工业包装盒注塑模具设计

工业包装盒注塑模具设计目录第一章 论 绪31.1 模具工业在国民经济中的重要地位31.2 国内外注射塑料模具的发展状况41.3 课题的产生背景和现实意义5第二章 塑件成型制品工艺性分析72.1 塑料HDPE的性能72.1.1、HDPE的基本特性72.1.2、HDPE的成型特性分析82.2 HDPE的综合性能82.3 HDPE的工艺性分析82.3.1、HDPE的注射工艺参数92.4 塑件的尺寸大小92.5 塑件的使用性能92.6 塑件尺寸精度102.7 塑件表面质量102.8 塑件的壁厚102.9 塑件的脱模斜度102.10 塑件的螺纹10第三章 注射成型机的初选113.1 塑件的形状尺寸113.2 初选注射成型机的型号和规格123.2.1、所需注射量的计算123.2.2、注射机型号的确定13第四章 确定模具的结构方案144.1 型腔数目及型腔的布置的确定144.2 浇注系统类型选择：144.3 主分型面位置的确定154.4 螺纹脱模方案的选择：164.5 推出机构方案的选择：164.6 冷却系统方案的选择：17第五章 成型零件计算及模架选择185.1 型芯的计算195.2 型腔的计算195.3 成型零件的底板与侧壁厚度尺寸的确定205.4 模架的选择21第六章 侧向抽芯结构的设计226.1 抽芯距 S抽226.2 确定斜导柱倾角226.3 确定斜导柱的尺寸236.4 滑块与导滑槽的设计236.5 楔紧块的设计24第七章 浇注系统的设计267.1 浇注系统的组成267.2 主流道的设计267.3 分流道的设计277.4 冷料穴的设计287.5 浇口的设计297.6 排溢系统的设计29第八章 脱出机构设计318.1 推出机构的组成318.2 脱模机构的设计原则318.3 推杆的设计原则318.4 脱模力的计算318.5 推杆推出机构计算32第九章 温度调节系统设计339.1 冷却系统设计原则339.2 冷却系统的结构设计349.3 冷却水孔直径d的计算359.4 求冷却水在水孔里的流速v35第十章 注射机与模具型腔强度校核3610.1 注射机的校核3610.2 型腔的强度校核36第十一章 模具的装配、试模与维修3711.1 模具的装配3711.2 模具装配的主要内容3711.2.1、型芯装配3711.2.2、型腔的装配加工3711.2.3、导柱、导套的装配3711.2.4、顶杆装配加工3811.2.5、浇口套的装配加工3811.3 装配时以分型面作为该模具的装配基准，装配顺序为3811.4 试模3811.5 模具的维修39参考文献40第一章 论 绪1.1 模具工业在国民经济中的重要地位 模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他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。模具生产技术水平的高低，己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益 和新产品的开发能力。 模具工业在国民经济中的重要地位与作用，可以从以下四个方面看出:第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如:属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模;计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具;数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。例如:形状误差小于0.003的空对空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成形。因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业”。 第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。CAD/CAE/CAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。 第三，模具工业是装备工业的一个重要组成部分。在1998年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。1998年11月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业，把它同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是模具 做出来的。 第四， 模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业 机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口近10亿美元的模具。我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求也可以看到模具工业地位之重要。 我国已于2001年12月11日正式加入了WTO.“入世”后对模具工业将会带来更大的影响，模具行业正在从行业自身和对模具需求量大的相关产业着手进行分析，并研究采取相应的对策。1.2 国内外注射塑料模具的发展状况 模具工业在工业发展中占有很重要的地位，各行各业均离不开模具，特别在汽车、摩托车、玩具、及家电等行业。其中塑料模具又是模具工业中重要的组成部分，彩电、电冰箱、洗衣机、空调机等产品，需要的塑料模具量很大，在建筑、建材方面，今后塑料门窗、塑料水管和装饰塑料制品将会有一个很大的发展。到2010年，塑料门窗的普及率和塑料管的普及率将达到30%-50%,对模具的需求会有很大增长。在工业发达国家，据1991年统计，日本生产塑料模和生产冲压模的企业各占40 ;韩国模具专业厂中，生产塑料模的占43.9 ，生产冲压模的占44.8%;新加坡全国有460家模具企业，60%生产塑料模，35%生产冲模和夹具。中国模具工业一直以每年巧%左右的增长速度快速发展，2000年中国模具工业总产值己达280亿元人民币，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%，其他各类模具约占110。由以上事实可以看出塑料模具已处于同冲压模具并驾齐驱的地位。 在塑料模具中注射模具是应用最广泛、类型最多、结构最复杂的一种。在现代塑料制件的生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求、满足塑料制件的使用要求、降低塑料制件的成本起着重要的作用。一副好的注塑模可成型上百万次，一副优良的压铸模大约能成型25万次，这与模具的设计、模具材料及模具的制造有着很大的关系。从塑料模的设计、制造及模具的材料等方 面考虑，塑料成型技术的发展趋势可以简单地归纳为以下几个方面。Il (一) 模具的标准化 为了适应模具大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要，目前我国模具标准化程度只达到20%.注射模方面关于模具零部件、模具技术条件和标准模架等有14个国家标准，当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置;精密标准模架、精密导向件系列:标准模板及模具标准件的先进技术和等向性标准化模块等。 (二) 加强理论研究 随着塑料制件的大型化和复杂化，模具的重量达数吨至十多吨，这样大的模具，若只凭经验来设计，往往会因设计不当而造成模具报废，数十万元的费用将毁于一旦，所以设计模具己逐渐向理论设计方面发展，这些理论设计包括模板刚度、强度的计算、充型流动、脱模阻力与温控系统等。今后的工作是如何将理论与生产实际相结合指导实际的模具工业生产。 (三) 塑料制件的精密化、微型化和超大型化 为了满足各种工业产品的使用要求，塑料成型技术正朝着精密化、微型化和超大型化等方面发展。精密注射成型是能将塑料制件尺寸公差保持在0.01一0.001 mm之内的成型工艺方法，其制件主要用于电子、仪表工业。微型化的塑料制件要求在微型的设备上生产。目前，德国已研究出只有0.lg的微型注射机，可生产0.05g左右的微型注射成型塑件。国内目前己有0.5g的注射机，可以生产0.1g左右的微型注射塑件。注射塑件的大型化要求有大型、超大型的注射成型设备。目前，法国己拥有注射量为17万g的超大型注射机，合模力为150MN;美国和日本也已经分别生产出注射量为10万9和9.6万9的超大型注射机;国产注射机的注射量也己达到3.5万g，合模力为80MN 。 (四) 新材料、新技术、新工艺的研制、开发和应用 随着塑料成型技术的不断发展，模具新材料、模具加工新技术和模具新工艺方面的开发己成为当前模具工业生产和科研的主要任务之一。十多年来，国内外塑料成型行业在改进和提高模具设计与制造方面投入了大量的资金和研究力量，取得了许多成果。 1. 各种新材料的研制和应用模具材料的选用在模具的设计和制造中是一个较重要的问题，它将直接影响模具加工成本、使用寿命以及塑料件成型的质量等。国内外模具材料工作者对模具的工作条件、失效形式和提高模具使用寿命的途径进行了大量的研究工作，并开发出许多不仅具有良好的使用性能，而且还具有加工性好、热处理变形小的新型模具钢种，如预硬钢、新型淬火回火钢、马氏体时效钢、析出硬化钢和耐腐蚀钢等，经过应用，均取得了较好的技术和经济效果。 2. 模具加工技术的革新为了提高加工精度、缩短模具制造周期，塑料模成型零件加工不但广泛应用了仿形加工、电加工、数控加工及三坐标测量等先进技术，而且目前己应用了快速成型、高速铣削及激光焊接与测量技术，使得加工速度大大提高。 (五) CAD/CAM/CAE技术的应用 塑料制件应用的日益广泛和大型塑料制件的不断开发，对塑料成型模具设计和制造提出的要求越来越高。传统的模具设计与制造方法不能适应工业产品不断开发和及时更新换代与提高质量的要求，为了适应这些变化，先进国家的CAD/CAM/CAE技术在20世纪80年代中期己进入实用阶段，市场上已有商品化的系统软件出售。国内一些高校和研究所也对模具CAD/CAM/CAE技术进行了许多研究和实践，并取得了很大成果。但我国在该技术的应用和推广方面与外国相比还存在一些差距，有待于进一步改进和完善。 1.3 课题的产生背景和现实意义 中国模具工业发展迅速，市场广阔， 1990年至2001年间，中国模具制造业的产值年平均增长14%左右。目前全世界的模具年产值，约有600650亿美元，我国2001年模具产值约为300多亿元人民币，折合30多亿美元，但大部分是企业自产自用，作为商品销售的约占三分之一。我国生产的模具有些己接近或达到国际水平，但总的来看，还远不适应国民经济发展的需要，大型、复杂、精密、长寿命等高档模具有很大一部分依靠进口。近五年平均每年进口模具8.14亿美元，2000年就进口9.7亿美元的模具，这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。从上面的数据可以看出我国的模具业与模具发达国家存在着很大差距，这不但表现在模具材料、加工技术、加工设备的区别上，还表现在对CAD/CAM/CAE技术的应用上，目前模具发达国家己经将CAD/CAM/CAE技术贯穿于模具制造的整个环节，而我国的模具企业对CAD/CAM/CAE技术的应用仅限于大型模具企业中，对于塑料注射模具设计在大力发展中。第二章 塑件成型制品工艺性分析2.1 塑料HDPE的性能HDPE中文名：高密度聚乙烯英文名：High density polyethylene2.1.1、HDPE的基本特性软无毒、无味、呈乳白色，一般呈颗粒状，手触似蜡，因而又称高分子石蜡。密度为0.910.96g/cm（本次取0.94 g/cm）,有一定的机械强度,具有较好的柔性、耐冲击性及透明性，但和其他塑料相比机械强度低，表面硬度差。聚乙烯的绝缘性能优异，常温下聚乙烯不溶于任何一种已知的溶剂，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸以及各种浓度的碱、盐溶液。聚乙稀有高度的耐水性，长期与水接触其性能可保持不变。其透水气性能较差，而透氧气和二氧化碳以及许多有机物质蒸气的性能好。在热、光、氧气的作用下会产生老化和变脆。一般使用温度约在80oC左右。能耐寒，在-60oC时仍有较好的力学性能，-70 oC时仍有一定的柔软性。HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲笨）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸气性，可用于包装用途。HDPE具有良好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温下均如此。各种等级HDPE的独特性是四种基本变量的适当结合，密度、分子量、分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产制定特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级，在性能上达到最佳的平衡。2.1.2、HDPE的成型特性分析1.结晶形塑料,吸湿性小,成型前可不预热，熔体粘度小，成型时不易分解，流动性极好。2.溢边值为0.02mm左右,流动性对压力变化敏感，加热时间长则易发生分解。冷却速度快,必须充分冷却,设计模具时要设冷料穴和冷却系统。3.收缩率大，方向性明显，易变形、翘曲，结晶度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温,宜用高压注射，料温要均匀，填充速度应快，4.质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。5.塑件要求生产批量较大，采用注射成型易保证，HDPE适合注射成型。2.2 HDPE的综合性能压缩比： 1.731.9 热变形温度： 1.85MPa时为 4354oC 0.46MPa时为6088oC 连续耐热温度： 1210C 抗拉屈服强度: 2239 MPa 拉伸弹性模量： 840950MPa弯曲强度： 2540MPa弯曲弹性模量： 1.11.4 GPa压缩强度： 225 MPa疲劳强度： 11 Mpa（107周）脆化温度： -70收缩率： 1.53.0泊松比： 0.32.3 HDPE的工艺性分析干燥：如果存储恰当则无须干燥。熔化温度：220260，对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200250之间。模具温度：5095，6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1.3d之内（这里“d”是冷却腔道的直径）。注射压力：7001050pa。注射速度：建议使用高速注射。流道和浇口:流道直径在4到7.5mm之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过0.75mm。特别适用于使用热流道模具2.3.1、HDPE的注射工艺参数喷嘴温度： 1601900C料筒温度： 前 2002100C 中 2002200C 后 1501700C模温： 40600C注射压力： 60110Mpa塑化压力： 0.5Mpa注射时间： 310s保压时间： 415s冷却时间： 2040s 总周期: 3065s2.4 塑件的尺寸大小 塑件总体尺寸M804，壁厚是2mm，塑件高度130mm，该塑件尺寸适中，可进行注射成型。 2.5 塑件的使用性能该塑件为工业包装盒制件，主要用于包装工业产品，由于在装卸过程有挤压故要求材料有较好的机械性能，如抗拉强度、抗应力开裂性、弹性模量都要求较好，其根据产品要求，该塑件为中批量生产。2.6 塑件尺寸精度 包装工业产品，与工业产品无尺寸配合要求，塑件的工作条件对精度要求一般。与其配合使用的盒盖采用相同材料，故它们的配合关系易保证，对尺寸要求不高。所以根据HDPE的性能，查塑料成型工艺与模具设计表313，选择一般精度MT6级。2.7 塑件表面质量该塑件为非透明工业包装盒，表面质量要求不高，为便于模具加工塑件外表面选择，内表面 。2.8 塑件的壁厚根据使用要求具有一定的厚度,以保证其力学强度.一般地说,在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚,不仅可以节约原材料,降低生产成本,而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短,提高生产率;其次可避免因过厚产生的凹陷,缩孔,夹心等质量上的缺陷。HDPE塑料制品壁厚一般选14mm，最小0.6mm,可取壁厚t=2mm 。该塑件最大壁厚为5mm，最小壁厚2mm。最大壁厚与最小壁厚比值小于3，塑件壁厚设置合理。2.9 塑件的脱模斜度 由于HDPE是结晶型塑料，塑件成型冷却过程中产生收缩,使其紧箍在凸模或型芯上,为了便于脱模,防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损,与脱模方向平行的塑件内,外表面都应设置合理的脱模斜度，HDPE型腔脱模斜度25 45 HDPE型芯脱模斜度20 45 。 2.10 塑件的螺纹 该塑件顶部有M804的螺纹，尺寸较大，允许采用细牙螺纹，由于该螺纹用途简单，无须高精度要求。螺纹起始端、终止端需要采用过度结构。 第三章 注射成型机的初选3.1 塑件的形状尺寸塑件名称：工业包装盒材料：HDPE产量：中批量生产塑件零件图如下：图3-1 塑件图塑件的工作条件对精度要求一般，所以根据HDPE的性能可选择其塑件的精度等级为6级精度。通过Pro/e分析可知塑件体积：V=78.255cm3因此质量： 3.2 初选注射成型机的型号和规格注射模是安装在注射机上的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构形式估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户已提供注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。3.2.1、所需注射量的计算(1) 塑件质量、体积计算 根据塑件图样分析得： 塑件体积V1 78.255 cm3(2) 浇注系统凝料体积的计算 可按塑件体积的0.6倍计算，由于该模具采用一模两腔，所以浇注系统凝料体积为 V22 V10.693.906cm3 (3) 该模具一次注射所需塑料HDPE 体积V02 V1V2250.416cm3 质量m0V0=0.94250.416V0235.391 3.2.2、注射机型号的确定 由注射机注射量查塑料成型设备表51可知符合的设备为SZ320/1250到SZ1600/4000,初步选择SZ630/3500型卧式注射机。其主要技术参数如下表：表1 SZ630/3500型注射机主要技术参数理 论 注射 量cm34634锁模力/KN3500螺杆直径mm58拉杆间距（HV）/(mmmm)545485注射压力MPa150模板行程/mm490注射速率g / s220最大模具厚度/mm500塑化能力kg / h24最小模具厚度/mm250螺杆转速r / min10-125锁模形式双曲肘喷 嘴 伸出 量mm30模具定位孔直径/mm180喷 嘴 球半 径mm18模具定位孔深度/mm 20 顶出行程 mm 90顶出力/mm 53第四章 确定模具的结构方案综合考虑塑件工艺性与生产要求，模具的结构方案分析如下：4.1 型腔数目及型腔的布置的确定已知的体积V塑，此产品属中批量生产的大型塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度一般，综合考虑生产率和生产成本及产品质量等各种因素，以及注射机的型号选择，初步确定采用一模两腔对称性排布,排布图如下图示： 图2-2 型腔数目及排布图 图4-1 型腔数目及排布图4.2 浇注系统类型选择：可考虑的方案有：（1）点浇口（2）侧浇口（1）点浇口：1）点浇口是截面形状小如针点的浇口，从制件的外表面进料。由于浇口非常小，显著提高熔体的剪切速率，使熔体的 粘度大为降低，有利于充模。2）熔体经过小浇口时由于剧烈的摩擦生热，熔体温度升高，熔体的粘度再次下降，使熔体的流动性更好。3）由于浇口很小，便于塑件与冷凝料的分离，有利于自动化生产；同时，小浇口在塑件上留下的痕迹很小，有利于修整。4）由于点浇口模具多了一块分流道板，所以可以较自由的选择浇口的位置。对于一模多腔的，易于实现各型腔的 平衡进料。5）对于壁厚均匀的塑件多采用点浇口。综上分析，优先考虑点浇口方案。4.3 主分型面位置的确定 选择设计分型面的基本原则：分型面应选择在塑件断面轮廓最大的位置，以便顺利脱模。同时在选择设计分型面时还应该考虑以下因素：1.分型面的选择应便于塑件脱模并简化模具结构，因此，应尽可能使塑件在动定模分离后留在动模一侧。2.分型面的选择应考虑塑件的技术要求。3.分型面应尽量选择在不影响塑件外观的位置，并使其产生的飞边易于清理和修整。4.分型面的选择应有利于排气，因此应尽量使分型面与充模时型腔料流末端重合，有利于排气。5.分型面的选择应便于模具零件加工。6.分型面的选择应考虑注射机的技术参数，注射成型时所需的锁模力是与塑件在合模方向的投影面积成正比，所以选择分型面时，应尽量选择塑件在垂直合模方向上投影面积小的表面，以减少锁模力。由上所述，综合点浇口考虑，使用双分型面，第一分型面在定模板与浇道板之间，第二分型面在型腔板与推板之间，分型图如下图所示 图4-2 分型面图1 图4-3 分型面图24.4 螺纹脱模方案的选择：可考虑的方案有拼合型环脱螺纹、活动型环脱螺纹、自动脱螺纹、强制脱螺纹等。1.拼合脱螺纹生产效率高，脱模可靠，且结构比较简单，成本较低易于成型。由该塑件螺纹精度要求不高，所以在螺纹部分有分型线，产生飞边不影响螺纹的使用。2.活动型环脱螺纹的生产效率低、劳动强度大故它只适用于小批量生产。3.自动脱螺纹需要设计电路驱动电动机，还需设置相应的防转机构，较为麻4.由于该塑件螺纹深度较大，采用强制脱螺纹会破坏螺纹。综上分析，优先考虑拼合型环脱螺纹方案。4.5 推出机构方案的选择：可考虑的方案有：推杆推出，推管推出 该塑件可用推杆推出，也可用推管推出，但推杆推出是应用最广，推出位置限制比较少，比推管容易加工。优先考虑推杆推出。4.6 冷却系统方案的选择：由于HDPE是结晶型塑料，在成型时需要进行冷却。冷却回路的形式应根据塑件的形状，型腔内温度分布及浇口位置等情况设计成不同形式。可采用型腔冷却。第五章 成型零件计算及模架选择成型零件中与塑料接触并决定制品几何形状的各处尺寸，称为工作尺寸。一般来讲，任何塑料制品的几何尺寸均可分为外形尺寸，内形尺寸和中心距尺寸等三大类型，而与它们对应的成型零部件的工作尺寸分别称为型腔尺寸，型芯尺寸和模具中心距尺寸。其中型腔尺寸和型芯尺寸又均可分为高度尺寸和径向尺寸。 型腔，型芯和中心距的标注形式及其偏差分布所做的规定可以归纳成以下三条：1.制品上的外形尺寸采用单向负偏差，基本尺寸为最大值，与制品外形尺寸相应的型腔内尺寸采用单向正偏差，基本尺寸为最小值。2.制品上的内形尺寸采用单向正偏差，基本尺寸为最小值，与制品内形尺寸相应的型腔外尺寸采用单向负偏差，基本尺寸为最大值。3.制品和模具上的中心距尺寸均采用双向等值正，负偏差，它们的基本尺寸均为平均值。成型塑件尺寸及公差如下表：尺寸名称基本尺寸塑件公差塑件尺寸标注形式840.88740.7630.241071.00700.761281.12800.7677.40.76 740.76塑件的平均收缩率s取2.25% ，该塑件尺寸较大，精度等级为一般精度，故综合修正系数x取0.75 ，模具制造公差取。5.1 型芯的计算采用单一型芯就可满足要求，故选用单一型芯。1.采用台阶固定形式。2.尺寸计算。 （a）型芯的外径计算 = (b) 型芯的高度计算=5.2 型腔的计算1.型腔的内径计算mm mm2.型腔的深度计算 3. 螺纹型环计算 5.3 成型零件的底板与侧壁厚度尺寸的确定塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱摸。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔侧壁和底板厚度。 模具型腔壁厚的计算，应以最大压力为准。而最大压力是在注射时，熔体充满型腔的瞬间产生的。随着塑料的冷却和浇口的冻结，型腔内的压力逐渐降低，在开模时接近常压。理论和实践表明，大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要矛盾，型腔壁厚应以满足刚度条件为准；而对于小尺寸的模具型腔，在发生大的弹性变形前，其内应力往往超过了模具材料的许用应力，因此强度不够是主要矛盾，设计型腔壁厚应以强度条件为准。刚度计算的条件则由于模具特殊性，可以从以下几个方面加以考虑：1.要防止溢料。模具型腔的某些配合面当高压塑料熔体注入时，会产生足以溢料的间隙。为了使型腔不致因模具弹性变形而发生溢料，此时应根据不同塑料的最大不溢料间隙来确定其刚度条件。2.应保证塑件精度。塑件均有尺寸要求，尤其是精度要求高的小型塑件，这就要求模具型腔具有很好的刚性，即塑料注入时不产生过大的弹性变形。最大弹性变形值可取塑件允许公差的1/5，常见中小型塑件公差为0.13-0.25，可按塑件大小和精度等级选取。上述要求在设计模具时其刚度条件应以这些项中最苛刻者（允许最小的变形值）为设计标准，但也不宜无根据的过分提高标准，以免浪费材料，增加制造难度。 根据经验数据法 型腔底壁厚度的经验数据。 =(0.120.13)b=0.12*84=10.08mm 多型腔模具的型腔与型腔之间的壁厚的经验计算公式为（0.20b+17）/2。 =（0.2*84+17）/2=28.5mm5.4 模架的选择为便于成型零件加工和标准模架的选用，成型零件采用整体嵌入式。考虑塑件要冷却，故成型零件上需设置冷却水道。布置示意图如下：综合考虑冷却水道直径及成型零件强度要求，故成型零件长宽为320160。根据成型零件尺寸大小，考虑模架要有足够强度和刚度，初步选定结构形式为P2型,模架尺寸采用BL=400500标准的模架 。 根据GB/T12556-1990模架的具体尺寸如下：定模板厚度： A=160mm型芯固定板厚度：B=40mm垫块高度 C=160mm垫块厚度： 厚度=80mm浇道板 厚度=16mm动模垫板 厚度=50mm动模座板 厚度=32mm定模座板 厚度=32mm模具闭合高度：H=490mm推杆固定板 厚度=20mm推板 厚度=32mm带头导柱： d=32mm带头导套： D=42mm 复位杆： d=20mm第六章 侧向抽芯结构的设计本模采用斜导柱抽芯机构。且斜导柱设在定模，滑块设在动模。斜导柱是分型抽芯机构的关键零件，其作用是：在开模时将侧抽芯拔出来，而在合模过程中将侧型芯与滑块顺利复位到成型位置。6.1 抽芯距 S抽 侧向抽芯或侧向瓣合模从成型位置到不妨碍制品顶出脱摸位置所移动的距离称为抽芯距，用S抽表示，为了安全起见，抽拔距通常应比侧孔或侧凹的深度大2-3mm。但在侧向型芯或瓣合模块脱出侧孔或侧凹以后，其几何位置有限于制品脱摸的情况下，抽芯距不能简单依靠这种方法确定。 所以，根据上所述本套模具的抽芯距可取=17mm 6.2 确定斜导柱倾角 当值增大时，要获得相同的抽芯力，则斜导柱所受的弯曲力要增大，同时所受的开模力也增大，因此，从希望斜导柱受力较小的角度考虑，愈小愈好，但是当抽芯距S抽一定时，值的减小必然导致斜导柱工作部分长度及开模行程的增大，且它们之间的相互关系是： = /sin =cot 式中抽芯距 斜导柱工作部分长度 完成抽芯时所需的开模行程 因为开模行程受到注射机开模行程的限制，而且斜导柱工作长度的加长会降低斜导柱的刚度，所以斜导柱斜角应综合考虑本身的强度，刚度和注射机开模行程。从理论上推导，取2230为宜，在生产中斜角取15 20，最大不超过25。故斜导柱的倾角取=20。6.3 确定斜导柱的尺寸 由 D=20mm d=16mm;得L=105mm 选用标准的斜导柱L=125mm；6.4 滑块与导滑槽的设计 1.滑块设计 滑块是斜导柱抽芯机构中的重要零部件。它上面安装有侧向型芯或成型镶块，注射成型和抽芯的可靠性都需要它的运动精度保证。滑块的结构形状可以根据具体制品和模具结构灵活设计，既可与型芯做成一个整体，也可采用组合装配结构，整体式结构多用于型芯较小和形状简单的场合，而组合式结构则是把型芯与滑块分开加工，然后装配在一起，采用组合式结构可以节省优质刚材（型芯用钢一般比滑块用钢要求高），并使加工变得比较容易。 2.滑槽设计 侧向抽芯过程中，滑块必须在滑槽内运动，并要求运动平稳且具有一定精度。设计滑槽时应注意下面问题： 滑块完成抽拔动作后，其滑动部分仍应有全部或部分长度留在滑槽内。滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而保留在滑槽内的长度不应小于这个数值的2/3，否则，滑块开始复位时容易偏斜，甚至损坏模具。该模具从塑件螺纹部分到推件板外侧d 距离足够大，能够满足上述要求。 滑槽地滑块的导滑部位采用间隙配合，配合特性选用H8/g7或H8/h8，其他各处均应留有间隙，滑块的滑动部分和滑槽导滑的表面粗糙度均应小于0.631.25um。 滑块与滑槽的材料 滑块可用45钢或碳素工具钢制造，导滑部分要求硬度40HRC，滑槽可用耐磨材料制造，也可用45钢或碳素工具钢制造，要求硬度为5256HRC。3.滑块的导滑形式 为了确保侧型芯可靠的抽出和复位，保证滑块在移动过程中平稳上下窜动和卡死现象，导滑槽有“T”行和“燕尾槽”行两种。燕尾槽形式导滑精度高，但难加工，故常用“T”行导滑槽。滑块与导滑槽必须很好配合和导滑。滑块与导滑槽的配合一般采用H7/f7。 4.滑块的定位装置 为了保证斜导柱伸出端准确可靠地进入滑块斜孔，则滑块在完成抽芯动作后，必须停留在一定位置上。为此，滑块需有灵活，可靠，安全的定位装置。6.5 楔紧块的设计 楔紧块的形式如下图所示： 图（a）为楔紧块与定模板作成整体，特点是材料耗量大，加工不便，磨损后修复困难，但牢固可靠，刚衅好刚性好，适用于楔紧力要求很大的场合。图（b）是用螺钉，销钉固定形式，便于制造，装配和调整，适用于楔紧力不大的场合。图（c）（d）为整体镶入式，常用在模板边缘与足够固定位置的场合。图（e）是对楔紧块起加强作用的形式，适用于抽芯距较短而需楔紧力大的场合。综合各楔紧块的优缺点，结合本模具滑块的结构选择图（b）形式的楔紧块楔紧块的楔角，要求楔紧块的楔角必须大余斜导柱的斜角，这样当模具一开模，楔紧块就让开，否则斜导柱将无法带动滑块作抽芯动作，一般=+(2 3 ) =22。第七章 浇注系统的设计7.1 浇注系统的组成浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的设计应注意以下几点：1.应考虑成型材料的工艺特性，如流动性，对压力、温度的敏感性，塑料熔体的收缩性、分子取向等性能。2.浇口位置、数量的设计要有利于与熔体的流动性，避免产生湍流、涡流、喷射等现象，由利于排气。3.应尽量缩短熔体道型腔的流程，以减少压力损失。4.尽量减少浇注系统冷凝料的产生，减少原材料的损耗。5.浇口的设置要便于冷凝料的去除，不影响塑件的外观。综上所述，根据塑件的形状采用推杆推出。由于本塑件是圆筒状制品所以尽可能采取中心进料，所以选择点浇口，双分型面，分流道采用圆形截面。7.2 主流道的设计在卧式注射机使用的模具中，主流道垂直于分型面，主流道上端与注射机喷嘴紧密接触，因此其尺寸应该按注射机喷嘴尺寸选择。浇口套的长度按模具模板厚度尺寸选取。 主流道一般位于模具中心线上，它与注射机喷嘴的轴线重合，以利于浇注系统的对称布置。主流道一般设计得比较粗大，以利于熔体顺利地向 分流道流动，但不能太大，否则会造成塑料消耗增多。反之主流道也不宜过小，否则熔体流动阻力增大，压力损失大，对冲模不利。因此，主流道尺寸必须恰当。通常对于黏度大的塑料或尺寸较大的塑件，主流道截面尺寸应设计得大一些；对于黏度小的塑件或尺寸较小的塑件，主流道截面尺寸设计得小一些。 主流道横截面形状通常采用圆形截面。为了便于流道凝料的脱出，主流道设计成圆锥形。其设计要点如下：1.主流道设计成圆锥形，其锥角为=20，便于将冷凝料从主流道中拔出。内壁表面粗糙度为Ra0.63m2.为保证主流道与注射机喷嘴紧密接触，防止漏料，一般主流道与喷嘴对接处做成球面凹坑，其半径R2=R1+（12）mm=18+（12）=1920mm，取R2=20mm。其小端直径d1=d2+（0.51）mm=4+（0.51）mm, 取d1=5mm, 凹坑深度取h=35mm。取h=5mm。3.将主流道设计成可拆卸的主流道衬套（浇口套），常用T8或T10钢材制作，并淬火处理到洛氏硬度5055HRC。结构图如下：浇口套的结构7.3 分流道的设计主流道与浇口的料流通道，是塑料熔体由主流道流入模腔的过渡段，负责将熔体的流向进行平稳的转换，在多腔模中还起着将熔体向各个模腔分配的作用。 1.分流道的截面形状及尺寸 分流道截面形状和尺寸应根据塑件的结构和分流道的长度等因素来确定。由流道的效率（流道的截面积与周长的比值）分析可知，圆形和矩形流道的效率最高，即具有压力损失少的最大截面积和传热损失少的流道的最小面积，因此圆形截面的矩形截面是分流道比较理想的形状。 综合考虑，虽然圆形和矩形流道的效率最高，但由于圆形截面分流道因其以分型面为界分成两半进行加工才利于凝料脱出，加工工艺性不佳，且模具闭合后难以精确保证两半圆对准，故生产实际中不常使用；矩形截面的分流道不易于凝料的推出，生产中也比较少用。 实际生产中常采用梯形截面分流道。梯形截面分流道容易加工，且塑料熔体的热量散失及流动阻力均不大。根据经验，一般取梯形流道的深度为梯形截面大底边宽度的2/33/4，侧面斜度取5 10。对于壁厚小于3，质量200以下的塑件，可采用下面的经验公式确定其截面大底边宽度尺寸： D=0.2654 式中： D梯形的大底边宽度，mm m塑件的质量，g L分流道的长度，mm分流道的长度一般取主流道大端直径的11.5倍 2.分流道的长度 分流道要尽可能短，且少弯折，以利于最经济地使用原料和减少注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。分流道的长度一般取主流道大端直径的11.5倍3.流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度一般取1.6um左右，不需要很低，这样的表面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。4.分流道的设计要点 a 、保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过渡。b、流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。c、分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动定模板上，合模后形成分流道截面形状。d、分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡。7.4 冷料穴的设计冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是聚集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。底部带有拉料杆的冷料井，且选用带有z字料杆，7.5 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的最短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状，位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 浇口的作用： 1. 熔体充模后，浇口处首先凝固，可防止注射机螺杆（或柱塞）后退时熔体向分流道回流。2. 熔体在流经狭窄的浇口时产生摩檫热，使熔体升温，有助于充模。3. 易于切除浇口余料，二次加工方便。4. 对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料，对于多浇口单型腔模具，浇口不仅可以用来平衡进料，还可以用来控制熔合纹在塑件中的位置。 浇口的尺寸一般根据经验确定，断面积为分流道断面积的3% -9% , 断面形状为矩形或圆形，浇口的长度为1-1.5mm。在设计浇口时，往往先取较小的尺寸值，以便在试模时逐步加以修正7.6 排溢系统的设计当塑料熔体填充型腔时,必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净,一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填充缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型腔充填量的均匀合适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度，还需在塑料最后充填到的型腔部位开设溢流槽以容纳余料，也可容纳一定量的气体。通常中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，其间隙为0.030.05mm。本模具可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，可不分设排气槽，间隙的大小为0.02-0.04mm。第八章 脱出机构设计8.1 推出机构的组成推出机构由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件组成。即推件板、推件板紧固螺钉、推杆固定板、推杆垫板、顶板导柱、顶