优秀设计

XXXX大学

毕 业 设 计 说 明 书

学生姓名： 学 号： 学 院： 专 业： 题 目： 方罩壳的注塑模设计

指导教师： 职称:

职称:

20**年12月5日

任务书

课题名称 指导教师 职称 方罩壳注塑模设计 所需学生数 课 题 工 作 内 容

目录

一、 前言...........................................................................1 二、 塑件制品分析...................................................3 1塑件的成形工艺分析.............................................3 2塑料材料特性………………………………………...3 3成形工艺参数确定………………………………………...5 4尺寸精度………………………………………………...7 5表面形状………………………………………………...7 6生产批量………………………………………………...7 7成型工艺分析…………………………………………...7 8模具设计的分析………………………………………...8 9制品质量………………………………………………...9 三、 注塑机选用…………………………………………9 四、 模具设计的有关计算………………………………11 1、 型腔型芯工作尺寸的计算…………………………11 （1）凹模的工作尺寸计算…………………………………..12 (2)型芯的工作尺寸计算.........................13 2 型腔壁厚、支撑板厚度的确定...................15 3模具加热、冷却系统的确定....................15 五、 模具结构设计………………………………………16

1成形方法的确定………………………………………16 2模具型腔的排列.............................................16 3成形分型面的选择..........................................................18 4、浇注系统的选择................................................19 5、冷料穴和拉料杆的设计.............................................21 6模具排气槽的设计..........................................................21 7排出方式的确定..........................................................23 8模具成形零件的结构设计..............................................23 9侧抽芯机构的设计..........................................................23 10脱模机构设计..........................................................25 六、模具总体尺寸的确定，选购模架..................................25 七、注塑机参数的校核........................................................27 1、最大注塑量的校核............................................................27 2、锁模力的校核....................................................................27 3、模具与注塑机安装部分相关校核..................28 八、模具的总装及模具的装配、试模................. .......29 1、模具的装配......................................29 2、塑料膜总装....................................29 3模具的调试............................................................30 4检验....................................................................33 九、参考文献..........................................................................33 结束语................................................................. ................................... 33

前 言

1 注射成型模具的地位及发展趋势

伴随着现代化工业发展的需要，塑料制品在工农业和日常生活中等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高，在现如今的塑件生产过程中，模具设计的高质量化，先进模具制造设备的出现，完善的加工工艺，优质的模具材料和现代化成型设备以及计算机辅助设计，计算机辅助制造的出现，为生产优质塑件提供了重要的条件。

塑料是当今极具活力的一门产业。塑料是现代主要的工业结构材料之一，广泛应用于汽车、宇航、电子通信、仪器仪表、文体用品、化工、纺织、医药卫生、建筑五金等各个领域。至2004年，我国塑料制件的年产量已突破2500[1]万吨。展望21世纪，高分子合成材料将进入质的飞跃发展时期。

我国塑料模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比存在很大的差距。但在国家产业政策和与之相配套的一系列国家经济政策的支持和改革开放方针引导下，我国注塑模得到迅速发展，高效率、自动化、大型、微型、精密、无流道、气体辅助、高寿命模具在整个模具产量中所占的比例越来越大。总体上来看注塑模具发展趋势，注塑成型模具正加深理论研究，加速推进标准化进程，扩大研究各种特殊结构注塑模具，全面推广CAD/CAE/CAM，进一步加强快速原型制造技

术。

2 毕业设计设计方法、目的 （1）设计方法

本次设计的钳柄注塑模是一商品，在日常生活中它有很多的应用。由于它的生产批量大，精度要求高，且材料为塑料PS，适合在塑料模具行业进行生产。本设计中使用注射模具来生产该产品，其原理是将粒状塑料连续输入到成型机的料筒中加热熔融，然后由注射杆推进，由喷嘴和模具的浇注系统导入模具中，然后保压冷却，使之固化成型。为了合理而快速的设计出模具，采用参数化设计，保证模具的各种数据上有紧密的量的联系。整个设计过程包括工艺条件的分析、最佳方案的确定、模具结构设计、模具二维和三维图的绘制。使用MPA分析制件的成型工艺，使用PROE进行三维建模并进行参数化分析，通过CAD绘制各种零件图，最后整理设计说明书，完成整个设计。 （2） 设计的目的

通过这次毕业设计，预期达到以下目的： 1）加深对塑料的组成及性能的了解。

2）了解塑料成型的基本原理，学会正确分析成型工艺对模具的要求。

3）掌握一类成型模具的结构特点及设计方法。 4）具有初步分析、解决模具现场技术问题的能力。

二、塑件制品分析 1、塑件的成形工艺分析 产品名称：方罩壳注塑模 产品材料：PP 产品数量：大批量生产 塑料尺寸：如图所示

塑料要求：塑料外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹。塑料允许最大脱模斜度45°。塑件外表面上不能有分型线。

塑件形状：该制件形状为旋转体，上端有M10的螺纹，形状较为简单：（如图）

制品材料：PP

2、塑料材料特性 （1）塑料基本特性

PP塑料，化学名称：聚丙烯 （简称PP），改制品的塑料品种为热塑性塑料中的PP（聚丙烯），聚丙烯无毒，无味，无色。外观与聚乙烯

较为相似，但更透明、更轻，其密度为：0.90~0.91g/cm3.它不吸水，光泽好且易着色，具有优良的介电性能，耐水性，化学稳定性，易于成型加工。其屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度及弹性均比一般塑料优良。聚丙烯注射成形一体铰链有特别高的抗弯曲疲劳强度。聚丙烯的熔点为：164℃~170℃，耐热性好，可在100℃以上温度下消毒灭菌，但在-35℃时会发生脆裂，且在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防化剂。

比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收缩率:1.0-2.5% 成型温度：160-220℃ ，特点： 无毒、无味，密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1-4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。

PP的流动率MFR范围在1-40。PP的收缩率相当高，一般为1.8-2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。 （2）塑料材料成形性能

1).结晶料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。

2).流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔。凹痕，变形。 3).冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度。料温低温高压时容易取向，模具温度低于50度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，90度以上易发生翘曲变形。

4). 塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。 （3） 塑件材料的应用

丙烯可用做各种机械零件，如：法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件；可作为水、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；可制造盖和本体和一的箱壳，各种绝缘零件，并用与医药工业中。

PP便宜、轻、良好的加工性和用途广，催化剂和新工艺的开发进一步促进了应用领域的扩大，有人说：“只要有一种产品的材料被塑料替代，那么这种产品就有使用聚丙烯的潜力”。也用于编织袋、防水布，耐用消费品：如汽车、家电和地毯等。汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。 3 . 成形工艺参数确定

查有关手册得到PP塑料的成形工艺参数如下： 注射机类型：螺杆式

螺杆转速（r/min）：50~80 形式：直通式 喷嘴 温度（℃）：180~190 前段：200~210 料筒温度（℃） 中段：210~230 后段：180~200 密度 1.01~1.04克/mm3 收缩率 1.8-2.5% 预热温度 80°c~85°c 预热时间 2~3h

料筒温度 后段 150°c~170°c，

中段 165°C~180°c， 前段 180°c~200°c

喷嘴温度 170°c~180°c 模具温度（℃） 50~70 注射压力 60~100MPa 保压压力 50~70 MPa 注射时间 20~90s 保压时间 15~30 s 冷却时间 15~30 s 成形温度 200°c～400°c 成形周期 40~70 s

收缩率 0.5%~0.8%

4、尺寸精度：由于改制件未标注公差，查（《塑料模具设计与制造》P39表1-11、1-12）取MT5，B类公差。 5、表面形状： ①表面粗糙度：

塑件的外观要求越高，表面粗糙度值应越低。塑件的表面粗糙度的高低，主要与模具行腔表面的表面粗糙度有关。一般来说，模具表面的表面粗糙度值要比塑件低1~2级。该制品可按照成型方法不同可查表（《塑料模具设计与制造》P42表1-13取值），但一般取值为1.2~0.2um,本书参考0.2um一值。 ②塑件表面质量

塑件表面质量指的是塑件成形后的表观缺陷状态，如常见的缺料，溢料，飞边，凹陷，气孔，熔接痕，银纹，翘曲与收缩，尺寸不稳定等。他们是由于塑件成形工艺条件，塑件成形原材料选择，模具总体设计等多种因素造成的。

6、生产批量：由于该制件几何形状较小故设计成一模多腔，则为大批量生产。 7、成型工艺分析：

①收缩性：速件从模具中取出后冷料到温室，其尺寸体积全发生变化，这种性能称为收缩性。收缩性可分为实际收缩性和计算收缩率两种。公式如下： S’=Lc-Ls/Ls*100% S=Lm-Ls/Ls*100%

式中：S’为实际收缩率； S-计算收缩率

Lc-速件在形成温度时的单项尺寸 Ls速件在室温时的单向尺寸 Lm模具在室温时的单向尺寸

其影响因素主要有塑料品种、塑件结构、模具结构、成型工艺，通常收缩率不是一个定值，而是在一定范围内变化，它的波动将引起塑料的波动，因此模具设计时应根据这些因素综合考虑来选择塑料的收缩率，对精度高的塑件应选取收缩率波动范围小的塑料，并留有修正余地。

②流动性：在成型过程中，塑料熔体在一定的温度、压力下填充模具型腔的能力称为流动性，聚丙烯为热塑性塑料，可根据相对分子质量大小，熔体指数，螺旋线长度，表观黏度及流动比等一系列指数进行分析。凡是促进熔料温度降低，流动阻力增大的因素，流动性都会下降，。经过分析与查证PP具有良好的流动性，其主要影响因素是温度、压力、模具结构。因此，在设计时均应考虑上诉因素。 ③相容性：由于不考虑PP与其它材料的混合使用，因此，不做赘述。 ④吸湿性和热敏性：聚丙烯属于既不吸湿也不易黏附水份的塑料，且在高温和受热时间过长的情况下一般不会产生分解，故有较好的热稳定性。

8、模具设计的分析：

由于制件几何形状较小，要求批量生产，故初步确定为一模多腔；

塑件上端有M10的螺纹，故必须设计脱螺纹机构或侧分型机构，为保证塑件结构完整顺利脱离型芯，初步定为顺序脱模，既为双分型面注射模。 9、制品质量：

根据M=ρV V=1/4πd2 其中ρ为0.90g/cm3 V=π/4D2H-π/4d2h

=π/4（252-232）×26+π/4（102-72）×6 ≈2.084cm3 故M约为3.686g 三、注塑机的选用

根据计算出的制件体积、质量大致确定模具的结构，初步选定注塑机型号，方法如下：在选用的时候，根据产品所需的实际注塑量，并考虑一模型腔数量，再留有一定余量选择注塑量。由于本制件为大批量生产，且初步考虑型腔数目确定为2腔。 根据Mj≥Ms/0.8

Vj≥Vs/0.8

Mj——注塑机最大理论注塑量 Ms——理论注塑容量

Mj——一幅模具成型产品所需的实际质量 Vs——一幅模具成型产品所需的实际注塑容量

将制件的质量和体积代入上式后，根据所得结果选定SZ系列注塑机。

其主要参数如下： 注 项目 塑 装 螺杆直径/mm 置 螺杆转速/(r/min) SZ-25 /20 25 0~220 理论注塑容量/cm3 25 注塑压力/Mpa 注塑速率/(g/s) 塑化能力/(kg/h) 锁 锁模力/kN 模 拉杆间距/mm 装 模板行程/mm 200 35 13 200 242×187 210 置 模具最小厚度/mm 110 模具最大厚度/mm 220 定位孔直径/mm 定位孔深度/mm 喷嘴伸出量/mm 喷嘴球半径/mm 顶出行程/mm 顶出力/kN 55 10 20 SR10 55 6.7 电 油泵电机功率/kW 7.5 气 加热功率/kW

26

其 机器重量/t 2.7 他 外形尺寸(L×W× 2.1×1.2×1.4 H)/(m×m×m) 四、模具设计的有关计算 1、型腔型芯工作尺寸的计算 ⑴ 型芯结构

型芯与各个的配合为过盈配合，以保证配合的紧密，防止塑件产生飞边。另过盈配合可以保证型芯与模板的相对位置的固定。 （2）模具的导向机构

为了保证模具的闭合精度，模具的定模部分和动模部分之间采用导柱和导套导向定位，推件板上装有导套，推出推件时，导套在导柱上运动，保证了推件板的运动精度。定模板上装有导柱，为浇口和定模板及拉料杆的运动导向。 （3）结构强度的校核

型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用和高速的冲击作用，应该具有足够的强度和刚度。实践证明大尺寸型腔刚度不足是主要矛盾，故型腔的不足是刚度不够，型腔应以满足刚度条件为准：δmax≤[δ];而对于小尺寸的型腔，强度不足是是主要矛盾，型腔应以Бmax≤[Б]。在工厂实际生产中也常用经验数据或有关表格进行简化对凹模侧壁和底板厚度的设计。由《塑料模具设计与制造》中表3—22中可以查出圆形型腔的内壁直径为2r，在80~90mm范围内。

组合式型腔的内壁厚为13mm，模具的壁厚为35mm，根据实际尺寸检测 t>13就可以满足强度，故本模具的强度足够，可以进行下一步的设计。

取PP塑料的平均成形收缩率为S=(S1+S2)/2=0.7%。塑件未标注公差按照表1-12中5级精度公差值选取。

注： S——塑料的平均收缩率； S1——塑料的最小收缩率； S2——塑料的最大收缩率。 凹模的工作尺寸计算

凹模是成型塑件外型的的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐增大。所以，为了使模具磨损后留有修模的余地并满足装配的需要，在设计时包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸工差取上偏差。 凹模的径向尺寸计算公式： L=[Ls(1+k)-(3/4)△]0+δ

式中 Ls——塑件外型径向公称尺寸

K——塑料的平均收缩率

△——塑件的尺寸公差

δ——模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3~1/6。

凹模的深度尺寸计算公式： H=[Hs(1+k)-(2/3)△]+δ0

式中Hs——塑件高度方向的公称尺寸。

经查得PP的收缩率约为0.6%塑件未注公差按MT5B类公差选取，其单项公差为0.70。 塑件尺寸如图：

① 型腔径向尺寸

模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=△/3，0.75 M10→-M10-0.70

(Lm1)+δzδz0=[（1+S）Ls1-X△]+0

+0.23 =[（1+0.6%）×10-0.75×0.70]

=9.53+0.230

D25→D25-0.70

(Lm+δz2)0=[(1+S)Ls2-XΔ]+δ0

=[（1+0.6%）×25-0.75×0.70]+0.230

=24.6

+0.23

0

②型腔深度尺寸

X取

模具最大磨损量取塑件公差尺寸1/6；模具制造公差δz=△/3；取X=0.5, 30→30-0.70

(Hm1)+δz0=[(1+0.6%)×30-0.5×0.70]+0.230

=29.83+0.230

6→6-0.70

(Hm2)+δz0=[(1+0.60%)×6-0.5×0.70]+0.230 =5.68+0.230

(2).型芯的工作尺寸计算 ①型芯的径向尺寸：

模具最大磨损量取塑件的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取X=0.75 D6→D6+0.70

(Ls1)δz=[（1+s）Ls+x△]0-δz

=[（1+0.06%）×6+0.75×0.70]0-0.23

=6.560-0.23

(Ls2)-δz=[(1+s)Ls+X△]0-δz

=[(1+0.06%)×21+0.75×0.70]0-0.23 =21.650-0.23 ②型芯高度尺寸：

模具最大磨损量取塑件公差的1/6，制造公差δ=Δ/3；取X=0.5 1)30→30+0.700

(Hm1)0-δ=[（1+S）Hs+ΔX]0-δz

=[(1+0.6%)×30+0.5×0.70]0-0.23 =30.530-0.23 2)6→6+0.700

(Hm1)0-δz=[（1+S）Hs2+xΔ]0-δz

=[(1+0.6%)×6+0.5×0.70]0-0.23 =6.3860-0.23

2.型腔壁厚、支撑板厚度的确定

型腔壁厚、支撑板厚度的确定从理论上讲是通过力学的强度及刚度公式进行计算的。刚度不足将产生过大的弹性变形并产生溢料间隙；强度不足将导致型腔产生塑性变形甚至破裂。

由于注塑成型受温度、压力、塑料特性及塑件复杂程度的影响，所以理论计算并不能完全真实的反映结果。通常在模具设计中，型腔及支撑板厚度不通过计算确定，而是凭经验确定。 3、模具加热、冷却系统的确定：

为了缩短成型周期，提高效率，故本热塑性塑料模具也设置了冷却系统。

本模具冷却系统在设计是遵循以下原则： 1）

冷却水孔尽量的多，初步设计4个孔，孔尽可能的大。冷却水

孔中心线与型腔壁的距离取通道直径的1-2倍（取15MM），冷却通道之间的中心距取水孔直径的3-5倍（取10）。 2）

冷却水孔至型腔表面的距离应尽可能相等。当塑件壁厚均匀

时，冷却水孔与型腔表面的距离应尽可能的处处相等，当壁厚不

均匀时，应在壁厚处强化冷却。 3） 4） 5） 6）

浇口处要加强冷却。

冷却水孔道不应穿过镶块或接缝部位，以防漏水。 冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。

进出口的水管设在模具的同一侧（设在注塑机的背面）。

五、模具结构设计： 1、成形方法的确定

根据塑件成形工艺参数及注塑所采用材料的各种因素分析塑件应采用注射成型法生产，由于要保证塑件的内表面质量，因此采用点浇口或扁平形浇口设置在非工作表面即外侧面。可以使用任何类型的浇口。如果使用环形浇口，则最好使用较短的类型。对于均聚物材料建议使用热注嘴流道。对于共聚物材料既可使用内部的热流道也可使用外部热流道。因此模具应为双分型面注射模。 2、模具型腔的排列：

单型腔模具其优点是塑件精度高，工艺参数易于控制；模具结构简单；模具制造成本低，周期短，但塑件成型的生产率低，塑料成本高。其适用于塑件较大，精度要求较高或者小批量生产及试生产。

多型腔模具其塑料成型的生产效率，塑件的成本底，但塑料的精度低，工业参数难以控制；模具结构复杂，模具制造成本高、周期长。其适用大批量、长期生产的小型塑件。

第一种方案，考虑到塑件形状较为复杂，为保证塑件内表面质量以及使用性能的特殊要求，故采用单型腔注射模。考虑到塑件的圆周面上有一道环形槽，进行模具中心对称分模即可使模具分出，所以模具采用一模一腔、平横布置。模具尺寸相对来说较小，制造加工方便，但其缺点是模具生产效率较低，单个模具费用较高。第二种方案：模具采用一模二腔可提高生产效率，平衡布置，模具尺寸相对较大。侧向抽芯机构加工难度较大，模具制造成本提高，且增加模具成形需要注射压力和保温时间等。但模具生产率大大提高，且侧向抽芯机构可以更换降低了模具成本。故两者比较，采用第一种，即水平布置，设置四个型芯，模具采用一模一腔；侧抽芯虽然可以提高效率，但是侧抽芯增加了难度。相比之下第一方案比较合适。

对于多型腔模具，由于型腔的排布与浇注系统密切相关，所以在模具设计时应综合考虑。型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀充满每一个型腔，从而使各个型腔的塑件内在质量均一稳定。

多型腔的排布方法有平衡式和非平衡式。

塑件的形状比较简单，质量比较小，生产批量比较小，所以应该采用多型腔注射模具。考虑到塑件的内表面质量，需要有一个分型面，所以模具采用一模两腔，平衡布置。这样模具的尺寸比较小，制造加工

也比较方便，生产效率提高，塑件的成本也比较低。

1）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象。

2）型腔排列要尽可能的减少模具外形尺寸。

3）浇注系统浏道应经可能短，断面尺寸适当，尽量减少弯折，表面粗燥度值要低，使压力、温度损失尽可能少。

4）本模具为一模两腔，为使塑料熔体在同一时间进入型腔，故分流道采用平衡式分布: 如图形状：

3、成形分型面的选择：

塑料分型面是模具动模和定模的结合处，在塑件最大外形处，是为了塑件和凝料取出而设置的。

分型面的选择即要保证塑件质量要求又要便于脱模，本塑件的分型面选择在塑件较大的截面。因为较大端面为非工作表面，其表面质量的好坏不会影响到塑件的使用性能。

分型面的确定

4、浇注系统的选择 （1）主浇道设计

浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。包括主流道、分流道，浇口和冷料穴。

为了让主流道浇口凝料能从浇口套顺利拔出，主流道设计圆为锥形，锥角为6°，其小端直径d比注射机喷嘴直径大0.5～1mm,由于小端前面是球面,其深度内3～5㎜.注射机喷嘴的球面在该位

置与模具接触并且贴合.因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大1～2㎜,其计算公式为:

dmin=R+(0.5～1),R2=R1+(1～2)mm

dmin为小端最小允许值，R为小端球面半径值，R1为喷嘴球面半径，R2为主流道球面半径。主浇道及分浇道示意图如图所示：

浇道形式

主流道浇口套及其固定形式

（2) 分流道设计：分流道由自己决定形状可是圆形、半圆形、矩形、梯形、椰壳是半圆形和U形，本书取圆形。

分流道尺寸：分流道尺寸有塑料品种、塑件大小及流道长度确定。对于质量在200以下壁后在3以下的塑件可用经验公式计算分流道的直径。

D=0.2654M1/2l1/4 式中 D——为分流道直径 M——为塑件质量 L——为分流道的长度

上式得分流道直径仅限于3.2~3.9mm.对于HPVC和PMMA，则应计算结果增加25%。D算出后一般取整数。 材料名称 分流道直径 材料名称 PC PE HIPS PS PSF SPVC 分流道直径 6.4~10 1.6~10 3.2~10 1.6~10 6.4~10 3.1~10 ABS、SAN、AS 4.5~9.5 POM PP CA PA PPO

3.0~10 1.6~10 1.6~11 1.6~10 6.4~10

PPS

6.4~13 HPVC 6.4~16 （3）浇口设计：

浇口是连接分流道与型腔的熔体通道，浇口又有限制性浇口和非限制性浇口，其中，限制性浇口是整个浇径系统中截面尺寸最小的部位。通过截面积的突然变化，提高注射压力和剪切速率，降低黏度，可较早固化，防止型腔熔体倒流，有利于分模。针对本产品而言，采作环型浇口这种浇口的特点是：进料均匀，圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好，型腔中的空气容易排出，熔接痕可基本避免，但浇注系统耗料较多，浇口去除较难。

5、冷料穴和拉料杆的设计：冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是搜集流料前的冷料，防止冷料进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料穴的直径宜大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。

拉料杆是在注塑完成之后将浇注系统凝料从定模套中拉出。拉料杆有两种基本形式，一种适于推杆起模的，另一种适合于推件板脱模。本产品采用的是靠塑料的收缩包紧力使主流道凝料拉出浇口套，然后靠推件板将塑件和主流道凝料一起推出模外，主流道凝料能在推出进自动脱落。 6、模具排气槽设计

1）、模具排气槽设计的必要性

当塑料熔体充填型腔时必须顺序的排出型腔及浇注系统内的空气，及塑料受热而产生的气体。如果不能被顺利的排出，塑件会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清楚等缺陷，甚至气体受压而产生高温使塑件焦化。

2）、注射模排气通常采用的形式（见表3-8注射模排气方式）{查《塑料模具设计与制造》P106得表表3-8注射模排气方式}

1 采用间隙排气 2 在分形面上开设排气槽 3 利用排气塞排气 4强制性排气

3）、注射模排气方式的确定 1注射模排气方式的确定

结合四种排气方式的特点与特性以及适用范围可判定应选取注射模排气方式。{注射模排气方式：注射模排气方式}

2 排气槽深度的确定排气槽排气 对大中型塑件的模具，通常在分型面上的凹模一边开设排气槽，排气槽的位置以位于融通流动末端为好，宽度B=3~5，深度H=0.05，长度L=0.7~1，此后可加深到0.8~1.5 塑料品种 PE PP PS

排气槽深度 0.02 0.01~0.02 0.02 塑料品种 AS POM PA 排气槽深度 0.03 0.01~0.03 0.01

SB ABS SAN 0.03 0.03 0.03 PA PETP PC 0.01~0.03 0.01~0.03 0.01~0.03 常见排气槽深度，本书取0.02 7、推出方式的确定

由于塑件形状较为简单，而推杆推出机构也是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式。由于设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，容易达到推杆与模板工型芯上推杆孔的配合精度，推杆推出运动阻力小，推出动作灵活可靠，损坏后也便于更换。所以选用推杆推动型芯机构来完成塑件的推出。塑件在推出时所受到的变形比较小，推出也比较可靠。为了减少推出过程中推杆和型芯的摩擦，应在推杆和型芯间留有0.20~0.25mm的间隙（原则上应不摩擦型芯），并采用3°~5°的锥面配合，其锥度起到辅位定位作用，防止推杆偏心而引起溢料。推出机构工作时，推杆除了与型芯作配合外，还依靠推杆进行支撑与导向。推杆和型芯的配合精度为H7/f7~H8/f7的配合

8 、模具成形零件的结构设计

为节约成本，长江稍大于塑件外形的较好材料制成凹模，再将其嵌入模板中固定。这样既保证了寿命，又不浪费材料，并且凹模损坏后维修、更换方便。本模具也采用嵌入式结构，具体如装配图。 9、 侧抽芯机构的设计

当塑件有侧孔或侧凹时，需要有侧抽芯机构，设计时：型芯设置在于分型面垂直的动模或定模内，利用开模或推出动作抽出侧型芯；采用斜导柱在定模，滑块在动模的抽芯机构；锁紧楔的斜角大于导柱倾斜角，通常大2~3。，否则无法带动滑块；滑块在完成抽芯动作后，留在滑槽内的滑块长度不小于全长的2/3；不能使顶杆和活动型芯在分型面上的投影重合，防止滑块和顶出机后复位时互相干涉；为保证塑件留在动模上，开模前必须抽出测向型芯，因此要采用定距拉紧结构。 1） 抽芯距

将型芯从成形位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，型芯或滑块所移动的距离称为抽芯距。一般等于空深加2~3的安全距离。 计算公式为：

S=Htanα+2~3mm

式中H——斜导柱完成抽芯所需的开模行程 α——斜导柱倾角 S——抽芯距 2）斜导柱倾角：

倾斜角的大小关系到导柱所承受的弯曲力和实际达到的抽拔力，也关系到斜导柱的工作长度、抽芯距和开模行程。为保证一定的抽拔力和斜导柱的强度，取25。。 3）斜导柱的工作长度：

斜导柱的有效工作长度L主要与抽芯距S、斜导柱倾斜角有关。

L=S/cosα

通常斜导柱的有关参数计算主要是掌握倾斜角、抽芯距、斜导柱工作长度及开模行程的关系计算。其他一般凭经验确定。 4）斜导柱抽芯机构的设计

斜导柱的材料多采用45刚，淬火后硬度为35HRC，或采用T8、T10，淬火55HRC上。斜导柱与固定板用H7/m6 配合。由于斜导柱主要起驱动滑块作用，滑块的平稳性由导滑槽与滑块间的精度保证，因此滑块与斜导柱间可采用间隙配合H11/h11 或留0.5~1mm 的间隙。

滑块 本书中滑块与型腔采用整体式结构，因为型腔形状较小结构简单，避免耗材，增加结构体积和质量故设计在一起。在安装时锁紧楔使滑块不致产生移动，锁紧的楔角应大于斜导柱倾斜角，一般2~3度。

10、 脱模结构设计

1）因为塑料收紧时抱紧突模，所以顶出力的作用点应靠近凸模。 2）顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的位置，作用面应可能大一些，以防止塑件变形和损坏。

3）为保证良好的塑件外观，定出位置应尽量设计在塑件内对形状外观影响不大的部位。

4）若顶出部位需设计在塑件使用或装配的基面上时，为不影响塑件的尺寸和使用，一般定杆与塑件接触处凹进塑件0.1，否则会出现塑件凸起。

六、模具总体尺寸的确定，选购模架： 1 中小型标准注射模架（GB/T12556.1）

标准中规定，中小型模架的周界尺寸范围≤560mm×900mm，还规定了其模架的结构形式为品种型号。（见图3.73基本型中小型注射模架）{查《塑料模具设计与制造》P144得图3.73基本型中小型注射模架}

2 大型标准模架（GB/T12555.1）

大型模架标准中规定的周界尺寸范围630mm×630mm～1250mm×2000mm适用于大热塑性塑料注射模。（见图3.75基本型大型注射模架）{查《塑料模具设计与制造》P145得图3.75基本型大型注射模架}

标准模架的选用要点

1 模架厚度H和注射机闭合距离L

2 开模行程与动、定模分开的间距与推出塑件所需行程之间的尺寸关系

3选用模架应符合塑件及其成形工艺技术的要求

模架的选取根据模具制造与实训一书，按进料形式的不同，模架分为大水口和小水口两类。根据开模行程初步选用S2030小水口DC 型模架。本模具选取的模架如图

模架结构

七、注塑机的参数校核： 1、最大注塑量的校核

M 机≥M实际/α=（nM机 +M塑）/α 式中 M机——注塑机的最大注塑量 M 实际——实际注塑量 α——注塑系数，一般为0.8 n——型腔个数；

M 塑j——每个塑件的质量 M 浇——浇注系统的质量

当实际注塑量以注塑容量V 实际表示时，有：

M 实际=PV实际

式中M——塑料密度为P 时的实际注塑量 P——塑化温度和压力下 熔融塑料的密度 V实际——实际塑化容量

C——密度变化的校正系数，对结晶型塑料，C=0.85，对非结晶型塑料，C=0.93 2、锁模力的校核

在注塑过程中，为使模具不被胀开，注塑机的合模装置必须对模具施以足够的加紧力，即锁模力Fs 。锁模力的大小必须满足下式： Fs≥P（nAs+Aj）

式中P——模具型腔压力，一般为20~40Mpa As——塑件型腔在模具分型面上的投影面积 Aj——浇注系统在模具分型面上的投影面积 塑件的面积As为25×20×2=1000mm2， Aj约为20mm2

代入上式中计算得：F=20.0400~40.0800KN≤200 注塑机标称压力 3、模具与注塑机安装部分相关校核 1）模具逼和高度校核 必须满足： Hmin≤Hm≤Hmax

式中Hmin——注塑机允许的最小逼和高度，也是动模座的嘴角间隙； Hmax——最大逼和高度； Hm——实际闭合高度

所选模架的尺寸满足以上条件。 2）开模行程校核： 实际开模行程可按下式计算:

S=H1+H2+(5~10)mm≤Sj=S机座距——H模

式中H1——塑件脱离型芯所需的顶出距离，通常是成形塑件内墙的凸模高度；

H2——塑件包括浇注系统内的总高度；

S机——模具闭合高度为Hm时的最大模座行程； S机座距——模座最大间距，为液压机合模可调装置； 2） 注塑机模座尺寸及拉杆间距校核

3） 设注塑机模座尺寸为H×V，拉杆间距为H。×V。则： 模具的最长边≤min{H,V}; 模具的最短边≤min{H.V.}

4)定出装置的顶出距应大于或等于塑件顶出距。 八、模具的总装及模具的装配、试模 1、模具的装配

模具的装配是指按照模具的技术要求将零件组合成部件，最后装配成模具的过程，其装配过程包括试装、研装、调整、试模等。 1）、装配精度要求

通过装配过程最后达到生产出合格制品的要求，模具装配必须满足装配精度要求：（1）位置精度。（2）配合精度. 2）、运动精度。 此模具装配过程中： 1 型腔采取拼块法进行装配。

2型芯与固定板的装配，在此装配之前应先涂瑞滑油，先将导入部分放入固定板中，测量并校正其垂直度后可缓慢而平稳的压入。 2、塑料模总装 1）、动模部分

1配型芯固定板，动模垫板，支承板和动模固定板。装配前，型芯导柱，拉料杆已压入型芯固定板和动模垫板，并已检验合格。装配时，将型芯固定板，动模垫板支承板和动模座板按其工作位置合拢，找正并用螺钉拧紧定位。

2配推件板，装配前应对推件板的型孔进行修光，并与型芯做配合检查，并将推件板套装在导柱和型芯上，以推件板平面为基准测量型芯高度尺寸。

３装配推出机构，将推杆套在推件固定板上推杆孔内并穿入型芯固定板的推件孔内，再套装在推件导柱上，使推板和推件固定板重合，在推件固定板螺孔内涂红粉，将螺钉孔位复印到推板上，然后取下推件固定板，在推杆上钻孔并攻丝后，重新合拢拧紧螺钉固定。装配后进行滑动配合检查，经调整使其滑动灵活无卡阻现象。最后将推件板卸下，将板放到最大板限位置。

2）、装配定模部分：

总装前浇口套导套均已组装结束并检验合格。装配时将定模板套装在导柱上并已装浇口套的定模座板合拢，找正位置用平行夹头夹紧，从定模板上螺钉孔定位，对定模板钻锥套，然后拆开，在定模板上钻孔攻丝后重新合拢，用螺钉拧紧固定最后钻铰定位钻孔并打入定位销。经以上总装后，应检查定模板和浇口套的锥孔是否对正，如果接缝处有错位，需进行铰销修整，使其光滑一致。 3、模具的调试

试模是模具制造中的一个重要环节，试模中的修改，补充和调整是对于模具设计的补充。

1）、 试模前准备

试模前需对模具及试模用的设备进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各个配分尺寸，推出形式开模距，模具工作要求等符合所选设备的技术条件，见车模具各滑动零件配合间隙适当，无卡住及堵塞现象，滑动要灵活，可靠，起止位置的定位要正确，各镶嵌件，紧固件要牢固无松动现象，各种水观接头阀门、附件、备件要齐全，对于试模设备也要进行全面的检查，既对设备的油路、水路、电路、机械运动部位，各操作过程和显示信号要检查。调整，使之处于常运转状态。

2）、 模具的安装与调试

模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地，并安装在指定

注射机的全过程。

模具安装在注射机上要注意以下几方面： 1模具的安装方法要满足设计图样的要求。

2模具中有侧向滑动结构时，尽量使其运动方向为水平方向。 3当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。

4模具带有液压油路接头，气路接头，热溶道元件接线板时，尽可能放置于非操作一侧，以免操作不方便。

5模具在注射机上的固定多采用螺钉，压板的形式，一般角侧采用４～８块压板，对称而置。如图所示：

图4.1 模具的固定

1—压板； 2—螺钉； 3—模具； 4—注射机模面

模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整，其目的在于检验模具

上各运动机构是否可靠，灵活，定位装置是否能够有效作用，要注意以下几个方面：

1）合模后分型面不得有空隙，要有足够的合模力。

2）活动型芯，推出及导向部分运动及滑动要平稳无干涉现象，定位要正确，可靠。

3)开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。 3）、试模

模具安装调整后即可进行试模。

1加入原料原料的品种，规格，牌号应符合图样中的要求成形性能有关标准的规定，原料一般要预先进行干燥。

2调整设备按照工艺条件要求调整注射压力，注射速度，注射量成形时间，成形温度等工艺参数。

3试模将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作，开始注射时，首先采用低压、低温、和较长的时间条件下成形，如果型腔未充满，则增加注射时的压力，在提高压力无效时，可以适当提高温度条件，试模注射出样件。 4、检验

通过试模可以检验出模具结构是否合理，所提供的样件是否符合合同要求，模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，对模具进行修改，调整、再试模，使模具和生产出的样件满足客户要求，试模合格的模具应清理干净涂防锈油入库保存 九、参考文献：

《模具实际制造与实训》 主编：朱光力 高等教育出版社 《塑料模具设计与制造》 主编：其卫东 高等教育出版社 《塑料模具图册》 主编：阎亚林 高等教育出版社

《模具制造工艺与工装》 主编：候维芝 杨金凤 高等教育出版社

结束语

通过本设计，我了解了塑料的工艺特性与成型原理，掌握各种常用塑料在各种成型过程中对模具的成型要求，掌握成型工艺所必备的各种技术知识。 1﹚在模具设计方面

掌握了各种模具的结构特点及设计计算方法，模具零件的加工工艺性，标准件的选用等，能够独立设计中等复杂程度的塑料模具。 2﹚塑料设计方面

在掌握正确分析塑件工艺的基础上能配合单位或美工设计人员，根据塑料成型特点进行一般塑件工艺性设计。 3﹚模具制造方面

掌握了一般机械加工和特种加工，金属材料的选用及热处理知识，了解塑料模具的制造特点，根据不同情况选用模具型腔加工工艺，能够编制型芯和型腔加工工艺规程。

《塑料模具设计与制造》课程实践性强，需不断的理论联系实际，多在生产现场向有经验的工程技术人员和工人师傅学习，丰富自己的知识，从中提高自己的实际操作能力和设计能力。

附件图纸

摆钩

定距拉杆

小型芯

装配图