1、江苏财经职业技术学院综合毕业实践说明书（论文）全套图纸，加 153893706标题：四脚柱形肥皂盒注射模设计系 别： 机电工程系 专 业： 模具设计与制造 学 号： 姓 名： 指导教师： 12011年 5月 15日摘 要本设计主要四脚柱形肥皂盒注塑模设计的全过程。根据对塑件的使用性能.材料选用和成型工艺等进行分析，设计出一模一穴的注塑模具。本次设计主要是运用大学三年所学的模具专业知识来完成从产品设计到模具结构设计的全过程,从而达到学有所用的效果；通过本次毕业设计充分发挥了个人的主观能动性和创造性，从而提高了自己独立分析问题，解决问题的能力。本说明书主要研究了塑件和模具的结构设计，包括材料选用、
2、精度的选用、型腔、型芯与斜导柱的计算与校核等设计过程。关键词:材料选用；型腔；型芯；斜导柱2目 录摘 要.1目 录.2引 言.51 绪论.51.1 国内外发展状况.61.1 1 模具工业的概况61.1.2 我国塑料模具工业和技术现状及地区分布.61.1.3 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向.81.1.4 注塑模具 CAD 发展概况及趋势 81.2 塑料模具的发展81.3 塑料模具分类91.3.1 按模塑方法分类.91.3.2 按型腔数目分类.92 零件分析.92.1 制品分析102.2 材料的成型特性与工艺参数102.2.1 材料的成型特性.103 注射机型号的确定.123.1 注射量
3、的计算133.2 型腔数量及注射机有关参数的校核133.2.1 型腔数量的校核.133.2.2 注射机工艺参数的校核.143.3 注射机型号的选定143.4 合模力校核.153.5 最大注射压力的校核153.6 安装尺寸校核1533.6.1 喷嘴尺寸.153.6.2 定位环尺寸.153.6.3 最大与最小模具厚度.163.7 开模行程和推出机构的校核.164 浇注系统的设计.164.1 主流道设计174.1.1 主流道尺寸.174.1.2 主流道衬套的形式174.2 分流道设计174.2.1 分流道的形状及尺寸.184.2.2 分流道的设计184.3 浇口的设计194.3.1 该模具采用侧浇口
4、形式.194.3.2 浇口位置的选择204.3.3 侧浇口尺寸214.4 冷料穴的设计215 成型零件结构设计和计算.225.1 模具分型面225.2 成型零件工作尺寸的计算235.3 型腔径向尺寸计算 (单位：mm) 235.4 型腔深度尺寸计算 ( 单位：mm) 235.5 型芯径向尺寸计算 (单位：mm) 245.6 型芯高度尺寸计算（单位：mm） 245.7 中心距尺寸计算245.8 模架的确定256 脱模机构的设计.256.1 脱模力的计算256.2 侧抽芯机构设计266.2.1 斜导柱的结构设计2646.2.2 斜导柱的倾斜角确定276.2.3 斜导柱侧向分型与抽芯结构的设计.28
5、6.2.4 侧滑块设计.297 温度调节系统的设计.307.1 冷却时间的计算307.2 冷却水孔的数目31结束语.32致 谢.33参考文献.345肥皂盒注射模设计引 言此次设计为肥皂盒的注射成型模具设计。对于这次的设计首要制定的塑料成型工艺以及合理设计塑料成型模具的过程。前面部分主要说明塑料成型的必要理论基础，包括高分子聚合物结构特点与性能，尤其是聚合物的热力学性能和化学性质，还有聚合物熔体在成型过程中的流动状态及物理和化学变化。后面部分说明的是注射成型模具设计的最复杂也最具代表性的部分，主要说明注射成型模具的设计，包括浇注系统（主流道，浇口，分流道） 、成型零件（型芯，型腔，推杆等）的设计
6、，对所选注射机的校核等有关设计。由于塑料注射成型模具对于实践性很强，并且技术正在飞速发展中，所以在设计过程中注重理论联系实际，对于书中的知识要加以联系实际，从而使模具设计得更加合理。1 绪论塑料是一门新兴工业，是随着石油工业发展应运而生的，作为现代四大工业基础之一，越来越广泛地在各行各业应用。其中注塑成型在塑料的各种成型工艺中所占的比例也越来越大。随着社会的经济技术不断向前发展，对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品在工业中的应用日趋普遍。在国民经济中，塑料制件已成为各行业不可缺小的重要材料之一。塑料制品的造型和精度直接与模具设计和制造有关系，对注塑制品的要求就是对模具的要
7、求。有人说，模具是现代工业之母。世界各国对模具生产技术非常重视，出现许多新工艺、新技术。从而促进注塑工艺的不断提高和发展。注塑模具是在成型中赋予塑料以形状和尺寸的部件。模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化，但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、成型零件和结构零件三部分组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。61.1国内外发展状况1.1 1模具工业的概况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，在欧美
8、等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业” ;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是“整个工业发展的秘密” ，是“进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便和
9、成本低廉，塑料工业发展很快，它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料。塑料模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装备。用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。随着塑料工业的飞速发展，塑料模具工业也随之迅速发展。目前，我国的彩电的年产量己超过3200万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了100万台。家用电器行业的飞速发展使之对模具的需求量极大
10、。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30%，塑料管的普及率将达到50%，这些都会大大增加对模具的需求量。其它发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。1.1.2 我国塑料模具工业和技术现状及地区分布在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产l8英寸大屏7幕彩电塑壳注射模具、
11、6. 5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。近年来，国内己较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如:P20, 3Cr2Mo, PMS,SM I、SM II等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推
12、杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。技术比较见表1-1。表1-1 国内外塑料模具技术比较表项目 国内 国外注塑模型腔精度 0. 0050. 01mm 0.020.05mm型腔表面粗糙度 Ra0.010. 05 um Ra0.20 um非淬火钢模具寿命 10-60万次 1030万次淬火钢模具寿命 160300万次 50100万次热流道模具使用率 80%以上 总体不足10%标准化程度 7080% 小于30%中型塑料模生产周期 一个月左右 24个月目
13、前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，这 2个省的模具产值已占全国总量的六成以上。江苏、上海、山东、安徽等地目前发展态势也很好。我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后许多，其差距主要表现在下列六方面：(1)国内自配率不足80，中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60。(2)企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。(3)模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。(4)开发能力弱，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例较低，水平也较低，8不重视产品开发，在市场中常处于被动地位
14、。(5)模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。(6)与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。纵观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高
15、模具质量。 1.1.3 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向模具技术的发展趋势主要是：CAD、CAM、CAE的广泛应用及其软件的不断先进和CADCAMCAE技术的进一步集成化、一体化、智能化；PDM(产品数据管理)、CAPP(计算机辅助工艺设计管理)、KBE(基于知识工程)、ERP(企业资源管理)、MIS(模具制造管理信息系统)及Internet平台等信息网络技术的不断发展和应用；高速、高精加工技术的发展与应用；超精加工、复合加工、先进表面加工和处理技术的发展与应用；快速成型与快速制模(RPRT)技术的发展与应用；热流道技术、精密测量及高速扫描技术、逆向工程及并行工程的发展与应用； 模具标
16、准化及模具标准件的发展及进一步推广应用；优质模具材料的研制及正确选用；模具自动加工系统的研制与应用；虚拟技术和纳米技术等的逐步应用。1.1.4 注塑模具 CAD发展概况及趋势计算机辅助设计(Computer Aided Design, CAD)是当代计算机应用的一个重要领域。随着计算机硬件和软件技术水平的迅速提高，CAD技术及其应用一直处于日新月异的发展浪潮中。作为CAD技术应用的一个十分重要的方面，塑料模具计算机辅助设计、模拟分析与制造，即模具CAD、CAE和CAM也一直是国内外普遍关注的热点。1.2 塑料模具的发展 随着塑料工业的发展，近年来，我国各行业对模具工业的发展十分重视，在重点支持
17、技术改造的产业、产品中，把模具制造列为机械工业技术改造序列的第一为，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提高了振兴模具工业的重要任务，即要9尽快提高我国模具工业的整体技术水平并迎头赶上发达国家的模具技术水平。1.3 塑料模具分类塑料成型模具是保证塑件形状、尺寸、精度和表面质量的主要工具，是模塑工艺三大要素之一。根据塑料类型、塑件结构、生产批量、成型方法与加工设备的不同，采用各种不同形式的模具。1.3.1 按模塑方法分类（1）压缩模 压缩模具又称为压塑模或压模，是在液压机上采用压缩工艺来成型塑件的模具。这种模具主要用于热固性塑件的成型，也有用于热塑性塑件的成型。（2）压注模 它又称为传递模
18、、挤塑模，是在液压机上采用压注工艺来成型塑件的模具。这种模具用于热固性塑件的成型。压注模比压缩模具多了加料腔、柱塞和浇注系统等（3）注射模 注射模又称为注塑模，是在注射机上采用注射工艺来成型塑件的模具。它主要用于热塑性塑件的成型，也可用于热固性塑件的成型。1.3.2 按型腔数目分类（1）单型腔模具 这是在一副塑料模具中只有一个型腔，一个模具周期生产一个塑件的模具。这种模具与多型腔模具相比，结构简单，造价较低，但生产率低，往往不能充分发挥设备潜力。单型腔模具主要用于大型塑件和形状复杂或嵌件多的塑件的生产，或生产批量不大的场合。（2）多型腔模具 这是在一副塑料模具中有两个以上型腔，一个模塑周期能够
19、同时生产两个以上塑件的模具。这种模具生产率高，但结构复杂，造价较高。多型腔模具主要用于塑件较小、生产批量较大的场合。2 零件分析10图 21 产品图根据产品的形状结构、性能、用途、工艺要求和美观效果，测量其尺寸，绘制产品 3D图 21。结合实际生产经验和有关的使用要求，选择 ABS材料。塑件材料选用 ABS，要求未注明过渡圆角为 R0.5，因配合要求，选用 3级精度等级，塑件表面粗糙度为 Ra0.80.5um，去除飞边，不能有缩孔、裂纹等不良现象。2.1 制品分析零件形状及相关尺寸请参考零件图。设计时常需要考虑制品的外观，使用性，制造成本。该设计要求将制品颜色设计为粉红色。从制品零件图可以看出
20、，该制品的设计特点为：产品表面为长方形方便使用；深度、大小适中；结构紧凑、合理；耗量适中；此类制品设计使得模具加工难度适中，通过开设一定数量的冷却水道，可以明显改善模具的冷却效果和提高生产效率，缩短生产周期。另外，侧面还有一个深度为 2mm的椭圆孔，所以，模具在侧向分型分模时需要注意侧孔的尺寸精度，是属中等难度的设计；为使成型零件能够安全取出，模具设计时需要设计侧向抽芯的滑块成型的分型结构零件，以满足制品的设计要求。2.2 材料的成型特性与工艺参数2.2.1 材料的成型特性（1）选用材料为ABS（丙烯睛丁二烯苯乙烯） 。ABS 由丙烯睛、丁二烯、苯乙烯共聚而成。这三种组分各自特性，使 ABS具
21、有良好的综合力学性能。丙烯睛使 ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，丁二烯使 ABS坚韧，苯乙烯是它有良好的加工性和染色性能。ABS 无毒，无味，呈微黄色。A非结晶型塑料，要充分干燥；B流动性中等；C宜用高料温、高模温、较高压力注射；D模具浇注系统对料流阻力较小，应注意选择浇口的位置和形式；E拔模斜度在 2以下，否则成型制件必须确实保留在顶出板一侧；F通常成型条件下，壁厚熔料温度和模具温度对收缩率影响极小；G内含丁二烯，超温超时放置易热分解，注意熔料滞留时间；H易产生明显的熔接痕迹，注意排气；11I浇口部分外观易受损害；J密度为 1.021.05g/cm3。(2)注塑模工艺条件 干燥处理：加工
22、前的干燥处理是必须的。湿度应小于 0.04%，建议干燥条件为90110，24 小时。 熔化温度： 230300。 模具温度：50100。连续工作为 70左右。热变形温度为 93左右。 注射压力：取决于塑件。 注射速度：尽可能地高。 工艺参数如表 2-1所示：表 2-1ABS工艺参数24小时吸水性 0.2 - 0.3 %收缩 0.5 - 0.7 %线性热膨胀系数 2.22 - 2.78 10-5 F-1电性能耗散因数 70 - 200 10-4介电常数 2.9 - 3.2 介电刚性 381 - 1778 kV/in耐电弧性 0 - 120 sec体积电阻系数 14 - 17 10X Ohm.cm
23、辐射电阻伽玛辐射电阻 好耐紫外光 良12机械性能弹性 (弯曲模量) 290.08 - 333.59 ksi低温韧性 (低温缺口冲击强度) 1.4 - 10 ft-lb/in断裂伸长率 60 - 85 %拉伸强度 5801.51 - 7251.88 psi拉伸屈服强度 6526.7 - 7977.07 psi洛氏硬度 50 - 70 屈服伸长 3 - 5 %韧性 (室温缺口冲击强度) 7.49 - 11.24 ft-lb/in肖氏硬度 D 85 - 90 杨氏模量 290.08 - 319.08 ksi硬度 (弯曲模量) 290.08 - 333.59 ksi燃烧性能可燃烧性 可燃耐火性(LOI
24、) 21 - 34 %使用温度热变形温度(0.46 Mpa) 221 - 266 F热变形温度(1.8 Mpa) 212 - 230 F最高持续工作温度 158 - 230 F续表 2-13 注射机型号的确定注射机型号主要是根据塑件的外形尺寸、质量大小及型腔的数量和排列方式来确定的。在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需塑料注射量、注射压力、塑件在分型面上的投影面积、成型时需用的锁模力、模具厚度、拉杆间距、安装固定尺寸以及开模行程等进行计算，这些参数都与注射机的有关性能13参数密切相关，如果两者不匹配，则模具无法安装使用。因此，必须对两者之间有关参数进行校核，并通过
25、校核来设计模具与选择注射机型号3.1 注射量的计算（1）塑件质量、体积的计算：对此模型用 UG软件的分析得：塑件体积 V 1=68.93cm3塑件质量 m1= V 1=68.931.05=72.38g（2）浇注系统凝料体积的初步估算:按塑件体积的 0.6倍计算,由于该模具采用一模 2腔布置形式,所以浇注系统凝料体积为 V2=V10.6=68.930.641.36 cm 3（3）该模具一次注射所需塑料（ABS）体积： V0=V1+V2=68.93+41.36110.29cm 3质量 m0 = V 1=110.291.05115.81g3.2 型腔数量及注射机有关参数的校核3.2.1 型腔数量的校
26、核（1）按注射机的最大注射量校核型腔数量：0.75X250-41.36/68.9320.754.857213KMnX=2.122 (故右式符合要求)式中： K注射机最大注射量的利用系数，非结晶型塑料一般取 0.75；Mn注射机允许的最大注射量（g 或 cm） ；14M1单个塑件的质量或体积（g 或 cm） ，取 M1 68.93cm；M2浇注系统所需塑件质量或体积(g 或 cm)，取 0.6xM1= 41.36cm。3.2.2 注射机工艺参数的校核（1）注射量校核注射量以容积表示，最大注射容积为 3max0.75496.Vcm=0.75250=187.5 cm式中 模具型腔和流道的最大容积（
27、） ；maxV3c指定型号与规格的注射机注射量容积（ ） ，该注射机为 2503m3cm注射系数，一般取 0.750.85，无定型塑件料可取 0.85，结晶型塑料可取0.75。若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长。所以最小注射量应大于理论最大注射量。 3min0.25.4912.5Vcm=0.25250=62.5 cm。故每次注射的实际注射量容积应满足 ，而 110.29 ，符合要求。VminaxV3c3.3 注射机型号的选定根据以上的计算结果初步选定注塑机型号为 XS-ZY-250螺杆式注射机表 3-1 注射机主要技术参数理论注射容量/cm 3 250
28、锁模力/KN 1800螺杆直径/mm 50 拉杆内间距/mm 448370注射压力/MPa 130 移模行程/mm 430注射行程/mm 160 最大模厚/mm 350注射时间/s 2.0 最小模厚/mm 20015续表 3-1螺杆转速/(r/min)25、31、3958、32、89定位孔直径/mm100喷嘴孔直径/mm 4 喷球直径/mm 20锁模方式 增压式 最大开模行程/mm 5003.4合模力校核 FCPA1800kN 1.2 X 30 X 35240.955=1268674.38 N注射机的额定锁模力（N） ，该型注射机为 1800kN；F为安全系数，一般取 1.11.2；C为模腔平
29、均压力（一般为 2040Mpa）P为塑件最大成型面积（ ） 。A2m3.5 最大注射压力的校核注射压力压力的较核是核定注射机的最大压力能否满足该塑料成型的需要，塑件成型所需要的压力是由注射机类型、喷嘴形式、塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的。如螺杆式注射机，其注射压力的传递比柱塞式注射机好，因此，注射压力可取得小一些；流动性差的塑料或细长流程塑件注射压力应取得大一些。设计模具时，可以参考各种塑料的注射成型工艺确定塑件的注射压力，再与注射机额定压力相比较。因本设计才用球形喷嘴，采用的 ABS塑料流动性好，因此本注射的注射压力足够。3.6 安装尺寸校核3.6.1 喷嘴尺寸（1）主流道
30、的小端直径 大于注射机喷嘴 ,通常为：Dd(0.51)m对于该模具 =4mm，取 =4.5mm，符合要求。d（2）主流道入口的凹球面半径 Sro=SR+（12）mm16对于该模具 SR=20mm，取 Sro=21mm,符合要求。3.6.2 定位环尺寸注射机定位孔尺寸为 ，定位环尺寸取 ，两者之间呈间隙配合，符合要108.9求。3.6.3 最大与最小模具厚度模具厚度 H应满足： minaxH式中 =200mm， =350mm（见表 31）而该套模具厚：iH=35+90+50+120+35=330mm，符合要求。3.7开模行程和推出机构的校核（1）开模行程校核： mH105321注射机动模板的开模
31、行程（mm） ，取 500mm（见表 31）H塑件推出行程（mm） ，取 20mm1水口板开模行程（mm） ，取 200mm2H2包括流道凝料在内的塑件高度（mm） ，其值为 115mm。4 浇注系统的设计浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满到型腔各处，以便获得外形轮廓清晰、内在质量优良的塑件。因此要求充模速度快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，且在塑件上留下浇口痕迹小。（1）设计浇注系统时，流道应尽量少弯折，表面粗糙度为 Ra0.8m1.6m。（2）应考虑到模具是一模一腔还是一模多腔，浇注系统应按型腔布局设计，尽量与模具中心线对称。（3）单型腔塑件
32、投影面积较大时，在设计浇注系统时，应避免在模具的单面开设浇口，不然会造成注射时模具受力不均。（4）设计浇注系统时，应考虑去除浇口方便，修正浇口时在塑件上不留痕迹。（5）一模多腔时，应防止将大小悬殊的塑件放在同一副模具内。（6）在设计浇口时，避免塑料熔体直接冲击小直径型芯及嵌件，以免产生弯曲、17折断或移位。（7）在满足成型排气良好的前提下，要选取最短的流程，这样可缩短填充时间。（8）能顺利地引导塑料熔体填充各个部位，并在填充过程中不致产生塑料熔体涡流、紊流现象，使型腔内的气体顺利排出模外。（9）在成批生产塑件时，在保证产品质量的前提下，要缩短冷却时间及成型时间。（10）若是主流道型浇口，因主流
33、道处有收缩现象，若塑件在这个部位要求精度较高时，主流道应留有加工余量或修正余量。（11）浇口的位置应保证塑料熔体顺利流入型腔，即对着型腔中宽畅、厚壁部位。（12）尽量避免使塑件产生熔接痕，或使其熔接痕产生在塑件不重要的部位。(13)了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性。4.1 主流道设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分留道或型腔中，主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。4.1.1 主流道尺寸(1)主流道小端直径：d=注射机喷嘴直径+（0.51）=4+0.5=4.5。(2)主流道球面半径： SRo=注射机喷嘴球头半径+（12）=
34、20+1=21mm。(3)球面配合高度： h=3mm5mm。(4)主流道长度，尽量小于 60mm，由标准模架结合该模具的机构，取 L=105mm。(5)与主流道大端直径 D=d+2Ltan /2=8.2（半锥角 为 ）取 ，取o12o=8.2mm。 D(6)浇口套总长 =25mm。0L主流道锥角 a一般在 24范围内选取，对黏度大的塑料，a 可取 36。4.1.2主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严格，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬道形式，以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理，一般采用碳素工具钢，如 T8A、T10A 等，热处理硬
35、度为1853HRC57HRC。主流道衬套和定位圈设计成整体式用于小型模具，中大型模具设计成分体式。4.2 分流道设计在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中塑料熔体由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此，分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。4.2.1 分流道的形状及尺寸为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、U 形、半圆形及矩形等。(1)圆形流道比表面积小
36、，热量损失和流动阴力较小，但流道应分别开设在动、定模两个部分，对机械加工精度要求比较高。对于流动性不太好的塑料或薄壁塑件，通常采用圆形流道，这样可减小熔体的流动阻力和热量损失。(2)影响分流道设计的因素A塑件的几何形状、壁厚、尺寸大小及尺寸的稳定性，内在质量及外观质量的要求。B塑料的种类，即塑料的流动性、收缩率、熔融温度、熔融温度区间和固化温度。C注射机的压力、加热温度及注射速度。D主流道及分流道的脱落方式。E型腔的布置、浇口的位置及浇口的形式选择。4.2.2分流道的设计分流道截面尺寸根据塑料的品种、塑件尺寸、成型工艺条件以及流道的长度等因素来确定。通常圆形截面分流道直径为 210mm；对流道
37、性较好的尼龙、聚乙烯、聚丙烯等塑料的小型件，在分流道长度很短时，直径可小到 2mm；对流动性较差的聚碳酸酯、聚砜等可大至 10mm；对于大多数塑料，分流道截面直径常取 56mm。梯形截面分流道尺寸可按下面经验公式： B=5mmH=3.3mm19式中，B为梯形大底边宽度，一般取 510mm，取 5mm. H为梯形的高度（mm）梯形的侧面斜度 常取 ，底部以圆角相连。上两式适用于塑件壁厚在 3.2mm510o以下，塑件质量小于 200g情况，且计算结果 b应在 3.29.5mm 范围内才合理。按照经验，根据成型条件不同，b 也可以在 510mm 。 （1）分流道的长度尽可能短，且弯折少，以便减少压
38、力损失和热量损失，节约塑料原材料和能耗。 (2)分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体流动状态较为理想，因此分流道表面粗糙度值 Ra并不要求很低，一般 Ra取 1.6um左右，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。表 41 侧 浇 口 尺 寸塑 料 壁厚 t/mm 制品复杂性 厚度 a/mm 宽度 b/mm 长度 L/mm简单 1.21.4ABS 1.13复杂 0.81.2中小型制品（310）a0.72表 42 部分塑料常用分流道尺寸推荐范围塑料名称
39、分流道断面直径/mm 塑料名称 分流道断面直径/mmABS、AS聚乙烯尼龙类聚甲醛丙烯酸塑料搞冲击丙烯酸塑料醋酸纤维素聚丙烯异质同晶体4.89.51.69.51.69.53.510810812.5510510810聚苯乙烯软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯热塑性聚酯聚苯醚聚砜离子聚合物聚苯硫醚3.5103.5106.5166.58.03.58.06.5106.5102.4106.51320注：本表所列数据，对于非圆形分流道，可作为当量半径，并乘以比 1稍大的系数4.3 浇口的设计4.3.1 该模具采用侧浇口形式 (1)浇口的作用浇口也称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面
40、尺寸最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。浇口的作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑料以后，浇口应按要求迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的熔体回流。浇口的设计与塑件的形状、截面尺寸、模具结构、注射工艺参数及塑料性能等因素有关。浇口的截面尺寸要小、长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭。便于与塑件分离或切除，且浇口的痕迹不明显。塑件的质量缺陷，如憋气、收缩、解丝（夹水纹） 、分解、波纹（冲纹） 、变形等，往往都是由于浇口设计不合理所造成的。(2)影响浇口设计的因素浇口设计包括浇口截面形状及浇口截面尺寸的确定，浇口
41、位置的选择。影响浇口截面形状及其尺寸的因素，就塑件而言，包括塑件的形状、大小、壁厚、尺寸精度、外观质量及力学性能等。塑件所用塑料特性对浇口设计的影响因素是塑料成型温度、流动性、收缩率及有无填充物等。此外，在进行浇口设计时，还应考虑浇口的加工、脱模及清除浇口的难易程度。(3)浇口截面尺寸的大小一般来说，浇口的截面尺寸宜小些，先确定小一些，然后在试模时，根据充模情况再进行修正。特别是一模多腔时，通过修正可使各个型腔同时均匀充填。小浇口可以增加塑料熔体流速，并且塑料熔体经过小浇口时产生很大摩控热而使塑料熔体温度升高，其表现黏度下降，有利于充填。另外，由于小浇口的固化较快，不会产生过量补缩而降低塑件的
42、内应力，同时可以缩短注射成型周期，便于浇口的去除。但有的塑件浇口不宜过小，如一些厚壁塑件，在注射过程中必须进行两次以上的补压，才能满足塑件的要求，浇口过小会造成浇口处过早固化，使补料困难而造成塑件缺陷。214.3.2浇口位置的选择模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则。(1)浇口应开设在塑件壁厚最大处，使熔体从厚壁流向薄壁，并保持浇口至型
43、腔各处的流程基本一致。(2)避免浇口处产生喷射和蠕动，而在充填过程中产生波（冲）纹。(3).考虑分子的取向影响，浇口位置应设在塑件的主要受力方向上，因为顺着流动方向的力学性能要高于其他方向，特别是带填料的增强塑料，这种特性更加明显。(4).在选择浇口位置时应考虑到塑件尺寸的要求，因为塑料经浇口充填型腔时，在流动方向与垂直于流动方向上的收缩不尽相同，所以要考虑到变形和收缩的方向性。(5).须尽量减少熔接痕迹，应有利于型腔中气体的排出。(6).注意对外观质量的影响。4.3.3侧浇口尺寸t=3mm，L=2mm。224.4 冷料穴的设计 576012图 4-3冷料穴的设计图在完成一次注射循环的间隔,考
44、察注射机喷嘴和主流道入口小端间的温度状况时，发现喷嘴端部的温度低于所要求的塑料熔体温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内10mm25mm 的深度有温度逐渐升高的区域,这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模上，其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度为直径相同或略大一些，深度为直径的 1倍1.5 倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。图
45、4-3是端部为 Z字形拉料杆形式的冷料穴，是最常用的一种形式，开模时主流凝料被拉料杆拉出，推出后常常需要人工取出而不能自动脱落。 5 成型零件结构设计和计算模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括型芯、型腔、以及螺纹型芯或型环、镶块等。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、23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
46、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 模具分型面模具上用来取出塑件和浇注系统凝料可分离的接触表面称为分型面。在模具设计的初始阶段，首先应确定分型面的位置，然后才能确定模具的结构形式。分型面设计得是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具复杂程度具有很大影响。分型面的形状一般为直分型面，有时由于塑件的结构较为特殊，需采用倾斜分型面、曲面分型面、阶梯分型面或瓣合分型面。分型面的选择应注意以下几点(1)分型面应选在塑件的最大截面处。(2)不影响塑件外观质量，尤其是对外观有明确要求的塑件，更应注意分型面对外观
47、的影响。(3)有利于保证塑件的精度要求。(4)有利于模具加工，特别是型腔的加工。(5)有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设置。(6)便于塑件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。(7)尽量减小塑件在合模平面上的投影面积，以减小所需锁模力。(8)便于嵌件的安装(9)长型芯应置于开模方向。5.2 成型零件工作尺寸的计算模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件，成型工件尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸。成型零件的结构设计。具体形状鉴于零件图.成型零件钢材的选用：塑件外观设有特别凸台或凹槽且进行侧向分型磨擦性不大，因此凹模可以选 45号钢。型心因采用人工旋出螺纹脱模，磨损比较厉害，
48、本设计采用硬度比较高，耐磨性比较强的 Gr12，淬火后表面硬度为 56HRC以上。因本塑件设计的精度要求不要，因此塑件尺寸公差等级按一般精度选取 MT3。24ABS塑料的平均收缩率（0.30.8%） ，因此 Scp=(Smax+Smin)/2x100%=0.6%考虑到模具的要求不高和制造成本，模具制造公差取（Z=/4）5.3型腔径向尺寸计算 (单位：mm) 表 5-1类别 塑件尺寸 计算公式 工作尺寸1300-0.70 130.3260+0.17900-0.48 90.2280+0.12600+0.40 60.1120+0.10型腔径向尺寸计算 1100+0.58LM = （ 1+Scp） Ls-1/2 0+Z110.2820+0.185.4型腔深度尺寸计算 ( 单位：mm)表 5-2类别 塑件尺寸 计算公式 工作尺寸500-0.40 50.060+0.10280+0.28 28.00560+0.07250+0.28 24.990+0.07220+0.28 21.97440+0.07型腔深度尺寸计算330-0.52 32.91160+0.
