上罩塑件注射模设计论文

1、（论文）上罩塑件注射模设计系 别 机械工程系专 业机械设计制造及其自动化班 级学 号姓 名指导教师负责教师2016年6月摘 要从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。设计一副注塑模具来生产上罩塑件产品，以实现自动化提高产量。针对上罩的具体结构，该模具是侧浇口的单分型面注射模具。通过模具设计表明该模具能达到上罩的质量和加工工艺要求。具体设计为：材料选用ABS；注射机选用SZ-200/60。型芯型腔分别安装在定模固定板和动模固定板上，型腔分别

2、位于型腔板的上、下面上；分流道设在型腔板两端面上；选用导柱导向机构；下层的塑件通过顶针推动顶针固定板从型芯上脱出，上层的塑件通过拉料板使其从型芯上脱出，通过侧向联动开模机构实现脱模。关键词：上罩 浇注系统 注塑模 分型面AbstractProcess from the product structure, the specific structure of the mold, the casting mold system, mold forming part of the structure, the top out of the system,coo

3、ling system, the choice of injection molding machines and related parameters of the check, there are detailed design. Through the entire design process that the mold can achieve the required pieces of plastic processing technology.Design of an injection mold to pro

4、duce cover plastic products, in order to realizethe automation of production. According to the concrete structure on the cover,the mold is the side gate of the single type of injection mold. Through the die design that the die to the q

5、uality and processing requirements to the upper cover.Concrete design: material is ABS; injection machine using SZ-200/60. Core and cavity are respectively arranged on the fixed mould fixing plate and the movable mould fixing plate, cavity&

6、#160;are respectively located in the cavity plate, the flow channel are arranged at both ends; cavity plate surface; the guide pin guide mechanism; the lower plastic parts by the thimble push ejector retainer plate outfrom th

7、e core, plastic pieces of upper pulling plate which emerge from the core to realize demolding through, through the lateral linkage mould opening mechanism.Keywords: Cover;Injection mold ；Parting surface；Gating system目 录摘

8、 要1Abstract2目 录31引言52 塑件的材料及结构分析62.1塑件的原材料的分析62.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析82.2.1结构分析82.2.2尺寸精度分析82.2.3表面质量分析82.2.4计算塑件的体积和重量92.2.5塑件注射工艺参数的确定93 注射模的结构设计103.1型腔数目的确定103.2型腔的分布103.3分型面的设计113.4浇注系统设计113.4.1主流道123.4.2分流道设计123.4.3浇口形式及位置的选择133.4.4 剪切速率的校核143.4.5 主流道剪切速率校核143.4.6 浇口剪切速率的校核143.5成型零件结构设计143.5.1型腔的结

9、构设计143.5.2型芯的结构设计154. 模具设计的有关计算174.1型腔和型芯工作尺寸计算174.2 型腔侧壁厚度计算174.3 模具加热和冷却系统的计算184.3.1 塑料熔体释放的热量184.3.2 高温喷嘴向模具的接触传热194.3.3 注射模通过自然冷却传导走的热量194.4模具闭合高度的确定214.5注射机有关参数的校核214.5.1 由锁模力选定注射机214.5.2最大注塑量的校核224.5.3锁模力的校核224.5.4 塑化能力的校核235 抽芯结构设计245.1 抽芯距离的确定与抽芯力的计算:245.2 斜导柱设计245.3 滑槽的设计265.4 楔紧设计265.5 滑块定

10、位设计276. 绘制模具总装图287. 注射模的试模29结束语30致 谢31参考文献321引言随着中国国民经济的高速发展，各相关行业对于塑料模具需求越来越多，要求也日益提高。预计到2005年底，仅汽车行业就将需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30%，塑料管的普及率将达到50%，这些都会大大增加对模具的需求量。虽然目前中国塑料模具工业的技术水平已取得了很大的进步，但总体上与发达工业国家相比仍有较大的差距。专家认为，制造理念陈旧是其发展滞后的直接原因。加快技术进步，调 整产品结构，增加高档模具的比重，减少

11、对进口模具的依赖，是塑料模具工业发展的方向。且在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。近年来,全球制造业正以垂直整合的模式向中国及亚太地区转移，中国正成为世界制造业的重要基地。制造业模式的变化，必将产生对新技术的需求，也必将导致CAD/CAM技术的发展。从我国国情出发，认真面对模具工业发展的现状，加快模具CAD/CAM技术的推广，建立起一套软件开发、使用评价维护体系，形成区域规模优势，相互交流与协作，组成行业集团，尽快与国际接轨，参与国际竞争。我们有理由相信，随着中国经济的不断发展，模具行业将逐渐与国际CAD/CAM行业接轨，适应国CAD/CAM的要

12、求，创造出具有中国特色的模具设计制造模式。 塑料最常见的成型方法一般分为熔体成型和固相成型两大类。 熔体成型的模具主要有注射成型、压塑成型、挤出成型等。固相成型的模具主要有真空成型、压缩空气成型和吹塑成型等。 按照上述成型方法的不同，可以划分出对应不同工艺要求的塑料加工模具类型,主要有注射成型模具、挤出成型模具、压塑成型模具、吹塑成型模具、吸塑成型模具、高发泡聚苯乙烯成型模具等。 塑料注射模具：它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具塑料注射成型模具对应的加工设备是塑料注射成型机，塑料首先在注射机底加热料筒内受热熔融，然后在注射机的螺杆或柱塞推动下经注射机喷嘴和模具的浇注系统进

13、入模具型腔塑料冷却硬化成型脱模得到制品。它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法。塑料挤出模具：是用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具。塑料压缩模具：压缩成型方法是根据塑料特性将模具加热至成型温度后将计量好的压塑粉放入模具型腔和加料室闭合模具塑料在高热、高压作用下呈软粘流经一定时间后固化定型，成为所需制品形状。塑料吹塑模具：是用来成型塑料容器类中空制品的一种模具。塑料吸塑模具：是以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具。 高发泡聚苯乙烯成型模具：是应用可发性聚苯乙烯原料来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料的一种模具。 注塑模具种类很多，常见的有：注射模、压塑模、挤出模等。但以注

14、射模最为常用。2 塑件的材料及结构分析2.1塑件的原材料的分析ABS塑料 (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯) 英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene。比重:1.05g/cm³ 成型收缩率:0.30.8%成型温度：180200 干燥条件：8085 23小时物料性能:1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好。2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理。 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。成型性能

15、:1、无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥8085,23小时。2、宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270，对精度较高的塑件，模温宜取5060,对高光泽.耐热塑件,模温宜取6080。3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产37天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。本制品采用ABS材料，根据注塑工艺分析的需要，首先对ABS塑料进行注塑工艺分析。1、ABS 塑料的干燥ABS 塑料的吸湿性和对水分的敏感

16、性较大, 在加工前进行充分的干燥和预热, 不单能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝, 而且还有助于塑料的塑化, 减少制件表面色斑和云纹。ABS 原料要控制水分在0.13 %以下。注塑前的干燥条件是: 干冬季节在7580 以下, 干燥23h , 夏季雨水天在8090 下, 干燥48h , 如制件要达到特别优良的光泽或制件本身复杂, 干燥时间更长, 达816h。因微量水汽的存在导致制件表面雾斑是往往被忽略的一个问题。最好将机台的料斗改装成热风料斗干燥器, 以免干燥好的ABS 在料斗中再度吸潮, 但这类料斗要加强湿度监控, 在生产偶然中断时, 防止料的过热。 2、注射温度ABS 塑料的温度与熔融

17、粘度的关系有别于其他无定型塑料。在熔化过程温度升高时, 其熔融实际上降低很小, 但一旦达到塑化温度(适宜加工的温度范围, 如220250 ) , 如果继续盲目升温, 必将导致耐热性不太高的ABS 的热降解反而使熔融粘度增大, 注塑更困难, 制件的机械性能也下降了。所以,ABS 的注射温度虽然比聚苯乙烯等塑料的更要高, 但不能像后者那样有较宽松的升温范围。某些温控不良的注塑机, 当生产ABS 制件到一定数量时, 往往或多或少地在制件上发现嵌有黄色或褐色的焦化粒, 而且很难利用加新料对空注射等办法将其清除排出。究其原因, 是ABS 塑料含有丁二烯成分, 当某塑料颗粒在较高的温度下牢牢地粘附在螺槽中

18、一些不易冲刷的表面上, 受到长时间的高温作用时, 造成降解和碳化。既然偏高温操作对ABS 可能带来问题, 故有必要对料筒各段炉温进行限制。当然, 不同类型和构成的ABS 的适用炉温也不同。如柱塞式机, 炉温维持在180230 ；螺杆机, 炉温维持在160220 。特别值得提出的是, 由于ABS的加工温度较高, 对各种工艺因素的变化是敏感的。所以料筒前端和喷嘴部分的温度控制十分重要。实践证明, 这两部分的任何微小变化都将在制件上反映出来。温度变化越大, 将会带来熔接缝、光泽不佳、飞边、粘模、变色等缺陷。3、注射压力ABS 熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高, 所以在注射时采用较高的注射压力。

19、当然并非所有ABS 制件都要施用高压, 对小型、构造简单、厚度大的制件可以用较低的注射压力。注制过程中, 浇口封闭瞬间型腔内的压力大小往往决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力过小, 塑料收缩大, 与型腔表面脱离接触的机会大, 制件表面雾化。压力过大,塑料与型腔表面摩擦作用强烈, 容易造成粘模。 4、注射速度ABS 料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时, 塑料易烧焦或分解析出气化物, 从而在制件上出现熔接缝、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。但在生产薄壁及复杂制件时, 还是要保证有足够高的注射速度, 否则难以充满。5、模具温度ABS 的成型温度相对较高, 模具温度也相对较高。一般调

20、节模温为7585 , 当生产具有较大投影面积制件时, 定模温度要求7080 , 动模温度要求5060 。在注射较大的、构形复杂的、薄壁的制件时, 应考虑专门对模具加热。为了缩短生产周期,维持模具温度的相对稳定, 在制件取出后, 可采用冷水浴、热水浴或其他机械定型法来补偿原来在型腔内冷固定型的时间。 6、料量控制一般注塑机注ABS 塑料时, 其每次注射量仅达标准注射量的75 %。为了提高制件质量及尺寸稳定, 表面光泽、色调的均匀, 要求注射量为标定注射量的50 %为宜。注塑模具是与注塑机配套使用，因此设计时注塑机的选择尤为重要。从模具设计的角度出发，应了解的注射机的技术要求有：注射机的类型、最大

21、注射量、最大注射压力、锁模力、最大注射面积、模具的最大和最小闭合厚度、最大开模行程以及模具在注射机上安装时所需的定位孔的大小、螺钉孔的位置等等。根据制品的大小及企业生产状况，选择SZ-200/60注射机，其主要参数如表2-1所示。表2-1 注射机参数型号SZ-200/60螺杆直径（mm）42注射容量（cm3或g）200注射压力（N/cm3）138锁模力 （KN）900最大注射面积（cm2）14.05模具厚度（mm）170300模板行程（mm）350喷嘴球半径（mm）10喷嘴孔直径（mm）4喷嘴伸出量（mm）20顶出行程（mm）2002.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.2.1结构分析图2

22、-1上罩零件图见图2-1，该零件总体形状为圆形壳体。尺寸如图，模具设计时需要设置斜抽芯机构，该零件属于中等复杂程度。2.2.2尺寸精度分析技术要求中提出该塑件的尺寸公差IT3（SJ1372-78）。由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。2.2.3表面质量分析该零件的表面要求没有缺陷、毛刺、无飞边及要有一定的光泽，没有特别高的表面质量要求，所以比较容易实现。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2.2.4计算塑件的体积和重量计算塑件重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。ABS的密度为=1.05g/cm³

23、成型收缩率成:0.30.8% 成型温度：180200。计算塑件的体积：V=91cm³计算塑件重量：W=V91cm³×1.05g/cm³=95.55g故塑件的重量为：95.55g考虑到塑件结构不太复杂，需求量中等固采用一模两腔的模具结构，考虑其外形尺寸、注射时所需压力和工厂现有的设备等情况，初步选用注射机为SZ-200/60。2.2.5塑件注射工艺参数的确定参考工厂的实际应用的情况，ABS的成型工艺参数可作如下选择。试模时，可根据实际的情况作适当的调整。注塑机类型螺杆式 螺杆转速/(r/min) 400喷嘴形式/温度 直通式/170180料筒温度

24、/ 78前段 180200中段 165180后段 150170模具温度/ 5080注射压力/mpa 60100保压力/mpa3050注射时间/s 2090高压时间/s 05冷却时间/s 20120成型周期/s 502003 注射模的结构设计注射模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。3.1型腔数目的确定该塑件精度要求不高，但需求量中等，固应选多腔模更为合适。它可以提高生产效率，降低塑件的整体成本。生产经验表明，每增加一个型腔，塑件的尺寸精度将降低4%。按注射机的最大

25、注射量计算型腔数目 型腔数目nn(Kmp-m1)/m式中K:注射机最大注射量的利用系数，取0.8mp：注射机最大注射量，gm1：浇注系统凝料量，gm： 单个塑件的质量，g经过计算和产量的要求，n取2，采用一模两腔的形式。3.2型腔的分布由于型腔的排布与浇注系统密切相关的，所以在模具设计时应综合加以考虑。型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地充填每个型腔，从而使各个型腔的塑件内在质量均一稳定。图3-1型腔的分布3.3分型面的设计模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。分型面与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具

26、的制造工艺等有关，因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键步骤。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。该塑件表面质量无特殊要求，结构也比较间单，固选平直分型面。如图3.1如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1、分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2、便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3、保证塑件的精度要求。4、满足塑件的外

27、观质量要求。5、便于模具加工制造。6、对排气效果的影响。该设计的分型面选取如图3-2所示。图3-2 分型面3.4浇注系统设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四个部分组成。浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内外部质量及模具结构、塑料的利用率等有较大的影响。对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则。1、了解塑件的成型性能2、尽量避免或减少产生熔接痕3、有利于型腔中气体的排出4、防止型芯的变形和嵌件的位移5、尽量采用较短的流程充满型腔6、流动距离比和流动面积比的校核3.4.1主流道主流道是指

28、浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度降和压力损失最小。SZ-100/60型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔径：d0=3mm；喷嘴前端球面半径：R0=14mm；根据模具主流道与喷嘴的关系R=R0+(12)mmd=d0+(0.51)mm取主流道球面半径R=16mm；取主流道的小端直径d=3.5mm.为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥度为1º3º，经换算得大端直径D=7mm。为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计

29、半径r=3mm的圆弧过渡。浇口套设计如图3-3所示。图3-3浇口套3.4.2分流道设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度等因素来确定。本塑件的形状不算太复杂，熔料填充型腔比较容易。根据型腔的放置方式可知分流道的长度不长，为了便于加工起见，选用形状为圆形分流道，R=3mm。塑料迅速冷却，只有内布的熔体流动比较理想，因此分流道表面粗糙度一般取Ra1.6mm。3.4.3浇口形式及位置

30、的选择浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件能否完好、高质量地注射成型。浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两大类。按浇口的结构形式和特点，常用的浇口可分为以下几种形式。1、直接浇口2、中心浇口3、侧浇口4、环形浇口5、轮辐式浇口6、爪形浇口7、点浇口按此零件对外表面的要求:该零件的表面要求没有明显的缺陷、毛刺、无飞边及要有一定的光泽。模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构

31、。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1、浇口应开设在塑件壁厚最大处。2、必须尽量减少熔接痕。3、应有利于型腔中气体排出。4、考虑分子定向影响。5、避免产生喷射和蠕动。6、浇口处避免弯曲和受冲击载荷。7、尽量缩短流动距离。综合以上分析，浇口选择侧浇口位置见图3-4所示。 图3-4浇口的位置3.4.4 剪切速率的校核生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率R=5.8×105×10S、浇口的剪切速率R=1010S时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料，将以上推荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示：R=式中

32、 q体积流量（CM/S）；R浇注系统断面当量半径（CM）。3.4.5 主流道剪切速率校核Q=0.8Q/T =338.2÷1.5=225.5 （CM/S） T注射时间：T=2.5（S）； R主流道的平均当量截面半径：R=0.538（CM） d 主流道小端直径 ， d=0.63 （CM）； d主流道大端直径，d=1.2（CM）R= 3.1×158.9/(3.14×0.2783)=1.47×10 S5×101.47×105×10 (满足条件)3.4.6 浇口剪切速率的校核R= =3.67×152/(3.14×0

33、.423)=1.45×103 S其中：浇口面积S=/4×(D22-D12),当量面积S=R 所以R=7mm。 单从计算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊，为一模四穴，无分流道，压力损失少，进料速度快，成型比较容易，传递压力好。从以上的计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内，证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。3.5成型零件结构设计3.5.1型腔的结构设计根据模具的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，型腔的结构很简单，加工没有特别的困难，所以定型腔采取整体式结构，其结构如图3-5所示。图3-5 型腔3.5.2型芯的结构设计成型塑件内表面的零

34、件称凸模或型芯，主要有主型芯、小型芯、螺纹型芯和螺纹型环等。对于结构简单的容器、壳、罩、盖之类的塑件，成型其主体部分内表面的零件称主型芯或凸模，而将成型其他小孔的型芯称为小型芯或成型杆。主型芯的结构设计按结构主型芯可分为整体式和组合式两种组合式结构：为了便于加工，形状复杂型芯往往采用镶嵌组合式结构。这种构是将型芯单独加工后，再镶入模板中。所以我们将动模型芯采取组合式结构，将型芯割开以便加工。其凸模型芯凹模的结构形式如图3-6所示。图3-6型芯4. 模具设计的有关计算本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。ABS收缩率为Q=0.30.8%，故平均收

35、缩率为Qcp=（0.3+0.8）%/2=0.55%，考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取z=/3。4.1型腔和型芯工作尺寸计算1、型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩率S，塑件的基本尺寸 Ls是最大的尺寸，其公差为负偏差，因此塑件平均尺寸为Ls-，模具型腔的基本尺寸Lm是最小尺寸，公差为正偏差，型腔的平均尺寸为Lm+z/2。型腔的平均磨损量为c/2，如以Lm +Z表示型腔尺寸, ABS平均收缩率S=0.55%.Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)S经整理最终公式为：Lm0+z=(1+S)Ls-(0.50.75)0+z表4.1 型腔和型芯工作尺寸计算类别名称塑件尺寸

36、计算公式工作尺寸凸凹模计算型腔的尺寸25 0 - 0.56Lm=（1+Scp）Ls-0.75 0+z24.77+0.187 0600 -0.3859.81+0.127 0550 -0.3854.81+0.127 043 0 - 0.5642.77+0.187 0型芯的尺寸16 0 -0.1Lm=（1+ Scp）Ls-0.67 0+z16.20.033 040+0.24 040.3+0.24 025 0 -0.125.22 0 -0.130+0.24 030.2 0 -0.084.2 型腔侧壁厚度计算1、凹模型腔侧壁厚度计算凹模型腔为组合式型腔，按强度条件计算公式SR-r=r(/-2p)1/2-

37、1进行计算。式中各参数分别为：p=50Mpa(选定值)；=0.05 mm；=160 MPar=28 mmSR-r=r(/-2p)1/2-1=28(160/160-2×50)1/2-116.8 mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为17。2、凹模底板厚度计算按强度条件计算，型腔底板厚为：p=50 Mpar=28 mm=160 MPah1.22pr2/1/21.22×50×282/1601/217.3 mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为15 mm。4.3 模具加热和冷却系统的计算本塑件在注射成型时不要

38、求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统,是否需要冷却系统可作如下设计计算。设定模具平均工作温度为60ºC，用常温20ºC的水作为模具冷却介质，其出口温度为25ºC，产量为（初算每1min1套）1.05kg/h。塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算。根据体积流量的公式得：qv=Mq/60c（1-2）=（1.25×2.5）×/60

39、15;4.45×1×（25°C-20°C）=0.35 m3/minQv：冷却水体积流量，m3/minM：单位时间注射入模具内的树脂质量，kg/hQ：单位时间内树脂在模具内释放的热量，J/kgC：冷却水的比热容，J/(kg.k)：冷却水的密度，kg/m31：冷却水出口处温度，°C2：冷却水入口处温度，°C由体积流量qv可知所需的冷却水管直径为6mm。4.3.1 塑料熔体释放的热量Q =nG C(tt)=60×236.2×10×1.65×（22060）=3365.02KJ/h式中：n每小时注射次数，

40、 n=60 （次）；G每次的注射量(KG)，G=217.6×10；C塑料的比热容(KJ/KG·)，C=1.9；t熔融塑料进入型腔的温度，t=220；t塑件脱模温度，t=60。4.3.2 高温喷嘴向模具的接触传热Q=3.6A(tt)=3.6×4153×10×130×（22050）=325.12 KJ/h式中：A注塑机的喷嘴头与模具的接触面积（m），A=4069×10m（A=4R =4×3.14×18=4069×10m，R=18mm注塑机喷嘴球半径，）；金属传热系数 =140(W/ m)；t模具平均

41、温度 t=50 ；t熔融塑料进入型腔的温度 t=220。4.3.3 注射模通过自然冷却传导走的热量Q=hA( tt)=5.76×0.12×（5020）=104KJ/h 式中：h传热系数（KJ/ m h ），h=4.15（h=4.27(0.25+)= 4.27×（0.25+）= 6.15）；A两个分型面和四个侧面的面积m2，A=0.203【A=（A）+ (A)n = 0.075+0.35×0.78=0.41，A=2BL=2×250×230×10=0.081m； A=4BH =4×220×250×1

42、0=0.22m）；t模具平均温度，t=50；t室温，t=20。Q=20.8 A()()=20.8×0.22×0.8×（）（）=128.7 KJ/h式中: 辐射率，一般表面=0.80.9；A=0.22； Q=hA( tt)h= 512×0.0274×（5030）=453.94 KJ/h式中:传热系数h=502KJ/(mh)；A 模具与工作台的接触面积m，A=0.0484；从计算的结果看，工作台散发的热量比塑料熔体释放的热量还多，这显然是不正确的，说明了Q的计算结果错误。这是因为有关Q的计算参考资料很少，计算中有很多地方不规范。简单的计算以塑料熔体

43、释放出的热量Q为总热量，这些热量全部由冷却介质带走，这些热量应分别由凹模和型芯的冷却系统带走，实验表明，约1/3的热量被凹模带走，其余由型芯带走。模具应由冷却系统带走的热量：Q=（Q+ Q）（Q+ Q+ Q）由于现在无法得到Q的正确值，所以计算以简单计算原则，取Q= Q。综上所述所以需要设计冷却系统，我们可以设计为环绕型运水：图4-3冷却系4.4模具闭合高度的确定图4.4 总装图因而模具的闭合高度：H=H1+H2+H3+H4+H5+H6340mm4.5注射机有关参数的校核4.5.1 由锁模力选定注射机F锁F胀=A分·P型 =·P型=1/4×3.14×70

44、2×60×10×2=462（KN）式中 F锁:注射机的锁模力（N）； A分:塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；P型:型腔压力，取P型=60MP ； D取的是塑件的最大直径。结合上面两项的计算，初步确定注塑机为国产注射机SZ-200/60，其主要技术参数如下表所示。表4-2 注射机参数型号SZ-100/60螺杆直径（mm）35注射容量（cm3或g）200注射压力（N/cm3）138锁模力 （KN）900最大注射面积（cm2）14.05模具厚度（mm）170350模板行程（mm）300喷嘴球半径（mm）14喷嘴孔直径（mm）3喷嘴伸出量（mm）20顶出行程（mm

45、）2004.5.2最大注塑量的校核为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量（包括流道凝料质量）应在公称注塑量的35%75%范围内，最大可达80%，最小不小于10%。为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在50%80%。W=V91cm³×1.05g/cm³=95.55g 满足要求。4.5.3锁模力的校核 在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模力：F锁F胀=A分·P型 =·P型=1/4×3.14×702×60×10×2=462（KN）因此锁模力满足要求。式中 :

46、F注塑机额定锁模力：900KN； 4.5.4 塑化能力的校核由初定的成型周期为60秒计算，实际要求的塑化能力=即：226.3/60=7.5（g/s），远小于注塑机的塑化能力22.2（g/s），说明注射机能完全满足塑化要求.5 抽芯结构设计5.1 抽芯距离的确定与抽芯力的计算:抽芯距s=s1+5mm S1 为空深度在这里空深度为壁厚 所以 s=10mm 抽芯力的计算:Fc=ChP(cos(a)-sin(a) (4-9) =37.68×20×0.9×107(0.15cos(180)-sin(180) =31.7×103NFc-抽芯力 C-侧型芯成行部分的截面

47、的平均周长(m)= X12=36.78 mmh-侧型芯成行部分的高=10 mmp-塑件对侧型芯的收缩应力(包紧力)一般p=(0.8-1.2)x107pa模外冷塑件p=(2.4-3.9)×107pa u=0.15,a-侧型芯的脱模斜度或倾斜角=1805.2 斜导柱设计1、在确定斜滑块结构尺寸之前，应了解其设计要点：1）斜滑块的导向斜角一般取18 o，斜滑块的推出高度必须小于导滑槽总长的2/3。2）斜滑块在导滑槽内的活动必须顺利。3）内抽芯斜滑块的端面不应高于型芯端面，而应在零件允许的情况下低于型芯端面0.050.10。2、斜导柱尺寸的确定1）斜导柱的形状如图5-1所示:其工作端的端部设

48、计成半球形。图5-1 斜导柱的形状其材料选用45碳素工具钢,热处理要求硬度HRC55,表面粗糙度为Ra0.8nm,斜导柱与固定板之间采用过渡配合H7/m6,滑块上斜导柱之间采用间隙配合H11/b11,或在两者之间保留0.5mm间隙。2）斜导柱倾斜角度的确定a为倾斜角L=s/sin（a）经查资料得 a取18o比较理想。3、斜导柱的长度计算 斜导柱的长度如图4-13所示 其工作长度Lz=s×cos（）/sin（a）(4-10)为滑动定向模一侧的倾角因=0o所以L=s/sin（a）=6.5/sin（18 o）=21mmLz 斜导柱的总长度（mm）；d1 斜导柱固定部分大端直径（12mm）；

49、h 斜导柱固定板厚度（20mm）；d 斜导柱工作部分直径（16mm）；S 抽芯距（10mm）。 =40/2×tan(18o)+20/cos(0o)+30/sin(18o) 115mm 斜导柱安装固定部分长度为：=20/cos(18 o)-40/2×tan(18 o)57mm 斜导柱安装固定部分长度斜导柱固定部分的直径（12mm）斜导柱固定部板的厚度（55mm）a 斜导柱的倾角4、斜导柱受力分析与强度计算受力分析如图5-2所示。图5-2 斜导柱的受力分析在图中Ft是抽芯力FC的反作用力.其大小与FC相等,方向相反,方向相反，Fk是开模力，它通过导滑槽施加于滑块F是斜导柱通过斜

50、导柱孔施加于滑块正压力，其大小与斜导柱受的弯曲力Fw相等，F1是斜导柱与滑块间的摩擦力，F2是滑块与导滑槽间的摩擦力另外斜导柱与滑块，滑块与导滑模之间的摩擦系数为0.5 侧 (5-1) 侧 (5-2)式中 F1= F2= 由式解得： (5-3)因摩擦力太小所以可以省略既（=0）所以 F=Ft/cos(a)=31.7×105/cos(18.)=33.43×105NFw=Fc/tan(a)=31.7×105/tan(18)=9×105N由Fc斜导柱的倾斜角在9可查到最大弯曲力Fw=1000KN 然后根据Fw和Hw=20mm以及可以查出斜导柱直径d=12mm。

51、5、滑块的设计滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中的一个重要零部件，它上面安装有侧向型芯式侧向型芯块，注射成形时塑件尺寸的准确和移动的可靠性都需要靠它的运动精度保证，滑块的结构形状应根据具体塑件和模具结构进行设计可分为整体式和组合式在这里采用整体式5.3 滑槽的设计滑块在侧向分型抽芯和复位过程中，必须沿一定的方向平稳的往复移动这一过程是在导滑槽内完成的。滑块与压块的配合形式采用T形槽导滑其配合采用H8/f7间隙配合材料选用T12硬度HRC52。其结构形式如图5-3所示，其配合长度L=1.5B（塑件宽度）这里导槽可在动模上直接加工出来。图5-3滑块与导滑槽的配合形式5.4 楔紧设计1、楔紧块的形式在注

52、射过程中侧向成形零件，受到熔融塑料斜导柱为一组长杆件受力后容易变形导致滑块后移因此必须设计楔紧块，以便在合模后锁住滑块，承受熔融塑料给予侧向成形零件的推力。楔紧块与模具的连接形式如图5-4所示。图5-4 楔紧块与滑块的连接形式2、楔紧角的选择楔紧块的工作部分是斜面，一般比大一些，当滑块向动模侧倾斜b角度时，在这里5.5 滑块定位设计滑块定位装置在开模过程中来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置在发生移动以避免合模时斜导柱不能准确的插入滑块的斜导孔内造成模具的损快。此设计采用弹簧+挡块定位。图5-5滑块定位装置6. 绘制模具总装图本模具的总装图如图所示，其工作原理：模具安装在注射机上，定模部分固定

53、在注射机的定模板上，动模部分固定在注射机的动模板上。合模后，注射机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。开模时动模部分随动板一起运动渐渐将分型面打开，当分型面打开完毕后，凝料从上模中脱出，在注塑机顶杆的作用下，顶杆通过推件板将塑件和凝料系统顶出，与此同时由于采用的是侧浇口，在顶出的瞬间，塑件和凝料分开。此时塑件自动脱落，实现全自动脱模。合模时，随着分型面的闭合，复位杆将顶杆复位，模具闭合，等待下一次的动作。图6-1总装图7. 注射模的试模1、清理范本平面定位孔及模具安装面上的污物、毛刺。2、因本模具外形尺寸不大，故采用整体安装法。先在机器下面两根导轨上垫好木板，模具从侧面进入机

54、架间，定模入定位孔，并放正，慢速闭合范本，压紧模具，然后用压板或螺钉压紧定模，并初步固定动模，然后慢速开闭模具，找正动模，应保证开闭模具时平衡、灵活，无卡住现象，然后固定动模。3、调节锁模机构，保证有足够开模距及锁模力，使模具闭合适当。4、慢速开启模板直至模板停止后退为止，调节顶出装置，保证顶出距离。开闭模具观察顶出机构运动情况，动作是否平衡、灵活、协调。5、模具装好后，等料筒及喷嘴温度上升到距预定温度2030ºC，即可校正喷嘴与浇口套的相对位置及弧面接触情况，可用一纸片放在喷嘴与浇口套之间，观察两者接触印痕，检查吻合情况，须使松紧合适，校正后拧紧注射座定位螺钉，紧固定位。6、开空车

55、运转，观察模具各部分运行是否正常，然后才可注射试模。结束语当今制造业正向着数字化、全球化、网络化的方向发展，产品的生命周期越来越短，新产品的上市速度越来越快。模具是制造业的基本工艺设备，模具设计及制造效率对产品的开发效率有着决定性的影响。因此模具制造企业为了适应这一发展，提高产品开发力，增加市场竞争力，迫切需用优秀的设计制造软件。通过本次设计，任何简单的塑件的注射成型都需要在设计之前都要明白其工艺性。为提高工作效率，可以设计成一模多腔，但是这样会造成分流道凝料过多，影响产品精度，浪费原材料。所以在一模多腔时，要合理设计流道和型腔配置，以免出现浇不足，和塑件中出现气泡，影响质量，这就需要CAE的分析，它能够预测出制品成型后的缺陷，如短射、气穴、熔接痕、滞流、飞边、过保压、制品翘曲变形等。毕业设计不仅仅是毕业生们的一个作业而已，它也可以说是一个练习一次测验，她可以检验你既几年多来到底学的怎么样，它可以把你这两年来学到的东西融会贯通，也可以体现我们的综合素质。这是一次难得的机会，所以我也好好的把我了，我利用顶岗实习的这段时间，结合了公司里的一些模具和同事们的帮忙设计了这套模具，关于这个上罩的模具设计虽然不能说难但是它也包含了许多相关的模具知识，其实设计这套模具也花了我很多心思，虽然过程比较艰难但当它完成的那一刻我特别的欣慰，因为这是我努力的成果