手机外壳注射模具的设计指南

聚合物成型工艺

课程设计

题目模具设计

系别________________________

专业__________________________

班级_____________________

姓名_________________________________

学号

目录

一、概述........................................错误!未定义书签。

1.1塑料成型模具在加工工业中的地位.............错误!未定义书签。

1.2壳的造型构造发展状况....................错误!未定义书签。

1.3模具发展现实状况............................错误!未定义书签。

1.4模具发展趋势................................错误!未定义书签。

1.5存在问题和直要差距.........................错误!未定义书签。

1.6我国的发展前景..............................错误!未定义书签。

二、材料塑件分析...................................错误!未定义书签。

2.1塑件分析....................................错误!未定义书签。

2.2塑件材料分析................................错误!未定义书签。

2.3塑件制品的I工艺分析.........................错误!未定义书签。

2.4确定塑件设计批量...........................错误!未定义书签。

三、模具构造设计与参数计算.........................错误!未定义书签。

3.1模具加工精度确实定..........................错误!未定义书签。

3.2计算制品的体积重量.........................错误!未定义书签。

3.3注射机确实定和校核.........................错误!未定义书签。

3.4浇注系统设计................................错误!未定义书签。

3.4.1浇注系统的设计原则...................错误!未定义书签。

3.4.2主流道设计............................错误!未定义书签。

3.4.3分流道设计............................错误!未定义书签。

3.4.4浇口形式.............................错误!未定义书签。

3.5分型面设计.................................错误!未定义书签。

3.6原则模架的I选择.............................错误!未定义书签。

3.7成型零部件设计..............................错误!未定义书签。

成型零件设计计算............................错误!未定义书签。

脱模机构设计和脱模力的计算.................错误!未定义书签。

3.7.3排气槽的设计..........................错误!未定义书签。

3.7.4侧壁厚度、底板厚度0勺计算.............错误!未定义书签。

3.7.4.1侧壁厚度的计算.................错误!未定义书签。

底板惇度的计算.........................错误!未定义书签。

3.7.4.3制模特点......................错误!未定义书签。

3.8顶出和导向机构的设计........................错误!未定义书签。

3.8.1顶出机构的设计........................错误!未定义书签。

3.8.1.1顶出机构口勺分类..................错误!未定义书签。

3.8.1.2顶出机构的设计原则..............错误!未定义书签。

3.8.1.3顶出机构的基本形式..............错误!未定义书签。

导向机构的设计..............................错误!未定义书签。

导柱和导套的设计.........................错误!未定义书签。

3.8.2.2导柱和导套在模板上的布置........错误!未定义书签。

3.8.3复位机构设计：.........................错误!未定义书签。

3.9塑模温控系统设计:...........................错误!未定义书签。

3.9.1塑模温控制系统设计：.................错误!未定义书签。

3.9.2冷却装置系统的设计要点：............错误!未定义书签。

3.9.3冷却时间计算..........................错误!未定义书签。

3.9.4冷却参数计算..........................错误!未定义书签。

冷却回路的设计..............................错误!未定义书签。

3.10凹模的设计.................................错误!未定义书签。

3.11凸模的设计.................................错误!未定义书签。

四、结束语.........................................错误!未定义书签。

参照文献...........................................错误!未定义书签。

摘要本设计提供了注塑模具的设计措施和流程。苜先根据塑件材料和工艺

特性对零件进行模流分析,然后选择注塑机并确定型腔数目，接着确定成形方

案:总体构造设计、分型面设计、浇注系统设计、脱模机构设计、冷却系统设

计等。最终进行注塑机工艺参数校核,包括注射量、锁模力、注射压力、模具

厚度和注射机闭合高度等方面。该设计措施对其他不一样构造产品的注塑模具

设计有一定的参照价值。

关键词塑料；注塑模；注塑机。

Abstract:Thisissueintroducesmolddesigninlroducesthemethodsandprocesses.Firstof

all,plasticmaterialsandprocessesaccordingtocharacteristicsofsoftwarecomponentsanalysis,

andthenselectthenumberofinjectionmoldingmachineandtodeterminethecavity,andthen

formingtheprogramtodetermine:theoverallstructuraldesign,sub-surfacedesign,casting

design,moldreleasemechanismdesign,coolingsystemdesign.Finally,injectionmolding

machineparameterschecked,includingtheinjectionvolume,clampingforce,injectionpressure.

moldthicknessandtheinjectionmachineshutheightandsoon.Thedesignstructureofproducts

ofotherdifferentinjectionmolddesignhassomereferencevalue.

Keywords:PlasticInjectionMould;PlasticinjectionMouldMachine.

一、概述

1.1塑料成型模具在加工工业中日勺地位

模具是运用其特定形状成型具有一定形状和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具

叫做塑料模具。

全面规定是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等方面均能满足使用规定的优

质制品。从模具使用角度，规定高效率、自动化、操作简便；从模具制造角度，规定构造

合理、制造轻易、成本低廉。

塑料模具影响着塑料制品的质量。首先，模具型腔［内形状、尺寸、表面光洁度、分型

血、进浇口和排气槽位置以和脱模方式等对制件的尺寸和形状精度以和制件U勺物理性能、

机械性能、电性能、内应力大小、各向同性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、

银纹等均有十提成型模具并无加热规定。另一方面，在塑料加工过程中，模具构造对操作

难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少分模。合模和取制件过程中的

手「.劳动,为此常采用自动开合模和自动顶出机构.在全白动牛产时坏要保讦制品能自动

从模具上脱落。此外，模具对塑料制品的成本也有相称H勺影响。除简易模具外，一般来说

制模费是十分昂贵H勺，一副优良口勺注射模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十

五万件。当批量不大的时候，模具费用在制件成本中所占比例将会很大，这时应尽量地采

用构造合理而简朴H勺模具，以减少成本.

现代塑料制品中合理『加川工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要原

因，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺规定，塑料制件使用规定和造型设计起着重要作

用。高效的全自动的设备也只有装上能自动化生产日勺模具才能发挥基效能，产品日勺生产和

更新都是以模具日勺制造和更新为前提。由于工业塑件和口用塑料制品的品种和产量需求量

很大，对塑料模具生产不停向前发展。

1.2壳日勺造型构造发展状况

移动的普和速度大大超越了专家H勺预测与想象。它已从最初的模拟系统发展到目

前的数字系统。在此期间，移动的功能越来越丰富，体积越来越小，造型越来越美观,

充足体现了技术与艺术结合。除了最基本的实用功能外，移动还要考虑美观和舒适，

在设计上必须充足考虑使用对象、使用场所、功能规定、人机工效学等原因。

1.3模具发展现实状况

从第一种塑料产品赛璐珞诞生算起，塑料工业迄今已经有123年口勺历史。天然高分子

加工阶段，这个时期以天然高分子，重要是纤维素的改性和加工为特性。合成树脂阶段，

这个时期是以合成树脂为基础原料生产塑料为特性。大发展阶段，在这一时期通用塑料口勺

产量迅速增大，聚烯燃塑料在70年代乂有聚1一丁烯和聚4-甲基-1-戊烯投入生产。形

成了世界上产量最大的聚烯燃塑料系列。同步出现了多品种高性能的J工程塑料。

二十一世纪，塑料工业此前所谓有的I速度高速发展。塑料,在各个领域、各个行业乃至

国民经济中己拥有举足经重的不可替代H勺地位。

目前，我国翔料工业H勺高速发展对模具工业提出了越来越高H勺规定,在2023年，期

料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30%左右，未来几年中，塑料模具还将保持

较高速度发展。模具是工业生产中使用极为广泛的重要装备，采用模具生产制品和零件，

具有生产效率高，节省原材料，成本低廉，保证质量的一系列长处，是现代工业生产中的

重要手段和重要发展方向。

1.4模具发展趋势

目前，整个工业生产的发展特点是产品品种多、更新快、市场竞争距离。而模具将有

如下十大发展趋势：

1.愈来愈高的精度；由于模料应用的扩大，塑料制件已应用到建筑、机械、电子、仪

器、仪表等各个工业领域，于是出现了多种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这

些规定，研制了高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工，热处理变小、导热性能优秀的制

模材料。

2.日趋大型化；

3.扩大应用热流道技术；

4.深入发展多功能复合模具；

5.日益增多高档次模具；

6.深入增多气轴模具和高珠注射成型模具：

7.增大塑料模具比例；

8.增多挤压模和粉末锻模；

9.广泛应用模具原则化和原则件；开展模具原则化工作，使模板，导柱等通用零件原

则化、商品化，以适应大规模地成批生产塑料成型模具。

10.大力发展迅速模具制造技术。

1.5存在问题和重要差距

虽然我国模具总量目前已到达相称规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总

体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。目前存在的问题和差距重要表目前

如下几方面：一是总量供不应求，国内模具自配率只有70%左右。其中低级模具供过于求,

中高档模具自配率只有50%左右；二是企业组织构造、产品构造、技术构造和进出口构造

均不合理，我国模具生产厂中多数是自产自配的模具车间（分厂），自产自配比例高达

60%左右，而国外模具超过70$属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”

的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的

模具占总量比例局限性30随而国外在50%以上。

1.6我国的发展前景

目前，我国经济仍处在高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我

国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。首先，国内模具市场将继续高速发展，另

首先，模具制造也逐渐问我国转移以和跨国集团到我国进行模具采购趋向也卜分明显。因

此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，估计中国模具将在良好的

市场环境下得到高速发展，我国不仅会成为模具大国，并且一定逐渐向模具制造强国的行

列前进。伴随国民经济总量和工业产品技术的不停发展，各行各业对模具的需求量越来越

大，技术规定也越来越高。虽然模具种类繁多，但其发展重点应当是既能满足大量需要，

乂有较高技术含量，尤其是目前国内尚不能自给，需大量进口口勺模具和能代表发展方向H勺

大型、精密、复杂、长寿命模具。模具原则件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个

模具行业的发展有重大影响。因此，某些重要日勺模具原则件也必须重点发展，并且其发展

速度应快于模具的I发展速度，这样才能不停提高我国模具原则化水平，从而提高模具质量,

缩短模具生产周期，减少成本。由于我国H勺模具产品在国际市场上占有较大的）价格优势，

因此对于出口前景好H勺模具产品也应作为重点来发展。

二、材料塑件分析

图1塑件三维立体图

2.1塑件分析

如图1为后盖件H勺三维立体图，该产品形状如中空薄壁型零件，精度和表面粗糙

度规定高，不容许有明显口勺熔接痕、匕边等工艺痕迹，需要一定的配合精度规定。制品整

体有充足的脱模斜度，各处脱模力比较合理。从整体构造分析：制品表面积较大、高度不

大不过壁薄、零件丛J曲面复杂，型腔、型芯加工困难。从整体工艺性分析：根据制品外观

规定与构造特定规定选择浇口位置在零件内部，制品薄而大规定冷却必须均匀而充足，脱

2.2塑件材料分析

塑料成型原料的选用应从加工性能、力学性能、热性能、物理性能等多方面原因考虑

来选用合适的塑料进行生产，本次设计材料的选择是根据材料特性进行选择U勺。

根据塑料受热后体现U勺性能和加入多种辅助料成分的不一样可分为热固性材料和热

塑性材料，通过比较分析可以看出热固性塑料重要用于压塑、挤塑成型，而热塑性塑料还

适合注塑成型，本次设计为注塑设计，因此采用热塑性塑卷|。

在模具制造中，前后盖H勺材料一般是ABS和p|,这两种材料各有各H勺优缺陷。

ABS树脂是丙烯牌（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（5）三种单体的共聚物，ABS树脂保

持了苯乙烯的优良电性能和易加工成型性，又增长了弹性、强度（丁二烯日勺特性）、耐热

和耐腐蚀性（丙烯睛的优良性能），且表面硬度高、耐化学性好，同步通过变化上述三种

组分口勺比例，可变化ABS日勺多种性能，故ABS工程塑料具有广泛用途，重要用于机械、电

气、纺织、汽车和造船等工业。

聚碳酸酯（PC）是•种新型热塑性，程塑料，聚碳酸酯有优良H勺电绝缘性能和机械性

能，尤其以抗冲击性能最为突出，韧性很高，容许使用温度范围较宽（-100〜130℃）,透

明度高（誉为“透明金属”）、无毒、加工成型以便。它不仅可替代某些金属，还可替代

玻璃、木材等。近年来聚碳酸酯发展迅速，在机械、汽车、飞机、仪器仪表、电器等行业

获得了广泛的应用。

总的来说，PC流动性差，价格贵，但机械性好；ABS流动性，电镀，喷涂效果好，但

机械性能不如PC。考虑到成本原因，以和成型规定，故选择ABS。

ABS是由丙烯般（Acrylonitrile）>丁二烯（Butadiene）和苯乙烯（Styrene）三种化学

单体合成。其中A代表丙烯脂，B代表丁二烯，S代表苯乙烯二其化学分子构造方式如下：

-RCHLCHK4CBt-CH=CH-CBeMCHt-侬叶

LII」•

O

每种单体都具有不一样特性：丙烯懵有高强度、热稳定性和化学稳定性；丁二烯具有

坚韧性、抗冲击特性；米乙烯具有易加工、高光洁度和高强度。

从形态上看，ABS走非结晶性材料。三中单体的J聚合产生了具有两相的三元共聚物，

一种是苯乙烯-丙烯睛的持续相，另一种是聚丁二烯橡胶分散相。

ABS不透明，外观除薄膜外都呈浅象牙色、无毒、无味、兼有韧、硬、刚特性，燃烧

缓慢，离火后仍继续燃烧，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊H勺肉

桂气味，但无熔融滴落。

ABS的特性重要取决于三种单体的比率以和两相中的分子构造。这就可以赋予顾客在

产品设计上有很大日勺灵活性，并且由此产生了市场上数百种不一样品质的ABS材料。

ABS具有优良的综合性能，由于组分、牌号和生产厂家生产措施的不一样，使之在性能上

存在较大差异，因此如下的试验数据仅供参照。

（1）物理力学性能

ABS具有优良的物理力学性能，如不透水，但略透水蒸气，冲击强度较高，尺寸稳定

性好等。ABS有极好的冲击强度，虽然在低温也不迅速下降。不过它E向冲击性能与树脂中

所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散状态有关，同步也与使用环境有关，如温度越

高则冲击强度越大。当聚合物中丁二烯橡胶含量超过30%时，不管冲击、拉伸、剪切还是

其他力学性能都迅速下降（见表5-5和5-6）o

（2）热性能。

ABS制品的负荷变形温度约为93℃,若能对制品进行退火处理，则还可增长10℃左

右。

（3）电性能。

ABS聚合物的电绝缘性受温度和湿度的影响很小，目.在很大频率变化范围内保持恒定。

(4)耐环境性

ABS聚合物几乎不受水、无机盐、碱、酸类的J影响，但在酮、醛、氯代燃中会溶解或

形成乳浊液，它不溶于大部分醵类和炫类溶剂，但长期与嫌接触会发生软化溶胀。ABS聚

合物表面受冰醋酸、植物油等化学药物H勺馒蚀会引起应力开裂。

(5)耐候性

ABS聚合物的最大局限性之处是耐候性较差，这是由于分子中「二烯所产生的I双键在

紫外线作用下易受氧化降解的缘故。经受350nm如下波长日勺紫外线照射，氧化作用更甚。

氧化速度与光的强度和波长的对数成正比。

ABS是一种成型加，性能优良的热塑性工程塑料，可用一般加工措施成型加工。

(6)ABS日勺流变性

ABS聚合物在熔融状态下流动特性属于假塑型液体。虽然ABS的熔体流动性与加工温

度和剪切速率均有关系，但对剪切速率更为敏感。因此在成型过程中可以采用提高剪切速

率来减少熔体粘度，改善熔体流动性。

ABS属一无定形聚合物，无明显熔点，成型后无结晶，成型收缩率为0.怎~0.5$。在

成型过程中，ABS的热稳定性很好，不易出现降解或分解，但温度过高时，聚合物中橡胶

相有破坏的倾向。

(7)ABS口勺吸水性

ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%~0.8用范围。成型时假如聚合物中具有水分，

制品上就会出现斑痕、云纹、气泡等缺陷，因此在民型前，需将聚合物进行干燥处理，使

其含水量降到0.2%左右。

(8)ABS制品的后处理

一般状况下很少出现应力开裂，因此除了使用规定较为苛刻的制品，一般不作制品H勺

后处理。注射速度对ABSMJ熔体流动性有一定影响，注射速度快，制品表面光洁度不佳；

注射速度慢，制品表面易出现波纹、熔接痕等现象，因而除了充模有困难H勺状况卜，一般

以中、低速为宜。在制品规定表面光泽较高时，模具温度可控制在60—80℃对一般制品

可控制在50-60

表1ABS的重要性能指标

屈服强度/Mpa50玻璃化温度/C

拉伸强度/Mpa38熔点(粘流温度)/C130—160

力热变形45N/cm390—108

35

学断裂伸长率/%

温度/C180N/cm383—103

热

性

拉伸弹性模量性

能1.8线膨胀系数/(10-5/C)7.0

/Gpa能

弯曲强度/Mpa80和比热容/<J/(kg*K)>1470

弯曲弱性模理电

1.4热导率/<W/(m*K)>0.263

/Gpa性

件质量冲无缺261能燃烧性/(cm/min)慢

击强度口

11体积电阻/Q*cm6.9*1016

/kj/m2缺口

布氏硬度/HBS9.7R121击穿电压/(kV/mm)

物

理密度/(g/cm3)1.02—1.16吸水性/%(24h)0.2—0.4

性

能比体积/(cm2/g)1.02—1.06透明度或透光率不透明

表2ABs的成型工艺参数

料筒一区/℃150-170

二区/C180-190

温度三区/℃200-210

喷嘴/℃180-190

模具/℃50-70

压力注射/Mpa60-100

保压/Mpa40-60

注射/S2-5

保压/s5-10

时间冷却/s5-15

周期/s15-30

后处理措施红外线烘箱

温度/℃70

时间/h0.3-1

2.3塑件制品的工艺分析

(1)尺寸和精度

尺寸：塑件尺寸日勺大小受到塑料材料流动性好坏的制约，塑件尺寸越大，规定材料H勺

流动性越好，流动性差的材料在模具型腔未充斥前就己经固化或熔接不牢，导致制品缺陷

和强度下降。

尺寸精度：影响塑件制品尺寸精度口勺原因是比较复杂的I,如模具各部分日勺制造精度,

塑料收缩率，成型工艺和模具加工表面质量等等。机壳属于高精度的塑件，选用3纱

(2)壁厚

而于机壳自身尺寸向着轻巧化发展，属于高级薄壳制品(壁厚不不小于L2nm1),

选用卜厚1mm,均匀抽壳。

(3)脱模斜度

结合本塑件的形状，设定日模斜度为40

(4)加强筋和凸台

针对本塑件，在壳体转角处设置距壁面有一定距离日勺凸台，并设加强筋。同步在复杂

曲面凸起的地方设置加强筋防止变形。

2.4确定塑件设计批量

该产品为小批量生产，故设计的模具要有L定日勺注塑效3,由于塑件长宽度小，因此

采用一模两腔构造，浇II形式采用扇形浇I1采用初点进料•，以利于均匀充斥型腔。

三、模具构造设计与参数计算

3.1模具加工精度确实定

本次设计的是平常用品，其外壳要能承受磨损。对于制件口勺外观规定和表面精度

等级规定比较高。现初定制品精度等级为1级。

经分析，现确认模具口勺制造加工精度为IT7级，而型芯和型腔的加工精度均为IT6,

型腔采用机械粗加工后电火花精加工，其他采用机械加

模具的尺寸公差按GBT80079,rr|。

3.2计算制品的体积重量

材料使用ABS树脂，查表可知其密度为1.02g—L16g/cm3。收缩率为0.4%—0.6机

计算其卜均密度为1.12g/W,平均收缩率为0.511

通过计算塑件日勺体积为：V尸2737.24mm

塑件的重量:Mi=P.Vl=3.07g

浇注系统体积：V2=4413.07mnT'

浇注系统重量:M2=P.V2=l.12X4.41=4.94g

故V=4VI+V2=4X2737.24+4413.07=15362.03mm3

故M=VXP=l.12X15362.03=17.21g

P一塑料密度g/m3

3.3注射机确实定和校核

注射机简介

注塑机的全称应为塑料成型机。注射机重要由注射装置、合模装置、液压传动系统、

电器控制系统和机架等构成。如图2所示，工作时模具的动、定模分别安装于注射机的移

动模板和定模固定板上，由合模机构合模并锁紧，由注射装置加热、塑化、注射、待融料

在模具内冷却定型后由合模机构开模，最终由推出机构将塑件推出。

图2注塑机构造

注射机的工作原理：注塑机的工作原埋与打针用时注射器相似，它是借助螺杆（或柱

塞）H勺推力，将己塑化好H勺熔融状态（即粘流态）H勺塑料注射入闭合好的模腔内，经固化

定型后获得制品日勺工艺过程。注射成型是一种循环的过程，每一周期重要包括:

融塑化一施压汴射一充模冷却一启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一种循环。

注塑机根据塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机；按机器的传动方式又可分

为液压式、机械式和液压一机械（连杆）式；按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机。

其特点如表3：

表3

立式卧式直角式

固性塑料注

热塑性塑料注射机

射机

形式容量一般为30〜容量一般为

60g柱塞式螺杆式60cm20〜45g

100〜500g

30〜60g以上

注射装置与合

除塑化加热

注射装置一般为注射装置以螺杆为主，液模装置的轴线

系统外，其他

构造柱塞式、液压机械压机械式锁模，顶出系统互相成垂直排

与热塑性塑

特性式锁模机构、顶出采用机械、液压或两者兼歹人长处介于立

料用螺杆式

系统为机械顶出备卧两种注射机

注射机相似

之间

1.开模后，塑件自动落下便于实现自动化

操作

1.开模后，塑件

2.塑化能力大、均匀，注射压力大，注射

1.拆装以便自动落下

压力损失小，塑件内应力，定向性小，可

长处2.安装嵌件、活动2.使用双模，可

减小变形，开裂倾向

型芯以便以减小循环周

3.螺杆式可采用不一样的螺杆，调整螺杆

期，提高生产力

转数、背压等用来加工不一样的塑料和不

一样规定的塑件

1.人工取件

1.装模麻烦，安放嵌件和活动型芯不便，

2.注射压力损失

易发生分解1.嵌件、活动型

大，加工高粘度塑

2.螺杆式加工低粘度塑料，薄壁，形状复芯安放不便，易

料薄壁塑件时规

缺陷杂塑件时易发生回流，螺杆不易清洗，贮倾斜落下

定成型压力高，塑

料清洗不净，易发生分解2.有柱塞式构

件内应力大，注射

3.柱塞式构造也有立式构造所具有的特造H勺缺陷

速度均匀，塑化不

性

均匀

1.易于加工小，中1.螺杆式适应加工多种塑料，小型设备易1.合用加工小

型和分两次进行加工薄壁、精密塑件型塑件，并装有

合用

双色注射加工时2.螺杆式适应于掺和料、有填料，干着色侧浇口模具

范围

塑件料的直接加工2.合用加工塑

2.柱塞式不适宜3.柱塞式也具有立式注射机中柱塞式构件中心部位不

加工流动性差，热造具有的加工特点容许有浇口痕

敏性、对应力敏感迹H勺平面塑件

的塑料和大面积，

薄壁塑件，宜加工

流动性好H勺中小

性塑件

由于Cycoloyl950的注射压力需要lOOMPa左右，并且它的保压是70%-80席,尚有注

射体积和质量，故选择了JPH150B注射J。

注射机的参数如下：

注射机最大注射量：23.2g

注射压力：153MPa

模板行程：620mm

顶出行程：80nim

注射机拉杆间距：410x410mm

锁模力：力OOkN

最小摸厚：180mm

最大开距:800mm

喷嘴球半径：SR10

其参数校核如下：

（1）最大的注射量；注射机得最大注射量应不小于制品的重量或体积（包括流道和

浇口凝料飞边），一般注射机口勺实际注射量最佳是注射机的最大注射量H勺80%,因此选用

注射机最大注射量为

0.8M机〉M赞件+M%

式中：M机为注射机的最大注塑量，单位g；"刎为塑体的质量，单位g；M浇为浇注系

统质量，单位g°

Mtfl>（MM+M浇）/O.8=22.25

因选定的注射机注射量为23.2g,因此满足设计规定。

（2）锁模力校核：锁模力是注射机锁模装置施加于模具的最大夹紧力，锁模力的作

用在于平衡和克服模腔压力产生的使模具沿分型面张开的力，保持模具紧密锁扣，防止溢

料。注射机锁模力与模腔压力的关系可用下式表达：

式中：F为注射机锁模力；K为安全系数，一般取LIT.2；P为熔融型料在型腔内的

压力（10-20”a）；A为塑件和浇注系统在分型面上的投影之和。

FKSR>KPA=1.lx20x57=1254kN

因选定的注射机为1500kN,故满足设计规定。

（3）开模行程校核

开模行程=日+丛+5〜10

其中：H1一一脱模距离（顶出距离）；

H2一—制作高度包括浇注系统在内。

开模行程700mm,满足设计规定

（4）所选用的注射机的注射压力必须不小于成型塑件所需的注射压力。成形所需注

射压力与塑料品种、塑件的形状和尺寸、注射机类型、喷嘴和模具流道的阻力等原因有关。

根据经验，FI前对塑件的流动性和黏度做比较，可懂得成形所需注射压力大体如下：

1.塑料熔体流动性好，塑件形状简朴，壁厚者所需注射压力一般不不小于7（）MPa。

2.塑料熔体粘度较低，塑件形状一般，精度规定一般者，所需注射压力一般选为

70至100MPa。

3.塑料熔体具有中等粘度（PS、PE等），塑件形状一般，有一定精度规定者，所需

注射压力选为100至140MPa。

4.塑料熔体具有较高粘度（PMMA、PPO、PC、PSF等），塑件壁薄、尺寸大，或壁厚

不均匀，尺寸精度规定严格的塑件，所需注射压力约在140至180MPa。

本次的产品设计为后盖的I塑件，整体构造为小型零件，对粘度的规定不高，因此

本次注射机的注射压力为153MP],应能满足此项规定,

（5）模具与注射机安装部分有关尺寸校核；

1.模具闭合制度长宽尺寸与注射机模板尺寸和拉杆间距相适合，故满足规定。

2.模具闭合高度校核：模具实际厚度H=200mni

注射机最小闭合厚度Hmin=180mm,即H>Hmin,故满足设计规定。

3.4浇注系统设计

浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。浇注系统设计好

坏对制品性能、外观和成型难易程度影响颇大

浇注系统日勺设计原则

1.结合型腔的布置考虑，尽量采用平衡式分流道布置。

2.尽量缩短熔体的流程，以便减少压力损失，缩短充模时间。

3.浇口尺寸位置和数量的选择十分关键，应有助于熔体的流动、防止产生湍流、

涡流、喷射和蛇形流动，并有助于排气.

4.防止高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生。

5.浇注系统凝料脱出应以便可靠，凝料应易于和制品分离或易于切除和修整.

6.熔接痕部位与浇II尺寸、数量和位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑

到熔接痕日勺部位、形态以和以制品质量的影响。

7.尽量减小因开设浇注系统而导致日勺塑料用量，

8.浇注系统的模具工作表面应到达所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇注口

应有IT8以上日勺精度规定。

9.设计浇注系统时应考虑储存冷料H勺措施。

10.应尽量使主流道中心与模板中心重叠。若无法重叠也应使两者H勺距离尽量缩小。

（浇注系统日勺构成）

1-主流道；2-浇口:3,4-次分流道；5-塑件：6-冷料井

本次设计中日勺材料ABS属于非牛顿流体，在流动过程中，其表观粘度随剪切速率口勺变

化而发生明显的变化，对假塑性流体而言，剪切速率增大时，表观粘度会减少，温度对

ABS的表观粘度也有很大影响，跟一般液体相比，ABS又具有很大日勺可压缩性，当压力增

高时，其表观粘度增长，由于塑料在注射模浇注系统中和型腔内的温度、压力和剪切速率

是随时变化的，在设计浇注系统时，综合加以考虑，以期在充模以尽最低的表观粘度和较

快的速度充斥型腔，在保压阶段，又能通过浇注系统使压力充足传递到型腔各部分，此外,

制件的1外形、尺寸和对外观的规定也影响整个浇注系统H勺形状和尺寸，本制件上表面规定

光滑，因此，不适宜在袤面开设浇道，而应采用内浇口。

主流道设计

主流道是指熔融塑料由注射机喷嘴喷出后最先通过的部位，与注射机喷嘴同轴，由于

与熔融塑料、注射机喷嘴反复接触、碰撞，一般不直接开设在定模板上，为了制造以便，

都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或配合形式固定在定模板上。

熔料注入模具最先通过的一段流道，直接影响到填充时间和流动速度。其浇口选择不

能太大和太小。浇口太小，熔料流动过程中冷却面相对增大，热量消耗大，注射压力损失

也大，但浇口太大，会导致材料口勺挥霍。因此，合理的主浇道参数，一般状况下取值如下:

1)d=dl+(O.5〜1)

式中dl—注射机喷嘴孔直径(mm)

d一主流道口直径(mm)

因此本设计采用dl为4mm,得出d取为5mi|o

2)a=2.〜4"对流动件较差H勺塑料可取3。〜6:

本设计采用aJ。

a一主流道锥隹

3)H—按详细状况选择，一般取3〜8mm,H取为5m|。

H一球面配合高度

4)R=R1+(1-3)

式中RI-注射机喷嘴球面半径（mm）,

1为6mm,R取为

5）r—为主浇道与分浇道过渡处采用H勺圆角半径，按详细状况选择，一般取1〜3mm,

目前选择其为1.5g<>

6）L应尽量缩短，本设计取

分流道设计

分流道是主流道与浇口之间的通道。多型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。

1.分流道的设计要点：

（1）流经分流道的熔体温度和压力的损失要少。为此，分流道一要短，二要使粗糙度

降到最低，三是容积要小，四是少弯折。

（2）要使分流道的固化时间稍慢于制品的固化时间，以利保压、补缩和压力传递：

（3）要使熔料能迅速而又均匀地进入各型腔，故在多型腔设计时，在保证模具构造强

度前提下，力争采用平衡进料，并且在保证模具构造强度前提下，力争紧凑、集

中C

（4）便于加工，便于使用原则刀具，免于制造专用刀具。

2.分流道II勺截面形状

分流道的J截面类型有圆形、梯形、U形、半圆形等，根据塑件的I材料流动性很好，长

度较短，可以采用圆形分流道且呈直线布置。由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷

却，只有中心部位日勺塑料熔体的流动状态较为理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不

规定很低，一般取1.6um左右即可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮

层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有合适H勺剪

切速率和剪切热。

3.分流道口勺布置

分流道时布置取决于型腔的布局，两者互相影响。分流道的布置形式分平衡式和非平

衡式两种。平衡式布置规定从主流道至各个型腔H勺分流道，其长度、形状、断面尺寸等都

必须对应相等，到达各个型腔日勺热平衡和塑料流动平衡。因此各个型腔的浇口尺寸可以相

似，到达各个型腔同步均衡进料•。非平衡式布置的重要特点是主流道至各个型腔的分流道

长度各不相似（或加上型腔大小不一样）。为了使各个型腔同步均衡进料，各个型腔的浇

口尺寸必然不相似。因此，本塑件的分流道采用了卜衡式布金。

浇口形式

选择浇口形式应当遵照如下原则：

1.尽量采用平衡式设置；

2.型腔排列进料均衡；

3.型腔布置和浇21开设部位力争对称.防I卜模具承受偏载而产牛溢料现象：

4.保证耗料量小：

5.不影响塑件外观。

根据以上原则和零件H勺实际状况，为了使从主流道来的熔融塑料能均衡地以最短H勺流

程抵达各浇口并同步充斥各型腔，木设计上壳采用非平衡式的分流道布置形式，下壳决定

选用针点浇11进胶,这种浇口合用于成型壳、盒、罩和容器等制品，是应用广泛的成

型的浇口形式。它的I长处为：由于浇口小，熔体通过点浇口时流速增大，前后压差大，提

高了充模的速度，从而可获得外表清晰，有光泽日勺制品：熔体流过点浇11时由于摩擦阻力

使部分能量转变为热量，使熔体温度略升高，粘度下降，改善了流动性，这对薄壁制品是

有利口勺；其缺陷：浇II尺寸小，充模阻力大，对熔体粘度较高H勺塑料会产生充填不诫的缺

陷；为了取出点浇口式浇注系统凝料•，要增长一种分型面，模具具有两个分型面的三板式

构造，构造比较好杂。

a

c

图3主流道，分流道，和浇口的设计

3.5分型面设计

定模和动模相接触II勺面称为分型面，分型面的形状有平面、斜面、阶梯面和曲面等。

分型面的选择就有助于脱模，取在塑件尺寸最大处，并使塑件留在动模部分，有助于塑件

H勺外观质量和精度规定.

合理选择分型面，有助于制品的质量提高，工艺操作和模具的制造。因此，在模具设

计过程中是一种不容忽视的问题，选择分型面一般根据如下的原则：

1.分型面应当选择在制品最大截面处，这是首要原则。

2.尽量使制品留在动模的一侧。

3.尽量满足制品H勺使用规定。

4.尽量减小制品在合模方向上口勺投影面积，以减小所需口勺锁模力。

5.不应影响制品尺寸的精度和外观。

6.尽量简朴,防止采用复杂形状，使模具制造轻易。

7.不阻碍制品脱模和抽芯。

8.有助于浇注系统的合理设置。

9.尽量与料流末端重叠，有助于排气。

3.6原则模架的选择

模架是设计制造塑料注射模的基础部件，其他部件的设计与制造均依赖于它，选择模

架要根据制品的尺寸和大小，同步考虑注射机的参数。

单位：mm

模板宽度300模板长度300动模板厚度35

座板宽度350座板厚度25定模板厚度35

垫块宽度58垫块厚度60动模垫板35

推板厚度30推板宽度180推杆固定板厚度20

导柱直径30导套直径30好位杆直径20

沉头螺钉4-M14拉杆直径30浇口板厚度20

表4

3.7成型零部件设计

成型零件是与塑料接触的决定制品几何开关的模具零件・。它包括凹模、凸模、型芯、

成型镶块和壁厚等，是塑料模具的重要构成部分。

3.7.1成型零件设计计算

该塑模的成型零件表面的工作尺寸用平均收缩率措施计算。

（1）.型腔或型芯H勺径向尺寸计算

型腔的径向尺寸：DM=[DS+DS-SCP-3/4A1+6Z

型芯的径向尺寸：DM=[DS+DS•SCP+3/4A1-6Z

其中：DS-塑件名义尺寸，型芯和型腔各自对应。

SCP-塑件的平均收缩率

△一塑件容许日勺公差值

bZ一模具制造公差，本设计是按塑件公差的1/3-1/6来取代I。

（2）.型腔和型芯的高度尺寸计算

型腔深度尺寸：HM=[HS+HS-SCP-2/3A]+6Z

型芯高度尺寸：HM=[HS+HS•SCP+2/3A]-6Z

其中：HS-塑件高度名义尺寸

SCP、△和6Z均与上述意义相似。

（3）.型芯之间或成型孔之间中心距尺寸计算

LM=[LS+LS*SCP]±1/26Z

其中：LM—模具中心孔或型芯中心距尺寸

LS-塑件中心距名义尺寸

此外，凸台高度、起伏凸边高度、起伏凸边位置、非配合圆弧等，一切距离位置尺寸

都属于双向公差的I计算。

ABSE向收缩率为0.3%〜0.8%,平均收缩率为：

%=(0.3%+0.8%)/2=0.55%=0.0055

表5

塑料制品型腔或型芯

公

模公

公

差

具差

差计算公式

等

零尺寸工作尺寸等

和

级

件级

段

型

MT1004)100.185

腔

20H).0S7

内-0.420

形L=[LP(1+e*58.065

A58TT7

.晨SCP4H).O74

尺)-(3/4)A]?

MT0

寸2*3.015

31

H).O36

0

型

腔

54.224.878*o030

深IL=[HP(1+e

MT

度B)-(2/3)△]IT7

2