螺纹盖的注塑模具设计2.doc

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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作教学单位 学生学号 200894034019 编 号 本科毕业论文（设计）题目 螺纹盖的注塑模具设计 学生姓名 专业名称 材料成型及控制工程 指导教师 2012 年5月20日螺纹盖的注塑模设计123指导老师：123 （宝鸡文理学院机电工程系 材料成型及控制工程专业 陕西 宝鸡 721016）摘要：注塑模具是塑料工业中增长最快的工业门类之一，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本文介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理。注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，本设计进行了螺纹盖的注射模

2、设计，对模具结构与注射机的匹配进行了校核；对零件结构进行了工艺分析；确定分型面、浇注系统等；选择了注射机；简单计算了成型零部件的尺寸；并介绍了装配图中各部分的名称，简要说明了此模具的工作过程。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，通过本设计，可对注射模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。关键词：注射模具；型腔；分型面；浇注系统；注射机。The injection mold design of screw cap123Supervisor: 123(Department of Electrical and Mechanical Engineering, Ba

3、oji University of Arts and Sciences, Shaanxi Baoji, 721016) Abstract: Plastic injection mold industry is the fastest growing one in the industry. Therefore, the research of the injection mold has an important significance for understanding the production process of plastic products. This paper intro

4、duced the basic principles of injection molding, especially the structure and working principle of a single parting surface. Injection molding is one of the thermoplastic plastic molding methods, this design is about the injection mold of the screw cap , and checked on the mold structure and the mat

5、ching of the injection machine; taken a process analysis of the components; determined the parting surface、gating system etc;. selected the injection molding machine, calculate of the size of the molding parts simply, and introduced the name of each part of the assembly drawing, described the work p

6、rocess of the mold briefly .The structure of such a design ensures the mold use reliable. Through the design, we can have a preliminary understanding of the injection mold, takes note about some of the details of the design, and we can understand the mold structure and working principle. Key Words:

7、Plastic Injection Mould; Cavity; Parting Surface; Gating system; Injection Molding Machine. I1.前言11.1模具技术在国民经济中的地位11.2模具技术的发展现状11.2.1 CAD/ CAM/ CAE 技术的一体化11.2.2 汽车模具结构的技术需求21.2.3 热流道等技术在注射模中的应用31.2.4 模具热处理与表面强化技术31.3中国模具发展趋势31.4 塑料模具的发展42.设计任务63.塑件成型工艺分析73.1塑料成型特性73.2塑件的结构工艺性83.3关于注射机94 分型面的选择及浇注系统的

8、设计114.1 分型面的选择114.2浇注系统的设计114.2.1 主流道的设计114.2.2 分流道的设计124.2.3 浇口的设计135 模具设计的方案论证145.1 型腔的布局145.2 成型零件的结构145.3 推出机构的确定145.4 合模导向机构的设计146主要零部件的设计计算156.1成型零件的成型尺寸计算156.2模具型腔壁厚的确定166.3模具型腔模板总体尺寸的确定176.4标准模架的确定176.5其它零部件的设计187塑料注射机的有关参数校核197.1型腔数量的校核197.2最大注射量的校核197.3锁模力的校核197.4注射压力的校核207.5模具与注射机安装部分相关尺寸

9、的校核207.6开模行程的校核20参考文献221.前言模具是以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型, 随着社会的发展和科技的进步,模具行业越来越被重视。 模具技术在国民经济各个部门都得到广泛的应用， 它不仅与整个机械行业密切相关， 而且与人们的生活密切相关。模具工业是国民经济的基础产业，模具工业的发展水平标志着一个国家的工业水平及产品开发的能力【1】。1.1模具技术在国民经济中的地位 因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、操作简单、生产过程易于实现机械化与自动化、生产成本低而获得广泛应用。 利用模具可以加工出薄壁、重量轻、刚性好、 形状复杂的零件、 产品质量有模具保证，具有一模一样的的特点

10、。它加工制造业所无法完成的；模具是现代工业， 特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通信、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。 据资料统计，利用模具制造的零件数量。在飞机、 汽车、 摩托车、 拖拉机、 电机、 电器、 仪器仪表等机电产品中占80%以上；在电脑、 电视机、 摄像机、 照相机、 录像机等电子产品中占85%以上；在电冰箱、洗衣机、空调、电风扇、 自行车、 手表等轻工业产品中占90%以上；在子弹、 枪支等兵器产品中占95%以上；在日用金属产品以上。 可见，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义。 目前，模具技术已成为衡量一个国家

11、产品制造水平的重要标志之一【2】。1.2模具技术的发展现状1.2.1 CAD/ CAM/ CAE 技术的一体化模具的计算机辅助设计与制造已经在很大程度上在很多模具制造企业得到应用与普及。模具设计与制造一体化可以达到优化设计的目的, 是最合理的模具设计与生产方式, 这已经成为大家的共识。三维设计既可用于建模, 又可为数控加工提供NC程序, 提高了加工效率和质量。为了提高模具设计的科学性和合理性, 用数值模拟手段对零件的成形性进行模拟仿真( CAE分析) , 在模具设计时进行工艺分析, 提出合理的工艺方案和模具结构。目前, 无论是大型金属覆盖件成形、复杂零件的锻造成形, 还是各类塑件成型或组合成形

12、, 不管零件多大、多复杂, 或是多小、多精密, 其成形过程一般都可以进行模拟, 这是设计与加工紧密联系的不可或缺的手段。Dynaform、Ansys、MSC. 、Modflow、华塑CAD 等商用软件得到越来越广泛的应用。CAD/ CAM/ CAE 技术的集成化、三维化、智能化和网络化, 让用户在统一的环境下协同作业, 充分发挥各单元的优势和功能, 达到效益最大化。目前国内众多模具企业中,CAD/ CAM技术已经广泛使用, 但CAD/ CAM/ CAE一体化技术的应用还需要大力促进和推广【3】。1.2.2 汽车模具结构的技术需求汽车工业的发展, 促进了新款式、新车型的更新速度加快, 带动和提升

13、了大型、复杂结构模具的设计与制造技术水平。面临汽车模具的开发周期越来越短、技术含量和制造精度越来越高的挑战, 汽车覆盖件模具设计制造中近年来采用了许多新的技术。在工艺设计中大量应用模拟仿真技术成为不可缺少的工具。通过模拟分析, 提前发现覆盖件成形中的问题, 如起皱、开裂、回弹等, 通过工艺补偿和参数调整, 找到解决问题的方法和措施。CAE 技术的发展方向是零件回弹分析和工艺参数自动优化以及材料参数库的补充与完整, 如高强钢、超高强度钢的特性参数, 在一些模拟软件的材料特性参数库中还很缺乏。三维模具设计在国外已经是十分普遍的技术, 特别是应用在汽车覆盖件等大型、复杂模具设计中。三维模具实体设计能

14、对模具结构进行真实的描述, 进行静态和动态干涉检查, 确保模具结构设计的合理性【4】。复杂、大型模具的零件往往数量繁多,为了对零件品种、数量和加工环节进行有效管理,引入了PLM 产品周期管理技术, 对模具设计、工艺设计、生产流程和服务进行定制管理, 并与CAPP 、ERP 系统进行挂接, 在整个设计制造周期实行全程信息化管理, 实现对产品相关数据、过程、资源一体化的集成管理, 保证数据的准确性, 支持产品全生命周期管理。国内一些大型汽车模具企业已经或正在逐步做到这一点, 与国外的技术水平差距在缩小。1.2.3 热流道等技术在注射模中的应用热流道技术是使用元器件对模具加热, 使通过流道和浇口的塑

15、料保持熔融状态, 提高注射成型塑件的品质, 节省原材料和节约能源。目前该技术已在国内注塑企业中得到广泛应用。气体辅助注射成型是一项新的工艺。气体辅助注射一般采用氮气辅助注射, 与常规的注射成型相比, 其注射压力较小, 熔体流动性好, 制品翘曲变形较小, 易于成型壁厚差较大的制品, 成型的塑件表面质量好。该技术已在汽车和家电模具中得到应用。最近, 气体辅助注射成型中的一项新的技术是高压注射成型, 其原理是利用高压气体在塑件内部产生中空截面, 利用气体保压代替塑料注射保压, 消除制品缩痕, 完成注射成型过程。1.2.4 模具热处理与表面强化技术 模具热处理与表面强化是提高模具零件强度与硬度、改善其

16、表面组织、确保使用寿命的关键, 是影响模具材料性能发挥的关键环节。模具热处理技术主要从渗入单一元素向多元共渗、复合渗方向发展; 由一般扩散向CVD、PVD 离子渗入、离子注射方向发展, 热处理手段向真空热处理发展, 采用的覆膜有TiC、TiN、TiAlN、CrN、W2C 等。其他新的表面强化技术也得到重视和应用, 如激光强化、辉光离子氮化技术等。高能束激光相变硬化技术对汽车覆盖件模具特别有效, 除提高模具型腔的表面硬度外,还能减小模具的变形, 因而提高产品质量。如某微型车前隔板拉深模, 材料为CrMo 铸铁, 原工艺为表面火焰淬火, 硬度为40-46HRC, 型腔硬度不够, 容易被拉伤, 模具

17、返修率高。经激光表面处理后, 型腔表面硬度提高到55-65HRC, 硬化层的有效深度达0.55-0.7mm, 达到使用要求, 模具使用寿命明显提高, 工件质量也明显提高【5】。1.3中国模具发展趋势中国模具工业协会结合国家支柱产业、重点项目和重点工程的需要, 提出了/ 十二五模具产业技术发展指南及重点项目建议书【3】, 主要有:(1) 模具数字化设计制造及企业信息化管理技术, 包括: 模具优化设计与CAD/ CAM/ CAE 一体化技术, 三维设计与计算机仿真、模具模块化、集成化、协同化设计技术、模具企业ERP、PDM、PLM、MES等信息化管理技术, 快速成型与快速制模技术, 虚拟网络技术与

18、公共服务平台等。(2) 大型及精密冲模设计制造技术包括: 汽车覆盖件模具生产技术,高强板及不等厚焊接板冲模生产技术, 高强板热压成形及模具生产技术, 厚板精冲技术, 精度达0.001mm的精密模具, 引线脚100只以上, 引线脚间距小于0.15 mm 的引线框架和超大规模集成电路配套的模具。(3) 大型及精密注射模设计制造技术包括: 热流道技术、多色多材质模具成型技术、高光无痕注射模、塑料模内装配及装饰技术、气辅注射成型技术、塑料异型材共挤及高速挤出技术等。(4) 大型精密铸造模设计制造技术包括: 镁合金压铸、尺寸精度小于等于0. 03mm的精密压铸模生产技术,制品重达10kg、尺寸精度达0.

19、05mm的低压铸造模具和尺寸精度达0.07mm的重力铸造模具制造技术。(5) 高档模具标准件生产技术, 如寿命达100万次的模具、用高压氮气弹簧和温控达1的热流道系统, 无油润滑推杆、推管等。1.4 塑料模具的发展从总体看, 塑料注射模具的基本发展趋势是朝高效率、高精度、高寿命方向发展。为提高塑料制品生产效率, 在模具结构上将向多型腔、自动装卸料、节能省料方向发展。日本、德国已普遍采用热固性注塑模和传递模, 一模多腔, 型腔数可有几个, 几十甚至上千个。为了充分发挥注塑机的潜力, 发展了多层多腔模具, 多工位多腔模具【6】。热流道模具应用范围正在逐渐扩大。已发展应用于微型注射件, 热敏性材料的

20、注射成型等等, 以及多层多腔注射模, 热流道装置已成为专门的商业产品。测温控制系统的发展改善了注射件的尺寸精度和成型效率。冷却系统不单对型腔进行冷却, 对滑块、型芯都进行冷却, 从而构成空间的立体冷却系统。这些技术的应用, 解决了注射成型中模温、模压、溢料等问题, 使产品的内应力分布趋于合理, 减少了废品率。 在设计方法上, 用计算机模拟塑料成型时的料流速度, 温度控制, 流动方式以及应力场的分布等, 使模具达到最优的参数和结构选择, 得到最佳的浇注系统和冷却系统, 减少反复试模的工作量。在加工技术上, 机械技术与电子技术日益密切结合, 更多地采用数控、数显、计算机控制, 如采用数控铣床、光学

21、曲线磨床、高精度电火花加工机床和精密铿床、数控雕刻机等高精度、高效率的加工设备。这使模具精度越来越多地由设备来保证, 减少了对人工技巧的依赖性。日本数控机床占整个机床的比例在2000年就达到了86.8% , 美国有1 / 3的模具制造厂拥有数控机床。一种连续轨道座标磨床不仅能加工圆孔, 还可磨削任意形状的凸模和凹模, 其定位精度很高, 己使立式座标键床退居次要地位。2.设计任务 2.1塑料制品名称：塑料螺纹盖； 2.2 成型方法与设备：在XS-ZY-125型注射机上注射成型； 2.3 塑料原料：聚苯乙烯（PS）； 2.4 收缩率：0.2%-0.8%； 2.5 塑件图：图1-1所示为制品的二维图

22、样；图1-2所示为制品的三维图样。图1 螺纹盖的二维图样 （a） (b)图2 螺纹盖的三维图样3.塑件成型工艺分析3.1塑料成型特性(1)基本特性 聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。聚苯乙烯无色透明、无毒无味，落地时发出清脆的类似金属的声音，密度为1.054g/cm3。聚苯乙烯的力学性能与聚合方法、相对分子质量大小、定向度和杂质量有关。相对分子质量越大，机械强度越高。聚苯乙烯有优良的电性能和一定的化学稳定性。聚苯乙烯能耐碱、硫酸、磷酸、10%-30%的盐酸、稀醋酸及其他的有机酸，但不耐硝酸及氧化剂的作用，对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的耐蚀能力，能溶于苯、甲苯、四

23、氯化碳、氯仿、酮类和脂类等。聚苯乙烯的着色性能优良，能染成各种显眼的色彩。聚苯乙烯耐热性低，热变形温度一般在70-98，所以只能在不高的温度下使用。聚苯乙烯质地硬而脆，有较高的热膨胀系数，因此，限制了它在工程上的应用。近几十年来，由于有了改性聚苯乙烯和以聚苯乙烯为基础的共聚物，这在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点，又保留了它的优点，从而扩大了它的用途。（2）主要用途 聚苯乙烯在工业上可用于制作仪表外壳、灯罩、化学仪器零件、透明模型等，在电气方面用于制作良好的绝缘材料，如接线盒和电池盒等，在日用品方面则广泛用于包装材料、各种容器和玩具等。（3）成型特点 由于聚苯乙烯的流动性和成形性良好，故成品率高

24、，但易出现裂纹，所以成型塑件的脱模斜度不宜过小，且推出要均匀；由于热膨胀系数高，塑件中不宜有嵌件，否则会因两者的热膨胀系数相差太大而导致开裂，且应注意塑件壁厚应均匀；宜用高料温、高模温、低注射压力成型并延长注射时间，以防止缩孔及变形，降低应力；但料温过高，则容易出现银丝；由于流动性好，模具设计中大多采用点浇口形式。3.2塑件的结构工艺性（1）塑件的尺寸精度分析 该塑件对尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5查取【7】公差。其主要公差要求如下表1-1所示。表1 塑件上主要尺寸按MT5级精度的公差要求 mm塑件标注尺寸塑件尺寸公差塑件标注尺寸塑件尺寸公差外形尺寸35内形尺寸94021

25、545普通粗牙螺纹dM大=30内形尺寸31dM中=28.7258dM小=26.11（2）塑件表面质量分析 该塑件表面没有提出特殊要求，通常，一般情况下外表面要求光洁，还有材料是透明的，所以塑件内外表面粗糙度要求一样，可以取到Ra=1.6um。（3）塑件的结构工艺性分析 从图纸上分析，该塑件的外形基本上是回转体。圆周均匀分布着8个“R2.5”的半圆柱凸起旋钮花纹。内部有着M30 x 2的螺纹。由于材料PS的脆性较大所以选择手工模外脱螺纹。 3.3关于注射机 （1）由于PS材料合适的注射压力为60-100MPa，在结合注射量等多个因素决定本设计中使用XS-ZY-125型塑料注射机。其相关的参数【8

26、】如下表1-2所示：表2 XS-ZY-125型塑料注射机的主要技术参数主要技术参数项目参数数值主要技术参数项目参数数值额定注射量/ cm3125最大注射面积/cm2320螺杆直径/mm42模具最大厚度/mm300注射压力/MPa120模具最小厚度/mm200注射行程/mm115喷嘴前端球面半径/mm12注射方式螺杆式喷嘴孔直径/mm4锁模力/KN900动定模固定板尺寸/mm428x458(2)计算塑件体积和质量 塑件的体积计算 经计算塑件体积V=4.969cm3塑件的质量计算 查资料得PS的密度为1.054g/cm3。所以质量=密度*体积=4.969*1.054=5.27g。（3）确定型腔数目

27、 考虑到XS-ZY-125型塑料注射机的额定注射量为125cm3。本设计中结构简单，单个塑料件的体积为5cm3 。注射机的额定量远远满足该塑件的注射条件。考虑到生产批量和材料等多方面因素决定采用一模两腔的模具结构。型腔平衡布置在定模板两侧，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。（4）确定注射成型的工艺参数 根据选用塑料PS的特性和本设计中塑件的自身成型特点，查有关资料确定注射成型工艺参数如表1-3所示：表3 PS塑料的注射工艺参数工艺参数规格工艺参数规格模具温度20-40注射压力/ MPa60-100喷嘴形式直通式保压压力/MPa30-40喷嘴温度160-170注射时间/s0-3料筒前段温度1

28、70-190保压时间/s15-40料筒中段温度-冷却时间/s15-30料筒后段温度140-160成型周期/s40-90(5)冷却系统 由于塑件的体积和壁厚都不大，而且该塑件的生产批量较小，再加上手工脱模，还有塑料PS的流动性较好，考虑到模具的生产成本所以决定不设计冷却系统。4 分型面的选择及浇注系统的设计4.1 分型面的选择分型面是指分开模具和取出浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以垂直于合模方向，也可以平行或者倾斜。分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关。该塑件为螺纹盖，外形表面质量要求较高，在选择分型面时

29、，根据分型面的选择原则，考虑不影塑件的外观质量，便于清除毛刺及飞边，有利于排除模具型腔内的气体，分模后塑件留在动模的一侧，便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处。考虑到一模两腔及侧浇口，所以选用一次分型。如图1-3所示：图3 分型面的选择4.2浇注系统的设计4.2.1 主流道的设计根据相关资料，查得XS-ZY-125型塑料注射机喷嘴的有关尺寸为：喷嘴孔的直径 d0=4mm;喷嘴前端球面半径 R0=12mm;根据模具主流道与喷嘴的关系得到：主流道进口端球面半径R=R0+(1-2)mm=12+（1-2）mm,取R=14mm主流道进口端孔直径 d=d0+0.5=4+0.5=4.5mm

30、,取d=4.5mm为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度取5。，同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端的计r=5mm的圆弧过渡。主流道衬套采用可拆卸更换的浇口套，浇口套的形状及尺寸设计采用推荐尺寸的常用浇口套；为了能与塑料注射机的定位圈相配合，采用外加定位圈的方式， 这样不仅减小了浇口套的总体尺寸，还避免了浇口套在使用中的磨损 。 主流道衬套与定模板采用H7/m6的过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9的间隙配合。主流道衬一般采用T8、T10钢制造，热处理强度为52-56HRC。衬套的主要参数有：内表面粗糙度为0.4，外表面均为0.8。具体如图1-4所示： 图4 浇口

31、套4.2.2 分流道的设计 在多腔型或单腔型多浇口时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间塑料熔体的流动通道。分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，并在流动过程中压力损失尽可能的小，将塑料熔体均匀的分配到各个型腔。(1)分流道的形状与尺寸 该塑件的体积较小，形状比较简单，壁厚均匀，且塑料的流动性好，可以采用单点进料的方式。为便于加工，采用最为常用的的截面形状为U型的分流道。查相关资料得，U形截面分流道的长度b也可在5-10mm内选取，半径R=0.5b，深度h=1.25R，斜角=-。(2)分流道的长度分流道的长度要尽可能的短，且弯折少，以便减少压力损失和热量流失，节约塑料的原

32、材料和降低能耗。侧浇口的分流道长度一般在6-10mm。其长度的尺寸根据型腔的多少和型腔的大小而定。（3） 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较好，因此分流道表面粗糙度要求不能太低，一般Ra取1.6um左右，这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。（4） 分流道在分型面上的布置形式 分流道在分型面上的布置形式密切相关。分流道的布置形式应遵循两个原则:一个是排列应尽量紧凑，缩小模板尺寸；另一个是流程尽量短，对称布置，使胀模力的中心与注射机锁模力的中心一致。4.2.3 浇口的设计侧浇口国外称标准浇口，侧浇口一般设在分型

33、面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面形状多为矩形，改变浇口的宽度与厚度可以调节熔体的剪切速率及浇口的冻结时间。这类浇口可以根据塑件的形状特征选择其位置，加工和修整方便，因此它是应用较广的一种浇口形式，普遍用于中小型塑件的多腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强。由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，且不留明显痕迹。但这种浇口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射压力损失较大，对深型腔塑件排气不利。 侧向进料的侧浇口，对于中小型塑件，一般厚度t=0.5-2.0mm，宽度b=1.5-5.0mm，浇口的长度l=0.7-2.0mm。其如下图所示：图5 侧浇口5 模具设计的

34、方案论证5.1 型腔的布局因为塑件的外形是圆形的，一个方向尺寸一致；另外，塑件结构简单，不需要侧向分型，所以型腔的排列方式只有一种，即左右对称分布在模板两侧。5.2 成型零件的结构模具的型腔采用整体式型腔。整体式型腔是直接加工在型腔板上的，有较高的强度和刚度，使用中不易发生变形。该塑件尺寸较小，最大处也只有，且形状简单，型腔加工容易实现，可以采用整体式结构。模具的型芯采用组合镶嵌式型芯。组合镶嵌式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便，同时也有利于型芯冷却和排气的实施。5.3 推出机构的确定根据塑件的形状的特点，确定模具型腔在定模部分，模具型芯在动模部分。塑件成型开模后，塑件与

35、型芯一起留在动模一侧。该塑件有螺纹孔，螺纹部分是由螺纹型芯成型的，由于成型塑料件的塑料是PS脆性较大，所以采用手工外脱螺纹，可以采用推件板推出机构。5.4 合模导向机构的设计该塑件精度要求不高，塑件形状、型腔分布对称，无明显单边注射侧向力，可采用最为常见的导柱导向定位机构，在动模板、推件板、定模板间使用4对导柱，导柱的长度要确保推件板推出塑件后不脱落。6主要零部件的设计计算6.1成型零件的成型尺寸计算影响塑件尺寸精度的因素很多，概括地说，有塑件材料、塑件结构和成型工艺过程、模具结构、模具制造和装配、模具使用中的磨损等因素，其中塑料材料方面的因素主要是指收缩率的影响。在模具设计中应根据塑件的材料

36、、几何形状、尺寸精度等级及影响因素进行设计。（1）塑件的收缩率波动 塑件成型后的收缩变化与塑l料的品种、塑件的形状、尺寸、壁厚、成型工艺条件、模具的结构有关。该塑件所用材料为PS其收缩率为S=0.2%-0.8%；则平均收缩率Scp=0.5%.（2）模具成型零件的制造误差 模具成型零件的制造精度是影响塑件尺寸精度的重要因素之一。模具成型零件的制造精度越低，塑件尺寸精度也越低。一般成型零件工作尺寸制造公差值取塑件公差值的1/3-1/4 。该设计中公差取 =/3 。（3）模具成型零件的磨损 模具在使用过程中，由于塑料熔体流动的冲刷、在成型过程中可能产生的腐蚀气体的诱蚀、脱模时塑料与模具的摩擦等都会造

37、成成型零件尺寸的变化。则该设计的成型零件尺寸的计算入下表所示：表4 成型零件的尺寸计算塑件尺寸计算公式工作尺寸径向尺寸型腔径向尺寸Lm=（Ls+LsScp-）34.755Lm=（Ls+LsScp-）Lm=（Ls+LsScp-）型芯径向尺寸Lm=（Ls+LsScp+）Lm=（Ls+LsScp+）dM大=Lm=【（1+Scp）dm大+中】dM中=Lm=【（1+Scp）dm中 +中】dM小=Lm=【（1+Scp）dm小 +中】轴向尺寸型腔轴向尺寸Hm=（Hs+HsScp-）型芯轴向尺寸Hm=（Hs+HsScp+）Hm=（Hs+HsScp+）Hm=（Hs+HsScp+）6.2模具型腔壁厚的确定 采用经

38、验数据法，查阅相关资料【9】，得该型腔的推荐壁厚为20mm。 6.3模具型腔模板总体尺寸的确定该模具的型腔直径为40mm，根据确定的型腔壁厚尺寸20mm，综合以上数据，确定型腔模板的总体尺寸为250（B）250(L)35(H).6.4标准模架的确定在模具设计时，应根据塑件图样及技术要求，分析、计算、确定塑件形状类型、尺寸范围、壁厚、孔行及孔位、尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制定塑件成型工艺，确定进料口位置、塑件重量以及每模塑件数，并选定注射机的型号和规格。选定的注射机须满足塑件注射量以及成型压力等要求。为保证塑件质量，还必须正确选用标准模架，以节约设计和制造时间保证模具质量【10】。

39、选用标准模架的程序及要点如下：（1）模架厚度H和注射机的闭合距离L 对于不同型号及规格的注射机，不同结构形式的锁模机构具有不同的闭合高度。模架厚度与闭合距离的关系为： LmaxHLmin 。（2）开模行程与定、动模分开的间距与推出塑料件所需行程之间的尺寸关系 设计时须计算确定，在取出塑件时的注射机开模行程应大于取出塑件所需的定、动模分开距离，而模具推出塑件距离须小于顶出液压缸的额定顶出行程。（3）选用的模架在注射机上的安装 安装时需注意：模架外形尺寸不应受注射机拉杆间距的影响；注射机推出杆孔的位置和顶出行程是否合适；喷嘴孔径和球面半径是否与模具的浇口套孔径和凹球面尺寸相配合；模架的安装孔的位置

40、和孔径与注射机的移动模板及固定模板上的相应螺孔相配。（4）选用的模架应符合塑件及其成型工艺的技术要求 为保证塑件质量和模具的使用性能及可靠性，需对模架组合零件的力学性能，特别是它们的强度和刚度进行准确的校核及计算，以确定动、定模板及支承板的长、宽、厚度尺寸，从而正确的选定模架的规格。该塑件采用侧浇口注射成型，根据模具结构形式、型腔数目、塑件尺寸等因素，查相关资料【12】得，选择的P6标准模架型号为：模架 ZB 2525-300250255 GB/T12555-20066.5其它零部件的设计（1）支承板的设计 支承板又称动模垫板，是垫在型芯固定板下面的一块平板，其作用是承受成型时塑料熔体对动模型

41、腔或型芯的作用力，以防止型腔底部产生过大的挠曲变形或防止主型芯脱出型芯固定板。对支承板的设计要求是，具有较高的平行度和必要的硬度和强度，应结合动模成型部分受力状况进行厚度计算。根据选定的模架所提供的数据和查询的经验数据选定的支承板尺寸为：25025035 。（2）垫块的设计 用于支承动模成型部分并形成推出机构运动空间的零件称垫块，又称支承块。根据选定的模架所提供的数据和该设计中数据的需求确定的垫块尺寸为 4025070 。（3）定模座板、动模座板的设计 定模座板 是定模固定在注射机的固定工作台面上的模板； 动模座板 是动模固定在注射机的移动工作台面上的模板；设计原则如下：1）选用的模板在注射机

42、上的安装 模板外形尺寸不受注射机拉杆间距的影响；小型模具一般只在定模座板上设置定位孔，大型模具则在定、动模板上均需设置定位孔，设备的定位孔径与模具的定位圈尺寸需配合良好；定、动模安装孔的位置和孔径与注射机固定模板及移动模板的一系列螺孔相匹配，以便安装、压紧模具。2）动、定模座板的厚度 动、定模座板是分别与注射机的移动工作台面和固定工作台面接触的模板，对刚度与强度要求不高，一般可采用45钢材料，也不需要对其进行热处理。为了把模具固定在注射机上，动、定模座板的两侧均需比动、定模板的外形尺寸加宽25-30mm 。根据所选定的模架所提供的数据结合本设计数据要求确定的定模座板的尺寸为：30025035；

43、 动模座板的尺寸为：30025025 。7塑料注射机的有关参数校核7.1型腔数量的校核 对于多型腔注射模，其型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外还受塑件精度和生产的经济性等因素影响。按注射机的额定锁模力进行校核 式中Fp-注射机的额定锁模力，N；A-单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2；A1-浇注系统在模具分型面的投影面积，mm2；p-塑料熔体对型腔的成型压力，其大小一般是注射压力的80%。 经计算该设计中=175KN900KN 所以该设计的型腔数量在正确范围内。 7.2最大注射量的校核 最大注射量是指注射机一次注射塑料的最大容量。设计模具时应保证成型塑件所需的总

44、注射量小于所选注射机的最大注射量【13】，即：nm+m1Kmp 式中 mp注射机允许的最大注射量，g或cm3 。经过计算该设计中实际注射量大约是15125cm3，所以该设计在正确范围内。7.3锁模力的校核 当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生使模具分型面胀开的力，这个力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压力，它应小于注射机的额定锁模力Fp，才能保证注射时不发生溢料现象，即：式中Fz-熔融塑料在分型面的胀开力，N。则该设计中的锁模力 Fz=175KN900KN ，所以该设计的锁模力成立。7.4注射压力的校核 塑料的成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、

45、塑件形状和浇注系统的压力损失等因素决定的。对于粘度较大的塑料以及形状细薄、流程长的塑件，注射压力应取大些。由于柱塞式注射机的压力损失比螺杆式大，所以注射压力也应取大些。注射压力的校核是核定注射机的额定注射压力是否大于成型时所需的注射压力。该设计中所用材料是PS其注射压力所取范围是60-100MPa ，对于XS-ZY-125型注射机注射压力为120MPa 。所以该注射机的注射压力满足设计要求。7.5模具与注射机安装部分相关尺寸的校核 为了使注射模具能顺利地安装在注射机上并生产出合格的塑件，在设计模具时必须校核注射机与模具安装有关的尺寸。一般情况下设计模具时应校核的部分包括喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度等【14】。 1）喷嘴尺寸 设计模具时，主流道始端的球面必须比注射机喷嘴头部球面半径略大一些。XS-ZY-125