1、本說明書為機械塑料注射模具設計說明書，是根據塑料模具手冊上的設計過程及相關工藝編寫的。本說明書的內容包括：目錄、課程設計指導 書、課程設計說明書、參考文獻等。編寫本說明書時，力求符合設計步驟，詳細說明了塑料注射模具設計 方法，以及各種參數的具體計算方法，如塑件的成型工藝、塑料脫模機構 的設計。本說明書在編寫過程中，得到.老師和同學的大力支持和熱情幫助, 在此謹表謝意。由于本人設計水平有限，在設計過程中難免有錯誤之處，敬請各位老師批評指正。2009設計者： 朱 海年 11 月 11 日課程設計指導書一、 題目：塑料套筒 材料： ABS二、明確設計任務，收集有關資料：1、了解設計的任務、內容、要求

2、和步驟，制定設計工作進度計劃2、將Pro/E零件圖轉化為CAD平面圖，并標好尺寸3、查閱、收集有關的設計參考資料4、了解所設計零件的用途、結構、性能，在整個產品中裝配關系、技術要求、生 產批量5、塑膠廠車間的設備資料6、模具制造技能和設備條件及可采用的模具標準情況三、工藝性分析分析塑膠件的工藝性包括技術和經濟兩方面，在技術方面，根據產品圖紙，只要分 析塑膠件的形狀特點、尺寸大小、尺寸標注方法、精度要求、表面質量和材料性能等因 素，是否符合模塑工藝要求；在經濟方面，主要根據塑膠件的生產批量分析產品成本， 闡明采用注射生產可取得的經濟效益。1、塑膠件的形狀和尺寸：塑膠件的形狀和尺寸不同，對模塑工藝

3、要求也不同。2、塑膠件的尺寸精度和外觀要求：塑膠件的尺寸精度和外觀要求與模塑工藝方法、模具結構型式及制造精度等有關。3、生產批量生產批量的大小，直接影響模具的結構型式，一般大批量生產時，可選用一模多腔 來提高生產率；小批量生產時，可采用單型腔模具等進行生產來降低模具的制造費用。4、其它方面在對塑膠件進行工藝分析時，除了考慮上訴因素外，還應分析塑膠件的厚度、塑料 成型性能及模塑生產常見的制品缺陷問題對模塑工藝的影響。四、確定成型方案及模具型式：根據對塑膠零件的形狀、尺寸、精度及表面質量要求的分析結果，確定所需的，模 塑成型方案，制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數目和排列、成型零件的結構、澆 注

4、系統(tǒng)等。五、工藝計算和設計1、注射量計算：涉及到選擇注射機的規(guī)格型號，一般應先進行計算。對于形狀復 雜不規(guī)則的制品，可以利用 Pro/E，的“分析/模塑分析/模塑質量屬性”來計算質量。 或者采用估算估計塑料的用量，及保證足夠的塑料用量為原則。2、澆注系統(tǒng)設計計算：這是設計注射模的第一步，只有完成注系統(tǒng)的設計后才能 估算型腔壓力、 注射時間、校核鎖模力， 從而進一步校核所選擇的注射機是否符合要求。 澆注系統(tǒng)設計計算包括澆道布置、主流道和分流道斷面尺寸計算、澆注系統(tǒng)壓力降計算 和型腔壓力校核。3、成型零件工作尺寸計算：主要有凹模和型芯徑向尺寸高度尺寸，其最大值直接 關系到模具尺寸大小，而工作尺寸的

5、精度則直接影響到制品精度。為計算方便，凡孔類 尺寸均及其最小尺寸作為公稱尺寸，凡軸類尺寸均及最大尺寸作為公稱尺寸；進行工作 尺寸計算時應考慮塑料的收縮率和模具壽命等因素。4、模具冷卻與加熱系統(tǒng)計算：冷卻系統(tǒng)計算包括冷卻時間和冷卻參數計算。冷卻 參數包括冷卻面積、 冷卻水空長度和孔數的計算及冷卻水流動狀態(tài)的校核和冷卻水入口 與出口處溫差的校核。模具加熱工藝計算主要是加熱功率計算。5、注射壓力、鎖模力和安裝尺寸校核：模具初步設計完成后，還需校核所選擇的 注射機注射壓力和鎖模力能否滿足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安裝，行 程是否滿足模塑成型及取件要求。六、進行模具結構設計：1、確定凹模尺寸

6、：先計算凹模厚度，再根據厚度確定凹模周界尺寸，在確定凹模 周界尺寸時要注意：第一，澆注系統(tǒng)的布置，特別是對于一模多腔的塑料模應仔細考慮 模腔位置和澆道布置；第二，要考慮凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中心與模板 的幾何中心應重合；第四，凹模外形尺寸盡量按國家標準選取。2、選擇模架并確定其他模具零件的主要參數；在確定模架結構形式和定模、動模 板的尺寸后，可根據定模、動模板的尺寸，從塑料模國家標準 GB/T12555-1990 和GB/T12556-1990 中確定模架規(guī)格。待模架規(guī)格確定后即可確定主要塑模零件的規(guī)格參 數。再查閱有關零件圖表，就可以畫裝配圖了。七、畫裝配圖 一般先畫上主視圖，再

7、畫側視圖和其他視圖。由于注射機大多為臥式的，故注射模 也常按安裝位置畫成臥式，畫主視圖最好從分型面開始向左右兩個方向畫比較方便。1、主視圖：繪制模具工作位置的剖面圖2、側視圖：一般情況下繪制定模部分視圖3、俯視圖、局部剖視圖等4、列出零件明細表，注明材質和數量，凡標準件須注明規(guī)格5、技術要求及說明，包括所選注射機設備型號，所選用的標準模架型號，模具閉 合高度，模具間隙及其它要求。八、繪制各非標準零件圖 零件圖上應注明全部尺寸、公差與配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料、熱處 理方法及其它要求九、編寫技術文件 1、編寫注射成型工藝卡片：根據塑料的成型特點，查閱有關資料，確定合理的注 射成型工藝參

8、數，并作成工藝卡片。2、編寫加工工藝過程卡片：選取兩個重要模具成型零件，確定加工工藝路線，并 作成加工工藝過程卡片3、編寫設計說明書第 一 部分 第 二 部分 第 三 部分 第 四 部分 第 五 部分 第 六 部分 第 七 部分 第 八 部分 第 九 部分 第 十 部分 第十一部分 第十二部分 第十三部分產品的說明塑件分析 注射機的型號和規(guī)格選擇及校核 型腔的數目決定及排布 分型面的選擇澆注系統(tǒng)的設計 成型零件的工作尺寸計算及結構形式導柱導向機構的設置推出機構的設計溫度調節(jié)系統(tǒng)的設置模具的動作過程設計小結參考資料一、產品說明 聚丙烯無毒，無味，無色。外觀與聚乙烯較為相似，但更透明、更輕，其密度

9、為： 0.900.91g/cm3. 它不吸水，光澤好且易著色，具有優(yōu)良的介電 性能，耐水性，化學穩(wěn)定性，易于成型加工。其屈服強度、抗拉強度、抗 壓強度、硬度及彈性均比一般塑料優(yōu)良二、塑件制品分析1、用途：聚丙烯可用做各種機械零件，如：法蘭、接頭、泵葉輪、汽車零 件和自行車零件；可作為水、蒸汽、各種酸堿等的輸送管道，化工容器和 其他設備的襯里、表面涂層；可制造蓋和本體和一的箱殼，各種絕緣零件， 并用與醫(yī)藥工業(yè)中。2、品種：改制品的塑料品種為熱塑性塑料中的 PP （聚丙烯），聚丙烯無毒,無味，無色。外觀與聚乙烯較為相似，但更透明、更輕，其密度為： 0.900.91g/cm3. 它不吸水，光澤好且易

10、著色，具有優(yōu)良的介電性能，耐水 性，化學穩(wěn)定性，易于成型加工。其屈服強度、抗拉強度、抗壓強度、硬 度及彈性均比一般塑料優(yōu)良。聚丙烯注射成形一體鉸鏈有特別高的抗彎曲疲勞強度。聚丙烯的熔點為：164C 170C，耐熱性好，可在100C以上溫 度下消毒滅菌，但在-35 C時會發(fā)生脆裂，且在氧、熱、光的作用下極易解 聚、老化，所以必須加入防化劑。3、 塑件形狀：該制件形狀為旋轉體，上端有M10的螺紋，形狀較為簡單： （如圖）制品材料：PP4、 尺寸精度：由于改制件未標注公差，查（塑料模具設計與制造P39表1-11、1-12） 取MT5，B類公差。5、表面粗糙度：該制品可按照成型方法不同可查表（塑料模具

11、設計與制造P42表1-13取值），但一般取值為1.20.2um本書參考0.2um 值。塑件表面質量，熱塑性塑料產生的常見性表觀質量缺陷及產生原因如下表：制品表觀缺陷產生的原因塑件不完整 注射量不夠，加料量及素化能力不足； 料桶、噴嘴及模具溫度低； 注射壓力太低； 注射速度太慢或太快； 流道或澆口太小，澆口數目不夠，位置不當； 飛邊溢料太多； 塑件壁厚太薄，形狀復雜且面積大；原料流動性太差，或含水分及揮發(fā)物多塑件四周飛邊過大 分型面貼和不嚴，有間隙，型腔和型芯部分滑動 零件間隙過大； 模具強度和剛性差； 料桶、噴嘴及模具溫度太高； 注射壓力太大、鎖模力不足或鎖模機構不良，注 射機定、動模板不平行

12、； 原料流動性太大； 加料量過多塑件有氣泡 塑料干燥不良，含水分或揮發(fā)物； 料溫高，加熱時間長，塑料存在降解、分解； 注射速度太快； 注射壓力太小； 模溫太低，易出真空泡； 模具排氣不良塑件凹陷 加料量不足； 料溫太咼，模溫也咼，冷卻時間短； 塑件設計不合理，壁太厚或厚薄不均 注射及保壓時間太短； 注射壓力不足； 注射速度太快； 澆口位置不當，不利于供料；塑件尺寸不穩(wěn)定 注射機的電氣，液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定； 加料量不穩(wěn)定； 塑料顆粒不均，收縮率不穩(wěn)定； 成型條件（溫度、壓力、時間）變化，成型周期 不一致； 澆口太小，多型腔時各進料口大小不一致，進料 不平衡； 模具精度不良，活動零件動作不穩(wěn)定，定位不

13、準 確；塑件粘模 注射壓力太咼，注射時間太長或太短； 模具溫度太高； 澆口尺寸太大或位置不當； 模腔表面粗糙度過大或有劃痕； 脫模斜度太小，不易脫模； 推出位置結構不合理熔接痕 料溫太低，塑料流動性太差 注射壓力太小，注射速度太低； 澆口系統(tǒng)流程長，截面積小，進料口尺寸及形狀、 位置不對，料流阻力大； 塑件形狀復雜，壁太薄； 冷料穴設計不合理塑件表面出現波紋 料溫低，模溫、噴嘴溫度也低； 注射壓力太小，注射速度低； 冷料穴設計不合理； 塑料流動性差； 模具冷卻系統(tǒng)設計不合理； 流道曲折、狹窄，表面粗糙塑件翹曲變形 具溫度太高，冷卻時間不夠； 塑件形狀設計不合理，薄厚不均，相差太大，強 度不足；

14、 嵌件分布不合理，預熱不足； 塑料分子取向作用太大； 模具推出位置不當，受力不均； 保壓補縮不足，冷卻不均，收縮不均；塑件分層脫皮 不同塑料混雜； 同種塑料不同級別相混； 塑化不均勻； 原料污染或混入異物6、生產批量：由于該制件幾何形狀較小故設計成一模多腔，則為大批量生產。7、成型工藝分析： 收縮性：速件從模具中取出后冷料到溫室，其尺寸體積全發(fā)生變化，這 種性能稱為收縮性。收縮性可分為實際收縮性和計算收縮率兩種。公式如 下：SLc-Ls/Ls*100%S二Lm-Ls/Ls*100%式中：S為實際收縮率；S-計算收縮率Lc-速件在形成溫度時的單項尺寸Ls速件在室溫時的單向尺寸Lm模具在室溫時的單

15、向尺寸其影響因素主要有塑料品種、塑件結構、模具結構、成型工藝，通常收縮 率不是一個定值，而是在一定范圍內變化，它的波動將引起塑料的波動， 因此模具設計時應根據這些因素綜合考慮來選擇塑料的收縮率，對精度高 的塑件應選取收縮率波動范圍小的塑料，并留有修正余地。 流動性：在成型過程中，塑料熔體在一定的溫度、壓力下填充模具型腔 的能力稱為流動性，聚丙烯為熱塑性塑料，可根據相對分子質量大小，熔 體指數，螺旋線長度，表觀黏度及流動比等一系列指數進行分析。凡是促 進熔料溫度降低，流動阻力增大的因素，流動性都會下降， 。經過分析與查 證PP具有良好的流動性，其主要影響因素是溫度、壓力、模具結構。因此, 在設計

16、時均應考慮上訴因素。 相容性：由于不考慮PP與其它材料的混合使用，因此，不做贅述。 吸濕性和熱敏性：聚丙烯屬于既不吸濕也不易黏附水份的塑料，且在高 溫和受熱時間過長的情況下一般不會產生分解，故有較好的熱穩(wěn)定性。8、模具設計的分析：由于制件幾何形狀較小，要求批量生產，故初步確定為一模多腔；塑件上 端有M10的螺紋，故必須設計脫螺紋機構或側分型機構，為保證塑件結構 完整順利脫離型芯，初步定為順序脫模，既為雙分型面注射模。9、制品質量：根據 M=p V V=1/4 n d2其中 p 為 0.90g/cm3V=n /4D2H- n /4d 2h=n /4 (252232) 26+ n /4 (1027

17、2) 6 2.084cm3故 M 約為 3.686g四、注塑機的選用 根據計算出的制件體積、質量大致確定模具的結構，初步選定注塑機型號，方法如下：在選用的時候，根據產品所需的實際注塑量，并考慮一模型腔 數量，再留有一定余量選擇注塑量。由于本制件為大批量生產，且初步考 慮型腔數目確定為2腔。根據 Mj Ms/0.8Vj Vs/0.8Mj 注塑機最大理論注塑量Ms理論注塑容量Mj 一幅模具成型產品所需的實際質量Vs 一幅模具成型產品所需的實際注塑容量將制件的質量和體積代入上式后，根據所得結果選定SZ系列注塑機，其主 要參數如下：注 塑 裝 置項目SZ-25/20螺桿直徑/mm25螺桿轉速/(r/m

18、i n)0220理論注塑容量/cm325注塑壓力/Mpa200注塑速率/(g/s)35塑化能力/(kg/h)13鎖模裝鎖模力/kN200拉桿間距/mm242X187模板行程/mm210置模具最小厚度/mm110模具最大厚度/mm220定位孔直徑/mm55定位孔深度/mm10噴嘴伸出量/mm20噴嘴球半徑/mmSR10頂出行程/mm55頂出力/kN6.7電氣油泵電機功率/kW7.5加熱功率/kW26其他機器重量/t2.7外形尺寸(L x W xH)/(m x mx m)2.1 x 1.2X 1.4五、模具設計的有關計算1、型腔型芯工作尺寸的計算凹模的工作尺寸計算凹模是成型塑件外型的的模具零件，其

19、工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程 中凹模的磨損會使包容尺寸逐漸增大。所以，為了使模具磨損后留有修模 的余地并滿足裝配的需要，在設計時包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸工差 取上偏差。凹模的徑向尺寸計算公式:L二Ls(1+k)-(3/4) o+s式中Ls塑件外型徑向公稱尺寸K塑料的平均收縮率塑件的尺寸公差5模具制造公差，取塑件相應尺寸公差的1/31/6。凹模的深度尺寸計算公式：H=Hs(1+k)-(2/3) + 5 0式中Hs塑件高度方向的公稱尺寸。經查得PP的收縮率約為0.6%塑件未注公差按MT5B類公差選取，其單項公差為0.70。塑件尺寸如圖：型腔徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6 ;模具的制

20、造公差5 z=A/3 , X取0.75M10 -M10-0.70(Lmi)+sz0= (1+S Ls1-X + 5z0+0.23=(1+0.6%)x 10-0.75 x 0.70 =9. 53 +0.23 0D25 D2&.70+ 5 z+ 8(LmO 0二(1+S)Ls 2-X 0= (1+0.6%)x 25-0.75 x 0.70+0.230=24.6+0.230型腔深度尺寸模具最大磨損量取塑件公差尺寸1/6;模具制造公差5 z= /3;取X=0.5, 30宀 30-0.70+ 5 z+0 23(Hm)0二(1+0.6%) x 30-0.5 x 0.70 . 0=29.83+0.230(H

21、m)+5z=(1+0.60%) x 6-0.5 x 0.70 +0.23。=5.68+0.230(2). 型芯的工作尺寸計算型芯的徑向尺寸：模具最大磨損量取塑件的1/6 ;模具的制造公差5 z=A /3 ;取X=0.75D6 D600 (Ls 1) 5 z= (1+s) Ls+xA 0- 8 z=(1+0.06%)x 6+0.75x 0.70 0-0.23=6.560-0.23(Ls 2)-汽二(1+s)L s+心0- 5z二(1+0.06%)X 21+0.75 X 0.70。=21.650-0.23型芯高度尺寸：模具最大磨損量取塑件公差的 1/6 ，制造公差5 = /3 ;取X=0.51)

22、3030+0.700(Hm1) 0-5=(1+S)Hs+AX0- 5 z=(1+0.6%)X 30+0.5X 0.700-0.23=30.53-0.232) 6 6+0.700(Hm1) 0-5 z= (1+S)Hs+xA 0- 5z=(1+0.6%)X 6+0.5X 0.700-0.23=6.3860-0.232. 型腔壁厚、支撐板厚度的確定 型腔壁厚、支撐板厚度的確定從理論上講是通過力學的強度及剛度公式進 行計算的。剛度不足將產生過大的彈性變形并產生溢料間隙;強度不足將 導致型腔產生塑性變形甚至破裂。由于注塑成型受溫度、壓力、塑料特性及塑件復雜程度的影響，所以理論 計算并不能完全真實的反映

23、結果。通常在模具設計中，型腔及支撐板厚度 不通過計算確定，而是憑經驗確定。型腔壓力/MPa型腔側壁厚度S/mm29（壓塑）0. 14L+1249 （壓塑）0. 16L+1549 （注塑）0. 20L+17壁厚S的經驗數據bb=Lb=1.5Lb=2L/mm/m/mm/mm102(0.12-0.13)b(0.10-0.11)b0.08b P (nAs+Aj)式中P模具型腔壓力，一般為2040MpaAs塑件型腔在模具分型面上的投影面積Aj 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積塑件的面積 As為25X 20X 2=1000mmAj 約為 20mm2代入上式中計算得：F=20.040040.0800KN 2

24、00注塑機標稱壓力3、模具與注塑機安裝部分相關校核1 )模具逼和高度校核必須滿足：Hmin Hrn Hmax式中Hmi注塑機允許的最小逼和高度，也是動模座的嘴角間隙；Hmax最大逼和高度；Hm實際閉合高度所選模架的尺寸滿足以上條件。2)開模行程校核：實際開模行程可按下式計算 :S=H1+H2+(510)mmC Sj=S機座距一一H模式中H1塑件脫離型芯所需 的頂出距離，通常是成形塑件內墻的凸模高度；H2塑件包括澆注系統(tǒng)內的總高度；S機 模具閉合高度為Hm時的最大模座行程；S 機座距模座最大間距，為液壓機合模可調裝置；2) 注塑機模座尺寸及拉桿間距校核3) 設注塑機模座尺寸為HX V,拉桿間距為

25、HoX V。貝心模具的最長邊w minH,V;模具的最短邊w minH.V.4) 定出裝置的頂出距應大于或等于塑件頂出距。九、模具的裝配與檢驗：1、模具裝配： 在裝配時是有很多零件組合起來的,在組裝前鉗工必須對所有零件尺寸檢 查和測定零件與零件的配合。沒有達到尺寸要求的要進行研配加工達到要 求的尺寸。研配是對分型面、鑲件、側型芯、限位塊、澆口部分、推板部分、制品壁 厚成形部分等進行研配加工。在進行分型面研配時,由于分型面兼有排氣的功能,因為為了能排除空氣, 又不產生飛邊,一般分型面的研配間隙應在 0.02 以下。 各部分的研配不是絕對的,大部分是以配合為目的的加工,但對于成形部 位的鑲件、壁厚等的加工必須達到要求精度。當個零件的修正、研配等加工結束后進行裝配加工。在裝配時,還要一些 研配加工。在裝配時首先要把凸凹模的鑲件裝入動定模并緊固，然后裝入滑塊、斜頂、 鎖緊塊和頂出裝置，最后裝入斜導柱、導柱、頂夾板、支撐住、底夾板等， 為了便于裝入滑動零件，可以涂上潤滑油。模具在試模前還要裝上冷卻龍