(完整版)20塑料注塑模具毕业设计论文.doc

1、优秀论文审核通过未经允许切勿外传摘要本文 是关于 外 壳 塑料件 设计，主要 内容包括 塑件的成 形工艺分析，模具结 构形式的确定， 分型 面位置的确定 , 浇注 系统的形 式和浇口的设计 , 成形零件的 结构设计和计算 , 模 架的确定 和标准件的选用 , 合模导向机 构的设计 , 脱模推出机 制造工艺 构的设计等。在正 确分析塑 件工艺特 点和材料 的性能后， 涉及模具 结构、强度、寿命计算 及熔融塑 料在模具 中流动预 测等复杂 的工程运算问题；运用 CAD、三维软 件 等不同 的软件分 别对模具的设计、制 造和产品质量进行分析。塑料 件注塑模设计，采用 一般精度，利用 CAD、三维设计

2、设计 软件 来设 机械设计 计或分析 注射模的机械设计 机械设计 成型零部件， 浇注系统，导向部机械设计 机械设计 件和脱模 机械设计 机构等等。 综合运用 机械设计 了专业基础、专业课 机械设计 知识设计，机械设计 其核心知 机械设计 识是塑料 成型模具、 加工工艺 机械设计 材料成型 技术基础、 机械设计、 塑料 设计设计 成型工艺、计算 机辅助设计、模具 CAD等。关键词：模架 , 标准件 , 脱模推出机构 .AbstractThis paper is about the design of plastic injection mold,cone-shapedincludeplastic

3、partsformingprocessanalysis,determinationofdiestructureform,partingsurfacepositioning,gating system forms and runner design, forming parts structuredesign and calculation, the determination of the formwork andstandardpartschoose,shutthemoulddesignofsteeringmechanism, stripping out institution design

4、, etc.In the correctanalysisplastics technologycharacteristicsandPP materialperformance,involvingthemould structure,strength, lifetime calculation and molten plastic mould flowpredictionincomplex engineeringcomputationproblem;Using CAD,suchdifferentsoftwareUG respectivelytomoldofdesign,manufacturing

5、andproductqualityanalysis.Taperedplasticinjectionmold design, use generalaccuracy,use CAD, UGto designor analysis of injection mold, gating system, discusses guidecomponents and moulding mechanism, etc.Comprehensive use oftheprofessionalbasis,professionalclassdesign, anditscoreknowledge is plastic m

6、olding, material molding technology base, mechanical design, plastic injection molding process, computeraided design, mould CAD, etc.Keywords:formwork,standardparts,strippingoutinstitution design目录摘要1ABSTRACT2目录 . . 3第 1 章 引言1第 2 章塑件分析 .62.1塑件 模具结构分析 .2.2.1尺寸精度分析 .2.2.2表面 质量分析 .2.2.3计算塑件 的 体积和 重量 .2

7、.2.4塑件 注射工艺 参 数的确 模具设计模具设计 定 .2.2 塑件材 料的选择 .2.2.1材料 ABS的注 塑 设计设计 成型参 数 .2.2.2材料 ABS性能 .第 3 章注射模的 结构设计 .103.1 型 腔 数目的 确定 .3.2 型 腔的分布 . .3.3 分 型面的设 计计 .666677881010113.4 浇 注系统 设设计 .113.4.1主流道 . .123.4.2分流道设计 .133.4.3浇 口形式及 位 置的选 择 .133.4.4剪切速 率的校核 .143.4.5主流道剪 切速率校核 .153.4.6浇口剪切 速速率的校核 . .153.5 成型零件 结

8、构设计 . .153.5.1定模的 结构设计 .153.5.2动模的 结构设计 .163.5.4型腔和型 芯工作尺寸计算 .173.6 推 杆机构设计 . .183.6.1脱模机 构的 选用原则 .183.6.2脱模 力的计算 .183.6.3推杆的设计 .193.7 冷却系 统的设计 . .203.7.1设计原则 .203.7.2冷却时间的确定 .213.7.3模 具加热和 冷却 系统的计算 .21第 4 章 注塑机校核 .244.4.1模具 闭合高度的确定 .244.4.2由 锁模力选 定注射机 .244.4.3最大注塑 量的校核 .254.4.4锁 模力的 校核 .254.4.5塑化 能

9、力的校 核25第 6 章 模 具工作原理26参考文献27第1章引言随着中 国国民经 济的高速发展，各相 关行业对 于塑料模 具需求越来越多，要 求也日益提高。预计到 2005 年底，仅 汽车行业 就将需要加工工艺 各种塑料制品 36 万吨；电冰箱、洗 衣机和空 调的年产 量均超过 1000 万台。到 2010 年， 在建筑与 建材行业方面，塑料 门窗的普及率为 30%，塑 料管的普 及率将达到 50%，这些都 会大大增 加对模具 的需求量。虽然目前 中国塑料 模具工业 的技术水 平已取得 了很大的进步，但总 体上与发 达工业国 家相比仍 塑料模具 塑料模具 有较大的差距。专家认为，制造 理念陈

10、旧 是其发展 滞后的直接原因。加 快技术进步，调 整产品结构，增加高档模 具的比重，减少对进 口模具的依赖，是塑料 塑料模具 模具工 模具设计 模具设计 塑料模具 业 发展的方向。且在 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。未来制造工艺模具设计 行业的主 要发展方向近年来 , 全球制造 业正以垂 直整合的 模式向中 国及亚太 地区转移， 中国正成 为世界制 造业的重要基地。制 造业模式的变化，必 将产生对 新技术的需求，也必将导致 CADCAM技 术的发展。从我国国情出发，认真面对 模具工 业业 发 展的 制造工艺 塑料模具 现状， 加

11、快模具CADCAM技术的推广，建立起 一套软件开发、使用 评价维护体系，形成区域规模优势，相互 交流与协作，组成行业集团，尽 快与国际接轨，参与国际竞争。 我们有理由相信， 随 模具设计 塑料模具 塑料模具 着中国经 设计自动 塑料模具 济的不断发展，模具 塑料模具 行业将逐 加工工艺 塑料模具 渐与国际 CADCAM塑料模具 塑料模具 行业接轨，适应国 CADCAM的要求，创造 塑料模具 出具有中 塑料模具 国特色的 模具设计 塑料模具 制造模式。塑料模具 目前我国塑料模具塑料模具 存在的问题我国模具设计 塑模具设计料模具 存塑料成型模具设计在六大问题：塑料模 模模 具设计设计设计具设计设计

12、具 行业与模具设计 其发展需 加工工艺模具设计 要和国外 先进水平相比，主要模具设计 存在六个 模具设计 方面的问题。（ 1）发展不平衡，产品 模具设计 总体水平较低。（ 2）工艺 装备落后， 组织协调能力差。（ 3）多 数企业开 发能力弱。 一方面是 设计设计 技术人员比例低、水 平不够高，另 一方面 是科研开 发投入少， 更重要的 是观念落后，对开发 不够重视。（4）管理落后。（ 5）供需矛盾 一时还难以解决。（ 6）体 制和人才 问题的解 决尚待时日。塑料模具具分类及 常见类型塑料模具分类设计手册 模具设计 塑料 模具最常见的 成型方法 一般分为 熔体成型和固相成 型两大类。熔体成型 的

13、模具 主要有注射 设计设计设计成 型、压塑成型、挤出成型等。固相成型 的 模具主 要 有真空成型、压缩空 气成型和 吹塑成型等。按照上述 设计设计 成型方 法的不同， 可以划分 出对应不 同工艺要求的塑料 加工模具类型 , 主 要有注射 成型模具、挤出 成型模具、压塑加工工艺 设计设计 成型模具、吹塑 设计设计 成型模具、吸塑 成型模具、高 发泡 聚苯 乙烯 成型模具等。塑料注射模具：它主要 是热塑性 塑料件产 品生产中 应用最为 普遍的一种 成型模 具塑料注射 成型模 具 对应的 加工设备 是塑料注 射成型机，塑料首先 在注射机 底加热料 筒内受热熔融，然后 制造工艺 制造工艺在注射机 的螺

14、杆或 柱塞推动 下经注射 机喷嘴和 计计 模具的 浇 注系统进 入模具型 腔塑料冷 却硬化成 型脱模得到制品。它 是塑料制 品生产中应用最广 的一种加工方法。塑料挤出模具：是用来 设计设计 成型生产 连续形状 的塑料产 品的一类模具。塑料 压缩模具：压缩 设计设计成型 方法 加工工艺 是根 据塑料特性将模具 加热至成 型温度后 将计量好 的压塑粉放 入模具 型 腔和加 料室闭合 模具塑料在高热、高 压作用下 呈软粘流 经一定时 间后固化定型，成为 所需制品形状。塑料 吹塑模具： 是用来成 型塑料容 器类中空 制品 设计设计 的一种模具。塑 料吸塑模具：是以塑料板、片材 为原料成 型某些较 简单

15、塑料制品 的一种模具。高 发泡聚苯乙烯 机械设计 成型模具：是应 用可发性 聚苯乙烯原料来成 型各种所 需形状的 泡沫塑料 包装材料 设计设计设计的一种模具。塑料模 的常用类型注塑模 具种类很多，常见的有：注射模、压塑模、挤出模等。但以注射模 最为常用。注射模是安装 在注射机 上，完成注射成 形工艺所 使用的模具。各种计算 机辅助设设计软件简介(1) ProENGINEER 软件ProENGINEER由美国参 数技术公 司推出的 CADCAM系统，该软 件是通过 一种独特的、参数化 的基于特 征的实体 模型设计 而发展起来的机械 设计设计 自动化 (MDA)软件。ProENGINEER具有强大

16、和 独特的功能，主要表 现在如下 2 个方面。一方面 ,ProENGINEER所拥有的参数 方法和基于特征的 功能给工 程师提供 了前所未 有的方便和灵活。 另一方面，ProENGINEER所具有的独 特的数据 结构提供 了从产品 的设计到 制造过程 的全相关性，任何一 处的修改 会引起其 他有关地 方的自动修改。ProENGINEER的主 要功能有： 部件设计； 装配设计； 工程制图； NC加工和切削模拟；注 射流动模拟。 ProENGINEER MOLDESIGN模 块的出现使 PTC彻底完成了 塑料模设计自动化，大大提高了 模具设计计计的效率。(2) PROE软件PROE ( Unigr

17、aphics ) 软件 起源于美 国麦道飞 机公司自 行开发的 PROECADCAM系统，它以 CADCAM一体化而著称， 具有 三维实体建模、装配建模，生成 直观可视 的数字虚拟产品，并 对其进行 运动分析、 干涉检查、 仿真运动 及载荷分析。 PROE主 要功能有：参数 化或传统 的实体造 型及丰富 的曲面造型； 工程制图，可由实 体模型自动产生；装配件的设计，采用自 上而下或 自下而上的方式 ；CAE分析功能； NC自动编程覆 盖从钻孔到 5 轴铣削 加工的所有范围、 干涉检查 等 PROE 机械 加工工艺具有良好的 2 次开发 环境和数 据交换能力。(3)CAE 软件简介CAE软件是

18、由一家专 门从事塑料计 算机 辅助工程分析的软 件和咨询公司开发的。CAE软件可 以模拟整 个注射过 程以及这 一过程对 注射成型 产品的影响。它主要 包括流动 模拟模块、冷却 模拟模块、保压 加工工艺 分析模块、翘曲 分析加工工艺 注塑模块 加工工艺 模腔尺寸确定、 结构应力分析、注塑 机参数优化、气体辅 助注射分析、塑件纤 维取向分 析等模块，通过模拟 与分析可 以判断模 具结构的 合理性和 成型工艺 参数的适宜性。最新版本的MP I 3.0 新增了实验 设计技术功能，它可以自动建立和运行 一系列的分析，分析结束后，分析结构将 自动生成。(4)CADCAE技术设计 计计 模具的一般步骤塑料

19、模的 型腔和型 芯是根据塑 件的几何 形状设计的，因此，设计时第一 步是对塑塑料模具 件的形状 进行描述， 将塑件的 三维模型在计算机 中准确地 建立起来， 使它成为模具设计 整个过程 的基础和依据。然后 进行模具 方案的初步设计， 设计 模具的 浇 注系统和冷却系统，利用软 件作模流分析，从而 优化模具 塑料模具 结构设计， 根据分析 结果对浇注、 冷却系统进行修正。将塑件 三维模型 加入收缩 比即可得 到模 具成型零件 三维模型。将其与模具 配合零件 ( 如镶块、抽芯等 ) 的 三维模型装配进行 干涉检查。对 装配模型 进行投影、 剖切等操 作即可得 到模具总装图，对模 具成型零 件进行相

20、同的操 作即可得 到相应的二维工程图。模具成型零件的 三维模型 可用于 CAM以产生 NC加工程序。目前， 塑料 模具设计设计、制造一 般采用通用机 CADCAM软件与专用塑料模 CAE 软件相结合。开 发与推广 专用模具 CAD设计设计软件是面 临的一个课题。CAE分析 只能在设 定条件下对 塑料成 型过程进行模拟，还 不能对分 析结果进行优化，更 不能对设 计过程作 专家指导。集成专用的 塑料模具 塑料模具 CADCAE软件，提高其智能化程度， 是塑料模 CADCAE技术发展的趋势。ProENGINEER机械加工 模具设计设计 设计 设计设计软件为什么会 被广泛应用模具是 机械加工 中的重

21、要 工艺装备，事实上，在 仪器仪表、家用电器、 交通通讯 和轻工业 等各行业 的产品零件中，有 70%以上的是采 用模具加 工而成的。 传统的模 具多用金 属材料制成，重量大 成本高使 用不方便， 且易腐蚀。 而料密度小，质量轻，强度高，绝 缘性能好， 塑料模具 有良好的 抗腐蚀能力， 在国民 经济塑料 制件已成 为各行各 业不可缺 少的重要 材料之一。由于 塑料设计设计 成型工艺的发展，到目前为止， 塑料模已 处于同冲 压模并驾 齐驱的地位。随着塑 料件应用 的日益广泛，大型塑 料件的不断开发，快 速更新换 代与提高 质量的要求，越来越 多的国家采用 CADCAMCAE技术 来设计制造模具，

22、 其中用得较 多的就是 ProENGINEER，现已发展成为 3D CADCAM系统 的标准软件。ProENGINEER是一个 全方位的 3D 产品开发软件，集成 了零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品 数据库管理、注 射流动模拟等 功能于一体。此外 ProENGINEER MOLDESIGN模 块的出现使 PTC彻底完 成了塑料模设计自动化，大大提高了 模具设计计计的效率。随着 工业的发展，工业产 品的品种 和数量不断增加。换 型不断加快。使模具 的需要补断增加。而 对模具的质量要 求 越来越 高。 模具技术 在

23、国民经 济中的作 用越来越 显得更为重要。根据 业内专家预测，今年 中国 塑料 模具市场总体规模将增加 13% 左右，到 2005 年 塑料模具 产值将达到 460 亿元，模具 及模具标 准件出口 将从现在的 9000 多万美 元增长到 2005 年的 2 亿美元左右，产 值在增长， 也就意味 着市场在 日渐扩大。相当多的 发达国家 塑料 模具 塑料模具 企业移师中国，是国内塑料模 具工业 迅速发展的 重要原因之一。中国 技术人才 水平的提 高和平均劳动力成 本低都是 吸引外资的优势，所 以中国塑 模市场的 前景一片辉煌，这是 塑料模具 市场迅速 成长的重 要因素所在。按照我 国国家标准，模具

24、共分为 10 大类 46 个小类， 塑 料模具是 10 大类中的 l 个大类，共有 7 个小类： 热塑性塑 料注塑模、 热固性塑 料注塑模、 热固性塑 料压塑模、挤塑模、吹塑模、真空 吸塑模和 其他类塑料模。塑料 模的发展 是随着塑料 工业的 发 展而发展的，在我国起步较晚，但发展却很快，特 别是最近几年，无论在质量、技 术和制造能力上，都 有很大发展。但就总体来看，与 国民经济 发展和世界制造工艺 模具设计 先进水平相比，差 距仍较大， 一些大型、精密、复杂、高效、长寿命的 塑料模具每年仍大量进口。据悉目 前全世界 年产出模具约650 亿美元，其中塑 料模具 约为260 亿美元。 我国 19

25、99 年模 具总产值 245 亿元其中 制造工艺 塑料模具 约为 82 亿元， 2000 年近 100 亿元。 七类 设计计算塑料模具中，注塑模具所 占比例很大，约占全部塑料模具的 80%左右。设计手册 塑料模具 的主要用户是 家用电器 行业、汽车、摩托车行业、电子音像设备行业、办 公设备行业、建筑材料行业、信 息产业及 各种塑料 制品行业等。目前国内年需 塑料模具 约亿元，真中有 30 多亿元仍靠进口， 进口量最多的 塑料模具有 汽车摩托 车饰件模具、 大屏幕彩 电壳模具、 冰箱洗衣机模具、通 讯及办公 设备塑壳模具、塑料 异型材模具等。大学 三年的学 习即将结束，毕业设 计是其中 最后一个

26、 实践环节，是对以前 所学的知 识及所掌 握的技能的 机械设计 综合运 用和检验。 随着我国 经济的迅速发展，采 用模具的 生产技术 得到愈来 愈广泛的应用。该塑 件是常用防尘盖， 防 尘盖 是用 来保护不 受磨损的 一个保护盖。它结构 比较简单易设计且 符合毕业 设计的要求，所以我 决定设计一个有关 防尘盖 的一套模具，（见 防尘盖 的零件图见图 1）。在实 习的过程 中也成遇 到过类似 是案子所 以对这个 零件也算 比较熟悉， 对于一些 特性也都 比较清楚， 所以这是 我做毕业 设计的一 个很不错的选择。第2章塑件分析2.1 塑件 结构分析见零件图，该 零件总体 形状方形。 尺寸如图； 周

27、边都是平面，零件 没 有侧凸台。就此看来 , 产品不复杂， 模具 设计设计 时 制造工艺不 须设置复 杂的 抽芯机构, ，该零 件属于中 等制造工艺 复杂程度。图 2-1 零件图2.2.1设计手册 尺寸精度分析技术要求中 提出该塑 件的尺寸公差 MT3（SJ）。由以 上分析可见，该零件的 尺寸精 度 中等偏上，对应的 模具相关零 件的尺 寸 加工可以保证。2.2.2表面 质量分析该零件 的表面要 求没有缺陷、毛刺、无 飞边及要 有 一定的 光泽，没有 特别高的表面 质量要求，所以 比较容易实现。综 上分析可 以看出，注射 时在工艺 参数控制 得好的情况下， 零件的成型要 求可以得到保证。2.2

28、.3设计设计 计算塑件 的 体积和 重量设计手册 计算塑 件 重量是 为了选用 注射机及 确定模具型腔数。根据设计手 册可查得ABS 的密度为 =1.05gcm3成型收缩率成 :0.05%成型温度： 180200。计 算塑件 的体积： V9.01cm3（通过软件 s 计算）计算塑件 加工工艺 重量： W=V 9.01cm3 1.05gcm3=9.46g考虑到 塑件结构 不太复杂， 需求量中 等固采用一模 4 件的 模具结构， 考虑其 外形尺寸、注 射时所需 压力和工 厂现有的 设备等情况，初步选 用注射机为 SZ-40060。2.2.4塑件 注射工艺 参数的确 定查找 塑料 模设 计手册和参考

29、 工厂的实 际应用的情况， ABS 的成型工艺 参数可作如 下选择。试模时，可根 据实际的 情况作适 当的调整。注塑机类 型螺杆式螺杆转速 (rmin)400喷嘴形式温度直通式 170 180料筒温度 78前段 180 200中段 165 180后段 150 170模具温度50 80注射压力 mpa 60 100保压力 mpa30 50注射时间 s 20 90高压时间 s 0 5塑料模具塑料模具 冷却时间 s 20 120成型周期 s 50 2002.2 塑件材 料的选择1. 成型前的准备对 ABS的色泽、细度和均匀 度进行检验。由于 ABS的 吸水率大约为0.2%0.8%，容易吸湿，成型 前

30、应进行 充分的干燥，干燥至 水分含量0.3%。干 燥条件：用烘箱以 80 85烘 24 小时或 用干燥料斗以 80 烘 12 小时。2. 注射过程塑料 在注射机 料筒内经过加热、塑化 达到流动状态后，由 模具的浇 注系统进 入模具型腔成型，其 过程可以 分为充模、压实、保压、倒流、和冷却 4 个阶段。3. 塑件的后处理采用 调湿处理， 其热处理 条件查参考文献 【 1】 中的表 4-7 由处 理温度为 70； 保湿时间为 24 小时。2.2.1材料 ABS的注 塑成型参数 数注射机：螺杆式；螺杆转数（ rmin ）：48；料筒温度（）：前段 200 220；中段 180 200；后段 160

31、180；喷嘴温度（）：170 180；模具温度（）：5080；注射压力（ MPa）：70 100；成型时间（ s）：注射 2060，保压 0 3，冷却 20 90，总周期 50160。 2.2.2 材料 ABS性能1. 物理性能ABS树脂是 一种共混物，是丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadine-styrene( 简称 ABS)，这三者的比例为 20：30： 50( 熔点为 175 ) 。只要改变其 三者的比例、化合方法、颗 粒的尺寸，便可以生 产出一系 列具有不 同冲击强 度、流动特 性的品种， 如把丁二烯的成份增加，则其 冲击强度 会得到提高

32、，但是硬度和流动 性就会降低，强度和耐热性变会减少。ABS 为浅黄色粒 状或珠状 不透明树脂，无毒、无味、吸水率低，具有良好 的综合 物理机械 机械 性能，如优 良的电性能、耐磨性， 尺寸稳定性、耐化学 性和表面光泽等，且 易于加工成型。缺点 是耐候性，耐热性差，且易燃。2. 成型性能ABS 是 由丙烯腈、 丁二烯和 苯乙烯三 种化学单体合成。每 种单体都 具有不同特性：丙烯 腈有高强度、热稳定 性及化学稳定性；丁 二烯具有坚韧性、抗 冲击特性； 苯乙烯具 有易加工、 制造工艺 加工工艺 加工工艺 高光洁度 制造工艺 加工工艺 及高强度。制造工艺 加工工艺 从形态上看， ABS是非结 制造工艺

33、 加工工艺 晶性材料。 制造工艺 加工工艺中单体的 制造工艺 加工工艺 聚合产生 制造工艺 加工工艺 了具有两 制造工艺 加工工艺 相的三元共聚物，一 个是苯乙烯 - 丙烯腈 的连续相，另一个是 聚丁二烯 橡胶分散相。 ABS 的特性 主要取决 于三种单 体的比率 以及两相 中的分子结构。这就 可以在产 品设计上 具有很大 的灵活性， 并且由此 产生了市 场上上百 种不同品质的 ABS材料。 这些不同品质的材 料 提供了 不同的特性，例如从 中等到高 等的抗冲击性，从低 到高的光 洁度和高 温扭曲特性等。ABS 具有良好 的成 模具设计 型加工性， 模具设计 制品表面 模具设计 光洁度高，且

34、具 有良好 的涂装 模具设计 性和染色性，可电镀模具设计 成多种色泽。ABS是吸水的塑料，于室温下， 24 小时可吸收 0.2%0.35%水分，虽然 这种水分 不至于对 机械性能 构成重大影响，但注 塑时若湿度超过0.2%，塑 料表面会 受大的影 响，所以对 ABS进行成型加工时，一 定要事先干燥，而且 干燥后的 水分含量应小于 0.2%。3.ABS 的主要性能指标密度 =1.05 g ；收缩率 0.4 0.7%，取值 0.5%.4.ABS 成型塑 件的主要 缺陷及消除措施主要缺陷：溢料飞边、气泡、熔接痕、 烧焦及黑纹、光泽不良；消除措施：增大 注射压力、提高 模具温度、加排气槽、充分预干燥。

35、第 3 章机械设计 注射模的加工工艺塑料模具 结构设计注射模结构 设计主要包括：分 型面选择、模具型 腔数目的 确定及型腔的排列方 式和冷却 水道布局 以及浇口 位置设置、 模具工作零件的 机械设计 机械设计 技术基础 结构设计、侧 向分型与抽芯机 构的设计、推出机 构的 设计设计 等内容。3.1 型腔数目的 确定该塑件精 度要求不高，但 需求量 加工工艺 中等，固 应选多腔 模更为合适。它可以 提高生产效率，降低 计计 模具设计 计计塑件的整体成本。生 产经验表明，每增加 一个型腔，塑件的 尺 寸精度 将降低 4%。按注 射机的最 大注射量 设计设计计算型腔数目 型腔数目 n n (Kmp-

36、m1)m式中 K: 注射机最 大注射量 的利用系数，取 0.8 mp： 注射机最 大注射量， g m1：浇注系统凝料量， gm：单个塑 件的质量， g经过计算 和产量的要求， n 取 4，采用一模 4 件的形式。3.2 型腔的分布由于型腔 的排布与 浇注系统 密切相关的，所以在 模具设计 模具设计时应综合 加以考虑。 型腔的排 布应使每 个型腔都能通过 浇 注系统从总压力中 均等地分 得所需的 足够压力， 以保证塑 料熔体能 同时均匀地充填每个型腔，从 而使各个 型腔的塑 件内在质 量均一稳定。图 3-1 型腔分布3.3 分型面的设计计塑料成型 模具设计中，分型面 的选择很关键，它决 定了模具

37、模具设计设计 设计模具的结构。分型面与模 具的整体结构、浇注系 统的设计、塑件的 脱模和模 具的制造 工艺等有关，因此分 型面的选 择是注射 模设计中 的一个关键步骤。应根据分 型面选择原原则和 塑件 的成型要求来选 择 分型面。该塑件表面 质量无特殊要求，结 构也比较间单，固选 平直分型面。如图 3 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、 浇注系统设模具 设设计计、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 时应综合 分析比较，从 几种方案中优选出 较为合

38、理的方案。选择 分型面 时 一般应 遵循以下 几项原则：（1）分型面应 选在塑件 外形最大轮廓处。（2）便 于塑件顺利脱模，尽 量使塑件 开模时留 在动模一边。（3）保证塑 件的精度要求。（4）满足 塑件的外观 质量要求。（5）便于模 具加工制造。（6）对排气 效果的影响。图 3-2 分型面3.4浇注系统设设计浇注系统 是指模具中 由注射机 喷嘴到型 腔之间的 进料通道。普通 浇注系统一般由主流道、分流道、浇 口和冷料 穴等四个 部分组成。浇注系统的设计是 模 具设计 的一个 重要环节，设计合理与 否对塑件的性能、尺寸、内外部质量及 加工工艺 模具结构、塑 料的利用率等 有较 大的影响。对浇

39、注系 统进 行设计时，一般 应遵循如 下基本原则。(1). 了解计计计计塑件的成型性能(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3.4.1主流道主流道是 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 温度降和 加工工艺 压力损失最小。根据设计手 册查得 XZ-Z-400

40、 型注 射机喷嘴 的有关尺寸：喷嘴前端孔径： d0=4mm；喷嘴前端 球面半径： R0=12mm；根据模具主 流道与喷 嘴的关系R=R0+(1 2)mmd=d0+(0.5 1)mm取主流道 球面半径 R=13mm；取主流道 的小端直径 d=4.5mm.为了便 于将凝料 从主流道中拔出，将主流道设 计成圆锥形，其锥度为 1o 3o，经换算 得大端直 径 D=8.5mm。为了使 熔料顺利 进入分流道，可在主 流道出料 端设计半径 r=3mm的圆弧过渡。图 3-3 主流道3.4.2分流道设计分流道是指 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

41、 的流态均 衡地分配 到各个型腔。设计时 制造工艺 应注意尽 制造工艺 量减少流 制造工艺 动过程中制造工艺 的热量损失与 压力损失。分流 制造工艺 道的形状及尺寸，应根据 塑件的体积、壁厚、形状的 复杂程度、 注射速率、 分流道长 度等因素来确定。本塑 件的形 状制造工艺 不算太复杂，熔料 填充型腔 比较容易。 根据型腔 的放置方式可知分 流道的长度不长，为 了便于加工起见，选 用形状为 圆形分流道，查 塑料模设计手册得 R=3mm。塑料 迅速冷却， 只有内布 的熔体流 动比较理想，因此分 流道表面粗糙度一般取 Ra1.6mm3.4.3浇口形式及 位置的选 择浇口亦称进料口，是 连接分流 道

42、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。浇口可分成 限 制造工艺 制性浇 口和非 限制性浇 口两大类。按浇口的结 构形式和特点，常用的浇口可 分为以下 几种形式。(1).直接浇口(2).中心浇口(3). 侧浇口(4). 环形浇口(5). 轮 辐式浇口(6).爪形浇口(7). 侧浇口(8). 侧浇口按此 零件对外 表面的要求 : 该零件 的表面要 求没有明 显的缺陷、毛刺、无 飞边及要 有一定的 光泽。 模具设计时，浇口 的位置及 尺寸要求 比较严格， 初步试模 后还需进 一步修改 浇口尺寸， 无论采用 何种浇口， 其开设位 置对塑

43、件 设计设计成型及质 量影响很大，因此合 理选择浇 口的开设 位置是提 高质量的 重要环节，同时浇口 位置的不 同还影响 模具结构。 总之要使塑件 具有良好 的性能与外表， 一定要认 真考虑浇口 位 置的选 择，通常 要考虑以下 几项原则：(1) 浇口应 开设在塑 件壁厚最大处。(2) 必须 尽量减少熔接痕。(3) 应有利 于型腔中气体排出。 (4) 考虑 分子定向影响。(5) 避免 产生喷射和蠕动。(6) 浇 口处避免 弯曲和受 冲击载荷。(7) 尽量缩短 流动距离。综合以上分析，浇口 选择侧浇口位置见图 4。图 3-4 浇口的位置3.4.4剪切速 率的校核生产 实践表明， 制造工艺 当注射

44、模 制造工艺 主流道和 制造工艺 分流道的 剪切速率 R=5.8 105 10S、浇口的 制造工艺 剪切速率R=1010S时， 制造工艺 所成型的 塑件质量最好。对一般 热塑性塑料，将以 上推荐的 剪切速率 值作为计算依据，可 用以下经 验公式表示：R=式中 q 体积流量 （CMS）；R 浇 注系统 断 面当量半径（CM）。3.4.5主流道剪 切速率校核Q=0.8QT=338.2 1.5=225.5（CMS）T 注射时间： T=2.5 （S）；R 主流 道的平均 当量截面半径： R=0.538（ CM）d 主流 道小端直径， d=0.63 （ CM）； d主流道 大端直径，d=1.2（ CM）R= 3.1 158.9(3.14 0.278 3)=1.47 10 S5