盒盖注塑模具设计

1、学生：汪金海 学号： 专业：机械设计制造及其自动化 班级：一班盒盖塑件图技术要求 :1. 塑件材料 PE2. 未标注公差尺寸按级3大批量生产。摘要本文是关于盒盖注塑模具的设计，在正确分析塑件工艺特点和 PE材料的性能的后， 采用了点浇口进行浇注。详细介绍了对凸模，凹模，浇注系统，脱模机构，选择标准 零件，设计非标件的设计过程。涉及模具结构、强度、寿命计算及熔融塑料在模具中 流动预测等复杂的工程运算问题；运用 CAD辅助工程UG等不同的软件分别对模具的 设计、制造和产品质量进行分析。综合运用了专业基础、专业课知识设计，其核心知 识是塑料成型模具、材料成型技术基础、机械设计、塑料成型工艺、模具 C

2、ADCAM Moldflow 等。关键词：点浇口；盒盖注塑模设计；塑料成型模具第一章塑料制件的工艺性分析塑件原材料的分析塑件盒盖采用HDPEt料，HDPE是一种由乙烯共聚生成的热塑性聚烯。高密度聚乙烯，英文名称为“ High Density Polyethylene ”，简称为“ HDPE。HDPE!种结晶 度高、非极性的热塑性树脂。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用 途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到 高分子量等级具有极好的抗冲击性，其性能见表2-1。表2-1 HDPE性能表HDPE性能吸湿性结晶性原料，吸湿性极小，不超过%因此在加工

3、前无需进行 干燥处理。流动性分子联链柔性好，键间作用力，熔体粘性低，流动性极好，因此 成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。收缩率收缩值大，方向性明显，HDP敢缩率在1. 5加右。因此容 易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大， 故应该控制好 模具温度，保持冷却均匀、稳定，模具温度的选择范围应根据密 度的不同而不同，通常HDPE勺模具温度为5095,在选择时还 应注意制品形状与温度之间的关系。模具温度HDPE勺结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有很较大的 影响。模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高。比热容HDPE勺熔点不高，但比热容较大，HDPE是结晶料,吸湿小,不须充分

4、干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用 高压注射,料温均匀，填充速度快，保压充分.不宜用直接浇口，以防收缩不均，内应力增 大.注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。常用的浇口有直浇口，点浇口，潜伏浇 口，侧浇口等，其中点浇口前后两端存在较大的压力差，可较大程度地增大塑料熔体 的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导到长熔体的表观粘度下降，流动性增加，有 利于型腔的充填，因而对于薄壁件 PE等表观粘度随剪切速率变化敏感的塑料有利。所 以应选着点浇口。HDP囲于注射成型，其工艺参数见表2-2 :表2-2 HDPE塑料注射工艺参数预热和干燥温度t/ C 110120成型时间注射时间/s05时间 t

5、 /h812保压时间/s1560料筒温度t/ C后段140160冷却时间/s1560中段180200总周期/s40140前段180190螺杆转速n/(r min -1)3060喷嘴温度150180后处理方法红外线灯，烘箱模具温度5095温度t/ C70注射压力MPa70100时间r/h24HDPE加工性能HDPE勺各种加工性能见表2-3。表2-3 HDPE塑件的加工性能表屈服强度/Mpa50拉伸强度/Mpa2239熔点（或粘温度）/ C130 160伸长率（%35熔融指数（MFI）拉伸弹性模量/GPa103热变形温度/ C(45MPa)(180MPa)7282弯曲弹性模量/Gpa计算收缩率（%

6、）弯曲强度/MPa40比热容/(J kg 1 k1)14703密度 /(g cm )热导率1 1 1/(W m k )吸水率24h长时间（%）从表中可以看出HDPE有很高的耐水性，长期与水接触其性能可保持不变。流动性好。聚乙烯的绝缘性能优异，成型时在流动方向和垂直方向上收缩性差异较大，易 产生变形、缩孔且聚乙烯质地柔软且易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。塑料对模具温度的要求(1模具温度对HDPE制件的成型有较大的影响，在对HDPE塑件成型时，模具的温 度太小低时，会产生浇注痕、充不满、易引起翘曲变形或应力开裂 . 模具温度太高时 , 易造成溢料和粘模 .模具温不易波动过大 ,要不然会造成制件

7、收缩不均 ,应力过大,变型 也较大,从而影响制件的形状尺寸。(2)模具温度的选择范围应根据密度的不同而不同， 通常PE的模具温度为20C 90C，在选择时还应注意制品形状与温度之间的关系，如箱形、框形制品常以模腔温 度高于模芯温度的办法解决其侧壁易变形的问题。成型塑料制结构工艺性 塑件的结构应从图纸上分析考虑塑件壁厚均匀、符合要求、利于脱模 ; 塑件的转角 处采用圆弧过渡，分散载荷、增强及充分发挥塑件的机械强度，改善塑料熔体的流动 性，便于充满型腔、脱模、消除壁厚转折处的凹陷等缺陷、便于模具的机械加工和热 处处理，从而提高模具的使用寿命。塑件在模具中成形结束时，可能会出现下列情况：(1) 由于

8、塑件冷却后产生收缩，会使塑件抱住型芯或型腔中的凸起部分(2) 对于收缩率极小的塑件，已成型的塑件很可能紧紧在模具腔体表面上 ;(3) 对于粘附力很强的塑件，当模具型腔表面高度光洁时，已成型的塑件很可 能紧紧粘附在模具腔体的表面上：上述现象的存在，都将影响塑件从模具的型芯或型 腔中取出。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表面沿模方 向均具有足够的脱模斜度。所以本设计从以下几个方面对其分析：图 2-1 塑件尺寸图该产品的尺寸有一部分为未注公差 , 参考塑料成型工艺及模具设计其精度一律 按级处理。考虑到配合问题，该产品精度要求最高的尺寸应为四个侧凹处。一般模具 的精度要比塑件的精

9、度高23级,所以取模具精度为MT7尺寸精度根据塑件的基本尺寸，和塑件材料的公差等级得到塑件的转换尺寸见表2-4表2-4塑件尺寸精度等级尺寸类型原始尺寸转换尺寸备注MT7内形尺寸38GB/T14486-199328346668外形尺寸5257型腔高度00.3800.38凸台长度塑件壁厚塑件应有一定的壁厚，这不仅是为了塑件在使用中有足够的强度和刚度，而且也为 了塑料在成型时保持良好的流动状态。塑件的壁厚首先决定于塑件的使用要求，即强 度、结构、重量、电气性能、尺寸稳定性以及装配等各项要求。另外还必须指出，壁 厚与流程有密切关系。所谓流程是指熔料从浇口起流向型腔各处的距离。经试验证明 各种塑料在其常

10、规工艺参数下，流程大小与塑件壁厚成比例关系。塑件壁厚越大，则 允许最大流程越长。同种塑料制品的壁厚要尽可能的均匀，壁厚过小则难以充型，且强度刚度不足，过大 用料过多,增加注塑周期,易产生气泡,缩孔,凹陷,翘曲等缺陷。HDPEI勺最小壁厚为，一 般制件厚度为，大型制件壁厚为。该盒盖各部分的壁厚差不多，最大为最小为。 表 2-5是塑料常用壁厚的推荐值。表2-5塑料常用壁厚推荐值塑料名称50mm流程最小壁厚小型塑件推 荐壁厚中型塑件推荐壁厚大型塑件推 荐壁厚聚乙烯同一种塑件的壁厚应尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生应力，使塑件 产生变形、缩孔及凹陷等缺陷，通常塑件壁厚的不均匀容许在一定范围内

11、变化，对于 注塑及压注成型塑件，壁厚变化一般不应超过 1: 3。不同壁厚应采用适当的修饰半径 使厚薄部分缓慢过渡。脱模斜度为了便于塑件从模具型腔中取出或从塑件中抽出型芯，在设计时塑件内外壁应具有足够的脱模斜度。最小脱模斜度与塑料性能、收缩率的大小、塑件的几何形状有关。 硬质塑料比软质塑料脱模斜度大；形状愈复杂或成型孔较多的塑件取较大的脱模斜度 塑件高度愈高、孔愈深。则取较小的脱模斜度；壁厚增增加，内孔包住型芯，脱模斜度 也应大些。（1）脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定；塑件内孔，以型芯小端为准， 尺寸符合图样要求，斜度由扩大方向取得；塑件外形，以型腔（凹模）大端为准，尺 寸符合图样要求，

12、斜度由缩小方向取得。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差 范围内。（2）当要求开模后塑件留在型腔内时，则塑件内表面的脱模斜度应大于塑件外表 面的脱模斜度，即数值反之。表1-4塑件的脱模斜度塑实名称脱模斜度型腔型芯聚乙烯（PE），聚丙烯（PP，软聚氯乙烯25 4520 45(LPVC，/聚酰胺（PA），氯化聚醚（CPT硬聚氯乙烯（HPVC，聚碳酸酯（PC），聚砜（PSU35304050聚苯乙烯（PS），有机玻璃（PMMA，ABS聚甲醛（POM351 303040热固性塑料25204050一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，本模具脱模斜度取30。表面粗造度塑料制件的表面粗糙度是决定其表

13、面质量的主要因素。塑件的表面粗糙度主要与模具型腔表面的粗糙度有关。一般来说，模具表面的粗糙度值要比塑件低12级。塑件的表面粗糙度Ra 一般为模具在使用过程中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断 加大，所以应随时给予抛光复原。一般来讲型腔的粗糙度达到。圆角在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过渡。尤其对增强塑料更有利于填充型腔。另外，塑件上的 圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是不可少的。在塑件结构上无特殊要求时，塑件 的各连接处均应有半径不小于的圆角。此塑件的圆角统一取。第二章 注射工艺分析及塑料模的结构设

14、计 零件的三维建模图 3-1 塑件的三维建模浇口位置浇口是流道和型腔的连接部分，也是注塑模进料系统的最后部分，其基本作用为：(1) 使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入充满型腔。(2) 型腔充满后， 浇口能迅速冷却封闭， 防止型腔能还未冷却的塑料回流。 浇口的设计 和塑件的尺寸、形状模具结构 ,注射工艺条件及塑件性能等因素有关 . 但是根据上述 两句基本作用来说 ,浇口截面小 ,长度要短 , 因为只有这样才能满足增大流料速度 , 快速冷却封闭 , 便于塑件分离以及浇口残痕最小等要求。(3) 浇口设计要点可归纳如下：a) 浇口开设在塑件断面较厚的部位 , 使熔料从厚料断面流入薄断面保证充模完全

15、;b) 浇口位置的选择 ,应使塑料充模流程最短 , 以减少压力损失；c) 浇口位置的选择 , 应有利于排除型腔中的空气；d) 浇口不宜使熔料直冲入型腔 , 否则会产生漩流 , 在塑件上留下旋形的痕迹 , 特别 是窄的浇口更容易出现这种缺陷；e) 浇口位置的选择 ,应防止在塑料表面上产生拼缝线 , 特别实在圆环或是圆筒形的 塑件中, 应在浇口的面的熔料浇合处加开冷料井；f) 带有细长的型芯的注塑模的浇口位置 ,应当离成型芯较远 , 不使成型芯受料流冲 而变形；g) 大型或扁平塑件成形时 , 为防止翘曲、变形、缺料可采用复式浇口；h) 浇口应尽量开设在不影响塑件外观的位置，如边缘底部；i) 浇口的

16、尺寸取决于塑件的尺寸、形状和塑料的性能；j) 设计多个型腔注塑模时，结合流道的平衡来考虑浇口的平衡，尽量做到熔融料 同时均匀充满各个型腔。在设计浇注系统时，首先是选择浇口的位置。浇口位置选择直接关系到产品成型质量 及注射过程的顺利进行，浇口位置的选择应遵循以下原则：(1) 浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；(2) 浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使具流程为最短；(3) 浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对型腔中宽畅，厚壁部位，以便于塑料顺 利流入；(4) 浇口位置应开设在塑件截面最厚处；(5) 避免塑料在流下型腔时直冲型腔壁、型芯或嵌件，使塑料能尽快流入到

17、型腔各 部位，并避免型芯或嵌件变形；(6) 尽量避免使制品产生熔接痕，或使其熔接痕产生在制品不重要部位；(7) 浇口位置及其塑料流入方向，应使塑料在流入型腔时，能沿着型腔平行的方向 均匀地流入，并有利于型腔内气体的排出；(8) 浇口应设置在制品上最易清除的部位，同时尽可能不影响产品外观。通过Moldflow对塑件各方面进行分析如下：而蓝从分析结果可以看到由蓝到红的不同颜色红色的位置是浇口分布最差的位置， 色的地方却是最佳浇口位置分布。我们选择浇口的时候可以根据此图和实际情况来确 定。在选择好最佳浇口位置后，便可以开始对塑件进行模流分析，包括注射时间分布， 注射质量分布，注射压力分布，注射压力损

18、失分布，注射温度分布等。根据模流分析 情况可以对塑件进行设计，并在适当时候进行可行的修改和优化，达到最佳效果。进行最佳浇口位置分析如下：图3-2浇口匹配性现在提出两种浇口位置方案：A方案：浇口设在塑件中心处。B方案：浇口设在边缘浇处。表3-1塑件分析表序号A方案B方案1充填区域分析由图中可以看到只有一种颜 色。充填区域为1。也就是全 部充满，上图的冲型能力和A方案差 样，都满足注塑要求。2注 射 时 间 分 布 分 析蓝色区域注射时间最短， 红色区域疋注射时间最长。 注塑时间为0.5437秒，满足 工艺条件。注射时间为秒，时间比 A 方案要大秒。注谢时间比较大不 合理。3注 射 压 力 分 布

19、 分 析通过上图分析，蓝色表示 压力分布最小的位置，红色表 示压力分布最大的位置，蓝色 变到橘红色的其他颜色则表 示压力的变化位置。A方案的 充型压力是。通过上图分析，B方案的最大 压力是，比A方案大6注 射 气 穴 分 布 分 析气穴的数量相对来说比较 少了，那样我们就可以完全采 用分型面排气就可以解决问 题，模具结构也相对简单了很 多。有较多的气穴，大多数的气穴 同样分布在分型面处。同样也可 以采用分型面解决问题。两种方案比较下选择 A方案，浇口设在塑件的中心处。分型面分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构，浇注系统的设 计，塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，所以分型面

20、的选择是注塑模设计中的一个 关键因素。在先择分型面时应综合分析比较以选择较为合理的方案，选择时应遵循以 下原则：（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处（2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模（3）分型面的选择应保证塑件的精度要求（4）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求（5）分型面的选择要便于模具的加工制造（6）分型面的选择应有利于排气除以上原则以外，分型面的选 择还要考虑到型 腔在面上投影面积的大小外以避免 接近或超过所选注射机的最大注射面积而可能产生溢流现象。图3-3分型面方案一图3-4分型面方案二根据以上分型面选择原则，方案一选择了在最大轮廓处，不影响制件的外观，保 证了制件的制造精度也利

21、于排气。而方案二选择了最大平面处，但易出现溢边，不易 排气，不易卸料及模具结构的设计，所以本设计选择方案一型腔的数目与布局模具型腔数目型腔数量与注塑机的塑化速率、最大注射量及锁模力等参数有关，另外型腔数量 还直接影响塑件的精度和生产的经济性。型腔数量的确定方法有很多种，下面按照注 射机的最大注塑量来确定型腔数量:(3-1)Km p-m1 nm式中k注射机最大注射量的利用系数，般取；m注射机最大注射量，60g；m浇注系统凝料量，；m单个塑件的质量，。代入以上数据得nW8;由于模具采用的是四个内抽芯滑块，比较复杂所以取n=1,采用一模一腔结构。模具型腔的布局模具型腔的布局应遵循以下条件：(1) 型

22、腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料现 象(2) 型腔排列宜紧凑，以节约钢材，减轻模具的重量(3 )圆形排列平衡好，加工困难；直线形排列加工容易，但平衡性好，而且加工 性尚可，使用广泛。本产品采用一模一腔，型腔的布置和浇口对称开设。浇注方案的设计确定浇注系统的原则在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：(1)塑料成型特性设计浇注系统应适应所用塑料的成形物性的要求，以保证塑件质量(2) 塑件大小及形状根据塑件大小，形状壁厚、技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成形，还应注意防 止流料直接冲击嵌件及细弱型芯或型芯受力不匀以及应充

23、分估计可能产生的质量弊病 和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。(3) 模具成型塑件的型腔数设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。(4) 塑件外观设置浇注系统时应考虑到去除、整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。(5) 注射机安装模板的大小在塑件投影面积比较大时，设置浇注系统时应考虑到注射机模大小是否允许，并应防止模具偏单边开设进料口中，造成注射时受力不匀(6) 成形效率在大量生产时设置浇注第统还应考虑到在保证成形质量的前提下尽量缩短流程，减小断面积以缩短填充及冷却时间，缩短成形周期，同时减少浇注系 统损耗的塑料。(7) 冷料在注射间隔时间，喷

24、嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。浇口形式的选择浇口亦称进料口，是连接流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当 与否，直接关系到塑件能否完好、高质量地注射成型。按浇口的结构形式和特点，常 用的浇口可分为：直接浇口、侧浇口、扇型浇口，点浇口、平缝浇口、潜伏浇口、环 形浇口等。不同的浇口形式对塑料熔体的充填特性、成型质量及塑件的性能会产生不 同的影响。各种塑料因其性能的差异而对不同形式的浇口会有不同的适应性，设计模 具时可参考表3-2所列部分塑料所适应的浇口形式。表3-2常用塑料所适应的浇口形式塑料种类浇口形直接浇口侧浇口平缝浇口点浇口潜

25、伏浇口环形浇口硬聚氯乙烯(HPVCOO聚乙烯(PEOOO聚丙烯(PPOOO聚碳酸酯(PCOOO聚苯乙烯(PS)OOOO橡胶改性苯乙烯O聚酰胺(PA)OOOO聚甲醛(POM)OOOOOO丙烯腈一苯乙烯OOOABSOOOOOO丙烯酸酯OO注：“O表示塑料适用的浇口形式。本模具采用点浇口，点浇口全称针点式浇口，是典型的限制型浇口。具有如下优点：(1)可大大提高塑料熔体剪切速率，表观粘度降低明显，致使充模容易。这对PP,PS,和ABS等对剪切速率敏感，即非牛顿指数愈小的熔体更加有效。(2) 熔体经过点浇口时因高速摩擦生热，熔体温度升高，粘度再次下降，致使流动 性再次提高。(3) 能正确控制补料时间，无

26、倒流之虑；有利降低塑件特别是浇口附近的残余应力， 提高了制品质量。(4) 能缩短成型周期，提高生产效率。(5) 有利浇口与制品的自动分离，便于实现塑件生产过程的自动化。(6) 浇口痕迹小，容易修整。(7) 在多型腔模中，容易实现各型腔均衡进料，改善了塑件质量。(8) 能较自由地选择浇口位置。点浇口尺寸的确定点浇口的各种尺寸如表3-5所示，d=，最大不超过2mm当1=2时常取，如表 3-5中的三种储料井a)小件用，b)大件用，c)热固性用，塑件是小型件及材料 HDPE是 热塑性材料所以选用a)型浇口。点浇口的直径用下面经公式3-2计算d=(0.140.20)4 2A(3-2 )d点浇口直经，mm

27、塑件在浇口处的壁厚， mm；A 型腔表面积； 计算得 d=。取 d=， 100，900 ，l0 1mm，l1 2mm。图 3-5 点浇口的储料井点浇口剪切速率的校核因为该副模具是一模一腔，塑料件体不是很小，采用点浇口的剪切速率校核。经验：主流道 5 103s-1 、分流道 5 102s-1 、点浇道5 105s-1 ，其它浇口& 5 103 5 104 s-1采用 Moldflow 软件进行点浇口的剪切速率分析，得出图3-6。点浇口的剪切速率为x 105，基本符合要求。图 3-6 点浇口剪切速率主流道形状与尺寸主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑 料熔体的流动

28、通道，是熔体最先流经模具的部分，其作用是通过流道截面积使熔料平 稳转换流向注入型腔，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有比较大的 影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。主流道固化时间要求： 为了有效地传递保压压力， 浇注系统主流道及其附近的塑料 熔体应该最后固化。在卧式注射机上使用的模具中， 主流道垂直于分型面。 主流道通常设计在模具的浇 口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角为 20 60，小端直经d比注射机喷嘴直径大1mm流道的表面粗糙度Ra 0按强度条件计算侧壁厚度Hi门0.41按公式3-4计算(3-4)s3pHi2(1 W)式中一矩形成

29、型型腔的边长比丨/b，W 抗弯截面系数，见表3-4，材料抗拉强度，500Mpa其他参数及数据同公式3-3 o结果：s由于整体式凹模侧壁最小厚度为17mm所以凹模侧壁合格o(2) 整体式矩形腔底板厚度计算按刚度条件计算厚度按公式3-5计算(3-5)式中 c 由型腔边长比l/b决定的系数，查表3-6， 其它参数与数据同式3-3 o结果：h o按强度条件计算厚度按公式3-6计算式中 一由模脚(垫块)之间距离各型腔边长比l/b所决定的系数, 其它参数与式3-3相同结果：h0而模具的矩形腔底板厚度是所以满足要求 整体式圆形型腔侧壁和底板厚度的计算(1) 整体式圆形型腔侧壁厚度的计算按刚度条件计算侧壁厚度

30、按式3-7计算(3-6)查表3-7，其中参数与数据同式3-3。结果：s6。(3-7)按强度条件计算侧壁厚度按式3-8计算12p(3-8)式中r为圆形型腔半径，。结果：s。而模具侧壁最小厚度为，所以满足要求4）整体式圆形型腔底板厚度的计算按刚度条件计算底板厚度按式3-9计算h 0.563 *(3-9)式中r取底面圆弧半径，其他参数与式 3-3和式3-7中相同 结果：s。按强度条件计算底板厚度按式3-10计算(3-10)式中参数与以上公式相同。结果：h 7mm模具的型腔底板厚度为，所以满足要求表3-4系数c、w值H/ 1cW表3-5不发生溢料的间隙值低粘度塑料尼龙（PA）、聚乙烯（PE）、聚丙烯、

31、（PP、聚甲醛（POMw中粘度塑料聚聚乙烯（PS、ABS聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA图3-13整体式型腔脱模机构的设计由于此塑件属于壳形制品，所以采用斜导杆内侧抽芯件推出。另外设有复位杆，开 模时在推板的作用下，斜导杆内侧抽芯件将塑件从主型芯上推出。合模时通过复位机 构回到闭合位置。由于斜导杆要同时起到推杆、内型芯的作用，所以将它设计为下图的这种形式：图3-14斜导杆内侧抽芯标准模架的选取模架是注塑模的骨架和基体，通过它将模具的各个部分有机的联系成为一个整体。标准模架一般由定模座板、定模板、动模板、动模支撑板、垫块、动模座板、导柱、导套及复位杆等组成。基本型组合分为4种，如图3-15 :图3-1

32、5标准模架根据其结构形式，选择A2型模架查模具设计手册，模架选用125X 180。其他基本尺寸如表3-6 :表3-6模架的基本参数项目数据(mm)定模座板16定模板20动模板20动模支撑板25垫块63动模座板16推杆固定板推板16浇口套24模具型腔模具的总高173第三章 成型设备及工艺参数成型设备注射机的技术规格在接收客户订货时，客户必须对所用注射机提出明确的规格。在所提供的注射机规 格中应包括以下内容：（1）注射机型号及生产厂家；（2）注射机最大注射容积 （最大注射量 ） ；（3）注射机锁模力；（4）注射机喷嘴球面半径及喷嘴孔径；（5）注射机定位孔直径；（6）注射机拉杆内间距；（7）注射机容

33、模量 （ 允许的模具最大、最小闭合高度 ） ；（8）注射机的顶出方式 （ 液压顶出或机械顶出以及顶出点位置、顶杆直径 ）（9）注射机开模行程及最大开距；（10）必要时还要提供注射机顶出行程及顶出力。注射机的选择（1）公称注射量由注射量选定注射机由UG软件建模分析得（材料密度取 p=cm3 :总体积 = cm 3总质量 = g流道凝料 V =（流道凝料的体积（质量）是个未知数，根据手册取来估算，塑件越大 则比例可以取的越小 ）；实际注射量为:V实=x = cm3；实际注射质量为 M实=x =；根据实际注射量应小于倍公称注射量原则 , 即：V实w公V公=V实/=宁=cm3（ 2）一次成型的塑料重量

34、 （塑件与流道凝料之和） 应在注塑机理论注射量的 10%-80% 之间；既能保证制品质量，又可充分发挥设备的能力，则选50% 80%为最佳。（3）塑件的形状较简单，壁厚均匀，也无特别高的精度要求，但是塑件的材料为PE 一般选用的压力为70 100Mpa PE的注射压力在70100Mpa塑件的结构较简单，取 P=80Mpa。 塑件的投影面积计算 A= cm2。 型腔的压力计算P腔=2/3 X P=o。根据计算，初选柱塞式注射机 ： XS-ZY-125o 注射机有关参数的校核和最终选择：(1) 模具闭合高度的校核模具的闭合高度应在注射量最大与最小闭合高度之间即：Hmin V HV fax选择模架高

35、度为H总=173mm由于XS-ZY-125型注射机所允许模具的最小厚度为H-=200mm最大厚度为Hnax=300mm所以，模具闭合高度不能满足安装要求。改选XS-Z-60型，最大装模高度 H.aX=200mm最小装模高度 H=70mmH总=173mm介于二者之间，满足模具厚度安装要求。注射机的工艺参数注塑机型号XS-Z-60额疋注射量/ cm60螺杆（柱塞）直径/ mm38注射压力/ Mpa122注射仃程/ mm170注射方式柱塞式锁模力/ KN500最大成型面积/ cm130最大开合模仃程/mm180模具最大厚度/ mm200模具最小厚度/ mm70喷嘴圆弧半径/ mm12喷嘴孔直径/ m

36、m4顶出形式中心没有顶杆，机械顶出动、定模固定板尺寸/ mm330X 440拉杆空间/ mm190 X 300合模方式液压一机械液压泵流量/ L/mi n70、12压力/ Mpa电动机功率/ KW11加热功率/ KW机器外形尺寸/ mm3160X850X1550塑料注射模塑工艺车间塑料注射模塑工艺卡片资料编号共1页第1页零件名盒盖rm rm材料牌号HDPE设备型号XS-Z-6称0装配图2010-LW14B-0096-00材料定额每模件数1件号零件图单件重量工装号号材料干燥设备温度/C时间/h料筒温度（C）后段/C140160中段lC180200前段lC180喷嘴lC190150180模具温度/

37、C5095时间注射Is05保压/S1560冷却/S1560压力注射压力/Mpa70100背压/Mpa后处理温度/oC鼓风烘箱100110时间定额辅助/mi n时间/mi n812单件/min检验编制校对审核组长车间主任检验组长主管工程师孙千龙孙千龙王祖元张晓东孔凡立王鹏范岐第四章 模具成型零件尺寸的确定型芯型腔尺寸的计算查有关手册得高密度HDPE勺收缩率为S=%,故平均收缩率为：S=() %/2=% =，根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取z = A/ 3。表5-1型腔成型尺寸计算已知：平均收缩率S =;模具的制造公差取Z二/3。修正系数X=类别模具零件名称塑 件 尺 寸计算公式计算结果型腔

38、尺寸计算型腔长度尺寸计算Lm0Z= (1+S)L s- X oZ1.800型腔宽度尺寸计算521.540型腔深度尺寸计算Hm0Z = (1+S)H s- X oZ0.680型芯尺寸计算型芯长度尺寸计算68Lm0z= (1+S)L s+ X 0z69UP 1.80型芯宽度尺寸计算01 .32型芯咼度尺寸计算Hm0z = (1+S)H s+ X 0z00.58Lm型腔径向尺寸（mr）Hm 型腔深度尺寸（mm； lm 型芯径向尺寸（mm； hm型芯高度尺寸（mm；Z模具制造偏差（mr）S平均收缩率（mm/m）C模具磨损量磨损严重时C = /2磨损轻微时= /5 /8不考虑磨损时，去掉各式中的C脱模机

39、构尺寸计算抽芯距的计算侧向抽芯距一般比塑件上的侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度大13mm由于塑件凸台较小，取1mn用公式表示为：s 抽=s +1=1+1=2 mm （5-1）式中 s抽芯距，mms塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度，mm斜导杆倾角的确定由于抽芯距较小，所以选择倾角=5。斜导杆倾角的验证s 实际=ta n20= = mm2 mm故满足抽芯要求。第五章 注塑机有关参数的校核最大注塑量校核最大注塑量是注射机中一个重要的参数， 注塑机必须满足注射一次成型所需的注塑 量，其中包括流道凝料。最大注塑量的校核用一下公式：Km0% +mM(6-1)式中m浇-制品的质量mM -浇道凝料质量(

40、第一次注射时才有)K 08m0 最大注射量PE的密度为？ g/ cm3。得 48 g g 故满足要求开模行程的校核注射机的开模行程 是有限制的，塑件从模具中取出时所而的开模距离必须小于注 射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出。对双分型面注射模具，需要在开 模距离中增加定模板与中间板之间的分开距离 a。 a 的大小应保证可以方便地取出流道 内的凝料，这时：s H1+H 2 +a+(510)mm(6-2)s注射机最大开模行程。H1 推出距离， 23mm;H2 包括浇注系统在内的塑件高度， 。180 23+25+20+10 mm。所以开模行程满足要求。图 6-3 双分型面模具开模行程的校核按

41、注射机的额定锁模力进行校核 模具在注射时，会有一定的注射压力，注射机的注射过程中必须对模具有充足的锁 模力，否则会出现飞边，漏料，充不满等缺陷，影响成型精度。p nA A1 Fp（ 6-3 ）式中 Fp 注射机的额定锁模力 ,500KN。A 单个塑件在模具分型面上的投影面积， 2500mm2。Ai浇注系统在模具分型面上的投影面积，26mm2。p 塑料熔体对型腔的成型压力，其大小一般注射压力的80%， 48Mpa。n 型腔数目，为 1。结果： 121248 500000 。所以锁模力满足要求。模具闭合高度的校核模架的各部参数的数据见表 3-6。模具的闭合高度为 173如图 6-4 所示， XS-

42、Z-60型注射机最大装模高度HL=200mm最小装模高度Hkn=70mn所以装模高度满足要求图 6-4 模具闭合高度 经以上验证 XS-Z-60 注射机满足要求。第六章 模具主要连接、定位、导向件设计 模具主要连接件选择或设计 模板之间的连接件采用内六角螺钉，型腔与模板之间采用配合连接，浇口套与模板 之间的连接采用内六角螺钉。推板与推板固定板之间也是用内六角螺钉连接。 模具主要定位件选择模架在安装时，为确保其安装精度，一般都先将模板定位，采用的定位件为圆柱定 位销。模具主要导向件选择或设计 模具主要采用导柱进行导向，导柱与导套一般采用间隙配合，当要求精度高时，可 选用小间隙配合，但过小的间隙配

43、合会引起较快的磨损、拉伤，设计使用寿命交长的 模具不宜将导柱孔直接加在模板上，而应嵌入导向套，导向套表面硬度大、耐磨、易 更换。根据标准模架，可以确定导柱基本尺寸d=12mm采用带头直导柱。导套与模板之间 采用过盈配合。第七章模温调节系统的设计模具温度对塑件成型的影响模具温度是指模具型腔和型芯的表面温度。模具温度是否合适、均一与稳定，对塑 料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状、外观和尺寸精度都有重要的 影响。在注射成型中，注射入模具中的热塑性熔融树脂，必须在模具内冷却固化才能 成为塑件，所以模具温度必须低于注射入模具型腔内的溶融树脂的温度。由于 树脂本身的性能特点，所以不同的塑料要

44、求不同的模具温度。对于粘度低、流动性好的塑料，如聚聚乙烯，聚丙烯等，因成型工艺要求模温不太 高，用常温水对模具冷却即可。对于粘度高、流动性差的塑料为了提高充型性能，考 虑到成型工艺要求有较高的模具温度，需要对模具进行加热，可用温水进行模温控制。 部分塑料树脂与之相适应的模上度可参见表 8-1。表8-1部分树脂的成型温与模具温度CLDPE190 24020 60PS170 2802070HDPE21027020 60AS220 2804080PP20027020 60ABS200 2704080PA62302904060PMMA170 2702090PA6628030040 80硬PVC190

45、2152060PA61023029036 60软PVC170 1902040POM18022060 120PC250 29090,110模具热平衡计算塑料注射模温调节能力，不仅影响到塑件质量，而且也决定着生产效率。实际上模 温设计恰当与否，直接关系到生产成本和经济效益。所以说，模具温度对塑件的质量 及生产效率有极大的影响，热塑性塑料熔体进入型腔后，释放大量的热而凝固。不同 的塑料品种，需要模腔维持在一定的适当温度。模温对塑件质量的影响主要表现在以 下六个方面：(1)改善成型性（塑件轮廓、充模质量,(2)成型收缩率(3)塑件变形（收缩不均导致翘曲）(4)尺寸稳定性(5)力学性能(6)外观质量进入

46、模腔的总热量Qin =ni G式中：Q in-进入模腔的总热量（n每小时注射次数180;i-塑料熔体进入模腔时（之差（KJ/kg ）；在表3-2-4中选取i =700 ( KJ /kg )。代入式8-1 得 Qin =(KJ/h)。形状、尺寸精度）KJ /h)；QrQlQoutQc(8-1)t1max ）及冷却结束时（t1min ）塑料热含模具散热量(8-2)（1）对流散发走的热量Qc1 F式中：Qc 对流散发走的热量1 传热系数=At（t2mt2m t0( KJ /h )(KJ /h)t)1/2(8-3)2F 模具表面积（m 为模具对合面积m2 ,)F为开模率180*125,F F 2=+X

47、 =, F 为模具四侧面积m , F20 2 6.2200.59，注射时间（2s），制件冷却时间（），注射周期（20）模具平均温度C）t。一室温（C） （25）当0t2m300C时,由实验得:t2mAi4.1868 (0.25360)t2m 300(8-4)代入上式经整理得：Qc1 Ft2m to = XX 25= KJ/h(2) 由辐射散发的热量QrF4273 t2m273 tc444)273 50273 25-0.8F:100 100=(KJ /h)100 100(8-5)式中：Qr由辐射散发的热量(KJ /h )F -一为模具四侧面积(m2)辐射率，磨光面一般加工面a/ (取一般加工面)毛坯取t o室温取20 t 2m平均模温取38(3) 向注塑机工作台面所传热量Ql 3.6 F (t2m to)( 8_6)式中：Ql向注塑机工作台面所传热量(KJ /h );传热系数，合金钢 =10