1、 注塑模課程設計說明書 10號直筒帶底孔圓塑件注射模設計院 系 航空航天工程學部 專 業 飛行器制造工程（鈑金與模具）班 號 04030202 學 號 20100403020XX 姓 名 指導教師 沈陽航空航天大學 2013年12月技術要求：1. 脫模斜度為0.5°；2. 未標注圓角為R1；3. 公差按6級精度選用；4. 塑件表面光滑無劃痕；5. 塑件內部無集中氣孔。10號塑件聚氯乙烯30萬件2:1沈陽航空航天大學課程設計說明書 摘要摘 要該模具是圓筒形零件的注射模具。從零件圖看，制件比較簡單，沒有苛刻的精度要求和尺寸公差要求，因此對模具的要求也較低。從生產批量考慮，本模具采用一模四

2、腔的結構，模架和模板尺寸均根據標準選取。其中模架從標準中選取A2型模架。由于塑件比較簡單，所以模具采用一次分型，不設有二次分型與側向分型機構。推出系統采用推桿推出，并設有復位桿復位。為了加快模具的冷卻，使模具冷卻均勻，本模具設有8個冷卻管道，均開在定模部分。排氣利用分型面和配合處的間隙排氣。為了減少成本，本模具90%的零件選用標準件。 關鍵詞 注塑模、一模四腔、推桿、復位桿I沈陽航空航天大學課程設計說明書 目錄目錄第1章 工藝分析11.1 塑件成型工藝性分析11.1.1 塑件的結構工藝性分析11.1.2 成形材料性能分析11.2 型腔數量的確定21.3 模具結構形式的確定3第2章 注射機的選擇

3、42.1 注射量的計算42.2 塑件和流道凝料及所需鎖模力的計算42.3 選擇注射機5第3章 注塑模具結構設計63.1 型腔壁厚和底板厚度的計算63.2 模架的確定83.3 各模板尺寸的確定93.4 澆注系統設計93.4.1主流道設計103.4.2 分流道設計113.4.3 澆口的設計133.5成型零件設計133.5.1分型面位置的確定143.5.2 成型零件的鋼材選用143.5.3 成型零件的結構設計153.5.4 成型零件工作尺寸計算163.6導向與定位機構設計193.6.1機構的功用193.6.2導向機構的設計193.7 推出機構設計203.7.1 脫模推出機構的設計原則203.7.2

4、塑件的推出方式203.7.3 塑件的推出機構213.7.4 脫模力的計算213.7.5推桿強度校核223.8 排氣系統設計223.9 冷料穴設計233.10 冷卻系統設計233.10.1 冷卻水的體積流量243.10.2 冷卻管道直徑243.10.3 冷卻水在管道內的流速253.10.4 冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數253.10.5 冷卻管道的總傳熱面積253.10.6 模具上應開設的冷卻水孔數25第4章 注射模與注射機的關系264.1 注射壓力的校核264.2 鎖模力的校核264.3 安裝參數的校核264.3.1 模具外形尺寸校核264.3.2 噴嘴尺寸及定位圈尺寸校核274.4 開

5、模行程的校核27第5章 典型零件加工工藝規程28結 束 語29參考文獻30III沈陽航空航天大學課程設計說明書 第1章 工藝分析第1章 工藝分析1.1 塑件成型工藝性分析1.1.1 塑件的結構工藝性分析該塑件是一筒形零件，如圖1.1所示。塑件的壁厚均勻，塑件整體厚度均為2mm。塑件為旋轉體結構，結構相對簡單，而且塑件質量相對較小，生產批量為30萬件，材料為聚氯乙烯，該種塑料流動性中等。通過查閱資料該種塑料制件未注公差時應選用MT6級精度。從技術要求上講，該塑件無比較苛刻的要求，故成型性能好，可以注射成型。圖1.1 塑件圖1.1.2 成形材料性能分析聚氯乙烯，簡稱PVC，由氯乙烯在引發劑作用下聚

6、合而成的熱塑性樹脂，是氯乙烯的均聚物。成形特性：1、無定形料，吸濕性小，但為了提高流動性、防止發生氣泡則宜先干燥； 2、流動性差，極易分解，特別在高溫下與鋼、銅金屬接觸更易分解，分解溫度為200，分解時有腐蝕及刺激性氣體； 3、成形溫度范圍小，必須嚴格控制料溫； 4、用螺桿式注射機及直通噴嘴，孔徑宜大，以防止死角滯料，滯料必須及時處理清除； 5、模具澆注系統應粗短，進料口截面宜大，不得有死角滯料，模具應冷卻，其表面硬鍍鉻。下面表1.1所示為該塑料的一些信息。表1.1 聚氯乙烯塑料成形條件注射成型機類型螺桿式密度（g/cm3）1.38計算收縮率（%）0.6-0.8螺桿轉速（r/min）28預熱溫

7、度（）70-90預熱時間（h）4-6料筒溫度（）后段160-170成型時間（s）注射時間15-60中段165-180高壓時間0-5前段170-190冷卻時間15-60噴嘴溫度（）170-190成型總周期（s）40-130模具溫度（）30-60使用溫度（）小于70比體積（cm3/g）0.86-0.98熔點（）212抗拉屈服強度（Mpa）35-50拉伸彈性模量（Mpa）2400-42001.2 型腔數量的確定根據注射機的額定鎖模力F的要求來確定型腔數目n，即： n 式（1.1）式中：F注射機額定鎖模力（N） P型腔內塑料熔體的平均壓力（Mpa） A1、A2為澆注系統和單個塑件在模具分型面上的投影面

8、積（mm2）該塑件精度要求不高，并且結構簡單，又是中等批量生產，沒有側向分型機構，考慮到模具制造費用及模具尺寸，初定為一模四腔的模具形式。1.3 模具結構形式的確定從上面分析可知，本模具采用一模四腔的模具形式。推出機構可采用推塊推出或推桿推出。推塊推出結構可靠，頂出力均勻，不影響塑件的外觀質量，但塑件上有圓弧過渡，推塊制造困難；推桿推出結構簡單，推出平穩可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件頂部裝配后使用時并不影響外觀。從以上分析得出：該塑件采用推桿推出機構。流道采用單排十字排列方式，且分流道開在定模上。澆口采用側澆口，型腔采用整體式。定模不需要設置分型面，動模部分需要一塊型芯固定板和

9、支承板。因此可確定模具形式采用標準A2形模架。該模具為單分型面模具。35沈陽航空航天大學課程設計說明書 第2章 注射機的選擇第2章 注射機的選擇2.1 注射量的計算通過UG建模分析，塑件體積約為V=5.983 cm，取聚氯乙烯塑料密度為 =1.38 g/cm則塑件質量為：m=V=1.38×5.983=8.256g 式（2.1）流道凝料的質量還是個未知數，可按塑件質量的0.8倍來估算。從上述分析中確定為一模四腔，所以注射量為 式（2.2） =4×8.256+0.8×8.256=39.629g注射量應為注射機注射能力的70%左右才不會造成注射機超載和浪費，所以估計注射

10、量為：m估=m/0.7=39.629/0.7=56.613g 式（2.3）2.2 塑件和流道凝料及所需鎖模力的計算流道凝料（包括澆口，分澆道，主澆道凝料）在分型面上的投影面積A2，在模具設計前是個未知值，根據多型腔模的統計分析，A2是每個塑件在分型面上的投影面積A1的0.20.5倍，因此可用0.5n A1來進行計算，所以A = n A1+ A2= n A1+0.5 n A1=1.5 n A1 式（2.4）=1.5×4×1237.00=7422.00mm 式中：A1 =×（202-2.52）=1237.00 n代表型腔個數，取n=4鎖模力為注射機鎖模裝置用于夾緊模具

11、的力。所選注射機的鎖模力必須大于由于高壓熔體注入模腔而產生的脹模力，此脹模力等于塑件和流道系統在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積。即：F=S×P×A/1000 式（2.5）式中：F鎖模力（kN）S安全系數，取1.1P型腔壓力，取30MPaA塑件及流道系統在分型面上的投影面積，取7422.00²即F= S×1.1×30×7422.00÷1000=244.92KN 表2.1 型腔壓力成型條件型腔平均壓力/MPa制品結構易于成型制品25PE,PP,PS成型壁厚均勻14用品、容器等普通制品30薄壁容器類原料為PE、PP、PS物料黏

12、度高制品精度高35ABS、聚甲醛（POM)等精度離的工業用零件物料黏度高制品精度高40高精度機械零件2.3 選擇注射機根據每一生產周期的注射量和鎖模力的計算值，根據參考資料現代注塑模具設計實用技術手冊表3-6，可采用SZ-40/25臥式注塑機。表2.2 SZ-50/40臥式注塑機主要技術參數理論注射容量/cm50鎖模力/KN400螺桿直徑/30拉桿內間距/220×300注射壓力/MP180移模行程/250注射速率/（g/s）70最大模厚/220塑化能力/ (kg/h）35最小模厚/150螺桿轉速/（r/min）0200定位孔直徑/55噴嘴球半徑/10噴嘴孔直徑/3鎖模方式曲肘注射時間

13、/s1.87沈陽航空航天大學課程設計說明書 第3章 注塑模具結構設計第3章 注塑模具結構設計3.1 型腔壁厚和底板厚度的計算型腔采用整體式，材料為P20（鉻鎳合金鋼3Cr2Mo），材料的許用應力為137.2156.8MPa在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑料熔體的壓力、合模時的壓力、開模時的拉力等，其中最主要的是塑料熔體的壓力。在塑料熔體壓力作用下，型腔將產生內應力及變形。如果型腔側壁和底壁厚度不夠，當型腔中產生的內應力超過型腔材料的許用應力時，型腔即發生強度破壞。與此同時，剛度不足則發生過大的彈性變形，從而產生溢料和影響塑件尺寸及成型精度，也可能導致脫模困難等，可見模具對強度和剛度都有要求。

14、 圖3.1 整體式圓形型腔1>按剛度條件計算型腔側壁厚度： S=1.15=1.1528.59=29mm 式（3.1）式中：S型腔的側壁厚度（mm） P型腔內單位平均壓力 （MPa）這里由于材料為PVC取P30MPa H型腔深度（mm） E為型腔材料的彈性模量（MPa），取 E=2.07GPa 型腔的許用變形量 Sh=0.55%18=0.099mm 式（3.2） 其中S為平均收縮率0.55%2>按強度條件計算型腔側壁厚度： S=r(-1) =20(-1)5.45=6mm 式（3.3）式中：S型腔的側壁厚度（mm）r圓柱型腔半徑（mm）P型腔內單位平均壓力（MPa）這里由于材料為PVC

15、，取P30MPa 材料的許用應力，材料為P20，許用應力為137.2156.8MPa 這里取156.8MPa 綜上所述型腔側壁厚度取30mm。3>按剛度條件計算底板厚度：T=0.56=0.5615.47=16mm 式（3.4）式中：T型腔的底板厚度（mm）P型腔內單位平均壓力（MPa）這里由于材料為PVC，取P30MPa r圓柱型腔半徑（mm） E為型腔材料的彈性模量Mpa E=2.07Gpa 型腔的許用變形量Sr=0.55%×20=0.11mm 式（3.5） 其中S為平均收縮率0.55%4>按強度條件計算底板厚度： T=0.87=0.877.61=8mm 式（3.6）

16、式中：T型腔的底板厚度（mm） r圓柱型腔半徑（mm）P型腔內單位平均壓力（MPa）這里由于材料為PVC，取P30MPa 材料的許用應力，材料為P20，許用應力為137.2156.8MPa 這里取156.8MPa綜上所述型腔底板厚度取17mm。3.2 模架的確定 根據型腔布局（一模四腔）及澆注系統的結構形式，又根據現代注塑模設計與制造中表4-4所推薦的圓筒型腔側壁最小厚度為20mm，再考慮到導柱，導套及連接螺釘布置應占的位置等各方面問題，確定選用模架的基本尺寸為B×L=250×250mm。模架結構形式為A2的形式，如下圖3.2所示。91087654321圖3.2模具結構圖1

17、定模座板 2澆口套 3定位圈 4定模板 5動模板6支承板 7墊塊 8動模座板 9推桿固定板 10 推板 3.3 各模板尺寸的確定1號件為定模座板，根據設計手冊選用模板尺寸為300×250×35mm2號件為澆口套，根據設計手冊，其尺寸的標準選25×80mm3號件為定位圈，根據設計手冊，其尺寸根據標準選為100×15mm4號件為定模板，塑件在板中參與成型部分深度為18mm，還要在定模板上開冷卻水道，冷卻水道離型腔還有一定距離，根據現代注塑模設計實用技術手冊中表10-5所推薦的水孔直徑為8mm，且水孔離型腔的表面不能太遠也不能太近，一般不超過水孔直徑的3倍，以

18、1215mm為宜。根據參考文獻，故其尺寸為為250×250×60mm。5號件為動模板，根據設計手冊，尺寸為250×250×40mm。6號件為支承板，根據設計手冊，尺寸為250×250×35mm。7號件為墊塊，其高度尺寸=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+限位釘高度+（35）=20+20+15+5+（35）=6365，根據設計手冊標準，高度取為70mm，所以由標準中查得墊塊尺寸為48×250×70mm。8號件為動模座板，其尺寸與定模座板相同，為300×250×25mm。9號件為推桿固定板，根據設

19、計手冊，尺寸為150×250×15mm。10號件為推板，根據設計手冊，尺寸為150×250×20mm。綜上，從選定模架可知，模架外形尺寸為：寬×長×高=250×250×265。3.4 澆注系統設計澆注系統是引導塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，具有傳質，傳壓和傳熱的功能，對塑件質量影響很大。它分為普通流道澆注系統和熱流道澆注系統。澆注系統的設計是模具設計的一個重要環節，一般要遵循以下原則：1了解塑料的成型性能；2盡量避免產生或減少產生熔接痕；3有利于型腔中氣體的排出；4防止型芯的變形；5盡量采用較短的行程充

20、滿型腔，一般不超過60mm；該模具采用普通流道澆注系統，包括主流道，分流道，冷料穴，澆口。3.4.1主流道設計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。 圖3.3 主流道（澆口套）3.4.1.1 主流道尺寸（1）形狀：圓錐形；（2）錐角：3°；（3）內壁的粗糙度為Ra0.4m；（4）主流道大端呈圓角，r=1 。根據所選注射機，則主流道小端尺寸為：d=注射機噴嘴直徑+（0.5 1）=3+1=4mm。 式（3.7）主流道球面半徑為：SR=注射機噴嘴球面半徑+（12）=10+1=1

21、1mm。 式（3.8）球面配合高度 h=35mm，取h=3mm。3.4.1.2 主流道襯套形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便于有效的選用優質鋼材單獨進行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如 45鋼，T8A，T10A等，本模具采用45鋼，熱處理硬度為3845HRC，如圖3.3所示。3.4.1.3 主澆道襯套的固定由于主澆道襯套為圓柱體，并且襯套底部未開設處分澆道，不需與定模板分澆道相連，故在主澆道襯套上無須加止轉銷防止主澆道襯套轉動。具體結構如下圖3.4所示。 圖3.4 主澆道襯套的固定3.4.2 分流

22、道設計3.4.2.1 分流道布置形式分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態，使塑件熔體盡快地經分流道均衡的分配到各個型腔，由于模具采用一模兩腔的形式，并且塑件結構簡單。因此，采用最常用的平衡式十字形分流道形式，塑料熔體充模的溫降較大，故在其延伸端開設較小的冷料穴。如圖3.5所示。 圖3.5 分流道3.4.2.2 分流道長度分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口的位置，從輸送熔體時的減少壓力損失和熱量損失及減少澆道凝料的要求出發，應力求縮短。對于壁厚小于3 ，質量在200g 以下的塑件可用公式： 式（3.9）式中：W流經分流道的塑料量，L分流道長度，D分流道直徑，3.4.2.3

23、 分流道的形狀及截面尺寸為了便于機械加工及凝料脫模，本設計的分流道設置在分型面上定模一側，截面形狀采用加工工藝比較好的梯形截面。梯形截面對塑料熔體及流動阻力均不大，一般采用下面經驗公式來確定截面尺寸。 圖3.6 分流道截面經查閱多個資料取得分流道尺寸如下：分流道長度L=2×28=56mm 式（3.10）分流道截面面積A=（5.3+6）/2×4=22.6mm 式（3.11）3.4.3 澆口的設計澆口是連接流道與型腔之間一段細端通道，它是澆注系統的關鍵部位，澆口的形狀，位置尺寸對塑件的質量影響很大。澆口截面積通常為分流道截面積的0.070.09倍，澆口截面形狀多為矩形和圓形兩種

24、，本模具采用矩形截面澆口。澆口長度為0.52mm。澆口具體尺寸一般根據經驗確定，取其下限值，然后再試模時逐步修正。本模具采用側澆口，澆口開在定模板上。對中小型塑件，測澆口的典型尺寸為深度0.52mm，寬1.55mm，澆口臺階0.52.0mm。對于大型塑件，深2.02.5，寬7.010mm，澆口臺階2.03.0mm綜上得側澆口尺寸：深度 h=1.5mm 寬度 w=2mm 長度 l=2mm3.5成型零件設計注塑模具閉合時，成型零件構成了成型塑料制品的型腔。成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件、各種成型桿與成型環。成型零件承受高溫高壓塑料熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸和表面

25、。在開模和脫模時需克服與塑件的粘著力。在上萬次、甚至幾十萬次的注塑周期，成型零件的形狀和尺寸精度、表面質量及其穩定性，決定了塑料制品的相對質量。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，作為高壓容器，它的強度和剛度必須在容許值之內。成型零件的結構、材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素3.5.1分型面位置的確定在選擇分型面時，根據分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質量以及成型后能順利取出塑件。對塑件進行分析，由于塑件無過多圓角過渡要求，且在零件開口處無圓角過渡要求，故將分型面選在圖1.1所示零件圖主視圖的最上端處，這種選法塑件成型簡單，且能夠保證較簡單的模具結構。分型

26、面應選在如圖3.7所指處。 圖3.7分型面選擇圖3.5.2 成型零件的鋼材選用成型零件材料選用要求如下：1.機械加工性能良好：要選用易于切削，且在加工后能得到高精度零件的鋼種。為此，以中碳鋼與中碳合金鋼最常用，這對大型模具尤其重要。對需電火花加工的零件，還要求該鋼種的燒傷硬化層較薄。2.拋光性能優良：注塑模成型零件工作表面，多需拋光達到鏡面，Ra0.05m。要求鋼材硬度HRC3540為宜，過硬表面會使拋光困難。鋼材的顯微組織應均勻致密，極少雜質，無疵斑和針點3.耐磨性和抗疲勞性能好：注塑模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱溫度交變的應力作用。一般的高碳合金鋼，可經熱處理獲得高硬度，但韌性

27、差易形成表面裂紋，不宜采用。所選鋼種應使注塑模能減少拋光修模的次數，能長期保持型腔的尺寸精度，達到所計劃批量生產的使用壽命期限。這對30萬以上注塑次數和玻璃纖維增強的塑料注塑生產尤其重要。4.具有耐腐性能：對有些塑料品種，如聚氯乙烯和阻燃型塑料，必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。3.5.3 成型零件的結構設計成型零件的結構設計，當然是以成型符合質量要求的塑料制品為前提，但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。成型零件成本高于模架的價格，隨著型腔的復雜程度、精度等級和壽命要求的提高而增加。3.5.3.1 凹模結構設計凹模是成型塑件外表面的成型零件。凹模的基本結構可分為整體式、整體嵌入式和組合式。

28、對于形狀簡單的中小型塑件，采用整體式凹模。 圖3.8 整體式凹模3.5.3.2 凸模和型芯結構設計 凸模和型芯都是用來成型塑料制品的內表面的成型零件。凸模也稱主型芯，用來成型塑件整體的內部形狀。小型芯也稱成型桿，用來成型塑件的局部孔或槽。但該塑件壁厚較薄，中心孔較小，故凸模型芯采用一體式。 圖3.9 凸模型芯3.5.4 成型零件工作尺寸計算成型零件的工作尺寸，是成型零件上直接用來成型塑料制品的那部分尺寸。成型零件的工作尺寸，要保證所成型塑料制品的尺寸。而影響塑料制品尺寸和公差的因素相當復雜，如模具的制造誤差及模具的磨損；塑料成型收縮率的偏差及波動；溢料飛邊厚度及其波動；模具在成型設備上的安裝調

29、整誤差、成型方法及成型工藝的影響等。 聚氯乙烯材料的收縮率為0.6%0.8%，且制件精度為MT6。本部分尺寸計算公式參考教材塑性成形工藝與模具設計。可知： =0.007 式（3.12）3.5.4.1型腔徑向尺寸塑件外形徑向尺寸為：，型腔徑向尺寸為根據公式： 式（3.13）其中：x修正系數，由于塑件精度為MT6，且塑件尺寸較小故取x=0.75制造公差，由于塑件精度為MT6，且塑件尺寸較小故取 =0.17因此 =3.5.4.2 型腔深度尺寸塑件外形高度尺寸為： ，型腔深度尺寸為根據公式： 式（3.14） 其中：x修正系數，由于塑件精度為MT6，且塑件尺寸較小故取x=2/3 制造公差，由于塑件精度為

30、MT6，且塑件尺寸較小故取 =0.13因此： =3.5.4.3型芯徑向尺寸塑件內形徑向尺寸為： , 型芯徑向尺寸為根據公式： 式（3.15）其中：x修正系數，由于塑件精度為MT6，且塑件尺寸較小故取x=0.75制造公差，由于塑件精度為MT6，且塑件尺寸較小故取 =0.17因此： =3.5.4.4型芯高度尺寸塑件內形深度尺寸為： , 型芯高度尺寸為根據公式： 式（3.16）其中：x修正系數，由于塑件精度為MT6，且塑件尺寸較小故取x=2/3制造公差，由于塑件精度為MT6，且塑件尺寸較小故取 =0.13因此： =3.5.4.5 小型芯徑向尺寸塑件內形徑向尺寸為： , 型芯徑向尺寸為根據公式： 其中

31、：x修正系數，由于塑件精度為MT6，且塑件尺寸較小故取x=0.75制造公差，由于塑件精度為MT6，且塑件尺寸較小故取 =0.09因此： =3.5.4.6型芯高度尺寸塑件內形深度尺寸為： , 型芯高度尺寸為根據公式： 其中：x修正系數，由于塑件精度為MT6，且塑件尺寸較小故取x=2/3制造公差，由于塑件精度為MT6，且塑件尺寸較小故取=0.08因此： =3.6導向與定位機構設計3.6.1機構的功用任何一副模具在動、定模之間都設置有導向機構，其功用是：1.定位作用：合模時維持動、定模之間的一定方位，合模后保持模腔的正確形狀。2.導向作用：合模時引導動模按序正確閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側壓力

32、。3.承載作用：采用推板脫模或三板式模具結構，導柱有承受推板件和定模型腔板的重載荷作用。4.保持運動平穩作用：對于大、中型模具的脫模機構，有保持機構運動靈活平穩的作用。3.6.2導向機構的設計本設計中采用導柱導向機構，由導柱與導套的間隙配合組成，并呈滑動運動。3.6.2.1導柱國家標準規定了兩種結構形式的導柱，分別為帶頭導柱和有肩導柱，本題目中選用有肩導柱，且根據所選模架，導柱直徑為25，具體尺寸見圖3.10 圖3.10導柱3.6.2.2導套選用與導柱配合的導套，本題目選帶頭導套，其尺寸如下圖3.11。 圖3.11導套3.7 推出機構設計注射成型每個循環中，塑件必須準確無誤的從模具的凹模中或型

33、芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構，也常稱為推出機構。3.7.1 脫模推出機構的設計原則塑件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環節，推出質量的好壞將最后決定塑件的質量，因此，塑件的推出是不可忽視的。在設計脫模推出機構時應遵循以下原則：（1）推出機構應盡量設置在動模一側；（2）保證塑件不因推出而變形損壞；（3）機構簡單、動作可靠；（4）良好的塑件外觀；（5）合模時的準確復位。3.7.2 塑件的推出方式推桿推出是一種基本的、也是一種最常用的塑件推出方式。本設計即采用推桿推出，推桿形式為圓形。3.7.3 塑件的推出機構本設計采用的是階梯形推桿，根據參考資料選用標準件，其尺寸如下圖3.12所

34、示。每個塑件由四根推桿推出，都設置在型芯。 圖3.12 推桿3.7.4 脫模力的計算因為塑件的壁厚為 t=2，內孔半徑為 rcp=18，所以塑件的內孔與壁厚直徑之比為：所以可以看作是厚壁殼體形塑件，又由于塑件的斷面為圓環形根據經驗公式：厚壁圓筒塑件脫模力計算： 式（3.17）式中：E塑料的拉伸彈性模量（MPa），2.44.2 GPa塑料成型的平均收縮率（%），取0.7%t塑料的平均壁厚（），取2mmL塑料包容型芯的長度（），取16mm塑料的泊松比，取0.35rcp型芯大小端的平均半徑（），取17.93mm脫模斜度(塑料側面與脫模方向之夾角)，取塑料與鋼材之間的摩擦因數，0.450.6A1塑件在

35、與開模方向垂直的平面上的投影面積(²)，當塑件底部有通孔時，10A1項應為零。K1由和決定的無因次數，可由下式計算 式（3.18）K2由決定的無因次數，可由下式計算 式（3.19）已知： E=3×10³MPa ，=0.7% ， t=2 ， L=16 ，r=15.93，=0.35，=，=0.50 ，10A10則：=1+0.50 sincos=1.004=8.53 Q=1874.63N3.7.5推桿強度校核=16.58MPa<=320MPa 式（3.20）式中：推桿應力推桿鋼材的屈服極限強度（），=320MPan推桿數量故推桿強度合格。3.8 排氣系統設計該套模

36、具是屬小型模具，排氣量很小，而且本套模具的頂出方式為推桿頂出，每個零件有一個推桿，利用配合間隙就能達到排氣效果。因此本套模具不單獨設計排氣槽。3.9 冷料穴設計冷料穴一般開在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉向處），其目的一是為了貯存剛流入模具的部分冷料，利于成型；二是為了有利于脫模，使塑件保留在動模一側。冷料穴有6種形式，本設計采用最常用的端部為Z字形的拉料桿。其標稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，本模具冷料穴直徑取為14mm，深度大約為直徑的3/4倍，本模具冷料穴深度為8mm。詳見下圖3.14。 圖3.13 冷料穴3.10 冷卻系統設計模具的溫度直接影響到塑件的成型質量和生產效率。

37、所以模具上需要添加溫度調節系統以達到理想的溫度要求。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融的塑料的熱量盡快傳給模具，以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模。提高塑件定型質量和生產效率。因為水的熱容量大，傳熱系大，成本低，且低于室溫的水容易取得，所以冷卻水普遍使用。用水冷卻即在模具型腔周圍或型腔內開設冷卻水通道，利用循環水將熱量帶走。冷卻裝置的設計要考慮以下幾點：（1） 保證塑件收縮均勻，維持模具熱平衡。（2） 冷卻水孔的數量越多，孔徑越大，對塑件冷卻也就越均勻。（3） 水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即水孔的排列與型腔形狀盡量吻合。（4） 澆口出要加強冷卻。一般熔融塑料填充型

38、腔時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度越低。因此澆口附近應加強冷卻，通冷卻水，而在溫度較低的外側只需通過經熱交換后的溫水即可。（5） 降低入水與出水的溫度。可通過改變冷卻孔道排列的形式。（6） 要結合塑料的特性和塑件的結構，合理考慮冷卻水通道的排列形式。如塑件的收縮率，壁厚等。（7） 冷卻水通道要避免接近塑件的熔接痕部位，冷卻通道的密封性要好，冷卻通道的進口與出口接頭盡量不要高出模具外表面。在本次設計中我采用的是簡單流道式，即通過在模具上直接打孔，并通以冷卻水而進行冷卻，是最常見的一種形式。3.10.1 冷卻水的體積流量qm= =0.005362m3/min 式（3.21）式中：w單位時間（每

39、分鐘）內注入模具中的塑料質量（kg/min），按每分鐘注射2次，即0.05613×2=0.11226Kg；單位質量的塑件在凝固時所放出的熱量，為300400，此處取400；冷卻水的密度（1000）；冷卻水的比熱容（4.187/（·）；t冷卻水出口溫度（53）；冷卻水入口溫度（50），注意：t與之差不宜過大，一般取2，最大不應超過5。3.10.2 冷卻管道直徑為使冷卻水處于湍流狀態，取d=8mm。3.10.3 冷卻水在管道內的流速由式：v= =1.78m/s 式（3.22）大于最低流速1.66 ，達到湍流狀態，所選直徑合理。3.10.4 冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數h

40、=3.6f=3.6×8.97× 式（3.23）=33791.93 kJ/（）式中：f從塑料成型加工與模具中的表10-5中查得為8.97(水溫為55)。3.10.5 冷卻管道的總傳熱面積A=0.00886m 式（3.24）3.10.6 模具上應開設的冷卻水孔數n=1.41 式（3.25）從計算結果看，因塑件小，單位時間注射量小，所需冷卻水道也比較小，但一條冷卻水道對模具來說是不可取的（冷卻不均勻）。為了加快冷卻，為了冷卻均勻，可以采取多種措施調節冷卻系統。本模具每個塑件用了4個冷卻水管道以加快冷卻。沈陽航空航天大學課程設計說明書 第4章 注射模與注射機的關系第4章 注射模與注

41、射機的關系4.1 注射壓力的校核注塑加工時所需注射壓力與塑料品種、塑件的形狀及尺寸，注塑機類型、噴嘴及模道的阻力等因素有關。本次塑件材料為聚氯乙烯，其注射壓力為60-100MPa，所選注射機最大注射壓力為180Mpa，符合要求。4.2 鎖模力的校核鎖模力為注射機鎖模裝置用于夾緊模具的力。所選注射機的鎖模力必須大于由于高壓熔體注入模腔而產生的脹模力，此脹模力等于塑件和流道系統在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積。即：FP×A/1000 式（4.1）式中：F鎖模力（kN）p型腔壓力（30MPa）A塑件及流道系統在分型面上的投影面積（²）即：1.1×30×74

42、22.00÷1000=244.92KN400KN所以鎖模力符合要求4.3 安裝參數的校核4.3.1 模具外形尺寸校核模具厚度，也稱模具閉合高度，每臺注射機都有一個安裝的模具厚度范圍，所以設計的模具厚度應在這一允許范圍內，即： 式（4.2）式中：H模具高度 注射機允許最小安裝高度 注射機允許最大安裝高度=265mm，=150mm ， =300mm所以合格4.3.2 噴嘴尺寸及定位圈尺寸校核1）噴嘴尺寸：注射模主流道襯套始端凹坑的球面半徑R應大于注射機噴嘴球頭半徑r，以保證同心和緊密接觸；主流道孔小端直徑應大于注射機噴嘴直徑。2）定位圈尺寸：注射模安裝用定位圈外徑應與注射機定位孔內徑呈間