水杯盖塑料模具设计毕业设计说明书

毕业设计说明书

课题名称 ： 水杯盖塑料模具设计 系 别 信息控制与制造系

专 业 计算机辅助设计与制造

班 级 xx

姓 名 xx

学 号 xx

指导教师 xx

起讫时间：xx年xx月xx日～xx年xx月xx日（共 xx周） 录

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目

1绪论

2 零件材料的选择及其性能 2.1 塑件材料选择 2.2 PP 性能分析

2.2.1 化学和物理特性 2.3 注塑工艺条件 2.4 PP 的成型条件. 3 注射机的选择 3.1 制品的几何属性 3.1.1 塑件的厚 3.1.2 塑件的圆角 3.1.3 脱模斜度

3.1.4 制品的表面质量 3.2 注射机的选用

3.2.1 注射机的两种类型的优缺点 3.2.2 选择注射机 4 浇注系统设计 4.1 主流道设计

4.1.1 主流道的作用. 4.1.2 主流道设计要点 5 成型零件的设计

5.1 成型零件的结构设计. 5.1.1 凹模的结构 5.1.2 凸模结构

5.2 成型零件工作尺寸的的计算. 5.2.1 影响工作尺寸的因素. 5.2.2 凹、凸模工作尺寸的计算 6 模架的确定和标准件的选用 7 合模导向机构的设计 7.1 导向机构的总体设计 7.2 导柱设 7.3 导套设计

7.4 限位拉杆的设计 8 侧抽芯机构的设计

8.1 侧向分型与抽芯机构类型的确定8.2 抽芯结构尺寸计算 8.2.1 抽拔距. 8.2.3 滑块设计 8.2.4 楔紧块的设计 9 排气系统的设计 9.1 排溢设计 9.2 引气设计

9.3 排气系统几种方式 9.4 该套模具的排气方式

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10 温度调节系统设计 10.1 加热系统 10.2 冷却系统 10.2.1 冷却介质

10.2.2 冷却系统的简略计算 11模具工作过程 参考文献

1 绪论

此次的设计任务我选了口杯盖注射模具设计，零件模型摆在面前，如何才能以最快的速度设计出模具来，并降低成本，首先应考虑ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技术如何才能在设计中发挥其主要优势.因此，我使用了强大的模具设计软件——UG，从最初的零件3D 建模到最后的模具各部分零件的装配，都完全依靠UG 的各个模块，因此设计的关键就是UG设计软件在注射模设计中的应用问题，并且由于该零件的尺寸及复杂程度，使得分模与型腔及型芯的设计工作变的尤为关键，为圆满完成这次设计任务，我对该软件的几个常用模块，特别是零件、曲面、工程图及模具模块进行了比较深入的学习，相信能借助UG，使设计工作达到 事半功倍的效果。

根据当前注射模具的发展要求，设计工作应广泛运用ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技术，提高模具精度、延长模具寿命、降低模具制造成本，提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。为达到这一设计目标，此次设计完成了以下工作:由产品的3D 建模，借助UG 设计软件创建型腔、活块以及其他零件，并自动生成所需要的零件工程图 ；使用草图和厚度检测，评估零件；直接参照产品三维模型,创建分模曲面及滑块，再生成模具型腔组件（动模、定模）；还利用UG的分析功能,进行拔模检测,仿真模具开模顺序,计算填充容积、型腔曲面面积等，其中型腔组件的实体模型与产品模型相关联；,从标准模架选择到产品输出,全部采用3D 化设计,可大大缩短模具设计周期。我在口杯盖模具设计过程中，从零件建模到型腔、型芯的设计、模架设计，直至最后的模具开模动作模拟都充分发挥UG 设计软件的各个模块和插件的优势，基本做到了无图纸化设计，这样不但提高了模具的制造精度，而且能缩短设计时间，以确保我在较短的时间内完成设计。 在设计过程中，本人遇到了不少的困难，但通过查阅相关资料、虚心请教以及和同学相互讨论，尤其是指导老师的悉心指导，都一一把困难克服了。相信本设计能符合设计要求，顺利完成毕业设计任务。由于本人知识水平不高，设计中肯定还会有不完善的地方，恳请老师们批评指正。

2 零件材料的选择及其性能

2.1、 塑件材料选择

如图2-1，该塑件是一日用品容器—水杯盖，塑件壁薄属薄壁塑件，生产批量很大。要求其化学稳定性好，熔点高，故选用PP，玻纤增强，成型工艺性很好，可

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以注射成型。

图水杯盖

2.2 PP 性能分析

2.2.1 化学和物理特性 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0C 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（100C）、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150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP 存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP 进行改性。PP 的流动率MFR 范围在1~40。低MFR 的PP 材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对 于相同MFR 的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，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。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP 材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它3对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP 也不象PE 那样在高温下仍具 有抗氧化性。

2.3 注塑工艺条件

干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理； 熔化温度：220~275C，注意不要超过275C；

模具温度：40~80C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定；

注射压力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小，如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑；流道和浇口：对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注

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入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm 的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。

3 注射机的选择

3.1 制品的几何属性 3.1.1 塑件的壁厚

制品的壁厚对其质量有很大的影响，壁厚过小难以满足使用强度和刚度的要求，对于大型复杂难以充满型腔制品的内部易产生气泡，外部易产生凹陷等缺陷，同时还会增加生产成本。本设计的制品壁厚为3 ㎜，属于中型塑件壁厚。 3.1.2 塑件的圆角

塑件制品设计圆角，能使其成型时的流动性能好，成型顺利进行。因为当制品带有尖角时，往往会在尖角处产生应力集中，在受力或受冲击振动时发生破裂。本设计的制品均采用圆角半径为0.1㎜ 3.1.3 脱模斜度

制品冷却后会紧紧包在凸模上，为了便于脱模，防止制品表面在脱模时划伤，擦毛等在制品设计时应考虑其表面具有合理的脱模度。本设计采用的脱模度为1°。

3.1.4 制品的表面质量

制品的表面质量包括表面粗糙度和外观质量等，制品的外观要求越高，表面粗糙度值应越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等缺陷来保证外，主要取决于模具型腔表面的粗糙度。一般模具表面的 粗糙度要比制品的要求低1～2 级。精度要求采用MT5。

如图3-1，由于该塑件的形状和尺寸，这里拟采用回转式型腔一次成型脱模，所以采用一模一腔的模具结构较为合理。

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图3-1 塑件三视图

分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，分型面的位置影响着成型零部件的结构形状。型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。 分型面的选择应注意以下几点：

? 不影响塑件外观，尤其是对外观有明确要求的制品； ? 有利于保证塑件的精度要求；

? 有利于模具加工，特别是型腔的加工；

? 有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计;

? 便于制件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边. ? 分型面应有利于侧向抽心； ? 分型面应取塑件尺寸最大处；

拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件的中间部位。 本塑件分型面位置如图3-2 所示。

图3-2 分型面

3.2 注射机的选用

3.2.1 注射机的两种类型的优缺点

采用卧式注射机的优点是注射部分和锁模部分在同一水平线上，工作位置低，操作方便，稳定性好， 顶出后塑

M ——注射机的额定塑化量（16.8g/s） t ——成型周期，取30s

3.2.2 注射机压力的校核 P >K P= 1.3x 90 =117MP 。 而P =126MP ，注射压力校核合格。 式中 K′——取1.3

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P ——取90 MP （壁厚易流动）

3.2.3 锁模力的校核， F ≥ KAP =1.2× 441.79 = 530KN 而F = 530KN 锁模力校核合格。其它安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。

4 浇注系统设计

浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。注射成型的基本要求是在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔，影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。 浇注系统设计原则

? 结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置；

? 尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间； ? 浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、

涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气和补缩；

? 避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生； ? 浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或者易于切除和整

修；

? 熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考

虑到熔接痕的部位、形态，以及对制品质量的影响； ? 尽量减少因开设浇注系统而造成的塑料凝料用量；

? 浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇口

应有IT8 以上的精度要求；

? 设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施；

? 尽可能使主流道中心与模板中心重合，若无法重合应使两者的偏离距离尽可

能小。由于该模具是一模一腔，中心浇口，所以浇注系统主要计算主流道。

4.1 主流道设计

4.1.1 主流道的作用

主流道（也叫进料口），它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难。主流道部分在成型过程中，其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压

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力的塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢T8A、T10A等，热处理要求淬火53HRC～57HRC。在一般情况下，主流道不直接开设在定模板上，而是制造成单独的浇口套，镶定在模板上。小型注射模具，批量生产不大，或者主流道方向与锁模方向垂直的模具，一般不用浇口套，而直接开设在定模板上。浇口套是注射机喷嘴在注射模具上的座垫，在注射时它承受很大的注射机喷嘴端部的压力同时由于浇口套末端通过流道浇口与型腔相连接，所以也承受模具型腔压力的反作用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压入模具内，浇口套的结构上要增加台肩，并用螺钉紧固在模板上，这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶出。 4.1.2 主流道设计要点

(1) 浇口套的内孔（主流道）呈圆锥形，锥度2°～ 6°。若锥度过大会造成压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥度过小，会使阻力增大，热量损耗大，表面黏度上升，造成注射困难。

(2) 浇口套进口的直径d 应比注射机喷嘴孔直径d1 大0.5～１mm。若等于或小于注射机喷嘴直径， 在注射成型时会造成死角，并积存塑料，注射压力下降，塑料冷凝后，脱模困难。

(3) 浇口套内孔出料口处（大端）应设计成圆角r，一般为0.5～3mm。 (4) 浇口套与注射机喷在接触处球面的圆弧度必须吻合。设球面浇口套球面半径为SR，注射机球面半径为r，其关系式如：SR＝r＋1～2mm

浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大，接触时圆弧度吻合的好。

(5) 浇口套长度（主流道长度）应尽量短，可以减少冷料回收量，减少压力损失和热量损失。

(6) 浇口套锥度内壁表面粗糙度为Ra1.6～Ra0.8μm,保证料流顺利，易脱模。 (7) 浇口套不能制成拼块结构，以免塑料进入接缝处，造成冷料脱模困难。 (8) 浇口套的长度应与定模板厚度一致，它的端部不应凸出在分型面上，否则会造成合模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具。

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图浇注

5 成型零件的设计

直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑料外形的成型零件称为凹模，构成塑件内部形状的成型零件称为凸模（或型芯）。由于凹、凸模件直接与高温，高压的塑料接触，并且在脱模时反复与塑料摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及足够低的表面粗糙度。

5.1 成型零件的结构设计 5.1.1 凹模的结构 （1）整体式凹模

直接在模架板上开挖型腔。其优点是加工成本低。但是，通常模架的模板材料为普通的中碳钢，用做凹模，使用寿命短，若采用好的材料模板制作整体凹模，则制作成本高。 通常，对于成型1 万次以下塑件的模或塑件精度要求低，形状简单的模具可采用整体式凹模结构。 （2）整体嵌入式凹模 将稍大于塑件外形（大一个足够强度的闭厚）的较好材料（高碳钢或合金工具钢）制作成凹模，再将此凹模嵌入模板中固定。其优点是“好钢用在刀刃上”。既保证了凹模的使用寿命，又不浪费价格昂贵的材料。并且凹模损坏后，维修、更换方便。

（3）局部镶拼式凹模

对于形状复杂或某局部易损坏的凹模，将难于加工或易损坏的部分设计成镶拼形式，嵌入型腔主体上。既节省了工具钢，又易于更换损坏的凹模。 （4）四壁拼合式凹模 对于大型的复杂的凹模，可以采用将凹模四壁单独加工后镶入模套中，然后再和底板组合。这样既易于加工又省料。 5.1.2 凸模结构 （1）整体式凸模

这是形状最简单的型芯，用一块材料加工而成，结构牢固，加工方便，但仅适用于塑料件内表面形状简单的情况。 （2）嵌入式凸模 主要用于圆形、方形等形状比较简单的型芯。最常使用的嵌入形式是型芯带有凸肩，型芯嵌入固定板的同时，凸肩部分沉入固定板的沉孔部分，再垫上垫板，并用螺钉将垫板和固定板连接。 （3）异形凸模结构形式

对于形状特殊或结构复杂的凸模，需要采用组合式结构或特殊固定形式，但应视具体形状而定。

（4）小型芯安装固定形式

直径较小的型芯，如果数量较多，采用凸肩垫板安装方法较好。若各型芯之间距离较近，可以在固定板上加工出一个大的公用沉孔。因为对每个型芯分别加工出单独的沉孔，孔间距较薄，热处理时易出现裂纹。各型芯的凸肩如果重叠干涉，可将相干涉的一面削掉一部分。 对于单个小型芯，既可以采用凸肩垫板固定方法，也可以采用省去垫板的固定方

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法。凸肩垫板固定方法，为了安装方便，将固定部分仅留3 ~ 5mm配合段防止塑料进入，固定孔长度的其余部分扩大0.1 ~ 1mm。整体式凸模结构浪费材料太大且切削加工量大，在当今的模具结构中几乎没有这种结构，主要是嵌入式凸模和镶拼组合式凸模。本设计的的凸，凹模设计成整体嵌入式，如图5-1、图5-2，这样既保证了凹模的使用寿命，又不浪费价格昂贵的材料。并且凸、凹模损坏后，维修、更换方便。

图5-1 型芯

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图 5-2 型腔

5.2 成型零件工作尺寸的的计算

成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成的塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响着塑件的精度。 5.2.1 影响工作尺寸的因素 （1）塑件收缩率的影响

由于塑件热胀冷缩的原因，成型冷却后的塑件尺寸小于模具型腔的尺寸。 （2）凸、凹模工作尺寸的制造公差

它直接影响塑件的尺寸公差。通常凹、凸模的尺寸公差取塑件公差的1/3~1/6 ，表面粗糙度取Ra 值为0.8μm~0.4μm。 （3）凸、凹模使用过程中的磨损量

生产过程中的磨损以及修复会使凸模尺寸变小，凹模的尺寸变大。 （4）模具在分型面的合模间隙

由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型面的平面度较高，表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也较小。飞边的厚度一般为0.02~0.1mm。因此，成型大型塑件时，收缩率对塑件的尺寸影响较大；而成型小型塑件时，制造公差与磨损量对塑件的尺寸的影响较大。常用塑件的收缩率通常在白分之几到千分之几之间。具体塑料的收缩率可查找相关手册或某种塑料说明书。 5.2.2 凹、凸模工作尺寸的计算

通常，凹、凸模的工作尺寸根据塑料的收缩率，凹、凸模零件的制造公差以及磨损量三个因素确定。

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（1） 凹模工作尺寸的计算

凹模是成型塑件外形的模具零件，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，为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要，在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取下偏差。 凹模的径向尺寸计算公式如下：

（2）凸模的工作尺寸的计算 凸模是成型零件外形的，其工作尺寸属被包容尺寸，在使用过程中凸模的磨损会使被包容尺寸逐渐变小。所以，为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要，在设计模具时，被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。具体计算公式如下 型芯的高度尺寸计算公式如下：

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用应力[σ ]时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其对重要的、精度要求高的大型塑件的型腔，不能仅凭经验确定型腔壁厚和底板厚度。 理论分析和生产实践证明，在塑料熔体的高压作用下，小尺寸模具强度不足是主要矛盾，因此要用强度条件计算公式来进行型腔壁厚和底板的厚度的设计计算，再用刚度条件进行校核；大尺寸模具刚度不足是主要矛盾，因此要用刚度条件计算公式来进行型腔壁厚和底板的厚度的设计计算，再用强度条件进行校核。在本设计中，塑件尺寸较大，因此用刚度条件计算公式来进行型腔壁厚和底板的厚度的设计计算，再用强度条件进行校核。根据型腔结构形式，可按圆形组合型腔进行计算，其基本尺寸如下：

型腔高度h = 90mm，型腔底面直径D1 = 200mm。 （1）侧壁厚度计算公式如下：

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式中 E——材料弹性模量，碳钢为2.1×105 MPa； p——型腔压力（取30MPa）；

[δ ]——满足刚度条件的允许变形量，按塑料性质选取，一般不超过塑料的溢料间隙值， 17

这里取0.025mm。

（2）底板厚度计算公式如下：

式中 E——材料弹性模量，碳钢为2.1×105 MPa； p——型腔压力（取30MPa）；

[δ ]——满足刚度条件的允许变形量，按塑料性质选取，一般不超过塑料的溢料间隙值，

这里取0.025mm。

≈90mm

6 模架的确定和标准件的选用

由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，选择合适的模板尺寸，由于该模具脱模机构没有常规的推出机构，所以不可以选用标准模架，只能参照标准件选择各模板尺寸。具体如下：

定模座板（350mm×350mm，厚90mm）

定模座板通常就是模具与注射机连接处的板，材料为45 钢。 定模推板（350mm×350mm，厚30mm）

为了使塑件顺利推出，所以在定模部分设置了一块推板。 定模板（350mm×350mm，厚30mm）

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用于固定定模仁、导套、楔紧块。固定板应有一定的厚度，并有足够的强度，一般用45 钢或Q235A 制成，最好调质230HB～270HB 。其上的导套孔与导套一端采用H7 / k6 配合，另一端采用配合H7 / e7 ；定模板与定模仁为H7 /m6配合。 动模板（350mm×350mm，厚60mm） 动模板既有固定动模仁、导柱的作用，又承受型腔、型芯或推杆、推管等的压力，因此它要具有较高的平行度和硬度。所以用材料45 较好，调质230HB～270HB 。 垫块（350mm×63mm，厚100mm） 1.主要作用：在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。

2.结构型式：可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。

3.垫块材料为Q235A，也可用HT200、球墨铸铁等。该模具垫块采用45 钢制造。 固定板（350mm×350mm，厚30mm）

在该模具中，固定板用来固定锲柱，拉杆，限位导柱的，材料选用45 钢。 动模座板（350mm× 350mm，厚30mm）

材料为45 钢，其上用螺钉固定用于实现顺序分型的拉钩压块。 上述尺寸确定后，模架外形尺寸：宽×长×高 = 350×350×355。

模具平面尺寸350×350>370×320（拉杆间距），不合格；所以改选SZ-250/1500 卧式注射机（上海第一塑料机械厂），其主要技术参数如下表-1 所示： 6-1 注射机主要计算参数 项目 参数 项目 参数

理论注射容量/ cm3 255 锁模力/KN 1500 螺杆直径/ mm 45 拉杆内间距/mm 460?400 注射压力/MPa 178 移模行程/mm 430 注射速率/(g/s) 165 最大模厚/mm 360 塑化能力/(g/s) 35 最小模厚/mm 220

螺杆转速/(r/min) 10~390 定位孔直径/mm 125 喷嘴球半径/mm 15 喷嘴孔直径/mm 4 锁模方式 双曲肘

模具高度290，220<290<360，合格； 模具开模所需行程 = 63.5（型芯高度）+ 40（塑件高度）+（5~10）= （108.5~113.5）< 430

（注射机开模行程），合格； 其他各参数在前面校核均合格，该注射机型号稍大，所以该注射机完全满足使用要求。

7 合模导向机构的设计

导向零件的作用：模具在进行装配和调模试机时，保证动、定模之间一定的方向和位置，导向零件要承受一定的侧向力，起导向和定位作用。

当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。

7.1 导向机构的总体设计

1.导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后变形。

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2.由于该模具有二个分模面，所以采用4 根导柱，双向导向，单侧4 根导柱，其布置为等直径导柱对称布置。 3.该模具导柱安装在座板上。 4.为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑槽，即可削去一个面或在导套的孔口倒角，该模具采用后者。

5.在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏。 6.动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。 7.2 导柱设计

图7-1导柱

导柱是与安装在另一半模上的导套相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆柱形零件。导柱的基本结构形式有两种：带头导柱（GB/T4169.4-1984）、带肩导柱（GB/T4169.5-1984）。 1.该模具采用带头导柱，加油槽，如图7-1 所示。 2.导柱的长度必须比凸模端面高度高出6～8mm。

3.为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分。 4.导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架可知为φ 30mm）。

5.导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7 / k6配合，导柱滑动部分按H7 / f 7或H8/ f 7的间隙配合。

6.导柱工作部分的表面粗糙度为R m a = 0.4μ 。

7.导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A 经淬火处理，硬度为50HRC 以上或45 钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度 为50HRC 以上。

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7.2 导套设计

导套是与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆套形零件。导套常用的结构形式有两种：直导套（ GB/T4169.2-1984）、带头导套（GB/T4169.3-1984）。

图7-2导套

1.结构形式：采用带头导套，如图7-2 所示。

2.导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气。 3.导套孔的滑动部分按H8/ f 7或H7 / f 7的间隙配合，表面粗糙度为0.4μm。导套外径与模板一端采用H7 / k6配合，另一端采用H7 / e7配合镶入模板。 4.导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，该模具中采用T8A。 7.3限位拉杆的设计

限位拉杆是与安装在定模板，用以拉住定模板，使定、动模板相对分开，又有保证模具运动导向精度的圆柱形零件的作用。材料为T10A。如图7-3 所示。 1.限位拉杆的长度必须大于点浇口的长度加上直流道的长度之和。 2.限位拉杆的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架可知为φ 30mm）。

3.限位拉杆的安装形式，拉杆固定部分与定模座板按H7 / k6配合，导柱滑动部分按H7 / f 7或H8/ f 7的间隙配合。

4.导柱工作部分的表面粗糙度为R m a = 0.4μ 。

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图7-3 限位拉杆

5.导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素

第三次分型时，固定板和垫块分开，锲柱脱离锁紧状态，弹动一段距离后在拉杆带动下，回转型腔转动开模，塑件从型腔脱落；之后压块将拉钩压下，脱离挡块限制，模具得以在第二次分型处彻底打开，完成塑件的脱模动作。 第一次分型：限位拉杆限位距离L1=41mm 型芯高度h1=38.5mm L1>h1 ，满足要求；

第二次分型：挡块限定距离L 2 =35mm 型腔高度H 2 =35mm L2 = H 2 ，满足要求；

第三次分型：限位拉杆限位长度L 3 =58mm，压块压下拉钩前行程L'3 =57mm 锲柱后退距离H=25mm，则拉杆拉动距离L= L'3 -H=32mm

塑件能取出的旋转角度α = 29°，则需要拉杆拉动距离H3 =31.5mm L> H 3 ,满足要求。

8 侧抽芯机构的设计

侧向分型与抽芯机构，用来成形制品上的外侧凸起、凹槽和孔以及壳体制品的内侧局部凸起、

凹槽和不通孔。具有侧抽机构的注射模具，其活动零件多、动作复杂，在设计中特别要注意其机构的可靠、灵活和高效。侧抽机构类型很多，根据动力来源的不同，一般可分为机动、液压或气动以及手动三大类型。根据制品结构进行合理选用。

8.1 侧向分型与抽芯机构类型的确定

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考虑到塑件的结构，该套模具采用斜导柱侧抽机构。它具有结构简单、制造方便、安全可靠等特点。

8.2 抽芯结构尺寸计算 8.2.1 抽拔距

s = Z + 2 =1.5 + 2 = 3.5mm，取s = 4mm 8.2.2 抽拔力

式中 1 p ——抽拔力（N）；

A——侧型芯被包紧的截面周长（ A = 84.5mm = 8.45cm）； h——成型部分深度（h=Z=0.15cm）； μ ——摩擦系数，取0.2

α ——脱模斜度 （查表2——19[1]取α =1°）； q——单位面积挤压力，取1200 N / cm3。 8.2.3 滑块设计 滑块采用整体式

1) 滑块的导滑形式：采用如图9-2 所示的结构。

图9-2 滑块

2) 滑块的导滑长度L 应大于滑块宽度B 的1.5 倍，滑块完成抽芯动作后，应继续留在导滑槽内，并保证在导滑槽内的长度l 不小于滑块全长的2/3。 3) 滑块的定位装置：如图9-3 所示采用整体式锲紧块定位。 8.2.4 楔紧块的设计 1) 滑块锁紧形式。 2) 楔紧块的楔角

α ' =α + (2° ? 3°) = 20 + (2 ? 3) 取α ' = 23°

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图9-3 滑块的定位装置

9排气系统的设计

9.1 排溢设计

排溢是指排出充模熔料中的前锋冷料和模具内的气体等。 9.2 引气设计

对于一些大型深腔壳形制品，注射成形后，整个型腔由塑料填满，型腔内气体被排出，此时制品的包容面与型芯的被包容面基本上构成真空，当制品脱模时，由于受到大气压的作用，造成脱模困难，如采用强行脱模，势必使制品发生变形或损坏，因此必须加引气装置。 9.3 排气系统几种方式

利用排气槽；利用型芯、镶件、推杆、推管等配合间隙；有时为了防止制品在顶出时造成真空而变形，必须设置进气装置。 9.4 该套模具的排气方式

有二分型面间的间隙、镶件与模板的配合间隙。

10 温度调节系统设计

注射模设计温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成形具有良好的产品质量 和较高的生产率。 10.1 加热系统

由于该套模具的模温要求在80oC 以下，又是中小型模具，所以无需设置加热装置。

10.2 冷却系统

一般注射到模具内的塑料温度为200oC 左右，而制品固化后从模具型腔中取出时其温度在60oC以下。热塑性塑料在注射成形后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。对于粘

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度低、流动性好的塑料（例如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙66 等），因为成形工艺要求模温都不太高，所以常用常温水对模具进行冷却。 10.2.1 冷却介质

有冷却水和压缩空气，但用冷却水较多，因为水的热容量大，传热系数大，成本低。用水冷却，即在模具型腔周围或内部开设冷却水道。 10.2.2 冷却系统的简略计算 如果忽略模具因空气对流、热辐射以及与注射机接触所散发的热量，不考虑模具金属材料的热阻，可对模具冷却系统进行初步的和简略的计算。 1、冷却水的体积流量

式中 W──单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料质量（kg/min），按每分钟注射1 次，即

68.7g×1 次/min=68.7g/min=0.0687kg/min。

Q1──单位质量的塑件制品在凝固时所放出的热量，查表4-25[2] 得ABS 为590kJ/kg；

ρ ──冷却水的密度（1000kg/m3）； C1──冷却水的比热容(4.187kJ/kg℃)； θ1──冷却水出口温度（取26.5℃）； θ1──冷却水入口温度（取25℃）。 2. 确定冷却管道直径d

为使冷却水处于湍流状态，查参考资料取d=8mm。 3. 确定冷却水在管道内的流速v，由式

大于最低流速2.14m/s，达到湍流状态，所选管道直径合理。

4. 求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数h，查表4——27[2]取f=7.22（水温为30℃时）， 因此

5. 求冷却管道的总传热面积A

7.冷却装置的布置

定模部分由于有流道的通过，故应加强冷却，把两条冷却水路布置在靠近流道的

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位置，如装配。

图中所示，具体尺寸如零件图所示。

对于动模部分的冷却水路，由于动模部分推杆、推管布置较多且较密集，为了防止与之产生干涉，故开设8条冷却水路。具体的位置尺寸如零件图所示。

11模具工作过程

模具装配试模完毕之后，模具进入正式工作状态，其基本工作过程如下： 1.对塑料PP 进行烘干，并装入料斗；

2.清理模具型芯、型腔，并喷上脱模剂，进行适当的预热； 3.合模、锁紧模具；

4.对塑料进行预塑化，注射装置准备注射；

5.注射，其过程包括充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模；

6.脱模过程：参考模具装配图，整个开模过程分四个阶段：第一次分型时，由于弹簧的作用，

使得在定模推板和定模座板分开一段距离，定模推板将塑件从型芯上脱出，同时进行侧抽芯动作，直到限位拉杆限位，第二次分型时，动模板和定模板分开一段距离，直到固定在定模板上的挡块被拉钩钩住，塑件从型腔中被拉出；第三次分型时，固定板和垫块分开，锲柱脱离锁紧状态，弹动一段距离后在拉杆带动下，回转型腔转动开模，塑件从型腔脱落；之后压块将拉钩压下，脱离挡块限制，模具得以在第二次分型处彻底打开，完成塑件的脱模动作。 7.制品的后处理：去除边刺，对制品进行调湿处理。

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