第一篇：模具畢業設計——肥皂盒底座注塑模具的設計

聲 明

我所寫提交的論文肥皂盒底座注塑模具的設計，是我在根據查找相關書籍資料并請教專業老師的情況下，獨自進行思考研究，取得的成果。除了文中已經標注的引用內容之外，本篇文章中絕對不會出現剽竊，撰寫他人所有的研究結構。還有，對于在我完成論文的期間幫助我完成論文的個人和集體，我都已經在論文的各處添加了說名和備注，并且我十分感謝他們對我的幫助。

作者簽名：日期：

摘 要

我的這篇論文是關于肥皂盒底座的注塑模具的設計，運用ABS材料對模具的加工，然后進行關于模具設計的工藝流程。根據肥皂盒底座的整體結構，我決定該模具使用側澆口進行澆注，和單分型面注塑模具，型腔則是一模兩腔，從具體模具結構出發對模具的澆注系統，而對于整套的成型結構，如冷卻，澆注，頂出等系統還有數據的校核檢驗，都進行了詳細的分析。

關鍵詞：肥皂盒，單分型面注塑模，側澆口，ABS

目 錄

一 引言..................................................................01 二 塑件的工藝分析........................................................02 1.塑料件的設計要求......................................................02 2.塑件原材料分析........................................................03 3.初步擬定模具成型方案..................................................04 三 注塑模具設計..........................................................04 1.型腔的分布............................................................05 2.選擇分型面............................................................05 3.型腔與型芯的結構尺寸..................................................05 4.模架的添加............................................................05（1）定位圈與澆口套.......................................................06(2)澆口.................................................................06(3)流道.................................................................07(4)推出機構.............................................................07(5)冷卻水道.............................................................08 四 模具的工作原理........................................................08 1.模具的裝配圖..........................................................08 2.模具的工作原理........................................................08 五 注塑機參數的校核.....................................................09 1.注射機有關工藝的參數校核..............................................09 總結..................................................................10 參考文獻.................................................................11 謝辭....................................................................12

一 引言

肥皂盒是我們家庭中日常必備品，每家每戶都會有那么幾個。商店超市里所出售的肥皂盒也多種多樣，豐富多彩，而且有些設計很特別的肥皂盒還會很分受消費者們的喜愛，十分暢銷。雖然此次所設計的肥皂盒結構較為簡單，但其外觀和實用性均經過縝密的思考。并且為了防止香皂遇水熔化，所以在底座水平面處開了若干漏水孔。對這次的設計，我采用單分型面的注射模，用一次成型的方法，推出機構使用的二十推桿，這樣可以保證它的整體性，而不被破壞。

在現代塑料產品的生產過程中，有以下3點必不可少缺，擁有高效的機床設備、使用合理的加工工藝加工塑件。還有先進的模具，如果要發揮它的作用的話，我們還要采用效率高，自動化程度也高的設備才行。還有模具對產品的生產的要求，對塑料加工時產生的要求和產品的造型的設計都有很關鍵的作用。隨著塑料制品的種類，生產量的增加，對注塑模具的要求也慢慢變高，所以迫使注塑模具需要不斷的發展，才能滿足目前國內需求。如果我們要看一個國家的工業生產的發達程度到底是如何的話，我們只需知道其模具制造技術就行了。

二 塑件的工藝分析

1.塑料件的設計要求（1）塑件名稱：肥皂盒底座（2）塑件設計要求：

① 生產批量：大批量

② 塑件材料：ABS ③ 如沒有標注公差，取MT5（3）肥皂盒底座的三維圖：

如圖2-1所示，這是就是我所設計的肥皂盒底座。因為肥皂盒是每一個家庭的都需要的東西，所以在我們生活中非常容易見到。我決定使用ABS塑料來加工。我因此請求的肥皂盒注射模設計的基礎，它必須具有以下的設計要求，要擁有一定的外觀，結構合理，大小適中，易于使用。（4）肥皂盒的尺寸圖：

圖2-1

圖2-2 如圖2-2所示，為肥皂盒底座的尺寸圖，使用UG軟件建模。

2.塑件原材料分析（1）ABS的基本特性

ABS是由丙烯腈，丁二烯，苯乙烯共聚而成的。ABS塑料擁有者三種材料的特性和優點，所以它的性能十分出色。丙烯腈的特點是耐化學腐蝕的能力強和擁有很高的硬度，丁二烯讓塑件有更好的韌度，苯乙烯它具備出色的可染行和加工性能。

ABS顏色略微呈黃色，沒有氣味，也沒有毒，加工完成后的產品顏色也很飽滿。密度為1.02-1.05g/cm3。ABS的抗沖擊的能力很強，不容易變形，即使溫度很低，它的性能也不會有太多的改變。根據上述分析，可知ABS有不錯的耐磨性和機械強度，耐寒，耐水，耐油，穩定性也高。酸堿鹽，還有水對ABS幾乎無影響，但酮，醛，酯，氯代烴中會溶解或形成乳濁液。

（2）ABS的主要用途

ABS塑料的用途很廣泛，在建筑方面，電器領域，汽車制造上都有使用到。例如汽車方向盤，通風管，門鎖，還有冰箱，電視，空調等。而在工業上，還會用來制造齒輪，泵葉輪，軸承等，可說是最實用的塑料。3.初步擬定模具成型方案

在我們設計模具的時候，必須考慮到它的經濟效益，所以我根據模具塑件的結構形式，決定用一模兩腔來加工。

為了加工時的嚴謹，我為這模具設計了兩套加工方案，根據不同要求來刪選。（1）模具的設計方案

方案一：澆口形式為直接澆口，型腔則是一模兩腔。澆口的具體位置放在肥皂盒底座的表面上，然后使用推板推出機構推出塑件。

方案二：雖然也同樣采用一模兩腔，但是它最主要的區別是塑件的加工平面的中心，因為使用的是側澆口來進行注塑的，澆口在分型面處，然后用推桿脫模。

（2）對于設計方案的分析

方案一：雖然使用推板推出會更好的保護塑件不受破壞變形，但是其選用直接澆口的話是不合適的，通常的肥皂盒都比較薄，如果注射的壓力直接加到肥皂盒上的話，很容易產生應力變形，導致塑件被破壞。

方案二：雖然使用頂桿頂出，但關鍵在于其的側澆口，澆口在塑件的分型的地方，側面進料，可以充分控制料的進出時間，剪切澆口的時候也十分迅速，斷面也小，所需的技術也不高，很適用。

塑件的外觀質量也有一定的要求，外表面不能出現縮孔、氣泡、劃傷等各種缺陷，且要求較高的表面粗糙度，不適合中心澆口，直接澆口，所以優先使用側澆口。經綜合考慮來看，采用方案二。

三 注塑模具設計

1.型腔的分布

當我們確定型腔的時候，要考慮到下面的幾點（1）注射機注射量的最大值需要滿足（2）鎖（合）模力的大?。?）塑件精度（4）經濟性

由于塑件有以下的特點，生產批量巨大，重量較輕，結構并不復雜，考慮到生產效率，所以使用多型腔模具。

經過考慮，使用一模兩腔的分布。如圖3-1所示，2.選擇分型面

分型面的選擇還要注意以下幾點

（1）如果我們要讓塑件順利的脫模的話，分型面的位置就要好好考慮，一般應設在產品斷面尺寸最大的地方。

（2）要垂直分型面，還要按固定的方向移動（3）考慮到排氣

（4）不能選擇表面光滑的平面

圖3-1（5）使模具零件易于加工

如題圖3-2所示，為所根據肥皂盒底座設計的分型面。

3.型腔與型芯的結構及尺寸

（1）型腔、型芯的結構一共有兩種，分別為整體型腔型芯和組合式結構。我因此請求的肥皂盒注射模設計的基礎，它具有以下的設計要求，具有一定的外觀，結構合理，大小適中，易于使用。（2）尺寸的計算

現在設塑件的尺寸LS是最大尺寸，并其公差按規定負值“-Δ”； 而凹模的名義尺寸LM是最小尺寸，公差按規定為正值“+δZ”可以得出公式如下：

LM?[LS(1?S)?0.5?]??Z?0圖3-2

公式1 根據公式1，可以使用UG軟件可以計算得出型腔以及型芯的尺寸 4.模架的添加

（1）定位圈與澆口套

定位圈通常在模具熱流道中運用較多，形狀是一個金屬環，用來定位澆口套。他具有以下的幾個特點，可耐高溫、精度相對較高，密度高于其它元件等。通常有兩種型號，但如有較奇特的要求的話，我們則使用不同定位形式和方法。

澆口套（其英文翻譯為：Ingate Sleeve），它是讓熔融的塑料的材料從注塑機的噴嘴中注入到模具的內部的流道組成部分，它是用于連接成型模具與注塑機的金屬配件的關鍵部分。如圖3-3所示，這就是我所添加的澆口套與定位圈

（2）澆口

我論文中的塑件的澆口為側澆口。側澆口易于加工，成型也簡單。它的結構也簡單調整尺寸的時候也方便，去澆口方便、殘留小，選測位置方便，精度準確。而改變截面的尺寸還能夠調整充模的速度與注射完成后的凝結時間，還能達到更好的充模效果。各種塑料都能夠使用側澆口進行注塑，但唯一缺點就是脫模是要去除，增加了時間還有成本。

圖3-4 圖3-3 如圖3-4所示，這種側澆口在形狀的設計與形狀的加工上,應該確保澆口處凝料的最薄弱的部分應在塑件的表面上，這樣的話在開模時，就容易將澆口處切斷而且不會留下痕跡。這種澆口便于塑件的注塑成型，還可以降低塑件的表面的粗糙度的值，改良澆口附近的流動的痕跡，提高各項物理性能。為了便于加工以及縮短合模封閉時間，所以澆口的位置應開設在塑件的分型面的地方，然后從塑件的外側進料，進行注塑加工。

（3）流道

流道可以分為主流道和分流道兩類。

主流道也稱作主澆道、注道(Sprue)或豎澆道等，主流道是指從注塑機噴口與模具主流道的襯套接觸的部分起，再到分流道為止的這一段流道。這部分是熔融塑料進入模具型腔后最先流經的一部分部分。

分流道也稱作分澆道或次澆道，還能再區分為第一分流道以及第二分流道。分流道是用來過渡主流道和澆口的，使塑料從主流道平緩的進入澆口處。一般都用于一模多腔的模具，是塑料平均的流向各個塑件。（4）推出機構

推出機構有很多種，而塑件又是簡單的結構，我就采用了最簡單的頂桿推出機構。每個塑件都用多根頂桿頂出，保證強度，推出也很可靠，能夠使塑件順利的脫出。推板導柱、推板導套、推板、推桿固定板、固定螺釘、支承釘等結構。

①推桿

推桿為保證強度，直徑選用6mm較粗的頂桿，形狀則是圓柱形的，長度根據模具的大小和推出距離來確定。

把材料的選擇，優質碳素結構鋼鋼，淬火的熱處理，回火。②復位桿

復位桿為8mm的圓柱形結構。長度根據模具的大小和推出距離來確定。③推板導套

推板襯套鋼材料是碳素工具鋼，硬化。硬度為HRC45~48。

④推板導柱

材料選擇：碳素工具鋼T8A 熱處理為淬火處理 硬度為HRC52-55 ⑤推板

推板長為231、寬為181、厚分16mm 采用普通碳素結構鋼A3。⑥推桿固定板

推桿固定板長、寬、厚與推板的尺寸相同，分別為230、180、15mm 用普通碳素結構鋼A3。⑦固定螺釘

注射機的推出機構都很龐大，有很多的元件，推出的機構的零件有：推桿、復位桿、選用M6內六角螺釘，長度大小為20mm，其作用為固定各板 ⑧支承釘

支承釘的工作部分的直徑為20mm,高度則為10mm。下面直徑為12mm 處理工藝為調質處理 硬度為HB270-290 材料選用45號鋼。（5）冷卻水道

模具的型腔周圍要安裝冷卻水管，即水冷的方法。使水在其中不斷地循環，帶走型腔中的熱量，維持所需要的模溫，防止其模溫過高。根據塑件的形狀和冷卻溫度的要求，結合冷卻單元可以提供的要求，對冷卻水流量的位置設計。根據所用的材料的收縮率，可沿其收縮的方向設置冷卻水道，這樣可以抑制塑件的收縮，防止其收縮變形。由于塑件是薄壁型的塑件，所以水道需開設在型腔上面，排列方式可采用豎向排列。由于塑件屬于淺型的腔件，所以選用型腔冷卻水路的話，能更好的對塑件進行冷卻。

注塑模的注射時溫度對塑料件質量的影響主要有以下幾個方面：

①塑件的變形：模具溫度穩定，冷卻速度均衡，可以很大的程度上減小塑件的變形

②塑件的尺寸精度：保持模具溫度的穩定，能減小塑件收縮時的變化情況，提高塑件的尺寸精度

③塑件的力學性能：降低模具的溫度，對塑件的力學性能有一定的好處

四 模具的工作原理1.模具的裝配圖

圖4-1

圖4-1 如圖4-1所示，注塑模具的模架是由定模座板，定模板固定螺栓，定模板，動模板，型芯，定位圈固定螺栓，定模墊板，動模墊塊，動模座板，支撐釘，復位桿，推板固定板，推板，拉料桿，導柱，導套，澆口套，定位圈，推桿，推板導套，推板導柱，動模板固定螺栓等部分組成，根據不同的模具，略有差別。

2.模具的工作原理

該注塑模具使用的是側澆口單分型面的模具，開模時動模、定模合模。當注射過程開始時，熔融的塑料通過澆口流道注入封閉的型腔中，經過注射、保壓、冷卻等工序后結束。開模時，定模板還有定模座板先分離，與此同時，主流道中的凝料被拉料桿從澆口套中拉出。當拉桿起到限位作用時，主分型面分離，塑件則是被帶往動模，而澆注系統中的凝料脫離，拉料桿則自動脫落。

五

注塑機參數的校核

1.注射機有關工藝參數的校核（1）鎖模力與注射壓力的校核

F＞p（n·A+A1）公式2 注

P--注射時的型腔壓力 A--塑件在分型面上的投影面積 A1--澆注系統在分型面上的投影面積 F--注射機額定鎖模力

（2）模具厚度與注射機閉合高度

S≥H1+H2+（5—10）公式3 注

S--注射機的最大開模行程 H1--推出的距離 H2--塑件的高度

根據公式1和公式2可以校核注塑機的參數。

總 結

本次的畢業設計的課題是“肥皂盒底座注塑模具的設計”。在完成論文的過程中，通過查閱相關專業的書籍，我對注塑模具的設計有了更深刻了解。經過每一個步驟的設計，也讓我的設計原理有了更好的理解，同時也在書中找到了不好相關知識，彌補了我在學校中學到的知識的缺漏，讓我更加深刻的理解了注塑模具。

通過這次的畢業設計，也讓我懂得了注塑模在成型前的原理與設計過程。我還知道了以下幾個注意點：為了提高模具生產的效率，我們就可以使用一模多腔的設計方法，提高生產數量。但這樣的話分流道數目就會增加，而浪費材料，所以我們會使用合理的設計方法，來避免浪費現象的出現。還要注意注塑時產生的氣泡，它會影響塑件的質量。采用合理的澆口，也會減少不必要的麻煩，還能提高塑件表面的光滑程度，還能提高塑件的外觀。

參考文獻

1.屈華昌.塑料成型工藝與模具設計.高等教育出版社.2007.2.梁士紅，王銀春.UG注塑模具設計綜合實訓.國防工業出版社.2013.3.李學鋒.塑料模設計及制造.北京.機械工業出版社，2009.4.丁聞.塑料成型模具手冊.北京: 西安交通大學出版社，1993.5.王佑生等.塑料模具計算機輔助設計.北京：機械工業出版社，1999.6.福井雅彥等.精密塑料模具與成型技術.北京: 模具技術協會.2006

謝 辭

在此時，經歷了好幾個月的時間，我的畢業設計論文也終于到了最后收尾的階段，最后還要請畢業設計指導老師幫我做以下最后的檢查工作。通過這次畢業設計的機會，讓我查找了很多關于模具技術的相關書籍，使我在這段不是很長的時間里，讓我的模具設計的水平有了非常大的提高。我十分高興。從陌生到熟悉，從接觸到了解，這是每個人學習時必須經歷的東西，我將會不斷地充實自己，彌補自己的不足。

還要感謝幫助我的老師，同學還有集體，沒有的你們的幫助我是不可能完成這篇論文的，我在這里由衷的表示感謝。

第二篇：肥皂盒上蓋注塑模具設計

摘要

近年來，我國家電工業的高速發展對模具工業，尤其是塑料模具提出了越來越高的要求，2004年，塑料模具在整個模具行業中所占比例已上升到30%左右，據有關專家預測，在未來幾年里，中國塑料模具工業還將持續保持年均增長速度達到10%以上的較高速度的發展。國內塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發展中重點為工程塑料模具。

注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可以一次成型形狀復雜的精密塑料件。本課題就是將肥皂盒的上盒蓋作為設計模型，將注射模具的相關知識作為依據，闡述塑料注塑模具的設計過程。本設計對肥皂盒上盒蓋進行的注塑模設計，利用UG軟件對塑件進行了實體造型，對塑件結構進行了工藝分析。明確了設計思路，確定了注射成型工藝過程并對各個具體部件部分進行了詳細的計算和校核。如此設計出的結構可確保模具工作運用可靠，保證了與其他部件的配合。最后用autoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。

本課題對肥皂盒上盒蓋的注塑模具設計，鞏固和深化了所學知識，取得了比較滿意的效果，達到了預期的設計意圖。

關鍵詞：塑料模具，注射成型，模具設計，注塑模具

Abstract In recent years, China's household electrical appliance industry high speed development of the tooling industry, especially the plastic mold of the increasingly high demand, in 2004, the plastic mold in the mold industry in the proportion has increased to about 30%, according to the experts forecast, in the next few years, China plastic mold industry will continue to maintain an growth rate of 10% over the high speed of development.The domestic market to plastic mold injection mold greatest demand, the development of key engineering plastics die.Plastic molding injection molding is an important method, which is mainly applied to the thermoplastic plastic molding, molding can be a complex shape of precision plastic parts.This topic is to soap box and the box cover as a design model, the injection mold related knowledge as the basis, elaborated the design process of plastic injection mold.The design of the soap box cover for the injection mold design, the use of software UG plastic parts for the solid modeling of plastic parts of the structure, the technological analysis.Defined the design, determine the injection molding process and to each specific parts of a detailed calculation and verification.The design of such a structure can be used to ensure reliable die, ensure that the other parts of the mix.The last autoCAD mapping using a set of mold assembly drawing and parts drawing.The subject of the soap box cover injection mold design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent.Key words: plastic mold, injection molding, mold design, injection mold

目錄

摘要………………………………………………………………………………1 Abstract 第一章 緒論……………………………………………………………………5 第二章 肥皂盒塑料件…………………………………………………………6 2.1 塑料件的原材料分析…………………………………………………6 2.2 塑料件的結構和尺寸精度及表面質量分析…………………………7 2.2.1 塑料件的結構分析……………………………………………… 7 2.2.2 塑料件尺寸精度的分析………………………………………… 7 2.2.3 表面質量的分析………………………………………………… 7 2.3 塑料件的體積重量……………………………………………………7 2.4 塑料件的注塑工藝參數的確定………………………………………7 第三章 注射機的選擇…………………………………………………………9 3.1 注射機的分類…………………………………………………………9 3.2 注射機的選用…………………………………………………………9 第四章 塑料注塑模具設計……………………………………………………10 4.1 分型面的選擇…………………………………………………………10 4.2 型腔數的確定…………………………………………………………10 4.3 注塑模具鋼材的選用…………………………………………………10 4.4 模具工作的設計與計算………………………………………………10 4.4.1 凸模的設計……………………………………………………… 11 4.4.2 凹模的設計……………………………………………………… 11 4.5 澆注系統………………………………………………………………11 4.5.1 澆注系統的組成………………………………………………… 11 4.5.1.1 組成澆注系統的零件…………………………………………11 4.5.1.2 澆注系統的組成部分…………………………………………11 4.5.2 澆注系統的設計………………………………………………… 11 4.5.2.1 澆注系統零件的設計…………………………………………11 4.5.2.2 澆注系統的設計………………………………………………12 4.6 推出系統………………………………………………………………12 4.6.1 推出機構的作用和種類………………………………………… 12 4.6.2 推出機構的組成………………………………………………… 12 4.6.3 推出機構的設計………………………………………………… 13 4.7 導向機構…………………………………………………………… 14 4.7.1 導向機構的作用和組成…………………………………………14 4.7.2 導向機構的設計………………………………………………… 14 4.8 冷卻和排氣系統………………………………………………………14 4.8.1 冷卻系統…………………………………………………………14 4.8.2 排氣系統…………………………………………………………14

4.9 注塑模具標準模架的設計……………………………………………14 4.9.1 選擇標準模架型號…………………………………………………14 4.9.2 模架主要尺寸確定原則……………………………………………14 4.9.3 動模板的設計………………………………………………………15 4.9.4 確定模架的長度和寬度……………………………………………15 4.9.5 模安裝參數的校核…………………………………………………15 第五章 總結………………………………………………………………………17 致謝…………………………………………………………………………………18 參考文獻……………………………………………………………………………19

第一章 緒論

在21世紀的今天，隨著科學技術的不斷進步和社會的高速發展，產品更新換代越來越快。無論是工業產品還是家電產品，大多數應用模具成型。因此，產品對模具的精度要求越來越高，越來越普及，其產品在人們的生活中的作用越來越大，在人們生活中不可缺。

塑料模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工具，它對塑料零件的制造質量和成本起著決定性影響，所以對塑料模具的設計要求還是比較高的，從產品的角度講，能生產出尺寸精度，外觀，物理特性和化學特性等各方面均滿足使用要求的優質；從模具使用的角度講，要求的效率高，自動化并且操作簡單；從模具角度講，要求模具結構合理，制造容易，成本廉價。模具設計過程一般是設計收縮率，毛坯尺寸，型腔布局，然后進行分模，創建型芯型腔，滑塊，添加模架和標準件，最后設計澆注系統，冷卻系統和建腔，生成材料清單和模具圖。

在現代塑料制品的生產中，合理的加工工藝，高效的設備，先進的模具是不可少的三項重要因素。尤其是塑料模具對實現塑料加工工藝的要求，塑料制品使用要求和造型設計起著重要的作用，隨著塑料制品的品種和產量需求量的增加，對塑料模具也提出了越來越高的要求。促使塑料模具不斷的向前發展。由于模具是典型的技術密集型產品，為了表達清楚設計意圖，設計人員必須花費大量的時間來繪制模架，頂桿，滑塊等結構對固定的零部件。目前CAD/CAM的發展，為廣大模具設計人員提供了方便。

在科學技術飛速發展的今天，模具設計多借助計算機軟件進行設計和加工，這就實現了模具設計有經驗設計階段向理論計算機的發面。例如，CAD/CAM在模具設計方面的應用。本設計就以UG和CAD為輔助軟件進行了塑料端蓋的設計。按照模具設計的一般步驟，從產品設計，型芯型腔的設計，模架設計，澆注系統，冷卻系統的 設計到標準見的選擇，到模具工程圖的生成。每一步都按照模具設計的一般規則，進行準確計算，并且繪制出正確的零件圖。

通過本課題設計，并借助電腦和圖書館查閱資料，了解和懂得模具的使用特性和工藝特性，并能設計模具。還有通過本設計，可以鞏固同學們的機械知識和CAD/UG的軟件的操作。

第二章 肥皂盒塑料件

圖 2-1 肥皂盒上蓋三維圖

圖 2-2 肥皂盒圖

2.1 塑料件的原材料分析

塑料材料的特性：大多數聚苯乙烯（PS）都是透明的，非結晶材料。PS具有很好的化學穩定性，熱穩定性，透光性（透光率88%~92%），密度：1050 kg/m³，電導率：(σ)10-16 S/m，導熱率：0.08，楊氏模量：(E)3000-3600 MPa，拉伸強度：(σt)46–60 MPa，伸長長度：3–4%，夏比沖擊實驗：2–5 kJ/m&su3，玻璃轉化溫度：80-100°C，熔點：240°C，熱

膨脹系數：(α)8 * 10-5/K，熱容：(c)1.3 kJ/(kg·K)電絕緣特性以及很小的吸濕傾向。能夠抵抗水，稀釋無機酸，但能夠被強氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機溶劑中膨脹變形。PS收縮率在0.4%~0.7%，易著色，裝飾性好。

PS塑料的缺點：質地硬而脆，塑件由于內應力而易開裂，耐熱性低，易老化。PS塑料的用途：在工業上可用作儀表外殼，燈罩，化學儀器零件，透明模型，產品包裝等；在電氣方面可用作良好的絕緣材料，接線盒，電池盒，光源散射器，絕緣薄膜等，透明容器等；在日用品方面廣泛用于包裝材料，各種容器，玩具及餐具，托盤等等。

2.2 塑料件的結構和尺寸精度及表面質量分析

2.2.1 塑料件的結構分析

該零件的總體形狀為凹形狀，結構比較簡單。2.2.2 塑料件尺寸精度的分析

肥皂盒蓋為日用品，表面精度要求要高一點，因此重要的尺寸的精度要設計的較高一些，一般采用四級或五級精度，其它尺寸無公差要求，一般可采用八級或九級精度。

由以上的分析可見，該零件的尺寸精度屬于中等偏上，對應模具相關零件尺寸的加工可保證。從塑料的壁厚上來看，壁厚最大處為1mm，最小處為0.4mm，壁厚差為0.6mm，比較均勻。2.2.3 表面質量的分析

該零件的表面要求無凹坑等缺陷外，表面無其它特別的要求，尺寸不是太大，故比較容易實現。

綜上分析可以看出，注射時在工藝參數控制得較好的情況下，零件的要求可以得到保證。

2.3 塑料件的體積重量

肥皂盒上蓋的體積V=11088.5mm³ 肥皂盒上蓋的質量M=Ρv 經查表可得聚苯乙烯的密度為1050 kg/m³ M=11088.5*1.05*0.001=11.7（g）故塑料盒上蓋的質量為17g 2.4 塑料件的注塑工藝參數的確定

根據情況，聚苯乙烯的成型工藝參數可作如下選擇，在試模時可根據實際情況作適當調整。

料筒溫度：180℃-280℃，選用200℃

模具溫度：50℃-80℃

注射壓力：20MPa-60MPa 選用40 MPa 注射時間：3s 保壓時間：30s

冷卻時間：30s 總時間：63s 綜上參數；可以保證模具設計和檢驗，并可以根據實際情況作適當調整，最終保證實際模具可行。

第三章 注射機的選擇

3.1 注射機的分類

（1）按外型可分為立式，臥式和角式三種，應用較多的是臥式注射機。

（2）按塑化方式分為柱塞式和螺桿式兩種。

（3）按用途分為通用型和專用型兩種。

（4）按傳動方式分為機械式，液壓式和機械液壓聯合式三種。

3.2 注射機的選用

表3-1 注射機選用特性

注射機的規格目前世界上尚無同一的標準，我國常采用額定注射量來表示注射機的規格。

此設計的注射機就選用常用的XS-ZY-250，X指成型，S指塑件，Z指注射，Y指螺桿式注射機。噴嘴直徑4mm，動定模固定板尺寸428mmX458mm。

第四章 塑料注塑模具設計

4.1 分型面的選擇

圖4-1 分型面的位置

該塑件為肥皂盒上蓋，表面質量無特殊要求，只要求手感好，美觀即可，此零件可采用上圖所示的分型面比較合適。

4.2 型腔數的確定

肥皂盒上蓋）屬于日常用品，結構簡單，市場需求量一般，對

模具要求簡單，經濟廉價，因此我們可確定模具型腔數位一個，既簡單又經濟。

4.3 注塑模具鋼材的選用

材的要求很高，鋼材的選擇是否適當，對模具壽命，加工件,度等影很大,要求內容因模具的結構，模具的壽命，成型用的材料，成型品的性能，外觀，尺寸精度而異，一般要求如下；

1，購買方便；

2，機械加工性能良好；

3，拋光容易，加工面美觀； 4，強度，韌度和耐磨性好； 5，無砂孔等內部缺陷；

6，熱處理容易，熱變形?。?7，耐熱性好，熱膨脹系數?。?8，焊接性能好；

根據以上等幾條原則，此模具各個部件的材料的選用要適宜。

4.4 模具工作的設計與計算

設計模具時，不但要考慮塑料件的自身尺寸，還要考慮塑料件的收縮性，尺寸公差,平均尺寸等一些因素；PS的成型收縮率為0.005，模具的制造公差Z=△/3.型腔工作尺寸的計算公式為 L=[(1+S)Ls-x△]+ Z（公式4-1）

式中 S——塑件的平均收縮率 Ls——塑件的最大外形尺寸

X——系數，尺寸大精度低的塑件，X=0.5；

尺寸小精度高的塑件，X=0.75；本設計X取0.5

△——塑件的公差尺寸，△=0.39，Z=△/3=0.13 4.4.1 凸模的設計

凸模采用嵌套式，因為凸模易磨損，嵌套式結構便于替換和安裝。L=[(1+S)Ls-x△]+ Z 長：L1=[（1+0.005）X119.2-0.5X0.39]+0.13 =119.731 L2=[（1+0.005）X118-0.5X0.39]+0.13 =118.525 寬：L1=[（1+0.005）X69.2-0.5X0.39]+0.13 =69.481 L2=[（1+0.005）X68-0.5X0.39]+0.13 =68.275 高：L1=[（1+0.005）X15-0.5X0.39]+0.13 =15.01 L2=[（1+0.005）X5-0.5X0.39]+0.13 =5 4.4.2 凹模的設計

凹模采用連接式，用螺釘連接，便于安裝和替換。

長: L=[（1+0.005）X120-0.5X0.39]+0.13 =120.535 寬：L=[（1+0.005）X70-0.5X0.39]+0.13 =70.285 高：L=[（1+0.005）X20-0.5X0.39]+0.13 =20.035 凸模和凹模的設計尺寸公差可以根據零件的實際尺寸公差而定，以零件的最終尺寸為準，無具體要求。

4.5 澆注系統

4.5.1 澆注系統的組成

4.5.1.1 組成澆注系統的零件： 澆口套

定位圈

拉料桿

定模板

4.5.1.2 澆注系統的組成部分

主流道

澆口

冷料穴

4.5.2 澆注系統的設計 4.5.2.1 澆注系統零件的設計

澆口套的結構。使用XS-ZY-250注射機時定位孔直徑為100mm，與澆口套下

部尺寸相差較大，所以選用定位圈與澆口套分離的結構

XS-ZY-250注射機的注射部分噴嘴球頭半徑為18mm，噴嘴直徑為4mm 2）澆口套的設計

取40mm，深度取15mm，澆口套外徑取100mm。

料選T10A的碳素結構鋼，淬火處理HRC50-55 1）定位圈得設計

徑取100mm，厚度取15mm。

選用普通碳素結構鋼A3，不需要熱處理。4.5.2.2 澆注系統的設計 1）主流道的設計

根據設計手冊查得XS-ZY-250型注射機噴嘴有關尺寸如下：

前端孔徑：d0=4mm 前端球面半徑：R0=18mm 為了使凝料順利拔出，主流道的小端直徑D應稍大于注射噴嘴直徑d。D=d+（0.5—1）mm=4+1=5mm 道的半錐通常為1到2度，過大的錐角會產生湍流和渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使充模時熔體的流動阻力過大，此處的錐角選用1.5度。經換算得主流道大端直徑為8mm，為使熔料順利進入模具，可在主流道出料端設計半徑r=5mm的圓弧過度。主流道的長度一般控制在60mm之內，可取59.965mm。2）澆口的設計

根據澆口的成型要求及型腔的排列方式，選用直澆口較為合適。

口一般開設在模具的分型面上，從制品的上方進料，故也稱之為直接澆口。直澆口的截面形狀為圓形，其優點是截面形狀簡單，易于加工，便于試模修正。因為該制件無表面特殊要求，又是小型制品的結構，所以采用直澆口。

的尺寸無特別的要求，主要是參考注射機前端的尺寸，固定板和動模的尺寸，以此保證澆注的時間和速度。3）冷料穴與拉料桿的設計

對于依靠推桿脫模的模具常用I字型拉料桿，起到定位和引導的作用。

4.6 推出系統

4.6.1 推出機構的作用和種類

注射模的推出機構有推桿，推管和推板三種形式。

由于塑件形狀簡單，所以采用普通推出機構中的推桿推出方式。每個制件用兩根頂桿頂出，其結構簡單，推出可靠。4.6.2 推桿推出機構的組成

組成注射模的推桿推出機構的零件有：

推桿

推板

推桿固定板

固定螺釘

4.6.3 推桿推出機構的設計 1）復位桿（如圖4-2）

復位桿選用階梯型圓柱，復位桿的小直徑選12mm，大直徑選14mm，采用圓柱形結構

長度由模板厚度和塑件的推出距離而定，取162mm。復位桿材料選用優質碳素結構鋼45

圖 4-2 復位桿

號鋼，淬火處理, 低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，與動模板 間隙配合H8/f8。

2）復位桿導套（如圖4-3）材料選用碳素工具鋼T8A，淬火處理HRC45-48，小孔孔徑12mm，大孔直徑14mm，圖 4-3 復位桿導套

長度90mm。

3）推桿（如圖4-4）

材料選用碳素工具鋼T8A，淬火處理HRC52-55，上端圓柱直徑10mm，下端螺紋大徑

圖 4-4 推板導柱

10mm，長度 90mm 4）推板（如圖4-5）

材料選用普通碳素結構鋼A3，淬火處理HRC45-50，長，寬，高分別為120mm，100mm，圖 4-5 推桿固定板

10mm。

5）上固定螺釘

選用M12的圓角螺釘，長度55mm。6）凸模固定螺釘

選用M6的圓角螺釘，長度16mm。7）下固定螺釘

選用M10的圓角螺釘，長度30mm。

4.7 導向機構的設計

1）導柱的設計

柱導柱，導向部分直徑12mm，高度130mm，材料選用碳素工具鋼T8A，圖 4-6 導柱

淬火處理HRC45-48，表面粗糙度Ra0.8.（如圖4-6）

2）導套的設計

導套，導向部分內直徑12mm，外直徑16mm，高度90mm,材料選用碳素工具鋼T8A，淬火處理HRC45-48，表面粗糙度Ra0.8，與動模板間隙配合H8/f8。（如圖4-7）

圖 4-7 導套

4.8 冷卻和排氣系統

4.8.1 冷卻系統

冷卻系統的設計通常是在動模板和定模板上設計冷卻水道，設計時應首先根據ABS塑料的成型溫度和注射量進行熱平衡計算，再確定冷卻水道的尺寸和位置。

4.8.2 排氣系統

排氣系統可使型腔和澆注系統中原有的空氣及塑料受熱或凝固而產生的低分子揮發氣體順利排出模具之外，以保證熔體順利充滿型腔?？梢圆捎媚＞吡慵呐浜祥g隙自然排氣。

4.9 注射標準模架的設計

4.9.1 選擇標準模架型號

中小型模架國家標準有四種基本型的結構。我們選用最常用的A2型標準模架。

4.9.2 模架主要尺寸確定原則

模架的長，寬取決于型腔，型芯，導柱及推出機構的位置，以及各零件不干涉原則。確定模架的長度和寬度應以設計動模板為基準。4.9.3 動模板的設計

動模板的尺寸定為：長，寬，高分別為355X250X30mm，材料為A3鋼。4.9.4 確定模架的長度和寬度

圖 4-8 定模版

模具的底座的長度，在動模板長度的基礎上兩側各加上壓板空間的尺寸，取400mm，模具寬度與動模板一致取250mm。4.9.5 模安裝參數的校核

圖4-9 裝配示意圖

1：復位套 2：澆注口 3：定模板 4：凹模

5：導套 6：導柱 7：動模板 8：推桿 9：推板 10凸模： 11：下固定板 12：復位桿 模具各模板的厚度分別為：

H1——上模座40mm H2——型腔板40mm H3——凸模板40mm H4——下底座80mm 模具的閉合高度為H=H1+H2+H3+H4=200mm 所允許的最大模具厚度Hmax=350mm 即模具滿足Hmin<=200mm<=Hmax的安裝條件。

經查資料XS-ZY-250型注射機的最大開模行程S=180mm S>=H1+H2+（5-10）mm =40+40+10 =90mm 滿足要求

所以注射機的開模行程足夠，由以上的驗證可知，型注射機能滿足使用要求，故可采用。

第五章 總結

經過一個多月的設計讓我對模具設計方法有了大致的了解，也鞏固和學習了許多專業知識，收獲很大。針對本次塑件料肥皂盒上蓋的注塑模具設計總結如下： 1，此設計采用一模一穴，設計結構簡單，節省原材料。2，模具采用嵌套式，加工方便，更換容易，更加經濟。

3，因為成型部分采用了嵌套結構，塑件邊緣留有痕跡，因此要求嵌塊的尺寸，行為公差等級增加了一些難度。4，由于設計水平，設計經驗有限有限，在設計中對很多細節沒有做太多的考慮，因此增加了試模，調試的工作量。

致謝

本次設計是在李潤娟老師的悉心指導下完成的，李潤娟老師為我的設計提出因了許多指導性的意見和許多具體的指導和幫助。李潤娟老師的嚴謹治學的教學作風，孜孜不倦的敬業精神，給我留下了深刻的印象，使我受益良多。在本文結束之際，特向我敬愛的指導老師致以最崇高的敬意和深深的感謝！

在我寫畢業論文期間，得到了機電系多位老師的幫助，在忙碌的工作之余，給予我專業知識上的悉心指導，而且教給我學習的方法和思路，使我在模具設計上有了新的認識和提高。在此，我對他們表示由衷的感謝！

感謝給予我建議和幫助的老師!

參考文獻

[1] 張維合 注塑模具設計實用教程 北京：化學工業出版社 2007.9 [2] 李云程 模具制造工藝學（第2版）北京：機械工業出版社 2008 [3] 張建中 機械設計基礎 北京：高等教育出版社 2007.8 [4] 王紀安 工程材料與材料成形工藝（第二版）北京：高等教育出版社

2004.12

第三篇：【畢業設計】塑料肥皂盒的注射模具設計-精品

摘 要

本注射模具設計為一塑料肥皂盒的注射模具設計，塑件結構比較簡單，塑件質量要求是不允許有裂紋、變形缺陷。

本設計從分型面設計開始，進行了澆注系統、冷卻系統、成型零件、模架的設計，并進行了必要的校核。同時并簡單的編制了模具的加工工藝。根據題目設計的主要任務是肥皂盒注塑模具的設計。也就是設計一副注塑模具來生產肥皂盒塑件產品，以實現自動化提高產量。針對肥皂盒的具體結構，該模具是側澆口的單分型面注射模具。通過模具設計表明該模具能達到盒蓋的質量和加工工藝要求。

關鍵詞：Pro ENGINEER、注射模、澆注系統、冷卻系統、模架。

Abstract

This is a plastic injection mold design and injection mold design comb, plastic parts relatively simple plastic parts quality requirements is not permitted crack, deformation defects.The design started from the sub-surface design, were pouring system, cooling system, molded parts, mold design, and carry out the necessary checking.at the same time And a simple preparation of the mold of the process.According to the design of the subject's main task is to set fruit injection mold design.Design is an injection mold to produce scop lid pieces of plastic products in order to achieve automation to increase output.For the specific structure of the fruit plate, the die is the point of the one type injection mold surface.Through the die design that the lid of the mold to achieve the quality and processing requirements.Keywords: Pro ENGINEER, injection mold, injection system, cooling system, mold.緒

論

模具制造是國家經濟建設中的一項重要產業，振興和發展我國的模具工業，日益受到人們的重視和關注?！澳＞呤枪I生產的基礎工藝裝備”也已經成為廣大業內人士的共識。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具工業是制造業中的一項基礎產業，是技術成果轉化的基礎，同時本身又是高新技術產業的重要領域。

一 課題背景

改革開放以來，我國模具工業發展迅猛。1996至2001年間，我國模具工業的產值年平均增長14%左右。目前，全國共有模具生產廠點1.7萬個，從業人員50多萬人。2001年全國模具工業總產值達300億元人民幣，我國模具年產值已位居世界第四。

我國模具工業的技術水平近年來也取得了長足的進步。大型、精密、復雜、高效和長壽命模具上了一個新臺階。大型復雜沖模以汽車覆蓋件模具為代表，已能生產部分新型轎車的覆蓋件模具。體現高水平制造技術的多工位級進模的覆蓋面，已從電機、電器鐵芯片模具，擴展到接插件、電子槍零件、空調器散熱片等家電零件模具。在大型塑料模具方面，已能生產48英寸電視的塑殼模具、6.5Kg大容量洗衣機全套塑料模具，以及汽車保險杠、整體儀表板等模具。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出模等，也都達到了較高的水平，并可替代進口模具。但是，我國模具工業無論是在數量還是質量上，與工業發達國家存在著很大的差距，滿足不了工業發展的需要，目前國內市場的滿足率僅在70%左右。

我國大部分模具是企業自產自用，真正作為商品流通的模具僅占1/3。所產模具基本上以中低檔為主，一些大型、精密、復雜和長壽命的高檔模具，在技術上無法與發達國家相比，生產能力也遠遠不能滿足國民經濟發展的需要。近五年 來，我國平均每年進口模具8.14億美元，2001年進口模具11.12億美元(出口模具僅1.88億美元)，這還不包括隨進口設備和生產線作為附件帶來的模具。根據海關統計，近幾年進出口相抵，我國已成為世界上最大的模具進口國。二 課題設計的目的和意義

目的：肥皂盒在我們的生活中非常的普遍，幾乎每家都要用到。市場上也有各種各樣的肥皂盒，形狀各異，有些是把肥皂盒做成水果造型，有些是動植物造型，來吸引顧客的目光，以引發人們的購買欲。

意義：此次設計的肥皂盒的結構較簡單，主要是在肥皂盒的底部打孔，這樣可以讓積累在里面的水自然流出，省去人工進行操作了。

第一章 塑料成型工藝基礎

1.1肥皂盒的造型設計

其圖形如圖1—1與1—2所示：

圖1—1肥皂盒工程圖

圖1—2肥皂盒三維圖

1.2肥皂盒塑料PS的結構與工藝特性（1）聚苯乙烯的流動性

聚苯乙烯是有苯乙烯的單體聚合而成的高聚物，屬于無定型塑料，具有良好的透明性、耐熱、耐光以及良好的電絕緣性能，加工流動性好。

聚苯乙烯的流動性好，容易成型，由于聚苯乙烯熔體粘度對剪切速率和溫度都比較敏感，所以在注射中，無論是增大注射壓力或升高機筒溫度都會使熔體粘度下降，均可達到改善聚苯乙烯熔體流動性的目的，其中提高機筒溫度效果更明顯。制品壁厚對流動性也有一定的影響，PS熔體的最大流動長度與壁厚之比為200：1所以壁厚一般在1.0～4.0之間選取。（2）聚苯乙烯的成型流動收縮性

PS為非結晶型聚合物，成型收縮率較低，通常為0.5%～0.8%，提高注射壓 力對降低成型收縮率是有利的，但注射速度不宜過高，否則模腔內的空氣難以及時排出，還會使制件表面不光滑，透明度低，沖擊強度降下降，同時較大的剪切力還會導致制品的內應力增加，因此對聚苯乙烯來說在不發生波紋、熔接痕等缺陷的前提下應盡可能采用較低的注射速度。（3）聚苯乙烯的工藝特性

聚苯乙烯的著色性能優良，能染成各種鮮艷的色彩。聚苯乙烯能耐堿、硫酸、磷酸、10%～30%的鹽酸、稀醋酸及其他有機酸，但不能耐硝酸及氧化劑的作用，對誰、汽油、植物油及各種鹽溶液也有足夠的耐蝕能力。它是無色無味無毒的第三大塑料品種。它的吸水性較好，所以加工前不需要干燥處理。1.3 注射成型原理及工藝特性

注塑模亦稱注射模，其成型原理是將塑料從注塑機的料斗送進加熱的料筒中，經過加熱熔化呈流動狀態后，在柱塞和螺桿的推動下，熔融塑料被壓縮并向前移動，進而通過料筒前的噴嘴以很快的速度注入溫度較低的閉合模腔之中，充滿型腔的熔料在受壓的情況下，經冷卻固化后即可保持模具腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成型塑件。這樣在操作上完成了一個周期的生產過程。通常，一個成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等，時間的長短取決于塑件的大小、形狀和厚度、模具的結構、注射機的類型及塑料的品種和成型工藝條件等因素。

注射成型是熱塑性材料成型的一種重要方法，它具有成型周期短、能一次成型形狀復雜的、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件。注射成型的生產率高、易實現生產自動化。注射成型的缺點是所用的注射設備價格高，注射模具的結構復雜，生產成本高，生產周期長，不適合于單件小批量的生產，除了熱塑性塑料外，一些流動好的熱固性塑料也可用注射方法成型，其原因是這種方法生產率高，產品質量穩定。

第二章 塑件工藝性分析

2.1 分析塑件的結構工藝性

（1）外形尺寸 該塑件壁厚為2mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不太長，塑件材料為熱塑性塑料，流動性較好，適合于注射成型。

（2）精度等級 該塑件尺寸中等，整體結構較簡單，精度要求相對較低，再結合其材料性能，故選一般精度等級：五級。

（3）脫模斜度

PS的成型性能良好，成型收縮率較小，選擇塑件上型芯和凹模的統一脫模斜度為1度。2.2 工藝性分析

為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開設在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質量與美觀效果。2.3 注射機的選擇

按照圖 1 塑件所示尺寸近似計 塑件體積： V ≈26cm3 塑件質量： M =26×1.035 g=26.91g

選用注射機為國產的注射機XS-ZY-125臥式注塑機。查表注額定注射量為125 cmз，注射壓力為120MPa，鎖模力為90×104N，注射方式為螺桿式，噴嘴球半徑R為18mm，噴嘴口直徑為4mm。頂出形式是兩側設有頂桿，機械頂出（一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機。中等型號的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我們不必過多的考慮注射機型號。具體到這套模具）。

第三章 塑料制件在模具中的位置

3.1 型腔數目的確定

與單型腔模具相比較，單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好、成型的工藝條件容易控制、模具結構簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點。但是，在大批量生產的情況下，多型腔應收更為合適的形式，它可以提高生產效率，降低塑件的整體成本。

型腔數目的確定，應根據塑件的幾何形狀及尺寸、質量、批量大小、交貨長短、注射能力、模具成本等要求來綜合考慮。

根據注射機的額定鎖模力F的要求來確定型腔數目n，即

n?F?pA2 pA1式中 F——注射機額定鎖模力（N）

P——型腔內塑料熔體的平均壓力（MPa）

A1、A2——分別為澆注系統和單個塑件在模具分型面上的投影面積（mm2）大多數小型件常用多型腔注射模，而高精度塑件的型腔數原則上不超過4個，生產中如果交貨允許，我們根據上述公式估算，采用一模二腔。3.2 型腔的分布

在實際的多型腔模具設計與制造中，對于精度要求較高、物理與力學性能要求均衡穩定的塑料制件，應盡量采用平衡式布置的形式。圖形如3—1所示：

圖3-1多型腔模具

3.3分型面的選擇

由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件結構工藝性及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排氣等多種因素的影響、因此在選擇分型面時應遵循以下的原則：

（1）分型面應選在塑件外形最大輪廓處。（2）分型面的選擇應有利于塑件是順利脫模（3）分型面的選擇應保證塑件的精度要求（4）分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求（5）分型面的選擇應便于模具的加工制造（6）分型面的選擇應有利于排氣

除了上述這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小以避免接近或超過所選用注射機的最大注射面積而可能產生溢流現象。圖形如3—2所示：

圖3—2分型面示意

第四章 澆注系統的設計

4.1 普通澆注系統的組成及設計原則（1）要能保證塑件的質量

a)盡量減少停滯現象:停滯現象容易使工件的某些部分過度保壓，某些部分保壓不足，從而使內應力增加許多。

b)盡量避免出現熔接痕：熔接痕的存在主要會影響外觀，使得產品的表面較差；而出現熔接痕的地方強度也會較差。

c)盡量避免過度保壓和保壓不足：當澆注系統設計不良或操作條件不當，會使熔料在型腔中保壓時間過長或是承受壓力過大就是過度保壓。過度保壓會使產品密度較大，增加內應力，甚至出現飛邊。

d)盡量減少流向雜亂：流向雜亂會使工件強度較差，表面的紋路也較不美觀。（2）盡量減小及縮短澆注系統的斷面及長度

（3）盡可能做到同步填充，一模多腔情形下，要讓進入每一個型腔的熔料能夠同時到達，而且使每個型腔入口的壓力相等。（4）有利于型腔中氣體的排出（5）防止型芯的變形和嵌件的位移（6）盡量采用較短的流程充滿型腔 4.2主流道的設計

主流道是指澆注系統中從注射機噴嘴與模具接觸處部分到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和沖模時間有較大的影響，因此必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。

設計要點:截面形狀、錐度、孔徑、長度、球面R、圓角r圖形如下4—1：

主圖4—1流道形狀及其與注射機噴嘴的關系 1——頂模板 2——澆口套 3——注射機噴嘴

為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設計成圓錐形，其錐角a為2～6，小端直徑d比注射機噴嘴直徑大0.5～1mm，一般d=2.5～5mm。由于小端的前面是球面，其深度為3～5mm，注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸并貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1～2mm。流道的表面粗糙度Ra<0.8um。

根據選用的 XS-ZY-125 型號注射機的相關尺寸得

噴嘴前端孔徑： d0=4mm 噴嘴前端球面半徑：R0=12mm 根據模具主流道與噴嘴的關系

R=R0+(1~2)mm=13mm d=d0+(0.5～1)mm=5mm 錐角為20～60，取其值為30，經換算得主流道大端直徑為Φ7.6mm。澆口套的選擇應根據注射機里的定位孔來選擇，它與定位孔是過度配合，查表可知定位孔直徑為100mm，所以澆口套的尺寸為100mm。4.3分流道的設計

流道的截面形狀會影響到塑料在澆道中的流動以及流道內部的熔融塑料的體積。此次選用圓形截面。形狀圖如圖4—2所示：

圖4—2 1圓形截面

優點：流道形狀效率較高，可達0.25D。

缺點：增加制作費用及成本，稍不注意會造成流道交錯而影響流動效率。2.分流道的設計要點

a制品的體積和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。

b成型樹脂的流動性，對于含有玻璃纖維等流動性較差的樹脂, 流道截面要大一些。

c流道方向改變的拐角處, 應適當設置冷料穴。3.分流道的尺寸設計

a流道的直徑過大：不僅浪費材料, 而且冷卻時間增長, 成型周期也隨之增長, 造成成本上的浪費。

b流道的直徑過小：材料的流動阻力大, 易造成充填不足, 或者必須增加射出壓力才能充填。因此流道直徑應適合產品的重量或投影面積

c流道長度宜短, 因為長的流道不但會造成壓力損失,不利于生產性,同時也浪費材料；但過短, 產品的殘余應力增大, 并且容易產生毛邊。流道長度可以按如下經驗公式計算:

W?4L D?3.7D——分流道直徑mm W——產品質量g L——流道長度mm 所以分流道的直徑選取為8mm，長度一般取在8～30mm之間，不宜小于8mm，因此分流道長度取15mm。4.流道排列的原則

a盡可能使熔融塑料從主流道到各澆口的距離相等。b使型腔壓力中心盡可能與注射機的中心重合。

流道的布置要平衡，可以說自然平衡，如果自然沒法平衡的話需要人工平衡。4.4 澆口的設計

澆口：連接分流道和型腔的橋梁,是澆注系統中最薄弱最關鍵的環節。澆口作用：

1、熔料經狹小的澆口增速、增溫，利于填充型腔。

2、注射保壓補縮后澆口處首先凝固封閉型腔，減小塑件的變形和破裂。

3、狹小澆口便于澆道凝料與塑件分離，修整方便

澆口過小：易造成充填不足(短射)、收縮凹陷、熔接痕等外觀上的缺陷,且成型收縮會增大。

澆口過大：澆口周圍產生過剩的殘余應力,導致產品變形或破裂,且澆口的去除加工困難等。

綜合塑料使用的澆口類型與選用原則這次設計選用側澆口。澆口開在型芯一側，開模時澆口自動切斷。4.5冷料穴和拉料桿的設計

冷料穴的作用是容納澆注系統流道中的料流的前鋒冷料，以免這些冷料進入型腔，它還有便于在該處設置主流道拉料桿的功能，注射結束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流道凝料從從定模澆口套中被拉出，最后退出機構開始工作，將塑件和澆注系統凝料一起推出模外。

拉料桿的常用形式上Z字形結構，其典型的結構形式如圖4—3所示：

圖4—3 拉料桿的材料為T8，進行熱處理時頭部硬度為HRC50~55，配合部分粗糙度為Ra0.8um.13 4.4排氣系統的設計

排氣不良容易引起塑件燒焦，短射、填充不足、脫模不良、陰影、氣泡、色差、縮水、流紋、表面凹陷、不熔合等。

排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物料時，排除模腔內的空氣；二是排除物料在加熱過程中產生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠離澆口的部位，排氣槽的開設就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設，因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認為模腔內的排氣是充分的。

適當地開設排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時間。保壓時間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變為容易，從而提高生產效率，降低生產成本，降低機器的能量消耗。其設計往往主要靠實踐經驗，通過試模與修模再加以完善，此模我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。

第五章 成型零部件的結構設計

模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。

設計成型零件時，應根據塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。5.1 凹模的結構設計

凹模也就是所謂的型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按結構不同可分為整體式和組合式。

整體式凹模：其特點是牢固，不易變形，不會使塑件產生拼接線痕跡。但由于整體式型腔加工困難熱處理不方便，所以其常用于形狀簡單的中、小型模具上。

根據此次設計的要求與加工特點來看選用整體式凹模，其結構圖如5—1所示：

圖5—1 凹模的材料選40Cr，凹模熱處理硬度達到HRC40～50,表面需鍍硌和拋光處理，型腔表面的粗糙度為Ra0.2～0.1um，配合面需要達到0.8um。5.2 型芯結構的設計

型芯的結構形式也分整體式和組合式，由于肥皂盒的結構較簡單所以選用整體式結構，加工方便，簡化了結構。小型芯常單獨制造，再嵌入模板中，最簡單的是用過盈配合直接從模板上面壓入，但是要在型芯下部鉚接，主要是為了防止配合不緊密時被拔出的可能。

其基本結構如圖5—2所示:

圖5—2 型芯材料選40Cr，熱處理達到表面硬度為HRC45～50，型芯表面的粗糙度為0.1～0.25mm，配合面為0.8mm，型芯表面熱處理時需好進行鍍鉻、與拋光處理。5.3 成型零部件的工作尺寸的計算

所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構成型腔腔體的部位的尺寸，其直接對應塑件的形狀與尺寸。鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復雜，塑件本身精度也難以達到高精度，為了計算簡便。

塑件的公差規定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負值“??”，制品叫做腔尺寸公差取正值“??”，若制品上原有公差的標注方法與上不符，則應按以上規定進行轉換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計算，即取?5.4 型腔和型芯相關尺寸的計算

塑件成型后的收縮率與多種因素有關，通常按平均收縮率計算。

?。2 16 S?Smax?Smin2*100%參考 文獻PS的收縮率是0.6%～0.8%，它的平均收縮率是S=0.7%（1）型腔徑向尺寸的計算

因為塑件尺寸較小，精度級別高，δc可取△/6、取0.75。

3?z?根據公式 LM=?LS(1?S)???

4??0???δz可取△/3,此時，X基本尺寸/mm 公差值/mm 計算

3?z?124.74 1.48 LM =?L1S(1?S)???4?0 ?3?? =?124.74(1?0.7%)??1.48?4??0?0.38=124.50

?1.483??

3??84.6 1.2 LM =?L2S(1?S)???4?0???z

?0.43?? =?84.6(1?0.7%)??1.2?4??0?0.4=84.290

（2）型芯徑向尺寸的計算

3??ll(1?S)???=根據公式 M?S4????z

0基本尺寸/mm 公差值/mm 計算

3??lm=?d1S(1?S)???119.26 1.48 4???z ?0=?119.26(1?0.7%)?3?1.48?

??4???0.16=121.2050?0.16

3??79.4 1.2 lm=?d1S(1?S)???4???z?

00=?79.4(1?0.7%)?3?1.2???4???0.4 =80.860?0.4

3??lm=?d1S(1?S)??? 14.71 0.58 4???z?

00=?14.71(1?0.7%)?3?0.58? ?

4????0.19

=15.250?0.19

（3）型腔深度的尺寸計算

在計算型腔深度和型芯高度尺寸時，由于型腔的底面或型芯的端面磨損很小，所以可以不考慮磨損量。

2?z?HS(1?S)???根據公式 HM=?3??0?以下x為2/3

??0基本尺寸/mm 公差值/mm 計算

2?z?27.35 0.7 H1M=?H1S(1?S)???3??0?

??2??=?27.35(1?0.7%)??0.7?3??0?0.23=27.070

?0.23

18（4）型芯高度的尺寸計算

2??根據公式 ： hM=?hS(1?S)???

3???z?0基本尺寸/mm 公差值/mm 計算

2??24.65 0.7 hM=?hS(1?S)???3???z?

0=?24.65(1?0.7%)?2?0.7?

??3???0.23=25.290?0.23

（5）中心距的尺寸計算

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均為平均尺寸

Cm=(1+S)Cs 標注制造公差后得：Cm=(1+S)Cs?0?z 2基本尺寸/mm 公差值/mm 計算 0.58 Cm=(1+S)Cs??z2

=15(1+0.7%)?0.097 =15.105?0.097 5.5 矩形型腔側壁和底板厚度的確定

由于型腔壁厚計算比較麻煩，所以根據參考文獻可以得出，矩形型腔內壁短邊長為84mm，所以凹模壁厚范圍為13～14mm，模套壁厚S2是40～45mm，根據自己的設計來看，此次選用凹模厚度是13mm，模套壁厚是40mm。足以滿足設計。

第六章 結構零部件的設計

6.1 注射模架的選擇

模架是設計、制造塑料注射模的基礎部件，如圖6—1所示：

圖6—1模架模型

標準中規定，中小模架的周界尺寸范圍是<560mm×900mm，此次選用的模架周界尺寸為560mm×900mm。6.2導柱的設計

長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出 8—12 cm，以免出現導柱末導正方向而型芯先進入型腔的情況。

形狀 導柱前端應做成錐臺形，以使導柱能順利地進入導向孔。

材料 導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內芯，因此多采用20 鋼（經表面滲碳淬火處理），硬度為50—55HRC。如圖6-2所示；

圖6—2導柱結構

第七章 推出機構的設計

7.1 推出力的計算

對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力（Ft）

Ft=AP（ucosα-sinα）

式中 Ft——塑件脫模力 A——塑件包絡型芯的面積

P——塑件對型芯單位面積上的包緊力

u——塑件對鋼的摩擦系數，為0.1～0.3 α——脫模斜度，由此估算出脫模力為8000N 7.2 推桿的設計

①推桿的強度計算 查《塑料模設計手冊之二》由式5-97得

d——圓形推桿直徑cm φ——推桿長度系數≈0.7 l——推桿長度cm n——推桿數量

E——推桿材料的彈性模量N/cm2(鋼的彈性模量E=2.1×10 7N/ cm2)Q——總脫模力

取d=5mm ②推桿壓力校核 查《塑料模設計手冊》式5-98

推桿應力合格，硬度50～65HRC 7.3推出機構工作原理圖

如下圖7—1

圖7—1 1——推板 2——推桿固定板 3——墊塊 4——推桿 5——型芯 6——型腔 第八章 加熱、冷卻系統的設計及校核

本塑件在注射成型機時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設加熱系統。是否需要冷卻系統可作如下設計算計。

設定模具平均工作溫度為60℃，用常溫20℃ 的水作為模具冷卻介質，其出口溫度為30℃。8.1 冷卻回路的尺寸確定

1求塑件在硬化時每小時釋放的熱量Q1 查表得PS 的單位流量為 27×104 J/Kg 得Q1=WQ2=0.26×27×104 =7.02×104

需要設計冷卻回路 冷卻回路的孔直徑的確定

確定冷卻水孔的直徑時應注意，無論多大的模具，水孔的直徑不能大于14mm，否則冷卻水難以成為湍流狀態，以致降低熱交換效率。一般水孔的直徑可根據塑件的平均壁厚來確定。平均壁厚為2mm時，水孔直徑可取8～10mm，平均壁厚為2～4mm時，水孔直徑可取10～12mm，平均壁厚為4～6mm時，水孔直徑可取10～14mm。

此次設計，壁厚為2mm，所以選擇冷卻水孔的直徑為8mm，足以滿足設計 的需求。

8.3模具厚度的校核 根據所選注射機的種類： A模具的最大厚度=300mm B模具的最小厚度=200mm 模具設計時，應使模具的總高度位于注射機可安裝的最大模后與最小模后之間，模具厚度為=30+30+25+50+70=205mm，介于最大與最小之間，所以模具厚度滿足要求，注射機也滿足需求。

第九章 結論

本次塑料模具設計，全面考慮了塑料成型性能，模具結構特點，注射工藝參數，塑件表面粗糙度以及制造精度等，在理論分析和數據計算生產操作上論證該設計是合理可行的。并且，通過這次設計，我了解了注射模設計概況，熟悉了注射設備，基本掌握了注射成型的一般原理。

在設計和三維建模過程中也遇到了一些問題，通過對問題的探索與分析，最后得到圓滿解決，更另深刻的知道了模具設計各個階段的重要性和嚴謹性，達到了畢業設計的目的。

伴隨經濟建設，特別是汽車、機械、電子、日用制造等行業的飛速發展，對模具設計與制造的人才的需求與日俱增，模具設計制造，特別是注射模具的設計與制造將更為受到重視，并將會廣泛應用到各個領域中，飛速發展。

相信這次設計中獲得的經驗及處理問題的能力將會對今后的學習和工作有所啟示和幫助。

致 謝

經過半年的忙碌，本次畢業設計已經接近尾聲，在此次畢業設計過程中我也學到了許多了關于模具制造方面的知識，尤其對注射模具有了較全面的了解，對模具整個設計過程有了更深層次的認識。獨立設計能力有了很大的提高。在設計過程中我查閱了許多設計相關的資料尤其是國家標準，使我掌握了查閱國家標準的方法，這將對我以后從事設計工作帶來很大的幫助。設計中我還使用過AutoCAD和Pro/E等電腦軟件，使用這些軟件的能力也有很大的提高?？傊ㄟ^這次畢業設計，讓我在大學里所學的專業知識得以運用，使我的設計能力有了進一步的提高。

我的畢業設計從選題、研究方向的確定和方案的制定都是在徐老師精心指導和大力支持下完成的。他以其嚴謹求實的治學態度、高度的敬業精神、兢兢業業、孜孜以求的工作作風和大膽創新的進取精神對我產生重要影響。

另外，衷心感謝我的同窗同學們，你們不僅讓我感覺到了友情的力量，也讓我感覺到了生活的愉悅，通過相互討論學到的思維方式使我受益終生。

同時，我還要特別感謝專業老師對我的鼓勵和指導，他們為我完成這篇論文提供了巨大的幫助。在此我也衷心的感謝他們。

最后，衷心感謝在百忙之中抽出時間審閱本論文的專家、教授。由于本人知識水平有限，文中不免有不妥之處，敬請各位專家、教授不吝批評和指正。

參考文獻

[1]屈華昌主編.《塑料成型工藝與模具設計》.北京:高等教育出版社,2001

[2]《塑料模設計手冊》編寫組主編.《塑料模設計手冊》(第二版).北京:機械工業出版社,2002 [3]許發樾主編.《實用模具設計與制造手冊》.北京：機械工業出版社，2002 [4]吳兆祥主編.《模具材料及表面處理》.北京:機械出版社,2000 [5]馮炳堯，韓泰榮，將文森主編《模具設計與制造簡明手冊》.上海;科學技術出版社,2001

第四篇：肥皂盒注射模具設計

江西城市職業學院

應用科技學院

題 目： 肥皂盒注射模具設計 專 業： 機械制造與自動化 學生姓名： 祝順君 指導教師： 劉水壽

日 期： 2013年10月27日

摘 要

大學二年的在校學習已經結束，畢業設計是大學課程最后一個環節，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。在完成大學二年的課程學習和課程、頂崗實習，我熟練地掌握了機械制圖（Auto CAD）、機械設計、機械制造等專業基礎課和塑料成型與模具設計、模具材料與熱處理以及Pro/e、CAXA制造工程師計算機軟件等專業課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。

本課題是針對我們日常生活中常用的肥皂盒的注射模具模具設計，通過對塑件進行工藝分析及比較，最終設計出注射模。該課題從產品結構工藝性、具體模具結構出發，對模具的澆注系統、模具成型部分、頂出系統、冷卻系統、注塑機的選擇及有關參數的校核等做詳細介紹，并且簡單的編制了模具的制造加工工藝性。通過整個設計過程表明該模具能夠達到此塑件所要求的加工工藝。根據題目設計的主要任務是肥皂盒注塑模的設計。設計出一套注射模來生產肥皂盒塑件產品，以實現自動化提高生產。針對肥皂盒的具體結構，該模具是潛伏式澆口的（單）分型面注射模具。通過模具設計表明模具能達到肥皂盒的質量和加工工藝要求。

在設計過程中，我通過在圖書館借閱相關手冊和書籍，充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業設計。在設計中難免會遇到一定的困難，但通過指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師給予指正。

關鍵詞：注射模具 肥皂盒 設計

目 錄

..............................................................................................................................6 第一章

塑件成型工藝分析

1.1肥皂盒的結構設計................................................................................................................................6 1.2肥皂盒材料的選擇及成型工藝分析....................................................................................................6 1.2.1根據塑件的結構及使用要求，我選擇聚苯乙烯（PS）.........................................................6

..................................................................................................................................7 第二章

塑件工藝性分析

2.1分析塑件的結構工藝性........................................................................................................................7 2.2工藝性分析............................................................................................................................................7 2.3 注射機的選擇.......................................................................................................................................8 第三章

塑件在模具中的位置與澆注系統的設計..........................................................................................8 3.1 型腔數目的確定...................................................................................................................................8 3.2 型腔的分布...........................................................................................................................................9 3.3 分型面的選擇.....................................................................................................................................10 3.4 澆注系統的設計.................................................................................................................................10 3.4.1 澆注系統的組成及設計原則..................................................................................................11 3.4.2 主流道的設計..........................................................................................................................11 3.4.3 分流道的設計..........................................................................................................................12 3.4.4 澆口的設計..............................................................................................................................13 3.4.5 冷料穴和拉料桿的設計..........................................................................................................14 3.4.6 排氣系統的設計......................................................................................................................15

....................................................................................................................15 第四章

成型零部件的結構設計

4.1凹模的結構設計..................................................................................................................................16 4.2 型芯結構的設計.................................................................................................................................16 4.2.1主型芯的設計...........................................................................................................................16 4.2.2小型芯的設計...........................................................................................................................16 4.3成型零部件工作尺寸的計算..............................................................................................................17 4.3.1計算成型零部件工作尺寸要考慮的因素...............................................................................17 4.3.2成型零部件相關尺寸的計算...................................................................................................17

............................................................................................................................18 第五章

結構零部件的設計

5.1模架的選擇..........................................................................................................................................18 5.2支撐零部件的設計..............................................................................................................................19 5.2.1支撐板的設計...........................................................................................................................19 5.3合模導向機構的設計..........................................................................................................................19 5.3.1導向機構設計要點...................................................................................................................20 5.3.2導柱的設計...............................................................................................................................21 5.3.3導套的設計...............................................................................................................................21

................................................................................................................................22 第六章

推出機構的設計

6.1推出機構的設計原則..........................................................................................................................22 6.2推出機構的選擇..................................................................................................................................23 6.3推出力的計算......................................................................................................................................23 6.4推出機構的導向與復位......................................................................................................................24 6.4.1推出機構的導向.......................................................................................................................24

....................................................................................................................24 第七章

加熱、冷卻系統的設計

7.1冷卻回路尺寸的確定..........................................................................................................................24 7.2冷卻回路孔直徑的確定......................................................................................................................25 7.3冷卻回路的布置..................................................................................................................................25 7.4模具加熱系統的設計..........................................................................................................................25................................................................................................................................25 第八章

主要尺寸的校核

8.1注塑機相關參數的校核......................................................................................................................25 8.1.1注塑壓力的校核.......................................................................................................................25 8.1.2鎖模力的校核...........................................................................................................................26 8.1.3開模行程和塑件推出距離的校核...........................................................................................26 8.1.4模具與注塑機安裝部位相關尺寸的校核...............................................................................26 8.2模具厚度的校核..................................................................................................................................26 8.3注射模具工作原理裝配圖..................................................................................................................26................................................................................................................................................28 第九章

結束語

................................................................................................................................................28 參

考

文

獻

第一章 塑件成型工藝分析

1.1肥皂盒的結構設計

根據塑件的結構分析，本設計塑件的三維尺寸為100×70×25（㎜），壁厚為1㎜，外部圓角為R20㎜，底部與側壁圓角為R5㎜。其圖形如1—1所示：

1—1

肥皂盒在我們生活中極為普遍，幾乎每家都要用到。其結構也各種各樣。本次設計以使用方便為原則，設計出一套生產結構簡單，使用方便，使用壽命長的肥皂盒注射模具。

1.2肥皂盒材料的選擇及成型工藝分析

1.2.1根據塑件的結構及使用要求，我選擇聚苯乙烯（PS）。(1)、PS的概述

PS是一種無色、透明、質堅、性脆，似玻璃狀的非晶型塑料。其密度為1.04～1.07g/cm3,吸水率為0.02%～0.05%，PS制品能在潮濕環境下保持其強度和尺寸穩定性。在設計PS制品時應避免尖角、缺口。同時，壁厚差距不宜過大，應盡量均勻、一致，以減小應力開裂現象，耐熱性差。

PS的特點：

優點：PS價格低廉，透明性、剛性、著色性及模塑性好，吸濕性低。缺點：沖擊強度差，耐化學試劑和耐融試劑性不好。質硬而脆不耐沸水易燃燒。

（2）、PS的成型加工性能

①

流動性：熔融狀態下的表觀黏度隨溫度和剪切應力的增高而降低，因此在成型加工時，要降低熔融黏度以提高流動性。同時，避免樹脂在高溫下的熱、氧降解。

② 吸濕性：PS的吸濕性小，約為0.02%～0.05%。成型前可不干燥，為提高表面光澤，可先在70℃的溫度下預熱1～2h。

③ 收縮率及其變化范圍小，在0.4%～0.7%之間，有利于成型出尺寸精度較高，尺寸穩定性較好的制品。一般型腔脫模斜度為35′～1°30′，型芯脫模斜度為30′～1°。

④ 宜采用高料溫（108～215℃），高模溫（<70℃）及低注射壓力、延長注射時間，有利于減小內應力，防止縮孔和變形。

第二章 塑件工藝性分析

2.1分析塑件的結構工藝性

該塑件尺寸中等，整體結構較簡單，精度要求相對較低，再結合其材料性能，我選擇一般精度等級：五級。

塑件工藝參數：

成型時間：注射時間：0s~3s 模具溫度：20~60℃

保壓時間：15s~40s 噴嘴溫度：180~190℃

冷卻時間：15s~30s 保壓壓力：30~40Mp 總周期： 40s~90s 注射壓力：60~100Mpa選用70 Mpa 結論：由分析可確定為注射成型的模具。2.2工藝性分析

為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開設在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質量與美觀效果。2.3 注射機的選擇

注射機的選擇應考慮的因素很多，除了模具的結構、類型和一些基本參數和尺寸外，還有模具的型腔數、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機的有關性能參數密節相關，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關數據進行較核，并通過較核來設計模具與選擇注射機型號。

按圖1—1塑件所示尺寸近似計 塑件質量：M≈26g 塑件體積：M≈24.7㎝3

根據塑件的結構及尺寸，我初選的注射機為國產注射機XS-ZY-125臥式注射機。該注射機參數為：

額定注射量：125㎝3 螺桿直徑：42㎜ 注射壓力：120Mp 鎖模力:900KN 注射時間：1.6s 最大成型面積：320㎝2 模具最大厚度：300㎜ 模具最小厚度：200㎜ 注射方式：螺桿式 最大開合模行程：300㎜ 拉桿空間：260×290㎜ 定位圈尺寸：?100㎜ 中心距：230㎜ 動、定模固定板：428×458㎜ 噴嘴球半徑：18㎜ 噴嘴口直徑：4㎜ 頂出形式：兩側設有頂桿

第三章 塑件在模具中的位置與澆注系統的設計

3.1 型腔數目的確定

與多型腔模具比較，單型腔模具具有塑件形狀和尺寸一致性好、成型工藝條件易控制、模具結構簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期時間短等特點。但是，在大批量生產的情況下，多型腔應為更適合的形式，它可以提高生產效率，降低塑件的整體成本。

根據注射機的額定鎖模力來確定型腔的數目, n≤(Fp-pA1)/pA 式中

Fp…………注射機的額定鎖模力，N;900KN P…………塑料熔體在型腔中的成型壓力，MPa;70 A1…………澆注系統在分型面上的投影與型腔不重疊部分的面積，㎜2；164 A…………單個塑件在分型面上的投影，㎜2。5706 n≤(900000-70×164)/70×5706 n≤2.21 根據以上計算，我確定選用一模兩腔制。3.2 型腔的分布

對于多型腔模具由于型腔的排布與澆注系統密切相關，所以在模具設計時應綜合加以考慮。型腔的排布應使每個型腔都能通過澆注系統從總壓力中均等地分得所需的足夠壓力，以保證塑料熔體能同時均勻地填充每個型腔，從而使各個型腔內的塑件質量均一穩定。多型腔模具的型腔在模具分型面上的排布形式有兩種，即平衡式排布和非平衡式排布。本設計為一模兩腔制。所以，型腔的分布如下圖3—1：

3—1 3.3 分型面的選擇

分型面是決定模具結構形式的一個重要因素，它與模具的整體結構、澆注系統的設計塑件的脫模和模具的制造工藝等有關，因此分型面的選擇是注射模具設計的一個關鍵步驟。

分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質量、便于塑件脫模及簡化模具的結構，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較具體可以從以下方面進行選擇。

分型面的選擇原則：

① 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。② 分型面的選擇應有利于塑件順利脫模 ③ 分型面的選擇應保證塑件的精度要求 ④ 分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求 ⑤ 分型面的選擇應便于模具的加工制造 ⑥ 分型面的選擇應便于排氣

除了以上這些基本因素外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上投影面積的大小以避免接近或超過所選用注射機的最大注射面積而可能產生溢流現象。

3—2

3.4 澆注系統的設計

澆注系統可分為普通澆注系統和熱流道澆注系統兩大類。澆注系統控制著塑件成型過程中充模和補料兩個重要階段，對塑件質量關系極大。澆注系統是指從注塑機噴嘴進入模具開始，到型腔入口為止的那一段流道。

3.4.1 澆注系統的組成及設計原則

澆注系統由：主流道、分流道、澆口、冷料穴組成。澆注系統的設計原則 ① 了解塑料的成型性能 ② 盡量避免或減少產生熔接痕 ③ 有利于型腔氣體的排出 ④ 防止型芯變形和嵌件位移 ⑤ 盡量采用較短的流程充滿型腔 ⑥ 流動距離比和流動面積比的校核 3.4.2 主流道的設計

主流道是指澆注系統中從注射噴嘴與模具接觸處道分流道為止的塑料熔體的流動通道。他的形狀與尺寸對塑料熔體流動速度和沖模時間有較大影響，因此必須使熔體的溫度降低和壓力損失最小。

主流道的設計要點：主流道通常垂直于分型面設計在模具的澆口套中，呈圓錐形，錐角一般為2°～6°，以便于凝料從澆口套中拔出。小端直徑比注射機噴嘴直徑大0.5～1㎜。由于其小端前面是球面，其深度為3～5㎜。主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1～2㎜。流道面粗糙度為Ra≤0.8μm。

3—3 澆口套的制造： 澆口套一般采用碳素工具鋼（T8A、T10A）制造，熱處理淬火硬度35～57HRC。澆口套與模板之間的配合采用H7/m6過渡配合，澆口套與定位圈采用H9/f9配合。定位圈外徑比注射機模板上的定位孔直徑小0.2㎜以下。

主流道凝料體積

V主=（л/4）d2L=(3.14/4)×[(7.1+4)/2]×2×30=259.05㎜3≈0.26㎝3

3.4.3 分流道的設計

分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。其作用是改變熔體流向，使其以平穩的流態均衡地分配到各個型腔。設計時應注意盡量減少流動過程中的熱量與壓力的損失。

① 分流道的形狀與尺寸 分流道開設在動定模分型面的兩側或任意一側，其截面形狀應盡量使其比表面積（流道表面積與其體積之比）小。常用分流道截面形狀有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形。

分流道截面尺寸視塑料品種、塑件尺寸、成型工藝條件及流道長度等因素來確定。

② 分流道的長度 根據型腔在分型面上的排布情況，分流道可分為一次分流道、二次分流道等。分流道的長度要盡可能短，且少彎折，以減少熱量與壓力的損失，節約塑料材料和降低耗能。

③ 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻只有內部的熔體流動狀態比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不能太低，一般Ra取1.6μm。

④ 分流道在分型面上的布置形式 分流道在分型面上的布置形式與型腔在分型面上的布置形式密切相關。其應遵循兩個原則：一是排列盡量緊湊，以縮小模板尺寸；二是流程盡量短，對稱分布使脹模力的中心與注射機鎖模力的中心一致。

3—4

3.4.4 澆口的設計

澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道，其設計與位置的選擇是否恰當，直徑關系到塑件能否完好、高質量的注射成型。

本設計中，我選擇矩形側澆口澆口。該澆口在國外被稱為標準澆口，位于模具的分型面上。塑料熔體從內側或外側注入型腔，其截面多為矩形。改變澆口的寬度和厚度可以調節熔體的剪切速率及澆口的凍結時間。該接口因加工和修整方便而被廣泛應用，普遍應用于中小型塑件的多型腔模具中，且對各種塑料的成型適應性較強。

由于該澆口截面小，減少了澆注系統塑料的消耗量，同時去除澆口容易，且不留明顯痕跡。但這種澆口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不利。

1）澆口位置的選擇

澆口的形式很多，但無論采用哪種形式，其開設的位置對塑件的成型性能及成型質量影響都很大。因此，合理開設澆口位置是提高塑件成型質量的一個重要環節。選擇澆口位置時，需要根據塑件的結構與工藝特征、成型質量要求，并分析塑件原材料的工藝特性與塑料熔體在模具內的流動狀態、成型的工藝條件進行綜合考慮。

澆口位置的設計原則： ① 盡量縮短熔體的流動距離 ② 避免熔體破裂現象引起的塑件缺陷 ③ 澆口應設在塑件的壁厚處 ④ 考慮分子定向影響 ⑤ 減少熔接痕提高熔接強度

此外，澆口位置的選擇還應注意到實際塑件型腔的排氣問題、塑件外觀的質量問題等。

2）澆口尺寸的計算

參考《塑料成型工藝與模具設計》5.2.4澆口的設計（P119）可知，對于中小型塑件側向進料的側澆口。一般寬度b=1.5～5.0㎜，厚度t=0.5～2.0㎜.所以，我取b為3.0㎜，t為1.0㎜。

3.4.5 冷料穴和拉料桿的設計

冷料穴的作用：容納澆注系統流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體沖模速度，又影響成型塑件的質量。冷料穴除以上作用外，還有便于在該處設置主流道拉桿的作用。

拉料桿的設計：

拉料桿的作用：注射結束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流道中的凝料從定模澆口套中被拉出。最后推出機構開始工作，將塑件和澆注系統中的凝料一起推出模外。

主流道拉料桿有兩種基本形式，一種是推桿形式的拉料桿，其固定在推桿固定板上。另一種是僅適用于推件板脫模的拉料桿。因此，我選擇推桿是球字形的拉料桿。

3—6

3.4.6 排氣系統的設計

排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物料時，排除模腔內的空氣；二是排除物料在加熱過程中產生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠離澆口的部位，排氣槽的開設就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設，因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認為模腔內的排氣是充分的。

適當地開設排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時間。保壓時間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變為容易，從而提高生產效率，降低生產成本，降低機器的能量消耗。其設計往往主要靠實踐經驗，通過試模與修模再加以完善，此模我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。

第四章 成型零部件的結構設計

模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。

設計成型零件時，應根據塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。4.1凹模的結構設計

凹模也就是所謂的型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按結構不同可分為整體式和組合式。

根據此次設計的要求和加工特點來看，我選擇整體式凹模，其優點為：結構牢固，不易變形，不會產生塑件拼接線痕跡。缺點：加工困難，熱處理不方便。所以其常用于形狀簡單的中小模具上。4.2 型芯結構的設計

成型塑件內表面的零件稱為型芯或凸模，其類型有主型芯、小型芯、螺紋型芯、和螺紋型環等。本設計塑件有小孔，所以需設計主型芯和小型芯。

4.2.1主型芯的設計

主型芯按結構形式可分為整體式和組合式兩種。整體式主型芯結構牢固，但不便加工，消耗的模具鋼多，主要用于工藝試驗或小型模具上形狀簡單的型芯；組合式型芯往往用于形狀復雜的型芯。鑒于本設計塑件結構簡單，我采用整體式主型芯。

4.2.2小型芯的設計

小型芯是用來成型塑件上的小孔或槽。小型芯單獨制造后，再嵌入模板中。本設計中，肥皂盒底部有十個長形漏水孔，由于塑件的精度要求較低。因此，不再進行小型芯的設計。而是直接設在主型芯上。4.3成型零部件工作尺寸的計算

4.3.1計算成型零部件工作尺寸要考慮的因素（1）塑件的平均收縮率

S＝(Smin＋Smax)／2 ＝(0.4%＋0.7%)／2 ＝0.55%（2）模具成型零件的制造誤差

模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。一般模具成型零件的制造精度取塑件公差值的1／3。（3）成型零件的磨損

實踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的1／6。（4）模具安裝配合誤差

4.3.2成型零部件相關尺寸的計算

（1）型腔徑向尺寸的計算

根據公式：Lm=[LS（1+S）－3Δ/4] δz0 Lm1=[LS1（1+S）－3Δ/4] δz0 =[100×(1+0.55%)-3×0.015/4] 0.3750 =100.5390.3750 Lm2=[LS2（1+S）－3Δ/4] δz0 =[104×(1+0.55%)-3×0.015/4] 0.3750 =104.5610.3750 Lm3=[LS3（1+S）－3Δ/4] δz0 =[70×(1+0.55%)-3×0.015/4] 0.3250 =70.3740.3250 Lm4=[LS4（1+S）－3Δ/4] δz0 =[74×(1+0.55%)-3×0.015/4] 0.3250 =74.3960.3250 Lm5=[LS5（1+S）－3Δ/4] δz0 =[20×(1+0.55%)-3×0.015/4] 0.3250 =20.0990.3250

（2）型芯徑向尺寸的計算

根據公式lm=[lS（1+S）+3Δ/4] 0-δz得 lm1=[lS1（1+S）+3Δ/4] 0-δz =[98×(1+0.55%)+3×0.015/4] 0-0.375 =98.5500-0.375

lm2=[lS2（1+S）+3Δ/4] 0-δz =[68×(1+0.55%)+3×0.015/4] 0-0.325

0

=68.385-0.325 lm3=[lS3（1+S）+3Δ/4] 0-δz =[5×(1+0.55%)+3×0.015/4] 0-0.325

0

=5.038-0.325

（3）型腔深度尺寸的計算

δ

（Hm）+0δz=[ HS(1+S)－xΔ] 0z

=[25×(1+0.55%)－0.009×2/3] 00.375

=25.13100.375

（4）型芯高度尺寸的計算

(hm)0_δz=[ hS(1+S)＋xΔ] _δ0z

0 _

=[25×(1+0.55%)＋0.009×2/3]0.325

0 _

=25.1430.325（5）中心距尺寸的計算 Cm=(1＋S)Cs =（1＋0.55%）×68 =68.374 第五章 結構零部件的設計

5.1模架的選擇

模架設計、制造塑料注射模的基礎部件。我國已于1998年完成《塑料注射模中小型模架》、《塑料注射模大型模架》等國家標準，因此，為了簡化設計步驟，縮短設計周期，便于模具的維修和結構零部件的更換，我選用標準模架。

標準模架的選擇要點 在模具設計時，應根據塑件圖樣及技術要求，分析、計算、確定塑件形狀類型、尺寸范圍、壁厚、孔形及孔位，尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制定塑件成型工藝，確定進料口位置、塑件重量以及型腔數，并選定注射機的型號和規格等等。選用標準模架的要點如下：

① 模架厚度H和注射機的閉合距離L 對于不同型號及規格的注射機，不同結構形式的鎖模機構具有不同的閉合距離。模具厚度與閉合距離的關系為：

Lmax≤H≤Lmin 式中 H…………模架厚度;Lmax…………注射機最大閉合距離;Lmin…………注射機最小閉合距離.所以，由所選注射機得模架厚度的范圍為200～300㎜。

② 開模行程與定、動模分開的間距與推出塑件所需行程之間的尺寸關系 設計時須計算確定，在取出塑件時的注射機開模行程應大于取出塑件所需的動、定模分開的距離，而模具推出塑件距離須小于頂出液壓缸的額定頂出行程。

③ 選用的模架在注射機上的安裝 安裝時需注意：模架外形尺寸不應受注射機拉桿間距的影響；定位孔徑與定位環尺寸需配合良好；注射機推出桿孔的位置和頂出行程是否合適；噴嘴孔徑和球面半徑是否與模具的澆口套孔徑和凹球面尺寸相配合；模架安裝孔的位置和孔徑與注射機的移動模板上的相應螺孔相配。

④ 選用模架應符合塑件及其成型工藝的技術要求 為保證塑件質量和模架的使用性能及可靠性，需對模架組合零件的力學性能，特別是它們的強度和剛度進行準確地計算和校核，以確定動、定模及支撐板的長、寬、高尺寸，從而正確地選定模架的規格。5.2支撐零部件的設計

用于防止成型零部件及各部分機構在成型壓力作用下發生變形超差現象的零部件稱為支撐零部件。支撐零部件主要有支撐板、墊板、支撐塊、支撐板支撐柱等。

5.2.1支撐板的設計

支撐板又稱動模墊板是墊在動模型腔下面的一塊平板，其作用是承受成型時塑料熔體對動模型腔或型芯的作用力，以防止型腔底部產生過大的變形和防止型芯脫出型芯固定板。

支撐板的設計要點：支撐板應具有較高的平行度和必要的硬度和強度，應結合動模成型部分受力狀況進行厚度計算。

因我選用標準模架，所以支撐零部件也選用標準件，不需再設計。5.3合模導向機構的設計

合模導向機構是保證動、定 模合模時，正確定位和導向的零件。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。本設計采用導柱導向。導向機構有以下作用：

① 定位作用 模具閉合后，保證動、定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精度。

② 導向作用 合模時，首先是導向零件接觸，引導動、定模準確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件的損壞。

③承受一定的側向壓力 塑料熔體在充形過程中可能產生單向側向壓力，此時導柱將承受一定的側向壓力，以保證模具的正常工作。

5.3.1導向機構設計要點

① 小型模具一般只設置兩根導柱，當其元合模方位要求，采用等徑且對稱布置的方法，若有合模方位要求時，則應采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布置的形式。大中型模具常設置三個或四個導柱，采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布置的形式。

② 直導套常應用于簡單模具或模板較薄的模具；Ⅰ型帶頭導套主要應用于復雜模具或大、中型模具的動定模導向中；Ⅱ型帶頭導套主要應用于推出機構的導向中。

③ 導向零件應合理分布在模具的周圍或靠近邊緣部位；導柱中心到模板邊緣的距離δ一般取導柱固定端的直徑的1～1.5倍；其設置位置可參見標準模架系列。

④ 導柱常固定在方便脫模取件的模具部分；但針對某些特殊的要求，如塑件在動模側依靠推件板脫模，為了對推件板起到導向與支承作用，而在動模側設置導柱。

⑤ 為了確保合模的分型面良好貼合，導柱與導套在分型面處應設置承屑槽；一般都是削去一個面，或在導套的孔口倒角，⑥ 導柱工作部分的長度應比型芯端面的高度高出6～8mm，以確保其導向作用。

⑦ 應確保各導柱、導套及導向孔的軸線平行，以及同軸度要求，否則將影響合模的準確性，甚至損壞導向零件。

⑧ 導柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度時可采用H8/f8或H9/f9）；導柱固定部分的配合精度采用H7/k6（或H7/m6）。導套與安裝之間一般用H7/m6的過渡配合，再用側向螺釘防止其被拔出。

⑨ 對于生產批量小、精度要求不高的模具，導柱可直接與模板上加工的導向孔配合。通常導向孔應做志通孔；如果型腔板特厚，導向孔做成盲孔時，則應在盲孔側壁增設通氣孔，或在導柱柱身、導向孔開口端磨出排氣槽；導向孔導滑面的長度與表面粗糙度可根據同等規格的導套尺寸來取，長度超出部分應擴徑以縮短滑配面。

5.3.2導柱的設計 導柱的結構形式如圖

導柱結構的技術要求：

① 長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出8～12㎜，以免出現導柱未導正方向而型芯先進入型腔的情況。

② 形狀 導柱前端應做成錐臺形，以使導柱能順利地進入導向孔。③ 材料 導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內芯，因此多采用20鋼（經表面滲碳淬火處理）或者T10、T8（經淬火處理），硬度為50～55HRC。導柱固定部分的表面粗糙度為Ra=0.8μm。導向部分的表面粗糙度為Ra=0.8～0.4μm。

④ 數量及分布 導柱應合理的分布在模具分型面的四周，導柱中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強度（導柱中心到模具邊緣的距離通常為導柱直徑的1.5倍）。導柱的布置采用等直徑不對稱分布。

⑤ 配合精度 導柱固定端與模板之間采用H7/m6的過渡配合導柱的導向部分采用H8/f7的間隙配合。

5.3.3導套的設計

因本設計模具結構較簡單，我選用直導套。該導套結構簡單，加工方便。導套的結構和技術要求

① 形狀 導套前端要進行倒圓角，且做成通孔。若做成盲孔，應開排氣孔或排氣槽。

② 材料 可用與導柱相同的材料，其硬度略低于導柱的硬度，以減輕磨損，防止導柱或導套拉毛。

③ 固定形式及配合精度 與模板采用H7/r6配合，用止動螺釘緊固。

第六章 推出機構的設計

塑件的推出是注射成型過程中的最后一個環節，推出質量的好壞將最后決定制品的質量，因此，制品的推出是不可忽視的。推出機構一般由推出、復位和導向三大部件組成。6.1推出機構的設計原則

① 設計推出機構時應盡量使塑件留于動模一側 由于推出機構的動作是通過裝在注射機合模機構上的頂桿來驅動的，所以一般情況下，推出機構設在動模一側。正因如此，在分型面設計時應盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側。

② 塑件在推出過程中不發生變形和損壞 為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。

③ 不損壞塑件的外觀質量 推出塑件的位置應盡量設在塑件內部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質量。

④ 合模時應使推出機構正確復位 設計推出機構時，還必須考慮合模時機構的正確復位，并保證不與其他模具零件相干涉。推出機構的種類按動力來源可分為手動推出，機動推出，液壓氣動推出機構。

⑤ 推出機構應動作可靠 推出機構應使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。6.2推出機構的選擇

推出機構按模具的結構特征可分為一次推出機構、定模推出機構、二次推出機構、澆注系統推出機構、帶螺紋的推出機構等，經過分析本設計塑件結構特征，我選用一次推出機構。為了成型出外觀完美的制件，我選擇推件板推出機構。

推件板推出機構是由一塊與凸模按一定配合精度相配合的模板和推桿組成。隨著推出機構開始工作，推桿推動推件板，推件板從制件的端面將其從型芯上推出。因此，推出力的作用面積大而均勻，推出平穩，塑件上沒有推出痕跡。

推件板的設計要點

① 推件板與型芯應呈3°~10°的推面配合，以減少遠動摩擦，并起輔助定位以防止推件板偏心而溢料；推件板與型芯側壁之間應有0.20~0.25mm的間隙，以防止兩者間的擦傷而或卡死，推件板與型芯間的配合間隙以不產生塑料溢料為準，塑料的最大溢料間隙可查表，推件板與型芯相配合的表面粗糙度可以取Ra0.8~0.4μm。

② 推件板可用經調質處理的45鋼制造，對要求比較高的模具，也可以采用T8或T10等材料，并淬硬到53~55HRC，有時也可以在推件板上鑲淬火襯套以延長壽命。

③ 當用推件板脫出元通孔的大型深腔殼體類塑件時，應在型芯上增設一個進氣裝置，以避免塑件脫模時在型芯與塑件間形成真空。

④ 推件板復位后，在推板與動模座板間應留有為保護模具的2~3mm空隙。6.3推出力的計算

查資料得推出力的計算公式： Ft=Ap(μcosα-sinα)式中： A…………塑件包絡型芯的面積，通過AutoCAD面域計算，本設計塑件包絡型芯的面積為13330㎜2。

P…………塑件對型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，模外冷卻的塑件，p取2.4×107～3.9×107Pa；模內冷卻的塑件，取0.8×107～1.2×107Pa。本設計中我取1.0×107Pa。

μ………… 塑件對鋼的摩擦系數，一般取0.1～0.3，本設計中我取0.2。

α………… 脫模斜度。本設計型芯脫模斜度為1°。因此，本設計推出力通過上述公式計算約為2.4×1010Pa 6.4推出機構的導向與復位

推出機構在注射模工作時，每開合模一次，就往復運動一次，除了推桿和復位桿與模板的滑動配合外其余部分均處于浮動狀態。推桿固定板與推桿的重量不應作用在推桿上而應該由導向零件來支撐。另外，考慮到推出機構往復運動的靈活和平穩，必須設計推出機構的導向裝置。推出機構在開模推出塑件后，為下一次的注射成型，還必須使推出機構復位。

6.4.1推出機構的導向

推出機構的導向裝置通常由推板導柱和推板導套組成。對于簡單的小型模具，也可由推板導柱直接與推桿固定板上的孔組成。

第七章 加熱、冷卻系統的設計

7.1冷卻回路尺寸的確定

在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質量如收縮率、翹曲變形、耐應力開裂性和表面質量等，并且對生產效率起到決定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求不盡相同，因此，對模具冷卻系統的設計及優化分析在一定程度上決定了塑件的質量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質量，而模具溫度的高低取決于塑料結晶性，塑件尺寸與結構、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設計，冷卻介質的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環交互作用等。7.2冷卻回路孔直徑的確定

因本設計塑件為薄壁、質量輕的制品，所以我設計冷卻孔徑為10㎜雙孔冷卻水道。

7.3冷卻回路的布置

設置冷卻效果良好的冷卻水回路的模具是縮短成型周期、提高生產效率最有效的方法，也是成型出高質量塑件的重要因素。設置冷卻回路，應注意以下幾點：

① 冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大，以使型腔表面的溫度趨于均勻，防止塑件不均勻收縮和產生殘余應力。

② 冷卻水道離模具型腔表面的距離一般為10～15㎜。

③ 冷卻水道出入口的布置應注意兩個問題，即澆口處加強冷卻和冷卻水道的出入口溫差應盡量小。

④ 冷卻水道應沿著塑料收縮方向設置。

⑤ 冷卻水道的布置應避開塑件易產生熔接痕的部位。而且各連接處應保持密封，防止冷卻水外泄。7.4模具加熱系統的設計

因PS要求的熔融溫度約為200℃。而且流動性能為中性，同時在注射時模具溫度要求在50℃——70℃之間，所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。由于電加熱清潔、結構簡單、可調節范圍大，所以我選擇該模具的加熱方式為應用電加熱。

第八章 主要尺寸的校核

8.1注塑機相關參數的校核 8.1.1注塑壓力的校核

經查《塑料成型工藝與模具設計》表3-1,塑料聚苯乙烯(PS)成型所需的注射壓力為70～120Mpa，而初選的XS-ZY-125的注塑機的額定注射壓力為120Mpa，因此注射機的最大注射壓力能夠滿足該塑件的成型需求。8.1.2鎖模力的校核

注射成型時，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現溢漏現象，應使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力，即：

(nA1 + A2)p ﹤ F 因此有（2×5706+176）×1.0×107Pa﹤900KN 所以 115.88 KN﹤900KN,設計合理。8.1.3開模行程和塑件推出距離的校核

開模行程s（合模行程）指模具開合過程中動模固定板的移動距離。注射機的最大開模行程與模具厚度無關，對于單分型面注射模：

Smax ≥ s = H1 + H2 + 5～10mm 式中 H1——摧出距離（脫模距離）（mm）；49 H2——包括澆注系統凝料在內的塑件高度（mm）。85 開模距離H1 = 20 包括澆注系統凝料在內的塑件高度取 H2 = 40 余量取 10 則有：

Smax ≥ s = 49+85+10 =144 我所選注塑機最大開合模行程為300 mm。因此，符合要求。8.1.4模具與注塑機安裝部位相關尺寸的校核 我所選模架為標準模架。因此，符合要求。8.2模具厚度的校核

我所選模架厚度為260.5mm。很明顯，符合要求。8.3注射模具工作原理裝配圖 見下頁。

結束語

畢業設計就這樣在自己忙碌的工作中結束了，通過這次設計，使我認清了自己的實力，自己懂得的理論知識還很少，在實際設計中要把很多知識串聯起來，同時也遇到了不少難題，有時候我真的不知道該如何往下做，也都是通過查資料、請教老師、工廠的師傅，才得以解決。通過這次設計，我對模具的認識有了一個質的飛躍。使我對塑料模具設計的各種成型方法，成型零件的設計，成型零件的加工工藝（如線切割、電火花加工、CNC 電腦數控加工），主要工藝參數的計算，模具的總體結構設計及零部件的設計等都有了進一步的理解和掌握。模具在當今社會生活中運用得非常廣泛，掌握模具的設計方法對我們以后的工作和發展有著十分重要的意義。

從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經過三個多月的努力，我相信這次畢業設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業奠定堅實的基礎。

至此，感謝學校領導、感謝各位老師對我的諄諄教導，讓我充實度過了在這的大學生活。

參 考 文 獻

[1] 溫志遠 主編·塑料成型工藝及設備（第一版）。北京：北京理工大學出版社。2007 [2] 屈華昌 主編·塑料成型工藝與模具設計（第二版）。北京：高等教育出版社。2007 [3]編寫組·《塑料模設計手冊》塑料模設計手冊。機械工業出版社。1994 [4] 賈潤禮，程志遠·《實用注塑模設計手冊》。中國輕工業出版社。2000

第五篇：【畢業設計】塑料肥皂盒的注射模具設計 四

【畢業設計】塑料肥皂盒的注射模具設計 四

摘要 本注射模具設計為一塑料肥皂盒的注射模具設計塑件結構比較簡單塑件

質量要求是不允許有裂紋、變形缺陷。

本設計從分型面設計開始進行了澆注系統、冷卻系統、成型零件、模架的

設計并進行了必要的校核。同時并簡單的編制了模具的加工工藝。根據題目設

計的主要任務是肥皂盒注塑模具的設計。也就是設計一副注塑模具來生產肥皂盒

塑件產品以實現自動化提高產量。針對肥皂盒的具體結構該模具是側澆口的

單分型面注射模具。通過模具設計表明該模具能達到盒蓋的質量和加工工藝要

求。

關鍵詞Pro ENGINEER、注射模、澆注系統、冷卻系統、模架。Abstract This is a plastic injection mold design and injection mold design comb，plastic parts relatively simple plastic parts quality requirements is not

permitted crack, deformation defects.The design started from the sub-surface design, were pouring system，cooling system, molded parts, mold design, and carry out the necessary

checking.at the same time And a simple preparation of the mold of the

process.According to the design of the subject's main task is to set fruit

injection mold design.Design is an injection mold to produce scop lid

pieces of plastic products in order to achieve automation to increase

output.For the specific structure of the fruit plate, the die is the point

of the one type injection mold surface.Through the die design that the

lid of the mold to achieve the quality and processing requirements.Keywords: Pro ENGINEER, injection mold, injection system, cooling

system, mold.www.tmdps.cn 2 緒

論 模具制造是國家經濟建設中的一項重要產業振興和發展我國的模具工業

日益受到人們的重視和關注?！澳＞呤枪I生產的基礎工藝裝備”也已經成為廣

大業內人士的共識。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產

品中60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低消耗是其它加工制造方法所不能比擬的。

模具又是“效益放大器”用模具生產的最終產品的價值往往是模具自身價值 的幾十倍、上百倍。模具工業是制造業中的一項基礎產業是技術成果轉化的基

礎同時本身又是高新技術產業的重要領域。

一 課題背景

改革開放以來我國模具工業發展迅猛。1996至2001年間我國模具工業 的產值年平均增長14%左右。目前全國共有模具生產廠點1.7萬個從業人員

50多萬人。2001年全國模具工業總產值達300億元人民幣我國模具年產值已 位居世界第四。

我國模具工業的技術水平近年來也取得了

長足的進步。大型、精密、復雜、高效和長壽命模具上了一個新臺階。大型復雜沖模以汽車覆蓋件模具為代表已

能生產部分新型轎車的覆蓋件模具。體現高水平制造技術的多工位級進模的覆蓋

面已從電機、電器鐵芯片模具擴展到接插件、電子槍零件、空調器散熱片等

家電零件模具。在大型塑料模具方面已能生產48英寸電視的塑殼模具、6.5K

g大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠、整體儀表板等模具。其他類型 的模具例如子午線輪胎活絡模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出模等也都達

到了較高的水平并可替代進口模具。但是我國模具工業無論是在數量還是質

量上與工業發達國家存在著很大的差距滿足不了工業發展的需要目前國內

市場的滿足率僅在70%左右。

我國大部分模具是企業自產自用真正作為商品流通的模具僅占1/3。所產

模具基本上以中低檔為主一些大型、精密、復雜和長壽命的高檔模具在技術

上無法與發達國家相比生產能力也遠遠不能滿足國民經濟發展的需要。近五年www.tmdps.cn 3 來我國平均每年進口模具8.14億美元2001年進口模具11.12億美元(出口 模具僅1.88億美元)這還不包括隨進口設備和生產線作為附件帶來的模具。根

據海關統計近幾年進出口相抵我國已成為世界上最大的模具進口國。

二 課題設計的目的和意義

目的肥皂盒在我們的生活中非常的普遍幾乎每家都要用到。市場上也有

各種各樣的肥皂盒形狀各異有些是把肥皂盒做成水果造型有些是動植物造

型來吸引顧客的目光以引發人們的購買欲。

意義此次設計的肥皂盒的結構較簡單主要是在肥皂盒的底部打孔這樣可以

讓積累在里面的水自然流出省去人工進行操作了。

www.tmdps.cn 4 第一章

塑料成型工藝基礎 1.1肥皂盒的造型設計

其圖形如圖1—1與1—2所示

圖1—1肥皂盒工程圖

圖1—2肥皂盒三維圖

1.2肥皂盒塑料PS的結構與工藝特性

1聚苯乙烯的流動性

聚苯乙烯是有苯乙烯的單體聚合而成的高聚物屬于無定型塑料具有良

好的透明性、耐熱、耐光以及良好的電絕緣性能加工流動性好。

聚苯乙烯的流動性好容易成型由于聚苯乙烯熔體粘度對剪切速率和溫

度都比較敏感所以在注射中無論是增大注射壓力或升高機筒溫度都會使熔體

粘度下降均可達到改善聚苯乙烯熔體流動性的目的其中提高機筒溫度效果更

明顯。制品壁厚對流動性也有一定的影響PS熔體的最大流動長

度與壁厚之比

為2001所以壁厚一般在1.04.0之間選取。

2聚苯乙烯的成型流動收縮性

PS為非結晶型聚合物成型收縮率較低通常為0.5%0.8%提高注射壓www.tmdps.cn 5 力對降低成型收縮率是有利的但注射速度不宜過高否則模腔內的空氣難以及

時排出還會使制件表面不光滑透明度低沖擊強度降下降同時較大的剪切

力還會導致制品的內應力增加因此對聚苯乙烯來說在不發生波紋、熔接痕等缺

陷的前提下應盡可能采用較低的注射速度。

3聚苯乙烯的工藝特性

聚苯乙烯的著色性能優良能染成各種鮮艷的色彩。聚苯乙烯能耐堿、硫

酸、磷酸、10%30%的鹽酸、稀醋酸及其他有機酸但不能耐硝酸及氧化劑的作

用對誰、汽油、植物油及各種鹽溶液也有足夠的耐蝕能力。它是無色無味無毒 的第三大塑料品種。它的吸水性較好所以加工前不需要干燥處理。

1.3 注射成型原理及工藝特性

注塑模亦稱注射模其成型原理是將塑料從注塑機的料斗送進加熱的料筒

中經過加熱熔化呈流動狀態后在柱塞和螺桿的推動下熔融塑料被壓縮并向

前移動進而通過料筒前的噴嘴以很快的速度注入溫度較低的閉合模腔之中充

滿型腔的熔料在受壓的情況下經冷卻固化后即可保持模具腔所賦予的形狀然

后開模分型獲得成型塑件。這樣在操作上完成了一個周期的生產過程。通常一

個成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等時間的長短取決于塑件的大小、形狀和厚度、模具的結構、注射機的類型及塑料的品種和成型工藝條件等因素。

注射成型是熱塑性材料成型的一種重要方法它具有成型周期短、能一次成型形

狀復雜的、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件。注射成型的生產率高、易實現生產自動化。注射成型的缺點是所用的注射設備價格高注射模具的結構

復雜生產成本高生產周期長不適合于單件小批量的生產除了熱塑性塑料

外一些流動好的熱固性塑料也可用注射方法成型其原因是這種方法生產率高

產品質量穩定。

www.tmdps.cn 6 第二章 塑件工藝性分析 2.1 分析塑件的結構工藝性

1外形尺寸

該塑件壁厚為2mm塑件外形尺寸不大塑料熔體流程不太長

塑件材料為熱塑性塑料流動性較好適合于注射成型。

2精度等級

該塑件尺寸中等整體結構較簡單精度要求相對較低再結

合其材料性能故選一般精度等級五級。

3脫模斜度

PS的成型性能良好成型收縮率較小選擇塑件上型芯和凹模 的統一脫模斜度為1度。

2.2

工藝性分析

為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。該澆口的分

流道位于模具的分型面上而澆口卻斜向開設在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型

腔的側面或推桿的端部注入型腔因而塑件外表面不受損傷不致因澆口痕跡而

影響塑件的表面質量與美觀效果。

2.3 注射機的選擇

按照圖 1 塑件所示尺寸近似計

塑件體積 V ≈26cm3 塑件質量 M =26×1.035 g=26.91g

選用注射機為國產的注射機XS-ZY-125臥式注塑機。查表注額定注射量為

cmз注射壓力為120MPa鎖模力為90×104N注射方式為螺桿式噴嘴

球半徑R為18mm噴嘴口直徑為4mm。頂出形式是兩側設有頂桿機械頂出一

般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機。中等型號的占大部分小型

和大型的只占一小部分。所以我們不必過多的考慮注射機型號。具體到這套模

具。

www.tmdps.cn 7 第三章 塑料制件在模具中的位置 3.1 型腔數目的確定

與單型腔模具相比較單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好、成

型的工藝條件容易控制、模具結構簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特

點。但是在大批量生產的情況下多型腔應收更為合適的形式它可以提高生

產效率降低塑件的整體成本。

型腔數目的確定應根據塑件的幾何形狀及尺寸、質量、批量大小、交貨長

短、注射能力、模具成本等要求來綜合考慮。

根據注射機的額定鎖模力F的要求來確定型腔數目n 即

n1 2pA pAF



式中

F——注射機額定鎖模力N

P——型腔內塑料熔體的平均壓力MPa

A1、A2——分別為澆注系統和單個塑件在模具分型面上的投影面積mm2

大多數小型件常用多型腔注射模而高精度塑件的型腔數原則上不超過4個生

產中如果交貨允許我們根據上述公式估算采用一模二腔。

3.2 型腔的分布

在實際的多型腔模具設計與制造中對于精度要求較高、物理與力學性能要 求均衡穩定的塑料制件應盡量采用平衡式布置的形式。圖形如3—1所示

圖3-1多型腔模具 www.tmdps.cn 8 3.3分型面的選擇

由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件結構工藝性

及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排氣等多種因素的影響、因此在選擇分型

面時應遵循以下的原則

1分型面應選在塑件外形最大輪廓處。

2分型面的選擇應有利于塑件是順利脫模

3分型面的選擇應保證塑件的精度要求

4分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求

5分型面的選擇應便于模

具的加工制造

6分型面的選擇應有利于排氣

除了上述這些基本原則以外分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投

影面積的大小以避免接近或超過所選用注射機的最大注射面積而可能產生溢流

現象。圖形如3—2所示

圖3—2分型面示意

www.tmdps.cn 9 第四章 澆注系統的設計 4.1 普通澆注系統的組成及設計原則

1要能保證塑件的質量

a)盡量減少停滯現象:停滯現象容易使工件的某些部分過度保壓某些部分保壓

不足從而使內應力增加許多。

b)盡量避免出現熔接痕熔接痕的存在主要會影響外觀使得產品的表面較差

而出現熔接痕的地方強度也會較差。

c)盡量避免過度保壓和保壓不足當澆注系統設計不良或操作條件不當會使

熔料在型腔中保壓時間過長或是承受壓力過大就是過度保壓。過度保壓會使產品

密度較大增加內應力甚至出現飛邊。

d)盡量減少流向雜亂流向雜亂會使工件強度較差表面的紋路也較不美觀。

2盡量減小及縮短澆注系統的斷面及長度

3盡可能做到同步填充一模多腔情形下要讓進入每一個型腔的熔料能夠

同時到達而且使每個型腔入口的壓力相等。

4有利于型腔中氣體的排出

5防止型芯的變形和嵌件的位移

6盡量采用較短的流程充滿型腔

4.2主流道的設計

主流道是指澆注系統中從注射機噴嘴與模具接觸處部分到分流道為止的塑

料熔體的流動通道是熔體最先流經的部分它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動

速度和沖模時間有較大的影響因此必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。www.tmdps.cn 10 設計要點:截面形狀、錐度、孔徑、長度、球面R、圓角r圖形如下4—1

主圖4—1流道形狀及其與注射機噴嘴的關系

1——頂模板

2——澆口套

3——注射機噴嘴

為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出主流道設計成圓錐形其錐角a

為26小端直徑d比注射機噴嘴直徑大0.51mm一般d=2.55mm。由于小

端的前面是球面其深度為35mm注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸并

貼合因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm。流道的表面粗糙度

Ra<0.8um。

根據選用的

XS-ZY-125 型號注射機的相關尺寸得

噴嘴前端孔徑

d0=4mm

噴嘴前端球面半徑R0=12mm 根據模具主流道與噴嘴的關系

R=R0+(1~2)mm=13mm

d=d0+(0.51)mm=5mm 錐角為2060取其值為30經換算得主流道大端直徑為Φ7.6mm。www.tmdps.cn 11 澆口套的選擇應根據注射機里的定位孔來選擇它與定位孔是過度配合查

表可

知定位孔直徑為100mm所以澆口套的尺寸為100mm。

4.3分流道的設計

流道的截面形狀會影響到塑料在澆道中的流動以及流道內部的熔融塑料的

體積。此次選用圓形截面。形狀圖如圖4—2所示

圖4—2

1圓形截面

優點流道形狀效率較高可達0.25D。

缺點增加制作費用及成本稍不注意會造成流道交錯而影響流動效率。

2.分流道的設計要點

a制品的體積和壁厚分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。

b成型樹脂的流動性對于含有玻璃纖維等流動性較差的樹脂, 流道截面要大一

些。

c流道方向改變的拐角處, 應適當設置冷料穴。

3.分流道的尺寸設計 www.tmdps.cn 12 a流道的直徑過大不僅浪費材料, 而且冷卻時間增長, 成型周期也隨之增長，造成成本上的浪費。

b流道的直徑過小材料的流動阻力大，易造成充填不足, 或者必須增加射出壓

力才能充填。因此流道直徑應適合產品的重量或投影面積

c流道長度宜短, 因為長的流道不但會造成壓力損失,不利于生產性,同時也浪

費材料但過短, 產品的殘余應力增大, 并且容易產生毛邊。

流道

長度可以按如下經驗公式計算: 7.34LW D 



D——分流道直徑mm

W——產品質量g

L——流道長度mm

所以分流道的直徑選取為8mm長度一般取在830mm之間不宜小于8mm

因此分流道長度取15mm。

4.流道排列的原則

a盡可能使熔融塑料從主流道到各澆口的距離相等。

b使型腔壓力中心盡可能與注射機的中心重合。

流道的布置要平衡可以說自然平衡如果自然沒法平衡的話需要人工平衡。

4.4 澆口的設計

澆口連接分流道和型腔的橋梁,是澆注系統中最薄弱最關鍵的環節。

澆口作用

1、熔料經狹小的澆口增速、增溫利于填充型腔。

2、注射保壓補縮后澆口處首先凝固封閉型腔減小塑件的變形和破裂。www.tmdps.cn 13

3、狹小澆口便于澆道凝料與塑件分離修整方便

澆口過小易造成充填不足(短射)、收縮凹陷、熔接痕等外觀上的缺陷,且成

型收縮會增大。

澆口過大澆口周圍產生過剩的殘余應力,導致產品變形或破裂,且澆口的去 除加工困難等。

綜合塑料使用的澆口類型與選用原則這次設計選用側澆口。澆口開在型芯一

側開模時澆口自動切斷。

4.5冷料穴和拉料桿的設計

冷料穴的作用是容納澆注系統流道中的料流的前鋒冷料以免這些冷料進入

型腔它還有便于在該處設置主流道拉料桿的功能注射結束模具分型時在拉

料桿的作用下主流道凝料從從定模澆口套中被拉出最后退出機構開始工作

將塑件和澆注系

統凝料一起推出模外。

拉料桿的常用形式上Z字形結構其典型的結構形式如圖4—3所示

圖4—3

拉料桿的材料為T8進行熱處理時頭部硬度為HRC50~55配合部分粗糙度

為Ra0.8um.www.tmdps.cn 14 4.4排氣系統的設計

排氣不良容易引起塑件燒焦短射、填充不足、脫模不良、陰影、氣泡、色

差、縮水、流紋、表面凹陷、不熔合等。

排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物料時排除模腔內的空氣二

是排除物料在加熱過程中產生的各種氣體。越是薄壁制品越是遠離澆口的部位

排氣槽的開設就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開

設因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外還可以消除制品的各種缺

陷減少模具污染等。那么模腔的排氣怎樣才算充分呢一般來說若以最高 的注射速率注射熔料在制品上卻未留下焦斑就可以認為模腔內的排氣是充分的。

適當地開設排氣槽可以大大降低注射壓力、注射時間。保壓時間以及鎖模

壓力使塑件成型由困難變為容易從而提高生產效率降低生產成本降低機

器的能量消耗。其設計往往主要靠實踐經驗通過試模與修模再加以完善此模

我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。

www.tmdps.cn 15 第五章 成型零部件的結構設計 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件包括凹模、型芯、鑲

塊、成型桿和成型環等。成型零件工作時直接與塑料接觸塑料熔體的高壓、料流的沖刷脫模時與塑件間還發生摩擦。因此成型零件要求有正確的幾何形

狀較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度此外成型零件還要求結構合理有

較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。

設計成型零件時應根據塑料的特性和塑件的結構及使用要求確定型腔的

總體結構選擇分型面和澆口位置確定脫模方式、排氣部位等然后根據成型

零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計計算成型零件的工作

尺寸對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。

5.1 凹模的結構設計

凹模也就是所謂的型腔是成型塑件外表面的主要零件按結構不同可分為

整體式和組合式。

整體式凹模其特點是牢固不易變形不會使塑件產生拼接線痕跡。但由

于整體式型腔加工困難熱處理不方便所以其常用于形狀簡單的中、小型模具上。

根據此次設計的要求與加工特點來看選用整體式凹模其結構圖如5 —1所

示

圖5 —1

凹模的材料選40Cr凹模熱處理

硬度達到HRC4050,表面需鍍硌和拋光處

理型腔表面的粗糙度為Ra0.20.1um配合面需要達到0.8um。www.tmdps.cn 16 5.2 型芯結構的設計

型芯的結構形式也分整體式和組合式由于肥皂盒的結構較簡單所以選用整

體式結構加工方便簡化了結構。小型芯常單獨制造再嵌入模板中最簡單 的是用過盈配合直接從模板上面壓入但是要在型芯下部鉚接主要是為了防止

配合不緊密時被拔出的可能。

其基本結構如圖5—2所示: 圖5—2

型芯材料選40Cr熱處理達到表面硬度為HRC4550型芯表面的粗糙度為

0.10.25mm配合面為0.8mm型芯表面熱處理時需好進行鍍鉻、與拋光處理。

5.3 成型零部件的工作尺寸的計算

所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構成型腔腔體的部位的尺寸

其直接對應塑件的形狀與尺寸。鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復雜塑件本

身精度也難以達到高精度為了計算簡便。

塑件的公差規定按單向極限制制品外輪廓尺寸公差取負值“

”制品

叫做腔尺寸公差取正值“

”若制品上原有公差的標注方法與上不符則應

按以上規定進行轉換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計算即取2 

。

5.4 型腔和型芯相關尺寸的計算

塑件成型后的收縮率與多種因素有關通常按平均收縮率計算。

www.tmdps.cn 17 2

minmaxSS S 

*100%參考 文獻PS的收縮率是0.6%0.8%它的平均收縮率

是S=0.7%

1型腔徑向尺寸的計算

因為塑件尺寸較小精度級別高δc可取△/6、δz可取△/3,此時X

取0.75。

根據公式

LM=zS LS









 

04 3)1（基本尺寸/mm

124.74

L 







公差值/mm 1.48

計算

LM =zS 



0 1S4 3)1（=3 48.1 048.1 4 3

%)7.01(74.124













=124.538.0 0 

84.6

1.2

LM =zS L













0 2S4 3)1（=4.0 02.1 4 3

%)7.01(6.84



 







=84.294.0 0 

2型芯徑向尺寸的計算

根據公式

lM=04 3)1(zS lS













基本尺寸/mm 119.26

公差值/mm

1.48

lm=0 計算 www.tmdps.cn 18

3)1(zS

dS













=0 16.048.1 4 3

%)7.01(26.119













=0 16.0205.121

79.4

1.2 3)1(zS

dS





lm=0 







=0 4.02.1 4 3

%)7.01(4.79

 









=0 4.086.80

14.71

lm=0 14

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3)1(zS

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