1、摘 要塑料制品在汽車、機電、儀表、航天航空等國家支柱產業及與人民日常生活相關的各個領域中得到了廣泛的應用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市場中注塑成形模具產量中約半數是注塑模具。本文詳細介紹了水杯注塑模設計的主要過程，并對模具強度要求做了說明。設計中對注射機的相關重要參數進行驗證，包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸、模具開模行程、注射機的鎖模力等。校核合格后，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。通過本次設計，可以對注射模具有一個初步完整的認識，注意到設計中的某些細節問題，如制件的結構、成型零部件的尺寸計算，了解模具結構及工作原理；

2、最后在設計過程中運用Pro/E、Auto CAD軟件進行注塑模結構設計與計算并繪制出模具總裝圖以及部分非標準圖形。從而得出完整的理論設計結果,為今后工程設計打下了基礎。關鍵詞：注塑模；水杯；Pro/E；AutoCAD目 錄摘要IAbstract.II1 緒論11.1注塑模背景及意義11.2 注塑模相關領域的國內外現狀及發展11.2.1 塑料模功能11.2.2 國內外注塑模現狀22塑件的工藝分析32.1 塑件的工藝分析32.2 收縮率42.3塑件壁厚52.4 支承面53 注塑機的選用63.1 噴嘴尺寸73.2 定位環尺寸73.3 模具厚度73.4模具的長度與寬度84 注塑模設計步驟94.1 塑件

3、成型方案的確定94.2 型腔數目的確定94.3 成型零部件的結構設計94.3.1 分型面的確定94.3.2 成型零部件的磨損94.3.3 成型零部件的制造誤差94.3.4 塑件的基本尺寸計算104.3.5 成型零件強度計算114.4 澆注系統的設計124.4.1 主流道的設計12分流道設計13澆口設計144.5 模具溫度調節系統164.5.1 溫度調節對塑件質量的影響164.5.2 溫度調節對生產力的影響164.6 導向機構設計174.7 脫模機構設計194.8 側面分型機構設計20概述204.8.2 斜導柱側分型機構設計214.9排氣系統的設計234.10注塑機參數的校核244.10.1 開

4、模行程的校核244.10.2 注射量的校核244.10.3 鎖模力的校核254.10.4 注射壓力的校核255 模具外形276 總結28致謝29參考文獻301 緒論1.1注塑模背景及意義塑料制品在日常社會中得到廣泛利用，模具技術己成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一。國內注塑模在質與量上都有了較快的發展。但是與國外的先進技術相比，我國還有大部分企業仍然處于需要技術改造、技術創新、提高產品質量、加強現代化管理以及體制轉軌的關鍵時期。關于全國塑料加工業區域分布，珠三角、長三角的塑料制品加工業位居前列，浙江、江蘇和廣東塑料模具產值在全國模具總產值中的比例也占到70。現在，這3個省份的不少企業已

5、意識到塑模業的無限商機，正積極組織模具產品的開發制造。塑料制品在汽車、機電、儀表、航天航空等國家支柱產業及與人民日常生活相關的各個領域中得到了廣泛的應用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市場中塑料成形模具產量中約半數是注塑模具。注塑模具在量和質方面都有較快的發展，我國最大的注塑模具單套重量己超過50噸，最精密的注塑模具精度己達到2微米。制件精度很高的小模數齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產，多腔塑料模具已能生產一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產擠出速度達6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、

6、再生料共擠出和低發泡鋼塑共擠等各種模具。在CAD/CAM技術得到普及的同時， CAE技術應用越來越廣，以 CAD/CAM/CAE一體化得到發展，模具新結構、新品種、新工藝、新材料的創新成果不斷涌現，特別是汽車、家電等工業快速發展，使得注塑模的發展迅猛。1.2注塑模相關領域的國內外現狀及發展 1.2.1 塑料模功能模具是利用其特定形狀去成型具有一定型狀和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般將模具分為塑料模具，金屬沖壓模具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。因人們日常生活所用的制品和各種機械零件，在成型中多數是通過模具來制成品，所以模具制造業已成為一個大行業。在

7、高分子材料加工領域中，用于塑料制品成形的模具，稱為塑料成形模具，簡稱塑料模。塑料模優化設計，是當代高分子材料加工領域中的重大課題。塑料制品已在工業、農業、國防和日常生活等方面獲得廣泛應用。為了生產這些塑料制品必須設計相應的塑料模具。在塑料材料、制品設計及加工工藝確定以后，塑料模具設計對制品質量與產量，就決定性的影響。首先，模腔形狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、進澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對制品（或型材）尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、內應力大小、表觀質量與內在質量等，起著十分重要的影響。其次，在塑件加工過程中，塑料模結構的合理性，對操作的難易程度，具有重要的影響。

8、再次，塑料模對塑件成本也有相當大的影響，除簡易模外，一般來說制模費用是十分昂貴的，大型塑料模更是如此。塑料模是塑料制品生產的基礎之深刻含意，正日益為人們理解和掌握。當塑料制品及其成形設備被確定后，塑件質量的優劣及生產效率的高低，模具因素約占80%。由此可知，推動模具技術的進步應是不容緩的策略。尤其大型塑料模的設計與制造水平，標志一個國家工業化的發展程度。1.2.2 國內外注塑模現狀我國塑料模的發展極其迅速。塑料模的設計技術、制造技術、CAD技術、CAPP技術，以有相當規模的開發和應用。我國在塑料模設計技術上，與發達國家和地區的差距，參見表1.1。在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規格不全，

9、質量尚不穩定。表1.1 塑料模設計技術技術名稱發達國家中國美國日本德國香港臺灣大陸CAD應用CAE應用Flow軟件Cool軟件75%50%普及普及75%50%普及普及70%50%普及普及50%40%70%70%40%30%50%50%20%10%有應用有應用2 塑件的工藝分析2.1 塑件的工藝分析塑料水杯在我們日常生活中非常重要，是裝水的良好用具。水杯的制造主要通過注塑模成型，塑件產品圖和詳細尺寸見圖2-1和圖2-2。圖2-1主視圖圖2-2 3D塑件圖2.2 收縮率由資料我們得出了一些常用的塑料的收縮率，對于生產性的塑件，實際證明，這些數據足夠應付實際的生產要求。即便對于精密的塑件也會給予其它

10、方面的補償。因此，對于實際的生產只要按照這些數據就可以滿足生產要求了。表1-3是一些常見塑料收縮率：表 1-3 常用塑料的收縮率塑材料名稱聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚碳酸脂尼龍ABS聚甲醛縮寫PEPPPVCPSPSN6ABSPOM計算收縮率1.5-3.6這次設計所用的材料選擇了聚丙烯，即為PP，它的收縮率為15/1000,它具有強度高，硬度大，耐磨，耐彎曲疲勞，耐濕和耐化學性均佳，容易成型，價格低廉等特點。2.3塑件壁厚塑件壁厚設計的基本依據是塑件的使用要求，比如強度、剛度、絕緣性、重量，尺寸穩定性以及與其他零件的裝配關系。壁厚設計也要考慮到塑件成形時的工藝性要求，如對熔體的流動性阻力，頂出

11、時的強度和剛度等。在滿足工作要求和工藝要求的同時，塑件壁厚設計的時候還應遵循以下兩項原則：1）盡可能減小壁厚減小壁厚不但可以節約材料和能源，還可以縮短成型的周期，因為塑料是導熱系數非常小的材料，壁厚只要增加很少，也會使塑件在模腔內冷卻時間明顯的增長。塑件的壁厚減小也有利于使塑件的質量更好，因為比較塑件生產的時候容易產生表面凹陷以及內部縮孔。2）盡量保持壁厚的均勻塑件壁厚的不均勻會使成型過程中所用的冷卻時間不同，從而使收縮率也不同，容易造成塑件的變形。因此設計塑件的時候應盡量減小各個面的壁厚差別。一般情況下應使壁厚差別保持在%以內。對于由于塑件結構所造成的壁厚差別過大情況，可采用以下兩種方法來減

12、小壁厚差：1）可將塑件比較厚部分挖空。2）可將塑件分解，即將一個塑件設計為兩個塑件。綜合以上規律考慮，本制品壁厚選取為2.5mm，且應該盡量保持壁厚均勻。2.4 支承面當塑件只需由一個面作為支承面時，如果用整個面來作為支承面，在制造過程中是很易做到的。但是，這樣很容易使地面變形而不能平穩的放置，應在設計時時采用凸邊作為支承面。支承面高度不應小于0.5mm，否則底面變形也可能使塑件不能平穩地放置。本制品的環形支承面高度取1mm.3 注塑機的選用注塑機選用主要包括以下兩方面的內容：一是注塑機型號的確定，是在塑件、塑料、注塑模及注射工藝等所需要求的注塑機的規格參數在所選注塑機的規格參數范圍之內；二是

13、調整注塑機的一些參數到所需要的參數。根據塑料的品種、塑件的結構、成型方法、生產批量、現有設備及注射工藝等進行選擇。本制品采用臥式注塑機低壓注射。選用G54-S200/400螺桿式注塑機。以下是它的技術規格為：1.螺桿直徑 55mm2.注射容量（理論）200400 cm33.注射重量（PS） 482g4.注射壓力 109MPa5注射速率 2000g/s6塑化能力（PS） 31g/s7注射行程 160mm8螺桿轉速 16/28/48r/min9料筒加熱功率 10KW10鎖模力 2540KN 11拉桿內間距（水平X垂直） 290X368mm12允許最大模具厚度 406mm13允許最小模具厚度 165

14、mm14移模行程 666mm15模板最大開距 260mm16油泵電機功率 18.5KW17油箱容積 456L18機器尺寸（長X寬X高）19最小模具尺寸（長X寬） 532X634mm23定位圈直徑125mm24噴嘴前端孔徑4mm25噴嘴前端球面半徑 R1826螺桿與機箱徑向間隙 <=0.03mm27冷卻系統效率：連續運轉一小時，油溫不超過563.1 噴嘴尺寸注塑機噴嘴一般為球面，其球面半徑R應該和模具的主流道始端的球面半徑相互吻合，以避免高壓熔體從隙縫處溢出，一般注塑模具的主流道始端的球面半徑應該比噴嘴球半徑大12mm，否則主流道內的塑料凝料很難脫出，其相應的尺寸關系如圖3-1。圖 3-1

15、噴嘴與澆口套的尺寸關系圖其中，R=r+（12）mm D=d+（0.51）mm3.2 定位環尺寸注塑機定模固定板上有一個規定尺寸的定位孔，在注塑模定模板上應該設計有定位環。為了使模具的主流道的中心線與注塑機噴嘴的中心線相重合，模具定模固定板上的定位環與定位環的整體式結構的外徑尺寸d應與注塑機固定模板上的定位孔呈間隙配合，以便于模具安裝。定位環高度一般小型的模具為710mm，大型模具為 10 15mm，定位孔深度應該比定位環的高度大。3.3 模具厚度在模具設計的時候應該使模具的總厚度在注塑機允許的最大以及最小范圍內.同時應校核模具的外形尺寸,使得模具能從注塑機拉桿之間裝入.模具的閉合厚度Hm應在注

16、塑機允許的最大模具厚度和最小模具厚度之間，即式中: 3.4模具的長度與寬度模具外形尺寸要與注塑機拉桿間距相符合，校核其安裝的時候看下能否穿過拉桿空間在動、定模固定板上固定。模具在注塑機動模固定板和定模固定板上的安裝方式有兩種：用螺釘直接固定（很多大型注塑模都用這個方法）和用螺釘、壓板固定（中、小型模具多用此法）。采用第一種方法時，動、定模座板上的螺釘孔尺寸和間距應該與注塑機對應的模板上所開設的螺釘孔相適應;若采用第二種方法，靈活性比較大，只需在模具動、定模固定板附近裝有螺孔就可以了。4 注塑模設計步驟4.1 塑件成型方案的確定一般，塑料依據性能可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料這兩種，這兩種塑料的

17、成型方式是不相同的，對于熱塑性塑料大多數都是注射成型，本產品聚丙烯，為熱塑性塑料，且大多數為注射成型，跟據實際，我們使用了注射成型方法。4.2 型腔數目的確定模具中的型腔數目的確定是根據多個方面的情況確定的。首先應該考慮注塑機的各項規格以及工作性能，接著還要考慮制品的精度要求，模具制造的費用等以機床的注塑能力為基礎，每次注射量不超過注塑機注塑量的80。按公式式中 N型腔數 S注塑機的注塑量（cm3） W澆注系統的體積（cm3） W塑件體積（cm3）代入數據得, 從塑件精度考慮，通常認為，模具每增加一個型腔，產品精度會下降40，多型腔模具的制造會使塑件的精度低。從塑件產量考慮，對試制或小批量塑件

18、宜取單型腔或少型腔，大批量時宜取多型腔。出于對產品的產量和精度考慮，綜合確定型腔數目為2.4.3 成型零部件的結構設計4.3.1 分型面的確定這套模具采用的是側面分型,有兩個分型面(側分型、定模與游動模的分型)。4.3.2成型零部件的磨損其主要是熔體在型腔中的流動和脫模時塑件與型腔或者型心的摩擦，主要以后者為主。為了計算簡單，一般只需要考慮與塑件脫模方向平行的磨損量，對于垂直方向的一般不考慮，因此可以忽略掉。中小形塑件我們取c=1/6。4.3.3成型零部件的制造誤差成型零部件的制造主要包括成型零部件的加工誤差和安裝、配合誤差兩個方面，設計時一般將成型零部件的制造誤差控制在塑件相應公差的1/3左

19、右，z=1/3 ,通常取IT6IT9級精度。4.3.4塑件的基本尺寸計算1）型腔徑向尺寸計算在給定條件下制品平均收縮率，制件的名義尺寸及其允許公差，則塑件平均徑向尺寸為：型腔名義尺寸為，公差值為，則型腔的平均尺寸為。考慮到收縮率和磨損量值，以型腔磨損量到最大磨損量的一半計，則有：對于中小型塑件，令，并將比其他各項小得多的略去，則有： （4-1） 標注上制造偏差后，得：代入數據得 =2）型芯徑向尺寸計算經過和上面型腔徑向尺寸計算的推導,可得: (4-2)標注上制造偏差后，得代入數據得： =3）型腔深度計算在型腔深度計算過程中，規定制件高度名義尺寸為最大尺寸，公差以負偏差表示型腔深度名義尺寸為最小

20、尺寸，公差以正偏差表示型腔的底面、型芯的端面都于分型面平行。在脫模過程中磨損很小，磨損量不予考慮，則有：令并略去得 （4-3）標注上制造偏差后，得代入數據得 =4）型芯高度計算經過和上面型腔高度尺寸計算類似的推導，可得 （4-4）標注上制造偏差后，得代入數據后得：=4.3.5成型零件強度計算塑料注射模具的成型零件必須有足夠的強度和剛度，以便承受工作時的作用力，因此，模具零件應按各自工作時的受力情況進行強度和剛度計算。墊板的厚度的計算公式如下： （4-5）（4-6） 式中 動模板受的總壓力（N）塑料制品及澆注系統在分型面上的投影面積（mm²）動模墊板寬度（mm） 支承塊距離（mm） 凹

21、模壓力，一般取2545Mpa抗彎許用應力（Mpa）修正系數，取0.60.75 亦可以根據塑料制品及澆注系統投影面積查表，選取墊板厚度為40mm,考慮到墊板的尺寸較大，選擇兩個直徑60的支承柱。 動模墊板厚度參考尺寸塑料制品澆注系統投影面積A(cm²) 墊 板 厚 度(mm²) <15 >510 1520 >10502030 >501003040 >100200 4050 >200 >504.4 澆注系統的設計流道設計包括主流道、分流道、澆口的設計。4.4.1 主流道的設計1. 主流道的作用 主流道是連接注塑機料筒噴嘴和注塑模具主要路

22、線，也是熔料進入模具型腔時首先經過的地方。主流道的大小關系到熔料進入到型腔的速度和充模時間長短。若主澆道太大，流速會很快，但是主流道塑料體積會增大，回收到的冷料很多，冷卻時間長，里面的空氣增多，如果排氣系統不好，容易在塑料制品內造成氣泡以及組織松散等缺陷，影響塑料制品質量，同時也造成進料時形成旋渦和冷卻不足，主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動過程中的冷卻面積相應增加，熱量損失增大，流動性降低，注射壓力大，很難使塑料制品成型。2.主流道設計基本要點1）澆口套的內孔呈圓錐形，錐度為2º6º。若錐度過大會造成壓力減弱，流速減慢，塑料形成渦流，熔體前進時易混進空氣，產生氣

23、孔；錐度過小，會使阻力增大，熱量損耗大，表面粘度上升，造成注射困難。2）澆口套進口的直徑應比注塑機噴嘴直徑大12mm。若 等于或小于注塑機噴嘴直徑，在注射成型時會造成死角，并積存塑料，注塑壓力下降，塑料冷凝后脫模困難。3）澆口套內孔出料口處（大端）應設計成圓角，一般為0.53mm.4)澆口套與注塑機噴嘴接觸處球面的圓弧度必須吻合。其關系如下：R=r+12 （4-7）式中 R澆口套球面半徑 r注塑機球面半徑5）澆口套長度應盡量短，可以減少冷料回收量，減少壓力損失和熱量損失。6）澆口套錐度內壁表面粗糙度為mm，保證料流順利，易脫模。7）澆口套不能制成拼塊結構，以免塑料進入接縫處，造成冷料脫模困難。

24、8）澆口套的長度應與定模板厚度一致，它的端部不應凸出在分型面上，否則會造成合模困難，不嚴密，產生溢料，甚至壓壞模具。3.澆口套的結構和尺寸如圖4-1。圖 4-1澆口套4.4.2分流道設計1分流道的作用 分流道是主流道的連接部分，它的作用是在壓力損失最小的條件下，將來自主流道的熔融塑料，以較快的速度送到澆口處充模。同時，在保證充滿型腔的前提下，要求分流道中殘留的熔融塑料最少，以減少冷料的回收。因此分流道的面積不能太大也不能太小。分流道截面太小弊病較多，會降低單位時間可輸送的熔融塑料量，使充模時間增長，塑料制品出現缺料、燒焦、產生波紋及凹陷等；分流道截面過大，易在模具型口套錐度內壁表面粗糙度為mm

25、，保證料流順利，易脫模。則會造成合模困難，不嚴密，產生溢料，甚至壓壞模具。腔內積存氣體，造成塑料制品上的缺陷，增強冷料回收量，延長了塑料制品的冷卻時間，因而延長了成型周期，降低了生產效率。對于粘度大和透明度要求高的塑料應采用較大的分流道。在設計分流道時，為減少分流道中的壓力損失，必須保證分流道的表面積與體積之比應最小，也就是說在分流道長度一定的情況下，要求分流道的表面積或側面積與其截面積的比值為最小。2分流道的類型在本設計中采用的是梯形分流道，這種類型的澆道熱量損失較小，流動阻力小，且易于加工。 4.4.3澆口設計1）澆口的作用 澆口是分流道和型腔之間的連接部分，也是注塑模具澆注系統的最后部分

26、，通過澆口直接使熔融的塑料進入型腔內。澆口的作用是使從流道來的熔融塑料以較快的速度進入并充滿型腔，型腔充滿塑料后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內還未冷卻的熱料回流。澆口設計與塑料制品形狀、塑料制品斷面尺寸、模具結構、注射工藝參數及塑料性能等因素有關。澆口的截面要小，長度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉，便于使塑料制品分離，塑料制品澆口痕跡亦不明顯。塑料制品質量的缺陷，如缺料、縮孔、拼縫線、質脆、分解、白斑、翹曲等，往往都是由于澆口設計不合理而造成的。2）澆口的類型 在注塑模具中常用的澆口形式有如下幾種：直接澆口、點澆口、潛伏式澆口、側澆口、重疊式澆口、扇形澆口、平縫式澆口、盤形澆口、圓

27、環形澆口、輪輻式澆口與爪形澆口、護耳澆口。根據模具澆注系統在塑料制品上開設的位置、形狀不同，選擇不同形式的澆口，結合本質品的特征，選擇點澆口。澆口開設的位置對制品的質量影響很大，在確定澆口的位置時應注意以下幾點：（1）澆口應開設在塑件制品斷面較厚的部位，能使熔融的塑料從塑料制品厚斷面流向薄斷面，保證塑料充模完全。（2）澆口位置的選擇，應使塑料充模時間最短，減少壓力損失，有利于排除模具型腔中的氣體。（3）澆口不能使熔融塑料直接進入型腔，否則會產生漩流，在塑料制品上留下螺旋形痕跡，特別是點澆口、側澆口等，更容易出現這種現象。（4）澆口位置的選擇，應防止在塑料制品表面上產生拼縫線，特別是圓環或筒形塑

28、料制品，應在澆口對面的熔料結合處加開冷料穴。（5）裝有細長型芯的注塑模具所開設的澆口位置，應當離型芯較遠，以防止熔融的料流的沖擊而使型芯變形，錯位和折短。（6）大型和扁平塑料制品成型時為了防止塑料制品翹曲、變形和缺料，可采用多點形澆口。（7）澆口位置應盡量開設在不影響塑料制品外觀的部位，如開設在塑料制品邊緣和底部等。（8）澆口尺寸的大小，應取決于塑料制品的尺寸、幾何形狀、結構和塑料的性能。（9）設計多型腔注射模具時，結合流道平衡并考慮澆口的平衡，應做到熔融塑料同時均勻充滿型腔。對于同一種塑料制品的多型腔注射模具來說，可按澆口與主流道的距離，逐漸加大澆口的截面，減少較遠澆口的阻力。采取保持各澆口

29、大小相等、改變其長度或保持澆口寬度和長度一定、改變其深度兩種方法，來使澆口平衡。對于不同塑料制品的多型腔注射模具來說，常把最大塑料制品的型腔布置在最靠近主流道的部位。（10）為了在開模時從澆口套內拉出主流道凝料使與注塑機噴嘴分離，一般在冷料穴的盡端設置拉料桿。對于薄壁制件,由于點澆口附近的剪切速率過高,會造成分子的高度定向,增加局部應力甚至開列.為改善這一情況,在不影響使用的情況下,可以將澆口對面壁厚增加并曾圓弧過度,同時圓弧還有儲存冷料的作用. 4.5 模具溫度調節系統塑料模具的溫度直接影響塑件的成型質量和生產效率。由于各種塑料的性能和成型工藝不同，模具溫度也要求不同。因此在設計注塑模具時必

30、須考慮用加熱或冷卻裝置來調節模具的溫度。對于一般的熱塑性塑料注射成型時只需考慮冷卻裝置。本設計的主要冷卻系統是水循環，流過型芯鑲塊。4.5.1 溫度調節對塑件質量的影響溫度調節對塑件質量的影響主要有以下幾個方面:a尺寸精度利用溫度調節系統來保持模具溫度的恒定或采取較低的模溫，可減少塑件成型收縮率的波動，提高塑件精度。b形狀精度模具型芯與型腔各部分溫差過大，會使塑件收縮不均勻而導致翹曲變形，影響塑件的美觀和使用。特別對于壁厚不一致和形狀復雜的塑件，經常會出現因收縮不均勻而變形的情況，必須采用合適的冷卻回路，使模具型腔各個部位的溫度基本上均勻。c表面粗糙度模溫過低會使塑件輪廓不清晰，產生明顯的熔合

31、紋，提高模溫可改善塑件的表面狀態，使塑件的表面粗糙度降低。d塑件的力學性能4.5.2 溫度調節對生產力的影響溫度調節系統對生產力的影響主要由冷卻時間來體現。通常注射到型腔內的塑料熔體的溫度為200左右，塑件從型腔中取出的溫度在60以下。熔體在成型時釋放的熱量中約有5%以輻射、對流的形式散發到大氣中，其余95%需冷卻水帶走，否則由于塑料熔體的反復注入將使模溫升高。為了保持模溫的恒定，在每一循環中，必須由冷卻系統把塑料熔體的熱量帶走。因此模具的冷卻時間主要取決于冷卻系統的冷卻效果。一般的模具冷卻時間占整個注射循環周期的2/3，因此縮短成型周期中的冷卻時間是提高生產率的關鍵。根據牛頓冷卻定律，冷卻系

32、統從模具中帶走的熱量為Q=k×A××t/3600式中：Q模具與冷卻系統所傳遞的熱量（J）。 k冷卻管道孔壁與冷卻介質間的傳熱系數J/(m2*h*)。A冷卻介質傳熱面積（m2）。模溫與冷卻介質之間的溫度差（5）。t冷卻時間（S）。由式中可知，當所需傳遞的熱量不變時，可通過提高傳遞系數k，提高模具與冷卻介質溫度差及增大冷卻介質的傳熱面積A等三種方法來縮短冷卻時間，提高生產效率。4.6 導向機構設計導向機構是保證塑料注射模具的動模與定模的正確定位和導向的重要零件。通常采用導柱導向，其主要零件有導柱和導套。導向機構的設計原則如下：1）導柱應對稱分布在模具分型面的四周，其中

33、心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模具強度和防止模板發生變形2）導柱的直徑應根據模具尺寸來定，并應保證有足夠的抗彎強度。在本設計設計的模具中選取了ø35帶導油槽導柱、ø30和ø20導柱。3）導柱固定端的直徑和導套的外徑應盡量相等，有利于配合加工，并保證了同軸度的要求。4）導柱和導套應有足夠的耐磨性。導柱在模板上的布置以及導柱的形狀如圖 4-2、4-3、4-4：:圖 4-2導柱在模板中的布置圖 4-3導柱1圖 4-4導柱24.7脫模機構設計 把塑料制品從模具內脫出來的機構即位推出機構或脫模機構。推出機構的形式和推出方式與制品的形狀、結構和塑料的性能有關。頂桿脫模機構

34、設計的基本原則如下：1）頂桿直徑不宜過細，應有足夠的剛度和強度，應能承受一定的推力。一般頂桿的直徑為2.515mm。2）頂桿應設在塑料制品最厚及收縮率大的凸模或鑲件附近，但不要離凸模和鑲件裝配固定孔過近，以免影響固定板的強度。3）頂桿分布要合理，使推出塑料制品時受力均勻，以保證塑料制品不變形。4）頂桿與頂桿孔間隙不能大于所用塑料的溢邊值。聚苯乙烯的溢邊值為0.05mm。本設計設計的模具中使用的是ø12.5頂桿。考慮到制品的強度，在頂出端增大面積，這樣便于脫模。其具體形狀尺寸如圖4-5所示：圖 4-5頂桿由于水杯杯的形狀特殊，需設置定距分型裝置，本設計設計的模具的定距分型裝置包括限位導

35、柱和拉鉤裝置。使用頂桿脫模機構時，在再次合模前，必須使頂桿恢復到原來的位置，模具中還需設置回程桿。回程桿如圖4-6所示：圖 4-6回程桿4.8 側面分型機構設計4.8.1 概述由于水杯帶有手柄,不能直接從模具內脫出.為解決這一問題,模具中需設置側面分型機構.顯而易見,模具中一旦出現側分型機構,無疑會使模具機構復雜.這套模具的側分型機構采用機械方式驅動,即利用注塑機的開模運動，通過斜導柱使其轉為側面分型。脫模距和脫模力的計算 1.脫模距 是將側滑塊從成形位置移動到不防礙塑件取出的位置，即滑塊移動的距離。 脫模距的計算公式如下： （4-8）式中 脫模距（mm）斜導柱完成脫模距所需的形程（mm）斜導

36、柱的傾斜角，一般取15º20º（取15º）根據制品的形狀、尺寸確定為15mm2.脫模力 塑件在模腔內冷卻時包緊型芯，產生包緊力。因此脫模力必須克服包緊力和摩檫力，這種力叫做脫模阻力。在開始側分型時所需的脫模力最大。脫模力的計算公式如下：（4-9）式中脫模力（N）活動型芯被塑件包緊的斷面形狀的周長（mm）成型部分深度（mm）單位面積包緊力，一般取812Mp摩檫系數，取0.150.2脫模斜度（º）代入數據得 （N）4.8.2 斜導柱側分型機構設計斜導柱側向分型機構是由于開模方向成一定角度的斜導柱和滑塊所組成。為了保證側分型動作平穩可靠，必須有滑塊定位及閉鎖裝

37、置。1 斜導柱設計 斜導柱直徑計算 （4-10）式中 斜導柱所受的彎曲力（N） 抽心孔中心到側滑塊上端的距離（mm）抗彎強度（Mp） 斜導柱的斜角（º） 斜導柱的直徑（mm） 代入數據得 （mm） 取 (mm) 斜導柱的總長度的計算 （mm） (4-11) 式中 斜導柱總長度（mm） 斜導柱固定部分的直徑（mm） 脫模距（mm） 斜導柱固定板厚度（mm）斜導柱傾斜角度（º） 代入數據得 （mm）斜導柱的形狀如圖4-7所示：圖 4-7斜導柱2.滑塊設計 它是完成側分型的一個重要零件，用斜導柱帶動進行側分型。滑塊的斜孔與斜導柱進行配合，在配合的同時要作成單面0.5mm的間隙。這

38、樣便于脫模。3鎖緊塊設計 它的作用是防止在注射成型是側滑塊因受力而產生移動。鎖緊塊的斜角應比斜導柱的斜角大2º3º,否則斜導柱無法帶動滑塊.4導滑槽設計為使側滑塊平穩而準確的側分型,必須在滑塊座上開設導滑槽,滑塊于導滑槽必須很好的配合和導滑,在滑塊完成動作后,仍停留在導槽內的長度不應小于滑塊全長的2/3.選用矩形導滑槽.4.9 排氣系統的設計當塑件熔體充填型腔時，必須排出型腔以、澆注系統內的空氣及塑件受熱而產生的氣體。如果氣體不能被順序的排出，塑件由于填充不足而出現氣泡，接縫或表面輪廓不清等缺陷；甚至因氣體受壓而產生高溫，使塑件焦化。考慮該塑件尺寸，屬于中小型簡單型腔模具，

39、故可以利用推出機構與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙值為0.03mm。4.10 注塑機參數的校核注塑模需安裝在注塑機上才能進行工作，兩者應該相互匹配，所以注塑模設計之前要進行注塑機基本參數的校核。只有這樣，才能處理好注塑模與注塑機之間的關系，使設計出來的注塑模能在注塑機上安裝和使用。4.10.1 開模行程的校核模具開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機的最大開模行程。注塑機最大開模行程的大小直接影響模具所能成形的塑件高度，太小時塑件無法從動、定模之間取出。因此模具設計時必須進行注塑機開模行程的校核，使其與模具的開模距離相適應。對于帶有不同形式的鎖模機構的注塑機，其最大開模行程有的與模具厚度有

40、關，有的則與模具厚度無關。選擇液壓機械式鎖模機構的注塑機，其最大開模行程是由肘桿機構或合模液壓缸的沖程所決定的，而與模具厚度無關，當模具厚度變化時可由其調模裝置。用校核時只需使注塑機最大開模行程大于模具所需的開模距離即可。模具為單分型面注塑模，其最大開模行程按下式校核：式中，S注塑機最大開模行程（666mm）。塑件脫模距離（96.38mm）。包括澆注系統凝料在內的塑件高度（195mm）。代入上式可得:左邊=666右邊=96.38+195+10=301.38mm.通過上式可知開模的行程在允許范圍內，達到設計要求。頂出裝置的校核各種型號注塑機開合模系統中采用的頂出裝置和最大頂出距離不盡相同，設計的

41、模具必須與其相適應。采用注塑機G54-S200/400，為中心兩側雙頂桿液壓頂出。模具設計成推桿頂出，符合要求。4.10.2 注射量的校核在設計模具時，為確保塑件質量，應保證注塑模內所需注射量在注塑機實際的最大注射量的范圍內。根據生產經驗，注塑機的最大注射量是其額定注射量的80，換句話來說，一個注射周期內所需注射的塑料熔體的總量必須在注塑機額定注射量的80以內。注塑機額定注射量有兩種表示方法，一是用容量（cm3），一是用質量（g）表示。國產的標準注塑機的注射量均以容量（cm3）表示。設計采用國產注塑機，以容量校核。在一個注射成形周期內，需注射入模具內的塑料熔體的容量，應為制件和澆注系統兩部分容量之和，即式中：V一個成形周期內所需注射的塑料容積（cm3）。n型腔數目。單個塑件的容量（cm3），（47cm3）。澆注系統凝料和飛邊所需的塑料容量（18cm3）。故應使式中，注塑機額定注射量（）。左邊=96+18=114400根據以上公式計算，注塑機的注射量在注塑機的最大范圍內達到合格。4.10.3 鎖模力的校核注射成形時，高壓塑料熔體充滿型腔時，會產生使模具沿分型面分開的脹模力，此脹模力等于塑件和澆道系統在分型面上投影面積與型腔壓力之積。為防止模具分型面被脹模力頂開，必須對模具施加足夠的鎖模力，否則