模具专业毕业设计说明书

1、1 模具设计概论塑料是20世纪才发展起来的新材料，目前世界上塑料的体积产量已经赶上和超过了钢材，成为当前人类使用的一大类材料。我国的塑料工业正在飞速发展，塑料制品的应用已深入到国民经济的各个部门。塑料工程通常是指塑料制造与改性，塑料成型与制品加工。塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要部分，是塑料工业中不可少的环节。模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品。在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具，如金属制品成型的压铸模，锻压模，浇铸模，非金属模制品成型的玻璃模，陶瓷模，塑料模等。采用模具生产制件具有生产效率高，质量好，切削少，节约能源和原材料，成本低等一系列优点，

2、模具成型已成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具有潜力的发展方向。模具是机械，电子等行业的基础工业，它对国民经济和社会的发展起着越来越大的作用。一个国家模具生产能力的强弱，水平的高低，直接影响着许多工业部门的新产品开发和老产品更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。我国为了优先发展模具工业，制订了一系列优惠政策，并把它放在国民经济发展十分重要的战略地位。对塑料模具的全面要求就是能高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品。塑料成型模具是成型塑料制品的工具。塑料成型模具应能生产并满足给定的形状、尺寸、外观和内在性能要求的制品。要求模具能被高效率的应用，且操作简便，并达到自动化水平。

3、要求模具有合理的结构，制造容易且成本低廉。也要求模具有足够的使用寿命。近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，高效率，自动化，大型，精密，长寿命模具总产量中所占比例越来越大，在各种塑料模具中来看，注射模具在生产中占的比例是最大的，在生产中起着重要的作用。注射成型模具是塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔融后，在注射机的螺杆式活塞推动下，经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，塑料在模具型腔内固化定型，这就是注塑成型的简单过程。注塑成型所用的模具叫注塑模具。注塑模具主要用于热塑性塑料制品的成型，但是近几年来也越来越多的用于热固性塑料成型。注塑成型在塑料制件成型中占有很大的比重，世界塑料成型模

4、具产量中的约半数以上为注塑模具。在这次设计中充分运用了所学的专业知识，将所学的知识运用到实践中来，在设计的塑料件也是利用注射模具来成型的，本套设计说明书主要放在塑件结构和模具设计这一环节，如注射机的选择和校核、分型面的选择、模具的结构设计、分流道的设计、浇注系统和冷却系统的设计等方面。在设计过程中主要用到的设计软件有autocad。根据三维造型通过autocad来设计注射模具。在设计的过程中由于经验不足，难免会出现错误，敬请原谅，并给出指正。 2产品工艺性分析2.1 产品材料分析2.1.1塑件形状分析此塑件结构比较简单，外观光滑，只是制品的凹槽涉及到的脱模必须是斜销和弹簧协助拉料顶出，塑件上有

5、两条槽图2-12.1.2材料分析材料选用pe，是聚乙烯的简写，是由乙烯聚合而成的的聚合物，作为塑料使用时，其平均相对分子质量要在1万以上。根据聚合物条件不同，实际平均相对分子质量可从1万到几百万不等。生成的pe乙烯单体大部分是由石油裂解得到聚乙烯是树脂中分子结构最简单的一种，它原料来源丰富，价格较低，具有优异的电绝缘性和化学稳定性，易于成型加工，并且品种较多，可满足不同性能要求，因此它从问世以来发展很快，是目前产量最大的树脂品种，用途极广泛pe材料的性能特点:质软,机械性能差,表面硬度低,化学稳定性好,但不耐强氧化剂,耐水性好 pe的成型特点:成型前不可预热,收缩大,易变形,冷却时间长,成型效

6、率不高,塑件有浅侧凹可强制脱模 pe材料在模具设计时应注意的事项:浇注系统应尽快保证充型,须设系统,使用温度一般为800c pe材料的品种多，根据塑件的要求及特点，我们选用低密度聚乙烯来作为注塑材料pe材料的品种很多，在此低密度聚乙烯（ldpe）作为塑件的注塑材料。ldpe是在高温和特别高的压力下通过典型的自由基聚合过程得到的。早在20世纪40年代初，ldpe已用于电线包覆，是pe家族中最早出现的产品。ldpe综合了许多优良的性能，如透明性、封合性、易于加工，是当今聚合物工业中应用最广泛的材料之一。ldpe通常可采用管式和釜式反应器两种生产工艺制备，聚合时压力为（150350）mpa，聚合温度

7、在150260之间，并加入适量的引发剂。与其他工艺过程得到的线性pe不同，高压自由基聚合历程易发生链转移，得到的聚合物存在大量的支链结构，这种结构使ldpe具有透明、柔顺，易于挤出等特定性能。通过控制平均相对分子质量（mw）、结晶度和相对分子质量分布（mwd），可以是ldpe树脂获得多种应用。 聚合物的平均相对分子质量是用组成聚合物的所有分子链的平均尺寸来表达的，为方便起见，在塑料工业中采用熔体流动速率（mfr）作为平均相对分子质量的量度，mfr的单位为g/10min，mfr的值与平均相对分子质量的大小成反比。 ldpe的结晶度与树脂中的短支链的含量有关，结晶度通常为30%40%，结晶度的提高

8、是ldpe的刚性、耐化学药品性、阻隔性、拉伸强度和耐热性增加。而冲击强度、撕裂强度和耐应力开裂性能降低。2.1.3塑件正投影面积，体积及质量计算根据塑件，可算出体积及质量 图2-2 如图2-2所示，可把塑件分成几个部分来计算，具体计算如下： 塑件有2个槽，把相对的两个槽合起来计算就相当与计算一个圆住的体积根据图纸可以知道塑件的体积等于上端长方体的体积加上下端长方体的体积减掉凸模所形成的凹槽再减掉一个圆柱的体积： 设：上端长方体的体积为v上则 v上=18x1.7x70=2142mm3 下端长方体的体积为v下 v下=15x67x（7.7-1.7）=6030mm3 凹槽的体积v凹=(15x1.7x2

9、)x(7.7-1.7)x(67-1.7x2) =4426.56mm3 根据图中所示,可设一个圆柱的长为l1=64mm体积为v1 v1=rl1=3.14x0.62x64=7.2345mm3 v总=2142+(6030-4426.56)-8.59=3746.49mm3因为pe材料选用的是底密度乙烯,所以密度=0.91g/cm m总=3746.49x10-3x0.91=3.4g2.2 塑件结构和尺寸精度分析塑件结构工艺性，直接关系到其成形模具结构、类型、生产周期与成本。只有符合模塑工艺要求塑件设计，才能顺利成形，确保内在与外观质量，达到高效率生产和低成本的目地。2.2.1 塑件视图 图2-32.2.

10、2脱模斜度由于制品在冷却后产生收缩，会紧紧包住型心或行腔突出的部分，为了使制件能够顺利从模具中取出或者脱模，必须对塑件的设计提出脱模斜度的要求，要求在塑件设计时或者在模具设计时给予充分的考虑，设计出脱模斜度。目前并没有精确的计算公式，只能靠前人总结的经验资料。塑件的脱模斜度与塑料的品种，制件形状以及模具结构均有关，一般情况下取0.5度，最小为15分到20分。下表为常用的脱模斜度： 表2-1 几种塑料的常用脱模斜度制品斜度聚酰胺通用聚酰胺增强聚乙稀聚甲基丙稀酸甲脂聚丙烯聚碳酸脂abs塑料脱模斜度型腔20-4020-5020-4520-4025-4535-135-130型心25-4020-4020

11、-4530-120-4530-5035-1由于塑料制品的产品图可知，塑件四壁均有1的自带斜度，此结构本身就在常用的脱模斜度范围内，此结构本身就有利于脱模，且此塑料制品的材料为abs，故我们在脱模1的自带斜度在经验的35-130和301之间，故无需另行设计。2.2.3塑件壁厚 塑料制品应该有一定的厚度，这不仅是为了塑料制品本身在使用中有足够的强度和刚度，而且也是为了塑料在成型时有良好的流动状态。塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件几何尺寸以及成型工艺等众多因素的制约。根据成型成型工艺的要求，应尽量使制件各部分壁厚均匀，避免有的部位太厚或者太薄，否则成型后会因收缩不均匀而使制品变形或产生缩孔，凹

12、陷烧伤或者填充不足等缺陷。热塑性塑料的壁厚应该控制在1mm4mm之间。太厚，会产生气泡和缺陷，同时也不易冷却。由产品图可知，其形状较为规则，结构不太复杂：从产品的壁厚上来看，壁厚最大处为2.0mm，最小处为1.0 mm，壁厚较均匀，有利于零件的成型；为便于脱模，产品内表面设30的脱模斜度，这里采用half模具，因此外表面不需设脱模斜度；该产品的孔边距约为2mm，符合要求。2.2.4加强肋支撑面 为使塑件具有一定的强度和刚性，又不使塑料件截面壁太厚，而产生成型缺陷，行之有效的方法就是，在塑件结构允许的位置适当设置加强肋或者增设防止变形结构。加强肋不仅可防止塑件变形，而且有利于改善塑件模塑成型的充

13、模状况。设置加强肋后，可能出现背部塌坑，但只要位置设置得当，壁厚合适，既可避免。2.2.5圆角 塑件的边缘和边角带有圆角，可以增强塑件某部位或者整个塑件的机械强度从而改善成型时塑料在模腔内流动条件，也有利于塑件的顶出和脱模。因此塑件除了使用上的要求采用尖角或者不能出现圆角外，应该尽量采用圆角特征。塑件上采用还可以使模具成型零部件加强，排除成型零部件热处理或使用时可能产生的应力集中问题。由塑件的产品图可知：产品所有边缘均带有圆角特征，最大圆角特征r=1mm，最小圆角特征r=0.3mm从理论分析，边缘圆角特征与塑件壁厚存在如下的关系：图2-4图2-5p_外力负荷，t_厚度，r_圆角半径。由于边缘修

14、饰与张力集中图我们可知：边缘圆角对塑件的影响，圆角应尽量使壁厚平滑过渡，使壁厚均匀一致，对于 c03产品图季提供了圆角，考虑了塑件受应力的影响，和它的外观要求合乎模具设计和产品的要求，故而，即依据c03塑件产品图设计模具型芯和型腔，而不另行设计计算。2.2.6尺寸精度分析塑件的尺寸精度是指成型后所获得的塑件产品尺寸和图纸中尺寸的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取决于塑料因材质和工艺条件引起的塑料收缩率范围大小，模具制造精度、型腔型芯的磨损程度以及工艺控制因素。而模具的某些结构特点又在相当大程度的影响塑件的尺寸精度。故而，塑件的精度应尽量选择的低些。对于本产品，图纸未注明尺寸精度，我们取it1

15、0级精度。it8=0.72mm.此值由下表查知：表2-2 精度等级选用推荐值：类别塑料品种建议采用的等级高精度 一般精度 低精度1ps3 4 5abs聚甲苯丙烯酸甲脂pcpsu 聚砜pf氨基塑料30玻璃纤维增强塑料2聚酰胺6.66 610 9.10 104 5 6氯化聚乙醚pvc硬3pom5 6 7pppe低密度4pvc6 7 8pe高密度由于没有规定制品尺寸精度，查表3-2取4-5级精度。3 模具结构设计3.1 总体方案拟订对任何塑料件的模具设计都有一定的程序，首先要确定该塑件使用哪一种浇口形式，因为目前浇口的形式很多，并且用不同的浇口形式可以得到不同的塑件效果，得到的塑件表面质量也不同等，

16、因此确定浇口形式也是至关重要的。再就是要确定在塑件的什么地方进浇，对于这个问题我们都没有定论，只有借助ptc公司的pro/e内的mold advisor模块来进行分析后再确定浇口位。接着要确定一模几腔，只有把这些前期工作都做好之后 才能够顺利的进行模具设计。计算部分。3.1.1 型腔数目的确定1）根据经济性：n=nyt/(60c1)1/2式中n-每副模具中型腔的数目n-计划生产塑件的总量y-单位小时模具加工的费用t-成型周期（min）c1-每个型腔的模具加工费用（元）2）根据锁模力：n=(q/p)-a2/a1式中q-注射机锁模力）（kn）p-型腔内熔体的平均压力（mpa）a2-浇注系统在分型面

17、上的投影面积a1-每一个塑件在分型面上的投影面积3）根据塑件的精度：根据经验，在模具中每增加一个型腔，塑件的尺寸精度就要降低4%，由于没有规定制品尺寸精度，且产品较小，产量较大，所以选择采用一模一腔。4）根基注射量：n=（0.8g-m2）/m1式中g-注射机的最大注射量（g）m1-单个塑件的重量（g）m2-浇注系统的重量（g）根据产品需要，该塑件为一模一腔。3.1.2 型腔数目确定参数 型腔数目的确定主要参考以下几点来确定（1）、根据经济性确定型腔数目:根据总成型加工费用最小的原则,并忽略准备时间试生产原材料费用,仅考虑模具加工费和塑件成型加工费（2）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目,当成

18、型大型平板制件时常用这种方法（3）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目,根据经验,在磨具中每增加一个型腔,制品尺寸精度要降低4%,对于高精度制品,由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件一致,故推荐型腔数目不超过4个（4）、由于塑件的构造比较简单,只是四周多了两个槽,并可以使用限位杆来实行脱模,磨具本身的结构也很简单,塑件的质量也很轻,故可以用一模一腔注射成型 同时根据塑件体积v=3746.79mm，初步确定注射机为sz-40/32 注射机各参数如下： 项目 sz-40/32 结构形式 立式 理论注射容量（cm） 40 螺杆直径（mm） 24 注射压力（mpa） 150 注射速率（g/s） 塑化能

19、力（kg/h） 螺杆转速（r/min） 锁模力（kn） 320 拉杆内向距（mm） 205 移模行程（mm） 160 最大模具厚度（mm） 160 最小模具厚度（mm） 130 模具定位孔直径模具定位孔直径（mm） 喷嘴球半径（mm） 10喷嘴口孔径（mm） 3.1.3 型腔布局 注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；（4）模具制造难度。根据小批量生产要求，本模具采用一模一腔，塑件型腔位置设在模具偏中心处。 3.1.4 分型面与排气系统设计1、分型面选择： 选择分型面即

20、是决定型腔空间在模内应占有的位置。 选择时应遵行如下原则：1）、复合塑件脱模。为使塑件能从模内取去，分型面的位置应设在塑件断面尺寸大的部位。确保塑件质量。分型面应不要选择在塑件光滑的外表面，避免影响外观质量；将塑件要求同轴度的2）、有利于塑件脱模。由于模具脱模机构通常只设在动模一侧，故选择分型面时应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。这对于自动化生产使用的模具尤其显得重要。3）、考虑侧向轴拔距。一般机械式抽芯机构的侧向拔距都较小，因此选择分型面时应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开合模方向上，而将短抽拔距做为侧向分型或抽芯。并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯。4）、锁紧模具的要求。侧向合

21、模锁紧力较小，故对于投影面积较大的大型塑件，应将投影面积大的方向放在动、定模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分型面。5）、有利于排气。当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设在塑料熔体的末端，以利于排气。6）、模具零件易于加工。选择分型面时，应使模具分割成便于加工的零件，以减小机械加工的困难。根据以上分型面选择原则及塑件本身的特点，确定为一次分型（如图3-1） 图3-12、分型面的设计分型面的设计在注射模的设计中占有相当重要的位置，分型面的设计可以对塑件的质量、模具的整体结构、工艺操作的难易程度及模具的制造等都有很大的影响。分型面的设计原则：1、分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处。2

22、、分型面的选择应有利于塑件的留模及脱模。3、保证塑件的精度要求。4、满足塑件外观的要求。5、便于模具的制造。6、减小成型面积。7、增强排气效果。8、应使侧抽芯行程较短。跟据该塑料制品的形状特点及以上原则，其分型面设计在塑件下端。 3.2 成型零件的设计及计算3.2.1成型零部件尺寸分析 成型零部件的设计计算主要指成型部分，与塑件接触部分的尺寸计算。而对于塑件尺寸精度的影响因素主要有以下方面：1）成型零部件的磨损 其主要是塑料熔体在在成型行腔中的流动以及脱模时塑件与型腔或型心的摩擦，而一后者为主。为简化设计计算，一般只考虑与塑件脱模方向平行的磨损量，对于垂直方向的不于考虑，而忽略不计。中小形塑件

23、我们取c=1/6。2）成型零部件的制造误差 成型零部件的制造包括成型零部件的加工误差和安装，配合误差两个方面，设计时一般将成型零部件的制造误差控制在塑件相应公差的1/3左右 ，z=1/3 ,通常取it6it9级精度。3）塑件的收缩率 收缩率不仅是塑件的固有特性，而且与制品的结构，工艺条件等方面的因素有关。生产中由于设计选取的计算收缩率与实际收缩率的差异，以及塑件成型工艺条件的波动，材料批号的变化而造成塑件收缩率的波动，由此导致塑件尺寸的变化值为： s=(smax-smin)*ls 式中：smax_塑件的最大收缩率； smin _塑件的最小收缩率； ls_塑件的名义尺寸。 由上式可以看出，收缩率

24、对塑件的尺寸影响较大，故而应认真对待。 4）配合间隙引起的误差j 比如：采用活动型心时，由于型环的间隙配合，将引起塑件孔的位置误差或中心距误差等，为了满足以上因素对塑件造成的误差总和最小且小于塑件的公差值，必须满足以下条件： z+c+s+j 式中：z-成型零部件的制造误差； c-成型零部件的磨损量； s-塑料的收缩率波动引起的塑件尺寸变化； j-配合间隙引起的误差； -塑件的公差。3.2.2 成型零件设计 由于成型零件直接与高温高压的塑料熔体接触，它必须有以下一些性能:1:必须具有足够的强度、刚度，以承受塑料熔体的高压，2:有足够的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨损。通常进行热处理，使其硬度

25、达到hrc40以上3:对于成型会产生腐浊性气体的塑料还应选择耐腐浊的合金钢处理4:材料的抛光性能好，表面应该光滑美观。表面粗造度应在ra0.4以下5:切削加工性能好，热处理变形小，可淬性良好6:熔焊性能要好,以便修理7:成型部位应须有足够的尺寸精度。孔类零件为h8h10，轴类零件为h7h10。3.2.3型芯和成型杆设计 因为把手封条注塑模本身比较简单,只是塑件周边有凹槽,因此不容易脱模,为了便于脱模,把型芯和成型杆单独制作,然后将成型杆嵌入型芯中,使之成为型芯的一部分,并能单独做为顶杆,以便方便于和限位杆配合脱模 图3-2确定型芯尺寸： lm=ls（1+s）+ 3/4 0 -z把ls=11.6

26、，收缩率取s=0.009，精度等级系数取 =0.72， z=/3=0.24带入上式得： lm=11.6(1+0.009)+0.75x0.72 0 -z=12.20-0.24mm型芯的工作高度尺寸： hm=hs（1+s）+2/3 x 0 -z把hs=6，收缩率s=0.009,=0.56， z=/3=0.18带入上式得hm=6x1.009+2/3 x 0.560-0.18=6.4 0-0.18mm3.2.4凹模尺寸的计算 凹模用于成型塑件的外表面，按起结构的不同，可分为6种1：整体式凹模2：整体嵌入式凹模3：局部镶嵌式凹模4：大面积镶嵌式凹模5：四壁拼合式凹模6：拼块式凹模。塑件本身比较简单，应根

27、据塑件的结构和尺寸来确定凹模的尺寸和形状 1. 径向尺寸计算： dm=ds（1+s）- 3/4 +0 把d1m=18 d2m =15 s=0.009，=0.30 z=/3=0.1 d1m=18x1.009-0.75 x 0.30+0.1=17.940+0.1mm d2m=15x1.009-0.75 x 0.30+0.1= 14.910+0.1mm 2. 凹模套的高度尺寸： hm=hs（1+s）-2/3 x +z 0 把h1m=7.7，h2m=1.7，h3m=6，s=0.009，1=0.64，2=0.42，3=0.56，z=/3依次带入上式得： h1m=7.7x1.009-2/3 x 0.640

28、+0.21=7.340+0.21mm h2m=1.7x1.009-2/3 x 0.420+0.42=1.440+0.21mm h3m=6x1.009-2/3 x 0.560+0.56=5.680+0.56mm3.2.5凹模壁厚计算在注射过程中，凹模套承受塑料熔体的高压作用，因此模具的凹模套应该有足够的强度。凹模套强度不足将发生塑件变形，甚至破裂；刚度不足将产生过大弹性变形，导致凹模套向外膨胀，并产生溢料间隙。型腔壁厚计算应以最大型腔压力为准。一副模具要能正常生产，即不允许行腔强度不足，也不允许其刚度不足，因此行腔壁厚应该同时考虑其强度条件和刚度条件。据分析，大尺寸行腔，刚度不足是主要矛盾，应按

29、刚度计算，小尺寸行腔，在发生大的弹性变形前，其内应力已超过许用应力，因此强度不足是主要矛盾，应按强度计算 按刚度计算为： s最小0.31l1（apl1/ea）1/3mm e 模具材料的弹性模量（mpa），碳钢为2.1x10 5 mpa p 型腔压力，一般取2545mpa 型腔侧壁全高度mm l1型腔长边长度mma型腔侧壁受压高度mm 刚度条件，即许用变形量（mm），由表3可查 模具材料的许用应力（mpa），一般取1.8x10 3 2.2x10 3 mpa 表3粘度特性塑料品种值的许用范围（mm）高粘度pc、ppo、psf、hpvc0.060.08低粘度pa、pe、pp、pom0.0250.04

30、 3.3 浇注系统设计流道设计包括主流道、冷料穴和分流道的设计。3.3.1 浇注系统的设计原则 浇注系统设计是注射 模设计的一个重要环节，它 对注射成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响。设计时须遵循如下原则： 1结合型腔布局考虑，应注意以下三点： 1）尽可能采用平衡式布置，以便设置平衡式分流道。 2）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象。 3）型腔排列要尽量可能紧凑，以减少模具外形尺寸。 2 热量及压力损失要小 为此浇注系统流程应尽量短，断面尺寸尽可能大，尽量减少弯折，表面粗糙度要低。 3. 确保均衡进料 尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个

31、型腔的深处及角落，即分流道尽可能采用平衡式布置。 4塑料耗量要少 在满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量要小，以减少塑料的耗量。 5消除冷料 浇注系统应能捕集温度较低的“冷料”，防止其进入型腔，影响塑件的质量。 6排气良好 浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔各个角落，使型腔的气体能顺利排出。 7防止塑件出现缺陷 避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力、翘曲变形或尺寸偏差过大以及塑料流将嵌件冲压位移或变形等各种成型不良现象。 8塑件外观质量 根据塑件大小、形状及技术要求，做到去除修整浇口方便，浇口痕迹无损塑件的美观和使用。 9生产效率 尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成形周

32、期短，效率高。 10塑料熔体流体特性 大多数热塑性塑料熔体的假塑性行为，以充分利用。3.3.2主流道的设计 主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定锥度，其设计要点为： 1：主流道圆锥角为a=2060，对流动性差的可取3060，内壁粗糙度为ra0.63m 2：主流道大端成圆角，半径r=13mm，以减小料转向过度时的阻力 3：在模具结构允许的情况下，主流道尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响流体的顺利充型 4：对于小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，主流道衬套与定模板采用h7/m6

33、过度配合与定位圈的配合采用h9/f9间隙配合 5：主流道衬套一般选用t8 t10制造，热处理强度为5256hrc 根据“常用塑料直浇口尺寸”表，选主流道始端尺寸d=2.5mm,大端尺寸d=4mm，浇口套始端半径r=机床喷嘴小经d +（0.51）=10+(0.51)=11mm，半锥角a=2。其长度尺寸取l=40mm，其余尺寸见图。主流道内壁粗造度ra=0.63，抛光时要沿轴向进行。 根据主流道尺寸，可求出主流道体积： v主=1/3l（r+rr+r） =1/3x3.14x40（1.252+1.25x2+4）= 0.334cm 图3-33.3.3冷料穴设计 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分

34、流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料”防止“冷料”进入行腔而影响塑件质量；开模时又可以将主流道的冷凝料拉出，冷料穴直径宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。其类型可分为四大类（1）底部带有推杆的冷料穴 这类冷料穴的底部由一跟推杆组成，推杆装于推杆固定板上，因此他常于推杆或推管脱模机构连用。（2 底部带有拉料杆的冷料穴 这类冷料穴的底部有一根拉料杆构成，拉料杆装于型芯固定板上，因此它不随脱模机构运动（3）底部无杆的冷料穴 对于具有垂直分型面的注射模，冷料穴置于左右两半模的中心线上，当开模时分型面左右分开，塑件与流道凝料取出，冷料穴底部不必设计杆件。（4）分流道冷料穴 当分流道较长时，

35、可将分流道的尽头沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，以贮存前锋冷料，其长度为分流道直径的1.52倍。 3.3.4分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道。多行腔模具一定设置分流道 ，大型塑件由于使用多浇口进料也需设置分流道。由于模具有两条分流道，要从行腔侧面注入，分流道应是侧浇，设计成圆形并四周交叉分布，这样效率比较高。因为塑件的壁厚为1.73mm，质量3.4200g，所以可以根据公式d=0.2654w1/2l1/4来计算 d 分流道的直径（mm） w 塑件的质量 （g） l 分流道的长度 （mm）因为型腔为一模一腔按圆周均匀分布，两个小型腔的最小直线距离在7mm8mm，在这里取8mm，这样计

36、算分流道长度为15mm图3-4 其直径尺寸可按下列经验公式确定：把w=3.4mm和l=15mm带入上式得： d=0.2654x3.4x15=0.96mm 分流道直径d=0.96mm,不符合直径限于3.29.5mm条件。应取5mm3.4 模具温度调节系统3.4.1 模温调节与冷却系统设计 模温对塑件质量的影响：热塑性塑料熔体注入型腔后，释放大量热量而凝固。不同的塑料品种，需要模腔维持在某一适当的温度，模温对塑件质量的影响主要表现在下面的六个方面：1、改善成形性 每一种塑料都有其湿度的成形模温，在生产过程中若能始终维持相适应的模温则其成形性可得到改善，若模温过低，会降低塑件熔体流动性，使塑件轮廓不

37、清，甚至充模不满；模温过高，会使塑件脱模时和脱模后发生变形，使其形状和尺寸精度降低。成形收缩率 利用模温调节系统保持模温恒定，能有效减少塑料成型收缩的波动，提高塑件的合格率。采用允许的的模温，有利于减少塑料的成形收缩率，从而提高塑件的尺寸精度。并可缩短成形周期，提高生产率。塑件变形 模具型芯与型腔温差过大，会使塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形。尤以壁厚不均和形状复杂的塑件为甚。需采用合适的冷却回路，确保模温均匀，消除塑件翘曲变形。尺寸稳定性 对于结晶性塑料，使用高模温有利于结晶过程的进行，避免在存放和使用过程中，尺寸发生变形；对于柔性塑料（如聚烯烃等）采用低模温有利用塑件尺寸稳定。力学性能 适

38、当的模温，可使塑件力学性能大为改善。例如，过低模温，会使塑件内应力增大，或产生明显的熔接痕。对于粘性大的刚性塑料，使用高模温，可使其应力开裂大大的降低。外观质量 适当提高模具温度能有效地改善塑件的外观质量。过低模温会使塑件轮廓不清，产生明显的银丝、云纹等缺陷，表面无光泽或粗糙度增加等。2 模温对生产效率的影响： 就注射成形过程讲，可把模具看成为热交换器。塑料熔体凝固时释放出的热量中约有5以辐射、对流的方式散发到大气中，其余95由模具的冷却介质（一般是水）带走。因此模具的生产效率主要取决于冷却介质的热交换效果。据统计，模具的冷却时间约占整个注射成形周期的2/3至4/5，因此缩短注射成形周期内的冷

39、却时间是提高生产效率的关键。故在设计过程中冷却时间应适当控制。3.4.2 冷却时间的确定：在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满欣腔起的可以开模取出塑件时止的这一段时间。这一段时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定强度和刚度为准。这段冷却时间一般占整个注射生产周期的80。下式可计算： t=s/.a ln4/ . （ts-tm）/（te-tm） a 塑件热扩散系数（m/s） 由课本可查表得低密度聚乙烯 的a值为6.2x10-4 s 制品壁厚（mm） t= 1.72/x6.2x10-4 /360 x 4/ x （200-50）/（100-50） =5.1 s 表4塑料名称ts（）

40、tm（）te（）ps200500406060100as200260406060100abs200260406060100pe150250507070110 3.4.3冷却系统设计 一般注射模具内的塑料熔体温度为200度左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60度以下，所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率 1. 冷却系统的设计原则： 尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡。冷却水孔的数量约多，孔径约大，则对塑件的冷却效果约均匀。根据经验，一般冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水孔直径的12倍（常位1215mm），冷却

41、水孔中心距约为水孔直径的35倍，水孔直径约为812mm。尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等。当塑件壁厚不均匀时，壁厚处应强化冷却、水孔应靠近型腔、距离要小，但也不应小于10mm。浇口处加强冷却。一般在注射成型时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低，因此要加强浇口处的冷却。即冷却水从浇口附近流入。应降低进水与出水的温差。如果进水与出水温差过大，将使模具的温度分布不均匀，尤其对流程很长的大型塑件，料温越流越低，对于矩形模具，通常沿模具宽度方向开设水孔，使进水与出水温差不大于5。合理选择冷却水道的形式。对于收缩大的塑件（入聚乙烯）应沿收缩方向

42、开设冷却水孔。合理确定冷却水管的接头的位置。为不影响操作，进出口水管接头通常设在注射机背面的模具的同一侧。冷却系统的水道应尽量避免与模具上其它机构（如推杆孔、小型芯孔等）发生干涉现象，设计时要通盘考虑。冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。最好在进口和出口处分别打出标志，如“in”（进口）和“out”（出口）等。2 冷却系统的计算：通常对于中小型模具以及对塑件制品要求不太严格时，一般可忽略空气对流，辐射以及与注射机接触传走的热量，同时也忽略高温喷嘴头向模具的接触传给型腔的热。所谓简单计算就是以塑料熔体释放出的热量q为总热量，全部由冷却介质传走。（1）计算单位时间内从型腔中

43、散发出的总热量（q总=q1）：1）计算每次需要的注射量（kg或cm） g=ng件+g浇 n=2 =3.4x10-3x2+0.334x0.91x10-3 =0.007kg2）确定生产周期（s） t=t注 + t冷 + t脱 =60s（式中数值查表得）3）求使用的塑料单位热流量qs（kj/kg）查表得ldpe单位热流量 590690 kj/kg4）求每小时需要注射的次数 n=3600/60=60次5）求每小时的注射量（kg/h） w=n.g =60x0.007 =0.42kg/h6）求从型腔内发出的总热量（kj/h） q总=q1=n.g.qs=w.qs=0.42 x 600=252 kj/h（2）

44、、求冷水的体积流量（m/min） v=q.v=q/60 / 1.c1（t出 t进）式中，为水密度 10kg/m，c1为水的比热熔 c1=4.187j/（kg.），t出为水管出口设定温度，t进为水管进口设定温度，实验表明1/3的热量是凹模带走，其余2/3有型芯带走，也有资料说前者带走40%而后者带走60%。q实为凹模带走的热量，但在这里是以简单的计算公式来计算q的总量，因此也把q凹模带走的热量当做q总量（kj/h）取t=t进-t出=5 q.v=1/3 x 252/60 / 10x4.187x5 =6.67x10-3 m/min 如下表所示，冷却水管的最低流速是1.32v（m/s） 冷却水管的的直

45、径应该是10mm 表5冷却水管直径d（mm）最低流速v（m/s）冷却水体积流量v（m/min81.665.0 x 10-3101.326.2 x 10-3121.107.4 x 10-3150.879.2 x 10-3200.6612.4 x 10-33.5 浇口的设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，其形状、位置、尺寸对塑件质量影响很大。浇口的主要作用是：（1）行腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流；（2）易于切除浇口凝料；（3）对于多行腔模具，用以平衡进料；对于多浇口单行腔模具，用以控制熔接缝的位置。浇口截面面积通常为分流道截面面积的0.030.09。浇口截面形状有矩形和圆

46、形两种。浇口长度为0.52mm左右，浇口具体尺寸一般根据经验确定。在这我们取限制性浇口中的潜伏式浇口，潜伏式口是典型的矩形截面浇口，能方便调整充模时的剪切速度和浇口封闭时间，因而也称为标准浇口。潜伏式浇口的特点是浇口截面形状简单，加工方便，能对浇口尺寸进行精密加工。 浇口截面积通常为分流道截面积的0.030.09。 s浇=s分（0.030.09）=x32x0.09=d浇则d浇=3x0.3=0.9 浇口长度一般取0.52mm，取l=1mm 图3-53.6导向机构的设计为保证注射模的准确开模和合模，注射模必须设置导向机构。导向机构具有以下作用：、定位作用。模具合模时，导向机构可以保证动模和定模的位

47、置正确，以便使型腔的运送和尺寸精确；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，模具的导向零件首先接触，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面而造成的损坏。、承受一定的侧向压力。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，就会产生单边的侧向压力，设置导向机构可以承受一定的侧向压力。设计导向机构时应注意：导柱应合理均匀分布在模具分型面的四角，导柱至模具的边缘应有足够的距离，以保证模具的强度；导柱的年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

48、模型腔相碰而损坏。4、为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。 5、导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。 6、一般导柱滑动部分的配合形式按h8/f8，导柱和导套固定部分配合按h7/k6，导套外径的配合按h7/k6。 7、除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。 8、导柱的直径应根据模具大小而定，可参考标准模架数据选取。一次分型导向机构设计： 导柱固定在固定模板上，与固定模板为h7/m6的过渡配合。导柱直径参考标准，取d=12mm

49、，导柱头部做成半圆形。 导柱长度与主流导长度点浇口长度以及塑件长度等有关。 lg= l型芯固板+l型腔固板+l支撑板+68 =20+35+68 =63mm 导柱和导套配合如下图 图3-63.7 排气系统的设计当排气不良时将在塑件上形成气泡，银文，云雾，接缝，使表面轮廓不清，甚至冲模不满；严重时在塑件表面产生焦痕；降低冲模速度，影响成型周期；形成断续注射，减低生产效率。因此我们一般用以下的几种排气方法： 1排气槽排气 对于成型大中型塑件的模具，需排住的气体量多，通常都应开设排气槽 2分型面排气 对于小型模具，可利用分型面间隙排气，但分型面须位于容体流动末端 3拼镶件缝隙排气 对于组合的凹模或型芯，可利用其拼合的缝隙排气 4推杆间隙排气 利用推杆与模板或型芯的配合间隙排气 5粉末烧结合金块排气 6排气井排气 在塑料熔体汇合处的外侧，设置一个空穴，使气体排入其中，也可以