肥皂盒底座注塑模的设计

济源职业技术学院

毕 题目系别专业班级姓名学号指导教师日

期

业 设 计

肥皂盒底座注塑模的设计 机 电 工 程 系 模具设计与制造 模具0806 李 勇 飞 08030614 李 秀 副

2010年12月

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设计任务书

设计题目：

肥皂盒底座注塑模的设计

设计要求：

1. 确定合理工艺方案 2. 设计合理的模具结构

3. 设计要全面介绍模具的工作原理

4. 内容丰富、文字精练、讲述详细、实用价值高

设计进度要求：

第一到七周 核心技能训练 第八周 搜集模具相关资料 第九周 前期准备工作

第十周 模具基本类型与工作部分零件尺寸计算 第十一周 模具整体设计和绘制装配图 第十二周 模具主要零件图的绘制 第十三周 毕业论文的校核 第十四周 打印装订，准备答辩

指导教师（签名）：

I

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摘 要

本次模具设计的内容是“肥皂盒底座注射模的设计”。通过对塑件进行工艺的分析和比较，最终设计一副注塑模，从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出机构、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是肥皂盒底座注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产肥皂盒底座塑件产品，以实现自动化提高产量。对肥皂盒的具体结构，该模具是点浇口的单分型面注射模具。通过模具设计表明该模具能达到肥皂盒底座的质量和加工工艺要求。

关键词：肥皂盒底座，注塑模，分型面

III

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目 录

摘 要 ............................................................... III 1 塑件工艺分析 ......................................................... 1 1.1 塑件设计要求 ...................................................... 1 1.2 塑件的材料特征 .................................................... 1 1.3 塑件材料的确定 .................................................... 2 1.4 塑料的收缩率及密度确定 ............................................ 2 1.5 模具种类与模具设计的关系 .......................................... 4 2 塑件的尺寸精度与结构 ................................................ 5 3 注射机及模架的选用 ................................................... 7 3.1 注射机的选用 ...................................................... 7 3.2 模架的选用 ........................................................ 7 3.3 模架周界尺寸选择 .................................................. 8 4 模具型腔、型芯的有关计算 ............................................. 9 4.1 型腔工作尺寸计算 .................................................. 9 4.2 型芯的工作尺寸计算 ............................................... 10 4.3 模具中孔中心距计算 ............................................... 12 5 注塑机参数校核 ...................................................... 13 5.1最大注射量校核 ................................................... 13 5.2 锁模力校核 ....................................................... 13 5.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 ................................. 13 5.4 模具闭合高度校核 ................................................. 14 6 模具结构设计 ........................................................ 15 6.1 制品成型位置及分型面的选择 ....................................... 15 6.2 模具型腔数的确定、排列和流道布局 ................................. 15 6.3 主流道、主流道衬套及定位环的设计 ................................. 16 6.4分流道的形状及尺寸 ............................................... 18 6.5 浇口的形状及其位置选择 ........................................... 20 6.6导向机构的设计 ................................................... 21 6.7 推出机构的设计 ................................................... 22 6.8 拉料杆的形式选择 ................................................. 23 6.9 模具排气槽设计 ................................................... 23 7 模具冷却系统计算 .................................................... 24 7.1 冷却回路所需的总面积计算 ......................................... 24 7.2 冷却回路的总长度的计算 .......................................... 25 7.3 冷却水体积流量的计算 ............................................. 26 8 注射模零件及总装技术要求 ............................................ 27 8.1 零件的技术要求 ................................................... 27 8.2 总装技术要求 ..................................................... 27

I

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9 模具装配图及工作原理 ................................................ 29 致 谢 ................................................................ 31 参考文献 .............................................................. 32

II

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1 塑件工艺分析

1.1 塑件设计要求

肥皂盒在我们生活中非常的普遍，几乎每家都要用到。此次设计的肥皂盒的结构比较简单，主要是在肥皂盒的底部打长条形的间隙，这样可以让积累在里面的水自然流出省去人工进行操作，也可以提高肥皂盒的使用寿命。为满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。浇口的分流道位于分型面上，而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的顶端部注入型腔，因而塑件表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。

图1肥皂盒底座

塑件表面质量：Ra0.32 塑件颜色：白色

塑件要求：塑件外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹,塑件允许最大脱模斜度。

1.2 塑件的材料特征

1.2.1 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 （ABS）

基本特征： ABS是由丙烯腈，丁二烯，苯已烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABC具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面

1

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硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯已烯使它有良好的加工性和染色性能。

ABS无毒，无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.02-1.05g/cm3。ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的力学强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。水，无机盐，碱，酸类对ABS几乎无影响，在酮，醛，氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸，植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70℃左右，热变形温度约为93℃左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。

根据ABS中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同和应用。可分为超高冲击型，高冲击型，中冲击型，低冲击型和耐热型等。

主要用途：ABS在机械工业上用来制造齿轮，泵叶轮，轴承，把手，管道，电机外壳，仪表盘，水箱外壳，蓄电池模，冷藏库和冰箱实衬里等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板，扶手，热空气调节导管，加热器等，还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可用来制作水表壳，纺织器材，电器零件，文教体育用品，玩具，电子琴及收录机壳体，食品包装容器，农药喷雾器及家具等。

成形特点：ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模仿斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常和成型条件下，壁厚，熔粒子温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在某种程度上50-60℃，要求塑件光泽和耐热时，应控制在60-80℃。

1.3 塑件材料的确定

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物奶牛，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时它具有强吸湿性，塑件尺寸稳定性好。为此确定使用材料为：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 （ABS）

1.4 塑料的收缩率及密度确定

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表1材料性能参数

材料 代号 PE PP ABS PVC 密度 （kg.m-3） 940-960 900-910 1020-1050 1380 收缩率 （%） 1.5-3.6 1.0-2.5 0.3-0.8 0.6-1.5 模具温度 （℃） 60-70 80-90 50-80 30-60 注射压力P注 （Mpa） 60-100 70-100 60-100 80-130 最大不溢料间隙/mm 0.02 0.03 0.04 0.03 由表1知丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS的收缩率（0.3-0.8）% 。由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的成形特点可知其成形收缩率范围及收缩率小，所以在选择聚丙烯的收缩率时应考虑使用小的收缩率确定收缩率值为0.55% ，其平均密度为1.035g/cm3 。

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1.5 模具种类与模具设计的关系

不同种类的塑料其工艺性能、成形特性也不相同，因此为了确定塑料的工艺性能、成形特征，并在模具中充分利用以获得优质的塑料制件。

表2 塑料种类与模具设计关系

塑料 1， 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS 2， 特征 注意事项 1， 升温时粘度较高，成型压力较高 宜吸水 塑料上的脱模斜度宜稍大 3， 正常和成型条件下，壁厚，熔粒子温度及收缩率影响极小 2， 要求塑件精度高时，需要控制模具温度 塑件的成型要求：

升温时粘度较高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理。 塑料成型工艺参数：

模具温度：50℃--70℃ 喷嘴温度：180℃--190℃

料筒温度：前段温度：200℃--210℃ 中段温度：210℃--230℃ 后段温度：180℃--200℃ 注射压力：70—90MPa 注射机类型：螺杆式 保压压力：50--70 MPa 喷嘴形式：直通式 注射时间：3—5S 保压时间：15—30S 冷却时间：15—30S 成形周期：40—70S 后处理：红外线烘箱

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2 塑件的尺寸精度与结构

为了降低模具加工难度和制造成本，在满足塑件使用的前提下，用较低的尺寸公差精度等级。

表3 塑件有关尺寸精度等级参数

精度等级 基本尺寸/mm 1 2 3 4 5 6 7 8 公差数值/mm --3 3—6 6--10 10--14 14--18 18--24 24--30 30--40 40--50 50-65 65-85 85-100 100-120 120-140 0.04 0.06 0.08 0.12 0.16 0.24 0.32 0.46 0.05 0.07 0.08 0.14 0.18 0.28 0.36 0.56 0.06 0.08 0.10 0.16 0.20 0.32 0.40 0.64 0.07 0.09 0.12 0.18 0.22 0.36 0.44 0.72 0.08 0.10 0.12 0.20 0.24 0.40 0.48 0.80 0.09 0.11 0.14 0.22 0.28 0.44 0.56 0.56 0.10 0.12 0.16 0.24 0.32 0.48 0.64 0.96 0.11 0.13 0.18 0.26 0.36 0.52 0.72 1.00 0.12 0.14 0.20 0.28 0.40 0.56 0.80 0.13 0.16 0.22 0.32 0.46 0.64 0.92 0.14 0.19 0.26 0.38 0.52 0.76 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 0.16 0.22 0.30 0.44 0.60 0.88 1..2 0.18 0.25 0.34 0.50 0.68 0.28 0.38 0.56 0.76 1.0 1.1 1.4 1.5 塑件精度等级与塑料品种有关，根据塑料的收缩率的变化不同，塑料的公差精度分为高精度、一般精度、低精度三种。

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表4 塑件精度等级参数

塑料品种 高精度 ABS MT2 MT3 建议采用精度等级 一般精度 低精度 MT5 由塑件的工作环境知道工件的精度要求较高，所以精度等级选择一般精度由表3、表4可查得模具加工时的各尺寸工差。

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3 注射机及模架的选用

3.1 注射机的选用

由工件可得其质量为18g，因为采用一模二腔的生产方式，所以二个塑件的总质量为36g，可计算浇注系统的体积为8.5cm

由公式所以：

V塑件?m3

??36g1.035gcm3?34.78cm3

V总?V塑件?V浇

?34.78?8.5?43.28

选用XS-ZY-125型卧式注射机，其性能参数如下： 额定注射量： 125cm3

注射压力： 120Mpa

锁模力： 900KN 最大注射面积： 320cm2 最大开模行程： 300mm 模具最大厚度： 300mm 模具最小厚度： 200mm 拉杆间距： 260?290mm 喷嘴半径： 2mm 喷嘴圆弧半径： 18mm

3.2 模架的选用

我国目前标准化注射模零件的国家标准有12个；另外还制订了塑料注射模具的标准模架，分《中小型模架》（GB/T12556.1—90）和《大型模架》（GB/T12555.1—90）两种。《中小型模架》标准中规定，模架的周界尺寸范围为：≤560mm?900mm，并规定模架的形式为品种型号，即基本型，A1、A2、A3和A4四个品种。

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表5 四种模架的组成、功能及用途

型号 A1型 组成、功能及用途 定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机。 动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机，A2型 可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具，也可用于斜滑块侧向分型的模具 定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推A3型 件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。 动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，A4型 适用于立式和卧式注射机。 根据以上四种模架的组成，功能及用途可以看出，A4型模型适用于本次模具的设计，故选用A4模架。

3.3 模架周界尺寸选择

中小型模架的周界尺寸参数、规格有：100×L、125×L、160×L、180×L、200×L、250×L、315×L、355×L、400×L、450×L和500×L等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为：400mm×250mm，再根据所选取的模架规格可通过标准模架。表查得上、下模板的厚度为30mm，垫板厚度为30mm。

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4 模具型腔、型芯的有关计算

4.1 型腔工作尺寸计算

模具型腔是模具和塑件的接触处其尺寸的公差直接影响了塑件工作的性能和表面的粗糙度，为此工件的型腔尺寸应做到在保证工件的质量的前提下有足够的加工余量。

由公式得 因为：对于塑件124?0.38mm

3? L模具=?124(1+0.0055)-()???4????

式中 L塑件 ——塑件形状最大尺寸

k? ——塑件的平均收缩率 ——塑件的尺寸公差

? —— 模具制造公差，取塑件尺寸公差的1/3——1/6 故L模具??28?1?0.0055?????0.64?4??????3???1?????0.64?3?

?124.20?0.21

由公式得 因为： 对于塑件高度22?0.08mm尺寸模具设计 H模具???2???h塑件?1?k?????0.24??3????0.08

h塑件——塑件最高方向最大尺寸

故 H模具???2???22??1?0.0055?????0.24??3????0.08

?22.28?0.08 型腔形状尺寸如下图:

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图2 型腔外形及尺寸图

4.2 型芯的工作尺寸计算

模具的型芯和型腔一样也是和塑件直接接触，其加工要求和型腔基本上是相同的，但是型芯的加工要保证和塑件的内型腔相同，其制造公差和型芯相反取负偏差。

由公式得 因为：对于塑件78 mm尺寸的模具设计：

L模具??L塑件?1?k??????4????3??????

L塑件——塑件内形径向的最小尺寸 故 L模具??78??1?0.0055?????0.46?4?????3????0.15

?20.36?0.15

公式得 因为：对于塑件4?0.14mm尺寸的模具设计

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L模具??L塑件?1?k??????3??L塑件??2??????

——塑件内腔的深度最小尺寸

???2??????0.05故 h模具??4??1?0.0055?????0.14?3 ?4.16?0.05

3??L内型?25??1?0.0055???0.32 1??4???0.11?25.38?0.11

3??L内型2?30??1?0.0055???0.32

??4???0.11?30.41?0.11

3??L内型?29??1?0.0055???0.48 3??4???0.16?29.52?0.16

3??L内型?34??1?0.0055???0.52 4??4???0.17?34.58?0.17

3??L内长?118??1?0.0055???0.78 ??4???0.26?119.04?0.26

3??L内长?40??1?0.0055???0.52 2??4???0.174.1 7 ?40.6?03??L内圆弧?40??1?0.0055???0.56 1??4???0.19?40.46?0.19

3??L内圆弧?2??1?0.0055???0.32 2??4???0.11?7.38?0.12

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3?? L内圆弧?5??1?0.0055???0.343??4???0.11?2.27?0.11

3?? L内长?40??1?0.0055???0.522??4???0.17?40.61?0.17

4.3 模具中孔中心距计算

塑件上的中心距基本尺寸Cs和模具上的中心距的基本尺寸Cm均为平均尺寸 Cm?(1?s)Cs 标注制造公差后得： Cm?(1?s)Cs?Cm?z2

——两孔间的距离

0.112故 Cm?30(1?0.55%)??30.165?0.055

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5 注塑机参数校核

5.1最大注射量校核

注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及流口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量80%

由公式得 所以，选用的注塑机最大注塑量应 0.8V机?V塑件?V浇

式中V机——注塑机的最大注塑量：单位 cm3 V塑料——注塑机的体积，单位 cm3 该产品：V塑件=34.78cm3

V浇——浇注系统体积，单位 cm3

该产品：V浇=8.50cm3 故 V机?V塑件?V浇0.8?34.78?8.500.8?54.10

所以 选择注塑机的注塑量为：125cm3。故：满足要求 。

5.2 锁模力校核

由公式得

FP模锁机>P模A

——熔融塑料在型腔内的压力（70—90 Mpa）80％ ，选取型腔内压力的

平均值为35Mpa ，所以，计算得582 KN 。

A——塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和：计算为14000mm2

锁机F——注塑机的额定锁模力

锁机 故 F＞P模A =815KN

所以选定的注塑机为：900KN 满足条件

5.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核

即 模具长x宽＜拉杆间距

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模具的长宽为360?95＜注塑机拉杆间距260?290

5.4 模具闭合高度校核

模具实际厚度H模=?95mm

注塑机最小闭合厚度H最小=?200mm

即 H模＞H最小 故满足要求

5.5 开模行程校核

我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度有关，故注塑机的开模行程应满足下式：

S机??H模?H最小?>H1?H2??5?10?mm 因为 S机??H模?H最小??300??300?200? ?200mm

H1?H2??5?10??36?90?10?136mm H1——推出距离 单位mm

H2——包括注射系统在内的塑件高度 单位mm S机——注射机最大开模行程 故 满足要求

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6 模具结构设计

6.1 制品成型位置及分型面的选择

选择分型面时的考虑方向： 〈1〉 塑件开模后留在动模上

〈2〉 分型面的痕迹不影响塑件的外观 〈3〉 浇注系统和浇口的合理安排 〈4〉 推杆的痕迹不露在塑件的外观上 〈5〉 使塑件易于脱模

根据以上的分型面选择的原则：本塑件的分型面选择在塑件的最下面，这样有利于塑件型腔的加工，更有利于塑件的成形。而塑件的整体将在脱模后留在动模侧，而对于推杆的设计，将采用塑件的底面形状（圆弧度）的面积，这样既增大了推出力，又减小了推杆的痕迹的存在

-

图3 分型面的选择图

6.2 模具型腔数的确定、排列和流道布局

与单型腔模具相比较，单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好、成型的工艺条件容易控制、模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特点。但是，

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在大批量生产的情况下，多型腔应收更为合适的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的整体成本。

型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来考虑。

根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n，即

n?F?pA2pA1

式中 F――注射机额定锁模力（N）

p――型腔内塑料熔体的平均压力（MPa）

A1、A2――分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）

大多数小型件常用多型腔注射模，而高精度塑件的型腔数原则上部超过4个，生产中如果交货允许，根据上述公式估算，采用一模两腔。

图4 型腔排列图

因为一模二腔，所以塑件的尺寸为竖直方向，取得标准模架的周界尺寸为

400?400mm浇注系统设计及流道的布局：

浇注系统的作用就是将熔融状态的塑料均匀，迅速地输入型腔，使型腔内气体及时排出，并且将注射压力传递到型腔的各个部分，从而得到组织紧密的制品。

6.3 主流道、主流道衬套及定位环的设计

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主流道设在定模板上，并且位于模具的中心，与注射机喷喷嘴在同一轴线上，其为一圆锥孔，其小头正对注射机的喷嘴。因喷嘴外形为球面，所以主流道小头孔端的外形应为一凹球面。为了配合紧密，防止溢料，凹球面的半径应比喷嘴的球面半径略大2?3mm 。

主流道衬套的材料常用T8A、T10A制造，热处理后硬度为50—55HRC。主流道衬套与定模板采用H7/m6的过渡配合，主流道衬套与定位圈采用H9/m9的过渡配合。由于受型腔或分流道的反压力作用，主流道衬套会产生轴向定位移动，所以主流道衬套的轴向定位要可靠。

主流道设计应注意的问题：

??（1） 便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形 。 锥角?2~4

粗糙度Ra?0.63与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。

（2） 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材料单独加工和热处理。

（3） 衬套大端高出定模端面5~10mm，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。

（4） 主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从模具中退出，可设计定住 。

（5） 直角式注射机中，主流道设计在分型面上，不需沿轴线上拔出凝料可设计成粗的圆柱形。

主流道直径计算的经验公式： 由公式得：

D?4V(mm)

?K式中 D——主浇道大头直径 mm

V——流经主浇道的熔体体积 cm3 注射量为 60cm3

K——因熔体材料而异的常数

塑料种类 K值 PS 2.5 PE/PP 4 PA 5 PC 1.5 POM 2.1 CA 2.25 17

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故 D?4?603.14?4?4.47mm

图5 主流道衬套图 表6定位环的尺寸参数

d1 d D SR 16 20 25 30 注射机喷嘴直径+（0.5～1） 与注射机定位孔间隙配合 注射机喷嘴球面半径+（1～2） 主流流道的大头直径确定为4.47mm，因为小端直径比注射机喷嘴直径大（0.5-1），由上知注射机喷嘴直径为2mm，所以可得主流道小端直径为3mm，主流道锥度一般取2?~4?，根据设计计算可知锥度为4 ,所以符合主流道的选取范围。

o

6.4分流道的形状及尺寸

分流道的截面形状有：圆形、梯形、u形、半圆形、矩形；分流道的长度应尽可能的短，少弯折的减少压力损失和热量损失；分流道的表面粗糙度为Ra?1.6mm。

表7分流道截面形状和特征比较

特征 截面形状 热量损失 加工性能 18

流动阻力 效果 济源职业技术学院毕业设计

圆形 U形 矩形 小 较小 大 较难 易 易 小 较小 大 最佳 良 不良 通过以上截面形状的对比，显然圆形截面形状效果最佳，为此选用U形截面形状。 多腔模中，分流道的排布： 1.平衡式和非平衡式：

平衡式：分流道的形状尺寸一致。

非平衡式：a、靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸。 b、分流道不能太细长，太细长，温度，压加体大会使离主流道较远的型腔难以充满。

c、一般需要多次修复，调理达到平衡。

d、即使达到料流和填充平衡，但材料时间不相同，制品出来的尺寸和性能有差别，对要求高的制品不宜采用。

e、非平衡式分布，分流道长度短 。

f、如果分流道较长，可将分流道的尺寸头沿熔体前进方向稍征长作冷料穴，使冷料不致于进入型腔。

g、分流道和型腔布置时，要使用塑件投影面积总重心与注塑机锁模力的作用线重合。

U形分流的侧面斜角?常取5o—10o，此取斜角为6o 。

分流道截面形状采用U形且平衡分布，因为圆形分流道热量损失较小，易加工，效率较高且可保证各型腔均衡进料，从而保证塑件质量。

65.2R6.25

图6 U形分流道截面尺寸图

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6.5 浇口的形状及其位置选择

浇口的作用是使料流加速，并控制衬料时间，控制料流状态。常用的截面形状有圆形和矩形两种。流口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关，而且与塑件的成形质量有着密切的关系。因此浇口的形式与塑料品种要相互适应。根据各种浇口的特征比较可以看出点浇口的各种优越性能，其浇口特征如下：

点浇口的特征：

1.形状简单，便于加工，而且尺寸精度容易保证 2.试模时，发现不适当，容易及时修改 3.能相对独立的控制充填速度与封闭时间 4.可用于各种塑料

5.对于壳体类塑件，流动填充效果较佳。 基于塑件的特点和点浇口的特征来看选择点浇口。 点浇口的直径计算公式

d?n?c?4A

式中 d——点浇口的直径 mm

n——系数，依塑料种类而异 ABS=0.7

塑料种类 n值 PVC 0.9 PE/PS 0.6 ABS 0.8 PC 0.7 POM 0.7 PVAV 0.8 c——依塑件壁厚而异，系数为0.2 A——型腔表面积

故 d?0.15?10.13?1.51mm，

表8 点浇口尺寸参数

塑件厚度 塑料种类 PE/PS ?1.5 0.5~0.7 0.6~0.8 0.8~1.0 0.9~1.2 1.5~3 0.6~0.9 0.7~1.0 0.9~1.8 1.0~1.2 ?3 0.8~1.2 0.8~1.2 1.0~2.0 1.2~1.6 ABS POM/PVC PA 6.5.1浇口位置的选择

尽量缩短流动距离，保证熔料能迅速地充满型腔。浇口开在塑件壁厚处，且应减

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少熔痕；有利于型腔气体的排出。

图7 浇口位置

6.6导向机构的设计

当动定模合拢后就构成了型腔，为了保证动定模合拢时的导向机构——合模导向机构。合模导向机构在模具中的作用，一是定位作用，模具每次合拢时，都有一个唯一的准确方位，从而保证型腔的正确形状；二是导向作用，引导动定模正确闭合，避免凸模式型芯先进入型腔而损坏；三是承受一定的侧压力，在成行过程中承受单向侧压力。导向机构主要由导柱和导套组成。

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图8 导柱导套配合形式图

6.7 推出机构的设计

塑件在模腔中成形后，便可以从模具中取下，但在塑件取下以前，模具必须完成一个将塑件从模腔中推出的动作，模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构。

推出机构的组成：第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件；第二部分是用来固定推出零件的零件，有推杆固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出动作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件。推出机构应使塑件脱模时不发生变形或损伤塑件的外观；推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排；推出机构的结构力求简单，动作可靠，不发生误动作，和模时要正确复位。

推板结构的设计：推板一般适用于塑料制品比较高，难于脱模的塑料注射模具。推扳与凸模接触部分应设有一定的斜度，一般为3?~5?，这样可减少推板与凸模壁的摩檫. 推管结构设计:根据该塑件的特性,推管须和其它推出元件联合使用.才能够合理的推出.使用推管的优点是推出动作均匀、可靠、塑料制品上不留明显痕迹。

对于大塑件而言，因为其内型腔有两个圆孔，所以使用一般的推杆推出机构、推板推出机构等满足不了塑件脱模的要求，为此大塑件的脱模方式采用侧陷槽脱出机构，侧陷槽是指塑件在非开模方向上的凸出或凹进部位，这些部位在脱模时必须采用特殊的方法，推出侧凹陷机构分为用成形嵌件推出，用内倾滑块脱出，用内斜销及滑

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块脱出等多中方式。根据本模具的成型特点考虑，采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换。推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求，采用六根推杆推出。 6.7.1 复位零件的确定

为了使推出元件合模后能回到原来的位置，在设计时应考虑推出机构的复位，推出 机构中常用的复位零件有复位杆和弹簧，对于本模具的形式和结构的综合考虑，选用复位杆推出机构。

6.8 拉料杆的形式选择

拉料杆可分为球形拉料杆、z形拉料杆和薄片式拉料杆，根据对各种拉料杆的对比分析和对本模具成型特点考虑用z形拉料杆。

图9 z形拉料杆尺寸及形状图

拉料杆的材料为T8，进行热处理时头部硬度为HRC50~55,配合部分粗糙度为Ra0.8um。

6.9 模具排气槽设计

当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能顺利地排出，塑件会由于填充不足而出现气泡，接缝式表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑件焦化，为此设置排气槽是很有必要的，通常排气槽设计有多种方式，通过对模具型腔的研究，采用利用配合间隙排气的方式为最优，因此在分型面与模板间的配合间隙进行排气，间隙值为0.03。

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7 模具冷却系统计算

冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热量,使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内,并且要做到使冷却介质在回路系统内流动畅通,无滞留部位.

7.1 冷却回路所需的总面积计算

冷却回路所需总表面积可按下式计算

A?Mq3600???M??W?

式中 A ---冷却回路总表面积，m2

M----单位时间内注入模具中树脂的质量，kgKgh

q---单位质量树脂在模具内释放的热量，J ?----冷却水的表面传热系数，W ?M----模具成形表面的温度，℃; ?W--- 冷却水的平均温度，℃ 。 ABS成形时放出的热量q?5.9?105J 故 A?Mq3600???m??w?，q值可查表；

?m2?K?

Kg

?0.0234

冷却水的表面传热系数?可用下式计算

???????0.8d0.2

式中 ?----冷却水的表面传热系数，W?m2?K?;

?-----冷却水在该温度下的密度，Kg ?----冷却水的流速，ms; d-----冷却水孔直径,m

m3 ?-------与冷却水温度有关的物理系数， 值查表7.1

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表9 水的?值与其温度的关系

平均水温/℃ 10.05 5 10 15 20 25 30 35 40 45 56 值 6.16 6.60 7.06 7.50 7.95 8.40 8.84 9.28 9.66 故 ??7.06??1?103?1.17?100.23?0.85?5.05?10W?0.008??m2?K?

7.2 冷却回路的总长度的计算

冷却回路总长度可用下式计算

L?1000A?d

式中 L-----冷却回路总长度，m; A-----冷却回路总表面积，m2; d-----冷却水孔直径，mm。 故 L?1000?0.02343.14?8?1.3m

确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于14mm，否则冷却水难以成为湍流状态，以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为2mm时，水孔直径可取10——14mm。本模具取10mm 。所以由模具的长度可知需要排布8根水道才满足冷却水道长度要求。

图10 冷却水道排布图

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7.3 冷却水体积流量的计算

塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可由公式计算：

qV?Mq60c???1??2?

3 式中 qv-------冷却水体积流量，mmin;

; ;

M-------单位时间注射入模具内的树脂质量，kg q--------单位质量树脂在模具内释放的热量，J c-------冷却水比热容，JhKg?Kg?K?m3;

?--------冷却水的密度，Kg

?1-------冷却水出口处温度，℃ ?2-------冷却水入口处温度，℃ 。

qV?122.4?5.9?103360?4.2?10?1000??56?20??0.08?10?3m3min

当注射成形工艺要求模具温度在80℃以上时，模具必需有加热装置，由于ABS注射成形工艺要求模具温度在50—70℃，因此模具中不用设置加热装置即可满足需要。

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8 注射模零件及总装技术要求

8.1 零件的技术要求

塑料注射模具应优先按GB/T12555.1—90和GB4169.1—11选用标准模架和标准件。模具成形零件 材料和热处理要求，优先按表10内容选用。

表10 模具成形零件优先选用材料和热处理硬度参数

零件名称 牌号 Q235 型腔、型芯定模镶件、动模镶件、活动镶件 4Cr 40CrNiMOA 3Cr2Mo 4Cr 5MoSiV1 3Cr13 标准号 GB699 GB3077 GB3077 GB1299 GB1299 GB1220 HBS 216—260 216—260 216—260 246—280 246—280 HRC 40—45 40—45 40—45 预硬状态35—45 45—55 45—55 模具材料 热处理硬度 8.2 总装技术要求

表11 总装技术要求

条目编号 1 条目内容 定模（式定模板）与动模（式动模应板）安装平面的平行度按GB/T12555.2和GB/T125556.2规定 2 导柱、导套对定、动模安装面（式定、动模座半安装面）的垂直度按GB/T12555.2和GB/T125556.2 模具所有活动部分应保证位置准确动作可靠，不得有歪斜和卡滞现象。要求3 固定的零件不得相对窜动 塑件的嵌件或机外脱模的成形零件在模具上安放位置应定位准确、安放可4 靠，具有防止错位措施 流道转接处应光滑圆弧连接、镶拼处应密合，浇注系统表面粗糙度为Ra≤5 6 7 确可靠 0.8um 热流道模具，其浇注系统不允许有树脂泄露现象 滑块运动应平稳，合模后镶块应压紧，接触面积不少于3/4，开模后定位准27

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合模后分型面应紧密结合，成形部位的固定镶件配合处应紧密贴合，其间隙应小于塑料的额最大不落料间隙，其值应符合如下规定： 8 塑料流动性 塑料间隙/mm 9 10 11 12 13 好 ＜0.03 一般 ＜0.05 较差 ＜0.08 冷却加热（不包括电加热）系统应畅通，不应有泄漏现象 气动式液压系统应畅通，不应有泄漏现象 电气系统应绝缘可靠，不允许有漏电式短路现象。 在模具上装有吊环螺钉时，应用符号GB825的规定。 分型面上应尽可能避免有螺钉式销钉的穿孔，以免积存溢料。

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9 模具装配图及工作原理

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图11总装图

1、动模板 2、定模板 3、冷却水道 4、定模座板 5、定位圈 6、浇口套 7、凸模 8、导柱 9、导套 10、动模座板 11、支撑板 12、支撑柱 13、推板 14、推杆固定板 15、拉料杆 16、推板导柱 17、推板导套 18、推杆 19、复位杆 20、垫块

工作原理：注射机从喷嘴中注射出的塑料熔体经由开设在定模上的主浇道进入模具，再由分浇道及浇口进入型腔，待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模。开模时，注射机开合模系统便带动动模后退，这时动模和定模两部分从分型面分开，塑件包在凸模7上随动模一起后退，拉料杆15将主浇道凝料从浇口套6中拉出。当动模退到一定位置时，安装在动模内的推出机构在注射机顶出装置的作用下，使推杆18和拉料杆15分别将塑件及浇注系统的凝料从凸模7和冷料穴中推出，塑件与浇注系统凝料一起从模具中落下，至此完成一次模具注射。

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