糖果盒盖模具设计

学生毕业论文（设计） 论 文 题 目 ： 糖果盒盖模具设计 作 者： XXX 指 导 教 师： XXX 所 学 专 业： XXXXXXXXXXXX 班 别： XXXXXXXXXXXX 学 号： XXXXXXXXXXXX 年 级： XXXXXXXXXXXXX 完 成 日 期： 201X - X - XX 目录 摘要 1 一、 前言 1 二 、 塑件的工艺分析 2 (一 )、 塑件模型的建立 2 (二 )、 塑件参数的设计 3 1、塑件 的工艺分析 3 2、塑件的收缩率、塑件的壁厚、脱 模斜度 3 3、 分型面 的 设计 4 4、 确定型腔数量以及排列方式 5 三、 塑料工艺参数的编制 6 (一 )、 塑件注射工艺参数的确定 6 1、 查表填写原材料的注射工艺参数 7 2、 查表填写塑件模塑的工艺卡 7 四、 模具的结构设计 8 (一 )、 浇注系统的设计 8 (二 )、 成型零件 的 设计 11 (三 )、 顶出机构设计 11 (四 )、 冷却系统设计 14 (五 )、 导向机构设计 17 (六 )、 排气系统设计 18 五、 注塑 成型设备的选择 18 (一 )、 计算塑件、浇注系统的体积 18 (二 )、塑件质量的计算 18 （三）、选择注塑机的类型和型号 19 六、 模架的选择及校核 20 七、 模具装配图和零件图 23 致谢 24 参考文献 24 摘要 本文是通过对 糖果盒盖进行 形状尺寸分析、 工艺分析以及工艺方案的确定；根据这些分析来进行注射 模具的设计，确定注塑方案和模具结构形式，工作零件设计与模架选择； 并对成型工艺等多方面分析，通过对 工艺计算 ，制定正确加工方案 ，并对模具的所有成型零部件进行验证及校核； 最后根据设计来进行选择注塑机以及绘制模具零件图和装配图。 关键词 注塑 模 成型工艺 形状尺寸 注塑 一、 前言 中国是制造业大国，产品是制造业的主体， 模具是制造业的灵魂， 模具的发展水平决定了制造业的发展水平 。 随着塑料的广泛使用直接带动了注塑模的飞速进步和发展。从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着世界的塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，塑料模具的发展 速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持上升的水平。 根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求 ；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化 由于塑模生产领域计算机应用的独特优势，以三维模型为基础的以 CAD/CAM/CAE 技术为代表的模具计算机应用的集成化生产模式获得了快速的发展和进步。模具 CAD/CAM/CAE技术的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。在欧美，模具CAD/CAM/CAE技术已成为模具企业普遍应用的技术。在 CAD的应用方面，已超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前 3D 设计已达到 了 70 89。 PRO-E、 UG、 CIMATRON 等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成 2D 设计，同时可获得 3D 模型，为 NC 编程和CAD/CAM/CAE 的集成提供了保证。应用 3D 设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。 CAE技术在欧美已逐渐成熟。在塑料模设计中应用 CAE 分析软件，模拟塑料的充模过程，分析冷却过程，预测成形过程中可能发生的缺陷。 因此，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具 。 1 二、塑件的工艺分析 (一 )、 塑件模型的建立 塑件 2D 如图 1所示 ： 塑件名称 糖果盒盖 材料 PS 厚度 上壁 2 侧壁 1 工件精度 5 图 1 塑件 3D如图 2所示 2 (二 )、 塑件参数的设计 1、塑件的工艺分析 （ 1）、塑件的质量，不仅与模具结构和成型工艺参数有很大的关系，而且还取决与塑件本身和结构设计是否符合工艺要求。 该塑件规定 采用 PS材料， 化学和物理特性大多数商业用的 PS都是透明的、非晶体材料。PS 具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。 密度为 1.04g/cm3。 典型用途 产品包装，家庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。 （ 2）、 塑件的尺寸分析 这里 尺寸是指塑件的总体尺寸，而不是指避厚，孔径等结构尺寸。塑件的尺寸精度是指所获得的塑件与产品图中的尺寸行使程序，即所获得的尺寸的准确度。 塑料 尺寸 的大小与塑料的流动性有关。注射成型的塑件 尺寸 还要受到注射机的注射量、锁模力和模板 模板 尺寸 的限制。 （ 3）、 塑件的精度分析 根据使用要求确定 尺寸 公差，一般配合部分 尺寸 精度高于非配合部分 尺寸 精度。该工件精度为 5，该标准塑件尺寸公差的代号为 M5 公差等级为 5级。 （ 4） 、塑件 的 表面粗糙度分析 塑件的外观要求越高，表面粗糙度值越低。塑件表面粗糙的高低，主要取决于 模具 型腔表面粗糙度 。一般 来 模具表面 粗糙度值 比塑件 的粗糙度值 低 12级。塑 件的表面粗糙度可参照 GB/T14234-1993塑料件表面粗糙度标准 选取， 一般 Ra1.60.2um之间， 而 PS 的粗糙度值 为 Ra3.2。 2、塑件的壁厚、塑件的收缩率、 脱 模斜度。 塑件 壁厚 大小主要取决于塑料品种、制品大小以及注塑工艺条件。热塑性塑料易于成型薄壁制品，壁厚可小至 0.25mm，但一般不宜小于 0.60.9mm，常选取 24mm。 塑件要求厚 度：上 外壁 2， 侧壁为 1。 查表可得 PS的收缩率为 1.0060。， PS的脱 模斜度为 35 1。 3 3、分型面 的 设计 为将塑件从密闭的模腔内取出，以及为了安放嵌件或取出浇注系统等，必须将模具分成两个或几个部分，一般将分开模具能取出塑件的面称为分型面。分型面的选择是一个比较复杂 的问题，因为它受到塑件的形状、壁厚、尺寸精度、表面粗糙度、嵌件位置几其形状、塑件在模具内的成型位置、顶出方法、浇注系统的设计，模具排气，模具制造及操作等各种因素的影响。因此，在选择时要认真分析、综合比较，从几个方案中找出一个比较合理的方案。 分型面是模具动模和定模的结合处，在塑件最大形处，是为了塑件和凝料取出而设计的。分型面的方向尽量与注塑成型机开模方向垂直的方向，特殊情况下采用与注塑成型机开模方向平行的方向。 分型面有单分型面和双分型面之分。 分型面选择的原则：分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处；分型面的选 取应有利于塑件的留模方式，便于塑件顺利脱模 ，一般都应尽可能留在动模部分 ；保证塑件的精度要求；满足塑件外观的要求；便于模具的制造；减少成形面积；增强排气效果。 由于本产品的分型面简单，所以采用单分型面。分型面如图 3所示 图 3 4 4、确定型腔数量以及排列方式。 本产品是要大量生产，设计是采用多型腔注射模具的，所以采用了一模两 腔的方式。多型腔模具 型腔的分布有平衡式排布和非平衡式排布两种，其中平衡式排布的要求是 从主流道到各 个型腔分流道的长度、 形状、 断面尺寸分布对称性对应相等 ，可实 现各型腔均匀进料和达到同时充满型腔的目的；而非平衡式与之相反，一般以 平衡式排布 。 排布如图 4所示。 图 4 5 三、塑料工艺参数的编制 （一）、塑件注射工艺参数的确定 （ 1）、查表填写原材料的注射工艺参数 （以下参数是根据注塑模具设计表 1-1） ABS 注射机类型 螺杆式 螺杆转速 /(r/min) 3060 喷嘴 形式 直通式 温度 /oC 170180 料筒温度/oC 前段 150170 中段 165180 后段 180200 模具温度 /oC 5080 注射压力 /Mpa 60100 保压压力 /Mpa 5070 注射时间 /s 2090 保 压时间 /s 05 冷却时间 /s 20120 总 周期 /s 50220 6 塑 料 项 目 （ 2）、查表填写塑件模塑的工艺卡 塑料注射成型工艺卡 资料编号 车 间 共 页 第 页 零件名称 椭圆瓶 盖 材料牌号 ABS 设备型号 装配图号 材料定额 每模件 数 零件图号 单件重量 4.54 g 工 装 号 材料干燥 设备 温度 /C 8085 时间 /h 23 料筒温度 (C) 后段 /C 180200 中段 /C 165180 前段 /C 150170 喷嘴 /C 170180 模具温度 /C 5080 时间 注射 2090 保压 05 冷却 20120 压力 注射压力 /Mpa 60100 背压 /Mpa 后处理 温度 /C 70 时间定额 辅 助 /min 时间 /h 24 单件 /min 检验 编制 校对 审核 组长 车间主任 检验组长 主管工程师 7 四、模具的结构设计 （一）、浇注系统的设计 浇注系统是指模具中从 喷嘴 开始 到型腔 为止 的 塑料熔体的流动通道。它的作用是将 塑料溶体 顺利地充满到型腔的各个深处，并在填充及 凝固过程中 ，将注射压力 传递到 型腔的 各个部位，以获得外形清晰 的内在质量优良的 塑件。 浇注系统 其组成部分有：主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分。 注射模浇注系统的组成如 图 5所示。 图 5 浇注系统 的设 计是注塑模设计的一个很重要的环节，它对注塑成型的效率和塑件质量都有直接的影响，因此，在设计 浇注系统 时必须注意几项 原则 。 1. 了解塑料的成 型特性 ； 2. 防止型芯和塑件的变形 ； 3. 排气良好 ； 4. 减少流程及塑料消耗 ； 5. 修整方便，保证塑件外观质量。 主流道是指从 喷嘴 起至分流道入口处止的一段通道，它与注塑机 喷嘴 在同一轴心线上，熔料在主流道中并不改变方向 。主流道是熔体最先经流模具的部分，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和压力损失最小。其作用是其截面尺寸直接影响到塑件的流动速度和填充 时间 。 8 为了便于塑料从主流道中拉出，主流道设计成 圆锥 形，其 锥 角 a=2 6 ,内壁粗糙度Ra应为 0.36，主流道大端处呈圆角，其半径常取 r=13mm，以减小料流转向过度时的阻力。主流道要和注塑机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径 R2=R1+（ 12mm），其小端直径 d1=d2+(0.51mm)，凹坑深度常取 35mm.所以需 对塑件的成形过程及对选用的模架分析，选择主流道。 其衬套的固定 用定位圈配合固定在模具的定模座板上。 主流道 衬套 和 注塑机喷嘴的配合如 图 6所示。 图 6 分流道是指主流道 与浇口之间 的部分，是指塑料熔体从主流道进入多腔模的各个型腔多处进料的通道，起分流和转向的作用。分流道的要求是塑料 熔体 在流动中热量和压力损失最小，同时是流道中的塑料量最小。 分流道的长度应尽量可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗。常用的分流道的截面形状有圆形、梯形、 U形、和六边 形等。流道的截面积越大，压力的损失越小；流道的表面积越大，热量的损失越小。可知截面形状为圆形的分流道热量损失小、流动阻力小、效果最佳。 圆形截面分 流道 的直径一般在 212mm 的范围内变动，但对多数塑料来说，分流道直径在 56mm以下时，对流动性影响较大。 ABS的流动性属于中等，受温度变化较大，分流道直径取 5mm。分流道表面粗糙度一般为 1.25 即可，分流道只设计在型腔的一面， 故采用截面形状为 对半 圆形的分流道。 对半圆分流道其深度为 0.45d=0.45 5=2.25mm。 9 分流道 如图 7所示。 图 7 浇口 是指流道末端与型腔之间的细短通道， 亦称 内浇 口， 它是浇注 系统中断面尺寸最小且最短的部分 。其作用是：浇口通过截面积的突然变化，使分流道送来的塑料熔体提高注射压力，使塑料熔体通过浇口的流速有一突变性增加，提高塑料熔体的减切速率，降低黏度，使其成为理想的流动状态，从而迅速均衡地充满型腔。对于多型腔模具，调节浇口的尺寸，还可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的 ； 浇口还起着较早固化、防止型腔中熔体倒流的作用 ； 浇口通常是浇注系统最小截面部分，还有利于在塑件的后加工中塑件与浇口凝料的分离。 设计里使用侧浇口，侧浇口又称边缘浇口，一般开在分型面上，从塑件侧面进料。它方便的调整 冲模的剪切速率和浇口封闭时间，因此国外称之为标准浇口，它是广泛使用的浇口形式。侧浇口使用于一模多件，能大大提高效率，减少浇注系统的消耗量。侧浇口是典型的矩形浇口，一般取宽 1.55mm，厚 0.52mm，长 0.72mm。 冷料穴 是用来储藏注塑间隔期内由于喷嘴端部温度低造成的冷料，因冷料进入型腔会影响塑件质量。注塑模的 冷料穴 ，一般都设置在主流道的末端，即主流道正对面的模板上，直径宜稍大于主流道大端直径，以利于冷料流入。 冷料穴 并非所有注塑模都需要开设。有时由于塑料的性能和注塑工艺的控制，很少产生冷料，或是塑件 要求不高，以及模具本身结构即浇注系统的不同形式，可以不设置 冷料穴 。 10 （二）、成型零件 的 设计 构成模腔的 成型零件 包括 型腔和型芯 以及各种活动镶件 等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与制品间还要发生摩擦。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。 (1）型腔 型腔是成型塑 件制品外表面的主要零件，按其结构不同，可分为整体式和组合式两类 。所以，此处采用式 组合式 凹模。 型腔设计见 凹模零件图附件 (2）型芯 型芯是成型塑件内表面的零件。主要有主型芯和小型芯。对于简单的容器，如壳、罩、盖之类的塑件，成型其主要部分内表面的零件称主型芯，而将成型其他小孔的型芯称为小型芯或成型杆。按结构主型芯可分为整体式和组合式两种。此处采用组合式。 型 芯 设计见凸模零件图附件 (三 )、顶出机构设计 在塑料成型模具中 ,完成将塑件从模具型腔或 型芯 上完整的取出的装置称为 顶出机构 ,即脱模 机构 。 顶出机构 一般由顶出、复位和顶出导向等三大零部件组成。 顶 出机构的设计规则： 1、尽量设法使塑件留于动模 ； 2、保证塑件 不变形不损坏完整脱出 ； 3、尽量不损坏塑件的外观 ； 4、结构 可靠； 5、 每副模具的推杆的直径相同，方便加工； 6、 塑件推出模具 10mm 左右，对型腔斜度较大者，顶出塑件深度 2/3即可。 11 顶出 力的计算： 将 塑 件从 抱 紧 的芯上推出所需克服的阻力 称为脱 模力。 脱 模力主要是由于塑件收 包 紧 型芯而造成的塑件与型芯的摩擦阻力，而 对 于不 带 通 孔的壳体类 塑件，脱 模 时 ，大 气压力 也是 脱 模阻力的一大 组 成部分，而本次设计有通孔，故可不计 大 气压力 。单个塑件所需的脱模力为： Ft=AP（ cos -sin ） =0.013x1.2x107x(0.2-0.017) =28548 N 所以 两 个塑件所需的脱模力 为 57096N 式中： Ft 脱 模力（ N）； 塑料 对 模具 钢的 摩擦系 数，约为 0.1 0.3,此处 取 0.2 脱模斜度， 为 30 1，此处取 1； A 塑件包容型芯的面 积 （ m2 ）； P 塑件 对 型芯 单 位面 积 上的包 紧 力，一般情 况 下，模外冷 却 塑件 P约 取 (2.4 3.9) 107Pa；模 内冷却 的塑件 P约 取 (0.8 1.2) 107 Pa。 推出机构的 类 型 分为一级顶出机构、二级顶出机构。 其中 一级顶出机构 又可分为 顶杆顶出机构、顶管顶出机构、推板顶出机构、顶块顶出机构、气压顶出机构、成型镶件和型腔顶出。 本次设计是使用单分型面，且塑件可一次推出， 所以采用一级顶出机构中的顶杆顶出机构 。 顶杆顶出机构 是 顶出机构 中最简单、最常见的一种形式。 由于顶杆截面多为圆形，制造、修配方便、顶出效果好， 因此在生产中广泛应用 。 有于设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，容易达到推杆与模 板或型芯上推杆孔的配合精度，推杆推出时阻力小，推出动作灵活可靠 。而推出零件固定板即推杆固定板 ，则与推杆一起运动，将塑件顶出型芯。 12 单个塑件推杆的根数及直径可通过以下公式计算并校核。 D=K64F脱（ uL） 2/N 2E 0.25 式中： D 推杆直径， mm； K 安全系数，可取 1.4 1.8,此处取 1.6； F脱 脱模力， N； u 摩擦系数，一端固定时 u为 0.7，两端固定时 u为 0.5，此处取 0.7； L 推杆长度， mm； N 推杆根数； E 稳定系数，此处取 5 106。 若 N为 2，则 D=K64F脱（ uL） 2/N 2E 0.25 =1.6 64 28548（ 0.7 128） 2/2 3.142 5 106 0.25 =4.6mm 所以本设计中推杆直径采用 5mm符合要求。 若 D为 5，则 N= 64F脱（ uL） 2/(D/K)4 2E =64 28548（ 0.7 128） 2/(5/1.6)4 3.142 5 106 =1 所以本设计中单个塑件所需的推杆根数为 2符合要求，所以总共有 4根推杆。 推杆应力校核： = 4K2F脱 /D2N =4 1.62 28548/62 2 3.14=1293N/cm2。 而推杆的许用应力为 32000 N/cm2。故符合要求。 13 推出机构的导向与复位 为 了保 证 推出机构在工作 过 程中 灵 活、平 稳 ，推出机构需要 设计导 向 装 置；而在每次合模后，推出机构要回到原 来 的位置上，以 组 成完整的型腔，推出机构需要 设计 复位 装 置。 导向机构可以保证推板在座板 和动模垫板之间的推出和复位，防止推板的重量全由推杆来承受而使推杆变形和折断。 设计复位装置是因为推出机构在开模推出塑件后，为下一次的注射成型座准备，以便恢复完整的模腔。复位装置的类型有复位杆复位装置和弹簧复位装置。本次设计采用复位杆复位装置。 (四 )、冷却系统设计 模具冷却装置的设计与使用的的冷却介质、冷却方法有关。冷却介质最普遍的是用水冷却，因为水的热容量大，传热系数大，成本低廉。 冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热量，使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的 温度范围内，并且要做到使冷却介质在回路系统内流动畅通，无泄留部位。 （ 1）、冷却回路所需的总表面积计算 冷却回路所需总面积可按下式计算 A=Mq/3600 ( 1- 2) 式中 A 冷却回路总表面积， 2m M 单位时间内注入模具中树脂的质量， kg /h ； q 单位质量树脂在模具所内释放的热量， J kg， q 值查表得 4 105J kg ； 冷却水的表面传热系数， W /( 2m k) ； 1 模具成形表面的温度， C ； 2 冷却水的平均温度， C 。 14 （ 2）、冷却水的表面传热系数 可以以下公式计算 = (pv)0.8/d0.2 式中 冷却水的表面传热系数， W /( 2m k) ； 冷却水在该温度下的密度， kg/ m3 ； v 冷却水的流速， m/s ； d 冷却水孔直径， m ； 与冷却水温度有关的物理系数。 经查表及计算可得 , 单位时间内注入模具中树脂的质量 M 为 77.76 kg /h，模具成形表面的温度 1 为 50 C,冷却水的平均温度为 25 C, 冷却水在该温度下的密度 为 1000 kg/ 3m ，冷却水的流速 v 为 2m/s, 冷却水孔直径 d 为 0.006m, 为 7.95。 所以 = ( v)0.8/ d0.2 =7.95 X (1000 X 2） 0.8/0.0060.2 =9673 W /( 2m k) A (77.76 X 4 X 105)/3600 X 9673 X (50-25) 0.0357 2m 3）、冷却回路的总长度计算 冷却回路总长度可用下式计算 L =1000A/ d =1000x0.0357/3.14x6 =1.895 m 在设计和制造冷却系统的时候一般大于理论数值就可以了 ,而无需按照计算出来的尺寸来制造。 15 在设计冷却系统时，应遵循以下原则 ： 经验算，冷却水道的的直径能满足冷却要求。 16 序号 原则 简图及说 明 1 冷 却 水道可 设计成单回 路或多回路 冷 却 水道必 须 是一 个 回路，使水道中的水循 环 。 当 水 道较长时 ，随着 水 温 的升高，模具的 温 度不均 匀 ，可 设计成 多 个 回路 2 冷 却 水道 应尽量多、截面尺寸应尽 量大 图 a的冷 却 水道 为 五 个 ，直 径较 大，型腔的表面 温 度 较 均 匀 ， 温 度在 6060.5 C之间；图 b的冷 却 水道 为两个 ，直 径较 小，型腔的表面 温 度不均 匀 ， 温度在 53.33 58.38 C 之间 3 冷 却 水道与型腔表面 之间 的距离 应尽 量相等 当 塑件壁厚 较 均 匀时 ，冷 却 水道与型腔表面 之间 的距离 应 相等； 当塑件壁厚不均 匀时 ，厚的地方，冷 却 水道与型腔表面 之间 的距离 应近些，冷 却 水道的 间 距也 应 小些。冷 却 水道的孔 边 与型腔表面 之间 的距离一般 应 大于 10mm，常用 1215mm 4 冷 却 水道的入口宜 选在浇 口附近 塑料熔体在填充型腔 时 ，模 具的 浇 口处 是最 热 的部分，距 浇 口越 远 的地方温 度越低， 为 了得到等 温 的型腔表面，冷 却 水的入口宜 选在浇 口附近，出口 选在 熔体流 动 的末端 5 冷 却 水道的出、入 口温 差 应尽量小 图 a 的冷 却 水 道较长 ，其出、入 口温 差 会 加大； 图 b 的冷 却 水 道较 短，其出、入 口温 差 会减 小。 为 了 减 小出、入口的 温 差，必要 时 ，要在模具上 设 置多 对 冷 却 水道的出口和入口 （五）、导向机构设计 为 了保 证 注射模的准确 开 模和合模，注射模具必 须设置导 向机构。合模 导 向机构主要有导 柱和 锥 面定位 两 种形式 。 本次设计采用导柱定位 的 形式。 导 向机构作 ： 定位作用 模具合模 时 ， 导 向机构可以保 证动 模和定模的位置正确，以便使型腔的形 状 和尺寸精确；另外， 导 向机构在模具的 装配过 程中也起定位作用，方便模具的 装配 和 调 整。 导 向作用 合模 时 ，模具的 导 向零件首 选 接触，引 导动 、定模准确合模，避免由于某种原因，使得型芯或型腔 错误 接触而造成的 损 坏。 承受一定 的测 向 压力 塑料熔体是以一定的注射 压力 注入型腔的，型腔的各 个 方向都承受压力 ，如果塑件是 非 对称结 构或模具 设计成 非平衡 进 料形式，就 会产 生 单边的测 向 压力 ， 设置导 向 结 构可以承受一定 的侧 向 压力 。 设计导柱导向机构式必须注意： 1. 导柱应 合理均 匀 地分布在模具分型面的四角， 导 柱至模具的尺寸 来选 取 ，关于导 柱的直径 的 选 取和布置的位置可 参考标 准模 架来选 取。 为 了不使模具在 装配 或合模 时将 方向搞错 ， 导 柱的布置方式常采用等直 径导 柱 不对称 布置或不等直 径导 柱的 对称 布置方式 2. 导 柱的 长 度 应 比型芯端面的高度高出 6 8mm，以免在 错误 定位 时 ，型芯 进 入凹模型腔相碰而 损 坏。 3. 导 柱 设 置在 动 模一 侧 可以起到保 护 型芯及塑件 脱 模 时 ，支 撑推 件板的作 用， 设 置在定模一 侧 可以起到方便塑件 脱 模支 撑浇 道板的作用，在 设计 中， 应根 据具体情 况 ， 来选择导柱的 设 置，但一般 设 置在 动 模一 侧 。 4. 导 柱的 导 滑部分的配合 为 H8/f7， 导 柱、 导 套固定部分的配合都按 H8/f7 5. 除了在 动 模和定模 之间设置导 柱， 导 套以外 ，还 需要在推板与 动 模座 之间设置导 柱、 导套，以保 证 推板的 顺 利推出。 17 （六）、排气系统设计 当 塑件熔体充填型腔 时 ，必 须顺 序地排出型腔及 浇 注系 统内 的空气及塑料受 热 而 产 生的气体。如果气体不能被 顺 利的排出，塑件 会 由于填充不足而出 现 气泡、接 缝 或表 面轮 廓不清等缺 点 ；甚至固气体受 压 而 产 生高 温 ，使塑料焦化。 注射模的排气通常采取以下四种方式： 1. 利用配合 间 隙排气； 2. 在分型面上 开设 排气槽排气； 3. 利于排气塞排气； 4. 强 制性排气 本 设计 采用利用配合间隙排气 五、注塑成型设备的选择 （一）、计算塑件、浇注系统的体积 根据画出来塑件的 三维模型 图 ，利用 CAD软件的 查询 /面域 /质量特性可以查询 到塑件的体积为 V 塑 =10.4616450，取 值 10.461cm3。而浇注系统的体积 应 为塑件的 0.6 倍，所以浇注系统的体积为 V 浇 =0.6 10.461cm3=6.275cm3 。又由于是一 模 两腔 结构，故一次注射 所需地塑料为 V V塑 Ni V浇 10.461 2 6.275=27.198cm3。 （二）、塑件的质量 计算 本产品采用 PS材料，其密度为 1.04-1.06g/cm3，此处取密度为 1.04g/cm3。则一个塑件的质量 M1 V塑 1.04 10.461 10.87g。而一次注射所需塑料地总质量为 M2 V1.04 27.198 28.285g。 18 （三）、 选择注射机的类型和型号 注射成型机是成型热塑性塑料的主要设备，其类型和规格和多，分类方法也很多。 本设计根据塑件的形状，取一模四件的模 具结构，同时结合现有的相关成型设备和注射的塑 件的质量，选择卧式螺杆式的注射成型机设备，查 注塑模具设计表 3-1选择 螺杆注射机的型号为： J54-S200/400 的国产注塑机。 该注射机的主要技术参数如下表所示 ： 额定的注射量 / cm3 200400 螺杆的直径 /（ mm） 55 注射压力 /MPa 109 注射行程 /mm 160 注射方式 螺杆式 锁模力 /KN 2540 最大成形面积 / c 645 最大的开合模行程 /mm 260 模具最大厚度 /mm 406 模具的最小厚度 /mm 165 喷嘴圆弧半径 /mm 18 喷嘴孔直径 /mm 4 模板尺寸 /mm 532 634 19 六 、模架的选择及校核 模架是设计、制造塑料注射模具的基础部分。 经过对塑件的成型特点及型腔数目等的分析，本次设计采用龙记 /LKM 大水口模架，规格为 2330，型号为 AI 型。其中A 板为 60， B 板为 35。 （一）、 注射机最大注射量校核 塑件连同浇注系统凝料在内的重量一般不应大于注射机公称注射量的 80%，注射机多以公称容量来校核 在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量，应为制件和浇注系统两部分容 量之和，即 V nV1 V2 式中： V 一个成形周期内所需注射的塑料容积（ cm3）； n 型腔数目； V1 单个塑件的容量（ cm3）； V2 浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量（ cm3）。 V2 0.6 V1 故有 V nV1 V2 0.8 Vg 式中： Vg 注塑机额定注射量（ 400cm3）。 V nV1 V2 2 27.198 0.6 27.198 70.7148 cm3 V 70.7148 cm3 0.8 400=320 （ 满足要求 ） 20 （二）、注射压力的校核 注射机的公称压力要大于成型 的压力， 即 P 公 P 注 式中 P 公 注射机的最大注射压力 ； P 注 塑件成形所需的实际注射压力； P 注 = KP0； K-安全系数 ,常取 K 为 1.25 1.4，此处取 1.3； P0 成型时所需的注射压力 P0；在实际生产中 P0 通常取 70 100MPa 范围，此处取 80MPa。 根据注射机的类型，可得注射机最大注射压力为 109 MPa，又塑件成形所需的实际注射压力P 注 = KP0 1.3 80 104 MPa 故可知 P 公 =109 MPa P 注 =104 MPa，满足要求。 （三）、 锁模力的校核 由于高压塑料熔体充满型腔时会产生一个很大的推力，这个力应小于注射机的公称锁模力，否则将产生溢料现象，即： F锁 pA分 式中： F锁 注射机公称锁模力（ N） ,查表得 F锁为 2.54 106 N； p 注射时型腔内注射的压力，它与塑料品种和塑件有关（ MPa）查表得 p 为30 MPa； A分 塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和（ m3） 。 流道凝料（包括浇口）在分型 面上的投影面积为 A2，在模具设计前还是个未知数，根据多型腔的统计分析， A2 是每个塑件在分型面上的投影面积 A1 的 0.20.5 倍，因此可用0.35A1来进行估算，所以 A分 nA1 A2 nA1 0.35 A1 0.037 m2 F= pA分 30 106 0.037 1.11 106 N F锁 2.54 106 N 故满足要求 21 （四）、模具安装部分得尺寸校核 （ 1） 、喷嘴尺寸 注射机的喷嘴头部的球面半径 R1 应与模具主流道始端的球面半径 R2 吻合，以免高压熔体从缝隙处溢出。一般球面半径 R2 应比喷嘴头半径 R1 大 1 2mm，否则主流道内的塑件凝料无法脱出。 此模具 主流道始端的球面半径 R=20mm注射机的喷嘴头部球面半径 R 18mm， 因此符合要求 （ 2） 、定位圈尺寸 为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，模具定模板上的定位圈或主流道衬套与定位圈的整体式结构的外尺寸应与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合 ，同时其大端的圆盘凸出 定 模端面高度 510mm。本次设计模具定模板上的定位圈直径为 60mm，与所选注射机固定模板上的定位孔呈较松动