优秀毕业设计：塑料电话接线盒注射模设计

1、塑料电话接线盒注射模设计摘要abstract3第寻模具设计概论5第寻产品工艺性分析7第一节产品材料分析7第二节塑件结构和尺寸精度分析-8第三章模具结构设计14第一节总体方案拟订14第二节 成型零件的设计及计算17第三节浇注系统设计-24第四节 模具温度调节系统-29第五节顶出系统的设计30第六节导向机构的设计32第七节排气系统的设计33第八节侧向抽芯结构34第咖脱模机构设计 34第四章成型设备选择36第一节估算塑件体积36第二节初选注射机36第三节注射机的校核36第五章模具材料的选择39第一节模ft的动作也呈40设计总结42参考文献-43 摘要：本次设计分析了电话接线盒的塑件工艺特点，详细介绍

2、了电话 接线盒的结构设计和模具设计的过程以及要点。重点介绍了电话接线 盒的塑件结构的设计方法，分析和阐述了注射机的选择，模具型腔数 目的确定，模架的选择方法，模具分型面，排气系统，浇注系统等的 设计过程。该塑件注射模设计的结构特点是点浇口形式的双分型面注 射模。关键词：电话接线盒 塑料注射模 模具结构 点浇口abstract： the injection technological characteristics of the telephone connects the line box are analyzed, and the design of structure of the tel

3、ephone connects the 1 ine box and the design main points of mould are also introduced. the most advanced technology of mold design is adopted. the design method of plastic structure is mainly introduced. the selection of sidewall thickness, the decision of the mould cavity number, the selection of i

4、njection machine, and the designing process of the parting plane, the exhaust system and feed system are stated.the design structure characteristics of the telephone connects the line box are two times parting planes with pin gate style, and side core-drawing structure.key words： the telephone conne

5、cts the line box plastic injection mouldmould structure mould structure pin gate第一章模具设计概论塑料是20世纪才发展起来的新材料，目前世界上塑料的体积产量 已经赶上和超过了钢材，成为当前人类使用的一大类材料。我国的塑 料工业正在飞速发展，塑料制品的应用已深入到国民经济的各个部门。 塑料工程通常是指塑料制造与改性，塑料成型与制品加工。塑料制品 与模具设计是塑料工程中的重要部分，是塑料工业中不可少的环节。模具是工业生产的重要工艺装备，它被用来成型具有一定形状和 尺寸的各种制品。在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具

6、，如 金属制品成型的压铸模，锻压模，浇铸模，非金属模制品成型的玻璃 模，陶瓷模，塑料模等。采用模具生产制件具有生产效率高，质量好，切削少，节约能源 和原材料，成本低等一系列优点，模具成型已成为当代工业生产的重 要手段，成为多种成型工艺中最具有潜力的发展方向。模具是机械， 电子等行业的基础工业，它对国民经济和社会的发展起着越来越大的 作用。一个国家模具生产能力的强弱，水平的高低，直接影响着许多工 业部门的新产品开发和老产品更新换代，影响着产品质量和经济效益 的提高。我国为了优先发展模具工业，制订了一系列优惠政策，并把 它放在国民经济发展十分重要的战略地位。对塑料模具的全面要求就 是能高效地生产出

7、外观和性能均符合使用要求的制品。塑料成型模具是成型塑料制品的工具。塑料成型模具应能生产并 满足给定的形状、尺寸、外观和内在性能要求的制品。要求模具能被 高效率的应用，且操作简便，并达到自动化水平。要求模具有合理的 结构，制造容易且成本低廉。也要求模具有足够的使用寿命。近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，高效率，自动 化，大型，精密，长寿命模具总产量中所占比例越来越大，在各种塑 料模具中来看，注射模具在生产中占的比例是最大的，在生产中起着 重要的作用。注射成型模具是塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料 受热熔融后，在注射机的螺杆式活塞推动下，经喷嘴和模具的浇注系 统进入模具型腔，塑料在模具

8、型腔内固化定型，这就是注塑成型的简 单过程。注塑成型所用的模具叫注塑模具。注塑模具主要用于热塑性 塑料制品的成型，但是近几年来也越来越多的用于热固性塑料成型。 注塑成型在塑料制件成型中占有很大的比重，世界塑料成型模具产量 中的约半数以上为注塑模具。在这次设计中充分运用了所学的专业知识，将所学的知识运用到 实践中来，在设计的塑料件也是利用注射模具来成型的，本套设计说 明书主要放在塑件结构和模具设计这一环节，如注射机的选择和校核、 分型面的选择、模具的结构设计、分流道的设计、浇注系统和冷却系 统的设计等方面。在设计过程中主要用到的设计软件有pro/enginee 和autocad.首先用pro/e

9、nginee进行产品的结构设计，进行三维造 型，然后根据三维造型通过autocad来设计注射模具。在设计的过程 中由于经验不足，难免会出现错误，敬请原谅，并给出指正。第二章产品工艺性分析第一节产品材料分析该塑件材料选用的是工程塑料abs, abs是广泛使用的工程塑料。abs属热塑性塑料，它是由丙烯睛、丁二烯和苯乙烯共聚而成。它是 一种坚韧而有刚性的非结晶性工程塑料。具有良好的综合力学性能， 良好的机械强度和一定的成型性、机加工性和耐冲击性，以及较好的 韧性和耐温性等。abs常用来制造各种壳体和结构件，以及经电镀等表面处理的装 饰件。1、其成型特点为：a. abs树脂吸水性较大，在加工前应对ab

10、s树脂进行预干燥处理， 使其含水量下降至0.1%以下。b. abs的流动性较好，溢边值为0. 04mm左右，易于充模。abs的最 大流动长度与制品的厚度之比为190: 1。c. abs的使用温度为-40-100°c, 260°c时即分解产生有毒的挥 发性物质，其热变形温度在载荷为1.82mp&时约为93°c。d. 当模具温度为40°c时，成型收缩率最小，故模温控制在40°c左右 为宜。料温应低于260°c。e为了获得内应力较小的制品，要求保力不宜过高。abs树脂注射 压力对于薄壁、长流程、小浇口的制品或耐热、阻燃等品级，要求较

11、 高些；对于厚壁、大浇口的制品则可低些。f模具设计时要注意浇注系统对料流阻力较小，进口处外观不良， 易发生熔接痕，应注意选择进料口位置、形式，顶出力过大或机械加 工时表面呈现白“色痕”。2.注射成型工艺参数：预热和干燥：8085°c螺杆转速：3060r/min料筒温度：前部200 - 210°c中部 210 230°c后部 180 200°c模具温度：5070°c注射压力：7090mpa保压压力：5070mpa注射时间：35s保压时间：1530s冷却时间：15一 30s总周期：40一70s其它参数：相对密度：1.02-1.06密度：1.0llg

12、/cm收缩率：0. 3% -0.6%查塑料成型与模具设计表2-1比热容单位热流量导热率注射压力1047 j/kg°c30-40 104 j/kg1055 j/mh°c60-100 m pa表2-2工艺参数注射机类型螺杆式密度1. 03-1. 07 kg/dm3收缩率0. 3-0. 8第二节塑件结构和尺寸精度分析塑件结构工艺性，直接关系到其成形模具结构、类型、生产周期 与成本。只有符合模塑工艺要求塑件设计，才能顺利成形，确保内在 与外观质量，达到高效率生产和低成本的目地。一、其塑件的产品结构图如下：c-cr2idr3r3d-dd-d图2-1技术说明：1. 材料为abs2. 按

13、自由公差3 表面不允许有流纹二、产品形状分析1 )侧孔与侧凹在塑件设计时，应尽量避免侧孔与侧凹，从产品图图1可以看出， 产品的两侧壁上各有一大凹方孔和一小凸台。这些孔是无法避免的， 它们与其它零件都有装配关系，是电话接线盒的必要部分。故在设计模具时必须给予充分的考虑和重视,针对本产品的凹孔与 凸台，模具结构采用了镶块配和型芯机构，从而实现塑件的完整和功 能要求。2 )脱模斜度由于制品在冷却后产生收缩，会紧紧包住型心或行腔突出的部分, 为了使制件能够顺利从模具中取出或者脱模，必须对塑件的设计提出 脱模斜度的要求，要求在塑件设计时或者在模具设计时给予充分的考 虑，设计出脱模斜度。目前并没有精确的计

14、算公式，只能靠前人总结 的经验资料。塑件的脱模斜度与塑料的品种，制件形状以及模具结构 均有关，一般情况下取05度，最小为15分到20分。下表为常用的 脱模斜度：表2-3几种塑料的常用脱模斜度制品斜度聚酰胺通用聚酰胺增强聚乙稀聚甲基 丙稀酸 甲脂聚丙烯聚碳酸脂abs塑料脱 模 斜 度型腔20" - 4020'-5020-45,20一 4025'-4535" -1。35'-1。30 型心25-40，20'-40'20'-45"30'-1°20一 45'30- 50,35-1。由于塑料制品的产品图

15、可知，塑件四壁均有1°的自带斜度，此结 构本身就在常用的脱模斜度范围内，此结构本身就有利于脱模，且此 塑料制品的材料为abs,故我们在脱模1°的自带斜度在经验的 35一-1°30'和30'1。之间，故无需另行设计。3）塑件壁厚塑料制品应该有一定的厚度，这不仅是为了塑料制品本身在使用 中有足够的强度和刚度，而且也是为了塑料在成型时有良好的流动状 态。塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件几何尺寸以及成型工 艺等众多因素的制约。根据成型成型工艺的要求，应尽量使制件各部 分壁厚均匀，避免有的部位太厚或者太薄，否则成型后会因收缩不均 匀而使制品变形或产生缩

16、孔，凹陷烧伤或者填充不足等缺陷。热塑性 塑料的壁厚应该控制在1mm4mm之间。太厚，会产生气泡和缺陷，同 时也不易冷却。由产品图可知，其形状较为规则，结构不太复杂：从产品的壁厚 上来看，壁厚最大处为2. 0mm,最小处为1. 0 mm,壁厚较均匀，有利 于零件的成型；为便于脱模，产品内表面设30，的脱模斜度，这里采 用half模具，因此外表面不需设脱模斜度；该产品的孔边距约为2mm, 符合要求。4）加强肋支撑面为使塑件具有一定的强度和刚性，又不使塑料件截面壁太厚，而 产生成型缺陷，行之有效的方法就是，在塑件结构允许的位置适当设置加强肋或者增设防止变形结构。加强肋不仅可防止塑件变形，而且 有利于

17、改善塑件模塑成型的充模状况。设置加强肋后，可能出现背部 塌坑，但只要位置设置得当，壁厚合适，既可避免。5) 圆角塑件的边缘和边角带有圆角，可以增强塑件某部位或者整个塑件 的机械强度从而改善成型时塑料在模腔内流动条件，也有利于塑件的 顶出和脱模。因此塑件除了使用上的要求采用尖角或者不能出现圆角 外，应该尽量采用圆角特征。塑件上采用还可以使模具成型零部件加 强，排除成型零部件热处理或使用时可能产生的应力集中问题。由塑 件的产品图可知：产品所有边缘均带有圆角特征，最大圆角特征 r=lmm,最小圆角特征r=0. 3mm从理论分析，边缘圆角特征与塑件壁厚存在如下的关系：匕病*三来力条中图2-2图2-3p

18、_一外力负荷，t_一厚度，r_一圆角半径。由于边缘彳参饰与张力集中图我们可知：边缘圆角对塑件的影响， 圆角应尽量使壁厚平滑过渡，使壁厚均匀一致，对于c03产品图季提 供了圆角，考虑了塑件受应力的影响，和它的外观要求合乎模具设计 和产品的要求，故而，即依据c03塑件产品图设计模具型芯和型腔， 而不另行设计计算。6）尺寸精度分析塑件的尺寸精度是指成型后所获得的塑件产品尺寸和图纸中尺寸 的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取决于塑料因材质和工艺条 件引起的塑料收缩率范围大小，模具制造精度、型腔型芯的磨损程度 以及工艺控制因素。而模具的某些结构特点又在相当大程度的影响塑 件的尺寸精度。故而，塑件的精度

19、应尽量选择的低些。对于本产品， 图纸未注明尺寸精度，我们取it10级精度。it8=0. 72mm此值由下表查知：表2-4精度等级选用推荐值:类别塑料品种建议采用的等级高精度_般精度低精度1ps345abs聚甲苯丙烯酸甲脂pcpsu聚砚pf氨基塑料30%玻璃纤维增强塑料2聚酰胺 6.66 610 9. 1010456氯化聚乙瞇pvc硬3pom567pppe低密度4pvc678pe高密度由于没有规定制品尺寸精度，查表3-2取4-5级精度。7）表面质量分析该零件的表面除要求没有流纹、缺陷、毛刺，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。第三章模具结构设计第一节总体方案拟订对任何塑料件的模具设计都有一定

20、的程序，首先要确定该塑件使 用哪一种浇口形式，因为目前浇口的形式很多，并且用不同的浇口形 式可以得到不同的塑件效果，得到的塑件表面质量也不同等，因此确 定浇口形式也是至关重要的。再就是要确定在塑件的什么地方进浇， 对于这个问题我们都没有定论，只有借助ptc公司的pro/e内的mold advisor模块来进行分析后再确定浇口位。接着要确定一模几腔，只 有把这些前期工作都做好之后 才能够顺利的进行模具设计。计算部 分。一、型腔数目的确定对于一个塑件的模具设计的第一步骤就是型腔数目的确定。单型腔模具的优点是：塑件精度高；工艺参数易于控制；模具结构 简单；模具制造成本低，周期短。缺点是：塑件成型的生

21、产率低、成 本高。单型腔模具适用于塑件较大，精度要求较高或者小批量及试生 产。多型腔模具的优点是：塑件成型的生产率高，成本低。缺点是： 塑件精度低；工艺参数难以控制。模具结构复杂；模具制造成本高， 周期长。多型腔模具适用于大批量、长期生产的小塑件。确定型腔数目的方法：1) 根据经济性：n=nyt/(60cl)l/2式中n每副模具中型腔的数目n计划生产塑件的总量y单位小时模具加工的费用t-成型周期（min）cl每个型腔的模具加工费用（元）2）根据锁模力：n=（q/p）-a2/al式中q注射机锁模力）（kn）p型腔内熔体的平均压力（mpa ）a2 浇注系统在分型面上的投影面积a1每一个塑件在分型面

22、上的投影面积3）根据塑件的精度：根据经验，在模具中每增加一个型腔，塑件的尺 寸精度就要降低4%,由于没有规定制品尺寸精度，且产品较小，产量 较大，所以选择采用一模四腔。4 ）根基注射量：n= （ 0. 8g-m2 ） /ml式中g-注射机的最大注射量（g）ml-单个塑件的重量（g）m2-浇注系统的重量（g）根据产品需要，该塑件为一模四腔。二、型腔的排列根据根据需要和后续加工的要求我们确定为平行于塑件的最大尺寸方向，镜像分布。图3-1三、分型面的设计分型面的设计在注射模的设计中占有相当重要的位置，分型面的 设计可以对塑件的质量、模具的整体结构、工艺操作的难易程度及模 具的制造等都有很大的影响。分

23、型面的设计原则：一、分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处。二、分型面的选择应有利于塑件的留模及脱模。三、保证塑件的精度要求。四、满足塑件外观的要求。五、便于模具的制造。六、减小成型面积。七、增强排气效果。八、应使侧抽芯行程较短。跟据该塑料制品的形状特点及以上原则，其分型面设计在塑件下 端。第二节成型零件的设计及计算一、标准模架的选取由产品图可知产品的最大高度尺寸为15mm,为适应模具加工，便 于推件板，镶块的设置安全起见，我们取2xl5=30mm,查阅注射机的 模具安装尺寸，考虑到模具的总高度，由于塑件较小，故而我们尽量 选择小型模架，从而使模具的结构尽量小，结构紧奏，考虑到便于加 工我们取整8

24、0mm,查阅标准模架图，取80-43. 60=36. 2mm的加工余量。 参照标准模架图，我们选取fai型23系列的23型模架。二、成型零部件尺寸分析成型零部件的设计计算主要指成型部分，与塑件接触部分的尺寸计 算。而对于塑件尺寸精度的影响因素主要有以下方面:1） 成型零部件的磨损其主要是塑料熔体在在成型行腔中的流 动以及脱模时塑件与型腔或型心的摩擦，而一后者为主。为简化设计 计算，一般只考虑与塑件脱模方向平行的磨损量，对于垂直方向的不 于考虑，而忽略不计。中小形塑件我们取6c=l/6ao2）成型零部件的制造误差成型零部件的制造包括成型零部件的 加工误差和安装，配合误差两个方面，设计时一般将成型

25、零部件的制 造误差控制在塑件相应公差的1/3左右，6 z=l/3 a，通常取 it6it9级精度。3）塑件的收缩率 收缩率不仅是塑件的固有特性，而且与制品 的结构，工艺条件等方面的因素有关。生产中由于设计选取的计算收 缩率与实际收缩率的差异，以及塑件成型工艺条件的波动，材料批号 的变化而造成塑件收缩率的波动，由此导致塑件尺寸的变化值为：6 s=（smax-smin） *ls式中：smax塑件的最大收缩率；smin塑件的最小收缩率；ls塑件的名义尺寸。由上式可以看出，收缩率对塑件的尺寸影响较大，故而应认真对待。4）配合间隙引起的误差bj比如：采用活动型心时，由于型环的间隙配合，将引起塑件孔的位置

26、误差或中心距误差等，为 了满足以上因素对塑件造成的误差总和最小且小于塑件的公差 值，必须满足以下条件：8 z+ 6 c+ 6 s+ 6 a式中：6 z成型零部件的制造误差；6c成型零部件的磨损量；6 s塑料的收缩率波动引起的塑件尺寸变化;6 j配合间隙引起的误差;塑件的公差。三、成型零部件设计计算1）型腔采用组合式，型芯为整体式，型芯及镶块均采用轴肩固定 的方法，并用小间隙与模板配合，考虑到精度要求，故需螺钉和定位 销进行固定和定位。2）工作尺寸计算图3-2产品视图制品为abs,收缩率为0. 3-0. 8%,未要求尺寸精度，按it5级精 度，如上图1、half模型腔直径 按平均值法 s

27、4; = °3 + 0,8 = 0.555.=丄4 = 0.087加加介于it9-it10之间23 按公差带法初算厶”f(1 + sq厶-瑙= (1 + o.8%)x34-1333=33.27誉芻加加校核塑件最大尺寸lm + + 叭一厶 smm s &sc = a = 0.167 mm633.27 + 0.1674-0.333-34x0.3% = 33.338 <34 合要求按it12制造，公差带法结果最，利于修模，故：凹模直径为 033.27；也2、half模模腔深度8. = a, = x 0.24 = o.o8m7h 按 it10 8. - 0.01mmm 33切j

28、. = a = 0.04mmc, 68.=丄 x 0.88 = 0.293mm按 it7 & = 0.021mm®32s. = a = 0.147 mmc2 6平均值法2 %.=(1+sj 比-亍瑙2=(1 + 0.55%) xl7 x 0.24；°"=16.93；°°7 伽2hm =(1 + o.55%)x24 xo.88o002' 23=23.55捫加公差带法初算如二(1 + s翻)乞-戈补了=(1+ 0.3%) x 170.07；°"=16.98；°"加加h” =(1 + 0.3%)

29、x24 0.021；°皿厶=24.05；002,mm校核：hm - hssmax + a > hs合理% =16.98 捫h =:24.o5：002116.98-17x0.8% + 0.24 = 17.084 > 1724.05-24x0.8% + 0.88 = 24.738 > 24按公差带法计算的结果大，利于修模，故：3、凸模直径5. = a = 0.293伽 按 it7 级 5. = 0.02imm'3'按平均值法3-=j + % + - x ,3=24 + 24x 0.55% + -x o.88oo21=24.792?0 02加加按公差带法l

30、 =出 + /凡 in + at,= 24 + 24x0.3% + 0.88°()()21=24.9520021mm校核：lmszsc smaa - ls24. 952 - 0. 021 一 0. 147 一 0. 8% x 24 = 24. 592 > 24 满足要求，按 平均值法结果大，利于修模，故：zw=24.792002inim4、凸模高度s.= a = 0.293mm 按 it7 = 0.021mm平均值法九严血(1 + sr +扌比2八= 19x(1 + 0.55%) + -x 0.88?0 02|=19.69?oo2 |伽公差带法他严(1 + sq人+划>=

31、(1 + 0.8%) xl9 + 0021f 0.021=19.173°()()21m/n校核：hm-hss-< hs 19. 173 - 19 x 0. 3% - 0. 88 =18. 236 <19 合格这里凸模为轴肩连接组合式结构，试模与修模时修磨固定板上平 面，因此取小值有利于修模，故:hm = 19.1 73?()o2| mm5、两型芯中心距足=丄4 =丄><0.4 = 0 介 于 it10-it11 之 间 取 it10 445. = 0.070mmg=c$(l + scp) 土牛= 15x(l + 0.55%)±®=15.08

32、 ±o.o35/7w?76、螺纹型环m30粗牙螺纹由有关手册查得ds小=26. 21mm, ds中=27. 73mm,螺距 ps=3 5mmm,由表6-5知螺纹中径公差中=0. 31mm,由表6-3查得螺纹 型环制造公差6大=0. 04mm, 6中=0. 03mm, &小=0. 04mm。卜中珂(i+s/比中中計贝u:= (1 + 0.55%) x 27.73 - 0.31；阿=27.57；°°% 加%、= (1 + s丿久小-久沪= (1 + 0.55%) x 26.21-0.31；° 04=26.04；°% 加dkl + scm大-

33、中沪=(1+0.55%) x 30 0.31甞=29.86 m/n由于塑件纹长很短，故不考虑螺距的收缩，螺纹型环，螺距直接 取塑件螺距，制造公差6 z=0. 04mm, p =3. 5 ± 0. 02mmo7、成型腔壁厚的计算查表知abs的溢边值为0. 04对小尺寸型腔，在发生较大弹性形变以前，其内应力超过许用应 力，因此按强度计算。壁厚 s = 汽_1)r型腔内半径mmp型腔内压力匕50o型腔材料的许用应力17x(160 xlo6160x1 o& 2x50x10°-d8、型腔底板厚度计算由于型腔底板部分为圆环，若按圆板计算 则板厚切3(3 +皿钢材：g=0. 25

34、z p2x = 18 52mmv qi根据标准模架，取t=32mm主要尺寸对照:015±o24t 015.08 ±0.03517°1 ' -0.24t 16.98o00724°-0.28t 24.o5*00219/1+0.28t 24.792爲1 q-i-0.28iyot 19.173 爲03%t 033.27泸5第三节浇注系统设计流道设计包括主流道.冷料穴和分流道的设计。一、主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，它将注射机喷嘴注出 的塑料熔体导入分流道或型腔。由于主流道要与高温塑料熔体及注射 要机喷嘴反复接触，所以在注射模中主流道部

35、分常设计成可拆卸更换 的主流道衬套。根据注射机喷嘴的尺寸，选择浇口套如下图：图3-3为了使塑料熔体按顺序的向前流动，开模时塑料凝料能从主流道 中顺利的拔出，需将主流道设计成圆锥形，具有2。6。的锥角，内 壁有rao. 8/4m以下的表面粗糙度，抛光时应沿轴向进行。若沿圆周进 行抛光，产生侧相凹凸面，使主流道凝料难以拔出。在直角式注射机上使用的模具中，因主流道开设在分型面上，故 不需要沿轴线方向拔出主流道内的凝料，主流道可以设计成等粗的圆 柱形。热塑性塑料的主流道衬套与注射机喷嘴的尺寸：主流道始端直径 d=d+ ( 0. 5 1) mm,球面凹坑半径r2=r1+ ( 05 1) mm,半锥角a为

36、 1° 2。，尽可能缩短长度l (小于60mm为佳)。本套模具主流道设计要点是： 为便于凝料从主流道中拉出，主流道设计成圆锥形，其锥角a=3°,内壁粗糙度为ra=0. 63um,整个主流道都在衬套中，并未采取分段组 合形式。 主流道大端处呈圆角，其半径r=lmm,以减小料流在转向时过渡的 阻力。 为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道和注射 机的喷嘴紧密接触，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径r2 = r1 + （1一2 ）mm,取主流道球面半径r2 =13mm。其小端直径dl =d2+（0. 5一1） mm,取 dl=5mmo 凹坑深取 h=3 mm。二、

37、分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道。在多型腔的模具中分流道必 不可少，而在单型腔的模具中，有时则可省去分流道。在分流道的设 计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免温度的降低， 同时还要考虑减小流道容积。分流道截面形状应尽量使其比表面积小， 以减少热量和压力损失，常见的分流道的截面形状为圆形、梯形、u 形、半圆形及矩形等几种形式；分流道截面尺寸视塑件尺寸.塑料品 种、注射速率以及分流长度而定，要求分流道截面尺寸应满足良好的 压力传递和保证填充时间。通常圆形截面分流道的直径为2 12mm, 分流道的长度通常为主流道直径的1 2. 5倍，一般取8 30mm。截面 选为半圆形分流道，由

38、表（5-3）取r=6mm.三、浇口设计浇口是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度，补料时间 及防止倒流等作用。浇口的形状，尺寸和进料位置等对塑件成型质量 影响彳艮大，塑件上的一些质量缺陷，如缩孔，缺料，白斑，拼接缝， 质脆和翘曲等往往是由于浇口设计不合理而产生的，因此正确设计浇 口是提高塑料件质量的重要环节。浇口设计与塑料性能，塑件形状，截面尺寸，模具结构及注射工 艺参数等因素有关。总的要求是使熔料以较快的速度进入并充满型腔， 同时在充满后能适时冷却封闭，因此浇口的截面要小，长度要短，这 样可增大料流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离，不 留明显的浇口痕迹，保证塑件外观质量。浇口

39、的截面积通常为分流道 的截面面积的0. 03 - 0. 09.浇口截面积通常有矩形和圆形两种。浇口 长度约为052mm左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限 值，然后在试模是逐步修正。在注塑模具中常用的浇口形式有如下几种：直接浇口、点浇口、潜 伏式浇口、侧浇口、重迭式浇口、扇形浇口、平缝式浇口、盘形浇口、 圆环形浇口、轮辐式浇口与爪形浇口、护耳浇口。浇口的开设的位置 对制品的质量影响很大，在确定浇口的位置时应注意以下几点：1）浇口应设在能使型腔的各个角落都可以同时填满的位置。2）浇口应设置在制品壁厚较厚的部位，使熔体从厚断面流向薄断面， 以利于补料。3）浇口的部位应选在易于排除型腔内空气

40、的位置。4 ）浇口的位置应选在能避免制品表面产生熔合纹的部位。当无法避免 产生熔合纹的产生时，浇口的位置的选择应考虑到熔合纹产生的部位 是否合适。5）浇口的设置应避免引起熔体断裂的现象。6）浇口应设置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，一般制品 浇口附近的强度较差。由于设计零件是表面要求较高的塑件，又因为该模具采用一模四腔 为3板模机构，故选择点浇口为佳。设计时考虑选择从产品底部中心 处进料，而且在模具结构上采用镶拼式型芯，有利于填充、排气。四、冷料穴设计冷料穴的作用是贮存因两次注射间隔而产生的冷料头以及熔体流 动的前锋冷料，以防止熔体冷料进入型腔。

41、冷料穴般设在主流道的末 端，当分流道较长时，在分流道的末端也要开设冷料穴。1）底部带有推杆的冷料穴：这类冷料穴的底部由一根推杆组成, 推杆装于推杆固定板上，因此它通常与推杆或推管脱模机构连用。2）底部带有拉料杆的冷料穴：这类冷料穴的底部由一根拉料杆构 成，拉料杆、装于型芯固定板上，因此不随脱模机构运动。3）底部无杆的冷料穴：对于具有垂直分型面的注射模，冷料穴置 于左右产模的中心在线，当开模时分型面左右分开，塑件与流道一道 取出，不必设推杆。第四节模具温度调节系统塑料模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率。由于各种 塑料的性能和成型工艺不同，模具温度也要求不同。因此在设计注射 模具时必须考虑

42、用加热或冷却装置来调节模具的温度。对于一般的热 塑性塑料注射成型时只需考虑冷却装置。一、温度调节对塑件质量的影响主要有以下几个方面a. 尺寸精度 利用温度调节系统来保持模具温度的恒定或采取较 低的模温，可减少塑件成型收缩率的波动，提高塑件精度。b. 形状精度模具型芯与型腔各部分温差过大，会使塑件收缩不 均匀而导致翘曲变形，影响塑件的美观和使用。特别对于壁厚不一 致和形状复杂的塑件，经常会出现因收缩不均匀而变形的情况，必 须采用合适的冷却回路，使模具型腔各个部位的温度基本上均匀。c. 表面粗糙度 模温过低会使塑件轮廓不清晰，产生明显的熔 合纹，提高模温可改善塑件的表面状态，使塑件的表面粗糙度降低

43、。d. 塑件的力学性能二、温度调节对生产力的影响温度调节系统对生产力的影响主要由冷却时间来体现。通常注射 到型腔内的塑料熔体的温度为200°c左右，塑件从型腔中取出的温度 在60°c以下。熔体在成型时释放的热量中约有5%以辐射、对流的形式 散发到大气中，其余95%需冷却水带走，否则由于塑料熔体的反复注 入将使模温升高。为了保持模温的恒定，在每一循环中，必须由冷却 系统把塑料熔体的热量带走。因此模具的冷却时间主要取决于冷却系 统的冷却效果。一般的模具的冷却时间占整个注射循环周期的2/3, 因此缩短成型周期中的冷却时间是提高生产率的关键。三、模具加热和冷却系统的计算本塑件在注射

44、成型时不要求有太高的模温，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。1、由于制品为空心，按平板类计算其冷却时间e冷却所需的时间st 塑件厚度mm查表取170-180查表取50-80查表取83-1039. 6 x lov/h -此一塑料熔体注塑温度。c几一模具温度。cts塑料热变形温度。ca塑料的热扩散率mm2/s0. 267mm2/s0.267 x 3.142170-50100-50) = 10.615二、冷却介质体积流量计算gqi600/（4 -心）qv冷却介质的体积流量m3/hg单位时间内注入模具的塑料质量kg/h40x 104j/kg3020qi塑料成型凝固时释放的

45、热量j/kgcp冷却介质的比热容j/kg °cp 介质的密度kg/m3 一冷却介质的出口温度°ct2冷却介质的进口温度°c设定模具平均工作温度为40 c,用常温20 c的水作为模具冷却 介质，其出口温度为30 c,产量为(初算0.5套/min) 0. 657kg/h. 塑件在硬化时每小时释放的热量q3,查表3-24得abs的单位热流量为 33xlo4j/kg,即q3= wq2 = 0. 657x33x10 =21. 68x104 (j/kg)冷却水的体积流量v由式(3-65)得v = nmah/60 p cp (t1-t2)=wq1/pcl (t-t2)=0. 8

46、6x10-4 (mvmin)由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积流量较小, 故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。第五节顶出系统的设计一、浇口凝料的顶出由于本套模具采用点浇口浇注，为了确保分流道的脱落，还应注 意脱浇口装置的设计。对于浇口凝料进行受力分析可知，脱浇口必须克服拉断浇口及凝 料对型腔的包紧力，考虑到自动化程度，决定采用限位拉杆脱料装置。工作过程为：开模时，拉料杆随着动模的下行将浇口凝料拉出，与定模贴和静止不动。凝料在拉料杆作用下与制品分离并留在定模侧, 当第二次分型开始后，随动模一起运动流道凝料从点浇口处被拉断， 从而使凝料从主流道及拉料杆上脱落，完成脱料动作。主

47、要尺寸的计算：5尸|o山h3525聲co03,660图3-4拉料杆拉料端采用球形结构（如上图所示）,按照经验取球侧槽深 度5mm,拉料杆直径为8 mm。b、塑料件的顶出对制件进行受力分析塑料件对凸模的包紧力主要集中在四个地 方：中间型环对型芯的包紧力，中间定位特征对型芯的包紧力，圆柱 齿侧工艺槽对型芯的包紧力，以及加强筋对凸模的包紧力。纵观整个包紧力分布场可知：包紧力分布较为分散，而且包紧面 较小，包紧力因此也很小，所以塑料件的脱模可以不采用二次分模机 构，而只需在包紧力集中的地方增加推杆作用。在圆柱齿侧，由于塑料件的形状较为复杂，而且结构形状要求较 高，必须另设推杆作用，以使其平稳脱模。顶杆

48、的固定由于该套模具顶杆的数量较多，顶杆的固定宜采用顶杆轴肩固定在压板的方式。主要参数计算:经cad分析可知：塑料件在脱模方向的投影最大距离为20mm, 因此开模距离为l=20+(5-10)mm.取 l=25mm中间脱模杆直径为dl=4mm,脱模杆间隙为0. 05mm.圆柱齿侧脱模杆直径为d2=lmm,脱模杆间隙为0. 05mm. 另一侧脱模杆直径为d3=2mm,脱模杆间隙为0. 05mm.推板及压板按标准选取规格：推板的厚度为20mm。压板的厚度为15mm。第六节导向机构的设计为保证注射模的准确开模和合模，注射模必须设置导向机构。导 向机构具有以下作用：1、定位作用。模具合模时，导向机构可以保

49、证动模和定模的位置正 确，以便使型腔的运送和尺寸精确；另外导向机构在模具的装配过程 中也起定位作用，方便模具的装配和调整。2、导向作用。合模时，模具的导向零件首先接触，引导动.定模准 确合模，避免由于某种原因，使得型芯或型腔错误接触面而造成的损 坏。3、承受一定的侧向压力。塑料熔体是以一定的注射压力注入型腔的， 型腔的各个方向都承受压力，如果塑件是非对称结构或模具设计成非 平衡进料形式，就会产生单边的侧向压力，设置导向机构可以承受一 定的侧向压力。设计导向机构时应注意：导柱应合理均匀分布在模具分型面的四 角，导柱至模具的边缘应有足够的距离，以保证模具的强度；导柱的年度应比型芯端面的高度高出6-

50、8mm,以免在错误定位时，型芯进入 凹模型腔相碰而损坏。该模具采用导柱导向形式。根据标准模架选择导柱导套，如图所 示：latfa第七节排气系统的设计模具型腔在塑料的填充过程中，除了型腔内原有的空气外，还有 因塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体，尤其是在高速注射成型 时，考虑排气是很必要的。一般是在塑料填充同时，必须将气体排出 模外。否则，被压缩的气体产生的高温会引起塑件局部碳化烧焦，或 使塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至阻碍塑件填 充等。为了使这些气体能从型腔中及时排出，可采用排气槽等方法。当塑件熔体充填型腔时，必须顺序的排出型腔以及浇注系统内的空气 及塑件受热而产生的气体。

51、如果气体不能被顺序的排出，塑件由于填 充不足而出现气泡，接缝或表面轮廓不清等缺陷；甚至因气体受压而 产生高温，使塑件焦化。考虑该塑件尺寸，属于中小型简单型腔模具，故可以利用推出机 构与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值为0. 03mmo第八节侧向抽芯结构模具抽芯机构有斜导柱抽芯与液压抽芯两种：一、斜导柱抽芯机构。这种结构简单，加工方便，动作可靠，劳动强 度小，生产效率高。借助机床开模力和开模行程来完成抽芯动作，广 泛用于延时抽芯或接近分型面抽芯力不大的型芯。二、液压抽芯机构。这种形式的抽芯距及抽拔力较大，抽芯动作平稳, 但必须设置液压装置。一般用于表面积大，端面几何形状复杂的大型 塑件的抽芯。

52、该模具结构较为简单，两侧凹台与凸耳均设计镶块和型芯配合来 成型。所以不需设计侧向抽芯结构。第九节脱模机构设计一、设计原则1、塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动 作，致使模具结构简单。2、正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及其所在部位，有针对性的选 择合适的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。由于塑料收 缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施 与塑件刚性和强度最大的部位，作用面积也应尽可能大一些，以防塑 件变形或损坏。3、保证良好的外观。在选择顶出位置时，应尽量设在塑件内部或对塑 件外观影响不大的部位。4、结构合理可靠。脱模机构应工作可靠，运动灵

53、活，制造方便，更换 容易，具有足够的强度和刚度。二、顶出部件1.推出部件的设计：推出部件由推杆支承板、推杆固定板、以及推杆组成。针对该塑 件可知，使用推杆推出是合适的，且这种推杆易于加工。但其中有多 根推杆的头部是弧面，要想单独加工到精确尺寸是比较困难的，所以 选择在装配时进行加工。并且在设计时尽量使用标准推杆，在目前的 生产中都采用英制顶针，该模具所用推杆均为大同标准顶针。本套模具采用顶杆脱模机构。顶杆适用于筒形塑件或塑件带孔部 分的推出，由于顶杆以圆形接触塑件，故推顶塑件力量均匀，塑件不 易变形，也不会留下明显的推出痕迹。顶杆的组合形式如下图，其外径与模板配合：图3-6顶出机构第四章成型设

54、备选择一、估算塑件体积经pro/e三维造型后测得实际体积约为10. 7cm3,因需要采用一模 四腔。初步设计浇注系统，并估算凝料体积约为6cm3,因此一次注射 需要的物料体积约为27. 4 cm二、初选注射机根据物料体积初选注射机为 xs-z-6 0其工艺参数如下：注射压力：1220 x 105pa锁模力：50x 10kn最大注射面积：130 cm2模具厚度：70-200 mm范本行程：180mm喷嘴：球半径 r12 孔径 r2三、注射机的校核1）注射量的校核根据注射机的使用性能以及经验，模具设计是，必须使得在一个 注射周期内所需注射的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的 80%以内。在一

55、个注射成型周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质 量为制品和浇注系统两部分容量或质量之和。即：v = nv. +v.< j经cad分析知：浇口凝料的体积为匕=85. 3mm3所以，注射总量v= nvz + vj =2 x 3. 5213203 x 103 + 85. 3=7. 13 x 103 mm3< 3xl04 x 80%=2. 4xl04 mm3即注射量符合注射机的要求2) 锁模力的校核注射时，为防止模具分型面被模腔压力顶开，必须对模具施加足 够的锁紧力，否则在分型面处产生溢料。因此，模具设计时应使注射 机的锁模力大于模具将分型面胀开的力。即 fpnaaj)式中f为锁模力(n)a.,a.分别为制品和浇注系统在分型面上的垂直投影面积j(mm2 )匕为塑料熔体在型腔内的平均压力(mpa)经cad分析可知：制品在分型面上的垂直投影面积为540m/h2,浇注系统在分型面上的垂直投影面积32mm2注射机注入的塑料熔体流经喷嘴，流道，浇口