塑料碗 塑料注射模毕业论文.doc

i 摘要 塑料制品已在工业，农业，国防和日常生活中的方面得到广泛应用。特别是在电 子业中则为突出。电子产品的外客大部分是塑料制品，产品性能的提高要求高素质的 塑料模具和塑料性能。成型工艺和制品的设计。 塑料制品的成型方法很多。其主要用于是注射，挤出，压制，压铸和气压成型等 和气压成型等。而注射模，挤出约占成型总数的 60%以上。注射成型分为加料，熔融塑 料，注射制件冷却和制件脱模等五个步骤。当然如利用电气控制。可实现半自动化或 自动化作业。 塑料注射模主要用于热塑料制品的成型，已成功的用于成型热固塑性塑料制品， 它是塑料制品生产中十分重要的工艺装置。注射模的基本组成是：定模机构，动模机 构，浇注系统，导向装置，顶出机构，芯机构，冷却和加热装置，排气系统。 因注射模成型的广泛适用，正是我这个设计的根本出发点。 关键词：计算机辅助设计，注射模具，塑料碗 ii 目录 前 言 1 【模具在加工工业中的地位】 1 【模具的发展趋势】 2 1 塑料的工艺性设计.3 1.1 材料选择 .3 1.2 塑件的尺寸与公差 .4 1.2.1 塑件的尺寸 .4 1.2.2 塑件尺寸公差标准 .4 1.2.3 塑件的表面质量 .5 2 注射成型机及标准模架的选择.5 2.1 制品三视图(见附件 2) .5 2.2 注射机的初步选型 5 2.3 模架的初步选型 7 3 型腔布局与分型面设计.7 3.1 型腔的数目 .7 3.2 型腔的布局 .7 3.3 分型面的设计 .8 3.3.1 考虑对成型面积的影响 .9 3.3.2 考虑对排气效果的影响 .9 3.3.3 对侧向抽芯的影响 .9 4 浇注系统设计10 4.1 主流道设计 10 4.2 主流道衬套的固定 11 4.3 分流道的设计 11 iii 4.4 浇口的设计 13 5 成型零件的设计15 5.1 成型零件的结构设计 16 5.1.1 凹模结构设计 16 5.1.2 型芯结构设计 16 5.2 成型零件工作尺寸计算 17 5.2.1 外型尺寸 18 5.2.2 内腔尺寸 19 6 脱模机构的设计20 6.1 脱模机构设计的总体原则 20 6.2 推杆设计 21 6.2.1 推杆的形状 21 6.2.2 推杆的位置与布局 21 7 温度调节系统的设计 .22 7.1 模具冷却系统的设计 23 7.2 模具加热系统的设计 24 8 注射机工艺参数的校核24 8.1 注射量 24 8.2 注射压力 24 8.3 锁模力 24 8.4 开模行程 25 8.5 最大流程比 25 塑料模具零件常用材料（见附件三） .25 后记 .25 参考文献 .26 1 前 言 光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合 检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系 实际，即此次设计的课题为塑料碗的注塑模具。 本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂， 对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼 对塑料成型模具的设计和制造能力。 本次设计以注射塑料碗模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后 到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习 致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计 中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本 次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了 cad、pro/e 等技术，使用 office 软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。 本次设计中得到了何亮老师的指点。同时也非常感谢广轻学院各位老师的精心教 诲。 由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师 批评指正。 【模具在加工工业中的地位】 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加 工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压 力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。 对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使 用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制 造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、 进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性 2 能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、 凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难 以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件 过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保 证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具 的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的 模具，以降低成本。 现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要 因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重 要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用， 产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大， 对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展 【模具的发展趋势】 近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模 具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展 趋势可分为以下几个方面： （1） 加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段 逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。 （2） 高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的 模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。 （3） 大型、超小型及高精度 由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满 足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导 热性优异的制模材料。 （4） 革新模具制造工艺 在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工 3 艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大 提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。 （5） 标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成 本。 1 塑料的工艺性设计 1.1 材料选择 制作塑料碗要考虑的因素主要有: 是否符合食品卫生标准，是否环保，耐高温性，塑料的韧性，耐候性，经济性。 查阅资料，选材料为 pp 等 pp（聚丙烯） 主 要 应 用 于 汽 车 工 业 （ 主 要 使 用 含 金 属 添 加 剂 的 pp： 挡 泥 板 、 通 风 管 、 风 扇 等 ） ， 器 械 （ 洗 碗 机 门 衬 垫 、 干 燥 机 通 风 管 、 洗 衣 机 框 架 及 机 盖 、 冰 箱 门 衬 垫 等 ） ， 日 用 消 费 品 （ 草 坪 和 园 艺 设 备 如 剪 草 机 和 喷 水 器 等 ） 。 化 学 和 物 理 特 性 pp 是 一 种 半 结 晶 性 材 料 。 它 比 pe 要 更 坚 硬 并 且 有 更 高 的 熔点。 由 于 均 聚 物 型 的 pp 温 度 高 于 0 以 上 时 非 常 脆 ， 因 此 许 多 商 业 的 pp 材 料 是 加 入 14% 乙烯的 无 规 则 共 聚 物 或 更 高 比 率 乙 烯 含 量 的 钳 段 式 共 聚 物 。 共 聚 物 型 的 pp 材 料 有 较 低 的 热 扭 曲 温 度 （ 100 ） 、 低 透 明 度 、 低 光 泽 度 、 低 刚 性 ， 但 是 有 有 更 强 的 抗 冲 击 强 度 。 pp 的 强 度 随 着 乙 烯 含 量 的 增 加 而 增 大 。 pp 的 维卡软化温度为 150 。 由 于 结 晶 度 较 高 ， 这 种 材 料 的 表 面 刚 度 和 抗 划 痕 特 性 很 好 。 pp 不 存 在 环境应力开 裂问 题 。 通 常 ， 采 用 加 入 玻 璃 纤 维 、 金 属 添 加 剂 或 热 塑 橡 胶 的 方 法 对 pp 进 行 改 性 。 pp 的 流 动 率 mfr 范 围 在 140。 低 mfr 的 pp 材 料 抗 冲 击 特 性 较 好 但 延 展 强 度 较 低 。 对 于 相 同 mfr 的 材 料 ， 共 聚 物 型 的 强 度 比 均 聚 物 型 的 要 高 。 由 于 结 晶 ， pp 的 收 缩 率 相 当 高 ， 一 般 为 1.82.5%。 并 且 收 缩 率 的 方 向 均 匀 性 比 pe-hd 等 材 料 要 好 得 多 。 加 入 30%的 玻 璃 添 加 剂 可 以 使 收 缩 率 降 到 0.7%。 均 聚 物 型 和 共 聚 物 型 的 pp 材 料 都 具 有 优 良 的 抗 吸 湿 性 、 抗 酸 碱 腐 蚀 性 、 抗 溶 解 性 。 然 而 ， 它 对 芳 香 烃 （ 如 苯 ） 溶 剂 、 4 氯 化 烃 （ 四 氯 化 碳 ） 溶 剂 等 没 有 抵 抗 力 。 pp 也 不 象 pe 那 样 在 高 温 下 仍 具 有 抗 氧 化 性 。 综述 pp 材料成本低，易成型，且无毒无味（pp 料还有一种叫食品级的，本身就是做 食品用的容器的） 。而且 pp 还有许多优良的特性，比如耐高温，耐气候性能优秀，韧 性好等。pp 是非极性化合物，对极性溶剂十分稳定，如醇、酚、醛、酮和大多数羧酸 都不会使其溶胀。故拟定本次设计采用 pp（聚丙烯）生产塑料碗。 1.2 塑件的尺寸与公差 1.2.1 塑件的尺寸 塑件尺寸的大小受制于以下因素： a) 取决于用户的使用要求。 b) 受制于塑件的流动性。 c) 受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。 1.2.2 塑件尺寸公差标准 a) 影响塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收缩率及其波动。 b) 塑件结构的复杂程度。 c) 模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配、模具的合模及模具设计的 不合理所可能带来的形位误差等） 。 d) 成型工艺因素（模塑成型的温度 t、压力 p、时间 t 及取向、结晶、成型后处理等） 。 e) 成型设备的控制精度等。 其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。 题中没有公差值，则我们按未注公差的尺寸许偏差计算，查表取 mt5。 1.2.3 塑件的表面质量 塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、 塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。 5 模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低 1-2 级。 2 注射成型机及标准模架的选择 2.1 制品三视图(见附件 2) 如图 1 所示： 图 1 塑料碗三视图 2.2 注射机的初步选型 估算出制品体积 v=22（6.5 3-6.33）3=251.5=103.0cm 3 所需熔体 pp 塑料质量 m=v*=251.50.91=246.9=93.8g 制品的正面投影面积 s=2r 2=265.46cm2 所需注射量80%注射机最大注射量；注射压力；锁模压力 1）注射量：该塑料制件单件重 46.9gma 浇注系统重量的计算可根据浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积： 3j0cmv 6 粗略计算浇注系统的重量 jj0.91.mvg 总体积 3103cmv 总重量 982g 满足注射量 /.机 塑 件 式中 额定注射量（cm 3）v机 塑件与浇注系统凝料体积和（cm 3）塑 件 3134.250.8cm 2） 注射压力 p注 成 型 pp 塑料成型时的注射压力 p7012mpa成 型 3）锁模力： pf锁 模 力 式中 p塑料成型时型腔压力； f浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（mm） 2=265.418.035mp72kn0 根据以上计算初步选定注塑机为 xszy500，注射压力为 104mpa，合模力为 3500kn，注射方式为螺杆式，喷嘴球半径 r 为 18mm，喷嘴口直径为 7.5mm 其相关参数如下 最大开模行程 300mm 模具最大厚度 450mm 模具最小厚度 300mm 故选用 xszy500 型注射机，其技术规范如表 2.2。 表 2.2 xszy500 型注射机的技术规范 注射量/cm 3 500 模板最大行程/mm 500 螺杆直径/mm 65 最大 450 注射压力/mpa 104 模具厚度/mm 最小 300 7 注射行程/mm 200 拉杆空间/mm 540440 注射时间/s 2.7 模板尺寸/mm 700850 锁模力/kn 3500 喷嘴球径/mm sr18 最大成型面积/cm 2 1000 喷嘴孔径/mm 5 2.3 模架的初步选型 宽 130，高 65 一模两腔 w 大于 130 l 大于 1302+252=310 c 板尺寸大于：c-h5-h665 c 120 根据 gb/t 12555-2006，w 500 初选 dd5050-100*50*130 定模板厚度：a=100mm 动模板厚度：b=50mm 垫块厚度：c=130mm 模具厚度：h=70+a+b+c=（70+100+50+130）=350mm 3 型腔布局与分型面设计 3.1 型腔的数目 根据设计要求选择一模两腔 3.2 型腔的布局 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如下图 2 所示： 8 图 2 型腔排列方式 3.3 分型面的设计 分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的 结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精 度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响， 因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。 a) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 b) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 c) 保证塑件的精度要求。 d) 满足塑件的外观质量要求。 e) 便于模具加工制造。 f) 对成型面积的影响。 g) 对排气效果的影响。 h) 对侧向抽芯的影响。 主要有以下几种分型面形式：平面分型面，倾斜分型面，阶梯分型面，曲面分型 面，互垂直分型面，为操作简单，节约经济，选用平面分型面。如图 3 所示： 9 图 3 分型面 3.3.1 考虑对成型面积的影响 选择分型面时应尽量减少塑件在合模分型面上的投影面积。尽量减少制品在合模 方向上的投影面积，可以减小所需锁模力。从而可以可靠的锁模以避免胀模溢料的现 象发生，如下图 4 就比较合理。 图 4 成型面积 3.3.2 考虑对排气效果的影响 分型面应尽量与型腔充填时塑料熔体的料流末端所在的型腔内壁表面重合，以利 于把型腔内的气体排出。如下图 5 图 5 排气 10 3.3.3 对侧向抽芯的影响 一般侧向分型抽芯机的侧向抽拔距离都较小，故选择分型面时，应将抽芯或分型 距离长的一方放在动、定模开模的方向上，而将短的一方作为侧向分型的抽芯。如下 图 6 所示： 图 6 侧向抽芯 4 浇注系统设计 4.1 主流道设计 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续，另一 端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。形状结构如图 7 所示，其设计要点： 11 图 7 主流道的形状结构 a) 主流道设计成圆锥形，其锥角可取 26，流道壁表面粗糙度取 ra=0.63m，且 加工时应沿道轴向抛光。 b) 主流道如端凹坑球面半径 r2 比注射机的、喷嘴球半径 r1 大 12 mm；球面凹坑深 度 35mm；主流道始端入口直径 d 比注射机的喷嘴孔直径大 0.51mm；一般 d=2.55mm。 c) 主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径 r=13mm。 d) 主流道长度 l 以小于 60mm 为佳，最长不宜超过 95mm。 e) 主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用 t8a，热处理淬火后硬度 5357hrc。 4.2 主流道衬套的固定 因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准 件，外径为 150mm，内径 31.5mm。 具体固定形式如图 8 所示： 图 8 主流道衬套的固定形式 12 4.3 分流道的设计 a) 分流道是脱浇板下水平的流道。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，工程设计中常采用梯 形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经 验公式可确定其截面尺寸： （式 1）4265.0lmb （式 2） h3 式中 b梯形大底边的宽度（mm） m塑件的重量（g） l分流道的长度（mm） h梯形的高度（mm） 质量大约 58.5g，分流道的长度预计设计成 190mm 长，且有 2 个型腔，所以 取 b 为 15mm07.159.58264.04b =10 取 h 为 10mm13h 根据实践经验，pp 塑料分流道截面直径为 4.89.5。 所以我们可以选择截面直径为 9.5mm，h=6.3mm。 梯形小底边宽度取 8mm，其侧边与垂直于分型面的方向约成 7。另外由于使用了 水口板（即我们所说的定模板和中间板之间再加的一块板） ，分流道必须做成梯形截面， 便于分流道和主流道凝料脱模。 如下图 9 所示： 图 9 分流道截面 13 b) 分流道长度 分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机 的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长 190mm。 c) 分流道表面粗糙度 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的流动 状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 ra 并不要求很低，一般取 1.6m 左右既 可，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。 d) 分流道表面粗糙度 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式， 但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、 锁模力力求平衡。 4.4 浇口的设计 浇口亦称进料口，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。 a) 浇口的选用 它是流道系统和型腔之间的通道,这里我们采用点浇口： 浇口在成形自动切数断，故有利于自动成形。 浇口的痕迹不明显，通常不必后加工。 浇口之压力损失大，必须高之射出压力。 浇口部份易被固化之残锱树脂堵隹。 它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于单型腔模具或表面 不允许有较大痕迹的塑件。 b) 浇口位置的选用 模具设计时，浇口的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 14 之要使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，如图 10 所示。 通常要考虑以下几项原则： 尽量缩短流动距离。 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 必须尽量减少熔接痕。 应有利于型腔中气体排出。 考虑分子定向影响。 避免产生喷射和蠕动。 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 注意对外观质量的影响。 图 10 进浇点 c) 浇注系统的平衡 对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的 型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从 主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡 式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致， 15 这就是浇注系统的平衡。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔 的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。 d) 排气的设计 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。 5 成型零件的设计 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 成型零件的结构设计 5.1.1 凹模结构设计 凹模是成型产品外形的主要部件。 其结构特点：随产品的结构和模具的加工方法 16 而变化。 镶拼的组合方式的优点： 对于形状复杂的型腔，若采用整体式结构，比较难加工。所以采用组合式的凹模 结构。同时可以使凹模边缘的材料的性能低于凹模的材料，避免了整体式凹模采用一 样的材料不经济，由于凹模的镶拼结构可以通过间隙利于排气，减少母模热变形。对 于母模中易磨损的部位采用镶拼式，可以方便模具的维修，避免整体的凹模报废。 组合式凹模简化了复杂凹模的机加工工艺，有利于模具成型零件的热处理和模具 的修复，有利于采用镶拼间隙来排气，可节省贵重模具材料。 如图 11 所示： 图 11 凹模 5.1.2 型芯结构设计 整体嵌入式型芯，适用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。最常用的嵌入装 配方法是台肩垫板式，其他装配方法还有通孔螺钉联接式，沉孔螺钉联接式。 如图 12 所示： 17 图 12 型芯 5.2 成型零件工作尺寸计算 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，规定： 塑件的公差 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 。2 模具制造公差 实践证明，模具制造公差可取塑件公差的 ，即 z= ，而且按成型加316)613( 工过程中的增减趋向取“+” 、 “-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“+z”,型芯尺寸 不断减小则取“-z” ，中心距尺寸取“ ”。现取 。2z 模具的磨损量 实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的 ，对于大型塑61 件则取 以下。另外对于型腔底面（或型芯端面） ，因为脱模方向垂直，故磨损量6 c=0。 18 塑件的收缩率 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%2minaxs20.13 模具在分型面上的合模间隙 由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定 的间隙。一般当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。 飞边厚度一般应小于是 0.020.1mm。 5.2.1 外型尺寸 如图 13 所示： 图 13 外形尺寸 根据公式 ： l m= zsl043)1( d1m= z01s)( = 3 14.0%)2(5 =116.445 38.0 19 d2m= zs0243)1( = 3 74.0%)(5 =56.45 25.0 根据公式 ： h m= zs03)1( h1m= z01s2)( = 3 74.0%)(57 =57.65 25.0 h2m= zs023)1( = 3 2.0%)( =2.93 07. 5.2.2 内腔尺寸 根据公式 ： m=l 043)1(zs 1m=d 01)(zs = 03.14%)2(0 = 3.0751 2m=d 024)(zs 20 = 0364.%)21(47 = 021.58 根据公式 ： m=h 03)(zs 1m= 012)(zs = 0364.%)(50 =51.43 21.0 2m=h 023)(zs = 0324.%)1(4 =4.2408. 6 脱模机构的设计 6.1 脱模机构设计的总体原则 （1） 要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧，从而 简化模具结构。 （2） 正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针对性地选择合理的推 出装置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；推出力作用点应 靠近塑件对凸模包紧力最大的位置，同时也应是塑件刚度与强度最大的位置； 力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。 （3） 推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以力求良好的 塑件外观。 （4） 推出机构应结构简单，动作可靠（即：推出到位、能正确复位且不与其他零件 21 相干涉，有足够的强度与刚度） ，远动灵活，制造及维修方便。 6.2 推杆设计 6.2.1 推杆的形状 如图 14 所示 图 14 推杆 6.2.2 推杆的位置与布局 a) 应设在脱模阻力大的部位，均匀布置。 b) 应保证塑件被推出时受力均匀，推出平衡，不变形；当塑件各处脱模阻力相同时， 则均匀布置；若某个部位脱模阻力特大，则该处应增加推数目。 c) 推杆应尽可能设在塑件厚壁、凸缘、加强等塑件强度、刚度较大处；当结构特殊， 需要推在薄壁处时，可采用盘状推杆以增大接触面积。 d) 推杆的设置不应影响凸模强度与寿命。当推在端面则距型芯侧壁 1 0.13mm；当 22 推杆设置在型芯内部推在塑件内部时，推杆孔距型芯侧壁 2 3mm。 e) 在模内排气困难的部位应设置推杆，以利于用配合间隙排气。 f) 若塑件上不允许有推杆痕迹时，可在塑件外侧设置溢料槽，从而靠推杆推在溢料槽 内的凝料上而带塑件。 7 温度调节系统的设计 在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应 力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时 间占注射成型周期的约 80%，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温 度的要求有尽相同，因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑 件的质量和成本，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件 质量，而模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工 艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多， 如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数 及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间 的热循环交互作用等。 （1） 低的模具温度可降低塑件的收缩率。 （2） 模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快，可降低塑件的翘曲变形。 （3） 对结晶性聚合物，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，但是将 导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。 （4） 随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑件的耐应力开裂性降低，因此降低模具 温度是有利的，但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐应力开裂性与塑料的 内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少补料时间是有利的。 （5） 提高模具温度可以改善塑件的表面质量。 在注射成形过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率，根据塑料 的要求，注射到模具内的塑料温度为 2000c 左右，而从模具中取出塑件的温度约为 600c，温度降低是由于模具通入冷却水，将温度带走了，普通的模具通入常温的水进 行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度。 总之，要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。 23 对温度调节系统的要求： （1） 确定加热或是冷却； （2） 模温均一，塑件各部分同时冷却； （3） 采用低的模温，快速且大量通冷却水； 温度调节系统应尽量结构简单，加工容易，成本低谦。 7.1 模具冷却系统的设计 根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷 却水孔数量大于或等于 3 根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温 度差的原则。根据书上的经验值取 4 根，冷却水口口径为 6mm. 另外，具冷却系统的过程中，还应同时遵循： 1、 浇口处加强冷却； 2、 冷却水孔到型腔表面的距离相等； 3、 冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大； 4、 冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水。 5、 进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面。 6、 冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。 而且在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。 7.2 模具加热系统的设计 因在 abs 要求的熔融温度为 200。而且流动性能为中性，同时在注射时模具温度要 求为 5070，所以该模具必须加热。模具加热方法包括：热水，热空气，热油及电 加热等。由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大，所以在该模具应用电加热。 24 8 注射机工艺参数的校核 8.1 注射量 塑件体积：v=103.0 3cm 注射机理论注射容量：v 理=500 3c vv 理*80%=500*0.80=400,故符合要求。 8.2 注射压力 所选注射机的须大于塑件所需的注射压力，聚丙烯的注射压力为 70120mpa，注射 机的注射压力为 104mpa，