说明书正文(共64页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上 目 录摘要. 3Abstract. 4第一章 绪论. 5 1.1 塑料制品生产 5 1.2 塑料成型模具 5 1.3塑料成型技术的发展趋势. 6 第二章 注塑件的设计. 7 2.1 塑料件材料的选择 7 2.2 塑料件材料的确定 9 2.3 塑料制品的几何形状 9 2.4 制品的尺寸精度 12 2.5 塑料件的表面质量 14 第三章 注射成型工艺及注塑机. 14 3.1 注塑成型工艺过程 14 3.2注射成型的工艺尺寸. 16 3.3 注塑机的选择 18 3.4 注塑机的校核 21 3.5 注塑模的结构 23 第四章 浇注系统设计. 24 4.1 浇注系统的特性 2

2、4 4.2 主流道设计 25 4.3 分流道设计 26 4.4 浇口设计 26 4.5 冷料穴设计 27 4.6 剪切速率的校核 28 第五章 成型零件工作尺寸的设计. 29 5.1 成型零件工作尺寸的计算. 29第六章 模架确定. 32 6.1 模架选用. 32第七章 导向与定位结构. 35第八章 顶出系统设计. 36 8.1 脱模力的计算. 37 8.2 推杆脱模结构. 38第九章 排气系统设计. 41 9.1 排气设计原则. 41 9.2 推管、推杆、镶件排气功能证明. 42第十章 温度调节系统设计. 43 10.1 温度调节对塑件质量影响 43 10.2 对温度调节系统的要求 43第十

3、一章 冷却系统设计. 44参考文献 51致谢 52专心-专注-专业心型台灯塑料注塑模具设计专业名称：机械设计制造及其自动化作者：崔素静指导教师： 杨忠摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明。通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对P

4、ROGRAM的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。关键词：塑料模具；参数化；镶件；分型面The plastic injection modle design of heart shape lampe The major:Machine design Manufacturing and Automation Author: cuisujing Tutor: yangzhongAbstractplastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes, but casts the mo

5、ld is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance.This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profi

6、le to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has

7、given the explanation to the mold intensity request.Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work; Through to the PROGRAM study, may establish the simple components

8、the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency.Key word: The plastic mold;the parametrization; inlays;divides the profile第一章 绪论 塑料是继金属、陶瓷之后的第三大类应用最广的材料。因其材料本身难易、性能优越、加工方便而被广泛地应用于各行各业的各个领域。1.1塑料制品的生产 塑料工业由塑料原料生产和塑料制品生产两大部分组成。塑料生产是指树脂和塑料原料的生产，通常由树脂生产工厂单独或联合完成；塑料制品生产则是根据塑料的性能，

9、选择可能的成形加工的手段，使其成为具有一定形状和使用价值的产品或型材，一般包括成形、机械加工、修饰、装配等，如图1-1所示。塑料原料塑料制品生产塑料产品机械加工注射压缩压注挤出吹塑层压浇注滚塑烧结发泡压延热成型修饰装配成型加工其他 图1-1 塑料产品的生产过程1.2塑料成形模具 模具是塑料产品成形加工中心必不可少的工艺装备。尤其是优质的成形模具对满足塑料加工工艺要求、塑料产品的使用要求和结构设计起着决定性的作用，高效的成形设备只有配合相应的模具才有可能发挥其效能，而产品的成产和更新更是以成形模具的制造和个鞥新为前提条件。这就要求成形模具不久能生产出在尺寸江都、外观、物理力学性能各方面均能够满足

10、使用要求的优质制品，而且从模具的实用角度出发，要求能够高效、自动化生产，操作简便；从制造角度出发，要求结构合理制造容易、成本低廉。 塑料成形方法不同，所使用的模具不论在成形 原理方面，还是在结构特征方面均有较大的差异，常见的几类成形模具见图1-2。 塑料成型模具分类注射成型模具压缩成型模具压注成型模具挤出成型模具热成型模具吹成型模具发泡成型模具 图1.2 常用的几类塑料成形模具1.3塑料成型技术的发展趋势 随着工业产品塑料化趋势的不断增强，塑料制件的应用范围不断扩大，对塑料制件的数量、质量、精度等方面均提出了越来越高的要求，并促使塑料成型技术不断向前发展。目前塑料成型技术正朝真精密化、微型化、

11、超大型化和自动化成型方向发展。 一副好的塑料注射模具可成型上百万，一副优良的压塑模可以成型25万次以上，这与模具的设计、模具的材料以及模具的制造技术有很大的关系。从塑料模的设计、制造以及模具材料等方面，塑料成型技术的发展趋势可以简单的归纳为以下几个方面：1.成型理论研究随着塑料制件的大型化和复杂化，模具的设计制造已经不能凭经验来进行设计，所有的设计模具已逐渐向理论设计方向发展。这些理论设计包括模具刚度、强度的计算和塑料制件的有限元分析。2.改革创新成型工艺为适应新型塑料制件的成型要求以及提高塑件质量和生产率需要，新的塑料成型工艺不断涌现，如多种塑料共注射成型、多工艺复合模塑成型、无流道注射成型

12、、低发泡注射成型、反应注塑成型和液态注射成型等。3.发展模具新材料、新结构和新工艺重点开发精密、复杂、大型、微型、高效、长寿命模具，以满足塑料制件精密化、微型化的要求；发展多腔、多层、多工位模具，发展多功能模具、组合模具。模具材料的选用时模具设计和制造中的一个比较重要的问题，直接影响模具加工成本、使用寿命以及塑料制件成型质量等。国内外模具材料工作着已经开发了大量的模具材料，这些材料具有良好的使用性能、良好的加工性能以及好的热处理性能。模具设计人员在设计过程中可以根据经验和已有的数据进行模具材料的选择。4.CAD/CAM/CAE技术的应用CAD/CAM/CAE软件一般涵盖注塑产品造型、模具设计、

13、绘图到数控加工数据的生成，并预测成型工艺及模具结构等参数的正确性。例如：使用PRO/E可以进行塑件的产品造型、模具成型零件的设计、数控指令的生成、开模分析等。如果结合MoldFlow软件，还可以进行塑料在模具中的流动分析。5.加速模具零件标准化和专业化实践证明，标准化和专业化是缩短模具设计制造周期，降低模具成本之有效地途径。同时也可以为计算机辅助设计和制造创造有利的条件。各工业化国家对模具标准化和专业化生产均十分重视。美国和日本模具标准化程度已达7090%，而我国仅有20%；模具专业化生产程度美国和日本分别达90%和70%，而我国仅为10%。因此必须加快进行这方面的发展。第二章 注塑件的设计2

14、.1塑料件材料的选择 要设计一副好的模具，首先需要对塑件所使用的原材料塑料的性能、成形的方法以及成形过程中物理化学变化有一个正确的把握。因为只有充分了解塑料的成形性能和允许采用的成形方法，才能正确地选择成形设备和成形工艺，设计出合理的模具结构，以适应塑料成形性能的要求，保证加工出合格的塑料产品。 选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求,以及原材料厂家提供的材料性能数据.对于常温工作状态下的结构件来说,要考虑的主要是材料的力学性能,如屈服应力,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等。该塑件对材料的要求首先必须是透光性好,其次才是成型难易和经济性问题,表2.1例举了几种常见的塑料。 材料名

15、称聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯基本特点无毒、无味、呈乳白色，有一有定的机械，绝缘性能优异，具有高的耐水性，长期与水接触其性能可以保持不变。透水性能差，而透氧气和二氧化碳性能好。无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更轻。 不吸水，光泽好，易着色。屈服强度、抗拉好，高频绝缘性能好。不吸水，绝缘性能不受湿度的影响，但在氧、热、光作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。无色透明、无毒无味，落地时发出清脆金属声。有优良的电性能和一定的化学稳定性。之地脆而硬，有较高的热膨胀系数。耐热性能低。耐碱、硫酸、磷酸和其它的机酸，但不耐硝酸及氧化剂的作用。对水、汽油、乙醇及各种盐溶液也有足够的抗蚀能力。主要

16、用途低压聚乙烯可用于制造塑管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，高压聚乙烯常用于制作薄膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和包覆电缆等。可用作各种机械零件的法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件。作水蒸气、各种酸碱等输送管道，化工容器和其它设备的衬里、表面涂层。在工业上作仪表的外壳、灯罩、化学仪器零件、透明模型等。在电气方面可作良好的绝缘材料、接线盒、电池盒等。在日用品方面广泛各种包装材料、容器、玩具。成型特点易产生变形，成型收缩率大，易产生缩孔。冷却速度慢，必须充分冷却，且冷却速度要均匀。质脆易脱模，塑件有浅的侧凹时强行脱模。成型收缩范围大，易发生缩孔、凹痕及变形；热容量大，注射成型模具

17、必须设计能充分进行冷却的冷却回路，适合模温为80左右，温度过高会产生翘曲的现象。流动性和成形性优良，成品率高，但易出现裂纹，成型塑件的脱模斜度不宜过小，但顶出要均匀；热膨胀系数高，不宜有嵌件；宜用高料温、高模温、低注射压力成型并延长注射时间，以防止缩孔和变形。 表2.1 几种材料的性能和成形特征的比较2.2 塑件材料的确定因为所要设计的塑件为一般的日用品，从几种材料的性能特征、用途、成型特点以及价格等方面考虑。此次的设计为台灯壳模，在常温工作下，首先考虑的是材料的透光度，其次是成型的难易程度和经济性的问题，以及其力学等方面的性能。最终选择聚苯乙烯（PS）为最佳的塑件材料。下表2.2是PS材料的

18、特性：PS 拉伸强度/MPa51.9 弯曲强度/MPa110断裂伸长率/%2落球冲击强度J/m16洛氏硬度（M）115氧指数（OI）18.1热变形温度/ 85维卡软化点/105马丁耐热温度/体积电阻率/cm1010吸水率% 0.05透光度/%8892雾度% 3折射率 1.592 表2.2 PS材料的特性2.3塑料制品的几何形状设计在塑料制品的几何形状设计中，一般要从以下几个方面考虑。（1）制品的形状应满足设计要求。（2）制品的形状应满足使用要求。（3）制品形状应满足成型工艺的要求。（4）设计制品时其结构应尽量使模具结构简单，以降低制造成本并提高制品的成型质量（5）外形美观大方。2.3.1塑件的

19、外形设计基于以上五点的分析与研究，利用Pro/E软件进行造型，下图2.3为原始的设计的根据任务书的设计要求，设计 图2.3（a） 塑件的零件图 零件图的外形为心型的台灯壳。塑件还要设计能安放电池、开关和小泡的地方，所以在塑件的中心位置设置安放的地方。并设计凹槽使两半灯罩能够配合在一起因为PS材料脆，设置三个锁位加强。 设计的具体尺寸见零件图纸。 零件宽度方向的尺寸初定如右图所示，根据外形的基本情况设定初始的宽度方向尺寸。 图2.3(b) 塑件零件图2.3.2脱模斜度为了防止脱模时拉伤或擦伤塑件，设计塑件时必须考虑塑件内外表面沿脱模方向应具有足够的倾斜的角度，即脱模斜度。一些常用的脱模斜度的经验

20、数据如下表2.4塑料名称或代号脱模斜度聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯301聚苯乙烯、有机玻璃502ABS 尼龙40130热固性塑料201塑件内表面在造型时就有弧度,如果要有脱模斜度就是在凹槽和锁位处,这不仅对脱模有好处，而且可以更好的锁紧。根据实际情况取：制件外表面 551.35 制件内表面 5012.3.3壁厚塑件的壁厚设计的基本依据是塑件的使用要求，例如强度、刚度、绝缘性、质量、尺寸稳定性和与其他零件的装配关系等。壁厚设计也需满足考虑到成形时的工艺性要求，如对熔体的流动阻力、顶出时的强度和刚度等。在满足工作的要求前提下，塑件的壁厚的设计应满足：（1）尽量减小壁厚 满足力学性能的前提下厚度不宜过

21、厚,不仅可以节约原材料,降低生产成本, 而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短,提高生产率; 其次可避免因过厚产生的凹陷,缩孔,夹心等质量上的缺陷。（2）尽可能保持壁厚的均匀 当塑件的壁厚不均匀时，各部分的冷却时间不同，收缩率也不同，容易造成内应力过大而发生翘曲变形，所以应尽量减小壁厚差。表2.3.3为PS材料的推荐值。塑件材料最小壁厚小型制品壁厚中型制品壁厚大型制品壁厚PS0.75mm1.25mm1.6mm2.43.2mm本次设计的塑件属于中小型件,从图上2.3可以看出,塑件边缘的壁比较厚,为5mm,壳体取中型件壁厚1.6,这样使得整个塑件的壁厚是不均匀的,但若减小边缘壁厚,为PS材料的比较脆

22、则对塑件的推出不利,而且有可能使电池不能安装. 边缘壁厚可用来放置推杆或推板。2.3.4 加强筋塑料件上增设加强筋是为了在不增加塑料件壁厚的情况下增加其刚度，防止塑料件变形。对加强筋的设计的基本要求是肋条的放向应不妨碍脱模，肋本身应带有大于塑件主体部分的脱模斜度，肋的设置不应使塑料件壁厚不均匀性明显增加。增设加强筋后，可能在其背面会引起凹陷，只要设计得当，完全可以避免。在该塑件中的加强肋起到引导物料流动的作用同时又对电池进行定位，高度比分型面低1mm，脱模斜度取2度，顶部倒圆角，低部倒角R，宽度取0.5T。通常加强肋的设计原则为高度低（过高时容易在弯曲和冲击负荷作用下受损），宽度小，而数量多为

23、好（塑件形状所允许的情况下）。2.3.5 圆角(1)圆角的作用塑料制品的尖锐转角既不安全，又对成型不利，在尖角车模具容易产生应力开裂。消除塑料制品的尖锐的转角，不但可以降低该处的应力集中，提高塑料制品的结构强度，也可以使得塑料材料成型时有流线型的流路，以及成品更易于出顶。另外，从模具的角度看，圆角也是有益于模具加工和模具的强度。(a)尖角不利于成型 （b）圆角有利于成型塑料制品的所有的内侧和外侧的周边转角圆弧都必修尽量地大，以消除应力集中。但是，太大的圆弧可能造成收缩，特别是在加强筋或突柱根部的转角圆弧。原则上，最小的转角圆弧为0.50.8mm。（2）圆角大小的确定1.圆弧的大小宜取：R=1.

24、5T，r=0.5T，T为壁厚。2.若R/T0.8，则不会产生应力集中。2.4制品的尺寸精度（1）尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般民用品，所以精度要求为一般精度即可，但是由于要保证两半壳体的闭合，所以在凹槽和锁位处应该对精度要求高些，对其要有公差配合要求，应选择高精度。根据精度等级选用表，PS的高精度为2级，一般精度为3级。根据塑件尺寸公差表，在公称尺寸在100120范围内，取MT2B级的公差数值

25、为0.52 mm，MT3B级的公差数值为0.78 mm。（2）塑料件成形与其他产品制造一样，也有尺寸精度要求。由于塑件生产的特殊条件，影响塑料件尺寸精度的因素很多，但是，从模具设计和制造的角度看，应着重考虑下面四项的影响因素：模具成形部件的制造公差；模具成形部件的表面磨损；由于塑料收缩率波动所引起的塑料件尺寸误差；模具组装和配合间隙误差。对于某一塑料件来说，塑料件的成形误差应等于各个因素所引起的尺寸误差的和即：=+ 不是上述四项因素都产生影响，而是不通过部位尺寸的影响因素各不相同塑料件尺寸计算包括下列三项内容：塑料件内，外表面尺寸误差的计算；塑料件高度误差的计算； 塑料件中的孔、中心距或凸起部

26、位中心距误差计算。各项计算的累积误差值应小于塑料件规定的公差值。（3）塑件的尺寸： (体积、外轮廓尺寸、壁厚)塑件的体积V制(与注射机的理论注射容积V注)： 0.2V注 V制 0.8V注表2.4为经验计算数据2.5塑料件的表面质量表面质量是一个相当大的概念，包括微观的几何形状和表面层的物理-力学性质两方面技术指标，不是单纯的表面粗糙度问题。塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，溢料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出一个等级。该塑件要求对型腔抛光，所以对粗糙度的要求比较高，查表得PS抛光后顺纹路方向的表面粗糙度为0.02m，

27、垂直纹路方向的表面粗糙度为0.26m。 第三章 注射成型工艺及注塑机 注塑成型是热塑料制件的一种主要成型方法，它是利用注塑螺杆或注塑柱塞的推力，将已塑化好的熔融物料注入到闭合好的模具型腔内，经过一段时间的冷却定型，最终得到塑件的工艺过程。近年来也有部分热固性塑料采用注塑成型。 由于注塑成型具有应用面广、成型周期短、生产效率高、模具工作条件可以得到改善、塑件精度高、生产条件好、生产操作容易实现制动化和机械化等方面的优点，因此在整个注塑制件生产行业中，占有非常重要的地位。但注塑成型的设备及模具制造费用较高，不适合单件及小批量塑料制品的生产。3.1注塑成型工艺过程 完整的注塑成型工艺过程，按其先后顺

28、序应包括成形前的整备、注塑成型过程、塑件的后处理等。图3.1为注塑成型工艺的过程循环图。粉、粒状塑料（选配、干燥）注塑机（料筒清洗）熔融塑料（塑化）注塑保压嵌件注塑模合（闭）模冷却定型开（脱）模清模推出出塑件检验、后处理1）成型前准备为使注射过程能顺利进行并保证塑件的质量，成形前应进行一系列必要的准备工作。原料外观的检验和工艺性能的测定 检验内容包括对塑料色泽、粒度及均匀性、流动性、热稳定性及收缩率的检验。物料的预热和干燥 塑料如果含有水分，成形时塑料制件表面会出现斑纹和气泡等缺陷，有些塑料甚至会发生降解，严重影响塑件的外观和内在质量。特别是对于吸水件强的塑料，成型前必须进行充分的预热和干燥料

29、筒的清洗 当改变产品、更换原料及颜色时均需要清洗料筒。通常，柱塞式料筒可拆洗，而螺杆式料筒则可采用对空注射法清洗。脱模剂的选用 塑料制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件和正确的模具设计。除此之外，生产上位了顺利脱模，对一些收缩性大、与金属亲和力强的塑件也经常使用脱模剂。2)注射成形过程注射成形过程包括加料、加热塑化、加压注射、保压、冷却定型、脱模等过程。其中重要的是塑化、注射充模和冷却定型。（1）塑化塑化是指粉状或粒状的物料在料筒内加热熔融成粘状流态并具有良好的可塑性的全过程。对塑化的基本要求是：塑料在进入模腔之前，既要达到规定的成型温度，又要使熔体各点温度均匀一致，并能在规定时间内提供上述质

30、量足够的熔融塑料，以保证生产连续顺利地进行。（2）注射充模和冷却定型是指从注塑机柱塞或螺杆将熔融塑料注射入模开始，经过型腔充满及熔体冷却定形，直到塑件脱模为止的整个过程。 图3.1 注射成形过程中塑料压力的变化塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段，注塑过程可以用如图所示3.1所示。图中T0代表螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻；当模腔充满熔体（T=T1）时，熔体压力迅速上升，达到最大值P0。从时间T1到T2，塑料仍处于螺杆（或柱塞）的压力下，熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一

31、端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束（时间从T2到T3），由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。3）塑件的后处理由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及

32、表观质量变坏，严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。(1)退火处理退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力，此外，退火还可以对制件进行解除取向，并降低制件硬度和提高韧性，温度一般在塑件使用温度以上的1020度至热变形温度以下1020度之间。（2）调湿处理调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件.调湿处理所用的加热介质一般为沸水或醋酸钾溶液（沸点为121，加热温度为100121，保温时间与制件厚度有关，通常取29小时。3.2 注射成形的工艺尺寸合理的注射成形工艺可以保证塑料熔体良好塑化、顺利冲模、冷却和定型

33、，从而生产出优良的塑料制件。温度、压力和时间是影响注射成形的重要的参数。1）温度注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。PS料与温度的经验数据如表3.2.1所示。表3.2.1 温度的经验数据料筒温度 /喷嘴温度/模具温度/热变形温度 /后段中段前段1.82MPA0.45MPA15021017023019025024025057565962）压力注射成型过程中的

34、压力包括注射压力，保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。对于像PS流动性好的料，保压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高，根据生产经验，背压的使用范围约为3.427.5MPA。3）时间完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间，保压时间，冷

35、却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为35秒，保压时间一般为20120秒，冷却时间一般为30120秒（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大则相应的时间越长）。确定成型周期的经验数值如表3.2.2所示。表3.2.2 成型周期与壁厚关系制件壁厚 /mm成型周期 / s制件壁厚 / mm成型周期 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 经过上面的经验数据和推荐值，可以

36、初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数如表3.2.3表3.2.3 制品成型工艺参数初步确定 特性 内容 特性 内容注塑机类型 螺杆式 螺杆转速（r/min） 48 喷嘴形式 直通式 模具温度 50喷嘴温度() 230 后段温度() 150210中段温度() 170230 前段温度() 190250 注射压力MPa 90 保压力MPa 80注射时间s 1.5 保压时间 s 5冷却时间s 20 其他时间s 3成型周期s 30 成型收缩(%) 0.6干燥温度() 6080 干燥时间() 13 加热温度() 70

37、 保温时间 （h） 2 3.3注塑机的选择 3.3.1注塑机的分类 注塑机的类型和规格很多，其分类的方法有以下三种。（1）按注射量大小分类按注塑机的成形能力可分为3.3.1表所示：类型锁模力/KN理论注射容量/ cm超小型1601600016000(2)按塑化方式分类按对塑料的塑化方式不同，有柱塞式和螺杆式。螺杆式注塑机与柱塞式注塑机相比，对于料筒内塑料的塑化，不仅靠外部加热元件加热，也靠筒内螺杆转动时对塑料的摩擦剪切作用生热，因此当料筒容积相同时，螺杆式注塑机的塑化能力大于柱塞式的，所需要外部加热元件功率也小于柱塞式。柱塞式只适用于注射量不大的中、小型注塑机，螺杆式适用于从小到大的各性注塑机

38、。（3）按外部结构分类按注塑部分和锁模力部分的位置和方向不同分为：立式直角式卧式3.3.2注塑机的基本参数注塑机的基本参数是注塑机的性能指标。它是反映所能成型塑件的大小、被加工塑料的种类及评估所成型的制品的重要的指标，是设计和加工制品的依据，也是选择和使用注塑机及研发注塑机的依据。（1）公称注塑量公称注塑量是指注塑机对空注塑时，螺杆（或柱塞）作一次最大注塑行程时，注塑机所能达到的最大注塑量。(1)公称注塑量 指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力.(2)注射压力 为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)

39、对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力.(3)注射速率 为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度.常用的注射速率如表3.2.2所示。表3.3.2 注射量与注射时间的关系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4)塑化能力 单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,

40、若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期.(5)锁模力 注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开.(6)合模装置的基本尺寸 包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围.(7)开合模速度 为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停.(8)空循环时间 在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。3.3.3选定注射机

41、由注射量选定注射机.由PRO/E建模分析得（材料密度取）:总体积V=49.3cm；总质量M=56.5g；流道凝料V=0.5V(流道凝料的体积(质量)是个未知数,根据手册取0.5V(0.5M)来估算,塑件越大则比例可以取的越小)；实际注射量为:V=49.31.5=73.95 cm；实际注射质量为M=1.5M=56.51.5=84.75g；根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则, 即： 0.8V V （31） V= V/0.8 =79.350.8=92.44 cm；（2）由锁模力选定注射机FF=AP （32） =2P=23010=569.91 （KN ）式中 F注射机的锁模力（N）； A塑件和

42、浇注系统在分型面上的投影面积之和；P型腔压力，取P=30MP ； D取的是塑件的平均直径，D=110.5，D110mm ；结合上面两项的计算，初步确定注塑机为表3.3所示，查国产注射机主要技术参数表取SZ-160/1000,主要技术参数如下。表3.3 国产注射机SZ-160/1000技术参数表特性内容特性内容结构类型卧拉杆内间距(mm)360260理论注射容积（cm）179移模行程(mm)280螺杆(柱塞)直径(mm)44最大模具厚度(mm)360注射压(MP)132最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)110锁模形式(mm)液压塑化能力(g/s)10.5模具定位孔直径(mm)120螺杆

43、转速(r/min)10150喷嘴球半径(mm)10锁模力(KN)1000喷嘴口直径-3.4注塑机的校核3.4.1 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%。 V =73.95 cm； V179 cm； =41.3%满足要求3.4.2 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：FK AP （33）1.223010 683.892 KN 满足要求。 式中 F注塑机额定锁模力：1000KN；

44、K安全系数，通常取1.11.2，取K=1.2； 3.4.3 塑化能力的校核 由3.2.3初定的成型周期为30秒计算，实际要求的塑化能力为即：=2.465（g/s），小于注塑机的塑化能力10.5（g/s），说明注射机能完全满足塑化要求。3.4.4 喷嘴尺寸校核在实际生产过程中，模具的主流道衬套始端的球面半径R2取比注射机喷嘴球面半径R1大12 mm，主流道小端直径D取比注射机喷嘴直径d大0.51 mm，如图3.4所示，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模，所以，注射机喷嘴尺寸是标准，模具的制造以它为准则。 3.4.5 定位圈尺寸校核 图3.4 喷嘴与浇口套尺寸关系注塑机固定模板台面的中心有一规定尺

45、寸的孔，称之为定位孔。注塑模端面凸台径向尺寸须与定位孔成间隙配合，便于模具安装，并使主流道的中心线与喷嘴的中心线相重合。模具端面凸台高度应小于定位孔深度。3.4.6 模具外形尺寸校核注塑模外形尺寸应小于注塑机工作台面 的有效尺寸。模具长宽方向的尺寸要与注塑机拉杆 间距相适应，模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装在注塑机的工作台面上。3.4.7 模具厚度校核模具厚度必须满足下式：H H H （34） 满足要求。式中 H所设计的模具厚度 301 mm； H注塑机所允许的最小模具厚度170 mm；H注塑机所允许的最大模具厚度360 mm；3.4.8 模具安装尺寸校核注塑机的动模板，定模板台面

46、上有许多不同间距的螺钉孔或“T”形槽，用于安装固定模具。模具固定安装方法有两种：螺钉固定，压板固定。采用螺钉直接固定时（大型模具常用这种方法），模具动，定模板上的螺孔及其间距，必须与注塑机模板台面上对应的螺孔一致；采用压板固定时（中，小模具多用这种方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有较大的灵活性。该模具外形尺寸为300400属中，小型模具，所以采用压板固定法（一般认为当尺寸在500500内为中，小模具）。3.4.9开模行程校核所选注塑机为全液压式锁模机构，最大开模行程受模具厚度影响。此时最大开模行程S等于注塑机移动、固定模板台面之间的最大距离减去模具厚度。SH+H+（510）mm （3

47、5）280 15+67+10 28092 满足要求。 式中 S注塑机移模行程280 mm；H推出距离15 mm；H流道凝料与塑件高度67 mm。3.5 注塑模结构3.5.1 分型面的确定 根据分型面的选择原则： （1）便于塑件脱模； （2）在开模时尽量使塑件留在动模； （3）外观不遭到损坏；（4）有利于排气和模具的加工方便。结合该产品的结构,分型面确定在塑件的最大投影面积上。 3.5.1 分型面的位置3.5.2型腔数目的确定在设计模具时，为了使模具与注塑机的生产能力相匹配，也为了满足产生批量的要求，提高生产效率和经济性，并保证塑件的质量，需要确定型腔的数目。注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；（4）模具制造难度。考虑到该塑件是一般日用品,查手册得塑件的经济精度推荐4级,这个产品是两个壳件的组合,所以初定为一模两腔最合理。 3.5.2 型腔的布局图示设计型腔的布局时，应考虑分流到的设计布局。按分流道的长度是否相等，型腔的布局可以分为平衡式和非平衡式。根据实际的设计，安排型腔布局如下图。 第四章 浇注系统设计4.1 浇