圆盒塑料模具毕业设计

本科生毕业设计题目带螺纹圆盒注塑模设计学生姓名学号专业班级指导教师完成时间2012年4月30日目录目录摘要ABSTRACT第一章诸论111塑料模具现状及发展趋势1111模具制造技术现状及其发展212塑件的结构设计4121功能结构设计4122工艺结构设计4123造型结构设计5第二章塑件的结构分析与成型工艺设计621塑件的结构分析6211塑件的外型分析6212塑件材料PS分析6213聚苯乙烯（PS）的性能和成型特点7214确定塑件收缩率9215壁厚的确定9216塑件的脱模斜度9217圆角的设计10218侧向活动镶件设计10219孔的设计122注射模设计与成形工艺1221注射模简介1222注射模组成123注射成形工艺12231注射成形前的准备12232注射过程12233塑料制品的后处理1424塑件的工艺分析14目录241注射成型原理15第三章塑料注射模具的结构设计1731注射模结构选取17311型腔数目的确定17312分型面的设计18313型腔的配置1932浇注系统的设计20321浇注系统的简介20322浇注系统的分类及组成20323浇注系统设计的原则20324主流道的设计20325分流道的设计22326浇口的设计2233弯销侧向分型与抽芯机构2434推出机构设计2535脱模机构的设计原则与选用2536合模导向机构设计2637导柱导向机构的设计2638排溢系统的设计2739成型零件的设计28391型腔结构设计28392凸模与型芯结构设计29393螺纹型芯和螺纹型环的结构设计30310成型零部件设计的计算依据323101成型零件的结构尺寸计算36311模具型腔侧壁和底板厚度的计算38312支撑零部件的设计40第四章塑料注射模其它设计4141选标准模架4142成型零件材料选用41目录43注射模钢种的选用4144最大注射压力的校核4245最大注塑量的校核4246塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核4247模具与注塑机安装部分相关尺寸校核4348开模行程校核449脱模力的计算4410模具冷却系统的设计454101冷却装置的设计原则454102冷却装置的选用464103冷却回路的计算46总结52参考文献53致谢54摘要I摘要本次毕业设计讨论了圆盒注塑模的模具结构及工艺设计。具体内容包括模具结构设计模具型腔数量和布局的确定、注射机选择、浇注系统设计、温度控制系统设计、模架及其标准件的选用、脱模及抽芯机构的设计、成型部件的设计；工艺设计注塑工艺、主要模具零件机加工艺及模具装配工艺设计。塑件是一个尺寸较大圆盒，有侧向外螺纹，需要设计侧向抽芯机构，增加了模具的复杂程度，是本次设计的一大重点。同时，因塑件较大，成型部件的设计中无法选用很多标准件，只能另外展开独立设计。最后的装配与公差配合要很好的达到要求对设计者也是一个很大难度的挑战。因此，设计过程中经过了多次计算和修改，使论文与设计达到预定的实用要求。关键词圆盒；注射模；侧向螺纹抽芯；工艺设计ABSTRACTIABSTRACTTHISPAPERINTRODUCEDTHEROUNDBOXSTRUCTUREANDTHEINJECTIONOFTHEDESIGNPROCESFROMTHECAVITYOFDETERMININGTHENUMBERANDLAYOUT,THEINJECTIONOFCHOICE,POURINGSYTEMDESIGN,TEMPERATURECONTROLSYTEMDESIGN,MOLDBASEANDTHESELCTIONOFSTANDARDPARTS,ANDSTRIPPINGOUTTHECOREDESIGN,SHAPINGTHEDESIGNOFCOMPONENTS,SUCHASINJECTIONOFJANUARY1STODIETHEDETAILSPLASTICPIECSOFALARGEROUNDBOX,ASIDEOFTHEFIELDTHREAD,THENEEDFORLATERALCOREPULLINGBODIESANDINCREASETHECOMPLEXITYOFTHEMOLD,THISIAKEYTOPAPERATHESAMETIME,BECAUSEOFLARGERPLASTICPARTS,MOLDINGCOMPONENTSINTHEDESIGNOFMANYCHOOSENOTMARKEDPIECS,CANONLYSTARTANOTHERINDEPENDENTDESIGNTHEFINALASEMBLYLINEWITHTOLERANCEANDGOODTOMETTHEREQUIREMNTISALSOAVERYDIFICULTCHALENGETHEREFORE,THEDESIGNPROCESTHROUGHANUMBEROFCALULATIONSANDMODIFIEDTOMETTHEPRESTPAPERSANDDESIGNREQUIREMNTSKEYWORDSKKKTHEROUNDBOXINJECTIONMOULD,LATERALCOREPULLINGTHREADSPROSESDESIGN带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）1第一章诸论1塑料模具现状及发展趋势111模具制造技术现状及其发展一现状模具的特点决定了模具工业的快速发展，模具制造水平是衡量一个国家机械制造业水平的重要标志。我国已经具备制造大型、精密、复杂、长寿命模具的能力。如硬质合金多工位级进模，步距精度0005MM,成形表面粗糙度达0401M,镶件的重复定位精度0005MM,互换性好,模具寿命达1亿冲次,具有自动冲切、叠压、铆合、扭角、计数分组和安全保护功能。又如大型的塑料模，重达10吨以上，尺寸精度为001MM,型腔RA01M,模具寿命达30万次以上。达到国际同类模具产品的技术水平。（二）发展状况（1）制造设备水平的提高促进模具制造技术的发展先进的模具加工设备拓展了机械加工模具的范围，提高了加工精度，降低了表面粗糙度，大大提高了生产效率。如数控仿形铣床、加工中心、精密坐标磨床、数控坐标磨床、数控电火花成形机、慢走丝线切割、精密电加工机床、三坐标测量机、挤压研磨机、激光快速成形机等。（2）模具新材料的应用促进模具制造技术的发展模具材料是影响模具寿命、质量、生产效率和生产成本的重要因素，目前我国模具寿命仅为发达国家的1/51/3，而其中材料和热处理原因占60以上。随着新型优质模具钢的不断开发（如65NB、LD1、HM1、GR等）以及热处理工艺和表面强化处理工艺的进一步的完善和发展，（如组织预处理、高淬低回、低淬低回、低温快速退火等热处理工艺以及化学热处理、气相沉积、渗金属、电火花强化等新工艺、新技术）。都将极大地促进和提高模具制造技术的快速发展。带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）2（3）模具标准化程度的提高促进模具制造技术的发展模具的标准化程度是模具技术发展的重要标志，目前我国的标准化程度约占30，而发达国家为7080，标准化促进了模具的商品化，商品化推动了模具生产的专业化。从而提高模具制造质量，缩短制造周期，降低制造成本，也促进新材料、新技术的应用。（4）模具现代设计和制造技术促进了模具制造技术的发展CAD/CAM/CAE技术的发展，使模具设计与制造向着数字化方向发展，尤其在成形零件方面软件（如UG、PRO/E）的广泛应用，实现了模具设计与制造的一体化，极大的提高了模具制造技术和制造水平，也是未来模具制造技术的主要发展方向。（三）发展趋势社会快速发展，产品不断增多，更新换代加快，模具质量和生产周期尤为重要，从而决定了模具制造技术的发展趋势（1）粗加工向高速加工发展（2）成形表面的加工向精密、自动化方向发展（3）光整加工向自动化方向发展（4）反向制造工程制模技术的发展以三坐标测量机和快速成形技术为代表的反向制模技术是以复制为原理的制造技术，是模具制造技术的又一重要发展方向，特别适用于多品种、小批量、形状复杂的模具制造。（5）模具CAD/CAM/CAE技术将有更快的发展从模具结构设计模具工作状态的模拟自动加工程序的生成自动化加工、自动检测。实现设计到制造的一体化是模具制造业发展的必然趋势。112我国塑料模的现状模具作为提高生产率，减少材料和消耗，降低产品成本，提高产品质量和市场竞争力的重要手段，已越来越受到各工业部门的重视。随着工业技术不断向前发展，要求模具在更苛刻、更高速度的工作条件下，对模具的精度越来越高，使用寿命越来越长。为了满足这些要求，国内外都在模具材料的研究和开发上作了巨大的努力，也在这方面取得了不少成果。带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）3目前世界上模具工业的年产值约为680亿美元。我国2004年模具产值为530亿元，模具出口491亿美元，同时还进口1813亿美元。我国已成为世界上净出口模具最多的国家。大型多工位级进模、精密冲压模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽车覆盖件模具等虽已能生产，但总体技术水平不高，与国外先进国家相比，仍有很大差距，特别是模具寿命低的问题非常突出。如国外硅钢片冲模总使用寿命在500万次以上，而国内一般为50万60晚次，最高150万次。国内热锻模使用寿命50万次，国内只有35万次。国外热锻模使用寿命12000次以上，国内一般为30005000次。影响模具寿命的因素较多，但模具材料是重要因素。高寿命模具离不开优质模具材料。国内模具钢品种少、质量差、性能低。虽然国内也研制出许多高性能模具钢，但大多数是上世纪7080年代研制的，因种种原因，真正使用的量较少，钢种也不多。每年使用量不足1万吨。故在生产上使用的仍然是老钢种为主，如冷模用CRWMN、CRL2、CRL2MOV等，热模用3CRW8V、6542等，另外，由于模具钢的改锻效果差、选材与热处理不当等原因，也造成模具的寿命低。现从塑料模具钢方面，扼要分析国内模具钢的研究开发情况。近年来，中国塑料模具发展速度相当快。目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30。随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展，预计在未来模具市场中，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其他模具。以汽车工业为例，随着汽车产销量高速增长，汽车模具潜在市场十分巨大。据介绍，在生产汽车时，各种功能性零部件都要靠模具成型，仅制造一款普通轿车约需200多件内饰件模具，而制造保险杠、仪表盘、油箱、方向盘等所需的大中型塑料模具，从模具行业生产能力看，目前满足率仅约50。在建筑领域，塑料建材大量替代传统材料也是大势所趋，预计2010年全国塑料门窗和塑管普及率将达到3050，塑料排水管市场占有率将超过50，都会大大增加对模具的需求量。应该说，塑料模具的应用潜力是不可低估的。专家预测，大型、精密、设计合理的注塑模具将受到市场普遍欢迎。全国塑料加工业区域分布相类似，珠三角、长三角的塑料制品加工业位居前列，浙江、江苏和广东塑料模具产值在全国模具总产值中的比例也占到70。带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）4现在，这3个省份的不少企业已意识到塑模业的无限商机，正积极组织模具产品的开发制造。然而由于塑料零配件形状复杂、设计灵活，对模具材料、设计水平及加工设备均有较高要求，并不是人人都可以轻易涉足的。专家认为，目前中国与国外水平相比还存在较大差距，眼前需尽快突破制约模具产业发展的三大瓶颈一是加大塑料材料与注塑工艺的研发力度；二是塑模企业应向园区发展，加快资源整合；三是模具试模结果检验等工装水平必须尽快跟上，否则塑料模具发展将受到制约。专家指出，面对国外先进技术与高质量制品的挑战，中国塑模企业不仅要加快产业集群化，发挥规模效应，还要注重模具产业链的前端研发、人才建设和产业链后端的检测以及信息服务，尽快缩短技术、管理、工装水平与国际水准的差距。这是塑料模具企业在发展中必须解决的重要问题。12塑件的结构设计121功能结构设计塑件设计的核心问题，是要保证其使用功能要求。在充分分析塑件使用功能的基础上确定塑件的整体结构、各组成部分几何形状、尺寸、材质和外观要求及强度等。塑件的结构，应在满足其功能要求的前提下，力求简单、可靠。因为简单的塑件结构容易满足其功能要求，达到经济、适用、安全的目的。在设计塑件时，应当了解它是单独使用，还是与其它零件组合起来使用，在使用过程中它的主要功能和辅助功能是什么。如果它是与其它零件组合起来使用，那么它的哪些部分、结构形状、尺寸受其它零件制约、不可变动，哪些部分可通过直观判断、试验后加以修正。122工艺结构设计要想获得合格的塑料制件，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。只有塑件结构设计满足成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构，达到提高生产率和降低成本的目的。在塑件功能结构设计的基础上，为实现加工制造的可能性和简捷性，必须进行工艺结构设计。因此，在设计塑件时，要选择合适的材料，以保证在使用过程带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）5中的可靠性及加工过程中的可行性，用以确定成型方法及成型工艺对塑件提出的工艺结构要求。塑件工艺结构设计的主要内容如下塑件内外侧壁应有恰当的脱模斜度，内外表面结合处，加强筋端部和根部等以及所有能允许设计圆角的地方均应设计成圆角。塑件壁厚要均匀，加强筋、凸台、支撑面、边缘、底部形状的设计要保证其强度，利于其成型和脱模。金属嵌件要满足塑件使用功能要求，与塑件连接牢固性要求，成型时便与在模具中装固，成型后容易从模具中脱出。塑件表面的花纹、图案、文字、符号等的设计要考虑成型与脱模、使用中的损伤、模具加工等问题。此外处于塑件外形轮廓最大部分得分型线痕迹，不影响其工作特性及表观质量。因此在塑件工艺结构设计时，要充分了解其在使用中的机能，又要熟悉材料的性能特点，成型工艺过程及特点。只有正确的工艺结构设计，才能保证塑件顺利成型、脱模，确保塑件质量，避免塑件在成型中出现裂纹、凹陷、气孔、银纹、等一系列成型缺陷，增强塑件的使用中的可靠性及持久性。123造型结构设计塑件造型设计是指按照美的法则，如对比与调合、概括与简单、对称与平衡，安定与轻巧、尺寸与比例、主从、比拟、联想等对塑件外观形状、图案、色彩及其相互的结合进行设计，通过视觉给人以美的感觉。工业制品的结构设计，是一门技术与艺术相结合的多元交叉科学。塑件制品种类繁多，外形也千奇百怪。对于这些制品，都要通过外部造型设计加以装饰美化。因为人们通常都是在满足功能要求下，总是喜欢购置外形美观的制品，因为外形设计独特的制品更容易吸引观众的眼球。对于单独使用的塑件或壳体制品，一定要认真的进行造型设计，以满足其使用机能要求，是现代制品设计的根本目的，满足人的心理需要是制品使用功能设计的根本依据。“实用、经济、美观”是制品造型设计的基本原则。使人们在使用塑件时有一种美的享受，同时又能保证使用者在使用它时感到方便、安全、可靠、舒适。带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）6第二章塑件的结构分析与成型工艺设计21塑件的结构分析211塑件的外型分析塑件如图21所示图21塑件图塑件是塑料圆盒的主视图。塑件底部有外螺纹，因此要选用侧向抽芯的模具结构。因为有侧向抽芯，所以最合适的结构就是采用一模一件的结构来设计。从带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）7结构看，该塑件可用于外壳，化学容器等。212塑件材料PS分析选材在设计过程中是个关键步骤，对于指定部件的选材，最主要的是考虑部件的功能和决定部件功能的有关材料性能，同时还要考虑诸如部件的特点和禁忌、使用时的外界条件、临界条件、使用寿命和使用方式、维修方法、制品尺寸和尺寸精度、成型加工工艺、生产数量、生产速度、成本、原料来源和经济效益等等。这些因素包括两方面，一方面是使用环境介质和环境条件，如构件承受的负荷和自重，冲击和振动等机械作用的影响；接触的气体、液体、固体及化学药品；曝露的大气环境气温、湿度、降雨、阳光、冰雪以及有害气体等的影响；贮存环境条件和长期贮存的的影响；此外，除静态破坏影响外，还要考虑摩擦升温、蠕变、成型收缩等引起的变形、应力松弛以及反复应变而引起的疲劳，高应变率引起的力学性能变化等等。另一方面是搬运、勤务处理或操作时，制品可能遭到外力作用，甚至是意外的外力作用的影响。充分考虑这些因素才能明确所要求的综合性能。从圆盒的结构性能和用途及成型等各方面考虑，它需要的材料是耐化学品性良好，能耐矿油、有机酸、碱盐等。且流动性好，易于加工成型，染色性好，无毒无臭。聚苯乙烯正好符合性能方面的要求，因此，选用聚苯乙烯（PS）。聚苯乙烯是以苯乙烯为原料，用悬浮法聚合制成，即苯乙烯以水为介质，碳酸镁、磷酸钙等为主要分散剂，顺丁烯二酸酐苯乙烯共聚物，钠盐为分散剂，于150C高温或85C下，以过氧化二苯甲酰引发聚合，再经洗涤，离心干燥即得成品。213聚苯乙烯（PS）的性能和成型特点（一）基本特性聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。聚苯乙烯无色透明、无毒无味，落地时发出清脆的金属声，密度为1054G/M3。聚苯乙烯的力学性能和聚合方法、相对分子质量大小、定向度和杂质量有关。相对分子质量越大，机械强度越高。聚苯乙烯有优良的电性能（尤其是高频绝缘性能）和一定的化学稳定性。能耐碱、硫酸、磷酸、1030的盐酸、稀醋酸及其他有机酸，但不带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）8耐硝酸及氧化剂的作用。对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的抗腐蚀能力。能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮类和脂类等。聚苯乙烯的着色性能优良，能染成各种鲜艳的色彩。但耐热性低，热变形温度一般在7098C，只能在不高的温度下使用。质地硬而脆，有较高的热膨胀系数，因此，限制了它在工程上的应用。近几十年来，发展了改性聚苯乙烯和以聚苯乙烯为基体的聚合物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点，又保留了它的优点，从而扩大了它的用途。PS塑料的主要技术指标如下表21表表表表21PS塑料的主要技术指标塑料的主要技术指标塑料的主要技术指标塑料的主要技术指标密度（克/厘米）104106比体积（厘米/克）094096吸水率（）0305收缩率0608熔点13165热变形温度046MPA185MPA6596抗拉屈服强度MPA350630拉伸弹性模量MPA283510抗弯强度MPA610980冲击韧度牛分米/厘米无缺口缺口054086硬度HBM6580体积电阻系数（欧姆厘米）1016击穿电压（千伏/毫米）197275（二）成型特性（1）无定形料，吸湿性小，不易分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生内应力。（2）流动性较好，溢边值003毫米左右，防止出飞边。（3）塑件壁厚应均匀，不宜有嵌件，（如有嵌件应加热），缺口，尖角，各面应圆滑连接。带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）9（4）可用螺杆或是柱塞式注射机加工，喷嘴可用直通式或是自锁式。（5）宜用高料温，模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低注射内压力，防止缩孔和变形，但料温高易出银丝，料温低或脱模剂多则透明性差。（6）可以采用各种形式进料口，进料口和塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件，脱模斜度应在2以上，顶出均匀以防止脱模不良发生开裂变形等，可用热浇道结构。（三）主要用途电子电器可用于制造电视机录音机及其各种电器仪表零件、壳体、高频电容器等。建筑方面用于公用建筑透明部件、光学仪器和透明模型的生产，如灯罩、仪器罩壳、包装容器等。日常用品梳子、盒子、牙刷柄、圆珠笔管、学习用具，儿童玩具等。其他方面可用于发泡制作防震、隔音。保温、夹心结构材料，电冰箱、火车、船，飞机等也用他来作隔热隔音，还可以用来做救生圈。214确定塑件收缩率模具型腔和型芯的加工尺寸除了计算基本尺寸之外，还有一个加工公差的问题。按照惯例，模具的加工公差为塑件公差的1/3。但由于塑料收缩率范围和稳定性各有差异，首先必须合理化确定不同塑料所成形塑件的尺寸公差。即由收缩率范围较大或收缩率稳定较差塑料成形塑件的尺寸公差应取得大一些。否则就可能出现大量尺寸超差的废品。由于该制件制件精度要求不高，故考虑成型收缩率为塑料的平均收缩率07。215壁厚的确定塑件壁厚对成型工艺的影响很大。合理的确定塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先决定于塑件的使用要求，壁厚过小，成型时流动阻力大，大型复杂塑件难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足以下几方面要求具有足够的强度和刚度脱模时能经受推出机构的推出力而不变形；能承受装配时的紧固力。壁厚过大，不但造成原料的浪费，对热塑性塑料则增加了冷却时间，降低了生产率，另外也影响了产品的质量，如产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。由于同一塑料零件带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）10的壁厚应尽可能一致，设计要求给出圆盒外壳和槽的壁厚为2MM，查表得属于范围内可取。216塑件的脱模斜度为了便于塑件从模具型腔中取出或从塑件中抽出型芯，设计时应考虑塑件的内外壁具有足够的脱模斜度。最小脱模斜度与塑料性能、收缩率的大小、塑件的几何形状有关。塑件冷却时的收缩会使它包紧住模具的型芯或型腔中的凸起部分，因此，为了便于从塑件中抽出型芯或从型腔中脱出塑件，防止脱模时拉伤塑件，在设计时，必须使塑件内外表面留有足够的脱模斜度，在模具上即称为脱模斜度。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率。查表得到聚苯乙烯所需的脱模斜度为一般取502，因此取型芯和型腔的脱模斜度均为2。217圆角的设计在塑件的设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件的强度，改善熔体的流动情况和便于脱模，在塑件各内外表面的转角连接处，均应采用圆弧过渡。此外，有了圆角，模具在淬火或使用时不致应力集中而开裂。塑件无特殊要求时,各连接处均应有半径不小于051MM的圆角，一般内外圆弧半径R1均为壁厚T的15至25倍。故外圆角为半径设为5MM，内圆角半径为3MM。218侧向活动镶件设计塑件侧向有外螺纹圆环，用侧向抽芯机构很难实现抽芯的目的。只能采用带有相配合内螺纹的两个半圆环活动镶件，并用弯销来完成镶件的推出和复合运动。采用活动镶件结构形式的模具，其优点不仅省去了斜导柱、滑块等复杂结构的设计与制造，使模具外形缩小，大大降低了模具的制造成本，更主要的是在某些无法安排斜滑块等结构的场合，便可采用活动镶件形式。活动镶件在模具中应有可靠的定位，与塑件还应牢固的连接，它与安装孔之间一般有35MMH8/F8配合，然后在下部制出35的斜度。另外为了使活动镶件在没有完全到位而发生事故时减少对型腔的损坏，活动镶件的硬度应略低于型腔的硬度。结构如下图22带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）1图2侧向分型结构右219孔的设计在设计塑件中孔的位置时，应不致影响到塑件的强度，并应尽量不增加模具制造的复杂性。此塑件上没有成型孔，所以不用考虑设计孔的要求。2注射模设计与成形工艺221注射模简介塑料注射成形所用的模具称为注射成形模具，简称注射模。塑料的注射成形过程是借助于注射机内的螺杆或柱塞的推力，将已塑化的塑料熔体以一定得压力和速率注射到闭合的模具型腔内，经冷却、固化。定型后开模而获得制品。222注射模组成注射模由动模和定模两部分组成。动模安装在注射机的移动工作台上，定模安装在注射机的固定工作台面上。动模和定模闭合后已塑化的塑料通过浇注系统注入到模具型腔中冷却、固化和定型。通常要求注射模分开后，制品滞留在动模一侧，由设置在动模内的脱模机构将制品从模内推出。（1）成形零部件指构成模具型腔、直接与塑料熔体相接触并成形制品的模具零件或部件。带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）12（2）浇注系统（3）导向和定位机构（4）脱模机构（5）侧向分型抽芯机构（6）温度调节系统（7）排气系统23注射成形工艺包括成形前的准备、注射过程和制品的后处理。231注射成形前的准备（一）原料的检验和预处理在成型前应对原料进行外观和工艺性能检验，包括色泽、粒度及均匀性、流动性、热稳定性、收缩性、水分含量。必要时应对塑料的工艺性能进行测试。聚苯乙烯虽然吸水性不强，经验上往往要进行干燥处理。（二）嵌件的预热成型前对金属嵌件预热也是一种有效的措施。嵌件的预热应根据塑料的性能和嵌件的大小而定。弯销滑块算是比较大的嵌件，所以要进行预热，预热的温度可达150C以减小塑料熔体与金属嵌件之间的温度差。（三）料筒的清洗或拆换在注射成型前，如果注射机料筒中残存的塑料不同或颜色不一致时，一般要进行清洗。对于螺杆式注射机通常使用直接换料清洗，通过连续对空注射，直至排尽同内残料；常用的清洗剂有硬脂酸锌、硅油、蓖麻油等。（四）脱模剂的选用为了使制品容易从模具内脱出，还需要对某些模具的型腔喷涂脱模剂。常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡和硅油等。本例脱模剂选用液体石蜡脱模剂。232注射过程注射的过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却、脱模。但就塑料注射成型中的实质变化来说，分为塑料的塑化、熔体充满型腔和冷却定型三大过程。（一）加料带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）13加料是指塑料原料由注射机料斗落入到料筒内的过程。在一定时间内定量将塑料加入到料筒中，以保证操作稳定塑料塑化均匀，最终获得良好的塑性。若加料过多，受热时间过长容易引起物料的热降解，同时注射机的损耗功率增多；若加料过少，料筒内缺少传压介质，型腔中塑料熔体压力降低，难于补缩，塑件容易产生收缩，凹陷及机械强度降低等缺陷。（二）塑料的塑化塑化指塑料在料筒内加热，由固体粉料或粒料转换成粘流态，并使其具有良好可塑性的均匀熔化过程。塑化进行得如何关系到塑料制品得产品质量。对塑化的要求是在规定时间内塑化除足够数量的熔融塑料。塑料熔体在进入塑料模腔之前应达到规定的成型温度。而且熔融各点的温度应均匀一致，避免局部温度过高或过低。（三）熔融充满型腔（注射充模）与冷却定型是指塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，通过模具浇注系统注入模具型腔的过程。该过程的时间不长，但要合理地控制过程的温度、压力、时间等条件，对获得良好塑性却很重要。根据塑料熔融进入型腔的变化情况，又可分为充模、压实、倒流和浇口冻结后的四个冻结阶段，在这过程中，温度总的是下降趋势。（1）充模是指将塑化好的塑料熔体在螺杆的推动下，经注射机喷嘴及模具浇注系统注入模具型腔并充满型腔。这一阶段的变化是当熔体未注入模具型腔前，型腔内的压力基本为0，待型腔充满熔体时压力达到最大值。若慢速则各向异性显著；若快速，则熔接强度较高。（2）压实这一阶段是从熔体充满型腔时起至螺杆开始退回时为止。在注射机螺杆的推动下熔体依然保持压力进行补料，使料筒中的熔料继续进入型腔，以补充型腔中塑料收缩的需要。目的是为了减少收缩率。在这段时间内型腔内的熔体的压力依然为最大值。（3）倒流这一阶段是从螺杆开始后退时起至浇口处熔体冻结时为止。这时型腔内熔体的压力比浇注系统流道内压力高。，导致型腔内熔体通过浇口向浇注系统倒流，从而使型腔内熔体的压力迅速下降。倒流一直持续到浇口熔料冻结带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）14为止。（4）冷却目的是冷却和硬化。是指从浇口处塑料完全冻结起到塑件脱模时取出时为止。这时模具型腔内的塑料继续冷却并凝固成型。脱模时，塑件应具有足够的强度。冷却时，随着温度的继续下降，型腔内的塑料体积收缩，压力也逐渐下降。开模时，残余应力（型腔内的压力与外界大气压压力之差）要尽量趋向于0。233塑料制品的后处理由于塑化不均匀塑料内部存在不可避免的一些内应力。而内应力的存在导致制品在使用过程中容易产生开裂，因此应该设法消除。通过后处理可以改善制品的性能和提高制品尺寸的稳定性。塑件制品后处理主要是指调湿处理。调湿处理是将塑件放在一定温度的液体介质静止一段时间，在隔绝空气的条件下，加快塑料的吸湿平衡以尽量稳定塑料的性能及其形状的处理过程。调湿处理的目的是防止氧化，主要液体介质是液体聚碳酰胺。调湿处理还可以消除残余内应力，还可以起到增塑剂的作用，从而改善塑件的柔韧性，使其冲击强度和拉伸强度增强。24塑件的工艺分析（一）成型工艺类型的选择塑料的的种类很多，其成型的方法也很多，有注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型、气动与液压成型、泡沫塑料的成型等。注射模塑又称为注射成型，是热塑性塑料制品生产的一种重要方法。除少数热塑性塑料外，几乎所有热塑性塑料都可以用注射成型方法生产塑料制品。注射模塑不仅用于热塑性塑料的成型，而且还用于热固性塑料的成型。压缩模塑又称为模压成形或压制。它的方法是先将粉状、粒状、碎屑状或纤维状的塑料放入成型温度下的模具加料腔中，然后合模加压，使其成型并固化，从而获得所需要的塑料制品。压注成型又称传递成型，它是在压缩成型基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法。其工艺过程与压缩成型工艺基本相同。挤出工艺又称挤出模塑或挤出成型。它在热塑性塑料成型中，是一种用途广泛、所占比例很大的加工方法。聚苯乙烯为热塑性材料，带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）15所以选用注射成型的工艺。（二）注射机的选择热塑性成型是靠注射机来实现的。注射机可分为柱塞式注射机和螺杆式注射机，基于柱塞式注射机塑化不均匀、注射压力损失大、注射量的提高受到限制，加上生产线已非常少使用柱塞式注射机，故此设计使用螺杆式注射机。通过粗略计算得，塑件体积为10584CM3，浇注系统体积估计为塑件体积的1/61/3,取25CM3依据表部分国产注射机技术规格，选用XSZY500注射机，为螺杆式。241注射成型原理注射成型过程是将粒状或粉状的塑料从注射机料斗中加入到塑化料筒内，经受热而熔融化成粘流态然后在注射机螺杆的推动下熔融塑料经料筒前端的喷嘴及模具浇注系统而被注入模具的闭合型腔，经过一定时间的冷却或保压，待塑料在模具型腔内凝固定型后，注射机开合模机构动作，开启模具推出塑件。注射机的外形，如图23图23XSZY50注射机外观图XSZY500注射机的技术参数如表22表表表表2XSZY50注射机的技术参数注射机的技术参数注射机的技术参数注射机的技术参数额定注射量CM350注射方式螺杆式螺杆直径65最大开（合）模行程50注射压力MPA104模具最大厚度450注射行程20模具最小厚度30带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）16机器外形尺寸（M）65013020动定模固定板尺寸70850合模力KN350拉杆空间54040喷嘴孔直径5喷嘴圆弧半径R18注射时间（S）27合模方式液压机械螺杆转数（R/MIN）20、25、32、38、42、50、63、80液体泵（流量L/MIN、压力MPA）20、25，65最大成型面积CM210电动机功率（KW）2螺杆驱动功率（KW）75加热功率（KW）14带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）17第三章塑料注射模具的结构设计31注射模结构选取注射模的分类方法很多，按注射模结构特征进行分类，可分为10种类型（1）单分型面注射模；（2）双分型面注射模（3）带有活动镶件的注射模；（4）斜滑块侧向抽芯注射模；（5）斜导柱侧向分型与抽芯注射模；（6）自动卸螺纹的注射模；（7）定模设置推出机构的注射模；（8）无流道注射模（9）带定距分型拉紧机构的注射模。（10）层叠注射模。本设计采用带有活动镶件（弯销滑块）的注射模。因为塑件有侧向外螺纹，用侧向抽芯机构很难实现抽芯的目的。311型腔数目的确定确定型腔数目的方法有很多，如根据锁模力、根据最大注射量、根据制品的精度要求、根据经济性等等。这里选用根据最大注射量来确定型腔数目在设计实践中，有先确定注射机的型号，再根据所选用的注射机的技术规范及塑件的技术经济要求，计算能够选取的型腔数目，也有根据经验先确定型腔数目的，然后根据生产条件，如注射机的有关技术规范等进行校核计算，看所选得型腔数目是否满足要求。所谓单型腔模具是指在一副塑料模中只有一个型腔一个模塑周期生产一个制品的模具。这种模具与多型腔相比，结构较简单，造价较低，往往不能充分发挥设备潜力。单型腔模主要用于大型塑料制品和形状复杂或嵌件多的塑料制品生产，或生产批量不大的场合。多型腔模具是在一副塑料模具中有两个以上的型腔，这种模具生产效率高，但结构复杂，造价较高。多型腔模具主要用于塑料制品较小，生产批量较大的场合。通过用PRO/E软件画图实体，测出单个塑件体积为10584CM3，浇注系统凝料的容积为38570CMVJ。带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）18现在根据注射机最大注射量来确定型腔数目根据选择XSZY500/350螺杆式注射机，得注射机最大注射量为3500CMVG，浇注系统凝料的容积为38570CMVJ，单个塑件的容积为SV10584CM3根据公式N08VGJ/VS（08X5000857）/10584377（体积数据是用PRO/E查询）圆整为N3，故型腔数目为3。因为塑件圆盒有侧向抽芯，从结构上考虑采用此侧向抽芯，使到结构结构复杂，另外且因塑件较大，有很大的难度。所以最终选择型腔数目为1。是符合设计要求的。312分型面的设计分型面的选择与塑件的几何形状及尺寸精度、脱模方法、后处理工序、模具类型、排气条件、嵌件位置、浇口形式有关。将模具适当的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，这样的接触表明称为模具的分型面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模具设计中的一个关键。分型面的选择有以下7原则（1）分型面应便于塑料制品的脱模（2）分型面的选择应有利于侧面分型和抽芯（3）分型面的选择应保证塑件制品的质量（4）分型面的选择应有利于防止熔料的流出（5）分型面的选择应有利于排气（6）分型面的选择使成型零件便于加工（7）分型面的选择必须考虑注射机的技术参数（8）分型面的选择必须考虑对成型面积的影响为了使塑料制品的脱模和安装嵌件的需要，模具型腔由两部分或更多部分组成，这些可分离部分的接触表面称为分型面。分型面可能是垂直于合模方向，也带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）19可能平行于合模方向。分型面的形状有平面和斜面，还有阶梯面和曲面，现采用阶梯型分型面。其分型面结构图31如下图31分型面（1）为了便于塑料制品脱模，在考虑型腔的总体结构时，必须注意制品在型腔中的方位，尽量只采用一个与开模方向垂直的分型面。避免侧向分型和侧向抽芯。为了便于制品脱模，在一般情况下应使用开模时留在下模或动模上，这是因为推出机构一般都设在下模或动模部分。对于自动化生产的模具正确确定塑料制品的开模时间更重要。怎样使制品留在动模或下模中，必须正确分析制品中的定模和动模的关系，做到摩擦力朝动模或下模一方。（2）为了保证制品质量，对有同轴度要求的塑料制品应将有同轴度要求的设在同一模板内。（3）为了便于排气，一般分型面应与熔体流动的末端重合。（4）为了取出制品，开模距离必须小于注射机的最大开模行程。带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）20313型腔的配置这是模具结构总体方案的规划和确定。因为一旦型腔布置完毕，浇注系统的走向和类型就已确定。在此基础上可以选择合适的标准模架。这里选择用一模一腔，因此型腔一般在标准模架的中央。32浇注系统的设计321浇注系统的简介注射模浇注系统是指模具中由注射机喷嘴开始到型腔之间的进料通道。其作用如下将塑料溶体平稳地引入型腔，并使之能填充型腔，并把注射压力传到型腔的各部分，以获得组织致密，外形清晰，表面光洁和尺寸精确的塑件。同时也为了使型腔内的气体能顺利地排出。322浇注系统的分类及组成浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两类。普通浇注系统的组成1主流道连接注射机喷嘴与分流道或型腔的进料通道；2分流道是主流道与浇口之间的进料通道；3浇口分流道与型腔之间窄小部分；4冷料穴作用是储存冷料，还有勾住主流道和分流道的冷凝料，将其保留在动模一侧，便于脱模。热流道浇注系统是指在注射成型的整个过程中，模具浇注系统内的塑料一直保持熔融状态，浇注系统内的塑料并不冷却和固化，从而避免产生浇注系统凝料赘物。323浇注系统设计的原则1排气良好。使料流平稳顺利充满型腔；2流程要短。减小压力和热量损失及塑料消耗量，同时缩短了冲模时间；3防止型芯变形和嵌件位移。应避免料流直冲较小的型芯和嵌件；4防止塑件翘曲变形和表面形成冷疤，冷斑等缺陷。应减轻浇口附近应力集带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）21中；5合理选择冷料穴。324主流道的设计主流道一般位于模具的中心线上，它与注射机的喷嘴轴线重合，以利于浇注系统的系统布置。主流道设计尽量粗大，以利于熔体顺利地向分流道流动。但过度粗大，会造成塑料消耗、浪费过多。若主流道过小熔体的流动阻力就会增大，压力损失大，对充模不利。又因为主流道轴线垂直于分型面，故此设计属于直浇注系统。主流道的横截面采用圆形。为了流道凝料的脱出，主流道设计成圆锥形，其锥度为2至6度，内壁粗糙度小于08UM，小短直径D应大于喷嘴直径约051MM，且大于注射机喷嘴直径，主流道的长度一般不超过60MM。主流道大端与分流道相接处应有圆角，取13MM，目的是减少料流的阻力。（一）主流道的尺寸计算依据选择的注射机参数部分尺寸（单位MM）得喷嘴直径为5；主流道小端直径D注射机喷嘴直径（051）516；主流道球面半径SR喷嘴球面半径（12）18119；球面配合高度H5（一般为35MM）；主流道锥角A3；主流道长度L63；主流道大端直径D1261MM（二）浇口套带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）2图32浇口套325分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道进入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。分流道应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快的流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能将塑料熔体均匀的分配到各个型腔。适用于多型腔或是单型腔多浇口时设置的分流道。分流道表面不要求太光洁。因对螺纹圆盒塑件的设计采用的是单型腔单浇口，所以只要进行主流道设计便可，无需分流道。326浇口的设计（一）浇口的概述浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）23（二）浇口的作用使塑料熔体的流速产生加速度，以利于迅速充满型腔，同时还起封闭型腔防止熔体倒流的作用，并在成型后使浇口凝料与塑件易分离。（三）浇口的选择原则（1）尽量缩短流动距离（2）浇口应开设在塑件壁最厚处（3）必须尽量减少或避免熔接痕（4）应有利于型腔中气体的排除（5）考虑分子定向的影响（6）避免产生喷射和蠕动（7）不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口（8）浇口位置的选择应注意塑件外观质量浇口的形式直接浇口由主流道直接进料，故熔体的压力损失小，成形容易，且有利于补缩和排气。因此，直浇口适用范围广，常用于成形大型、厚壁、长流程以及一些高粘度的制品。按设计要求应选用直接浇口，如下图33图3直接浇口带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）24侧浇口一般开设在模具分型面上，从制品边缘进料。本设计不采用该形式。图34侧浇口3弯销侧向分型与抽芯机构弯销侧向分型与抽芯机构的工作原理和斜导柱侧向分型与抽芯机构相似，不同的是在机构上以矩形截面的弯销代替了斜导柱。总的来说就是斜导柱的一个变形。（一）其结构特点如下（1）强度高，可采用较大的倾斜角。因抗弯强度高，所以可比斜导柱获得较大的抽芯距。弯销本身对型芯滑块可起到锁紧作用，并有利于简化模具结构。（2）可以延时抽芯。弯销的工作面于侧型芯滑块的斜面可设计成离开一段距离L，这样根据需要，在开模分型时，弯销可暂不工作，直至接触滑块，侧抽芯开始。（二）弯销在模具上的安装方式弯销在模具上可安装在模外，也可以安装在模内，但是一般以安装在模外多。从型芯、型腔的结构考虑，将采用模外安装。模外安装的结构，除了安装方便可见外，还可以减少模板尺寸和模具重量。这是选用弯销的一个优点，如图35带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）25图35弯销34推出机构设计推出机构就是使塑件从成型零件上脱出的机构。它的动作是通过注射机合模机构上的顶杆或液压缸来完成的。其结构如下图36图36推块带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）2635脱模机构的设计原则与选用一脱模机构的设计原则（1）尽量使塑料制品留在动模上，结构简单可靠。（2）保证制品不变形不损坏（3）保证制品外观良好（4）推出动作要准确、灵活，无干涉现象，且推出零件更换容易。（5）合模时的正确复位36合模导向机构设计合模导向装置是保证动模与定模或上模与下模合模时正确定位的导向零件。合模导向装置主要有导柱导向现采用导柱导向装置。导向装置的主要作用有1导向作用2定位作用3承受一定的侧向压力37导柱导向机构的设计（一）导柱的设计（1）导柱类型的选用导柱的形式有带头导柱、带肩导柱两种。带头导柱，结构简单，加工方便，用于简单模具。小批量生产一般不需要用导套，而是导柱直接与模板中的导向孔配合。生产大批量时，也可在模板中设置导套，导向孔磨损后，只需要更换导套既可。带肩导柱，其结构较为复杂，用于精度要求较高、生产批量大的模具，导柱与导套相配合，导套固定孔直径与导柱固定孔直径相等，两孔可同时加工，确保同轴度的要求。由于本塑件模具结构简单，属于小批量生产，故选用带头导柱。（2导柱的配合精度导柱、导套与模板之间固定部分采用H7/K6的过渡配合，导柱与导套间的滑带螺纹圆盒注塑模设计（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）（需要图纸及其他附件请与我联系Q876463）27动部分采用H7/G6的间隙配合。（3导柱的数量及布置导柱应均匀设置在模具分型面的四周，为确保动模和定模只能按一个方向合模，导柱的布置方式采用对称布置。本模具属于较小的注射模，故现定导柱的数目为4个。（4导柱的长度导柱的长度比型芯面高出812MM，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。（5材料采用20钢经渗碳淬火处理或T8A、T10A钢经淬火处理，本例采用T8A,热处理硬度为5055HRC，抗拉强度为171922074