电热水壶塑料内滑块注射成型模具设计

1、 毕业设计电热水壶塑料内滑块注射成型模具设计聂启芳082074229学生姓名： 学号： 材料工程系系 部： 高分子材料与工程专 业： 刘新民指导教师： 二一二年 六 月诚信声明本人郑重声明：本设计及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 签字时间： 年 月 日毕业设计任务书设计题目：电热水壶塑料内滑块注射成型模具设计系部： 材料工程系 专业： 高分子材料与工程 学号：082074229学生： 聂启芳 指导教师： 刘新民讲师 专业负责人： 张保卫1设计的主要任务及目标（1） 电热水壶塑料内滑块注射模具设计。（2） 根据题目要求，

2、查阅收集电热水壶塑料内滑块及类似产品的该类模具设计相关的文献资料或进行实际调查，达到搜集论文证据资料的目的。（3） 通过对该类模具文献资料的分析提出你的最佳设计方案，建议用PRO/E或CAD软件对成型模具进行设计，同时，重点对该模具型腔结构设计、浇口位置选择、型腔数量的确定、侧抽芯方式选择以及顶出方式之间的关系进行分析研究，设计出结构合理、成本低廉、便于操作的模具。2 设计的基本要求和内容（1）产品图一张（自己测绘或设计）、装配图一张、除弹簧、螺钉、销钉等标准件以外的所有的成型或结构零件图。（2）开题报告一份。毕业论文一份20页（约1万5千字以上）。（3）查阅文献15篇以上，其中外文原文5篇以

3、上。3主要参考文献（一）参考书1 齐晓杰. 塑料模具设计导.东北林业大学出版社2 申开智.塑料成型模具.中国轻工业出版社3 宋玉恒.塑料注射模具设计实用手册.中国轻工业出版社 4 塑料注射模设计102例.北京:国防工业出版社5 国家技术监督局.塑料注射模具零件标准及术语GB 4169、1-11.北京:国家技术监督局6 刘新民，周东陀.塑料、橡胶成型模具.本校印刷厂（二）杂志1 模具技术 2 塑料技术 3 塑料工业4 模具工业 5 模具制造（三）网址1中国模具网WWW.M2中国模具工业信息网3中国学术期刊中文 www.E 4进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期下达任务书2011年12月1

4、0日设计前准备资料阶段2012年2月26日至3月1日确定设计方案并画装备草图3月2日至3月8日交开题报告3月9日画装备工作图3月10日至4月6日画零件图4月7日至4月27日写论文4月28日至6月13日交论文并装订6月14日讨论论文毕业答辩有关事项6月15日交图纸及光盘6月18日毕业答辩6月19日至6月22日 电热水壶塑料内滑块注射成型模具设计摘要：塑料产业的发展是随着现代工业企业的发展而形成的，目前，人们的日常生活中已离不开塑料制品。塑料制品在日用品、电子、电器、汽车等领域的应用越来越广，结构越来越来复杂，质量要求也越来越高，这就对模具设计人员提出了跟高要求。本研究通过对调味盒塑料制品结构的工

5、艺分析，介绍了该模具的设计要点，并对模架、冷却系统、成型零件、浇注系统和推出机构等模具的主要组成部分进行分析。重点对该类多型腔结构模具浇口位置的选择、型腔数量的确定与顶出方式三者之间关系进行分析研究，设计出结构合理、成本低廉、便于操作的，模具。关键字：聚丙烯；注塑模具；模架；浇注系统The plastic injection molding design of slider in Electric bottleAbstract: The mold design of demoulding mechanism is an important part of, at the same time i

6、t is a difficult, especially when products contain thread. This paper designed products contain threaded, design both must consider the mould organization request, also want to consider the cost of mold design and products to mass production factors, eventually demoulding mechanism using thread auto

7、matic demoulding mechanism, namely the super-modulus gear organizations will plastic parts from the mold automatic off. This paper introduces the main points of design demoulding mechanism, this paper also stressed the super-modulus gear institutions and thread forming core agencies such as the coor

8、dination between the movement, like this can make plastic parts off smoothly, and eventually produce qualified products.Keywords: Polypropylene; Injection mould; Mold frame; Gating system 目 录电热水壶塑料内滑块注射成型模具设计IV1.前言11.1我国塑料模具工业的发展现状21.2国际塑料模具工业的发展现状21.2.1网络的 CADCAECAM一体化系统结构初见端倪31.2.2 AM软件日益深人人心并发挥越来

9、越重要的作用31.2.3 AM软件的智能化程度正在逐渐提高31.2.4设计与3D分析的重要性更加明确41.3我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向41.4本次设计的目的51.5本次设计存在的最大问题及解决方案61.5.1分型面的选择61.5.2主要成型零件结构的设计62.塑件材料的成型特性与工艺参数82.1塑件材料的特性82.2 成型特性92.3塑料制件的结构工艺性123.模具结构设计123.1型腔数目的确定123.2分型面的设计133.3注射机的选定143.4主流道的设计143.5 浇口的设计153.6浇口位置的选择153.7 冷料穴和拉料杆的设计163.8排气系统的设计163.9温度调节

10、系统164.成型零件的设计与计算174.1.型腔的成型尺寸计算174.1.1型腔径向尺寸计算174.1.2型腔的深度尺寸的计算184.2 型腔侧壁厚度和底板厚度计算184.2.1型腔侧壁厚度计算184.2.2型腔的底板厚度的计算184.3 模架的选用195.合模导向机构的设计195.1 导向机构的作用195.2 导柱导向机构196.推出机构的设计216.1 推出机构的设计原则216.2 脱模力的计算216.3 简单推出机构227.注射机相关参数的校核227.1注射压力的校核237.2锁模力的校核237.3模具闭和高度的校核237.4开模行程的校核237.5模具安装尺寸的校核247.6安装螺孔尺

11、寸248.设计总结25参考文献27致谢词281.前言毕业设计是每个毕业生所必经的一个学习阶段。它是在老师的指导下由学生独立解决工程实际问题的过程。其基本目的是培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识和基本技能，分析与解决工程实际问题的能力。这对于培养我们勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神，提高我们分析、解决问题的能力，培养我们正确的设计思想和工程经济观点、理论联系实际的工作作风、严肃认真的科学态度都具有重要意义。塑料材料的密度低，比强度高，又具有耐腐蚀性和绝缘性。在较多的品中，有的耐磨性能良好，有的防震、抗冲性能优异，有的耐疲劳性能突出。因而各种塑料制品在国民日常生活中得到了广泛的应用，它的大

12、量使用还由于它的可加工性可以用注塑、挤塑、热成型和压延等方法高效的生产各种制品；它又可经纤维增强或改性，一定程度的改善制品所需的某些性能；另外塑料制品着色容易，又可多样修饰，使它浓妆淡抹走进千家万户。塑料制品被大量使用是作结构件，如各种电子仪表家用电器和通讯设备等的机壳、机架和机座、建筑上的塑料管道板条和门窗。汽车上的前后保险杠、仪表盘和内饰件。除此之外塑料件作为电绝缘零件，与金属导体、半导体器件相辅相成。近年来透明塑料制品，从镜片、光盘到照明灯具，又拓展了新的应用领域。对于一件塑料件只有通过正确的制品设计，才能步入国民经济以至尖端技术的各个领域。因而在塑料制件的生产中我们工程技术人员必须熟悉

13、制品设计和有关理论、方法，结构和造型。塑料材料的粘弹性、强度和刚度，以及它的特殊的失效形式、使用寿命和可靠性设计是设计中的技术难点。另外塑料材料的机加工，模具的冷却系统、模具精度，以及塑料件精度的取决因素和塑料件加工时的熔体流动或软化变形的可行性也是如今塑料制品设计上的技术难点。如今塑料件成型模具的生产效率不断提高，注塑成型的热流道模具已普遍采用，各种自动脱模机构已相当成熟，模具的冷却系统的冷却效率得到充分的利用。再者，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）的使用显著提高了塑料模具设计和制造的效率和质量，有效地缩短了模具设计制造周期。继CAD和CAM技术成功地在模具设计和制造中应用

14、后，此项技术向纵深方向发展。另外计算机辅助工程（CAE）也将成为塑料模具设计中一种重要的辅助软件。1.1我国塑料模具工业的发展现状80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿， 2003年模具进出口统计中，我国模具的出口总额为2.52亿美元,我国模具的出口总额3亿美元,进口额则达到13亿多美元,在进口模具中的塑料模具占到50%左右。可以看出，在塑料模具方面，我国与国外产品还存在较大差距。在引进的塑料模具中，以科技含量较高的模具居多，如高精度模具、大型模具。热流道模具、气辅及高压注射成型模

15、具等。现代塑料制品对表面光洁度、成型时间都提高了更高的要求，因而也推动了塑料模具的发展。以电视机塑料外壳模具为例。其精度已由以前的0.050.1mm提高到0.0050.01mm ,制造周期也由8个月缩短到了2个月,并且使用寿命也由过去可制10万20万件制品延长到了可60万件制品。从电视机外壳塑料模具的发展可以看到，高精密、长寿命、短周期、低成本是模具的发展方向。目前我国使用覆盖率和使用量最大的模具标准件为冷冲模架、注塑模架和推杆管这三类产品。以注塑模架为例，目前全国总产值有20多亿元，按照需求，国内约需注塑模架30多亿元，而实际上国内市场并未达到这个规模，其中主要一个原因就是模具厂家

16、观念旧，注塑模架自产配比例较高，外购很少。这样做厂家不仅重复制造本应标准化的购件，延长了模具生产周期，又不利于维修。很多相关的模具标准件并没有相关的国家标准，因此制定模具构件的标准规范工作也是当务之急。1.2国际塑料模具工业的发展现状美国1991年发表的“国家关键技术报告”认为:材料领域的进展几乎可以显著改进国民经济所有部门的产品性能,提高它们的竞争能力;因此把材料列为六大关键技术的首位。这是由于先进材料与制造技术是未来国民经济与国防力量发展的基础,是各种高、新技术成果转化为实用产品与商品的关键。当前各种新材料市场规模超过1000亿美元,预计到2000年将达4000亿美元。由新材料带动而产生的

17、新产品新技术则是一个更大的市场。以上参展项目基本上代表了当前国际和国内的先进水平和发展趋势，具体表现在如下五个方面。1.2.1网络的 CADCAECAM一体化系统结构初见端倪随着计算机硬件与软件的进步以及工业部门的实际需求，国外许多著名计算机软件开发商已能按实际生产过程中的功能要求划分产品系列，在网络系统下实现了CADCAM的一体化。解决了传统混合型CADCAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题，以便更能符合实际应用的自然过程。例如英国达尔康公司在原有软件DUCT5的基础上，为适应最新软件发展及工业生产实际而在最近推出的CAD/CAM集成化系统Delcam's Power So

18、lution，该系统覆盖了几何建模、逆问工程、工业设计、工程制图、仿真分析、快速原型、数控编程、测量分析等领域。 1.2.2 AM软件日益深人人心并发挥越来越重要的作用在90年代，能进行复杂形体几何造型和NC加工的CADCAM系统主要是在工作站上采用UNIX操作系统开发和应用的，如美国的Pro-E、UG、CADDS 5软件，法国的 CATIA、EUCLID软件和英国的DUCT5软件等。随着微机技术的突飞猛进、在90年代后期，新一代的微机CAD/CAM软件，如Solidworks、Solid adae崭露头角，深得用户的好评。这些微机软件不仅在采用诸如NURBS曲面、三维参数化特征造型等先进技术

19、方面继承了工作站级CADCAM软件的优点，而且在Windows风格、动态导航、特征树、面向对象等方面具有工作站级软件所不能比拟的优点。 1.2.3 AM软件的智能化程度正在逐渐提高由于在现阶段，模具设计和制造在很大程度上仍然依靠着模具设计与制造工程师的经验。仅凭CADCAM软件有限的数值分析功能无法为用户提供完善和正确的设计结果，软件的智能化功能必不可少。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具设计与制造软件先进性与实用性的重要标志之一。在模架的设计过程中实现了模架零件的全相关，并能自动产生材料明细表和供NC加工的钻孔表格。在NC加工方面，实现了智能化的粗加工、加工参数的设定以及对整个加工过程

20、进行加工结果的校验分析，这些具有智能化的功能可以显著地提高注塑模具的生产效率和产品质量。 1.2.4设计与3D分析的重要性更加明确 在型腔模CAD中我国大多数企业仍然采用的是二维设计（2D），即先将3D的产品图投影为若干二维视图后，再分别对各个视图的二维模具结构进行设计，这种沿袭传统手工设计的方式已越来越不适应现代化生产和集成化技术的要求。由于注塑模型腔复杂、镶件多，杆件和冷却水管布置纵横交错，用户在3D设计时经常由于显示屏幕小、构件多、视点变换少而感到眼花潦乱，这方面的缺点也正在克服之中。在注塑流动过程模拟软件方面，国内外长期使用的是基于中性层面的流动模拟软件。这种分析模式的最大缺点是需要用

21、户从所生成的实体曲面几何模型中交互提取中性层面，操作步骤繁琐，工作量巨大，在很大程度上妨碍了流动模拟软件的推广和普及。虽然澳大利亚Moldflow公司推出了中性层面自动生成工具MFMidplane，但其覆盖范围不大。该公司基于实体几何模型的三维真实感流动模拟软件Moldflow Advisers，从根本上摆脱了对中性层面的依赖。华中理工大学模具技术国家重点实验室展出了同类软件HSC3D45F，已表明了我国在该项域也达到了国际当今的先进水平。表1国内外塑料模具技术比较表项目国外国内 注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm 型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m 非淬

22、火钢模具寿命1060万次1030万次 淬火钢模具寿命160300万次50100万次 热流道模具使用率80%以上总体不足10% 标准化程度7080%小于30% 中型塑料模生产周期一个月左右24个月 在模具行业中的占有量3040%2530%1.3我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向(1) 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。(2) 在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。(3

23、) 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。气助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制体辅，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。 (4) 开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 (5) 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种。(6) 应用优质模具材料和先进的表面处

24、理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 (7) 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。(8) “十一五”期间我国塑料模具发展方向，塑料模具占模具总量近40%，而这个比例仍不断上升。塑料模具中为汽车和家电配套的大型注塑模具，为集成电路配套的精密塑料模具，为电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、多材质、多色精密注塑模，为新型建材及节水农业配套的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具等，目前虽然已有相当技术基础并正在快速发展，但技术水平与国外仍有较大差距，

25、每年进口达几亿美元，因此“十一五”期间应重点发展。1.4本次设计的目的此次毕业设计给了我亲自动手的机会，于以后的工作、学习等都有很大的帮助，是大学四年学习的一个总结，中国的塑料模具制造工业的飞速发展是需要理论和实践践相结合的，所以这次毕业设计的意义十分重大。目的是通过对该零件的注塑模工艺的设计，了解注塑模具的设计步骤，PP等材料的各项性能指标，工艺方案的选择。1.5本次设计存在的最大问题及解决方案1.5.1分型面的选择分型面应遵循以下几项基本原则： a、分型面应选在塑件外形最大轮廓处。b、确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；c、保证塑件的精度要求；d、满足塑件外观质量的要求；e、便于模具的加

26、工与制造；f、对成型面积的影响；g、排气的效果的考虑；h、对侧向抽芯的影响。通过上述原则和对塑件的分析，最后决定以塑件底部表面作单分型面设计模具。1.5.2主要成型零件结构的设计(1) 凹模的结构形式凹模的结构随着塑件形状、成型需求、模具加工装配等工艺要求而变化，有以下几种形式：整体式凹模结构和组合式凹模结构（整体嵌入式凹模；局部镶嵌式凹模；底部镶拼式凹模；侧壁镶拼式凹模；四壁拼合式凹模）凹模主要技术要求凹模材料：T8，T10A，CrWMn，9Mn2V，9SiCr，40Cr凹模热处理：HRC4055表面粗糙度：型腔表面：Ra0.2Ra0.1m; 配合面：Ra0.8m凹模表面处理：表面镀铬、抛光

27、图 1凹模加工：模套与模块锥面配合严密处配制加工由于本次设计的塑件较小，结构较简单，因此选用整体式凹模结构如右图1：下面列出整体式凹模结构的主要特点：a. 凹模由整块材料构成b. 结构特点：牢固、不易变形、塑件质量好。c.适用范围：形状简单或形状复杂但凹模可用电火花和数控加工的中小型塑件。d. 大型模具不易采用整体式结构：不便于加工，维修困难 切削量太大，浪费钢材大件不易热处理（淬不透） 搬运不便模具生产周期长，成本高（2）型芯的结构设计型芯：成型塑件的内表面的零件。1）整体型芯整体型芯结构是模板与型芯做成一体。特点是结构简单，强度与刚性好，但浪费材料和工时，不宜修复和更换。2）整体组合型芯整

28、体组合式就是将主体型芯单独做成一件，然后再镶嵌到模板中并紧固。3）局部组合型芯 根据塑件的结构形状和复杂程度，在整体组合型芯中可再镶入局部的小型芯或镶块，形成局部镶拼结构的型芯。型芯设计时更应注意其强度与刚度要求，型芯工作时多为悬臂结构，尤其细小型芯，在注射压力的作用下很容易发生弯曲变形。型芯的固定应牢固可靠，不允许有任何松动。通常固定端以台肩或螺钉紧固，方便可靠。模具设计时型芯的固定型式应视具体的模具结构情况灵活选择。所考虑的原则是加工及抛光方便，工作时不产生变形或断裂。4）完全组合型芯是由多块分解的小型芯镶拼组合而成的主体型芯，多用于结构有规律的排列而又难于整体加工的塑件。其特点是：各拼块

29、可分别加工和热处理，达到不同的尺寸精度和硬度要求，以提高成形零件的强度、刚度和耐磨性，延长模具的精度保持性和使用寿命。便于进行精密磨削加工，提高零件精度及尺寸互换性，既保证了塑件的成形精度要求，又有利于成形零件的维修与更换。对每一个拼块便于加工脱模斜度和表面抛光，还可方便的开设排气槽。有利于塑件的脱模和成形过程中的排气，保证塑件细部结构填充完满。由于组合的拼块数量较多，每块的加工误差要求很小，提高了加工难度。否则装配时的累计误差会影响塑件尺寸精度。不利于型芯的冷却系统布局。5）小型芯的固定小型芯是模具中常见的结构，由于其尺寸较小，工作时在压力作用下容易变形，因此其结构形式与固定方式都应根据具体

30、情况合理确定。型芯的技术要求图2型芯材料：T7A、T8A、T10A、Cr12型芯热处理：HRC4550型芯表面：Ra0.10.025m 配合面：Ra0.8m型芯表面处理：表面镀铬、抛光型芯加工：同轴度高的地方配制加工通过以上条件综合塑件本身要求选用整体组合型芯如图2：2.塑件材料的成型特性与工艺参数本章着重介绍塑料成型的工艺特点以及塑件的工艺要求，塑件结构设计方面的知识。为后面几章的模具设计奠定了基础。对零件的分析得塑件材料取PP（聚丙烯）。2.1塑件材料的特性聚丙烯比重小，强度、刚性、硬度、耐热性能均优于HDPE，可在100左右使用。具有良好的耐腐蚀性，良好的高频绝缘性，不受湿度影响，但低温

31、易变脆，不耐磨，易老化，适合于制造一般的机械零件。PP属结晶性材料，吸湿性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属接触会发生分解。其流动性极好，溢边值0.03mm左右。冷却速度快，浇注系统及冷却系统应散热适度。成型收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，取向性强。成型加工时注意控制成型温度，料温低取向性明显，尤其是在低温高压时更明显。模具温度低于50以下塑件无光泽，易产生溶接痕、流痕；90以上时易发生翘曲、变形。塑件应壁厚均匀，避免缺口，以防止应力集中。PP的其它性能见表2。表2 PP的部分性能物理性能密度g/cm0.90.91力学性能屈服强度MPa37线胀系数/9.8抗压强度MPa56计算收

32、缩率%1.03.0断裂伸长率%>200燃烧性慢弯曲模量GPa1.45透明性半透明冲击韧度kJ/mm3.54.8（缺口）化学性能不含稳定剂时表面迅速变色、发脆，加抗氧剂可以改善其抗大气老化性能成型条件预 热时间h12温度80100料筒温度后段160180对碱类稳定中段180200对多数油类稳定，能吸收极少量矿物油、植物油前段200220模温4080强酸及高浓度氧化剂能引起破坏，对水和无机盐溶液稳定。注射压力MPa70120成型时间（总周期50160）s注射2060受许多烃类、酮类高级脂肪族的侵蚀而软化或溶解，对醇类稳定。高压03冷却2090螺杆转速r/min482.2 成型特性注塑模工艺条

33、件： 注塑机选用：对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定，注射量20%-85%即可。 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。 熔化温度：PP的熔点为160-175，分解温度为350，但在注射加工时温度设定不能超过275。熔融段温度最好在240。 模具温度：模具温度50-90，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5以上。 注射压力：采用较高注射压力（1500-1800bar）和保压压力（约为注射压力的80%）。大概在全行程的95%时转保压，用较长的保压时间。 注射速度：为减少内应力及变形，应选

34、择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用（出现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。 流道和浇口：流道直径4-7mm，针形浇口长度1-1.5mm，直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。均聚PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）。 熔胶背压：可用5bar熔胶背压

35、，色粉料的背压可适当调高。 制品的后处理：为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。在制品填充模具型腔的过程中，如果制品的填充性能不好，就会发生压力降低过大、填充时间过长、填充不满等等情况，从而使制品存在质量问题。为了提高制品在成型时的填充性能，改善成型制品的质量，一般可以从下列几个方面来考虑： 1）改变浇口位置； 2）改变注射压力； 3）改变零件的几何形状。通常将注射压力的控制分成为一次注射压力、二次注射压力（保压）或三次以上的注射压力的控制。压力切换时机是否适当，对于防止模内压力过高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取决于保压阶段浇口封闭时的熔料压力和温度。如果每次

36、从保压切换到制品冷却阶段的压力和温度一致，那么制品的比容就不会发生改变。在恒定的模塑温度下，决定制品尺寸的最重要参数是保压压力，影响制品尺寸公差的最重要的变量是保压压力和温度。例如：在充模结束后，保压压力立即降低，当表层形成一定厚度时，保压压力再上升，这样可以采用低合模力成型厚壁的大制品，消除塌坑和飞边。 冷却时间主要取决于熔体温度、制品的壁厚和冷却效率。此外，物料的硬度也是一个因素。与很软的品种比较，较硬的品种在模具内将较快地凝固。如果从两侧进行冷却，那么每0.100' 壁厚所需的冷却时间通常将是大约10到15秒。包胶方式的制品将需要较长的冷却时间，因为它们可以通过较小的表面积而有效

37、地冷却。每0.100'壁厚所需的冷却时间将是大约15到25秒。 成型过程中可能出现的问题： . 1 塑料成型不完整（1）进料调节不当，缺料或多料。（2）注射压力太低，注射时间短，柱塞或螺杆退回太早。（3）注射速度慢。（4）料温过低。2 溢料（飞边）（1）注射压力过高或注射速度过快。（2）加料量过大造成飞边。（3）机筒、喷嘴温度太高或模具温度太高都会使塑料黏度下降，流动性增大，在流畅进模的情况下造成飞边。3烧焦暗纹 （1）机筒、喷嘴温度太高。 （2）注射压力或预塑背压太高。 （3）注射速度太快或注射周期太长。 4 银纹、气泡和气孔 （1）料温太高，造成分解。 （2）注射压力小，保压时间短

38、，使熔料与型腔表面不密贴。 （3）注射速度太快，使熔融不能及时充满型腔造成制品表面密度不足产生银纹。 （4）料量不足、加料缓冲垫过大、料温太低或模温太低都会影响熔料的流动和成型压力，产生气泡。 （5）螺杆预塑时背压太低、转速太高，使螺杆退回太快，空气容易随料一起推向机筒前端。塑料受大剪切作用而分解，产生分解气；注射速度太慢。2.3塑料制件的结构工艺性 要想获得合格的塑料制件，除选择合理的塑件材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性。塑件的 结构工艺性与模具设计有直接关系，只有塑件设计满足成型工艺要求， 才能设计出合理的模具结构。一.尺寸及精度塑件尺寸的大小取决于塑料的流动性。在注射成型中，薄壁塑件的

39、尺寸不能设计的过大。塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，及所获得塑件尺寸的准确度。根据本次设计的要求，结合表3-9（参一）初步选定该零件的三个表面的精度分别为4、5、6级。二.表面粗糙度塑件的外观要求越高，表面粗糙度应越低。一般模具表面粗糙度,要比塑件的要求低12级。塑件的表面粗糙度一般为Ra 0.83.2m。三.形状塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型。四.斜度为了便于从塑件中抽出型心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沿脱模方向留有足够的斜度，由于本次设计所选材料为PP，内外面均取拔模斜度为1°。五.壁厚塑件的壁厚对塑件的

40、质量有很大的影响，塑件壁厚尽可能均匀。本次设计的壁厚非均匀，且满足塑件的最小厚度。六.圆角塑件除了使用上要求采用尖角外，其余所有转角处均应尽可能采用圆角过渡。3.模具结构设计3.1型腔数目的确定由于该塑件尺寸不大，而且对生产进度没特别要求，不妨采用一模四腔生产模具可保证塑件的表面的粗糙度和质量，又能达到制件的最佳的技术经济性。3.2分型面的设计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的制造工艺有密切的关系，并且直接影响到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塑模具设计中的一个关键选择分型面应遵循以下几项基本原则： a、分型面应选在塑件外形最大轮廓处。b、确

41、定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；c、保证塑件的精度要求；d、满足塑件外观质量的要求；e、便于模具的加工与制造；f、对成型面积的影响；g、排气的效果的考虑；h、对侧向抽芯的影响。注射模一般的有一个分型面，有的有两个分型面。在这里考虑到塑件分型面选在塑件外形最大轮廓处，要保证有利的留模方式，要便于塑件顺利脱模，保证塑件的精度要求，便于模具加工，脱模，综合各种因素，最终决定采用平直分型面，如下图所示： 表3 注射机参数 3.3注射机的选定以锁模力为技术参数，制品的质量为：q=5.3g ，原材料是PP ，密度是：=0.9g/, M分=2.8g选型腔数为4个，则最大的注射量：M>4×

42、5.3+M分>24g初选注射机为： 卧式XS-ZY-125 型号国产注射机，其最大注射重量为114g。主要技术参数如表3所示。螺杆（柱塞）直径（毫米）42喷嘴球半径（毫米）12孔直径（毫米）4注射容量（厘米或克）125定位孔直径（毫米）100注射压力116顶出中心孔径（毫米）两侧孔径（毫米）Ø22孔距（毫米）230锁模力900模具厚度（毫米）最大300最小200最大注射面积（厘米）320模板厚度（毫米）3003.4主流道的设计 主流道的设计参考教材塑料成型工艺与模具设计P114表5-2主流的部分尺寸：查教材塑料成型工艺与模具设计P103表4.2常用热塑性塑料注射机型号和主要技术

43、规格XS-ZY-125：喷嘴球半径=12；主流道小端直径=6。则主流道小端直径d=6+1=7; 球面配合高度h取10； 主流道锥角取30；主流道球面直径SR=12+8=20; L和D还待定。因为定模板厚度和动模底板总长为71，所以浇口套L=71mm。经计算d=2+1=3mm。3.5 浇口的设计因为该塑件是用一模4件型腔模，而且塑件表面粗糙度要求不高，浇口开在成型件的侧面,可用边缘型浇口,如下图所示。3.6浇口位置的选择 浇口的形式很多，但无论采取什么形式的浇口，其开设的位置对塑件的成型性能及成型质量影响都很大。在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考：a .尽量缩

44、短流动距离b.浇口应开设在塑件壁最厚处c.避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷d.考虑分子定向的影响e.减少或避免熔接痕提高熔接强度f.应有利于型腔中气体的排除g.不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口h.浇口位置的选择应注意塑件外观质量综合以上原则和塑件形状及技术要求决定将浇口设置在塑件侧面。3.7 冷料穴和拉料杆的设计冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入行腔。为了使料流的流动性更好，在模具内温度更均匀.3.8排气系统的设计 当塑料溶体填充型腔时，必须将型腔内和浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体顺利排出模外。如果型腔内因各种因素没有将产生的气体排除干净，

45、塑件就会形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填充缺料的成型缺陷，另外气体受压，体积缩小会产生高温将导致素件局部碳化或烧焦，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度。因此必须考虑排气问题，注射模成型时排气通常用如下三种方式进行：a、利用配合间隙排气b、在分型面上开设排气槽排气c、利用排气塞排气本塑件可在分型面上开设排气槽。，不必专门开设排气系统。3.9温度调节系统无论什么塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模具温度范围，在此模具温度范围内，塑料熔体的流动性好，容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量较高。为了使模温控制在一理想的范围内，现设计一模具温度调节系统

46、。由于本次设计的塑料PP黏度和流动性大，模温为50-90，故无须设计加热系统，只需设计冷却系统以确保合理的模温。常用的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却，本设计采用水冷却，经济实惠。（1）冷却系统的设计原则与常见冷却系统的结构冷却系统的设计原则为：a.冷却水道应尽量多b.冷却水道至型腔表面距离应尽量相等c.浇口出加强冷却d.冷却水道、入口温差应尽量小e.冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的溶接部位以免产生溶接痕，降低塑件强度；（2）冷却系统机构的确定塑件的形状是变化万千的，因此对于不同的塑件，冷却水道的位置形状也不一样。本塑件为深型腔塑件，凸凹模设置直通

47、冷却水道。如图4所示:图44.成型零件的设计与计算 成型零件决定塑件的几何行状和尺寸。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑料间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高强度、刚度及较好的耐磨性能。4.1.型腔的成型尺寸计算 按平均收缩率计算成型尺寸比较简便易行，是最常用的计算方法，这里采用此方法。PVC平均收缩率去1%，塑件制造公差，对应模具制造公差IT10。参照塑料成型模具P104页计算方法4.1.1型腔径向尺寸计算 式中 型腔（孔）的最小尺寸型腔使用过程中允许的最大磨损量（取塑件

48、总误差的1/6，一般在0.020.05mm之间）成型零件制造误差（正值）塑件（轴）的最大尺寸 塑件公差（负值）出于修模考虑，对型腔径向尺寸来说易修大，预留一负修模余量,标上制造公差得型腔径向名义尺寸：=+ 对于注塑模，型腔磨损量很小时，可用下式计算： = + 型腔径向尺寸=40mm，Lpcp=40-0.56/2=39.72mm ；LMCP=39.72/(1-2.15%)=38.87mm模具型腔按IT10级精度制造，其制造偏差=0.12mm，=(38.87-0.12)+0.12=38.75+0.12mm4.1.2型腔的深度尺寸的计算 根据文献中的内容，型腔的深度尺寸按极限尺寸来计算,计算的公式是

49、：Hpcp=Hp-/2Hp指塑件上的高，为负偏差Hpcp =40-0.32/2=39.84mmHmcp = Hpcp/(1-scp)=39.84/(1-1%)=39.44mm若取修模余量为/2，则当型腔容易修深时取值为负HM=HMcp-= 39.358+0.084 mm 4.2 型腔侧壁厚度和底板厚度计算4.2.1型腔侧壁厚度计算本计算按整体式型腔侧壁厚度计算，参考教材塑料成型模具P118公式：H=2.5（Rcp*S）1/2Rcp为平均半径 S为壁厚Rcp为30mm H=40S=8.5mm4.2.2型腔的底板厚度的计算（1）按刚度条件计算时，计算公式为：B=30.175×pr4E&#

50、215;其中容许变形量=0.05mm；P-型腔的压力（MP）取P=50MP ，r=13mm, E=2.1×105 所以，B3.1mm（2）按强度条件计算时，计算公式为B=33pr24 其中为型腔的材料的许用应力，我选的材料是45#钢， =160MP所以， B=6.29根据以上的计算结果：侧壁厚S和底板厚度B都应该取大值，所以 S=8.5mm ，B=6.29mm4.3 模架的选用 根据型芯,型腔的尺寸.因此选用的模架外形尺寸为: A250× 250的模架.5.合模导向机构的设计导向机构的保证动摸或上下模合模时正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。

51、在这里我采用导柱导向的形式。5.1 导向机构的作用1）定位作用 模具闭合后，保证定模或上下模的位置的正确，保证型腔形状和尺寸的精度；导向机构在模具装配过程中也起定位作用，便于装配和调整。2）导向作用 合模时首先是导向零件接触，引导动定模上下模准确闭合，避免型心先进入型腔造成成型零件的损坏。3）承受一定的侧向压力 承受塑料溶体在充型过程中产生单向侧压力和动模板自身的重力。5.2 导柱导向机构（一）导柱1、导柱的结构 其结构采用如图5所示的结构：2、导柱结构和技术要求（1）长度 导柱导向部分长度=35+2080图5 导柱=52mm.直径 由于模架250×250型。选用比较大，参考塑料注射

52、模中小型模架标准的尺寸组合。选用：导柱d80×150×35.（2）形状 导柱前端做倒角。（3）材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内心，因此采用T10A钢经淬火热处理，硬度应达到5055HRC。导柱固定部分表面粗糙度为Ra0.8。导向部分为Ra0.4。（4）数量布置 导柱均匀分布在模具四周如图6所示：图6（5）配合精度 导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过度配合；导柱的导向部分采用H7/f7的间隙配合。（二）导套1 、导套的结构形式 导套的典型结构如图9所示： 此类型导套为直导套，结构简单，加工方便，适用于简单模具或导套后面没有垫板的场合：2、导套结构和技术要

53、求1）形状 为使导柱顺利进入导套，在导套的前端倒圆角。导柱孔最好做成通孔，以利于排出孔内空气及残渣废料。如模板较厚，导柱孔必须作成盲孔时，可在盲孔的侧面打一小孔排气。2）材料 导套用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造，其硬度一搬应低与导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱和导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为 Ra0.8。因此选用：导套d=60×62的导套。GB 4619.3-84，材料T8A。固定形式和配合精度 采用H7/r6配合镶入模板。参考实用注塑模设计手册：6.推出机构的设计6.1 推出机构的设计原则塑件在从模具上取下以前,还有一个从模具的成型零件上脱出的过程,使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。它包括以下几个部分，脱模力的计算、推出机构、复位机构等的机构形式、安装定位、尺寸配合以及某些机构所需的强度、刚度或稳性校核。在设计此机构时，应遵守以下几个原则：(1)推出机构应尽量设置在动模一侧;(2)保证塑件不因推出而变形损坏;(3)机构简单动作可靠;(