电热水壶塑料上盖注射成型设计设计.doc

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1、太原工业学院毕业设计（ 论文 ） 电热水壶塑料上盖注射成型设计 诚信声明 本人郑重声明：本设计及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的， 在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 签字时间：2012 年 月 日 太原工业学院毕业设计（ 论文 ） 毕业设计任务书 设计（论文）题目： 电热水壶塑料上盖注射成型模具设计 系部： 材料工程系 专业： 高分子材料与工程 学号： 082074140 1 设计（论文）的主要任务及目标 （1）电热水壶塑料下盖产品的设计（或在原产品的基础上改进） 。 （2） 根据题目要求，查阅收集电热水壶塑料下盖产品及类似产品的该类模具设 计相关的文

2、献资料或进行实际调查，达到搜集论文证据资料的目的。 （3） 通过对该类模具文献资料的分析提出你创新构想的最佳设计方案，并用相 关软件对成型模具进行设计，同时，重点对该类模具内外侧抽芯结构进行 分析研究，设计出结构合理、成本低廉、便于操作的模具。 2设计（论文）的基本要求和内容 （1） 论文格式要严格按系规定的格式编写（查看本科毕业环节工作规定 ） 。 （2） 论文要求：论理论据正确、逻辑性强、文理通顺、层次分明，把实践的结 果上升到理论认识或应用的高度，并提出自己的见解与观点。设计绘图要 严格按国家制图标准，并利用计算机打印。 （3） 查阅文献 15 篇以上，其中外文原文 5 篇以上。 （4）

3、 论文格式要严格按系规定的格式编写（查看本科毕业环节工作规定 ） 。 （5） 论文要求：论理论据正确、逻辑性强、文理通顺、层次分明，把实践的结 果上升到理论认识或应用的高度，并提出自己的见解与观点。设计绘图要 严格按国家制图标准，并利用计算机打印。 （6）设计过程要借助 CAD、PROE、UG 等软件分析研究。 3主要参考文献 （一）参考书 1 塑料模具设计导 主编 齐晓杰 东北林业大学出版社 2 塑料成型工艺及模具设计 主编 屈华昌 机械工业出版社 3 塑料成型模具 主编 申开智 中国轻工业出版社 太原工业学院毕业设计（ 论文 ） 4 塑料注射模具设计实用手册 主编 宋玉恒 中国轻工业出版社

4、 5 塑料注射模设计 102 例 （北京） 国防工业出版社 6 塑料注射模具零件标准及术语 GB 4169、1-11。北京 国家技术监督局 （二）杂志 1 模具技术 2 塑料技术 3 塑料工业 4 模具工业 5 模具制造 （三）网址 1中国模具网www.M 2中国模具工业信息网 3中国学术期刊中文 www.E ，帐号 K10100 密码 cnkikw 4进度安排 设计（论文）各阶段名称起 止 日 期 1 下达任务书2011 年 12 月 10 日 2 设计前准备资料阶段 2012 年 2 月 26 日-3 月 1 日 3 确定设计方案并画装配草图3 月 2 日-3 月 16 日 4 交开题报告

5、 3 月 15 日-3 月 16 日 5 画装配工作图3 月 16 日-4 月 6 日 6 画零件图 4 月 7 日-4 月 27 日 7 写论文4 月 28 日-6 月 13 日 8 交论文并装订并6 月 14 日 9 讨论毕业答辩有关事项6 月 15 日 10 交图纸及光盘6 月 18 日 11 毕业答辩6 月 19 日-6 月 22 日 太原工业学院毕业设计 电热水壶塑料上盖注射成型模具设计 摘 要 毕业设计的重点是塑料水壶上盖注射成型模具的结构设计。该模具设计中的 注塑模具的设计流程，涵盖了设计原则，计算，校核等多个方面。并且，以该模 具结构的研究作为基础，重点分析了模具抽芯机构的设计

6、。 关键词：注射模，分型脱模，抽芯 太原工业学院毕业设计 The design for injection molding of the Plastic upper cover of Electric kettle Abstract The graduation projects key point is the structural design for injection molding of the Plastic upper cover of Electric kettle frame. In this project, it has a comprehensive set of de

7、sign process for injection molding, which has covered many aspects such as principle of design, computation,examination, etc.And based on the study of structural design, the passages also emphasises on analysing the structural design for core-pulling Key words: injection molding, step-by-step partin

8、g demoulding, core-pulling 太原工业学院毕业设计 I 目录 1 绪论1 1.1 我国塑料模具业发展现状及方向1 1.2 塑料模具的发展水平与市场趋势2 1.3 塑料模具的一些新的发展方向 3 2 电热水壶的盖子设计及其成型工艺的分析4 2.1 塑件分析4 2.2 塑料的选材及性能分析4 2.3 ABS 塑料的注射过程及工艺 6 2.4 ABS 的主要缺陷及消除措施 7 3 模具设计方案的确定9 3.1 分型面方案的确定9 3.2 型腔数量确定.10 4 模具设计.11 4.1 注塑机选型.11 4.2 模具浇注系统设计和浇口的设计.14 4.3 成型零件工作尺寸的设计

9、和计算.16 4.4 模架的确定和标准件的选用.18 4.5 合模导向机构和定位机构.20 4.6 脱模推出机构的设计.21 4.7 斜顶与抽芯机构设计.22 4.8 排气系统设计.23 4.9 冷却系统的优化设计.23 4.10 模具材料例表26 5 模具装配.27 5.1 塑料模具装配的技术要求.27 5.2 塑料模具装配过程.27 总 结29 参考文献.30 太原工业学院毕业设计 II 致 谢31 太原工业学院毕业设计 1 1 绪论 1.1 我国塑料模具业发展现状及方向 从整体上看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面 都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进

10、水平相比，差距仍很大。一 些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应 求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太 高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 加入 WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中 国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的 1/51/3，加入 WTO 后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口 量则加大；在高精模具方面，加入 WTO 前本来就主要依靠进口，加入 WTO 后，不 仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来

11、 国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。 进口的塑料模具中，最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各 种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及 为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国 塑料模具价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很 好，近几年出口年均增长 50%以上就是一个很好的证明。 虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口， 致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在 2007 年已得到改善，逆差已有减少。模具 外贸逆差增大主要有两方面

12、原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的 高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但 也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批 制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率 只有 13%，而未达 17%。 从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、 复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特 别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具 工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持 20%左右的水平。 太原工业学

13、院毕业设计 2 1.2 塑料模具的发展水平与市场趋势 近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重 量达到 50t 以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到 2m，制件精度很高的小模 数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一 模 7800 腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达 6m/min 以上的高速塑料异 型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和 低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高， CAD/CAE/CAM 技术的应用面已大为扩展，高速加工及 RP/RT 等先进技

14、术的采用已 越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模 具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制 造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造。 中国塑料模具行业和国外先进水平相比，主要存在以下问题。 （1）发展不平衡，产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近国际 先进水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标 与国外先进水平相比尚有较大差距。包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国 外工业发达国家相比尚有 10 年以上的差距。 （2）工艺装备落后，组织协调能力差。虽然部分

15、企业经过近几年的技术改造， 工艺装备水平已经比较先进，有些三资企业的装备水平也并不落后于国外，但大部 分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是，企业组织协调能力差，难以整合或调 动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。 （3）大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。一方面是技术人员比例低、 水平不够高，另一方面是科研开发投入少；更重要的是观念落后，对创新和开发不 够重视。模具企业不但要重视模具的开发，同时也要重视产品的创新。 （4）供需矛盾短期难以缓解。近几年，国产塑料模具国内市场满足率一直不足 74%，其中大型、精密、长寿命模具满足率更低，估计不足 60%。同时，工业发达 国家的模具正

16、在加速向中国转移，国际采购越来越多，国际市场前景看好。市场需 求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。 （5）体制和人才问题的解决尚需时日。在社会主义市场经济中，竞争性行业， 特别是像模具这样依赖于特殊用户、需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的 体制和经营机制已显得越来越不适应。人才的数量和素质也跟不上行业的快速发展。 太原工业学院毕业设计 3 1.3 塑料模具的一些新的发展方向 （1）在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将 交货周期放在首位。要求模具公司尽快交货，这已成为一种趋势。企业千方百计提 高自己的适应能力、提高技术水准、提高装备水

17、平、提高管理水平及提高效率等都 是缩短模具生产周期的有效手段。 （2）大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品 开发中去，甚至在尚无明确用户对象之前进行开发，变被动为主动。目前，电视机 和显示器外壳、空调器外壳、摩托车塑件等已采用这种方法，手机和电话机模具开 发也已开始尝试。这种做法打破了长期以来模具厂只能等有了合同，才能根据用户 要求进行模具设计的被动局面。 （3）随着模具企业设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳 工的技艺转变为主要依靠技术。这不仅是生产手段的转变，也是生产方式的转变和 观念的上升。这一趋势使得模具的标准化程度不断提高，模具精度越来越高

18、，生产 周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了模具工业整体水平不断提高。中国 模具行业目前已有10多个国家级高新技术企业，约200个省市级高新技术企业。 与此趋势相适应，生产模具的主要骨干力量从技艺型人才逐渐转变为技术型人才是 必然要求。 （4）模具企业及其模具生产正在向信息化迅速发展。在信息社会中，作为一个 高水平的现代模具企业，单单只是 CAD/CAM 的应用已远远不够。目前许多企业已 经采用了 CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP 等技术及其 它先进制造技术和虚拟网络技术等，这些都是信息化的表现。向信息化方向发展这 一趋向已成为行业共识。 （5）随

19、着人类社会的不断进步，模具必然会向更广泛的领域和更高水平发展。 现在，能把握机遇、开拓市场，不断发现新的增长点的模具企业和能生产高技术含 量模具企业的业务很是红火，利润水平和职工收入都很好。因此，模具企业应把握 这个趋向，不断提高综合素质和国际竞争力。 太原工业学院毕业设计 4 2 电热水壶的盖子设计及其成型工艺的分析 2.1 塑件分析 图 2.1 电热水壶的盖子 上图 2.1 所示是电热水壶的盖子零件。 2.1.1 结构分析如下 该塑件为壳体，壳体具有一定的深度，表面光滑，在模具设计和制造上要有良 好的加工工艺，确保成型零件具有一定的光洁度。 壳体内部凹下的胶位是为了插入时能配合紧密，所以必

20、须具备一定的制造精度。 2.1.2 成型工艺分析 采用一般精度等级 5 级，大量生产。 该塑件壁厚约为 1.5mm 左右，考虑到壳体较浅，塑件内表面不设脱模斜度。由 于有斜顶，型腔将被做成镶拼式所以塑件外形没有放脱模斜度。 太原工业学院毕业设计 5 2.2 塑料的选材及性能分析 该壳用于手机底壳，经常用手触摸，必须耐酸、对电绝缘，化学稳定性要好； 抗拉强度、硬度、耐磨性要突出，综合机械性能要好。具备这些条件的塑料首选： 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene ，简称：ABS） 。 2.2.1 使用特点： （1）综合性能较好,冲击强度较高

21、,化学稳定性,电性能良好。 （2）与 372 有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理。 （3）有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 （4）流动性比 HIPS 差一点，比 PMMA、PC 等好，柔韧性好3。 2.2.2 成型特性： （1）无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时 间预热干燥 80-90 度,3 小时。 （2）宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270 度).对精度较高 的塑件,模温宜取 50-60 度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取 60-80 度。 （3）如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者

22、改变 入水位等方法。 （4）如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3-7 天后模具表面会残存塑料分解物， 导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 2.2.3 ABS 的主要性能指标4 太原工业学院毕业设计 6 ABS 的技术指标见下表 2.1 密度 3 /()kg dm :1.021. 16 比体积 31 /()vdm kg : 0.860. 98 吸水率(24)100 p c 0.20.4收缩率 s0.40.7 熔点tC130160硬度 HB9.7 R121 抗拉屈服强度 b MPa50拉伸弹性模量 1 E MPa 3 1.8 10 体积电阻率 () V cm: 16

23、 6.9 10弯曲强度 w MPa80 0.46MP90108无 缺口 261热变形 温度 t/c0.185MP83103 冲击韧度 2 () n kJ m : 2 () k kJ m :缺 口 11 2.3 ABS 塑料的注射过程及工艺 2.3.1 注射成型过程 （1）成型前准备，对 ABS 进行干燥。ABS 是吸水的塑料，于室温下，24 小时可 吸收 0.2%-0.35%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时若 湿度超过 0.2%，塑料表面会受大的影响，所以对 ABS 进行成型加工时，一定要事先 干燥，而且干燥后的水分含量应小于 0.2%。 ABS 的干燥方法: 常压热风

24、干燥 80-85 2-4 小时 ；真空热风干燥 80 1-2 小时。 （2）注射过程.塑料在注射机内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇 注系统进入模具型腔成型，起过程可分为充模、压实、保压、倒流、和冷却 5 个阶 段。 2.3.2 ABS 的注射工艺参数 太原工业学院毕业设计 7 （1）螺 杆 类 别：标 准 螺 杆（直 通 式 喷 嘴） （2）回 料 转 速(rpm)：30 1 minn r （3）注射机料筒温度: 前段 180200 中段 165180 后段 150170 （4）喷嘴 ：170180。 （5）模具 ：5080，玻纤增强制品取 75。 （6）注射压力:60100。 （7

25、）注射速度、注射压力: 一般 ABS 制品采用高速及多级注射，但是对于阻燃品级，要慢速注射，可以避 免注射料的分解，耐热 ABS 也要快速注射(可减少内部应力)，注射压力在 75MPa 左右，保压时可低些。 （8）熔胶温度: 190 （9）成型时间():/s 注射时间:2090 高压时间:05 冷却时间:20120 总周期:50220 在 265温度下，物料在机筒内停留时间最多不能超过 5-6 分钟，若温度为 280，则物料在机筒内停留时间就不能超过 2-3 分钟。 （10）后处理:把塑件放在红外线或者烘箱下,温度设为 70 度烘干 24 小时4。 2.4 ABS 的主要缺陷及消除措施 2.4

26、.1 残余应力引起的龟裂 残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。 作为在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可在以下几方面入手。 （1）由于直浇口压力损失最小，所以，如果龟裂最主要产生在直浇口附近，则 可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。 太原工业学院毕业设计 8 （2）在保证树脂不分解、不劣化的前提下，适当提高树脂温度可以降低熔融粘 度，提高流动性，同时也可以降低注射压力，以减小应力。 （3）一般情况下，模温较低时容易产生应力，应适当提高温度。但当注射速度 较高时，即使模温低一些，也可减低应力的产生。 （4）注射和保压时间过长也会产生应力，将

27、其适当缩短或进行 Th 次保压切换 效果较好。 2.4.2 熔接痕 熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融 合而产生的。一般情况下，主要影响外观，对涂装、电镀产生影响。严重时，对制 品强度产生影响（特别是在纤维增强树脂时，尤为严重） 。可参考以下几项予以改善： （l）调整成型条件，提高流动性。如，提高树脂温度、提高模具温度、提高注 射压力及速度等。 （2）增设排气槽，在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气。 （3）尽量减少脱模剂的使用。 （4）设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处，成型后再予以切断去除。 （5）若仅影响外观，则可改变烧四位置，以改变熔接痕的位置。或者将

28、熔接痕 产生的部位处理为暗光泽面等，予以修饰。 2.4.3 银线 银线主要是由于材料的吸湿性引起的。因此，一般应在比树脂热变形温度低 1015C 的 条件下烘干。特别是在使用自动烘干料斗时，需要根据成型周期（成型 量）及干燥时间选用合理的容量，还应在注射开始前数小时先行开机烘料。另外， 料简内材料滞流时间过长也会产生银线。不同种类的材料混合时，例如聚苯乙烯和 ABS 树脂、 AS 树脂，聚丙烯和聚苯乙烯等都不混合。 2.4.4 白化 白化现象最主要发生在 ABS 树脂制品的推出部分。脱模效果不佳是其主要原因。 可采用降低注射压力，加大脱模斜度，增加推杆的数量或面积，减小模具表面粗糙 度值等方法

29、改善，当然，喷脱模剂也是一种方法，但应注意不要对后续工序，如烫 印、涂装等产生不良影响。 太原工业学院毕业设计 9 3 模具设计方案的确定 3.1 分型面方案的确定 分型面是模具上用来取出塑件和浇注系统料可分离的接触面称为分型面,分型面 的选择对模具设计方式影响最大,分型面设计是否合理对塑件质量和模具复杂程度具 有很大的影响。基本上是一种分型面对应着一种模具设计方案，所以分型面的选择 决定着模具总体的设计方案。 3.1.1 分型面的选择原则3 （1）保证塑料制品能够脱模。 （2）使分型面容易加工。 （3）尽量避免侧向抽芯。 （4）使侧向抽芯尽量短。 （5）有利于排气。 （6）有利于保证塑件的外

30、观质量。 （7）尽可能使塑件留在动模一侧。 （8）尽可能满足塑件的使用要求。 （9）尽量减少塑件在合模方向的投影面积。 （10）长型芯应置于开模方向。 （11）有利于简化模具结构。 3.1.2 分型面确定 分型面与开模方向垂直, 如图 3.1 所示。定模型芯利用开模动作从塑件中抽出， 塑件内部倒扣用斜推杆来成型，整个塑件成型精度比较高。 太原工业学院毕业设计 10 图 3.1 分型面形式与位置 3.2 型腔数量确定 由于生产批量大，本套模具采用一模两腔如图 3.2 所示。 图 3.2 型腔排列方式 太原工业学院毕业设计 11 4 模具设计 4.1 注塑机选型 注射机是安装在注射机上使用的设备，

31、因此设计注射模应该详细了解注射机的 技术规范，才能设计出符合要求的模具。 注射机规格的确定主要是根据塑件的的大小及型腔的模具和排列方式，在确定 模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁 模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行 程、开模距离进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户 自己提供型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己 调整或与用户取得商量调整。 4.1.1 注射量计算 该产品为 ABS，查书设计与制造实训得知其密度为 1.081.10g.cm-3 收缩率为 0.4%0.7%，

32、计算其平均密度为 1.09，平均收缩率为 0.55%，通过计 算得两塑件体积为： V 塑=97.5 cm3 两塑件的质量： M 塑=106.3g 浇注系统体积： V 浇=0.955 cm3 浇注系统质量： M 浇=1.04g 故得总体积和总质量为： V 总=98.5；M 总=107.34g 4.1.2 注射机型号的选定 根据以上的计算初步选定型号为 SZ-125/630 型卧式注射机，其主要技术参数见 表 4.1。 太原工业学院毕业设计 12 表 4.1 SZ-125/630 型注射机主要技术参数4 螺杆直径/mm40拉杆内间距/mm370x320 推动行程/mm550最大模具厚度/mm300

33、 理论容量/ 3 cm140最小模具厚度/mm150 注射速度 /(g/s)110顶出杆根数1 塑化能力/(g/s)16.8定位孔直径/mm125 额定注射压力/MP126顶出中心孔直径/mm35 螺杆转速/(r/min)14200顶出力/KN1500 锁模力/KN530球半径 SR/mm15 开模行程/mm270 喷 嘴孔直径/mm 4.1.3 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核6 （1）型腔数量的校核 由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 1 （4.1） 2 1 0.8 16.8 60 1.04 7 106.3 KMtm n m ，t 取60s, 符合要求。71右边 式中 K注射机最大注

34、射量的利用系数，非结晶型塑料一般取 0.8； M注射机的额定塑化量，改注射机为 16.8g/s； T成型周期，因塑件还比较大，壁厚，取 30s; m1两个塑件的质量，取 106.3g ; m2浇注系统的质量，取 1.04g ; 按注射机的最大注射量校核型腔数量 2 2 1 0.8 140 1.04 1.041 106.3 n Kmm n m 符合要求。 太原工业学院毕业设计 13 式中 注射机允许的最大注射量，该注射机为 140g。 N m 其他符号意义与取值同前。 按注射机的额定锁模力校核型腔数量 3 壳体正反两面产生的胀模力由内模壳抵消；左右两行位压力由导柱和前模板的 斜面抵消，取这两处力

35、的一半为正压力： 2 11 1 2 86(7230)8772 2 Amm 分型面合模处的作用面积： 2 22 2 2 200800Amm 塑料熔体对型腔的成型压力是，一般是注射压力的30%-65%，60 100 a MP 取平均压力为： （4.2） 3 (1865) 10 41500 2 P 型a P （4.3） 1122 530000 1.31 ()41.5(8772800) F n PAA 型 符合要求。 （2）注射机工艺参数的校核 注射量的校核 1 注射量以容积表示最大注射容积为： 3 max 0.85 140119Vvcm 最少注射容积： 3 min 0.2535Vvcm 而 minm

36、ax VVV 3 98.5Vcm 符合要求。 锁模力的校核 2 前面计算过，符合要求。 最大注射压力的校核 3 注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力 max 126PMP 应该大于注射成型所需调用的注射压力的 即 0 P max0 Pk P 式中 ； 1.251.4k 为 7090； 0 P a MP 代入数据计算，符合要求。 太原工业学院毕业设计 14 （3）安装尺寸的校核 最大与最小模具厚度 模具厚度 H 应满足 minmax HHH 式中 minmax 150,300Hmm Hmm 该套模具厚度H=30+100+110+120+1+30=391mm 。 很明显，选择该注射机不能满足模

37、具设计的要求。 （4）开模行程校核 12 (510)HHHmm: 注射机动模板的开模行程，取 270mm，见表 4.2；H 塑件推出行程取 28.5mm； 1 H 为包括流道凝料在内的塑件高度； 2 H 2 150Hmm 代值计算发现开模行程能满足。 在这里我们选用更大的注塑机型号 G54-S200/400，可知所有的参数都满足。 4.2 模具浇注系统设计和浇口的设计 浇注系统是引导凝料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传 压和传热的功能。 4.2.1 主流道的设计4 主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴 线上，断面为圆形，具有一顶的锥度，以便熔体

38、的流动和开模时主流到凝料的顺利 拔除。 （1）主流道尺寸和浇口的设计 主流道的小端直径 D =注射机喷嘴直径+（0.51） 1 =3+（0.51） ，取 D=3.5mm 。 主流道的球面半径 SR =注射机喷嘴球头半径+（12） 2 =15+（12） ，取 SR=16mm 。 球面的配合高度 ，取h=3mm 。 3 35hmmmm 主流道的长度 取 L=124.5mm。 4 主流道大端直径 （半锥角）2 tan6.54DDL1 太原工业学院毕业设计 15 取5.8Dmm 浇口套总长 0 124.53127.5LLhmmmmmm 2）浇口套的设计 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，

39、对材料要求比较严，因 而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选 用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如 T8A、T10A 等，热处 理硬度为 50HRC55HRC,如图 4.1 所示。 图 4.1 主流道衬套 （3）定位圈的设计与固定 由于该模具主流道比较长，定位圈和衬套设计成分体式，注射机定位孔尺寸为 ，定位圈尺寸取 ，两者之间呈较松的间隙配合。 0.10 0 125 0.2 0.4 125 定位圈结构尺寸如图 4.2 所示；定位圈和衬套的固定形式如图 4.3 所示。 图 4.2 定位圈 太原工业学院毕业设计 16 图 4.3 主道衬套的固定形式

40、 1-内六角螺纹； 2-定位圈；3-定模座板；4-主流道衬套；5-定模板 4.2.2 浇口的设计 采用梯形侧浇口如图 4.4， 。塑料熔体通过主流道然后到分流道流入型腔。 图 4.4 侧浇口的设置形式 4.3 成型零件工作尺寸的设计和计算 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、 成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的 冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高 的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、 刚度及较好的耐磨性能。 设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的

41、结构及使用要求，确定型腔的总 体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件 的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸， 对关键的成型零件进行强度和刚度校核。 太原工业学院毕业设计 17 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的径 向尺寸，型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等。 ABS 的成型收缩率为 0.4%-0.7%所以平均收缩率取 s=0.55%。 塑件尺寸公差按SJ1372-78标准中的5级精度成型。 4.3.1 型芯（见图 4.7） 图 4.7 型芯 （1）采用台肩固定的形式，下底面用模珂与动模压紧。 （2

42、）塑件的尺寸公差源自塑料成型工艺与模具设计的塑件公差数值表。 塑件尺寸 ，。 0.44 10 71 s l 0.8 20 174 s l 0.86 0 49.5 s h 000 110.25 0.440.11 (1)(10.55%) 240.75 0.4424.46 Ms ls dx 000 220.25 0.800.2 (1)(10.55%) 660.75 0.8066.96 Ms ls lx 000 0.25 0.860.21 (1)(10.55%) 770.75 0.8678.06 MS hs hx 式中 s塑料的平均收缩率，ABS为0.55%； 塑件外径尺寸（取 25.64mm） ；

43、s d 修正系数（取 0.75） ；x 塑件尺寸公差，见上塑料尺寸公差值； 模具制造误差，其他误差忽略，当尺寸小于 50mm 时， ；4 太原工业学院毕业设计 18 当塑件尺寸大于 50mm 时，。5 4.3.2 型腔（见图 4.8） 图 4.8 动模型腔 （1）模仁为镶入式，通过沉头螺钉固定在动模板上。 （2）尺寸计算。塑件的尺寸公差源自塑料成型工艺与模具设计的塑件公差 数值表 3.1。 ， 0 10.50 74 s L 0 20.86 177 s L 0 10.15 2.5H 0 0.20 9.8H (4.5) 0.25 0.50.125 11000 (1)(10.55%) 740.75

44、0.573.83 Ms Ls Lx 0.25 0.860.22 22000 (1)(10.55%) 1770.75 0.86176.29 Ms Ls Lx 0.25 0.150.04 11000 (1)(10.55%) 2.50.75 0.152.67 Ms Hs Hx 0.25 0.200.05 22000 (1)(10.55%) 9.80.75 0.2010.05 Ms Hs Hx 式中各符号同前。 4.3.3 型腔零件刚度和强度校核 由于塑件成型部分采用模仁，再从模板上开框把模仁镶入，用螺丝吃紧。成型 部分离模仁有满足条件的规定距离（2025mm） ，而模仁离模板四周也有满足条件的 规定

45、距离，所以成型时型腔零件完全满足强度和刚度的要求，在这里就不一一校核。 太原工业学院毕业设计 19 在动模板上，由于成型压力很大部分垂直压在其上，底部为了节约材料不打算采用 支撑板，在这里我们采用四个中托司支撑。尺寸位置大小和中托司布局请见模具组 装图。 4.4 模架的确定和标准件的选用 根据前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架， 选用结构形式为 CI3050 100 110 120 01 S。即采用数量为 1 的标准模架。 （1）定模座板（350mm x 500mm、厚为 25mm） 定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为 45 钢。 通过 4 个 M12 的内

46、六角圆柱螺钉与定模固定板连接；定位圈通过 2 个 M6 的内 六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为 H8/f8 配合7。 （2）定模板（300mm x 500mm，厚 100mm） 用于固定型芯、导套。固定板应有一定的厚度，并有足够强度，一般用 45 号钢， 调质到 230HB270HB。其上的导柱和导套一端采用 H7/k6 配合，另外一段采用 H7/f7 配合；定模板与浇口套采用 H7/m6 配合7。 （3）动模座板（350mm x500mm、厚为 30mm） 材料为 45 钢，其上的注射机顶孔为。50 （4）动模板（300mm x 500mm，厚 110mm） 行位滑块通过矩形导滑槽在

47、模套中滑动，以完成侧向分型和合模复位，材料为 45 钢。其上的导柱和导柱孔为 H7/k6 配合7。 （5）垫块(58mm x 500mm 厚 120mm) 主要作用 1 在动模座板与支撑板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度， 以适应注射机的模具安装厚度要求。 结构形式 2 可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。 垫块材料 3 垫块材料为 Q235A，也可以用 HT200、球墨铸铁等。改套模具采用 Q235A 制 造。 （6）推板（180mm x 500mm，厚度20mm） 太原工业学院毕业设计 20 材料为 45 钢，其上的推板导套孔与推板导套采用 H7/k6 配合。用 M6 的内六角 圆柱螺钉与推杆固定板固定。 （7）推杆固定板（180mm x 500mm，厚度 25mm） 钢材为 45 钢,其上的推板导套孔与推板导套采用 H7/f9 配合7。 模架如图（4.11）所示： 图 4.11 模架 4.5 合模导向机构和定位机构 采用标准模架，模架本身带有导向装置，按模架规格选取即可。 4.5.1 导向机构的总体设计 （1）导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部分，其中心至模 具边缘应有足够的距