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摘要伴随着现代工业的发展，模具的用途也是越来越多，而塑料模作为模具的一种，其用途也在日益的扩大。注塑模约占了塑料模的半壁江山，在工业与日常生活中的地位也显而易见。本课题主要是对日常多余零钱的一个储存筒的注塑模设计，改塑件的材料为工程级别的尼龙 PA。通过对塑件的使用要求和工艺分析从而设计出一套塑料注塑模。本次设计从塑件的工艺性，成形工艺，成型方案确定，以及尺寸计算等方面设计出以下的塑料注塑模。通过画装配图、零件图，进一步系统深化 CAD 熟练程度，加深了对模具各个零件的认识。关键词：硬币筒，注塑模，PA目录1.塑件分析 .11.1 功能分析 .11.1.1 尺寸精度分析 .11.1.2 表面质量分析 .12.成型工艺分析 .22.1 塑件选材 .22.2 成形工艺参数（数据来源 moldflow 模流分析）： .23.模具结构设计 .33.1 分型面 .33.2 型腔布局 .33.3 浇注系统 .33.3.1 主流道 .43.3.2 分流道 .43.3.3 浇口 .43.3.4 冷料穴 .43.4 推出机构 .53.5 模架类型的选择 .53.6 冷却系统设计 .53.7 排气系统设计 .63.8 开模顺序设计 .63.8.1 浇注系统的推出方式 .63.8.2 开模运动的控制方式 .64.模具尺寸计算与注塑机选择 .74.1 型芯型腔结构设计与尺寸计算 .74.2 模具结构尺寸计算 .84.3 初选注射机 .94.3.1 注塑量的计算 .94.3.2 锁模力 .94.3.3 注塑机的选择 .94.4 其他尺寸计算 .104.4.1 浇注系统尺寸计算 .104.5 校核注塑机 .104.5.1 开模行程 .104.5.2 最大注射量的校核 .114.5.3 锁模力的校核 .114.5.4 注射压力的校核 .115.模具图绘制 .126.总结 .147.致谢 .1501.塑件分析本塑件（图 1-1）是一个家用收纳的简单筒状容器。用来存放诸如硬币，纪念币之类的币装物品。同时因为结构原因，更容易多个容器同时整齐的摆放在一个固定角落。 图 1-1，塑件图1.1 功能分析1.1.1 尺寸精度分析该塑件是一个类筒状制件，尺寸中等 27X 80，结构简单。可以大批量的生产。尺寸精度为 MT7，精度不高。加工要求相对简单。1.1.2 表面质量分析本塑件是筒状储存筒，材料是为工程级别的尼龙 PA。筒件四壁的厚度均为 1mm，底端的厚度为 1.5mm。外观高度 80mm。表面要求：该塑件要求外观光洁，而内表面无特殊要求。塑件的要求不高，所以影响塑件质量的主要因素是塑料的收缩性。而本次所用尼龙为 PA6（聚酸胺 6），收缩率在 0.5-2.2。脱模斜度为 40-150。这里设计取值1。注：以下图中未表现出脱模的斜度。12.成型工艺分析2.1 塑件选材PA 加工前需要保持干燥状态，因为 PA 易吸水,原材料越干燥，制品的光泽度就越好。PA 具有一个相对固定的熔点，到达一定的温度之后就会快速融化。不像其他塑料会随着温度的升高而逐渐融化。PA 在熔融状态下的时候，稳定性极差容易降解，所以注塑温度不宜超过 300，且注塑加热状态时间不宜超过 30 分钟，PA 对温度要求比较高，所以在注塑的时候要注意控制温度。并且注塑时间不宜过长，应该维持在 5 分钟左右，使用高速注射。2.2 成形工艺参数（数据来源 moldflow 模流分析）：充填时间，= 0.5000 s射出体积确定， = 自动冷却时间， = 20.00 s速度/压力切换方式 = 自动保压时间 = 10.0000 s螺杆速度曲线(相对):% 射出体积 % 螺杆速度-0.0000 100.0000100.0000 100.0000保压压力曲线(相对):保压时间 % 充填压力-0.0000 s 80.000010.0000 s 80.000020.0000 s 0.000023.模具结构设计3.1 分型面无论是设计什么样的塑件，采用什么样的模架，首先需要确定的是先却确定分型面，而模具的结构也都是取决于分型面的选择。而分型面一般有三个选择，方案 A 将分型面取在塑件在定模的那一侧，也就是顶部部位。方案 B 取在塑件的中部，但是这种方式适用于上下对称且中间小两边大的塑件。方案 C 取在底部，这个既能保证塑件的质量也能比较容易去处飞边及毛刺。所以此次选择方案 C 具体如下图示 3-1；A B C图示 3-1 分型面示意图3.2 型腔布局考虑到塑件的批量制造而要的生产力要求，为了提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，所以设计型腔数为一模四腔，也考虑到浇注系统流道的行程相同故采用左右平衡布置。如图示 3-2；图示 3-2 型腔示意图3.3 浇注系统塑料模的浇注系统分为四个部分，浇口，主流道，分流道，冷料穴组成。考虑到塑件的外观要求，生产时产生的熔接痕以及浇注时气体的排出和流道的流程，所以浇口采3用点浇口，模具采用双分型面结构三板模，模具制造成本比较容易控制在合理的范围内。3.3.1 主流道1）主流道的轴线一般都在模具的中心位置，而一般的塑料模的模腔分布也都是以此轴线为中心而对称布置。轴线垂直塑料模板。注塑的流道为正圆形锥状，这样设计的目的也是为了浇注系统能够容易的从浇注系统中取出。浇口套的端部应该正好与分型面重合。不然将会对模具的合模产生严重的影响。衬套如图 3-3 所示； 图示 3-3 衬套3.3.2 分流道本设计采用圆型断面分流道，切削加工在两块块模板上，加工容易实现，且表面积不大，热量损失和阻力损失不太大。取 PA 的分流道直径为 5mm3.3.3 浇口根据塑件的外观要求及型腔分布情况，选用浇注系统中图所示的上侧点浇口。从塑件的顶部中部进料，去除凝料时会在塑件的外壁留下小的浇口痕迹，不影响塑件的外观。3.3.4 冷料穴采用球形冷料井，如图所示，将其设置在主流道的末端，起到冷料穴的作用，冷料穴如图示 3-4 所示；冷料穴4图 3-4 浇注系统示意图3.4 推出机构由于此次塑件为筒状结构且塑件的壁厚为 1mm，所以推出方式不选择推件板推出而是选择推杆推出。推杆推出的结构非常简单，塑件推出也是十分稳定。虽然顶部可能会有轻微的推出痕迹，但是处于内部，不影响塑件的外观及稳定。推出机构如图示 3-5 所示；图 3-5 推杆示意图3.5 模架类型的选择由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，在根据成型零件尺寸结合标准模架，选用形状细水口 FCI 型。3.6 冷却系统设计通过 moldflow 的模流分析，发现本塑件注塑是不需要加热即可完成注塑，所以本次设计时主要注重冷却的设计。凹模冷却水道采用直通式布置的单层式冷却回路，水道开设时注意避开安装在定模上的内镶块；型芯冷却同样采用管道冷却。冷却系统简单示意图，如图 3-6 所示;推杆水路5图 3-6 水路示意图3.7 排气系统设计不管什么样的注塑模具，都需要设计一个排气系统。如果没有排气系统的话，注塑时型腔内会因为有空气而产生烧焦，或者产生气泡。引起冲模不满。本塑件为小制件，完全可以通过模具间的间隙来实现排气。不需要再设计排气系统。3.8 开模顺序设计3.8.1 浇注系统的推出方式本次塑料模采用的浇注系统的掉落，是由两个部位同时作用的。一是开模时因为开闭器的作用 A 板先和水口板打开，由于面板上的拉料杆的原因浇注系统先和塑件断开。然后在开模过程中因为限位拉杆和开闭器的原因，水口板和面板分开。浇注系统将被从拉料杆上拉下。浇注系统掉落。根据后期安装需要，在模板上与模仁之间可加上螺钉用以连接。3.8.2 开模运动的控制方式开模运动，注塑完毕后，动模开始后退因为开闭器的原因所以 分型面先打开，动模继续后退，A 板随着动模一起向后移动直到因为限位拉杆的原因停止运动。然后开闭器锁紧水口板和面板先行分开导致浇注系统被从拉料杆上拉下，浇注系统掉落。动模继续后退，开闭器被拉开。分型面打开，因为塑件紧紧的包裹住型芯，所以塑件和动模一起后退直到动模碰到注塑机顶杆，然后塑件会被顶杆推出。塑件掉落开模结束。合模运动，动模前进，顶杆将会在弹簧的作用下先复位，动模持续前进然后复位杆先撞到定模。将推板复位到原先的地方。持续前进中面板和水口板相撞， 分型面闭合。之后开闭器重新闭合。64.模具尺寸计算与注塑机选择4.1 型芯型腔结构设计与尺寸计算4.1.1 型芯、型腔结构设计凹模（型腔）设计，采用整体嵌入式凹模，放在定模板一侧，主要是从节省优质模具钢材料、方便热处理、方便日后的更换维修等方面考虑的。凹模镶块的尺寸大小设计要考虑壁厚的刚度和强度校核。具体图形及尺寸如图4-1，4-2图示4-1型腔示意图图示4-2型腔示意图模（型芯）设计型芯结构设计采用组合式，可节省贵重模具钢，减少加工工作量。方便型芯的制作7安装、塑件的飞边去除以及塑件内部冷却水道的排布。如图示4-3。图 4-3 型芯示意图4.2 模具结构尺寸计算产品投影面积，S=676mm参考图示4-4，得到A=40，B=20，C=40，H=30，D=20，E=20.图示4-48图4-5为了保证模仁的足够的使用寿命，要取模仁厚度为一定值，默认厚度选取为20，具体数据选取参考图示4-5；根据图表计算得出A板定为130 B板定为70 C板定为130，模具大小为2030。4.3 初选注射机4.3.1 注塑量的计算通过moldflow的模流分析，得到要充填的体积=6.5549 cm3，计算出所需PA的质量为充填阶段制品总重量(不包括流道）= 6.6081 g；保压阶段制品总重量(不包括流道)= 7.0462 g4.3.2 锁模力本次的锁模力不是通过计算所得，通过moldflow的模流分析，得出最大锁模力 - 在充填期间=2.9792 tonne4.3.3 注塑机的选择本次塑件的体积约为6.6cm，质量约为7.1g。PA6的收缩率0.5-2.2.密度为1.14-1.15g/cm 。平均密度为1.14g/cm ，平均收缩率1.根据以上的结果，选用注塑机SZY300注射剂；9注射机具体参数如下：一次注射量/cm:320螺杆直径/mm:60注射压力/Mpa :77.5注射方式：螺杆式锁模力/KN :1400最大开（合）模行程/mm ：340模具最大厚度/mm :355模具最小厚度/mm:1304.4 其他尺寸计算4.4.1 浇注系统尺寸计算图4-6浇注系统示意图主流道锥度为2其余具体尺寸为见图示4-6；4.5 校核注塑机4.5.1 开模行程SH =a+b+c+(510）mm；a是限位拉杆限位距离；b是塑件推出距离；10c是优力胶压缩距离；H=100+80+15+5=300mm注塑机最大行程3403004.5.2 最大注射量的校核一般情况下，注塑机的最大注射量必须大于塑件所需的注塑量。模具生产时，制品所需的塑料体积应在注塑总体积的80%以内。国产的标准注塑机注射量均以（cm）表示。注射周期内，需要注射量应为制品和浇注系统两部分体积之和。即V=nVz+Vj0.8V gVj=5（100+502）=5cm+nV z=5+46.6=31.40.8V gV-成型周期内所需注射的塑料容积n-型腔数目Vz-单个制品的容量Vj-浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量4.5.3 锁模力的校核由于高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个注塑轴向很大的推力，这个力应该小于注塑机的锁模力，否则会产生溢料现象，即F锁 PA=30（676+1005）=352.8F锁 -注射机公称锁模力；P-注射时型腔的压力，与塑件的品种有关A-塑件和浇注系统在分型面的投影面积之和4.5.4 注射压力的校核一般制品的成型压力在40200MPa范围内。此处注塑压力取70MPa。注射机注射压力77.5MPa，符合要求。115.模具图绘制5.1 装配图绘制本模具是一模四穴细水口三板模，无垫板，无推件板。推杆推出。双分型面点浇口模具浇口位置位于上表面圆弧中心。表面要求：该塑件要求外观光洁，而内表面无特殊要求。塑件的要求不高，所以影响塑件质量的主要因素是塑料的收缩性。开模运动，注塑完毕后，动模开始后退因为开闭器的原因所以 分型面先打开，动模继续后退，A 板随着动模一起向后移动直到因为限位拉杆的原因停止运动。然后开闭器锁紧水口板和面板先行分开导致浇注系统被从拉料杆上拉下，浇注系统掉落。动模继续后退，开闭器被拉开。分型面打开，因为塑件紧紧的包裹住型芯，所以塑件和动模一起后退直到动模碰到注塑机顶杆，然后塑件会被顶杆推出。塑件掉落开模结束。合模运动，动模前进，顶杆将会在弹簧的作用下先复位，动模持续前进然后复位杆先撞到定模。将推板复位到原先的地方。持续前进中面板和水口板相撞， 分型面闭合。之后开闭器重新闭合。125.2零件图绘制本次模具零件图较多，具体图纸见附页；塑件技术要求：1.允许圆角为 R0.2mm；2.塑件公差等级为 MT7 ；3.塑件上表面不允许有毛刺和飞边；4.塑件上表面允许有推出痕迹型芯技术要求;1.除与塑件接触部分，其余部分表面粗糙度为 Ra1.6，型面需抛光 2.型芯材料：40Cr。零件制造公差等级为 IT83.零件热处理至 HRC55 型腔技术要求：1.零件材料 40Cr 2.零件热处理至 HRC553.除与塑件接触的面，其余面的表面粗糙度为 Ra0.84.冷却水道的布局参考装配图加工13总结通过本次的设计，通过老师对我们的指导，帮我们总结，找资料，构思以及各个环节的用心教导，让我对塑料模有了更进一步的认识，也感谢老师两个星期的全时间陪同指导
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