第一篇：塑料注射模具设计教案

《塑料模具设计与制造技术》电子教案

本电子教案是浙江省教育厅职成教教研室组编的《塑料模具设计与制造技术》教材的配套教学资源，该书由北京高等教育出版社2010年8月出版，第1版。

【课题编号】 — 项目一 【课题名称】

塑料注射模具设计 【教学目标与要求】

一、知识目标

1.了解保鲜盒制件的材料选择，聚丙烯的工艺和成形特性，保鲜盒制件的结构。

2.能使用常用绘图软件绘制一般塑料注射模具的装配图和零件图

3.了解一般模具用钢的特性，根据产品的特点合理选择经济实用的钢材。

4.了解加工模具零件所用的各种设备，熟悉各种机床的特点和加工范围。

二、能力目标

1.能够分析塑料制件的材料和工艺，设计最合理的模具结构。2.能应用绘图软件绘制塑料制件的装配图和零件图。【难点分析】

1.绘图软件的使用及绘制装配图。2.正确选择模具用钢。【分析学生】

1.学生对计算机绘图水平掌握不牢固，尤其是装配图的学习更有差距，所以设计模具装配图的难度可能较大。

2.学生对钢材性质理解不深，不会选择最合理的模具用钢。对制件结构设计缺少经验，会有许多困难。【教学思路设计】

依靠多媒体课件，将装配图和立体图结合起来读图，才能看懂装配图1—6的结构。充分发挥课件在教学中作用，如有可能应结合模具现场教学，提高教学效果。【教学安排】

12学时 【教学过程】

一、塑料制件分析

1.保鲜盒盒体塑料制件的材料选择

1）通用材料——量大，用途广，价格低。有六大品种“聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料。各种塑料的应用见表1—1 2）无毒、无气味、不易分解 保鲜盒主要放食品用，有时要在微波炉内加热，选聚丙烯合适。2.聚丙烯的工艺特性及成形特性

1）工艺特性——收缩率1～3%、流动性极好，冷却快。2）成形特性——注意控制成形温度和模具温度。3.保鲜盒塑料制件结构分析

1）表面质量——表面粗糙度达0.8 um。2）壁厚——2 mm，如图1—2。

3）拔模角——1.5°或0.5～1°，拔模角是使成品容易脱开模具必须有的角度。

二、绘制模具装配图

注意将图1—6中的2D与3D图结合起来读图，使学生尽快读懂图。

1.保鲜盒盒体模具结构分析与设计

1）型腔数目——一模一腔，见图1—7所示。

2）分型面——见图1——

8、9所示。便于成形和脱模。3）型腔和型芯结构与固定——为整体式。

4）模具浇注系统——含主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分。采用点浇口的浇注系统，如图1—10所示。

5）脱模——推件板推出制件。如图1—11。

6）冷却系统结构——水道位置见图1—12所示。冷却系统是为了降低模具温度，控制模具温度在最佳塑料制件成形的温度范围。

2.绘制模具装配图 用计算机绘图软件绘制装配图。常用软件有AutoCAD、Pro/E、UG、Cimatron等。具体步骤：

测量制件尺寸——实体造型——分模——绘三维结构图和二维装配图——零件图。

模具设计流程图见图1—16所示。

三、选择模具用钢

1.保鲜盒盒体模具材料的选择

1）模具结构零件——结构用钢指动模座、定模座、支承、型芯、垫块等。一般选用碳素结构钢，如A3、45、55、40Cr。以45钢应用较多，加工性能好。可选购标准模架以降低成本，如图1—20所示。

2）模具成型零件——依塑料品种和制件批量不同而不同。实习用选择45钢。成型零件指与制件相成型有关的零件。常用P20、PMS、PCR钢。

2.模具材料备料单

见表1—2。共有8种，11件。3.备料流程

下料——锻造——刨、铣（粗加工）——磨（精加工）——交货（成品）见图1—19。

四、选择加工设备 1.线切割数控机床

见图1—22所示。利用连续移动的细金属丝（钼、黄铜丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属，用于加工各种形状复杂和精 密细小工件，如图1—30所示。需要配备电火花穿孔机打孔穿线，如图1—41。

2.数控车床

见图1—23所示，代替普通车床完成车削工作的高效率、高精度自动化机床。切削前需要按零件形状编制程序后操作自动加工。

3.电脉冲机床

见图2—24所示，应用工件与电极工具之间保持适当放电间隙产生脉冲放电，使工件表面局部溶化，被工作液冲离工作区，工件表面形成凹坑，达到成形加工。电脉冲机床用于加工不通孔的型腔，且形状复杂不易加工的工件。一般选择紫铜作为电极。

4.数控铣床

如图1—25所示，数控铣床或加工中心用以代替普通铣床加工型腔、圆孔、平面等工件，具有加工工件精确、效率高，实现自动加工成型的效果。尤其是加工中心，可以自动选择换刀，自动改变主轴转速、进给量和运动轨迹，完成几个平面多工序的加工，是加工模具的最好机床。加工之前需要编制程序。

5.台钻

见图1—26所示，常用于加工小于13 mm的小孔，是模具钳工加工的常用设备。

五、小结

1.本教材以保险盒制件作为实例来学习模具制造的全过程。2.制造模具需要先对制件分析，了解制件材料、工艺性、结构，然后才能绘制装配图。

3.应使用现代绘图软件绘制制件模具的装配图和零件图，常用软件有Pro/E、UG，此外还有AutoCAD、Cimatron，应重视绘图软件的学习与应用，应当做到熟练、迅速、准确。

4.选择模具用钢应经济、实用，满足生产要求。常用45钢，其加工性能好，能满足大多数模具要求。

尽量使用标准模架，可节约时间和成本。

5.模具加工的机床很多，以数控机床为常用，主要由线切割机床、电火花机床、数控车床、数控铣床和加工中心。模具加工精度要求较高，技术含量高，对操作者要求较高，但模具的价值也很高。

第二篇：【毕业设计】塑料肥皂盒的注射模具设计-精品

摘 要

本注射模具设计为一塑料肥皂盒的注射模具设计，塑件结构比较简单，塑件质量要求是不允许有裂纹、变形缺陷。

本设计从分型面设计开始，进行了浇注系统、冷却系统、成型零件、模架的设计，并进行了必要的校核。同时并简单的编制了模具的加工工艺。根据题目设计的主要任务是肥皂盒注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产肥皂盒塑件产品，以实现自动化提高产量。针对肥皂盒的具体结构，该模具是侧浇口的单分型面注射模具。通过模具设计表明该模具能达到盒盖的质量和加工工艺要求。

关键词：Pro ENGINEER、注射模、浇注系统、冷却系统、模架。

Abstract

This is a plastic injection mold design and injection mold design comb, plastic parts relatively simple plastic parts quality requirements is not permitted crack, deformation defects.The design started from the sub-surface design, were pouring system, cooling system, molded parts, mold design, and carry out the necessary checking.at the same time And a simple preparation of the mold of the process.According to the design of the subject's main task is to set fruit injection mold design.Design is an injection mold to produce scop lid pieces of plastic products in order to achieve automation to increase output.For the specific structure of the fruit plate, the die is the point of the one type injection mold surface.Through the die design that the lid of the mold to achieve the quality and processing requirements.Keywords: Pro ENGINEER, injection mold, injection system, cooling system, mold.绪

论

模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。

一 课题背景

改革开放以来，我国模具工业发展迅猛。1996至2001年间，我国模具工业的产值年平均增长14%左右。目前，全国共有模具生产厂点1.7万个，从业人员50多万人。2001年全国模具工业总产值达300亿元人民币，我国模具年产值已位居世界第四。

我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。但是，我国模具工业无论是在数量还是质量上，与工业发达国家存在着很大的差距，满足不了工业发展的需要，目前国内市场的满足率仅在70%左右。

我国大部分模具是企业自产自用，真正作为商品流通的模具仅占1/3。所产模具基本上以中低档为主，一些大型、精密、复杂和长寿命的高档模具，在技术上无法与发达国家相比，生产能力也远远不能满足国民经济发展的需要。近五年 来，我国平均每年进口模具8.14亿美元，2001年进口模具11.12亿美元(出口模具仅1.88亿美元)，这还不包括随进口设备和生产线作为附件带来的模具。根据海关统计，近几年进出口相抵，我国已成为世界上最大的模具进口国。二 课题设计的目的和意义

目的：肥皂盒在我们的生活中非常的普遍，几乎每家都要用到。市场上也有各种各样的肥皂盒，形状各异，有些是把肥皂盒做成水果造型，有些是动植物造型，来吸引顾客的目光，以引发人们的购买欲。

意义：此次设计的肥皂盒的结构较简单，主要是在肥皂盒的底部打孔，这样可以让积累在里面的水自然流出，省去人工进行操作了。

第一章 塑料成型工艺基础

1.1肥皂盒的造型设计

其图形如图1—1与1—2所示：

图1—1肥皂盒工程图

图1—2肥皂盒三维图

1.2肥皂盒塑料PS的结构与工艺特性（1）聚苯乙烯的流动性

聚苯乙烯是有苯乙烯的单体聚合而成的高聚物，属于无定型塑料，具有良好的透明性、耐热、耐光以及良好的电绝缘性能，加工流动性好。

聚苯乙烯的流动性好，容易成型，由于聚苯乙烯熔体粘度对剪切速率和温度都比较敏感，所以在注射中，无论是增大注射压力或升高机筒温度都会使熔体粘度下降，均可达到改善聚苯乙烯熔体流动性的目的，其中提高机筒温度效果更明显。制品壁厚对流动性也有一定的影响，PS熔体的最大流动长度与壁厚之比为200：1所以壁厚一般在1.0～4.0之间选取。（2）聚苯乙烯的成型流动收缩性

PS为非结晶型聚合物，成型收缩率较低，通常为0.5%～0.8%，提高注射压 力对降低成型收缩率是有利的，但注射速度不宜过高，否则模腔内的空气难以及时排出，还会使制件表面不光滑，透明度低，冲击强度降下降，同时较大的剪切力还会导致制品的内应力增加，因此对聚苯乙烯来说在不发生波纹、熔接痕等缺陷的前提下应尽可能采用较低的注射速度。（3）聚苯乙烯的工艺特性

聚苯乙烯的着色性能优良，能染成各种鲜艳的色彩。聚苯乙烯能耐碱、硫酸、磷酸、10%～30%的盐酸、稀醋酸及其他有机酸，但不能耐硝酸及氧化剂的作用，对谁、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的耐蚀能力。它是无色无味无毒的第三大塑料品种。它的吸水性较好，所以加工前不需要干燥处理。1.3 注射成型原理及工艺特性

注塑模亦称注射模，其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后，在柱塞和螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常，一个成型周期从几秒钟到几分钟不等，时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。

注射成型是热塑性材料成型的一种重要方法，它具有成型周期短、能一次成型形状复杂的、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件。注射成型的生产率高、易实现生产自动化。注射成型的缺点是所用的注射设备价格高，注射模具的结构复杂，生产成本高，生产周期长，不适合于单件小批量的生产，除了热塑性塑料外，一些流动好的热固性塑料也可用注射方法成型，其原因是这种方法生产率高，产品质量稳定。

第二章 塑件工艺性分析

2.1 分析塑件的结构工艺性

（1）外形尺寸 该塑件壁厚为2mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，塑件材料为热塑性塑料，流动性较好，适合于注射成型。

（2）精度等级 该塑件尺寸中等，整体结构较简单，精度要求相对较低，再结合其材料性能，故选一般精度等级：五级。

（3）脱模斜度

PS的成型性能良好，成型收缩率较小，选择塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1度。2.2 工艺性分析

为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面上，而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。2.3 注射机的选择

按照图 1 塑件所示尺寸近似计 塑件体积： V ≈26cm3 塑件质量： M =26×1.035 g=26.91g

选用注射机为国产的注射机XS-ZY-125卧式注塑机。查表注额定注射量为125 cmз，注射压力为120MPa，锁模力为90×104N，注射方式为螺杆式，喷嘴球半径R为18mm，喷嘴口直径为4mm。顶出形式是两侧设有顶杆，机械顶出（一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具）。

第三章 塑料制件在模具中的位置

3.1 型腔数目的确定

与单型腔模具相比较，单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好、成型的工艺条件容易控制、模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特点。但是，在大批量生产的情况下，多型腔应收更为合适的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的整体成本。

型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。

根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n，即

nFpA2 pA1式中 F——注射机额定锁模力（N）

P——型腔内塑料熔体的平均压力（MPa）

A1、A2——分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）大多数小型件常用多型腔注射模，而高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，生产中如果交货允许，我们根据上述公式估算，采用一模二腔。3.2 型腔的分布

在实际的多型腔模具设计与制造中，对于精度要求较高、物理与力学性能要求均衡稳定的塑料制件，应尽量采用平衡式布置的形式。图形如3—1所示：

图3-1多型腔模具

3.3分型面的选择

由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排气等多种因素的影响、因此在选择分型面时应遵循以下的原则：

（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。（2）分型面的选择应有利于塑件是顺利脱模（3）分型面的选择应保证塑件的精度要求（4）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求（5）分型面的选择应便于模具的加工制造（6）分型面的选择应有利于排气

除了上述这些基本原则以外，分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上的投影面积的大小以避免接近或超过所选用注射机的最大注射面积而可能产生溢流现象。图形如3—2所示：

图3—2分型面示意

第四章 浇注系统的设计

4.1 普通浇注系统的组成及设计原则（1）要能保证塑件的质量

a)尽量减少停滞现象:停滞现象容易使工件的某些部分过度保压，某些部分保压不足，从而使內应力增加许多。

b)尽量避免出现熔接痕：熔接痕的存在主要会影响外观，使得产品的表面较差；而出现熔接痕的地方強度也会较差。

c)尽量避免过度保压和保压不足：当浇注系统设计不良或操作条件不当，会使熔料在型腔中保压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。过度保压会使产品密度较大，增加內应力，甚至出现飞边。

d)尽量减少流向杂乱：流向杂乱会使工件強度较差，表面的纹路也较不美观。（2）尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度

（3）尽可能做到同步填充，一模多腔情形下，要让进入每一个型腔的熔料能夠同时到达，而且使每个型腔入口的压力相等。（4）有利于型腔中气体的排出（5）防止型芯的变形和嵌件的位移（6）尽量采用较短的流程充满型腔 4.2主流道的设计

主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处部分到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和冲模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度降和压力损失最小。

设计要点:截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r图形如下4—1：

主图4—1流道形状及其与注射机喷嘴的关系 1——顶模板 2——浇口套 3——注射机喷嘴

为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角a为2～6，小端直径d比注射机喷嘴直径大0.5～1mm，一般d=2.5～5mm。由于小端的前面是球面，其深度为3～5mm，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大1～2mm。流道的表面粗糙度Ra<0.8um。

根据选用的 XS-ZY-125 型号注射机的相关尺寸得

喷嘴前端孔径： d0=4mm 喷嘴前端球面半径：R0=12mm 根据模具主流道与喷嘴的关系

R=R0+(1~2)mm=13mm d=d0+(0.5～1)mm=5mm 锥角为20～60，取其值为30，经换算得主流道大端直径为Φ7.6mm。浇口套的选择应根据注射机里的定位孔来选择，它与定位孔是过度配合，查表可知定位孔直径为100mm，所以浇口套的尺寸为100mm。4.3分流道的设计

流道的截面形状会影响到塑料在浇道中的流动以及流道內部的熔融塑料的体积。此次选用圆形截面。形状图如图4—2所示：

图4—2 1圆形截面

优点：流道形状效率较高，可达0.25D。

缺点：增加制作费用及成本，稍不注意会造成流道交错而影响流动效率。2.分流道的设计要点

a制品的体积和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。

b成型树脂的流动性，对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂, 流道截面要大一些。

c流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴。3.分流道的尺寸设计

a流道的直径过大：不仅浪费材料, 而且冷却时间增长, 成型周期也随之增长, 造成成本上的浪费。

b流道的直径过小：材料的流动阻力大, 易造成充填不足, 或者必须增加射出压力才能充填。因此流道直径应适合产品的重量或投影面积

c流道长度宜短, 因为长的流道不但会造成压力损失,不利于生产性,同時也浪费材料；但过短, 产品的残余应力增大, 并且容易产生毛边。流道长度可以按如下经验公式计算:

W4L D3.7D——分流道直徑mm W——产品质量g L——流道長度mm 所以分流道的直径选取为8mm，长度一般取在8～30mm之间，不宜小于8mm，因此分流道长度取15mm。4.流道排列的原则

a尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。b使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。

流道的布置要平衡，可以说自然平衡，如果自然没法平衡的话需要人工平衡。4.4 浇口的设计

浇口：连接分流道和型腔的桥梁,是浇注系统中最薄弱最关键的环节。浇口作用：

1、熔料经狭小的浇口增速、增温，利于填充型腔。

2、注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂。

3、狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，修整方便

浇口过小：易造成充填不足(短射)、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷,且成型收缩会增大。

浇口过大：浇口周围产生过剩的残余应力,导致产品变形或破裂,且浇口的去除加工困难等。

综合塑料使用的浇口类型与选用原则这次设计选用侧浇口。浇口开在型芯一侧，开模时浇口自动切断。4.5冷料穴和拉料杆的设计

冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中的料流的前锋冷料，以免这些冷料进入型腔，它还有便于在该处设置主流道拉料杆的功能，注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从从定模浇口套中被拉出，最后退出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。

拉料杆的常用形式上Z字形结构，其典型的结构形式如图4—3所示：

图4—3 拉料杆的材料为T8，进行热处理时头部硬度为HRC50~55，配合部分粗糙度为Ra0.8um.13 4.4排气系统的设计

排气不良容易引起塑件烧焦，短射、填充不足、脱模不良、阴影、气泡、色差、缩水、流纹、表面凹陷、不熔合等。

排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。

适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气。

第五章 成型零部件的结构设计

模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。

设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。5.1 凹模的结构设计

凹模也就是所谓的型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按结构不同可分为整体式和组合式。

整体式凹模：其特点是牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但由于整体式型腔加工困难热处理不方便，所以其常用于形状简单的中、小型模具上。

根据此次设计的要求与加工特点来看选用整体式凹模，其结构图如5—1所示：

图5—1 凹模的材料选40Cr，凹模热处理硬度达到HRC40～50,表面需镀硌和抛光处理，型腔表面的粗糙度为Ra0.2～0.1um，配合面需要达到0.8um。5.2 型芯结构的设计

型芯的结构形式也分整体式和组合式，由于肥皂盒的结构较简单所以选用整体式结构，加工方便，简化了结构。小型芯常单独制造，再嵌入模板中，最简单的是用过盈配合直接从模板上面压入，但是要在型芯下部铆接，主要是为了防止配合不紧密时被拔出的可能。

其基本结构如图5—2所示:

图5—2 型芯材料选40Cr，热处理达到表面硬度为HRC45～50，型芯表面的粗糙度为0.1～0.25mm，配合面为0.8mm，型芯表面热处理时需好进行镀铬、与抛光处理。5.3 成型零部件的工作尺寸的计算

所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便。

塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取5.4 型腔和型芯相关尺寸的计算

塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。

。2 16 SSmaxSmin2*100%参考 文献PS的收缩率是0.6%～0.8%，它的平均收缩率是S=0.7%（1）型腔径向尺寸的计算

因为塑件尺寸较小，精度级别高，δc可取△/6、取0.75。

3z根据公式 LM=LS(1S)

40δz可取△/3,此时，X基本尺寸/mm 公差值/mm 计算

3z124.74 1.48 LM =L1S(1S)40 3 =124.74(10.7%)1.48400.38=124.50

1.483

384.6 1.2 LM =L2S(1S)40z

0.43 =84.6(10.7%)1.2400.4=84.290

（2）型芯径向尺寸的计算

3ll(1S)=根据公式 MS4z

0基本尺寸/mm 公差值/mm 计算

3lm=d1S(1S)119.26 1.48 4z 0=119.26(10.7%)31.48

40.16=121.20500.16

379.4 1.2 lm=d1S(1S)4z

00=79.4(10.7%)31.240.4 =80.8600.4

3lm=d1S(1S) 14.71 0.58 4z

00=14.71(10.7%)30.58 

40.19

=15.2500.19

（3）型腔深度的尺寸计算

在计算型腔深度和型芯高度尺寸时，由于型腔的底面或型芯的端面磨损很小，所以可以不考虑磨损量。

2zHS(1S)根据公式 HM=30以下x为2/3

0基本尺寸/mm 公差值/mm 计算

2z27.35 0.7 H1M=H1S(1S)30

2=27.35(10.7%)0.7300.23=27.070

0.23

18（4）型芯高度的尺寸计算

2根据公式 ： hM=hS(1S)

3z0基本尺寸/mm 公差值/mm 计算

224.65 0.7 hM=hS(1S)3z

0=24.65(10.7%)20.7

30.23=25.2900.23

（5）中心距的尺寸计算

塑件上的中心距基本尺寸Cs和模具上的中心距的基本尺寸Cm均为平均尺寸

Cm=(1+S)Cs 标注制造公差后得：Cm=(1+S)Cs0z 2基本尺寸/mm 公差值/mm 计算 0.58 Cm=(1+S)Csz2

=15(1+0.7%)0.097 =15.1050.097 5.5 矩形型腔侧壁和底板厚度的确定

由于型腔壁厚计算比较麻烦，所以根据参考文献可以得出，矩形型腔内壁短边长为84mm，所以凹模壁厚范围为13～14mm，模套壁厚S2是40～45mm，根据自己的设计来看，此次选用凹模厚度是13mm，模套壁厚是40mm。足以满足设计。

第六章 结构零部件的设计

6.1 注射模架的选择

模架是设计、制造塑料注射模的基础部件，如图6—1所示：

图6—1模架模型

标准中规定，中小模架的周界尺寸范围是<560mm×900mm，此次选用的模架周界尺寸为560mm×900mm。6.2导柱的设计

长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出 8—12 cm，以免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。

形状 导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。

材料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20 钢（经表面渗碳淬火处理），硬度为50—55HRC。如图6-2所示；

图6—2导柱结构

第七章 推出机构的设计

7.1 推出力的计算

对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力（Ft）

Ft=AP（ucosα-sinα）

式中 Ft——塑件脱模力 A——塑件包络型芯的面积

P——塑件对型芯单位面积上的包紧力

u——塑件对钢的摩擦系数，为0.1～0.3 α——脱模斜度，由此估算出脱模力为8000N 7.2 推杆的设计

①推杆的强度计算 查《塑料模设计手册之二》由式5-97得

d——圆形推杆直径cm φ——推杆长度系数≈0.7 l——推杆长度cm n——推杆数量

E——推杆材料的弹性模量N/cm2(钢的弹性模量E=2.1×10 7N/ cm2)Q——总脱模力

取d=5mm ②推杆压力校核 查《塑料模设计手册》式5-98

推杆应力合格，硬度50～65HRC 7.3推出机构工作原理图

如下图7—1

图7—1 1——推板 2——推杆固定板 3——垫块 4——推杆 5——型芯 6——型腔 第八章 加热、冷却系统的设计及校核

本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计算计。

设定模具平均工作温度为60℃，用常温20℃ 的水作为模具冷却介质，其出口温度为30℃。8.1 冷却回路的尺寸确定

1求塑件在硬化时每小时释放的热量Q1 查表得PS 的单位流量为 27×104 J/Kg 得Q1=WQ2=0.26×27×104 =7.02×104

需要设计冷却回路 冷却回路的孔直径的确定

确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于14mm，否则冷却水难以成为湍流状态，以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为2mm时，水孔直径可取8～10mm，平均壁厚为2～4mm时，水孔直径可取10～12mm，平均壁厚为4～6mm时，水孔直径可取10～14mm。

此次设计，壁厚为2mm，所以选择冷却水孔的直径为8mm，足以满足设计 的需求。

8.3模具厚度的校核 根据所选注射机的种类： A模具的最大厚度=300mm B模具的最小厚度=200mm 模具设计时，应使模具的总高度位于注射机可安装的最大模后与最小模后之间，模具厚度为=30+30+25+50+70=205mm，介于最大与最小之间，所以模具厚度满足要求，注射机也满足需求。

第九章 结论

本次塑料模具设计，全面考虑了塑料成型性能，模具结构特点，注射工艺参数，塑件表面粗糙度以及制造精度等，在理论分析和数据计算生产操作上论证该设计是合理可行的。并且，通过这次设计，我了解了注射模设计概况，熟悉了注射设备，基本掌握了注射成型的一般原理。

在设计和三维建模过程中也遇到了一些问题，通过对问题的探索与分析，最后得到圆满解决，更另深刻的知道了模具设计各个阶段的重要性和严谨性，达到了毕业设计的目的。

伴随经济建设，特别是汽车、机械、电子、日用制造等行业的飞速发展，对模具设计与制造的人才的需求与日俱增，模具设计制造，特别是注射模具的设计与制造将更为受到重视，并将会广泛应用到各个领域中，飞速发展。

相信这次设计中获得的经验及处理问题的能力将会对今后的学习和工作有所启示和帮助。

致 谢

经过半年的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，在此次毕业设计过程中我也学到了许多了关于模具制造方面的知识，尤其对注射模具有了较全面的了解，对模具整个设计过程有了更深层次的认识。独立设计能力有了很大的提高。在设计过程中我查阅了许多设计相关的资料尤其是国家标准，使我掌握了查阅国家标准的方法，这将对我以后从事设计工作带来很大的帮助。设计中我还使用过AutoCAD和Pro/E等电脑软件，使用这些软件的能力也有很大的提高。总之，通过这次毕业设计，让我在大学里所学的专业知识得以运用，使我的设计能力有了进一步的提高。

我的毕业设计从选题、研究方向的确定和方案的制定都是在徐老师精心指导和大力支持下完成的。他以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。

另外，衷心感谢我的同窗同学们，你们不仅让我感觉到了友情的力量，也让我感觉到了生活的愉悦，通过相互讨论学到的思维方式使我受益终生。

同时，我还要特别感谢专业老师对我的鼓励和指导，他们为我完成这篇论文提供了巨大的帮助。在此我也衷心的感谢他们。

最后，衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本论文的专家、教授。由于本人知识水平有限，文中不免有不妥之处，敬请各位专家、教授不吝批评和指正。

参考文献

[1]屈华昌主编.《塑料成型工艺与模具设计》.北京:高等教育出版社,2001

[2]《塑料模设计手册》编写组主编.《塑料模设计手册》(第二版).北京:机械工业出版社,2002 [3]许发樾主编.《实用模具设计与制造手册》.北京：机械工业出版社，2002 [4]吴兆祥主编.《模具材料及表面处理》.北京:机械出版社,2000 [5]冯炳尧，韩泰荣，将文森主编《模具设计与制造简明手册》.上海;科学技术出版社,2001

第三篇：注射模具设计简要

注射模具设计简要

塑料注射模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。本文只是粗略介绍一下。

设计塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我们常说的ABS 塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体采用乳液、本体或悬浮聚合法生产，使其具有三种单体的优越性能和可模塑性，在一定的温度和压力下注射到模具型腔，产生流动变形，获得型腔形状，保压冷却后顶出成塑料产品。聚合物的分子一般呈链状结构，线型分子链和支链型分子认为是热塑性塑料，可反复加热冷却加工，而经过加热多个分子发生交联反应，连结成网状的体型分子结构的塑料通常是一此次性的，不能重复注射加工，也就是所说的热固性塑料。

既然是链状结构，那塑料的在加工时收缩的方向也是跟聚合物的分子链在应力作用下取向性及冷却收缩有关，在流动方向上的收缩要比其垂直方向上的收缩多。产品收缩也同制品的形状、浇口、热胀冷缩、温度、保压时间及内应力等因素有关。通常书上提供的收缩率范围较广，在实际应用中所考虑的是产品的壁厚、结构及确定注塑时温度压力的大小和取向性。一般产品如果没有芯子支撑，收缩相应要大些。塑料注塑模具基本分为静模和动模。

在注塑机的注射头一边的带浇口套的为静模，静模一般有浇口套、靠板、模板组成，简单模具（特别是静模没有芯子的模具）也可以不使用靠板，直接用厚一点的模板就可以了。浇口套一般为标准件，除非特殊原因，不建议取消。浇口套的使用有利于安装模具、更换方便，不用自己抛光。有些特殊模具浇口套可用钻出来或用锥度线割割成。部分模具必须静模脱模时，还得加上静模脱模机构。动模的结构一般为动模板、动模靠板、脱模机构以及模脚和装机固定板。

脱模机构中除了脱料杆，还有回位杆，部分模具还要增加弹簧以实现例如自动脱模等功能。还有导柱、冷却水孔、流道等也是不可少的模具的基本结构。当然，斜导模具还有斜导盒、斜导柱等。当为一产品设计模具时，首先要设定模具的基本结构尺寸以备料，来加快模具制造的速度。复杂产品应先绘制好产品图，再定好模具的尺寸。现在的模具基本上要进行热处理，加高模具的硬度，提高模具使用寿命。在热处理前，先对模板进行初步加工：钻好导柱孔、回位孔（动模）、型腔孔、螺丝孔、浇口套孔（静模）、拉料孔（动模）、冷却水孔等，铣好流道、型腔，有些模具还应铣好斜导盒等。现在的普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些专业模具钢,Cr12等硬度不能太高，在HRC60度时经常开裂，模板的常用硬度一般为HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料为3Cr2W8v，制造后再氮化处理表面硬度，硬度应为HRC58以上，氮化层应越厚越好。

浇口直接关系到塑件的美观，浇口设计不好的话，容易产生缺陷。在没有任何阻挡的情况下很容易产生蛇型流。对于要求高的产品，还应设计溢流和排气。溢流处可以用顶杆，不要在模板上留有溢流飞边，才不至于影响模具寿命。

设计模具软件也越来越多，大多数已很少使用铅笔来绘制模具图了。

设计时，如果没有产品图，在复杂一点的模具图中很难发挥软件制图的长处。产品图绘制好后存底，再利用尺寸驱动或比例缩放来生成制作图形。图纸保存也是重要的，最直接的方法是打印一份可长时间保存，但是不能修改；保存在软盘中是没有保障的，可能明天就出“"未格式化”等提示；硬盘也是易耗品，随时出问题；如果有刻录机的话最好，刻在光盘上就可；现在网络也为我们提供了方便，使你的图纸可保存在世界的任何地方，象myspace等网络硬盘性能稳定，操作简易，300M的空间任你使用，不过国内的我使用过的虚拟硬盘还是不好，你明明存了东西，它却以“数据库连接错误”等拒绝承认。要提醒的是：服

务器也会出现故障的，保存在自己站点或网络硬盘的数据至少要在两个站点或两个国家的不同网站，如果你的数据需要保密，你又不会保密技术，那就免了吧！

第四篇：【毕业设计】塑料肥皂盒的注射模具设计 四

【毕业设计】塑料肥皂盒的注射模具设计 四

摘要 本注射模具设计为一塑料肥皂盒的注射模具设计塑件结构比较简单塑件

质量要求是不允许有裂纹、变形缺陷。

本设计从分型面设计开始进行了浇注系统、冷却系统、成型零件、模架的

设计并进行了必要的校核。同时并简单的编制了模具的加工工艺。根据题目设

计的主要任务是肥皂盒注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产肥皂盒

塑件产品以实现自动化提高产量。针对肥皂盒的具体结构该模具是侧浇口的

单分型面注射模具。通过模具设计表明该模具能达到盒盖的质量和加工工艺要

求。

关键词Pro ENGINEER、注射模、浇注系统、冷却系统、模架。Abstract This is a plastic injection mold design and injection mold design comb，plastic parts relatively simple plastic parts quality requirements is not

permitted crack, deformation defects.The design started from the sub-surface design, were pouring system，cooling system, molded parts, mold design, and carry out the necessary

checking.at the same time And a simple preparation of the mold of the

process.According to the design of the subject's main task is to set fruit

injection mold design.Design is an injection mold to produce scop lid

pieces of plastic products in order to achieve automation to increase

output.For the specific structure of the fruit plate, the die is the point

of the one type injection mold surface.Through the die design that the

lid of the mold to achieve the quality and processing requirements.Keywords: Pro ENGINEER, injection mold, injection system, cooling

system, mold.www.xiexiebang.com 2 绪

论 模具制造是国家经济建设中的一项重要产业振兴和发展我国的模具工业

日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广

大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产

品中60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗是其它加工制造方法所不能比拟的。

模具又是“效益放大器”用模具生产的最终产品的价值往往是模具自身价值 的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业是技术成果转化的基

础同时本身又是高新技术产业的重要领域。

一 课题背景

改革开放以来我国模具工业发展迅猛。1996至2001年间我国模具工业 的产值年平均增长14%左右。目前全国共有模具生产厂点1.7万个从业人员

50多万人。2001年全国模具工业总产值达300亿元人民币我国模具年产值已 位居世界第四。

我国模具工业的技术水平近年来也取得了

长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表已

能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖

面已从电机、电器铁芯片模具扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等

家电零件模具。在大型塑料模具方面已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5K

g大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。其他类型 的模具例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等也都达

到了较高的水平并可替代进口模具。但是我国模具工业无论是在数量还是质

量上与工业发达国家存在着很大的差距满足不了工业发展的需要目前国内

市场的满足率仅在70%左右。

我国大部分模具是企业自产自用真正作为商品流通的模具仅占1/3。所产

模具基本上以中低档为主一些大型、精密、复杂和长寿命的高档模具在技术

上无法与发达国家相比生产能力也远远不能满足国民经济发展的需要。近五年www.xiexiebang.com 3 来我国平均每年进口模具8.14亿美元2001年进口模具11.12亿美元(出口 模具仅1.88亿美元)这还不包括随进口设备和生产线作为附件带来的模具。根

据海关统计近几年进出口相抵我国已成为世界上最大的模具进口国。

二 课题设计的目的和意义

目的肥皂盒在我们的生活中非常的普遍几乎每家都要用到。市场上也有

各种各样的肥皂盒形状各异有些是把肥皂盒做成水果造型有些是动植物造

型来吸引顾客的目光以引发人们的购买欲。

意义此次设计的肥皂盒的结构较简单主要是在肥皂盒的底部打孔这样可以

让积累在里面的水自然流出省去人工进行操作了。

www.xiexiebang.com 4 第一章

塑料成型工艺基础 1.1肥皂盒的造型设计

其图形如图1—1与1—2所示

图1—1肥皂盒工程图

图1—2肥皂盒三维图

1.2肥皂盒塑料PS的结构与工艺特性

1聚苯乙烯的流动性

聚苯乙烯是有苯乙烯的单体聚合而成的高聚物属于无定型塑料具有良

好的透明性、耐热、耐光以及良好的电绝缘性能加工流动性好。

聚苯乙烯的流动性好容易成型由于聚苯乙烯熔体粘度对剪切速率和温

度都比较敏感所以在注射中无论是增大注射压力或升高机筒温度都会使熔体

粘度下降均可达到改善聚苯乙烯熔体流动性的目的其中提高机筒温度效果更

明显。制品壁厚对流动性也有一定的影响PS熔体的最大流动长

度与壁厚之比

为2001所以壁厚一般在1.04.0之间选取。

2聚苯乙烯的成型流动收缩性

PS为非结晶型聚合物成型收缩率较低通常为0.5%0.8%提高注射压www.xiexiebang.com 5 力对降低成型收缩率是有利的但注射速度不宜过高否则模腔内的空气难以及

时排出还会使制件表面不光滑透明度低冲击强度降下降同时较大的剪切

力还会导致制品的内应力增加因此对聚苯乙烯来说在不发生波纹、熔接痕等缺

陷的前提下应尽可能采用较低的注射速度。

3聚苯乙烯的工艺特性

聚苯乙烯的着色性能优良能染成各种鲜艳的色彩。聚苯乙烯能耐碱、硫

酸、磷酸、10%30%的盐酸、稀醋酸及其他有机酸但不能耐硝酸及氧化剂的作

用对谁、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的耐蚀能力。它是无色无味无毒 的第三大塑料品种。它的吸水性较好所以加工前不需要干燥处理。

1.3 注射成型原理及工艺特性

注塑模亦称注射模其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒

中经过加热熔化呈流动状态后在柱塞和螺杆的推动下熔融塑料被压缩并向

前移动进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中充

满型腔的熔料在受压的情况下经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状然

后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常一

个成型周期从几秒钟到几分钟不等时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。

注射成型是热塑性材料成型的一种重要方法它具有成型周期短、能一次成型形

状复杂的、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件。注射成型的生产率高、易实现生产自动化。注射成型的缺点是所用的注射设备价格高注射模具的结构

复杂生产成本高生产周期长不适合于单件小批量的生产除了热塑性塑料

外一些流动好的热固性塑料也可用注射方法成型其原因是这种方法生产率高

产品质量稳定。

www.xiexiebang.com 6 第二章 塑件工艺性分析 2.1 分析塑件的结构工艺性

1外形尺寸

该塑件壁厚为2mm塑件外形尺寸不大塑料熔体流程不太长

塑件材料为热塑性塑料流动性较好适合于注射成型。

2精度等级

该塑件尺寸中等整体结构较简单精度要求相对较低再结

合其材料性能故选一般精度等级五级。

3脱模斜度

PS的成型性能良好成型收缩率较小选择塑件上型芯和凹模 的统一脱模斜度为1度。

2.2

工艺性分析

为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。该浇口的分

流道位于模具的分型面上而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型

腔的侧面或推杆的端部注入型腔因而塑件外表面不受损伤不致因浇口痕迹而

影响塑件的表面质量与美观效果。

2.3 注射机的选择

按照图 1 塑件所示尺寸近似计

塑件体积 V ≈26cm3 塑件质量 M =26×1.035 g=26.91g

选用注射机为国产的注射机XS-ZY-125卧式注塑机。查表注额定注射量为

cmз注射压力为120MPa锁模力为90×104N注射方式为螺杆式喷嘴

球半径R为18mm喷嘴口直径为4mm。顶出形式是两侧设有顶杆机械顶出一

般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分小型

和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模

具。

www.xiexiebang.com 7 第三章 塑料制件在模具中的位置 3.1 型腔数目的确定

与单型腔模具相比较单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好、成

型的工艺条件容易控制、模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特

点。但是在大批量生产的情况下多型腔应收更为合适的形式它可以提高生

产效率降低塑件的整体成本。

型腔数目的确定应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长

短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。

根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n 即

n1 2pA pAF



式中

F——注射机额定锁模力N

P——型腔内塑料熔体的平均压力MPa

A1、A2——分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积mm2

大多数小型件常用多型腔注射模而高精度塑件的型腔数原则上不超过4个生

产中如果交货允许我们根据上述公式估算采用一模二腔。

3.2 型腔的分布

在实际的多型腔模具设计与制造中对于精度要求较高、物理与力学性能要 求均衡稳定的塑料制件应尽量采用平衡式布置的形式。图形如3—1所示

图3-1多型腔模具 www.xiexiebang.com 8 3.3分型面的选择

由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性

及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排气等多种因素的影响、因此在选择分型

面时应遵循以下的原则

1分型面应选在塑件外形最大轮廓处。

2分型面的选择应有利于塑件是顺利脱模

3分型面的选择应保证塑件的精度要求

4分型面的选择应满足塑件的外观质量要求

5分型面的选择应便于模

具的加工制造

6分型面的选择应有利于排气

除了上述这些基本原则以外分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上的投

影面积的大小以避免接近或超过所选用注射机的最大注射面积而可能产生溢流

现象。图形如3—2所示

图3—2分型面示意

www.xiexiebang.com 9 第四章 浇注系统的设计 4.1 普通浇注系统的组成及设计原则

1要能保证塑件的质量

a)尽量减少停滞现象:停滞现象容易使工件的某些部分过度保压某些部分保压

不足从而使內应力增加许多。

b)尽量避免出现熔接痕熔接痕的存在主要会影响外观使得产品的表面较差

而出现熔接痕的地方強度也会较差。

c)尽量避免过度保压和保压不足当浇注系统设计不良或操作条件不当会使

熔料在型腔中保压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。过度保压会使产品

密度较大增加內应力甚至出现飞边。

d)尽量减少流向杂乱流向杂乱会使工件強度较差表面的纹路也较不美观。

2尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度

3尽可能做到同步填充一模多腔情形下要让进入每一个型腔的熔料能夠

同时到达而且使每个型腔入口的压力相等。

4有利于型腔中气体的排出

5防止型芯的变形和嵌件的位移

6尽量采用较短的流程充满型腔

4.2主流道的设计

主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处部分到分流道为止的塑

料熔体的流动通道是熔体最先流经的部分它的形状与尺寸对塑料熔体的流动

速度和冲模时间有较大的影响因此必须使熔体的温度降和压力损失最小。www.xiexiebang.com 10 设计要点:截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r图形如下4—1

主图4—1流道形状及其与注射机喷嘴的关系

1——顶模板

2——浇口套

3——注射机喷嘴

为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出主流道设计成圆锥形其锥角a

为26小端直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm一般d=2.55mm。由于小

端的前面是球面其深度为35mm注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并

贴合因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大12mm。流道的表面粗糙度

Ra<0.8um。

根据选用的

XS-ZY-125 型号注射机的相关尺寸得

喷嘴前端孔径

d0=4mm

喷嘴前端球面半径R0=12mm 根据模具主流道与喷嘴的关系

R=R0+(1~2)mm=13mm

d=d0+(0.51)mm=5mm 锥角为2060取其值为30经换算得主流道大端直径为Φ7.6mm。www.xiexiebang.com 11 浇口套的选择应根据注射机里的定位孔来选择它与定位孔是过度配合查

表可

知定位孔直径为100mm所以浇口套的尺寸为100mm。

4.3分流道的设计

流道的截面形状会影响到塑料在浇道中的流动以及流道內部的熔融塑料的

体积。此次选用圆形截面。形状图如图4—2所示

图4—2

1圆形截面

优点流道形状效率较高可达0.25D。

缺点增加制作费用及成本稍不注意会造成流道交错而影响流动效率。

2.分流道的设计要点

a制品的体积和壁厚分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。

b成型树脂的流动性对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂, 流道截面要大一

些。

c流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴。

3.分流道的尺寸设计 www.xiexiebang.com 12 a流道的直径过大不仅浪费材料, 而且冷却时间增长, 成型周期也随之增长，造成成本上的浪费。

b流道的直径过小材料的流动阻力大，易造成充填不足, 或者必须增加射出压

力才能充填。因此流道直径应适合产品的重量或投影面积

c流道长度宜短, 因为长的流道不但会造成压力损失,不利于生产性,同時也浪

费材料但过短, 产品的残余应力增大, 并且容易产生毛边。

流道

长度可以按如下经验公式计算: 7.34LW D 



D——分流道直徑mm

W——产品质量g

L——流道長度mm

所以分流道的直径选取为8mm长度一般取在830mm之间不宜小于8mm

因此分流道长度取15mm。

4.流道排列的原则

a尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。

b使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。

流道的布置要平衡可以说自然平衡如果自然没法平衡的话需要人工平衡。

4.4 浇口的设计

浇口连接分流道和型腔的桥梁,是浇注系统中最薄弱最关键的环节。

浇口作用

1、熔料经狭小的浇口增速、增温利于填充型腔。

2、注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔减小塑件的变形和破裂。www.xiexiebang.com 13

3、狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离修整方便

浇口过小易造成充填不足(短射)、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷,且成

型收缩会增大。

浇口过大浇口周围产生过剩的残余应力,导致产品变形或破裂,且浇口的去 除加工困难等。

综合塑料使用的浇口类型与选用原则这次设计选用侧浇口。浇口开在型芯一

侧开模时浇口自动切断。

4.5冷料穴和拉料杆的设计

冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中的料流的前锋冷料以免这些冷料进入

型腔它还有便于在该处设置主流道拉料杆的功能注射结束模具分型时在拉

料杆的作用下主流道凝料从从定模浇口套中被拉出最后退出机构开始工作

将塑件和浇注系

统凝料一起推出模外。

拉料杆的常用形式上Z字形结构其典型的结构形式如图4—3所示

图4—3

拉料杆的材料为T8进行热处理时头部硬度为HRC50~55配合部分粗糙度

为Ra0.8um.www.xiexiebang.com 14 4.4排气系统的设计

排气不良容易引起塑件烧焦短射、填充不足、脱模不良、阴影、气泡、色

差、缩水、流纹、表面凹陷、不熔合等。

排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时排除模腔内的空气二

是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品越是远离浇口的部位

排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开

设因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外还可以消除制品的各种缺

陷减少模具污染等。那么模腔的排气怎样才算充分呢一般来说若以最高 的注射速率注射熔料在制品上却未留下焦斑就可以认为模腔内的排气是充分的。

适当地开设排气槽可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模

压力使塑件成型由困难变为容易从而提高生产效率降低生产成本降低机

器的能量消耗。其设计往往主要靠实践经验通过试模与修模再加以完善此模

我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气。

www.xiexiebang.com 15 第五章 成型零部件的结构设计 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件包括凹模、型芯、镶

块、成型杆和成型环等。成型零件工作时直接与塑料接触塑料熔体的高压、料流的冲刷脱模时与塑件间还发生摩擦。因此成型零件要求有正确的几何形

状较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度此外成型零件还要求结构合理有

较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。

设计成型零件时应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要