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1、目录2 塑件的分析 错误！未定义书签。3 行腔数目的决定及排布2 4 注射机的初步选择2 5 浇注系统的设计3 5.1 浇注系统设计原则3 5.2 浇注系统的组成3 5.3 浇注系统的设计3 6 分型面与排气槽设计5 6.1 分型面的选择原则5 6.2 分型面的设计5 6.3 排气槽的设计6 7 成型零件的设计6 7.1 成型零件的结构设计6 7.2 成型零件工作尺寸的计算7 7.3 成型零件的强度、刚度计算9 8 导向机构的设计10 8.1 导柱导向机构的作用10 8.2 导柱导套的选择10 9 推出机构的设计11 9.1 推出机构的组成11 9.2 推出机构设计的原则12 9.3 推出机构
2、的设计12 9.4 复位零件12 10 冷却系统设计12 10.1 注射模冷却系统设计原则12 10.2 冷却管尺寸13 11 注射机的参数校核14 11.1 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核14 11.2 模具厚度校核14 11.3 开模行程校核14 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 17 页12 总结 142.1 塑件的使用要求耐用，耐磨，可以承受较大的冲击力，不易摔坏；好看，有光泽，表面较光滑；化学性质稳定，可以耐高温（一般低于100oC），耐化学腐蚀。2.3 塑件的形状及尺寸塑件的工作条件对精度要求较低，根据A
3、BS 的性能可选择其塑件的精度等级为 5 级精度。经计算得塑件的底面积为：S 塑=530.66mm2得塑件的体积为：V 塑=2.49cm3 塑件的质量为：W 塑 =V 塑 r 塑=2.62(g) 。见图 2-1 所示。图 2-1 塑件图3 行腔数目的决定及排布已知的体积V 塑或质量W 塑 ，又因为此产品属大批量生产的小型塑件，综合考虑生产率和生产成本等各种因素，初步确定采用一模四腔对称性排布。排布图如2-2 所示：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 17 页图 2-2 型腔数目及排布图4 注射机的初步选择Q=42.62=10
4、.48 (g) 4.2 注射机的初步选择XS-ZY-125型注射机额定注射量 (cm3)： 125 螺杆直径 (mm) ： 42 注射压力 (MPa) ：120 注射行程 (mm) ：115 注射时间 (s)：1.5 注射方式：螺杆式合模力 kn：900 最大注射面积(cm2)：320 最大开（合）模行程(mm) ：300 模具最大厚度(mm) ：300 模具最小厚度(mm) ：200 喷嘴圆弧半径(mm) ：12 喷嘴孔径 (mm) ：4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 17 页5 浇注系统的设计浇注系统的设计是注射模
5、设计的一个重要环节，它对注射成形周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度等）都直接影响。5.1 浇注系统设计原则结合型腔布局考虑；热量及压力损失要小；确定均衡进料；塑料耗量要少；消除冷料；排气良好。5.2 浇注系统的组成普通流道浇注系统一般由主流道，分流道，浇口和冷料穴等四部分组成。5.3 浇注系统的设计5.3.1 流道尺寸根据该塑件体积，可得体积流率Q=（42.49 ）/1.6 6.55cm3/s,取主流道中熔体流动rs=5 103s-1,由 r-Q-Rn关系曲线图，可得Rn=4.50mm, 故得主流道 大 端 尺 寸D=2Rn=9. mm ， 小 端 尺 寸 由 注 射 机 喷 嘴 尺
6、寸 ， 取d=4mm,SR=12+2=14mm。如图 5-1 所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 17 页图 5-1 浇口套图5.3.2 分流道尺寸为使四浇口能同时进料，各分流道按平衡式布置，故熔体在各分流道中的流速，为使分流道易于加工和顶出凝料系统容易，采用设在模具一边的梯形形分流道。梯形大底边宽度: B=0.2654 4.83 3.9=5 梯形高度 : H=0.67 B=3.35 为了塑件表面质量及其美观采用侧浇浇口，其尺寸 d=0.15 6.7=1 5.3.3 冷却穴底 部 设 计 成 带有 球头 形拉 料 杆
7、的 冷 料 穴， 目的 是捕 集料 流前 锋的 “冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量。该模具浇注系统的尺寸如图5-2 所示：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 17 页图 5-2 模具浇注系统图6 分型面与排气槽设计分型面为定模与动模的分界面。合理地选择分型面是使塑件能完好的成形的先决条件。6.1 分型面的选择原则使塑件在开模后留在有动模上；分型面的痕迹不影响塑件的外观；浇注系统，特别是浇口能合理的安排；使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；使塑件易于脱模。6.2 分型面的设计如图 6-1 所示：图 6-1 分型面图精选学
8、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 17 页6.3 排气槽的设计当塑料熔体填充型腔时,必须顺序排出型腔及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。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净 ,一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型腔充填量的均匀合适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度，还需在塑料最后充填到的型腔部位
9、开设溢流槽以容纳余料，也可容纳一定量的气体。通常中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，其间隙为0.030.05mm 。7 成型零件的设计7.1 成型零件的结构设计凹模 采用整体凹模凸模由于塑件带有螺纹，为了简化模具的加工工艺，凸模设计成活动镶块的形式，活动镶块的固定方式如图7-1 所示：图 7-1 活动镶块的固定方式精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 17 页7.2 成型零件工作尺寸的计算7.2.1 成型零件尺寸产生偏差的原因 成型收缩引起制品产生尺寸偏差的原因有：预定收
10、缩率（设计算成型零部件工作尺寸所用的收缩率）与制品实际收缩率之间的误差；成型过程中，收缩率可能在其最大值和最小值之间发生的波动。s=(Smax-Smin)制品尺寸s成型收缩率波动引起的制品的尺寸偏差。Smax、Smin分别是制品的最大收缩率和最小收缩率。成型零部件的制造偏差：工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和装配偏差。成型零部件的磨损7.2.2 成型零件工作尺寸的计算本产品为抗冲ABS 制品，属于大批量生产的小型塑件，预定的收缩率的最大值和最小值分别取.6%和 .3。此产品采用级精度，属于低精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数x 取值可在0.50.75的范围之间
11、，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到IT IT 级，综合参考，相关计算具体如下：型腔径向尺寸的计算LM1=(1+(Smax+Smin)/2) sl-0.5 +Z0 = (1+0.45%)26-0.5 0+0/30 =37.4mm LM2=(1+(Smax+Smin)/2) s2-0.5 +Z0 = (1+0.45%)x10.2-0.50.20+0030=14.78+0.030 mm 型腔深度尺寸的计算图 7-3：HM1=(1+(Smax+Smin)/2)Hsl-0.5 +Z0 +Z0= (1+0.45%)8.5-0.5 0 =12.325mm 图 7-2
12、HM2=(1+(Smax+Smin)/2)Hsl-0.5 +Z0 = (1+0.45%)4.5-0.5 0.15 +0.050 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 17 页=6.45+0.050 mm 型芯径向尺寸的计算lM1=(1+(Smax+Smin)/2)lsl+0.5 0-Z = (1+0.45%)6.99+0.5 0.400-0.15/ =10.330-005 mm lM2=(1+(Smax+Smin)/2)lsl+0.5 0-Z = (1+0.45%)6.05+0.5 0.400-0.15/ =8.970-005
13、 mm 型深度向尺寸的计算hM=(1+(Smax+Smin)/2)hsl+0.5 0-Z = (1+0.45%)4+0.5 0.150-0.15/3 =5.8750-0.08 mm Cmz/2 = （1+045% ） 15z/2 =21.75 0.075 mm图 7-2 图 7-3 计算螺纹型芯的工作尺寸：螺纹型芯大径：(dM 大)0- z=(1+ s )ds 大+中 0- z 螺纹型芯中径：(dM 中)0- z=(1+ s )ds 中+中 0- z 螺纹型芯小径：(dM 小)0- z=(1+ s )ds 小+中 0- z dM大，dM中，dM小分别为螺纹型芯的大，中，小径；ds大， ds中，
14、ds小分别为塑件内螺纹大，中，小径基本尺寸；中塑件螺纹中径公差；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 17 页z螺纹型芯的中径制造公差，其值取/5。则(dM大)0-z=(1+0.45%)20+0.150-0.03 =29.150-0.03(dM中)0-z=(1+0.45%)19.7+0.150-0.03=28.7150-0.03(dM小)0-z=(1+0.45%)19.4+0.150-0.03=28.280-0.037.3 成型零件的强度、刚度计算注射模在其工作过程需要承受多种外力，如注射压力、保压力、合模力和脱模力等。如果外
15、力过大，注射模及其成型零部件将会产生塑性变形或断裂破坏，或产生较大的弹性弯曲变形，引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙，由此而发生溢料及飞边现象，从而导致整个模具失效或无法达到技术质量要求。因此，在模具设计时，成型零部件的强度和刚度计算和较核是必不可少的。一般来说，凹模型腔的侧壁厚度和底部的厚度可以利用强度计算决定，但凸模和型芯通常都是由制品内形或制品上的孔型决定，设计时只能对它们进行强度校核。因在设计时采用的是整体式圆形型腔。因此，计算参考公式如下：侧壁：按强度计算：按刚度计算：底部：按刚度计算：凸模、型芯计算公式：) 12(mppcprt)1)1()1(urPEurPErt
16、mpmpc341758. 0pmhErPtpmPLr2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 17 页按强度计算：按刚度计算：由公式分别计算出相应的值为：按强度计算得：tc=4.5mmth=6.1mmr=7mm 按刚度计算得：tc=1.18mmth=0.79mmr=1.65mm 参数符号的意义和单位： Pm 模腔压力（ MPa）E 材料的弹性模量（MPa）查得 2.06 105；材料的许用应力（MPa）查得 176.5 ；u 材料的泊松比查表得0. 25 ；成型零部件的许用变形量（mm）查得 0.05 ；采用材料为45，调质，
17、 200HBS 。8 导向机构的设计导柱导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。8.1 导柱导向机构的作用定位作用模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确，在模具的装配过程中也起定位作用，便于装配和调整。导向作用合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。承受一定的侧向压力8.2 导柱导套的选择导柱导套结构形式及尺寸如图8-1 所示：34pmELPrpp精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 17 页图 8-1 导柱的结构形式其材料采用T
18、8A 经淬火处理，硬度为5055HRC 。导柱、导套固定部分表面粗糙度Ra 为 08 m，导向部分表面粗糙度Ra 为 0.80.4 m。具体尺寸如上图所示。导柱、导套用H7/k6 配合镶入模板。 导 柱 的 布 置 采 用 等 径 导 柱 不 对 称 布 置 ， 如 图8-2所 示 ：图 8-2 导柱的布置形式9 推出机构的设计9.1 推出机构的组成推出机构由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件组成。即推件板、推件板紧固螺钉、推板固定板、推杆垫板、顶板导柱、顶板导套以及推板紧固螺钉。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第
19、 12 页，共 17 页9.2 推出机构设计的原则推出机构应尽量设在动模一侧；保证塑件不因推出而变形损坏；机构简单动作可靠；合模时的正确复位。9.3 推出机构的设计此塑件带有螺纹，它的型芯是设计成活动镶块的形式，所以可以利用活动镶块来推塑件，开模时，塑件和镶块一起脱模，在模外，用手将塑件旋出。9.4 复位零件利用弹簧的弹力使推出机构复位。10 冷却系统设计10.1 注射模冷却系统设计原则熔体热量95%由冷却介质（水）带走，冷却时间占成型周期的2/3。冷却系统从模具中带走热量：Q=KA Tt/3600 (J) ；A 冷却介质传热面积（m2）： A= dL 。d 冷却管道直径（m）；L 冷却管长度
20、（m）；K 冷却管壁与介质间的传热膜系数J/（m2hC）K=0.032xW/d(vd/)0.8(gC/W)0.4 。W冷却水的平均导热系数(w(/mk) ；f 与冷却介质温度有关的物理系数；g 重力加速度（m/s2）；v 冷却介质在管中流速（m/s）；冷却介质在该温度下的密度kg/m3,水在30时取为0.996 103kg/m3。冷却管直径；T 模温与冷却介质的平均温差（）；t 冷却时间，见表10-1 所示；表 10-1 水温与f 关系平均水温oC 20 25 30 35 40 45 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 1
21、7 页f 6.45 6.84 7.22 7.60 7.98 8.31 10.2 冷却管尺寸忽略其他散热，冷却介质流量。V=WQ1/（1C（t1-t2） (m3/min) ；C1介质比热J/kg.oC，水为 4.187x103；W 单位时间内注入模具中塑料重量（kg/min ）；Q1塑料熔体的单位热量（J/kg ）；冷却介质密度（kg/ m3），水为103kg/ m 。表 10-2 当冷却水平均温度在20oC 以上， e=6 x1043时，其计算结果产生误差在2%以内：K=2041x(1-0.015)v87.0/d13.0为冷却水平均温度；由表 10-2 数据得：流量 V=W Q1/（)(211
22、ttC =2.62x106min/3m初步确定冷却水道d=8mm 。流速为=Q/ d2 =1.31x102m/s 管子的长度L=60WQ1/ktt热传导面的平均温度与冷却水平均温度的差值，其中冷却的平均温度为冷却水在进口处和出口处温度的平均值。直径 (mm) 流速 (m/s) 流量 (min/3m) 8 1.66 5.0 x103 10 1.32 6.2 x10312 1.10 7.4 x10315 0.87 9.2 x10320 0.66 12.4 x103精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 17 页11 注射机的参数校
23、核11.1 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核注射成型时，塑件在模分型面的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需锁模力也就越大，若超过注射机的允许最大成型面积，则在成型过程中会出现涨模溢料现象。因此有：塑件总的投影面积nA1与浇注系统的投影面积A2之和要小于最大成型面积 A。nA1+A2A 4x5.3+4x0.5x4=29.2320cm2满足要求应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力：（nA1+A2）PF T=29.2x3.5=102.2kN900kN 满足要求11.2 模具厚度校核模具厚度H 必须满足： HminHHmax 式
24、中 Hmin注射机允许的最小模厚，即动，定模板之间的最小开距；Hmax注射机允许的最大模厚。H=200mm,Hmin=60mm,Mmax=300mm 。符合条件。11.3 开模行程校核由于注射模最大开模行程Smax与模厚无关，因此有：SH1+H2 +(510)mm 式中 H1推出距离（脱模距离）（mm ）；H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）；H1=23mm, H2=55mm, 所以 s=88mm, 远小于注射机的最大开模行程300mm, 合适。综上所述，所选择的注射机满足注射要求。12 总结通过这次系统的注射模的设计，我更进一步的了解了注射模的结构及各工作零部件的设计原则和设计要点，了
25、解了注射模具设计的一般程序。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 17 页进行塑料产品的模具设计首先要对成型制品进行分析，再考虑浇注系统、型腔的分布、导向推出机构等后续工作。通过制品的零件图就可以了解制品的设计要求。对形态复杂和精度要求较高的制品，有必要了解制品的使用目的、外观及装配要求，以便从塑料品种的流动性、收缩率，透明性和制品的机械强度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考虑注射成型工艺的可行性和经济性。模具的结构设计要求经济合理，认真掌握各种注射模具的设计的普遍的规律，可以缩短模具设计周期，提高模具设计的水平。致
26、谢半年多的设计已近尾声了，一个合格毕业生要对待不仅仅在课题上重要性，还要知识的渴求，因为这也是一种责任。自己的成就与学院领导对我们的教育与培养是分不开的，因为一个好的心态才是成功的开始。在这最后一次考验中我要以自己最大努力作好这次毕业论文和答辩，完成四年中最好的检验也是学院赋予我们最后一个使命，给大学画上一个完美的句号。经过这次论文不管在设计上、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等，使我对次专业知识有个开拓性的认识。其次，我还要特别是李老师和宋老师对我的支持与悉心指导，在设计期间郭老师帮助我理清设计思路，指导设计方法，提出有效的改进方案。导师渊博的知识、严谨的教风、诲人不倦的态度和学术上
27、精益求精的精神使我受益终生。同时我再次感谢机电系所有老师对我的指点与教导，感谢各位老师在学习期间对我的严格要求。同时也要感谢身边同学的热心帮助，我也不会让他失望的 我想用自己努力去创造成功与未来，最后，我要感谢我的父母，感谢他们一直对我的关心与支持，我会用自己成功去回报他们。相信自己未来是是美好的，将会飞的越高越远！【参考 文 献】精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 17 页1 王树勋 .注塑模具设计与制造实用技术M. 华南理工大学出版社，1996.78-99. 2 王孝培 .塑料成型工艺及模具简明手册M. 北京：机械工业
28、出版社，2000.56-67. 3 唐志玉 .塑料挤塑模与注塑模优化设计M. 北京：机械工业出版社，2004.78-87. 4 万林 .实用塑料注射模设计与制造M. 北京：机械工业出版社，2000.45-65. 5 党根茂 .模具设计与制造M. 西安：西安电子科技大学出版社，1995.34-52. 6 申树义 .塑料模具设计M. 北京：机械工业出版社，2003.67-86. 7 马浇湘 .画法几何及机械制图M. 华南理工大学出版社，1992.79-93. 8 廖念钊 .互换性与技术测量M. 北京：中国计量出版社，1998.23-45. 9 屈华昌 . 塑料成型工艺与模具设计M . 北京：机械工业出版社，1996精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 17 页