PVC下水管直接头注塑模设计

1、课 程 设 计 课程名称： 塑料成型模具课程设计 设计题目： PVC下水管直接头注塑模设计 学生姓名： 学生学号： 学院(系)： 化学与环境工程学院 专业班级： 指导教师： 曲宝龙 设计时间： 2014年2月17日至2014年2月23日 摘要近几年，随着机械工业技术的发展，注塑成型技术在世界范围内也得到了迅猛发展。注塑模具应用领域广泛，相应的客户群对注塑模具设计的快速性和可行性，以及产品质量的要求也不断提高。塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围

2、很广。本课题是对集成下水管直接头注塑模具设计，利用UG来完成制件的三维模型，利用CAD来完成注塑模的装配图和零件图。模具结构紧凑、工作可靠、操作方便、运转平稳、冷却效果好、劳动强度低、生产效率高、精度高、生产成本低。通过对塑件进行工艺分析和比较，最终设计出一副注塑模。从产品结构工艺性和模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、分型面的选择、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核都有详细的分析设计说明。通过完成该课题设计，熟悉了塑料模具设计的一般方法和流程。本次设计分析了下水管直接头的塑件的工艺特点，详尽的介绍了下水管直接头的结构设计和模具设计的注意点和整个过程。着重阐述下水管直接头的

3、设计思路，注塑成型机的选择，模腔数目和模架的确定，分型面以及模具排气系统，浇注系统等重要设计细节。用UG绘制了一份制件三维图，用AutoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。同时，在设计中衡量了产品质量和成本的关系，尽量做到模具的结构简单，成本低，易加工，使用性高。关键词 : 下水管直接头；塑料注塑模，模具结构，点浇口25目 录摘要I目录II1.引言12.塑料工艺分析与模具方案确定22.1 制件的分析22.2 模具方案的初步确定32.3总装图33. 塑料的成型特性及工艺参数44. 注塑设备的选择44.1 计算塑件的体积和重量44.2 选择设备型号、规格、确定型腔数45. 浇注系统55.1 确定成

4、型位置55.2 分型面的选择55.3 浇口套的选用65.4 流程比的校核76. 脱模机构的设计86.1 顶出机构86.2 脱模力的计算87. 侧向抽芯机构的设计97.1 抽拔距与抽拔力的计算107.1.1抽芯距107.1.2抽芯力的计算107.2 抽芯机构的设计117.2.1滑块与滑块槽的设计117.2.2定位装置的设计127.2.3斜导柱的设计与计算128. 温度调节机构的选择138.1模具温度调节对塑件质量的影响138.2冷却系统的设计原则138.3冷却装置的布置如下149塑件的Moldflow分析159.1 有限元法介绍159.2 下水管直接头模型前处理159.3初始方案分析结果输出17

5、9.4制定优化方案2010. 注射机有关工艺参数的校核2210.1 注射量的校核2210.2 锁模力与注射压力的校核2210.2.1锁模力的校核2210.2.2注射压力的校核2310.3 材料厚度与注射机开模行程的校核2411. 成型零部件的设计与计算机构形式2411.1 成型零部件的结构形式2411.1.1凹模的结构设计2411.1.2型芯的结构设计2411.2成型零部件的工作尺寸的计算2512. 模架、支承与连接零件的设计与选择2812.1定模座板（250mm×315mm×25mm）2812.2定模板（250 mm×250mm×25mm）2912.3

6、动模板（250mm×250mm×50mm）2912.4 动模座板（250mm×315mm×25mm）2913. 合模导向与定位机构的设计2913.1 导柱导向机构3013.2 导向孔、导套的结构及要求3013.3 导柱布置3014. 排气与引气系统3114.1.1排气系统的作用及气体来源3114.1.2排气系统的设计要点31结 论33谢辞34参考文献351.引言近几年来我国塑料工业生产的发展很快，塑料的应用正普及到国名经济领域的各个部门。采用塑料成型模具加工的塑件也很多，如各种管材、板材、异型材、复合管材、发泡型材及棒材等，都广泛用于纺织品、医药品、化学

7、物品、精密仪器、日用品及机械工业中的齿轮、轴承等机械零件，在汽车、飞机、造船业中的仪表、车门、内衬，化学工业的贮槽、贮罐、填料等，电子及电信工业中的电线、电缆绝缘层及护套层等也得到广泛应用，特别是在建筑工业中应用更为广泛，“以塑代木，以塑代金属”，为人类在寻求解决替代有限的木材和贵重金属材料开辟了新途径。注塑模具在注射制品成型中起着极其重要的作用，除了塑料制品的表面质量、成型精度完全由模具决定之外，塑料制品的内在质量、成型效率也受模具左右，所以如何高质量、简明、快捷、规范化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺的优越性，扩大注塑制品的首要问题。传统的注塑模具设计，主要是依赖设计人员的经验，设计的

8、速度、质量及可靠性的程度，因设计人员的经验而异。又因模具是单品或极少批量的产品，采用传统设计方法，每一张图纸都需要手工绘制，设计人员的工作强度大，设计工作难以达到规范化、标准化。目前世界上工业发达的国家和地区都已相继采用计算机技术进行注塑模具设计，其主要是采用计算机辅助设计即CAD及计算机辅助工程CAE。随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展。超大型、超精密、长寿命、高效模具；多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。更高性能及满足特殊用途的

9、模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的、更为先进的加工方法。各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到发展。2.塑料工艺分析与模具方案确定2.1 制件的分析如下图所示，该制件为下水管直接头，使用材料为PVC。图2-1制件图图2-2制件三维图2.2 模具方案的初步确定 2.3总装图总装图如图2-3所示。图2-3总装图15.水嘴 16.螺塞 17.弹簧 18.钢珠 19.薄壁水管 20.右滑块 21.水嘴 22.定模座板 23.浇口套 24.定位环 25. 内六角圆柱头螺钉 26.楔紧块 27.斜导柱28.左滑块 29.水嘴 30.型芯 31.封水胶垫 32.水嘴

10、 33.螺塞 34.气压泵接口3. 塑料的成型特性及工艺参数2.1 零件分析2.1.1 分析材料性能 材料：PVC（硬质）（1）基本特征：PVC为白色或浅黄色粉末，由于其分子结构中含有氯原子，因此PVC通常不易燃烧，离火既灭，火焰呈黄色，燃烧时塑料可变软，同时发出刺激性气味，滴下胶质，且胶质可拉丝。常用的PVC有软硬质之分。硬质PVC不含或含有少量的增塑剂，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能，可单独做结构材料。其催化温度低于-5060，在7580之间变软。PVC是无定形高聚物，没有明显的熔点，加热到120150是具有可塑性，它的热稳定性较差，在一定温度下会有少量的HCL气体放出，促使其进一步

11、分解变色，因此需要加入碱性稳定剂防止其裂解，它的使用温度范围也较窄，一般在-1555之间。（2）主要用途：硬质PVC因其化学稳定性高，耐酸碱能力极强，力学性能，电性能优良，一般适于制造棒、管、板、焊条、输油管以及耐酸碱零件等。（3） 成型特性：无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥.模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角.模具须冷却,表面镀铬；由于其腐蚀性和流动性特点，最好采用专用设备和模具。所有产品须根据需要加入不同种类和数量的助剂；极易分解,在200度温度下与钢.铜接触更易分解,分解时逸出腐蚀.刺激性气体.成型温度范围小；采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径

12、宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有镶件应预热（4）PVC的主要技术指标密度：1.35g/cm3 1.45g/cm3比容：0.69g/cm3 0.74g/cm3收缩率（硬质）：0.61.0%模具温度：2050成型温度：1601904. 注塑设备的选择4.1 计算塑件的体积和重量体积：通过proe软件的“质量属性”分析塑件，得到塑件的体积为=体积 = 895982.22mm3=895.98222cm3。质量：材料PVC的密度取=1.38g/ cm3，则单个塑件的质量m=V=1236.45g。4.2 选择设备型号、规格、确定型腔数根据以上所计算的结果，可选择设备型号、规格、确定型腔数。注射机的额定

13、注射量为V理，注射机一次所要注射熔融塑料的体积为V=n(V件+V凝)=2867.136cm3式中，n=2，V凝=0.6V件=537.588cm3由于该塑件外形较大，为了提高生产率，因此采用一模二腔，即n=2则注射机的理论注射量V理=V/0.8=3583.92cm3根据所计算的各项参数，查课本附表选用国产SZ-4000/800型注塑机，注塑机的参数如下：表4-1注塑机主要参数标称注射量(cm3)4000注射行程(mm)1200注射压力(Mpa)150合模力/KN800螺杆直径(mm)110喷嘴孔直径（mm）50模板厚度/mm最大1100螺杆转速(r/min)080最小600喷嘴球半径（mm）35

14、5. 浇注系统5.1 确定成型位置由于塑件中间有侧凸环，我们使用中间一分型面来成型，利用推管组合形式来推出。5.2 分型面的选择选择分型面的原则：(1)有利于脱模；(2)有利于保证塑件的外观质量和精度要求；(3)有利于成型零件的加工制造；(4)分型面数目与形状通常采用平行分型面，即采用一个与注射机开模运动方向垂直的分型面；(5)型腔方位的确定：在决定型腔在模具内的方位时，分型面的选择应尽量防止形成侧孔或侧凹，以避免采用比较复杂的模具结构；(6)有利于侧向抽芯；(7)考虑侧向抽拔距；(8)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，而将短抽拔距作为侧向分型芯或抽芯，并注意将侧抽芯放在动

15、模边，避免定模抽芯；(9)锁紧模具的要求；(10)有利于排气；(11)分型面的选择应考虑注射机的技术参数。综上所述，结合本塑件实际情况，根据塑件的结构形式，分型面选在塑件的最大轮廓处，将分型面定为如图5-1所示图5-1 分型面为了避免A板和滑块有尖角产生，分型面应在边倒圆底端。3 模具浇注系统设计 浇注系统它是获得优良性能和理想外观的塑件以及最佳的成型效率有直接影响。 此塑件采用普通流道系统，它是主由流道、分流道、浇口、冷料穴组成的。浇注系统是一副模具的重要的内容之一。从总体来说，它的作用可以作如下归纳：它是将来自注塑机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输教送到型腔，同时使型腔的气体能及时顺

16、利排出，在塑件熔体填充凝固的过程中，将注塑压力有效地传递到型的各个部位，以获得形完整、内外在质量优良的塑件制件。浇注系统的设计的一般原则：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流动特性。采用尽量短的流程，以降低热量与压力损失。浇注系统的设计应该有利于良好的排气，浇注系统应能顺利填充型腔。便于修整浇口以保证塑件外观质量。确保均匀进料。3.1 主流道设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常

17、设计成可拆卸更换的浇口套。    3.1.1 主流道尺寸主流道的设计如图5所示：根据所选注射机，则主流道小端尺寸为 d=注射机喷嘴孔直径+(0.51)=6+1=7mm R=喷嘴主流道球面半径+（12）=35+2=37mm主流道垂直与分型面，为便于脱模，主流道应设计成圆锥形，锥度过大会造成熔体压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥度过小，会使熔体流动阻力增大，热量损耗大，塑料表面粘度变大，造成注射困难。这里锥度取3°。 图5 主流道衬套 3.1.23.1.3 主流道衬套形式主流道衬套如图5所示，材料为T8A钢，热处理淬火后表面硬度53H

18、RC57HRC。 3.2  分流道设计 6.3分流道的设计 分流道设计的原则多型腔模设计时型腔布置和分流道不止应同时加以考虑，有：a) 尽量保证个型腔同时充满，并均衡的补料，保证个塑件的性能、尺寸尽可能一致。b) 各型腔的距离恰当，应有足够的空间排布冷却水道、螺钉等，并有足够的面积承受注射压力。c) 在满足以上的情况下尽量缩短流道的长度，降低浇注系统的凝料重量。d) 型腔和浇注系统投影面积的重心尽量在注射机锁模力的中间。6.3.1分流道截面形状分流道截面形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比表面积最小（流道表面积与体积之比称为比表面积），塑料熔

19、体的温度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工较困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。梯形的上底宽度为B=6mm，底面圆角半径R=1mm，梯形的高度为宽度的2/3左右,取H=4mm设梯形的下底宽度为b，则有（B+b）H/2=D2/4故b=5mm.分流道如图3.3所示。图33分流道截面分流道截面面积 A=（6+5）/2×4=22mm 6.3.2分流道的尺寸 分流道尺寸由塑料品种、塑件的大小及长度确定。对于重量在200g以下，壁厚在3mm以下的塑件可用下面经验公式计算分流道的直径，如式。 D=0.2654W1/2 L1/4 （6-1） 式中

20、：D-分流道的直径，mm; W-塑件的质量，g； L-分流道的长度，mm. 此式计算的分流道直径限于3.2mm9.5mm.对于HPYC和PMMA。应将计算结果增加25。对于梯形分流道，H=2D/3；对于U形分流道，H=1.25R，R=0.5D。D算出后一般取整数；对于半圆形H=0.45R 对于流动性极好的塑料（如PE，PA等），当分流道很短时，其直径可小到2mm左右；对于流动性差的塑料（如PC，HPVC及PMMA等），分流道直径可以大到13mm;大多数塑料所用分流道的直径为6mm10mm。6.4分流道的布置（1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道截面面积与长度尽量取小值

21、，分流道转折处应圆弧过度。（2）分流道较常时，在分流道的末端应开设冷料井。（3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动、定模板上，合模后形成分流道截面形状。（4）分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。在单腔模中，常不设分流道，而在多腔模中，一般都设置有分流道，塑料沿分流道流动时，要求通过它尽快地充满型腔，流动中温度降低尽可能小，阻力尽可能低。同时，应能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。从前两点出发，分流道应短而粗。但为了减少浇注系统的加回料量，分流道亦不能过粗。过粗的分流道冷却缓慢，还倒增长模塑的周期。而该设计中使用了圆形断面形状的分流道。 为了尽量减少分流道内的

22、压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道，如图所示。 图6 分流道的设计示意图3.3 浇口设计浇口设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。它是整个浇注系统的关键的部位，也是最薄点。其形状、大小及位置应根据塑件大小、形状、壁厚、成型材料及塑件技术要求等进行而确定。浇口分限制性浇口和非限制性浇口，该塑件采用的是限制性浇口，它一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，有利于塑料进入，使其充满型腔。另一方面改善塑料熔体进入型腔的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件

23、表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分开的作用。设计中，浇口的位置及尺寸的要求是比较严格的，初步试模，必要时还需要修改。因此浇口的位置的开设，对成型性能及成型质量的影响是很大的。一般在选择浇口位置时，需要根据塑件的结构工艺及特征，成型质量和技术要求，综合分析。一般要满足以下原则：4 尽量缩短流动距离。5 浇口应开设在塑件的壁厚。6 必须尽量减少或避免产生熔接痕。7 应有利于型腔中气体的排除。8 考虑分子定向的影响。9 避免产生喷射和蠕动。10 不在承受弯曲冲击载荷的部位设置浇口。11 浇口位置的选择应注意塑件的外观质量。浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大，浇口在多

24、情况下，系整个流道断面尺寸最小的部分（除主流道型的浇口外），一般汇报口的断面积与分流道的断面积之比约为0.030.09。断面形状如图4.3所示，浇口台阶长11.5左右虽然浇口长度比分流道的长度短的多，但因为其断面积甚小，浇口处的阻力与分流道相比，浇口的阻力仍然是主要的，故在加工浇口时，更应注意其尺寸的准确性。然而，根据塑件的样品图、生产的批量等，采用一模两腔结构。浇口采用截面形状为矩形，开设在分型面上的侧浇口。由于制件比较大我们设四个入浇点，具体尺寸见总装图。3.4 冷料井设计冷料井位于主流道的正对面的动模板上，或处于分流道的末端。其主要作用是聚集开始注射时候的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而

25、影响塑件的质量开模是又能将主流道的凝料拉出。本设计的冷料井如图8所示：图8 冷料穴6. 脱模机构的设计 2.5 设计推出机构2.5.1 推管推出机构由于塑件为管件且壁厚较薄，使用推板或推件杆推出机构变得不可能，所以采用与推管进行推出。使用推管推出塑件力量均匀，塑件不易变形，也不会留下明显的推出痕迹。针对塑件结构，采用的推管固定在推杆固定板上，而中间型芯固定在动模座板上的形式，这这结构定位准确，推管强度高，型芯维修和更换方便。2.5.2 确定推管位置尺寸为了保证推管在推出时不擦伤型芯及相应的成型表面，推管的外径应比塑件外壁尺寸小0.5mm；推管的内径应比塑件的内径每边大0.5mm；推管与成型模板

26、的配合长度为推管直径的1.5倍，与型芯的配合长度应比推出行程大约5mm。推管的厚度取2mm，否则难以保证其刚性。2.5.3 推管安装、固定及配合推管通过头部阶梯固定在推管固定板与挡板之间，推管与型芯之间的配合为H8/f7。推管与模板上孔采用H8/f8的配合。推管外侧与推管固定板以及支撑板之间采用单边0.5mm的大间隙配合。2.5.4 推出机构复位方式的确定模具在合模时候，利用复位杆复位。详细见装配图。2.6 导向机构的确定零件为大批量生产，且零件材料为PVC，相对与其他材料的塑料零件其零件精度一般，又考虑便于设计制造及维修方便，所以选用导柱、导套导向机构，为使模具在开模时顶杆能顺利顶出零件，提

27、高模具寿命，使用用四根导柱进行导向。为保证塑料注射模具的动模与定模的正确定位和导向，所以选用普通的导柱、导套导向机构。设计导柱和导套需要注意的事项有：1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出6-8 mm，以确保其导向与引导作用。3）导柱工作部分的配合精度采用H7/n7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用H7/k6；导套外径的配合精度采取H7/k6。配合长度通常取配合直径的1.5-

28、2倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。阅参考文献模具设计与制造简明手册（第二版）P377 表2-105，采用标准导柱GB4169.4-1984，导套采用GB4169.2-1984与GB4169.4-1984.本设计采用带头导柱和直导套，材料均选用T10A淬硬到HRC5055；导柱与导套孔之间采用H7/n7间隙配合；导柱和导套与模板的固定段采用过渡配合H7/k6。 2.9 成型零件设计零件材料为PVC，根据模具设计与制造简明手册（第二版）P357 表（2-18）及设计任务书要求，制品重要尺寸精

29、度为塑件4级。查阅塑料成型工艺与模具设计附录B地PVC收缩率为0.6%-1.0%。所以平均收缩率S=0.8%。型腔各段尺寸由计算机用UG在制造模具型腔得到所有型芯和型腔的尺寸。型腔尺寸计算：（L代表径向尺寸，h代表深度）= =(1+0.8%)203-0.75×0.26=204.429=(1+0.8%)205-0.75×0.26=206.445=(1+0.8%)150-0.5×0.24=151.08型芯尺寸计算：(L代表径向尺寸，h代表深度)= = =(1+0.8%)200+0.75×0.26=201.795=(1+0.8%)400+0.5×0.

30、28=403.34具体尺寸位置见型芯、型腔零件图。4.4 型腔壁厚的计算4.4.1 型腔底壁厚度计算根据经验数据法，查表得th=6.72mm，而设计的底壁厚为20mm,符合要求。4.4.2 型腔侧壁厚度计算根据经验数据公式tc=0.20t+17=60x0.2+17=29mm，而设计的的壁厚为40mm,符合要求。 2.10 模架的确定我国目前标准化注射模零件的国家标准有12个；另外还制订了塑料注射模具的标准模架，分中小型模架（GB/T12556.190）和大型模架（GB/T12555.190）两种。中小型模架标准中规定，模架的周界尺寸范围为：，并规定模架的形式为品种型号，即基本型，、和

31、四个品种。表2-1 四种模架的组成、功能及用途型号组成、功能及用途型定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机。型动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机，可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具，也可用于斜滑块侧向分型的模具型定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。型动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。模具的大小主要取决与塑件制品的大小和结构，对于模具而言，在保证足够强度的前提下，结构越紧凑就越好。根据以上四种模架

32、的组成，功能及用途可以看出，型模型适用于本次模具的设计，固选用模架。模具的结构如图所示根据产品的外形尺寸，以及产品本身结构可以确定镶件的外形尺寸，确定好镶件的大小后，可大致确定模架的大小了。模具各支承零件如：定模座板、动模座板、垫块等，都可通过查阅模具设计与制造简明手册（第二版）P359表2-87获得。大致归纳为下表:名称数量尺寸或厚度（mm）长度B×L（mm×mm）定模座板1H=16180×200定模板1H=25125×200动模垫块2H=50125×25支承板1H=25125×200垫块2H=6325×200推杆固定板1

33、H=12.573×200推板1H=1673×200动模座板1H=16180×200表 2-1具体尺寸规格见装配图。6.2 脱模力的计算脱模力是指将塑件从型芯上脱出时所需克服的阻力。塑件在模具冷却定型时，由于体积收缩，其尺寸逐渐缩小，而将型芯或凸模包紧，在塑件脱模时必须克服这一包紧力。对于不带通孔的壳体类塑件，脱模时还要克服大气压力；此外，尚需克服机构本身运动的摩擦阻力几塑料和钢材之间的粘附力。一般而论，制品刚刚开始脱模之瞬间的摩擦力最大。由于=2.5mm，d=90mm；/d=0.0278<0.05所以该塑件为薄壁塑件，又因为塑件的断面为圆环形，根据参考知其计

34、算公式： F=+0.1A （6-1）式中，S是塑料平均成型收缩率（%）；E是塑料的弹性模量（MPa）; 是塑件对型芯的包容长度（mm）;是模具型芯的脱模斜度（°）；是塑料的泊松比；是塑件的平均壁厚；f是塑件与型芯之间的静摩擦力，常取0.10.2;A是盲孔塑件型芯在脱模方向上的投影面积，=1+fsincos1。本塑件的材料选择为PP（百折胶），有关参数为S=1.75%,E=950MPa, =40mm，=0.392，A=276.46mm2，=3°；代入求得：脱模力F=81.65kN。8. 温度调节机构的选择8.1模具温度调节对塑件质量的影响(1)尺寸精度 对一般塑件,必须使模温

35、较低,并保持恒定温度,以减少塑件成型收缩率的波动,提高塑件尺寸稳定性；(2)形状精度 模具型芯和型腔的各部分温差太大,会使塑件收缩不均匀导致翘曲变形,特别是对于壁厚不一致和形状复杂的塑件,常常会出现因收缩不均匀而变形的情况,因此,必须设计合适的冷却回路,使模具型腔、型芯各个部分的温度基本一致，从而使塑件各部分的冷却速度相同；(3)力学性能 对于结晶型塑料冷却速度影响其结晶度，而结晶度又影响其力学性能。冷却速度快，结晶度低，应力开裂的倾向小。一般可采用较高的熔体温度、较低的模具温度、较短的保压时间和快速填充，这样成型条件来减少塑件应力开裂的倾向。(4)表面质量 当模具的温度过低时，会使塑料熔体粘

36、度提高，流动阻力增大，从而出现填充不满，塑件轮廓不清，或者产生熔接痕或振动痕；提高模具温度即可改善塑件表面状态，使塑件表面粗糙度降低。8.2冷却系统的设计原则(1)冷却系统的布置应先于脱模机构(2)合理地确定冷却管道的直径中心距以及与型腔壁的距离(3)降低进出水的温度差，普通模具的进出水温差不应超过5(4)浇口处应加强冷却(5)应避免将冷却水道开设在塑件熔接痕处(6)冷却水路应便于加工和清理。8.3冷却装置的布置如下图8-1型腔冷却系统 图8-2滑块冷却系统10.1 注射量的校核本塑件采用一模一腔的结构，由上面的计算结果可知： =46.813；=0.78故每次注射需要的塑料为：G=0.78+4

37、6.813=47.593由于注射机J54-S200/400的标称注射量为400，大于47.593，所以满足要求。10.2 锁模力与注射压力的校核10.2.1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： （10-1）式中 注射机的公称锁模力（N），本次设计中，=900KN；P注射时型腔内注射压力，由下表10-1得： p =25MPa；表10-1 常用塑料注射成型时型腔平均压力 单位：MPa塑件特点举例容易成型的塑件一般塑件中等粘度及有精度要求的塑件高粘度及高精度、难充模塑料25303540PE、PP、PS等壁厚均匀的日用品、

38、容器类在模温较高的情况下，成型薄壁容器类ABS、POM等有精度要求的零件、如壳类高精度的机械零件，如齿轮、凸轮等塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和（mm2）。 则 = nA1+A2 (10-2)其中单个塑件在分型面上的投影面积（mm2）流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积（mm2）本模具采用一模一腔，因此= =602.74mm2 则=1506.9KN (10-3)得知N所以注塑机的锁模力能够满足要求。10.2.2注射压力的校核J54-S200/400注射机的最大注射压力为109MPa，能够满足ABS塑料成型所需要T的注射压力80140MPa的要求。10.3 材料厚度与注射机开模行程

39、的校核材料厚度的校核查文献17得材料校核的公式： (10-4) 式中 注射机允许的最小厚度（J54-S200/400注射机的165mm）；注射机允许的最大厚度(J54-S200/400注射机的406mm)。则 H=204mm所以能够满足上面的要求。注射机开模行程应大于模具开模时取出塑件(包括浇注系统)所需要的开模距，即满足下式： (10-5) 式中 Sk注射机的行程(J54-S200/400注射机的Sk160mm)；H1脱模距离(顶出距离),H140mm；H2塑件高度+浇注系统高度，H2(46+52)mm=98mm则 H1+ H2+10mm148mm<160mm所以能够满足要求。图11-

40、1 制件图 12. 模架、支承与连接零件的设计与选择注射模中的各种固定板、垫块、支承板及模座等均称为支承零部件，它们与合模机构组装，便可构成模具的基本骨架。注射模架的作用就是用来安装和固定注射模具中的各种功能结构，因此，在设计注射模时，必须保证各种支承零部件有足够的强度和刚度。12.1定模座板（250mm×315mm×25mm）定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢。通过8个16的斜导柱与定模固定板连接，定位圈通过4个M4的内六角螺钉与其连接，定模座板与浇口套为H6/f5配合。12.2定模板（250 mm×250mm×25mm）用于固定型腔、导

41、套、楔紧块、斜导柱。厚度经计算校核应大于12，取标准值25。采用45钢制成，调质230HB270HB。其上的导套孔与导套一端采用H7/r6配合，另一端采用H8/h7配合；定模板与浇口套采用H6/f5配合。注射模中的各种固定板、垫块、支承板及模座等均称为支承零部件，它们与合模机构组装，便可构成模具的基本骨架。注射模架的作用就是用来安装和固定注射模具中的各种功能结构，因此，在设计注射模时，必须保证各种支承零部件有足够的强度和刚度。12.3动模板（250mm×250mm×50mm）用于固定型芯，厚度经计算采用50mm12.4 动模座板（250mm×315mm×

42、25mm）模座是与注射机相联的模具底板，其作用是支承所有零部件、传递合模力及承受成型力。设计要点：(1)应有一定厚度；(2)轮廓形状和尺寸应与注射机上的动定模固定板相匹配；(3)模座上开设的安装结构（螺栓孔、压板台阶等）必须与设备上安装的螺孔的大小和位置相适应；(4)材料：碳钢、45钢、合金结构钢，调质230270HBS。13. 合模导向与定位机构的设计注射模在工作中周期性地开模、合模。当动、定模完全分开时，可依靠注射成型机的拉杆导向，但仅靠注射成型机的拉杆导向并不能保证注射模具正常工作，注射模本身必须设置导向与定位机构。导向机构的作用是：(1)定位作用：为了避免模具装配时方位搞错而损坏模具，

43、并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状，不至于因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均，或者模塑失效；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；(2)导向作用：在动定合模时，首先导向机构接触，引导动模、定模正确闭合，避免凸模或型芯撞击型腔，损坏零件；(3)承受一定侧压力：塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制，使导柱在工作中承受了一定的侧压力；(4)保持运动平稳作用：对于大、中型模具的脱模机构，有保持机构运动灵活平稳的作用。13.1 导柱导向机构考虑到塑件的精度要求和生产批量大小，故导柱要有导套配合，导套的外径与导柱的相等，也就是导柱的固定孔与导套的固定孔同

44、径，两孔可以一刀加工，以保证位置精度。导柱同导套的配合都是间隙配合H7/h6或H8/f8，间隙小于0.04mm，导柱装入模板多用过渡配合H7/m6或H7/r6。导柱的端部做成锥形或半球形的先导部分，使导柱能顺利进入导向孔。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢（T8A、T10A）经淬火处理，硬度为5055HRC18，以保证导柱具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯。13.2 导向孔、导套的结构及要求考虑到装配方便，把导套的前面倒一个圆角，内孔有一定锥度；为避免孔内空气无法排出而产生反压力，给导柱的进入造成阻力，合模时有较大噪声，设计时把导柱孔打通。该设计中，采用了有肩导柱和带头导套。13.3 导柱布置根据模具的大小，选用了四根等直径导柱，它们合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘有足够的距离，以保证模具的强度。14. 排气与引气系统14.1.1排气系统的作用及气体来源为了防止塑件出现气泡，疏松等