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摘要
塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。本文的課題是游標卡尺盒注塑模具設計，文中首先對注塑件進行結構、工藝分析，然后通過測繪確定出了塑件的零件圖。在已知塑件材料為PP1340的情況下，確定了PP1340的收縮率、塑件的尺寸精度、塑件的表面質(zhì)量及成型的工藝參數(shù)，最后根據(jù)這些參數(shù)確定了注塑機的類型。在模具設計過程中，首先對分型面及型腔的數(shù)目進行確定，選擇模架后分別對澆注系統(tǒng)、澆口、導向定位機構、滑塊、頂出系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)進行設計。模具的初步設計完成后，用Solid works軟件中的塑料顧問分別對澆口位置、塑料填充、冷卻質(zhì)量、注塑壓力等進行分析，來驗證模具設計的要否所合理，從而完成模具的設計。
關鍵詞：塑料注塑模 塑件工藝分析 模具參數(shù)
Abstract
In now days, plastic is one of the quickest growing industry of the industry classes in the world, but injection mold is the part of cases what grow more fast. So studying the knowledge of injection mold is good to know more about the process of plastic products, and it also makes sense to improve the products quality.This article is about the injection mold design and this design is for a product of calipers box. Firstly, it produces the molding’s structure and technology, and then draw the detail drawing through mapping. In the case of knowing the mold material which is PP1340, the article makes sure of shrinkage, dimensional accuracy, surface quality and technological parameter of molding. At last, on the basis of those parameters choose a right injection molding machine. In the process of design, at first, it makes sure the numbers of molding sand and the location of parting surface. After choosing the moldbase, start to design gating system、pouring gate、guide rail system、sliders、ejection system、exhaust system、cooling system. After finishing the first step of design, using plastic advisor of a part pro/engineer analyses gate location、molding filling、colling quality、injection pressure and so on to make sure the design is or not right. If everything is ok, then finish the design.
Key word: plastic mold, technical analysis of molding, mold parameters
目 錄
引 言…………………………………………………………………………………1
畢業(yè)設計任務書……………………………………………………………………2
畢業(yè)設計指導書…………………………………………………………………4
設計說明書………………………………………………………………………7
一、設計題目………………………………………………………………7
二、設計過程………………………………………………………………7
（一）、塑件的分析及塑料的成型工藝性能…………………………………7
（二）、塑件的質(zhì)量與體積計算………………………………………………8
（三）、型腔數(shù)目的確定………………………………………………………8
（四）、注射機的選擇…………………………………………………………9
（五）、成型部分的尺寸設計 ………………………………………………10
（六）、零件的加工工藝……………………………………………………20
（七）、模具加工工藝流程……………………………………………………22
（八）、模架的選擇…………………………………………………………28
（九）、壓力機的校核……………………………………………………29
（十）、PP的成型條件………………………………………30
（十一）、參考文獻…………………………………………………………31
設計體會…………………………………………………………………………32
引 言
本說明書為塑料模具注塑模設計說明書，是根據(jù)塑料模具設計手冊上的設計過程及相關工藝編寫的。本說明書的內(nèi)容包括：畢業(yè)設計任務書，畢業(yè)設計指導書，畢業(yè)設計說明書，畢業(yè)設計體會，參考文獻等。
編寫本說明書時，力求符合設計步驟，詳細說明了塑料注塑模具設計方法，以及各種參數(shù)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，得到有張蓉老師和相關同學的大力支持和熱情幫助，在此謹以致意。
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。
畢業(yè)設計任務書
一、設計題目：
游標卡尺盒 材料 (PP) 聚乙烯
如圖如下：
二、原始數(shù)據(jù)
1、尺寸公差按SJ1372—78，6級（參考塑料模設計資料一，表6-6）孔類尺寸為正公差，軸類尺寸公差為負公差；
2、尺寸公差為；
3、角度公差為
4、塑膠件表面光亮無劃傷痕跡；
5、生產(chǎn)批量為20萬件。
三、設計要求
1、盡量選用標準模架，在保證生產(chǎn)率和質(zhì)量的同時，力求降低模具成本和使用壽命。
2、保證模具強度的前提下，注意外形美觀和各部分協(xié)調(diào)。
3、所設計的模具要便于搬運和安裝，并且方便、可靠。
4、模具總裝配圖、動、定模板、凸模、凹模、定位圈、澆口套等圖紙各一張。（其中至少要有一張1號以上的計算機繪圖）
四、設計目的
綜合運用在學校所學的理論知識和技能，設計汽車儀表/電子計時器等塑料模具，使學生熟悉設計開發(fā)模具的流程，培養(yǎng)學生的獨立思考能力，檢驗學生的學習效果和動手能力，提高學生的工程實踐能力，為將來實際工作打下堅實的基礎。
五、設計圖紙
模具總裝圖一張、動、定模板、凸模、凹模、定位圈、澆口套、型芯等所有非標準零件圖及電子文件（即*.doc/*.dwg/*.prt/*.asm文件，其中至少要有一張1號以上的計算機繪圖）。
六、設計說明書（要求不少于1萬字，20頁以上）
1、資料數(shù)據(jù)充分，并標明數(shù)據(jù)出處。
2、計算過程詳細、完全。
3、公式的字母含義應標明，有時還應標注公式的出處。
4、內(nèi)容條理清楚，按步驟書寫。
5、說明書要求用計算機打印出來。
七、整個設計資料包括：全套圖紙、設計計算說明書、設計任務書、設計筆記。
八、自選兩個重要模具成型零件編制加工工藝過程卡。
九、編制模塑成型工藝卡。
十、參考資料：
1、國家標準總局編?！端芰夏覙藴省?中國標準出版社，1999
2、陳萬林編著《塑料模具設計與制作教程》北京希望電子出版社，2000
3、黃健求編《模具制造》 機械工業(yè)出版社，2001
4、黃毅宏編《模具制造工藝學》機械工業(yè)出版社，1996
5、王孝培編《塑料成型工藝及模具簡明手冊》機械工業(yè)出版社，2000
6、陳曉華、王秀英編《典型零件模具圖冊》機械工業(yè)出版社，2001
7、翁其金編 《塑料模塑工藝與塑料模設計》機械工業(yè)出版社，1999
8、塑料模具技術手冊編委會 《塑料模具技術手冊》機械工業(yè)出版社，1997
9、孫鳳勤編 《沖壓與塑壓設備》機械工業(yè)出版社，1997
10、黃銳編 《塑料工程手冊》機械工業(yè)出版社，2000
11、屈華昌編 《塑料成型工藝與模具設計》機械工業(yè)出版社，1995
畢 業(yè) 設 計 指 導 書
一、題目：
游標卡尺盒 材料 (PP)
二、明確設計任務，收集有關資料
1、了解畢業(yè)設計的任務、內(nèi)容、要求和步驟，制定設計工作進度計劃（一般需６—８周）
2、將Pro/E零件圖,轉(zhuǎn)化為AUTOCAD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(chǎn)品中裝配關系、技術要求、生產(chǎn)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(jīng)濟兩方面，在技術方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主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(zhì)量和材料性能等因素，是否符合模塑工藝要求；在經(jīng)濟方面，主要根據(jù)塑膠件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用注射生產(chǎn)可取得的經(jīng)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(chǎn)批量
生產(chǎn)批量的大小，直接影響模具的結構型式，一般大批量生產(chǎn)時，可選用一模多腔來提高生產(chǎn)率；小批量生產(chǎn)時，可采用單型腔模具等進行生產(chǎn)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，除了考慮上述因素外，還應分析塑膠件的厚度、塑料成型性能及模塑生產(chǎn)常見的制品缺陷問題對模塑工藝性的影響。
四、確定成型方案及模具型式：
根據(jù)對塑膠零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)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(shù)目和排列、成型零件的結構、澆注系統(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/模型分析/模型質(zhì)量屬性”來計算質(zhì)量。或者采用估算法估計塑料的用量，以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，只有完成澆注系統(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（長/寬）尺寸和高度（深度）尺寸，其最大值直接關系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度則直接影響到制品精度。為計算方便，凡孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸，即公差為正；凡軸類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，即公差為負；進行工作尺寸計算時應考慮塑料的收縮率和模具壽命（磨損裕量）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(shù)計算。冷卻時間計算有三種方法，根據(jù)塑料制品形狀和塑料性能選擇適當?shù)墓竭M行計算即可。冷卻參數(shù)包括冷卻面積、冷卻水空長度和孔數(shù)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度差的校核。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（模板）尺寸：先計算凹模（模板）厚度，再根據(jù)厚度確定凹模（模板）周界尺寸(長X寬),在確定凹模（模板）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（模板）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(shù)：在確定模架結構形式和定模、動模板的尺寸后，可根據(jù)定模、動模板的尺寸，從《塑料模國家標準》GB/T 12555—1990 （塑料注射模大型模架）和GB/T 12556—1990 （塑料注射模中小型模架及技術條件）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(shù)。再查閱標準中有關零部件圖表，就可以畫裝配圖了。
七、畫裝配圖
一般先畫主視圖，再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，畫主視圖最好從凸凹模結合面（即分型面）開始，向左右兩個方向畫較為方便，且不易出錯。
模具裝配圖包括：
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(zhì)和數(shù)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、形位公差、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(jù)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數(shù)，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：
設計說明書
第一部分 設計題 材料為聚乙烯
第二部分 設計過程
一、塑件的分析及塑料的成型工藝性能
1、塑件的工藝分析
1）。該塑件尺寸較大，一般精度等級，為降低成型費用，采用一模一腔的結構來提高生產(chǎn)率。塑件壁較薄，對制品不進行后加工。
2）。為滿足制品高光亮的要求與提高成型效率采用點澆口。
3）。為了方便加工和熱處理，型芯部分采用鑲拼結構。
2．材料的成型工藝性能
1）。塑件采用pp1340，其主要工藝性能有：
A．相對密度小，約為0.9。
B．力學性能如屈服強度、拉伸強度、壓縮強度、硬度等均優(yōu)于低壓聚乙烯。
C．有很突出的剛性，耐熱性較好，可在100℃以上使用，如不受外力，則溫度升到150℃也不變形。
D．不吸水，并且有較好的化學穩(wěn)定性，除對濃硫酸、濃硝酸外、幾乎都很穩(wěn)定。
E．高頻率電性能優(yōu)良，且不受溫度影響，成型容易。
F．為熱塑性材料。
2）。注塑成型條件
密度（g/ cm3） 0.9~0.91
計算收縮率（%） 1.0~3.0
預熱溫度（℃） 80~100
預熱時間（h） 1~2
料筒溫度（℃） 前段 200~220
中段 180~200
后段 160~180
模具溫度（℃） 80~90
注射壓力（MPa） 70~100
適用注射機類型 螺桿、柱塞均可
二、塑件的質(zhì)量與體積計算
塑件的體積計算可近似用形狀分割成10部分（小溝小槽等部分簡化）近似
計算。設其體積分別為V1~V10，則：
V1 =13*35*244=7930
V2 =76*25*244=46360
V3 =25*13*244=7930
V4 =2.5*10*244=2470
V5 =2.5*13*76=2470
V6 =2.5*82*244=6100
V7 =2.5*82*244=5002
V8 =2.5*10*244=6100
V9 =2.5**10*82=2050
V10=2.5*10*82=2050
所以 V = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6 + V7 + V8 + V9 + V10
= 7930+46360+7930+2470+2470+6100+50020+6100+2050+2050
= 133480
查表1-2-3（塑料橡膠成型模具設計手冊）得：ρ=0.91
因此，塑件質(zhì)量m=ρv=0.91*133480=122g
三、型腔數(shù)目的確定
根據(jù)塑件計算重量，選擇設備型號規(guī)格，確定型腔數(shù)。
為了是模具與注射機的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，并保證塑件精度，模具設計時應確定型腔數(shù)目。常用的方法有四種：
（1）、根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目。
根據(jù)總成型加工費用最小的原則，并忽略準備時間和試生產(chǎn)原材料費用，僅考慮模具加工費和塑件成型加工費。
設型腔數(shù)目為n，制品總件數(shù)為N，每個型腔所需的模具費用為C1，與型腔無關的模具費用為C0，每小時注射成型的加工費用為y（元/h），成型周期為t（min），則：
模具費用為 Xm=nC1+C0（元）
注塑成型費用為 Xs=N（yt/60n）（元）
總的成型加工費用為 X=Xm+Xs，即：
X=N（yt/60n）+ nC1+C0
為使總的成型加工費用最小，即令dx/dn=0，則有N（yt/60n）（-1/n2）+C1=0，
所以 n=
（2）、根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目。
當成型大型平板制件時，常用這種方法。設注射機的額定鎖模力為F（N），型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力為Pm（MPa），單個制品在分型面上的投影面積為A1（mm2），澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A2（mm2），則：
（n A1 + A2）Pm≤F
n≤F-Pm?A2/Pm?A1
（3）、根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目。
設注射機的最大注射量為G（g），單個制品的質(zhì)量為W1（g），澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為W2（g），則型腔數(shù)目n為：
n≤（0.8G- W2）/ W1
（4）、根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。
根據(jù)經(jīng)驗，在模具中每增加一個型腔，制品尺寸精度要降低4%。設模具中的型腔數(shù)目為n，制品的基本尺寸為L（mm），塑件的尺寸公差為±σ，單型腔模具注塑生產(chǎn)時可能產(chǎn)生的尺寸誤差為±Δ%，則有塑件尺寸精度的表達式為：
L?Δ+（N-1）L?Δ?4%≤σ
簡化后可得型腔數(shù)目為：
n≤2500σ/Δ?L -24
對于高精度制件，由于多型腔難以使各型腔的成型條件均勻一致，一般型腔數(shù)不超過4個。
現(xiàn)根據(jù)初步的設計方案，選用（3）來確定型腔數(shù)目：
① 注射機額定注射量mg 每次注射量不超過最大注射量的80%，
式中 — 型腔數(shù)
— 澆注系統(tǒng)質(zhì)量（g）
— 塑件重量（g）
— 注射機額定注射量（g）
澆注系統(tǒng)體積Vj,根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設計方案進行計算。
=πR2h=3.14x52x50=3611mm3
=1/2xlxRxh=1/2x6x1.5 x14x4=232mm3
=πR2xh=3.14x63x3=339.12mm3
=πR2xh=3.14x72x10=1538.6mm3
=5720.72（mm3）
M=ρv=5720.72x0.91=5.20(g)
設n=1 則得：
mg=（mj+ mz）/0.8=（122+5.20）/0.8=159g
從計算結果，并根據(jù)塑料注射機技術規(guī)格，查 ?注射模具設計與制作教程? 表3-6-5得選用SZ—160/1000型注射機。
② 生產(chǎn)批量 試制小批量生產(chǎn)宜采用單腔，大批量生產(chǎn)宜采用多腔，該塑件為小批量生產(chǎn)，故宜采用單腔，由注射機理論，注射量確定型腔數(shù)得：
n=（0.8mg-mj）/ mz=（0.8x160-5.20）/122=1
由于該塑件為高精度塑件，通常最多采用一模一腔的模具。
四、注射機的選擇
根據(jù)計算結果，并根據(jù)塑料注射機技術規(guī)格，查《注射模設計與制作教程》表3-6-5，查得注射機的型號為SZ—160/1000，其主要技術參數(shù)：
理論注射容量（cm3） 179
螺桿（柱塞）直徑（mm） 44
注射壓力（Mpa） 132
注射速率（g/s） 110
塑化能力（g/s） 10.5
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 10~150
鎖模力（KN） 1000
拉桿內(nèi)向距（mm） 360*260
移模行距（mm） 280
最大模具厚度（mm） 360
最小模具厚度（mm） 170
鎖模型式 液壓
模具定位孔直徑（mm） 120
噴嘴球半徑（mm） SR10
五、成型部分的尺寸的計算
一）、制品分型面的選擇：
分型面是模具結構中的基準面，它直接影響著成型零件的質(zhì)量，模具加工的工藝性以及注射成型的效率等。因此確定模具的分型面是模具設計的重要環(huán)節(jié)之一。
選擇模具分型面是，通常應考慮以下有關問題：
1）. 根據(jù)塑件的技術要求，確定零件在動模和定模上的配置；
2）. 塑件的生產(chǎn)批量；
3）. 結合塑件的流動性確定澆注系統(tǒng)的形式和位置；
4）. 型腔的溢流和排氣條件；
5）. 模具加工的工藝性。
因此，在選擇模具的分型面是也應按以下原則來考慮：
1．考慮塑件質(zhì)量
1）. 確保塑件尺寸精度。應避免或減少因脫模斜度形成塑件兩端尺寸差異過大而產(chǎn)生的塑件壁厚不均勻的現(xiàn)象。
2）. 確保塑件表面要求。分型面應可能選擇在不影響塑件外觀的部位以及塑件外觀的要求，而且分型面處所產(chǎn)生的飛邊應容易修整加工。
2．考慮注射機技術規(guī)格
1）. 考慮鎖模力
盡可能減少塑件在分型面上的投影面積。模具的分型面尺寸在保證一定的型腔不溢料邊距的情況下，盡可能減小分型面接觸面積，從而可以增加分型面的接觸應力，防止溢料，并簡化分型面的加工。
2）. 考慮模板間距
3．考慮模具結構
1）. 盡量簡化脫模部件
A． 為便于塑件脫模，應使塑件在開模時盡可能留與動模部分，盡可能使塑
件與定模之間一定的結合力，而不要把塑件與模具結合力都放到動模部分。
B．應盡量避免側抽芯機構
2）. 應盡量方便澆注系統(tǒng)的布置
3）. 便于排溢。為了有利于氣體的排出，分型面應可能與料流的末端重合。
4）. 便于嵌件的安放。
5）. 模具總體結構簡化，盡量減少分型面的數(shù)量，盡量采用平直分型面。
4．考慮模具制造難易性。
二）、澆注系統(tǒng)的確定
澆注系統(tǒng)一般由主流道，分流道，澆口和冷料穴組成。澆注系統(tǒng)的設計正確與否直接影響著注射過程中的成型效果和塑件質(zhì)量。在設計澆注系統(tǒng)時應注意以下幾個原則：
1） 根據(jù)塑件的形狀和大小以及壁厚等因素，并結合選擇分型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式及位置。
2） 根據(jù)所確定的塑件型腔數(shù)設計合理的澆注系統(tǒng)布局。
3） 應根據(jù)所選用塑件的成型性能，特別是它的流動性，選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長度，并使其圓滑過渡以利于物料的流動。
4） 應盡量可能地縮短物料流程和便于清除料把，以節(jié)省原料，提高注射效率。
5） 排氣良好。
1． 主流道設計
1） 主流道的結構設計
主流道是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設計要點為：
A． 為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用α=2°~6°左右的圓錐孔。對流動性差的塑料也可取得稍大一些，但過大則容易引起注射速度緩慢，并容易形成渦流。
B． 澆口套與塑件注射區(qū)直接接觸時，其出料端端面直徑D應盡量選的小些。如果過大，即澆口套與型腔的接觸面積增大，模腔內(nèi)部壓力對澆口套的反作用力也將按比例增大，到一定程度時澆口套則容易從模體中彈出。
C． 澆口套的材料應選用優(yōu)質(zhì)鋼T8A，并應進行淬硬處理，為了防止注射機噴嘴不被碰撞而破壞，澆口套的硬度應低于注射機噴嘴的硬度，錐孔內(nèi)壁粗糙度Ra為0.63μm，以增加內(nèi)壁的耐磨性，并減少注射中的阻力。圓錐孔大端應該有γ=1°~2°的過渡圓角，以減少料流在轉(zhuǎn)向時的流動阻力。
D． 澆口套與注射機噴嘴頭的接觸球面必須吻合。由于注射機嘴頭是球面，半徑SR是固定的，所以為使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機噴嘴的端凸球接觸良好，一般地其半徑Sr=SR+（0.5~1）mm，而圓錐孔的小端直徑d則應大于噴嘴的內(nèi)孔直徑d1，即d=d1+（0.5~1）mm，端面凹球面深度L2取3~5mm。球面與主流道孔應以清角連接，不應有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模。
E． 定位圈是模體與注射機的定位裝置，它保證澆口套與注射機的噴嘴對中定位，定位圈的外徑D1應與注射機的定位孔間隙配合。其配合間隙為0.05~0.15mm，定位圈厚度5~10mm，即小于注射機定位孔的深度。
F． 澆口套端面應與定模相配合部分的平面高度一致。
G． 在可能的情況下澆口套長度L應盡量的短，L越大其壓力損失越大，使物料降溫過大，影響注射成型。主流道盡量不采用分級對接形式。
其結構形式如下：
取主流道圓錐角α=4°，內(nèi)壁粗糙度Ra=0.63μm，Sr=10+1=11，L2=4mm，L1=10mm，D1=120mm，d=6mm
V1=（1/2）*（4/3）*R*R*R*∏ =（1/2）*（4/3）*3.14*11*11*11=2789.227
V2=（1/3）*d*d*h*∏ =（1/3）*3.14*6*6*38 =1431.84
2）. 澆注套的設計
由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以需要選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如T8A）單獨加工和熱處理（硬度為53~57HRC），或用45，50，55等表面淬火（大于55HRC）。
其結構形式如下圖：
2、分流道的設計
1）. 在滿足注射成型工藝的前提下，分流道的截面積應盡量的小。但分流道的截面積過小會降低注射速度。使填充時間延長，同時可能會出現(xiàn)缺料、焦燒、皺紋、縮孔等塑件缺陷，而分流道過大則增大冷凝料的回收量，并延長了物料的冷卻時間。一般來說，在注射完成后，分流道的冷卻時間應比型腔中塑件的冷卻時間要短，才不影響注射時的效率。因此在設計是應用較小的截面積，以便與在試模是為必要的修正留有余地。
2）. 在可能情況下，分流道的長度應盡量地短，以減少壓力損失，避免模
體過大影響成本
如果分流道較長時，應在其末端設置冷料穴，防止冷料和空氣進入模腔。
3）. 在分流道上的轉(zhuǎn)向次數(shù)盡量少，在轉(zhuǎn)向處應圓滑過渡，不能有尖角。
這樣就減少壓力損失，有利于物料的流動。
4）. 分流道的內(nèi)表面不必要求很光，一般表面粗糙度Ra取1.6μm即可，
這樣可以在分流道的磨擦阻力下使物流外層的流動小些，使其分流道的冷卻皮層固定，有利于對熔融塑料的保溫。
5）. 分流道斷面形狀及尺寸大小，應根據(jù)塑件的成型體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料工藝特性、注射速率、分流道長度等因素來確定。從減少散熱面積考慮分流道的截面宜采用圓形；從壓力損失考慮，由于在同等斷面積時圓形比正方形的短，因此料流阻力小，壓力損失也小。
2． 澆口設計
根據(jù)塑件的流動性采用點澆口。其主要優(yōu)點如下：
1）.由于點澆口的截面積尺寸較小，一般d=0.3~2mm，當熔料通過時，有很高的剪切率和摩擦，產(chǎn)生熱量，提高熔料的流動，從而能獲得外形清晰，表面光澤的塑料制品。
2）.塑料制品的澆口在開模的同時即被拉斷，澆口痕跡呈圓點狀不明顯，所以點澆口可開在塑件的表面及任何位置，并不影響制品的外觀。
3）.點澆口一般開在塑件頂部，因其注射流程短，拐角小，排氣條件又好，因此很容易成型。
4）.適用于外觀要求較高的殼類或盒類塑件的單型腔模、多型腔模等各種模具，使用比較廣泛。
A．點澆口的結構形式如裝配圖：
B．澆口位置的選擇
澆口位置開設正確與否，對塑件質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。在確定澆口位置時，應遵循以下原則：
1）、澆口應開在能使型腔各個角落同時充滿的位置。
2）、澆口應設在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮。
3）、澆口的位置選擇應有利于型腔中氣體的排除。
4）、澆口的位置應選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。
5）、對于帶細長型心的模具，宜采用中心頂部進料方式，以避免沖擊變形。
6）、澆口應設在不影響制品外觀的部位。
7）、不要在制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設置澆口。
3． 冷料穴的設置
冷料穴一般設置在主流道的末端，即主流道正對面的動模板上或處于分流道的末端。它的作用是用來儲存注射間隙，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產(chǎn)生的冷料。在注射時，如果它們進入流道，將堵塞流道并減緩料流速度；進入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。影響塑件質(zhì)量。同時在開模時，冷井又起到將主流道的凝料從澆口套中拉出的作用。冷料穴的直徑應大于主流道的大端直徑，其長度約為主流道的大端直徑，這樣有利于物料的流動。
4、 排氣系統(tǒng)設計
在注射成型過程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料手熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因填充時氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良而引起缺陷。注射模的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣。
三）、成型零件的設計與計算
在設計成型零件時，一般應考慮如下問題。
1） 應盡量保證注射塑件的外觀完整性，使其外表表面美觀，避免尖角、毛邊、飛刺等損傷人體的情況出現(xiàn)。
2） 應使成型零件的加工工藝簡單合理，最省時省力，并能達到必要的裝配精度。
3） 成型零件應有必要的制造和裝配的基準面，力求裝配時定位可靠，方便、快捷。
4） 相互配合的部分應盡量減少配合面，以便于制造和裝配
5） 局部嵌件應便于修復和更換。
6） 應使塑件在使用時方便、簡捷。
7） 成型零件應具有足夠的強度和剛度。
1、凸模的結構設計
采用整體式結構，有較高的強度和剛度，且不易變形，塑件上不會產(chǎn)生拼?？p痕跡。
2、凹模的結構設計
采用整體裝配式凸模結構，將凸模單獨加工后與動模板進行裝配而成。
3、成型零件尺寸的計算
1)、型腔尺寸的計算
A．型腔徑向尺寸的計算
Lm =〔Ls（1+s）—xΔ〕
式中：
Lm — 型腔的最小基本尺寸（mm）
Ls — 塑件的最大基本尺寸（mm）
Δ— 塑件公差
S — 塑件平均收縮率（%）
x — 綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動，成型零件的磨損等因素），塑件精度高，批量大，取x=3/4。
δz — 模具制造公差，一般為（1/3~1/6），取1/3Δ。
查表6-4 PP塑料的收縮率是0.01%~0.03%。
平均收縮率 S=(0.01%+0. 03%)/2=0.02%
因此 Lm =〔184（1+0.02）—1.5*3/4〕
=（187.680—1.125）
= 186.555
B．型腔高度尺寸的計算
Hm =〔Hs（1+s）—xΔ〕
式中 Hm — 型腔的高度最小基本尺寸（mm）
Hs — 塑件的高度最大基本尺寸（mm）
Δ— 塑件公差
S — 塑件平均收縮率（%）
x — 綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動，成型零件的磨損等因素），塑件精度高，批量大，取x=2/3。
δz — 模具制造公差，一般為（1/3~1/6），取1/3Δ。
查表6-4 PP塑料的收縮率是0.01%~0.03%。
平均收縮率 S=(0.01%+0. 03%)/2=0.02%
因此 Hm =〔10（1+0.02）—0.32*2/3〕
=（10.2—0.2133）
= 9.9867
2）、型 2）、型芯尺寸的計算
A．型芯徑向尺寸的計算
Lm =
式中 Lm — 型芯的最大基本尺寸（mm）
Ls — 塑件的最小基本尺寸（mm）
Δ— 塑件公差
S — 塑件平均收縮率（%）
x — 綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動，成型零件的磨損等因素），塑件精度高，批量大，取x=3/4。
δz — 模具制造公差，一般為（1/3~1/6），取1/3Δ。
查表6-4 PP塑料的收縮率是0.01%~0.03%。
平均收縮率 S=(0.01%+0. 03%)/2=0.02%
因此 Lm 1=〔82（1+0.02）+0.88*3/4〕
=（83.64+0.66）
=
Lm 2=〔76（1+0.02）+0.76*3/4〕
=（77.52+0.57）
= 78.09
B．型芯高度尺寸的計算
hm =〔hs（1+s）+xΔ〕
式中 hm — 型芯的高度最大基本尺寸（mm）
hs — 塑件的內(nèi)形深度最小基本尺寸（mm）
Δ— 塑件公差
S — 塑件平均收縮率（%）
x — 綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動，成型零件的磨損等因素），塑件精度高，批量大，取x=2/3。
δz — 模具制造公差，一般為（1/3~1/6），取1/3Δ。
查表6-4 PP塑料的收縮率是0.01%~0.03%。
平均收縮率 S=(0.01%+0. 03%)/2=0.02%
因此 hm 1=〔7（1+0.02）+0.32*2/3]
=（7.14+ 0.213）
= 7.353
hm 2=〔10（1+0.02）+0.32*2/3〕
=（10.2+ 0.213）
= 10.413
四）、導向機構的設計
A、設計要點：
1. 導柱應合理地均布在模具分型面的四周，導柱中心到模具外緣應有足夠的 距離，以保證模具的強度。
2. 導柱的長度應比型芯端面的高度高出6~8mm，以免型芯進入凹模時與凹模相碰而損壞。
3. 導柱和導套應有足夠的耐磨度和強度，常采用20#低碳鋼，經(jīng)滲碳0.5~0.8mm，淬火48~55HRC，也可采用T8A碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。
B、頂出機構的設計
在注射成型的每一個循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中或凸模/型芯上松動分離（即脫出），脫出機構的機構就叫塑件脫出機構，脫出機構的設計基本考慮：
（1）保證塑件質(zhì)量
（2）脫出機構結構
（3）所需頂出行程、開模行程計算
根據(jù)以上原則，在后模設計頂針孔的大小與位置，頂針就是脫模推出機構，即將塑件從后模上頂出。頂針見總裝圖，頂出時受力均衡，直徑都為?4mm。頂針孔圖中高度為15的部分直徑為?4mm，用于與頂針相配合，這樣做的目的是為了減少配合的接觸面積：15mm的部分直徑才是?5mm。
頂出行程計算
S頂=h凸+e
式中 S頂 — 所需頂出行程
h凸 — 型芯成型高度
e — 頂出行程富裕量（mm）
S頂= 13+5=18 mm
所需開模行程計算
S開=h塑+h凸模+e
式中 S開 — 開模行程（mm）
h塑 — 塑件及澆注系統(tǒng)在開模方向上的總投影高度（mm）
h凸模 — 動定模型芯突出分型面的高度總和（mm）
e — 取件及取出澆注系統(tǒng)凝料的開模行程富裕量（mm）
S開= 13+5+80+8=106 mm
1、設計原則：
1）、開模時應使塑件留在動模一側
2）、保證塑件外觀完美無損
3）、避免頂出損傷
4）、頂出機構應平穩(wěn)順暢，靈活可靠。
2、脫模力的計算
型心端面面積=2*244*13+2*244*10=11224mm3
3、推桿的截面形狀尺寸大小
頂桿頭部的斷面形狀根據(jù)塑件的實際需要而定。主要常用的截面形狀有圓形、方形、弓形及其他各種類型。圓形頂桿是最常用的一種。由于這個形狀的頂桿和頂桿孔最容易加工，且很容易保證其精度，易于保證其互換性，并且它還有滑動阻力最小，不易卡滯等優(yōu)點。根據(jù)經(jīng)驗取Φ5的直徑。
4、推桿的固定形式
采用此固定較好，從圖中可以看出，除配合部分外，其余部分都有0.5mm的單邊間隙。一部分是為了排氣需要外，其余都是為了防止在做模時產(chǎn)生的孔距誤差，引起組裝后產(chǎn)生松動的現(xiàn)象。給頂桿低部固定部分以較大的自由度，調(diào)正位置定心自如后在用螺栓緊固。
5、推出機構的復位
采用彈簧復位和推桿兼復位的形式。
6、頂桿頂出設計要點
1）、頂桿應設在脫模阻力較大的部位。
2）、頂桿應設在塑件承受力較大的部位。
3）、頂桿位置應布局均勻合理。
4）、在確保塑件頂出的前提下，頂桿數(shù)量應盡量地少，以簡化模具結構，減少頂出對塑件的影響。
5）、對于有裝配要求的塑件，頂桿端面的安裝高度應高出型芯一個距離h=0.1~0.5mm，在塑件成型后使其平面形成一個凹窩，以免影響塑件的裝配。
6）、頂桿應盡量地短，保證頂桿在頂出時的強度和剛度。
7）、頂桿不易過細。
8）、頂桿材料斜面設置頂桿時，為防止在頂出過程中相對滑動，在頂桿斜面上開多個橫槽。
9）、當較薄的平板塑件不允許有頂出痕跡時，可采用耳形頂出形式。
10）、頂桿位置應注意避開冷卻水路。
五）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計
注塑模溫對塑料熔體的流動、固化定型、生產(chǎn)率以及塑件的形狀和尺寸精度有著直接的影響。注射成型時，不同的塑料對模溫有著不同的要求，控制適宜的模溫來保證塑料熔體具有最佳的流動性，易于充滿型腔，并使塑件脫模后的收縮、翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，具有較高的物理力學性能以及較高的表面質(zhì)量。
1、冷卻系統(tǒng)設計原則
1）、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡。
2）、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。
3）、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，當塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應處處相等。
4）、澆口處加強冷卻。
5）、應降低進水與出水的溫差。
6）、合理選擇冷卻水道的形式。
7）、合理確定冷卻水管接頭位置。
8）、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其它結構發(fā)生干涉現(xiàn)象。
9）、冷卻水道進出接頭應埋入模板內(nèi)，以免在搬運過程中造成損壞，最好在進口和出口出分別打出標志如“IN”（進口）和“OUT”（出口）等
2．冷卻時間的確定
在注射過程中，塑件的冷卻時間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時止的這一段時間。這一時間標準常以制品已充分固化定型而且具有一定強度和剛度為準。這段冷卻時間一般約為占整個注射生產(chǎn)周期的80%。根據(jù)經(jīng)驗查表得t=25.5（t/s）冷卻水管直徑d=12mm。
3．冷卻系統(tǒng)的結構形式：
六、零件的加工工藝：
1．定模型芯
定模型芯是主要的工作零件，這套模具的生產(chǎn)批量為大批量，且塑件成型時有一定的腐蝕性，因此選用的材料要具有良好的耐磨性。
同時考慮到此塑料對尺寸精度要求一般，但對表面要求較高，在對材料進行粗加工留0.5mm的單邊，淬火，低溫回火后，用電火花機放電到位，最后還需要對成型表面進行拋光，省模（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機，沙紙、油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度）。
其澆道襯套孔要與襯套配合，在粗加工后，留單邊0.2—0.5mm的余量，熱處理后采用慢走絲割出即可。
綜上所述，盒蓋型心加工工藝如下：
1.材料：T12
2.加工工藝：
1) 開料：開出長x寬x高為250×94×45mm的毛坯。
2) 磨基準：按照零件圖基準方位在平面磨床上磨出基準面，同時磨平各平面，留0.1—0.3mm單邊余量。
3) 按照圖樣，在銑床上鉆螺紋孔，運水孔。
4) 在數(shù)控銑床上采用Mastercam9.0軟件，采用直徑為Φ8的銑刀，銑出兩條澆道，采用直徑為Φ6的銑刀銑出分流道，同時，按照圖樣要求銑出四個型腔的形狀，單邊留0.2—0.5mm的余量。
5) 送熱處理車間進行熱處理：淬火（油淬+低溫回火），使其表面硬度達到56—60HRC。
6) 按照圖樣要求加工型芯各表面，保證型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨后六面見光。
7) 電火花放電：
a)工件準備：模塊材料為718S鋼，銑、磨按圖紙要求加工成型，熱處理56—60HRC 后，六面見光，保證平行度及垂直度，同時加工兩塊模板，保證尺寸的一致電性。
b)電極制作：電極材料為紫銅，最好選用銅鎢合金，根據(jù)型腔的形狀，為了便于銅公的加工，將銅公分體做成三個依次放電到位（注：兩邊側抽芯的型腔各一個，中間型腔做一個銅公，同時考慮到銅公的裝夾，將其銑成兩邊各一半的外形，中間為方形，便于裝夾，每擋加工制作一個銅公，可連續(xù)放電四個型腔，利用銅公的別一邊用來放電動模型腔.
c)校正、裝夾、安裝合格。
d)使用設備：使用北京易通電加工技術研究所制造的ETD7125電火花成形機床。
脈寬/us
間歇/us
雙邊間隙/mm
粗糙度/Ra
200
100
0.20
6.3
60
50
0.11
3.2
20
50
0.04—0.06
1.6
e)加工規(guī)準：如上表所示（注：以上規(guī)準只供參考，具體規(guī)準應根據(jù)機床的性能，及其加工工人的經(jīng)驗來確定，確保最后一檔放電加工到位）。
8)用慢走絲割出直徑為Φ32k6的澆口襯套孔，鑲件孔。
9)對成型面進行研磨達到圖樣表面粗糙度的技術要求。
10)最后用激光在型芯上刻出產(chǎn)品上的文字。
2.盒底型芯
同盒蓋型心一樣。
3．行位
a)材料：45#
b)加工工藝：
1)開料：在45#鋼板上割出一塊長x寬x高為244×184×38mm的毛坯。
2)在平面磨床上磨基準。
3)在銑床上有角度分度頭調(diào)好角度，粗銑左側的斜面。
4)在銑床上銑出如圖所示右側的形狀及其導滑部分。
5)在銑床上銑出用分度頭調(diào)好角度，用鏜刀鏜出的直徑為Φ17mm的斜孔。
6)鉆螺釘固定孔。
7)熱處理：淬火+低溫回火，淬硬表面硬度為54—58HRC。
8)磨削基準平面及其斜面，使各部分的尺寸加工到位。
9)用電火花機放電打出滑塊兩個R7的定位孔。
10)在滑塊斜面磨出45度，寬大10mm,深0.2mm的儲油槽，其它的零件在此就不一一敘述。
七、模具加工工藝流程:
1、 根據(jù)零件結構和制造工藝,模架的基本組成零件有兩種:導柱、導套等回轉(zhuǎn)零件；模板等平板零件。
導柱、導套的加工主要是內(nèi)、外圓柱面加工，平板內(nèi)零件的制造過程主要進行平面加工和孔隙加工，他們在模具中起定位的導向作用，保證凹凸模在工作時具有正確的相對置，除了要保證導柱，導套配合表面尺寸形狀精度外，還應該保證導柱、導套各自配合面之間的同軸度要求。
導柱、導套一般采用低碳鋼進行滲碳、淬火處理，也可選用碳素工具鋼T10淬火處理，淬火處理硬度58-62HRC。
根據(jù)分析，導柱、導套加工藝過程如下：
備料——粗車、半精車內(nèi)外圓柱表面——熱處理——研磨導柱中心孔——粗磨、精磨配合表面——研磨導柱、導套重要配合表面。
1、 凸模加工工藝過程如下：
下料——鍛造——退火——粗加工——精磨基面準面——劃線——工作型面半精加工——淬火、回火——磨削——修研。
2、 凹模加工工藝過程如下：
下料——鍛造——退火——粗加工六面——精磨基面準面——劃線—型孔半精加工——型孔精加工——淬火、回火——精磨（研磨）
3、 模架的裝配：
導柱、導套與模板之間一般采用過盈配合，裝配時可采用手動壓力機將導柱壓入動模板的導柱孔，復位機構的裝配復位桿與固定板一般采用過度配合。模架的裝配比較的簡單，主要是用螺釘將裝有導套的定模板連接起來。
4、 模具表面強化處理工藝特點及應用：
滲氮處理：滲氮處理是向模具零件表面滲入氮原子的過程，模具滲氮前應加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是經(jīng)過試模確認完全合格后再進行滲氮處理。根據(jù)模具的技術要求分別采用以下兩種工藝路線：
精密模具：備料——鍛造——退火或回火——粗加工——調(diào)質(zhì)——半精加工——裝配——試?！獫B氮——研磨拋光——裝配；
一般模具：備料——粗加工——調(diào)質(zhì)——精加工——糝氮——研磨——裝配；
5、 總裝的技術要求
a、裝配后的模具安裝表面的平行誤差不大于0.05；
b、模具閉合后分型面應均密合；
c、導柱、導套滑動靈活，推件時推桿和卸料板動作一致；
d、合模后動模部分和定模部分的型芯必須緊密接觸
6、 試模：
模具在裝配完成之后，在交付生產(chǎn)時試模，其目的是檢查模具在設計制造上是否存在缺陷，若有，則要求排除；對模具成型工藝條件進行試驗以有利于模具成型工藝的確定和提高
八、模架的選擇
根據(jù)所選設計的定模型腔的尺寸和設計的需要，采用《塑料注射模中小型模架及技術要求》中的型，其型號為：
GB/T12556—90
其主要參數(shù)如下：
凹模板厚度 =50mm
凸模板厚度 =32mm
墊塊厚度 =125mm
模具的閉合厚度 =341m