　　　依据产品的数量和塑料的工艺性能确定塑件采用注射成形法生产。该产品设计为大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模，此外为保证塑件表面质量采用侧浇口，因此选用单分型面注射模，侧浇口自动脱模结构。模具的型腔采用一模四腔平衡布置，浇注系统采用侧浇口成形，推出形式为四推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中不仅参考了大量纸质文献，而且在互联网上查阅资料，设计过程比较完整。

关键词：单分型面注射模具；水果刀刀壳；PE

目　录

摘要I

目　录II

1 水果刀刀壳的工艺分析1

1.1 塑件的成形工艺性分析1

1.2 塑件成形工艺参数确定2

1.2.1 PE成形的工艺参数2

1.2.2 关于PE的特性3

2 注塑机及模架的选择4

2.1 注塑机的选择4

2.2.1 一次性注入的塑料的体积4

2.2.2 注塑机的选用4

2.2 模架的选择5

2.2.1 模架结构5

2.2.2 模架周界尺寸选择5

2.2.3 塑料注射模具技术要求6

3 模具基本结构设计7

3.1 确定成形方法7

3.2 型腔布置7

3.3 分型面设计7

3.4 排气槽设计8

3.5 浇注系统设计8

3.5.1 主流道设计9

3.5.2 分流道设计10

3.5.3 浇口设计12

3.5.4 冷料穴设计13

3.6 脱模机构设计13

3.6.1 推出部分的选择14

3.6.2 导向机构的设计14

4 注射机的有关工艺参数校核16

4.1 最大注射量校核16

4.2 锁模力与注射压力的校核16

4.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核16

4.4 模具闭合高度校核17

4.5 注射压力的校核17

4.6 开模行程校核17

5 成型零部件工作尺寸的计算18

5.1 型腔尺寸计算19

5.1.1 型腔径向尺寸计算19

5.1.2 型腔深度尺寸20

5.2 型芯径向尺寸20

5.2.1 型腔径向尺寸计算20

5.2.2 型芯深度尺寸21

6 模具温度调节系统计算22

6.1 模具冷却系统计算22

6.2 模具加热系统计算24

7 模具的工作原理25

8 模具总装图及模具的装配、试模27

8.1 模具总装图及模具的装配27

8.2 模具的安装试模27

8.2.1 试模前的准备27

8.2.2 模具的安装及调试28

8.3.3 试模28

8.2.4 修模28

8.2.5 检验29

结束语：29

致谢30

参考文献31

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内容简介：: 江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）中期检查表姓名龚荣荣学号0911103209班级09模具(2)班专业模具设计与制造指导教师何玉林实习单位名称江苏沙钢集团有限公司实习单位地点江苏省张家港市锦丰镇实习单位指导教师刘有华实习单位联系电话0512-58568811毕业论文(设计)进展情况(已完成内容、待完成内容、存在问题和解决办法、指导教师意见)已完成内容：毕业设计的相关资料收集，撰写开题报告，列出论文大纲，并根据大纲完成一部分论文的编写工作。待完成内容：毕业设计的计算和剩余论文的撰写，论文格式的修改。存在问题：论文内容过于笼统，对具体问题缺乏详尽的分析和阐述，需要将课题进行进一步的深入研究，设计的细节需要完善。指导教师意见：基本按规定的进度完成任务。指导教师签名： 2012年04 月26日毕业实习情况转眼毕业实习已经过去了一半的时间，在这三个多月的时间里，我既学到了丰富的专业知识，又明白了很多为人处事的道理。在江苏沙钢集团，我从事数控火焰切割机的工作。在参加工作的这段时间，我学到了很多实践知识，在编写数控程序方面，我发现在学校学到的知识与企业生产实际是存在一定的差距的，在企业我们需要考虑一个程序在执行时的实际可操作性、工作效率问题、以及如何编排才能更节约用料，比如在切割较长的零件时吗，一定要在中间打点，否则零件受热变形，零件便损坏了，既浪费时间，又浪费材料，还要受到公司考核，而在编程时考虑周全，插入打点程序，这些问题都不会发生。跟着企业老师傅学习CAD制图，使我的CAD水平有了明显的提高，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，在学校学习CAD制图，只有理论知识，而在企业则是结合实际的，既有图纸，又有实物，我感觉思路清晰了很多，自然学起来也轻松了很多。这次实习经历是我人生的一笔宝贵的精神财富，除了圆满的完成了专科教学的实践任务，更重要的是为将来的就业奠定了宝贵的实践基础。从刚出学校时那个无知的学生到现在稳重敢于面对生活的挫折的职员，使我懂得除了要有较强的适应能力和乐观的生活态度，更重要的是学习积累和技能的培养，只有有了过硬的技术，生活才不会抛弃你。学生签名：龚荣荣 2012年04月26日江苏财经职业技术学院毕业设计 (论文) 任务书题目张小泉水果削皮刀刀壳注塑模设计系别机械与电子工程系专业模具设计与制造届别2012班级09模具(2)班姓名龚荣荣学号0911103209指导教师何玉林职称讲师顾问老师刘有华职称技术员毕设地点江苏沙钢集团有限公司教研室主任赫英歧系主任唐义锋发放日期：2011年11月26日毕业设计（论文）课题任务书姓名龚荣荣学号0911103209系别机械与电子工程系题目张小泉水果削皮刀刀壳注塑模设计副标题题目来源自拟团队是否1课题来源及选题依据：随着塑料产业的飞速发展，塑料制品生产必不可少的塑料模具已经成为现代工业基础之一，发展日新月异。而在众多塑料模具中，注射模具有高效、精密、可成型各种复杂制品，工艺先进等诸多其它成型模具所不及的特点而成为塑料制品成型工艺中最重要的并且起主导作用的模塑成型工艺装备。塑件成型的实际尺寸能否达到塑件图的尺寸要求，与模具设计时成型零件的成型尺寸计算得是否正确关系密切，主要取决于收缩率的取值是否精确。根据塑料的成分及种类，查阅得到的收缩率值是一个范围，在此范围内结合所有要求做出正确选择。本次设计的题目是张小泉水果削皮刀刀壳注塑模设计，通过认真分析塑件图，审核塑件的几何形状、尺寸公差等级、塑件壁厚及其他技术要求，了解该塑件所属的部件图或组件图、塑件的载荷特性及其数值、使用条件、使用寿命等。针对本次设计的不合理之处，通过不断的计算与修改，并在指导老师的悉心关怀和耐心指导下进行不间断的反复修改，最终独立完成这次毕业设计。2本设计（论文或其他）应达到的要求：1.深化所学的专业知识：通过分析原始资料，查阅相关资料，收集整理有关模具设计、成型工艺、设备、机械加工等的资料，来解决工程实际中的具体设计问题，以进一步巩固和深化所学课程的知识。2.培养塑料模具设计能力：通过塑件成型分析、分型面及浇注系统的确定、塑料模具设计的方案论证、主要零部件的设计计算、塑料模具结构设计、查阅有关标准和规范以及编写设计计算说明书，使自己熟练掌握一般塑料模具的设计内容、步骤和方法，并在设计构思和设计技能等方面得到相应的锻炼。3.树立正确的设计思想：完成毕业设计说明书，要求自己学会结合当前国家有关的技术经济政策，能比较全面的辩证地分析和处理设计问题，从而逐步树立正确的设计思想。3进度安排(包括起迄日期、主要工作内容等)：起迄日期工作内容备注11月10日-学生进入实习单位，熟悉单位情况，选择合适课题，上报指导教师审核。11月20-30日指导教师根据学生上报课题，确定课题，下达设计任务书并开题。12月10日前进行毕业实习、熟悉课题，为设计收集资料，进行毕业设计。4月10-20日完成初步设计，将设计内容交给教师，进行中期检查。4月30日前根据教师指导，对设计课题进行修改完善。5月10日前将修改后的论文交给老师。6月20日毕业答辩4 参考文献：1 塑料模设计手册编写组编著.塑料模设计手册.模具手册之二第二版M.北京.机械工业出版社，19942 齐卫东主编.塑料模具设计与制造M.北京.高等教育出版社，20043 塑料模具技术手册编委会主编.塑料模具技术手册M.北京.机械工业出版社，1997（轻工模具手册）4 屈华昌编著.塑料成形工艺与模具设计M.北京.高等育出版社，20015 编写组编.塑料模具设计手册M.北京.机械工业出版社，19856 冯炳尧等编.模具设计与制造简明手册M.上海.上海科学技术出版社，1985 7 李秦蕊主编.塑料模具设计M.第二版.西安.西安工业大学出版社，19888 徐佩弦编著.塑料件设计M.北京.中国轻工业出版社，20019 李德群等编.塑料成型模具设计M.武汉.华中理工大学出版社，199010 张如彦等译.塑料注射成型与模具M.北京.中国铁道出版社，198711 航空工业部塑料模具编制组.塑料注射模具机构与结构设计12 李钟猛编.型腔模设计M.西安.西北电讯工程学院出版社，198513 卜建新.侧浇口点浇口并用的双层型腔注射模J.模具工业.199214 李大树.分流道截面形状和尺寸计算的探讨J.模具工业.199115 王忠银主编.型腔模具结构图册M.长沙.湖南科学技术出版社，1989指导教师意见：指导教师签字：年月日系审查意见：负责人签字：年月日江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）开题报告题目张小泉水果削皮刀刀壳注射模设计学院江苏财经职业技术学院专业模具设计与制造学生姓名龚荣荣学号0911103209指导老师何玉林职称讲师顾问老师刘有华职称技术员 2012年12月12日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，参考文献应不少于10篇，不包括辞典、手册；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2005年4月26日”或“2005-04-26”。1、结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写1500字左右的文献综述(包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发)：一、模具行业国内外发展情况模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。随着机械工业、电子工业、航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，塑料成型制件的需求量越来越多，质量要求也越来越高，这就是要求成型塑件的模具的开发、设计与制造的水平也必须越来越高。因此，模具设计水平的高高低、模具制造能力的强弱以及模具质量的优劣，都直接影响着各种产品的质量、经济效益的真长以及整体工业水平的提高。模具作为基础工业,它的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用,在国际上被称为“工业之母”，对国民经济的发展起着无可置疑的重要作用。近十年来，模具工业得到了蓬勃发展。一切产品的更新换代多离不开模具，只有提高对模具工业重要性认识才能加速我国工业产品更新换代，才能为我国经济的持续发展提供必要的工业装备，才能使我国工业产品在国际市场上占有一席之地。现在模具行业在激烈的市场竞争中正在向高生产档次、高水平的模具方向发展，竞争的焦点是质量和制造周期，价格是次要的。模具企业及其模具生产正在向信息化迅速发展。在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是CAD/CAM的应用已远远不够。目前许多企业已经采用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技术及其它先进制造技术和虚拟网络技术等，这些都是信息化的表现。向信息化方向发展这一趋向已成为行业共识。随着人类社会的不断进步，模具必然会向更广泛的领域和更高水平发展。现在，能把握机遇、开拓市场，不断发现新的增长点的模具企业和能生产高技术含量模具企业的业务很是红火，利润水平和职工收入都很好。因此，模具企业应把握这个趋向，不断提高综合素质和国际竞争力。二、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。三、我的启发模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它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。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。大到飞机、汽车，小到茶杯、钉子，几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度、高一致性、高生产率是任何其它加工方法所不能比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。这次毕业设计是在学习完课程的基础上进行的，是对我综合能力的考核，是对我所学知识的综合运用，也是对我所学知识的回顾与检查。我们以前所接触的只是课本上的知识，对模具工艺只有侧面的了解，但是通过这次设计，我才全方位的懂得了说明是模具设计，更加了解了我们的专业。本次设计是在指导老师认真、耐心的指导下，对模具经济性及生产成本等指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此, 我表示衷心的感谢他们对我的教诲。2本课题的研究思路（包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段（途径）及进度安排等）：需要解决的问题： 1.塑件成型工艺分析 2.分型面及浇注系统的确定 3.塑料模具设计的方案论证 4.主要零部件的设计计算 5.绘制装配图的基本规范 6.绘制零件图的基本规范 7.设计计算的说明书的编写研究方法：一塑件工艺性分析 1、塑件的原材料分析 2、塑件的结构工艺性分析 3、塑件的尺寸精度分析 4、塑件的表面质量分析 5、塑件注射成型的工艺参数二注射模的结构设计 1. 分型面的选择 2. 型腔数目的确定与排列方式 3. 浇注系统的设计 4. 排气系统的设计 5. 成型零件的结构设计 6. 脱模机构的设计 7. 合模导向机构的设计 8. 冷却系统的设计三模架的选择及模具的工作原理 1.模架的选择 2.模具总装图及工作原理四注射机的选择及校核 1.注射机的选择 2.注射机的校核指导教师意见：1对“文献综述”的评语： 2对本课题的研究思路、深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师： 2011年12月12日所在专业审查意见：负责人： 2011年12月12日江苏财经职业技术学院综合毕业实践说明书（论文）标题：水果削皮刀刀壳注塑模设计系别：机械与电子工程系专业：模具设计与制造学号： 0911103209 姓名：龚荣荣指导教师：何玉林 2012年 6月 20 日III摘要塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。本次的毕业设计是水果刀刀壳的注塑模的设计水果刀刀壳具有重量轻、易清洁、耐腐蚀老化、强度高，制作方便、价格低廉、美观等特点。依据产品的数量和塑料的工艺性能确定塑件采用注射成形法生产。该产品设计为大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模，此外为保证塑件表面质量采用侧浇口，因此选用单分型面注射模，侧浇口自动脱模结构。模具的型腔采用一模四腔平衡布置，浇注系统采用侧浇口成形，推出形式为四推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中不仅参考了大量纸质文献，而且在互联网上查阅资料，设计过程比较完整。关键词：单分型面注射模具；水果刀刀壳；PE目录摘要I目录II1 水果刀刀壳的工艺分析11.1 塑件的成形工艺性分析11.2 塑件成形工艺参数确定21.2.1 PE成形的工艺参数21.2.2 关于PE的特性32 注塑机及模架的选择42.1 注塑机的选择42.2.1 一次性注入的塑料的体积42.2.2 注塑机的选用42.2 模架的选择52.2.1 模架结构52.2.2 模架周界尺寸选择52.2.3 塑料注射模具技术要求63 模具基本结构设计73.1 确定成形方法73.2 型腔布置73.3 分型面设计73.4 排气槽设计83.5 浇注系统设计83.5.1 主流道设计93.5.2 分流道设计103.5.3 浇口设计123.5.4 冷料穴设计133.6 脱模机构设计133.6.1 推出部分的选择143.6.2 导向机构的设计144 注射机的有关工艺参数校核164.1 最大注射量校核164.2 锁模力与注射压力的校核164.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核164.4 模具闭合高度校核174.5 注射压力的校核174.6 开模行程校核175 成型零部件工作尺寸的计算185.1 型腔尺寸计算195.1.1 型腔径向尺寸计算195.1.2 型腔深度尺寸205.2 型芯径向尺寸205.2.1 型腔径向尺寸计算205.2.2 型芯深度尺寸216 模具温度调节系统计算226.1 模具冷却系统计算226.2 模具加热系统计算247 模具的工作原理258 模具总装图及模具的装配、试模278.1 模具总装图及模具的装配278.2 模具的安装试模278.2.1 试模前的准备278.2.2 模具的安装及调试288.3.3 试模288.2.4 修模288.2.5 检验29结束语：29致谢30参考文献311 水果刀刀壳的工艺分析1.1 塑件的成形工艺性分析如图1-1为水果刀刀壳的塑件图, 单位图1-1 塑件图 (1)产品名称:水果刀刀壳(2)产品材料：聚乙烯（PE）塑件材料特性：聚乙烯塑料是塑料工业中产量最大品种。按聚合时采用的压力不同可分高压、中压和低压三种。低压聚乙烯的分子链上支链较少，相对分子质量、结晶度和密度较高，所以低压聚乙烯比较硬，耐磨、耐蚀、耐热及绝缘性较好。高压聚乙烯分子带有许多支链，因而相对分子质量较低，且具有较好的有软性、耐冲击性及透明性(3)塑件材料成形性能：聚乙烯成型时，在流动方向与垂直方向的收缩差异较大。注射方向的收缩大于垂直方向的收缩率，易产生变形，聚乙烯收缩率的绝对值较大成型收缩率也较大，易产生缩孔，冷却速度慢，必须充分冷却，且冷却速度要均匀;质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。(4)产品数量：20万件(5)塑件尺寸：如图1.1所示 (6)塑件颜色：土黄、米白、乳白等各种颜色，可根据需要任意选择(7)塑件材料物理性能(查文献1可得)：1)密度: 2)收缩率： 3)热变形温度：4)熔点： 5)材料力学性能：6)屈服强度：7)抗弯强度：8)弯曲弹性模量：9)抗压强度：10)缺口冲击强度： (8)塑件质量：该产品材料为PE,由上得知其密度为,收缩率为，计算出平均密度为平均收缩率为。可根据塑件形状进行人工几何计算得到水果刀刀壳的体积。体积: V9000mm3质量: mV8.23g(9)塑件要求：塑件外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹。 1.2 塑件成形工艺参数确定1.2.1 PE成形的工艺参数查文献5表3-1得：(1)预热温度: (2)预热时间： 2h(3)料筒温度：1)后段： 2)中段：3)前段：4)喷嘴温度：5)模具温度：(4)注射压力：(5)成形时间 : 1)注射时间：05s 2)保压时间：2080s 3)冷却时间：2050s 4)成型周期：50140s (6)塑化形式：螺杆式(7)喷嘴形式：直通式1.2.2 关于PE的特性 (1)结晶性料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触易发生分解。(2)成型收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形、取向性强。 (3) 塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以防止应力集中。(4) 注意控制成型温度，料温低取向性明显，尤其低温高压时更明显，模具温度低于50C以下塑件无光泽，易产生熔接痕，流痕；90C以上时医发生翘曲、变形。PE-LD低密度聚乙烯化学和物理特性商业用的PE-LD材料的密度为0.910.94g/cm3。PE-LD对气体和水蒸汽具有渗透性。PE-LD的热膨胀系数很高不适合于加工长期使用的制品。如果PE-LD的密度在0.910.925g/cm3之间，那么其收缩率在2%5%之间；如果密度在0.9260.94g/cm3之间，那么其收缩率在1.5%4%之间。当前实际的收缩率还要取决于注塑工艺参数。PE-LD在室温下可以抵抗多种溶剂，但是芳香烃和氯化烃溶剂可使其膨胀。同PE-HD类似，PE-LD容易发生环境应力开裂现象。302 注塑机及模架的选择2.1 注塑机的选择2.2.1 一次性注入的塑料的体积根椐设计的浇注系统可估算出浇注系统的总体积为：V1780mm3 因为该模具设计为一模四腔，且一个塑件的体积为V塑9000 mm3 ，所以一次性注入的塑料的体积为 V=V1+4V塑=36.78cm32.2.2 注塑机的选用根据计算的数据塑查2选定注塑机型号为：XSZ60注塑机的参数如下：(1)额定注射量/cm3： 60 (2)螺杆（柱塞）直径/mm： 38(3)注射压力/MPa： 122(4)注射行程/mm： 170(5)注射方式：柱塞式(6)锁模力/kN： 500(7)最大成型面积/cm3： 130(8)最大开模行程/mm： 180(9)模具最大厚度/mm： 200(10)模具最小厚度/mm： 70(11)喷嘴圆弧半径/mm： 12(12)喷嘴直径/mm： 4(13)顶出形式：中心设有顶杆，机械顶出(14)动、定模固定板尺寸/mm： (15)拉杆空间/mm： (16)合模方式：液压机械(17)液压泵流量/（L/min）： 70、12(18)液压泵压力/Mpa： 6.5(19)电动机功率/kW： 11(20)加热功率/kW： 2.7(21)机器外形尺寸/mm：2.2 模架的选择2.2.1 模架结构模架是设计、制造塑料注射模的基础部件。注射模标准：我国目前标准化注射模零件的国家标准有12个；另外还制订了塑料注射模具的标准模架，分中小型模架（GB/T12556.190）和大型模架（GB/T12555.190）两种。中小型模架标准中规定，模架的周界尺寸范围为：560mmx900mm，并规定模架的形式为品种型号，即基本型，A1、A2、A3和A4四个品种。其四种模架的组成、功能及用途见下表2-1表2-1 基本型模架的组成、功能及用途型号组成、功能及用途A1型定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机。A2型动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机，可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具，也可用于斜滑块侧向分型的模具A3型定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。A4型动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。根据以上四种模架的组成，功能及用途可以看出，A3型模型适用于本次模具的设计。（如图2-1所示）2.2.2 模架周界尺寸选择中小型模架的周界尺寸参数、规格有：100L、125L、160L、180L、200L、250L、315L、355L、400L、450L和500L等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为：模具结构为单分型面注射模采用拉杆和限位螺钉，控制分型面的打开距离，其开距应大于10mm，方便取出制件，周界尺寸355mm216mm，上、下模板的厚度为40mm，垫板厚度为80mm。图2-1 标准模架2.2.3 塑料注射模具技术要求塑料注射模具应优先按GB/T12555.190和GB4169.111选用标准模架和标准件。模具成形零件材料和热处理要求，优先按下表2-2内容选用：表2-2 模具成形零件优先选用材料和热处理硬度零件名称模具材料热处理硬度牌号标准号HBSHRC型腔、型芯定模镶件、动模镶件、活动镶件45GB69921626040454CrGB3077216260404540CrNiMOAGB307721626040453Cr2MoGB1299预硬状态35454Cr 5MoSiV1GB129924628045553Cr13GB122024628045553 模具基本结构设计3.1 确定成形方法塑件采用注射成形法生产。因为该产品设计为大批量生产，故设计的模具需要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模，此外为保证塑件表面质量采用侧浇口，因此选用单分型面注射模，侧浇口自动脱模结构。3.2 型腔布置注意的问题或原则:根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。由于塑件形状比较简单，质量较小，且需求大批量生产，所以模具选用一模四腔平衡布置，采用单分型面注塑模。浇口形式采用侧浇口进料，这样模具尺寸较小，制造方便，利于充满型腔，塑件质量高，生产效率高，成本低，型腔排列如下图：图3-1 型腔排布示意图3.3 分型面设计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综合分析比较以选出较为合理的方案。选择分型面时的考虑方向：(1) 分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处 (2) 将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧,以保征同心度 (3) 轴芯机构要考虑轴芯距离 (4)分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。(5) 塑件开模后留在动模上(6)分型面的痕迹不影响塑件的外观(7) 浇注系统和浇口的合理安排(8) 推杆的痕迹不露在塑件的外观上(9) 使塑件易于脱模由于此模具的分型面有多种选择，如图A中分型面选者在下端面上，这种选择会使塑件表面留下分型面痕迹，影响塑件表面质量。B中分型面选择在上端面，这样的选择使塑件外表面可以在整体凹模型腔内成形，塑件大部分外表面光滑。因此，塑件选择如图3-2所示。图3-2 分型面选择示意图3.4 排气槽设计当塑料熔体充填模具型腔时，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利排出模外。如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及填充不满等缺陷。另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。本塑件模具采用利用分型面排汽。这样可以减少排汽系统的制造接生了成本，减少了劳动的工作量。同时也减少了毛刺。3.5 浇注系统设计浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，进入模具的型腔以前所流经的一段路程的总称。模具浇注系统应尽量粗短，流道设计分为主流道、分流道、浇口和冷料井的设计。查2得双分型面注射模使用的浇注系统是侧浇口浇注系统。3.5.1 主流道设计主流道为注塑机的喷嘴到型腔之间的进料通道。熔体从喷嘴中以一定的动能喷出.由于熔体在料筒内已被压缩,此时流入模的空腔内,其体积必然要增大,流速也略为减小。主流道设计应注意的问题： (1) 便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形。锥角粗糙度Ra与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。 (2) 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选用优质材料单独加工和热处理。 (3) 衬套大端高出定模端面0.5-1mm，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。（1）主流道直径的计算查7（5-59）得主流道直径计算的经验公式：式中主浇道大头直径流经主浇道的熔体体积因熔体材料而异的常数如表3-1表3-1 塑料种类与K值表塑料种类PSPE/PPPAPCABSCAK值2.5451.52.12.25 故mm（2）主流道断面尺寸主流道设在定模板上，并且位于模具的中心，与注射机喷嘴在同一轴线上，如图3-4所示：图3-4 主流道称套示意图表3-2 主流道衬套中尺寸关系表注射机喷嘴直径(0.51)mm与注射机定位孔间隙配合注射机喷嘴球面半径(12)mm主流道的大头直径确定为6mm，综合考虑主流道如下选择：。 D=6mm =4 d=3mm l=21mm SR=5mm3.5.2 分流道设计分流道是指塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对熔体流动起分流转向作用，要求熔体压力和热量在分流道中损失小。分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程的热量损失和压力损失。 (1)分流道的截面形状及分布选择分流道截面形状有：圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等几种形式。表3-3 分流道截面形状的对比表截面形状特征热量损失加工性能流动阻力效果圆形小较难小最佳梯形较小易较小良U形较小易小佳矩形大易大不良通过表3-3所示截面形状的对比，圆形截面形状效果最佳，但考虑到经济和加工难易，采用梯形截面形状。分流道截面形状采用梯形且平衡分布。因为梯形分流道热量损失较小，易加工，效率较高且可保证各型腔均衡进料，从而保证塑件质量。(2)分流道的长度要尽可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热力损失，节约塑料的原材料和降低能耗。(3)由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，此分流道的表面粗糙度要求不能太低，一般Ra取0.8m左右，这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。 (4)分流道尺寸经验计算图3-5分流道截面示意图查7 （6.2）得分流道计算经验公式式中 b梯形大底边宽度，塑件的质量， L分流道的长度, h梯形的高度，梯形小底边宽度，故 mmmm 梯形分流的侧面斜角常取5o10o，此取斜角为8o ，底部以圆角相连。综上可得，梯形分流道的截面尺寸及图形，如图2-5所示。(5)分流道在分型面上的布置形式与型腔在分型面上的布置形式密切相关。因本模具采用一模四腔，故采用平衡式，如图3-6所示。图3-6 分流道在分型面上的布置形式3.5.3 浇口设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否直接关系到塑件能否完好，高质量地注射成型。根据设计要求使用直浇口即可满足使用要求，因为直浇口压力损失较小，注射速度高从而提高效率。（1）浇口位置的选择：1)尽量缩短流动距离；2)保证熔料能迅速地充满型腔；3)浇口开在塑件臂厚处；4)考虑分子定向的影响；5)减少熔接痕，提高溶解强度。所以，塑件的浇口与塑件在分型面的两侧，浇口搭接在塑料上，其结构如图3-7所示。（2）浇口尺寸计算H=nt 图3-7 浇口结构式中 h浇口深度，mm b浇口宽度，mm A型腔表面积，mm2 t塑件壁厚，mm n塑料系数，PP取0.7则 h=0.71mm=0.6mm mm 3.5.4 冷料穴设计冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴一般设在主流道的末端，底部作成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模时将主流道凝料从主流道衬套中拉出，并滞留在动模一侧的作用。该浇注系统选用带Z形头拉料杆的冷料穴，拉料杆固定在推板上，使凝料与拉料杆一道被出推出机构从模具中。开模后稍许将制品作侧向移动，即可将制品连同凝料一道从料杆取下。3.6 脱模机构设计塑件在模腔中成形后，便可以从模具中取下，但在塑件取下以前，模具必须完成一个将塑件从模腔中推出的动作，模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构。推出机构的组成：第一部分是直接作用在塑件推出的零件；第二部分是用来固定推出零件的零件，有推杆固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出动作的导向及合模时推出零件复位的零件。推出机构应使塑件脱模时不发生变形或损伤塑件的外观；推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排；推出机构的结构力求简单，动作可靠，不发生误动作，合模时要正确复位。从塑件结形状分析属薄壁类制品，宜采用推板推出机构，随着动模运动顶杆推动推板推出机构。脱模力的计算要将塑件从模腔中推出，必须克服推出所遇到的阻力，因此塑件脱模时必须有一个足够大的脱模力。查2得脱模力可用下式计算：式中 Ft脱模力(推出力)，单位： A塑件包络型芯的体积，m2 P塑件对型芯单位面积上的包紧力，取1.0107Pa 脱模斜度塑件对钢的摩擦系数则 Ft = 0.0051.0107(0.2cos0.75-sin0.75)N9435N3.6.1 推出部分的选择因为本塑件结构简单，所以使用一般的推杆推出机构、推板推出机构等即可满足塑件脱模要求。3.6.2 导向机构的设计导向机构是保证动、定模板或在上、下模合模时正确地定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向定位。导柱导向机构应用最普遍，其主要零件是导柱和导套。一般该零件要求具有良好的耐磨性，和不易变形，所以使用微变形低淬透模具钢，GCr15.一般导柱导套已实现标准化，不必自己设计。此模具选用带头导柱和其导套，其配合形式及设计尺寸如图3-8所示。图3-8 导柱导套的配合形式示意图4 注射机的有关工艺参数校核4.1 最大注射量校核注塑机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量的25%。因此可得：式中V模具要求的实际用料体积 V 36.7cm3 20cm3 0.8 64cm3 确定的注塑机注塑量为60cm3 ，满足要求。 4.2 锁模力与注射压力的校核式中 F胀模力，KN注射压力，MPa塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和,cm2 被校核模板的安全许用应力，MPa P=0.1A0.125120kN=300kN 10A 1055120kN=66000kN 300500拉杆空间模具的长宽为355mm和459mm，大于注塑机拉杆空间190300故满足要求。4.4 模具闭合高度校核模具实际厚度=219mm注射机最小闭合高度H最小=200mm H最大=300mm即H最小 KP/k确定的注射机注射压力满足要求。4.6 开模行程校核注射机开模行程应大于模具开模时取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距。我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度无关，即满足下式： S+(510) 式中 S-注射机最大开模行程,mm -推出距离(脱模距离),mm -包括浇注系统在内的塑件高度,mm S=180 +(510)=10+21+(510)=3641 满足要求。5 成型零部件工作尺寸的计算为了降低模具加工难度和制造成本，在满足塑件使用的前提下，采用较低的尺寸精度。塑件精度等级与塑料品种有关，根据塑料的收缩率的变化不同，塑料的公差精度分为高精度、一般精度、低精度三种(见表5-1)。表5-1 PE建议采用精度等级表塑料品种建议采用精度等级高精度一般精度低精度PE567由塑件的工作环境知道工件的精度要求不高，所以精度等级选择一般精度。表5-2 塑件公差数值表基本尺寸/mm精度等级12345678公差数值/mm-30.040.060.080.120.160.240.320.46360.050.070.080.140.180.280.360.566-100.060.080.100.160.200.320.400.6410-140.070.090.120.180.220.360.440.7214-180.080.100.120.200.240.400.480.8018-240.090.110.140.220.280.440.560.5624-300.100.120.160.240.320.480.640.9630-400.110.130.180.260.360.520.721.0040-500.120.140.200.280.400.560.801.250-650.130.160.220.320.460.640.921.465-800.140.190.260.380.520.761.041.6080-1000.160.220.300.440.600.881.201.80100-1200.180.250.340.500.681.001.362.00120-140-0.280.380.560.761.121.522.205.1 型腔尺寸计算计算中取聚乙烯的平均收缩率1.75%。公差按照表5.1和表5.2中所查的公差进行计算。模具制造公差，统一取塑件尺寸公差的1/3。5.1.1 型腔径向尺寸计算模具最大磨损取塑件公差的1/6;模具制造公差取1/3;取.x=0.75式中：塑件外形最大尺寸塑件的平均收缩率塑件的尺寸公差模具制造公差，取塑件尺寸公差的(1)对于113尺寸，塑件的公差取0.58= 114.0000.19(2)对于31尺寸，塑件的公差取0.50= (3)对于83尺寸，塑件的公差取0.46= 83.6000.15(4)对于53尺寸，塑件的公差取0.36= 53.3000.12(5)对于75尺寸，塑件的公差取0.40= 75.3600.13 (6)对于R44尺寸,塑件的公差取0.36 5.1.2 型腔深度尺寸模具最大磨损取塑件公差的1/6;模具制造公差取1/5;取相对凹模的工作尺寸计算公式:式中：塑件内腔的深度最小尺寸对于3尺寸塑件的公差取0.12= 5.2 型芯径向尺寸5.2.1 型腔径向尺寸计算模具最大磨损取塑件公差的;模具制造公差取1/3;取式中：塑件外形最大尺寸塑件的平均收缩率塑件的尺寸公差模具制造公差，取塑件尺寸公差的(1)对于110尺寸，塑件的公差取0.58 = (2)对于28尺寸，塑件的公差取0.28 = (3)对于R39尺寸，塑件的公差取0.36 = (4)对于83尺寸，塑件的公差取0.46 = (5)对于53尺寸，塑件的公差取0.36 = (6)对于75尺寸，塑件的公差取0.40= 5.2.2 型芯深度尺寸模具最大磨损取塑件公差的;模具制造公差取1/3;取式中：塑件内腔的深度最小尺寸对于1件的公差取0.12= 6 模具温度调节系统计算6.1 模具冷却系统计算冷却回路所需总表面积可按下式计算式中冷却回总表面积，;单位时间内注入模具中树脂的质量，;单位质量树脂在模具内释放的热量，,PE的值查表得：值为5.9；冷却水的表面传热系数，;模具成形表面的温度，；冷却水的平均温度，。冷却水的表面传热系数可用下式计算式中冷却水的表面传热系数，;冷却水在该温度下的密度，;冷却水孔直径，;与冷却水有关的物理温度，值可查下表得表6-1 水的值与温度的关系平均温度值冷却回路总长度可用下式计算式中冷却回路总长度，冷却回路总表面积，冷却水孔直径，型腔的冷却是由在模板上的四条的冷却水道完成，所以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，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。型芯的冷却如图4-1所示，在型芯内部开有的冷却水道，中间用隔水板隔开，平均壁厚为时，水孔直径可取。冷却水由支承板上的冷却水孔进入，沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部，翻过隔水板，流入另一侧，再流回支承板上的冷却水孔。然后继续冷却第二个型芯，最后由支承板上的冷却水孔流出模具。型芯和支承板之间用密封圈密封。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算。式中冷却水体积流量单位时间注射入模具内的树脂质量单位质量树脂在模具内释放的热量冷却水比热容冷却水的密度冷却水出口处温度冷却水入口处温度图6-2 冷却回路排布图6.2 模具加热系统计算当注射成型工艺要求模具温度在80以上时，模具必须有加热装置，由于PP成型工艺要求模温在4080。因此，此模具不用设置加热装置即可满足注射成形的需要。7 模具的工作原理合模时，在导柱18和导套17的导向定位下，动模和定模闭合。型腔由定模板13上的凹模与固定在动模板12上凸模组成，并由注射机合模系统提供的锁模力锁紧。然后注射机开始注射，塑料熔体经定模上的浇注系统进入型腔，待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定模后开模。开模时，注射机合模系统带动动模板后退，模具从动模和定模分型面分开，塑件包在凸模19上随动模一起后退，同时拉料杆16将浇注系统的主流道凝料从浇口套中拉出。当咚摸移动一定距离后，注射机的顶杆接触推板6，推出机构开始动作，使推杆4和拉料杆16分别将塑件及浇注系统凝料从凸模和冷料穴中推出，塑件与浇注系统凝料一起从模具中落下，至此完成一次注射过程。合模时，推出机构靠复位杆复位并准备下一次注射。（1）模具的组成：1)成形零部件：动模板12、定模板13、凸模（型芯）19等 2)浇注系统：浇口套14等3)导向部分：导柱18、导套17、推板导柱7、推板导套204)推出部分：推板6、推杆固定板5、拉料杆16、推板导柱7、推板导套20、推杆4和复位杆9 图7-1 模具工作原理图8 模具总装图及模具的装配、试模8.1 模具总装图及模具的装配图8-1模具装配图模具总装图的技术要求内容： (1) 对于模具某些系统的性能要求。 (2) 对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。 (3) 模具使用，装拆方法。 (4) 防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。 (5) 有关试模及检验方面的要求。 8.2 模具的安装试模8.2.1 试模前的准备试模前要对模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查模具各个滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要准确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。8.2.2 模具的安装及调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地，并安装在指定注射机的全过。（1）模具安装到注射机上要注意以下几个问题：1) 模具的安装方位要满足设计图样的要求。2) 模具中有侧向滑动机构时，尽量使其运动方向为水平方向。3) 当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。4) 模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。（2）模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用。要注意以下几个方面：1) 合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。2) 活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠。3) 开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。4) 冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。8.3.3 试模将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压，低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效的时，可以适当提高温度条件。试模注射出样件。试模过程中，应进行详细记录，将结果填入试模记录卡，并保留试模的样件。8.2.4 修模虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人们的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。发现总是以后，进行排除错误性的修模。塑件出现不良现象的

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