表盖注塑模具设计说明

1、表盖注塑模具设计序1.1塑料模具的功能模具是利用其特定的形状来塑造具有一定形状和尺寸的产品的工具。根据产品原材料和成型方式的不同，模具一般分为塑料模具、金属冲压模具、金属压铸模具、橡胶模具、玻璃模具等。由于人们日常生活中使用的大部分产品和各种机械零件都是由模具制造的，模具制造业已经成为一个大产业。在高分子材料加工领域，用于塑料制品成型的模具称为塑料成型模具，塑料模具的优化设计是高分子材料加工领域的重要课题。塑料制品已广泛应用于工业、农业、国防和日常生活中。为了生产这些塑料产品，必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、产品设计和加工工艺确定后，塑料模具设计对产品质量和产量有决定性的影响。首先是模具型

2、腔的形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、浇口和排气位置的选择、脱模方式和成型方式的确定等。，都对产品(或型材)的尺寸精度和形状精度以及塑件的物理性能、应力、外观质量和使用质量起着非常重要的作用。其次，在塑件加工过程中，塑料模具结构的合理性对操作难度有重要影响。第三，塑料模具对塑料零件的成本也有相当大的影响。除了简单的模具，一般来说，成型的成本是非常昂贵的，尤其是大型塑料模具。在现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具被称为塑料制品成型技术的“三大支柱”。特别是加工工艺的要求，塑料件的使用，塑料件的外观都起着不可替代的作用。高效率的自动化设备只有配备了能够自动化生产的模具，才能

3、发挥应有的效率。另外，塑料零件的生产和更新是以模具的制造和更新为基础的。塑料模具是塑料产品生产基础的深刻含义，越来越被人们所理解和掌握。当塑料制品及其成型设备确定后，塑料件的质量和生产效率约占80%。因此，推动模具技术的进步是一项迫切的战略。尤其是大型塑料模具的设计和制造水平，往往可以标志一个国家的工业化程度。1.2中国塑料模具现状在模具方面，虽然中国模具总量居世界第三位，但设计和制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家，模具的商品化和标准化程度远低于国际水平。在模具价格方面，中国远低于发达国家，约为发达国家的1/31/5，模具从工业发达国家向中国转移的趋势已经更加明朗。中国塑料模具发

4、展迅速。塑料模具的设计、制造技术、CAD技术和CAPP技术已经得到了相当规模的发展和应用。在设计技术和制造技术方面，与发达国家和地区差距较大。模具材料方面，特种塑料模具钢品种少，规格不全，质量不稳定。模具标准化程度不高，系列化、商品化有待规模化；CAD、CAE软件应用比例不高；独立的模具厂很少；专业弹性结合没有规划。因此，提高模具设计制造水平和国际竞争力迫在眉睫。1.3塑料注射成型简介将塑料成型为产品的生产方法有很多，如注射、挤出、压缩、压延和吹塑。其中，注塑成型是机电行业应用最广泛的方法。注射成型是基于金属压铸成型的原理。其基本原理是利用塑料的可挤压性和可成型性。首先将松散的颗粒状或粉末状的

5、成型材料从注塑机的料斗中送入高温机筒中加热熔融塑化，使其成为粘稠的熔体。然后，在柱塞或螺杆的高压下，通过机筒前端的喷嘴以大流量将它们注射到温度较低的封闭模具中。经过一段时间的保压、冷却和定型后，通过开模可以将具有一定形状和尺寸的塑料制品从模腔中取出。注塑也叫注射成型。与挤出和压延成型方法相比，注射成型可用于生产具有非常复杂的空间几何形状的塑料制品，而挤出和压延主要用于成型具有一定截面尺寸和连续长度的二维塑料制品。与压缩成型和注射成型相比，注射成型具有应用面积大、成型周期短、生产效率高、模具工作条件改善、与产品相比精度更高、生产条件更好、生产操作易于机械化等诸多优点。在中空吹塑中，注射成型通常用

6、于生产吹塑用的型坯。注射成型在整个塑料制品生产行业中起着非常重要的作用。目前，除了少数几种塑料外，几乎所有的塑料都可以采用注塑成型。据统计，注塑制品约占所有塑料制品总产量的30%，全球每年生产的注塑模具数量约占所有塑料成型模具的50%。早期的注射成型方法主要用于生产热塑性产品。随着塑料工业的快速发展和塑料制品应用范围的不断扩大，目前的注射成型方法已经推广应用于热固性塑料制品和一些塑料复合制品的生产。比如日本，酚醛制品(热固性塑料)的生产过去基本依靠压缩和注射的方式，现在70%已经被注射成型所取代。注射成型不仅广泛应用于一般塑料制品的生产，也是工程塑料最重要的成型方法。据统计，目前80%以上的工

7、程塑料产品是通过注塑成型生产的。1.4塑料模具技术的发展是塑料成型生产的必备工艺设备。以前的模具设计主要依靠技术人员的经验，而模具加工制造很大程度上依靠工人的操作技能。因此模具设计水平低，加工质量差，生产周期长，使用寿命短。新产品的更新是为了满足正常的成型生产，而成型生产经常被模具问题所干扰。随着塑料成型技术的不断进步，模具的重要性越来越被人们所认识，甚至有人提出了“没有模具就没有产品”的信条。近十年来，国外塑料成型加工行业在改进和提高模具设计和模具制造技术方面投入了大量的资金和研究力度。经过不懈的努力，已经取得了许多成就，可以总结如下。(1)模具加工技术的创新为了提高模具的加工精度，缩短模具

8、的加工周期，仿形加工、电气加工、数控加工等先进技术在模具行业得到了广泛应用，集成了坐标镗削、坐标铣削、坐标磨削、三坐标测量机等精密加工和测量设备。(2)各种新型模具材料广泛应用。在模具设计和制造过程中，模具材料的选择也是一个非常重要的问题。材料选择是否合理，将直接影响塑料制品的加工成本、使用寿命和成型质量。为了解决这一问题，国外对模具的工作条件、失效形式和延长使用寿命的途径做了大量的研究工作，开发出了许多新型塑料模具钢，如预硬化钢、马氏体时效钢等，它们不仅具有良好的使用性能，而且具有良好的加工性能和较小的热处理变形。使用后，取得了良好的技术经济效果。(3)模具零件的标准化和专业化生产程度越来越

9、高。模具加工具有典型的单件多品种生产模式。因此，模具零件的标准化和零部件的专业化生产是缩短模具制造周期、降低生产成本的重要方法之一。据国外统计，模具标准件专业化生产后，模具生产成本可降低50%。因此，各工业国家都非常重视模具零件的标准化和专业化生产。目前美国和日本的模具标准化程度已经达到70%，专业化程度分别为90%和74%。中国的情况比较落后，模具的标准化程度只有20%左右。专业化生产起步时间不长，但有关部门正在加强这方面的工作。(4)CAD/CAM技术的应用越来越普及。计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)是计算机自动完成设计工作，计算机在人的参与下控制加工过程的现代生产工程方法。这种方法

10、不仅可以大大缩短生产周期，还可以大大减少工程技术人员的重复性劳动，因此对他们来说提高模具设计制造水平是非常重要的。目前，塑料模具CAD/CAM技术的研究在国外广泛开展，许多开发的软件系统已经应用于挤出成型和注射成型生产中。就注塑模具CAD/CAM技术而言，在人类的参与下，可以利用CAD自动完成塑料制品的工艺分析，塑料熔体在成型过程中的流动分析和热分析，从而与注塑模具的各种计算、设计和绘图相关联。有了CAM，计算机可以控制数控机床自动完成模具零件的加工任务；如果将CAD和CAM集成在一起，整个注塑模具的设计和制造都可以在人工参与下由计算机自动控制。注塑CAD/CAM技术在工业发达国家已经得到广泛

11、应用，并有一系列商品化软件在市场上销售。我国在这方面也做了大量的研发工作，但在推广应用方面，还需要进一步的改进和完善。对于一些进口系统的应用，已经取得了初步成果。例如，对于电视机外壳等复杂的塑料产品，一些工厂已经使用进口系统来实现其模具的CAD/CAM。1.5本设计的意义和目的本次设计的目的是设计以ABS为原料的注塑模具，为以后在模具领域的进一步研究打下基础。1塑料成型工艺分析1.1塑料零件(原子钟外壳)的分析1.塑料零件型号:图1-1塑料零件图2.塑料:ABS(又称丙烯腈丁二烯苯乙烯，缩写为ABS)3.ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯合成的。每种单体都有不同的特性:丙烯腈具有较高的强度、热稳

12、定性和化学稳定性；丁二烯具有韧性和抗冲击性；苯乙烯具有易加工性、高平滑性和高强度。从形态上看，ABS是一种无定形材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一相是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一相是聚丁二烯橡胶的分散相。ABS的特性主要取决于两相中三种单体与分子结构的比例。这样可以在产品设计上有很大的灵活性，从而在市场上生产出上百种不同品质的ABS材料。这些具有不同质量的材料提供了不同的特性，例如中等到高的抗冲击性、低到高的光滑度和高温变形。ABS具有优异的加工性能、外观特性、低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及高冲击强度。4.注塑模具工艺条件:干燥处理:ABS材料具有吸湿性，加工前需要进行干燥处理

13、。推荐的干燥条件为80 90C，至少干燥2小时。材料的温度应小于0.1%。熔化温度:210 280C；推荐温度:245c .模具温度:25 70c(模具温度会影响塑件的光滑度，温度越低光滑度越低)。注射压力:500 1000巴。注射速度:中高速。5.典型用途:汽车(仪表板、工具门、轮罩、镜盒等。)、冰箱、高强度工具(吹风机、搅拌机、食品加工机、割草机等。)、机器外壳、打字机键盘、诸如高尔夫球车和喷气式雪橇之类的娱乐车辆等。6.可制造性和结构分析:(1)精度等级:一般采用5级精度。拔模斜度:型腔25-40，型芯20-40(塑件的孔以型芯的小端为准；塑料零件的形状取决于型腔的大端。通常，拔模斜度不

14、包括在塑料零件的公差范围内。开模后要求塑件留在型腔内时，塑件表面的脱模斜度不应大于塑件外表面的脱模斜度。(2)结构分析:塑件是面板装饰件，所以必须保证塑件的表面光洁度，以保证塑件的精度。1.2热塑性塑料(ABS)的注塑工艺1.注射成型工艺(1)预干燥装料斗预塑化注射装置准备注射注射保压冷却脱模下塑件。(2)清理镶件，预热，清理模具，涂脱模剂放入镶件合模注射。2.ABS注射成型工艺参数(1)注射机:螺杆式，(2)螺杆转速(转/分):20-50，(3)预热干燥:温度(C) 80-85，时间(H) 2-3，(4)在后段中，机筒温度(C)为150-170 ,中间部分165-180，前部180-200，

15、(5)喷嘴温度为170-180 ,(6)模具温度() 50-80，(7)注射压力(MPa)为60-100，(8)成型时间(s)注射时间20-90，高压时间0-5，冷却时间为20-120分钟，总周期50-160，(9)后处理:方法红外灯，烘箱，温度() 70，时间(h) 2-4。1.3 ABS的主要技术指标克/厘米1.021.16弹性模量MPa为1.8 10比容DM/g为0.860.98弯曲强度MPa 80吸水率% (24h) 0.2-0.4硬度HB 9.7 R121收缩率% 0.4-0.7体积电阻率 cm 6.9e+16熔点c 130-160热变形温度C 0.46 MPa 901080.185

16、兆帕85103无缺口49时的冲击强度kj/m6.5差距拉伸屈服强度MPa 50e1.4 ABS模塑件的主要缺陷及其消除措施行前干燥，容易产生熔接痕，浇口不好看。这些缺陷可以通过以下措施来消除:(1)分流器和闸门的截面应加大，(2)注意闸门位置、(3)防止熔接痕、(4)成型时脱模斜度为2，(5)的收缩率为0.5%。2 .拟定模具结构形式。2.1确定型腔的数量和排列。为了使模具与注塑机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，保证塑件的精度，在模具设计中要确定型腔的数量。有四种常见的方法:(1)根据经济性确定空腔数量，(2)根据注塑机的额定锁模力确定型腔数量，(3)根据注塑机的最大注射量确定型腔数量

17、，(4)根据产品精度确定型腔数量。一般来说，小尺寸的塑件和精度要求高的成型塑件优先采用一模一腔的结构。对于形状简单、批量生产、精度要求不高(无匹配精度要求)的小尺寸塑件，如果采用多腔模具，可以提供独特的优势，生产效率可以大大提高。对于像本设计产品这样的高精度产品，由于多型腔模具很难使型腔的成型条件均匀，通常建议型腔数量不超过4个。根据以上分析，初步建议采用一模两腔，布置如下:图2-1图2-1型腔布局2.2模具结构的确定1.多腔单分型面模具:这种结构可用于外观质量要求不高、尺寸精度要求一般的小型塑件。2.多型腔多分型面模具:这种结构可用于外观质量要求高、尺寸精度要求一般的小型塑件。3.分型面的选

18、择原则:(1)便于塑料件脱模，(1)开模时尽量将塑件留在动模内，应有利于侧向分型和取芯，合理安排塑件在型腔中的位置，(2)考虑并确保塑料零件的外观不受损坏，(3)尽力保证塑料零件的尺寸精度(如同心度等。),有利于排气、(5)尽量使模具加工方便。设计的塑件外观质量要求高，可以看出分型面的位置、塑件推出机构的轨迹和浇口都是潜浇口。可以初步拟定两个型腔的双分型面结构，其中双分型面为水平分型面和垂直分型面。3注塑机型号的确定注射机的规格主要是根据塑件的尺寸、型腔的数量和排列来确定的。在确定模具结构和初步估算整体尺寸的前提下，设计师要计算出所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大最小模具厚度、挤压

19、类型、挤压位置、挤压行程和开模距离。根据这些参数，选择与模具相匹配的注塑机。如果用户提供了注塑机的型号和规格，设计师必须核对。如果不能满足要求，必须自行调整或与用户协商。3.1塑料零件的计算1.塑料部分的体积为v1 =米/= 10/1.1 = 9.0909(厘米)m1的质量为:通过计算和Pro/E建模分析，m1=10g。2.浇口冷凝物的质量m2还不知道，可以用塑料质量的0.6倍来估算。由以上分析可知，一个模具有两个型腔，因此注射量为:M2=1.6n m1 =1.6210=32g3.计算分型面上塑料零件和流道冷凝物的投影面积以及所需的夹紧力。在模具设计之前，分型面上的主流道(包括浇口)A2是未知

20、的。根据多腔模具的统计分析，大致是每个塑件在分型面上的阴影面积A1的0.2-0.5倍。所以可以用0.35nA来估算，所以a = nA1+A2 = nA1+0.35 nA1 = 1.35 nA1 = 1.3523882 = 10481.4其中A1=3882FM = A= 10481.450 = 524070n = 524.07 kn中型腔压力为50MPa。3.2注塑机型号的确定根据计算出的各生产周期的注射量和锁模力，初步选择了SZ-100/630(卧式)注射机。SYS-30注塑机的主要参数如下:注塑机主要技术参数理论注入体积/ 75，105螺钉直径/毫米30，35注射压力MPa 224锁模双曲轴

21、塑化能力(克/秒)7.3，11.8螺杆转速(转/分)14200喷嘴球的半径为mm 15。注射速率(克/秒)60.80夹紧力/KN 630拉杆之间的距离/毫米370320模具移动行程/毫米270最大模具厚度/毫米300最小模具厚度/毫米150定位孔直径/毫米125喷嘴孔直径/毫米43.3检查注射机和模腔的数量检查空腔的数量通过注塑机料筒的塑化速率检查型腔数量N:右边=282(符号和要求)其中k为注射机最大注射量的利用系数，一般为0.8。M注塑机的额定塑化量为7.3(克/小时或厘米/小时)T成型周期为50s。M2浇注系统所需塑料的质量和体积(克或厘米)M1单个塑料零件的质量和体积(克或厘米)4分型

22、面位置的确定分型面是模具打开取出塑料零件或浇注系统冷凝物的表面。分型面的位置影响成型件的结构和形状，型腔的排气也与分型面的开度密切相关。分型面的选择应注意以下几点:(1)分型面应选择在塑料零件的最大轮廓处，(2)为了便于塑件顺利脱模，开模时尽量保持塑件在动模一侧，(3)保证塑件的精度要求，(4)满足塑料件的外观质量要求，(5)便于模具加工制造，(6)对成型面积的影响，(7)对排气效果的影响，(8)对侧向抽芯的影响。最重要的是第(5)、(2)和(8)点。为了便于模具的加工制造，应尽量选择直分型面，使其易于加工。如下图所示，有了A-A这样的曲面分型面，就可以把前模(即定模)做平，胶位都做在后模(即

23、动模)里，大大简化了前模的加工。分型面也是整个模具的主要分型面。下图虚线所示的B-B和C-C分型面是排位(即滑块)的分型面。这种分型面的选择有利于线切割和与模制零件(例如后模芯和后模嵌件)对齐。分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在后模的侧面，有助于后模顶出机构动作。下图中，B-B的位置从A-A分型向左右移动，C-C的位置向中间移动。塑料件收缩时会包裹在后模仁和后模仁上，所以塑料件会被注射机的顶出装置和模具的顶出机构顶出。图4-1塑料零件图的分型面图4-2塑料零件的分型面5浇注系统形式和浇口的设计浇注系统是塑料熔体从注射机喷嘴注射后到达型腔前在模具中流动的通道。分为普通流道浇注系统和无流道浇注

24、系统(热流道)。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流道、分流道、冷料井和浇口。5.1浇注系统的设计原则1.关注型腔布局，2.热量和压力的损失要小，所以浇注系统流程要尽可能短，截面尺寸要尽可能大，弯曲要尽可能小，表面粗糙度要低。3.均衡进料，即分流通道尽可能均衡布置，4.塑料用量要少，浇注系统的体积要尽可能小，在充满所有型腔的前提下，减少塑料用量。5.淘汰冷料。浇注系统应能收集温度低的“冷料”。6.排气良好，7.防止塑料零件中的缺陷，避免塑料零件中的熔体或气孔、缩孔和残余应力填充不充分，8.保证塑料件的外观质量，9.生产效率高，10.塑料熔体的流动特性。5.2浇注系统的布局在多腔模具中，有平衡型

25、和不平衡型两种分配渠道，一般以平衡型为宜。本设计采用均衡布局，充分利用其质量好、一致性好的优势。5.3浇注系统的设计总浇道浇注系统包括主浇道、分浇道、冷料井和浇口。1.主流道设计主流道尺寸浇口主流道为圆台形，主流道入口直径d应比注射机喷嘴直径大1mm左右。这样便于两部分同轴对齐，也使主流道内的冷凝水顺利流出。所以:主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+(0.5 1)= 4+0.5 1，d =4.5(毫米)主流道入口处凹坑的球面半径R应比注射机喷嘴的球面半径大12mm左右。反之，两部分不能很好的粘在一起，会使塑料熔体反喷，造成飞边，脱模困难。所以:主槽球面半径Sr = 15+1 2取为SR=16(m

26、m)锥壁粗糙度ra0.8 m，主流道锥角= 2 4。过大的锥角会产生湍流或涡流，空气中会卷入。过小的锥角使固化后的材料难以脱模，也使充模时的流动阻力大，比表面积增大，热量损失大。主流道的出口端应该有较大圆角rD/8。其中， D可用经验公式求出：D=其中， V-流经主流道的熔体体积（cm）；k-因熔体材料而异的常数，取k=1.2；所以， D=6mm所以， r=0.75 mm主流道的比表面S为：S= =0.75主流道的长度是L，一般按模板厚度确定。但为了减小充模时压力降和减少物料损耗，以短为好。小模具控制在40mmL=83H=R=16=6.4mm3.主流道衬套的固定:图5-4主流道衬套的固定5.4

27、分流通道的设计在多腔或单腔多浇口的情况下，应设置分流道。分流道是指塑料熔体在主流道末端和浇口之间的流动通道。分流通道最理想的设计是使通道中流动树脂的压降最小。在各种常见截面中，圆形截面的压降最小。因此，设计中采用压降比最小、热损失和塑料熔体流动阻力小的圆形截面。模具采用圆形分流道。(1)分流通道的形状和尺寸为了便于用凝固的材料加工和脱模，大部分流道都布置在分型面上，流道的横截面一般有圆形、梯形、U形、半圆形和矩形。工程设计中常采用梯形断面，加工工艺好，塑料熔体的热损失和流动阻力都不大。一般来说，可以用下面的经验公式来确定其截面尺寸:式中 B梯形大底边的宽度（mm）m塑件的重量（g）L分流道的长

28、度（mm）H梯形的高度（mm）注意：上式的适用围：即塑件厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且计算结果在3.29.5mm围才合理。由于 =2.825（mm）（故不在适用围）ABS断面尺寸推荐围4.89.5取得 B=6（mm）=4（mm）梯形角通常为5 10，这里为8。底部圆角r = 1 3 (mm)，取r=1(mm)其截面形状和尺寸如下:图5-5分流通道的横截面(2)分流渠道的表面粗糙度由于在流道中与模具接触的外层塑料冷却较快，只有中心部分的塑料熔体的流动状态比较理想，所以不要求流道的表面粗糙度Ra很低，一般为0.63 1.6微米，使表面略显不光滑，有助于增加塑料熔体的外流阻力。避免熔体表

29、面的滑移，使中心层具有高剪切速率。(3)分流河道的布置形式分型面上的流道布局与上面提到的型腔排列密切相关。布局形式有很多种，但要遵循两个原则:一方面布局紧凑，减小模面尺寸；另一方面，工序尽可能短，夹紧力平衡。在这种设计中，分流河道以平衡的方式布置。分流道的长度、截面形状和大小从主流道的末端到各个型腔都是相等的，各个型腔的受力也是相同的，不需要进行平衡计算。(4)分流道到浇口过渡部分的结构见下图:梯形流道与矩形浇口的连接形式图5-6流道和浇口的过渡5.5大门的功能它是主流道和型腔之间的连接部分，也是注塑模具浇注系统的最后一个部分，熔融塑料通过它直接进入型腔。浇口的作用是使来自流道的熔融塑料以较快

30、的速度进入并充满型腔。在型腔充满塑料后，浇口可以快速冷却并关闭，以防止型腔中的热材料回流。浇口设计与塑料制品形状、塑料制品截面尺寸、模具结构、注射工艺参数(压力等)有关。)和塑性。浇口应截面小，长度短，以增加物料流动速度，冷却关闭快，便于塑料制品分离，塑料制品浇口痕迹不明显。塑料制品的质量缺陷，如缺料、缩孔、缝线、脆性、分解、白点、翘曲等，往往是由于浇口设计不合理造成的。5.6闸门设计的基本要点尽可能缩短流动距离。浇口位置的布置要保证塑料熔体快速均匀地充满模具型腔，尽可能缩短熔体的流动距离，减少压力损失，有助于排除模具型腔内的气体，这对于大型塑料件更为重要。浇口应位于塑料零件的厚部分。当塑件壁

31、厚变化较大时，如果浇口设置在塑件薄壁处，塑料熔体进入型腔后不仅流动阻力大而且容易冷却，影响熔体的流动距离，难以保证其充满整个型腔。另外，从补缩角度来看，塑料截面最厚的地方往往是塑料熔体凝固最晚的地方。如果浇口开在薄壁处，厚壁容易因液体体积收缩而形成表面凹陷或真空泡。因此，为了保证塑料熔体的充分流动性，也为了便于压力的有效传递，更容易因液体体积的收缩而补齐所需材料，一般浇口应设在塑料件壁最厚处。有必要最小化或避免焊接线。有时，当塑料填充型腔时，两种或多种熔体会汇合。在汇合处，熔接线形成在塑料零件上。熔接痕会降低塑料零件的强度并损害外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料零件时尤其严重。有时，为了增加熔

32、体的融合，在塑料零件上形成熔接痕。熔接痕会降低塑料零件的强度并损害外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料零件时尤其严重。一般有直浇口、点浇口、环浇口等。可以用来避免熔接痕的出现。有时为了增加熔体合流的焊接牢度，可以在焊缝外设置冷料孔，将前面的冷料引入其中，以提高焊缝强度。在选择浇口位置时，还应考虑焊接位置对塑件质量和强度的不同影响。应利于排出腔内气体，应避免从容易造成气体滞留的方向开启浇口。如果不能完全满足这个要求，塑件上就不会出现缺料、气泡或焦斑。同时，熔体填充不顺畅。虽然有时可以使用排气系统来解决问题，但应该首先考虑浇口位置。考虑到分子取向的影响，热塑性塑料在填充模具型腔时会在流动方向上表现出

33、一定的分子取向，从而影响塑件的性能。对于塑料零件，垂直流动方向和平行流动方向的强度和应力开裂倾向存在差异。一般在垂直于流向的方向强度降低，容易产生应力开裂。避免喷溅和蠕动的塑料熔体流动(蛇形流动)主要是由塑件的形状和尺寸以及浇口的位置和尺寸控制的。良好的流动性将确保模腔的均匀填充，并防止分层。将塑料溅射到型腔中可能会增加表面缺陷、流线、熔体破裂和气体。如果通过窄浇口填充相对较大的型腔，可能会出现这种流动效应。特别是使用低粘度塑料熔体时，更应注意。通过加大尺寸或采用冲击浇口(使材料直接流向型腔壁或厚型芯)，可以防止注射和蠕变。与浇口塑料部分连接的部分应采用R0.5圆角或0.5 45倒角；与闸门流

34、道连接的部分一般有30 45的坡度，通过R1 R2的圆弧与流道底部连接。5.7闸门的类型闸门的种类繁多，但常用的有以下11种:直闸门、侧闸门、扇形闸门、平板闸门、环形闸门、圆盘闸门、轮辐闸门、爪形闸门、点闸门、潜伏闸门、护耳闸门等。直浇口虽然具有充模流量相等、浇注系统流程短、压力损失和热量损失小、有利于补缩和排气等优点，但塑件上的残留痕迹较大，难以去除。重叠浇口主要用于大型型腔。扇形浇口适用于大面积薄壁塑件。点浇口必须采用双分型面的模具结构；浇口位置可以自由选择，不受限制。高剪切速率可以增加加工比；浇口必须用三板模切掉；潜门是点门在特殊场合的一种应用形式。但脱模时会自动断裂；可以隐藏在外观不暴

35、露的部分，让浇口痕迹不漏出来。但是加工难度大，容易磨损。侧浇口又叫边浇口，因为它开在主分型面上，其截面形状易于加工和调整。多腔模具通常采用侧浇口，可设计成两板式模具。我的塑料件是比较容易流动的ABS，对零件的外表面要求比较高；侧浇口，也称为边浇口，在分型面的一侧开启，从塑件的外侧进料。它从分型面的一侧倾斜进入型腔。侧浇口是一种典型的矩形截面浇口，可以方便地调节冲压模具的剪切速率和闭合时间，所以也叫标准浇口。其截面形状简单，加工方便。浇口位置选择灵活，浇口移除方便，痕迹小。浇口尺寸的经验数据计算；浇口深度：h=nt；浇口宽度：；式中 A塑件外侧表面积；t-塑料零件的厚度；结合经验数据:侧门尺寸:

36、深度h=1.0毫米宽度= 1.5毫米L =1.0毫米注:其尺寸的实际应用效果要在试模中检验和完善。5.8浇注系统的平衡中小型塑料零件的注射模具已广泛采用一模多腔的形式，设计时应尽量保证所有型腔同时均匀填充成型。一般在塑件形状和模具结构允许的情况下，从主流道到各型腔的分流道应设计成长度相等、形状和截面尺寸相同的形式(型腔布局平衡)，否则就需要调整浇口尺寸，使各浇口的流量与成型工艺条件一致，这就是浇注系统的平衡。(1)分流通道的平衡对于多型腔模具，为了达到同时填充所有型腔的目的，可以通过调节流道的长度和横截面积，改变每个流道中熔融树脂的流量，达到浇注平衡的目的。计算公式如下:式中，Q2Q1熔融树脂

37、在流道1和流道2中的流速，cm3/s；D1，d2分流道1和分流道2的直径，厘米(cm)；L2 L1分流道1和分流道2的长度，厘米。(2)闸门平衡在设置多型腔不平衡流道时，由于主流道到各型腔的流道长度或各型腔所需的填充流量不同，也可以采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔融树脂同时填充所有型腔。这种门简称为BGV(平衡门值)。只要每个腔体的BGV值相同，就基本可以实现均衡填充。对于多型腔一样制品的模具，其浇口平衡计算公式如下： BGV=式中 Sg浇口的截面积，mm2;Lg浇口的长度，mm;Lr分流道的长度，mm。浇注系统设计时一般浇口的截面积与分流道的截面积之比SG/SZ取0.070.09，矩形浇口

38、的宽度与厚度之比取3：1。该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状与截面尺寸都一样，显然是平衡式的。5.9冷料井和拉料杆在完成一个注射周期的间隔，考虑到注射机的喷嘴和主流道入口处的熔体由于辐射散热而低于塑料熔体所需的温度，在大约10 25 mm的深度，存在一个从喷嘴端到注射机的料筒温度逐渐上升的区域，然后达到正常的塑料熔体温度。这个区域的塑料流动性差，成型性差，如果这里相对较低的冷料进入型腔，就会产生次品。为了克服这种现象的影响，使用井孔来延伸主流道以接收冷料，并防止冷料进入浇注系统的流道和型腔。这个用来容纳注入井段产生的冷料的井眼称为冷料井(冷料孔)。冷料井有两种，一种纯粹是为了“

39、抓”或储存冷料；另一个是它还具有拉动或喷射凝结材料功能。采用半球形，球头拉杆固定在动模固定板上。开模时，利用冷凝液对球头的约束力，使主流道的冷凝液从主流道的衬套中出来。如下图:图5-8冷料井和推杆6排气系统的设计在注塑成型过程中，除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有模具中塑料受热或凝固产生的低分子挥发性气体。如果这些气体不能顺利排出，可能会由于气体在填充过程中的压缩而产生高温，造成塑料的局部碳化，塑料件出现气泡，或者塑料件焊接不良而产生缺陷。注塑模具的排气方式在大多数情况下是利用模具的分型面或配合间隙自然排气，但在特殊情况下采用开排气槽的排气方式，如下图所示。排气槽应设置在型腔的最后一个填充

40、部位，最好设置在凹模的一侧，这样产生的飞边会和塑件一起出来。图6-1排气槽的打开方式当型腔最后填充的部分不再在分型面上，且附近没有排气用的推杆或型芯时，可以在型腔的相应部位嵌入烧结金属块(多孔合金块)进行排气，但要注意金属块下方的排气孔直径不能太大，以免金属块受力后变形，如下图所示。图6-2烧结金属块排气排气系统的设计方法:(1)利用分型面排气是最简单的方法，排气效果与分型面的接触精度有关。(2)利用顶杆与孔之间的间隙排出气体，必要时采取一些结构措施排出顶杆；(3)球形合金颗粒烧结块用于传导废气。烧结块应具有足够的承压能力，并设置在塑料件的遮蔽处，并应设置排气通道。(4)在熔接处设置冷料井，在

41、储存冷料之前也留下了大量气体；(5)可靠有效的方法是在分型面上设置专门的排气槽，特别是大型注塑模具。对于大型模具，也可以利用拼接成型件的间隙排出空气。因为我的设计将采用模芯，以保证模具具有良好的加工和维护性能；利用顶杆实现模具对塑件的均匀顶出，使塑件不会因受力不均而断裂或留下痕迹；采用斜顶杆和侧抽芯滑块实现塑件的抽芯。这些结构中存在间隙，利用这些间隙可以实现排气的功能，而不需要设计另外的排气结构。7成型零件的设计在塑料成型过程中，用于填充塑料熔体以成型产品的空间称为型腔。组成这个型腔的零件称为成型零件，通常包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型芯或环。由于这些成型件与高温高压的塑料熔体直接接触，在脱模

42、过程中与塑料件反复摩擦，因此要求它们具有足够的强度、刚度、耐磨性和较低的表面粗糙度。同时也要考虑零件的可加工性和模具的制造成本。一般来说，成型件要进行热处理，比如会产生氯丁橡胶等腐蚀性气体的塑料，也要选择耐腐蚀钢。7.1凸模和凹模的结构设计凸模和凹模是用于成型塑料零件和外表面的部件。根据其结构的不同，凸凹模可分为整体式、整体嵌入式、局部嵌入式、大面积嵌入式组合式等。1.整体冲头和冲模它由一整块金属制成，坚固不易变形。因此，适用于形状简单、易于制造或复杂，但可用仿形机等特殊加工方法加工的场合。整个结构具有以下优点:A.成型件的刚性好，B.该模具易于拆卸和组装，C.部件的数量很少，D.产品表面几乎

43、没有分模痕迹，E.可以减小模具的整体尺寸。如果精密成型模具采用镶嵌结构，与整体结构相比，有以下缺点:A.精确度相对降低，b、由于拼块镶块组合后主要靠磨削很难达到零精度，C.镶嵌件的加工精度要求高于整体结构，产品边角处的过渡圆弧设置困难。整体结构的缺点如下:A.难以耗尽，B.需要精密研磨，c .产品的棱角很难加工成角度。一般这类成型零件都是硬化后再进行加工，所以模具整体结构采用以电火花加工为主，铣、磨、WEDM为辅的加工方式。2.整体嵌入式凸凹模在多型腔模具中，当型腔数量较多，零件尺寸不大时，冷挤压比切割效率高，可以保证所有型腔尺寸和形状的一致性。凹模镶块的形状通常是带肩的圆柱形，然后从下面嵌入

44、凹模固定板，用垫板螺钉固定。适用于经常拆卸的地方，维修方便，产品结构复杂。采用这种结构时，首先要考虑产品的形状、尺寸和功能，然后再考虑其刚性，同时还要考虑加工方法和装配措施。它的缺点:A.部件的数量增加，B.分割的片越多，制造成本越高，C.每个马赛克的加工精度必须匹配，即每个马赛克的平均加工精度必须提高。D.维护工作也很困难。基于我的设计，模具的成型零件是整体嵌入的，模芯是单独加工的，以保证精度。7.2模制零件的设计当然，成型件的结构设计是以成型符合质量要求的塑料制品为前提的，但必须考虑金属零件的可加工性和模具的制造成本。零件的成型成本高于模架的价格，并且随着型腔的复杂程度、精度水平和寿命要求

45、的提高而提高。(1)模芯的设计。整体嵌入式模具虽然存在强度和刚度差、制造成本高的问题，但由于互换性好，型腔的成型部分容易损坏，损坏时可以互换，简化了模具的维护过程，也节约了成本。而且可以合理使用材料。由于固定模板不参与零件成型，所以可以使用通用材料，而镶件参与零件成型。重要部位必须使用要求较高的材料，如镜面钢(PMS)，在一定程度上节省了优质模具钢和成本。一般采用线切割、电火花、数控铣床等现代加工方法对整体模具镶块进行加工，以保证加工精度和良好的表面光洁度。我设计的模芯如下图所示:图7-1模芯(2)动态模芯结构的设计。动模和动模芯都是用于模制塑料产品表面的模制部件。模芯又称主芯，用于成型塑料零

46、件的整体形状。小型芯也称为成型杆，用于成型塑料零件的局部孔或凹槽。与定模部分不同，它与注塑机的后半部分相连，它参与塑件的顶出。一般模具设计都要求塑件留在动模部分，这样容易脱模。所以动模芯一般比定模芯复杂。我的塑料件因为外观向上，要求很高，表面是原子表组装的，所以对外观要求不高，只要尺寸准确就行。经过查资料和考证，我决定采用与模芯部分相同的结构，整体嵌入组合冲头。我设计的动态模芯如下图所示。图7-2移动模芯由于每个塑件有两个一模两腔的侧抽芯模具，所以四个外抽芯模具做成斜滑块，而四个内抽芯模具做成斜滑动芯轴。图中圆圈表示所有的抽芯槽。7.3模制零件工作尺寸的计算注塑件的工作尺寸是指在这些零件上直接

47、成型的塑料零件的型腔尺寸。因为塑料件是在高压和熔融温度下填充成型，在模具温度下冷却固化，最终在室温下进行测试和使用。因此，为了获得塑料制品的形状和尺寸精度，必须考虑许多因素，如材料的成型收缩率。由于塑件尺寸类型的多样性、成型收缩方向性和收缩率的不稳定性以及塑件和金属模具的制造公差，塑件工作尺寸的计算一直是注塑成型中的一个重要问题。应根据塑件的尺寸和精度要求，逐一计算出塑件的各工作尺寸。对于塑料件和模具件，需要掌握确定其尺寸和公差的公式和规则，以及它们的影响因素。模塑件的工作尺寸应按GB1800-79的国家标准公差值确定，偏差按公差等级IT6IT10确定，并作出相应规定:(1)包容和被包容尺寸采

48、用单向偏差制；(2)模具尺寸采用正偏差，作为底孔制作的孔；所有包含的尺寸都标有负偏差，即以轴为基准轴系。(3)中心距和单向位置尺寸采用双向等效偏差。根据以上规定，模具尺寸是根据塑件尺寸按平均收缩率Scp计算的。其中，我们从第一章知道Scp=0.55%。本节中使用的主要代码及其含义如下:Dm，DM模具的包容和被包容尺寸，mm；Hm，hm模具包容度，包容深度，高度尺寸，mm；Lm，LM-模具的中心距和单边位置尺寸，mm；塑料零件的尺寸公差，按SJ1372-78选取，mm；m模具零件的制造公差，按GB/T1800-1998确定，mm；SCP-注射塑料材料的平均成型收缩率；D，D所装和被装塑料件的径向

49、尺寸，mm；H，H塑件的内含物、深度和高度尺寸，mm；L，L-塑料件的中心距和单边位置尺寸，mm；1.模具和镶块尺寸的计算原子钟外壳的尺寸详见零件图，所用的计算公式如下：型腔径向尺寸： （1）； 型芯径向尺寸： （2）； 型腔深度尺寸： （3）； 型芯高度尺寸： （4）； 其中：注射塑料物料的平均成型收缩率，0.0055；：模具成型零件的制造公差，取/5；：塑料件尺寸公差；a：型腔的径向尺寸计算：由公式（1）：；b：型腔深度尺寸： 由公式（3）：c：型芯的径向尺寸计算： 由公式（2）: d=(1+0.0055)87.7+0.560.88=88.67515=88.68； d=(1+0.0055)

50、63.7+0.560.64=64.40875=64.4;d：型芯的高度尺寸： 由公式（4）： h=(1+0.0055)22.6+0.560.48=22.9931=23.0;注:标准中规定的数值是基于塑料零件和测量工具在成型后或必要处理后，在相对湿度为65%和温度为20摄氏度的环境中放置20小时后的温度为20摄氏度7.4检查腔体零件的强度和刚度型腔是模具的一部分，直接用于成型产品。成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括凹模、凸模、成型杆、成型环等。设计时，整体结构、分型面、排气位置、脱模方式等。型腔的大小应根据塑料的性能和零件的使用要求来确定。然后根据零件的尺寸计算出成型零件的工作尺寸，从加工

51、工艺的角度确定型腔各部分的结构等细节，以满足加工工艺要求。此外，由于塑料熔体的压力较高，还应检查关键成型零件的强度和刚度。空腔壁厚的计算应以最大压力为基础。理论分析和生产实践表明，刚度不足是大尺寸模具型腔的主要矛盾，型腔壁厚应以满足刚度为条件。但对于小型模具型腔，强度不足是主要矛盾，型腔壁厚的设计应以强度条件为基础。当强度计算和刚度计算所需的壁厚相等时，空腔尺寸就是强度计算和刚度计算的边界值。当边界值未知时，应根据强度条件和刚度条件计算壁厚，取较大值作为空腔壁厚。至于这套模具，整体采用矩形结构，型腔二合一。只有塑料零件的型腔需要检查刚度和强度。按照以下步骤检查塑料腔的强度和刚度:根据距整体矩形

52、空腔边缘的距离(实际为25.11mm)进行检查。(1)根据刚度进行检查。 由公式 =10.3725.11mm （符合要求） 式中 s凹模侧壁厚度（mm） p型腔压力（MPa）, 一般为2545MPa 刚度条件，即允许变形量（mm）,取0.05 E弹性模量，钢取 h型腔深度， c型腔长度与型腔深度之比，c=0.93，(2) 按强度校核 由公式 =11.1mm （符合要求）式中h型腔高度， p型腔压力，一般为2545MPa 材料的许用应力，取200MPa, E弹性模量，钢取底板短边与长边长度的比，取0.8084， 2. 腔底板厚度的校核（实际为28mm）(1) 按刚度校核 由公式 =13.4mm2

53、8mm （符合要求） 式中 h型腔底板厚度， C系数，长边与短边之比，取0.0188， p型腔压力，一般为2545MPa E弹性模量，钢取 刚度条件，即允许变形量（mm）,取0.05 （2）按强度校核 由公式 =15mm28mm （符合要求） 式中 p型腔压力，一般为2545MPa 材料的许用应力，取200MPa,由底板短边与长边之比决定的系数，取1.648模架的确定和标准件的选择以上容量确定后，根据设定的容量设计模架。在学校课程设计中，模架要自己设计；在生产现场的设计中，应尽可能选用标准模板，并确定标准模板的形式、规格和标准代号。模架尺寸确定后，应对模具的相关零件进行必要的强度或刚度计算，以

54、检查所选模架是否合适，尤其是大型模具，这一点尤为重要。从前腔的布局到彼此的位置和大小，结合标准模架，可以选择315L的标准模架，其中L为400mm，可以满足要求。模架上要有统一的基准，所有零件的基准都要由这个基准派生出来，并在模具上做出相应的基准标记。一般定模底板和定模固定板要用销钉定位；动模和定模的固定板由导向件定位；脱模固定板通过导向件与动模或定模固定板定位；模具由浇口套的定位环和注射机的中心定位孔定位；动模垫板和动模固定板不需要销钉精确定位；垫块不需要通过销钉与动模固定板精确定位；弹出垫不需要通过销与弹出器固定板精确定位。模具上的所有螺钉尽量采用六角螺钉；模具外表面尽量不要有凸出部分；模

55、具的外表面应光滑，并涂有防锈油。两个模板之间应该有一个分型间隙，即在装配、调试和维修过程中，可以方便地将两个模板分开。常见的分手形式如下: 图8-1 分模空隙形式1.固定模具底板(400400，25毫米厚)用四个16六角螺钉与固定模板连接；2.设置模板(315400，63毫米厚)用于固定型芯(冲头)和导套。为了保证冲头或其它零件的稳定固定，固定板应具有一定的厚度和足够的强度。一般用45钢或Q235A制造，最好回火230 270 HB导向孔通过H7/m6或H7/k6与导向套配合；主流道套筒的固定孔与H7/m6过渡配合；核心是与H7/m6的过渡配合。3.移动模板(315400，80毫米厚)上腔是一

56、体的；导柱固定孔与导柱H7/m6过渡配合；冲压的推杆孔与推杆单边间隙为0.5毫米4.砌块(56400，80毫米厚)(1)主要作用:在动模底板和动模底板之间形成顶出机构的动作空间，或者调节模具的总厚度，以满足注塑机的模具安装厚度要求。(2)结构类型:可以是平行块，也可以是转角块。(模具采用平行垫)(3)垫板一般由中碳钢、Q235A、HT200、球墨铸铁等制成。(4)组装模具时，要注意左右垫块的高度一致性，否则移动模板会因受力不均而损坏。5.推杆固定板(199400，20毫米厚)6.推板(199400，25毫米厚)7.移动模具底板(400400，25毫米厚)H7/m6用于将推板上的导柱孔与导柱配合

57、。9侧向分型和抽芯机构的设计当塑件有与开模方向不一致的孔洞或侧壁有凸凹形状时，除极少数情况外，可强制脱模。通常，成型孔或凹入部分必须制成可移动的结构。塑件脱模前，应先将其拔出，然后才能将整个塑件吊出模具。侧向活动型芯拔出复位的机构称为侧向抽芯机构。模具出塑件有两种动作:一是开模时，先完成侧向分型和抽芯，再推出塑件；第二，侧向抽芯与塑件的推出是同步的。侧向抽芯机构按其动力源可分为手动、电动、气动或液压三种类型。(1)手动侧抽芯:这种模具结构简单，生产效率低，劳动强度大，拉拔力有限，所以只用于特殊场合，如新产品试制或小批量生产。(2)移动侧抽芯:开模时，由侧抽芯机构改变移动方向，视注塑机开模功率而

58、定，将可移动部分拔出。侧抽芯操作方便，生产效率高，易于实现生产自动化，但模具结构复杂。机械侧抽芯结构主要包括:斜导柱侧抽芯、斜弯销侧抽芯、斜滑块侧抽芯、齿轮齿条侧抽芯和弹簧侧抽芯等。(3)液压或气动侧抽芯:在模具上设置专用的油缸或气缸，通过活塞的往复运动进行侧抽芯。这种机构的特点是拉出力大、抽芯距离长、动作灵活且不受开模工艺的限制，所以常用于大型注塑模具中。9.1斜滑块各种方案的比较DDSLHPW图9-1弯曲销形式图9-2圆形斜销的形式图9-1表明斜销直接用来抵抗注射压力，适用于小滑块面积。因为制作时精度很难匹配，现在大部分都是方斜销。但是这种设计的侧抽芯较大。为了保证塑件的表面精度，这种模具

59、是图9-2所示的类型。适用于模板较薄，上固定板与母模板不分离时，配合面长，稳定性好。下图是我设计的抽芯滑块:图9-3抽芯滑块9.2滑动头的连接方式拉头的连接方式由成品决定，不同的成品与拉头的连接方式可能不同。根据我的设计，因为塑件的拉力大，所以我选择了整体式结构，适合型芯较大，强度较好的场合。倾斜导柱的设计要点:(1)斜导柱与滑块的间隙应为0.51mm，以保证塑件能瞬间打开，锁紧楔可先与滑块分离，避免干涉。(2)斜导柱的倾斜角一般为15 25，而锁紧楔的楔角为，一般为=+(2 3)。(3)动芯可以与滑块为一体，也可以安装在滑块上形成组合式，连接必须牢固。滑块在导料槽中的运动必须平稳流畅，不得有

60、卡涩或跳动现象。滑块的长度应该大于滑块宽度的1.5倍。抽芯后，留在导槽中的长度L大于L9.3斜导柱长度的计算斜导柱的长度主要由斜导柱的抽芯距离、直径和倾角决定。长度计算公式为:L=L+L+L+L+ L = =145mm,式中：L斜导柱总长度（mm）; D斜导柱固定部分大端直径（mm）； h斜导柱固定板厚度（mm）； d斜导柱直径（mm）； 斜导柱的倾角（）；其中，L=S/sin称斜导柱的有效长度；L+L称斜导柱的伸出长度；L称斜导柱头部长度，常用mm。9.4滑块的定位方法在开模过程中，滑块要移动一定的距离。因此，为了使滑块安全返回，滑块必须装有定位装置，定位装置必须灵活可靠，保证滑块不在原来的