毕业设计（论文）电子钟后盖注塑模具设计（全套CAD图纸）

1、电子钟后盖注塑模具设计 材料成型及控制工程 作者：x 指导老师：x 全套全套 cadcad 图纸，联系图纸，联系 153893706153893706 【摘要】 本文介绍了注射模具的特点及发展趋势，叙述了电子钟后盖注射模具设计与计算的详细过程，介绍了该塑 件的成型工艺、注射模具的结构特点与工作过程, 阐述了在有斜滑块抽芯的注射模设计中应注意的事项。在对电子钟 后盖的模具设计过程中，本设计主要设计要点如下：塑件的设计比较的合理；分型面的选择有利于塑件成型；脱模机 构的设计不但结构简单，而且脱模动作稳定可靠；进浇口的选择不影响塑件外观，而且保证塑件充填均匀；冷却水道 的设计使模具效率达到最高，保证

2、塑件质量要求；在设计的过程中借用分析软件如 cam 等使设计更合理、更有效；大 量使用标准件，使模具制作成本大大降低；本模具设计最关键的一点就是设计已达到实际生产的要求。 【关键词】 电子钟；注射模；分型面；斜滑块；侧抽芯；脱模机构。 design of the injection mould for the back of electronic clock major:material processing and control engineering author: directing teacher: abstract the characteristics and developme

3、nts of injection mould were introduced in this paper. the designing and calculating of injection mould for the back of electronic clock were stated in detail. the forming process of the product and the structure characteristics as well as working process of the injection mould were introduced .the p

4、oints must be paid attention to in the design of the injection mould for the part with lifters were stated.in the process of the designing of the injectinon mould for electronic clock receiver, people should pay attention to several suggestions: the plastic should be designed as reasonable as possib

5、le. the selection of the sub-type parts are benificial to mold the parts of plastic. the design of the structure of drawing of pattern is not only simple but also the movement should be stable and reliable. the selection of jin runner should ensure to fill the plastic equally under the prerequisite

6、of not influencing the appearance of the plastic. the design of cooling penstock should make the rate of production reach to the topmost, and ensure any influence to do nothing to the equality of the plastic. meanwhile, in the process of designing ,we can use analysis soft, such as cam, to make the

7、design been more reasonable and efficient. making full use of large amounts of standard pieces will reduce the cost of mold plastic facture. the key point of the design of mold plastic have reached the request of the real production. keywords electronic clock; injection mould; core pulling ;selectio

8、n of the sub-type parts; lifter; structure of drawing of pattern. 目 录 摘要 . 前言 .1 1 塑件成型工艺分析 .2 1.1 塑件分析 .2 1.2 塑料 abs 的成型特性及工艺参数 .3 2 拟定模具结构形式 .6 2.1 型腔的设计 .6 2.2 分型面的设计 .7 3 注塑机的选择与确定 .9 3.1 注射机的技术规范 .9 3.2 注射过程注塑量的计算 .10 3.3 注射机的选用 .10 3.型腔数量及注射机参数的校核 .11 3.5 模具与注射机安装部分相关尺寸的校核.12 4 浇注系统的的设计 .15 4.

9、1 浇注系统设计的原则.15 4.2 主流道的设计.15 4.3 冷料穴的设计.17 4.4 分流道的设计.18 4.5 浇口的设计.21 4.6 浇注系统的平衡.22 5 成型零件的设计.24 5.1 成型零件的要求及选材.24 5.2 成型零件的结构设计.24 5.3 成型零件尺寸的计算.24 5.4 型腔刚度的校核.28 6 模架的确定.32 6.1 模架的概述.34 6.2 模架的选用.34 6.3 模板尺寸的确定.34 7 导向机构的设计.36 7.1 导柱、导套的导向机构设计要点.36 7.2 导柱的设计.36 7.3 导套的设计.37 8 脱模机构的设计.39 8.1 脱模机构的

10、分类及设计原则.39 8.2 推杆的设计及脱模力的计算.40 8.3 脱模机构的复位元件.42 8.4 侧向分型与抽芯机构的设计.42 9 模具冷却系统的设计.45 9.1 模具加热、冷却系统的设计要点.45 9.2 冷却系统的设计.45 10 模具材料的选用.48 10.1 模具材料选用的要求.48 10.2 注塑模具常用材料.48 11 模具的工作过程.51 11.1 提前预处理.51 11.2 注塑过程.51 11.3 脱模过程.51 12 全面审核投产制造.52 12.1 模具的安装原则.52 12.2 试模.52 12.3 模具合格的条件.52 13 典型零件制造工艺.54 14 设

11、计总结.59 15 致谢.60 参考文献 .61 附录：中英文翻译 .62 前 言 一、塑料模的功能 模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成 型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因 人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，所以模具制造业已成 为一个大行业。在高分子材料加工领域中，用于塑料制品成形的模具，称为塑料成形模具，简称塑料 模。塑料模优化设计，是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须

12、设 计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量， 就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方 式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、 表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，对 操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般 来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。 塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备 被确定后，

13、塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占 80%。由此可知，推动模具技术的进步 应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，标志一个国家工业化的发展程度。 二、我国塑料模现状 在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等 发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家 低许多，约为发达国家的 1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、cad 技术、capp 技术，已有相当规模的开 发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大

14、，在模具材料方面，专用塑料模具钢 品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化； cad、cae、flow cool 软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划； 企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是 刻不容缓的。 三、塑料模发展趋势 1 注射模 cad 实用化； 4 塑料模专用钢材系列化； 2 挤塑模 cad 的开发； 5 塑料模 cad/cae/cam 集成化； 3 压缩模 cad 的开发； 6 塑料模标准化。 1 塑件成型工艺分析 1.1 塑件分析 1.1.1 塑件模型 以下是塑件的立体

15、图与平面图。 图 1-1 塑件三维立体图 图 1-2 塑件平面图 1.1.2 塑料 abs(acrylonitrile-butadiene-styrene 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯) 1.1.3 塑料件质量 22.0g 1.1.4 塑料件体积 20000 3 mm 1.1.5 色调 不透明（黑色） 1.1.6 生产纲领：大批量生产 1.1.7 工艺结构分析 （1）结构分析 塑件结构复杂，表面质量要求也较高。如上图所示，塑件的上表面有一带内侧凹的挂槽，因而需 要考虑设置内侧向分型抽芯机构。塑件外观质量要求高,外表面不允许出现划伤、气泡、缩孔、熔接痕 等缺陷, 因而浇口应避免开设在塑件的外表面。塑件

16、的内外表面有较多的孔和槽，对型芯的包紧力大， 因此需考虑设置双向推出装置。 （2）精度等级 选用的尺寸精度等级一般为4 级, 根据gb/ t 14486 - 1993 标准，公差为0.74 mm。 （3）脱模斜度 从表查得abs 塑件的脱模斜度, 型腔为30130, 型芯351。脱模斜度取决于塑件的 形状、壁厚、及塑料的收缩率。成型型芯越长或型腔越深,则斜度应取偏小值; 反之可选用偏大值3 。因此, 此次设计的电子钟后盖模的脱模斜度型腔取1, 型芯取40。(塑件内孔以型芯小端为准；塑 件外形以型腔大端为准)一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。当要求开模后塑件留在型 腔内时，塑件内表面

17、的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度。 1.2 塑件材料的成型特性与工艺参数 1.2.1 塑料 abs 成型特性 （1）名称 abs，中文名，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，英文名，acrylonitrile-butadiene-styrene。abs 是 三元共聚物，因此兼有三种元素的共同性能，使其具有 “坚韧、质硬、刚性 ”的材料。abs 树脂 具有较高冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成形和机械加工等特点。 此外，表面还可镀铬，成为塑料涂金属的一种常用材料。另外， abs 与#372 有机玻璃熔接性良好， 用于制造双色成形塑件 （2）abs 主要性能 abs，易燃，屈服强

18、度 50mpa，拉伸强度 38mpa，伸长率 35%，摩擦系数 0.45，热变形温度 (45mpa)(180mpa)80103c，计算收缩率 0.4-0.7 %。具体如下表： 表 1-1 abs 的主要主要性能指标 性能单位数值 密度kg/dm31.021.16 比体积dm3/ kg0.860.98 吸水率（24h）pc1000.20.4 收缩率（%）0.40.7 熔点130160 热变形温度 90108(0.46 mpa) 83103(0.185mpa) 续表 1-1 性能单位数值 抗拉屈服强度 mpa50 拉伸弹性模量 mpa1.8103 抗弯强度 mpa80 冲击韧度 kj/m2 261

19、(无缺口)/11(缺口) 硬度 hb9.7 体积电阻系数 cm6.91016 （3）成型特性 a 非结晶型塑料，其品种牌号很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种确定成 形方法及成形条件； b 吸湿性强，含水量应小于 0.3，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥； c 流动性中等，溢边料 0.04mm 左右(流动性比聚苯乙烯，as 差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好)； d 比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温(对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高)， 料温对物性影响较大、料温过高易分解(分解温度为 250左右，比聚苯乙烯易分解)，对要求精度较高 塑件模温宜取

20、5060，要求光泽及耐热型料宜取 6080，注射压力应比加工聚苯乙烯的高，一般 用柱塞式注射机时料温为 180230，注射压力为 100140mpa，螺杆式注射机则取 160220， 70100mpa； e 模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口处外观不良，易发生熔接痕，应注意选择浇口 位置、形式，顶出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹(但在热水中加热可消失)，脱模斜 度宜取 2以上。 （4）主要用途 在机械工业系统中用来制造凸轮，齿轮，泵叶轮，轴承，电机外壳，仪表表壳，蓄电池槽，水 箱外壳，手柄，冰箱衬里等，汽车工业中用来制造驾驶盘，空气调节器，管加热器等，还可供电视 机晶体管收

21、音机制造外壳 。 1.2.2 塑料 abs 成型工艺参数 （1）注射机：螺杆式 （2）螺杆转速（r/min）：30 （3）预热和干燥：温度（c） 8085 时间（ h ） 23 （4）料筒温度：（c） 后段 150170 中段 165180 前段 180220 （5）喷嘴温度（c）：170180；喷嘴形式 自锁式 （6）模具温度（c）：5080 （7）注塑压力（mpa）：60100 （8） 成型时间（s）：50220 成型时间（s）/注塑时间 2090 成型时间（s）/保压时间 05 成型时间（s）/冷却时间 20120 （9）后处理 方法：用红外线灯、烘箱烘烤 温度：70c 时间：24 小时

22、 1.2.3 注射成型过程 （1） 预烘干装入料斗预塑化注射装置准备注射注射保压 冷却脱模塑件送下工序。 （2）预热；清理模具、涂脱模剂合模注射。 2 拟定模具结构形式 2.1 型腔的设计 2.1.1 型腔数目的拟定 为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时 应确定型腔数目，常用的方法有四种： （1）根据经济性确定型腔数目； （2）根据注射机的额定锁模力确定型腔数目； （3）根据注射机的最大注射量确定型腔数目； （4）根据制品精度确定型腔数目。 型腔数目的确定一般可以根据经济性、注射机的额定锁模力、注射机的最大注射量、制品的精度等。 一般来说，大中型

23、塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小 型塑件（没有配合精度要求） ，形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条 件，使生产效率大为提高。该塑件精度要求不高，生产批量大，且具有内侧抽芯，从模具加工成本， 制品生产时的成本考虑，故拟定为一模四腔。一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采 用一模一腔的结构，对于精度要求不太高的小型塑件，是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独 特的优越条件，使生产效率大为提高。 对于电子钟后盖，虽然精度要求也较高，但是该电子产品由于市场需求量比较大，而且更要考虑其 经济性，所以采用一模多型腔。故由此初步

24、拟定采用一模四型腔。如图 2-1 所示。 2.1.2 型腔的布置 型腔的布置的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料。为此，本模具 一模四腔的布置方式如下图： 图 2-1 型腔的布局 2.2 分型面的设计 2.2.1 分型面的设计原则 分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，分型面的位置影响着成型零部件的结构形 状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。分型面的设计原则为： （1）便于塑件脱模； a 在开模时尽量使塑件留在动模内 b 应有利于侧面分型和抽芯 c 应合理安排塑件在型腔中的方位 （2）考虑和保证塑件的外观不遭损坏； （3）尽力保证塑件尺寸的精度要求；

25、（4）有利于排气； （5）尽量使模具加工方便； （6）有利于嵌件的安装； （7）有利于预防飞边和溢料的的产生； （8）有利于模具结构的简化。 2.2.2 分型面类型的选择。 对于分型面，其特点如下： （1）单分型面注射模 单分型面注射模又称两板式模具，它是注射模中最简单又最常见的一种结构形式。这种模具可根 据需要设计成单型腔，也可以设计成多型腔。构成型腔的一部分在动模，另一部分在定模。主流道设 在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由于拉料杆的拉料作用以及塑件应收缩包紧在型芯上，塑 件连同浇注系统凝料一同留在动模一侧，动模一侧设置的推出机构推出塑件和浇注系统凝料。一般对 于塑件外观质量要求不高

26、，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。 （2）双分型面注射模 双分型面又称三板式注射模。与单分型面注射模相比，在动模与定模之间增加了一个 可移动的浇口板（又称中间板） ，塑件和浇注系统凝料从两个不同的分型面取出。双分型面的种类较多， 我们接触到的大致有以下几种： a 定距拉板式双分型面注射模 b 定距拉杆式双分型面注射模 c 定距导柱式双分型面注射模 d 拉钩式双分型面注射模 e 摆钩式双分型面注射模 f 尼龙拉钩式双分型面注射模 双分型面对于塑件外观质量要求比较高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用以上各种双分型面 结构。 初步拟定四型腔双分型面的结构。 在实际生产中，双分型面采用定距

27、拉板式双分型面注射模最多，这种模具结构复杂，能适用于采 用点浇口的单型腔或多型腔注射模。设计时，限位销到定距拉板末端距离 s 的尺寸应大于浇注系统凝 料的长度 35。此外，为了中间板在工作过程中的导向和支撑，所以在定模一侧一定要设置导柱， 如该导柱同时对动模导向，则导柱的导向部分的长度应为： l = s + h + （1012） （） 式中： s限位销到定距拉板末端距离 （） ，即第二次分型的距离； h中间板的厚度（） 而动模部分是否设导柱，则由推出机构类型决定，如本设计中是采用顶杆推出机构脱模，则在定 模一侧应设导柱。 综上分析，本设计拟定采用定距拉板式双分型面注射模。 2.2.3 分型面的

28、确定 对于此塑料件，外观质量要求比较高，并为防止在塑件外表面出现飞边而影响外观质量，第一个 分型面设在动模板处，第二个分型面只能沿塑件边缘轮廓设置, 采用动模板内型腔和型芯固定板所形 成与塑件轮廓曲线相一致的分型面形式,分型面呈空间曲面形式。 3 注塑机型号选择与确定 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模时应该详细了解注射机的技术规范， 才能设计出符合规范的模具。 注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式。在确定模具结构形式及初步 估算外型尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、注射力锁模力、注射压力、拉杆间距、最 大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推

29、出行程、开模距离等进行计算。 3.1 注射机的技术规范 从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范有：额定注射量、额定注射压、额定锁模力、 模具安装尺寸以及开模行程等。 公称注射量有注射容量和注射质量两种表示法。 3.1.1 公称注射量 公称注射容量：指注射机对空注射时，螺杆一次最大行程所射出的塑料体积，以立方厘米（3） 表示。 v公=（/4）d2s 式中：d螺杆直径（） ； s螺杆的最大注射行程（） 在注射过程中，随温度和压力的变化，塑料的密度也发生变化，加上成型物料的漏损等因素，故 注射机的公称容量一般为： v公=a（/4）d2s 式中：a注射系数，一般为 0.70.9。 3.1.2

30、 公称注射质量 公称注射质量：注射机对空注射时，螺杆作一次最大注射行程所能射出的聚苯乙烯塑料质量。由 于各种塑料的密度及压缩比不同，在使用其他塑料时，实际最大注射量与聚苯乙烯的公称量可进行如 下换算： = max gg公 12 21 f f 式中：实际用塑料时的最大注射量（g） ； max g 以聚苯乙烯为标准的注射机的公称注射量（g） ；g公 实际用塑料在常温下的密度（g/3） ； 1 聚苯乙烯在常温下的密度（g/3） （通常为 1.06 g/3） ； 2 实际用塑料的体积压缩比，由实验测定； 1 f 聚苯乙烯的压缩比，通常可取 2.0。 2 f 3.2 注塑过程注射量的计算 3.2.1 塑

31、件质量、体积的计算。 对于该设计，用户提供了塑件图样，据此建立塑件模型并对此塑件分析得： 塑件体积 v=20000 mm3=20cm3， 塑件质量 22.0g 3.2.2 浇注系统凝料的初步计算、确定 由于该模具采用一模四腔，按塑件体积的 0.6 倍计，所以浇注系统的凝料体积为： v=4v0.6=4200.6=48cm3 则：该模具一次注射所需塑料 abs： 体积 v=204+48=128 cm3 质量 m=v=1.1128=140.8g 3.3 注射机型号的选定 一般注射机都有高速、低速两种特性（或称高压时间，低压时间）并可调节选用。1000cm2 以下 的中、小型注射机，其注射时间常为 4

32、s，大型注射机注射时间在 12s 以内，注射速度一般为 57m/min，常用低速注射选用低速注射的注射机时，模具设计应注意防止产生冷接缝，型腔充填 不足。选用高速注射的或用大注射量、大锁模力的注射机注射大面积、小重量的塑件时，模具设计应 防止融料内充入空气、排气不良、融接不良、塑件内应力增大、塑料易分解、嵌件型芯受冲击力大及 易发生飞边等弊病。 根据以上的初步计算选定型号为 sz-630/3500 的卧式注射机。其主要技术参数见下表： 表 3-1 注塑机的主要技术参数 注塑机各项目单位参数 螺杆直径 mm58 螺杆转速 r/min 10125 理论容量 cm3634 塑化能力 g/s24 注射

33、速率 g/s220 额定注射压力 mpa150 锁模力 kn 3500 拉杆内间距 mm545*485 续表 3-1 注塑机各项目单位参数 最大模具厚度 mm400 最小模具厚度 mm250 开模行程 mm490 定位孔直径 mm 180（深 20） 喷嘴球半径 sr mm18 喷嘴孔半径 sr mm 3.4 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核 3.4.1 型腔数量的校核 1） 由注射机料筒速化速率校核型腔数量 1 2 3600 m mkmt n 上式右边53.234，符合要求。 式中：k注射机最大注射量的利用系数，非结晶型塑料一般取 0.85； m注射机的额定塑化量(或)，该注射机为 24；

34、 hghcm3sg t成型周期,因塑件小,壁厚不大,取 60s； 单个塑件质量和体积( g 或 cm3),取22.0g； 1 m 1 m 浇注系统所需塑料质量和体积( g 或 cm3),取 0.64 。 2 m 1 m 2） 按注射机的最大注射量校核型腔数量 1 2 m mkm n n 上式右边22.024，符合要求。 式中：注射机允许的最大注射量( g 或 cm3)，该注射机为 634 cm3； n m 其他符号意义与取值同前。 3） 按注射机的额定锁模力校核型腔数量 1 2 ap apf n 型 型 上式右边4.224，符合要求。 式中：f注射机的额定锁模力( n)，该注射机为该注射机为

35、3500000n； 四个塑件在模具分型面上的投影面积 (mm2)，21864 mm2； 1 a 1 a 浇注系统在模具分型面上的投影面积 (mm2)，7652.4 mm2； 2 a 2 a 塑料熔体对型腔的成型压力（mpa） ，一般是注射机压力的 型 p 3065，abs 流动性较好，该处型腔平均压力为 35 mpa。 3.4.2 注射机工艺参数的校核 1） 注射量校核 注射量以容积表示 最大注射容积为 =0.85634=538.9 cm3 max vv 式中：模具型腔和流道的最大容积（cm3） ； max v 指定型号和规格的注射机注射量容积（cm3） ，该注射机为 634 cm3；v 注射

36、系数，取 0.750.85，非结晶型塑料可取 0.85，该处取 0.85。 倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长。所以 最小注射量容积=0.2=0.2634=126.8 cm3 。故每次注射的实际注射量容积，应满足 min vvv 而128 cm3符合要求。 min vv max vv 2） 锁模力校核 在前面已进行，符合要求。 3） 最大注射压力校核 注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力=150 mpa，应该大于注射成型时所需调用的 max p 注射压力，即 0 p max p k 0 p 式中 ：安全系数，常取=1.251.4。 k k 实际生产

37、中，该塑件成型时所需注射压力为 100130 mpa。 0 p 3.5 模具与注射机安装部分相关尺寸的校核 3.5.1 安装尺寸校核 1） 喷嘴尺寸 （1）主流道的小端直径大于注射机喷嘴，通常为dd =+(0.51)mmdd 对于该模具=4 mm，取=5 mm，符合要求。dd (2) 主流道入口的凹球面半径应大于注射机喷嘴球半径，通常为 0 srsr =+(12)mm 0 srsr 对于该模具=18mm，取=20 mm，符合要求。sr 0 sr 2） 定位圈尺寸 注射机定位孔尺寸为 mm，定位圈尺寸取 mm，两者之间呈较松动的间隙配 10 . 0 0 180 2 . 0 4 . 0 180 合

38、，符合要求。 本设计模具的长宽为 400350，注射机拉杆间距为 415415（mmmm） ，415mm350mm，故 满足要求 3.5.2 模具闭合高度校核 模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系：两者之关系应满足： minmaxm hhh 而 maxmin hhh 式中：模具闭合后的总厚度，； m h（m m ） 注射机允许的最小模具厚度，； min h（m m ） 注射机允许的最大模具厚度，； max h（m m ） 注射机移动板的最小开合距离，。h（m m ） 当时，则模具无法闭合。 m h min h m h max h 模具的实际厚度为 277， max h420mm =min hm

39、m250 ，因此符合要求。 min hmm277 max h 3.5.3 开模行程和推出机构的校核 1） 开模行程校核 开模行程是指从模具中取出塑件所需的最小开合距离，用 h 表示，它必须小于注射机移动模板的 最大距离 s，由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按两种情况进行较核。 （1）开模行程与模具厚度无关 这种情况主要是指锁模机构为液压机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的最 大冲程决定的，而与模具的厚度无关。 （2）开模行程与模具厚度有关。 这种情况主要是指全液压式锁模的注射机（如 xs-zy-250）和机械锁模机构的直角式注射机（如 sys-45，sts-60） 。其开模行程

40、h 应小于动模移动板与定模固定板之间的最大距离减去模具厚度 0 s ，即，。 m h 0m hsh 12 (5 10)hhhmm 式中 ：注射机动模板的开模行程（mm） ，取 490mm；h 塑件推出行程（mm） ，取 25mm； 1 h 包括流道凝料在内的塑件的高度（mm） ，其值为 2 h (510)=110 mm115 mm；324825h 490mm115 mm，开模条件形成，符合要求。 2） 推出机构校核 该注射机推出行程为 80mm，大于=25mm，符合要求。 1 h 3.5.4 模架尺寸与注射机拉杆内间距的校核 该套模具模架的外形尺寸为 315mm355 mm ，而注射机拉杆内间

41、距为 545mm485 mm，因为 545 mm315 mm，符合要求。 注：对于上面 2、3、4、5 的校核内容是与后面的模具结构设计交叉进行的，但为了行文整体形式 和内容的统一，所以将此部分的内容放于此。 4 浇注系统的设计 4.1 浇注系统设计的原则 浇注系统是塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内流经的通道。它分为普通流道浇 注系统和无流道凝料（热流道）浇注系统。 浇注系统设计原则为： （1）重点考虑型腔布局。 （2）热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应尽可能短，截面尺寸应尽可能大，弯折尽量少， 表面粗糙度要低。 （3）均衡进料，即分流道尽可能采用平衡式布置。 （4）塑料耗量

42、要少，满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料耗量。 （5）消除冷料，浇注系统应能收集温度较低的“冷料”。 （6）排气良好。 （7）防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力。 （8）保证塑件外观质量。 （9）较高的生产效率。 （10）塑料熔体流动特性（充分利用热塑性塑料熔体的假塑性行为） 。 该模具采用普通流道浇注系统，其包括：主流道、分流道、冷料井、浇口。为确保塑件外观质量, 进料浇口只能开设在塑件的内表面。如果只是为降低塑料熔体的压力和减少热量损失,流道应尽量短,应 使塑件内表面朝向定模一侧, 开模后依靠塑件向型芯收缩的包紧力而滞留于定模一侧,但为

43、了顶出塑件, 还需在定模上设计顶出装置,使模具结构变得复杂。为使开模时塑件滞留于动模一侧, 需借助开模力驱 动顶出装置。采用潜伏式浇口,在推杆上开设一辅助流道,虽然压力损失较大,但由于进料浇口开设在塑 件内表面, 因此不影响塑件的外观质量。 4.2 主流道的设计 4.2.1 主流道的设计要求 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动流道。其主要设计 要点为： (1) 主流道圆锥角 =25，对流动行差的塑料可取 36，内壁粗糙度为 ra 0.63m。 (2) 主流道大端呈圆角，半径 r=13，以减少料流转向过度时的阻力。 (3) 在模具结构允许的情况下，主流道应尽可

44、能短，一般小于 60mm，过长则会影响容体的胜利 充型。 (4) 对于小型模具可将主流衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下是将主流衬套和定位 圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用 h7/m6 过度配合，与定位圈 的配合采用 h9/f9 的间隙配合。 (5) 主流道衬套一般选用 t8、t10 制造，热处理强度为 50hrc55hrc。 4.2.2 主流道尺寸的确定： （1）主流道小端直径 d =注射机喷嘴直径+0.51 =4+（0.51） 取 d =5（mm） （2）主流道球面半径 sr=18+（12） 取 sr=20（mm） （3）球面配合高度 h=35 ，取

45、 h=5（mm） （4）主流道长度 l，尽量小于 60mm，但是由于本模具的结构特殊，所以必须得大于 60mm，由标 准模架及该模具的结构 取 l=40+32=72（mm） （5）主流道大端直径 d=d+2ltg（/2） （取 =4） 10.02 取 d=10（mm） （6）浇口套总长 =40+32+5+3=80 mm 0 l 4.2.3 主流道浇口套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具流道部分常设计 成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，一般采 用碳素工具钢，如：t8a、t10a 等，热处理硬度为 50h

46、rc55hrc。主流道衬套图如下： 图 4-1 主流道衬套 主流道衬套和定位圈设计成整体式，用于小型模具，中大型模具设计成分体式。但由于该模具主流 道较长，设计成分体式较宜。其定位圈的结构尺寸如图： 图 4-2 定位圈 4.2.4 主流道剪切速率的校核 根据题意计算，主流道凝料体积为： 3179.25mm3 72 2 105 44 2 2 ldq n主 经过查表知，主流道适当的剪切速率为10s-1s-1，现进行校检。 2 105 3 105 由经验公式 2614.7 s-1，符合要求。 3 3.3 v n q r 式中，=q主+q凝+q塑=3179.25+128000=131179.25mm3

47、131.2cm3 v q rn=(5+10)/4=0.375cm 4.3 冷料穴的设计 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求 的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约 1025mm 的深度有个温度逐渐升高的区域，这 时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对较 低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料， 防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。 4.3.1 主流道冷料穴 开模时应将主流道中的冷凝料拉出来，

48、所以冷料井的直径宜稍大于主流道大端直径，深度约为直径 的 11.5 倍。该模具采用底部无杆的圆环槽冷料井，其具体形状如图所示： 图 4-3 主流道冷料穴 4.3.2 分流道冷料穴 当分流道较长时，可将分流道的端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料井，以储存前锋冷料，其 长度为分流道直径的 1.52 倍。具体情况看装配图。 4.4 分流道的设计 4.4.1 分流道截面形状的选择 在多型腔或单型腔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这一段塑料熔体的流 动通道。 分流道最理想的设计就是把流动树脂在流道中的压降降到最小，在多种常见截面当中，圆形截面的 压降是最小的。但由于圆形的分流道必须

49、在上下模板上都加工出半圆槽，工艺性不好，故此设计中采 用工艺性更为合理而压降也比较小且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大的 u 形截面或梯形截面。由 于该模具的分型面不是水平的，因此为了加工，应采用梯形截面。 图 4-4 分流道的截面形状形式 4.4.2 梯形分流道的形状及尺寸 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形。一般 梯形分流道的尺寸为 310mm。对于 ps，abs，san，bs 等塑料，可根据塑件的品种、重量和壁厚 及分流道的长度来确定其截面的尺寸。 根据中国模具设计大典的其分流道直径尺寸影响因素分析表，对于塑件厚度3mm 的情况， 可查出壁厚

50、尺寸估计 b 为 5mm， 其高度 h=2/3b=3.5（mm） 梯形斜角通常取 510，此处取 6 底部圆角 r=12（mm） ，取 r=1（mm） 其截面形状及尺寸如图所示： 图 4-5 梯形分流道 4.4.3 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，只有中心部位的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 并不要求很低，一般取 0.631.6m，这样表面稍不光滑，有助于增大 塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。也有效的降低了加工 成本。该模具取 0.65m 4.4.4 分流道长度 长度应尽量短，且少弯折，但对于透明

51、塑料件来说，分流到是形状应设计成弯形的，其作用是防止 透明塑料件在注射时产生明显的气泡。一般长度为：l=（12.5）b，同时 l 不应小于 8mm，因此根 据查表经验知道，取得： 第一级分流道：mml61 1 第二级分流道： mml15 1 其分流道长度设计如下： 图 4-6 分流道长度尺寸设计 4.4.5 分流道的布置形式 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式。平衡式布置是指分流道到各型腔浇口的长 度、断面形状、尺寸都相等的布置形式。它要求各对应部分的尺寸相等，这种布置可实现均衡送料和 同时充满型腔的目的，使成型的塑件力学性能基本一致。但是这种布置使分流道较长。非平衡式布置 是指分

52、流道到各个型腔浇口的长度相等的布置。这种布置使塑料进入各个型腔有先后顺序，因此不利 于均衡送料，但对型腔数量多的模具，为不使流道过长，也常采用。为了达到同时充满型腔的目的， 各个浇口的断面尺寸要制作得不相同，在试模的时候要多修改才能实现。 两型腔分流道的布置类型如下图所示： 图 4-7 分流道的布置两种平衡形式 本模具的流道布置形式采用第一种平衡式，同时采用在内推杆板上开分流道。 4.4.6 分流道剪切速率的校核 经过查表知，分流道适当的剪切速率为 5102s-1，现进行校检。 由经验公式得知：6427 s-1，在 5102s-15103s-1之间，符合要求。 3 3.3 n q r 4.5

53、浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统最关键的部分。浇口的 形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 浇口的主要作用： （1） 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流； （2） 易于切除浇口尾料； （3） 对于多型腔模具，用以控制熔接痕的位置。 浇口截面积通常为分流道截面积的 0.070.09 倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长 度约为 0.52mm 左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。 4.5.1 浇口的类型及确定 注射模的浇口结构形式较多，不同类型的浇口其尺寸、特点及应用情况各不相同。按浇口的特征可 分

54、为限制浇口和非限制浇口，按浇口的形状可分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口及薄片式 浇口；按浇口的特性可分为潜伏式浇口、护耳浇口；按浇口所在的位置可分为中心浇口和侧浇口等。 对于该模具，是中小型塑件的多型腔模具，依据塑料件形状和精度要求，该塑料件采用潜伏式内 浇口进浇最宜。不过，由于其阻力比较大，因此相对弧形的内浇口在成型后浇道头需人工剔除。其形 状如下图： 图 4-8 潜伏式内浇口 4.5.2 浇口截面尺寸的确定 潜伏式浇口与分流道中心线的夹角一般在 30o55o之间取值，浇口的截面常为圆形或椭圆形，其截 面尺寸根据点浇口或侧浇口进行计算。通过查表，取其截面直径为 1mm。 4.5.3

55、浇口位置的选择 浇口开设的位置对制品的质量影响很大，在确定浇口位置时，应注意以下几点： （1）浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。 （2）浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。 （3）浇口位置选择有利于型腔中气体的排除。 （4）浇口位置应选择在能避免制品产生熔合文的部位。对于圆筒类制品，采用中心浇口比侧浇口 好。 （5）对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。 （6）浇口应设在不影响制品外观的部位。 （7）不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口。 4.5.4 浇口剪切速率的校核 由点浇口的经验公式得：=447364.781=4.5105s-1，

56、为 104105之间，符 3 4q r 3 4 43.54 0.05 合要求。 4.6 浇注系统的平衡 对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计时应尽量保证所有的型腔同时得到均 匀的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计 成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各 浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。 4.6.1 分流道平衡 对于多型腔模具，为了达到各型腔同时充满的目的，可通过调整分流道的长度及截面面积，改变熔 融树脂在各分流道中的流量，达到浇注平衡的目的。计算公式如下

57、： 2 1 2 1 2 1 q q d d l l 式中： q1，q2熔融树脂分别在流道 1 和流道 2 中的流量，cm3/s； d1,d2分流道 1 和分流道 2 的直径， cm; l1，l2分流道 1 和分流道 2 的长度，cm。 4.6.2 浇口平衡 在多型腔非平衡分流道布置时，由于主流道到各型腔的分流道长度或各型腔所需填充流量不同，也 可采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔融树脂同时充满各型腔。浇口平衡简称为 bgv（balanced gate value）,只要做到各型腔 bgv 值相同，基本上能达到平衡填充。 对于多型腔相同制品的模具，其浇口平衡计算公式如下： bgv= lglr s

58、g 式中 ： 浇口的截面积，mm2; 2 s 浇口的长度，mm; 2 l 分流道的长度，mm。 1 l 浇注系统设计时一般浇口的截面积与分流道的截面积之比 sg/sz取 0.070.09，矩形浇口的宽度与厚 度之比取 3：1。 该模具，通过计算，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同，显然是平 衡式的。 5 成型零件的设计 5.1 成型零件的要求及选材 成型零件与高温高压塑料熔体直接接触，要求其具有一定的耐磨性、耐热性和抗腐蚀性能,且需要 一定的强度和硬度,因此中碳合金钢是最佳的材料选择。所以，该模具的型腔和型芯均为 40crmnmo , 经调质处理后具有良好的综合机械性能

59、,易于切削,易于抛光且热处理变形小。 5.2 成型零件的结构设计 由于塑件外观质量要求高,故而型腔采用了整体嵌入式结构, 制造时经过预铣后采用电火花加工盲孔 形成内成型表面, 再经反复抛光,使其表面粗糙度达到ra = 0. 05m 以下, 达到镜面效果。型芯则采用 镶块镶嵌于动模板中, 再利用镶件成型塑件内表面的凸起和凹槽结构, 降低了模具制造难度及模具制造 成本。 5.3 成型零件尺寸的计算 5.3.1 影响工件尺寸因素 （1）塑件的公差：塑件的公差按规定取单项极限制，制品的外轮廓尺寸公差取负值“”制品 的内腔尺寸取正值“” 。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，取“” 。 2 （2）

60、模具制造公差：模具制造公差可取塑件公差的，即公差的()。而且按成型加 3 1 6 1 3 1 6 1 工过程中的增减趋向取“” “”符号。 （3）模具在分型面上的合膜间隙：由于注射压力及模具分形面皮面的影响，会导致动模定模注射 时存在着一定的间隙。一般当模具分型面的平面度较高表面粗糙度较低时塑件产生的飞遍也小。飞遍 厚度一般应小于 0.020.1。 5.3.2 各零件的计算 一般情况影响零件及塑件公差的主要因素是模具的制造公差,塑件的收缩率 s 和模具磨损量这 z c 三项。 塑件的尺寸公差取 mt3，则： 制造公差=； z 1 3 磨损量取=； z 1 3 塑件 abs 的收缩率 s=0.4