1、1緒 論1.模具工業的概況 在討論注塑模設計之前，先要對國內外的塑料模具工業的狀況、塑料模具工業的發展方向有一個較清晰的了解，這也就使我們對本課題的意義有所了解。首先要對模具有一個整體的認識。模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業產品的基礎工藝裝備之一。作為工業基礎，模具的質量、精度、壽命對其他工業的發展起著十分重要的作用，在國際上被稱為“工業之母”，對國民經濟發展起著不容質疑的作用。 模具工業是制造業中的一項基礎產業，是技術成果轉化的基礎，同時本身又是高新技術產業的重要領域，在歐美等工業發達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業” ；美國工業界認為“模具工業是美國工業的基石”；德國則認為是所有

2、工業中的“關鍵工業” ；日本模具協會也認為“模具是促進社會繁榮富裕的動力” ，同時也是“整個工業發展的秘密”，是“進入富裕社會的原動力” 。在模具工業的總產值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。 塑料模具工業是隨塑料工業的發展而發展的。塑料工業是一門新興工業。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業發展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個工業部門不可缺少的材料。 目前在國民經濟的各個部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設備、照相機、汽車、儀

3、器儀表、機械制造、交通、電信、輕工、建筑業產品、日用品以及家用電器行業中的電視機、收錄機、洗衣機、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經向塑料化方向發展。目前，世界的塑料產量已超過有色金屬產量的總和。塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎裝備。用塑料模具生產的主要優點是制造簡便、材料利用高、生產率高、產品的尺寸規格一致，特別是對大批量生產的機電產品，更能獲得價廉物美的經濟效果。塑料模具的現代設計與制造和現代塑料工業的發展有極密切的關系。隨著塑料工業的飛速發展，塑料模具工業也隨之迅速發展。2.我國塑料模具工業技術現狀及地區分布在中國，人們已經越來越認識到模具在制造中的重要

4、基礎地位，已成為衡量一個國家制造業水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產品質量、效益和新產品的開發能力。我國塑料模工業從起步到現在，歷經半個多世紀，有了很大發展，模具水平有了較大提高。還能生產厚度僅為0. 08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。注塑模型腔制造精度可達0. 02 0. 05mm，表面粗糙度Ra0. 2 u m，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達1030萬次，淬火鋼模達50 100萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注射模、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

5、型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、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模具。但總體上熱流道的采用率不到10%,與國外的5080%相比，差距較大。 在制造技術方面，CAD/CAM/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ED

6、S的UG II、美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer、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，如充模和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，主要有北航華

7、正軟件工程研究所開發的CAXA系統、華中科技大學開發的注塑模HSC5.0系統及CAE軟件等，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。近年來，國內己較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如:P20、3Cr2Mo、PMS、SM I、SM II等，對模具的質量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應用，并且出現了一些國產的商品化的熱流道系統元件。但目前我國模具標準化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業國家已達到70%-80%相比，仍有很大差距。技術比較見表

8、1表1: 國內外塑料模具技術比較表項目國外國內注塑模型腔精度0. 0050. 01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010. 05 umRa0.20 um非淬火鋼模具壽命10-60萬次1030萬次淬火鋼模具壽命160300萬次50100萬次熱流道模具使用率80%以上總體不足10%標準化程度7080%小于30%中型塑料模生產周期一個月左右24個月 我國模具工業起步晚，底子薄，與工業發達國家相比有很大的差距，但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。據統計，我國現有模具生產廠近2萬家，從業人員約50萬人，“九五”期間的年增長率為13%. 200

9、0年總產值為270億元，占世界總量的5%。2008年總產值為450億元，近十年來增長率為15%以上。但從總體上看，自產自用占主導地位，商品化模具僅為1/3左右，國內模具生產仍供不應求，特別是精密、大型、復雜、長壽命模具，仍主要依賴進口。目前，就整個模具市場來看，進口模具約占市場總量的20%左右，其中，中高檔模具進口比例達40%以上。因此，近年來我國模具發展的重點放在精密、大型、復雜、長壽命模具上，并取得了可喜的成績，模具進口逐漸下降，模具技術和水平也有長足的進步。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、長壽命等中高檔模具及模具標準件發展速度快于一般模具產品；塑料

10、模和壓鑄模比例增大；專業模具廠數量增加較快，其能力提高顯著；股份制改造步伐加快，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發展快于中西部地區，南方的發展快于北方。目前發展最快、模具生產最為集中的省份是廣東和浙江，這2個省的模具產值已占全國總量的六成以上。江蘇、上海、山東、安徽等地目前發展態勢也很好。我國模具年生產總量雖然已位居世界第三，但設計制造水平在總體上要比工業發達國家落后許多，其差距主要表現在下列六方面：(1)國內自配率不足80，中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足60。(2)企業組織結構、產品結構、技術結構和進出口結構都不夠合理。(3)模具產品水平和生產工藝

11、水平總體上比國際先進水平低很多，而模具生產周期卻要比國際先進水平長很多。(4)開發能力弱，經濟效益欠佳。我國模具企業技術人員比例較低，水平也較低，不重視產品開發，在市場中常處于被動地位。(5)模具標準化水平和模具標準件使用覆蓋率低。(6)與國際先進水平相比，模具企業的管理落后更甚于技術落后。 縱觀發達國家對模具工業的認識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業發展滯后的直接原因。模具技術水平的高低，決定著產品的質量、效益和新產品開發能力，它已成為衡量一個國家制造業水平高低的重要標志。因此，模具是國家重點鼓勵與支持發展的技術和產品，現代模具是多學科知識集聚的高新技術產業的一部分，是國民經濟

12、的裝備產業，其技術、資金與勞動相對密集。提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎，其大量應用可縮短模具設計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質量。 在科技發展中，人是第一因素，因此我們要特別注重對知識的更新與學習，實現產、學、研相結合，培養更多的模具人才，搞好技術創新，提高模具設計制造水平。在教學中積極采用多媒體與虛擬現實技術，逐步走向網絡化、智能化環境，實現模具企業的敏捷制造、動態聯盟與系統集成。我國模具工業是一個完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實實在在的新時代即將到來。3.我國塑料模具工業和技術今后的主要發展方向在信息社會和經濟全球化不斷

13、發展的進程中，模具行業發展趨勢主要是模具產品向著更大型、更精密、更復雜及更經濟快速方面發展，技術含量不斷提高，模具生產向著信息化、數字化、無圖化、精細化、自動化方面發展；模具企業向著技術集成化、設備精良化、產品品牌化、管理信息化、經營國際化方向發展。模具技術的發展趨勢主要是： CAD、CAM、CAE的廣泛應用及其軟件的不斷先進和CADCAMCAE技術的進一步集成化、一體化、智能化； PDM(產品數據管理)、CAPP(計算機輔助工藝設計管理)、KBE(基于知識工程)、ERP(企業資源管理)、MIS(模具制造管理信息系統)及Internet平臺等信息網絡技術的不斷發展和應用； 高速、高精加工技術的

14、發展與應用； 超精加工、復合加工、先進表面加工和處理技術的發展與應用； 快速成型與快速制模(RPRT)技術的發展與應用； 熱流道技術、精密測量及高速掃描技術、逆向工程及并行工程的發展與應用； 模具標準化及模具標準件的發展及進一步推廣應用； 優質模具材料的研制及正確選用； 模具自動加工系統的研制與應用； 虛擬技術和納米技術等的逐步應用。4 .注塑模具CAD發展概況及趨勢 計算機輔助設計(Computer Aided Design, CAD)是當代計算機應用的一個重要領域。隨著計算機硬件和軟件技術水平的迅速提高，CAD技術及其應用一直處于日新月異的發展浪潮中。作為CAD技術應用的一個十分重要的方面

15、，塑料模具計算機輔助設計、模擬分析與制造，即模具CAD、CAE和CAM也一直是國內外普遍關注的熱點。三十多年來，國外注射模CAD技術發展相當迅速。70年代己開始應用計算機對熔融塑料在圓盤形、管形和長方形型腔內的流動情況進行分析。80年代初，人們成功地采用有限元法分析三維型腔內塑料熔體的流動過程，使設計人員可以依據理論分析并結合自身的經驗，在模具制造前對設計方案進行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質量。近十年來，注射模CAD技術在不斷進行理論和實驗研究的同時，十分注意向實用化階段發展，一些高水平的商品軟件逐步推出，并在推廣和實際使用中不斷改進、提高和完善。第一章 塑件材料選擇性能一、零件圖1

16、-1零件圖二、ABS材料分析ABS材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。這三種組分各自的特性，使ABS具有良好綜合力學性能。丙烯晴使ABS有良好的耐化學腐蝕及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性。ABS屬于熱塑性塑料，外觀為粒狀或粉狀,呈微黃色,不透明但成型的塑件具有較好的光澤。ABS無毒，無味。密度1.021.05g/cm3成型溫度范圍（180-240）,成型時有較好的流動性。ABS材料具有較高的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降(抗寒性)；有良好的的機械強度和一定的耐磨性，耐油性，化學穩定性和電氣性能。ABS有一定的硬度和尺寸穩定性，易于成型加工，且易著色。ABS幾乎不

17、受酸、堿、鹽、及水和無機化鹽的影響，溶于酮、醛、酯、氯代烴中，不溶于大部份醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS塑料表面不可接觸受冰醋酸，植物油等化學藥品，否則會引起應力開裂。此外，ABS的缺點是耐熱性不高，低介電強度，低拉伸率，熱變形溫度為93，脆化溫度為-27,使用的溫度范圍為-40100，而且ABS的耐氣候性也差，紫外線作用下容易氧化降解，從而會導致制件變硬發脆。三、 塑料成型工藝性能分析塑料成型工藝特性是塑料在成型加工過程中所表現出來的特有性質，下面，對注塑材料ABS工藝特性進行分析： 1、收縮性 塑料從溫度較高的模具中取出冷卻到室溫后，其尺寸或體積會發生收縮變化，這種性質稱

18、為收縮性。收縮性的的大小以單位長度塑件收縮量的百分數來表示，稱為收縮率。一般對于大型模具的收縮率計算，我們采用實際收縮率進行計算：SS=a-b/b100% （SS:實際收縮率；a:模具或塑件在成型溫度時的尺寸；b：塑件在室溫時的尺寸；c：模具在室溫時的尺寸） 對我所設計的零件屬于小型的模具，所以采用SJ=c-b/b%（Sj：為計算收縮率） 由于本次畢業設條件的原因，沒有辦法自己去測量出：c b 值。于是我們通過查找資料塑料成型工藝與模具設計附錄B 常用塑料的收縮率，可得：ABS塑料成型收縮率為：0.003-0.008，由于塑件的結構，模具的結構，成型工藝條件等都會影響塑料的收縮率變化。我們取一

19、個相對平均值：0.005。 2、流動性 塑料在一定的溫度、壓力作用充填模具開腔的能力，稱為塑料的流動性。塑料的流動性差，就不容易充滿開腔，易產生缺料或熔接痕等缺陷。但流動性太好，又會在成型時主生嚴重的飛邊。ABS材料屬于熱塑性塑料，分子成線型，具有良好的流動性。其次：料溫，壓力，模具結構都會影響塑料的流動及充模能力。 3、吸濕性 吸濕性是指塑料對水分的親疏程度。按吸濕或粘附水分能力的大小分類，ABS塑料屬于吸濕性塑料，吸水率為:0.05%-0.5%。在注塑成型過程中比較容易發生水降解，成型后塑件上出現氣泡，銀絲與斑紋等缺陷。因此，在成型前必須進行干燥處理。一般干燥溫度取80-90，干燥時間為兩

20、小時。 4、熱敏感性 塑料的化學性質對熱量的敏感程度稱為熱敏性。熱敏性塑料在成型過程中很容易在不太高的溫度下發生熱分解、熱降解，從而影響到塑件的性能，色澤和表面質量等，另處，塑料熔體發生熱分解或熱降解時，會釋放出一些揮發性氣體，這些氣體一般具有腐蝕性，或有毒，不管是對人，還是模具都會造成一定的影響。ABS塑料成型溫度為210-250，經查中國人力資源專家網提供的材料編經驗值得，到達260變色，于料溫達到280時，塑料出現分解。于是注塑成型是，一般取210-250。 綜上所述：ABS收縮比較大，成型收縮后，對型芯具有比較大的包裹力，為方便塑件順利脫模，應將脫模斜度設計為較大值：型腔40140型芯

21、30ABS溶融時具有良好的流動性；較低的熱敏性；屬于吸濕性塑料。于是在成型是需要控制好，成型溫度，壓力，注射前的干燥處理等。附表11 ABS材料性能、工藝參數表密 度1.05拉伸強度3349收縮率0.0030.008拉伸彈性模量1.8熔 點130160彎曲強度80熱變形溫度（45N/cm2）6598彎曲彈性模量1.4壓縮強度1839模具溫度2570缺口沖擊強度1120噴嘴溫度180190硬 度R6286中段溫度210230外 觀微黃色或白色不透明后段溫度200220吸水率0.050.5干燥溫度8090特 點耐熱、表面硬度高，尺寸穩定、耐化學、易成型加工，可渡鉻注射壓力70100MPa塑化形式螺

22、桿式柱塞式干燥時間2H保壓壓力30-80MPa背壓壓力3-20MPa比 重1.05注塑時間3-5s保壓時間10-30s第二章 塑料件的結構工藝一、塑料件的尺寸精度分析按塑件的尺寸MT精度要求,未標注公差為自由，按ABS材料模塑件公差等級（GB/T 14486-1993）選取一般精度要求MT3。其主要尺寸公差如下（單位均為mm）成型零件的外形尺寸： 、95、15成型零件的外形尺寸： 、 成型零件的卡位孔尺寸: 二、塑料件的使用性能分析塑件外表面光亮耐磨，平整，卡位孔處需要有良好的力學性能。卡位孔配合精度不高，需要適當的強度和彈性，不容易產生的變形，整體無變形即可。三、塑料件的表面質量分析該塑件要

23、求外形美觀，內、外表面表面光滑，沒有斑點及熔接痕現象，內、外表面粗糙度均可取Ra0.4m。塑件制品內、外表面成型后方不可見邊緣有缺陷，邊緣面要求平整。四、塑料件的結構分析1、塑件形狀比較復雜，前、后面都用圓弧過度，后面有兩個卡位孔，兩側均有加強筋。內部有三塊隔板。2、塑件整體結構較大，平均壁厚為1.5mm，壁厚檢測分析如圖2-1所示，超過ABS塑料的最小成型壁厚。可注塑成型。 圖 A 圖 2-1 厚度檢查分析綜上所述，從精度上看，ABS注塑成型可滿足尺寸要求，表面粗糙度要求（ABS Ra可達到0.0251.6/m）。從結構上看，可考慮整體邊緣為最大分型面，兩側卡位孔結構考慮側向分型。從塑件的表

24、面質量要求看，澆口選擇在塑件的底部，提高它們的力學性能。由于塑件整體結構較大，但生產批量大等。我們可以考慮使用一模多腔的注塑成型，提高生產效率。第三章 成型設備的選擇和成型工藝的制定一、成型參數的確定查中國模具設計大典、塑料成型工藝與模具設計得ABS塑料的有關注塑成型參數：密 度 ： 1.011.05g/mm收 縮 率 ： 0.0050.008預熱溫度 ： 8090，預熱時間23h料筒溫度 ：前段200210,中段210230，后段200220噴嘴溫度 ：180190模具溫度 ：5070注射壓力 ：60100MPa注射時間 ： 注射時間35s，保壓時間1030s，冷卻時間1530s.成型周期

25、：4070S二、塑件的體積和重量的計算1、利用PRO/E進行體積的計算根據產品圖紙，將四組調料盒按1:1的尺寸比例在PROE里完成三維構圖。利用PROE分析指令對四組調料盒進行體積的計算如圖3-1所示。體積=4.e+04mm4其中e=1 03=10000 四組調料盒體積V=10004.72mm3圖3-1 質量分析2、四組調料盒重量的計算 根據分析ABS材料=1.05g/cm3W=V =1.0510004.7210-3 =10.5496g 三、模具所需塑料熔體注射量根據生產批量為大批量生產，由于注塑件的尺寸比較大，初步選擇采用一模二腔，按塑料模具設計指導2.1.2.4有如下模具所需塑料熔休注射量

26、的計算公式：M = N M1+ M2式中，M 副模具所需塑料的質量或體積（g或cm3） N 初步選定的型腔數量 M1 單個塑件的質量或體積（g或cm3） M2 澆注系統的質量或體積（g或cm3）M2 ：注系統的質量或體積，它與注塑件的質量和塑料的流動性能有一定的關系，是一個不定值，但據注塑廠的統計資料，M2 取15%-20%。在這里我們選用M2 =0.6N M1 則有：M=1.6NM1=1.6210.5496=33.75872 cm3四、鎖模力的計算FM=（NA1+A2）P型 式中，FM 模具所需要的鎖模力（N） N 初步選定的型腔數量 A1 單個塑件在分型面上的投影面積（mm2） A2 流道

27、凝料在分型面上的投影面積（mm2） P型 塑料熔體對型腔的平均壓力(MPa)其中，A2 按分型面上投影面積A1 的0.20.5倍。取中間值0.3，利用Pro/E進行注塑件投影面積分析（一模兩腔一起分析），A1 投影面積為：40951.0mm2如圖3- 2所示。圖3-2 投影面積分析根據資料塑料模具設計指導P7常用塑料注射成型時型腔平均壓力表2-2中，ABS屬于中等黏度塑件及有精度要求的塑件，P型 取35 FM=（NA1+A2）P型 =（220475.5+0.3220475.5）35 =（40951+12285.3)35 =.5 Mpa 五、設備選擇根據塑化塑化溫度，額定注射量，注射壓力，鎖模力

28、要求，參考塑料成型工藝設計與模具設計P105表4.2 常用國產注塑機的規格和性能。初步選擇采用注射機型號：G54-S200/400G54-S200/400，其有關的參數為：額定注射量 200400cm注射壓力 109MPa鎖模力 2540KN最大注射面積 645cm2最大開合模行程 260mm最大模具厚度 406mm最小模具厚度 165mm噴嘴圓弧半徑 18mm噴嘴孔直徑 4mm動定模板尺寸 532634mm拉桿間距 290mm368mm六、塑料成型工藝卡根據ABS材料的注射成型工藝分析、四組調料盒的結構分析及相關資料塑料注塑模結構與設計編寫如下表3-1成型工藝卡片。表3-1塑料成型工藝卡塑料

29、成型工藝卡片資料編號車間共1頁第1 頁零件名稱四組調料盒材料牌號ABS設備型號G54-S200/400裝配圖號材料定額每模件數2零件圖號SZTLH001單件重量10549.6g工裝號材料干燥設備溫度/8090時間/h2料筒溫度（）后段/180200中段/210230前段/200210噴嘴/180190模具溫度/5080時間注射/s29保壓/s1530冷卻/s1530壓力注射壓力/MPa70100背壓力/MPa60100后處理溫度100時間定額輔助/min時間810單件/min檢驗編制校對審核組長車間主任檢驗組長主管工程師第四章 注射模設計一、可行性分析1、可注塑性分析（1）、最小壁厚要求根據圖

30、紙，四組調料盒壁厚為1.5mm。塑料模具設計與制造實訓教程P18（表1-3）常用塑料壁厚選用范圍中，ABS材料壁厚范圍為1.25-1.6mm。四組調料盒的壁厚中型塑件，需進行最小壁厚校核。塑料模具設計參考資料匯編P160壁厚（S）與流程（L）關系式：ABS流動性為中等。S=（L100+0.8）0.7 =（150100+0.8）0.7=1.61mm 1.5mm 四組調料盒平均尺寸大于ABS材料的實際最小注塑尺寸,可注塑成型。（2）、表面質量要求由于塑件表面質量要求較高，表面不允許出現明顯的接痕，和氣泡傷疤。為避免此類缺陷的出現，在結構設計，分型面設計，澆注系統設計，排氣系統設計前進行使用PLAS

31、TTC ADVISER7.0進行注塑件可能產生的接痕和氣泡分析如圖4-1所示。圖4-1 接痕和氣泡圖中，紅色為縮痕區，藍綠色小點為氣泡。由圖可知，縮痕多出現在相交結構上，一般由塑件的結構確定接痕的分析為紅色，說明接痕缺陷不明顯，塑件的結構達到表面表質量的要求。藍綠色點不多，多集中在邊緣上，可考慮將分型面設計在此處，合理利用合模間隙，可達到良好的排氣效果，可避免氣泡引起的缺陷。 2、可制造性分析（1）、模具精度校核根據塑件精度要求塑件外表面Ra=0.8m按經驗公式可得型腔的表面要求Ra=0.27m 由精銑研磨達到精度要求。（2）、結構分析塑件整體結構均勻，卡位孔結構小，內有R3倒角，型芯機構設計

32、成整體式，如圖4-2 （a）所示，需要用到線切割和數控銑加工，是模具加工費較貴，且小的角槽容易磨損，一但磨損過量，則整個型腔需要更換，浪費大量的費用，從模具的加工性、經濟角度出發考慮，所以型芯機構設計成拼塊組合式，如圖4-2 （b）所示，有利于加工，便于更換，即可節省模具的成本費。型芯設計成組合鑲嵌式可以用銑工單獨加工完成。 （a）整體式 （b）拼塊組合式圖 4-2 型芯的形式塑件在兩側分別有一個卡位孔，卡位孔的直徑：4.2mm、長：8mm，卡位孔結構不利于與主分型面一起分型，所以必須運用側向抽芯分型才可以分型。綜上所述：四組調料盒塑件，滿足最小注射壁厚，注射沒有明顯的縮痕現象，注射型成氣泡少

33、，且可利用合理的合模間隙排氣。模具可加工簡單，結構合理。3、型腔數目的確定根據模具的生產批量為大批量生產，一模多腔能提高生產效率，降低每一件產品的模具費用。根據一模兩腔塑件的體積V=40951.0mm2，塑件體積比較大，按初步選擇的注射機G54-S200/400額定的注射量為200400 mm3，可成型一模具多腔。但隨著模具型腔數目的增加，塑件的精度降低，模具結構復雜，制造成本提高，注塑質量差。綜合考慮，四組調料盒的模具設計采用一模二腔結構。二、確定模具的類型1、塑料采用注射成形法生產。為保證塑料表面質量，使用點澆口成形，由于塑件較大，所以一個塑件采用四個點澆口，因此模具應為雙分型面注射模（三

34、板式注射模）。2、模具采用一模二腔，模具規模較大，為了降低加工難度，模具采用組合鑲嵌式。3、從塑件卡位孔結構的角度考慮，制件卡位孔結構較小，所需的抽芯力不大，所以可以利用斜滑塊側向分型。三、確定模具的主要結構1、模具型腔布局、澆口的選擇（1）模具型腔布局的選擇合理的型腔布局有，能簡化模具結構，提高生質量。 下圖4-3中a、b、c為四組調料盒模具設計中的四種模具型腔的布置方式。（a） 矩形橫向對排 （b） 矩形縱向對排卡位孔在外側 （C）矩形縱向對排卡位孔在內側圖4-3 模具開腔布局（一）、圖a為矩形橫向對排，卡位孔外側兩個反向，內側兩個相對。此排列方式結構簡單，壓力中心為矩形排列的中心，利于壓

35、緊。澆口選擇底部，但由于內側兩個卡位孔相對結構，不便于安裝，不便于抽芯機構設計及抽芯。（二）、圖b為矩形縱向對排卡位孔在外側。此排列方式結構簡單，壓力中心為矩形排列的中心，利于壓緊。澆口選擇底部，卡位孔的側抽芯分別在外側兩邊，不能提高側抽芯的力學性能且結構緊湊。在設計側抽芯機構時需要設計四個，不便于安裝，模具成本費較高。（三）、圖c矩形縱向對排卡位孔在內側。此排列方式結構簡單，壓力中心為矩形排列的中心，利于壓緊。澆口選擇底部，卡位孔的側抽芯分別在內側兩邊，能提高側抽芯的力學性能且結構緊湊。在設計側抽芯機構時只需要設計二個即可，便于安裝，模具成本費比上種方法低。 根據經驗，型腔的排列尺寸，即要保

36、證成型時的壓邊值，又要考慮側抽芯是否產生干涉，如有干涉則無法合模具。經綜合考慮，型腔的橫間矩最小處取20mm。 綜合分析考慮使用圖c矩形縱向對排卡位孔在內側，卡位孔縱向對排內側結構。（2）模具點澆口的選擇 模具型腔體積較大，塑件壁厚均勻，經塑料專家分析，注塑件澆口最佳位置主要為兩塑件相對的一小部分，如圖 4-4所示。 圖 4-4澆口選擇的分析圖中，藍色表示澆口最佳選擇區域，紅色表示最不好的選擇區域。根據分析報告，為達到好的澆口位置的選擇效果，澆口選在綠色區域并在塑件的底部。2、分型面的設計分型面的選擇原則：應選在外形最大輪廓處、有利于塑件的順利脫模、模具結構簡單既便于加工制造、應有利于排氣、確

37、保塑件的外觀質量要求、保證塑件的精度要求，還應考慮到型腔在分型面上投影面積的大小，以避免接近或超過所選用注塑機的最大注塑面積而可能產生溢流現象。根據塑件結構分析，結合縮痕和氣泡分析。分型面取塑件底面為主分型面，結構簡單，利于氣體的排出，外側抽芯結構由側抽芯側向分型。下圖4-5 A、B兩種方式。 圖A 圖B圖4-5分型面的設計、圖A整體式：結構復雜不利于加工且不可完成側向分型。只能史模具復雜。、圖B組合拼塊式：結構簡單利于加工及順利完成側向分型，從塑件的整個外表有較高的光潔度要求，澆口不能設計邊沿或上表面上，于是此分型面的方式必需采用點澆口，設計在塑件的底部。卡位孔通過斜滑塊側向抽芯完成，側抽芯

38、具有較好的力學性能，在合模時，可將模具鎖緊。綜合分析，采用圖B分型設計。3、澆注系統的設計（1）主流道設計主流道是注射機噴嘴與分流道的塑料熔體的流動通道，其形狀尺寸對熔體的流動和充模時間有較大的影響。主流道一般設計在澆口套中，為更容易的拔出，主流道的錐角為2040結構如右圖4-6所示 右圖 4-6 主流道（2）分流道的設計分流道的作用是改變熔體流向，使其以平穩的流態均衡地分配到各個型腔。其主要形式有：圓形、梯形、U形、半圓形、矩形、六角形4-7所示。圖 47 分流道其中，梯形和半圓形加工較為容易，且熱量損失與壓力損失均不大，所以在此設計中，選用半圓形流道。根據經驗，梯形的主流道熱量損失與壓力損

39、失，所以分流道設置為梯形。（3）分流道的布局模具結構為一模二腔，型腔排列采用矩形縱向對排卡位孔在內側的方式，各型腔壓力平均同時充滿，分流道的排列方式如下圖4-8所示，圖4-8 分流道布局圖4-8中，L由型腔的布局確定，L1=50、L2=15 圖中的二次分流比一次分流要小15%20%。（4）澆口的設計考慮澆口的靈活性，加工方便，及零件的表面質量要求，所以選用點澆口進料，減少了澆注系統塑料的損耗量，同時去除澆口容易，且不留明顯痕跡。如下圖4-9所示圖4-9 點澆口 澆口尺寸：d=1、L=1、a=8其中，主流道襯套和定位環由主流道尺寸，襯套尺寸選擇標準件。如下圖4-10 A、B所示： A 主流道襯套

40、 B 定位環圖4-10 標準件4、排氣系統模具型腔體積較大，塑件壁厚均勻，經塑料專家分析，注塑件主要在下表面相交處，及卡位孔部位產生少量氣泡，如圖 4-11所示。在分型面的設計中，已經將主分型面設計于易產生氣泡的位置，其主要將合模具間隙控制在0.03mm，則能將氣體通暢排出。卡位孔結構部位的氣體排出，主要設計側型芯的配合間隔為0.03mm。圖 4-11排氣系統分析5導向機構的設計 3、導向機構的功用任何一副模具在定動模之間都設置有導向機構。其作用有如下：定位作用：合模時維持動定模之間的一定方位，合模后保持模腔的正確形狀。導向作用 合模時引導動默按序閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側向力。承載作

41、用 采用推件板脫模或三板式模具結構，導柱有承受推件板和定模型腔板的重載荷作用。保持運動平穩作用，對于大中型模具的脫模結構，有保持機構運動靈活平穩的作用。2、導向機構的設計導柱 國家標準規定了兩種結構形式，帶頭導柱和有肩導柱。有的導柱開設油槽，內存潤滑劑，以減小導柱導向的摩檫，小型模具和生產批量小的模具主要采用帶頭導柱，大型模具和生產批量大的模具多采用有肩導柱。中小型模具導柱直徑約為模板兩直角邊之和的1/201/35。大型模具導柱直徑約為模板兩直角邊之和的1/301/40。具體直徑可查塑料模架標準。國家規定導柱頭部為接錐形，截錐形長度為導柱直徑的1/3，半錐角為10 15 ，也有頭部采用半球形的

42、導柱，導柱具體尺寸可查有關國家標準。 導套 直導套多用于較薄的模板，比較厚的模板須采用帶頭導套，導套壁厚通常在3-10mm ，視內孔大小而定，大者取大值，帶頭導套軸向固定容易，直導套裝入模板后，應有防止被拔出的結構，導套具體尺寸可查有關國家標準。如圖所示：圖c直導套；圖d帶頭導套。S=5 L=40 d=24 壁厚為2（塑料模具設計手冊 P87-91 3、設計導套和導柱須注意的事項合理布置導柱位置，導柱中心至模具外緣至少應有一個導柱直徑的厚度；導柱不應設在矩形模模具四角的危險斷面上，通常設在長邊離中心線的1/3處最安全。導柱布置方式常采用等直徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。 導柱工作部分長度應

43、比型芯端面高出6-8mm ，以確保其導向與引導用。 導柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度時采用H8/f8，甚至H9/f9）導柱固定部分配合精度采取H7/k6；導套外徑的配合精度采取H7/6。配合長通常取配合直徑1.5-2倍，其余部分可以擴孔，以減小摩檫，并降低加工難度。 導柱與導套應有足夠的耐磨性，多采用低碳鋼經滲碳淬火處理，其硬度為HRC48-55，也可采用T8或T10碳素工具鋼，經淬火處理。導柱工作部分的粗糙度為RaR0.4，固定部分為Ra0.8；導套內外圓柱面表面粗糙度取Ra0.8為妥。導柱可以設置在動模一邊或定模一邊，設在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設在定模一邊便于塑件脫模，

44、一般情況下導柱多設在有型芯的一邊，有時動定模兩邊均設有導柱，分別起著不同的作用。導柱頭部應制成截錐形或球頭型；導套的前端也應導角，一般導角半徑為1-2mm。6、限位拉桿的設計本模具設計是雙分型面，所以必須要設計一個限位裝置來控制中間板與定模座板的距離，經查閱資料本設計選擇限位拉桿作為限位裝置，如圖412所示限位拉桿是在模具中起限位作用。圖 412 限位拉桿L= S+KL拉出澆口凝料距 S澆口的深度 K安全系數（一般取310mm）L=S+K=165+5=170L1是在開模時利用水口板把主流道中的凝料拉出來，限位水口板距離。圖 413 限位拉桿安裝圖限位桿安裝于圖4-13所示。7、確定模具的主要結

45、構模具結構為雙分型面注射模，如圖4-14所示。模具分型面AA的打開距離，應大于165mm，分型面BB的打開距離，應大于58mm，方便制件和澆注系統的脫落。圖4-14 本模具雙分型面注射模結構圖1定位環 2澆口襯套 3定模座板 4水口板板 5限位拉桿 導套 6定模板 導柱 7尼龍拉模扣 8動模板 9復位彈簧 螺釘 10復位桿 11墊鐵12動模座板 13垃圾釘 14推板 15推桿固定板 16支承柱 17頂桿 18導柱 19導套8、模架的選擇1、根據模具的主要結構，選擇派生型的三板模架P4型如上圖4-14所示。2、模具安裝尺寸校核模具整體尺寸長寬高：長550、寬500、高500mm，注射機的模具尺寸

46、要求為：長634mm、寬532mm高496mm模具的整體尺寸不符合注射機對模具的尺寸要求。故，從模具的綜合因素考慮，最終注塑機確定為：XS-ZY-500。長550mm、寬450mm高496mm模具的整體尺寸符合注射機對模具的尺寸要求，模具的閉合高度小玉注塑機的最大模具厚度要求450mm。模具的整體尺寸符合注射機對模具的尺寸要求，可方便的安裝到注射機上。XS-ZY-500，其有關的參數為：額定注射量 500cm注射壓力 145MPa鎖模力 3500KN最大成型面積 1000cm2最大開合模行程 500mm最大模具厚度 450mm最小模具厚度 300mm噴嘴圓弧半徑 18mm噴嘴孔直徑 4mm動定

47、模板尺寸 700mm850mm拉桿間距 540mm440mm9、開模行程的校核與推出矩離 合理的開模行程，能保證制件的順利脫落，同時可以縮短成形周期，提高生產效率。塑料成型工藝與模具設計P103 開行程校核的公式如下：SH1+H2+（510）mm式中S注射機最大開模行程，mmH1 推出距離（脫模矩離），mm H2 包括澆注系統在內的塑件高度，mm根據注射機型號有S=500 mm、H1 推出距離，一般取塑件高度加上一個安全距離（310）mm則H1 =58+10=68mm H2 =68+165+10=243于是有：SH1+H2 +10綜合考慮，螺桿式注射機XS-ZY-500，滿足模具最大行程要求。

48、且塑件的推出行程為68mm。10、推出方式的確定 由分型面的設計來看，塑件能在頂出零件的作用下，通過一次頂出動作，就能將塑件全部脫出。其推出機構如下圖4-15所示：圖4-15 一次推出機構11、側抽芯機構的設計本模由于需要抽芯的距離較短，只有8mm,所以采用側向抽芯機構。滑塊設在動模，在斜滑塊與型芯鑲件之間裝入2個黃色彈簧，開模時斜滑塊與動模部分一起后移，遠離斜楔塊，然后在彈簧的作用下把斜滑塊向后推，最后在限位銷的作用下限制抽芯距完成側向 圖 4-16側抽芯機構抽芯，在合模過程中由于限位銷限制了斜滑塊的活動距離，斜楔將斜滑塊、側型芯一起壓入復位到成型位置，因為側型芯固定在斜滑塊上，完成側抽芯動

49、作，如左圖4-16所示。（1）、抽芯距 S抽 側向抽芯或側向瓣合模從成型位置到不妨礙制品頂出脫摸位置所移動的距離稱為抽芯距，用S抽表示，為了安全起見，抽拔距通常應比側孔或側凹的深度大3-5mm。但在側向小型芯或瓣合模塊脫出側孔或側凹以后，其幾何位置有限于制品脫摸的情況下，抽芯距不能簡單依靠這種方法確定。 所以，根據上所述本套模具的抽芯距可取S抽= 8 mm （塑料模設計手冊P154）（2）、滑塊與導滑槽的設計1）滑塊設計 滑塊是抽芯機構中的重要零部件。它上面安裝有側向型芯或成型鑲塊，注射成型和抽芯的可靠性都需要它的運動精度保證。滑塊的結構形狀可以根據具體制品和模具結構靈活設計，既可與型芯做成一

50、個整體，也可采用組合裝配結構，整體式結構多用于型芯較小和形狀簡單的場合，而組合式結構則是把型芯與滑塊分開加工，然后裝配在一起，采用組合式結構可以節省優質剛材（型芯用鋼一般比滑塊用鋼要求高），并使加工變得比較容易。2）滑槽設計 側向抽芯過程中，滑塊必須在滑槽內運動，并要求運動平穩且具有一定精度。設計滑槽時應注意下面問題： 滑塊完成抽拔動作后，其滑動部分仍應有全部或部分長度留在滑槽內。滑塊的滑動配合長度通常要大于滑塊寬度的1.5倍，而保留在滑槽內的長度不應小于這個數值的2/3，否則，滑塊開始復位時容易偏斜，甚至損壞模具。如果模具尺寸較小，為了保證滑槽長度，可以把滑槽局部加長，使其伸出模外； 滑槽地

51、滑塊的導滑部位采用間隙配合，配合特性選用H8/g7或H8/h8，其它各處均應留有間隙，滑塊的滑動部分和滑槽導滑的表面粗糙度均應小于0.63-1.25um。3）滑塊與滑槽的材料 滑塊可用45鋼或碳素工具鋼制造，導滑部分要求硬度40HRC，滑槽可用耐磨材料制造，也可用45鋼或碳素工具鋼制造，要求硬度為52-56HRC。4）滑塊的導滑形式 為了確保側型芯可靠的抽出和復位，保證滑塊在移動過程中平穩上下不竄動和不卡死現象，滑塊與導滑槽必須很好配合和導滑。滑塊與導滑槽的配合一般采用H7/f，其配合結構形式主要根據模具大小，模具結構和塑件的產量選擇，常見的形式如下圖418所示： 圖 4-18斜滑塊的形式圖（a）為整體式滑塊與整體式導滑槽，結構緊湊，但制造困難，精度難控制主要用于小型模具的抽芯機構；圖（b）表示導滑部分設在滑塊中部，改善了斜導柱的受力狀態，適用于滑塊上下無支承板的場合；圖（c）是組合式結構，容易加工和保證精度。綜上分析本設計選用圖（c）形式。5）滑塊的定位裝置 為了保證小型芯伸出端準確可靠地進入要抽芯的孔，則滑塊在完成抽芯動作后，必須停留在一定位置上。為此，滑塊需有靈活、可靠、安全的定位裝置。如圖4-19所。圖4-19是利用限位銷來定位滑塊的抽芯距離，達到定位目的。 圖 4-19滑塊的定位裝置 (5)、楔緊塊的設計 楔緊塊的形式如下圖