毕业设计-遥控器面板注塑模具设计0001

1、摘要模具生产技术水平的高低， 已成为衡量一个国家产品制造水平高低的 重要标志。塑料工业的飞速发展， 对注塑模具的设计与生产提出了质量好、 制造精度高、 研发周期短等越来越高的要求， 能否适应这种需求已成为模 具生产企业发展的关键因素。模具技术是融合机械工程、计算机应用、自 动控制、数控技术等学科为一体的综合性学科。随着家电市场竞争的白热化，家电外壳设计成为了衡量家电外壳色 彩、手感、精度的重要一环，进而对设计提出了新的需求。本毕业设计正 是从实际使用出发，进行遥控器面盖注塑成型模具的设计。本设计是对遥控器面盖进行的注塑模型设计，利用 Pro/E 软件对塑件 进行了实体造型， 并对塑件结构进行了

2、工艺剖析。 首先对遥控器的结构工 艺性进行分析，清楚了解塑件；由生产批量初步选定注射机型号；然后对 本次模具设计的各个方案进行论证分析， 从选定方案中对浇注系统、 成型 工作零件的计算及校核，从中确定模架，推出与抽芯机构的计算及校核， 冷却系统的计算及其水道布置设计， 在最后对排气和导向与定位结构的设 计。其次利用注塑模具设计原理对各个具体系统零件进行详细的计算和 校核，使设计出的结构可确保模具可靠运行， 在此基础上完成了本毕业论 文的写作。最后绘制整套模具的装配图和零件图。通过对本课题遥控器模型设计，我重温了注塑成型与模具设计知识， 使书本知识和理论与实际生产相结合，加强了对注塑模具设计知识

3、的理 解，使自己能运用书本知识设计出基本符合生产要求的模具。 在论文中我 充分地运用了大学期间所学到的知识。进行了研究，巩固和深化，达到了预期的设计意图。 关键字： 注射模具 浇注系统 脱模机构 冷却系统AbstractThe technique level of molding tool which has became an important marking to measure the level of a national product. Some higher demands such as high quality, high precision, short time of

4、R&D and so on were put forward since the rapid development of plasticin dustry, whether they can adapt to these requirements has becoming an important factor for the development of molding producer. The mold technology is a comprehensive discipline that combines mechanical engineering, computer appl

5、ication, automatic control, numerical control technology and so on.As the competition in the appliance market growing, the appliance shell color, feeling and accuracy became an important part of the design and made new demands. This paper focus on the actual conduct and try to design remote control

6、cover injection mold.This design is the injection model of the remote control cover, use Pro / E software for the solid modeling plastic parts and analysis the structure of the process . Firstly, the structure of the remote control was analyzed to get a clear understanding of plastic parts.Then sele

7、ct the injection machine model by the initial production batch. Thirdly, analyze the various options, select the program. The calculation and checking of the gating system and forming working parts determine the mold , put forwardII the core mechanism calculation and checking and confirm the calcula

8、tion and channel layout of the cooling system .Finally, design the orientation and structure of the exhaust system .Furthermore,we use the principle of the injection mold design to calculate and verify the various parts in details, so that the designed structure can operate reliablly .At last,draw t

9、he assembly and part picture for the whole set of the mold.Base on it, I write this paper.Thanks to the designing of this remote control mold , I review the knowledge of the injection molding and mold design and put the theory into practice.It also make me understand the knowledge of the injection m

10、old design more,which can help me to use the book knowledge to design a mold matched the basic production requirement. In the paper, I make full use of the knowledge acquired during university to researching ,and achieve the desired intent.Key words: Injection mold Drawing of patterns organizationFe

11、ed system Cooling systemIII目录前 言 11 绪 论 21.1 课题研究的目的及意义. 21.2 国内外研究状况 . 31.3 课题研究基本设计思路和研究手段 51.4 论文结论和成果形式 . 72 方案分析 72.1 设计任务 . 72.2 产品分析 . 72.3 塑件所用塑料名称、性能及工艺参数 . 82.4 塑件结构要素. 112.4.1 塑件脱模斜度： 112.4.2 塑件精度等级的选用 122.4.3 圆角设计 122.5 注射机的选择 . 122.5.1 注射机相关参数计算与校核 122.5.2 注射压力： 142.5.3 锁模力的校核： 142.5.4

12、开模行程校核： 152.5.5 螺杆转速： 153 成型部分及其零部件设计 173.1 分型面的设计 . 173.1.1 考虑塑件质量 173.1.2 确保塑件表面质量 173.1.3 考虑模具结构 173.2 型腔数的确定 . 183.2.1 根据所用注射机的最大注塑量确定型腔数目 183.2.2 根据注射机最大锁模力确定型腔数 193.2.3 根据塑件的精度确定型腔数目 . 203.2.4 根据经济性确定型腔数目 203.3 凹模结构设计 . 213.3.1 凹模型腔的大小尺寸计算 223.3.2 型腔的深度尺寸计算 233.4 凸模结构尺寸 . 233.4.1 凸模/ 型芯的外形尺寸计算

13、 243.4.2 凸模/ 型芯的高度尺寸计算 253.5 型腔壁厚的计算 . 263.5.1 型腔的强度及刚度要求 263.5.2 型腔壁厚计算 274 浇注系统的设计 314.1 浇注系统的组成及设计原则 314.1.1 浇注系统的组成 314.1.2 浇注系统的设计原则： 314.2 主流道的设计 . 324.2.1 主流道分析 324.2.2 主流道的结构设计 324.2.3 主流道浇口套设计 344.3 分流道的设计 354.3.1 分流道的形状和尺寸 364.3.2 分流道的分布设计 374.4 浇口的设计 . 374.4.1 浇口位置的选取原则 384.4.2 浇口形式的设计 38

14、4.5 冷料穴的设计 . 394.5.1 冷料穴的结构 394.5.2 拉料方式 395 排溢系统设计 406 脱模机构设计 416.1 脱模机构的构成与功能 416.2 取出机构的方式 . 426.3 脱出机构设计原则. 426.3.1 脱出机构设计基本考虑 426.3.2 脱出机构的结构 436.3.3 所需顶出行程、开模行程计算 . 436.3.4 顶出力、抽拔力，开模力计算 . 446.4 塑件的脱出机构设计 466.4.1 顶杆的长度计算 476.4.2 顶杆直径 d 的设计 486.4.3 顶杆应力校核 486.4.4 顶杆在塑件上的布局 496.4.5 顶杆固定及配合 496.4

15、.6 顶出机构中附属零部件 507 冷却系统的设计 507.1 冷却装置设计分析 . 51II7.2 传热面积计算 . 527.2.1 注射周期的确定 527.2.2 冷却水计算 537.2.3 计算单位时间内所释放的热量 . 547.2.4 冷却水的导热总面积 557.2.5 确定冷却水路的直径 d 567.2.6 冷却水孔的总长度 567.2.7 冷却水管数量的确定 567.2.8 系统的其它零件 578 模体与支撑连接零件 58参考文献 62附录： 63外文资料与中文翻译 . 63III模具技术，既是先进制造技术的重要组成部分，又是先进制造技术 的重要应用领域。模具对于一般产品来说属于工

16、具范畴，精度高，结构 复杂，并有较高的材质要求，是典型的高附加值，高风险产品。随着社 会经济的发展，对于工业产品品种，数量，质量及其款式等提出了越来 越多的要求，因此，也促进了模具工业的快速发展。模具成为工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，是发展工业生 产的基础。采用模具生产零件，具有高效，节材，成本低，保证质量等 一系列优点，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。许多现代工 业的发展和技术水平的提高， 在很大程度上取决于模具工业的发展水平工业发展水平的不断提高， 工业产品更新速度加快， 对模具的要求 越来越高，尽管改革开放以来，模具工业有了较大发展，但无论是数量 还是质量仍满足不了国内市

17、场的需要， 目前满足率只能达到 70%左右。 造成产需矛盾突出的原因，一是专业化、标准化程度低，除少量标准件 外购外，大部分工作量均需模具厂去完成。加工企业管理的体制上的约 束，造成 模具制造周期长，不能适应市场要求。二是设计和工艺技术落 后，如模具 CAD/CAM 技术采用不普遍，加工设备数控化率低等，亦造 成模具生产效率不高、周期长。总之，是拖了机电、 轻工等行业发展的 后腿。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低 的重要标志。塑料工业的飞速发展，对注塑模具的设计与生产提出了质 量好、制造精度高、研发周期短等越来越高的要求，能否适应这种需求 已成为模具生产企业发展的关键

18、因素。模具技术是融合机械工程、计算 机应用、自动控制、数控技术等学科为一体的综合性学科。1.1 课题研究的目的及意义 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电机、 仪表、电子、通信、 家电和轻工业等行业中， 60%80%的零件都要依据 模具成形，并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越 迫切，精度要求越来越高结构要求也越来越复杂。模具已广泛应用于电 机电器产品、电子和计算机产品、仪表、家用电器、汽车、军械、通用 机械等产品的生产中。本课题要求设计遥控器面盖的注塑模具，注塑成型是现代塑料工业 中的一种重要的加工方法 注塑模具由于其专用性和独一性， 在设计时主 要考虑到工

19、厂现有的设备情况、产品的生产批量及模具的寿命。这遥控 器面盖为批量生产，但由于该塑料制件尺寸比较小，模具的结构相对比 较简单， 模具制造成本比较底， 在生产时主要考虑到模具寿命尽量要高， 所以对模具材料提出了较高的要求。遥控面盖是一个外形件，尺寸精度 要求不高，但对外层的表面粗糙度要求比较高，因此在设计时在能顺利 成型出塑料制品的情况下，对模具型腔的表面抛光工艺要求比较高。从总体结构上来看，该制件是一个尺寸较小，壁厚较薄，整体结构 比较简单的塑料件。由于壁厚较薄，脱模时如果受力不均则易会产生变 形从而出现制品缺陷，因此对脱模机构及冷却系统的设计要求较高。按照现今注塑模具设计的总体趋势，注塑模具

20、的设计已很少使用手 工绘图或完全由二维软件来进行设计，且模具标准件已在注塑模具设计 中大量采用。因此本课题将采取使用模具二维软件 CAD 和三维软件 Pro/E 综合使 用来进行模具的结构设计，且在模具设计的过程中综合考虑模具制造工 艺及注塑成型工艺。1.2 国内外研究状况塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其 中发展较快的种类，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。工业发展水平的不断提高，工业产品更新速 度加快，对模具的要求越来越高，尽管改革开放以来，模具工业有了较 大发展， 但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要， 目前满足 率只能

21、达到 70%左右。造成产需矛盾突出的原因，一是专业化、标准化 程度低，除少量标准件外购外，大部分工作量均需模具厂去完成。加工 企业管理的体制上的约束，造成 模具制造周期长，不能适应市场要求。 二是设计和工艺技术落后，如模具 CAD/CAM 技术采用不普遍，加工设 备数控化率低等，亦造成模具生产效率不高、周期长。总之，是拖了机 电、 轻工等行业发展的后腿。模具按国家标准分为十大类，其中冲压模、塑料模占模具用量的主 要部分。按产值统计，我国目前冲压占 50%-60%，塑料模占 25-30。国 外先进国家对发展塑料模很重视，塑料 模比例一般占 30%-40%。国内 模具中，大型、精密、复杂、长寿命模

22、具比较低，约占20%左右，国外为 50%以上。我国模具生产企业结构不合理，主要生产模具能力集中在 各主机厂的 模具分厂 （或车间）内，模具商品化率低，模具自产自用比例 高达 70%以上。国外， 70%以上 是商品化的。注塑成型是现代塑料工业中的一种重要的加工方法,模具是现代化工业生产的重要工艺装备，被称为 “工业之母 ”。而塑料模具又是在整个 模具工业中的一枝独秀，发展极为迅速。世界上注塑模的产量约占塑料 成型模具总产量的 50 %以上 ,尤其是家电盒型注塑产品需求量不断增 加，注塑成型能一次成型形状复杂、尺寸精确的制品,适合高效率、大批量的生产方式 ,以发展成为热塑性塑料和部分热固性塑料最主

23、要的成 型加工方法 ，注塑模具的设计与制造主要依赖于设计者的经验和技师的 制造技艺 ,一般需要经过反复调试和修模才能正式投入生产,这种传统的生产方式不仅使产品的生产周期延长 ,生产成本增加 ,而且难以保证 产品的质量， 要解决这些问题 ,必须以科学分析的方法 ,研究各个成型过 程的关键技术，塑料注塑成型是一个复杂的加工与物理过程,为实现注塑产品的更新换代 ,提高企业的竞争能力 ,必须进行注塑模具设计与制 造及成型过程分析的 CAD/ CAM/ CAE 集成技术的研究国外注塑模 CAD/ CAM/ CAE 技术研究的成果有关统计数据表明 :采用注塑模 CAD/ CAE/CAM 技术能使设计时间缩

24、短 50 %,制造时间缩短 30 %,成本下降 10 %,塑料节省 7 % 注塑模计算机模拟技术正朝着与 CAD/ CAE 无缝整 体集成化方向发展 ,注塑 CAD 所构造的几何模型为实现注塑模 CAE 技术提供了基本的几何拓扑信息和特征信息,注塑模 CAE 的目标是通过对塑料材料性能的研究和注射成型工艺过程的模拟和分析,为塑料制品的设计、材料选择、模具设计、注射成型工艺的制定及注射成型工艺 过程的控制提供科学依据 。 现时国际上占主流地位的注射模 CAD 软件 有 Pro/E、I-DEAS 、UG、SolidWorks 等；结构分析软件有 MSC、Analysis 等；注射过程数值分析软件有

25、 MoldFlow 等；数控加工软件有 MasterCAM 、 Cimatron等.现代模具生产中采用集特种加工设备为一体的数控加工中心 加工型腔零件， 减少工序间的衔接环节， 减少多次装夹定位造成的误差， 减少经手人员的数量，质量和周期由计算机数据处理人员控制，尽可能避免人为失误，使得生产周期和成本估算的精确性大大提高，生产质量 也得到保证。 目前注塑模设计方法比较多， 但是最常用的设计步骤如下： （1）了解设计任务（2）塑件的结构工艺性分析（3）分型面及浇注系统的设计（4）模具设计方案论证（5）主要零部件的设计计算（6）成型设备的校核计算（7）绘制模具装配图（8）绘制零件图（9）编写设计计

26、算说明书现代模具生产以数据处理为龙头，随著模具设计和工艺分析计算机 专家系统的不断成熟和普及，新技术和新工艺的推广应用非常迅速，使 得模具生产的质量、效率和可靠性可以主要由数据处理的环节把握。我国模具行业要进一步发展多功能复合模具，一套多功能模具除了 冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，通过这 种多功能的模具生产出来的不再是成批零件，而是成批的组件，如触头 与支座的组件、各种微小电机、电器及仪表的铁芯组件等。多色和多材 质塑料成形模具也将有较快发展。这种模具缩短了产品的生产周期，今 后在不同领域将得到发展和应用。1.3 课题研究基本设计思路和研究手段1. 基本设计思路塑件注

27、塑成型工艺分析：做出零件的三维造型，对塑件进行结构工 艺性分析，分析塑件塑料的成型工艺性及确定注塑成型工艺参数。注射机型号的选择：初选注射机并确定注射成型的工艺参数，注射 机相关计算的校核和成型设备。模具结构设计方案论证： 分型面的选择、 浇注系统的设计方案选择、 成型部分及其零件设计、排溢系统设计、脱模机构的设计、冷却系统的 设计，模体与支撑连接零件的结构。遥控器面盖模具相关结构设计的计算，主要包括浇注系统的计算、 成型零件的结构设计和计算、脱模方面的计算以及冷却系统的相关设计 计算，模架的确定和标准件的选用和成型设备的校核计算。2. 拟采用的途径（研究手段）主要采用模具 CAD/CAM/C

28、AE 等软件来进行模具的设计， 在模具设 计过程中要综合考虑到模具制造工艺以及注塑成型工艺，主要包括：（1）根据遥控面盖技术要求进行相关的计算、分型面的设计、确定 型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料充填过程分析等几个方面。（2）利用PRO/E或者UG确定分型面，生成上下模腔和模芯， 进行 侧抽芯机构的设计， 再进行流道、 浇口以及冷却水管的布置。（ 3）利用 PRO/E 的 EMX4.1 来自动生成模板、标准模架及模具标 准零件，并将 PRO/E生成总装图转换 .dwg扩展名的图，再用 Autocad编 辑出正确清晰的 2D 总装图。1.4 论文结论和成果形式1、打印文档：设计说明书一份；2

29、、给定文献的外文翻译；3、设计图纸：模具装配图一张， 零件图图纸五张；4、电子文档：1）总装图和零件图的二维 CAD 图；2）设计说明书和指定外文翻译的电子文档。2 方案分析2.1 设计任务设计题目：遥控器面板注塑模具设计2.2 产品分析本设计为面板类壳体模具， 壳体的尺寸为 170mm 67mm 17mm，壁 厚为 2.5mm，且有 11半径为 4mm圆孔， 6个 10mm 4mm的长方形孔， 在底部有一个电池盒，壁厚为 1.5mm 其效果如图 2-1、2-2 所示：图 2-1 遥控器内部示意图图 2-2 遥控器面板示意图2.3 塑件所用塑料名称、性能及工艺参数1. 塑件的尺寸精度分析该塑件

30、尺寸未标注公差按 MT5查取， 查塑料成型工艺及模具设计 书表 2-4 。2. 塑件的表面质量分析 该塑件要求外观光滑平整，不允许有成型斑点，云纹，冷疤和熔接 痕，而内表面无特殊要求。3. 塑件的结构工艺性分析（1）从图看，该塑件的尺寸相对比较小，塑件的结构也相对比较简 单，壁厚均匀，符合最小壁厚要求。（2）该塑件有形状不同的通孔， 如 8 的圆孔和 10 2 的长方形孔。综上所述，该塑件可采用注射成型加工。本设计采用聚苯乙烯（ PS）材料 ,PS 是非结晶性热塑性塑料。化学 稳定性较好，透明性好，电性能好，抗拉，抗弯强度高；但耐磨性差， 抗冲击强度差。适用于装饰制品，仪表壳，灯罩，绝缘零件，

31、日用品等。1.PS 成型性能如下：（1）无定形料，吸湿性小，不易分解，但质脆易裂，热膨胀系数大， 易产生内应力。（2）流动性较好（溢边值为 0.03mm左右），可用螺杆式或柱塞式注 射机成型。喷嘴用直通式或自锁式，但应防止飞边。（3）宜采用高料温、高模温、低注射压力，延长注射时间有利于降 低内应力，防止缩孔、变形（尤其对厚壁塑件）。料温过高易出现 “银丝”， 料温过低或脱模剂过多，则透明性差。（4）可采用各种形式的浇口，浇口与塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件（5）塑件壁厚均匀，最好不带嵌件（如有嵌件应预热） 。各面应圆弧 连接，不宜有缺口、尖角。2.PS 的主要性能指标 其性能指标如表

32、1密度 / g cm 31.06屈服强度 /MPa63比体积 /cm3 g 10.94拉伸强度 /MPa60吸水率 （%）0.03 0.05拉伸弹性模量 /GPa2.8 3.5熔点 / C131 165抗弯强度 /MPa6198计算收缩率 （%）0.65抗压强度 /MPa95比热容 /J (kg C) 1950弯曲弹性模量 /MPa753.PS 的注射成型过程及工艺参数（1）注射成型过程1）成型前的准备。对 PS 的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于 PS吸水性不大，成型前不必加热干燥。但预备干燥较为安全，在热风循 环干燥箱里采用 60 70的热风干燥为宜。2）注射过程。塑件在注射机料筒内经过

33、加热、 塑化达到流动状态后， 由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程是充模、压实、保压、倒 流和冷却五个阶段。3）塑件的后处理。为了消除内部应力，加以退火为宜（处理温度为 80，处理时间为 24h 为宜）。（2）PS的注射工艺参数101）注射机螺杆式。2）料筒温度（）后段 140-160中段 160-170前段 170-1903）喷嘴温度（） 160-1704）模具温度（） 40-755）注射压力（ Mpa） 60-1006）保压压力（ Mpa） 30-407）成型时间（ S）注塑 13；保压 1540；冷却 15308）成型周期（ S） 40904. PS成型塑件的主要缺陷及消除措施（1）

34、缺陷：注射成型时容易溢料，制品易产生内应力，易开裂，料温 过高易出现“银丝”。（2）消除措施：控制好料温，进行退火处理。2.4 塑件结构要素2.4.1 塑件脱模斜度：对 PS塑料而言 4 ： 型芯： 301（取 45）型腔： 35130（取 35）112.4.2 塑件精度等级的选用经查表本塑件选用一般等级，精度等级为 MT52.4.3 圆角设计为了避免应为集中，提高塑件的强度，便于塑件熔体的流动和塑件 脱模，在塑件的内外表面的各连接处均应设计过渡圆弧。2.5 注射机的选择2.5.1 注射机 相关参数 计算与校核（1）计算塑件体积和重量 通过三维软件建模设计分析可得塑件体积为 V 塑=19.36

35、3cm3M =V 塑 =19.3631.06=20.525g式中 M 塑件的质量（ g）塑件的密度（ g / cm 3 ）（ 2）根据塑件本身的几何形状及生产批量确定型腔数目由于该塑件尺寸相对较小且结构也相对较简单，加上塑件尺寸和表 面质量均无特殊要求，所以考虑采用一模两腔，型腔布置平衡，以方便 侧抽实现、浇口排列和模具结构的平衡。（3）浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但本塑件是流12 动性好的普通精度塑件，可以根据按照塑件体积的 15%20%来估算。由 于本次采用的是平衡式流道较简单，且采用一模两腔，因此浇注系统的 凝料按塑件体积的 0.2 倍来估算，

36、故一次注入模具型腔塑料熔体的总体 积为3V 总 =V塑（1+0.2） 2=19.3631,22=46.471cm4）选择注射机3根据计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量 V总=46.471cm ，并V总3结合塑料成型工艺及模具设计书式 4-18 ，则有 V公 = 总 =78.329cm30.8（1）注射量校核1）注射量校核。 注射量以容积表示，最大注射容积为3 Vmax=V =120 0.85=106cm 式中 Vmax 模具型腔和流道的最大容积；3V 选定注射机的注射量容积， 该机为 75cm3 ；注射系数，取 0.75 0.85 ，无定型塑料可取为 0.85 。 倘若实际注射量过小，注射机

37、的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停3 留时间就会过长，所以最小注射容积 Vmin=0.25125=62.5cm 。故每次 注射的实际注射容积 V 1应满足Vmin V Vmax ，而 V1=V公=78.329cm3， 符合要求。132） 查塑料成型工艺及模具设计书表 4-1 可知， PS所需注射压力为 60-100Mpa，这 里取 P0 80MPa ，该注射 机的 公称注射 压力 P公 60MPa ，注射压力安全系数 k1 1.251.4 ，这里取 k1 1.3 ，则 k1P0 1.3 80 104MPa P公 所以，注射机注射压力合格。2.5.2 注射压力：查表知 PS 的注射压力为 60

38、150MPa。2.5.3 锁模力的校核：1）塑件在分型面上的投影面积 A塑 ，则A 塑 =170 67 4 4 11-6 10 24=10597.079mm22）浇注系统在分型面上的投影面积 A浇 ，即流道凝料在分型面上的 投影面积 A浇数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。 A浇 是每个塑 件在分型面上的投影面积 A塑 的 0.2-0.5 倍。根据本流道设计方案， 可以 取 A浇 0.2A塑3）塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积 A总 ，则A总=n（A 塑+A浇）=2119.4164 ）模具型腔内的胀型力 F胀则F胀=A总P模=635.825 KN14 式中 P模型腔的平均计算压力值。

39、P模是模具型腔内的压力，通常取 注射压力的为 20%40%Mp，a 大致范围 24.4 48.8 Mpa 。PS属中等粘 度塑料及有精度要求的塑件，取 P模 =35 Mpa。查塑料模具设计指导书表 13-2，可得该注射机的公称锁模力F锁=800 KN锁模力安全系数为 k2 1.11.2，这里取 k2 1.2，则K2 ZF胀=762.99L1L2S=17+18+8=43mm式中L1凸模凸出部分高度 (mm)L2取出塑件间隙 (mm)顶杆顶出富裕量 (510mm) (取 8mm)2.5.5 螺杆转速：经查表，聚苯乙烯转速为 32r /min综上所述，选取 XS-SZ125/900 卧式注塑机，其主

40、要参数为 6 ：15螺杆直径 /mm ： 注塑压力 /MPa：42110104最大注射面积 cm2：320锁模力 /kN：900模具厚度 /mm ：max300min200移模行程 /mm ：300模板最大开距 /mm ：600模板行程 /mm ：300喷嘴孔径 /mm ：4注射机喷嘴半径 /mm：17163 成型部分及其零部件设计3.1 分型面的设计分型面是为了将塑件浇注系统凝料等从密闭的模具内取出，以及为 了安放嵌件，将模具适当地分成两个或若干个主要部分，这些可以分离 部分的接触表面， 通称为分型面。 分型面位于模具动模和定模的结合处， 在塑件最大外形处。3.1.1 考虑塑件质量对于有轴度

41、要求的塑件要使其全部动模或定模中成型，防止由于模 具合模不准确造成塑件尺寸的误差。对于外观无严格要求的塑件，可将 分型面选在塑件中部， 这样可以用较小的脱模斜度有利于脱模。3.1.2 确保塑件表面质量分型面尽可能选择在不影响外观的部位以及分型面处产生的飞边容 易加工修整部位。3.1.3 考虑模具结构1） 尽量简化脱模部件。为便于塑件脱模，应使塑件在开模时尽可能留于动模部分。（ 2） 尽量方便浇注系统布置。（ 3） 便于排溢。为了有利于气体的排出，分型面尽可能与料流的17末端重合（ 4） 模具总体结构简化，尽量减少分型面的数目，尽量采用平直 分型面。综合以上考虑，可选择分型面结构如下图 3-1：

42、图 3-13.2 型腔数的确定在确定型腔数时，常用的有四种方法：3.2.1根据所用注射机的最大注塑量确定型腔数目根据公式n K利G公 G废 7（3-1）G件式中n型腔数K利 注射机公称注射量的利用系数 0.70.85，此18处取 0.8.G公 注射机的质量公称注射量（ g）G废 浇注系统及飞边等的塑料质量（ g）G件 单个型腔中塑件质量（ g）3.2.2 根据注射机最大锁模力确定型腔数根据公式 n F锁 fA废（3-2）fA件式中F锁 注射机的额定锁模力（ N）A废 模具上浇注系统及飞边在分型面上的投影面积（ m 2 ）A件塑件在分型面上的投影面积 （m2 ）f 单位投影面积所需的锁模力（ N

43、/m 2 ）193.2.3 根据塑件的精度确定型腔数目根据经验，每增加一个型腔，塑件尺寸精度要降低 4%，设塑件的基本尺寸为 L（mm） ，塑件尺寸公差为 （%ABS 为 0.5%），则L L 4 xn(x 1L00) (1L00 1040) 12500 Lx 24(3-3)式中 L基本尺寸尺寸偏差百分数X塑件尺寸偏差3.2.4 根据经济性确定型腔数目设型腔数目为 n,塑件总件数为 N，模具费用（ C0 NC1）元， C1为每一型腔所用费用， C0 为模具费用中与型腔数目无关的部分，单位小时加工费用为Y（元 /小时），成型周期为 t（min）。若忽略准备时间和试模时间原材料费用，则总的成型加工

44、费用为：Ytx N() C0n C1（3-4）60n式中 x总费用N总件数Y 单位小时加工费用t成型周期n型腔数20C1每一型腔需费用C0模具费用中与型腔数无关的部分根据本设计任务书的要求，采用双型腔模具成型3.3 凹模结构设计凹模是成型塑件外形的主部件，其结构随塑件的形状和模具的 加工方法而变化。整体方式强度好，刚度好，结构简单。本设计采用完全整体式 模块，它是由金属直接加工而成的，这种形式的凹模结构简单，牢 固可靠，不易变形，成型的塑件质量较好，适用于形状简单的塑件 其结构如图 3-2：图 3-2 完全整体式凹模213.3.1 凹模型腔的大小尺寸计算D腔 （ds dsQcp x s）0m

45、8（3-5）式中 D腔 型腔内形尺寸（ mm）ds 塑件的外形基本尺寸（ mm）s 塑件公差Qcp 塑件平均收缩率（ %）X 综合修正系数（考虑塑件的收缩率的偏差和波动、1 成型零件的磨损等因素） 。本设计中取 X= 1。2m=1/4 ss本设计中零件为 （17067） 横向 0.92 纵向 0.521 所以有：横向 D腔 =(170 170 1%0.92)00.23=171.2400.23mm1 纵向 D腔 =(67 67 1%0.52)00.13200.13= 67.410 mm223.3.2 型腔的深度尺寸计算H 腔 （hs hsQcp x s）0m（3-6）式中 H 腔 型腔内形尺寸（

46、 mm）hs 塑件的高度基本尺寸（ mm）s 塑件公差。查表 s =0.24Qcp 塑件平均收缩率（ %） 取 1.0X 综合修正系数（考虑塑件的收缩率的偏差和波动、1成型零件的磨损等因素） 。本设计中取 X= 1。2m 模具成型尺寸设计公差。取 m=1/4 s =0.06所以， H腔 =（17 17 1% 21 0.06）00.24=17.1400.243.4 凸模结构尺寸凸模是成型塑件的成型零件，对于简单的容器，如壳、盖之类的塑 件，成型起主要部分内表面的零件称为主型芯，按结构主型芯可分为整 体式和组合式两种。整体式结构型芯其结构牢固，但不便加工，消耗的 模具钢多，主要用于工艺试验或小型模

47、具上的简单型芯。23为了便于加工，形状复杂型芯往往采用镶拼组合式结构，这种结构 是将型芯单独加工后，再镶入模板中。本设计为简单塑件，并且为双型腔，故选用整体式凸模，其结构如3-39图 3-3 整体式凸模3.4.1 凸模/ 型芯的外形尺寸计算03-7)d凸 （Ds DsQsp x s） m式中d凸 凸模 /型芯外形尺寸（ mm）Ds 塑件内形基本尺寸（ mm）Qcp 塑件平均收缩率（ %）x 综合修正系数（考虑塑件的收缩率的偏差和波动、241成型零件的磨损等因素） 。本设计中取 X= 12m=1/4 ss 本设计中零件横向 0.92 纵向 0.52。1所以 横向 d凸 (165 165 1.0%

48、0.92)00.23= 16700.23 mm纵向 d凸1(62 62 1.0%0.52)00.13= 62.8800.13 mm3.4.2 凸模/ 型芯的高度尺寸计算(Hs0x s) m3-8)式中h凸 凸模 /型芯的高度尺寸（ mm）H s 塑件内形深度基本尺寸（ mm ）Qcp 塑件平均收缩率（ %）x 综合修正系数（考虑塑件的收缩率的偏差和波动、1成型零件的磨损等因素） 。本设计中取 x=12。251m 模具成型尺寸设计公差。 m=1 s=4s 塑件公差，查表得 s =0.24所以 h凸 (17 17 1.0% 12 0.24)00.06=17.137-00.06mm3.5 型腔壁厚的

49、计算3.5.1 型腔的强度及刚度要求塑件模具的型腔侧壁和底壁厚度的计算是模具设计中经常遇到的问 题，尤其对大型模具更为突出。目前许多单位都是凭经验决定的，但常 因估计不准确而造成模具报废和浪费材料，为此建立科学的计算方法是 实属必要的。目前常用的计算方法有按刚度和强度两大类，但是实际的 塑料模具却要求既并不允许因刚度不足而影响变形，甚至破坏，也不允 许因刚度不足而发生过大变形。因此，要求刚度和强度加以合理考虑。在注塑成型过程中，型腔所受的力有塑件熔体的压力，合模时的压 力，开模时的拉力等，其中最主要的是熔体的压力，在塑料熔体压力作 用下，型腔将产生有应力及变形。如果型腔侧壁和壁厚不够，当型腔中

50、 产生的内应力超过材料的许用应力时， 型腔即发生强度破坏。 与此同时，26刚度不足侧壁发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及强 度的要求并非同时兼顾。对于大尺寸型腔，刚度不足是主要问题，应按 强度计算。强度计算的条件是满足各种受力状态下的许用应力。刚度计 算的条件则因模具性，从几个方面考虑 10 ：1. 要防止益料模具型腔的某些配合面当高压塑料熔体注入时，会产生足以益料的 间隙。对于 PS而言，间隙为 0.05mm.2. 应保证塑件精度塑件均有尺寸要求，这就要求模具塑腔具有良好的刚性，即塑件注 入时不产生过大的弹性变形。最大的弹性变形值可取塑件的允许公差的 1/5 。常见中小塑件公差

51、为 0.13mm 0.25mm。因此允许弹性变形量为 0.025mm0.05mm，可按塑件大小和精度等级选取。3. 应利于脱模当变形量大于塑件冷却收缩时，塑件的周边将被型腔紧紧的包住而 难以脱模，强制顶住易使塑件划伤或损坏，因此型腔允许弹性变形量小 于塑件的收缩值。型芯的强度、刚度相当于杆类零件的校核计算。3.5.2 型腔壁厚计算在注射成型过程中，型腔承受塑料熔体的高压作用。因此模具型腔 应该有足够的高度。型腔强度不足，将发生塑性变形，甚至破裂，刚度 不足将产生过大的弹性形变，导致型腔的向外膨胀，并产生溢流间隙。型腔厚度的计算本塑件中的型腔为矩型壳类形状，其厚度算法可用矩形型腔厚度公27式计算

52、。cpM h41. 型腔侧壁厚度计算刚度条件3-9)式中 S 型腔侧壁厚度（ mm）C 系数。查表得 C=1.0h型腔侧壁受压高度（mm）。h=17mmpM 型腔压力（MPa），查表得，对于塑料 PS为 100MPa。E 模具材料弹性模量 2.1MPa任一自由边中点的允许变形量，查表得，对于材料 PS取 0.05 ( mm)所以 S11 174 100 362.1 106 0.05=28.2mm强度条件13P(1 w ) 2 a3-10)式中a 型腔侧壁受压高度 （ mm） a =17mmP型腔压力（MPa）查表得，对于塑件 PS为 100MPa28系数，查表得 0.13短边与长边比= 67=

53、170许用应力（ MPa），对于碳钢=160(MPa)117 (3 100(1 0.13 0.39) ) 1217 ( 160 )=23.9mm所以 S 取 29mm。2. 型腔底壁厚度计算 按强度计算：b a pM3-11)式中th 底壁厚度（ mm）b凹模型腔的内孔 （矩形）短边尺寸（mm） b=67mma系数且由 l/b=170/67=2.53查表得 a =0.5pM 模腔压力（MPa）且pM =（25%50%）P注=2255MP取 40 MPa。材料许用应力 （MPa） p =16029th67 0.5 40160=23.7mm按刚度计算43-12）3 c pMh4Ep式中c 系数且由

54、 l/b=170/67=2.53查表得 c =0.0277pM 模腔压力（ MPa）且 pM =（25%50%） P注 =2255MPa取 40 MPa。5E 材料的弹性模量（ MPa） E =2.1 105 MPa成型零部件的许用变形量且 p=1 s =0.2 0.24=0.048 p543 0.027 40 174 th 3 5 h 2.1 105 0.048=2.1mm所以 th 取 24mm。304 浇注系统的设计4.1 浇注系统的组成及设计原则4.1.1 浇注系统的组成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，其由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。4.1.2 浇注系统的设计原