毕业设计（论文）-塑料盆注塑模具设计论文.doc

全套图纸加扣 3012250582 编号： 毕业设计说明书题 目： 塑料盆注塑模具设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导老师： 职 称： 教 授 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2012年5月20日 摘 要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，就要求成型塑件模具的开发，设计与制造的水平也必须越来越高。 本设计详细的论述了塑料盆注射模具设计及其工艺分析。首先对塑料盆的制件结构，所用塑料的材质特点及其成型工业进行了充分分析，对塑料盆的整个成型过程有充分了解，为下一步的模具设计提供参考依据，保证模具结构设计的合理性。然后确定注射机的型号，模具的分型面和型腔的数量，针对塑件所设计的型芯与型腔，确定其合理的浇注系统与排溢系统，再后就是设计温度调节系统，合模导向机构，推出机构。完成以上设计，选取合理的模架，对模具主要零件的制作进行工艺分析，最后完成整个模具设计。 本设计使用UG三维软件对塑件进行三维建模，模具分型及其所有机构的设计，通过UG的制图模块导出CAD文件，同时使用AutoCAD进行必要的二维修改，制图，最终完成整个模具设计。关键词：塑料盆；塑料；塑料注射模；UG软件 AbstractMold is the important process equipment in the industrial production,the mold industry is an important foundation for the development of various sectors of the national economy. With the development of machinery industry, electronic industry, aviation industry, Instrument industry, and daily supplies industrial, plastic molding parts is demanded more and more, increasingly high quality requirements, requires molding plastic mold development, the level of design and manufacturing must be increasingly high. This design are discussed mold design and process analysis of the plastic pots injection in detail. Firstly, fully analyze the parts structure of the plastic pots, plastic material characteristics and molding industry, a full understanding of the entire molding process of the plastic pots, provide a reference for the next mold design, to ensure the rationality of the mold structure design. And then determine the model of the injection molding machine, mold parting surface, and the number of cavity, through the design of core and cavity for the plastic parts to determine reasonable pouring system and the platoon overflows system, and then design the temperature control system, matched molds guide structure and ejecting structure of the mould. Completion of the above design, selecting appropriate mold, the mold parts production process analysis, to finalize the mold design. This design use UG three-dimensional software to build three-dimensional modeling of plastic parts, the mold parting and the design of all its institutions, By UG mapping module to export CAD files and also use AutoCAD modify the two-dimensional mapping, finally complete the entire mold design.Key words：Plastic basin; Plastic; Injection mould design; UG software 目 录引言11 UG软件21.1 UG软件的简介21.2 UG软件的主要功能22 总体的设计方案42.1 内容及要求42.2 总体方案设计43 塑料制品成型工艺54 塑料制件的结构工艺性74.1 塑件的结构分析84.2 计算塑件的体积和重量95 模具设计95.1 注射机的选取95.1.1注射量的计算95.1.2最大注射压力与模腔压力的计算105.1.3锁模力的计算105.1.4确定注射机型号115.2 分型面的设计115.3 浇注系统设计135.3.1主流道设计135.3.2分流道的设计145.3.3浇口设计155.4 排溢系统的设计165.5 成型零件工作尺寸的计算165.5.1成型零件的结构设计175.5.2成型零部件工作尺寸的计算175.5.3模具型腔侧壁和底板厚度的计算215.6 合模导向机构设计225.6.1导向机构的作用225.6.2导柱导向机构设计235.6.3锥面定位机构的设计245.7 脱模机构设计255.7.1设计原则255.7.2脱模力的计算255.7.3推出机构设计275.8 温度调节系统285.8.1模具温度调节的重要性285.8.2冷却系统设计原则296 模架设计307 塑料注射机有关参数的校核317.1 模具闭合高度的确定317.2 模具闭合高度的校核317.3 模具安装部分的校核317.4 模具开模行程的校核317.5 注射量的校核327.6 模型腔数量校核328 结论33谢辞34参考文献35附录：36 全套图纸加扣 3012250582 第 39 页 共 37 页 引言自从上世纪80年代以来，人们对于塑料制品的需求是越来越高，尤其像塑料盆这种日常生活用品。随着日常生活的塑料制品的不断发展，必然要求塑料模具的不断发展。本课题的主要任务是设计一给定形状、尺寸和精度要求的塑料盆的注塑模具。本次设计通过对“塑料盆”的研究和分析，分析其工艺特点，所用塑料材料的性质，分析其注射模结构及模具的工作过程。对模具零件的选材、热处理工艺，塑件的尺寸公差和精度的选择进行了分析计算。模具结构的设计是对所学知识的一项综合性的训练，很大程度上强化了我们课堂上所学知识的运用，在整个设计过程中不断发现问题解决问题，逐步提高自身的设计能力以及模具开发能力。本次设计中，主要运用了注射模设计，机械设计等方面的知识。着重说明了注射模的整个设计过程，即注射成型的分析、注射机的选择和相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的相关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要内容包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定，型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加地了解模具设计的意义，懂得如何快速、有效的查阅相关资料，怎样解决在工作中遇到的实际问题，这为以后从事的工作打下一个良好的思维模式。1 UG软件1.1 UG软件的简介UG是Unigraphics的缩写，这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。 UG的开发始于1990年7月，它是基于C语言开发实现的。UG NX是一个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。因此软件可对许多不同的应用再利用。 一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域(自然科学或工程)、数学(分析和数值数学)及计算 机科学的知识。然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。最终软件的实现变得越来 越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密（adaptivemeshrefinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究，同时随着计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。 UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。 1.2 UG软件的主要功能（1）工业设计和风格造型NX 为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用 NX 建模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状， 并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。（2）产品设计NX 包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。 NX 具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。 NX 优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。（3）仿真、确认和优化NX 允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。（4）NC加工UG NX加工基础模块提供联接UG所有加工模块的基础框架，它为UG NX所有加工模块提供一个相同的、界面友好的图形化窗口环境，用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改：如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。该模块同时提供通用的 点位加工编程功能，可用于钻孔、攻丝和镗孔等加工编程。该模块交互界面可按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁，并可定义标准化刀具库、加工工艺参数样板 库使初加工、半精加工、精加工等操作常用参数标准化，以减少使用培训时间并优化加工工艺。UG软件所有模块都可在实体模型上直接生成加工程序，并保持与实 体模型全相关。UG NX的加工后置处理模块使用户可方便地建立自己的加工后置处理程序，该模块适用于目前世界上几乎所有主流 NC机床和加工中心，该模块在多年的应用实践中已被证明适用于25轴或更多轴的铣削加工、24轴的车削加工和电火花线切割。（5）模具设计UG是当今较为流行的一种模具设计软件，主要是因为其功能强大。模具设计的流程很多，其中分模就是其中关建的一步。分模有两种：一种是自动的，另一种是手动的，当然也不是纯粹的手动，也要用到自动分模工具条的命令，即模具导向。 自动分模的过程 1. 分析产品，定位坐标，使Z轴方向和脱模方向一致。 2. 塑模部件验证，设置颜色面。 3. 补靠破孔 4. 拉出分型面 5. 抽取颜色面，将其与分型面和补孔的片体缝合，使之成为一个片体。6. 做箱体包裹整个产品，用5缝好的片体分割。 7.分出上下模具后，看是那个与产品重合，重合的那边用产品求差就可以了。手 动分模的步骤就大概就这样，手动分模具有很大的优势，是利用MOLDWIZARD分模所达不到的，在现场自动分模基本上是行不通。但是里面的命令是比较的好用的，我们可以用的有关命令来提高我们的工作效率。2 总体的设计方案2.1 内容及要求 塑料作为一种新的工程材料，其不断被开发与应用，加之成型工艺的不断成熟，完善与发展，极大地促进了塑料成型方法的研究与应用和塑料成型模具的开发与制造。塑料盆是重要的日常生活用品，得到越来越广泛的应用，设计能加工合格塑料盆的塑料模具对提高塑料盆的加工速度和质量，降低其成本具有重要意义。本课题的主要任务是设计一给定形状、尺寸和精度要求的塑料盆（以提供的塑料盆零件图为准）的注塑模具。具体要求如下： 1：调研和查阅相关文献，掌握注塑模具设计原理和设计方法。 2：对不同结构形式的塑料盆注塑模具结构进行对比、分析，选择综合性能最优的塑料盆注塑模具结构。 3：绘制塑料盆注塑模具结构装配图和主要零部件图。2.2 总体方案设计 图1 零件图本次设计，首先通过对塑料盆的图纸进行分析与消化，对其的尺寸要求，精度要求有个了解，明确其内容与要求；然后对塑件进行工艺分析，同时考虑其经济性与可行性等因素，确定其成型工艺；随后对塑件的结构进行分析，确定其结构工艺，在满足塑件结构设计，精度的条件下，尽可能简化模具的结构，设计出合理的模具结构，为后面的一系列设计提供参考必要的数据；然后进行模具设计：选择合理的注射机，确定分型面和型腔的数量；随后对模具的浇注系统，排气系统，成型零件计算，合模导向机构，推出机构及温度调节系统进行合理的设计；再对相关参数进行校核，最后就是绘制模具的总装配图和零件图，完成整个模具设计的要求。3 塑料制品成型工艺为了保证注射成型的正常进行和保证塑件质量，在注射成型之前应作一定的准备工作，比如对塑料原料进行外观检验，即检查原料的色泽，细度和均匀度等，必要时还应该对塑件的工艺性能进行测试。对于吸湿性强的塑料，如尼龙，聚碳酸酯，ABS等，成型前应该进行充分的预热干燥，除去物料中过多的水分和挥发物，以防止成型后塑件出现缺陷，如气泡，银丝等。生产过程中，如需要改变塑料品种，调换颜色，或发现成型过程中出现了热分解或降解反应，则应对料筒进行清洗；为了使塑料制件容易从模具内脱出，有的模具型腔或模具型芯还需涂上脱模剂。对于本次设计的制件，可以使用以下材料：PP，ABS,PC中的任意一种，因此下面对这三种塑料进行分析比较，然后选取一种合适的塑料。（1）PP：聚丙烯无味，无色，无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明，更轻。密度仅为0.90.91g/cm3 它不吸水，光泽好，易着色。聚丙烯的屈服强度，抗拉强度，抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。定向拉伸后的聚丙烯可制作铰链，其具有特别搞的抗弯曲疲劳强度，如用聚丙烯注射成型的一体铰链，经过7107 次开闭弯折未产生损坏和断裂现象。聚丙烯的熔点为164170，其耐热性好，能在100以上的温度下进行消毒灭菌。聚丙烯耐低温的使用温度可达-15，在低于-35时会脆裂。聚丙烯的高频绝缘性能好，而且由于其不吸水，绝缘性能不受湿度的影响。聚丙烯在氧，热，光的作用下极易解聚，老化，所以必须加入防老化剂。聚丙烯成型收缩范围大，易发生缩孔，凹痕及变形；聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路；聚丙烯成型的适宜模温为80左右，不可低于50，否则会造成成型塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷，且温度过高会产生翘曲现象。 （2）ABS:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，它是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种成分的各自特性，使它具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.021.05。ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分酸类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度约为93左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理，易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，要求塑件光泽和耐热时，应控制在6080。 （3）PC：聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，密度1.2g/cm3.聚碳酸酯本色微黄，如加点淡蓝色，可得到无色透明塑料，可见光的透光率接近90%。聚碳酸酯韧而刚，抗冲击性在热塑性塑料中名列前茅，用其成型零件可达到很好的尺寸精度并能在很宽的温度变化范围内保持尺寸的稳定性，即成型收缩率可恒定在0.5%0.8%。聚碳酸酯抗蠕变，耐磨，耐热和耐寒性均较好，其脆化温度在-100C以下，长期工作温度达120C。聚碳酸酯吸水率较低，能在交宽的温度范围内保持较好的电性能。聚碳酸酯可耐室温下的水，烯酸，氧化剂，还原剂，盐，油,但不耐碱，胺，酮，脂。聚碳酸酯具有良好的耐气候性，但其最大的缺点是塑件易开裂，耐疲劳强度较差，用玻璃纤维增强聚碳酸酯，则可克服上述缺点，使聚碳酸酯具有更好的力学性能，更好的尺寸稳定性，更小的成型收缩率，并可提高耐热性和耐药性，降低成本。聚碳酸酯虽然吸水性小，但高温时对水分比较敏感，所以加工前必须干燥处理，否则会出现银丝，气泡及强度下降现象，聚碳酸酯熔融温度高，熔融粘度大，流动性差，所以，成型时要求有较高的温度和压力，由于聚碳酸酯熔融粘度对温度比较敏感，所以一般用提高温度的办法来增加熔融塑料的流动性。 以上三种塑料各有各自的特点，并且在不同的领域，产品中发挥着重要作用。它们都是热塑性塑料。因此进行注射分析和注射机选择，可以重点放在热塑性方面上。经查看“塑料的注射工艺参数”表，得到三种塑料参数表，如下表所示：表1：三种塑料的塑性 PP ABS PC 注射机类型 螺杆式 螺杆式 螺杆式 螺杆转速/（r/min） 3060 3060 2040 喷嘴形式 直通式 直通式 直通式温度/ 170190 180190 230250 料筒温度/前段 180200 200210 240280中段 200220 210230 260290 后段 160170 180200 240270 模具温度/ 4080 5070 90110 注射压力/MPa 70120 7090 80130 保压压力/MPa 5060 5070 4050 注射时间/s 05 35 05 保压时间/s 2060 1530 2080 冷却时间/s 1550 1530 2050 成型周期/s 40120 4070 50130成型周期直接影响到劳动生产率和注射机使用率，因此，生产中在保证质量的前提下应尽量缩短成型周期中各个阶段的有关时间。在整个成型周期中，以注射时间和冷却时间最重要，它们对塑件的质量均有决定性影响。 通过上表三种塑料参数可以看出，PP的注射时间能比其他两种塑料控制的更短一些，这对提高生产率有很大的帮助，而冷却时间PP与ABS都能控制的比较短，但了解到ABS的连续工作温度在70C，而塑料盆有时候需要在较高温度工作，而且密度更低，意味这质量更轻，这对日常生活用品的使用是个很重要因素，综上所述，塑料盆选择PP作为塑件的材料，是比较合适的。4 塑料制件的结构工艺性 图2 塑料盆零件图4.1 塑件的结构分析要想获得优质的塑件，除合理选用塑件的原材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性，这样，不仅可使成型工艺顺利进行，而且还可以满足塑件和模具的经济性要求，以最低的成本生产合格的产品。进行塑料制件的结构工艺性设计时，需遵循以下几个原则。 （1）设计塑件的时候，需考虑塑件原材料的成型工艺性，比如流动性，收缩率等。 （2）在设计塑料制件的同时应考虑其模具的总体结构，使模具型腔容易制造，模具抽芯和推出机构简单。 （3）在保证塑件使用性能，物料性能和力学性能，电性能，耐化学腐蚀性能及耐热性能等的前提，尽可能使结构简单，壁厚均匀，使用方便。 （4）当对设计的塑件外观要求较高时，应该先通过造型，再逐步绘制图样。 塑件结构工艺性设计的主要内容包括：尺寸和精度，表面粗糙度，塑件形状，壁厚，斜度，加强肋，圆角等。 （1）尺寸及精度。塑件的尺寸精度不仅与模具制造精度及其使用磨损有关，而且还与塑料收缩率的波动，成型工艺条件的变化，塑件成型后的时效变化和模具的结构形状有关。可见，塑件的尺寸精度一般不高，因此，在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。本次设计，塑料已经选好，根据塑料制件公差数值表，选择精度等级6.（2）表面粗糙度。塑料制件的表面粗糙度是决定其表面质量的主要因素，塑件的表面粗糙度主要与模具型腔表面的粗糙度有关，一般而言，模具表面的粗糙度数值要比塑件低12级，塑件的表面粗糙度Ra一般为0.80.2.模具在使用过程中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，所以应该随时给予抛光复原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同。而不透明塑件则根据使用情况来决定他们的表面粗糙度。本次设计的塑料盆，根据使用的情况我们知道，塑料盆用于装水的面表面粗糙度数值应该比其他面要低，应使内侧面粗糙度为0.8um，其他面为1.6um。（3） 形状。塑件内外表面的形状设计在满足使用性能的前提下，应尽量使有利于成型，尽量不采用侧向抽芯机构。本次所设计的塑料盆，较为简单，不必要使用抽芯机构。（4） 脱模斜度。由于塑件在冷却过程中产生收缩，因此在脱模前会紧紧地包住凸模或模腔中的其他凸起部分，为了便于脱模，防止塑件表面在脱模时划伤，擦毛等，在设计时应考虑与脱模方向平行的塑件内外表面应具有一定的脱模斜度。通过分析本次设计的塑料盆，可以知道，与脱模方向平行的部分，只有8mm的底端。查看常用塑件的脱模斜度表，可知PP的型腔脱模斜度为2545，型芯脱模斜度2045,而这8mm的底端是位于型腔中，因此设计型腔的脱模斜度为30。（5） 壁厚。塑件应有一定的壁厚，这不仅是为了塑件在使用中有足够的强度和刚度，而且也为了塑料在成型时保持良好的流动状态。热塑性塑件的壁厚一般在14mm，如壁厚过大，则易产生气泡和凹陷，同时也不易冷却。分析塑件可以知道，本次设计的壁厚为2mm。4.2 计算塑件的体积和重量计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。各数据由UG软件计算而得。这样计算更加精确又更加方便。 （1）：塑料盆的体积：V1 =883284.88mm3 ； （2）：塑料盆的重量： PP的密度=0.9g/cm3 所以计算塑料盆的重量：M1= V1=0.9g/cm3 883284.88mm3 =794.96g （3）：计算浇注系统体积：V2=166cm3 （4）：计算浇注系统重量：M2=V2=26cm30.9g/cm3=149.4g5 模具设计塑料注射成型模具主要用在成型热塑性塑料制件。由于塑料注射成型模具对塑料的适应性较广，而且用这种方法成型塑料制件的内在和外观质量均较好，生产效率特别高（与塑料的其他成型方法相比），所以注射成型模具日益引起人们的重视。作为成型塑料制件的重要工艺装备之一，其结构的合理性，将直接影响塑件的成型质量、生产效率、劳动强度、模具寿命及成本等。5.1 注射机的选取注射机的正确选取以否是至关重要的，因为注射机的许多参数需要和模具的相互匹配，否则无法正常使用，同时这也是我们选择注射机的重要根据。需要计算的参数很多，有注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离。下面通过对一些参数的计算来选取注射机的型号。5.1.1注射量的计算注射量是指注射机在对空注射的条件下，一次注射PP时所能达到的最大注射体积（或质量）螺杆式注射机注射其他塑料时的注射量计算 n式中 K注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8 mp注射机最大注射量，g； m1浇注系统凝料量，g； m单个塑件的质量，g； n为型腔数目，此处取n=1.式中mp ，m1，m也可以为注射机最大注射体积（cm3），浇注系统凝料体积（cm3），单个塑件的体积（cm3）由上面已计算的结果可知：mp1022.95 g 或 mp1136.61 cm35.1.2最大注射压力与模腔压力的计算最大注射压力是指注射过程中位于柱塞或螺杆前端的熔融塑料的压力，用P表示 。由于注射机类型、喷嘴形式、塑料流动特性、浇注系统结构和型腔的流动阻力等影响因素，熔料进入模腔时的压力远小于最大注射压力。 有效注射压力 ：K：压力损失系数。一般取值范围为 （1/4-1/2）。选注射机注射机的最大注射压力为: P（模腔压力）熔融型料在型腔内的压力（20MP40MP）在此取30MP。5.1.3 锁模力的计算 锁模力是指注射过程中注射机能够提供的防止模具打开的最大锁紧力，用F表示 注射模从分型面涨开的力应小于注射机的额定锁模力即式中F注射机的额定锁模力（N） A、A塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积 （mm） P塑料熔体在模腔中的平均压力（Mpa）在此取30Mpa。 模具型腔数取1。=（569/2）2 3.14=254152 mm2 所以=30254152=7624.6 KN5.1.4 确定注射机型号 根据以上的参数选取注射机型号为：BL1480EK 14500/14800表2 注射机参数 型号DUO 3550/900锁模力/KN 151014800额定注射量/cm3 1959最大成型面积/cm3 2425螺杆直径/mm 120最大开合模行程/mm 1550注射压力/MPa 187模具最大厚度/mm 1450 注射行程/mm 680模具最小厚度/mm 680注射方式 螺杆式喷嘴圆弧半径/mm 18喷嘴孔直径/mm 5.55.2 分型面的设计将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。分型面设计决定了模具的结构形式与模具制造成本，生产操作难易程度，对塑件的尺寸精度，形位精度及表面质量有很大影响，因此，分型面设计得是否得当是模具设计成败的关键之一。为了保证塑件的外观质量和精度要求，使其便于脱模，塑料盆注塑模具主分型面如下图所示。 图3 分型面正面图 图4 分型面反面图如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。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要综合分析比较以选出较为合理的方案。选择分型面时，应遵循以下几项基本原则（1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。塑件在动，定模的方位确定后，其分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处，否则塑件会无法从型腔中脱出，这是最基本的选择原则。（2） 分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模。（3） 分型面的选择应保证塑件的精度要求。对于同轴度要求较高的塑件外形或内孔，为了保证其精度，应尽量将它们设置在同一侧模具的型腔内。（4） 分型面的选择应满足塑件的外观质量要求。在分型面处会不可避免地在塑件上留下溢流飞边的痕迹，因此分型面最好不要设在塑件光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处，以免对塑件外观质量产生不利的影响。（5） 分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。（6） 分型面的选择应有利于排气本次塑件的分型面选择在塑件外形最大轮廓处，这样有利于留模方式的选择，使塑件顺利容易脱模，保证了塑件的精度要求，同时满足塑件的外观质量要求，便于模具加工制造，这样可以减少塑件在合模分型面上的投影面积，可靠地锁模，避免涨模溢料现象的发生，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。本设计由于塑件的形状的限制，开模后塑件将留在动模上，则需在动模的一侧设置顶出装置。5.3 浇注系统设计 浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，设计合理以否对塑件的性能，尺寸，内外部质量及模具的结构，塑料的利用率等有较大影响。对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则。（1） 了解塑料的成型性能；（2） 尽量避免或减少产生熔接痕；（3） 有利于型腔中气体的排出；（4） 防止型芯的变形和嵌件的位移；（5） 尽量采用较短的流程充满型腔；（6） 流动距离比和流动面积比的校核；5.3.1主流道设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度降低和压力损失最小。（1）主流道的截面形式通常采用比表面积（表面积与体积之比）最小的圆形截面。在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，为让凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为26，过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气；锥角过小的话凝料会脱模困难。主流道的中心应尽量设在模内塑料在水平分型面的投影面积的形心处。锥孔内壁必须光滑，流道表面粗糙度Ra=0.4 m。（2）主流道较小端的直径d根据塑件重量，填充要求及所选的注射机规格而定，通常d = 28 mm，为了与注射机喷嘴相吻合，主流道的始端也应设计成球面凹坑状，球面半径R 根据注射机喷嘴球面半径确定。球面深度一般取3 5 mm或（1/32/5）R。主流道长度L 根据动模座板厚度确定，在能够实现成型的条件下应尽量短，以减少压力损失和塑料耗量。根据设计手册查得DUO 3550/900型注射机喷嘴的有关尺寸： 喷嘴前端孔径：d0 =5.5mm； 喷嘴前端球面半径：R0 = 45 mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系R = R0（12）mmd = d0（0.51）mm ，取主流道球面半径R = 20mm；取主流道的小端的直径d = 6 mm；取主流道的锥角为=4为了便于将凝料从主流道中拨出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为13，经过换算得到主流道大端直径D =19mm。 图5 主流道示意图 5.3.2分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。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。 （1）分流道的形状与尺寸。本次设计的塑料盆是采用自动脱凝料的三板模的模架，设计的分流道是开设在定模座板上，为了实现自动脱凝料，采用截面形式为梯形，通过脱料板的作用，使得流道的凝料可以自动脱出，而且梯形截面分流道加工也较容易，热量损失与压力损失均不大。 梯形截面分流道的尺寸可按下面经验公式确定 式中 b梯形大底边宽带，mm m塑件的质量，g L分流道的长度，mm h梯形的高度，mm计算可得 =0.265430mm h=2/330=20mm梯形的侧面斜角常取510 （2）分流道的长度。本次设计的塑料盆体积比较大，所以进胶方式采用通过三个点浇口进胶，设计所得分流道的长度L=270mm（3） 分流道的表面粗糙度。由于分流道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，因此分流道表面粗糙度要求不能太低，一般Ra取1.6um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。5.3.3浇口设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。大多数情况下，浇口为浇注系统中截面尺寸最小，长度最短的流道。浇口设计的位置，形状，尺寸直接影响塑件的质量和生气效率。浇口可调控熔体充模状态，形成理想的流态，顺序，迅速地充满型腔；可增大塑料熔体摩擦，使熔体升温，同时由于造成的剪切作用，令熔体黏度下降，产生加速度，更易充满模腔；封闭型腔，防止熔体倒流；便于浇口料与制件断离，残痕小，修整容易。浇口截面积约为分流道的0.030.09，长度约为0.5mm2mm。浇口形式有直浇口、侧浇口、点浇口和潜伏性浇口等。本次设计采用的浇口形式为点浇口。点浇口由于前后两端存在较大的压力差，可较大程度地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而型腔的充填，因而对于薄壁塑件诸如聚乙烯，聚丙烯等表现粘度随剪切速率变化敏感的塑料成型有利。点浇口的设计形式有许多种，本次采用的直接式，直径为2mm的圆锥形的小端直接与塑件相连，综合以上分析和考虑到制品和实际模具形状，浇口采用点浇口，位置在塑料盆底部的中心处，选在该位置不但模具简单，而且去除浇口的后加工操作也非常简单，提高了工作效率，也便于模具的机械加工，易保证浇口加工精度，试模时浇口尺寸易于修整。 图6 浇注系统简图5.4 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、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，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。对于由于排气不畅而造成型腔局部充填困难时，除了设计排气系统外，还可以考虑开设溢流槽，用于在容纳冷料的同时也容纳一部分气体，有时候采用这种措施是十分有效的。注射模通常有三种方式排气：（1） 利用配合间隙排气（2） 在分型面上开设排气槽（3） 利用排气塞排气在本塑件模具的设计过程中，利用配合间隙排气。利用推杆、型芯以及模板的配合间隙进行排气，其间隙为0.05mm，一般为0.030.05mm.5.5 成型零件工作尺寸的计算构成塑料模具模腔的零件统称成型零部件，决定了塑件的几何形状和尺寸，通常包括凹模，型芯，镶快，成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体料流的高压冲刷，脱模摩擦等。因此，成型零件不仅仅要有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，而且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。设计塑料模具成型零部件时，需要根据塑料性能，使用要求，几何结构，并结合分型面和浇口位置的选择，脱模方式及排气位置，这些因素考虑来确定型腔的总体结构。即根据塑件的尺寸，计算成型零件型腔的尺寸。并且还应该对关键的部位进行强度和刚度校核。5.5.1成型零件的结构设计模具中的成型零部件通常包括凹模，型芯，镶快，成型杆和成型环。本次设计的结构主要有凹模和型芯。（1） 凹模：也称型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按结构不同可分为整体上和组合式两种结构形式。整体式，是在整块金属模板上加工而成，其特点是牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹，但加工困难，热处理不方便；组合式，是指两个以上的零部件组合而成的，分为整体嵌入式，局部镶嵌式，底部镶拼式，侧壁镶拼式和四壁拼合式等组合式凹模，可简化复杂凹模的加工工艺，减少热处理变形，拼合处有间隙利于排气，便于模具的维修，节省贵重的模具刚。本次模具设计采用的方式为组合式中的，整体嵌入式。（2） 型芯：成型塑件内表面的零件称为凸模或型芯，也分为整体式和组合式。本次模具设计采用的方式也为组合式。5.5.2成型零部件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件型面的尺寸，如有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。任何塑件都有一定的几何形状和尺寸的要求，比如在使用中有配合要求的尺寸，则精度要求较高。在设计模具时，根据塑件的尺寸及精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的因素相当复杂，这些影响因素是作为确定成型零件工作尺寸的依据。在设计时，考虑塑件收缩率的影响，但是确定准确的收缩率是很困难的，因为所选取的计算收缩率和实际收缩率有差异，因此只能估计其收缩率；模具成型零件的制造误差影响，成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1/31/4，或取IT78级作为模具制造公差；模具成型零件的磨损影响，脱模时塑件对成型零件的摩擦磨损是主要的，为简化计算起见，凡与脱模方向垂直的成型零件表面，可以不考虑磨损；与脱模方向平行的成型零件表面应考虑磨损；模具安装配合的误差影响。(1).型腔的尺寸的计算图7 模具成型零件工作尺寸与塑件尺寸的关系查得文献得PP的收缩率S=1%2.5%，取其平均收缩率=（1%+2.5%）/2=1.75%=0.0175根据附表1精度等级选用。选6级精度。 图8 型腔示意图型腔径向尺寸塑件的基尺寸是最大尺寸，其公差为负偏差，如果塑件上原有的公差的标注与此不符，应按此规定转换为单向负偏差，因此，塑件的平均径