PAGEPAGE2目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 1前言 21塑件的工藝分析 31.1塑件的使用性能 31.2塑件的加工性能 31.3塑件的形狀及尺寸 42模具的基本結構和模架的選擇 42.1型腔布置 52.2確定分型面 52.3選擇成型設備 62.4澆注系統的設計 72.4.1主流道設計 82.4.2分流道設計 82.4..3澆口套形式 92.4.4澆口設計 102.4.5型腔型芯的確定 112.4.6模架的確定 122.4.7成型零件尺寸的計算 133導向機構的設計 143.1導柱導向機構作用 143.2導柱導套選擇 154溫度調節系統設計 184.1冷卻管尺寸計算 21總結 22參考文獻 23摘要：本課題主要是針對塑料管的注塑模具設計,該圓蓋材料為丙烯晴-丁二烯-苯乙烯（ABS），是工業生產中常見的一種塑料管產品。通過對塑件進行工藝的分析和比較,最終設計出一副注塑模。該課題從產品結構工藝性，具體模具結構出發，對模具的澆注系統、模具成型部分的結構、側抽機構、頂出系統、冷卻系統、注塑機的選擇及有關參數的校核都有詳細的設計，同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設計過程表明該模具能夠達到此塑件所要求的加工工藝。根據題目設計的主要任務是塑料管注塑模具的設計，也就是設計一副注塑模具來生產塑件產品，以實現自動化提高產量。關鍵詞:注塑模、塑料管。

Abstract：Themaintopiccoveredforaroundofinjectionmolddesign,thematerialsfortheacrylicdomeclear-butadiene-styrene(ABS),iscommonlyfoundinindustrialproductionofaprotectivecoverproducts.Throughtheprocessofplasticpartsforanalysisandcomparison,thefinaldesignofaninjectionmold.Theproductmixfromtechnologyissues,andspecificmoldstructureofthecastingmoldsystem,moldformingpartofthestructure,sidepumpedbody,topofthesystem,coolingsystem,thechoiceofinjectionmoldingmachineandrelatedcalibrationparametersaredetaileddesign,atthesametimeanddevelopedasimpleprocessdies.Throughtheentiredesignprocessthatthemoldcanbeachievedbytheplasticpartsprocessingrequirements.Designedinaccordancewiththesubject'smaintaskistobuildaroundplasticinjectionmolddesign,thatis,thedesignofaninjectionmoldtoproduceplasticproductsinordertoachieveautomationtoincreaseproduction.Plasticpartsforthespecificstructureofthemoldisthespokes-stylesingle-gateinjectionmoldsurface.

Keywords：Injectionmold,plastic.前言

隨著中國當前的經濟形勢的高速發展，在“實現中華民族的偉大復興”口號的倡引下，中國的制造業也蓬勃發展；而模具技術已成為衡量一個國家制造業水平的重要標志之一，模具工業能促進工業產品生產的發展和質量提高，并能獲得極大的經濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力”，德國則冠之為“金屬加工業的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”。可見模具工業在國民經濟中重要地位。我國對模具工業的發展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關于當前國家產業政策要點的決定》中，就把模具技術的發展作為機械行業的首要任務。

近年來，塑料模具的產量和水平發展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產量中所戰比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或柱塞的推動下，經過噴嘴和模具的澆注系統進入模具型腔內，塑料在其中固化成型。

本次課程設計的主要任務是塑料管注塑模具的設計，也就是設計一副注塑模具來生產塑料管產品，以實現自動化提高產量。針對塑料管的具體結構，通過此次設計，使我對爪形澆口單分型面模具的設計有了較深刻的認識；同時，在設計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標準等，結合教材上的知識也對注塑模具的組成結構（成型零部件、澆注系統、導向部分、推出機構、側抽機構、模溫調節系統）有了系統的認識，拓寬了視野，豐富了知識。一、塑件的工藝性分析

1.1塑件材料ABS的使用性能綜合性能較好，沖擊韌度、力學強度較高，尺寸穩定，耐化學性、電氣性能良好；易于成形和機械加工，與有機玻璃的熔接性良好，可作雙色成形塑件，且表面可鍍鉻。適于制作一般機械零件、減摩耐磨零件、傳動零件和電信結構零件。1.2塑件材料ABS的加工特性無定型塑料，其品種很多，各品種的機電性能及成形特性也各有差異，應按品種確定成形方法及成形條件。吸濕性強，含水量應小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。流動性中等，溢邊料0.04mm左右（流動性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250℃左右，比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高塑件，模溫宜取50～60℃，要求光澤及耐熱型料宜取60～80℃。注射壓力應比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機時料溫為180～230℃，注射壓力為100～140MPa，螺桿式注塑機則取160～220℃，70～100MPa模具設計時要注意澆注系統，選擇好進料口位置、形式。推出力過大或機械加工時塑件表面呈現“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。脫模斜度宜取2℃2、塑件的結構工藝性分析:

從圖紙上分析,該塑件壁厚均勻,都為2mm,且符合最小壁厚要求.

3、塑件的尺寸精度分析:

該塑件的未注公差按MT5級公差要求,其余公差要求按制件的制件圖所示公差要求

塑件的外形尺寸:長20.0+0.140

Ф10.0+0.120

孔尺寸:Ф6.0+0.101.3塑件如圖1所示。圖1塑件圖產品名稱：防護罩產品材料：ABS產品數量：較大批量生產塑件尺寸：如圖1所示塑件要求：塑件不允許有變形，裂痕。塑件允許最大脫模斜度二、模具的基本結構及模架選擇2.1型腔布置塑件形狀較簡單，重量較輕，生產批量較大。所以應使用多型腔注射模具。模具采用一模二腔、平衡布置。這樣模具尺寸較小，制造加工方便，生產效率高，塑件成本較低。其布置如圖2所示。圖2型腔布置2.2

確定分型面塑件分型面的選擇應保證塑件的質量要求，本實例中塑件的分型面有多種選擇，如圖3所示。圖3（a）的分型面選擇在軸線上，這種選擇會使塑件表面留下分型面痕跡，影響塑件表面質量。同時這種分型面也使側向抽芯困難；圖3（b）的分型面選擇在下端面，這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體凹模型腔內成型，塑件大部分外表面光滑，僅在側向抽芯處留有分型面痕跡。同時側向抽芯容易，而且塑件脫模方便。因此塑件選擇如圖3（b）所示的分型面。（a）（b）圖3分型面選擇2.3選擇成型設備它主要是根據塑件的外形尺寸，質量大小及型腔的數量和排列方式來確定。模具所需塑料熔體注射量m=nm1+m2式中m一副模具所需塑料的質量n初步選定的型腔的質量（選2）m1單個塑件的質量m2澆注系統的質量ABS的密度為1.02～1.16kg/dm3取1.09m=1.6nm1m1=3.14×（102-62）×20×1.09=4.391gm=1.6nm1=1.6×2×4.391=14.0512g塑件和流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積及所需鎖模力A1=3.14×（102-62）=200.96mm2A=nA1+A2=1.35nA1=542.592mm2Fm=(nA1+A2)F型=AF型=542.592×35N=18990N=18.99KN式中A塑件及流道凝料在分型面上的投影面積A1單個塑件在分型面上的投影面積A2流道在分型面上的投影面積Fm模具所需的鎖模力（N）F型塑料熔體對型腔的平均壓力（MPa）查表2-1注射壓力po=130～150取130MPa查表32-2注射成型時型腔平均壓力F型=35MPa“選擇注射機型號根據m和Fm值選一種注射機選用SZ-60/450型注射機，其有關參數為：額定注射量78cm3螺桿直徑30mm；注射壓力170MPa；注射速度60g/s；塑化能力5.6g/s；螺桿轉速14-120r/min；鎖模力450kN；移模行程220mm；最大模厚300mm最小模厚100mm最大開合模行程22噴嘴圓弧半徑20mm噴嘴孔直徑3.5mm定位孔直徑55；拉桿間距：290×368mm注射機有關參數的校核由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數n。n<(kMt/3600-m2)/m1=(0.8×5.6×3000×30/3600-0.6×2×4.391)/4.391=29.408n取2，合格注射壓力的校核額定壓力Pe〉K、Po=1.3×130=169MPaK、注射壓力安全系數，取1.3鎖模力的校核F≥KoAP型=1.2×18.99=22.78KN而F=450KN所以鎖模力合格Ko鎖模力安全系數，取1.2注射機安裝模具部分相關尺寸校核模具厚度Hm必須滿足Hmin<Hm<Hmax式中Hmin——注射機允許的最小模厚，即動，定模板之間的最小開距；Hmax——注射機允許的最大模厚。而100<237<300所以厚度合格。2.4澆注系統的設計2.4.1主流道的設計1.（1）主流道尺寸根據手冊查得SZ-60/450注塑機噴嘴的有關尺寸。噴嘴球半徑：=12mm噴嘴孔直徑：=∮4mm根據主流道和噴嘴的關系：=+（1～2）mm，=+0.5mm取主流道球面半徑：=14mm取主流道小端直徑：=∮3.5mm為了便于靜凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度為～。經換算得主流道大端的直徑為D=∮9.6mm。同時為了使熔料順利進入分流道，在主流道出料端實際r=5mm的圓弧過渡（2）主流道襯套形式本設計雖然是小型模具，但為了便于加工和縮短主流道尺寸，襯套好人定位圈還是設計成分體式，主流道長度取40，約等于定模板的厚度。材料采用T10A鋼，熱處理猝火后表面硬度為53HRC～57HRC。（3）主流道凝料體積q主=3.14h/12*(D2+Dd+d2)=3.14×40/12×（6.12+6.1×4+42）=812mm3=0.8cm(4)主流道剪切速率校核由經驗公式r=3.3qv/3.14Rn3=3.3×4.61196/(3.14×0.25253)=301.08s-1式中qv=q主+q分+q塑件=0.8+3.611+0.20096=4.61196Rn=（4+6.1）/2/2=0.25252.分流道設計分流道主要對進入模具的熔料起分流作用，多型腔的模具一定要設置分流道，若是單腔成型大型塑件，如采用多澆口進料，也需要設置分流道。1.影響分流道設計的因素1）制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小及尺寸的穩定性、內在質量及外觀質量要求。2）塑料的種類、亦即塑料的流動性、熔融溫度與熔融溫度區間、固化溫度以及收縮率。3）注射機的壓力、加熱溫度及注射速度。4）主流道及分流道的拉料及脫落方式。5）型腔的布置、澆口位置及澆口形式的選擇。2.分流道的設計原則：1）熔體應以最短的路徑、最小的熱量和壓力損失，快速射入型腔。2）熔料從各個澆口進入型腔的溫度和壓力相同，以保證各型腔中制品的收縮率相同。3）分流道的轉折處應以圓弧過渡，與澆口的連接處應加工成斜面，以利熔料的流動。4）在保證足夠的注射壓力時，分流道的截面和長度應盡量取最小值。5）盡量保證各型腔同時充滿，并均衡的補料，以保證同模各塑件的性能、尺寸盡可能一致。6）各型腔之間距離恰當，應有足夠的空間排布冷卻水道、螺釘等，并有足夠的截面積承受注射壓力。7）型腔和澆注系統投影面積的重心應盡量接近注塑機鎖模力的中心一般在模板的中心上。3.分流道的截面形狀常用的截面形狀有圓形、U形、梯形、矩形等。在選擇截面形狀時，要綜合考慮熱量損失、流動阻力、加工難道等幾方面的因素。熔料在流道中流動時，與模具接觸的塑料冷凝固化，起絕熱作用，熔料僅在流道中心流動。因此，分流道的理想狀態是其中心線與澆口中心線位于同一直線上。分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注塑機速率等因素有關。該塑件體積不太大，形狀不算復雜，且壁厚均勻。從為了便于加工的方面考慮，此模具采取梯形分流道。分流道界面尺寸梯形的上底寬度根據經驗公式來確定截面尺寸，即底面圓角半徑R=0.75mm，梯形高度取，H取B=2/3H=3mm，設下底寬度為b，梯形面積應滿足如下關系式。代入計算得b=3.5mm分流道截面形狀如圖：凝料體積：分流道長度分流道截面積凝料體積實際加工時，用銑床銑出流道后，即用打磨機，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低分流道表面粗糙度。2.42澆口套的形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的澆口套，以便有效的選用優質鋼材單獨進行加工和熱處理。澆口套一般采用碳素工具鋼（T8A,T10A）材料制造，熱處理淬火硬度HRC53-55度。澆口套都是標準件，只需去買就行了。澆口套與模板間配合采用H7/m6的過度配合。澆口套的規格有Φ12，Φ16，Φ22等幾種。由于注射機的噴嘴圓弧半徑為R20，所以澆口套球面半經為R22。.澆口套如圖6.1所示圖6.12.44澆口的設計澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道，除直接澆口外，它是澆注系統中截面最小的部分，但卻是澆注系統的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質量的影響很大。澆口的選用由于該模具外觀質量要求較高，澆口的位置和大小應以不影響塑件外觀質量為前提。同時，也盡量使模具結構更簡單。綜合對塑料成型性能、澆口和模具結構的分析比較，確定該模具采用的是爪形澆口。此澆口加工容易，修整方便，并且可以根據塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應性均較強；爪形澆口尺寸的計算。H=T×NH:澆口處的厚度T:澆口處的壁厚N：塑料系數（如表6.1）W:澆口寬度L：1mm—2.5mmL:澆口長度H=T×N=1×0.7=0.7mmW=2H=2×0.7=1.4mmL=2.5mm由于選的分流道直徑為4，結合經驗W=1.5-5.0mm，取W為1.5mm圖6.2爪形澆口形式澆口位置的選擇5、澆口位置的選擇應遵循以下原則：（1）、澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致，并使起流程最短。（2）、澆口的位置應保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬暢、厚壁部位，以便塑料順利地流入。（3）、避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁、型心或鑲件，使塑料能盡快流入到型腔各部位，并避免型心或嵌件變形。（4）盡量避免使制品產生熔接痕,或使其熔接痕產生在制品不需要的部位。（5）、澆口位置及其流入方向，應使塑料在流入型腔時，能沿著型腔平行方向均勻地流入，并有利于型腔內氣體排出。（6）、澆口位置應在制品最易清除的部位，同時，盡可能不影響制品的外觀。模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質量的重要環節，同時澆口位置的不同還影響模具結構。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則：1)盡量縮短流動距離2)澆口應開設在塑件壁厚最大處3)必須盡量減少熔接痕4)應有利于型腔中氣體排出5)考慮分子定向影響6)避免產生噴射和蠕動7)澆口處避免彎曲和受沖擊載荷8)注意對外觀質量的影響。根據本塑件外觀質量的要求以及型腔的安放方式，綜合考慮以上幾項原則，澆口選在型腔的上壁處。2.4.5型芯、型腔結構的確定型芯、型腔可采用整體式或組合式的結構。整體式結構的型腔是直接在型腔板上加工，有較高的強度和剛度。零件尺寸不大，容易加工和易熱處理，整體式型芯結構牢固，成型塑件質量好。但是該塑件不易采用整體式結構，消耗貴重模具鋼多，不便加工和熱處理。整體式結構適用于形狀結構簡單的中小型塑件。組合式型腔是有很多的拼塊鑲制而成，機械加工和熱處理比較容易，能滿足大型塑件的成型需要。組合式結構的型芯可節省貴重模具鋼，便于機械加工和熱處理，修理更換方便。同時也有利于型芯冷卻和排氣的實施。該塑件尺寸較小，形狀不復雜，所以型腔采用整體式的結構，型芯采用組合式的結構。2.4.6選擇模架根據型腔的布局可看出，型腔嵌件分布尺寸為115*195，又根據型腔側壁最小厚度為18.24，再考慮到導柱，導套及連接螺釘布置應占的位置和采用推件板推出等各方面問題，確定選用模架序號為5號（200*L=200*250），模架結構為A4的形式，如下圖所示。各模板尺寸的確定。A板尺寸A板是定模型腔板，塑件高度18.5，在模板上還要開設冷卻水道，冷卻水道離型腔應有一定的距離，因此A板厚度取40mm。B板尺寸B板是凸模（型芯）固定板，凸模的成型部分直徑為28，因此B板厚度取32mm。C墊塊尺寸墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（5～10）=18.5+20+15+（5～10）=58.5～63.5根據計算，墊塊厚度C取63。上述尺寸確定之后，就可以確定模架序號為5號，板面為200*250，模架結構為A4的標準模架。從選定模架可知，模架外形尺寸：寬*長*高=200*250*237。模具平面尺寸200*250<280*250（拉桿間距），合格：模具高度237,100<237<300合格；模具開模所需行程=17.6+18.5+（5～10）=(41.1～46.1)<200,合格；其他各參數在前面校核均合格，所以本模具所選注射機完全滿足使用要求。圖7-1-2標注模架的選擇2.4.7本產品為抗沖ABS制品，屬于大批量生產的小型塑件，預定的收縮率的最大值和最小值分別取0.6%和0.3％。此產品采用５級精度，屬于低精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數x取值可在0.5~0.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到IT７～IT８級，綜合參考，相關計算具體如下：Smax、Smin——分別是制品的最大收縮率和最小收縮率。σs=(Smax-Smin)×制品尺寸σs——成型收縮率波動引起的制品的尺寸偏差=1\*GB2⑴型腔徑向尺寸的計算LM1=[(1+(Smax+Smin)/2)Ｌsl-0.5Δ]+δZ0=[(1+0.45%)×10-0.5×0.2]+0.030=9.945+003=2\*GB2⑵型腔深度尺寸的計算HM1=[(1+(Smax+Smin)/2)Hsl-0.5Δ]+δZ0+δZ0=[(1+0.45%)×20.14-0.5×0.2]+δZ0=20.13+0.03=3\*GB2⑶型芯徑向尺寸的計算lM1=[(1+(Smax+Smin)/2)lsl+0.5Δ]0-δZ=[(1+0.45%)×6.0+0.5×0.40]0-0.15=6.230-0=4\*GB2⑷型腔高度向尺寸的計算hM=[(1+(Smax+Smin)/2)hsl+0.5Δ]0-δZ=[(1+0.45%)×20+0.5×0.15]0-0.15/2=20.1650-0.08脫模力計算將塑件從包緊的型芯上推出所克服的阻力稱為脫模力，脫模力主要由塑件收縮包緊型芯造成塑件與型芯的摩擦力。根據《塑料模具設計指導》公式2-43，脫模力計算公式：F=10fE(T1-T2)th式中f——脫模系數，即在脫模溫度下塑件與型芯表面之間的靜摩擦因數，它受塑料熔體經高壓在鋼表面固化忠粘附的影響；——塑料的線膨脹系數；E——在脫模溫度下，塑料的抗拉彈性模量；T1——塑料的軟化溫度；T2——脫模時塑件溫度；t——塑件的厚度；h——型芯脫模方向的高度；經計算的：F=3244.8(N)所需脫模力較大，結合制件結構特點直徑、高度較大選用4根直徑10mm的推桿3.導向機構的設計導柱導向機構是保證動定模或上下模合模時，正確定位和導向的零件。3.1導柱導向機構的作用=1\*GB2⑴定位作用模具閉合后，保證動定模或上下模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確，在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調整。=2\*GB2⑵導向作用合模時，首先是導向零件接觸，引導動定模或上下模準確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。=3\*GB2⑶承受一定的側向壓力3.2導柱導套的選擇=1\*GB2⑴導柱導套結構形式及尺寸如圖8-1所示：圖8-1導柱導套的結構形式其材料采用T8A經淬火處理，硬度為50~55HRC。導柱、導套固定部分表面粗糙度Ra為08μm，導向部分表面粗糙度Ra為0.8~0.4μm。具體尺寸如上圖所示。導柱、導套用H7/k6配合鑲入模板。=2\*GB2⑵導柱的布置采用等徑導柱不對稱布置，如圖8-2所示：圖8-2導柱的布置形式排氣系統的設計件設計為了使塑料熔體順利的填充模具型腔，必須將澆注系統和型腔內的空氣以及塑料在成型過程中產生的低分子氣體順利的排出模外。如果型腔內因各種原因產生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會形成氣泡，凹陷，熔接不牢，表面輪廓不清晰等缺陷，另外氣體的存在還會產生反壓力降低充模速度。因此排氣系統對確保制品成型質量起著至關重要的作用。常采用的排氣方式如下：1.利用排氣槽，排氣槽一般設在型腔最后被充滿的部位，排氣槽的深度因塑料不同而異，基本上是以塑料不產生飛邊的所允許的最大間隙來確定。2.利用型芯鑲件推桿等的配合間隙或專用排氣塞排氣；3.有時為了防止制品與模個的真空吸附，而設計防真空吸附元件。4.利用配合間隙排氣。此模具選擇（4）的排氣方法。對于簡單型腔的模具，可以利用推桿、活動型芯與模板的配合間隙進行排氣。這種類型的排氣形式，其配合間隙不能超過0.05mm，一般為0.03-0.05mm.4注射模溫度調節系統設計熔體熱量95%由冷卻介質（水）帶走，冷卻時間占成型周期的2/3。冷卻系統從模具中帶走熱量：Q=KAΔTt/3600(J)；A冷卻介質傳熱面積（m2）：A=πdL。d冷卻管道直徑（m）；L冷卻管長度（m）；K冷卻管壁與介質間的傳熱膜系數〔J/（m2hC）K=0.032x/d(vd/)0.8(gC/)0.4。冷卻水的平均導熱系數(w(/mk))；f