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压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985摘要本设计简要介绍了模具在现代工业中的地位，我国模具工业的现状，模具的分类和占有量。综述了国内外模具的现状及其发展趋势。根据塑料现有的设计计算资料及已知的设计参数，确定了塑料水杯注射模总体设计方案。对塑料杯水杯的工艺性能进行了分析，注射机的选择、分型面的确定、型腔数目的确定、成型零件的设计、浇注系统的设计、脱模机构的设计。根据计算结果最后完成了塑料水杯注射模结构设计。关键词注射成型 工艺 浇注 斜滑块AbstractThe theory is divided into two parts: Part I: a brief introduction of mold present situation and future industry trends. Secondly, analysis of process workpiece carried out to determine the overall program of the mold design. According to plastic mold design manual and the relevant experience necessary calculation formula, according to calculations use the injection machine; further completed the selection of standard parts and non-standard pieces of design. Finally, the completed design of the overall structure of the mold.Part II: HTB-3600 injection machine according to some parameters of the plastics injection machine parts (screw, screw head, cylinder, connecting body and the nozzle barrel) design. First injection machine screw, screw head design calculations and checking their strength, followed by the longer barrel, barrel body and nozzle connection design calculations, and final design of injection machine plastics parts.Key words: injection mold; plastic packaging boxes; injection machine plastics parts; HDPE.目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.1.1 模具工业在国民经济中的地位11.1.2我国模具工业的现状21.2模具的分类和占有量41.3世界五大塑料生产国的产能状况51.4我国模具技术的现状及发展趋势81.5毕业设计的主要研究目的及内容91.5.1设计目的91.5.2设计内容91.6本章总结9第2章塑料制件材料的分析112.1塑料的选择112.2PP塑料的特性112.2.1PP塑料的一般性能112.2.2PP塑料的力学和热学特性122.2.3PP塑料的注射成型特点122.3塑件体积和质量132.4本章总结15第3章注射机的选择163.1注射模具与注射机的关系163.2选择注射机163.3注射机基本参163.4注射量的校核173.5锁模力的校核183.6定位环尺寸校核193.7模具外形尺寸校核193.8模具厚度校核193.9模具安装尺寸校核193.10开模行程校核203.11本章小结20第4章塑料制件的设计214.1塑件的尺寸和精度214.1.1塑料的尺寸214.1.2塑件的尺寸精度214.1.3塑料制件表面质量234.2塑料制件的结构设计234.2.1脱模斜度234.2.2壁厚244.3本章小结24第5章注射模结构设计265.1概述265.2分型面的设计265.3排气槽的设计275.4型腔数目的确定275.5成型零件结构设计285.5.1凹模结构设计295.5.2凸模结构设计295.5.3导柱和导套结构设计305.6浇注系统设计305.6.1主流道设计305.6.2浇口的确定325.7导向机构设计345.7.1导柱的设计345.7.2导套的设计355.8顶出系统设计365.8.1顶出机构365.8.2脱模力的计算385.9温度调节系统设计405.9.1温度调节对塑件质量的影响405.9.2对温度调节系统的要求405.9.3冷却系统设计415.10本章结论41第6章模具零部件工作尺寸设计426.1零部件尺寸426.2凹模工作尺寸计算426.3凸模工作尺寸的计算436.4本章小结44结论45致谢46参考文献47VII第1章 绪论1.1 课题背景1.1.1 模具工业在国民经济中的地位模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。例如，冲压件和锻件是通过冲压或锻造方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的；金属压铸件，粉末冶金零件以及塑料，陶瓷，橡胶，玻璃等非金属制品，绝大多数也是用模具形成的。由于模具成形具有优质，高产，省料和低成本等特点，现已在国民经济各个部门，特别是汽车，拖拉机，航空航天，仪器仪表，机械制造，家用电器，石油化工，轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。据统计，利用模具制造的零件，在飞机，汽车，拖拉机，电机器电，仪器仪表等机电产品中占60%70%；在电视机，录音机，计算机等电子产品中占80%以上；在自行车，手表，洗衣机，电冰箱，电风扇等轻工产品中占85%以上。据国际生产技术协会预测，到2000年，机械零件粗加工的75%和精加工的50%都将由模具成形来完成。随着社会经济的发展，人们对工业产品的品种，数量，质量及款式都有越来越高的要求。为了满足人类的需要，世界上各个工业发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并获得了显著的经济效益。美国是世界上超级经济大国，也是世界模具工业的领先国家。据1989年统计，美国模具行业有12554个企业，从业人员17.28万人，模具总产值达64.47亿美元。日本模具工业是从1957年开始发展起来的，当年模具总产值仅有106亿日元，到1991年总产值已超过17900亿日元，在34年中增长了169倍，这也是日本经济能飞速发展，并在国际市场上占有一定优势的重要原因之一。现在，日本的模具工业已经实现了高度的专业化，标准化和商品化。据1991年统计，日本全国有13115家模具工业企业，其中生产冲模的占40%，生产塑料模的占40%，生产压铸模的占5%，生产橡胶模的占4%，生产锻模的占3%，生产铸造模的占3%，生产玻璃模占3%，生产粉末冶金模的占2%。现在，大家都认识到，研究和发展具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因为引起了各个国家的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕社会的原动力”，在德国则冠之以“金属加工业中的帝王”，在罗马尼亚视为“模具就是黄金”。因此可以断言，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，模具技术也会不断发展，并在国民经济发展过程中发挥越来越重要的作用。1.1.2 我国模具工业的现状模具工业2000年以来以每年20的速度在增长，“十一五”期间，产销两旺，产量、质量和水平进一步提高，特别是汽车制造业和IT制造业的发展，拉动了模具档次的提高，精良的模具制造装备为模具技术水平的提升提供了保障。近年来，模具行业产品结构调整加快，以大型、精密、复杂、长寿命模具为代表的技术含量较高模具的发展速度高于行业总体发展速度，占模具总量的35左右。2007年模具出口增幅达35.73，逆差进一步下降，进出口模具结构趋于合理，国产模具替代进口模具已成气候。从行业结构看，民营企业快速发展，国有企业活力增强，面向市场的专业模具厂家数量和能力提高较快，适应模具行业生产特点的模具集聚生产园区得到发展，中西部等模具工业欠发达地区有较大进步。一些模具企业多工位级进模精度已达到2m，寿命可达3亿冲次以上，个别企业的多工位级进模已可在2500次min的高速冲床上使用，精度可达1m。已能生产43英寸大屏幕彩电、65英寸背投式电视塑壳模具、10kg大容量洗衣机全套塑料件模具以及汽车保险杠、整体仪表板等大型塑料模具。精密塑料模具已能生产照相机和手机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具以及精度达5m的7800腔塑封模具等。大型精密复杂压铸模已能生产自动扶梯整体踏板压铸模、汽车后桥齿轮箱压铸模以及汽车发动机壳体的铸造模具等。汽车覆盖件模具已能生产中档新型轿车的全套外覆盖件模具。子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出成型模、精铸或树脂快速成型拉延模等已达到相当高的水平。但从总体上看，我国还只是模具生产大国而不是强国，产品与发达国家还有10年15年差距，目前仍以中低档为主，中高档模具的自配率只占60左右，很多高档精密、复杂模具仍依赖进口，近3年每年超过20亿美元。模具商品化率只有60左右，标准件使用覆盖率也只有50左右。科研经费投入严重不足，科研力量薄弱，没有形成有利于创新的公共技术支撑体系。要缩小差距，必须加大研发，立足创新，提高行业经济运行质量。当前，我国模具工业正进入重要发展时期。制造业特别是汽车制造业的发展，促使国内模具市场不断扩大，国外用户到我国采购模具的数量不断增加，国际模具制造逐渐向我国转移的趋势十分明显。中国模具工业协会预测今年国内外模具市场继续向好，我国模具行业年增长率仍将保持20左右。此外，中国模具工业协会认为，我国模具行业近年将在持续快速增长的同时，呈现以下特点：产品继续向着更加大型、精密、复杂及经济快速的方向发展，技术含量将不断提高，制造周期不断缩短，模具生产将继续朝着信息化、数字化、精细化、高速化和自动化方向发展，企业将进一步提升各方面的综合实力和核心竞争力。模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”。75%的粗加工工业产品零件、50%的精加工零件由模具成型，绝大部分塑料制品也由模具成型。作为国民经济的基础工业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用范围十分广泛。 中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。近10年来，中国模具工业一直以每年15%左右的增长速度快速发展。 据统计资料，模具可带动其相关产业的比例大约是l100，即模具发展1亿元，可带动相关产业100亿元。通过模具加工产品，可以大大提高生产效率，节约原材料，降低能耗和成本，保持产品高一致性等。如今，模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而在各行各业得到了应用并且直接为高新技术产业服务；特别是在制造业中，它起着其它行业无可取替代的支撑作用，对地区经济的发展发挥着辐射性的影响。现代模具行业是技术、资金密集型的行业。目前，中国约有模具生产厂点2万余家，从业人员有。50多万人，全年模具产值达534亿元人民币。近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度：塑料模和压铸模比例增大；面向市场的专业模具厂家数量及能力增加较快。随着经济体制改革的不断深入，“三资”及民营企业的发展很快。有数据显示，我国目前模具总产值已跃居世界第三，仅次于日本和美国，其中，汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场，占整个模具市场份额的80%以上。当今世界正进行着新一轮的产业调整一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正成为世界模具大国。近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化，这代表着我国模具行业迎来新一轮的发展机遇，也代表着面临国外先进技术和高品质制品的挑战。根据“十一五”模具行业发展的任务与目标，我国模具行业要努力解决发展中存在的诸如总量供不应求、产品结构不够合理、工艺装备水平低、配套性不好、利用率低、技术人才严重不足、专业化程度低、高档产品市场缺席等问题，使我国模具行业向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展，在良好的市场环境中稳步前进。1.2 模具的分类和占有量模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。冲模 冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。锻模 锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。塑料模 塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。压铸模 压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6。粉末冶金模 粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。1.3 世界五大塑料生产国的产能状况美国塑料(原料)的产量多年来一直雄居各国之首。早在80年代前期，美国塑料产量就已达2000万吨之多，1986年增至23l0万吨，占全球总产量8100吨的28.5，此后美国塑料产量继续呈现稳定增长之势，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分别增加到2710万吨、2810万吨、3010万吨、3410万吨、4000万吨和4360万吨，占世界总产量的比例从1996年起提高到30以上。2001年美国塑料产量为4170万吨，其中以聚乙烯为最多，达1500多万吨。其次分别是氯乙烯650万吨、聚丙烯720万吨、聚苯乙烯对酞酸脂320万吨、聚苯乙烯280万吨。国内塑料消费量(产量+进口量一出口量)，美国也是全球最多的。美国的全部塑料消费量2001年为4280万吨。美国人均塑料消费量也是很高的，2000年为159kg，2001年略减为155kg，居全球第3位。美国现有各种大小塑料企事业单位1万多家，其中职工人数少于50人的占总数的53，50l00人的占21，100500人的占23，超过500人的占近4。职工总数近90万人。在美国塑料制品加工业的就职人数达110万，2001年的出货金额为2150亿美元，人均出货金额为195美元。德国是世界最大的塑料(原料)生产国之一，上世纪90年代初的1991年、1992年和1993年，德国塑料产量都为990多万吨，1994年增达超过1000万吨的1110万吨1998年达近1300万吨，1999年为近1400万吨，2000年增至1550万吨，超过日本为世界第2大塑料生产国，2001年上升为1580万吨，2002年已过1600万吨。2001年德国生产的种种塑料原料中，聚乙烯为285万吨(低密度聚乙烯160万吨，高密度聚乙烯125万吨)，氯乙烯175万吨，聚丙烯160万吨。德国2001年的国内塑料消费量为1280万吨，其中聚乙烯265万吨，聚丙烯155万吨氯乙烯152万吨。德国人均塑料消费量2001年为160kg，在世界上仅少于比利时的172kg，高于美国的155kg，排在世界第2位。德国塑料制品加工业的职工总计有近30万人，2001年的出货金额为360亿美元，人均126美元。德国塑料制品加工企业中职工少于50人的占44，50100人的占28，100500人的占25，500人以上的占4。中国塑料工业多年持续高速增长，1991年产量仅为250万吨，1995年增为350万吨，1998年超过700万吨，到2002年已增达约1400万吨，超过日本而成为世界第3大塑料原料生产国。中国今年塑料制品市场将持续走强，在包装、工程、建材、农用和日用塑料制品等各个领域都将有较大幅度的增长，需求量将超过2500万吨。其中包装塑料制品今年需求量将超过850万吨，工程塑料制品需求量将达400万吨左右，建材塑料制品需求量将达300万吨以上，农用塑料制品需求量将在500万吨左右，日用塑料制品需求量约为80万吨左右。日本在很长的时期内都是仅次于美国的世界第2大塑料生产国。一直到1997年，日本塑料产量曾经连续多年增长，年产量在70年代中期就已达500多万吨，1987年突破1000万吨，1991年达约1300万吨，1992年和1993年因受日本经济下滑的影响，产量略有减少，分别降至1258和1225万吨。从1994年起产量再度增长，1994年、1995年和1996年分别回升到1300万吨、1400万吨和1470万吨，1997年的产量又比上年增长3.7，达到1521万吨，首次超过1500万吨。但这种增势在1998年受到遏制，产量大幅度减少。1998年，日本塑料产量为1390万吨，比上年减少了8.7。1999年和2000年日本塑料产量分别回升到1432万吨和1445万吨，但仍远未恢复到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料产量再度下降至1400万吨以下的1364万吨和1361万吨。2002年日本塑料(原料)产量减为1361万吨。而中国则增为1366万吨，日本又退居第4位。可塑性树脂产量在日本塑料(原料)总产量中占9成左右，2002年日本生产了1214万吨热可塑性树脂，占总产量的89.2，热硬化性树脂产量为127万吨。仅占9.3，聚乙烯在日本生产的各种塑料中，数量最多，1997年、1998年、1999年、2000年和2001年分别为337万吨、314万吨、337万吨、334万吨和329万吨，2002年减至318万吨、比上年减少3.6，其中低密度聚乙烯179万吨，高密度聚乙烯118万吨，其他(EVA)21万吨；聚丙烯264万吨，比上年减少2(比历史最高的1997年的285万吨减少7；氯乙烯223万吨，比上年增长1.4(比1997年的262万吨减少15)；聚苯乙烯119万吨，比上年减少2.5(比1997年的152万吨少22)。日本国内塑料消费量1997年曾达1230万吨，是迄今为止的最高纪录，2002年降到1035万吨，人均年消费量同样也从1997年97.2kg下降到2002年的81.2kg。日本塑料制品加工业有职工45万，2001年出货金额为840亿美元，人均186美元。日本塑料制品加工企业中职工人数不足50人的占93.3(其中9人以下的占66)，50100人的企业占4.1，100500人的占2.5，500人以上的只占0.1。韩国塑料产量增长十分迅速，1986年超过200万吨，1990年增达300万吨，1992年突破500万吨，1994年、1996年和1997年分别上升到600多万吨、700多万吨和800多万吨，1998年产量增至850万吨，1999年突破900万吨，2001年达1200万吨，跻身于世界5大塑料生产国之列。韩国塑料原料产品中以聚乙烯居首，2001年产量为340万吨(低密度聚乙烯160万吨，高密度聚乙烯180万吨)，聚丙烯以238万吨排在第2位，其次分别是聚酯161万吨、氯乙烯124万吨、ABSAS树脂86万吨、聚苯乙烯77万吨。韩国国内塑料消费量2001年420万吨，只相当于产量的1/3略高。人均塑料消费量2001年为106kg，韩国塑料制品加工业的职工总数2001年为3.1万人，出货金额为85亿美元，人均276美元。塑料产量位居世界前10名的国家和地区还有法国660万吨、比利时600万吨、中国台湾598万吨、加拿大432万吨和意大利385万吨(均为2001年产量)。1.4 我国模具技术的现状及发展趋势我国对模具工业的发展也十分重视。国务院于1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。现在，我国的模具工业已初具规模，全国已有200多个模具专业厂，6000多个生产点（附属的工厂内的模具车间或模具加工班组），年产模架30多万套。此外，还有数以万计的模具私营企业和个体劳动者，在满足模具需求方面，起着不可忽视的作用。可以说，中国在模具技术方面，已有一支较强的队伍。近年来，我国模具技术的进步主要表现在：研究开发了几十种模具新钢种及硬质合金、钢结硬质合金等新材料，并采用了一些热处理新工艺，使模具使用寿命得到延长；发展了一些多工位级进模和硬质合金模等新产品并根据国内生产需要研制了一批精密塑料注射模；研究开发了以新技术和新工艺，如三维曲面数控仿形加工、面具表面抛光、表面皮纹加工以及皮纹辊制造技术、模具钢的超塑性成型技术和各种快速制造技术等；模具加工设备已得到较大的发展，国内已能批量生产精密坐标磨床、计算机控制（CNC）仿形铣床，CNC电火花线切割机床以及高精密度的电火花成形机床等；模具计算机辅助设计和辅助制造（模具CAD/CAM）已在国内数十个单位得到开发应用。虽然我国模具技术已得到较大发展，但仍然不能满足国民经济高速发展的需要，还需花大量资金向国外进口一些模具，原因如下：专业化和标准化程度低。目前专业化程度不到10%，而标准化程度也只有20%。；模具品种少，效率低，经济效益也差；制造周期长，模具精度不高，制造技术较落后；模具寿命短，新材料使用量不到10%；力量分散，管理落后。根据我国模具技术的发展现状及存在的问题，今后应朝着如下几个方面发展：开发、发展精密、复杂、大型、长寿命模具，以满足国内市场的需要。国家以规划分别在山东、广东、北京、上海、广州等地的有关单位重点扶植发展热锻模、热铸模、塑料模、冷冲模、顶杆等，以便集中力量发展这些有影响的高水平模具及标准件；加速模具标准化和商品化，以提高模具质量，缩短模具制造周期；大力发展和推广应用模具CAD/CAM技术，提高模具制造过程的自动化程度；积极开发模具新品种、新工艺、新技术和新材料；发展模具加工成套设备，以满足高速发展的模具工业需求。1.5 毕业设计的主要研究目的及内容1.5.1 设计目的通过毕业设计，掌握塑件注射模的设计步骤，了解和熟悉绝热流道浇注系统的设计特点，以及利用斜滑块机构进行脱模的设计方法；能熟练运用二维和三维绘图软件设计注射模具。1.5.2 设计内容利用ProE设计软件，完成该塑件的三维实体造型设计，在查阅相关设计资料和分析该塑件注射成型工艺性基础上进行模具的总体方案设计及可行性分析。在完成模具参数计算和结构设计的基础上，利用三维设计软件完成模具尸体设计，最后完成工程图纸（二维）和轴测图（三维）绘制和说明书编制。1.6 本章总结本章主要介绍模具在我国经济的作用和地位，同时了解模具的分类、产能、发展方向等。根据任务书熟悉本设计目的和内容，为后续工作做准备。第2章 塑料制件材料的分析2.1 塑料的选择注射成型是指有一定形状的模型，通过适合的注射机将融溶状态的胶体注入模腔而成型。工艺原理是：将固态的塑胶按照一定的熔点融化，通过注射机的压力，用一定的速度注入模具内，模具通过水道冷却或是空冷及其它冷却方法将塑胶固化而得到与设计模腔一样的产品。在注射成型生产中，塑料原料、注射设备和所用的模具是三个必不可少的物质条件。故正确的制定注射成型工艺规程以保证生产能够正常进行并具有较低的生产成本和较高的经济利益。2.2 PP塑料的特性学名：聚丙烯 英文名称:Polypropylene 分子式:C3H6n 简称:PP由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。有等规物、无规物和间规物三种构型，工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。2.2.1 PP塑料的一般性能通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点高达167,耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度0.90g/,是最轻的通用塑料。耐腐蚀,抗张强度30MPa。无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,有较高的抗弯曲疲劳强度，可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。2.2.2 PP塑料的力学和热学特性塑料的其他工艺性能包括塑料的热敏性、水敏性、应力敏感性、吸湿性、粒度以及塑料的各种热性能指标。热敏性是指某些塑料毒热较敏感，在高温下受热时间较长或浇口截面过小，剪切作用大时，料温增高易发生变色、降解的倾向。水敏性是指有的塑料即便含有少量水分，在高温和高压下也容易分解。对于这类水敏性塑料，在成型前必须加热干燥。应力敏感性是指有的塑料对应力敏感，成型时质脆易裂。对于这类塑料，吃了在原料内加入添加剂提高抗裂性外，还应合理地设计制件和模具，并选择有利的成型条件，以减少内应力。粒度是指塑料粒料的细度和均匀度。根据技术要求，各种塑料应有一定的技术指标。塑料热性能指标常指塑件的比热容、热导率、热变形温度等。这些热性能指标对塑料成型都有一定的影响。因此，聚丙烯塑料的力学和热学特性如下表2-1。表2-1 聚丙烯的力学和热学特性力学特性拉伸弹性模量MPa压缩率成型收缩率%与钢的摩擦因素泊松比110016001.921.961.03.00.40.80.140.340.32热学特性连续耐热温度热变形温度（ASTMD648法）载荷1.85MPa载荷0.64MPa未改性共聚玻璃纤维107127881161211385260466011014993121851131421442.2.3 PP塑料的注射成型特点聚丙烯为结晶性高聚物，吸水率很低，约为0.030.04%。注射时一般不需要进行干燥，必要时可在80100下干燥34h。聚丙烯的熔点为160175，分解温度为350，所以成型温度范围较宽，约为205315，其最大结晶速度的温度为120130。注射成型用的聚丙烯的熔融指数为29g/10min，熔体流动性较好，在柱塞式或螺杆式注射机中都能顺利成型。一般料筒温度控制在210280，喷嘴温度可比料筒温度低1030。当生产薄壁制品时，料筒温度可提高到280300，生产厚壁制件时，为了防止熔料在料筒内停留时间过长而分解，料筒温度应适当降低至200230，料筒温度过低，大分子定向程度增加，制品容易产生翘曲变形。聚丙烯熔体的流变特性是粘度对剪切速度的依赖性比温度的依赖性大。因此，在注射充模时，通过提高注射压力或注射速度来增大熔体的流动性比通过提高温度有利。一般注射压力控制在70120MPa（柱塞式注射压力偏高，螺杆式注射压力偏低）。聚丙烯的结晶能力较强，提高模具温度将有助于之间结晶度的增加，甚至能够提前脱模。基于同一理由，制件性能应与模具温度存有密切关系。生产上经常采用的模具温度，约77090，在这种情况下，不仅有利于结晶，而又有利于大分子的松弛，从而减少分子的定向作用，并可降低内应力。如模温过低，冷却速度太快，浇口过早冷凝，不仅结晶度低，密度小，而且制品内赢了较大，甚至引起充模不满和制件缺料的现象。冷却速度不仅影响结晶度，还影响晶体结构。急冷时呈碟状液晶结构，缓冷时呈球晶结构。晶体结构不同则之间的物理力学性能也将各异。此外，由于聚丙烯的玻璃化温度低于室温，当制件在室温下存放时常发生后收缩现象，其原因是聚丙烯在这段时间内仍在结晶。后收缩量随制件厚度而定，越厚的，后收缩越大。后收缩总量的90%约在制品脱模后6h内完成，剩余10%约发生在随后的10天内，所以制件在脱模24h后基本可以定型。成型时，缩短注射和保压时间，提高注射和模具温度都可减小后收缩。对尺寸稳定性要求较高的制件，应进行热处理。2.3 塑件体积和质量塑件产品零件图如图2-1、图2-2。图2-1 塑件三维图2-2 塑件二维图该产品为PP其密度为0.9g/0.91 g/，本设计取0.905 g/。通过PRO/E软件测出塑件体积： V=97025.5mm =97.0255cm 因为是一模一腔结构，所以： 塑件总体积 V=97.0255cm 制品的质量计算： M=V （2-1） M=0.90597.0255=87.808g2.4 本章总结本章简要介绍塑料水杯所用材料机器性能，并给出本设计水杯的三维造型及二维设计图。第3章 注射机的选择3.1 注射模具与注射机的关系注射模具是安装在注射机上使用的。在设计模具时，除了应掌握注射成型工艺过程外，还应对所选用注射机的有技术参数有全面的了解，才能生产出合格的塑料制件。3.2 选择注射机注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该结注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。选用注射机时，通常是以某塑件的（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸进行校核 。在模具设计时，根据产品几何尺寸及模具结构特点，尽可能选用适合的注塑机以充分发挥设备的内在能力。应该根据以下几个方面： 通常影响注塑机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等； 模具尺寸(宽度、高度、厚度）、重量、特殊设计等； 使用塑料的种类及数量（单一原料或多种塑料）； 注塑成品的外观尺寸（长、宽、高、厚度）、重量等； 成型要求，如品质条件、生产速度等。查模具设计与制造简明手册表2-33热塑性塑料注射机型号和主要技术规格，根据计算所得的总体积和质量可初选G54-S200/400机。3.3 注射机基本参表3-1 G54-S200/400螺杆直径（mm）55公称注射量(g)200400注射压力(MPa)109螺杆转速(r/min)15,28,48螺杆行程(mm)160锁模力(KN)2540模板行程(mm)260模具最小厚度(mm)165模具最大厚度(mm)406最大注射面积(mm)645模板尺寸(mm)532634定位孔直径(mm)1503.4 注射量的校核模具设计时，必须使得在一个注射成型周期内所需注射的塑料熔料的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。在一个注射成型周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部分容量或质量之和，即 VnVnVj （3-1） 或 mnmnmj式中 V(m)一个成型周期内所需注射的塑料容积或质量，cm 或g； n型腔数目； Vn（mn）当个塑件的容量或质量，cm 或g； Vj（mj）浇注系统凝料的熔料的容量或质量，cm 或g。故应使 nVnVj0.8Vg （3-2） 或 nmnmj0.8mg式中 Vg（mg）注射机额定注射量，cm 或g。所以代入数据得： 0.8Vg87.80813.9 240101 满足要求。3.5 锁模力的校核当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力，其大小等于制件与浇注系统在分型面上的垂直投影之和乘以型腔内塑料熔体的平均压力。型腔内塑料熔体的压力（MPa）可按下式计算 pkpo （3-3）式中 po注射压力，MPa；取po 90MPa k压力损耗系数，取k0.3 （3-4）式中 注射机的公称锁模力（N）；模内平均压力（型腔内的溶体平均压力Mpa）,一般为25mpa；塑件、流到、浇口在分型面上的投影面积之和, mm ；注射压力在型腔内所产生的作用力。故由上式得: 2540KN=274969.16 2540KN=134kN满足要求。3.6 定位环尺寸校核为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线重合，模具定模板上凸出的定位圈与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合H11h11.定位环的高度一般小型模具为810mm，大型模具为1015mm。3.7 模具外形尺寸校核注射模外形尺寸应小于注塑机工作台面的有效尺寸。模具长宽方向的尺寸要与注塑机拉杆间距相适应，模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装在注塑机的工作台面上。3.8 模具厚度校核注射机规定的模具最大与最小厚度是指模板闭合后达到规定锁模力时动模板和定模板的最大与最小距离。因此，所设计模具的厚度应落在注射机规定的模具最大与最小厚度范围内，否则将不可能获得规定的锁模力。当模具后的小时，可加垫板。模具闭合高度H闭：H闭H定H压H固H型H凹H垫H模 （3-5）2011028449220314406 满足要求。3.9 模具安装尺寸校核模具在注射机动、定模固定板上安装的方式有用螺钉直接固定和用螺钉压板压紧两种。设计时必须使安装尺寸与动、定模板上的螺孔尺寸与位置相适应。当用螺钉直接固定时模具固定板与注射机模板上的螺孔应完全吻合；而用压板固定时，只要在模具固定板需按放压板的外侧附近有螺孔就能固定紧。因此，压板方式具有较大的灵活性。对于质量较大的大型模具，采用螺钉直接固定则较为安全。该模具外形尺寸为400mm452mm属中、小型模具，所以采用压板固定方式。3.10 开模行程校核模具开模后为了便于取出塑件，要求有足够的开模距离，而注射机的开模行程是有限的，因此模具设计时必须进行注射机开模行程的校核。对于带有不同形式的锁模机构的注射机，其最大开模行程有的与模具厚度有关，有的则与模具厚度无关。由于本设计最大开模行程与模具厚度有关，我们的校核应该按照第一种情况来校核，其校核依据为： （3-6）式中 注塑机最大开模行程(mm)； 塑件脱模（推出距离）距离（mm）； 塑件高度，包括浇注系统在内（mm）； a取出凝料所需要的最短距离 （mm）；故由上式得 104+110+10224所以 260mm224mm 合乎要求。3.11 本章小结本章主要介绍注射机选择方法，以及本设计所选注射机的主要参数，并对所选注射机某些参数进行校核。第4章 塑料制件的设计4.1 塑件的尺寸和精度4.1.1 塑料的尺寸塑件的总体尺寸主要取决与塑料品种的流动性。在一定的设备和工艺条件下，流动性较好的塑件可以成型较大尺寸的塑件；反之，成型出的塑件尺寸较小。塑件外形尺寸还收成型设备的限制。从能源、模具制造成本和成型工艺条件出发，只要能满足塑件的使用要求，应将塑件设计得尽量紧凑、尺寸小巧一些。根据毕业设计（设计）任务书，本设计使用材料为聚丙烯（PP），其塑料特性如下表4-1.表4-1 聚丙烯塑料特性名称成形性机械加工性耐冲击性韧性耐磨性耐蠕变性挠性润滑性透明性耐候性耐溶剂性耐药性耐燃性耐稳定性耐寒性耐湿性尺寸稳定性备注聚丙烯好好较好较好较好较好较好较好价格低4.1.2 塑件的尺寸精度影响塑件尺寸精度的因素有很多，如模具制造精度及使用后的磨损，塑件收缩率的波动，成型工艺条件的变化，塑件的形状，飞边厚度的波动，脱模斜度及成型后塑件尺寸变化等。一般来讲，为了降低模具的加工难度和模具制造成本。在满足塑件使用要求的前提下应尽量把塑件尺寸精度设计的低一些。和金属零件一样，塑件也有公差要求，目前国内主要依据原第四机械工业部制订的塑件尺寸公差标准（SJ13721978，见表4-2）。该标准只规定标准公差值，而基本尺寸的上下偏差可根据塑件的性质来分配。对于孔类尺寸可取表中数值冠以（）号；对于轴类尺寸可取表中数值冠以（）号；对于中心距尺寸去表中数值之半再冠以（）号。表4-2 塑料的尺寸公差（SJ13721978）塑料基本尺寸精 度 等 级12345678公 差 数 值 33661010141418182424303040405050656580801001001201201401401601601801802002002252252502502802803153153553554004004504505000.040.050.060.070.080.090.100.110.120.130.140.160.180.060.070.080.090.100.110.120.130.140.160.190.220.250.280.310.340.370.410.460.500.550.600.650.700.800.080.080.100.120.120.140.160.180.200.220.260.300.340.380.420.460.500.560.620.680.740.820.901.01.10.120.140.160.180.200.220.240.260.280.320.380.440.500.560.620.680.740.820.901.01.11.21.31.41.50.160.180.200.220.240.280.320.360.400.460.520.600.680.760.840.921.01.11.21.31.41.61.82.02.20.240.280.320.360.400.440.480.520.560.640.760.881.01.11.21.41.51.61.82.02.22.42.62.83.20.320.360.400.440.480.560.640.720.800.921.01.21.41.51.71.82.02.22.42.62.83.23.64.04.40.480.560.610.720.800.880.961.01.21.41.61.82.02.22.42.73.03.33.64.04.44.85.25.66.4注：表中规定的数值，以塑件成型或经必要的处理后，在相对湿度为65%、温度为20环境中放置24h，然后以塑件和量具温度为20时测量为准。根据毕业设计（设计）任务书，本设计塑件精度等级为5级，由表4-2查得：公差数值为0.52。4.1.3 塑料制件表面质量塑件制件的表面质量包括表面粗造度和表观质量。塑件表面粗糙度的高低，主要与模具型腔表面的粗糙度有关。目前注射成型塑件的表面粗糙度通常为Ra0.021.25m，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的12，即Ra0.010.63m。塑件的表观质量指的是塑件成型后的表观缺陷状态，如常见的缺料、溢料、飞边、凹陷、气孔、熔接痕、银纹、斑纹、翘曲与收缩、尺寸不稳定等。它是由于塑件成型工艺条件、塑件成型原材料的选择、模具总体设计等多种因素造成的。4.2 塑料制件的结构设计4.2.1 脱模斜度由于塑料冷却后产生收缩，会紧紧包在凸模或成型型芯上，或由于粘附作用，塑件紧贴在凹模型腔内。为了便于脱模，防止塑件表面在脱模时划伤、擦毛等。在设计时塑件表面沿脱模方向具有合理的脱模斜度。塑件脱模斜度的大小，与塑件的性质、收缩率、摩擦因素、塑件壁厚和几何形状有关。硬质塑料比软质塑料脱模斜度大；形状较复杂或成型孔较多的塑件取较大的脱模斜度；塑件高度较大、孔较深，则取较小的脱模斜度；壁厚增加、内孔包紧型芯的力大，脱模斜度也应该取大些。表4-3列出若干塑件的脱模斜度。表4-3 塑件常用的脱模斜度塑料材料聚酰胺 （通用）聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯ABS塑料脱 模 斜 度凹模（型腔）2040204510303513040120凸模 （型芯）2540254510203013514.2.2 壁厚塑件应有一定厚度才能满足使用时的强度和刚度要求，而且壁厚在脱模是还需承受脱模推力。壁厚应设计合理，比太薄熔料充满型腔时的流动阻力大，会出现缺料现象；比太厚塑料件内部会产生气泡，外部易产生凹陷等缺陷，同时增加成本；壁厚不均将造成收缩不一致，导致塑件变形或翘曲，在坑能的条件下应使壁厚尽量均匀一致。塑件的壁厚一般为14，大型塑件的壁厚可达8。表4-4为热塑性塑料壁厚参考值。表4-4热塑性塑件的推荐壁厚和最小壁厚参考值 塑 件 名 称最小壁厚小型塑件推荐壁厚一般塑件推荐壁厚大型塑件推荐壁厚聚苯乙烯聚乙烯聚丙烯聚甲醛聚碳酸酯聚酰胺聚苯醚氯化聚醚0.750.800.850.800.950.451.200.851.251.251.451.401.800.751.751.351.61.61.81.62.31.62.51.83.25.42.43.22.43.23.25.44.04.52.43.23.56.42.53.4查表4-4，本设计塑件壁厚为3mm。4.3 本章小结本章主要介绍塑料制件设计中，其尺寸及其精度的选择方法，并介绍塑料水杯的结构设计中，其脱模斜度和壁厚的选择。第5章 注射模结构设计5.1 概述模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。构成模具型腔的零部件称成型零部件。一般包括凹模、凸模、型芯、型环和镶件等。成型零部件直接与塑料接触，成型塑件的某些部分，承受着塑料熔体压力，决定着塑件形状与精度，因此成型零部件的设计是注射模具设计的重要部分。5.2 分型面的设计分型面的形状应尽可能简单，以便于制品成形和模具制造。分型面的形状可以是平面、阶梯面或者曲面。一般情况下，只采用一个与注射机开模方向相垂直的分型面，而且尽可能采用简单的平面作为分型面。在选择分型面时应遵守如下原则。分型面应选择在制品的最大截面处，否则制品无法脱模；应尽量使制品留在动模一侧；有利保证制品的精度；有利于保证制品是外观质量；尽可能满足制品的使用要求；尽量减少制品在合模方向上的投影面积，以减小所需锁模力；有利于排气；有利于简化模具结构。该塑件为塑料水杯，外形表面质量要求较高，在选择分型面时根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量，便于清除毛刺及飞边，有利于排除模具型腔内的气体，考虑到杯把侧向抽芯困难，因此采用斜滑块侧向分型结构，模具先利用凸耳和滑块实现两边侧向分型，然后再利用推件板将塑件顶出。为了提高生产效率和塑件外形美观。分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处，如图5-1所示。图5-1 分型面5.3 排气槽的设计当塑料熔体注入型腔时，型腔内原有空气和成型时物料逸出的挥发性气体等不能顺利地排出，不仅会在制品上形成银纹、气孔、熔接痕等表面质量缺陷，还会使型腔不能充满，造成塑件表面轮廓不清。因此，在模具设计制造中必须考虑排气的问题。模具的排气方式通常有利用结构间隙排气和在分型面上开设专用排气槽。而本设计采用利用结构间隙排气来实现。5.4 型腔数目的确定为了是模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应合理确定型腔数目。 按注射机的最大注射量确定型腔数量n一般注射机不应超过注射机最大注射量的80%，即: （5-1）或 式中 ()注射机的最大注射量；cm 或g； 成型塑件及浇注系统所需塑料容积，cm ； ()浇注系统凝料量，cm 或g；()单个塑件的容积或质量，cm 或g。根据数据带人可得：n 1根据制品的精度要求确定型腔数量n对于注射模来说，塑料制件精度为3级和3a级，重量为5g，型腔数取46个。塑料制件为一般精度（45级），塑料制件重量 1216g，型腔数取812个；而重量为50100g的塑料制件，型腔数取48个，当再继续增加塑料制件重量时，就很少采用多腔模具。7-9级精度塑料制件，最多型腔数比45级精度的塑料增多至50%。由于本设计精度为5，同时n1，因此，综上所述n取整，则n1。5.5 成型零件结构设计成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。5.5.1 凹模结构设计凹模是成型塑件外表面的零部件，按其结构类型可分为整体式和组合式两大类。由于本设计塑件外形存在杯把较复杂，采用组合式凹模（图5-2）可改善加工工艺性，减少热处理变形，节省优质钢材。图5-2 瓣合式凹模5.5.2 凸模结构设计凸模是用于成型塑件内表面的零部件，有时又称型芯或成型杆。与凹模相似，凸模也分为整体式和组合式两类。本设计塑件内表面形状简单，因此，采用整体式凸模，结构牢固，成型质量好，但钢材消耗量大。凸模单独制造，再镶嵌入固定板中，其连接方式如图5-3所示。图5-3凸模结构5.5.3 导柱和导套结构设计导柱导向机构是利用导柱和导向孔之间的配合来保证模具的对合精度。而导柱和导套是其典型结构，本设计就采用此结构，如图5-4（a）、（b）所示。图5-4 导柱和导套的结构形式5.6 浇注系统设计所谓浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。5.6.1 主流道设计无流道是指在浇注系统中无流道凝料，为此需要在注射模中采用绝热或加热的方法，使从注射机喷嘴到型腔入口这一段流道中的塑料一直保持熔融状态，从而在开模时只需取出塑件，而不必清理浇道凝料。无流道模具式注射成型工艺上的一次革命，也是注射模具设计上的一次革新。延伸式和井坑式喷嘴是属于延长了的注射机喷嘴。如图5-5所示这种喷嘴保持注射机原喷嘴长度不变，而使主流道尽量缩短，在其井底部形成喷嘴，是在注射机喷嘴尖端浇口之间的空间里积满熔融塑料，熔料外层由于接触到冷的模具，虽然冷凝，但中心部位仍保持熔融状态，若从注射机喷嘴增加注射压力，则可以冲破冷凝层进行注射。图5-5 伸缩型片式喷嘴关于井坑式喷嘴的设计，如图5-6（a）是在注射机喷嘴和模具入口之间装置主流道杯，由于杯内的物料层较厚，而且被喷嘴和每次通过的塑料不断的加热，所以其中心部分保持其流动状态，允许物料通过。由于浇口离热源喷嘴甚远，这种形式仅适用于周期较短的模具，主流道杯的详细尺寸如图5-6（b）和表5-1所示。杯内塑料质量应为制件质量的12以下。图5-6 井坑式喷嘴（a）和主流道主尺寸（b）表5-1 主流道杯主尺寸mm塑件质量g40150154061536成型周期s203015121097.56d1.52.51.21.61.01.20.81.0R5.54.543.5a0.80.70.60.55.6.2 浇口的确定浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道。它是浇注系统的关键部位。浇口设计与塑料性能、塑料形状、截面尺寸、模具结构及注射工艺参数等因素有关。总的要求是使熔料以较快的速度进入并充满型腔，同时在充满后能适时冷却封闭，因此浇口截面要小，长度要短，这样可增大料流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离，不留明显的浇口痕迹，保证塑件外观质量。此外浇口设计须遵循下述原则。 浇口尺寸及位置选择应避免熔体破裂而产生喷射和蠕动（蛇形流）； 浇口位置应有利于流动、排气和补料； 浇口位置应使流程最短，料流变向最少，并防止型芯变形； 浇口位置及数量应有利于减少熔接痕和增加熔接强度； 浇口位置应考虑定位作用对塑件性能的影响； 浇口位置应尽量开设在不影响塑件外观的部位； 流动比校核。通常浇口可分为大浇口和小浇口两类。前者亦称为非线性浇口，系指直接浇口；后者成为限制性浇口，常用的有侧浇口、点浇口等。接浇口直接浇口由主流道直接进料，故熔体的压力损失小，成型容易，且有利于补缩和排气。因此，直接浇口适用范围广，常用于成型大型、壁厚、长流程以及一些高粘度的制品。 直接浇口与制品连接处的直径约为制品厚度的2倍，若此处直径不够大会使熔体流动摩擦剧增，产生暗斑和暗纹；若直径过大，则冷却时间加长，流道凝料增多，易产生缩孔。直接浇口缺点是，由于浇口处熔体固化慢，容易造成成形周期长，产生过大残余应力，在浇口处易产生裂纹，浇口凝料切除后制品上的疤痕较大。若将直接浇口设计在制品的内侧，开模时会使制品滞留在定模一侧，需设置倒装脱模机构。侧浇口侧浇口一般开设在模具的分型面上，从制品的边缘进料，故也成为边缘浇口。侧浇口的截面形状为矩形。其优点是截面形状简单、易于加工、便于试模后修正。缺点是在制品的外表面留有浇口痕迹。中小型制品的多型腔模常采用侧浇口设计方案。在侧浇口的三个尺寸中，以浇口深度h最为重要。它控制着浇口内熔体的凝固时间和型腔内熔体的补缩程度。浇口宽度w的大小对熔体的体积流量有直接影响。浇口长度L的结构强度允许的情况下以短为好，一般选用L=0.50.75 (mm)。点浇口 点浇口是截面形状小如针点的浇口，应用范围十分广泛。鉴于本制品的形状，塑料类型等综合因素，本设计采用点浇口形式进行浇注如下图5-7所示。图5-7 点浇口5.7 导向机构设计导向机构主要用于保证动模和定模两大部分或模内其他零件之间的准确对合，起定位和定向作用。绝大多数导向机构由导柱和导套组成，称之导柱导向机构。5.7.1 导柱的设计导柱是与安装在另一半模上的导套相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆柱形零件。导柱导向机构式利用导柱和导向孔之间的配合来保证模具的对合精度。导柱导向机构设计内容包括：导柱和导套的典型结构，导柱与导向孔的配合以及导柱的数量和布置等。注射模的导柱一般取24根，其数量和布置形式根据模具的结构形式和尺寸来确定。本设计采用带头导柱，如图5-8所示。图5-8 导柱导柱的基本结构形式有两种。一种是带有轴向定位台阶，固定段与导向段具有同一公称尺寸、不同公差带的导柱，称为带头导柱。另一种是带有轴肩定位台阶，固定段公称尺寸大于导向段的导柱，称为带肩导柱。有的导柱开设油槽，内存润滑剂，以减少导柱导向的摩擦。带头导柱用于生产批量不大的模具，可以不用导套。带肩导柱用于采用导套的大批量生产并高精度导向的模具。导柱设计要点如下。 导柱的直径视模具大小而定，但必须具有足够的抗弯强度，且表面耐磨，芯部要坚韧，因此导柱的材料选用低碳钢渗碳淬火，或碳素工具钢淬火处理，硬度5055HRC。 导柱的端部设计成锥形或半球形，便于导柱顺利地进入导向孔。 导柱与导向孔通常采用间隙配合H7f6或H8f8，与安装孔则采用过渡配合H7m6或H7k6，配合部分表面粗糙度为Ra0.8m。 导柱直径尺寸按模具模板外形尺寸而定，见表5-2.模板尺寸越大，到逐渐中心距应越大，所选导柱直径也越大。模板外形尺寸150150200200250250300300400导柱直径d161618182020252530模板外形尺寸40050050060060080080010001000导柱直径d3035354040506060表5-2 导柱直径d与模板外形尺寸关系mm5.7.2 导套的设计导套 直导套多用于较薄的模板，比较厚的模板须采用带头导套，导套壁厚通常在310mm ，视内孔大小而定，大者取大值，带头导套轴向固定容易，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，导套具体尺寸可查有关国家标准。导套的设计要点。 导向孔最好为通孔，否则导柱进入未开通的导向孔时，孔内空气无法逸出，产生发压力，给导柱运动造成阻力。 为使导柱比较顺利地进入导套，在导套前端应前端有圆角。 导套孔的滑动部分按H8f8间隙配合，导套外径按H7m6过渡配合。 导套安装固定方式如图5-9所示。图5-9 导套5.8 顶出系统设计5.8.1 顶出机构根据塑件成型要求，斜滑块有几块滑块组合成型。图5-8所示为斜滑块常用组合形式，设计时应根据塑件外形、分型与抽芯方向合理组合，以满足最佳的外观质量要求，避免塑件有明显的拼合痕迹。同时，还应是组合部分有足够的强度，使模具结构简单、制造方便、工作可靠。斜滑块的导滑形式按导滑部分的形状可分为矩形、半圆形、燕尾形三种形式。矩形和半圆形导滑制造简单，故应用广泛；而燕尾形加工加困难，但结构紧凑，可根据具体情况加工选用。斜滑块凸耳与导滑槽配合采用IT9级间隙配合，因此，斜滑块的组合形式采用图5-10（a）进行设计。图5-10 斜滑块的组合形式为了使塑件顺利脱模，必须合理选择主型芯的位置。如图5-11所示，当主型芯位置设在动模一侧，在塑件脱模过程中。主型芯起了导向作用，塑件不至于黏附在斜滑块一侧。图5-11 斜滑块分型推出5.8.2 脱模力的计算将制品从包紧的型芯上脱出时所需客服的阻力称为脱模力。计算时脱模力时应考虑一下方面由收缩包紧力造成的制品与型芯的摩擦阻力，该值应由验确定；由大气压力造成阻力；由塑件的粘附力造成的脱模阻力；推出机构运动摩擦阻力。此外，在注射模设计时，可用公式对一般形状的制品作脱模力的粗略计算。薄壁制件（t/d0.05），制件为圆环形断面时所需脱模力为（5-2）式中 无量纲系数，随f和而异；值还可从表选取；t/d壁厚与直径之比；t/d=0.04圆环形制件的壁厚，mm；=3mmS塑料平均成型收缩率；S=2%E塑料的弹性模量，MPa；E=1350MPaL制件对型芯的包容长度，mm；f制件与型芯之间的摩擦因数；f=0.24模具型芯的脱模斜度，（）；=15塑料的泊松比； =0.32A盲孔制品型芯在垂直于脱模方向上的投影面积，mm，孔制件的A等于零。将数据代入式（5-2）得（5-3） 5.9 温度调节系统设计在注射成型中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不同。一般注射到模具内的塑料熔体的温度为120左右，熔体固化成为塑件后，从60左右的模具中脱模，温度降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般低于80）的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS等，仅需要设置冷却系统即可，因为通过调节水的流量就可以调节模具温度。对于要求较高模温（80120）的塑料，如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等，若模具较大，模具散热面积广，有时仅靠注入高温塑料来加热模具是不够的，因此需要设置加热装置。本设计模具的冷却主要采用循环水冷却系统的设计方式。5.9.1 温度调节对塑件质量的影响采用较低的模温可以减小塑料制件的成型收缩率；模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减少塑件的变形；对塑件表面粗糙度影响最大的除型腔表面加工质量外就是模具温度，提高模温能大大改善塑件的表面状态。温度对塑件质量的影响有相互矛盾的地方，设计时要根据材料特性和使用要求偏重于主要要求。5.9.2 对温度调节系统的要求根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式；希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量；采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好；温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉。从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。5.9.3 冷却系统设计为了提高冷却系统