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1、目 录绪 论1第1章 塑件几何形状及塑料材料31.1 塑料的基本特性及工艺分析31.2 聚丙烯主要用途及其成型特点4第2章 设备选取52.1 注射机的分类52.2 模具相关尺寸计算7第3章 确定型腔数及位置布局方案83.1 型腔数的确定83.2型腔布局方案83.3 确定分型面及模架组合形式9第4章 浇注系统设计104.1 主流道、主流道衬套的设计104.2 分流道设计、浇口的设计114.3冷料穴的设计及成形零部件的设计124.4 确定成形零部件工作尺寸124.5 侧向分型与抽芯机构设计13第5章 注射模结构零部件设计及注射机的校核165.1 合模导向机构及脱模机构的设计165.2 注射量注射压
2、力及锁模力的校核175.3模具高度与注射机闭合高度的关系校核、开模行程的校核17第6章 模具的装配与调试196.1 此套模具的设计方案196.2 机构的工作原理（开模和关模）及装配要点19总 结17参 考 文 献18致 谢19附 录20英文资料20中文资料25零件图及工艺卡片32绪 论21世纪,塑料工业以前所谓有的速度高速发展。塑料,在各个领域、各个行业乃至国民经济中已拥有举足轻重的不可替代的地位。市场经济的不断发展，促使工业产品越来越向多品种、高质量、低成本的方向发展，为了保持和加强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期、生产周期越来越短，于是对制造各种产品的关键工艺装备模具的要求越来越苛刻。
3、一方面企业为追求规模效益，使得模具向着高速、精密、长寿命方向发展；另一方面企业为了满足多品种、小批量、产品更新换代快、赢得市场的需要，要求模具向着制造周短,成本低的快速经济的方向发展。计算机、激光、电子、新材料、新技术的发展，使得快速经济制模技术如虎添翼，应用范围不断扩大，类型不断增多，创造的经济效益和社会效益越来越显著。目前，我国塑料工业的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求。在2004年，塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30左右，未来几年中，塑料模具还将保持较高速度发展。模具是工业生产中使用极为广泛的重要装备，采用模具生产制品及零件，具有生产效率高，节约原材料，成本低廉，保证质量
4、的一系列优点，是现代工业生产中的重要手段和主要发展方向。在我国塑料模具市场中，以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。有关数据表明，目前仅汽车行业就需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台。统计表明，家电行业所需模具量年增长率约为10。一台电冰箱约需模具350副，价值约4000万元；一台全自动洗衣机约需模具200副，价值3000万元；一台空调器仅塑料模具就有20副，价值150万元；单台彩电大约共需模具约140副，价值约700万元，仅彩电模具每年就有约28亿元的市场。随着家电市场竞争的白热化，外壳设计成为重要的一环，对家电
5、外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。业内人士普遍认为，大型、精密、设计合理（主要针对薄壁制品）的注塑模具将得到市场的欢迎。汽车工业近年来增长速度惊人，因此汽车模具潜在市场巨大。每一种型号的汽车都需要几千副模具，价值上亿元，而我国大型精密模具的制造能力不足。据介绍，目前我国高档轿车的覆盖件模具几乎全部为进口产品。有专家预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将步提高，其发展速度将高于其他模具。所以我们加强模具的设计就更加重要了 我们在学校学习的学生,应当以当前的发展相适应,所以按排模具方面的课题也具有深远的意义。在设计的过程中,我系统的收集了资料,认真地分析了塑件的结构和材料
6、的性质，随后定下方案，绘制了模具装配图，零件图，安排了零件加工工艺、撰写了设计说明书。通过这些过程，使我对于模具结构及工作原理有了更新的认识。在设计的过程中，得到了孙爽老师的指导，在方案的拟定方面提出了建设性的建议；零件图的绘制中，孙爽老师又进行了全面的审核。在此，对孙老师的帮助表示衷心的感谢。由于作者水平有限，设计中难免出现疏漏和不妥之处，恳请各位老师和同学批评指正，作者不胜感激。第1章 塑件几何形状及塑料材料塑料成形模具按成形原理分有注射模、压缩模、压注模、挤出模、吹塑成形模和挤压成形模。此次设计的模具需要成形的塑料零件是皮带轮，材质是聚氯乙烯（PVC），因此注射模是其最适合成形的塑料模。
7、设计模具之前，明确PVC材料的种类及特性，模具设计必须符合其成形条件。为了了解PVC，有必要先了解一下树脂及塑料。树脂是遇热变软，具有可塑性的高分子化合物的统称。一般是无定形固体或半固体。分为天然树脂和合成树脂两大类。松香、安息香等是天然树脂，酚醛树脂、聚氯乙烯树脂等是合成树脂。树脂是制造塑料的原材料，也用来制涂料、黏合剂、绝缘材料等。塑料是一种以有机合成树脂为主要原料，加入或不加入其它配合材料而构成的人造高分子材料。按受热行为分有热固性塑料和热塑性塑料。受热后聚合物作物理及化学变化，分子呈网型结构而固化的塑料为热固性塑料，如酚醛树脂（PF）、脲甲醛树脂（UF）、环氧树脂（EP）等。受热后聚合
8、物作物态转变而变软，分子仍为线型或支链型结构的塑料为热塑性塑料，如聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等。按使用特点分为通用塑料、工程塑料、特种塑料和增强塑料。聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）属通用塑料，产量大（约占塑料总产量的75%）、价格低、用途广。ABS属工程塑料，其力学性能优良、在工程中作结构材料的塑料。特种塑料具有某一方面的特殊性能，如高耐热性、高电绝缘性类塑料。PI属特种塑料。增强塑料是树脂与增强材料（如玻璃纤维）相结合而提高塑料机械强度的复合型塑料。FRP、FRTP属增强塑料。按结晶状态分为结晶型塑料和非结晶型塑料。结晶型塑料是分子规整排列且保
9、持其形状的塑料。PE属结晶型塑料。非结晶型塑料是长链分子绕成一团（对热塑性塑料）或结成网状（对热固性塑料），且保持其形状的塑料。聚丙烯属结晶型塑料。(一)塑料的基本特性及工艺分析聚丙烯是由丙烯单体经聚合而成。无味、无毒，外观似聚乙烯，呈白色的半透明蜡状，是通用塑料中最轻的聚合物，其相对密度仅为0.890.91g/ cm，结晶度为50%70%，具有明显的熔点（164170）。聚丙烯具有优良的耐热性、耐化学腐蚀性、电性能和力学性能。屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度、刚度及弹性、韧性、延伸性比聚乙烯好，特别是经定向后的聚丙烯具有极高的抗弯曲疲劳强度，可制作铰链。聚丙烯可在107121下长期使用，在
10、无外力作用下，使用温度可达150。聚丙烯是通用塑料中唯一能再水中煮沸且在135蒸汽中消毒而不被破坏的塑料。聚丙烯的低温特性不如聚乙烯，脆化温度仅为-10-30，低温冲击强度低，抗氧化能力很低，其制品在光、热及氧的作用下易老化，故聚丙烯塑料中应添加适量的抗氧化添加剂。制品的材料采用增强聚丙烯，属热塑性塑料。该塑料吸水性小，熔融时流动性较好，成型容易，但收缩大。另外，该塑料成型时易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷；成型温度低时，方向性明显，凝固速度较快，易产生内应力。因此，在成型时应注意控制成型温度，浇注系统应缓慢散热，冷却速度不宜过快。工艺分析：根据材料的性能，聚丙烯材料塑件的壁厚应为0.94。合理的
11、选择壁厚很重要，在使用上要求壁厚有足够的强度和刚度，脱模时能顺利脱出，为方便实用，塑件取用壁厚为2.0，太厚不但显得笨重，而且还会增加成本，由于塑件冷却后产生收缩，会使塑件冷却后紧紧包住型芯或型腔当中的突起部分，为防止拉伤和擦伤塑件，设计塑件时，必须考虑塑件内外表面沿脱模方向具有足够的脱模斜度，常取1- 30。塑件转角处采用过渡圆角，半径为塑件壁厚的1/3以上。最少不宜小于0.5mm。(二)聚丙烯主要用途及其成型特点主要用途：聚丙烯可用做各种机械零件，如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件等；可用作冷热水、蒸汽、各种非强酸、碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里、表面涂层等；可制造各种绝
12、缘零件以及自带铰链的盖体合一的箱壳类制件。成型特点：成型收缩范围大，易发生缩孔，凹痕及变形；聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分冷却的冷却回路；聚丙烯成型的适宜模温为80，温度过低会造成制品表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲现象。由于模具是与注射机配套使用的，设计模具时，大部分结构都是根据注射机的技术规格来设计的，因此设计过程中，注射机的选用显得尤为重要，而且应先选用注射机。第2章 设备选取(一) 注射机的分类注射机是成型热塑性材料的主要设备，其类型和规格很多，现已经成批生产和试制，注塑机的选择从一次注射具有世界水平的的大型注射成型机等一系列产品，而且还在日益扩大。注射成型
13、机的分类方法很多，有按塑料塑化方式分类柱塞式和螺旋式；有的按机械的传动方式分为液压式和机械式；也有的按操作方式分为自动、半自动和手动；还有按住设计的能力分为超小型（合模力在以上）、小型（合模力为；注射容量为）、中型（合模力为；注射容量为）、大型和超大型的（合模力为；注射容量为以上）关于柱设计的分类，至今还没有统一的意见，目前采用按外形特征分类的方法，可分为以下几种类型 立式注塑机它的注射方向与合模仿相一致呈垂直状态，这种注塑机的优点是占地面积小，安装和拆卸方便，嵌件便于安放，料斗中的塑料能均匀的进入料筒。其缺点是塑件顶出后需用手取出，不易实现自动化操作，因机身较高，对厂房高度有一定的要求，机器
14、易倾不够稳定，加料也不方便，这类注塑机的注射量以下，大、中型注射机不宜采用。 卧式注塑机这是目前使用最广，产量最大的注塑机，它的注射方向和合模方向一至，成水平排列。这种注射机的特点是机体较低，容易操作合加料。机床因重心较低而比较稳定；成型后订出的塑料可利用重力的作用自动下落。易于自动化操作，其缺点是模具的安装安放嵌件比较麻烦，即后的占地面积大。 直角式注塑机它的注射方向与合模方向呈垂直状态，引起优点介于立、卧两种注塑机之间，结构简单，便于制造，特别适应于成型中心不允许留用浇口的痕迹的平面塑件。按塑化方式分类，可分为以下几种类型） 注塞式注射机塑料在料筒内受到料筒壁和分流梭两方面传来的热量而塑化
15、成熔融状态。由于塑料的导热性很差，如果塑料层太厚，则它的外层熔融塑化时，内层尚未塑化，若要使塑料的内层也熔融塑化，塑料的外层就会因受热时间过长而分解。因此，注塞式结构不宜用于加工流动性差、热敏性强的塑料。）螺杆式注射机可使进入料筒内的塑料颗粒有一个预先塑化的过程，注射机内的注射注塞用螺杆代替。螺杆除作旋转运动外，还可作往复运动。进入料筒的塑料，一方面在料筒的传热及螺杆与塑料之间的剪切摩擦发热的加热下逐步熔融塑化，另一方面被螺杆不断推向料筒前端。当靠近喷嘴处的塑料熔体达到一次注射量时，螺杆停止转动，并在液压系统的驱动下向前推动，将熔体注入模具形腔中去。聚丙烯是流动性、热稳定性都差的塑料，因此不宜
16、选用注塞式注射机。再根据给定塑料件的大小，初步设计一模多腔的注射模所需的注射量要大于25cm，且模具形状不大，所以适合选用卧式注射机。立式注射成形机和直角式注射成形机的结构为注塞式结构，而卧式注射成形机的结构多为螺杆式，因此，此塑件应选用卧式且为螺杆式的注射机进行成形加工。根据技术规格的不同，此类注射机分有多种型号。由聚丙烯的成型条件工艺参数（表1）结合实用模具设计与制造手册表6-931，选型号为XS-Z-60的注射机。表2-2型号XS-Z-60XS-Z-30XS-ZY-1000SZY-2000一次注射量/cm3603010002000螺杆直径/mm382885110注射压力/Mpa12211
17、912190注射方式柱塞式柱塞式螺杆式螺杆式锁模力/KN50025045006000最大注射面积/cm21309018002600最大开合模行程/mm180160700750模具最大厚度/mm200180700800模具最小厚度/mm7060300500动、定模固定板尺寸ab（mmmm）33044025028075085011801180拉杆空间a或ab（mm或mmmm）190300235550650700760塑料成形时所需的注射总量应小于所选的注射机的注射量，注射容量以容积表示，塑件体积应小于（包括浇注系统）注射机容量，其关系按下式校核： 注塑容量一重量 （g）表示(包括浇注系统)同样应小
18、于注射机的注射量其关系按下式校核： 根据塑件尺寸大至估算其体积V如下: 模具为两腔型腔平均压力:聚丙烯属易成型制品，根据经验数据查表，选择注射机型号为:XS-Z-60(二) 模具相关尺寸计算1 模具厚度注射机规定的模具最大与最小厚度是指动模板闭合后达到规定所模力时动模板和定模板间的最大与最小距离，因此所设计模具的厚度应处在注射机规定的模具最大与最小厚度范围内，即式中：H-模具厚度（mm）Hmin-注射机允许的最小模厚，即动、定模之间的最小开距（mm）-注射机允许的最大模厚（mm）如果模厚太大，则无法安装在注射机上，反之如果模厚太小，需要增加垫板。2 开模行程的校核开模行程s（也称合模行程）指模
19、具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机的开模行程是有限的，制品从模具中取出所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则制品无法从模具中取出。下面分三种情况加以讨论。注射机最大开模行程smax与模厚无关时的校核当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，其最大开模行程是由连杆机构或合模液压缸的冲程所决定的，而不受模具厚度影响，当模具厚度变化时可由其调模装置调整。其开模行程用下述方法校核。单分型面注射模式中：H1制品脱模需推出的距离； H2制品高度（包括浇注系统凝料）3 双分型面注射模（如图所示）对于双分型面注射模，为了保证开模后既能取出制品又能取出流道内的凝料，需要在开模距离中增加定模座板与
20、中间板之间的分开距离，的大小应该保证可以方便地取出流道内的凝料，因此式中：制品脱模需推出的距离（）。 一般情况下制品脱模所需的推出距离H1常等于或大于模具型芯高度，但对于内表面为阶梯状的制品，有时不必推出心芯的全部高度即可取出制品。4 注射机最大开模行程Smax与模厚有关时的校核对于全液压式锁模机构的注射机和直角式注射机，它们的最大开模行程直接与模具厚度有关，其最大开模行程等于注射机移动模板与固定模板之间最大距离SK减去模具闭合厚度Hm，,即 式中：SK注射机移动模板与固定模板之间最大距离（）； Him模具厚度（）。单分型面注射模 或 双分型面注射模 或 5 具有侧向抽心时的最大开模行程的校核
21、 当模具需要利用开模动作完成侧向抽芯动作时，开模行程的校核还应考虑为完成抽芯动作所需增加的开模行程。设完成抽芯动作的开模距离为HC，则有当HCH1H2时，取 当HCH1H2时，取 第3章 确定型腔数及位置布局方案(一) 型腔数的确定 为了提高模具的成形效率，把模具设计成有多个型腔的结构，使得一次注射成形多个相同的塑料骨架。而XS-Z-60注射机的最大注射量为60cm、最大成形面积为130 cm，这势必会限制模具的型腔数。而且，此塑件成形模具必须带有侧向抽芯机构，型腔越多，模具结构就越复杂，从而提高模具的制造难度及加工成本。另外，型腔越多，成形出的制品精度也就越低。经验认为每增加一个型腔，制品尺
22、寸精度降低4%，因此型腔数也不宜过大。综合考虑，初步确定为一模两腔的结构。 (二)型腔布局方案由于XS-Z-60注射机为 卧式注射机，模具也应该设计成卧式的，因此模具在水平方向上实现合开模动作。而侧向抽芯运动方向既可铅 图1 垂（图1），也可水平（图2），但对两者进行比较发现，前者上下两个侧型芯的自重会影响各自的抽芯力，导致两个侧型芯所用抽芯力的大小不同，破坏两个斜导柱的受力平衡。而且在开模后，上下两个侧型芯所需的限位形式也会有所不同，从而增加模具结构的复杂性。若采用后者结构，上述缺点就会全被消除，因此应该选用(图2)所示的水平抽芯结构。侧向型芯位置确定后，为了使斜导柱的安装位置不与分流道的开
23、设位置发生干涉，最好将两个型腔上 下设置，即一个型腔设置在整个模具的上半部分，另一个型腔设置在下半部分，形成一上一下的位 图2 置结构（图3）。(三)确定分型面及模架组合形式 由于有两个型腔，若模具设置成一个分型面，塑件成形后就很难使冷凝料和塑件自动脱落，而且取出塑件和冷凝料也会有一定困难，因此最好设两个分型面，即一个主分型面-用来取出成形塑料制品，一个次分型面-用来取出冷凝料。此时，注射机、型腔数与布局及分型面都已确定，接下去就可以对模架的组成形式作出大致的确定。 图3注射模架设计应尽量选用标准的模架组合形式，但由于一些标准模架不完全符合模具的设计结构，所以模架不能完全选用标准件，因此可参照
24、GBT 12556.1-90模架标准进行模架设计。根据成形塑料零件及注射机型号，再参照GBT 12556.1-90模架标准，初步确定模架主要结构部件及主要尺寸。XS-Z-60注射机所允许的模具最小厚度为70mm，模具最大厚度为200mm。整个模架的厚度应在70200之间。初定模架厚度为195mm。模具高度或宽度应小于XS-Z-60注射机动、定模固定板上的拉杆间距，以使模具能穿过拉杆空间安装在固定板上。若模具高度小于拉杆间距，安装时应把模具吊起，高过注射机，从上往下穿过拉杆进行安装。若模具宽度小于拉杆间距，安装时则把模具从注射机一侧横向穿过拉杆进行安装。因型腔是一上一下分布，高度方向尺寸相对宽度
25、方向要大，再根据XS-Z-60注射机动、定模固定板尺寸，初定模具高度为350mm，宽度为230mm，即模具高度大于模具宽度，且宽度小于固定板上拉杆间距，在注射机上安装模具时应把模具从上往下穿过拉杆进行安装。由于浇注系统、侧向抽芯机构及型腔等主要结构还未完全确定，因此导柱、复位杆的位置先不予确定，以免发生结构上的干涉，待主要结构部件的设计至于完善后再作定夺。先进行下一步的设计-浇注系统的设计。第4章 浇注系统设计浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴出来后，到达型腔之前在模具中所流经的通道，其作用是将熔融状态的塑料从喷嘴处平稳的引入模具型腔，并在熔体填充和固化定形的过程中将注射压力和保压力传递到塑料制
26、品各部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑料模具。浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两大类。此次设计的模具，其浇注系统为普通流道浇注系统。浇注系统的设计对注射成型效率和制件质量有直接影响，是获得优质塑料制品的关键。 浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。(一) 主流道、主流道衬套的设计主流道是指从注射机喷嘴与模具接触处起到分流道为止的一段料流通道，负责将塑料熔体从喷嘴引入模具 。当模具闭合后，注射机喷嘴压紧模具主流道衬套，并封紧注射机与模具之间的间隙，熔体材料直接从料筒流入主流道。此次设计的模具在卧式注射机上使用，主流道应垂直于分型面。为了使冷凝料能从
27、主流道中顺利拔出，将主流道设计成圆锥形。锥角约为14，锥角取大值，以降低熔体在流道中流动阻力，因此取=4见图。内壁表面粗糙度Ra应小于0.631.25m，取Ra=0.6m。注射机喷嘴应与主流道对中，为了补偿对中误差并解决冷凝料的脱模问题，主流道进口端直径需比喷嘴直径大0.51mm。主流道进口直径 d=d0+(0.51) (mm) 式中 d0为注射机喷嘴直径， d0=4mm，因此，d=4+1=5（mm）。 主流道进口端与喷嘴头部应为球面接触，在主流道衬套上连出一浅的球形定位槽，将喷嘴的球形头压在主流道衬套凹内。通常主流道进口端凹下的球面半径R比喷嘴球面半径R0大12mm，凹下深度约为35mm。主
28、流道进口端球面半径R=R0+（12） （mm） 式中R0为喷嘴球面半径，得R0=12mm，因此,R=12+2=14 (mm),以方便脱出主流道内的塑料凝料。在保证制品成形的条件下，主流道的长度应尽可能短，以减少压力损失及废料，但由于主流道的长度由与定模座板的厚度及主流道衬套的安装位置有关，必须结合主流道衬套的设计一同对其进行确定，因此主流道长度待定，接下去先设计主流道衬套。由于注射成形时，注射机对模具施加的压力很大，主要作用于主流道衬套上，且主流道在与高温塑料熔体和注射机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般不将主流道直接开设在定模上，而是将它单独开在一个主流衬套中，通常在淬火后嵌入模具，这样在损坏时便
29、于更换或修磨。常用的主流道衬套有A、B两类，此模具选用A型主流道衬套，B型是为了防止衬套在熔体反压力作用下退出定模设计的，这里不再赘述。主流道衬套嵌定模座板之后，再由定位圈压住其大端面，也能起到抵抗熔体反压力的作用。主流道衬套的材料选用T8A，要求热处理后硬度达到5357HRC。 其尺寸应根据XS-Z-60注射机配套的定位圈尺寸及定模的厚度进行确定。 衬套与定模座板之间的配合采用H7/m6。因定模座板必须与中间板无间隙接触，所以主流道衬套与定模座板配合后，必须保证其端面与定模座板大平面处在同一平面内。主流道衬套长度定为40mm，主流道长度也随之确定为36mm（40-4=36），主流道截止到定模
30、座板的左端面处，塑料熔体流经此处开始进入分流道。下一步，分流道的设计。(二) 分流道设计、浇口的设计分流道是主流道与浇口之间的料流通道，是塑料熔体由主流道流入型腔的过渡段，负责将熔体的流向进行平稳转换，在多型腔模中起着将熔体向各个型腔分配的作用。对于单型腔模，可不设置分流道，而此次设计的模具设有两个型腔，有必要开设分流道，且开设在定模座板与中间板之间，并在中间板上进行加工。分流道其截面形状及尺寸主要取决于制品的大小、模具结构以及所加工的塑料种类。根据此塑料零件、材料及加工难易程度，确定分流道截面为抛物线截面，其尺寸依据推荐值及主流道直径大小定为如图所示尺寸。分流道的表面粗糙度不宜太小，以防将冷
31、凝料带入型腔，一般要求达到Ra值为1.6m即可。这样可增大对外层塑料熔体的流动阻力，减小流速，并与中心熔体之间具有一定的速度差，以保证熔体流动时具有合适的切变速率和剪切热。在容易修磨情况下，分流道的长度应尽可能 短，以减少压力损失及废料，因此两个型腔之的间距也尽量小。根据型腔的大小，两个型腔的距离定为80mm，分流道的单边长度应为40mm，总长为80mm浇口是分流道与型腔之间长度非常短，截面又很狭窄的一段料流通道。浇口截面狭窄，可使经过分流道之后压力和温度都已有所下降的塑料熔体，产生加速度和较大的剪切热，保证熔体充模时具有较快的流动速度和较好的流动性。又因其长度短，所以浇口内可容纳的塑料熔体体
32、积很小，故很容易冷却固化，从而有助于防止保压力不足或保压时间过短而引起的倒流现象。而且，浇口内冷却固化的塑料熔体（废料）强度很低，非常容易断裂，故使制品与废料分离，并便于制品脱模。浇口的长度和截面尺寸一般均可在试模过程中适当调整。特别是调整其截面尺寸时，截面高度的变化对浇口的容积及浇口冻结时间影响很大；另外，截面积的变化对塑料熔体内的切变速率影响很大，而切变速率又与熔体表面黏度有关，所以改变浇口截面尺寸或截面积的大小，可以控制浇口冻结时间，以及熔体充模时的流动性能。浇口的形式很多，参考实用模具设计与制造手册1给出的浇口形式，根据塑料种类、塑料制品的形状及分模落料形式，应选点浇口。点浇口又称针状
33、浇口或橄榄形浇口，点浇口是一种在制品中央开设浇口时使用的圆形限制性浇口，由于浇口前后两端存在较大的压力差，能有效地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表观粘度下降，流动性增加，利于充模。常用于各种壳类、盒类的热塑性塑料制品。点浇口的优点是浇口残留痕迹小，易取得浇注系统的平衡，也利于自动化操作；但是 由于浇口的截面积小，流动阻力大，需提高注射压力，只宜于成型流动性好的热塑性塑料。 浇口的直径经计算得 d=0.72 (三)冷料穴的设计及成形零部件的设计冷料穴是用来收集料流前锋的冷料，常设在主流道或分流道末端。如图所示深度取4mm，主流道表面粗糙度Ra小于0.320.63m。注射
34、模闭合后，其内部零部件将组合成一个能容纳塑料的闭合空腔，即所说的型腔，它将接受由注射机注射出来的塑料熔体，并使它们在其内部固化成形为塑料制品。构成型腔的所有零部件统称为成形零部件。由于塑料零件外形有凹陷部分，对应成形模上必须有凸起部分，为便于加工起见，不把成形模设计成一个整体，而是采用嵌入式的成形模，即用型芯嵌入固定板中形成型腔结构。另外，与其它结构件不同，成形零部件采用的是更为优质的材料，出于材料费用考虑，也应设计成嵌入式的。成形零部件在注射成形过程中直接与塑料熔体接触，需要承受温度、压力及塑料熔体的冲击和摩擦，长期工作之后，容易发生磨损、变形和断裂，因此成形零部件必须采用优质钢材制作。而聚
35、丙烯又跟别的塑料不同，热分解后会产生带有腐蚀性的气体，因此成形零部件必须要选用耐腐蚀材料，可选用热作模具钢38CrMoAl，或者用T8A进行镀铬或渗碳处理。(四) 确定成形零部件工作尺寸成形零部件工作尺寸的确定必须考虑塑料的成形收缩、成形零部件的制造偏差及成形零部件的磨损等各方面因素。而且，由塑料零件图给出，零件上由模具型腔成形的部位，其最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值；有型芯成形的部位，其最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值。参见塑料成型工艺及模具简明手册的规定，型腔的最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值；型芯的最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值。由塑料成型工艺及模具简明手册中的公式，型腔内形尺寸计算LM =
36、LS+LSS -/2-z/2 式中LM为型腔内形基本尺寸（），为制品的公差或偏差，z为成型零件的制造公差或偏差,取为/5-/3，LS为塑料制品的基本尺寸，且为最大极限尺寸（），S为塑料的平均收缩率，这里材料是聚丙烯，因此S=（0.4+0.8）/2=0.6。 LM2=25+250.006-0.32/2-0.08/2 =24.95 LM3=13+130.006-0.22/2-0.08/2 型芯外形尺寸计算LM=LS+LSS+/2+z /2 式中LM为型芯外形基本尺寸（），LS为塑料制品的基本尺寸，且为最小极限尺寸（）为制品的公差或偏差，z为成型零件的制造公差或偏差,取为/5-/3。LM4=10+1
37、00.006+0.22/2+0.1/2=10.21型腔深度尺寸计算HM=HS+HSS-/2-z /2式中HM为型腔深度基本尺寸（）， HS为塑料制品高度基本尺寸，且为最大极限尺寸（），为制品的公差或偏差，z为成型零件的制造公差或偏差，取为/5-/3，HM1=14+140.006-0.22/2-0.08/2 =13.94型芯高度尺寸计算HM=HS+HSS+/2+z/2 式中HM为型芯高度基本尺寸()，HS为塑料制品型孔深度基本尺寸，且为最小极限尺寸（）, 为制品的公差或偏差，z为成型零件的制造公差或偏差，取为/5-/3，HM3=14+140.006+0.15/2+0.05/2 =14.23为了塑
38、件成形后便于脱模，型芯应该做成1的锥度。塑件成型收缩率计算成型收缩率是指室温时塑件与模具型腔（或型芯）两者尺寸的相对差。可按下式求得：S= （LM - LS ）/ LS*100%=0.6%S塑件成型收缩率；LM 模具型腔在室温下的尺寸；LS 塑件在室温下的尺寸。 (五) 侧向分型与抽芯机构设计因为此塑件有侧凹部分，所以成形结构中必须带有侧向分型与抽芯机构。为实现分型时自动抽芯，把其设计成机动式的侧向分型与抽芯机构。机动式侧向分型与抽芯机构利用注射机的开模运动，并对其方向进行变换后，可将模具侧向分型或把侧型芯从制品中抽出。此次设计采用斜导柱式抽芯机构。由于塑料制品冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具
39、型芯或型腔中凸出的部分，为了使制品易于从模具内脱出，在设计时必须保证制品的内外侧面具有足够的脱模斜度。脱模斜度一般依靠经验数据选取，其大小与塑料的品种、制品的形状及模具的结构等因素有关，通常情况下脱模斜度30130，最小为1520。成型型芯愈长或型腔愈深，则斜度应取偏小值；反之可选用偏大值。制品高度不大时（小于23mm）可不设计脱模斜度。脱模斜度的经验数据见表2-1表2-1 各种塑料的脱模斜度塑料名称脱模斜度聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯ABS、尼龙、聚甲醛、氯化聚醚、聚苯醚硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、有机玻璃热固性塑料301351305022011 抽芯距的确定抽芯距是指侧型芯从成形位置抽到
40、不妨碍制品取出位置时，侧型芯在抽拔方向所移动的距离。抽芯距应保证型芯从成形位置拔到不防碍塑件的取出，抽芯距即型芯（滑块）移动的距离，抽芯距通常比侧孔或侧凹的深度大23mm。如图所示，采用二等分滑块合模，其抽芯距必须保证瓣合模块完全退到骨架台肩之外才能将制品脱模，即必须抽出S1的距离再加上23mm，制品才能脱出，故抽芯距为 S=S1+23mm=+23mm式中 S为最小抽芯距，单位为mm；R为骨架最大半径，单位为mm；r为骨架最小半径，单位为mm。 所以S=+23=14.46mm2 抽芯力的确定将侧型芯从制品中抽出所需的力叫抽芯力。塑件在冷却时包紧型芯，产生包紧力。因此型芯抽拔力必须克服包紧力和摩
41、擦阻力。在开始抽拔的瞬间抽拔力为最大。影响抽芯力的因素很多，它与侧型芯成形部分的表面积大小及其几何形状、壁厚、塑料的收缩率、刚性、对成形零件的摩擦系数、制品同一侧面同时抽芯的数量、成形工艺主要参数（注射压力、保压时间、冷却时间）及脱模斜度等因素有关。其计算公式为FpA（fcos+sin）式中 p为塑料制品收缩对型芯单位面积的正压力，一般取812MPa；A为塑料制品包紧型芯的侧面积，单位为mm2。f为摩擦系数，一般取0.10.2。为脱模斜度。因此， Fmax=12439.6(0.2cos+ sin)=2468.2 N，取所需最大抽芯力为3kN。3 斜导柱的确定斜导柱式侧向分型与抽芯机构是利用斜导
42、柱等传动零件，把垂直的开模运动传递给侧向型芯，使之产生侧向运动并完成分型或抽芯动作。其结构紧凑、动作安全可靠，加工制造比较方便。斜导柱倾角不宜太大，常采用1520，在抽芯距一定的情况下，角度越大，所需斜导柱就越短。为缩短斜导柱长度，取为20。斜导柱所受的弯曲力FW、抽芯力F和开模力Fk与倾角的关系,如图所示，不计斜导柱与导滑孔间的摩擦力及滑块与导滑槽间的摩擦力，其关系式为FW=F/cos。FW=F/cos=3/cos20=3.193kN 斜导柱工作部分长度L=s/sin=14.46/sin20=45mm,抽芯距s对应的开模行程Hc= scot=14.46cot20=39.7mm，主分型面整个开
43、模行程H主=Hc+510mm=39.7+5=44.70mm,取45mm选斜导柱公称直径为14mm，进行强度校核。d=12.36mm因此取斜导柱直径14mm强度足够。斜导柱长度是根据抽芯距、固定端模板厚度，斜导柱直径及倾角的大小等有关斜导柱的材料用碳素工具钢T8A，热处理要求硬度为5458HRC，表面粗糙度小于Ra0.8。斜导柱与固定板（中间板）采用过度配合H7/k6，由于斜导柱在模具工作过程中主要用于驱动侧向滑块作往复运动，故侧型芯的压紧以及滑块的导滑等问题均与斜导柱的安装配合关系不大，所以斜导柱与滑块斜孔之间可以采用较松的间隙配合，这里采用H11/b11。斜导柱孔的位置确定在滑块正中且在其长
44、度的1/2处。第5章 注射模结构零部件设计及注射机的校核结构零部件是组成模具完成固定、导向、定位及成形时完成动作等的零部件，主要有合模导向机构和支承零部件。(一) 合模导向机构及脱模机构的设计合模导向机构在模具中，用来保证动模和定模或模内其它零部件之间准确对合，在模具中起定位、导向和承受一定侧压力的作用。导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。锥面定位是用在注射大型、深腔、高精度制品或薄壁容器及偏心制品时，成形时往往有很大的侧向作用力，因此不适合用在此次设计的模具当中，此次设计的模具采用导柱导向机构。导柱导向机构是利用导柱与导柱孔之间的配合来保证模具的对合精度。导柱的结构和尺寸按GB/4619选用，由模架结构图分析，主分型面导柱所受的侧向力要比次分型面导柱受到的侧向力大，因此主分型面导柱直径应大于次分型面导柱直径，初定主分型面导柱公称直径为25mm，次分型面导柱公称直径为20mm。为让模具开模有序进行（让次分型面先分型，待
