塑料旋钮模具设计

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装 引 言

模具制造是重要的工业基础，目前电子、汽车、电机电器，仪器、仪表、家电、通讯和加工等产品中，60%-80%的零部件，都是依靠模具成型的。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法无法比拟的。且模具在很大程度上决定着产品的质量，效益和开发能力。

通过设计可以使我巩固所学的专业理论；进一步掌握注射模具设计和成型零加工工艺方法；提升测量、绘图、查阅资料、应用专业软件等方面的能力与水平，是学生能得到全面，系统工程实践能力训练；培养和造就我的创新能力和工程意识、严谨的科学态度逻辑的思维方式、求时的工作作风及正确的科学研究方法。从而增强我的就业竞争力，为今后的实际工作打下良好的基础。

本说明书为塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、课程设计指导书、课程设计说明书、参考文献等。

编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。 * * * * * * * * * * * * 订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

目录

一、 课题设计

二、 塑件工艺分析

1. 材料的选择及成型性能分析

2. 塑件尺寸精度分析

3.塑件表面质量分析： * * * * * * * * * * 装

* * * * * * * * * * * * 三、 模具的结构设计及注射机的选取

1. 选择注射机

2. 型腔数量及排列方式

3. 模具结构设计

4．浇注系统及排溢系统设计

5. 推出机构设计

6. 导向机构

7. 温度调节系统设计

8. 模具与注射机的相关参数校核

9. 模具的工作原理

四、 模具的工作过程

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* * * * * * * * * * 一、课题设计

某企业设计的一种塑料旋钮，材料是用黑色塑工程塑料制成，现在要为旋钮设计注射模具。

二、塑件的工艺性分析

1.塑件的原材料分析如下表一所示

装 * * * * * * * * * * * *

订

* * * * * * * * * * * * 结论：该塑料有良好的工艺性能，适合注射成型，成型前原料要干燥处理。

2.塑件尺寸精度分析：

该零件的重要尺寸如，ψ 36mm的尺寸精度为MT3级，次重要尺寸ψ4mm的尺寸精度为MT4级其它尺寸均无公差要求，一般可采用MT5级精度。

3.塑件表面质量分析：

该塑件要求外表美观，无斑点，无熔接痕，表面粗糙度可取Ra=1.6，而塑件内部没有较高的粗糙度要求。

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三、模具的结构设计

及注射机的选取

1注射机的选用

注射机的选用包括两方面的内容：一是确定注射机的型号，使塑件、塑料、注射模及注射工艺等所需要求的注射机的规格参数在所选注射机的规格参数范围之内；二是调整注射机的技术参数至所需要的参数。

根据产品尺寸和注射机技术规格初步选定注射机的型号为XS-ZY-250。 2确定型腔数

按注射机的最大注射量确定型腔数得： n≤ (KmN-m2)/m1 （3-1） 式中 K — 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；

mN — 注射机允许的最大注射量（g或cm3）；

m2 — 浇注系统所需塑料质量或体积（g或cm3）； * * * * * * * * * * 装 * * * * * * * * * * * *

* * * * * * * * * * * * 。 订 m1 — 单个塑件的质量或体积（g或cm3）

注射机的最大注射量为250cm3，浇注系统所需塑件体积为5.8cm3,插座 的体积为56.8cm3，旋钮的体积为127.4cm3。

则：n≤(0.8×250-5.8)/（56.8+127.4）=1.054

由上式所的模腔数取1，即一模同时成型旋钮

3 模具结构设计

线①型腔的排列方式

本设计是在一次注射成型中，同时成型插座及旋钮两个制件，即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素，

②分型面选择

分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填特征及塑件的脱模。 因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。

由于塑件的径向结构比较简单，所以采用一个分型面。当选择分型面的时候，一般要遵循以下几项原则：

⑴. 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 * * * * * * * * * * * *

⑵. 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模。

* * * * * * * * * * ⑶. 保证塑件的精度要求。

⑷. 满足塑件的外观质量要求。

⑸. 便于模具加工制造。

⑹. 对成型面积的影响。

⑺. 对排气效果的影响。

⑻. 对侧向抽芯的影响。

综上所述，最佳的方案是将塑件的分型面选在其根部，即塑件的下方。

4.浇注系统设计 装 * * * * * * * * * * * *

浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内部流 经的通道。浇注系统分为普通流道的浇注系统和热流道的浇注系统两大类。浇 注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和 理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影响，是模具设计的关键环节 之一。

对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下原则：

⑴. 了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性。

⑵. 采用短的流程，以减少热量与压力损失。

⑶. 浇注系统设计应有利于排气。

⑷. 防止型芯变形和嵌件位移。

⑸. 便于修整浇口以保证塑件外观质量。

⑹. 浇注系统应结合型腔布局同时考虑。

⑺. 流动距离比和流动面积比的校核。

①主流道设计

主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的地方开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。

按照设计要求，主流道的小端直径d比注射机喷嘴的直径大0.5mm~1mm；主流道球面半径SR比喷嘴球面半径大1mm~2mm；球面配合高度h大致为3mm~5mm；订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

主流道锥角α为2º~6º；主流道长度尽量不大于60mm。按照设计标准，选用的

* * * * * * * * * * 注射机的喷嘴直径为3mm，则注射模具的喷嘴直径为4mm；注射机喷嘴球面半

径为18mm，则主流道球面半径为19mm。球配合高度为4.4mm；主流道锥角为2º；主流道长度为100mm，主流道大端直径为7.5mm。

②分流道设计

分流道是主流道与浇口之间的通道。在多型腔的模具中分流道必不可少，而在单型腔的模具中，有时则可省去分流道。在分流道的设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免温度的降低，同时还要考虑减小流道的容积。

1）分流道的截面形状

常用的截面形状有圆形，梯形，U形和六角形等。在流道设计中要减少在流道内压力损失，则希望流道的截面积大；要减少传热损失，又希望流道的截面积小。因此，可以用流道截面积与周长的比值来表示流道的效率。

2）分流道的尺寸

因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料的品种来粗略的估计分流道的直径。分流道长度一般在8mm-30mm之间，一般根据型腔布置适当加长或缩短，但最短不应小于8mm，否则，会给试模合分割带来困难。

分流道就是主流道和浇口之间的进料通道。其作用是通过流道截面及方向变化使熔料平稳地转换流向，并均匀分配给各个型腔。

综合模具制造工艺因素考虑，决定采用半圆形截面， 其主要尺寸为：R=4mm，长度为L=10mm。

分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度取 Ra1.25-2.5 μ m 。

③浇口设计

浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键组成部分。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。浇口的作用主要有以下几点：

1. 熔体充模后，首先在浇口处凝固，当注射机螺杆抽回时可防止熔体向流道回流。 装 * * * * * * * * * * * * 订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

2. 熔体在流经狭窄的浇口时产生的摩擦热，使熔体升温，有助于充模。

* * * * * * * * * * 3 易于切除浇口尾料，二次加工方便。

4 对于多型腔模具，用以平衡进料；对于多浇口单型腔模具，用于控制熔接痕的位置。

浇口的截面积通常为分流道的截面面积的0.03～0.09。浇口截面积通常有矩形和圆形两种。浇口长度约为0.5～2mm左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步修正。

在注塑模具中常用的浇口形式有如下几种：直接浇口、点浇口、潜伏式浇口、侧浇口、重叠式浇口、扇形浇口、平缝式浇口、盘形浇口、圆环形浇口、轮辐式浇口与爪形浇口、护耳浇口。

浇口的开设的位置对制品的质量影响很大，在确定浇口的位置时应注意以下几点：

1. 浇口应设在能使型腔的各个角落都可以同时填满的位置。

2. 浇口应设置在制品壁厚较厚的部位，使熔体从厚断面流向薄断面，以利于补料。

3. 浇口的部位应选在易于排除型腔内空气的位置。

4. 浇口的位置应选在能避免制品表面产生熔合纹的部位。当无法避免产生熔合纹的产生时，浇口的位置的选择应考虑到熔合纹产生的部位是否合适。

5. 浇口的设置应避免引起熔体断裂的现象。

6. 浇口应设置在不影响制品外观的部位。

7. 不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口，一般制品浇口附近的强度较差。

综上所述，本设计采用侧浇口。

由于本设计是同模生产出不同的塑件，故需对浇口尺寸加以调整，以达到浇注系统的平衡。浇口尺寸的平衡调整可以通过粗略估算和试模来完成。

浇口平衡的计算可通过计算各个浇口的BGV值来判断或设计。浇口平衡时，BGV值应符合下述要求：相同塑件多型腔时，各浇口计算的BGV值必须相等；不同塑件多型腔，各浇口计算的BGV值必须与其塑件的充填量成正比。 装 * * * * * * * * * * * * 订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

Wa,Wb---分别表示为a,b型腔的充填量（熔体质量或体积）；

* * * * * * * * * * AGa,AGb---分别表示a,b型腔的浇口截面积（mm2）;

LRa,LRb---分别为主流道中心到达a,b型腔的流动的长度；

LGa.LGb---分别为a,b型腔的浇口长度。

无论是相同塑件还是不同塑件的多型腔，一般在设计是取矩形浇口或圆形点浇口，浇口截面积AG与分流道的截面积AR的比值应取AG:AR=0.07~0.09.矩形浇口的截面的宽度b与厚度t的比值常取b:t=3:1。

代入数据可得：

插座侧浇口尺寸为：l=1mm,b=2.4mm,t=0.8mm

旋钮侧浇口尺寸为：l=1mm,b=3.6mm,t=1.2mm

④冷料穴设计

冷料穴的作用是贮存因两次注射间隔而产生的冷料头以及熔体流动的前锋冷料，以防止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般设在主流道的末端，当分流道较长时，在分流道的末端有时也开设冷料穴。

冷料井位于主流道正对面的模板上，或是处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“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中的冷凝料拉出。冷料井直径宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。

1. 底部带有推杆的冷料井：这类冷料井的底部有一根推杆组成，推杆装于推杆固定板上，因此它常与推杆或推管脱模机构连用。

2. 底部带有拉料杆的冷料井：这类冷料井的底部由一根拉料杆构成，拉料杆装于型芯固定板上，因此它不能随脱模机构运动。

3. 底部无杆的冷料井：对于具有垂直分型面的注射模，冷料井置于左右两半模的中心线上，当开模是分型面左右分开，塑件和流道凝料一起取出，冷料井底部不必设置杆件。

4. 分流道冷料穴：当分流道较长时，可将分流道的尽头沿料流前进方向延长作为分流道冷料井。以贮存前锋冷料，其长度为分流道直径的1.5～2倍。

该模具设计中需要设计冷料井，使用主流道底部带有拉料杆的冷料井。 装 * * * * * * * * * * * * 订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

⑤成型零件设计

* * * * * * * * * * 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模，型芯，

镶块，成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑件接触，承受塑件熔体的高压，料流的冲刷，脱模时与塑件之间还发生摩擦。因此，成型零件要有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要有合理的结构，有较高的强度，刚度和较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑件的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。

⑥凹模结构设计

凹模是成型塑件外表面的主要零件。由于所制造的塑件外型简单，所以采用整体式凹模，以减少加工工艺，以缩短模具制作时间。

⑦凸模结构设计

凸模是成型塑件内表面的零件。为了便于加工型芯，减少模具钢材的应用，在一般模具中，凸模通常采用单独制造，再通过凸肩结构镶入模板中的结构。

⑧模具型腔侧壁和底板厚度的计算

塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔侧壁和底板厚度。

型腔壁厚的强度计算条件是型腔在各种受力形式下的应力值不得超过模具材料的许用应力；而刚度计算条件由于模具的特殊性，应从以下三个方面来考虑：

1、模具成型过程中不发生溢料。 装 * * * * * * * * * * * * 订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

2、保证塑件尺寸精度。

* * * * * * * * * * 3、保证塑件顺利脱模。

由于型腔的形状，结构形式是多种多样的，同时在成型过程中模具受力状态也很复杂，一些参数难以确定，因此对型腔壁厚作精确的力学计算几乎是不可能的。只能从实用观点出发，对具体的情况进行分析，建立接近实际的力学模型，确定较为接近实际的计算参数，采用工程上常用的近似计算方法，以满足设计上的需要。

(一)、下凹模镶块型腔侧壁厚度及底板厚度计算

（二）、上凹模型腔侧壁厚度的计算

上凹模镶块型腔为矩形整体式型腔，根据矩形整体式侧壁厚度计算公式。这里不做此计算，而是根据下凹模镶块的外形尺寸来确定。

⑨合模导向机构设计

导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向定位。

导向机构的作用一般有：

1．定位作用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。

2．导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。

3．承受一定的侧向压力 塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需增设锥面定位机构。

导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。

⑩导柱

1．导柱的结构形式。由于所设计模具结构简单，所以设计为带头导柱。带头导柱具有结构简单，加工方便等优点，主要用于简单模具。小批量生产一般不需要用导套，而是导柱直接与模板中的必向孔配合。生产批量大时，也可在模板中设置导套，导向孔磨损后， 装 * * * * * * * * * * * * 订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

（1）长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8~12mm，以避

* * * * * * * * * * 免出现在导柱未导正方向而型芯先进入开型腔。

（2）形状 导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱顺利地进入导向孔。

（3）材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用粗糙度Ra为0.8 m，导向部分表面粗糙度Ra为0.8~0.4 m。

（4）数量及布置 导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度（导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的1~1.5倍）。为确保合模时只能按一个方向合模，导柱的布置可采用等直径导柱不对称布置或不等直径导柱对称布置。

导柱既可以设置在动模一侧，也可以设置在定模一侧，应根据模具结构来确定。在不妨碍脱模取件的条件下，导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧。

（5）配合精度 导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合；导柱的导向部分通常采用H7/f7或H8/f7的间隙配合。

导套

1．导套的结构形式选用直导套，因为其结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合。

2．导套结构和技术要求

（1）形状 为使导柱顺利进入导套，在导套的前端应倒圆角。导柱孔最好作成通孔，以利于排出孔内空气及残渣废料。如模板较厚，导柱孔必须作成盲孔时，可在盲孔的侧面打一小孔排

（2）材料 导套用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造，其硬度一般应低于导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8 m。

（3）固定形式及配合精度 导套用H7/r6配合镶入模板。

装 * * * * * * * * * * * * 订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

5.推出机构设计

* * * * * * * * * * 塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具的成型零件上脱出的过程，使

塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或轴压缺来完成的。

推出机构主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件等组成。推出机构的分类大致为：推出机构可按其推出动作的动力来源分为手动推出机构、机动推出机构、液压和气动推出机构。手动推出机构是模具开模后，由人工操纵的推出机构推出塑件，一般多用于塑件滞留在定模一侧的情况；机动推出机构利用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模；液压和气动推出机构是依靠设置在注射机上的专用液压和气动装置，将塑件推出或从模具中吹出。推出机构还可以根据推出零件的类别分类，可分为推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、凹模或成型推杆（块）推出机构、多元综合推出机构等。另外还可根据模具的结构特征来分类，如：简单推出机构、动定模双向推出机构、顺序推出机构、二级推出机构、浇注系统凝料的脱模机构；带螺纹塑件的脱膜机构等等。

推出机构的设计原则为：

1．推出机构应尽量设置在动模一侧 由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推动机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。

2．保证塑件不因推出而变形损坏 为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏、设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置，从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。

3．机构简单动作可靠 推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利地脱模。

4．良好的塑件外观 推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。 装 * * * * * * * * * * * * 订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

5．合模时的正确复位 设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复

* * * * * * * * * * 位，并保证不与其他模具零件相干涉。

简单推出机构包括推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块及凹模推出机构，多元综合推出机构等等，这类推出机构最常见，而且应用也最广泛。

由于设置推杆位置的自由度很大，因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推出各种塑件。所以本设计采用常用的的推杆顶出机构。推杆的截面开头根据塑件的推出情况而定，可设计成圆形、矩形等等。其中以圆形最为常用，因为使用圆形推杆的地方，较容易达到推杆和模板或型芯上推杆孔的配合精度，加外圆形推杆还具有减少运动阻力、防止卡死现象等优点，损坏后还便于更换。

推杆位置的设置应合理地布置。推杆的位置布置是推出机构设计中的重要工作之一，推杆的位置分布得合理，塑件就不致于产生变形或被顶坏。其布置原则大致如下：

（1）推杆应设在脱模阻力大的地方 型芯周围塑件对型芯包紧力很大，所以可在型芯外侧塑件的端面上设推杆，也可在型芯内靠近侧壁处设推杆。如果只在中心部分推出，塑件容易出现被顶坏的现象。

（2）推杆应均匀布置 当塑件各处脱模阻力相同时，应均匀布置推杆，保证塑件被推出时受力均匀，推出平稳、不变形。

（3）推杆应设在塑件强度刚度较大处 推杆不宜设在塑件薄壁处，尽可能设在塑件壁厚、凸缘、加强助等处，以免塑件变形损坏，如果结构需要，必须设在薄壁处时，可能过增大推杆截面积，以降低单位面积的推出力，从而改善塑件的受力状况，使塑件不变形。

推杆在推塑件时，应具有足够的刚性，以承受推出力，为此只要条件允许，应尽可能使用大直径推杆，当结构限制，推杆直径较小时，推杆易发生弯曲、变形。在这种情况下，应适当增大推杆直径，使其工作端一部分顶在塑件上，同时，在复位时，端面与分型面齐平。

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推杆的材料常用T8、T10碳素工具钢，热处理要求硬度HRC50，工作端配

* * * * * * * * * * 合部分的表面粗糙度Ra0.8μm。

6.导向机构设置

①导向零件和复位零件的设计

为了保证推出机构在工作过程中灵活、平衡，每次合模后，推出元件能回到原来的位置，通常还需要设计推出机构的导向与复位装置。

推出机构的导向零件，通常由推板导柱与推板导套所组成，简单的小模具也可由推板导柱直接与推板上的导向孔组成。导向零件使各推出元件得以保持一定的配合间隙，从而保证出和复位动作顺利进行。有的导向零件在导向的同时还起支承作用。本设计采用的推出机构的导向装置有四根导柱分布在型芯周围。

为了使推出元件合模后能回到原来的位置，推杆固定板上同时装有复位杆，常用的复位杆均采用圆形截面，一般每副模具设置四根复位杆，其位置尽量设在推杆固定板的四周，以便推出机构合模时复位平稳，复位杆端面与所在动模分型面平齐。推出机构推出后，复位杆便高出分型面（其高度即为推出距离的大小）。复位杆复位作用是利用合模动作来完成的，合模时，复位杆先于动模分型面与定模分型面接触，在动模向定模逐渐合拢的过程中，推出机构便被复位杆顶住，从而与动模产生相对移动，直至分型面合拢时，推出机构便回复到原来的位置，这种结构合模和复位同时完成。复位杆的结构形式和推杆的结构一样，但是精度比推杆低。

7.温度调节系统设计 装 * * * * * * * * * * * * 订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

无论何种塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模具温度范围,，在此温度范围内，塑料熔体的流动性好，容易填充型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量也比较高。为了使模温能控制在一个合理的范围内，必须设计模具温度的调节系统。 模具温度的调节是指对模具进行冷却或加热，必要时两者兼有，从而达到控制模温的目的。对模具进行冷却或加热，与塑料品种、塑件的形状与尺寸、

生产效率及成型工艺对模温的要求有关。

* * * * * * * * * * 对于粘度低、流动性好的塑料，因为成型工艺要求模温都不太高，所以常

常采用常温水对模具进行冷却。对于粘度高、流动性差的塑料，为了提高充填性能，成型工艺要求有较高要求的模温，则需对模具加热。ABS塑料粘度低、流动性好，成型工艺要求模温不高，则需要用常温水对模具进行冷却。

冷却系统的设计原则如下：

1．冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大。

2．冷却水道至型腔表面距离应尽量相等。一般水道孔至型腔表面距离应大于10mm，常用12mm~15mm。

3．浇口处应加强冷却。

4．冷却水道出、入口温差应尽量小。

5．冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置。

此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度；冷却水道要易于清理，一般水道孔直径为10mm左右（不小于8mm）；冷却水道的设计要防止冷却水的泄漏，凡是易漏的部位都要加密封圈。

按照上述设计原则，设计水道的直径为10mm，在需往复的地方设计直径为14mm，采用直流循环式的冷却形式。

①排气系统设计

当塑件熔体充填型腔时，必须顺序的排出型腔以及浇注系统内的空气及塑件受热而产生的气体。如果气体不能被顺序的排出，塑件由于填充不足而出现气泡，接缝或表面轮廓不清等缺陷；甚至因气体受压而产生高温，使塑件焦化。 考虑该塑件尺寸，属于中小型简单型腔模具，故可以利用推出机构与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值为0.03mm。

②标准模架的选取

查阅注射机的模具安装尺寸，考虑到模具的总高度，由于塑件较小，故而我们尽量选择合适型号的模架，从而使模具的结构尽量小结构紧奏。查阅标准模架图，所选的摸架 装 * * * * * * * * * * * * 订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内。根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的80%，由此有：

nm1+nm2≤80%m （7-1）

式中 m ——注射机允许的最大注射量（g或cm3）

m2 — 浇注系统所需塑料质量或体积（g或cm3）；

m1 — 单个塑件的质量或体积（g或cm3）。

注射机的最大注射量为250cm3，浇注系统所需塑件体积为5.8cm3,插座 的体积为56.8cm3，旋钮的体积为127.4cm3。

则：56.8+127.4+5.8≤250x0.8 不等式成立

即满足注射要求。

注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现涨模溢料现象。所以设计注射模时必须满足下面关系：

nA1+A2<A （7-2）

式中 A——注射机允许使用的最大成型面积（mm2）.

A1——单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）

A2——浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2）

注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：

(nA1＋A2)p<F （7-3）

P——塑料熔体对型腔的成型压力（Mpa）其大小一般是注射压力的80% F——注射机的额定锁模力（N）

* * * * * * * * * * 装 * * * * * * * * * * * * 订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

其他式中符号意义同前。

* * * * * * * * * * 经查相关技术书册得，ABS塑料的注射压力为60 Mpa~ 100Mpa，这里取

最大值100Mpa；注射机的额定锁模力1800KN；塑件在模具分型面上的投影面积为9406.49mm2;浇注系统在模具分型面上的投影面积为221.13 mm2。

(9406.19+221.13)x100=962.8KN<1800 KN

则满足注射要求。

8. 模具与注射机的相关参数校核 装

* * * * * * * * * * * * ①注射压力校核

注射压力的校核是核定注射机的最大注射压力能否满足该塑件成型的需要，塑件成型所需要的压力是由注射机类型、喷嘴形式、塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的。

ABS塑料的注射压力为100Mpa，而对应的注射机注射压力为130 Mpa，则满足注射要求。

②模具与注射机安装部分相关尺寸校核

不同型号的注射机其安装模具部位的形状和尺寸各不相同，设计模具时应对其相关尺寸加以校核，以保证模具能顺利安装。需校核的主要内容有喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大厚度与最小厚度及安装螺针孔等。由于本设计在开始就按照注射的安装和标准尺寸设计，则不需要对喷嘴尺寸和定位圈尺寸进行校核，只需要对模具厚度进行校核。

模具厚度H（又称闭合高度）必须满足：

Hmin<H<Hmax（ (7-4)

式中 Hmin——注射机允许的最小模厚，即动、定模板之间的最小开距； Hmax——注射机允许的最大模厚。

注射机允许的最小模厚为200mm, 注射机允许的最大模厚为350 mm。所设计的模具厚度为305 mm，则满足安装要求。

另外，所设计的模具采用的安装方法是用螺钉、压板固定。则不需要对安装螺孔尺寸进行校核。 订 * * * * * * * * * * * * 线 * * * * * * * * * * * *

③开模行程校核

* * * * * * * * * * 开模行程s（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。它的

大小直接影响模具所能成型的塑件高度。太小则不能成型高度较大的塑件，因为成型后，塑件无法从动、定模之间取出。设计模具时必须校核所选注射机的

开模行程，以便使其与模具的开模距离相适应。

此模具为单分型面注射模，取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程，

由手册得： S≧H1+H2+(5-10) (7-5) 式中 S----注射机最大开模行程

H1----塑件脱出距离

H2----包括流道凝料在内得塑件高度

代入数据得 500≧55+105+10 不等式成立

则满足开模要求。

装 * * * * * * * * * * * * 订 * * * * * * * * * * * * ④顶出装置校核

各种型号注射机开合模系统中采用的顶出装置和最大顶出距离不尽相同，设计的模具必须与其相适应。

采用注射机XS-ZY-250，为中心顶杆液压顶出与两侧双顶杆机械顶出联合作用。模具设计成推杆顶出，符合要求。

线

* * * * * * * * * * * *

③装模 1. 预检:上机前对模具动、定模及外形装配尺寸进行检测,以免装不上机. 2. 装模:模具装吊要注意安全.若有侧抽芯的模具,一般滑块要在水平位置上. 3. 紧固:当模具进入注塑机模板定位圈后闭和模.然后上紧压板. 4. 校正定杆顶出距:调节机顶杆长短至能顶出塑件为止.要注意模具上的顶出板和动模底板之间尚留大于5mm的间隙,以防撞坏模具. 5. 闭模松紧度调节:要防止塑件溢边.

6. 接通冷却水路或加热电路.

* * * * * * * * * * ④试模

1. 开车前的准备:检查设备完善.

2. 根据工艺参数加热并检查所用原料:观查料流,如果没有硬块、气泡、银

丝、变色而是光滑明亮者,即说明温度合适.

3. 试模开始:原则上应遵循,压力由小调至大;时间由长调至短;温度由底至

高;速度由慢到快.

4. 试模中产生的缺陷及原因分析:根据原因分析,进行处理.

5. 填写试模记录,判断模具是否合格,如需返修,提出返修意见,如模具合格,

将模具清理干净,编号,涂上防锈油,入库.

9.模具的工作原理 装 * * * * * * * * * * * *

工作原理：模具安装在注射机上，定模部分固定在注射机的定模板上，动模部分固定在注射机的动模板上面，合模后，注射机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。开模时，动模部分随动模板一起运动渐渐将分型面打开，当分型面打开到170mm时，动模运动停止，在注射机顶出装置作用下，推动推杆运动将塑件顶出。合模时，随着分型面的闭合，复位杆对推杆进行复位。

四、模具的工作过程 订 * * * * * * * * * * * * 线

* * * * * * * * * * * *

1、 模具装配试模完毕后，模具进入正式工作状态，其基本工作过程如下： 1) 2) 3) 4) 5) 对塑料进行烘干，并装入料斗中 清理模具型芯，型腔，病喷上脱模剂，进行适当的加热。 合模，锁紧模具。 对塑料进行预塑化，注射装置准备注射。 注射过程包括充模，保压，倒流，冷却，和脱模。 2、 脱模过程： 开模时，合模系统带动动模部分后移，弹簧定距拉杆在预压弹簧的作用下推动中间板后退，一定距离后受到定距螺栓的限制中间板停止后移，同时将主流道凝料拉出主流道。模具动模部分继续后移一定距离后推出机构动作，在顶杆的作用下将塑件从型芯上推出，然后将浇注系统凝料取出。最后要对塑件进

行后处理。

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装订线

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