毕业设计例文

1、目 录前 言2第1章 绪 论31.1 塑料成型模具在加工工业中的地位31.2 中国塑料模具工业发展现状41.3 塑料成型模具发展趋势51.4 课程设计的目的与外容61.4.1 课程设计目的61.4.2 课程设计外容6第2章 塑件的工艺性分析72.1 设计任务72.2 塑件的材料分析72.3 塑件的尺寸精度分析82.4 塑件的表面质量分析82.5 塑件的结构工艺性分析82.5.1 塑件形状分析82.5.2 塑件脱模斜度分析82.5.3 塑件壁厚分析9第3章 塑件成型方案的确定93.1 塑件成型方法的确定93.2 分型面及其选择93.3 型腔数目和排列方式的确定113.4 模具结构形式的初步确定1

2、23.5 初选注射机123.5.1 塑件体积的计算123.5.2 塑件质量的计算133.5.3 注射机的选择13第4章 浇注系统与排气系统的设计144.1 浇注系统的设计144.1.1 浇注系统的组成及设计原则144.1.2 主流道的设计154.1.3 分流道的设计174.1.4 浇口的设计184.1.5 冷料穴的设计204.2 排气系统的设计21第5章 成型零部件设计215.1 成型零件结构的设计215.2 成型零部件的工作尺寸计算23第6章 推出机构的设计256.1 推出机构设计的原则256.2 脱模力的计算256.3 脱模方式的确定26第7章 模具温度调节系统277.1 模具温度及塑料成

3、型温度277.1.1 模具温度及调节的重要性277.1.2 模具温度与塑料成型温度的关系297.2 冷却系统设计计算297.3 冷却系统的设计31第8章 模具结构零部件的设计328.1 模架设计328.2 支承零部件设计348.3 合模导向机构设计34第9章 注射机的校核359.1 最大注射量的校核359.2 锁模力的校核369.3 注射压力的校核369.4 模具安装部分的校核379.5 模具开模行程的校核379.6 模具闭合高度的校核379.7 顶出部分的校核37第10章 模具的工作原理38 10.1 模具的结构组成3810.2 模具的工作原理38第12章 设计总结38参考文献39致 谢40

4、前 言模具是指利用其本身特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。美国工业界认为模具是美国工业的基石，日本工业界认为模具是促进社会繁荣的动力。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”。如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。现代模具行业是技术、资金密集型的行业。它作为重要的生产装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务。由于模具生产要采用一系列高新技术，如CAD/CAE/CAM/CAPP等技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程、快速成型技术及敏捷制造

5、技术、高速加工及超精加工技术等等，因此，模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分，有人说，现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业。模具技术水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，因此已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志1。课程设计是总结专业知识，锻炼和开发自己的综合运用能力。塑件的制造是一项综合性技术，本课题围绕塑料桶塑件成型生产将成型物料、成型设备、成型工艺、成型模具设计及模具制造等方面知识构成了塑件成型生产的完整系统。根据图纸及任务书要求，由于塑料桶有一个侧孔，需要侧抽芯，为保证塑件的质量、尺寸精度等要求，将模具设计成一模两腔的外抽芯机构模具。通过此次

6、课程设计，对我们的知识能力进行一次全面的考核，同时也培养我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后工作打下良好的基础。由于时间仓促，加之自己水平有限，论文中难免出现不当和错误之处，敬请老师谅解，并真诚欢迎大家的批评指正。第1章 绪 论1.1 塑料成型模具在加工工业中的地位塑料成型所用的模具称为塑料成型模，是用于成型塑料制件的模具，它是型腔模中的一种类型。塑料成型工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展应运而生的。塑料制件几乎已经进入了一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。塑料工业又是一个飞速发展的工业领域，世界塑料工业从20世纪30年代前后开始研制到目前塑料产品系列化、生产工艺

7、自动化、连续化以及不断开拓功能塑料新领域。塑料作为一种新的工程材料，其不断开发与应用，加之成型工艺的不断成熟、完善与发展，极大的促进了塑料成型方法的研究与应用和塑料成型模具的开发与制造。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求量日益增加，这些产品更新换代的周期越来越短，因此对塑料的品种、产量和质量都提出了越来越高的要求。这就要求塑料模具的开发、设计和制造的水平也必须越来越高。在现代工业生产中，成型模具由于具有优质、高产、省料和低成本等特点，现已在汽车、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了广泛的应用，是重要的工艺装备之一。据统计，利用模具制造的零

8、件，在飞机、汽车、电机电器、仪器仪表等机电产品中占6070，在电视机、计算机等电子产品中占80以上；一个车型的轿车共需4000多套模具，价值23亿元。粗略统计，近年全世界的模具年产值保持在600660亿美元之间；而用这些模具生产的最终产品的价值，往往是模具价值的几十倍、上百倍。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。据新近有关资料表明，在国外外行业中，各类模具占模具总量的比例大致如下：冲压模、塑料模各占35%40%；压铸模10%15%；粉末冶金模、陶瓷模等其他模具占10%左右，因此，塑料成型模具的应用在各类模具的应用中占有与冲压模并驾齐驱

9、的“老大”位置。随着我国经济与国际的接轨和国家经济建设持续稳定发展，塑料制件的应用快速上升，塑料成型工艺在基础工业中的地位和对国名经济的影响日益重要。11.2 中国塑料模具工业发展现状塑料以其优异的加工性和品种功能的多样性，已成为当前人类使用的四大材料(木材、水泥、钢铁、塑料)中发展最快的一类。塑料工业包括原料(合成树脂和助剂)生产、塑料成型加工工艺、塑料成型设备及成型模具四部分。用模具生产的塑料制品(简称塑件)具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点，因此广泛用于仪器仪表、家用电器、汽车飞机等行业。据悉，2009年我国塑料工业的产品销售额为6000亿元人民币，按l：100的带

10、动比例计算，应该有60亿元人民币模具的支撑。2010年中国汽车工业对塑料的需求量已经达100万吨。我国塑料模具工业虽然起步晚、底子薄，与工业发达国家相比有很大的差距，但改革开放以来，在国家产业政策的支持和引导下，我国塑料模具技术和模具工业近年发展迅速。这主要得益于我国模具工业技术的进步和市场需求的扩大，其表现在以下几方面：（1）在模具技术的基本理论、模具设计、模具制造、模具材料以及模具加工设备等方面都取得了实用性成果。模具CAD/CAM，CAE等技术已得到了较广泛的应用，各院校、研究机构正在开展模具智能制造、虚拟制造、敏捷制造和快速制造等先进制造技术的研究和推广。（2）模具标准化工作是代表模具

11、工业和模具技术发展的重要标志。到目前为止，我国已经制定了冲压模、塑料模、压铸模和模具基础技术等50多项国家标准、近300个标准号，基本满足了国外普通模具生产技术的发展需要。（3）模具加工设备由过去依靠进口到逐步实现自行设计制造。在第12届中国国际模具技术和设备展览会(上海)上，有不少国外企业研发的数控仿形铣床、数控加工中心、精密坐标磨床、连续轨迹数控坐标磨床、高精度低损耗数控电火花成型加工机床、慢走丝精密电火花线切割机床、精密电解加工机床、三坐标测量仪、挤压研磨机等模具加工和检测用设备。（4）研究开发了几十种模具新钢种及硬质合金等新材料，并采用了热处理新工艺。模具新材料的应用，以及热处理技术和

12、表面处理技术的开发和应用，使模具寿命得到了大幅度的提高。（5）我国模具的品种、制造精度已达较高水平。从过去只能制造简单模具发展到可以制造大型、精密、复杂、长寿命模具。在塑料模具方面，能设计和制造汽车保险杠及整体仪表盘大型注射模，大型彩色电视机、洗衣机和电冰箱等多种精密、大型注射模。（6）我国模具的产业规模有了很大的发展。据统计，我国大陆地区现有模具生产企业3万余家，从业人员100多万人；全国已建成和初具规模的模具园区达到25个左右；2010年5月上海国际模展后，被授予“中国重点骨干模具企业”称号的重点骨干模具企业已达110家；我国制造业目前还处于全球产业链分工的中低端，大多数工业产品尚属中低档

13、。尽管我国塑料模具丁业发展迅速，但在塑料模具制造周期、模具精度、寿命和生产能力等方面，与国际平均水平和发达国家仍有一定差距。1.3 塑料成型模具发展趋势为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广： （1） 超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。 （2） 多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。 （3） 模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等将向智慧化、集成化和网络化方

14、向发展。 （4） 更高速、更高精度、更加智慧化的各种模具加工设备将进一步得到发展和推广应用。 （5） 更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的和更为先进的加工方法。 （6） 各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到发展。 （7） 逆向工程、并行工程、复合加工乃至虚拟技术将进一步得到发展。 （8） 热流道技术将会迅速发展，气辅和其它注射成型工艺及模具也将会有所发展。 （9）在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天，“绿色模具”的概念已逐渐被提到议事日程上来。即今后的模具，从结构设计、原材料选用、制造工艺及模具修复和报废，以及模具的回收利用等

15、方面，都将越来越考虑其节约资源、重复使用、利于环保，以及可持续发展这一趋向。 1.4 课程设计的目的与外容1.4.1 课程设计目的现代塑件可以采用各种方法成型，在多种成型方法中，塑料注射成型使用最为广泛，该类模具在塑料模具中也最复杂、最具代表性。“塑料模具设计及制造”是一门综合性专业课程，以塑料生产为主线，培养自己能够完成塑料模设计员和模具工艺员的工作任务为目的，集注射模成型工艺、注射模具设计、注射模具制造为一体，三者相互渗透，相互补充，有机联系。本课程设计的目的是使我们掌握模具设计与制造专业必备的基础理论和专门知识，有创新意识，具备中等偏复杂塑料模具设计与制造的工作能力；具备较强的专业技能和

16、工作能力；能使用计算机及CAD/CAM、CAE、UG等软件工具；运用模具技术和相关工程技术，从事塑料注射成型工艺与模具设计、模具制造与工艺编制、现代模具制造设备操作和模具项目生产组织与管理工作。通过“学中做”和“做中学”，培养自己应用知识来发现问题，分析问题和解决问题的能力。1.4.2 课程设计外容（1）塑料制件的工艺性分析；（2）MOLDFLOW软件进行成型过程模拟分析。（3）塑料制件注射成型工艺的编制；（4）注射机的选用以及参数的校核；（5）注射模具的设计；第2章 塑件的工艺性分析2.1 设计任务（1）塑件名称：塑料桶；（2）塑件原料：HDPE；（3）生产批量：大批量； （4）塑件表面不得

17、有毛刺；（5）塑件图：图2.1所示为塑料桶的二维图样和三维图样。图2.1 桶制件图2.2 塑件的材料分析如图2.1所示塑件为塑料桶，材料HDPE。高抗冲聚苯乙烯（HDPE）电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,无色透明,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好,强度一般,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂.适于制作绝缘透明件.装饰件及化学仪器.光学仪器等零件. 1.无定形料,吸湿小,不须充分干燥,不易分解,但热膨胀系数大,易产生外应力.流动性较好,可用螺杆或柱塞式注射机成型. 2.宜用高料温,高模温,低注射压力,延长注射时间有利于降低外应力,防止缩孔.变形. 3.可用各种形式浇

18、口,浇口与塑件圆弧连接,以免去处浇口时损坏塑件.脱模斜度大,顶出均匀.塑件壁厚均匀,最好不带镶件,如有镶件应预热.2.3 塑件的尺寸精度分析塑件如图2.1所示。此塑件上有2个尺寸有精度要求，分别是50 ， 32。2个尺寸精度均为MT5级精度，属于中等精度等级，在模具设计与制造过程中要严格保证这7个尺寸精度的要求。其余尺寸均无特殊要求为自由尺寸，可按MT5级塑料件精度查取公差值。2.4 塑件的表面质量分析该塑件是某塑料桶，要求外表美观、无斑点、无熔接痕。 HDPE注塑成型时表面粗糙度可取Ra1.6，而塑件外部没有较高的粗糙度要求。2.5 塑件的结构工艺性分析2.5.1 塑件形状分析由图2.1所知

19、此塑件外形为圆形桶类零件，腔体为50mm深，总体尺寸适中，塑件成型性能良好；塑件上有一圆形凸台，要求成型后轮廓清晰；2.5.2 塑件脱模斜度分析塑件工艺性分析除了要分析塑料的成型性能和塑件的尺寸、精度、表面质量以外，重点还要分析塑件的脱模斜度和塑件的壁厚情况，用UG软件的“塑模部件”验证命令对桶进行拔模角验证的结果如图所示，可见产品外表面拔模角度为0.5º。塑件脱模斜度取值越大，塑件在型腔中越容易脱模，塑件在顶出时的变形越小。在不影响塑件的功能和使用的前提下，对仪表壳模型上相对高度较的竖直表面均添加1 º的拔模斜度特征。2.5.3 塑件壁厚分析塑件壁厚尺寸的大小对塑件质量有

20、很大的影响，根据图2.1所知塑件壁厚均为1.5mm，符合HDPE成型要求。第3章 塑件成型方案的确定3.1 塑件成型方法的确定本塑件材料是HDPE，属热塑性塑料，同时本塑件结够简单，根据前面的工艺分析，适宜用注射成型，另外本塑件又是大批量生产，为提高生产效率，故选用注射模具成型本塑件。3.2 分型面及其选择分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，因此，分型面的选择是注射模中的一个关键。分型面的形式如图3.1所示有平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、，曲面分型面和瓣合分型面。 图3.1 分型面的形式由于分型面受塑件

21、在分型面中的成型位置、塑件的结构工艺性、浇注系统形式、推出方式、排气方式及制造工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应全面考虑并分析比较，选择合理的方案。在选择分型面时一般应遵循以下原则： （1）分型面应选择在塑件外形最大轮廓处；（2）分型面的选择应有利于塑件顺利脱模；（3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量；（4）分型面的选择应有利于模具的加工；（5）分型面的选择应有利于排气。此零件并不复杂，为普通圆形桶，考虑到塑件顺利脱模，选择平直分型面，其分型面如图3.2桶分型面所示。图3.2 桶分型面3.3 型腔数目和排列方式的确定1. 型腔数目的确定模具按型腔数目可以分为单型腔模具和多型腔

22、模具，一般可以按以下几点对型腔数目的确定：（1）按注射机的最大注射量确定型腔的数目； （2）按注射机的额定锁模力确定型腔数目；（3）按塑件的精度要求确定型腔数目；（4）按经济型确定型腔数目。此塑件的型腔数目按注射机的最大注射量来确定查参考文献1，按注射机的最大注射量校核型腔数量可用下式计算： 式（3.1）式中 Vg注射机最大注射量（cm3）；Vj浇注系统凝料量（cm3）； Vn单个塑件的容积（cm3）； 由表3-1所知Vg=200cm3，由图3.1和图3.2可知Vj=1.35 cm3；Vn=27.03cm3 式（3.2）由于仪表壳侧面有一个圆孔，需要采用侧抽芯机构，所以数目n=4时，有利于桶成

23、型。2. 塑件在模具中的位置侧圆孔桶采用的是一模两件成型，所以型腔布置在模具的中间如图3.3所示。这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。图3.3 塑件在模具中的位置3.4 模具结构形式的初步确定根据生产批量并考虑模具结构拟用一模两件型腔布局形式，此种布局方便设置侧向分型与抽芯机构，模具结构紧凑，模具大小适中，虽然料流长度较长，但塑件尺寸较小，不会对成型造成影响。浇注系统采用侧浇口和圆形分流道，浇口小且易去除，采用推杆推出，模具结构简单，制造成本低，且能满足塑件精度要求，由上综合分析可确定采用大水口的单分型面注射模具。3.5 初选注射机3.5.1 塑件体积的计算根据零件的三维模型，利用Pro/

24、E三维软件直接可查询到塑件的体积如图3.4所示V1=8.874cm3；浇注系统的体积如图3.2所示V2=21.29cm3。一次注射所需的塑料总体积为：V=4V1+V2=56.77mm3。图3.4 塑件查询结果3.5.2 塑件质量的计算由图3.4可得，密度=1.2g/cm3塑件的质量：M1=V1×=8.874×1.2=10.64 g浇注系统的质量：M2=V2×=21.29×1.2=25.5 g塑件与浇注系统的总质量：M= 4*M1M2=42.5625.5=68.06 g3.5.3 注射机的选择根据塑件的形状，取一模4件的模具结构，初步选取螺杆式注射成型机：

25、HS120AV，注射机有关参数见表3-1。表3-1 注射机有关参数公称注射量200cm3定位圈直径100mm最大开模行程S320mm喷嘴球头半径R15mm最大装模高度Hmax380mm喷嘴孔直径3mm最小装模高度Hmin152mm中心顶杆直径25mm模板最大安装尺寸390×410mm顶出行程0120mm第4章 浇注系统与排气系统的设计4.1 浇注系统的设计4.1.1 浇注系统的组成及设计原则浇注系统指的是模具中从接触注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，其作用是使塑料熔体平稳有序地填充到型腔，并在充填过程中传递压力和热量，以获得外观清晰、组织紧密的塑件。浇注系统由主流道、分流道、浇

26、口、冷料穴四个部分组成。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、外在质量、外在质量及模具的结构、塑料的利用率等有较大的影响。一般对浇注系统进行设计时，一般应遵循以下基本原则：（1）了解塑料的成形性能； （2）尽量避免或减少产生熔接痕； （3）尽量采用较短的流程充满型腔；（4）防止型芯的变形和嵌件的位移；（5）有利于型腔中气体的排出； （6）流动距离比的校核。除了上述原则外，设计浇注系统时还应注意模腔的数量与布置、制品的外观和性能、制品形状与尺寸等问题对系统的制约，以及注射机上模具固定板对侧浇口位置的要求（防止浇口与固定板偏心）根据桶塑件的结构和一模4件的特点，选

27、用侧浇口，从塑件的边缘进料，如图4.1所示。 图4.1 浇注系统4.1.2 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套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冲模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度和压力损失最小。主流道设计的要点：（1）为了让主流道凝料能顺利从浇口套中脱出，主流道设计成圆锥形，锥形角为2º6º。（2）主流道的表面粗糙度Ra0.8m。（3）为防止主流道与喷嘴处溢料，主流道与喷嘴接触处紧密对接，主流道对接处制成球形凹坑，其球面半径R=R012mm；主流道的进口直径应根据注射机的

28、喷嘴孔半径确定，一般d=d0（0.51）mm。由表3-1注射机的有关参数可知，喷嘴圆弧半径为R=15mm，喷嘴孔的直径d为3mm，如图4.2所示。图4.2 主流道及尺寸模具浇口套主流道球面半径R与注射机喷嘴球面半径R0的关系为：R=R012=1512=（1617）mm取R=16mm模具浇口套主流道小端直径d与注射机喷嘴d0的关系d=d0（0.51）=3（0.51）=（3.54）mm取d=3.5mm主流道呈圆锥形，其斜度取2º主流道的结构形式由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道宜设计成可拆卸更换的衬套，称为浇口套，选用优质钢材单独进行加工和热处理。浇口套一般采用

29、碳素工具钢（如T8A、T10A等）材料制造，热处理淬火硬度5357HRC（低于注射机喷嘴的硬度）。浇口套选择的类型如图4.3所示，为了防止浇口套在塑料熔体反压力作用下退出定模板而设计的，使用时用固定在定模上的定位圈压住浇口套台阶端面即可。浇口套与定模座板的配合采用H7m6过渡配合。浇口套与定位圈采用H9f9的间隙配合。图4.3 浇口套配合4.1.3 分流道的设计分流道为主流道和浇口之间的流动通道。一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。常用的分流道截面有圆形、半圆形、矩形、梯形、U形等，如

30、图4.4所示。圆形和正方形流道截面的表面积（流道表面积与体积之比）最小，热量损失小，流道效率最高，到加工困难且正方形、矩形截面流道不易脱模，所以在实际生产中常用梯形、U形及半圆形截面。 图4.4 分流道截面形状分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积，壁厚和形状的复杂程度来确定分流道的长度的。由于塑件的形状比较简单，HDPE的流动性好，充模能力比较好，因此可将分流道计成圆圆形，开设在分型面上D=4mm，便于加工。4.1.4 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度、补料时间以及防止倒流等作用。注射模具浇口的结构形式很多，按浇口的截面尺寸大小的

31、结构特点，浇口可分为限制性浇口和非限制性浇口两大类。一般常见的有直接浇口、点浇口、侧浇口、潜伏式浇口、环形浇口、轮辐式浇口、爪形浇口等多种，根据其特性不同使用在不同场合。常见的浇口形式及其特点，适用范围见表4-1表4-1 浇口形式及其特点适用范围浇口类型特点及应用范围直接浇口 特点：由主入口直接进料。应用范围：适合各种塑料成型，尤其适于加工热敏性及高黏度材料，可成型高质量的大型或深腔壳、箱形塑件。侧浇口 特点：一般设在分型面上，从塑件侧边缘进料的一种浇口形式，能方便的调整浇口尺寸，控制剪切速率和浇口封闭时间。应用范围：广泛应用于多型腔模中，可制造截面尺寸较小的塑件。扇形浇口 特点：侧浇口变异形

32、式之一，是一种逐渐展开的浇口。当使用侧浇口成型大型平板状塑件浇口宽度太小时，则可使用扇形浇口。应用范围：多型腔模；进料边宽度较大的薄片状塑件平缝浇口 特点：侧浇口的变异形式之一。薄片式浇口的浇道与塑件平行，其长度大于塑件的宽度。通常浇口的长度与塑件的宽度相等也可，如果短些也能满足要求。应用范围：大面积扁平塑件环形浇口 特点：进料均匀，圆周上各处流速大致相等，熔体流动性状态好，型腔中的空气容易排出，熔接痕接本避免。应用范围：圆筒形无底塑件轮辐式浇口 特点：是在环形浇口基础上改进而成的，耗料比环形浇口少，且去除浇口容易。但增加了熔接痕，影响塑件的强度。应用范围：底部有大孔的圆筒形或壳型塑件。点交口

33、 特点：前后两端存在较大的压力差，能较大的增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热应用范围：批量不大的塑件成型和流动性好的塑料潜伏式浇口 特点：从浇道处以圆锥形通道或直接以隧道式浇道进入型腔。应用范围：多型腔模。在塑件外观要求较高时采用浇口位置的选择将影响塑料件的填充行为、制品的最终尺寸（公差）、收缩行为、翘曲和机械性能水平、表面质量（外观）。在设计浇口时需要遵循以下基本设计原则： （1）浇口的位置选择应避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷。（2）浇口的位置应有利于排气以避免气泡。 （3）浇口位置应尽量缩短流动距离。（4）浇口位置应有利于减少熔接痕和提高熔接强度。（5）浇口的位置应考虑分子定向的影响

34、。（6）浇口的位置应尽量开设在塑件壁厚处。本塑件的浇口设计为侧浇口，这里浇口的的断面形状设计为矩形。由于塑件结构简单，厚度较小，所以其截面厚度h通常取浇口处壁厚的1/32/3，这里取h=1mm；其截面宽度b取2h，b=2mm；浇口长度取L=2mm。图4.5 浇注系统尺寸4.1.5 冷料穴的设计冷料穴的作用：容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔，既影响熔体充填的速度，又影响成型塑件的质量。主流道末端的冷料穴除了上述作用外，还便于在该处设置主流道拉料杆，注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。主流

35、道拉料杆有两种形式，一种是推杆形式的拉料杆，固定在推杆固定板上；另一种是仅适用于推件板脱模的拉料杆，固定在动模板上。本设计采用的是Z形拉料杆，如图4.6所示：图4.6 主流道凝料穴和拉料杆的形式4.2 排气系统的设计排气系统的作用是在注射过程中，将型腔中的气体有序而顺利的排出，以免塑料件产生气泡，疏松等缺陷。一般注射模有以下三种排气方式：（1）利用配合间隙排气；（2）在分型面上开设排气槽；（3）利用排气塞排气。桶属于简单的小型模具，所以利用配合间隙排气。第5章 成型零部件设计5.1 成型零件结构的设计模具合模后，在动模板和定模板之间的某些零部件组成一个能充填塑料熔体的模具型腔，模具型腔的形状与

36、尺寸就决定了塑料制件的形状与尺寸。构成模具型腔的所有零部件称为成型零部件。成型零部件的设计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。其中最重要的是凹模和凸模尺寸的设计，成型零件结构设计如图5.1、图5.2所示。考虑到零件的加工工艺性及塑件的大小，动模部分的主型芯采用整体直通嵌入式结构，使用螺钉拉紧固定，如图5.1所示。图5.1 整体式型芯型腔部分设计的难点在于塑件上圆形突起的外形成型，本零件中考虑采用组合式型腔，塑件的主题外形直接由定模板而成型。图5.2 组合式型腔5.2 成型零部件的工作尺寸计算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要

37、包括型腔和型芯的径向尺寸及高度尺寸，该塑件的成型零件尺寸均按平均值计算。查有关手册得HDPE的收缩率为Q=0.2%0.8%，故平均收缩率为Scp=（0.2+0.8）%/20.5%。该塑件一类标注有公差的尺寸，也就是说是塑件上精度相对比较高，有配合要求的尺寸。在进行这一类尺寸计算时，既要考虑收缩量，又要考率模具的磨损，按照平均值计算方法计算出这一类成型零件的工作尺寸也可以有效的保证整个模具寿命周期外产品的尺寸精度。这一类尺寸的计算见表5-1表5-1 塑件上有公差要求的成型零件工作尺寸计算类型塑件上的尺寸计算公式制造公差及收缩率Scp%计算结果型芯径向尺寸32LMLSLS×SCP%0.7

38、5×）=(32+32×0.005+0.75×0.5) ：IT6级精度SCP%=0.5%32.7565LMLSLS×SCP%0.75×）=(65+65×0.005+0.75×0.3) 65.55LMLSLS×SCP%0.75×）=(16+16×0.005+0.75×0.1) 型腔径向尺寸20LMLSLS×SCP%0.75×）=(20+20×0.005-0.75×0.0.2) :IT7级精度SCP%=0.5%19.95注：1.为塑件的公差，塑件上未标

39、注公差可按MT5级精度取得。2.模具制造公差一般取（1/31/4），考虑到模具的经济加工精度，在此，取IT6和IT7级精度公差值。3.当取经济加工精度，其公差值反而大于（1/31/4）时，取（1/31/4）。另一类尺寸是没有标注公差的，它是塑件上次要的、要求比较低的尺寸，在实际生产过程中，为了简化计算，这一类尺寸在计算时往往只加上它的收缩量，公差则按模具的经济制造精度取得。这一类尺寸的计算见表5-2表5-2 塑件上无公差要求的成型零件工作尺寸计算类型塑件上的尺寸计算公式制造公差计算结果型芯尺寸4LMLSLS×SCP%）:IT7级精度SCP%=0.5%4.02±0.006型腔

40、尺寸71LMLSLS×SCP%）:IT7级精度SCP%=0.5%164第6章 推出机构的设计带有侧抽芯机构的模具在设计推出机构时，除了需要考虑设计普通模具推出机构时的问题，还必须考虑干涉现象。6.1 推出机构设计的原则（1）推出机构设计的时候尽量使塑件留于动模一侧；（2）塑件在推出过程中不发生变形和损坏；（3）不损坏塑件和外观质量；（4）合模时应使用推出机构正确复位；（5）推出机构应动作可靠。6.2 脱模力的计算脱模力是指将塑件从型芯上脱出时所需要克服的阻力，它是设计推出机构的主要依据之一。开始脱模的瞬间所需要克服的阻力最大，称为初始脱模力，以后脱模所需的力称为相继脱模力，后者要比前

41、者小，计算脱模力时，总是计算初始脱模力。由于t/d=3/75=0.04，故零件属于薄壁制件，所需脱模力可按下式计算： 式（6.1）式中 Q脱模力（N）； E塑料弹性模量（N/cm2）；S塑料平均成形收缩率（mm/mm）；t塑件壁厚（cm）；L包容凸模的长度（cm）；f塑料与钢的摩擦系数；m塑料的柏松比。参考资料15可得：HDPE的拉伸弹性模量E=2.2×MPa；成形收缩率S%=0.5%；塑件平均壁厚t=3mm；包容凸模的长度L=17mm；塑料与钢的摩擦系数f=0.3；塑料的帕松比m=0.41；代入上式得脱模力Q=296664.4N。6.3 脱模方式的确定从塑件的整体结构分析和参考资料

42、5分析，用推杆形式，推出较为方便，利于排气，如图6.1所示：图6.1 桶模具脱模形式第7章 模具温度调节系统7.1 模具温度及塑料成型温度7.1.1 模具温度及调节的重要性注射模具的温度是指模具型腔的表面温度，对于大型塑件是指模具型腔表面多点温度的平均值。1. 模具温度调节对塑件质量的影响塑件的质量与模具的温度有密切关系，低的模具温度可降低塑件的成型收缩率，避免塑件收缩产生凹陷，降低脱模后的塑件变形，从而提高塑件尺寸精度。但模具温度过低将影响塑料的流动，造成充模流动阻力大、不易充满型腔、外部应力过大等缺陷，使塑件易出现翘曲、扭曲、流痕、银丝、注不满等问题。提高模具温度可以改善塑件的表面质量，使

43、塑件的表面粗糙度降低。高的模具温度，对于结晶性聚合物，结晶在模外充分达到平衡，因此，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象造成尺寸和力学性能的变化（特别是玻璃化温度低于室温的聚烯烃类塑件）。但是，模具温度过高将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷；模温过高又会使冷却时间大大延长，易造成滋边、脱模变形等；模温高，则熔体冷却速度慢，收缩率波动大。如果模具温度不均匀，型腔与型芯温差过大，则塑件收缩不均匀，导致塑件产生翘曲变形，影响塑件的形状和尺寸精度。不均匀的冷却也会使制品表面光泽不一，出模后产生热变形。因此，必须合理控制模具温度，才能确保塑件的质量。2 . 模具温度调节对生产效率的影响在塑件成型

44、周期中，冷却时间占了很大比例，一般可占成型周期的2 / 3 。由于冷却所需的时间长，使得注射成型生产率的提高受到了阻碍，因此，缩短成型周期中的冷却时间便成了提高生产率的关键。影响冷却时间的因素很多，如冷却管道与型腔的距离、塑料种类和塑件厚度、开模温度、模具热传导率、冷却介质（水）初始温度及流动状态等。缩短冷却时间，可通过增大冷却介质流速、增大传热面积和调节塑料与模具的温差来实现。此外，冷却管道距型腔表面越近，则冷却效果就越好。因考虑到距离太小，则每一个冷却管道影响型腔表面的范围较小，型腔不易达到均匀冷却；冷却管道距型腔表面太近，就会减小模具型腔表面的强度，在型腔外熔融塑料压力的作用下易发生变形

45、，影响塑件尺寸精度及外观质量。综合这两种情况，一般冷却管道的管壁距型腔表面的距离取1525 mm 。塑件的厚度、开模温度及冷却水温度对降低冷却时间有显著影响。因此，可以从产品设计和工艺设置入手来减少冷却时间，提高生产效率。7.1.2 模具温度与塑料成型温度的关系模具温度调节系统包括冷却和加热两个方面，在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量（如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等），并且对生产效率起到决定性的作用，因此，必须采用温度调节系统对模具的温度进行控制。对于大多数要求较低模温（一般低于80 ）的塑料(如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS 等)，只需设置模具的冷却系统即可，因为

46、，通过调节水的流量就可达到调节模具温度的目的。但对于要求模温较高（80 120 ）的塑料（如聚碳酸醋、聚矾、聚苯醚等）以及大型注射模具，需设置加热系统。因为大型模具散热面积广，有时单靠注人高温塑料来保持模具温度是不够的。部分塑料树脂与之相对应的模具温度参见表8.1。表8.1 部分热塑性树脂成型温度与模具温度7.2 冷却系统设计计算冷却系统是指模具中开设的水道系统，它与外界水源连通，根据需要组成一个或者多个回路的水道。注射模具中冷却系统的作用有两种： 带走高温塑料熔体在冷却定型过程中所放出的热量； 将模具温度控制在设定的范围外。1 . 冷却时间的确定塑件在模具外的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满

47、型腔时起到可以开模取出塑件时为止这一段时间。可以开模取出塑件的标准是塑件已充分固化，且具有一定的强度和刚度。往射成型中冷却时间是保证制品形状、尺寸精度的重要环节。冷却时间越短，则开模时的残余温度就越高，模具打开后残余温度会引起塑件的变形。因此，设计合理的冷却系统，提高冷却效率，减少冷却时间，是整个塑料注射模具设计中非常重要的一环。部分材料的制品壁厚与所需冷却时间如表8.2所示。表8.2 部分塑料制品厚度与所需冷却时间的关系制品厚度/mm冷却时间/SABSPAHDPELDPEPPPSPVC0.51.81.81.00.81.82.53.02.33.01.82.11.02.93.84.53.54.5

48、2.93.31.34.15.36.24.96.24.14.61.55.77.08.06.68.05.76.31.87.48.910.08.410.07.48.12.09.311.212.510.612.59.32.12. 冷却水体积流量的计算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。假如塑料树脂在模具外释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他因素，模具所需的冷却水体积流量可用下式计算2 式（8.1） 式中 qv冷却水体积流量，/min； 单位时间注射入模具外的树脂质量，kg/h；q 单位时间外树脂

49、在模具外释放的热量，J/kg；c 冷却水的比热容，J/(kg.K)冷却水的密度，kg/；冷却水出口处温度，；冷却水入口处温度，。查表8.1成形HDPE工程塑料的模具平均温度为45，用常温20水作为模具冷却介质，其出口温度为30，每次注射质量m=11.7g，注射周期为30s。查表11.3取HDPE注射成型固化时单位质量放出热量q=3.5x105J/kg。将数值代入上式（8.1）得：qv=2.4×10-3/min3. 冷却水管直径计算冷却水管的直径可按表8.3的经验值选取，由于塑件壁厚3mm，所以d=6mm(根据模具结构简单，模具尺寸较小选取)。表8.3 水管直径经验值的选取塑件壁厚（m

50、m）水孔直径（mm）t2d8102t4d10122t4d12147.3 冷却系统的设计冷却回路设置的基本原则：（1）冷水道的数量尽量多，通道孔尽量大；（2）冷水道至型腔表面的质量应该尽量相等；（3）浇口处加强冷却；（4）冷水道的出入口温差尽量减小；（5）应尽量沿着塑料收缩方向设置；（6）设置时应尽量避免熔接痕。冷却回路示意图如图8.1所示图7.1 冷却回路示意图第8章 模具结构零部件的设计8.1 模架设计模架是设计、制造塑料注射模的基础部件，通过它将模具的各个部分有机地联系成为一个整体，如图9.1所示，标准模架一般有定模座板、定模板、动模板、动模支撑板、垫块、动模座板、推杆固定板、推板、导柱、

51、导套及复位杆等组成。1 . 模架的组合形式我国塑料注射模架的国家标准有两个，即塑料注射模中小型模架技术条件（GB/T 125561990）和塑料注射模大型模架（GB/T 125551990）。前者按结构特征分为基本型（2种）和派生型（9种）；后者也分为基本型（2种）和派生型（4种）塑料注射模模架以其在模具中的应用方式可分为直接浇口和点浇口两种形式。模架按结构特征分为36种主要结构，其中直浇口模架为12种，点浇口模架为16种，简化点浇口模架为8种。2. 典型的标准模架及其选择标准模架意义全球较为出名的有三大模架标准，英制以美国的“DME”为代表，欧洲以“HASCO”为代表，亚洲以日本的“FUTA

52、BA”为代表。标准模架的实施和采用是实现模具CAD/CAM的基础，可大大缩短生产周期，降低模具制造成本，提高模具性能和质量。塑料注射模基本型模架系列由模板的长宽（W×B）决定。除了动、定模板的厚度可以从标准中选定外，模具的其他有关尺寸在标准中都已规定。选择模架的关键是确定型腔模厚度。3. 模架的选择本塑件模具的推出方式采用推件板推出，且在开模方向上只有一个分型面，根据型腔的排布形式，选用B型直浇口I型模架。因此该模具选择标准模板B203075×25×70 GB/T1 25552006，其中参数含义如下：B直浇口I型模架（如图9.1所示）；2030指模板的宽和长分别

53、为200mm和300mm；75定模板（A板）厚度70mm；25动模板（B板）厚度60mm；70垫板（C板）厚度70mm；图9.1 直浇口模架组成零件的名称1、2、8外六角螺钉 3垫块 4支撑板 5动模板 6推件板 7定模板 9定模座板 10带头导套 11直导套 12带头导柱 12复位杆 14推杆固定板 15推板 16动模座板 8.2 支承零部件设计该模具采用垫块，由于垫块的高度决定顶出距离，这里进行垫块的高度的设计。推出距离35mm。垫块高度应等于推出距离加推板和推杆固定板厚度。所以至少垫块高度应大于推出高度353570mm。根据塑料注射模架的尺寸组合，所以选择垫块的高度应为70 mm。垫块宽度300mm。8.3 合模导向机构设计该模具采用导柱导套配合常采用H7/f7精度配合。在注射模中，指引动模与定模之间按一定的方向闭合和定位的装置，称之为合模导向机构。导向机构的功能有： （1）定向作用； （2）导向作用； （3）承受一定的侧应力； （4）支承定模型腔板或动模推件板。 导柱导向机构包括导柱和导套两个主要零件，分别安装在动定模两边。本设计导套直接在模板上开孔形成。导柱基本形式有两种，一种是除安装部分的凸肩外，长度的其余部分直径相同，称为