注塑模具设计盒盖

注塑模具设计盒

盖

分数 课程设计论文（设计）

论文题目： _________ 注塑盒盖模具设计 ____________ 指导教师： _________________________

系别： ____________ 机电工程系 _______________ 专业班级：

机械设计制造及其自动化1101

姓名： _________

日期： _____________ 2014年6月 ______________

盒盖塑件图

技术要求：

1. 塑件材料PE

2. 未标注公差尺寸按SJ1372-78.8级 3 .大批量生产。

目录

摘要1 第一章概述3

1.1模具工业在国民经济中的的重要地位 3 1.2中国塑料模具的现状4

1.3塑料模具的发展水平与市场趋势 5 第二章塑料制件的工艺性分析8

2.1塑件原材料的分析8

2.1.1HDPE加工性能9 2.1.2塑料对模具温度的要求10 2.2成型塑料制结构工艺性10 2.2.1尺寸精度11 2.2.2塑件壁厚12 2.2.3脱模斜度13 2.2.4表面粗造度14 2.2.5 圆角 14

第三章注射工艺分析及塑料模的结构设计 14

3.1零件的三维建模15 3.2浇口位置15 3.3分型面16

3.4型腔的数目与布局17

3.4.1模具型腔数目17

3.5浇注方案的设计18

3.5.1确定浇注系统的原则18 3.5.2浇口形式的选择19 3.5.3主流道形状与尺寸20 3.5.4点浇口尺寸的确定21 3.5.5点浇口剪切速率的校核22 3.5.6浇注系统方案22 3.6型腔的强度校核23

3.6.1整体式矩形型腔侧壁和底板厚度的计算3.6.2整体式圆形型腔侧壁和底板厚度的计算3.7脱模机构的设计27 3.8型芯型腔尺寸的计算28 3.9脱模机构尺寸计算30

3.9.1抽芯距的计算30 3.10顶杆固定装置30

3.10.1固定装置参数确定30 3.11标准模架和注塑机的选取 30 第四章模具主要连接、定位、导向件设计 32

4.1模具主要连接件选择或设计33 4.2模具主要定位件选择33 4.3模具主要导向件选择或设计33

23 24

第五章模温调节系统的设计33

5.1模具温度对塑件成型的影响34 5.2模具热平衡计算34

521进入模腔的总热量35 522模具散热量35

第六章设计总结37 参考文献37

西南科技大学城市学院本科生课程设计

摘要

本文是关于盒盖注塑模具的设计，在正确分析塑件工艺特点和

PE材料的性能的

后，采用了点浇口进行浇注。详细介绍了对凸模，凹模，浇注系统，脱模机构，选择 标准零件，设计非标件的设计过程。涉及模具结构、强度、寿命计算及熔融塑料在模 具中流动预测等复杂的工程运算问题；

运用CAD、辅助工程UG等不同的软件分别对

模具的设计、制造和产品质量进行分析。综合运用了专业基础、专业课知识设计，其 核心知识是塑料成型模具、材料成型技术基础、机械设计、塑料成型工艺、模具 CAD'CAM、Moldflow 等。

关键词：点浇口；盒盖注塑模设计；塑料成型模具

ABSTRACT

Thisarticlewasaboutthelidmoulddesig n,based on thecorrecta nalysisofplasti cstech nologycharacteristicsa ndPEmaterialproperties,usi ngaru nn erafterarepo urin g.Adetailed in troducti on aboutthep un cha nddie,gat in gsystem,thechoicesta n darda nddemould in gmecha ni smdesig nnon-sta ndardparts,partsofthedesig n processwasi ncludedi

nthispaper.Theproblemswerei nv olvedsuchasthemouldstr ucture,stre ngthcalculatio n,molte nplastic,servicelife,a ndcomplexpredictio nofe ngin eeri ngoperati on s,the nm oulddesig n,manu facturi ngan dqualitywerea nalyz edbyusi ngCAD,UGa

ndMoldflowsoftware.Thelidmoulddesig ncompositivlyappl yedspecializedk no wledge,professi on aldesig nan dit'scorek no wledgeisplasticm oldi ng,materialmoldi ngtech nology,mecha nicaldesig n,plasticinjectio nm oldi ng process,mouldCAD/CAM,Moldflow,etc.

Keywords: arunn erafterarepouri ng;thelidmolddesig n;plasticmold ing.

第一章概述

1.1模具工业在国民经济中的的重要地位

模具是制造业的一种基本工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要础之 一，塑料模具是指用于成型塑料制作的模具，它是型腔模的一种类型，它的作用是控 制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其 效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。

模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平 的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的 质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关 注。早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将模具 列为机械工业技术改造序列的第一位。

模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。

模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最 广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60 %~90 %的产品的零件，组件和部 件的生产加工。

模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场 为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模 具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展 零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中

得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。一个型号的汽车所需

模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约 有80 %的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有 14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件 2000种，共计5000 多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号

的摩托车生产需 1000副模具，总价值

为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。

目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国 家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一 些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出 口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的 发展有着特别重要的意义。

1.2中国塑料模具的现状

整体来看，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 1/5〜1/3，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。

2006年，中国塑料模具总产值约 300多亿元人民币，其中出口额约 58亿元人 民币。根据海

关统计资料，2006年中国共进口塑料模具约10亿美元，约合83亿元 人民币。由此可以得出，除自产自用外，市场销售方面，

2006年中国塑料模具总需

求约为313亿元人民币，国产模具总供给约为230亿元人民币，市场满足率为73.5%。 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 2006年已得到改善，逆差略有减少。模具 外贸逆差增大主要有两方面原因：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。近年来，港资、台资、 外资企业在中国大陆发展迅速，这些企业中大量自产自用塑料模具无确切的统计资料， 因此未能计入上述数字之中。

1.3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2卩m,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。

经过近几年的发展，塑料模具的开发、创新和企业管理等方面已显示出一些新的 发展趋势： (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，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。 当然，目前及相当长一段时间内，技艺型人才仍十分重要，因为模具毕竟难以完全摆 脱对技艺的依靠。

（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。

（6） 发达工业国家的模具正加速向中国转移，表现为：一是迁厂，二是投资， 三是采购。中国的模具企业应抓住机遇，借用并学习国外先进技术，加快自己的发展 步伐。

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。

第二章塑料制件的工艺性分析

2.1塑件原材料的分析

塑件盒盖采用HDPE材料，是一种由乙烯共聚生成的热塑性聚烯。高密度

HDPE

聚乙烯，英文名称为

HighDe nsityPolyethyle

ne

”，简称为 “HDPEHDPE”

一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用 于包装用途。

HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线 电缆。中到高分子量等级具

有极好的抗冲击性，其性能见表

表2-1HDPE性能表 2-1。

HDPE 吸湿性 性能 结晶性原料，吸湿性极小，不超过 无需进行干燥处理。 0.01%，因此在加工前 流动性 分子联链柔性好，键间作用力，熔体粘性低，流动性极好， 因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。 收缩率 收缩值大，方向性明显，HDPE收缩率在1. 5%左右。因 此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大， 故应该控 制好模具温度，保持冷却均匀、稳定，模具温度的选择范围应根 据密度的不同而不同，通常 HDPE的模具温度为50〜95,在选 择时还应注意制品形状与温度之间的关系。 模具温度 HDPE的结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有很较 大的影响。模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高。 比热容 HDPE的熔点不高，但比热容较大， HDPE是结晶料，吸湿小,不须充分干燥，流动性极好流动性对压力敏感，成型时宜用 高压

注射，料温均匀，填充速度快，保压充分.不宜用直接浇口，以防收缩不均，内应力增大. 注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。常用的浇口有直浇口，点浇口，潜伏浇口， 侧浇口等，其中点浇口前后两端存在较大的压力差，可较大程度地增大塑料熔体的剪

切速率并产生较大的剪切热，从而导到长熔体的表观粘度下降，流动性增加，有利于 型腔的充填，因而对于薄壁件 PE等表观粘度随剪切速率变化敏感的塑料有利。所以 应选着点浇口。

HDPE用于注射成型，其工艺参数见表 2:

表2HDPE塑料注射工艺参数 预热和 干燥 温度 t/ C 110 - / 注射时间/S 成型时间 保压时间/S 0~5 120 时间T /h8~12 15~60 15~60 料筒 后段 140~1 冷却时间/S 温度 60 t/ C 中段 180~2 总周期/S 40~140 00 前段 180~1 螺杆转速n/(r • m)n 30~60 90 喷嘴温度 模具温度 注射压力MPa

150~180 50~95 方法 后处理 温度t/ C 时间r/h 红外线灯，烘箱 70 2~4 70~100 2.1.1HDPE加工性能

HDPE的各种加工性能见表3

表3HDPE塑件的加工性能表 屈服强度/Mpa 熔点（或粘温 50 拉伸强度/Mpa 22~39 130 〜160 度” °C 伸长率（%） 35 拉伸弹性模量 熔融指数（MFI） (0.84~0.95) /GPa 热变形温度 / ° C(45MPa)(180MP a) 计算收缩率（%） 弯曲弹性模量 72~82 /Gpa 1.1~1.4 2.0~5.0 弯曲强度/MPa 20.8~40 比热容 1470 /(J •) 密度/(g •) 0.92~0.97 热导率 吸水率24h长 0.263 /(W •) 时间(％) 0.01< 从表中可以看出HDPE有很高的耐水性，长期与水接触其性能可保持不变。流动 性好。聚乙烯的绝缘性能优异，成型时在流动方向和垂直方向上收缩性差异较大，易 产生变形、缩孔且聚乙烯质地柔软且易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。

2.1.2塑料对模具温度的要求

(1) 模具温度对HDPE制件的成型有较大的影响，在对 HDPE塑件成型时，模 具的温度太小低时，会产生浇注痕、充不满、易引起翘曲变形或应力开裂 .模具温度太 高时,易造成溢料和粘模.模具温不易波动过大，要不然会造成制件收缩不均，应力过大, 变型也较大，从而影响制件的形状尺寸。

(2)

根据密度的不同而不同，通常

模具温度的选择范围应

PE的模具温度为 20 C〜

90 C,在选择时还应注意制品形状与温度之间的关系，如箱形、框形制品常以 模腔温度高于模芯温度

的办法解决其侧壁易变形的问题。

2.2成型塑料制结构工艺性

塑件的结构应从图纸上分析考虑塑件壁厚均匀、符合要求、利于脱模；塑件的转角 处采用圆弧过渡，分散载荷、增强及充分发挥塑件的机械强度，改善塑料熔体的流动 性，便于充满型腔、脱模、消除壁厚转折处的凹陷等缺陷、便于模具的机械加工和热 处处理，从而提高模具的使用寿命。

塑件在模具中成形结束时，可能会出现下列情况：

(1)由于塑件冷却后产生收缩，会使塑件抱住型芯或型腔中的凸起部分

（2） 对于收缩率极小的塑件，已成型的塑件很可能紧紧在模具腔体表面上

（3） 对于粘附力很强的塑件，当模具型腔表面高度光洁时，已成型的塑件很可 能紧紧粘附在模具腔体的表面上：上述现象的存在，都将影响塑件从模具的型芯或型 腔中取出。为了防止脱模时拉伤或擦伤塑件，设计塑件时必须考虑塑件内表面沿模方 向均具有足够的脱模斜度。

所以本设计从以下几个方面对其分析：

1） 尺寸精度

2） 塑件壁厚

3） 脱模斜度 4） 表面粗糙度 5） 圆角

图一

该产品的尺寸有一部分为未注公差，参考《塑料成型工艺及模具设计》其精度一律 按

SJ1372-78.8级处理。考虑到配合问题，该产品精度要求最高的尺寸应为四个侧凹 处。一般模具的

精度要比塑件的精度高 2〜3级，所以取模具精度为MT7。

2.2.1尺寸精度

根据塑件的基本尺寸，和塑件材料的公差等级得到塑件的转换尺寸见表 2-4

表2-4塑件尺寸 精度 尺寸类型 等级 原始尺寸 转换尺寸 备注 MT7

内形尺寸 38 28 GB/T144 86-1993 34 66 68 52 外形尺寸 70.6 57 10.5 型腔高度 5.2 1.2 5.2 1.2 凸台长度 2.3 222塑件壁厚

塑件应有一定的壁厚，这不仅是为了塑件在使用中有足够的强度和刚度，而且也 为了塑料在成型时保持良好的流动状态。塑件的壁厚首先决定于塑件的使用要求，即 强度、结构、重量、电气性能、尺寸稳定性以及装配等各项要求。另外还必须指出， 壁厚与流程有密切关系。所谓流程是指熔料从浇口起流向型腔各处的距离。经试验证 明各种塑料在其常规工艺参数下，流程大小与塑件壁厚成比例关系。塑件壁厚越大， 则允许最大流程越长。

同种塑料制品的壁厚要尽可能的均匀，壁厚过小则难以充型，且强度刚度不足，过大 用料过多,增加注塑周期，易产生气泡，缩孔，凹陷,翘曲等缺陷。HDPE的最小壁厚为

0.6mm，—般制件厚度为 2.25〜2.60mm，大型制件壁厚为＞2.4~3.2mm 。该盒盖 各部分的壁厚

差不多，最大为1.3mm最小为1.2mm。表2-5是塑料常用壁厚的推荐

表2-5塑料常用壁厚推荐值

塑料名 称 聚乙烯

50mm 流 程最小壁厚 小型塑件 推荐壁厚 中型塑件 推荐壁厚 大型塑件 推荐壁厚 0.6 1.25 1.6 2.4 〜3.2 同一种塑件的壁厚应尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生应力，使塑 件产生变形、缩孔及凹陷等缺陷，通常塑件壁厚的不均匀容许在一定范围内变化，对

于注塑及压注成型塑件，壁厚变化一般不应超过1:3。不同壁厚应采用适当的修饰半 径使厚薄部分缓慢过渡。

2.2.3脱模斜度

为了便于塑件从模具型腔中取出或从塑件中抽出型芯，在设计时塑件内外壁应具 有足够的脱模斜度。最小脱模斜度与塑料性能、收缩率的大小、塑件的几何形状有关。 硬质塑料比软质塑料脱模斜度大；形状愈复杂或成型孔较多的塑件取较大的脱模斜度 塑件高度愈高、孔愈深。则取较小的脱模斜度；壁厚增增加，内孔包住型芯，脱模斜度 也应大些。

（1）脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定；塑件内孔，以型芯小端为准， 尺寸符合图样要求，斜度由扩大方向取得；塑件外形，以型腔（凹模）大端为准，尺 寸符合图样要求，斜度由缩小方向取得。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差 范围内

（2）当要求开模后塑件留在型腔内时，则塑件内表面的脱模斜度应大于塑件外

表面的脱模斜度，即数值反之。

表1-4塑件的脱模斜度 塑实名称 脱模斜度 型腔 型芯 聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），软聚氯乙烯 （LPVC）， 聚酰胺（PA），氯化聚醚（CPT） 硬聚氯乙烯（HPVC），聚碳酸酯（PC），聚砜 （PSU） 聚苯乙烯（PS），有机玻璃（PMMA），ABS, 25，〜4 5， 35，〜 40 ' 35，〜 5， 20 '〜4 30，〜 50， 30，〜 聚甲醛（POM ） 1 ° 30 ' 40 ' 热固性塑料 25，〜 40 ' 20，〜 50， 30 '。

一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，本模具脱模斜度取

224表面粗造度

塑料制件的表面粗糙度是决定其表面质量的主要因素。塑件的表面粗糙度主要与 模具型腔表面的粗糙度有关。一般来说，模具表面的粗糙度值要比塑件低

1〜2级。

塑件的表面粗糙度 Ra 一般为1.6〜0.2um.模具在使用过程中，由于型腔磨损而使表 面粗糙度值不断加大，所以应随时给予抛光复原。一般来讲型腔的粗糙度达到

0.2〜

0.8um。 2.2.5圆角

在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况及便 于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过渡。尤其对增强塑料更有利于填 充型腔。另外，塑件上的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是不可少 的。在塑件结构上无特殊要求时，塑件的各连接处均应有半径不小于 角。此塑件的圆角统一取 R0.6

0.5-1mm 的圆

第三章注射工艺分析及塑料模的结构设计

3.1零件的三维建模

图3-1塑件的三维建模

3.2浇口位置

浇口是流道和型腔的连接部分，也是注塑模进料系统的最后部分，其基本作用为：

（1） 使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入充满型腔。

（2） 型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔能还未冷却的塑料回流。 浇口的 设计

和塑件的尺寸、形状模具结构，注射工艺条件及塑件性能等因素有关•但是根据上述 两句基本作用来说，浇口截面小，长度要短，因为只有这样才能满足增大流料速度，快速冷 却封闭，便于塑件分离以及浇口残痕最小等要求。

（3） 浇口设计要点可归纳如下：

a） 浇口开设在塑件断面较厚的部位，使熔料从厚料断面流入薄断面保证充模完全； b） 浇口位置的选择，应使塑料充模流程最短，以减少压力损失； c） 浇口位置的选择，应有利于排除型腔中的空气；

d） 浇口不宜使熔料直冲入型腔，否则会产生漩流,在塑件上留下旋形的痕迹，特别是 窄的浇

口更容易出现这种缺陷；

e） 浇口位置的选择，应防止在塑料表面上产生拼缝线，特别实在圆环或是圆筒形的 塑件中，

应在浇口的面的熔料浇合处加开冷料井；

f） 带有细长的型芯的注塑模的浇口位置，应当离成型芯较远，不使成型芯受料流冲 而变形；

g） 大型或扁平塑件成形时，为防止翘曲、变形、缺料可采用复式浇口； h） 浇口应尽量开设在不影响塑件外观的位置，如边缘底部； i） 浇口的尺寸取决于塑件的尺寸、形状和塑料的性能；

j） 设计多个型腔注塑模时，结合流道的平衡来考虑浇口的平衡，尽量做到熔融料 同时均匀充

满各个型腔

在设计浇注系统时，首先是选择浇口的位置。浇口位置选择直接关系到产品成型 质量及注射过程的顺利进行，浇口位置的选择应遵循以下原则：

(1) 浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理； (2) 浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使具流程为最短；

(3) 浇口的位置应保证塑料流入型腔时， 对型腔中宽畅，厚壁部位，以便于塑料顺 利流入； (4) 浇口位置应开设在塑件截面最厚处；

(5) 避免塑料在流下型腔时直冲型腔壁、型芯或嵌件，使塑料能尽快流入到型腔各 部位，并避

免型芯或嵌件变形；

(6) 尽量避免使制品产生熔接痕，或使其熔接痕产生在制品不重要部位；

(7) 浇口位置及其塑料流入方向，应使塑料在流入型腔时，能沿着型腔平行的方向 均匀地流入，

并有利于型腔内气体的排出；

(8) 浇口应设置在制品上最易清除的部位，同时尽可能不影响产品外观。

3.3分型面

分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构，浇注系统的 设计，塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，所以分型面的选择是注塑模设计中的一 个关键因素。在先择分型面时应综合分析比较以选择较为合理的方案，选择时应遵循 以下原则：

(1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处 (2) 分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模 (3 )分型面的选择应保证塑件的精度要求

(4) 分型面的选择应满足塑件的外观质量要求 (5 )分型面的选择要便于模具的加工制造

(6)分型面的选择应有利于排气

除以上原则以外，分型面的选择还要考虑到型腔在面上投影面积的大小外以避免 接近或超过所选注射机的最大注射面积而可能产生溢流现象。

图3-2分型面方案一

图3-3分型面方案二

根据以上分型面选择原则，方案一选择了在最大轮廓处，不影响制件的外观，保 证了制件的制造精度也利于排气。而方案二选择了最大平面处，但易出现溢边，不易 排气，不易卸料及模具结构的设计，所以本设计选择方案一。

3.4型腔的数目与布局

3.4.1模具型腔数目

型腔数量与注塑机的塑化速率、最大注射量及锁模力等参数有关，另外型腔数量 还直接影响塑件的精度和生产的经济性。型腔数量的确定方法有很多种，下面按照注 射机的最大注塑量来确定型腔数量： (3-1)

式中k――注射机最大注射量的利用系数，般取

0.8 ；

m p --- 注射机最大注射量，60g ； m i ---- 浇注系统凝料量，2.8g ；

单个塑件的质量，5.6g

代入以上数据得n< 8；于模具采用的是四个内抽芯滑块，比较复杂所以取n=1 , 采用一模一腔结构。

342模具型腔的布局

模具型腔的布局应遵循以下条件：

(1)型腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料 现象 (2 )型腔排列宜紧凑，以节约钢材，减轻模具的重量

(3 )圆形排列平衡好，加工困难；直线形排列加工容易，但平衡性好，而且加 工性尚可，使用广泛。

本产品采用一模一腔，型腔的布置和浇口对称开设。

3.5浇注方案的设计

3.5.1确定浇注系统的原则

浇注系统是指熔融塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所流经的通道，分普通浇注系 统和热流道浇注系统两种。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、冷料穴四个 部分组成。在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：

(1) 塑料成型特性设计浇注系统应适应所用塑料的成形物性的要求，

量

以保证塑件质

(2) 塑件大小及形状根据塑件大小，形状壁厚、技术要求等因素，结合选择分型面 同时考虑设

置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成形，还应注意防止流

料直接冲击嵌件及细弱型芯或型芯受力不匀以及应充分估计可能产生的质量弊病和部 位等问题，从

而采取相应的措施或留有修整的余地。

(3) 模具成型塑件的型腔数设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔或一模多腔,

浇注系统需按型腔布局设计

(4) 塑件外观设置浇注系统时应考虑到去除、

表美观。

整进料口方便，同时不影响塑件的外

(5) 注射机安装模板的大小在塑件投影面积比较大时，设置浇注系统时应考虑到注 射机模大小

是否允许，并应防止模具偏单边开设进料口中，造成注射时受力不匀。

(6) 成形效率在大量生产时设置浇注第统还应考虑到在保证成形质量的前提下尽 量缩短流程，

减小断面积以缩短填充及冷却时间，缩短成形周期，同时减少浇注系统 损耗的塑料。

(7) 冷料在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量， 故设计浇

注系统时应考虑储存冷料的措施。

3.5.2浇口形式的选择

浇口亦称进料口，是连接流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当 与否，直接关系到塑件能否完好、高质量地注射成型。按浇口的结构形式和特点，常 用的浇口可分为：直接浇口、侧浇口、扇型浇口，点浇口、平缝浇口、潜伏浇口、环 形浇口等。不同的浇口形式对塑料熔体的充填特性、成型质量及塑件的性能会产生不 同的影响。各种塑料因其性能的差异而对不同形式的浇口会有不同的适应性，设计模 具时可参考表3-2所列部分塑料所适应的浇口形式。

表3-2常用塑料所适应的浇口形式 直 接浇口 硬聚氯乙烯(HPVC) 聚乙烯(PE) 侧 浇口 平 缝浇口 占 浇口 潜伏 浇口 环 形浇口 O O O O O 聚丙烯(PP) 聚碳酸酯(PC) 聚苯乙烯(PS) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 橡胶改性苯乙烯 0 聚酰胺(PA) 聚甲醛(POM) 丙烯腈一苯乙烯 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ABS 丙烯酸酯 注：“0”表示塑料适用的浇口形式。 0 0 0 0 0 本模具采用点浇口，点浇口全称针点式浇口，是典型的限制型浇口。具有如下优 占：

八、、•

(1) 可大大提高塑料熔体剪切速率，表观粘度降低明显，致使充模容易。这对PPPS, 和ABS

等对剪切速率敏感，即非牛顿指数愈小的熔体更加有效。

(2) 熔体经过点浇口时因高速摩擦生热，

性再次提高。

熔体温度升高，粘度再次下降，致使流动

(3) 能正确控制补料时间，无倒流之虑；有利降低塑件特别是浇口附近的残余应力， 提高了制

品质量。

(4) 能缩短成型周期，提高生产效率。

(5) 有利浇口与制品的自动分离，便于实现塑件生产过程的自动化。 (6) 浇口痕迹小，容易修整。

(7) 在多型腔模中，容易实现各型腔均衡进料，改善了塑件质量

(8) 能较自由地选择浇口位置。 3.5.3主流道形状与尺寸

主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑 料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，其作用是通过流道截面积使熔料平 稳转换流向注入型腔，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有比较大的 影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。

主流道固化时间要求：为了有效地传递保压压力，浇注系统主流道及其附近的塑 料熔体应该最后固化。

在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面。主流道通常设计在模具的 浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，

主流道设计成圆锥形，锥角为，

小端直经d比注射机喷嘴直径大0.5〜1mm,流道的表面粗糙度 Ra< 0.8卩m。浇口套 一般采用碳素工具钢(如 T8、T10等)材料制造，热处理淬火硬度 53〜57HRC。

主流道与喷嘴结构如图2-1所示，接触处多做成半球形的凹坑，凹坑球半径R应比 喷嘴球头半径r大I〜2mm。注射机XS-Z-60的喷嘴孔直径是4mm 取d为5mm, 喷嘴圆弧半径R为12mm，r取13mm.

图3-4主流道与喷嘴结构

图3-5主流道尺寸

由经验公式：

D==6.7

式中：D ——主浇道大端直径（mm ）;

d ----- 主浇道小端直径（5mm ）） a――主浇道锥角C（ 2 ° ） L――主浇道长度（mm）0

由于塑件比较小，所以把浇口套和定位圈设计成一体形式，其结构如下图:

图3-6浇口套结构形式

表3-3主流道尺寸 名称 小端直径 尺寸 名称 大端直径 尺寸 5mm 7.9 球面半径 主流道锥角 13mm 3 ° 主流道长度 55 T10，热处理淬火 材料 硬度 表面粗糙度 3.5.4点浇口尺寸的确定

点浇口的各种尺寸确定，d=0.5〜1.5mm,最大不超过2mm，当L=0.5〜2时常 取 1.0 〜1.5mm ,

取d=1mm ,a=30,L=0.5，点浇口的设计尺寸如下图 3-7

图3-7

3.5.5点浇口剪切速率的校核

因为该副模具是一模一腔，塑料件体不是很小，采用点浇口的剪切速率校核。经 验：主流道、分流道、点浇道，其它浇口。

3.5.6浇注系统方案

由于聚乙烯流动性比较好，塑件结构简单，易于成型。如图

图3-8

3-8

3.6型腔的强度校核

模具的各零件必须有足够的强度及刚度，以承工作时的各种作用力。因此模具零

件应按其工作的受力情情况予以强度或或刚度等计算，并设计合理的结构。但是在实 际中经常公按经验予以设计及确定尺寸或对一些主要成型零件按具体受力情况作必要 的计算。但对大型模具的型腔等主要零件应予以计算设计为宜。

型腔强度及刚度是经常需进行计算的。型腔在成形压力下要产生变形，变形量必 须在允许范围内，变形量过大导致型腔扩大易出飞边并使塑件尺寸增大，甚至造成型

腔破裂。另外当成形后成形压力消失时则型腔因弹性复原而收缩，当收缩量大于塑件 收缩率时则会

使型腔紧紧地包住塑件造在开模因难或塑件残留在定模上使脱模困难， 易损坏塑件或使塑件质量不良。

模具的型腔设计成整体式的，由于塑件的结构把型腔分为长方形与圆形两个部分 下面分别对两个部分进行校核。

361整体式矩形型腔侧壁和底板厚度的计算

（1）整体式矩形型腔侧壁厚度的计算

①按刚度条件计算如图3-13可按公式3-3计算。

s >（3-3 ）

式中p —型腔压力50MPa。

c —由/决定的系数，0.93，查表3-4。

H1 —型腔深度，10.5mm ; E—弹性模量，钢取2.1 x Mpa

—允许变形量，0.02查表3-5。 结果： s > 5.12mm。

②按强度条件计算侧壁厚度按公式 3-4计算。 （3-4 ）

式中一矩形成型型腔的边长比，1.0。 —抗弯截面系数，见表3-4，0.108。 —模具材料许用应力，500Mpa。 其他参数及数据同公式3-3。 结果：s4€8

由于整体式凹模侧壁最小厚度为 17mm，所以凹模侧壁合格 (2)整体式矩形腔底板厚度计算 ① 按刚度条件计算厚度按公式3-5计算 (3-5 )

式中一由型腔边长比决定的系数， b=52,查表3-6 , 0.0138。

其它参数与数据同式3-3。 结果：》

10.63mm。

② 按强度条件计算厚度按公式 3-6计算 (3-6 )

式中一由模脚(垫块)之间距离各型腔边长比所决定的系数，查表 0.3078mm。其它参数与式 3-3相同。

结果：》9.12。而模具的矩形腔底板厚度是14.5mm所以满足要求

3.6.2整体式圆形型腔侧壁和底板厚度的计算

(1)整体式圆形型腔侧壁厚度的计算 ① 按刚度条件计算侧壁厚度按式 3-7计算 (3-7 )

其中参数与数据同式3-3。 结果：s》6。

② 按强度条件计算侧壁厚度按式 3-8计算 (3-8 )

式中r为圆形型腔半径，35.3mm。

结果：s > 4.2mm。而模具侧壁最小厚度为0.5，所以满足要求。

3-7，

4)整体式圆形型腔底板厚度的计算

①按刚度条件计算底板厚度按式3-9计算 (3-9)

式中r取底面圆弧半径28.5mm，其他参数与式3-3和式3-7中相同 结果：h> 11.3mm。

②按强度条件计算底板厚度按式3-10计算 (3-10 )

式中参数与以上公式相同，式中r取底面圆弧半径28.5mm。 结果：7.84mm 。

模具的型腔底板厚度为14.5mm，所以满足要求。

表3-4系数c、w值

H 1/ 0 .3 .4 0 0 .5 0 0 .6 0 .330 0 .148 0 .7 0 0 .8 0 0 .9 0 .073 0 .187 0 .0 0 .045 0 .197 1 .2 0 1 .5 0 1 .0 0 2 c 0 .002 0 .254 .930 .570 W .188 .117 0 0 .031 .015 .006 0 0 0 0 0 .108 .130 .163 .176 .205 .210 .235 表3-5不发生溢料的间隙值 低粘度 塑料 中粘度 塑料 高粘度 尼龙（PA）、聚乙烯（PE）、聚丙烯、（PP）、 < 0.025 &04 聚甲醛（POM ） 聚聚乙烯（PS）、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯 < 0.05 (PMMA ) 聚碳酸酯（PC）、聚砜（PSF）、聚苯醛（PPO） < 0.06 0^8 塑料

表3-6系数c '的值 1 1 .1 .2 0 1 .3 0 .018 1 .4 0 .020 1 .5 0 .022 1 .6 0 .024 1 .7 0 .025 1 .8 0 .026 1 .9 0 .026 1 2 .0 .0 c f 0 0 .027 0 .027 .013 .016 8 4 8 9 6 0 1 0 7 2 7

表3-7系数的值 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.8 >2. 8 0.3 0.3 834 0.4 256 0.4 680 872 0.4 0.4 974 0.5 078 000

3.7脱模机构的设计

由于此塑件属于壳形制品，所以采用斜导杆内侧抽芯件推出。另外设有复位杆， 开模时在推板的作用下，斜导杆内侧抽芯件将塑件从主型芯上推出。合模时通过复位 机构回到闭合位置。

由于斜导杆要同时起到推杆、内型芯的作用，所以将它设计为下图 形式：

3-10的这种

图3-10斜导杆内侧抽芯

3.8型芯型腔尺寸的计算

查有关手册得高密度HDPE的收缩率为S=1.5 %〜3.0 %，故平均收缩率为：S= (3.0-1.5 )%/2=0.75 % =0.0075mm，根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取

=A/3。

表3-8型腔成型尺寸计算

已知：平均收缩率S=0.0075mm ;模具的制造公差取 类别 模具零 件名称 塑件 尺寸 计算公式 =。修正系数X=0.5 计算结果 型腔尺 寸计算 型腔长度尺寸计算 70.6 =[(1+S)L-X] 70.6 型腔宽度尺寸计算 52 51.9 型腔深度尺寸计算 10.5 =[(1+S)H-X] 10.1 型芯尺 寸计算 型芯长度尺寸计算 68 =[(1+S)L+X] 69 型芯宽度尺寸计算 49.4 50.3 型芯咼度尺寸计算 9.2 =[(1+S)H+X] 9.8 型腔径向尺寸（mm ）； ――型腔深度尺寸（mm ）; --- 型芯径向尺寸（mm ）；

--- 型芯高度尺寸（mm ）； --- 模具制造偏差（mm ）；

S --- 平均收缩率（mm/mm ）；

模具磨损量 磨损严重时 =△ /2 磨损轻微时

=△ /5〜△ /8

不考虑磨损时，去掉各式中的

3.9脱模机构尺寸计算

3.9.1抽芯距的计算

侧向抽芯距一般比塑件上的侧凹、 侧孔的深度或侧向凸台的高度大较小，取1mm用公式表示为：

s=s ' +1=1+1=2mm（5-1）

式中 s ---- 抽芯距， mm ；

s ' ------- 塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度，mm。 1. 斜导杆倾角的确定

由于抽芯距较小，所以选择倾角=5。

2. 斜导杆倾角的验证

s=ta n24=0.08724=2.088mm>2mm

故满足抽芯要求

3.10顶杆固定装置

3.10.1固定装置参数确定

〜3mm ,由于塑件凸台 1 由于侧向抽芯距离为2mm ,所以固定装置的凹槽的左右滑移距离为 6mm ,因为 要滑移，所以采用间隙配合。因为顶杆的宽度为 6mm，所以凹槽的宽度为7mm。凹 槽深度为4mm。固定装置采用12X12的长方体。底座参数为R28mm高度为5mm 的圆柱。

3.11标准模架和注塑机的选取

模架是注塑模的骨架和基体，通过它将模具的各个部分有机的联系成为一个整体。 标准模架一般由定模座板、定模板、动模板、动模支撑板、垫块、动模座板、导柱、 导套及复位杆等组成。模架的基本参数如图

图 3-11

3-11所示

说以模架尺寸：L=200W=180W仁250H=118 表3-9注塑机基本参数

注塑机型号 额疋注射量/cm 螺杆（柱塞）直径/mm 注射压力/Mpa 注射行程/mm 注射方式 锁模力/KN 最大成型面积/cm 2 取大开合模行程/mm

XS-Z-60 60 38 122 170 柱塞式 500 130 180 模具最大厚度/mm 模具最小厚度/mm 喷嘴圆弧半径/mm 喷嘴孔直径/mm 顶出形式 动、定模固定板尺寸/mm 拉杆空间/mm 合模方式 流量/L/min 液压泵 压力/Mpa 电动机功率/KW 加热功率/KW 机器外形尺寸/mm

200 70 12 4 中心没有顶杆，机械顶出 330 X440 190 X300 液压机械 70、12 6.5 11 2.7 3160 X850 X1550 第四章模具主要连接、定位、导向件设计

4.1模具主要连接件选择或设计

模板之间的连接件采用内六角螺钉，型腔与模板之间采用配合连接，浇口套与模 板之间的连接采用内六角螺钉。推板与推板固定板之间也是用内六角螺钉连接。

4.2模具主要定位件选择

模架在安装时，为确保其安装精度，一般都先将模板定位，采用的定位件为圆柱 定位销

4.3模具主要导向件选择或设计

模具主要采用导柱进行导向，导柱与导套一般采用间隙配合，当要求精度高时， 可选用小间隙配合，但过小的间隙配合会引起较快的磨损、拉伤，设计使用寿命交长 的模具不宜将导柱孔直接加在模板上，而应嵌入导向套，导向套表面硬度大、耐磨、 易更换。

根据标准模架，可以确定导柱基本尺寸 板之间采用过盈配合。

d=12mm，采用带头直导柱。导套与模

第五章模温调节系统的设计

5.1模具温度对塑件成型的影响

模具温度是指模具型腔和型芯的表面温度。模具温度是否合适、均一与稳定，对 塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状、外观和尺寸精度都有重要 的影响。在注射成型中，注射入模具中的热塑性熔融树脂，必须在模具内冷却固化才 能成为塑件，所以模具温度必须低于注射入模具型腔内的溶融树脂的温度。由于树脂 本身的性能特点，所以不同的塑料要求不同的模具温度。

对于粘度低、流动性好的塑料，如聚聚乙烯，聚丙烯等，因成型工艺要求模温不 太高，用常温水对模具冷却即可。对于粘度高、流动性差的塑料为了提高充型性能， 考虑到成型工艺要求有较高的模具温度，需要对模具进行加热，可用温水进行模温控 制。部分塑料树脂与之相适应的模上度可参见表

表5-1部分树脂的成型温与模具温度°匚 5-1 o

LDPE 190 〜240 20 〜60 PS 170 〜280 20 〜70 HDPE 210 〜270 200 〜270 230 〜290 280 〜300 230 〜290 180 〜220 20 〜60 AS ABS PMMA 硬PVC 软PVC 220 〜280 200 〜270 170 〜270 190 〜215 170 〜190 250 〜290 40 〜80 40 〜80 20 〜90 20 〜60 20 〜40 90 〜110 PP PA6 PA66 PA610 POM 20 〜60 40 〜60 40 〜80 36 〜60 60 〜120 PC 5.2模具热平衡计算

塑料注射模温调节能力，不仅影响到塑件质量，而且也决定着生产效率。实际上模 温设计恰当与否，直接关系到生产成本和经济效益。所以说，模具温度对塑件的质量 及生产效率有极大的影响，热塑性塑料熔体进入型腔后，释放大量的热而凝固。不同 的塑料品种，需要模腔维持在一定的适当温度。模温对塑件质量的影响主要表现在以 下六个方面：

（1） 改善成型性（塑件轮廓、充模质量，形状、尺寸精度） （2） 成型收缩率

（3） 塑件变形（收缩不均导致翘曲） （4） 尺寸稳定性 （5） 力学性能 （6） 外观质量

5.2.1进入模腔的总热量

=（8-1）

式中：in ------ 进入模腔的总热量（）；

――每小时注射次数 180 ；

塑料熔体进入模腔时（）及冷却结束时（）塑料热含之差（） 在表3-2-4中选取=700 ()。

代入式 8-1 得=1807000.0063=793.8

()。

5.2.2模具散热量

(8-2 )

(1) 对流散发走的热量

()(8-3)

式中：一一对流散发走的热量() --- 传热系数= ——模具表面积()

[=0.12+0.02 X 0.59=0.12

合面积0.02，为开模率180*125 ,

=，注射时间(2s),制件冷却时间(6.2s),

注射周期(20门 ――模具平均温度「C) —室温「C) (25)

当0<<300 C时由实验得： (8-4 )

代入上式经整理得：

=219.7 X 0.12 X 25=659.1KJ/h (2) 由辐射散发的热量 =2.88 () (8-5 )

式中：——由辐射散发的热量()

为模具.四侧面积模具对，

为模具四侧面积0.12 () 辐射率，磨光面0.04〜0.05 一般加工面0.8〜0.9 (取一般加工面)毛坯取1.0

to室温取20t 2m平均模温取38 (3) 向注塑机工作台面所传热量

(8-6)

式中：——向注塑机工作台面所传热量(); --- 传热系数，合金钢=105 (°C)； ――模具与工作台接触面积()(0.07 ); 将上式代入值得：

=3.6 X 105 X 0.072 50-25 ) =680.4 ()

=102.7 + 10.2 + 396 =508.9 ()

结论：通过计算可以知道，本塑料注射模温调节能力不会影响到塑件质量，与实 际上模温设计相差不远，基本上能满足模具的热平衡，故不需要进行冷却系统设计

第六章设计总结

本文通过对盒盖塑料注射模具结构的合理设计及分析得出了以下主要结论：

(1 )在满足使用性能要求的前提下，尽可能使塑件的结构合理，圆角，壁厚，

脱模斜度等满足工艺性要求。合理的结构可以简化模具，使塑件更容易成型。合理的 圆角，壁厚及脱模斜度可以提高塑件成型的工艺性。本文中圆角设计为

0.6mm，满

足工艺要求，使用平均壁厚1.3mm可以减小充型阻力。30P的脱模斜度也能使塑件 顺利脱模

（2）选择合理的注射机，与模具型腔的充型量，锁模力，最大最小装模高度,

最大行程等有关系。本文中采用一模一腔的结构，塑件也只有5.9cm3,加上凝料也只 有8.85cm 3。选择注射机的公称注塑料量只需大于

11.06cm 3即可。在满足注射量的

1661N

同时还必须满足锁模力，锁模力的大小根据型腔压及塑件的投影面积求得为

注射机的锁模力必须大于1661N才可以。现在可以初步选择注射机为 XS-ZY-125， 但通过计算所选模架的高度求得模架高度小于注射机的最小装模高度。所以要改选择 XS-Z-60。对注射机的主要参数进行校核，得出结论此方案可行。

（3） 本设计中的塑件有四个向内的凸台，抽芯比较复杂，所以选择一模一腔结

构，型而置和浇口对称开设。本塑件采用HDPE的材料，选择点浇口的形式较为合适。 抽芯机构采用四个导滑杆组成，可以完成抽芯及塑料的顶出。型芯采用组合式的，而 型腔采用整体式的。

（4） 在选择模架时，尽量选择标准模架。由于模具采用两个分型面，本设计中 采用了 A2型模架。尺寸是125X180mm。模具中设置两个复位杆，完成分模后的复 位。两个限位螺钉完成第一分型面的行程矩离。导柱及导套起模具的导向作用。用定 位梢及螺钉完成模具的定位与固定。

参考文献

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