固定圈注射模课程设计

1、长春工业大学前言3绪 论10一、设计题目与技术要求10二、成型材料的分析112.1 塑件材料分析112.2 成型特性 11第一章 塑件分型面位置的分析和确定141.1 分型面的选择原则141.2 分型面选择14第二章 塑件型腔数量及排列方式的确定152.1 数量152.2 排列方式15第三章 注射机的选择及工艺参数的校核163.1 所需注射量的计算163.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算183.3 注射机型号的选定183.4 有关参数的校核193.5 模具与注射机安装部分的相关尺寸的校核211、喷嘴尺寸212、模具外形尺寸223、模具厚度22第四章 浇注系统的形式选择和

2、截面尺寸的计算234.1 主流道的设计234.2 冷料穴的设计244.3 分流道的设计244.4 浇口的设计274.5浇注系统的平衡27第五章 成型零件设计及力学计算285.1成型零件的结构设计285.2 成型零件的工作尺寸计算285.3 型腔尺寸295.4 型芯的尺寸295.5 壁厚的确定31第六章 模架的确定和标准件的选用32第七章 导向机构的设计33第八章 脱模机构的设计358.1 脱模机构设计原则及选择358.2 复位机构及其他368.3浇注系统凝料脱出机构36第九章 温度调节系统的设计379.1 加热系统379.2 冷却系统379.3 冷却介质379.4 冷却系统的简单计算37第十章

3、 模架及模具材料的选择408.1 模架的确定及选用原则408.2 模架的尺寸确定40第十一章 模具的开合模过程41设计总结42参考文献43致谢4445前言塑料成型模具设计课程设计是本课程教学中最重要的实践教学环节，旨在培养学生综合应用塑料成型和模具设计知识，系统地进行塑件的成型工艺性分析和塑料成型模具的设计的能力。通过本课程的设计训练，使学生从设计中探索塑料模具设计的基本规律，掌握塑料模具的设计原则和设计方法，在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高。一、课程设计的目的和基本要求本设计的目的是使学生通过运用已学的基本理论知识(高分子材料的性能与特点、各类模具的成型工艺、模具的结构设计与

4、理论计算等)，经过查阅有关设计资料，设计一副典型结构的注射模，从而达到掌握设计模具的一般程序和模具设计的一般方法，培养模具设计的工作实践能力。在进行课程设计过程中，要求学生及时了解模具技术发展方向，查阅有关资料，做好设计准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性；结合生产实际综合考虑经济性、实用性、可靠性、安全性及先进性等方面的要求，严肃认真的进行模具设计；要求模具结构合理，凡涉及国家标准之处均应采用国家标准，图面整洁，图样及标注符合国家标准。二、课程设计注意事项课程设计前，根据课题需要，准备好必要的设计手册或参考资料，以便在设计过程中随时查阅有关资料。明确具体设计题目，复习本课程中学过的相关

5、内容。具体设计要求如下：、设计前应对塑料成型工艺与模具设计的原始资料进行认真地消化，并明确设计要求再进行工作。原始资料包括：零件图、原材料牌号与规格、现有成型设备的型号与规格等。2、所编写的设计说明书要全面反映设计思想、设计过程和结论性认识。说明书的编写应图文结合；计算时注明公式来源、参数选取的资料名称。3、设计图样应符合“机械制图” 国家标准。模具零件图按生产图样要求完成，零件的尺寸公差、形位公差及表面粗糙度的精度等级和其它技术要求要有合理的标注或说明。4、模具装配图应符合国家制图标准，清楚表明各零件的装配关系，标注必要的尺寸，如模具的闭合高度、总长、总宽及定位圈尺寸等。装配图上应将全部零部

6、件按顺序编号，模具零件明细表置于装配图右下角，与标题栏相连。明细表中各项内容（比例、序号、名称、件数、材料、热处理要求）必须与模具零件图及装配图上标注的内容完全一致。三、课程设计任务1、制订塑件注塑成型工艺；2、绘制注射模具装配图一张；3、编写设计计算说明书一份。四、课程设计具体过程（一） 一般过程1、 分析塑件采用的材料品种和性能；2、 分析塑件的工艺性能；3、 确定成型设备的型号和规格；4、 制订塑件注射成型工艺条件；5、 确定型腔的数目和排列方式；6、 确定分型面位置；7、 确定浇注系统和排气方式； 8、确定成型零件和主要结构形式；9、选择推出方式，确定推出机构；10、成型零件的设计与标

7、准件的选用；11、温度调节系统的设计；12、绘制模具结构草图（经指导老师审阅）；13、校核模具与注射机有关尺寸；14、校核模具有关零件的强度及刚度；15、绘制模具装配图（计算机绘制）；16、编写设计说明书。（二） 模具设计设计的基本内容(1)进行模具设计的可行性分析根据塑件技术要求和塑料模塑成型工艺文件技术参数，进行摸具设计可行性分析。 保证达到塑件要求为保证达到塑件形伏、精度、表面质量要求，对分型面的设置方法、拼缝的位置、侧抽芯的措施、脱模斜度的数值、熔接痕的位置、防止出现气孔和型芯偏斜的方法及型芯、型腔的加工方法进行分析。 合理的确定型腔数 为提高塑件生产的经济效益，在注射机容量能满足要求

8、的前提下，应计算出较合理的型腔数。随着型腔数量增多，每一只塑件的模具费用有所降低。型腔数目与塑件的产量、成型周期、塑件价格、塑件重量、成型设备、成型费用等因案有关。 流道和浇口位置由于浇口对塑件的形式、尺寸精度、熔接痕位置、二次加工和商品价格等有很大影响因而首先必须对流道和浇口对具体塑件的成型关系进行分析。（2）确定模具类型:在对模具设计进行初步分析后，即可确模具的结构。通常模具结构按以下方法分类，可进行综合分析，选择合理的结构类型。 按浇注系统形式分类：两板式模具、三板式模具、多板式模具、特殊结构模具(叠层)。 按型腔结构分类：直接加工型腔（分为整体式结构、部分镶入结构和多腔结构）、镶嵌型腔

9、(分为镶嵌单只型腔、镶嵌多只型腔)。 按驱动侧型芯方式分类：利用开模力驱动（分为斜导柱抽芯、齿轮机构抽芯等），用顶出液压缸抽芯、利用电机抽芯。(3)确定模具主要结构 型腔布置根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排布方式。 确定分型面 分型面的位置要有利模具加工、排气、脱模及成形操作、保证塑件表面质量等。 确定浇注系统和排气系统 包括确定主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小以及排气方法、排气槽的位置、大小。 选择推出方式，决定侧凹处理方法、抽芯方式。 决定冷却、加热方式及加热、冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安放位置。 根据模具材料、强度计算

10、或者经验数据，确定模具零件厚度及外形尺寸，外形结构及所有连接、定位、导向件位置。 确定主要成型零件、结构件的结构形式。 确定计算成型零件工作尺寸。 在确定模具结构示意图时，应提出两种以上结构方案进行分析比较，选择最佳方案。(4)模具材料及热处理的确定 根据模具产品批量、复杂程度、精度要求、工作条件及制造方法，合理选用棋具材料。 根据模具零件的工作位置、受力情况决定零件的热处理要求。 根据所有塑料的特性、填料类型，确定表面处理要求。(三)绘制模具装配图，非标准零件图1、绘制模具装配图的要求(1)布置图面及选定比例 遵守国家标准的机械制图规定。 可按照模具设计中习惯或特殊规定的绘制方法作图。 绘图

11、比例按照国家制图标准。(2)模具设计绘图顺序 主视图:绘制总装图时先里后外，由上而下，即先绘制产品零件图、凸模、凹模 俯视图:将模具沿注射方向打开，绘制俯视图。（3）模具装配图的绘图要求 用主视图和俯视图表示模具结构。主视图上尽可能将模具的所有零件画出，可采用全剖视或阶梯剖视。 俯视图可只绘出动模，或动模定模各半的视图。需要时再绘制一侧视图以及其它剖视图和部分视图。(四)编写设计计算说明书1设计计算说明书的内容(1)设计任务书。(2)目录。(3)说明书正文： 塑件成型工艺性分析(包括结构特征分析、塑料的性能及成型工艺分析)。 塑件分型面位置的分析和确定。 塑件型腔数量及排列方式的确定。 注射机

12、的选择及工艺参数的校核。 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算。 成型零件设计及力学计算。 模架选择或设计。 导向机构的设计。 脱模机构的设计。 侧向分型抽芯机构的设计。 温度调节系统的设计。 模具开合模动作过程。(4)设计小结(本设计的优缺点、改进意见及设计体会)。(5)参考文献目录。2编写说明书的要求(1)说明书要求论述清楚，文字简练，书写整洁，计算正确。(2)说明书采用统一格式排版、打印，采用统一格式的封面，装订成册。(3)说明书中应附有必要的插图，帮助说明各结构方案及尺寸确定的理由。(4)计算中所引用的公式和数据应有根据，并注明其来源。(5)说明书中每一自成单元的内容，应有大小标题，使其

13、醒目便于查阅。(6)计算过程应层次分明，一般可列出计算内容，写出计算公式，然后代入数据，略去具体演算过程，直接得出计算结果，并写上结论性的用语，如“合理”、“安全”或“强度足够”等。对计算出的数据，需要圆整的应给予圆整，属于精确计算的不得随意圆整。（五）课程设计小结 具体内容如下： (1)分析总体设计方案的合理性。 (2)分析零部件结构设计以及设计计算的正确性。 (3)认真检查所设计的装配图、零件工作图中是否存在有问题。对装配图要着重检查分析分型抽芯脱模机构、推出机构设计中是否存在有错误或不合理之处。对零件工作图应着重分析尺寸及公差的标注是否恰当(尺寸标注是否符合基准及加工原则，公差标注是否满

14、足塑件成型的精度要求)。此外还应检查温度调节系统的布置是否合理。 (4)对计算部分，着重分析计算依据，所采用的公式及数据来源是否可靠，计算结果是否正确等。(5)通过课程设计，认真总结自己在哪些方面获得较为明显的提高。还可对自己的设计所具有的特点和不足进行分析与评价。（六）课程设计答辩 (1)答辩前必须完成全部设计工作量。 (2)必须整理好全部设计图纸及设计说明书。图纸必须折叠整齐，说明书必须装订成册，然后与图纸一起装袋，呈交指导老师审阅。(3)答辩前设计者对自己设计工作和设计结果进行一次较全面系统的回顾、分析与总结。五、时间分配序号内容时间1研究课程设计任务书，收集资料，进行方案分析2天2确定

15、方案，绘制模具结构草图5天3进行装配图设计 5天4模具零件图设计4天5编写设计说明书4天6设计答辩1天总计21天绪 论一、设计题目与技术要求第四组：固定圈注射模技术要求：1、按一模四腔进行设计;2、产品材料为PA6(收缩率为0.016);3、塑件外表光滑，无注塑缺陷。二、成型材料的分析2.1 塑件材料分析PA6塑料，化学名称：尼龙6尼龙简写PA、属结晶材料，比重:1.13克/立方厘米 成型收缩率:1.5%2.5% 成型温度：215-225 密度:1.121.15g/cm3其特点如下： 优点： （1） 机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度； （2）&

16、#160;耐疲劳性能突出，经受多次反复屈折仍能保持原有机械强度； （3） 表面光滑，摩擦系数小，耐磨； （4） 耐腐蚀，耐碱和大多数盐液，还耐弱酸，机油、汽油； （5） 无毒，对生物侵蚀呈惰性，有良好抗菌、抗毒能力； （6） 耐热，使用温度范围宽，可在45100下长期使用，短时耐热温度达120150； （7） 有优良电气性能，具有较好的电绝缘性； （8） 制件重量轻，易染色，易成形。 缺点： （1） 易吸水； （2） 耐光性较

17、差； （3） 不耐强酸、氧化剂； （4） 设计技术要求较严。 加工要求：一般宜取低模温、低料温、时间长、注射压力大的成形条件。 2.2 成型特性（1） 黏度低，流动性好，易产生溢流，飞边（2） 收缩稳定性差（3） 熔融温度下较硬，易损伤注射机螺杆或模具（4） 主流道、型腔壁易黏膜表1 PA6主要的性能密度1.13g/ cm3比体积0.870.91g/ cm3吸水率1.63.0（24h）/%收缩率1.6% 熔点210225热变形温度0.46Mpa140176抗拉强度70Mpa0.185Mpa80120抗弯强度96.9Mpa弹性模量2.6 Mpa硬

18、度HB 11.6 M85114 比热容体积电阻系数1.7× 1016(cm)击穿强度>20(kV mm-1)表2 PA6注射成型工艺参数PA6注射成型工艺参数材料代号PA6收缩率/%1.52.5%密度/ (g/ cm3)1.121.15g/ cm3设备类型螺杆式螺杆转速/(r/min)2050喷嘴形式直通式温度/料筒一区220230料筒二区230240料筒三区200210喷嘴200210模具4060压力/MPa注射压力80110保压压力3050时间/s注射04保压1550冷却2040周期4100第一章 塑件分型面位置的分析和确定1.1 分型面的选择原则在塑件设计阶段,就应该考虑

19、成型时分型面的形状数量,否则就无法用模具成型。在模具设计阶段,应首先确定分型面的位置,然后才选择模具的结构。分型面选择是否合理,对塑件质量工艺,操作难易程度和模具设计制造有很大影响。因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。选择分型面总的原则是保证塑件质量,且便于制品脱模和简化模具结构。分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构,选择分型面应尽量使塑件开模时留在动模;分型面应尽可能选择在不影响外观的部位,并使其产生的溢料边易于消除和修整;分型面的选择应保证塑件尺寸精度;分型面选择应有利于排气;分型面选择应便于模具零件的加工;分型面选择应考虑注射机的规格1.2 分型面选择 因为塑件脱模后包在型

20、芯上，随型芯一起离开定模，动模停止运动后，在注射机的的推杆作用下强行脱模 第二章 塑件型腔数量及排列方式的确定2.1 数量分型面确定以后,就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。根据技术要求本题采用一模四腔。2.2 排列方式多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式。由于型腔布置方式与浇注系统布置密切相关,因而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以考虑:型腔的布置应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需要的足够的压力;型腔与主流道之间的距离应尽可能的短,同时采用平衡的流道和合理的尺寸以及均匀分布的冷却系统等。 综上所述，该模具采用H型平衡对称排布的方式。第三章 注射机的选择及工艺参

21、数的校核 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备,因此设计注射模是应该详细解，现有注射机的技术规格才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是依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,开模距离等进行计算。3.1 所需注射量的计算 塑件质量和体积的计算对于该设计,提供了塑件样图,据此进行三维建模,对其分析得:塑件体积 V1=37.911 cm3塑件质量 m1=V1=1.13 g/cm3 × 37.911 cm3 = 42.839 g 浇注系统凝料

22、体积的估算可按塑件体积的0.6 倍计算,所以浇注系统凝料体积为V2=0.6V1=22.7466 cm3 该模具一次注射所需塑料体积V0=4V1+V2174.391 cm3质量m0V01.13 g/cm3×174.391 cm3=197.062g3.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积为A2,在模具设计前是个未知数,根据多型腔模的设计分析,A2 是每个塑件在分型面上的投影面积A1 的0.2-0.5 倍,因此可用0.3 A1 来进行计算,所以A0 = nA1 + A2 = 1.3A1 nA1=23531.20615mm2A=1.

23、3×23531.20615=30290.568 mm2Fs=A×P型=30290.568×30=908.717 KN3.3 注射机型号的选定根据上面计算得到的m和Fs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应满足为注射量系数，无定型塑料取0.85,结晶型塑料取0.75，因塑件为PA材料所以选择系数为0.75。FFs根据上述数据选定注射机型号XS-ZY-1000，基本参数性能如表5-1 表5-1 基本参数额定注射量/1000最大注射量/g910螺杆直径/mm85注射方式螺杆式锁模力/KN4500模板最大行程/mm700模具最大厚度/mm7

24、00模具最小厚度/mm300顶出形式两侧设有顶杆，机械顶出，中心距190mm喷嘴球半径/mm18喷嘴孔直径/mm7.5动、定模固定尺寸/mmmm850750拉杆空间/mm650550合模方式液压压力/MPa13.6电动机功率/kW64加热功率/kW16.5机器外形尺寸/mmmmmm7700180024003.4 有关参数的校核 按注射机的最大注射量校核型腔数量n(KMmax-m2)/m1K注射机最大注射量的利用系数,一般取0.8Mmax注射机的最大注射量（g 或cm3）m2浇注系统凝料所需塑件的质量或体积（g或 cm3）m1单个塑件的质量或体积（g或cm3）左边=4，右边12.4，满足要求。

25、注射量的校核根据生产经验,注射机的最大注射量是其允许最大注射量的80%,由此有V实0.8V公V实浇注系统所需塑件的体积cm3V公注射机允许的最大注射量cm3左边=174.391cm3，右边=80%×1000=800cm3 满足要求。锁模力的校核锁模力必需大于该模的胀型力,即FAPk0P型形腔平均压力k0锁模力安全系数,一般取k0= 1.1-1.2 取1.2左边=4500KN,右边=461.386KN，满足要求。 注射压力的校核所选注射机额定注射压力为121MPa，该塑件的注射压力为80-110MPa, 由于选用的是螺杆式注射机,其注射压力的传递比柱塞式要好,注射压力选用80MPa,注

26、射应满足PmaxkP0式中：max 注射机额定直射压力 P0 注射成型时所用的注射压力 k安全系数,常取k = 1.25-1.4 取1.3左边= 121MPa，右边=1.3×80 = 104MPa，满足要求。 开模行程的校核XS-ZY-1000 为全液压式注射机,注射机最大开模行程与模具厚度有关,必须满足sH1H2a（510）mm式中 s注射机的最大开模行程（mm）; H1塑件脱模所需的推出距离,一般等于型芯高度； H2塑件和塑件的浇注系统凝料总高度（不包括浇注系统高mm）;a 取出浇注系统凝料必须的长度（mm）。左边700 mm，右边70553918524 mm，满足要求。综上,注

27、射机选择合理,能够满足使用要求。3.5 模具与注射机安装部分的相关尺寸的校核为了使注射模具能够顺利地安装到注射机并生产出合格的塑件，设计模时必须校核注射机与模具安装部分相关尺寸，因为不同型号及尺寸的注射机，其安装模具部分的形状和尺寸各不相同。1、喷嘴尺寸注射机喷嘴前端球面半径r应比模具浇口套始端的球面半径R小12mm,注射机喷嘴直径d比模具浇口始端小孔径D小0.51mm,以防止模具浇口套始端积存凝料，影响脱模使主流道凝料无法脱出。2、模具外形尺寸模具外形尺寸应小于注射机的拉杆间距，否则模具无法安装。同时，模具的座板尺寸不应超过注射机模板尺寸。3、模具厚度模具设计时，应使模具的总厚度位于注射机可

28、安装模具的最大厚度和最小厚度之间。 第四章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算所谓浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两类。普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。浇注系统的作用是使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳而顺利的充模,压实,保压。4.1 主流道的设计 主流道是指从注射机喷嘴与模具接触开始，到有分流道为止的一段料流通道。属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具中的过渡阶段,因此它的形状和尺寸非常重要。主流道部分在成型过程中,其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度和压力的塑料熔体冷热交换的反复接触,属于易损件,对材料的

29、要求高,因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式-浇口套。 主流道部分尺寸如下:1） 主流道小端直径d = 注射机喷嘴直径+ (0.51)= 7.5+ 1 = 8.5mm2） 主流道球面半径SR = 注射机喷嘴球面半径+ (12) = 18 +2 = 20mm3） 球面配合高度h = 35 取h = 4mm4） 主流道锥角=2°6°取= 4°5） 主流道长度L 尽量60mm 取L=55mm6） 主流道大端直径D=d2Ltg(/2)=8.52×55×tg212.34mm7）主流道凝料体积q主L(D2Ddd2)/1255(12.3421

30、2.34×8.58.52)4.7cm38）主流道剪切速率校核有经验公式 r=4.7qv/(Rn3)=5×102S-15×103S-1 r=4.7qv/(Rn3)=1956.75×103S-1式中qv=q主+q分+q塑件=4.7+5.875+174.391=184.966 cm3Rn=(12.34+8.5)/4=5.21mm=0.521cm故满足要求。4.2 冷料穴的设计冷料穴的作用是贮存两次注射间隔而产生的冷料及熔体流动前锋冷料,以防止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般设置在主流道的末端,当分流道较长时,在分流道的末端有时也设冷料穴。同时冷料穴兼有分模时将主流

31、道凝料从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧。本设计采用推板脱模机构,采用代球形头的冷料穴,适用于弹性较好的PA6。4.3 分流道的设计1) 分流道的布置形式分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关,有多种不同的形式,但应遵循两个方面的原则:一是排列紧凑,缩小模板尺寸,二是流程尽量短,锁模力均匀。该流道布置采用平衡式, 从主流道到各个型腔的分流道其长度、形状、断面尺寸均相同。特点：保证各个型腔均匀进料，但分流道较长；其布置形式图示即为最佳:图6-1 分流道示意图2) 分流道的长度长度应尽可能短,结合模具尺寸结构,取分流道长度L1=L2=L3=L4=11.3mm3) 分流道形状及尺寸 梯形分

32、流道截面积效率高,表面积、体积最小，冷却速度最低，热量及摩擦损失小，进料流道中心冷凝慢，有利于保压。一般采用如下公式可确定截面尺寸,即圆形截面分流道直径D一般在212mm范围变动。本题的分流道直径是6mm，符合应用范围,可以采用。其截面形状尺寸如图所示:图6-2 截面形状示意图 凝料体积分流道长度 l=55+11.3×4=100.2mmA=0.63b2=22.68mm2凝料体积 q=l×A=100.2×22.68=2272.536 =2.274) 分流道表面粗糙度分流道表面不要求太光洁,表面粗糙度常取Re = 0.631.6um,这可增加对外层塑料熔体流动阻力,使

33、外层塑料冷却塑料皮层固定形成绝热层,有利于保温。5) 分流道与浇口连接形式分流道与浇口采用斜向与圆弧连接,这样有利于塑料的流动与填充,防止塑料流动产生反压力,消耗动能。6)分流道的修正在同一副模具上成型两种大小不同的塑件时,为了保证在注射时,熔体能同时充满大小不同的型腔,这时单独使用修正浇口大小,不一定能达到均衡充模的效果,必要时,需对分流道进行修正。7)分流道剪切速率校核由经验公式 r=(4.7qv-q分)/R3(5×102S-1,5×103S-1)q分=l×A=100.2×22.682272.536mm32.27cm3R=2A2/(l)0.42cmr

34、3727.15mm故满足要求。4.4 浇口的设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道,是浇注系统的关键部分,起着调节控制料流速度,补料时间及防止倒流等作用。浇口的形状.尺寸.位置对塑件的质量产生很大的影响。 类型及位置的确定该模具是中小型塑件的多型腔模具，类型选用常用的潜伏式浇口。这种类型适用于表面质量要求较高，大批量生产的多型腔小零件。浇口容易去除。 浇口的结构尺寸经验数据潜伏式浇口的大小由其直径确定由图确定，设计潜伏式浇口直径为d=1.5mm，浇口长度为15mm，头部球半径为5mm，锥角4.5浇注系统的平衡对于该模具,从主流道到各个型腔和分流道的长度相等,形状及截面尺寸相同,各个浇口也相

35、同,浇注系统显然是平衡的。 第五章 成型零件设计及力学计算模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。在本设计中成型零件就是型腔和型芯及中间深孔处型芯。5.1成型零件的结构设计 型腔.型腔采用整体式,用机械加工方法易于成型,结构简单,牢固不易变形。塑件无拼接缝痕迹,适用于简单形状的塑件。 型芯. 型芯采用镶块式结构，并且将其嵌入型芯固定板内。5.2 成型零件的工作尺寸计算成型零部件工作尺寸计算有平均值法和公差带法两种。本设计为便于计算采用平均值法。塑件尺寸按一般精度取MT4。在下列各式中：为塑件外形公差值Scp 为塑件平均收缩率(1.52.5)%,取Scp = 1.6%z 为制造公差,

36、取z = Ls、ls、Hs、hs 为塑件的外形基本尺寸。PA6（聚酰胺）材料有高精度MT3和一般精度MT4两个选择，根据给定的尺寸，我们选择公差等级4。查阅表中的A与B是两个等级，A级表示不受模具活动部分影响尺寸的公差，B级表示受模具活动部分影响尺寸的公差。根据给定的尺寸我们选出的尺寸公差见表1-2。5.3 型腔尺寸由于本设计中盒盖和盒底的高度不相等，故成型盒盖的模具部分与成型盒底的模具部分的型腔的尺寸需分别计算。1） 成型固定圈的型腔部分径向尺寸LmLsLsScp3/40+1/3 长度方向尺寸Lm8585×1.6%3/4+00.2385.85+0.230 mm 型腔深度尺寸 HmL

37、sLsScp2/30+1/32929×1.6%2/3×0.520+0.16 mm 29.12 0+0.16 mm5.4 型芯的尺寸由于本设计中筒体的径向尺寸不相同，故型芯的径向尺寸需分别计算。 1）径向尺寸 Ls LsLsScp3/40-1/3 LsA80.4680.46×1.6%0.68×3/40-0.2382.260-0.23mm LsB79.7479.74×1.6%0.68×3/40-0.2381.530-0.23 mm LsC81.0481.04×1.6%0.68×3/40-0.2382.8460-0.23

38、 mm LsD6868×1.6%0.68×3/40-0.2369.5980-0.23 mm LsE7878×1.6%0.68×3/40-0.2379.7580-0.23 mm2) 型芯高度 LsLsScp2/30+1/32929×1.6%2/3×0.520+0.16 29.12 0+0.16mm 5.5 壁厚的确定 塑料模具是在一定温度和一定压力下工作的，模具型腔受到的塑料熔体压力的作用，必须具有足够的刚度和强度。如果型腔侧壁和底板的厚度过小，就可能因强度不够而产生塑件的版型甚至破坏。对于小型腔来说，强度不足为主要矛盾，计算型腔壁厚应

39、以满足强度条件为准。壁厚的强度计算条件是型腔在各种受力形势下受到的最大压力值不得超过模具材料的许用应力，即。所以计算公式如下： 型腔底板的厚度： 式中 -型腔内熔体的压力，一般取3050Mpa -型腔侧壁边长 -型腔宽度 -凹模宽度 材料的许用应力，一般取100Mpa计算得=21.3530.86，当塑件比较小且型腔比较浅时，一般取32左右。型腔壁厚尺寸： 根据塑件的短边尺寸可得壁厚为32左右型腔型芯尺寸表（）零件型芯径向型芯深度型腔径向型腔深度弧面半径长宽长宽尺寸82.8460-0.2382.8460-0.2329.12 0+0.1685.85+0.23085.85+0.23029.12 0+

40、0.16250第六章 模架的确定和标准件的选用模架是注射机的骨架和基体，通过它将模具的各个部分有机的联系成一个整体，也可以说塑料模的模架起装配、定位和安装作用。模架主要由模板、导柱和导套等零件组成的，未包含有型芯型腔在里头，为了提高模具设计制造效率,一些大型的专业模架厂生产出各种型号的标准模架来供选择与使用。如图6-1所示。塑料注射模模架现已标准化和系列化，因此在设计时直接选用标准件即可。根据塑件在分型面上投影的面积或周边尺寸(型腔不带镶件),以塑件布置在推杆推出范围之内及复位杆与型腔保持一定距离为原则来确定模架大小.塑件投影宽度 BB210塑件投影长度 Lltd（复位杆直径）30式中 10为

41、推杆与垫块之间的双边距离；30为复位杆与型腔之间的双边之间距离；根据上式可求得 和 这两个参数，再对照中小型标准模架尺寸系列中相应参数就可以确定模架大小和型号了。因为是一模四腔,单个塑件的型腔平面尺寸为84mm × 84mm，用潜伏式浇口，塑件用推板推出。根据模板有效使用面积 BB210， Lltd（复位杆直径）30于是得 B220010210， ltLd30200+ 20 + 30 250，所以所选模架的尺寸如下L×B×H600×500×64。第七章 导向机构的设计导向机构主要用于保证动模和定模两大部分及其他零部件之间的准确对合。导向机构主要

42、有导柱导向和锥面定位两种形式,设计的基本要求是导向精确,定位准确,并且有足够的强度,刚度和耐磨性,多采用导柱导向机构。 动定模合模导向动定模合模导向机构设计时将导柱置于动模,其导向部分尺寸由资料查得直径为16mm。导柱与动模板的配合精度及导套与定模板的配合精度在装配图中得以体现。 推出板的导向推出板在推出塑件过程,必须采用导向机构以使塑件受力均匀,保证塑件不变形,其导向本设计采用与动定模合模导向机构合二为一的设计,原因是厚度不大,运动距离不大,以节约材料。 顶板的导向由于设计时采用推板推出机构,推版不仅起了推出塑件的作用,还起了对顶杆导向的作用,无需另设导柱导套而使模具机构复杂而且成本提高。直

43、导柱的形式如下图所示直导柱：导柱两段名义尺寸相同,只是公差不同的导柱。用途：用于简单模具的小批量生产，一般不需要导套。材料：应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的钢芯。常采用低碳钢（20号）渗碳（0.50.8mm深）淬火处理，或碳素工具钢淬火。配合精度：安装段与模板间采用过渡配合；导向段与导向孔采用动配合。光洁度：固定段表面用Ra0.8m,导向段表面用Ra0.4m。导套的形式如下：图7-2 导柱：第八章 脱模机构的设计8.1 脱模机构设计原则及选择 使塑件从模具上脱出来的机构称为顶出机构或脱模机构。顶出机构的动作方向与模具开模方向是一致的。一副好的顶出机构要求脱模时塑件不变形和不损坏，而且顶出

44、机构的位置应位于制件不明显处。 顶出机构形式，归纳起来可分为机械顶出、液压顶出和气动顶出3大类。在设计顶出系统时应遵循以下几个原则：1）.为使制品不致因顶出而产生变形，推力点应尽量靠近型芯或难于脱模的部位，如制品上细长的中空圆柱，多采用推管（标准件通常为司筒）顶出。推力点的布置应尽量均匀；2）.推力点应作用在制品上承受力最大的部位，即刚性好的部位，如筋部、突缘和壳体形制品的壁缘等处；3）.尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制品破裂和穿孔等，如壳体形制品及筒形制品多采用推板顶出。为避免使顶出的痕迹影响制品的外观，顶出装置应设在制品的隐蔽面或非装饰表面。对于透明制品尤其要注意顶出位置及顶出形

45、式的选择。选择顶板顶出机构。顶板顶出机构其顶出力均匀、顶出效果好和无顶出痕迹等特点，特别适用于一模多腔，圆形与外形简单的产品脱模。缺点是使模具厚度增加，脱模孔位置的配合精度及加工精度要求较高。图8-2所示为顶板顶出结构。8.2 复位机构及其他推出及复位时,推管始终在成型套内运动,能够起导向作用,可以保证准确复位,无需另设复位杆。推板在运动过程中的移动距离和推管一样,为保证推出板不掉下,故应将导柱长度设置较长。8.3浇注系统凝料脱出机构三板模优于二板模的突出点就是，能自动脱出浇注系统凝料，提高了自动化程度。充电器面壳注塑模具采用流道板将凝料推出的方法来实现凝料的自动脱落。其工作原理是:模具开模时

46、，首先利用拉料杆将凝料拉断，使凝料与塑件分离，然后在利用定居分型机构的反向运动，推动流道板运动，推出凝料，然后在重力的作用下脱落。这样就不需像二板模那样，要手动取出凝料。 第九章 温度调节系统的设计9.1 加热系统由于该套模具的要求在50,又是小型模具,所以无需设计加热装置。9.2 冷却系统对热塑性塑料,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可能的传给模具,以使塑料可靠冷却定型并迅速脱模。对于黏度低,流动性好的塑料(如聚乙烯,聚酰胺等),因成型工艺要求模温不太高,所以常用温水进行冷却。9.3 冷却介质冷却介质有水和压缩空气,但用冷却水较多,因为水的热量大,传热系数大,成本低。决

47、定用水冷却,即在模具型腔周围开设冷却水道。9.4 冷却系统的简单计算 1 冷却回路所需的总面积. A= Mq/ 3600(mw) A冷却回路总表面积，m2M单位时间内注入模具中的树脂质量，kg/hq单位质量树脂在模具内释放的热量，kJ/kg,PA6的q值为5.5冷却水的表面传热系数，W/（m2·K）m模具成型表面温度，w冷却水平均温度，冷却水传热系数 =（u）0.8/d0.2 = 4.187×7.22×(0.95×103×0.57)0.8/(22×10-3)0.2 = 8.98×103 KJ(m2·h·)

48、 冷却水在该温度下的密度，kg/m3u冷却水的流速，m/sd冷却水孔直径，m与冷却水温度有关的物理系数所以：A= Mq/ 3600(mw) =1.24×10-3m22 冷却水体积流量的计算qvwq1/C1(12)8.1×103/60×0.95×103×4.187(25-21)8.48×10-4 m3/min式中:qv 冷却介质的体积流量, m3/min; q1 单位重量的塑件在凝固时所放出的热量.kJ/min;冷却介质的密度,Kg/m3;1 冷却介质的出口温度,2冷却介质的进口温度,3 冷却水管的直径 为使冷却水处于稳定湍流状态,取d

49、 = 22mm。4 冷却水在管道内的流速4qv /(60d2)4×13×10-3/3.14×(22×10-3)2×600.57m/s 式中 冷却介质的流速.m/s qv 冷却介质的体积流量,m2/s d 冷却水管的直径,mm5 应开的孔数nA/(dL)1.24×10-3/(3.14×6×10-3×11.3×10-3)6式中L冷却管道开设方向上模具长度或宽度,m。6 冷却水道的布置考虑到塑件部分冷却效率,在型腔板中开设四个水管,能够满足设计要求。第十章 模架及模具材料的选择8.1 模架的确定及选用原则模架是注射机的骨架和基体，通过它将模具的各个部分有机的联系成一个整体，也可以说塑料模的模架起装配、定位和安装作用。塑料注射模模架现已标准化和系列化，因此在设计时直接选用标准件即可。选用标准模架具有一下优点：简单方便，买来即用，不用存库；降低模架成本；简化了模架的设计和制造，缩短了生产周期，提高了模具中易损坏零件的互换性，便于模具的维修。根据塑件在分型面