1、分數 課程設計論文（設計）論文題目： 注塑盒蓋模具設計 指導教師： 系 別： 機電工程系 專業班級： 機械設計制造及其自動化1101 姓 名： 日 期： 2014年6月 盒蓋塑件圖技術要求:1. 塑件材料 pe2. 未標注公差尺寸按sj1372-78.8級。3大批量生產。目 錄摘 要1第一章 概述31.1模具工業在國民經濟中的的重要地位31.2中國塑料模具的現狀41.3塑料模具的發展水平與市場趨勢5第二章 塑料制件的工藝性分析82.1塑件原材料的分析82.1.1 hdpe加工性能92.1.2 塑料對模具溫度的要求102.2 成型塑料制結構工藝性102.2.1尺寸精度112.2.2塑件壁厚122

2、.2.3 脫模斜度132.2.4表面粗造度142.2.5圓角14第三章 注射工藝分析及塑料模的結構設計143.1零件的三維建模153.2澆口位置153.3分型面163.4型腔的數目與布局173.4.1模具型腔數目173.5澆注方案的設計183.5.1 確定澆注系統的原則183.5.2澆口形式的選擇193.5.3主流道形狀與尺寸203.5.4點澆口尺寸的確定213.5.5點澆口剪切速率的校核223.5.6澆注系統方案223.6 型腔的強度校核233.6.1整體式矩形型腔側壁和底板厚度的計算233.6.2整體式圓形型腔側壁和底板厚度的計算243.7脫模機構的設計273.8型芯型腔尺寸的計算283.

3、9脫模機構尺寸計算303.9.1 抽芯距的計算303.10頂桿固定裝置303.10.1 固定裝置參數確定303.11標準模架和注塑機的選取30第四章 模具主要連接、定位、導向件設計324.1模具主要連接件選擇或設計334.2模具主要定位件選擇334.3 模具主要導向件選擇或設計33第五章 模溫調節系統的設計335.1模具溫度對塑件成型的影響345.2模具熱平衡計算345.2.1進入模腔的總熱量355.2.2 模具散熱量35第六章 設計總結37參 考 文 獻37摘 要本文是關于盒蓋注塑模具的設計，在正確分析塑件工藝特點和pe材料的性能的后，采用了點澆口進行澆注。詳細介紹了對凸模，凹模，澆注系統，

4、脫模機構，選擇標準零件，設計非標件的設計過程。涉及模具結構、強度、壽命計算及熔融塑料在模具中流動預測等復雜的工程運算問題；運用cad、輔助工程ug等不同的軟件分別對模具的設計、制造和產品質量進行分析。綜合運用了專業基礎、專業課知識設計，其核心知識是塑料成型模具、材料成型技術基礎、機械設計、塑料成型工藝、模具cadcam、moldflow等。關鍵詞：點澆口；盒蓋注塑模設計；塑料成型模具abstractthis article was about the lid mould design, based on the correct analysis of plastics technology c

5、haracteristics and pe material properties, using a runner after are pouring. a detailed introduction about the punch and die, gating system, the choice standard and demoulding mechanism design non-standard parts, parts of the design process was included in this paper. the problems were involved such

6、 as the mould structure, strength calculation, molten plastic, service life, and complex prediction of engineering operations, then mould design, manufacturing and quality were analyzed by using cad, ug and mold flow software. the lid mould design compositivly applyed specialized knowledge,professio

7、nal design and its core knowledge is plastic molding,material molding technology ,mechanical design,plastic injection molding process,mould cad/cam,moldflow,etc. keywords: a runner after are pouring;the lid mold design;plastic molding.第一章 概述1.1模具工業在國民經濟中的的重要地位模具是制造業的一種基本工藝裝備，模具工業是國民經濟各部門發展的重要礎之一，塑料模

8、具是指用于成型塑料制作的模具，它是型 腔模的一種類型，它的作用是控制和限制材料（固態或液態）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業中。模具工業是國民經濟的基礎工業，是國際上公認的關鍵工業。模具生產技術水平的高低是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產品的質量，效益和新產品的開發能力。振興和發展我國的模具工業，正日益受到人們的關注。早在1989年3月中國政府頒布的關于當前產業政策要點的決定中，將模具列為機械工業技術改造序列的第一位。模具工業既是高新技術產業的一個組成部分，又是高新技術產業化的重要領域。模

9、具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業領域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業領域中6090的產品的零件，組件和部件的生產加工。模具制造的重要性主要體現在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業的模具市場為例。汽車，摩托車行業是模具最大的市場，在工業發達的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業是我國國民經濟五大支柱產業之一，汽車工業重點是發展零部件，經濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發展重點，已在汽車工業產業政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達到170種。一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元。為了適應市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時

10、約有80的模具需要更換。中國摩托車產量位居世界第一，據統計，中國摩托車共有14種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以上需要模具生產。一個型號的摩托車生產需1000副模具，總價值為1000多萬元。其他行業，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。目前世界模具市場供不應求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數控制模設備，提高模具加工質量，縮短生產周期，溝通外貿渠道，模具出口將會有很大發展。研究和發展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經

11、濟的發展有著特別重要的意義。1.2中國塑料模具的現狀整體來看，中國塑料模具無論是在數量上，還是在質量、技術和能力等方面都有了很大進步，但與國民經濟發展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。 加入wto，給塑料模具產業帶來了巨大的挑戰，同時帶來更多的機會。由于中國塑料模具以中低檔產品為主，產品價格優勢明顯，有些甚至只有國外產品價格的1/51/3，加入wto后，國外同類產品對國內沖擊不大，而中國中低檔模具的出口量則加大

12、；在高精模具方面，加入wto前本來就主要依靠進口，加入wto后，不僅為高精尖產品的進口帶來了更多的便利，同時還促使更多外資來中國建廠，帶來國外先進的模具技術和管理經驗，對培養中國的專業模具人才起到了推動作用。 2006年，中國塑料模具總產值約300多億元人民幣，其中出口額約58億元人民幣。根據海關統計資料，2006年中國共進口塑料模具約10億美元，約合83億元人民幣。由此可以得出，除自產自用外，市場銷售方面，2006年中國塑料模具總需求約為313億元人民幣，國產模具總供給約為230億元人民幣，市場滿足率為73.5%。進口的塑料模具中，最多的是為汽車配套的各種裝飾件模具、為家電配套的各種塑殼模具

13、、為通信及辦公設備配套的各種注塑模具、為建材配套的擠塑模具以及為電子工業配套的各種塑封模具等。出口的塑料模具以中低檔產品居多。由于中國塑料模具價格較低，在國際市場中有較強的競爭力，所以進一步擴大出口的前景很好，近幾年出口年均增長50%以上就是一個很好的證明。 雖然近幾年模具出口增幅大于進口增幅，但所增加的絕對量仍是進口大于出口，致使模具外貿逆差逐年增大。這一狀況在2006年已得到改善，逆差略有減少。模具外貿逆差增大主要有兩方面原因：一是國民經濟持續高速發展，特別是汽車產業的高速發展帶來了對模具旺盛需求，有些高檔模具國內的確生產不了，只好進口；但也確實有一些模具國內可以生產，也在進口。這與中國現

14、行的關稅政策及項目審批制度有關。二是對模具出口鼓勵不夠。現在模具與其它機電產品一樣，出口退稅率只有13%，而未達17%。 從市場情況來看，塑料模具生產企業應重點發展那些技術含量高的大型、精密、復雜、長壽命模具，并大力開發國際市場，發展出口模具。隨著中國塑料工業，特別是工程塑料的高速發展，可以預見，中國塑料模具的發展速度仍將繼續高于模具工業的整體發展速度，未來幾年年增長率仍將保持20%左右的水平。 近年來，港資、臺資、外資企業在中國大陸發展迅速，這些企業中大量自產自用塑料模具無確切的統計資料，因此未能計入上述數字之中。1.3塑料模具的發展水平與市場趨勢近年來，中國塑料模具制造水平已有較大提高。大

15、型塑料模具已能生產單套重量達到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達到2m，制件精度很高的小模數齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產，多腔塑料模具已能生產一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產擠出速度達6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發泡鋼塑共擠等各種模具。在生產手段上，模具企業設備數控化率已有較大提高，cad/cae/cam技術的應用面已大為擴展，高速加工及rp/rt等先進技術的采用已越來越多，模具標準件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。另外，三資企業的蓬勃發展進

16、一步促進了塑料模具設計制造水平及企業管理水平的提高，有些企業已實現信息化管理和全數字化無圖制造。經過近幾年的發展，塑料模具的開發、創新和企業管理等方面已顯示出一些新的發展趨勢： （1）在模具的質量、交貨周期、價格、服務四要素中，已有越來越多的用戶將交貨周期放在首位。要求模具公司盡快交貨，這已成為一種趨勢。企業千方百計提高自己的適應能力、提高技術水準、提高裝備水平、提高管理水平及提高效率等都是縮短模具生產周期的有效手段。 （2）大力提高開發能力，將開發工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產品開發中去，甚至在尚無明確用戶對象之前進行開發，變被動為主動。目前，電視機和顯示器外殼、空調器外殼、摩托車塑

17、件等已采用這種方法，手機和電話機模具開發也已開始嘗試。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能根據用戶要求進行模具設計的被動局面。 （3）隨著模具企業設計和加工水平的提高，模具的制造正在從過去主要依靠鉗工的技藝轉變為主要依靠技術。這不僅是生產手段的轉變，也是生產方式的轉變和觀念的上升。這一趨勢使得模具的標準化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促進了模具工業整體水平不斷提高。中國模具行業目前已有10多個國家級高新技術企業，約200個省市級高新技術企業。與此趨勢相適應，生產模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸轉變為技術型人才是必然要求。當然，目前及相當長

18、一段時間內，技藝型人才仍十分重要，因為模具畢竟難以完全擺脫對技藝的依靠。 （4）模具企業及其模具生產正在向信息化迅速發展。在信息社會中，作為一個高水平的現代模具企業，單單只是cad/cam的應用已遠遠不夠。目前許多企業已經采用了cae、cat、pdm、capp、kbe、kbs、re、cims、erp等技術及其它先進制造技術和虛擬網絡技術等，這些都是信息化的表現。向信息化方向發展這一趨向已成為行業共識。 （5）隨著人類社會的不斷進步，模具必然會向更廣泛的領域和更高水平發展。現在，能把握機遇、開拓市場，不斷發現新的增長點的模具企業和能生產高技術含量模具企業的業務很是紅火，利潤水平和職工收入都很好。

19、因此，模具企業應把握這個趨向，不斷提高綜合素質和國際競爭力。 （6）發達工業國家的模具正加速向中國轉移，表現為：一是遷廠，二是投資，三是采購。中國的模具企業應抓住機遇，借用并學習國外先進技術，加快自己的發展步伐。 中國塑料模具行業和國外先進水平相比，主要存在以下問題： （1）發展不平衡，產品總體水平較低。雖然個別企業的產品已達到或接近國際先進水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。包括生產方式和企業管理在內的總體水平與國外工業發達國家相比尚有10年以上的差距。 （2）工藝裝備落后，組織協調能力差。雖然部分企業經過近幾年的技術改造，工藝

20、裝備水平已經比較先進，有些三資企業的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業的工藝裝備仍比較落后。更主要的是，企業組織協調能力差，難以整合或調動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。 （3）大多數企業開發能力弱，創新能力明顯不足。一方面是技術人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發投入少；更重要的是觀念落后，對創新和開發不夠重視。模具企業不但要重視模具的開發，同時也要重視產品的創新。 （4）供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國產塑料模具國內市場滿足率一直不足74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率更低，估計不足60%。同時，工業發達國家的模具正在加速向中國轉移，國際采購越來越多，國際市場前

21、景看好。市場需求旺盛，生產發展一時還難以跟上，供不應求的局面還將持續一段時間。 （5）體制和人才問題的解決尚需時日。在社會主義市場經濟中，競爭性行業，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產的行業，國有和集體所有制原來的體制和經營機制已顯得越來越不適應。人才的數量和素質也跟不上行業的快速發展。第二章 塑料制件的工藝性分析2.1塑件原材料的分析塑件盒蓋采用hdpe材料， hdpe是一種由乙烯共聚生成的熱塑性聚烯。高密度聚乙烯，英文名稱為“high density polyethylene”，簡稱為“hdpe”。hdpe是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用

22、于包裝用途。hdpe具有很好的電性能，特別是絕緣介電強度高，使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級具有極好的抗沖擊性，其性能見表2-1。表2-1 hdpe性能表hdpe性能吸濕性結晶性原料，吸濕性極小，不超過0.01%，因此在加工前無需進行干燥處理。流動性分子聯鏈柔性好，鍵間作用力，熔體粘性低，流動性極好，因此成型時無需太高壓力就能成型出薄壁長流程制品。收縮率收縮值大，方向性明顯，hdpe收縮率在15%左右。因此容易變形翹曲，模具冷卻條件對收縮率的影響很大，故應該控制好模具溫度，保持冷卻均勻、穩定，模具溫度的選擇范圍應根據密度的不同而不同，通常hdpe的模具溫度為5095，在選擇時還應注意制品

23、形狀與溫度之間的關系。模具溫度hdpe的結晶能力高，模具的溫度對塑件的結晶狀況有很較大的影響。模溫高，熔體冷卻慢，塑件結晶度高，強度也就高。比熱容hdpe的熔點不高，但比熱容較大，hdpe是結晶料,吸濕小,不須充分干燥,流動性極好流動性對壓力敏感,成型時宜用高壓注射,料溫均勻,填充速度快,保壓充分.不宜用直接澆口,以防收縮不均,內應力增大.注意選擇澆口位置,防止產生縮孔和變形。常用的澆口有直澆口，點澆口，潛伏澆口，側澆口等，其中點澆口前后兩端存在較大的壓力差，可較大程度地增大塑料熔體的剪切速率并產生較大的剪切熱，從而導到長熔體的表觀粘度下降，流動性增加，有利于型腔的充填，因而對于薄壁件pe等表

24、觀粘度隨剪切速率變化敏感的塑料有利。所以應選著點澆口。hdpe用于注射成型，其工藝參數見表2：表2 hdpe塑料注射工藝參數預熱和干燥溫度t/110120成型時間注射時間/s05時間/h812保壓時間/s1560料筒溫度t/后段140160冷卻時間/s1560中段180200總周期/s40140前段180190螺桿轉速n/(rmin-1)3060噴嘴溫度150180后處理方法紅外線燈,烘箱模具溫度5095溫度t/70注射壓力mpa70100時間r/h242.1.1 hdpe加工性能hdpe的各種加工性能見表3。表3 hdpe塑件的加工性能表屈服強度/mpa50拉伸強度/mpa2239熔點(或粘

25、溫度)/c130160伸長率（%）35熔融指數(mfi)拉伸彈性模量/gpa(0.840.95)熱變形溫度/c(45mpa)(180mpa)7282彎曲彈性模量/gpa1.11.4計算收縮率(%)2.05.0彎曲強度/mpa20.840比熱容/(j)1470密度/(g)0.920.97熱導率/(w)0.263吸水率24h長時間(%)0.012.43.2mm。該盒蓋各部分的壁厚差不多,最大為1.3mm最小為1.2mm。 表2-5是塑料常用壁厚的推薦值。 表2-5塑料常用壁厚推薦值塑料名稱50mm流程最小壁厚小型塑件推薦壁厚中型塑件推薦壁厚大型塑件推薦壁厚聚乙烯0.61.251.62.43.2同一

26、種塑件的壁厚應盡可能一致，否則會因冷卻或固化速度不同產生應力，使塑件產生變形、縮孔及凹陷等缺陷，通常塑件壁厚的不均勻容許在一定范圍內變化，對于注塑及壓注成型塑件，壁厚變化一般不應超過1：3。不同壁厚應采用適當的修飾半徑使厚薄部分緩慢過渡。2.2.3 脫模斜度為了便于塑件從模具型腔中取出或從塑件中抽出型芯，在設計時塑件內外壁應具有足夠的脫模斜度。最小脫模斜度與塑料性能、收縮率的大小、塑件的幾何形狀有關。硬質塑料比軟質塑料脫模斜度大;形狀愈復雜或成型孔較多的塑件取較大的脫模斜度塑件高度愈高、孔愈深。則取較小的脫模斜度;壁厚增增加，內孔包住型芯，脫模斜度也應大些。（1）脫模斜度的取向根據塑件的內外形

27、尺寸而定；塑件內孔，以型芯小端為準，尺寸符合圖樣要求，斜度由擴大方向取得；塑件外形，以型腔（凹模）大端為準，尺寸符合圖樣要求，斜度由縮小方向取得。一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內。（2）當要求開模后塑件留在型腔內時，則塑件內表面的脫模斜度應大于塑件外表面的脫模斜度，即數值反之。表1-4 塑件的脫模斜度塑實名稱脫模斜度型腔型芯聚乙烯（pe），聚丙烯（pp），軟聚氯乙烯（lpvc），聚酰胺（pa），氯化聚醚（cpt）25452045硬聚氯乙烯（hpvc），聚碳酸酯（pc），聚砜（psu）35403050聚苯乙烯（ps），有機玻璃（pmma），abs，聚甲醛（pom）351303040熱

28、固性塑料25402050一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內，本模具脫模斜度取30。2.2.4表面粗造度塑料制件的表面粗糙度是決定其表面質量的主要因素。塑件的表面粗糙度主要與模具型腔表面的粗糙度有關。一般來說，模具表面的粗糙度值要比塑件低12級。塑件的表面粗糙度ra一般為1.60.2um.模具在使用過程中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，所以應隨時給予拋光復原。一般來講型腔的粗糙度達到0.20.8um。2.2.5圓角在塑件設計過程中，為了避免應力集中，提高塑件強度，改善塑件的流動情況及便于脫模，在塑件的各面或內部連接處，應采用圓弧過渡。尤其對增強塑料更有利于填充型腔。另外，塑件上

29、的圓角對于模具制造和機械加工及提高模具強度，也是不可少的。在塑件結構上無特殊要求時，塑件的各連接處均應有半徑不小于0.5-1mm的圓角。此塑件的圓角統一取r0.6第三章 注射工藝分析及塑料模的結構設計3.1零件的三維建模圖3-1塑件的三維建模3.2澆口位置澆口是流道和型腔的連接部分，也是注塑模進料系統的最后部分，其基本作用為：(1) 使從流道來的熔融塑料以最快的速度進入充滿型腔。(2) 型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔能還未冷卻的塑料回流。澆口的設計和塑件的尺寸、形狀模具結構,注射工藝條件及塑件性能等因素有關.但是根據上述兩句基本作用來說,澆口截面小,長度要短,因為只有這樣才能滿足增大

30、流料速度,快速冷卻封閉,便于塑件分離以及澆口殘痕最小等要求。(3) 澆口設計要點可歸納如下：a) 澆口開設在塑件斷面較厚的部位,使熔料從厚料斷面流入薄斷面保證充模完全;b) 澆口位置的選擇,應使塑料充模流程最短,以減少壓力損失；c) 澆口位置的選擇,應有利于排除型腔中的空氣；d) 澆口不宜使熔料直沖入型腔,否則會產生漩流,在塑件上留下旋形的痕跡,特別是窄的澆口更容易出現這種缺陷；e) 澆口位置的選擇,應防止在塑料表面上產生拼縫線,特別實在圓環或是圓筒形的塑件中,應在澆口的面的熔料澆合處加開冷料井；f) 帶有細長的型芯的注塑模的澆口位置,應當離成型芯較遠,不使成型芯受料流沖而變形；g) 大型或扁

31、平塑件成形時,為防止翹曲、變形、缺料可采用復式澆口；h) 澆口應盡量開設在不影響塑件外觀的位置，如邊緣底部；i) 澆口的尺寸取決于塑件的尺寸、形狀和塑料的性能；j) 設計多個型腔注塑模時，結合流道的平衡來考慮澆口的平衡，盡量做到熔融料同時均勻充滿各個型腔。在設計澆注系統時，首先是選擇澆口的位置。澆口位置選擇直接關系到產品成型質量及注射過程的順利進行，澆口位置的選擇應遵循以下原則：(1) 澆口位置應盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時澆口的清理；(2) 澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致，并使具流程為最短；(3) 澆口的位置應保證塑料流入型腔時，對型腔中寬暢，厚壁部位，以便于塑料順利流

32、入；(4) 澆口位置應開設在塑件截面最厚處；(5) 避免塑料在流下型腔時直沖型腔壁、型芯或嵌件，使塑料能盡快流入到型腔各部位，并避免型芯或嵌件變形；(6) 盡量避免使制品產生熔接痕，或使其熔接痕產生在制品不重要部位；(7) 澆口位置及其塑料流入方向，應使塑料在流入型腔時，能沿著型腔平行的方向均勻地流入，并有利于型腔內氣體的排出；(8) 澆口應設置在制品上最易清除的部位，同時盡可能不影響產品外觀。3.3分型面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，所以分型面的選擇是注塑模設計中的一個關鍵因素。在先擇分型面時應綜合分析比較以選擇

33、較為合理的方案，選擇時應遵循以下原則：（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的順利脫模（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）分型面的選擇要便于模具的加工制造（6）分型面的選擇應有利于排氣除以上原則以外，分型面的選 擇還要考慮到型 腔在面上投影面積的大小外以避免接近或超過所選注射機的最大注射面積而可能產生溢流現象。圖3-2分型面方案一圖3-3分型面方案二根據以上分型面選擇原則，方案一選擇了在最大輪廓處，不影響制件的外觀，保證了制件的制造精度也利于排氣。而方案二選擇了最大平面處，但易出現溢邊，不易排氣，不易卸料及模具結構的

34、設計，所以本設計選擇方案一。3.4型腔的數目與布局3.4.1模具型腔數目型腔數量與注塑機的塑化速率、最大注射量及鎖模力等參數有關，另外型腔數量還直接影響塑件的精度和生產的經濟性。型腔數量的確定方法有很多種，下面按照注射機的最大注塑量來確定型腔數量： （3-1）式中 k注射機最大注射量的利用系數，般取0.8；mp注射機最大注射量，60g；m1澆注系統凝料量，2.8g；m單個塑件的質量，5.6g。代入以上數據得n8；由于模具采用的是四個內抽芯滑塊，比較復雜所以取n=1，采用一模一腔結構。3.4.2模具型腔的布局模具型腔的布局應遵循以下條件：（1）型腔的布置和澆口的開設部位應力求對稱，以防模具承受偏

35、載而產生溢料現象（2）型腔排列宜緊湊，以節約鋼材，減輕模具的重量（3）圓形排列平衡好，加工困難；直線形排列加工容易，但平衡性好，而且加工性尚可，使用廣泛。本產品采用一模一腔，型腔的布置和澆口對稱開設。3.5澆注方案的設計3.5.1 確定澆注系統的原則澆注系統是指熔融塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所流經的通道，分普通澆注系統和熱流道澆注系統兩種。普通澆注系統一般由主流道、分流道、澆口、冷料穴四個部分組成。在設計澆注系統時應考慮下列有關因素：(1) 塑料成型特性 設計澆注系統應適應所用塑料的成形物性的要求，以保證塑件質量(2) 塑件大小及形狀 根據塑件大小，形狀壁厚、技術要求等因素，結合選擇分型面同

36、時考慮設置澆注系統的形式、進料口數量及位置，保證正常成形，還應注意防止流料直接沖擊嵌件及細弱型芯或型芯受力不勻以及應充分估計可能產生的質量弊病和部位等問題，從而采取相應的措施或留有修整的余地。(3) 模具成型塑件的型腔數 設置澆注系統還應考慮到模具是一模一腔或一模多腔，澆注系統需按型腔布局設計。(4) 塑件外觀 設置澆注系統時應考慮到去除、整進料口方便，同時不影響塑件的外表美觀。(5) 注射機安裝模板的大小 在塑件投影面積比較大時，設置澆注系統時應考慮到注射機模大小是否允許，并應防止模具偏單邊開設進料口中，造 成注射時受力不勻。(6) 成形效率 在大量生產時設置澆注第統還應考慮到在保證成形質量

37、的前提下盡量縮短流程，減小斷面積以縮短填充及冷卻時間，縮短成形周期，同時減少澆注系統損耗的塑料。(7) 冷料 在注射間隔時間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件質量，故設計澆注系統時應考慮儲存冷料的措施。3.5.2澆口形式的選擇澆口亦稱進料口，是連接流道與型腔的熔體通道。澆口的設計與位置的選擇恰當與否，直接關系到塑件能否完好、高質量地注射成型。按澆口的結構形式和特點，常用的澆口可分為：直接澆口、側澆口、扇型澆口，點澆口、平縫澆口、潛伏澆口、環形澆口等。不同的澆口形式對塑料熔體的充填特性、成型質量及塑件的性能會產生不同的影響。各種塑料因其性能的差異而對不同形式的澆口會有不同的適應性，設

38、計模具時可參考表3-2所列部分塑料所適應的澆口形式。表3-2常用塑料所適應的澆口形式塑料種類澆口形式直接澆口側澆口平縫澆口點澆口潛伏澆口環形澆口硬聚氯乙烯（hpvc）oo聚乙烯（pe）ooo聚丙烯（pp）ooo聚碳酸酯（pc）ooo聚苯乙烯（ps）oooo橡膠改性苯乙烯o聚酰胺（pa）oooo聚甲醛(pom)oooooo丙烯腈苯乙烯oooabsoooooo丙烯酸酯oo注：“o”表示塑料適用的澆口形式。本模具采用點澆口，點澆口全稱針點式澆口，是典型的限制型澆口。具有如下優點：(1) 可大大提高塑料熔體剪切速率，表觀粘度降低明顯，致使充模容易。這對pp,ps,和abs等對剪切速率敏感，即非牛頓指數

39、愈小的熔體更加有效。(2) 熔體經過點澆口時因高速摩擦生熱，熔體溫度升高，粘度再次下降，致使流動性再次提高。(3) 能正確控制補料時間，無倒流之慮；有利降低塑件特別是澆口附近的殘余應力，提高了制品質量。(4) 能縮短成型周期，提高生產效率。(5) 有利澆口與制品的自動分離，便于實現塑件生產過程的自動化。(6) 澆口痕跡小，容易修整。(7) 在多型腔模中，容易實現各型腔均衡進料，改善了塑件質量。(8) 能較自由地選擇澆口位置。3.5.3主流道形狀與尺寸主流道是指澆注系統中從注射機噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經模具的部分，其作用是通過流道截面積使熔料平穩

40、轉換流向注入型腔，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有比較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。主流道固化時間要求：為了有效地傳遞保壓壓力，澆注系統主流道及其附近的塑料熔體應該最后固化。在臥式注射機上使用的模具中，主流道垂直于分型面。主流道通常設計在模具的澆口套中，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，錐角為，小端直經d比注射機噴嘴直徑大0.51mm,流道的表面粗糙度ra 0.8 m。澆口套一般采用碳素工具鋼（如t8、t10等）材料制造，熱處理淬火硬度5357hrc。主流道與噴嘴結構如圖2-1所示,接觸處多做成半球形的凹坑，凹坑球半徑r應比噴嘴球頭半徑

41、r大l2mm。注射機xs-z-60的噴嘴孔直徑是4mm取d為5mm, 噴嘴圓弧半徑r為12mm，r取13mm.圖3-4主流道與噴嘴結構圖3-5 主流道尺寸由經驗公式： d= 6.7 式中：d主澆道大端直徑（mm）；d主澆道小端直徑（5mm）；a主澆道錐角（2 ）； l主澆道長度（mm）。由于塑件比較小，所以把澆口套和定位圈設計成一體形式，其結構如下圖：圖3-6 澆口套結構形式表3-3 主流道尺寸名 稱尺 寸名 稱尺 寸小端直徑5mm大端直徑7.9球面半徑13mm主流道長度55 主流道錐角3材 料t10，熱處理淬火硬度表面粗糙度3.5.4點澆口尺寸的確定點澆口的各種尺寸確定，d=0.51.5mm

42、,最大不超過2mm，當l=0.52時常取1.01.5mm，取d=1mm，=30,l=0.5，點澆口的設計尺寸如下圖3-7圖3-73.5.5點澆口剪切速率的校核因為該副模具是一模一腔，塑料件體不是很小，采用點澆口的剪切速率校核。經驗：主流道 、分流道 、點澆道，其它澆口 。3.5.6澆注系統方案由于聚乙烯流動性比較好，塑件結構簡單，易于成型。如圖3-8圖3-83.6 型腔的強度校核模具的各零件必須有足夠的強度及剛度，以承工作時的各種作用力。因此模具零件應按其工作的受力情情況予以強度或或剛度等計算，并設計合理的結構。但是在實際中經常公按經驗予以設計及確定尺寸或對一些主要成型零件按具體受力情況作必要

43、的計算。但對大型模具的型腔等主要零件應予以計算設計為宜。型腔強度及剛度是經常需進行計算的。型腔在成形壓力下要產生變形，變形量必須在允許范圍內，變形量過大導致型腔擴大易出飛邊并使塑件尺寸增大，甚至造成型腔破裂。另外當成形后成形壓力消失時則型腔因彈性復原而收縮，當收縮量大于塑件收縮率時則會使型腔緊緊地包住塑件造在開模因難或塑件殘留在定模上使脫模困難，易損壞塑件或使塑件質量不良。模具的型腔設計成整體式的，由于塑件的結構把型腔分為長方形與圓形兩個部分下面分別對兩個部分進行校核。3.6.1整體式矩形型腔側壁和底板厚度的計算（1）整體式矩形型腔側壁厚度的計算 按剛度條件計算 如圖3-13可按公式3-3計算

44、。s（3-3）式中 p型腔壓力50mpa。 c由/決定的系數，0.93， 查表3-4。h1 型腔深度，10.5mm；e彈性模量，鋼取2.1mpa允許變形量，0.02查表3-5。結果：s5.12mm。按強度條件計算側壁厚度 按公式3-4計算。（3-4）式中 矩形成型型腔的邊長比，1.0。抗彎截面系數，見表3-4，0.108。模具材料許用應力 ，500mpa。其他參數及數據同公式3-3。結果：s4.28由于整體式凹模側壁最小厚度為17mm，所以凹模側壁合格。（2）整體式矩形腔底板厚度計算按剛度條件計算 厚度按公式3-5計算（3-5）式中 由型腔邊長比決定的系數，b=52,查表3-6，0.0138。

45、 其它參數與數據同式3-3。結果：10.63mm。 按強度條件計算 厚度按公式3-6計算 （3-6）式中 由模腳（墊塊）之間距離各型腔邊長比所決定的系數，查表3-7，0.3078mm。其它參數與式3-3相同。結果：9.12。而模具的矩形腔底板厚度是14.5mm所以滿足要求。3.6.2整體式圓形型腔側壁和底板厚度的計算（1）整體式圓形型腔側壁厚度的計算按剛度條件計算 側壁厚度按式3-7計算（3-7）其中參數與數據同式3-3。結果：s6。 按強度條件計算 側壁厚度按式3-8計算（3-8）式中 r為圓形型腔半徑，35.3mm。結果：s4.2mm。而模具側壁最小厚度為20.5，所以滿足要求。4）整體式

46、圓形型腔底板厚度的計算按剛度條件計算 底板厚度按式3-9計算 (3-9)式中 r取底面圓弧半徑28.5mm，其他參數與式3-3和式3-7中相同。結果：h11.13mm。按強度條件計算 底板厚度按式3-10計算（3-10）式中參數與以上公式相同,式中 r取底面圓弧半徑28.5mm。結果：7.84mm。模具的型腔底板厚度為14.5mm，所以滿足要求。表3-4系數c、w值h1/0.30.40.50.60.70.80.91.01.21.52.0c0.9300.5700.3300.1880.1170.0730.0450.0310.0150.0060.002w0.1080.1300.1480.1630.1

47、760.1870.1970.2050.2100.2350.254表3-5 不發生溢料的間隙值低粘度塑料尼龍（pa）、聚乙烯（pe）、聚丙烯、（pp）、聚甲醛（pom）0.0250.04中粘度塑料聚聚乙烯（ps）、abs、聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）0.05高粘度塑料聚碳酸酯（pc）、聚砜（psf）、聚苯醛（ppo）0.060.08表3-6 系數c的值1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0c0.01380.01640.01880.02090.02260.02400.02510.02600.02670.02720.0277表3-7系數的值1.01.21.41.61.82.82.80.30780.38340.42560.46800.48720.49740.5000圖3-9整體式型腔3.7脫模機構的設計由于此塑件屬于殼形制品，所以采用斜導桿內側抽芯件推出。另外設有復位桿，開模時在推板的作用下，斜導桿內側抽芯件將塑件從主型芯上推出。合模時通過復位機構回到閉合位置。由于斜導桿要同時起到推桿、內型芯的作用，所以將它設計為下圖3-10的這種形式：圖3-10斜導桿內側抽芯3.8型芯型腔尺寸的計算查有關手冊得高密度hdpe的收縮率為s=1.53.0，故平均收縮率為：s