1、目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc320200182 目 錄 PAGEREF _Toc320200182 h 1 HYPERLINK l _Toc320200183 第一章 緒論 PAGEREF _Toc320200183 h 1 HYPERLINK l _Toc320200184 1.1 我國模具工業基本狀況 PAGEREF _Toc320200184 h 1 HYPERLINK l _Toc320200185 1.2 塑料模具現狀及發展方向 PAGEREF _Toc320200185 h 2 HYPERLINK l _Toc320200186 1.2.

2、1 我國塑料模具工業的發展現狀況 PAGEREF _Toc320200186 h 2 HYPERLINK l _Toc320200187 1.2.2 我國塑料模具工業技術今后的主要發展展望 PAGEREF _Toc320200187 h 2 HYPERLINK l _Toc320200188 1.3 塑料模具 PAGEREF _Toc320200188 h 3 HYPERLINK l _Toc320200189 1.4 注塑模具簡介 PAGEREF _Toc320200189 h 3 HYPERLINK l _Toc320200190 1.4.1 何謂注塑成型 PAGEREF _Toc3202

3、00190 h 4 HYPERLINK l _Toc320200191 1.4.2 注射成型模具結構 PAGEREF _Toc320200191 h 5 HYPERLINK l _Toc320200192 1.5 本課題的研究對象 PAGEREF _Toc320200192 h 5 HYPERLINK l _Toc320200193 第二章 制品與材料的工藝分析 PAGEREF _Toc320200193 h 6 HYPERLINK l _Toc320200194 2.1 設計原始資料 PAGEREF _Toc320200194 h 6 HYPERLINK l _Toc320200195 2.

4、1.1 塑料制品性能要求及成型圖 PAGEREF _Toc320200195 h 6 HYPERLINK l _Toc320200196 2.1.2 塑件的工藝性能分析 PAGEREF _Toc320200196 h 7 HYPERLINK l _Toc320200197 2.2 成型材料工藝性能分析 PAGEREF _Toc320200197 h 8 HYPERLINK l _Toc320200198 2.2.1 PP化學和物理特性 PAGEREF _Toc320200198 h 8 HYPERLINK l _Toc320200199 2.2.2 PP的工藝條件 PAGEREF _Toc32

5、0200199 h 8 HYPERLINK l _Toc320200200 2.2.3 PP(聚丙烯)成型條件 PAGEREF _Toc320200200 h 8 HYPERLINK l _Toc320200201 2.3 常用塑料的成型工藝特性 PAGEREF _Toc320200201 h 10 HYPERLINK l _Toc320200202 2.3.1 常用熱塑性塑料的成型工藝特性 PAGEREF _Toc320200202 h 10 HYPERLINK l _Toc320200203 2.3.2 常用熱固性塑料的成型工藝特性 PAGEREF _Toc320200203 h 11 H

6、YPERLINK l _Toc320200204 第三章 擬定成型方案及動作原理 PAGEREF _Toc320200204 h 12 HYPERLINK l _Toc320200205 3.1 分型面位置的確定 PAGEREF _Toc320200205 h 12 HYPERLINK l _Toc320200206 3.1.1 保證塑料制品能夠脫模 PAGEREF _Toc320200206 h 12 HYPERLINK l _Toc320200207 3.1.2 使型腔深度最淺 PAGEREF _Toc320200207 h 12 HYPERLINK l _Toc320200208 3.1

7、.3 使塑件外形美觀，容易清理 PAGEREF _Toc320200208 h 12 HYPERLINK l _Toc320200209 3.1.4 盡量避免側向抽芯 PAGEREF _Toc320200209 h 13 HYPERLINK l _Toc320200210 3.1.5 使分型面容易加工 PAGEREF _Toc320200210 h 13 HYPERLINK l _Toc320200211 3.1.6 使側向抽芯盡量短 PAGEREF _Toc320200211 h 13 HYPERLINK l _Toc320200212 3.1.7 有利于排氣 PAGEREF _Toc320

8、200212 h 13 HYPERLINK l _Toc320200213 3.2 成型方案的列出 PAGEREF _Toc320200213 h 13 HYPERLINK l _Toc320200214 3.3 模具動作原理及結構特點 PAGEREF _Toc320200214 h 14 HYPERLINK l _Toc320200215 3.3.1 動作原理 PAGEREF _Toc320200215 h 14 HYPERLINK l _Toc320200216 3.3.2 結構特點 PAGEREF _Toc320200216 h 14 HYPERLINK l _Toc320200217

9、第四章 澆注系統的設計 PAGEREF _Toc320200217 h 17 HYPERLINK l _Toc320200218 4.1 澆注系統設計要點 PAGEREF _Toc320200218 h 17 HYPERLINK l _Toc320200219 4.2 澆注系統設計的設計 PAGEREF _Toc320200219 h 17 HYPERLINK l _Toc320200220 4.2.1 主流道的設計 PAGEREF _Toc320200220 h 17 HYPERLINK l _Toc320200221 4.2.2 拉料桿的設計 PAGEREF _Toc320200221 h

10、 18 HYPERLINK l _Toc320200222 4.2.3 分流道的設計 PAGEREF _Toc320200222 h 19 HYPERLINK l _Toc320200223 4.2.4 澆口的設計 PAGEREF _Toc320200223 h 20 HYPERLINK l _Toc320200224 4.2.5 冷卻水道的設計 PAGEREF _Toc320200224 h 23 HYPERLINK l _Toc320200225 第五章 注塑機的選擇及成型零件的設計 PAGEREF _Toc320200225 h 26 HYPERLINK l _Toc320200226

11、5.1 注塑機的選擇 PAGEREF _Toc320200226 h 26 HYPERLINK l _Toc320200227 5.1.1 塑料盒殼體體積的計算 PAGEREF _Toc320200227 h 26 HYPERLINK l _Toc320200228 5.1.2 塑料盒殼體質量的計算 PAGEREF _Toc320200228 h 26 HYPERLINK l _Toc320200229 5.1.3 塑料注射機參數 PAGEREF _Toc320200229 h 26 HYPERLINK l _Toc320200230 5.2 注塑機相關參數的校核 PAGEREF _Toc32

12、0200230 h 27 HYPERLINK l _Toc320200231 5.2.1 注塑壓力的校核 PAGEREF _Toc320200231 h 27 HYPERLINK l _Toc320200232 5.2.2 鎖模力的校核 PAGEREF _Toc320200232 h 27 HYPERLINK l _Toc320200233 5.2.3 模具與注塑機裝模部位相關尺寸的校核 PAGEREF _Toc320200233 h 27 HYPERLINK l _Toc320200234 5.2.4 開模行程和塑件推出距離的校核 PAGEREF _Toc320200234 h 27 HYP

13、ERLINK l _Toc320200235 5.3 模具成型部分的結構設計 PAGEREF _Toc320200235 h 28 HYPERLINK l _Toc320200236 5.3.1 型腔分型面位置和形狀的確定 PAGEREF _Toc320200236 h 28 HYPERLINK l _Toc320200237 5.3.2 型腔和型芯的結構特點 PAGEREF _Toc320200237 h 28 HYPERLINK l _Toc320200238 5.3.3 成型零件的工作尺寸計算 PAGEREF _Toc320200238 h 29 HYPERLINK l _Toc3202

14、00239 參考文獻 PAGEREF _Toc320200239 h 31 HYPERLINK l _Toc320200240 致 謝 PAGEREF _Toc320200240 h 32第一章 緒論1.1 我國模具工業基本狀況：1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家。 在萬多家生產廠點中，有一半以上是自產自用的。在模具企業中，產值過億元的模具企業只有20多家，中型企業幾十家，其余都是小型企業，多數只有幾十名職工，百十萬產值，自有資金有限，靠自我發展很困難。 近年來， 模具行業結構調整和體制改革步伐加快，主要表現為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發展速度

15、快于一般模具產品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業模具廠數量增加，能力提高較快；三資及私營企業發展迅速；國企股份制改造步伐加快等。 2004年以來模具行業還顯現另外兩個特點，一是各地政府對模具工業的發展進一步關注。許多地方政府進一步認識到模具工業對發展制造業的重要意義，因此加強了模具工業園區的建設。已有的園區進一步擴大，如寧波余姚、寧海和蘇州昆山等模具園區都有所擴大；新的模具工業園區正在加緊建設，如重慶、大連、深圳市等已建立模具園區；另外沈陽、西安、成都、上海、寧波北侖、浙江黃巖等地都在積極籌備建立模具園區，以利帶動地區模具及相關產業鏈乃至制造業的發展，有些高科園內模具企業已占有相當的份量，像天津

16、高新區就有40多家模具企業。 二是外資及社會投資模具產業增長顯著。許多地方加強了吸引外資及合資投入模具工業的工作，特別是在高新技術園區和工業園區，外資、合資模具企業進一步增加，如蘇州昆山模具園區，60%以上是外資企業。大連模具園區到日本、韓國招商。而有些地區高科技園內模具企業已占有相當的份量，像天津高新區有40多家模具企業。由于汽車產業發展的拉動，社會投資模具產業有所加強，如五糧液集團投資5億元建立汽車模具生產廠，比亞迪公司投資2億元建立了北京汽車模具公司，等等。從地區分布來說，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區（模具產值已占全國總量的70%左右）發展快于中西部地區，南方的發展快于北

17、方。目前發展最快、模具生產較為集中的省份是廣東和浙江。我國模具總量雖然已位居日、美、德之后，但設計制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等發達國家落后許多，也要比英國、加拿大、西班牙、葡萄牙、韓國、新加坡等有差距。1.2 塑料模具現狀及發展方向 我國塑料模具工業的發展現狀況 80年代以來，在國家產業政策和與之配套的一系列國家經濟政策的支持和引導下，我國模具工業發展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業產值為245億，至2004年我國模具總產值為450億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注射模

18、、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創新設計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內熱式或外熱式熱流道裝置，少數單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的5080%相比，差距較大。在制造技術方面，CAD/CA

19、M/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產家用電器的企業為代表，陸續引進了相當數量的CAD/CAM系統，如美國EDS的UG、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業中，實現了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，如充模合冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經濟效益，促進和

20、推動了我國模具CAD/CAM技術的發展。近年來，我國自主開發的塑料模CAD/CAM系統有了很大發展，這些軟件具有適應國內模具的具體情況、能在微機上應用且價格較低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術創造了良好條件。 我國塑料模具工業技術今后的主要發展展望（1）提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產率要求而發展的一模多腔所致。（2）在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術4。CAD/CAM技術已發展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業普遍可以接

21、受的程度，為其進一步普及創造了良好的條件.利用 CAE 技術可以在模具加工前，在電腦上對整個注塑成型過程進行類比分析，準確預測熔體的填充、保壓、冷卻情況，塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析也將在我國塑料模具工業中發揮越來越重要的作用。（3）推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量，并能大幅度節省塑料制件的原材料和節約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產價廉高質量的元器件，是發展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產品質量的前提下，大幅度降低成本。另一方面為了確保塑料件精度

22、，繼續研究發展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。1.3 塑料模具塑料模具是大批生產塑料制品的現代化專用成型工藝裝備的總稱。塑料模具包括：注射模、壓縮模、傳遞模、擠出模、中空吹塑模、真空成型模、壓縮空氣成型模、旋轉成型模、發泡成型模和空氣輔助成型模和水輔助成型模等多種塑料成型模具。在上述各種塑料模具中，由于注射模具有高效、精密、可成型各種復雜制品，工藝先進等諸多其它成型模具所不及的特點而成為塑料制品成型工藝中最重要的并且起主導作用的模塑成型工藝裝備。在高速發展中，注射模又將其它成型模具的優點吸納、融合和發展，形成了更加完善，更加優越也更加先進的一種新的成型技術。比如將壓

23、縮模的特點和先進之處融入注射模中，與注射型模的優點和溫流道注射模優點結合起來，從而發展成為注射、壓縮模和溫流道注射、壓縮模，使其制品的內在質量和成型精度大大提高，應用范圍也因此而更加廣泛。1.4 注塑模具簡介隨著塑料工業的飛速發展和通用塑料與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍也在不斷地擴大，如；家用電器、儀器儀表、建筑器材、汽車工業、日用五金等眾多領域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。由于在工業產品中，一個設計合理的塑料件往往能代替多個傳統金屆結構件，加上利用工程塑料特有的性質，可以一次成型非常復雜的形狀，并且還能設計成卡裝結構，成倍地減少整個產品中的各種緊固件，大大地降低

24、了金屆材料消耗量和加工及裝配工時，因此，近年來工業產品塑料化的趨勢不斷上升。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數量之大是其它成型方法望尖莫及的。由于注塑成型加工不僅產量多，而且適用于多種原料，能夠成批、連續地生產，并且具有固定的尺寸，可以實現生產自動化、高速化，因此具有極高的經濟效益。作為注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在質量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產效宰等方面水平高低，直接影響產品的質量、產量、成本及產品的更新換代，同時也決定著企業在市場競爭中的反應能力和速度。與其它機械行業相比，模具制造業主要有以下三個持點：第

25、一，模具不能像其它機械那樣可作為基本定型的商品隨時都可以在機電市場上買到。這是因為每副模具都是針對特定塑料制品的規格而生產的，由于塑料制品的形狀、尺寸各異，差距甚大，其模具結構也是大相徑庭，所以模具制造不可能形成批量生產。換句話說，模具是單件生產的，其壽命越長，重復加工的可能性越小。因此，模具的制造成本較高。第二，因為注塑模具是為產品中的塑料制品面訂制的，作為產品，除質量、價格等因素之外，很重要的一點就是需要盡快地投放市場，所以對于為塑料制品而特殊訂制的模具來說，其制造周期一定要短。第三，模具制造是一項技術性很強的工作，其加工過程集中了機械制造中先進技術的部分精華與鉗工技術的手工技巧，因此要求

26、模具工人具有較高的文化技術水平，特別是對于企業來說要求培養“全能工人”(即多面手)，使其適應多工種的要求，這種技術工人對模具單件生產方式組織均衡生產是非常重要的。綜上所述，模具制造業存在成本高，要求制造周期短，技術性強等待點，目前，隨著科學技術的不斷發展和計算機的應用，這些問題得到了很大的改善。由于有了計算機輔助設計和計算機輔助加工，從根本上改變了模具生產的面貌，可靠地保證了模具所齋要的精度與質量。預硬、易切削以及高光亮等，新型模具材料的應用，大大地方便了加工及熱處理。另外，模具標準件和以標準件為基體的特殊定制零件的普及，明顯地縮短了模具制造周期。在模具設計方面，正逐漸把理論設汁提高到日益重要

27、的位置，即采用了理論與經驗相結合的方法，改變了以往的經驗類比實驗的力長。使我國的塑料模具設計水平進入了新的階段。1.4.1 何謂注塑成型所謂注塑成型（Injection Molding）是指，將已加熱融化的材料噴射注入到模具內，經由冷卻與固化后，得到成形品的方法。適用于量產與形狀復雜產品等成形加工領域。 射出成形工程是以下列六大順序執行：合模射出保壓冷卻開模取出產品1.4.2 注射成型模具結構模具由定模和動模兩大部分組成。若按模具各部分的功能結構來劃分，模具由（1）成型部分、（2）側面分型與抽芯部分、（3）澆注部分、（4）導向與定位部分、（5）推出與復位部分、（6）固定模板與支承緊固部分、（7

28、）冷卻與加熱部分、（8）排溢部分，共8個部分組成。1.5 本課題的研究對象本課題研究的內容是醫用卷綁板塑料殼體。其材質為PP塑料（聚丙烯），它是一種半結晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。干燥處理：如果儲存適當則不需要干燥處理。熔化溫度：220275，注意不要超過275。模具溫度：4080，建議使用50。結晶程度主要由模具溫度決定。注射壓力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使內部壓力減小到最小。如果制品表面出現了缺陷，那么應使用較高溫度下的低速注塑。典型應用于汽車工業（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風管、風扇等），器械（洗碗機門襯墊、干燥機通風管、洗衣機框

29、架及機蓋、冰箱門襯墊等），日用消費品（草坪和園藝設備如：剪草機和噴水器等）。如圖1-5所示。隨著塑料業的飛速發展，塑料殼體已經成為人們生活中一件必不可少的東西。由于它的存在給人們的生活帶來方便、快捷、安全。伴隨著人類生活不斷進步，它所起的作用也越來越大。 圖1-5第二章 制品與材料的工藝分析2.1 設計原始資料 塑料制品性能要求及成型圖本次畢業設計由指導老師下達制品樣件到我們每個學生手中，要求我們一人一題，真題真做，獨立完成設計任務。此次畢業設計的題目為醫用卷綁板注射成型模具設計，制品要求如下：（1） 外表面要光潔平整，無飛邊毛刺及明顯的熔接痕和其它斑痕；（2） 塑件公差等級選一般精度：MT3

30、；（3） 制品的強度和剛度要滿足其使用要求；（4） 制品的的尺寸精度要滿足其圖紙或裝配及其他方面的使用要求；（5） 生產批量：100萬件。根據指導老師下達的塑料制品，測繪制品成型圖，如圖2-1-1所示。a）2D成品圖圖a） 2D成品圖圖b） 3D成品圖圖2-1-1 制品成品圖 塑件的工藝性能分析材料為PP，收縮率為：2.0%。零件的外側結構簡單，外側中間部分有兩處靠破孔，零件外側下端兩凸出部分有一處凹孔會形成倒扣，外側頂端部分有一通孔。零件內側結構中間部分有一圓形加強筋。PP（聚丙烯）是一種半結晶性材料。有特別高的抗疲勞抗彎曲強度，有優良的耐腐性和高頻絕緣性，不受溫度影響。該塑件的材料為聚丙烯

31、，制品精度為一般精度，公差等級為MT3，無機填料填充。常用材料模塑件公差等級見表2-1。表2-1 塑件尺寸公差表3366101014141818242430304040505065AB（ 注：A不受模具活動的影響 B受模具活動的影響）公差值計算公式6：MT3 0.00200.002940（LS）0.0885（LS）0.10.0180（LS）1/3其中：LS塑件公稱尺寸（）。當計算值為模具活動部分尺寸公差，則須增加附加值，其增加值原則為：MT1，MT2級取附加值0.10，MT3MT7級取附加值0.20。該塑件要求在使用過程中力學性能和熱性能良好，硬度高，尺寸穩定，都具有優良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕

32、性、抗溶解性，故選用PP塑料。由于PP特別高的抗疲勞抗彎曲強度和優良的耐腐性及高頻絕緣性且不受溫度影響，可在柱塞式或螺桿式臥式注射機上成型。 成型材料工藝性能分析2.2.1 PP化學和物理特性PP是一種半結晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。由于均聚物型的PP溫度高于0以上時非常脆，因此許多商業的PP材料是加入14%乙烯的無規則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強的抗沖擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150。由于結晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP

33、不存在環境應力開裂問題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進行改性。PP的流動率MFR范圍在140。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強度較低。對于相同MFR的材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。由于結晶，PP的收縮率相當高，一般為1.82.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。2.2.2 PP的工藝條件干燥處理：如果儲存

34、適當則不需要干燥處理。熔化溫度：220275，注意不要超過275。模具溫度：4080C，建議使用50C。結晶程度主要由模具溫度決定。注射壓力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使內部壓力減小到最小。如果制品表面出現了缺陷，那么應使用較高溫度下的低速注塑。流道和澆口：對于冷流道，典型的流道直徑范圍是47mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。對于邊緣澆口，最小的澆口深度應為壁厚的一半；最小的澆口寬度應至少為壁厚的兩倍。PP材料完全可以使用熱流道系統。2.2.3 PP(聚丙烯)成型條件

35、如表2-2，圖2-2所示：表2-2聚丙烯成型條件塑料名稱聚丙烯縮寫PP注射機成型機類型螺桿式密度（g/cm3）計算收縮率（%）預熱溫度/時間/h8010012料筒溫度/后段中段前段160180180200200220噴嘴溫度模具溫度8090注射壓力/Mpa70100成型時間/s注射時間高壓時間冷卻時間總周期206003209050160螺桿轉速48適用注射機類型螺桿、柱塞均可后處理方法溫度時間圖2-2 產品的成型工藝過程圖2-2產品成型過程： 2.3 常用塑料的成型工藝特性無論是熱塑性塑料還是熱固性塑料都具有流動性，收縮性和吸溫性。沒有流動性塑料就無法模塑成型也就不成其為塑料。收縮性和吸濕性雖

36、是塑料的共性，但上述兩種塑料的情況又各有不同。現進行分別闡述。 常用熱塑性塑料的成型工藝特性（1）、流動性：塑料熔體在一定溫度和壓力下流動的距離或注滿型腔的能力即為塑料的流動性。影響塑料流動性的因素有以下三個： 溫度：溫度過高，過低都會降低流動性。適中最好。有的熱塑性塑料例如ABS、AS、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、有機玻璃，聚碳酸酯等的流動性隨溫度變化的波動較大而聚乙烯、聚甲醛的流動性受溫度變化的波動較小。 壓力：注射力大，塑料流動越快。因壓力大，熔體流動時剪切力隨時加大。尤其是聚乙烯和聚甲醛較為敏感。 模具結構：澆注系統的結構、尺寸、粗糙度；排氣是否順利等都對流動性有直接的影響。流動性好的塑

37、料有：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、醋酸纖維等。流動性一般的有ABS、AS、有機玻璃、聚甲醛、改性聚基乙烯等。流動性差的塑料如聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚砜等。（2）、收縮性：塑料制品脫模冷卻后尺寸變小了，這種性質叫收縮性。收縮的大小，以制品收縮尺寸的單位長度百分比來表示，稱為收縮率。在成型溫度下制品在型腔里的尺寸（即型腔尺寸）與脫模冷卻到室溫時的尺寸之間的差別是實際收縮率。而計算收縮率則是室溫的模具尺寸與室溫下制品尺寸之差。計算公式如下：實際收縮率=（成型溫度下的型腔尺寸-制品室溫下尺寸）/制品室溫下的尺寸100%計算收縮率=（室溫下的型腔尺寸-制品室溫下尺寸）/制品室溫下的尺寸100%公式1在大型

38、、精密模具成型件尺寸計算時常用，而公式2在普通中、小型模具成型件尺寸計算時用。實際上兩者相差甚小，故一般均用公式2計算。制品收縮不僅僅是熱脹冷縮，制品脫模時的彈性恢復、塑性變形也會引起制品尺寸的線性收縮。另外，塑料品種、制品結構，成型工藝，模具結構對制品的收縮都會產生影響。因此，一個優秀的設計人員在設計塑料制品時，必須認真分析，正確選擇制品材料和成型方法，確定合理的制品結構和相應的模具結構，制定正確的成型工藝參數，選用適當的成型設備，才能制造出精良的制品。而實踐，向師傅學習，隨時記錄，分析總結則是掌握收縮規律的最佳途徑。（3）、吸濕性：即塑料對水的吸附性能。吸濕性相對強的塑料如ABS，聚碳酸酯

39、等；吸濕性較差者如聚乙烯、聚丙烯等塑料，前者成型前均應進行預熱烘干，使水分含量不超過0.5%-0.2%。（4）、熱敏性即某些熱穩定性差的塑料，遇高溫中時間較長時發生降解，變色等現象。具有此特性的塑料有聚甲醛、硬聚氯乙烯等。熱敏性塑料成型時或遇高溫時，往往產生一些具有刺激性和腐蝕性氣體，對人體不利，解決在辦法是加穩定劑。（5）、結晶性：塑料在成型后的冷凝過程中，有的具有結晶性如聚乙烯和聚丙烯、聚甲醛、聚酰胺、聚四氯乙烯、氯化聚醚等，而有的則屬于非結晶型的塑料如聚苯乙烯、ABS、聚碳酸酯、聚砜等。結晶度大的塑料密度大、強度、硬度高，耐磨性和剛度好，耐化學腐蝕，電性能也好。結晶度小的塑料柔軟性、透明

40、度較好，伸長率、沖擊強度較大。另外，有的塑料性質較脆，成型時易產生內應力，因此在溶劑或外力作用下容易開裂稱為應力開裂，如聚乙烯、聚碳酸酯、聚砜等。解決方法是加穩定劑加以改性，同時改造工藝條件，制品和模具結構。 常用熱固性塑料的成型工藝特性（1）、流動性：與熱塑性塑料的情況近似。（2）、收縮性：與熱塑性塑料的情況近似。（3）、比容和壓縮率：比容和壓縮都是用以確定模具加料腔的尺寸大小，比容每克松散塑料的體積容量值（cm3/g）壓縮率則是塑料體積與成型后制品體積之比。其比值恒大于1即塑料體積必是大于制件體積。前者是松散的，后者是壓實以后的，比容和壓縮率要適當。太大了，模具加料腔太大，模具也大，成本高

41、，而且料太松散了，成型時，氣體太多，不利于成型。太小了，加料不便，也難以正確掌握加料量。（4）、固化速度：固化速度是指熔融塑料充滿型腔后，分子結構從線型或支鏈形結構變為網狀體形三維結構即交聯固化結構所需的時間。時間越短，說明固化速度越快，固化速度通常以塑料試樣固化1mm所需的時間（秒）來計量。固化速度慢會使成型時間加長，降低生產效率。而固化速度過快，又不適于成型大型的或復雜的制品。（5）、水分和揮發物含量：水分和揮發物含量過高，使其流動性過大，易產生溢邊和內應力，使制品收縮加大而加劇變化而且制品中易產生氣泡使強度降低并產生水紋，光澤也不好。但含水分過少，又會大大降低其流動性，成型時不易充滿型腔

42、，成型困難。還不利于預壓打餅。當流動性不好時，工人必然會加大成型壓力，力求注滿以減少廢品，因而加劇模具磨損，降低模具壽命。第三章 擬定成型方案及動作原理3.1 分型面位置的確定如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則： 保證塑料制品能夠脫模這是一個首要原則，因為我們設置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據這個原則，分型面應首選在塑料制

43、品最大的輪廓線上，最好在一個平面上，而且此平面與開模方向垂直。分型的整個廓形應呈縮小趨勢，不應有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。 使型腔深度最淺 模具型腔深度的大小對模具結構與制造有如下三方面的影響：(1) 目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時間越長，影響模具生產周期，同時增加生產成本。 (2) 模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動、定模越厚。一方面加工比較困難；另一方面各種注射機對模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過大(3) 型腔深度越深，在相同起模斜度時，同一尺寸上下兩端實際尺寸差值越大，如圖2。若要控制規定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導致塑件脫模困

44、難。因此在選擇分型面時應盡可能使型腔深度最淺。 使塑件外形美觀，容易清理 盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會留有一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應避免設在塑件光滑表面上，塑件割除毛邊后，在塑件光滑表面留下痕跡；分型面處于截面變化的位置上，雖然割除毛邊后仍有痕跡，但看起來不明顯，故應選擇后者。3.1.4 盡量避免側向抽芯塑料注射模具，應盡可能避免采用側向抽芯，因為側向抽芯模具結構復雜，并且直接影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時耗財，制造成本顯著增加，故在萬不得己的情況下才能使用。 使分型面容易加工分型面精度

45、是整個模具精度的重要部分，力求平面度和動、定模配合面的平行度在公差范圍內。因此，分型面應是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現象。3.1.6 使側向抽芯盡量短抽芯越短，斜抽移動的距離越短，一方面能減少動、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度 。 有利于排氣 對中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時應有利于排氣。按此原則，分型面應設在注射時熔融塑料最后到達的位置，而且不把型腔封閉綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，

46、保證塑件技術要求，模具結構簡單制造容易。當選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。3.2 成型方案的列出成型方案：因為本產品屬于薄壁零件，從內側直接進澆容易保證產品表面光滑，但是，也極易產生澆不足，有氣孔等現象，從而影響制件的表面質量，利于排氣，也使制件的力學性能下降，所以采用潛伏式澆口。且塑料外殼屬于中小批量生產，為了節約成本可由人工取出凝料，使塑件順利脫模，因而采用此方案。（1）分型面：一個分型面（2）型腔布置：采用一模四腔，如圖3-2-1所示：（3）澆注系統：潛伏澆口從側面進澆，（4）排氣：分型面排氣；（5）模溫調節：自然冷卻；

47、（6）抽芯機構：斜導柱斜滑塊抽芯，如圖3-2-2所示：（7）頂出機構：硬性（機械式）二次頂出機構，如圖3-2-3所示：圖3-2-1 圖3-2-2 圖3-2-33.3 模具動作原理及結構特點 動作原理該注塑模具采用潛伏澆口式單分型面。開模時，定模板與動模板分開，產品頂端較大的拔模角度使塑件順利與定模板分開，在動模向后運動過程中，通過活動型芯與頂桿配合完成第一次頂出，再由二次頂出機構控制第二次頂桿頂出完成塑件的順利脫模。 結構特點成型部分：由活動型芯C54C55來形成塑件產品的內部結構，由滑塊型芯S011S012S021S022、型芯C51C52C53來形成塑件產品的外部結構。澆注系統：采用冷流道

48、結構，脫落澆注系統凝料需一定開模行程。由于采用潛伏式澆口，注塑機暫停工作時，通過拉料桿拉料以及頂桿頂出動作，無需對冷流道凝料進行清除。脫模機構：從圖3-3-2上可看出塑料件壁上有兩個通孔，通孔四周均排著四個卡扣，所以設置滑塊與型芯固定板進行定位，在開模過程中，由斜導柱指引滑塊后退，實現側抽，達到順利脫模。復位機構：模具開模后各機構需要立即回位執行第二次注塑，所以在模具中應安裝復位桿（回針）。復位桿上會安裝彈簧，彈簧在回位時起到緩沖作用，使模具回位時能自動化。導向機構：此注塑模中的導向部分是定模固定板B02與動模固定板B03之間的導套15導柱20。排氣系統：分型面排氣。圖a） 定模部分圖b）動模

49、部分 圖c） 模具組裝圖圖3-3-2第四章 澆注系統的設計澆注系統可分為普通澆注系統和熱流道澆注系統兩大類。澆注系統控制著塑件成型過程中充模和補料兩個重要階段，對塑件質量關系極大。澆注系統是指從注塑機噴嘴入模具開始，到型腔入口為止的那一段流道。普通模具的澆注系統由主流道、分流道、澆口、冷料井幾部分組成。4.1 澆注系統設計要點（1）、澆注系統力求距型腔距離近、一致，并首先進處制品的厚壁部位、不宜直沖型芯（尤其是細小型芯）鑲嵌件；應避免產生熔接痕，利于排氣。（2）、其位置力求在分型面上，便于加工并易于快速、均勻、平穩地充滿型腔；主流道入口應在模具中心位置。（3）、有利于制品的外觀，并易于清除。當

50、產生矛盾無法處理時，可協商修改制品的結構。（4）、對大型制品和功能性制品，力求用CAE分析充填過程，以保證制品的內在質量和尺寸精度的要求。（4）、大批量制品，澆注系統應自動脫落并自動與制品分離，以利實現自動化生產。（5）、還應考慮到制品的后續工序，利于后工序的加工、裝配、工序間運送和管理，必要時設輔助流道，將制品聯為一體。4.2 澆注系統設計的設計 主流道的設計根據設計手冊查得SZ40/32型注射機噴嘴有關尺寸如下：噴嘴前端孔徑：d0=2mm噴嘴前端球面半徑：R010mm為了使凝料能順利拔出，主流道的小端直徑D應稍大于注射噴嘴直徑d。Dd+(0.51)mm=2+13mm主流道的錐角通常為12。

51、經換算得主流道大端直徑D12mm，為使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設計半徑5mm的圓弧過渡。主流道的長度L一般控制在120mm之內，可取L110mm。常用澆口套分為有托澆口套和無托澆口套兩種下圖為前者，有托澆口套用于配裝定位圈。澆口套的規格有33，35，38 等幾種。由于注射機的噴嘴球半徑為SR35，所以澆口套的為SR40，我們選直徑為33的澆口套。見圖4-2-1所示： 圖4-2-1主流道與噴嘴的接觸處多作成半球形的凹坑。二者應嚴密接觸以避免高壓塑料的溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大1-2mm；主流道小端直徑應比噴嘴孔直徑約大0.5-1mm，常取4-8mm，視制品大小及補料要求決定。大

52、端直徑應比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜過大，一般取26。 拉料桿的設計對于依靠推件板脫模的模具常用拉料桿，當前方冷料進入冷料穴后緊包在拉料桿上，開模時，便可將凝料從主流道中拉出。拉料桿固定在動模一側的型芯固定板上，并不隨脫模機構移動，所以當推件板從型芯上脫出制品時，也將主流道凝料從拉料桿上硬刮下來。其結構如下4-2-2圖所示：圖4-2-2 拉料桿 分流道的設計分流道在設計時應考慮盡量減小在流道內的壓力損失和盡可能避免熔體溫度的降低，同時還要考慮減小流道的容積。圓形和正方形流道的效率最高，當分型面為平面時一般采用圓形的截面流道，但考慮到加工的方便性，可采用半圓形的流道。一般分流道直徑在

53、310mm，主流道最大端的直徑比分流道直徑尺寸大10%-20%左右，所以分流道直徑尺寸為8。分流道的3D圖見圖4-2-3：圖4-2-3 澆口的設計根據澆口的成型要求及型腔的排列方式，選用潛伏式澆口較為合適。澆口的形式如圖4-2-4所示：a） 現產品模具的潛伏澆口形式b） 澆口形式 圖4-2-4本設計中澆口的參數：L=3，a=45，b=15(參考標準見下頁附表潛伏式澆口設計)4.2.5 冷卻水道的設計熔融塑料由注射機噴嘴射出，進入模具時的溫度以ABS為例（178180）。熔料一旦進入并充滿型腔后，則要求盡可能迅速地冷卻固化，以便保壓定型后出模。ABS在型腔中冷卻固化的最佳溫度為（4060），要使

54、模具保持塑料冷卻固化的最佳溫度，必須對高溫塑料帶入模具的溫度進行有效的調節和控制，常用且方便的方法就是利用冷卻介質對模具進行循環冷卻，將模具中多余的熱量帶出模外，以保持制品冷卻所須的最佳模溫。 eq oac(,1)冷卻水道直徑、間距與型腔之間的距離要求：兩水孔間的間距不應小于1.7d(水孔直徑)，最大為3d，孔的大小視其成型制品的大小，即視其模具或模具型腔大小而定。常用的孔徑為6 、8、10、12、16幾種，大型模具酌情增加，數量亦應增加。冷水孔徑d68101214161820冷水間距s4681215202530水道與型腔壁之間的距離不易太近 一般為2d左右，最大不得超過3d。 對于本次設計，

55、我選擇水道孔徑d=10。是因為制件的寬度為24，若水道孔徑小了達不到制冷的效果，太大了又會出現過冷確，熔料過早冷卻等缺陷。對于孔間距我取2.8d，即可滿足要求。在本設計中，冷卻水道包括 以下幾部分，見圖4-2-5：圖a） 動模固定板的水道布局圖b） 定模固定板的水道布局圖c）定模型腔的水道布局圖d）動模型芯的水道布局圖4-2-5第五章 注塑機的選擇及成型零件的設計5.1 注塑機的選擇本次設計與實際在工廠中的設計有所不同。工廠中的注塑機是已有固定的，模具設計人員通常都是根據車間內的注塑機來確定最大的注射量，即是說廠中的注塑機選擇是有限的。而在本次設計中，我們選擇注塑機的原則則是按我們想象中的產品

56、產量和實際的塑件形狀來選擇任何一款注塑機，最后校核能滿足使用要求即可。這樣同樣也可以達到訓練的目的。 塑料盒殼體體積的計算根據塑件的三維模型，利用三維軟件直接可查詢到可得出塑料盒殼體體積：V盒殼體 = mm3 塑料盒殼體質量的計算PP的密度為g/cm3，計算可得盒殼體的質量M盒殼體=cm3g/cm3g。，式中V機額定注射量（cm3）V塑件塑件與澆注系統凝料體積和（cm3）V塑件 /0.8=4/0.8=cm3（cm3） 塑料注射機參數查模具設計與制造簡明手冊P.103.表2-33熱塑性塑料注射機型號和主要技術規格，根據（2）計算所得的總體積和質量可初選CJ90NC機。塑料注射機參數的規格如下表5

57、-1注射容量/cm3173開模行程/mm570注射重量/g154最大模具厚度/mm300注射壓力/Mp113最小模具厚度/mm130鎖模力/KN890噴嘴球半徑/mm10注射行程/mm125噴嘴口孔徑/mm4 注塑機相關參數的校核 注塑壓力的校核查模具設計與制造簡明手冊P47表3-1 常用熱塑性塑料注射成型工藝參數注射壓力100MPa 113MPa(選擇的注塑機實際注射壓力)，合乎要求。 鎖模力的校核鎖模力是指當高壓熔體充滿模具型腔時，會在型腔內產生一個很大的力，使模具分型面張開，其值等于塑件和流道系統在分型面上總的投影面積乘以型腔內塑料壓力。作用在這個面上的力應小于注塑機的額定鎖模力F。由（

58、1）可知注射壓力P0=100180MPa (取150)，實際的模具型腔及流道塑料熔體的平均壓力P= kP0(k為損耗系數，取值范圍1/31/4)，P0=0.3150=45MPa， 由塑件投影面積大概算出A1= 2450=1200mm2澆注系統投影面積，因為為潛伏澆口澆注系統，故A2 0，所以，注塑盒殼所需的鎖模力F=120045=54KN噴嘴孔直徑2mm； 合乎要求(b) 定位孔與定位圈的尺寸校核：定位圈直徑100mm 37+10= mm， 合乎要求。到此，注塑機的各項相關工藝參數均已校核通過。 模具成型部分的結構設計型腔是模具上直接成型塑料制件的部位。直接構成模具型腔的所有零件的所有零件都稱

59、為成型零件，通常包括：凹模、凸模、成型桿、成型環、各種型腔鑲件等。 型腔分型面位置和形狀的確定分型面，簡單地說，就是分開模具取出塑件的面。盒殼注塑模的分型面選擇在A-A面。如圖5-1所示。圖5-1 型腔和型芯的結構特點鑒于盒殼的一般結構，盒殼注塑模具的成型零件包括：動模型芯、定模型芯，這樣選擇的原因在于：盒殼的外形狀雖然規則，但內部較復雜。 成型零件的工作尺寸計算影響塑件尺寸精度的因素較為復雜，主要存在以下幾方面（1）零件的制造公差；（2）設計時所估計的收縮率和實際收縮率之間的差異和生產制品時收縮率波動；（3）模具使用過程中的磨損。以上三方面的影響表述如下：1) 制造誤差：z=ai=a(0.45 +0.001D)其中，D 被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸；z 成型零件的制造公差值；i 公差單位；a 精度系數，對模具制造最常用的精度等級。2) 型腔磨損對尺寸的影響為簡便計算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮磨損。考慮磨損主要從模具的使用壽命來選定，磨損值隨產量的增加而增大；此外，還應考慮塑料對鋼材的磨損情況；同時還應考慮模具材料的耐模性及熱處理情況，型腔表面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹