学材料科学工程学院
课程设计
题目
杯托注塑模设计
作者
学院
专业
材料科学工程学院
学号
指导教师
二〇五年X月X日
XX学
课程设计务书
2014~2015 学年第 学期
学 院： 材料科学工程学院
专 业： 高分子材料工程
学 生 姓 名： 学 号：
课程设计题目：
起 迄 日 期：2015年 1 月19日～2015年 1月31日
课程设计点： 中北学材料科学工程学院
指 导 教 师：
系 ：
达务书日期 2015年X月X日
课 程 设 计 务 书
1．设计目：
通塑料成型模具课程设计强化学生课堂学塑料注射模具知识加深学生注射模具动作原理理解培养学生独立设计注射模具力学生熟练掌握Auto CAD等绘图软件应学生毕业设计事相关工作良基础
2．设计容求（包括原始数技术参数条件设计求等）：
行设计符合求塑料制件成型该制件注射模具
（1）塑料制件求：
①塑件形状应利成型时充模排气补缩时塑料制品达高效均匀冷具定力学性价值
②设计塑料制件时应明确指出塑件尺寸精度粗糙度斜度圆角螺纹侧孔嵌件等
③成型该塑件注射模具必须满足列条件：
Ⅰ：成型模具应具侧抽芯机构
Ⅱ：成型模具应具动脱螺纹机构
Ⅲ：成型模具应具点浇口凝料动脱出序脱模二级脱模等较复杂机构
（2）成型模具求：
设计模具够高效生产出外观性均符合求制品模具结构合理动作灵活够满足时连续生产高效率动化操作简便求
3．设计工作务工作量求〔包括课程设计计算说明书(文)图纸实物样品等〕：
次课程设计工作容包括部分：
①塑料制件图纸张求标注尺寸公差粗糙度技术求原材料
②注射模具装配图（零号图纸）张
③注射模具零件图少四张包括型腔零件图型芯零件图模板零件图杆件零件图
④注射模具结构计算说明书
注：项容均求印
4．参考文献：
1 申开智塑料成型模具北京：中国轻工业出版社2003
2 宋玉恒塑料注射模具设计实手册北京：航空工业出版社1995
3 H盖斯特罗注射模设计108例北京：国防工业出版社2002
4 贾润礼实注塑模设计手册 北京：中国轻工业出版社2000
5．设计成果形式求：
次课程设计设计成果模具设计图纸模具设计计算说明书形式提交
6．工作计划进度：
2015年 月 日 ~ 月 日 塑料制件设计
2015 年 月 日 ~ 月 日 模具结构计算草图设计
2015年 月 日 ~月 日 模具装配图绘制
2015年 月 日 ~ 月 日 模具零件图绘制
2015年 月 日 模具设计计算说明书撰写
2015年 月 日 答辩成绩考核
系审查意见：
签字：
年 月 日
目 录
1前言 2
11国模具行业发展方前景 2
12 注塑模具设计制造技术 3
13 UG模具设计基流程 4
14课题意义 5
2注塑件设计 6
21 功设计 6
22 材料选择 6
23 结构设计 7
24 塑件尺寸精度表面质量 8
3塑件3D建模注射成型工艺分析 9
31塑件3D模型 9
32塑件注射成型工艺性分析 9
33注塑机 15
4模具结构设计 16
41型腔数目确定 16
42分型面确定 17
43浇口确定 17
44模具材料确定 17
45浇注系统设计 18
46成型零件结构设计 20
47 抽芯结构设计 21
48模架选 22
49导机构设计 23
410顶出机构设计 24
411排气设计 24
412温度调节系统设计 25
5注射机校核 26
51注塑量校核 27
52锁模力校核 28
53模具外形尺寸校核 29
54模具厚度校核 30
55模具安装尺寸校核 32
56开模行程校核 35
6模具总装设计 38
61模具装配加工求 39
62模具工作原理 40
参考文献资料 41
摘
塑料成型制品塑料结构材料成型加工获制品做塑料制件简称塑件塑料成型制品应广泛特电子仪表电器设备通信工具等方面获量应种受力壳体支架结构件装饰件等作塑料制品生产基础工艺装备塑料模具国民济占重位模具技术已成衡量国家产品制造水重标志注射成型塑料成型种重方法适热塑性成型次成型形状复杂精密塑件次设计杯托作设计模型注塑模具相关知识作阐述塑料注塑模具整体设计程
文设计容杯托注塑模具材料ABS根结构形状特点通杯托成型工艺正确分析确定型腔总体布局选择分型面确定脱模方式设计浇注系统等时文注塑模具进行简介绍注塑模具中零件进行设计计算设计程中着重考虑生产实际中济性合理性
关键词：注塑模具注射成型分型面
1前 言
11国模具行业发展方前景
1990年代高速发展中国模具产业已达定水生产力相提高模具市场规模正逐步扩十年中国模具工业（集中汽车电子信息电器）年15左右增长速度快速发展
2005年全国模具生产厂点已达3万家业员50万模具销售总额高达610亿元年增长25模具生产企业总体务饱满订单充足2006年业界预测中国汽车年度销售数量会前年增长15年度销售数量会达640万台汽车零部件市场汽车整车市场更预测汽车相关模具产业会高速发展
2004年相2005年中国模具生产值增加125610亿民币居世界第三位中出口前年增加150达74亿美元目前国模具行业正着国制造业特汽车电子产业持续高速发展逐渐步入黄金期
年模具行业结构调整步伐加快表现型精密复杂长寿命模具模具标准件发展速度高行业总体发展速度塑料模压铸模例增面市场专业模具厂家数量力增加较快着济体制改革断深入三资民营企业发展较快
注塑模具方面2006年注塑模具例进步升热流道模具气辅模具水进步提高注塑模具量质方面较快发展国注塑模具单套重量已超50吨精密注塑模具精度已达2微米 CADCAM技术普时CAE技术应越越广CADCAMCAE体化发展模具新结构新品种新工艺新材料创新成果断涌现专利数量增
业士分析未国模具发展趋势包括10方面：
(1)模具日趋型化
(2)模具精度越越高10年前精密模具精度般5微米现已达23微米1微米精度模具市
(3)功复合模具进步发展新型功复合模具压成型零件外担负叠压攻丝铆接锁紧等组装务钢材性求越越高
(4)热流道模具塑料模具中重逐渐提高
(5)着塑料成型工艺断改进发展气辅模具适应高压注塑成型等工艺模具发展
(6)标准件应日益广泛模具标准化模具标准件应极影响模具制造周期提高模具质量降低模具制造成
(7)快速济模具前景十分广阔
(8)着车辆电机等产品轻量化发展压铸模例断提高时压铸模寿命复杂程度提出越越高求
(9)塑代钢塑代木进程进步加快塑料模具例断增机械零件复杂程度精度断提高塑料模具求越越高
(10)模具技术含量断提高
应趋势方面分析受户求模具生产周期缩短影响快速济模具开发重视模具标准件应日渐广泛采计算机控制机械手操作快速换模装置快速试模装置技术会发展提高
12 注塑模具设计制造技术
质量成（价格）时间（工期）已成现代工程设计产品开发核心素现代企业高质量低价格短周期宗旨参竞争市场先进制造技术出现正急剧改变着制造业产品结构生产程模具行业模具行业必须设计技术制造工艺生产模式等诸方面加调整适应种求
121注塑模具视化设计
现产品设计求快速准确着软件技术发展三维设计（3D）诞生模具实现视化面装配设计模具二维设计（2D）三维（3D实现模具设计技术重突破
模具三维设计直观现未加工出模具体设计资料直接加工真正实现CADCAM体化少图样加工
模具三维设计解决二维设计难解决系列问题干涉检查模拟装配CAE分析等
模具三维设计模具制造性加评价减少设计失误
122 注塑模具快速制造
⑴基行工程模具快速制造
年满足工期求模具企业觉觉中应行概念组织生产销售工作行工程应明确提出现模具制造生产模式总结提高行工程分散化网络制造系统模具快速制造提供效实施台
行工程基础模具标准化设计标准化设计三方面素组成：统数库文件传输格式基础实现信息集成数资源享关键高速加工等先进制造工艺必备条件
（2）应快速原型技术制造快速模具（RP+RT）
快速原型（Rapid PrototypingRP）技术领域中目前发展迅速产值增长明显快速模具(Rapid ToolingRT)技术应快速原型技术制造快速模具（RP+RT）终生产模具前进行新产品试制批量生产提高产品开发次成功率效缩短开发时间降低成RP+RT技术产生根原
（3）高速切削技术应
高速切削（High Speed MachiningHSM）模具领域应加工复杂曲面方面中高速铣削（称硬铣削Hard MillingHM）复杂形面加工非常光滑者根需精加工节约点火花（EDM）加工抛光时间关材料消耗提高生产效率形面精度会遭破坏
123 制造模式改变——信息流驱动模具制造
先进制造生产模式模具工业影响体现信息流动制造活动关信息包括产品信息制造信息现代制造程作原材料毛坯含信息量增值程信息流驱动成制造业流目前面模具开发CADCAABSCAMCAEDNCPDM网络集成等均围绕实现信息提取传输物化信息流畅通宗旨
13 UG模具设计基流程
目前国际占流位注射模CAD软件UGIDEASUGSolidWorks等结构分析软件MSCAnalysis等注射程数值分析软件MoldFlow等数控加工软件MasterCAMCimatron等次运UG进行模具设计面简单介绍UG模具设计流程
14课题意义
传统塑料模具设计中设计周期长般二三月时间设计成高需返数次制模修模产品质量保证流体模腔流动状态冷状况缺乏解
文鼠标底座注塑模具设计例运UG软件智分模保证模具精确性分模简单设计者节约时间集中精力拆模做型腔运CAE分析功塑料注塑程进行模拟分析包括充模流动模拟保压程模拟冷程模拟翘曲模拟分析通模拟分析预测制品填充足熔接线气泡翘曲变形等缺陷测定佳浇口数量位置测定注塑时注射压力注射时间溶体流动前锋温度变化等系列参数运专家模架系统根设计参数直接选取标准模架构造模具三维实体样设计出模具具更高质量更准确性
现代模具设计计算机台运CADCAECAM等软件现代模具设计具高质量高效率低成等特点
2注塑件设计
21 功设计
功设计求塑件应具满足目功达定技术指标该塑件鼠标底座承受外力率击载荷振动摩擦等情况较少塑件工作温度室温材料选择时热变形温度脆化温度分解温度求降低作种日品生产批量应该中批中量批量生产样必须考虑生产成模具寿命材料选择时综合种素
22 材料选择
通常选择塑件材料处工作环境性求原材料厂家提供材料性数常温工作状态结构件说考虑材料力学性屈服应力弹性模量弯曲强度表面硬度等该塑件属日常生活品没什特求容易成型方面选择材料
ABS 树脂五合成树脂抗击性耐热性耐低温性耐化学药品性电气性优良 具易加工制品尺寸稳定表面光泽性等特点容易涂装着色进行表面喷镀金属电 镀焊接热压粘接等二次加工广泛应机械汽车电子电器仪器仪表纺织建筑等工业 领域种途极广热塑性工程塑料ABS 树脂目前产量应广泛聚合物 PS SANBS 种性机统起兼具韧硬刚相均衡优良力学性 ABS 工程塑料具优良综合性极击强度尺寸稳定性电性耐磨性抗化 学药品性染色性成型加工机械加工较ABS 树脂耐水机盐碱酸类溶部分醇 类烃类溶剂容易溶醛酮酯某氯代烃中 具体点 6 点：
1综合性较：机械强度高抗击力强低温时会迅速降缺口敏感性较抗蠕 变性温度升高时会迅速降定表面硬度抗抓伤耐磨性摩擦系数低
2电气性受温度湿度频率变化影响
3耐低温达40℃
4耐酸碱盐油水
5涂漆印刷电镀等方法制品进行表面装饰
6较收缩率较宽成型工艺范围
ABS 工程塑料缺点热变形温度较低燃耐候性较差 选择注射成型制品材料仅应定期限保证功性考虑加工成型成供应方面问题通综合考虑注塑件选材料 ABS
23 结构设计
塑料制件结构工艺性指塑件结构成型工艺方法适应性塑料生产程中方面成型会塑件结构形状尺寸精度等诸方面提出求便降低模具结构复杂程度制造难度保证生产出价廉物美产品方面模具设计者通定塑件结构工艺性进行分析弄清塑件生产难点模具设计制造提供
231 壁厚
塑料制品壁厚制品质量关重影响壁厚厚料容易产生气泡缩孔凹陷等缺陷冷时间长生产效率低壁厚薄成型困难流动阻力分析壁厚成型影响验证产品脱模顶出时保证变形该产品壁厚15mm材料推荐壁厚06~23mm范围次产品壁厚值满足工艺求
232脱模斜度
塑件成型时冷程中产生收缩紧箍凸模型芯便脱模防止脱模力拉坏塑件表面受损脱模方行塑件外表面应具合理斜度塑件高度较时需脱模斜度 ABS脱模斜度确定塑件脱模斜度
233 加强肋
塑件适设置加强肋防止塑件翘曲变形着物料流动方加强肋降低充模阻力提高熔体流动性避免气泡缩孔凹陷等现象产生
234 圆角
塑件处轮廓度壁厚连接处般采圆角连接特殊求时采尖角结构尖角容易产生应力集中受力受击载荷时会发生破裂圆角仅利物料充模时利融料模具型腔流动塑件脱模
24 塑件尺寸精度表面质量
241尺寸精度
影响制品精度素较首先模具制造精度模具磨损量次成型工艺条件变化引起塑料收缩率波动外成型时效率变化模具结构形状尺寸精度定影响塑料制品精度求太高应保证功条件选择低精度等级
该产品零件图尺寸未注公差尺寸根国家推荐标准（GBT1448693）规定MT5级精度选取作塑料制品尺寸公差等级已注尺寸公差等级ABSPC般精度等级MT3范围该产品注射成型够达精度求表233国家推荐标准工程塑料模塑塑件尺寸公差该表取产品尺寸范围数
表21
242塑件表面质量
塑件表面粗糙度成型时工艺避免冷疤波纹等疵点外模具表面粗糙度决定塑件表观缺陷特质量指标包括缺料溢料飞边凹陷缩瘪气孔翘曲等模具腔壁表面粗糙度塑件表面粗糙度决定性素通常塑件高出等级该制品般日常生活品表面粗糙度求高取塑件表面粗糙度08m
3塑件3D建模注射成型工艺分析
31塑件3D模型
运UG绘图软件绘制塑件3D图图31示：
图31 杯托
32塑件注射成型工艺性分析
321初步分析
⑴通UG3D模型质量属性分析
分析结果：单件体积 304926㎜3 单件投影面积246782㎜2
密度105gcm3 单件质量0033kg
322塑件注射成型工艺性CAE分析
利Moldflow塑件进行佳浇口分析塑料流动性分析冷质量分析缩痕分析等
初始条件：ABS Moldflow中搜索材料查材料具体信息信息作分析初始条件中模具温度熔化温度材料融化温度范围：模具温度范围：塑料固体密度105㎜3融化密度103㎜3剪切应力026MPa
33注塑机
331注塑成型工艺参数
查模具设计手册知ABS料注射成型工艺参数敖述
332注塑机选择
公称注射量选定注射机
321分析已出单塑件体积V15144㎜3 流道凝料V’4545㎜3实际注射量V15144×2+454534833cm
根实际注射量应08倍公称注射量原 ：
08V≧ V
V V08
34833÷08
43541cm
计算初步确定注塑机SZ6060查模具设计手册注塑机技术参数表32
表32 国产注射机SZ6060技术参数表
特性
容
特性
容
结构类型
卧
拉杆间距(mm)
320×520
理注射容积（cm）
60
移模行程(mm)
300
螺杆直径(mm)
40
模具厚度(mm)
350
注射压(MP)
145
模具厚度(mm)
170
注射速率(gs)
锁模形式(mm)
液压
塑化力(gs)
117
模具定位孔直径(mm)
125
螺杆转速(rmin)
20~200
喷嘴球半径(mm)
35
锁模力(KN)
600
喷嘴口直径（mm）
4
4模具结构设计
41型腔数目确定
注塑模型腔数目模腔模腔型腔数目确定时考虑关素：
（1）塑件尺寸精度
（2）模具制造成
（3）注塑成型生产效益
（4）模具制造难度
考虑该塑件般日品根生产批量济素初步确定该模具模两腔
42分型面确定
分型面受塑件模具中成型位置浇注系统设计塑件结构工艺性尺寸精度嵌件位置塑件推出排气等种素影响选择分型面时应综合分析应遵循项设计原：
1）分型面应选择塑件外形轮廓处
2）分型面选择应利塑件利脱模
3）分型面选择应保证塑件精度求
4）分型面选择应满足塑件外观质量求
5）分型面选择便模具加工制造
6）分型面选择应利排气
基原外分型面选择考虑型腔分型面投影面积保证侧型芯位置放置抽芯机构动作利应浅侧凹孔短侧凸台作抽芯方较深凹孔较高凸台放置开合模方
43浇口确定
ABS料流动性适种浇口影响外观确定潜伏浇口浇口位置已322分析中确定
44模具材料确定
现模具模架已标准化模具材料选择时根制品特性求选择合理型腔型芯材料合理选择模具钢关系模具质量前提条件果选材精密加工投入工时设备费浪费
选择模具钢时首先必须考虑材料性工艺性性考虑硬度指标模具高应力作欲保持尺寸变必须足够硬度承受击载荷时考虑折断崩刃问题韧性重指标耐磨性决定模具寿命重素工艺性考虑热加工工艺加工温度范围宽冷加工性切削铣削抛光等加工性外考虑淬透性淬硬性热处理变形氧化脱碳等性外济考虑求材料源广价格低
模仁材料P20钢P20钢属优质碳素塑料模具钢普通优质45碳素钢相钢中硫磷含量低钢材纯度制造型塑料模具调质处理获较高硬度较强韧性P20钢优点价格便宜切削加工性淬火具较高硬度调质处理具良强韧性定耐磨性广泛制造中低挡塑料模具
材料预备热处理：
断退火⑵高温回火⑶正火
推荐回火规范：回火温度500~560空冷硬度25~33HRC
45浇注系统设计
注塑模浇注系统指模具中注塑机喷嘴开始型腔入口止塑料熔体流动通道流道分流道冷料穴浇口组成型腔中传质传热传压情况决定着塑件外表质量布置安排影响着成型难易程度模具设计加工复杂程度浇注系统模具设计中重点容
451流道设计
流道端注塑机喷嘴相接触端分流道相连段带锥度流动通道根注塑机型号设计流道尺寸具体尺寸详见图纸
流道高温塑料熔体喷嘴反复接触碰撞流道部分常设计成拆卸流道浇口套便选优质钢材单独加工热处理浇口套结构设计图41示采两颗M5×20L螺钉固定注塑机确定定位圈尺寸定位圈采两颗M6×20L螺钉固定图42示
图41浇口套 图42定位圈
452分流道设计
分流道流道浇口间通道般开设分型面起分流转作分流道长度取决模具型腔总体布置浇口位置分流道设计应短减少压力损失热量损失流道凝料分流道断面形状圆形矩形梯形U形六角形浇道截面积越压力损失越浇道表面积越热量损失越少浇道截面积表面积值表示浇道效率效率越高浇道设计越合理考虑热量损失浇道加工性等素查[6]P151表43选择圆形截面分浇道具体详见图43示
453冷料井
冷料井般位流道面动模板处分流道末端作存放料流前端冷料防止冷料进入型腔形成冷接缝外开模时流道凝料定模板中拉出冷料井尺寸宜稍流道端直径长度约流道端直径该模具冷料井设计锥形冷料井冷料井图43示：
454 浇口
浇口连接分流道型腔段细短通道浇注系统关键部分浇口形状数量尺寸位置塑件质量影响浇口作两塑料熔体流通道二浇口适时凝固控制保压时间浇口类型点浇口侧浇口直接浇口潜伏式浇口等浇口应尺寸塑件形状尺寸定该模具采潜伏式浇口已43中确定特性
①形状简单浇口方便便加工尺寸精度容易保证
②试模时发现容易时修改
③相独立控制填充速度封闭时间
④壳体形塑件流动充填效果较佳
浇口截面形状分流道样采圆形截面分流道连接方式见图43示
图43 流道分流道浇口连接情况
46成型零件结构设计
谓成型零件模具中决定塑件形状尺寸零件包括凹模型芯镶块成型杆成型环等成型零件工作时直接塑料接触承受塑料熔体高压料流刷脱模时塑件间发生磨擦成型零件求正确形状较高尺寸精度较低表面粗糙度外成型零件求结构合理较高强度刚度较耐磨性
设计成型零件时应根塑料特性塑件结构求确定型腔总体结构然根成型零件加工热处理装配等求进行成型零件结构设计计算成型零件工作尺寸关键成型零件进行强度刚度校核成型零件结构设计
根产品特征便加工制造型腔采整体镶嵌式型腔8颗M8×40L螺钉固定型腔板图44示型芯采整体镶嵌式型芯8颗M8×30L螺钉固定图45示
图44型腔
图45型芯
47 抽芯结构设计
侧分型抽芯机构成型具侧凹槽孔塑件成型壳体制品局部凸起凹槽肓孔抽芯机构注射模动零件动作复杂侧抽机构设计应量灵活高效产品图需抽芯位置图46示面示：
图46
设计采斜顶结构成型侧抽芯
a斜顶组件性求
斜顶相零件运动行位产品成型结构部分行位想配合零件仅满足定耐磨性求必须具定成型零件性
斜顶组件具体性必须满足点：
（1）高表面硬度：表面淬火者渗碳渗氮处理HRC50
（2）相配合零件相材料防粘着磨损
（3）配合求：固定B板耐磨片采H7f7间隙配合B板避空模镶件采H7f7配合详细配合情况见模具总装配合求
b 斜顶尺寸计算
（1）斜顶抽芯距离
斜顶抽芯距离072S≥15mm
（2）斜顶顶出行程
H≥Stan
解：H≥15mm
式中：斜顶倾斜角度5°
斜顶具体结构图47示性求详细尺寸见斜顶零件图
48模架选
注射模标准模架两国家标准：模板尺寸B×L≤560mm×900mm中型模架（GBT125561—1990）二模板尺寸B×L630mm×630mm~1250mm×2000mm型模架（GBT125551—1990）
塑料模具型腔成型程中承受着塑料熔体高压果侧壁底板强度足产生开裂果强度足产生变形造成溢料脱模困难型腔侧壁底板厚度计算方法强度计算刚度计算两种般情况尺寸型腔刚度足问题应刚度条件计算尺寸型腔强度足问题应强度条件计算
根制件尺寸分析制件成型型腔属较尺寸应刚度计算型腔采整体嵌入式根型腔材料验型腔壁厚55～160mm模套壁厚3～50mm
验参考标准模架选取标准模架I150200 GBT 1255611990
表41 模架参数表
名称
材料
尺 寸（mm）
定模座板
45钢
600 ×500× 25
定模板
45钢
200 ×450×90
型芯板
45钢
500 ×440× 50
垫块
45钢
500 ×40×130
动模座板
45钢
250 ×450× 50
推板
45钢
324 ×198×30
推板固定板
45钢
360 ×500× 25
49导机构设计
注射模导机构导柱导锥面定位两种类型导柱导机构动定模间开合模导脱模机构运动导锥面定位机构动定模间精密中定位
设计导柱导套需注意事项：
⑴合理布置导柱位置导柱中心模具外缘少应导柱直径厚度导柱应设矩形模具四角危险断面通常设长边离中心线13处安全导柱布置方式常采等径称布置等直径称布置
⑵导柱工作部分长度应型芯端面高出6~8 mm确保导引导作
⑶导柱工作部分配合精度采H7f7低精度时采取更低配合求导柱固定部分配合精度采H7k6导套外径配合精度采取H7k6配合长度通常取配合直径15~2倍余部分扩孔减摩擦降低加工难度
⑷导柱设置动模定模设动模边保护型芯受损坏设定模边利塑件脱模
⑸动模定模间设置导柱导套外需推板动模坐间设置导柱导套保证推板利推出
合模导机构设计
导柱：模架已确定基尺寸φ20mm总长L135mm详细资料零件图纸
导套：导柱基尺寸确定长度L90mm详细资料零件图纸
410顶出机构设计
注射成型循环中塑件必须准确误模具凹模型芯脱出完成脱出塑件装置称脱模机构称顶出机构
设计简单推杆脱模机构利斜顶设计推出机构类型次推出机构该塑件分型面简单结构复杂采推简单脱模机构简化模具结构制造维护带方便顶出机构图48示
图48 推出结构
411排气设计
塑料熔体填充注射模腔程中模腔原空气外塑料含水分注射温度蒸发形成水蒸汽塑料局部分解产生低分子挥发气体塑料助剂挥发（化学反应）产生气体热固性塑料交联硬化释放气体等气体果熔融塑料利排出模腔制件形成气孔接缝表面轮廓清完全充满型腔时会气体压缩产生高温灼伤制件产生焦痕色泽佳等缺陷模具排气利排气槽排气分型面排气利型芯推杆镶件等间隙排气
412温度调节系统设计
注塑成型程中模具温度直接影响塑件成型质量生产效率种塑料性成型工艺求模具温度求流动性差塑料PCPOM等求模具温度高温度低会影响塑料流动增流动剪切力塑件应力增出现冷流痕银丝注满等缺陷普通模具通入常温水进行冷通调节水流量调节模具温度缩短成型周期常温水降低温度通入模提高成型效率高熔点流动性差塑料流动距离长制件防止填充足时水中通入温水模具加热前面分析知道ABS成型温度248℃模具温度475℃
4121温度调节塑件质量影响
⑴采较低模温减塑料制件成型收缩率
⑵模温均匀冷时间短注射速度快减少塑件变形
⑶塑件表面粗糙度影响型腔表面加工质量外模具温度提高模温改善塑件表面状态
温度塑件质量影响相互矛盾方设计时根材料特性求偏重求
4122温度调节系统求
⑴根塑料品种确定模具采加热方式冷方式
⑵希模温均塑件部时冷提高生产率提高塑件质量
⑶采低模温快速流量通水冷效果般较
⑷温度调节系统应做结构简单加工容易成低廉
4123冷系统设计
483中⑷分析出需模具设计冷系统重点部球形面直流道
⑴设计原
①量保证塑件收缩均匀维持模具热衡
②冷水孔数量越孔径越塑件冷效果越
③冷水孔型腔表面距离相等制件壁厚距离相等验表明冷水中心距B约25~35D冷水壁距模具边界制件壁距离08~15B10
④浇口处加强冷冷水浇口处进入佳
⑤应降低进水出水温差进出水温差般超5℃
⑥冷水开设方影响操作矩形模具通常宽度方开设水孔
⑦合理确定冷水道形式确定冷水接头位置避免模具机构发生干涉
该塑件属中等深度塑件前面分析知道塑件外面直流道处需重点冷型芯型腔设置两层冷水线根冷水线设计原冷水道直径均6㎜
5注射机校核
51注塑量校核
根生产验注射机注射量额定注射量80周期需塑料溶体总量必须注射机额定注射量80
V 34833cm
V60 mm（见注塑机参数表）
V×8060×0848cm> V校验合格
52锁模力校核
确定型腔压力分型面面积式校核注塑机额定锁模力：
F＞FK A·P
A5954㎜2 P30MPa
K安全系数通常取11~12取K12
FK A·P12×5954×30214344KN
知F600KNF> F锁模力满足求
53模具外形尺寸校核
注塑模外形尺寸应注塑机工作台面效尺寸模具长宽方尺寸注塑机拉杆间距相适应模具少方尺寸穿拉杆间空间装注塑机工作台面表32注塑机拉杆间距320×520mm模板Z座尺寸250×450mm满足求
54模具厚度校核
模具厚度必须满足式：
H H H
150270350 满足求
式中 H——设计模具厚度 270 mm
H——注塑机允许模具厚度150 mm
H——注塑机允许模具厚度350mm
55模具安装尺寸校核
注塑机动模板定模板台面许间距螺钉孔T形槽安装固定模具模具固定安装方法两种：螺钉固定压板固定采螺钉直接固定时（型模具常种方法）模具动定模板螺孔间距必须注塑机模板台面应螺孔致采压板固定时（中模具种方法）模具固定板附螺孔行较灵活性该模具外形尺寸200×200属型模具采压板固定法
56开模行程校核
选注塑机全液压式锁模机构开模行程受模具厚度影响时开模行程S等注塑机移动固定模板台面间距离减模具厚度
S≧H+H+（5~10）mm
300≧20+104+10
300≧134 满足求
式中 S——注塑机移模行程300 mm
H——推出距离20 mm
H——流道凝料塑件高度104 mm
6模具总装设计
61模具装配加工求
模具精度影响塑料成型件精度重素保证模具精度塑料模具制造时应达技术求：
a组成塑料模具零件材料加工精度热处理质量等方面均应符合相应图样求
b组成模架零件应达规定加工求装配成套模架应活动达规定行度垂直度求
c模具功必须达设计求
d鉴塑料成型件质量装配模具必须生产条件试模根试模存问题进行修整直试出合格成型件止
611 加工求
1）模具分型面组合件结合面应贴合局部间隙002mm
2）模具成型表面外锐角尖边图样未注明圆角时允许05mm圆角（分型面结合面外）允许圆角时应图样注明
3）图样中未注明公差般尺寸极限偏差GB1804标准孔H13轴h13长度J14加工
4）模具中承压板（模板）两承压面行度公差GB1184附录5级
5）导柱导套孔模板面垂直度公差GB1184附录4级导柱导套间配合H8f8
6）模具中安装镙钉（镙栓）螺纹孔通孔位置公差2mm相应孔配作
7）导柱(直导柱台肩导柱)配合部位径径轴度公差tGB1184附录5级
8）导套（直导套带头导套）外圆孔轴度公差tGB1184附录5级
9）流道衬套中心锥孔应研磨抛光影响脱浇口种缺陷
10）成型零部件：保证导作动定模导柱导套孔孔距精度应控制001mm必须坐标镗床动定模镗孔缺少坐标镗床情况较普遍采方法动定模合起车床铣床镗床进行镗孔成型零部件采优质模具钢强度高耐磨性热处理变形求耐腐蚀调质淬火低温回火≥55HRC
型芯加工：成型面曲面图通计算机产生刀具加工路径进行数控铣外形加工铣型芯孔凹台钻推杆孔加工浇口电火花加工成型
型腔加工：成型面曲面图通计算机产生刀具加工路径留余量数控铣加工成型电火花加工成型
612装配求
1）顶出制品推杆端面相应型面保持齐允许推杆端面
高出型面01mm
2）注射模复位杆端面应模具分型面齐允许低分型面
003mm
3）型芯凸模镶件等尾部高度尺寸未注明公差时端面应
装配配合零件齐
制品表面成型腔分布模两模时装配分型面错边005mm组合尺寸超型腔允许极限尺寸
5）凸模凹模装配配合间隙应保持周围均匀
6）需保持轴两零件轴度必须保证装配求配合零件利装卸活动
7）模具导件导部分装配保证滑动灵活卡滞现象
8）模具中供两次分型拉杆拉板装配工作面应面允许 极限偏差±01mm
9）模具装配两安装面应保持行度公差GB1184附录6级
613综合求
1）模具模架零件工件表面应碰伤凹痕裂纹毛刺锈蚀等缺陷
2）热处理零件硬度应均匀允许脱碳软点氧化斑点裂纹等缺陷热处理应清氧化皮脏物油污
3）配通模架模具装配两侧面应进行时磨削加工保证模具利装入模架
4）模具冷水道应保证畅通
62模具工作原理
(1)开模程：注塑机开模时移动板带动动模部分远离定模部分方移动模具分型面分型塑件拉料杆型芯作连流道凝料动模移动注射机顶杆接触模具推板时候推板带动推杆塑件凝料推出进完全脱离模具
(2)合模程：注塑机合模时移动板带动动模部分定模部分方移动复位杆作推板带动推杆拉料杆远离定模部分移动模具完全闭合脱模机构已复位
(3)模具工作原理：开模时动模部分移时塑件包型芯动模继续移直注射机顶杆模具推板接触推出机构开始工作时斜顶作侧抽芯滑块完成侧抽芯动作推杆塑件型芯推出合模时复位杆推出机构复位
模具三维装配图
定模侧示意图
动模侧
参考文献
[1] 陈锡栋 周玉实模具手册北京：机械工业出版社20017
[2] 彭建声 秦晓刚模具技术问答北京：机械工业出版社20034
[3] 王文广 田宝善 田雁晨塑料注射模具设计技巧实例化学工业出版社200312
[4] 周殿明注射成型设备维修技术问答北京：化学工业出版社20043
[5] 赵昌盛实模具材料应手册北京：机械工业出版社20056
[6] 模具实技术丛书编委会塑料模具设计制造应实例北京：机械工业出版社 20027
[7] 张祥杰 黄圣杰UG模具设计北京：中国铁道出版社20045
[8] 宋满仓 黄银国 赵丹阳注塑模具设计制造实战北京：机械工业出版社20034
[9] 葛正浩塑件模具设计实例精解北京：机械工业出版社
[10] 吴宗泽 落圣国机械设计课程设计手册北京：高等教育出版社1999
[11] 王加龙热塑性塑料注射生产技术北京：化学工业出版社20045
[12] 郑中编．模具结构图册．北京：机械工业出版社1992
[13] 李德玉编．机械工程材料学．中国农业出版社2002
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学材料科学工程学院
课程设计
题目
杯托注塑模设计
作者
学院
专业
材料科学工程学院
学号
指导教师
二〇五年X月X日
XX学
课程设计务书
2014~2015 学年第 学期
学 院： 材料科学工程学院
专 业： 高分子材料工程
学 生 姓 名： 学 号：
课程设计题目：
起 迄 日 期：2015年 1 月19日～2015年 1月31日
课程设计点： 中北学材料科学工程学院
指 导 教 师：
系 ：
达务书日期 2015年X月X日
课 程 设 计 务 书
1．设计目：
通塑料成型模具课程设计强化学生课堂学塑料注射模具知识加深学生注射模具动作原理理解培养学生独立设计注射模具力学生熟练掌握Auto CAD等绘图软件应学生毕业设计事相关工作良基础
2．设计容求（包括原始数技术参数条件设计求等）：
行设计符合求塑料制件成型该制件注射模具
（1）塑料制件求：
①塑件形状应利成型时充模排气补缩时塑料制品达高效均匀冷具定力学性价值
②设计塑料制件时应明确指出塑件尺寸精度粗糙度斜度圆角螺纹侧孔嵌件等
③成型该塑件注射模具必须满足列条件：
Ⅰ：成型模具应具侧抽芯机构
Ⅱ：成型模具应具动脱螺纹机构
Ⅲ：成型模具应具点浇口凝料动脱出序脱模二级脱模等较复杂机构
（2）成型模具求：
设计模具够高效生产出外观性均符合求制品模具结构合理动作灵活够满足时连续生产高效率动化操作简便求
3．设计工作务工作量求〔包括课程设计计算说明书(文)图纸实物样品等〕：
次课程设计工作容包括部分：
①塑料制件图纸张求标注尺寸公差粗糙度技术求原材料
②注射模具装配图（零号图纸）张
③注射模具零件图少四张包括型腔零件图型芯零件图模板零件图杆件零件图
④注射模具结构计算说明书
注：项容均求印
4．参考文献：
1 申开智塑料成型模具北京：中国轻工业出版社2003
2 宋玉恒塑料注射模具设计实手册北京：航空工业出版社1995
3 H盖斯特罗注射模设计108例北京：国防工业出版社2002
4 贾润礼实注塑模设计手册 北京：中国轻工业出版社2000
5．设计成果形式求：
次课程设计设计成果模具设计图纸模具设计计算说明书形式提交
6．工作计划进度：
2015年 月 日 ~ 月 日 塑料制件设计
2015 年 月 日 ~ 月 日 模具结构计算草图设计
2015年 月 日 ~月 日 模具装配图绘制
2015年 月 日 ~ 月 日 模具零件图绘制
2015年 月 日 模具设计计算说明书撰写
2015年 月 日 答辩成绩考核
系审查意见：
签字：
年 月 日
目 录
1前言 2
11国模具行业发展方前景 2
12 注塑模具设计制造技术 3
13 UG模具设计基流程 4
14课题意义 5
2注塑件设计 6
21 功设计 6
22 材料选择 6
23 结构设计 7
24 塑件尺寸精度表面质量 8
3塑件3D建模注射成型工艺分析 9
31塑件3D模型 9
32塑件注射成型工艺性分析 9
33注塑机 15
4模具结构设计 16
41型腔数目确定 16
42分型面确定 17
43浇口确定 17
44模具材料确定 17
45浇注系统设计 18
46成型零件结构设计 20
47 抽芯结构设计 21
48模架选 22
49导机构设计 23
410顶出机构设计 24
411排气设计 24
412温度调节系统设计 25
5注射机校核 26
51注塑量校核 27
52锁模力校核 28
53模具外形尺寸校核 29
54模具厚度校核 30
55模具安装尺寸校核 32
56开模行程校核 35
6模具总装设计 38
61模具装配加工求 39
62模具工作原理 40
参考文献资料 41
摘
塑料成型制品塑料结构材料成型加工获制品做塑料制件简称塑件塑料成型制品应广泛特电子仪表电器设备通信工具等方面获量应种受力壳体支架结构件装饰件等作塑料制品生产基础工艺装备塑料模具国民济占重位模具技术已成衡量国家产品制造水重标志注射成型塑料成型种重方法适热塑性成型次成型形状复杂精密塑件次设计杯托作设计模型注塑模具相关知识作阐述塑料注塑模具整体设计程
文设计容杯托注塑模具材料ABS根结构形状特点通杯托成型工艺正确分析确定型腔总体布局选择分型面确定脱模方式设计浇注系统等时文注塑模具进行简介绍注塑模具中零件进行设计计算设计程中着重考虑生产实际中济性合理性
关键词：注塑模具注射成型分型面
1前 言
11国模具行业发展方前景
1990年代高速发展中国模具产业已达定水生产力相提高模具市场规模正逐步扩十年中国模具工业（集中汽车电子信息电器）年15左右增长速度快速发展
2005年全国模具生产厂点已达3万家业员50万模具销售总额高达610亿元年增长25模具生产企业总体务饱满订单充足2006年业界预测中国汽车年度销售数量会前年增长15年度销售数量会达640万台汽车零部件市场汽车整车市场更预测汽车相关模具产业会高速发展
2004年相2005年中国模具生产值增加125610亿民币居世界第三位中出口前年增加150达74亿美元目前国模具行业正着国制造业特汽车电子产业持续高速发展逐渐步入黄金期
年模具行业结构调整步伐加快表现型精密复杂长寿命模具模具标准件发展速度高行业总体发展速度塑料模压铸模例增面市场专业模具厂家数量力增加较快着济体制改革断深入三资民营企业发展较快
注塑模具方面2006年注塑模具例进步升热流道模具气辅模具水进步提高注塑模具量质方面较快发展国注塑模具单套重量已超50吨精密注塑模具精度已达2微米 CADCAM技术普时CAE技术应越越广CADCAMCAE体化发展模具新结构新品种新工艺新材料创新成果断涌现专利数量增
业士分析未国模具发展趋势包括10方面：
(1)模具日趋型化
(2)模具精度越越高10年前精密模具精度般5微米现已达23微米1微米精度模具市
(3)功复合模具进步发展新型功复合模具压成型零件外担负叠压攻丝铆接锁紧等组装务钢材性求越越高
(4)热流道模具塑料模具中重逐渐提高
(5)着塑料成型工艺断改进发展气辅模具适应高压注塑成型等工艺模具发展
(6)标准件应日益广泛模具标准化模具标准件应极影响模具制造周期提高模具质量降低模具制造成
(7)快速济模具前景十分广阔
(8)着车辆电机等产品轻量化发展压铸模例断提高时压铸模寿命复杂程度提出越越高求
(9)塑代钢塑代木进程进步加快塑料模具例断增机械零件复杂程度精度断提高塑料模具求越越高
(10)模具技术含量断提高
应趋势方面分析受户求模具生产周期缩短影响快速济模具开发重视模具标准件应日渐广泛采计算机控制机械手操作快速换模装置快速试模装置技术会发展提高
12 注塑模具设计制造技术
质量成（价格）时间（工期）已成现代工程设计产品开发核心素现代企业高质量低价格短周期宗旨参竞争市场先进制造技术出现正急剧改变着制造业产品结构生产程模具行业模具行业必须设计技术制造工艺生产模式等诸方面加调整适应种求
121注塑模具视化设计
现产品设计求快速准确着软件技术发展三维设计（3D）诞生模具实现视化面装配设计模具二维设计（2D）三维（3D实现模具设计技术重突破
模具三维设计直观现未加工出模具体设计资料直接加工真正实现CADCAM体化少图样加工
模具三维设计解决二维设计难解决系列问题干涉检查模拟装配CAE分析等
模具三维设计模具制造性加评价减少设计失误
122 注塑模具快速制造
⑴基行工程模具快速制造
年满足工期求模具企业觉觉中应行概念组织生产销售工作行工程应明确提出现模具制造生产模式总结提高行工程分散化网络制造系统模具快速制造提供效实施台
行工程基础模具标准化设计标准化设计三方面素组成：统数库文件传输格式基础实现信息集成数资源享关键高速加工等先进制造工艺必备条件
（2）应快速原型技术制造快速模具（RP+RT）
快速原型（Rapid PrototypingRP）技术领域中目前发展迅速产值增长明显快速模具(Rapid ToolingRT)技术应快速原型技术制造快速模具（RP+RT）终生产模具前进行新产品试制批量生产提高产品开发次成功率效缩短开发时间降低成RP+RT技术产生根原
（3）高速切削技术应
高速切削（High Speed MachiningHSM）模具领域应加工复杂曲面方面中高速铣削（称硬铣削Hard MillingHM）复杂形面加工非常光滑者根需精加工节约点火花（EDM）加工抛光时间关材料消耗提高生产效率形面精度会遭破坏
123 制造模式改变——信息流驱动模具制造
先进制造生产模式模具工业影响体现信息流动制造活动关信息包括产品信息制造信息现代制造程作原材料毛坯含信息量增值程信息流驱动成制造业流目前面模具开发CADCAABSCAMCAEDNCPDM网络集成等均围绕实现信息提取传输物化信息流畅通宗旨
13 UG模具设计基流程
目前国际占流位注射模CAD软件UGIDEASUGSolidWorks等结构分析软件MSCAnalysis等注射程数值分析软件MoldFlow等数控加工软件MasterCAMCimatron等次运UG进行模具设计面简单介绍UG模具设计流程
14课题意义
传统塑料模具设计中设计周期长般二三月时间设计成高需返数次制模修模产品质量保证流体模腔流动状态冷状况缺乏解
文鼠标底座注塑模具设计例运UG软件智分模保证模具精确性分模简单设计者节约时间集中精力拆模做型腔运CAE分析功塑料注塑程进行模拟分析包括充模流动模拟保压程模拟冷程模拟翘曲模拟分析通模拟分析预测制品填充足熔接线气泡翘曲变形等缺陷测定佳浇口数量位置测定注塑时注射压力注射时间溶体流动前锋温度变化等系列参数运专家模架系统根设计参数直接选取标准模架构造模具三维实体样设计出模具具更高质量更准确性
现代模具设计计算机台运CADCAECAM等软件现代模具设计具高质量高效率低成等特点
2注塑件设计
21 功设计
功设计求塑件应具满足目功达定技术指标该塑件鼠标底座承受外力率击载荷振动摩擦等情况较少塑件工作温度室温材料选择时热变形温度脆化温度分解温度求降低作种日品生产批量应该中批中量批量生产样必须考虑生产成模具寿命材料选择时综合种素
22 材料选择
通常选择塑件材料处工作环境性求原材料厂家提供材料性数常温工作状态结构件说考虑材料力学性屈服应力弹性模量弯曲强度表面硬度等该塑件属日常生活品没什特求容易成型方面选择材料
ABS 树脂五合成树脂抗击性耐热性耐低温性耐化学药品性电气性优良 具易加工制品尺寸稳定表面光泽性等特点容易涂装着色进行表面喷镀金属电 镀焊接热压粘接等二次加工广泛应机械汽车电子电器仪器仪表纺织建筑等工业 领域种途极广热塑性工程塑料ABS 树脂目前产量应广泛聚合物 PS SANBS 种性机统起兼具韧硬刚相均衡优良力学性 ABS 工程塑料具优良综合性极击强度尺寸稳定性电性耐磨性抗化 学药品性染色性成型加工机械加工较ABS 树脂耐水机盐碱酸类溶部分醇 类烃类溶剂容易溶醛酮酯某氯代烃中 具体点 6 点：
1综合性较：机械强度高抗击力强低温时会迅速降缺口敏感性较抗蠕 变性温度升高时会迅速降定表面硬度抗抓伤耐磨性摩擦系数低
2电气性受温度湿度频率变化影响
3耐低温达40℃
4耐酸碱盐油水
5涂漆印刷电镀等方法制品进行表面装饰
6较收缩率较宽成型工艺范围
ABS 工程塑料缺点热变形温度较低燃耐候性较差 选择注射成型制品材料仅应定期限保证功性考虑加工成型成供应方面问题通综合考虑注塑件选材料 ABS
23 结构设计
塑料制件结构工艺性指塑件结构成型工艺方法适应性塑料生产程中方面成型会塑件结构形状尺寸精度等诸方面提出求便降低模具结构复杂程度制造难度保证生产出价廉物美产品方面模具设计者通定塑件结构工艺性进行分析弄清塑件生产难点模具设计制造提供
231 壁厚
塑料制品壁厚制品质量关重影响壁厚厚料容易产生气泡缩孔凹陷等缺陷冷时间长生产效率低壁厚薄成型困难流动阻力分析壁厚成型影响验证产品脱模顶出时保证变形该产品壁厚15mm材料推荐壁厚06~23mm范围次产品壁厚值满足工艺求
232脱模斜度
塑件成型时冷程中产生收缩紧箍凸模型芯便脱模防止脱模力拉坏塑件表面受损脱模方行塑件外表面应具合理斜度塑件高度较时需脱模斜度 ABS脱模斜度确定塑件脱模斜度
233 加强肋
塑件适设置加强肋防止塑件翘曲变形着物料流动方加强肋降低充模阻力提高熔体流动性避免气泡缩孔凹陷等现象产生
234 圆角
塑件处轮廓度壁厚连接处般采圆角连接特殊求时采尖角结构尖角容易产生应力集中受力受击载荷时会发生破裂圆角仅利物料充模时利融料模具型腔流动塑件脱模
24 塑件尺寸精度表面质量
241尺寸精度
影响制品精度素较首先模具制造精度模具磨损量次成型工艺条件变化引起塑料收缩率波动外成型时效率变化模具结构形状尺寸精度定影响塑料制品精度求太高应保证功条件选择低精度等级
该产品零件图尺寸未注公差尺寸根国家推荐标准（GBT1448693）规定MT5级精度选取作塑料制品尺寸公差等级已注尺寸公差等级ABSPC般精度等级MT3范围该产品注射成型够达精度求表233国家推荐标准工程塑料模塑塑件尺寸公差该表取产品尺寸范围数
表21
242塑件表面质量
塑件表面粗糙度成型时工艺避免冷疤波纹等疵点外模具表面粗糙度决定塑件表观缺陷特质量指标包括缺料溢料飞边凹陷缩瘪气孔翘曲等模具腔壁表面粗糙度塑件表面粗糙度决定性素通常塑件高出等级该制品般日常生活品表面粗糙度求高取塑件表面粗糙度08m
3塑件3D建模注射成型工艺分析
31塑件3D模型
运UG绘图软件绘制塑件3D图图31示：
图31 杯托
32塑件注射成型工艺性分析
321初步分析
⑴通UG3D模型质量属性分析
分析结果：单件体积 304926㎜3 单件投影面积246782㎜2
密度105gcm3 单件质量0033kg
322塑件注射成型工艺性CAE分析
利Moldflow塑件进行佳浇口分析塑料流动性分析冷质量分析缩痕分析等
初始条件：ABS Moldflow中搜索材料查材料具体信息信息作分析初始条件中模具温度熔化温度材料融化温度范围：模具温度范围：塑料固体密度105㎜3融化密度103㎜3剪切应力026MPa
33注塑机
331注塑成型工艺参数
查模具设计手册知ABS料注射成型工艺参数敖述
332注塑机选择
公称注射量选定注射机
321分析已出单塑件体积V15144㎜3 流道凝料V’4545㎜3实际注射量V15144×2+454534833cm
根实际注射量应08倍公称注射量原 ：
08V≧ V
V V08
34833÷08
43541cm
计算初步确定注塑机SZ6060查模具设计手册注塑机技术参数表32
表32 国产注射机SZ6060技术参数表
特性
容
特性
容
结构类型
卧
拉杆间距(mm)
320×520
理注射容积（cm）
60
移模行程(mm)
300
螺杆直径(mm)
40
模具厚度(mm)
350
注射压(MP)
145
模具厚度(mm)
170
注射速率(gs)
锁模形式(mm)
液压
塑化力(gs)
117
模具定位孔直径(mm)
125
螺杆转速(rmin)
20~200
喷嘴球半径(mm)
35
锁模力(KN)
600
喷嘴口直径（mm）
4
4模具结构设计
41型腔数目确定
注塑模型腔数目模腔模腔型腔数目确定时考虑关素：
（1）塑件尺寸精度
（2）模具制造成
（3）注塑成型生产效益
（4）模具制造难度
考虑该塑件般日品根生产批量济素初步确定该模具模两腔
42分型面确定
分型面受塑件模具中成型位置浇注系统设计塑件结构工艺性尺寸精度嵌件位置塑件推出排气等种素影响选择分型面时应综合分析应遵循项设计原：
1）分型面应选择塑件外形轮廓处
2）分型面选择应利塑件利脱模
3）分型面选择应保证塑件精度求
4）分型面选择应满足塑件外观质量求
5）分型面选择便模具加工制造
6）分型面选择应利排气
基原外分型面选择考虑型腔分型面投影面积保证侧型芯位置放置抽芯机构动作利应浅侧凹孔短侧凸台作抽芯方较深凹孔较高凸台放置开合模方
43浇口确定
ABS料流动性适种浇口影响外观确定潜伏浇口浇口位置已322分析中确定
44模具材料确定
现模具模架已标准化模具材料选择时根制品特性求选择合理型腔型芯材料合理选择模具钢关系模具质量前提条件果选材精密加工投入工时设备费浪费
选择模具钢时首先必须考虑材料性工艺性性考虑硬度指标模具高应力作欲保持尺寸变必须足够硬度承受击载荷时考虑折断崩刃问题韧性重指标耐磨性决定模具寿命重素工艺性考虑热加工工艺加工温度范围宽冷加工性切削铣削抛光等加工性外考虑淬透性淬硬性热处理变形氧化脱碳等性外济考虑求材料源广价格低
模仁材料P20钢P20钢属优质碳素塑料模具钢普通优质45碳素钢相钢中硫磷含量低钢材纯度制造型塑料模具调质处理获较高硬度较强韧性P20钢优点价格便宜切削加工性淬火具较高硬度调质处理具良强韧性定耐磨性广泛制造中低挡塑料模具
材料预备热处理：
断退火⑵高温回火⑶正火
推荐回火规范：回火温度500~560空冷硬度25~33HRC
45浇注系统设计
注塑模浇注系统指模具中注塑机喷嘴开始型腔入口止塑料熔体流动通道流道分流道冷料穴浇口组成型腔中传质传热传压情况决定着塑件外表质量布置安排影响着成型难易程度模具设计加工复杂程度浇注系统模具设计中重点容
451流道设计
流道端注塑机喷嘴相接触端分流道相连段带锥度流动通道根注塑机型号设计流道尺寸具体尺寸详见图纸
流道高温塑料熔体喷嘴反复接触碰撞流道部分常设计成拆卸流道浇口套便选优质钢材单独加工热处理浇口套结构设计图41示采两颗M5×20L螺钉固定注塑机确定定位圈尺寸定位圈采两颗M6×20L螺钉固定图42示
图41浇口套 图42定位圈
452分流道设计
分流道流道浇口间通道般开设分型面起分流转作分流道长度取决模具型腔总体布置浇口位置分流道设计应短减少压力损失热量损失流道凝料分流道断面形状圆形矩形梯形U形六角形浇道截面积越压力损失越浇道表面积越热量损失越少浇道截面积表面积值表示浇道效率效率越高浇道设计越合理考虑热量损失浇道加工性等素查[6]P151表43选择圆形截面分浇道具体详见图43示
453冷料井
冷料井般位流道面动模板处分流道末端作存放料流前端冷料防止冷料进入型腔形成冷接缝外开模时流道凝料定模板中拉出冷料井尺寸宜稍流道端直径长度约流道端直径该模具冷料井设计锥形冷料井冷料井图43示：
454 浇口
浇口连接分流道型腔段细短通道浇注系统关键部分浇口形状数量尺寸位置塑件质量影响浇口作两塑料熔体流通道二浇口适时凝固控制保压时间浇口类型点浇口侧浇口直接浇口潜伏式浇口等浇口应尺寸塑件形状尺寸定该模具采潜伏式浇口已43中确定特性
①形状简单浇口方便便加工尺寸精度容易保证
②试模时发现容易时修改
③相独立控制填充速度封闭时间
④壳体形塑件流动充填效果较佳
浇口截面形状分流道样采圆形截面分流道连接方式见图43示
图43 流道分流道浇口连接情况
46成型零件结构设计
谓成型零件模具中决定塑件形状尺寸零件包括凹模型芯镶块成型杆成型环等成型零件工作时直接塑料接触承受塑料熔体高压料流刷脱模时塑件间发生磨擦成型零件求正确形状较高尺寸精度较低表面粗糙度外成型零件求结构合理较高强度刚度较耐磨性
设计成型零件时应根塑料特性塑件结构求确定型腔总体结构然根成型零件加工热处理装配等求进行成型零件结构设计计算成型零件工作尺寸关键成型零件进行强度刚度校核成型零件结构设计
根产品特征便加工制造型腔采整体镶嵌式型腔8颗M8×40L螺钉固定型腔板图44示型芯采整体镶嵌式型芯8颗M8×30L螺钉固定图45示
图44型腔
图45型芯
47 抽芯结构设计
侧分型抽芯机构成型具侧凹槽孔塑件成型壳体制品局部凸起凹槽肓孔抽芯机构注射模动零件动作复杂侧抽机构设计应量灵活高效产品图需抽芯位置图46示面示：
图46
设计采斜顶结构成型侧抽芯
a斜顶组件性求
斜顶相零件运动行位产品成型结构部分行位想配合零件仅满足定耐磨性求必须具定成型零件性
斜顶组件具体性必须满足点：
（1）高表面硬度：表面淬火者渗碳渗氮处理HRC50
（2）相配合零件相材料防粘着磨损
（3）配合求：固定B板耐磨片采H7f7间隙配合B板避空模镶件采H7f7配合详细配合情况见模具总装配合求
b 斜顶尺寸计算
（1）斜顶抽芯距离
斜顶抽芯距离072S≥15mm
（2）斜顶顶出行程
H≥Stan
解：H≥15mm
式中：斜顶倾斜角度5°
斜顶具体结构图47示性求详细尺寸见斜顶零件图
48模架选
注射模标准模架两国家标准：模板尺寸B×L≤560mm×900mm中型模架（GBT125561—1990）二模板尺寸B×L630mm×630mm~1250mm×2000mm型模架（GBT125551—1990）
塑料模具型腔成型程中承受着塑料熔体高压果侧壁底板强度足产生开裂果强度足产生变形造成溢料脱模困难型腔侧壁底板厚度计算方法强度计算刚度计算两种般情况尺寸型腔刚度足问题应刚度条件计算尺寸型腔强度足问题应强度条件计算
根制件尺寸分析制件成型型腔属较尺寸应刚度计算型腔采整体嵌入式根型腔材料验型腔壁厚55～160mm模套壁厚3～50mm
验参考标准模架选取标准模架I150200 GBT 1255611990
表41 模架参数表
名称
材料
尺 寸（mm）
定模座板
45钢
600 ×500× 25
定模板
45钢
200 ×450×90
型芯板
45钢
500 ×440× 50
垫块
45钢
500 ×40×130
动模座板
45钢
250 ×450× 50
推板
45钢
324 ×198×30
推板固定板
45钢
360 ×500× 25
49导机构设计
注射模导机构导柱导锥面定位两种类型导柱导机构动定模间开合模导脱模机构运动导锥面定位机构动定模间精密中定位
设计导柱导套需注意事项：
⑴合理布置导柱位置导柱中心模具外缘少应导柱直径厚度导柱应设矩形模具四角危险断面通常设长边离中心线13处安全导柱布置方式常采等径称布置等直径称布置
⑵导柱工作部分长度应型芯端面高出6~8 mm确保导引导作
⑶导柱工作部分配合精度采H7f7低精度时采取更低配合求导柱固定部分配合精度采H7k6导套外径配合精度采取H7k6配合长度通常取配合直径15~2倍余部分扩孔减摩擦降低加工难度
⑷导柱设置动模定模设动模边保护型芯受损坏设定模边利塑件脱模
⑸动模定模间设置导柱导套外需推板动模坐间设置导柱导套保证推板利推出
合模导机构设计
导柱：模架已确定基尺寸φ20mm总长L135mm详细资料零件图纸
导套：导柱基尺寸确定长度L90mm详细资料零件图纸
410顶出机构设计
注射成型循环中塑件必须准确误模具凹模型芯脱出完成脱出塑件装置称脱模机构称顶出机构
设计简单推杆脱模机构利斜顶设计推出机构类型次推出机构该塑件分型面简单结构复杂采推简单脱模机构简化模具结构制造维护带方便顶出机构图48示
图48 推出结构
411排气设计
塑料熔体填充注射模腔程中模腔原空气外塑料含水分注射温度蒸发形成水蒸汽塑料局部分解产生低分子挥发气体塑料助剂挥发（化学反应）产生气体热固性塑料交联硬化释放气体等气体果熔融塑料利排出模腔制件形成气孔接缝表面轮廓清完全充满型腔时会气体压缩产生高温灼伤制件产生焦痕色泽佳等缺陷模具排气利排气槽排气分型面排气利型芯推杆镶件等间隙排气
412温度调节系统设计
注塑成型程中模具温度直接影响塑件成型质量生产效率种塑料性成型工艺求模具温度求流动性差塑料PCPOM等求模具温度高温度低会影响塑料流动增流动剪切力塑件应力增出现冷流痕银丝注满等缺陷普通模具通入常温水进行冷通调节水流量调节模具温度缩短成型周期常温水降低温度通入模提高成型效率高熔点流动性差塑料流动距离长制件防止填充足时水中通入温水模具加热前面分析知道ABS成型温度248℃模具温度475℃
4121温度调节塑件质量影响
⑴采较低模温减塑料制件成型收缩率
⑵模温均匀冷时间短注射速度快减少塑件变形
⑶塑件表面粗糙度影响型腔表面加工质量外模具温度提高模温改善塑件表面状态
温度塑件质量影响相互矛盾方设计时根材料特性求偏重求
4122温度调节系统求
⑴根塑料品种确定模具采加热方式冷方式
⑵希模温均塑件部时冷提高生产率提高塑件质量
⑶采低模温快速流量通水冷效果般较
⑷温度调节系统应做结构简单加工容易成低廉
4123冷系统设计
483中⑷分析出需模具设计冷系统重点部球形面直流道
⑴设计原
①量保证塑件收缩均匀维持模具热衡
②冷水孔数量越孔径越塑件冷效果越
③冷水孔型腔表面距离相等制件壁厚距离相等验表明冷水中心距B约25~35D冷水壁距模具边界制件壁距离08~15B10
④浇口处加强冷冷水浇口处进入佳
⑤应降低进水出水温差进出水温差般超5℃
⑥冷水开设方影响操作矩形模具通常宽度方开设水孔
⑦合理确定冷水道形式确定冷水接头位置避免模具机构发生干涉
该塑件属中等深度塑件前面分析知道塑件外面直流道处需重点冷型芯型腔设置两层冷水线根冷水线设计原冷水道直径均6㎜
5注射机校核
51注塑量校核
根生产验注射机注射量额定注射量80周期需塑料溶体总量必须注射机额定注射量80
V 34833cm
V60 mm（见注塑机参数表）
V×8060×0848cm> V校验合格
52锁模力校核
确定型腔压力分型面面积式校核注塑机额定锁模力：
F＞FK A·P
A5954㎜2 P30MPa
K安全系数通常取11~12取K12
FK A·P12×5954×30214344KN
知F600KNF> F锁模力满足求
53模具外形尺寸校核
注塑模外形尺寸应注塑机工作台面效尺寸模具长宽方尺寸注塑机拉杆间距相适应模具少方尺寸穿拉杆间空间装注塑机工作台面表32注塑机拉杆间距320×520mm模板Z座尺寸250×450mm满足求
54模具厚度校核
模具厚度必须满足式：
H H H
150270350 满足求
式中 H——设计模具厚度 270 mm
H——注塑机允许模具厚度150 mm
H——注塑机允许模具厚度350mm
55模具安装尺寸校核
注塑机动模板定模板台面许间距螺钉孔T形槽安装固定模具模具固定安装方法两种：螺钉固定压板固定采螺钉直接固定时（型模具常种方法）模具动定模板螺孔间距必须注塑机模板台面应螺孔致采压板固定时（中模具种方法）模具固定板附螺孔行较灵活性该模具外形尺寸200×200属型模具采压板固定法
56开模行程校核
选注塑机全液压式锁模机构开模行程受模具厚度影响时开模行程S等注塑机移动固定模板台面间距离减模具厚度
S≧H+H+（5~10）mm
300≧20+104+10
300≧134 满足求
式中 S——注塑机移模行程300 mm
H——推出距离20 mm
H——流道凝料塑件高度104 mm
6模具总装设计
61模具装配加工求
模具精度影响塑料成型件精度重素保证模具精度塑料模具制造时应达技术求：
a组成塑料模具零件材料加工精度热处理质量等方面均应符合相应图样求
b组成模架零件应达规定加工求装配成套模架应活动达规定行度垂直度求
c模具功必须达设计求
d鉴塑料成型件质量装配模具必须生产条件试模根试模存问题进行修整直试出合格成型件止
611 加工求
1）模具分型面组合件结合面应贴合局部间隙002mm
2）模具成型表面外锐角尖边图样未注明圆角时允许05mm圆角（分型面结合面外）允许圆角时应图样注明
3）图样中未注明公差般尺寸极限偏差GB1804标准孔H13轴h13长度J14加工
4）模具中承压板（模板）两承压面行度公差GB1184附录5级
5）导柱导套孔模板面垂直度公差GB1184附录4级导柱导套间配合H8f8
6）模具中安装镙钉（镙栓）螺纹孔通孔位置公差2mm相应孔配作
7）导柱(直导柱台肩导柱)配合部位径径轴度公差tGB1184附录5级
8）导套（直导套带头导套）外圆孔轴度公差tGB1184附录5级
9）流道衬套中心锥孔应研磨抛光影响脱浇口种缺陷
10）成型零部件：保证导作动定模导柱导套孔孔距精度应控制001mm必须坐标镗床动定模镗孔缺少坐标镗床情况较普遍采方法动定模合起车床铣床镗床进行镗孔成型零部件采优质模具钢强度高耐磨性热处理变形求耐腐蚀调质淬火低温回火≥55HRC
型芯加工：成型面曲面图通计算机产生刀具加工路径进行数控铣外形加工铣型芯孔凹台钻推杆孔加工浇口电火花加工成型
型腔加工：成型面曲面图通计算机产生刀具加工路径留余量数控铣加工成型电火花加工成型
612装配求
1）顶出制品推杆端面相应型面保持齐允许推杆端面
高出型面01mm
2）注射模复位杆端面应模具分型面齐允许低分型面
003mm
3）型芯凸模镶件等尾部高度尺寸未注明公差时端面应
装配配合零件齐
制品表面成型腔分布模两模时装配分型面错边005mm组合尺寸超型腔允许极限尺寸
5）凸模凹模装配配合间隙应保持周围均匀
6）需保持轴两零件轴度必须保证装配求配合零件利装卸活动
7）模具导件导部分装配保证滑动灵活卡滞现象
8）模具中供两次分型拉杆拉板装配工作面应面允许 极限偏差±01mm
9）模具装配两安装面应保持行度公差GB1184附录6级
613综合求
1）模具模架零件工件表面应碰伤凹痕裂纹毛刺锈蚀等缺陷
2）热处理零件硬度应均匀允许脱碳软点氧化斑点裂纹等缺陷热处理应清氧化皮脏物油污
3）配通模架模具装配两侧面应进行时磨削加工保证模具利装入模架
4）模具冷水道应保证畅通
62模具工作原理
(1)开模程：注塑机开模时移动板带动动模部分远离定模部分方移动模具分型面分型塑件拉料杆型芯作连流道凝料动模移动注射机顶杆接触模具推板时候推板带动推杆塑件凝料推出进完全脱离模具
(2)合模程：注塑机合模时移动板带动动模部分定模部分方移动复位杆作推板带动推杆拉料杆远离定模部分移动模具完全闭合脱模机构已复位
(3)模具工作原理：开模时动模部分移时塑件包型芯动模继续移直注射机顶杆模具推板接触推出机构开始工作时斜顶作侧抽芯滑块完成侧抽芯动作推杆塑件型芯推出合模时复位杆推出机构复位
模具三维装配图
定模侧示意图
动模侧
参考文献
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