縮寫PE。是乙烯經聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業上，也包括乙烯與少量-烯烴的共聚物。聚乙烯無臭、無毒，手感似臘，具有優良的耐低溫性能（最低使用溫度可達-70-1000C），化學穩定性好，能耐大多數酸堿的侵蝕（不耐具有氧化性質的酸）。常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性能優良。聚乙烯對于

25、環境應力（化學與機械作用）是很敏感的，耐熱老化性能差。聚乙烯的性質因品種而異，主要取決于分子結構和密度。采用不同的生產方法可得不同的密度的產物。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型加工方法加工。用途十分廣泛，主要用來制造薄膜、容器、管道、單絲、接線盒、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達等的高頻絕緣材料。隨著石油化工的發展，聚乙烯生產得到迅速發展，產量約占塑料總產量的1/4。聚乙烯的成型時流動性較好，質軟易脫模，塑件有淺的側凹時可強行脫模。的成形性能1、結晶形塑料,吸濕性小,可能發生溶體破裂，長期與熱金屬接觸易發生分解。2、流動性極好,但成形收縮范圍和收縮值大，易發生縮孔、凹痕、變性、方向性強。

26、3、冷卻速度快，澆注系統及冷卻系統緩慢散熱，并注意控制成形溫度。料溫低，方向性明顯，低溫高壓時尤其明顯。模具溫度低于50時，塑件光澤差，易產生熔接不良、流痕，90oC以上易發生翹曲變形。4、塑件壁厚須均勻，避免缺口、尖角，以防應力集中。塑件要求生產批量大，采用注射成型易保證，PE適合注射成型。1.聚乙烯(高密度:密度0.941-0.965 g.cm-3,吸水率:<0.01%,抗拉強度21-38MPa,拉伸模量0.41.03GPa,斷后伸長率:20100%,抗壓強度:18.624.5MPa,沖擊韌度:801067 J.m2,硬度:6070HSD,成型收縮率:1.54%,無負荷最高使用溫度:

27、79121攝氏度,連續耐熱溫度:85攝氏度;2.3 塑件尺寸和精度分析(1塑件大小塑件長度尺寸為140mm,寬度尺寸50mm,高度尺寸10mm，該塑件尺寸適中。(2塑件尺寸公差該塑件用于日常生活，故尺寸精度要求較高.由于圖中未標注公差。故根據SJ/T10628-1995,按一般精度要求, 聚乙烯公差等級為IT5。(3塑件表面質量由于塑件為常用接線盒,對外表面質量要求高,塑件表面質量可以稍低.因此塑件外表面粗糙度取1.6,內表0.8.2.4 收縮率常見塑料的收縮率如下表:常用塑料的收縮率塑料名稱聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯尼龍ABS縮寫PEPPPVCPSN6ABS收縮率1.53.61.02.50

28、.61.50.60.80.82.50.30.8對于該接線盒，材料為聚乙烯，理論收縮率為1.53.6，而實際與理論是有區別的。設計時常取收縮率為0.05。2.5塑件形狀分析該塑件有側孔，但模具結構簡單，塑件形狀對稱，有利于型腔填充，適合注射成型。塑件厚度塑件厚度制品應有一定的厚度，這不僅是因為制品在使用中有足夠的強度和剛度，而且也為了塑料在成型時有良好的流動性。有時制品在使用中需要的強度雖然很小，但是為了使制品便于從模具中頂出以及部件的裝配，仍需要有適當的厚度。一般說來，塑件的厚度越厚就越能滿足產品的強度和剛度的性能要求，但是從塑件的成型過程看來，塑件的壁厚越厚，冷卻的時間就越長，整個塑件的成型

29、周期就要延長，提高了生產的成本，降低了生產的效率，同時，塑件的壁厚越厚，收縮率就增大，這樣使的得產品的尺寸不穩定性增加，降低了產品的質量。因此產品的厚度必須得適中，根據材料的的特性，一般熱塑性塑件的壁厚取1,該塑件在使用時對強度和剛度要求稍高，故最大壁厚取2mm。拔模斜度是為了便于脫模，防止塑件表面在脫模是劃傷，擦毛，在設計塑件表面沿脫模方向應具有合理的脫模斜度。塑件的脫模斜度大小跟塑件的性質、收縮率、摩擦因素、塑件的壁厚和幾何形狀有關。為了使制品易于從模具內脫出，設計時必須保證制品的內外壁厚具有足夠斜度，以保證塑件脫模。由于脫模斜度沒有比較精確的計算公式。一般情況下脫模斜度取0.5º

30、;, 最小取15¹20¹.本設計選擇的拔模斜度為20º. 2.6 塑件圓角塑料制品除了在使用上要求采用尖角之外,其余所有轉角處均應盡可能采用圓角過度,因為帶尖角的塑件,往往會在尖角處產生應力集中.在受力或受沖擊振動時會發生破裂,甚至在脫模過程中由于成型應力而開列,特別是塑件的內角處.塑件上轉角處采用圓弧過度, 有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內的流動和塑件的脫模。不僅避免了應力集中,而且還使塑件變的美觀, 有利于塑料充型的流動。2.7 零件體積及質量估算 圖2-2 體積分析單個塑件 V=19.4cm3 ,質量m=19.4g.圖2-3體積分析塑件和澆注系統

31、凝料 總體積 V總=129.6cm3, 質量m=129.6g.第三章 模具方案分析3.1 分型面的確定塑料制品在成型模具中的位置，是由模具的分型面決定的。在注射模具的設計中，必須根據塑件的結構、形狀，首先確定成型時塑件在模具中的位置，也即是確定分型面；再根據成形特點、塑件的生產批量，來確定一模成型件數(即一模幾腔、澆口形式、排氣系統及脫模方式等。分型面是模具上用于取出塑件和澆注系統冷凝料的可分離的接觸表面。分型面決定著塑料制品在成型模具中的位置。按形狀分類分型面可分為：平面分型面，曲面分型面，階梯分型面，斜面分型面。按其位置與注射機開模運動方向的關系可分為：分型面垂直于注射機開模運動方向，平行

32、與開模方向，傾斜與開模方向。分型面的選擇設計，主要是根據塑件的結構、精度要求、澆注系統形式、排氣方式、脫模形式及模具的制造工藝等各種因素，進行全面考慮，做出合理選擇。分型面選擇設計的基本原則是，選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順利脫模。同時還要考慮以下因素：（1）分型面的選擇應便于脫模并簡化模具結構。因此盡可能使塑件在動模分離后留在動模一側。如塑件有側孔或側凹，選擇分型面應盡可能將側型心置于動模，以避免定模抽心，并使抽拔距離盡量短。（2）分型面的選擇應考慮技術要求。當塑件的表面有同軸度、平行度等要求時，應盡可能將其置于同于半模內，否則，將會由于合模誤差影響塑件精度。（3）分型面應盡量選擇不在

33、影響塑件外觀的位置，并使其產生的飛邊易于清理和修整 由于分型面處不可避免地要在塑件上留有飛邊和拼合縫的痕跡，因此分型面最好不要設在塑件光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉角處，以免影響塑件外觀。（4）分型面的選擇應有利于排氣 為此應盡量使分型面與充模時型腔料流末端重合，以利于排氣。（5）分型面的選擇應便于模具零件加工。（6）分型面的選擇應考慮注射機的技術參數 注射成型時所需的鎖模力是與塑件在合模方向的投影面積成正比，所以選擇分型面時，應盡量選擇塑件在垂直合模方向上投影面積較小的表面，以減少鎖模力。綜合以上因素塑料盆的分型面選擇在最大輪廓處,取塑料盆上邊沿處.取該處分型面簡單，模具也簡單，也可以脫模順利

34、。3.2 型腔數目的確定 注塑模的型腔數目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔。一般確定型腔數目有以下幾種方法：（1） 按注射機的最大注射量確定型腔個數n；（2） 按注射機額定鎖模力確定型腔個數n；（3） 按制品的精度要求確定型腔個數n；（4） 按經濟性確定型腔個數n。型腔數目的確定時主要考慮以下幾個有關因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生產效益；該塑件屬于大批量生產，精度要求一般，塑件尺寸適中，故有以下兩種方案： （1）.一模一腔模具尺寸小，生產效率較低。（2）.一模兩腔模具尺寸適中，生產效率較高。故選用方案（1）。3.3 澆注系統的設計澆注系統是指塑件熔體由注射

35、機噴嘴至型腔之間的進料通道，其作用是將塑件熔體充滿型腔并將注射壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得組織致密、輪廓清晰、表面光潔、尺寸精確的塑件.澆注系統的設計合理與否將直接影響塑件的質量、成型工藝.澆注系統可分為普通澆注系統和無流道凝料澆注系統.澆注系統分為主流道、分流道、澆口及冷料穴。澆注系統設計是否合理,對注射成型過程和塑件質量都有影響,因此設計澆注系統時應注意以下問題:(1應考慮成型塑料的工藝特性。如成型塑料熔體的流動性，對壓力、溫度的敏感性，塑料溶體的收縮性、分子取向等性能。(2澆口位置、數量的設計要有利于熔體的流動，避免產生湍流、渦流、噴射等現象，有利于排氣；設計時應預先分析熔接痕的位置

36、及對塑件質量的影響。(3應盡量縮短溶體到型腔的流程，以減少壓力損失。(4避免高壓熔體對型芯和嵌件的沖擊，以防止型芯的變形或嵌件的位移。(5盡量減少澆注系統冷凝料的產生，減少原材料的損耗。（6）澆口的位置要便于冷凝料的去除，不影響塑件的外觀。其中澆口是澆注系統的關鍵部位,由于該塑件對側壁有外觀要求,故可設計以下兩種方案：(一側澆口一般開設在模具的分型面,從塑件的邊沿進料,故又稱為邊緣澆口, 它是澆口種類中使用最多的一種，因而又稱普通澆口，其澆口截面形狀一般為矩形, 由于側澆口的尺寸一般都較小，所以截面形狀與壓力、熱量損失的關系可忽略不計。矩形澆口的長一般為0.53mm，寬為1.55mm，澆口深為

37、0.52mm。側澆口的形狀簡單,加工方便,特別是一模多腔的澆注系統,使用這種澆口非常方便,同時去除澆注系統冷凝料比較方便. 但是對于殼形塑件，采用這種澆口不易排氣，還容易產生熔接痕、縮孔等缺陷。注射時壓力損失較大，保壓補縮作用比直澆口要小。（二）點澆口點澆口，又叫橄欖形澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸特小的圓形截面澆口，如果點澆口開得太大，在開模時，澆口中的塑料很難被拉斷，而且，制品受到澆口處塑料的拉力，其應力會影響塑件的形狀。另外，如果點澆口的錐度太小，開模時，澆口中塑料在何位置拉斷難以確定，會使制品外觀不良。壓力損失較大，對塑件的成型不利，也要求提供較高的注射壓力。模具結構較復雜，一般要采用

38、三板式模具（雙分型面模具），才能順利脫模, 對于大型塑件或易于變形塑件，采用一個點澆口易產生翹曲變形。總上所述:選擇側澆口最為合適.3.4 推出機構設計從模具中推出塑件及澆注系統凝料的機構為推出機構,在設計推出脫模機構時應遵循下列原則。（1）推出機構應盡量設置在動模一側由于推出機構的動作是通過裝在注射機合模機構上的頂桿來驅動的，所以一般情況下，推出機構設在動模一側。所以在分型面設計時應盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側。（2）保證塑件不因推出而變形損壞為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應作用在制品剛性

39、好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出.從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。（3）機構簡單動作可靠推出機構應使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。（4）良好的塑件外觀推出塑件的位置應盡量設在塑件內部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質量。（5）合模時的正確復位設計推出機構時，還必須考慮合模時機構的正確復位，并保證不與其他模具零件相干涉。由于該塑件澆注時采用了

40、側澆口,屬于分型面注射模,且塑件結構對稱,故有以下兩種方案：(一推板推出機構推件板頂出特點是頂出力均勻、力量大、運動平穩.推板推出機構主要用于支撐面很小的殼類塑件。另外，在不允許留有推桿痕跡的情況下。在使用推件板時：應注意推件板在頂出過程中必須處于被導向狀態，通常靠導柱導向，導柱長度應大于推件板的頂出距離。為減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.25mm間隙。(二推桿推出機構推桿脫模機構是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。推桿的截面形狀；可分為圓形，方形或橢圓形等其它形狀，根據塑件的推出部位而定，最常用的截面形狀為

41、圓形；推桿又分為普通推桿和成型推桿兩種，前者只是起到將塑件推出的作用，后者不僅如此還能參與局部成型，所以，推桿的使用是非常靈活的。綜合可知選擇推桿推出機構.3.5 冷卻系統設計冷卻系統對溫度的控制直接影響塑件的尺寸精度、形狀精度、力學性能及表面質量,模具的冷卻時間約占整個注射時間的66%左右，它體現著模具溫調節系統對生產率的影響。通常注射到型腔內的塑料熔體的溫度為左右，塑件從型腔中取出的溫度在以下。熔體在成型時釋放的熱量約有5%以輻射、對流的形式散發到大氣中，其余95%需由冷卻介質帶走，否則，由于反復注入的高溫熔體帶來的熱量將使模具的溫度升高。為保持模溫恒定，在每一循環中，必須有冷卻系統把熔體

42、是熱量帶走。根據模具冷卻系統設計原則：冷卻水孔數量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時可實現盡量降低入水與出水的溫度差的原則。根據書上的經驗值取4根，在本次設計中采用4根就可以滿足要求。另外，模具冷卻系統的設計過程中，還應同時遵循：冷卻系統設計原則（1） 冷卻系統的布置應先于脫模機構，這是為了保證足夠的空間來布置冷卻回路。冷卻回路的設計應與脫模機構相互協調，以獲得良好的冷卻效果。（2） 合理確定冷卻管道的直徑中心距以及與型腔的距離。冷卻管道的直徑與間距直接影響模溫的分布。冷卻管道間距布置應合理，保證型腔表面溫度分布均勻；冷卻管道孔分別道各處型腔表面的距

43、離相等。（3） 降低進出口溫差。冷卻系統兩端進出口溫差小，有利于型腔表面溫度分布。通常可通過改變冷卻管道的排列形式來降低進出口水溫差，同時可以減少冷卻回路的長度。一般精密模具的進出水溫差在C，普通模具不應超過C（4） 澆口處加強冷卻。塑料熔體充模時，經過澆口的剪切、摩擦使熔體的溫度升高，同時也使澆口附近的溫度提高。一般來說，離澆口越遠溫度越低，因此在澆口附近應加強冷卻，通常是將冷卻回路的入口設在澆口附近，使澆口在較低的水溫下冷卻。（5） 應避免將冷卻水道開設在塑件熔接痕處，并注意干涉及密封等問題。當采用多點進料或型腔較復雜時，多股料流匯合處將產生熔接痕。該處的溫度通常較其他位置要低，為不使熔體

44、溫度進一步降低，保證融合處的質量，應盡量步在這些部位開設冷卻管道。（6） 冷卻水道應便于加工和清理。為了便于加工和操作，進出水管接頭應盡量設在模具同一側，并在注射機背面，同時水管接頭處應密封，以免漏水。該塑件外表面質量要求較高,生產批量大，故在定模設置冷卻系統即可.3.6 確定標準模架尺寸注塑模模架國家標準有兩個，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技術條件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。前者適用于模板尺寸為B×L560mm×900mm；后者的模板尺寸B×L為（630mm×630mm）（1250mm×2000mm

45、）。中小型注射模架按結構可分為基本型和派生型.基本型有A1,A2,A3,A4. 派生型有P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9;按導柱和導套的安裝形式可分為正裝和反裝.基本型模架用于單分型面,派生型P1-P4用于點澆口.由于該塑件有推件板推出,故選擇P2型模架.由于先分析大體結構尺寸，再采用Pro/E Wildfire 3.0進行設計，故模架采用2P生產廠家SA型摸架。結構圖如下：第四章 注塑機的設備選擇4.1 注塑機的分類注塑機又名注射成型機或注射機。它是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設備。不同的注射成型設備的要求及其裝置配置是不同的。用

46、于注射成型的設備有：通用注射機;熱固性塑料注射機；特種注射成型工藝用注射機等類別。注塑機的分類方式很多,目前尚未形成完全統一標準的分類方法.常用的有: （1）按設備外形特征分類:臥式,立式,角式。（2）按注射裝置分類，可以分為以下三類：螺桿式、柱塞式、螺桿預塑化型。（3）按照鎖模裝置分類，可以分為以下兩類：直壓式、肘拐式。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。4.2 注塑機的主要參數注射模具是安裝在注射機上的。在設計注射模時，必須了解注射機的技術規格（基本參數），正確處理好注射模與注射機的關系，才能設計出合乎要求的模具。注塑機的主要參數有公稱注射量,注射壓力,注射速度

47、,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環時間等.這些參數是設計,制造,購買和使用注塑機的主要依據.(1 公稱注塑量；指在對空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時,注射裝置所能達到的最大注射量,反映了注塑機的加工能力.(2 注射壓力；為了克服熔料流經噴嘴,澆道和型腔時的流動阻力,螺桿(或柱塞對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力.(3 注射速率；為了使熔料及時充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動速率,描述這一參數的為注射速率或注射時間或注射速度.(4 塑化能力；單位時間內所能塑化的物料量.塑化能力應與注塑機的整個成型周期配合協調

48、,若塑化能力高而機器的空循環時間長,則不能發揮塑化裝置的能力,反之則會加長成型周期.(5 鎖模力；注塑機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應被熔融的塑料所頂開.(6 合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等.這些參數規定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍.(7 開合模速度；為使模具閉合時平穩,以及開模,推出制件時不使塑料制件損壞,要求模板在整個行程中的速度要合理,即合模時從快到慢,開模時由慢到快在到停.(8 空循環時間；在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動作的情況下,完成一次循環所需的時間.4.3 選擇注塑機

49、(1按照前面提供的方法查詢模塑件的質量屬性，得其體積為V=131.4cm3 ,質量m=118.4g.(2 模具所需鎖模力的計算式中 F鎖模力，NA制品和流道在分型面上的投影面積之和，p型腔的平均計算壓力，Pa,一般取2040 Mpa;制品和流道在分型面上的投影面積之和為 A=140×50=7000=72，pm=25Mpa,故F=70××25×=175kN(3 最大注射壓力計算Pmaxkpo式中 Pmax最大注射壓力K安全系數，通常取K=1.251.4;Po成型時所需的注射壓力，在實際生產中，Po大致在70100Mpa范圍內。故Pmax=1.4×

50、70=98Mpa。 根據生產效率，生產成本等各方面的計算，考慮經濟因素，該模具的設計采用一模四腔。另外從實際注射量應在額定注射量的20%85%之間考慮，結合上面的計算，初步確定注塑機為SZ-300/160。4.4 注塑機的校核（1） 注射壓力的校核注射壓力的校核是額定注射機的最大注射壓力能否滿足該塑件成型的需要，塑件成型所需要的壓力是由注射機的類型、噴嘴形式、塑料流動性和模具結構等因素決定的。聚乙烯的注射壓力為98Mpa,預選注塑機為 SZ-300/160 該注塑機的注射壓力為150MPa,所以該注塑機滿足材料的注塑要求.（2）最大注射量的校核為了保證注射成型的正常進行，塑料制品連同澆道凝料及

51、飛邊在內德質量一般不應超過注射機最大注射量的80%。因采用 SZ-300/160 型注塑機,理論注射量為300,而模塑件的總體積為129.6,注塑機滿足要求.（3） 鎖模力的校核當高壓塑料熔體充滿模具型腔時，會產生很大的壓力，使模具沿分型面漲開。該壓力等于制品與澆注系統在垂直于鎖模方向的分型面上的投影面積之和乘以型腔內熔體的壓力。作用在這個面積上的總力，應小于注射機的額定鎖模力，否則在注射成型時會因鎖模不緊而發生溢邊跑料現象。在3.2中計算得鎖模力為175KN,而SZ-300/160 該注塑機的鎖模力160KN, 所以該注塑機不能滿足材料的注塑要求.由于該注塑機的最大鎖模力不能滿足要求；所以以

52、下的塑化能力模具厚度開模行程模具安裝尺寸就不用在校核了，必須從新選擇注塑機。查國產注射機主要技術參數表可選取SZ-10000/1600,主要技術參數如下。特性內容特性內容結構類型臥式鎖模力(KN1600理論注射容積（cm）10000拉桿內間距(mm1300×1300螺桿(柱塞直徑(mm150移模行程(mm1500注射壓力(MP140最大模具厚度(mm1500注射速率(g/s1130最小模具厚度(mm750塑化能力(g/s535模具定位孔直徑(mm250螺桿轉速(r/min080噴嘴球半徑(mmSR35國產注射機SZ-10000/1600技術參數表第五章 成型零件設計與計算5.1 成型

53、零件工作尺寸計算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。成型零件中與塑件接觸并決定塑件幾何形狀的各處尺寸,稱為工作尺寸,它包括型腔深度與型芯高度尺寸、型腔和型芯徑向尺寸、成型零件中心距.通過對塑件尺寸公差的分析，該塑件尺寸精度等級為一般精度，故選取模具制造公差為零件公差的1/4，模具磨損系數為0.5。模具工作部分尺寸計算過程為：圖5-1 塑件零件圖（1）型腔尺寸計算:其中 塑件外形尺寸 S塑件的收縮率 x磨損系數模具制造公差 塑件公差查有關資料可知140的公差=0.018，60的公差=0.013140 型腔長度尺寸：=(1+0.005

54、15;140-0.5×0.018+0.018/3=140.591+0.00650 型腔寬度尺寸：=(1+0.005×50-0.5×0.013+0.13/3=50.24+0.04（2）型腔深度尺寸計算其中 塑件高度尺寸 S塑件的收縮率 x磨損系數模具制造公差 塑件公差查有關資料可知10的公差=0.00620 型腔深度尺寸 ：=(1+0.005×10-2/3×0.006+0.006/3=9.81+0.002（3）型芯徑向尺寸計算其中 外形尺寸 S塑件的收縮率 x磨損系數模具制造公差 塑件公差查有關資料可知138=140-2的公差=0.018，48=

55、50-2的公差=0.013118 型芯徑向尺寸：=(1+0.005×138+0.5×0.015-0.018/3=138.69-0.00658 型芯徑向尺寸：=(1+0.005×48+0.5×0.013-0.013/3=48.25-0.004(4型芯高度尺寸計算：其中 高度尺寸 S塑件的收縮率 x磨損系數模具制造公差 塑件公差查有關資料可知8=10-2的公差=0.006, 18 型芯高度尺寸：=(1+0.005×8+0.5×0.006 -0.006/3=8.043-0.0025.2成型零件的設計本節通過PRO/E MOLDESIGN 模

56、塊來進行模具成型零件的設計.設置收縮率根據第一章塑件收縮率的分析，確定收縮率為0.005。方式為按比例收縮創建毛坯工件模具毛壞的尺寸大小取決于零件模型的大小，同時還可以參考國家標準模架上動模板和定模板的厚度來進行設計。參考該塑件的尺寸確定毛壞尺寸為：340×240×80。設計分型面此塑件接線盒模具運用PRO/E3.0中的復制分型面（復制接線盒內形）和拉伸分型面（主分型面），通過合并分型面，完成分型面設計。圖5-3 創建合并分型面創建模具體積塊在分型面創建完成后，再以分型面為界線將毛胚工件分割為新的模具體積塊，即為動模和定模(無質量的空心體積。分割后所得的模具體積塊如下： 圖

57、5-4 定模塊 圖5-5動模塊創建模具元件模具體積塊創建完成后，這時所得到的體積塊是由若干面圍成的三維區域，并不是實體。因此下一步要在體積塊基礎上建立實體的型腔組件。抽取模具體積塊以生成模具元件，抽取完畢后模具元件即成為功能齊全的Pro/E零件。流道與澆口設計主流道是連接注塑機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，目的是便于冷料的脫模，同時也改善料流的速度,主流道的大小直接影響熔體的流動速度和充模時間。圖56主流道與澆口5.3導向機構設計原則注射模導向與定位機構，主要用來保證動模和定模兩大部分或模內其他零件之間的準確配合和可靠地分開，以避免模內各零件發生碰撞和干涉，并確保塑件的形狀和尺寸精度。注射模的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。錐面定位機構用于動、定模之間的精密對中定位。該塑件簡單不需設置專門的