湘潭大学课程设计

摘要该模具是圆筒形零件的注射模具。

从零件图看，制件比较简单，没有苛刻的精度要求和尺寸公差要求，因此对模具的要求也较低。

从生产批量考虑，本模具采用一模两腔的结构，模架和模板尺寸均根据标准选取。

其中模架从标准中选取A2型模架。

由于塑件比较简单，所以模具采用一次分型，不设有二次分型与侧向分型机构。

推出系统采用推杆推出，并设有复位杆复位。

为了加快模具的冷却，使模具冷却均匀，本模具设有4个冷却管道，均开在定模部分。

排气利用分型面和配合处的间隙排气。

为了减少成本，本模具90%的零件选用标准件。

关键词注塑模顶浇口推杆复位杆目录第1章工艺分析 (4)1.1塑件成型工艺性分析 (4)1.1.1 塑件结构的工艺性分析 (4)1.1.2 成型材料性能分析 (4)1.1.3工艺性分析 (4)1.2成型条件分析 (5)1.3 型腔数量确定 (6)1.4 模具结构形式的确定 (6)第2章注射机的选择 (6)2.1注射量的计算 (6)2.2 初选设备 (6)第3章注射模具结构设计 (7)3.1 模架的确定 (8)3.2浇注系统 (8)3.3 顶浇口的设计 (8)3.3.1 主流道设计 (8)3.3.1.1主流道尺寸 (9)3.3.1.2主流道衬套形式 (9)3.3.1.3主流道衬套的固定 (10)3.4 成型零件设计 (10)3.4.1分型面位置的确定 (10)3.4.2成型零件钢材的选用 (11)3.4.3 成型零件的结构设计 (12)3.4.3.1凹模结构设计 (12)3.4.3.2凸模和型芯结构设计 (12)3.4.4 成型零件工作尺寸计算 (12)3.4.4.1型腔径向尺寸 (12)3.4.4.2型腔深度尺寸 (13)3.4.4.3型芯径向尺寸 (13)3.4.4.4型芯高度尺寸 (14)3.4.4.5型腔壁厚计算 (14)3.5 导向与定位机构设计 (15)3.5.1机构的功用 (15)3.5.2导向机构的设计 (15)3.5.2.1导柱 (15)3.5.2.2导套 (15)3.6 推出机构设计 (16)3.6.1脱模推出机构的设计原则 (16)3.6.2塑件的推出方式 (17)3.6.3塑件的推出机构 (17)3.6.4脱模力的计算 (17)3.6.5推杆强度校核 (18)3.9 冷却系统设计 (18)第4章注射机的校核 (19)4.1注射压力的校核 (19)4.2锁模力的校核 (20)4.3安装参数的校核 (20)4.3.1 模具外形尺寸校核 (20)4.3.2喷嘴尺寸及定位圈尺寸校核 (20)4.4开模行程的校核 (21)结束语 (21)参考文献 (22)第1章工艺分析1.1塑件成型工艺性分析1.1.1 塑件的结构工艺性分析该塑件是一筒形零件，如图1.1所示。

塑件的壁厚均匀，塑件整体厚度均为3mm。

塑件为旋转体结构，结构相对简单，而且塑件质量相对较小，大批量生产，材料为ABS。

通过查阅资料该种塑料制件未注公差时应选用MT5级精度。

从技术要求上讲，该塑件无比较苛刻的要求，故成型性能好，可以注射成型。

图1.1塑件图1.1.2成形材料性能分析丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，简称ABS，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点1.1.3 工艺性分析分析塑件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。

1 塑件的形状和尺寸：塑件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。

2 塑件的尺寸精度和外观要求：塑件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度有关。

3 生产批量大批量生产，因为采用顶浇口，采用一模一腔。

4 其他方面在对塑件进行工艺分析时，除了考虑上述因素外，还应分析塑件厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺的影响。

1.1.4 加工性能分析1）无定型塑料，吸湿性强，含水量应少于0.3%,必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间的预热干燥。

2）流动性中等，溢边料0.04mm左右。

3）比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温，模温。

注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为180~230℃，注射压力为100~140Mpa，螺杆式注射机则取160~220℃，70~100Mpa为宜。

4）模具设计时应注意浇注系统，选择好进料口的位置、形式。

推力过大或机械加工时塑料表面呈现"白色痕迹"（但在热水中加热可消失）。

1.2成型条件分析1.3型腔数量的确定该塑件精度要求不高，并且结构简单，又是中等批量生产，没有侧向分型机构，考虑到模具制造费用及模具尺寸和顶浇口设计，初定为一模一腔的模具形式。

1.4模具结构形式的确定从上面分析可知，本模具采用一模一腔的模具形式。

推出机构可采推杆推出。

推杆推出结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件顶部装配后使用时并不影响外观。

从以上分析得出：该塑件采用推杆推出机构。

浇口采用顶浇口，型腔采用整体式。

定模不需要设置分型面，动模部分需要一块型芯固定板和支承板。

因此可确定模具形式采用标准A2形模架。

该模具为单分型面模具。

第2章注射机的选择2.1注射量的计算V塑=2V筒≈2{[π（8.6/2）²-π（8/2）²]X5+(10.6X15-πx0.6x0.6x2)x0.3}cm3=86.1cm3一般浇注系统凝料体积V浇占V塑的10%~15%,取V浇=15%V塑,则最小总体积为V总=(1+15%)V塑,ABS的计算收缩率s为0.3~0.8%，取s=0.7%，可得V注=V总/（1-s)=99.74cm3所选注塑机的理论注射容量必须大于以上计算结果。

2.2 初选设备根据ABS的成形条件、工艺性能及注射容量等，初选使用型号为SZ-800/3200的注射机，其主要技术参数如下表：第3章注塑模具结构设计3.1模架的确定根据型腔布局（一模一腔）及浇注系统的结构形式，又根据《现代注塑模设计与制造》中表4-4所推荐的圆筒型腔侧壁最小厚度为20mm，再考虑到导柱，导套及连接螺钉布置应占的位置等各方面问题，确定选用模架的基本尺寸为B×L=250×250mm。

模架结构形式为A2的形式，如下图3.1所示。

图3.1模具结构图3.2 浇注系统设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质，传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。

它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。

浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，一般要遵循以下原则：1．了解塑料的成型性能；2．尽量避免产生或减少产生熔接痕；3．有利于型腔中气体的排出；4．防止型芯的变形；5．尽量采用较短的行程充满型腔，和般不超过60MM；该模具采用普通顶浇口3.3.1顶浇口设计顶浇口位于模具中心塑料熔体的入口处，，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分型腔中。

主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。

图3.2主流道3.3.1.1主流道尺寸（1）形状：圆锥形；（2）锥角：3°；（3）内壁的粗糙度为Ra0.63μm；（4）主流道大端呈圆角，r=10 ㎜。

根据所选注射机，则主流道小端尺寸为d=注射机喷嘴直径+（0.5 ~1）=10+1=11mm。

式（3.1）主流道球面半径为SR=注射机喷嘴球面半径+（1~2）=11+1=12mm。

式（3.2）球面配合高度 h=5-8mm，取h=63.3.1.2 主流道衬套形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便于有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如45钢，T8A，T10A等，本模具采用45钢，热处理硬度为38 45HRC。

3.3.1.3 主浇道衬套的固定由于主浇道衬套为圆柱体，并且衬套底部未开设处分浇道，不需与定模板分浇道相连，故在主浇道衬套上无须加止转销防止主浇道衬套转动。

具体结构如下图3.4所示。

图3.4主浇道衬套的固定3.4成型零件设计注塑模具闭合时,成型零件构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、镶拼件、各种成型杆与成型环。

成型零件承受高温高压塑料熔体的冲击和摩擦。

在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。

在开模和脱模时需克服与塑件的粘着力。

在上万次、甚至几十万次的注塑周期，成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑料制品的相对质量。

成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许值之内。

成型零件的结构、材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素3.4.1分型面位置的确定在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件。

对塑件进行分析，由于塑件无过多圆角过渡要求，且在零件开口处无圆角过渡要求，故将分型面选在图1.1所示零件图主视图的最上端处，这种选法塑件成型简单，且能够保证较简单的模具结构。

分型面应选在如图3.7所指最大截面处图3.7分型面选择图3.4.2成型零件的钢材选用成型零件材料选用要求如下：1.机械加工性能良好：要选用易于切削，且在加工后能得到高精度零件的钢种。

为此，以中碳钢与中碳合金钢最常用，这对大型模具尤其重要。

对需电火花加工的零件，还要求该钢种的烧伤硬化层较薄。

2.抛光性能优良：注塑模成型零件工作表面，多需抛光达到镜面，Ra≤0.05m。

要求钢材硬度HRC35～40为宜，过硬表面会使抛光困难。

钢材的显微组织应均匀致密，极少杂质，无疵斑和针点3.耐磨性和抗疲劳性能好：注塑模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变的应力作用。

一般的高碳合金钢，可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不宜采用。

所选钢种应使注塑模能减少抛光修模的次数，能长期保持型腔的尺寸精度，达到所计划批量生产的使用寿命期限。

这对30万以上注塑次数和玻璃纤维增强的塑料注塑生产尤其重要。

3.4.3成型零件的结构设计成型零件的结构设计，当然是以成型符合质量要求的塑料制品为前提，但必须考虑金属零件的加工性及模具制造成本。

成型零件成本高于模架的价格，随着型腔的复杂程度、精度等级和寿命要求的提高而增加。

3.4.3.1凹模结构设计凹模是成型塑件外表面的成型零件。

凹模的基本结构可分为整体式、整体嵌入式和组合式。

根据模具结构采用组合式。

3.4.3.2 凸模和型芯结构设计凸模和型芯都是用来成型塑料制品的内表面的成型零件。