盒顶盖注塑模模具设计

1、目录1、 摘要2、 引言3、 产品结构使用要求及成型工艺性分析3.1 产品结构使用要求3.2 塑件成型工艺性分析3.2.1 PE的注射成型过程3.2.2 PE的性能分析3.2.3 PE的主要成型条件3.2.4热塑性塑料注塑成型常见缺陷及消除措施四、模具总体方案设计4.1 分析分型面位置及型腔数目确定，初选注塑机4.1.1 分型面位置确定4.1.2 确定型腔数目及模具结构形式4.1.3 初选注塑机4.2 浇注系统设计 4.2.1 主流道设计4.2.2 浇口的设计4.3 型芯、型腔结构设计4.3.1 型芯、型腔结构设计4.3.2 型芯、型腔钢材的选用4.3.3 型芯、型腔工作尺寸的计算4.4 侧抽

2、芯结构设计4.5 脱模机构设计4.6 排气系统设计4.7 冷却水路设计4.8 合模导向机构设计4.9 模架选择4.10 成型零件强度及支承板厚度计算4.11 模具与注塑机相关技术参数校核5、 结论6、 致谢7、 参考文献摘 要 本次课程设计的主要内容是针对老师所给的塑件进行注塑模的设计，首先确定塑件的材料及分析其成型工艺性能，初选其成型设备为SZ60/450A型卧式注射机。紧接着根据塑件的结构形状对分型面位置、型腔数目和浇注系统进行确定，通过对模具设计方案的论证，确定了型腔的布局、成型零件的结构、导向定位机构、推出机构以及浇注系统。然后进行了主要零部件的设计计算，确定了型腔的壁厚，推出机构的相

3、关参数，综合考虑塑件的型腔布局、分型机构、壁厚要求、塑件尺寸大小、冷却水道的布置等多项因素，选择合适的标准模架。最后对成型设备进行校核，以确保设计选择的准确性。关键词：注射成型、PE材料、模具结构、浇注系统、冷却系统引言 模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业生产的重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。用模具加工的零件，具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。因此已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。因此，模具技术，特别是制造精密、复杂、大型模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。 本次设计以注射盒顶盖模具为主线，综合了成型工艺

4、分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程，模具结构的设计包括分型面位置及型腔数目的确定、浇注系统设计、型芯型腔结构设计、侧抽芯结构设计、脱模机构设计、冷却水路设计及模架选择等方面。这次设计有较好的学以致用的效果，设计该模具时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。三、产品结构使用要求及成型工艺性分析 3.1 产品结构使用要求该塑件是一个塑料盒顶盖，其结构如图1所示，塑件壁厚属薄壁塑件，材料为聚乙烯（PE），成型工艺性很好，可以注射成型。 图1 盒顶盖零件图3.2 塑件成型工艺性分析 3.2.1 PE的注射成型

5、过程 （1）成型前准备。由于PE为结晶型聚合物，在熔融时晶粒要吸收一定热量，因此料筒温度应高于它的熔点10度。另外PE为结晶型塑料，吸湿性极小，加工前无需进行干燥处理。 （2）注射过程。塑料在注射机料筒内经加热、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，其过程有充模、压实、保压、倒流、冷却及脱模等阶段。 3.2.2 PE的性能分析 （1）使用性能 为白色蜡状半透明材料，柔而韧，无味、无毒，耐低温，耐化学药品电绝缘性好，吸水率低，因此符合此塑件作为盒顶盖的要求。适用于做薄膜、电线电缆护套、管材、各种中空制品、注塑制品及纤维等。广泛用于机械、汽车、包装、日用杂品等方面。 （2）成型性能

6、1 结晶型塑料，结晶能力高，模温对塑件结晶状况影响较大，因此要求有较高的模温，模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高。吸湿性极小 ，不超过0.01%，加工前无需干燥处理。2 熔体粘度低，流动性极好，成型温度较宽，热稳定性较好，一般在300度以下无明显的分解现象。熔体易氧化，加工中应尽可能避免与氧接触。熔体熔点不高，但比热容较大，因此塑化时仍需要消耗较多的热量，这就要求塑化装置要有较大的加热功率，以便提高生产效率3 收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率影响较大，故应控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定。4 熔体冷却速度较慢，因此必须充分冷却，模具应该有较

7、好的冷却系统。质地较软，易脱模。另外若注射时采用直接进料口进料，易增大应力和产生收缩不均匀及方向性明显的增大变形，因此应注意选择进料口参数。 3.2.3 PE的主要成型条件 料筒温度：料筒温度主要是与PE的密度高低和熔体流动速率大小有关，另外还与注塑机的类型和性能，以及塑件的形状有关。由于PE为结晶型聚合物，在熔融时晶粒要吸收一定热量，因此料筒温度应高于它的熔点10度。对于LDPE来说，料筒温度控制在140-200，HDPE的料筒温度控制在220，料筒后部取最小值，前端取最大值。模具温度：模温对塑件的结晶状况有较大影响，模温高，熔体结晶度高，强度高，但收缩率也会增大。通常LDPE的模具温度控制

8、在30-45，而HDPE的温度相应再高10-20。 注塑压力：提高注塑压力有利于熔料的充模，由于PE的流动性很好，因此除薄壁细长制品外，应该精良选择较低的注射压力，一般注射压力为50-100MPa。形状简单。壁后较大的塑件，注射压力可以低些，反之则高。 3.2.4 热塑性塑料注塑成型常见缺陷及消除措施 主要缺陷及消除措施：1 制品填充不足（适当提高注射压力及注射速度等）；2 制品有溢边（适当降低料温、模温及喷嘴温度，适当减小注射压力及锁模力等）3 制品有气泡（增加排气槽，使塑料干燥等）；4 制品凹陷（调整壁厚比例，选择合适的浇口位置等）；5 制品有明显的熔合纹（适当提高模温、注射压力及注射速度

9、等）；6 制品翘曲变形（适当减小模具温度，充分冷却等）；7 制品的表面有银丝及波纹（排出塑料中水分或挥发物，选择适当料温，不要太高或太低等）等等四、模具总体方案设计4.1 分析分型面位置及型腔数目确定，初选注塑机 4.1.1 分型面位置的确定 在塑件设计阶段，应该考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注塑模设计的一个关键因素。 分型面选择原则1 有利于保证塑件的外观质量；分型面应选择在塑件的最大截面处。2 尽可能使塑件留在动模

10、一侧；有利于保证塑件尺寸精度。3 尽可能满足塑件的使用要求；尽量减少塑件在合模方向上的投影面积。4 长型芯应置于开模方向；有利于排气。5 有利于简化模具结构。 该塑件进行模具设计时已经考虑了上述原则，从塑件图样中可以看出此塑件四边有四个凸起，因此需要使用侧抽芯机构，综合考虑侧向抽芯和分型，选择了如图2 所示的分型面选择方案。 图2 分型面形式与位置1动模部分 2分型面 3定模部分 4.1.2 确定型腔数目及模具结构形式（1）型腔数目确定 当塑件分型面确定之后，就需要考虑型腔是采用单型腔模还是多型腔模。一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构；对于精度要求不高的小型塑件（

11、没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产率大大提高。此塑件属于大中型塑件，虽尺寸精度要求不高，但对于塑件结构四面都需要侧抽芯机构，因此采用一模一腔的模具结构。（2） 模具结构形式的确定 该塑件外形是个简单的盒顶盖形状，但塑件四边有侧向凸起，这些地方需要侧向成型，侧向成型方法有多种样式，如斜导柱、斜道槽和弯销驱动侧向成型滑块定型，斜滑块侧向成型，斜顶杆侧向成型等方法。本次采用的是斜顶杆侧向成型，盒顶盖采用整体模腔成型，成型顶杆与型芯拼合形成凸模。其结构形式如图3所示。成型斜顶杆 图3 模具结构形式4.1.3 初选注塑机注射模是安装在注射机上使用的

12、工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。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形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、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、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。 （1）注射量的计算通过Pro/E建模分析，得知塑件质量为3.88 g，流道凝料的质量m2还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来

13、估算。从之前所述可知为一模一腔，所以注射量为 m = nm1 + m2 = 1.6nm1 = 1.6 × 1 ×3.88 = 6.21 g （2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.20.5倍，因此可用0.35nA1来进行估算，所以投影面积为 A1 = 3286.36 mm2A = nA1 + A2 = 1.35nA1 = 1.35 ×1 × 3286.36 = 4436.59 mm2所需锁模力为Fm =（n

14、A1 + A2）P型因为是PE材料，塑件为薄壁塑件，压力损失大，所以式中型腔压力P型取30MPa，稍微取大一些。所以锁模力为Fm = AP型 = 4436.59 × 30 = 133.10 MPa根据上面计算得到的m和Fm值来选择一种注射机，注射机的最大注射量（额定注射量G）和额定锁模力F应满足G m/a 式中a注射参数，无定型塑料取0.85，结晶型塑料取0.75，所以G m/a = 3.88/0.75 = 8.28F > Fm （3）注射机型号的选定根据上面计算的每一个生产周期的注射量和锁模力的计算值，初步选定注射机型号为SZ60/450A型卧式注射机，其主要技术参数见下表1

15、。 表1 SZ60/450A型注射机主要技术参数螺杆直径/mm30 锁模力/KN450理论容量/cm378拉杆内间距/mm280×250注射速率/(g/s)60开模行程/mm220注射压力/MPa170最大模具厚度/mm300塑化能力/(g/s)5.6最小模具厚度/mm100螺杆转速/(r/min)14200定位孔直径/mm55喷嘴球半径SR/mm20喷嘴孔直径/mm3.5锁模方式双曲轴注：该注射机由上海第一塑料机械厂生产4.2 浇注系统设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。

16、该模具采用普通流道浇注系统，由于采用一模一腔，且制件较大，采用直接浇口，不需要设计分流道及冷料穴，因此该模具浇注系统包括主流道、浇口。4.2.1 主流道设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。 （1）主流道尺寸1 根据所选注射机，则主流道小端直径 D = 注射机喷嘴直径 +（0.5 1） = 3.5 +（0.5 1）， 取D = 4 mm2 主流道球面半径 SR0 = 注射机喷嘴球头半径 +（1 2） = 20 +（1 2）， 取SR0 = 21 mm3 球面配合高度 H = 3

17、 5 mm， 取H = 3 mm4 主流道长度 由标准模架结合该模具的结构，取 L = 25 + 29.8 = 54.8 mm5 主流道大端直径 D1 = D + 2Ltan 5.9 mm （半锥角 为1°2°，取 = 1°） 取 D1 = 6 mm6 浇口套总长 L0 = 25 + 29.8 + H + 2.2 = 60 mm （2）主流道衬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，因而模具主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，以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处

18、理硬度为50HRC 55HRC，如图4所示。 图4 主流道衬套由于该模具主流道比较长，定位圈和主流道衬套设计成分体式较好，其定位圈结构尺寸如图5所示。 图5 定位圈 （3）主流道衬套的固定 主流道衬套的固定形式如图6所示。1内六角螺钉2定位圈3定模座板4主流道衬套5型腔板 图6 主流道衬套的固定形式（图右边为左图的说明）4.2.2 浇口的设计 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。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 浇口截面积通常为分流道截面积的0.07 0.09倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度为0.5 2.0 mm。浇口具体尺寸一般根据经验确

19、定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。 （1）浇口类型及位置确定该模具是大中型塑件的单型腔模具，同时从塑件图中可以看出，在盒顶盖顶面中部设置一个直接浇口比较合适。直接浇口开设在盒顶盖顶面，从型腔顶部面进料。直接浇口是一种既简单又传统的浇口，是圆锥形锥度逐渐变大的，直到到达注塑制品表面的浇口。其具体结构、形状及尺寸在前面已有介绍。浇口截面如图7所示。 （2）直接浇口的特点1 采用直接浇口时流动阻力小，流动路程短及补缩时间长等；2 有利于消除深型腔处气体不易排出的缺点； 图7 直接浇口3 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积最小，模具结构紧凑，注射机受力均匀；4 塑件翘曲变形、浇口截面大，去除浇口困

20、难，去除后会留下较大的浇口痕迹，影响塑件的美观。4.3 型芯、型腔结构设计4.3.1 型芯、型腔结构设计模具型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不够而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。1、 型腔结构设计从塑件图中可以看出，塑件外表面形状比较简单，因此选择整体式型腔比较适宜。整体式型腔由整块材料制作而成，结果比较简单、牢固，不易变形，比较适

21、合简单的塑件；采用整体式型腔制造的塑件上不会存在镶拼式结构产生的拼缝痕迹，成型塑件质量好，且制造过程中节省了镶拼组合所需的工时和费用。其具体结构如图8所示。1主流道衬套孔2冷却水道孔3型腔 图8 整体式型腔结构图2、型芯结构设计1冷却水路孔2成型顶杆（左边为1类顶杆，右边为2类顶杆）3型芯4型芯固定板由于塑件四周有凸起，这些地方需要用到成型顶杆，成型顶杆既用于塑件成型，也用于塑件的脱模，所以型芯则采用镶拼式组合型芯。镶拼式结构适用于塑件外形较复杂，整体式结构加工工艺性差的时候，它可以改善加工工艺性，减少热处理变形，节省优质钢材且便于修理、更换；但此结构比较复杂，装配调整比较麻烦，塑件表面可能留

22、有拼缝痕迹，牢固性比较差。其结构如图9所示。 图9 镶拼式型芯结构图4.3.2 型芯、型腔钢材的选用模具型腔及零部件用模具钢材的选用原则：根据所成型塑料的种类、制品形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求和生产批量大小等，兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能，同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法，来选用不同类型的钢材。此塑件对于制品外观质量要求一般，又属于大中型模具，所成型塑料对钢材无特殊要求，型腔可选用45钢调质加工，热处理硬度为230HB 270HB；型芯可选用55钢，热处理硬度为55HRC 60HRC。4.3.3 型芯、型腔工作尺寸的计算塑件尺寸公差按SJ1372

23、-78标准中的6级精度选取。 （1）型腔径向尺寸计算LM1=(1+SCP)LS1)=（(1+0.0325)×70.6×0.76）=72.32 mmLM2=(1+SCP)LS2)=（1+0.0325）×51.6×0.64）=52.80mmLM3=(1+SCP)LS3)=（1+0.0325）×57×0.64）=58.37mmLM4=(1+SCP)LS4)=（1+0.0325）×38×0.52）=38.85mm式中LM1、LM2、LM3、LM4凹模径向公称尺寸LS1、LS2、LS3、LS4制件径向公称尺寸SCP塑件平均成

24、型收缩率（SCP=0.0325）制品公差z模具制造公差（取，此处取） （2）型腔深度尺寸计算HM1=(1+SCP)HS1)=(1+0.0325)×10.2×0.36)=10.29mmHM2=(1+SCP)HS2)=（1+0.0325）×5×0.28)=4.98mmHM3=(1+SCP)HS3)=（1+0.0325）×5.2×0.22)=5.22mm式中HM1、HM2、HM3凹模深度尺寸HS1、HS2、HS3制品高度公称尺寸凹模深度制造公差 （3）型芯径向尺寸计算 1）整体型芯尺寸计算LM1=(1+SCP)LS1-)=(1+0.0325

25、)×68.2×0.15）=70.30mmLM2=(1+SCP)LS2-)=(1+0.0325)×53×0.64)=54.24mmLM3=(1+SCP)LS3-)=(1+0.0325)×48.26×0.56)=49.41mmLM4=(1+SCP)LS4-)=(1+0.0325)×38×0.52)=38.85mmLM5=(1+SCP)LS5-)=(1+0.0325)×34×0.52)=34.72mm式中LM1、LM2、LM3、LM4、LM5型芯径向尺寸LS1、LS2、LS3、LS4、LS5制件径向尺

26、寸2） 成型顶杆尺寸计算1 1类成型顶杆LM1=(1+SCP)LS1-)=(1+0.0325)×66×0.52）=67.76mmLM2=(1+SCP)LS2-)=(1+0.0325)×7.6×0.32）=7.61mmLM3=(1+SCP)LS3-)=(1+0.0325)×2×0.24）=1.89mmLM4=(1+SCP)LS4-)=(1+0.0325)×1.1×0.24）=0.96mmLM5=(1+SCP)LS5-)=(1+0.0325)×6×0.32）=5.96mm式中LM1、LM2、LM3、

27、LM4、LM5成型顶杆径向尺寸LS1、LS2、LS3、LS4、LS5制件径向尺寸2 2类成型顶杆LM1=(1+SCP)LS1-)=(1+0.0325)×46.06×0.56）=47.14mmLM2=(1+SCP)LS2-)=(1+0.0325)×7.13×0.32）=7.12mmLM3=(1+SCP)LS3-)=(1+0.0325)×2×0.24）=1.89mmLM4=(1+SCP)LS4-)=(1+0.0325)×1.1×0.24）=0.96mmLM5=(1+SCP)LS5-)=(1+0.0325)×6

28、×0.32）=5.96mm式中LM1、LM2、LM3、LM4、LM5成型顶杆径向尺寸LS1、LS2、LS3、LS4、LS5制件径向尺寸 （4）型芯高度尺寸计算HM1=(1+SCP)HS1)=（1+0.0325)×9.28×0.32）=9.79mmHM2=(1+SCP)HS2)=（1+0.0325)×4.28×0.28）=4.61mmHM3=(1+SCP)HS3)=（1+0.0325)×5×0.28）=5.39mmHM4=(1+SCP)HS4)=（1+0.0325)×1.2×0.24）=1.40mmHM5=

29、(1+SCP)HS5)=（1+0.0325)×3.8×0.28）=4.11mm式中HM1、HM2、HM3、HM4、HM5型芯高度尺寸HS1、HS2、HS3、HS4、HS5制件高度尺寸 （5）型芯、型腔尺寸如图10、11所示 图10 型腔尺寸图 （A） （B） （C） 图11 型芯尺寸图 注：图11中图（A）为图（C）中的B-B视图，图（B）为图（C）中的A-A视图4.4 侧抽芯结构设计 侧向分型与抽芯机构用来成型塑件上的外侧凸起、凹槽和孔以及壳体塑件的内侧局部凸起、凹槽和不通孔。具有侧抽机构的注塑模，其活动零件多、动作复杂，在设计中特别要注意其机构的可靠、灵活和高效。侧抽机

30、构类型很多，根据动力来源的不同，一般可分为机动、液压或气动以及手动三大类型。根据塑件结构进行合理选用。（1）侧向分型与抽芯机构类型的确定 分析塑件形状，此塑件的侧凹较浅，所需的抽芯距不大，且侧凹成型面积不大，不需要较大抽芯力。考虑到侧抽芯及塑件脱模，该模具选择机动侧抽结构，其驱动方式为成型斜顶杆。成型斜顶杆驱动侧向分型与抽芯机构，一方面能完成塑件内侧凸起部分的成型，另一方面可以作为推出机构，顶出制件，完成塑件的脱模。根据成型斜顶杆侧向分型与抽芯的特点，利用推出机构的推力驱动成型斜顶杆斜向运动，在塑件被推出脱模的同时由斜顶杆完成侧向分型与抽芯动作。由于内侧有四个凸起，因此成型斜顶杆需设置4个。

31、（2）成型斜顶杆的组合、导滑形式及工作参数1 成型斜顶杆的组合形式：由三部分组合而成，分别是顶杆、卡槽和卡槽底座。2 成型斜顶杆的导滑形式：该模具选用的是滑块导滑。3 成型斜顶杆的工作参数：其倾斜角为10°，考虑到塑件内侧凸起的深度，选择侧抽距离为4，则根据计算得出推出行程为22.7mm。成型斜顶杆的具体结构形式如图12所示，图（a）左边为2类成型斜顶杆，右边为1类成型斜顶杆。（a）为抽芯前合模图，（b）为抽芯完成图。 （a） （b） 图12 成型斜顶杆结构图4.5 脱模机构设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也常称为

32、推出机构。1、 脱模推出机构的设计原则塑件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循以下原则。 （1）推出机构应尽量设置在动模一侧 （2）保证塑件不因推出而变形损坏 （3）机构简单、动作可靠 （4）良好的塑件外观 （5）合模时的准确复位2、塑件推出的基本方式塑件推出的方式有推杆推出、推件板推出和气压推出三种方式。该模具采用的是成型斜顶杆推出塑件，也就是推杆推出的方式，推杆推出是一种基本的、也是一种常用的塑件推出方式。常用的推杆形式有圆形、矩形、阶梯形，该模具中考虑到塑件的形状，重新设计了顶杆的外形。两

33、种成型斜顶杆的数量各2个，分布于塑件四边，能够满足塑件的脱模过程，因此无需设计其他推杆。其具体结构如图12所示，脱模后的状态如图12中（b）视图所示。4.6 排气系统设计 该模具属于小型模具，排气量小，且设置了四根成型斜顶杆，分型面截面面积比较大，可利用顶杆与孔之间的配合间隙及利用分型面进行排气，基本上能够满足该模具的充分排气，因此无需设计专用排气槽。4.7 冷却水路设计热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。对于黏度低、流动性好的塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙66等），因为成型工艺要求模温都不太高，所以常用常

34、温水对模具进行冷却。该塑件材料为PE，所以该模具选择用常温水对模具进行冷却。冷却系统的具体水管布置如图13所示。 水路 图13 水路布置图4.8 合模导向机构设计当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。 （1）导柱设计1 该模具采用4根带头导柱，不加油槽，为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分。2 该导柱的直径由标准模架确定为25mm，导柱的安装形式为导柱固定部分与模板按H7/k6配合，导柱滑动部分按H7/f7或H8/f7的间隙配合。3 导柱工作部分的表面

35、粗糙度为Ra = 0.4m。4 导柱应具有坚硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯。多用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理，硬度为50HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度为50HRC以上。 （2）导套设计导套与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆套形零件。1 该模具导套的结构形式采用的是带头导套，导套端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔以利于排出孔内剩余空气。2 导套孔的滑动部分按H8/f7或H7/f7的间隙配合，表面粗糙度为0.4m。导套外径与模板一端采用H7/k6配合；另一端采用H7/e7配合镶入模板。3 导套材

36、料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，该模具中选用T10A。导柱、导套具体结构如图14所示。 图14 导柱、导套结构及尺寸图4.9 模架选择根据型腔的布局可看出，型腔分布尺寸为51.6×70.2，又根据型腔侧壁厚度为1.2，再考虑到导柱、导套及连接螺钉布置应占的位置和采用推杆及推件板推出等各方面问题，确定选用模架序号为6号（250×L（1）=250×250）。另外关于模架结构形式，该模具定模不需要设置分型面，而动模需要型芯固定板和支承板，因此确定选用结构形式为A2型。模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈

37、油。两模板之间应有分模间隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。1、 定模底板（250mm×315mm、厚度25mm）定模底板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢。通过4个M12的内六角圆柱螺钉与定模固定板连接；定位圈通过4个M6的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为H8/f8配合。2、 A板（型腔板、250mm×250mm、厚度40mm）A板为定模型腔板，用于制造型腔、固定导套等。定模型腔板厚度综合考虑型腔深度及水路布置情况等选择厚度为40mm，要求有一定的强度，一般用45钢或Q235A制成，该模具采用的是45钢，最好调质230HB270HB。其

38、上的导套孔与导套一端采用H7/k6配合，另一端采用H7/e7配合；定模型腔板与浇口套采用H8/m6配合。3、 B板（型芯固定板、250mm×250mm、厚度32mm）B板是型芯固定板，同时还固定导柱。考虑到型芯的固定及水路布置，选择厚度为32mm，材料为45钢。导柱孔与导柱采用H7/k6配合，导柱滑动部分采用H7/f7配合。4、 支承板（250mm×250mm、厚度40mm）支承板应具有较高的平行度和硬度，选用材料为45钢较好，调质230HB270HB。其上的塑件推杆孔与塑件推杆采用H8/f8配合。5、 C垫块尺寸（50mm×250mm、厚度63mm）C垫块的主要

39、作用是在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。C垫块的结构形式有平行垫块和拐角垫块，该模具选用平行垫块。垫块材料为Q235A，也可用HT200、球墨铸铁等。该模具垫块采用Q235A。垫块厚度=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（510）=22.7+20+16+（510）=58.7+（510），根据模架标准选用63mm。5、 动模座板（250mm×315mm、厚度25mm）动模座板材料为45钢，热处理硬度为230HB270HB，其上的注射机顶杆孔为50mm。6、 推板（148mm×250mm、厚度20mm）材料为4

40、5钢，厚度由模架标准确定为20mm，用4个M8的内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定。7、 推板固定板（148mm×250mm、厚度16mm）材料为45钢，厚度由模架标准确定为16mm。模架结构图如图15所示。 图15 模具结构图4.10 成型零件强度及支承板厚度计算1.型腔侧壁厚度（按整体式矩形型腔计算）按强度计算，整体式矩形型腔侧壁强度计算较为复杂，但多例计算和分析得知，应标明和应力有一定对应关系。在塑料压力P=50MPa的情况下，可以用=L/6000代替强度条件（L为侧壁内侧边长。）因此允许变形量 =68.2/6000=0.011mm按刚度条件，当型腔L300mm时，按允许变形量=L

41、/6000计算壁厚，因此允许变形量 =L/6000=0.011mm按允许变形量计算型腔侧壁厚度 a=(c.p.h4/E.)1/3=6.99mm式中c由L/h(h为型腔深度)的常数，c=3L4/h4÷(2L4/h4+96)1.46mmP型腔压力（取50MPa）E材料弹性模量（取2.1×105MPa）选择的模板平面尺寸比型腔的尺寸要大得多（250-70.2）/2）=89.96.99），所以完全满足强度和刚度的要求。2）底板厚度的计算按刚度条件计算底板厚度 S=(c.p.b4/E.)1/3=12.04mm式中c=b4/h4÷(32(b4/h4+1)=0.031b型腔内侧

42、短边边长允许变形量（取0.03mm）按强度计算底板厚度 S=(c.p.b2/)1/2=4.31mm =s/ns=360/1.62=222MPa式中s材料在模具工作温度下的屈服强度（45钢，s取360MPa） ns安全系数（取1.62） 所选模架的定模厚度为40mm，底板厚度为25mm,大于10.2+4.31=14.51mm，所以满足刚强度的要求。3）型芯支承板厚度计算 =s/ns=360/1.62=222MPa式中s材料在模具工作温度下的屈服强度（45钢，s取360MPa） ns安全系数（取1.62）按强度计算支承板厚度S=(3.p.a.b.L(2)/4.B)1/3=(3×50×68.2×48.26×150（20.92)/4×222×250)1/3=7.12mm=A/L=137.5/150=0.92式中a.b型芯长度，宽度A型芯与支承板接触长度（取137.5mm）L垫块间净距离B支承板宽度所选型芯支承板厚度为25mm，大于7.12mm,满足强度要求。4.11.注射机相关技术关参