毕业论文塑料圆盒的模具结构及工艺设计

1、摘要 本次毕业毕业设计谈论的是塑料圆盒的模具结构及工艺设计。具体内容包括模具结构设计模具型腔数量和布局的确定、注射机选择，浇注系统设计、温度控制系统设计、模架及其标准件的选用、脱模、成型部件的设计；工艺设计注塑工艺、主要模具零件机加工艺及模具装配工艺设计。最后的装配与公差配合要很好的达到要求对设计者也是一个很大难度的挑战。因此。设计过程中经过了多次计算和修改，使论文与设计达到预定的使用要求。从中学习到了许多的模具设计的知识和对在校所学知识的深化，有利于提高模具的生产效率和节约了生产成本，并大大缩短了生产的周期。关键词：圆盒；模具结构；工艺分析；目录第一章诸论 .(5)1.1塑料模具现状及发展趋

2、势.(5)模具制造技术现状及其发展 .(6)1.1.2我国塑料模的现状.(6)1.2塑料模具的分类.(6)第二章塑件的结构分析与成型工艺设计.(8)2.1塑件的结构分析.(8)塑件的外型分析.(8)2.1.2塑件材料(PP)分析.(8)聚丙烯（PP）的性能和成型特点.(9)2.1.4确定塑件收缩率.(10)2.1.5壁厚的确定 .(10)2.1.6塑件的脱模斜度 .(10)2.1.7圆角的设计 .(10)2.1.8孔的设计 .(10)2.2注射模设计与成形工艺 .(10)2.2.1注射模简介 .(11)2.2.2注射模组成 .(11)2.3注射成形工艺.(11)2.3.1注射成形前的准备 .(

3、11)2.3.2注射过程 .(12)2.3.3塑件的后处理.(12)2.4塑件的工艺分析 .(13)注射成型原理 .(13)第三章塑料注射模具的结构设计 .(14)3.1注射模结构选取和注射机的选择.(14)型腔数目的确定 .(14)3.1.2分型面的设计 .(14)3.1.3型腔的配置 .(15)3.2注射机的选择.(15)3.2.1注射量的计算.(15)3.2.2浇注系统凝料体积的初步计算.(16)3.2.3选择注射机 .(16)3.2.4注射机的相关参数的校核 .(17)3.3浇注系统的设计 .(17)3.3.1浇注系统的简介 .(17)3.3.2浇注系统的分类及组成 .(17)3.3.

4、3浇注系统设计的原则.(18)3.3.4主流道的设计 .(18)3.4推出机构设计.(19)3.5脱模机构的设计原则与选用 .(19)3.6合模导向机构设计 .(20)3.7导柱导向机构的设计 .(20)3.8排溢系统的设计 .(21)3.9成型零件的结构设计及计算.(21)3.9.1成型零件的结构设计.(22)3.9.2成型零件钢材的选用.(24)3.9.3成型零件工作尺寸的计算.(26)3.9.4模具型腔侧壁和底板厚度的计算.(26)3.10支撑零部件的设计 .(27)第四章塑料注射模其它设计 .(28)4.1选标准模架 .(28)4.2成型零件材料选用.(28)4.3注射模钢种的选用.(

5、29)4.4最大注射压力的校核 .(29)4.5最大注塑量的校核 .(29)4.6模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 .(30)4.7开模行程校核 .(30)4.8脱模力的计算.(30)4.9模具冷却系统的设计.(31)4.9.1冷却装置的设计原则 .(31)4.9.2冷却装置的选用.(31)第五章 模具安装和试模.(32)结语.(34)参考文献.(35)第一章绪论1.1塑料模具现状及发展趋势模具制造技术现状及其发展（一） 现状 模具的特点决定了模具工业的快速发展，模具制造水平是衡量一个国家机械制造业水平的重要标志。 我国已经具备制造大型、精密、复杂、长寿命模具的能力。如：硬质合金多工位级进模，

6、步距精度<0.005mm,成型表面粗糙度达0.4-0.1um，镶件的重复定位精度<0.005mm,互换性好，模具寿命达1亿冲次，具有自动冲切、叠压、铆合、扭角、计数分组和安全保护功能。又如：大型的塑料模，重达10吨以上，尺寸精度为0.01mm，型腔Ra=0.1um，模具寿命达30万次以上。达到国际同类模具产品的技术水平。（二） 发展状况（1） 制造设备水平的提高促进模具制造技术的发展先进的模具加工设备拓展了机械加工模具的范围，提高了加工精度，降低了表面粗糙度，大大提高了生产效率。如：数控仿形铣床、加工中心、精密坐标磨床、数控坐标磨床、数控电火花成形机、慢走丝线切割、精密电加工机床、

7、坐标测量机、挤压研磨机、激光快速成形机等。（2） 模具新材料的应用促进模具制造技术的发展模具材料是影响模具寿命、质量、生产效率和生产成本的重要因素，目前我国模具寿命仅为发达国家的1/5-1/3,而其中材料和热处理原因占60%以上。随着新型优质模具钢的不断开发（如：65Nb、LD1、HM1、GR等）以及热处理工艺和表面强化处理工艺的进一步的完善和发展，（如：组织预处理、高淬低回、低淬低回、低温快速退火等热处理工艺以及化学热处理、气相沉积、渗金属、电火花强化等新工艺、新技术）。都将极大地促进和提高模具制造技术的快速发展。（3） 模具标准化程度的提高刺进模具制造技术的发展 模具的标准化程度是模具技术

8、发展的重要标志，目前我国的标准化程度约为30%，而发达国家为70-80%，标准化促进了模具的商品化，商品化推动了模具生产的专业化。从而提高模具制造质量，缩短制造周期，降低制造成本，也促进新材料、新技术的应用。（4） 模具现代设计和制造技术促进了模具制造技术的发展CAD/CAM/CAE技术的发展，使模具设计与制造向着数学化方向发展，尤其在成形零件方面软件（如：UG、Pro/E）的广泛应用，实现了模具设计与制造的一体化，极大的提高了模具制造技术和制造水平，也是未来模具制造技术的主要发展方向。（三） 发展趋势 社会快速发展，产品不断增多，更新换代加快，模具质量和生产期尤为重要，从而决定了模具制造技术

9、的发展趋势：（1） 粗加工向高速加工发展（2） 成形表面的加工想精密、自动化方向发展（3） 光整加工向自动化方向发展（4） 反响制造工程制模技术的发展（5） 模具CAD/CAM/CAE技术将有更快的发展 从模具结构设计模具工作状态的模拟自动加工程序的生成自动化加工、自动检测。实现设计到制造的一体化是模具制造业发展的必然趋势。我国塑料模的现状 模具作为提高生产率，减少材料和消耗，降低产品成本，提高质量和市场竞争力的重要手段，已越来越受到各工业部门的重视。随诊工业技术不断向前发展，要求模具在更苛刻、更高速度的工作条件下，对模具的精度越来越高，使用寿命越来越长。为了满足这些要求，国内外都在模具材料的

10、研究和开发上作了巨大的努力，也在这方面取得了不少成果。 近年来，中国塑料模具发展速度相当快。目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%。随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展，预计在未来模具市场中，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其他模具。 专家指出，面对国外先进技术与高质量制品的挑战，中国塑膜企业不近要加快产业集群化，发挥规模效应，还要注重模具产业链的全段研发、人才建设和产品链后端的检测以及信息服务，尽快缩短技术、管理、工装水平与国际水准的差距。这是塑料模具企业在发展中必须解决的重要问题。1.2塑料模具的分类 塑料模具的分类方法很多，按照塑料制件的成型方法

11、不同可以分为一下几类。（1） 注射模 注射模又称为注塑模。塑料注射成型是在金属压铸成型原理的基础上发展起来的。（2） 压缩模 压缩模又称压缩模。压缩成型是塑件成型方法中较早采用的一种方法。（3） 压住模 压住模又称传递模。压住模的加料室与型腔是通过浇注系统连接起来的，通过压柱或柱塞将加料室内受热塑化熔融的加固性塑料经浇注系统压入被加热的闭合型腔，最后固化定型。（4） 挤出模 挤出模常称为挤出机头。挤出成型是利用挤出机料筒内的螺杆旋转加压的方式，连续地将塑化好的呈熔融状态的物料从筒中挤出。（5） 气动成型模 气动成型模是利用气体作为动力成型塑料制件的模具。 除了上述的几类常用的塑料成型模具外，还

12、有泡沫塑料成型模、浇注成型模、滚塑（包括搪塑）成型模、压延成型模、拉丝成型模以及聚四氟乙烯冷压成型模等。第二章塑件的结构分析与成型工艺设计2.1塑料的结构分析塑料的外型分析 塑件如图2.1所示图2.1 塑件图 塑料是塑料圆盒的主视图。塑料结构比较简单，高度较高，所以采用一模一腔，塑件制件表面无明显痕迹。材料要求为PP，生产批量为大批量，塑件公差按模具设计要求进行转换。塑件材料(PP)分析 选材在设计过程中是个关键步骤，对于指定部件的材料，最主要的是考虑部件的功能和决定部件功能的有关材料性能，同事还要考虑诸如部件的特点和禁忌、使用使的外界条件、临界条件、使用寿命和使用方式、维修方法、制品尺寸和尺

13、寸精度、成形加工工艺、生产数量、生产速度、成本、原料来源和经济效益等等。 从圆盒的结构性能和用途及成型等各方面考虑，它需要的材料耐话品性良好。且流动性好，易于加工成型，染色性好，无毒无臭，聚丙烯正好符合性能方面的要求，因此，选用聚丙烯（PP）。聚丙烯（PP）的性能和成型特点（一）基本特性PP即聚丙烯是结晶性塑料；聚丙烯无味、无色、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更轻。密度仅为0.880.91g/cm3。它不吸水、光泽好、易着色。聚丙烯的屈服强度、抗拉强度、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。定向拉伸后的聚丙烯可制作铰链，其具有特别高的抗弯曲疲劳强度，如用聚丙烯注射成型的一体铰链（盖和本体合一

14、的容器），经过7x10七次方次开闭弯折未产生损坏和断裂现象。聚丙烯的熔点为164170摄氏度，其耐热性好，能在100摄氏度以上的温度下进行消毒灭菌。聚丙烯耐低温的使用温度可达-15摄氏度，在低于-35摄氏度时会脆裂。聚丙烯的高频绝缘性能好，而且由于其不吸水，绝缘性能不受湿度的影响。聚丙烯在氧、热、光的作用下极易洁聚、老化，所欲必须加入防老化剂。PP塑料的主要技术指标如下表2.1表2.1PP塑料的主要技术指标熔点（摄氏度）164-170热变形温度（摄氏度）105-116拉伸弹性模量（MPa）1.1-1.6x10的三次方弯曲强度（MPa）42-67硬度HB HR95-105体积电阻率（欧姆.厘米）

15、>10的16次方击穿电压（千伏/毫米）20-26（二）主要用途聚丙烯可用于制造各种机械零件，如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件；可作水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里、表面涂层；可制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。（三）成型特点聚丙烯成型收缩范围大，易发生缩孔、痕凹及变形；聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路；聚丙烯成型的适宜模温为80摄氏度左右，不可低于50摄氏度，否则会造成成型塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷，且温度过高会产生翘曲现象。确定塑件收缩率 模具型腔和型芯的加工尺寸除了计算基本尺寸之外，还有一个加工

16、公差的问题。按照惯例，模具的加工公差为塑料公差的1/4。但由于塑料收缩率范围和稳定性各有差异，首先必须合理化确定不同塑料所成形塑件的尺寸公差。PP的收缩率为1% - 3%，在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，零件中，零件的收缩率为2%。壁厚的确定塑件壁厚对成形工业的影响很大，合理的去顶塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先决定于塑件的使用要求，壁厚过小，成型时流动阻力大，大型复杂塑件难以充满型腔。设计要求本产品的壁厚设置为2.0mm，是根据零件的工作要求、摆放位置和化学和流动特性确定。塑件的脱模斜度根据产品的外型，结合的工作条件、工艺特点，为提高产品的生产效率和表质量

17、，脱模斜度设置为3°圆角的设计在塑件的设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件的强度，改善熔体的流动情况和便于脱模，在塑件各内外表面的转角连接处，均应采用圆弧过渡。此外，有了圆角，模具在淬火或使用时不致应力集中而开裂。一般内外圆弧半径R1均为壁厚1的1.5至2.5倍。2.1.8孔的设计在设计塑件中孔的位置时，应不致影响到塑件的强度，并应尽量不增加模具制造的复杂性。此塑件上没有成型孔，所以不用考虑设计孔的要求。2.2注射模设计与成形工艺注射模简介塑料注射成型所用的模具称为注射成形模具，简称注射模。塑料的注射成形过程是借助注射剂内的螺杆或柱塞的推力，将已塑化的塑料熔体以一定得压力和速率注射

18、到闭合的模具型腔内，经冷却、固化。定型后开模面获得制品。注射模组成注射模由动模和定模两部分组成。动模安装在注射机的移动工作台上，定模安装在注射机的固定工作台面上。动模和定模闭合后已塑化的塑料通过浇注系统注入到模具型腔中冷却、固化和定型。通常要求注射模分开后，制品滞留在动模一侧，由设置在动模内的脱模机构将制品从模内推出。（1）成形零部件：指构成模具型腔、直接与塑料熔体想接触并成形制品的模具零件或部件。（2）浇注系统（3）导向和定位机构（4）脱模机构（5）侧向分型抽芯机构（6）温度调节系统（7）排气系统2.3注射模设计与成形工艺包括成形前的准备、注射过程和制品的后处理。2.3.1注射成形前的准备（

19、一）原料的检验和预处理根据塑料工艺性能要求，检验其各种性能指标，如含水量等。对于该塑件材料PP，查本节参考文献得聚丙烯PP吸水率<0.03%,允许水含量为0.05%-0.20%。由于该塑料不易吸水，估可以不进行干燥处理。（二）料筒的清洗在注射成型过程中，当改变产品、更换原料及颜色时均需清洗料筒。通过，柱塞式料筒可拆卸清洗，而螺杆式料筒可采用对空注射法清洗。2.3.2 注射过程注射的过程包括：加料、塑化、注射、保压、冷却、脱模。但就塑料注射成型中的实质变化来说，分为塑料的塑化、熔体充满型腔和冷却定型三大过程。（一） 加料由注射机的料斗落入一定量的塑料，以保证操作稳定、塑料塑化均匀，最终获得

20、良好的塑件。通常其加料量由注射机计量装置来控制.（二） 塑化塑化是指塑料在料筒内经加热达到熔融流动状态，并具有良好可塑性的全过程就生产的工艺而论，对这一过程的总要求是：在规定时间内提供足够数量的熔融塑料，塑料熔体在进入型腔之前要充分塑化，既要达到规定的成型温度，又要使塑化料各处的温度尽量均匀一致，还要使分解物的含量达到最小值。这些要求与塑料的特性、工艺条件的控制及注射机塑化装置的结构等密切相关。（三） 注射注射机用柱塞或螺杆推动具有流动性和温度均匀的塑料熔体，从料筒中经过喷嘴、浇注系统，直至压入模腔。（四） 保压保压是自注射结束到柱塞或螺杆开始后移的这段过程，即压实工序。保压的目的一方面是防止

21、注射压力杰出后，如果浇口尚未冻结，发生型腔中溶料通过浇口流向浇注系统，导致熔体倒流；另一方面则是当型腔内熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞或螺杆可迫使浇口附近的溶料不断补充进模具中，使型腔中塑料能成型出形状完整而致密的塑件。（五） 冷却定型 当浇注系统的塑料已经冷却凝固。继续保压已不再需要，此时可退回柱塞或螺杆，由于通入的冷却水或空气德国冷却介质，对模具进一步冷却，这一阶段称冷却定型、实际上冷却定型过程从塑料注入型腔起就开始，它包括从注射完成、保压到脱模前这一段时间。（六） 脱模塑件冷却到一定温度即可开模，在推出机构的作用下将塑件推出模外。塑件的后处理塑件经注射成型后，除出浇口凝料。修饰浇

22、口出余料及飞边毛刺外，常需要进行适当的后处理，借以改善和提高塑件的性能，塑件的后处理主要指退火和调湿处理。2.4塑件的工艺分析注射成型原理 注射成型过程是将粒状或粉状的塑料从注射机料斗中加入到塑化料筒内，经受热而熔融化成粘流态然后在注射机螺杆的推动下熔融塑料经料筒前端的喷嘴及模具浇注系统而被注入模具的闭合型腔，经过一定时间的冷却或保压，待塑料在模具型腔内凝固定型后，注射机开合模机构动作，开启模具推出塑件。第三章 塑料注射模具的结构设计3.1注射模结构选取和注射机的选择注射模的分类方法很多，安注射模结构特征进行分类，可分为10种类型：（1）单分型面注射模；（2）双分型面注射模；（3）带有活动镶件

23、的注射模；（4）斜滑块侧向抽芯注射模；（5）斜导柱侧向分型与抽芯注射模；（6）自动卸螺纹的注射模；（7）定模设置推出机构的注射模；（8）无流道注射模；（9）带定距分型拉紧机构的注射模；（10）层叠注射模本设计采用：单分型面注射模。因为塑件没有外螺纹，也没有侧向抽芯。型腔数目的确定确定型腔数目的方法有很多，如根据锁模力、根据最大注射量、根据制品的精度要求、根据经济性等等。这里选用根据最大注射量来确定型腔数目。由于该塑件的精度要求高，塑件尺寸较大，所以采用一模一腔的结构形式。分型面的设计分型面的选择与塑件的几何形状及尺寸精度、脱模方法、后处理工序、模具类型、排气条件、嵌件位置、浇口形式有关。分型面

24、的选择有以下8原则：（1） 分型面应便于塑件制品的脱模（2） 分型面的选择应有利于侧面分型和抽芯（3） 分型面的选择应保证塑件制品的质量（4） 分型面的选择应有利于防止溶料的流出（5） 分型面的选择应有利于排气（6） 分型面的选择使成型零件便于加工（7） 分型面的选择必须考虑注射机的技术参数（8） 分型面的选择必须考虑对成型面积的影响为了使塑料制品的脱模和安装嵌件的需要，模具型腔由两部分或更多部分组成，这些可分离部分的接触表面称为分型面。分型面可能是垂直于合模方向，也可能平行于合模方向。分型面的形状有平面和斜面，还有阶梯面和曲面，现采用平面型分型面。其分型面结构图3.1如下：如图3.1型腔的配

25、置 这是模具结构总体方案的规划和确定。因为一旦型腔布置完毕，浇注系统的走向和类型就已确定。在此基础上可以选择合适的标准模架。这里采用一模一腔，因此型腔一般在标准模架的中央。3.2 注射机选择注射量的计算通过pro/e建模分析得塑件质量属性如图所示。塑件的体积为：V塑=128.453cm3塑料质量：m塑=p V塑=128.453*0.91=116.9gPP塑料的密度为0.91g/ cm3浇注系统凝料体积的初步估算由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2倍1倍来估算。V总=1.3n V塑=1.3*1*128.453=167 cm3选用注射机根据总体积V=

26、 167cm3，初步选取XY-ZY-250型螺杆式注射成型机。XY-ZY-250型螺杆式注射成型机主要参数如下表所示项 目参 数项 目参 数理论注射量250 cm3移模行程500mm注射压力130MPa定位孔的直径125锁模力1800kN喷嘴球半径SR18mm最大模具厚度350mm喷嘴口孔径4最小模具厚度200mm注射机的相关参数校核（1）锁模力校核，塑件在分型面上的投影面积，A塑=13478 mm2A浇=0.2A塑=0.2*13478=2695.6mm2塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总= n（A塑+0.2A塑）=16173.6mm2F胀=A塑*P模=16173.6*30=485.20

27、8KNP模是型腔内的平均压力值为30MPa，可知该注射机的公称锁模力F锁=1800KN，锁模力安全系数K1=1.11.2，这里取K1=1.2，则K1F锁=1.2*485.208=582.25KN<F锁，所以注射机锁模力满足要求。（2）开模行程校核由于该模具是单分型面注射机模具，即S总=H1+H2+（510）mm，我们这里取最大值10mm，S总=132.5+（132.5+33）+10=305mm，又因为S注=500mm，所以S总<S注所以该注射机开模行程满足要求。3.3浇注系统的设计3.3.1浇注系统的简介注射模浇注系统是指模具中由注射机喷嘴开始到型腔制件的进料通道，其作用如下：将塑

28、料熔体平稳地引入型腔，并使之能填充型腔，并把注射压力传到型腔的各部分，以获得组织致密，外形清晰，表面光洁和尺寸精度的塑件。同事也为了使型腔内的气体能顺利地排出。3.3.2浇注系统的分类及组成浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两类。普通浇注系统的组成：1. 主流道：连接注射机喷嘴与分流道或型腔的进料通道；2. 分流道：是主流道与浇口之间的进料通道；3. 浇口：分流道与型腔之间窄小部分；4. 冷料穴：作用是储存冷料，还有勾住主流道和分流道的冷凝料，将其保留在动模一侧，便于脱模。热流道浇注系统：是指在注射成型的整个过程中，模具浇注系统内的塑料一直保持熔融状态，浇注系统内的塑料并不冷却和固化，

29、从而避免产生浇注系统凝料物。3.3.3浇注系统设计的原则1. 排气良好。使料流平稳顺利充满型腔；2. 流程要短。减少压力和热量损失及塑料消耗量，同时缩短了冲模时间；3. 防止型芯变形和嵌件位移。应避免料流直冲较小的型芯和嵌件；4. 防止塑件翘曲变形和表面形成冷疤，冷斑等缺陷。应减轻浇口附近应力集中；5. 合理选择冷料穴。3.3.4主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拨出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因

30、此设计中长设计成可拆更换的浇口套。（一） 主流道的尺寸计算：依据选择的注射机参数部分尺寸（单位：mm）得：喷嘴直径为4；主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+（0.5-1）=4.5；主流道球面半径SR=喷嘴球面半径+（1-2）=18+2=20；球面配合高度h=5（一般为3-5mm）；主流道锥角a=4°；主流道长度L=60；主流道大端直径D=8；(二)浇口套如图3.23.4推出机构设计 推出机构就是使塑件从成型零件上脱出的机构。它的动作是通过注射机合模机构上的顶杆或液压缸来完成的。3.5脱模机构的设计原则与选用（一） 脱模机构的设计原则（1） 尽量使塑料制品留在动模上，结构简单可靠。（2）

31、 保证制品不变形不损坏（3） 保证制品外观良好（4） 推出动作要准确、灵活，无干涉现象，且推出零件更换容易。（5） 合模时的正确复位3.6合模导向机构设计合模导向装置是保证动模与定模或上模与下模合模时正确定位的导向零件，合模导向装置主要有导柱导向现采用导柱导向装置。导向装置的主要作用有：（1）导向作用（2）定位作用（3）承受一定的侧向压力3.7导柱导向机构的设计 (一)导柱的设计 （1）导柱类型的选用导柱的形式有带头导柱、带肩导柱两种。带头导柱，结构简单，加工方便，用于简单模具。小批量生产议案不需要用导套，而是导柱直接与模板中的导向孔配合。生产大批量时，也可在模板中设置导套，导向孔磨损后，只需

32、要更换导套即可。带肩导柱，其结构较为复杂，用于精度要求较高、生产批量大的模具，导柱与导套相配合，导套固定孔直径与导柱固定孔直径相等，两孔可同时加工，确保同轴度的要求。由于笨塑料模具结构简单，属于大批量生产，故选用带肩导柱。（2）导柱的配合精度导柱、导套与模板制件固定部分采用H7/k6的过渡配合，导柱与导套间的滑动部分采用H7/g6的间隙配合。（3）导柱的数量及布置导柱应均匀设置在模具分型面的四周，为确保动模和定模只能按一个方向合模，导柱的不致方式采用对称布置。本模具属于中等的注射模，故现定导柱的数目为4个。（4）导柱的长度导柱的长度比型芯面高出8-12mm，以避免出现导柱未导正方向面型芯先进入

33、型腔。（5）材料 采用20钢经渗碳淬火或T8A钢经淬火处理，本例采用T8A，热处理硬度为50-55HRC，抗拉强度为1719.2-2074.2Mpa。导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8um，导向部分表面粗糙度Ra为0.8-0.4um。（二） 导套的设计（1） 导套结构选择选用典型结构直导套，结构简单，加工方便。（2） 形状为使导柱顺利进入导套，在导套的前端应倒圆角。导柱孔最好作成同孔，以利于排孔内的空气及残渣废料。（3） 材料导套用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造，其硬度一般低于导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为R0.8um。3.8排溢系统

34、的设计模具型腔在塑料填充过程中，除了模具型腔内有空气外，还有塑料受热而产生的气体，尤其是在告诉注射成型时，考虑排气式必要的。当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排除型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固禅僧的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廊不清及充填缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部炭化或烧焦，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度。注射模成型时的排气有以下四种方式：（1） 用配合间隙排气（2） 分型面上开设排气槽排气（3） 利用排气塞排气（4） 强制性排气 从模具结构的设计要求看，对塑料圆盒的设计将

35、采用配合间隙排气的方式来排除气体。3.9成型零件的结构设计及计算3.9.1成型零件的结构设计（1）凹模的结构设计。凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体嵌入式凹模，如图3.3所示。如图3.3（2）凸模的结构设计（型芯）。凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组成式两种类型。该塑件采用整体式型芯，如图所示，因塑件的抱紧力较大，所以设在动模部分。如图3.4所示。如图3.43.9.2成型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性，同事考

36、虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20.对于成型塑件内表面的型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用P20钢，进行渗氮处理。3.9.3成型零件工作尺寸的计算采用相关公式中的平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按找塑件零件图中给定的公差计算。（1）凹模径向尺寸的计算DM1=（Ds+ Ds* Scp-3/4*）+/40 =(131+131*2%-3/4*2)+2/40=132.12+0.50式中：Scp为塑件的平均收缩率，查表得PP的收缩率为1%-3%，所以其平均收缩率Scp=（1%+3%）/2=2%,为塑件公差，/4为模具制造

37、公差。（2）凹模深度尺寸的计算HM1=（Hs+ Hs * Scp -2/3*）+/40 =(132.5+132.5*2%-2/3*2)+2/40=133.82+0.50HM1=（Hs+ Hs * Scp -2/3*）+/40 =(2.5+2.5*2%-2/3*0.2)+0.2/40=2.41+0.050 （3）型芯径向尺寸的计算dM=（ds+ ds * Scp+3/4*）0-/4 =(124+124*2%+3/4*2)0-2/4=127.980-0.5（4）型芯高度尺寸的计算hM1=（hs+ hs * Scp +2/3*）0-/4 =(128+128*2%+2/3*2)0-2/4=131.89

38、0-0。5（5） 模具中心距Lm=（Lm + Lm * Scp）/8=（120+120*2%）2/8=122.40.253.9.4模具型腔侧壁和底板厚度的计算1、按刚度条件计算 侧壁和型腔底配合处间隙值为： 式中 p型腔内单位面积熔体压力； 型腔材料泊桑比，碳钢取0.33；E型腔材料拉伸弹性模量，钢弹性模量取2.1*105Mpa； R型腔外壁半径；r型腔内壁半径。应使max ，则： =130mm；2、按强度条件计算壁厚为： =85mm；当p50Mpa、=0.05mm、=160Mpa时，刚度条件和强度条件的分界尺寸是r=86mm，内半径r>86mm时按刚度条件计算型腔壁厚；反之按强度条件计

39、算型腔壁厚。如图3.53.10支撑零部件的设计塑料模的支撑零件包括动模板、定模板、动模固定板、定模固定板、垫块等。动模底座和定模底座：是动模和定模的基底，也是固定式塑料模具与成型设备连接的模板。因此，底板的轮廊尺寸和固定孔必须与成型设备上模具的安装相适应。另外还必须具有足够的强度和刚度。1. 动模板和定模板：其作用是固定型腔、导柱等零件；2. 支承板：是垫在固定板背面的模板。作用是防止型腔、导柱的脱出，增强零件的稳定性。支承板连接用螺钉紧固；3. 垫块：其作用是使动模支承板与动模座板之间形成用于推出机构运动空间和调节模具总高度以适应成型设备上模具安装空间对模具总高的要求。第四章 塑料注射模其它

40、设计4.1选标准模架根据选择的注射机XS-ZY-250，以及型腔侧壁厚、型腔尺寸及型腔位置尺寸可确定模架的结构形式和规格：BI-3030-125-Z2 GB/T 12556.1-1990定模板厚度：A=140mm；动模板厚度：B=40mm；垫块厚度：C=160mm；模具外形尺寸：300mm*300mm*340mm；模具厚度：H模=125+A+B+C=125+140+40+160=465mm4.2成型零件材料选用成型零件材料选用要求（1） 机械性能良好（2） 抛光性能良好（3） 耐磨性和抗疲劳性能好（4） 具有耐磨性成型零件选用预硬钢5NiSCa，不用进行热处理直接可以进行切削加工。硬度在37-

41、42HRC为宜。因为成型零部件强度高、耐磨性好、热处理变形小，而且塑件形状简单，尺寸不大。4.3注射模钢种的选用零件名称材料牌号热处理方法硬度型腔、型芯Cr12淬火HRC5458垫板（支承板）45钢淬火HRC4348动模板45调质HB230270定模板45调质HB230270动定模座板45调质HB230270固定板45调质HB230270顶板T10A、T8A淬火HRC5458浇口套T10A、T8A淬火HRC5055导柱20渗碳淬火HRC5055导套T10A、T8A淬火HRC5055斜导柱T10A、T8A淬火HRC5458锁紧块T10A、T8A淬火HRC5458顶杆T10A、T8A淬火HRC54

42、58复位杆T10A、45淬火HRC5458垫块Q235、45锻压退火或调质HB123235喷嘴45、A34.4最大注射压力的校核 塑件的原料为PP，所需注射为40-80MPa，而所选注射机压力为130MPa。所以注射压力符合要求。4.5最大注塑量的校核注射机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注射量的80%，所以选用的注射机最大注塑量应满足：nV塑+V浇0.8V机式中 V机注射机的最大注射量，250 cm3 V塑塑件的体积，该产品V塑=167cm3 V浇浇注系统体积，该产品V浇=0.56cm3 故 1*167+0.56=167

43、.560.8*250=200cm34.6模具与注塑机安装部分相关尺寸校核（一）模具闭合高度校核HMin注射机允许最小模厚=200mm；HMax注射机允许最大模厚=350mm；H模具闭合高度=340mm；故满足HMax>H>HMin4.7开模行程校核由于该模具主要是液压和机械联合作用的锁模机构，故开模行程的校核是属于注射机最大开模行程SMax与模厚无关的校核。对于单分型面注射模，注射机的开模行程应满足下式： HH1+H2+（5-10） H注射机最大开模行程=500mm；H1推出距离（脱模距离）H2包括浇注系统在内的塑件高度（mm）500132.5+（132.5+33）+10 满足条件

44、。4.8脱模力的计算该制件为圆环形截面，脱模力计算公式为式中 r型芯平均半径 r=62mmK2无量纲系数，其值随f和而异，查表得，K2=1.0087 K1无量纲系数，其值随和而异，查表得，K1=21.85 S塑料平均成型收缩率 S=2% E塑料的弹性模量，MPa，查表得E=1500MPa L塑件对型芯的包容长度，mm，L=131.89mm f塑件与型芯之间的摩擦因数，f=0.5模具型芯的脱模斜度，=1°塑料的泊松比，=0.33 A塑件型芯在垂直于脱模方向上的投影面积，A=13471.385mm2由上可得，脱模力4.9模具冷却系统的设计（一）模具温度对塑件制品质量的影响模具温度及其波动对制品的收缩率、尺寸稳定性、力学行为、变形、应力开裂和表面质量均有影响。模温过低使熔体流动性差，制品轮廊不清晰，甚至不充满型腔或形成熔接痕，制品表面不光泽，缺陷多，力学性能降低。（二）模具温度对模塑周期的影响注射模具的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、塑件的尺寸精度、力学性能都有影响。适当降低模具温度，有利于缩短冷却时间，提高生产效率，提高生产效率。冷却系统的目的是通过控制模具的温度，使注射成型具有良好的质量。冷却装置的设计原