高分子材料成型工艺课程设计

模具的设计过程

（一）. 概述

1.注塑模设计的一般步骤如下：

1.确定型腔的数目。确定型腔的数目的方法有很多种，如根据锁模力、

最大注射量、根据制品的精度要求、根据经济性等等，在设计时应根据实际情况决定采用哪一种方法；

2.法定分型面。虽然在制品设计阶段分型面已经考虑或者选定，在模具设计阶段仍应再次校核。从模具结构及成型工艺的角度判断分型面的选择是否最为合适；

3.型腔的配置。这是模具结构总体方案的规划和确定。因为一旦型腔布置完毕，浇注系统的走向和类型便已确定。冷却系统和脱模机构在配置型腔时也必须给予充分的注意。若冷却通道不止与推杆孔、螺孔发生冲突时要在型腔配置中进行协调。当型腔、浇注系统、冷却系统、脱模机构的初步位置决定后，模板的外型尺寸基本上便已确定。在此基础上可以选择合适的标准模架。

4.确定浇注系统。浇注系统设计是模具设计中最重要的问题之一。浇注系统的合理性对制品质量和生产效率有着决定性的影响。

5.脱模方式。在确定脱模方式时首先要确定制品和流道凝料滞留在模具的哪一侧，必要时要设计强迫制品滞留的结构（如拉料杆等），然后再决定是采用推杆结构还是推件结构。

6.冷却系统与脱模机构的设计。冷却系统与脱模机构的同步设计有助于两者的很好协调，并体现出对冷却系统重要性的认识。

7.确定凹模和型心的结构和固定方式。当采用镶块式凹模或型心时，应合理的划分镶块并同时考虑到这些镶块及镶块固定板的强度、刚度、可加工性、紧固性及可更换性。

8.确定排气方式。由于在一般的注射模中注射成型的气体可以通过分型面和推杆处的空隙排出，因此，注射模的排气问题往往被忽视。对于大型和高速成型的注射模，排气问题必须引起足够的重视。

9.绘制模具的结构草图。在以上工作的基础上绘制注射模完整的结构草图。在总体结构设计时切忌将模具结构设计的过于复杂，应优先考虑采用简单的模具结构形式。因为在注射成型的实际生产中所出现的故障，大多是由于模具机构复杂化而引起的。结构草图完成后，应与工艺、产品设计及模具制造及使用人员共同研究讨论直至互相认可。

10.校核模具与注射机有关尺寸。因为每套模具只能安装在与其相适应的注射机上使用。因此，必须对模具上与注射机有关的尺寸进行校核，以保证模具在该注射机上正常工作。

11.校核模具有关零件的刚度与强度。因为注射模是承受很高型腔压力的耐压容器，对成型零件及主要受力的零件都应进行刚度与强度的校核。

12.绘制模具的装配图。装配图应尽量按照国家制图标准绘制。装配图中要清楚地表明各个零件的装配关系，以便于工人装配。当凹模与型心镶块较多时，为了便于测绘各个镶块零件，还有必要先绘制动模和定模部件装配图。在部件装配图的基础上再绘制总装图。装配图上应包括必要的尺寸（例如活动零件移动的起止点）。装配图上还应标注技术要求。技术要求内容是：

1）对模具某些结构的性能要求，如对脱模机构、抽芯机构的装配要求；

2）对模具装配工艺的要求；

3）模具的使用说明；

4）防氧化处理、模具编号、刻字、油封及保管等要求；

5）有关试模及检验方面的要求。

13.模具的零件图。由模具装配图或部件装配图拆绘零件图的顺序为：先内后外，先复杂后简单，先成形零件后结构零件。

14.编写设计说明书。设计说明书中除了编入设计任务书、注射成型工艺卡外，还应有以下校核和设计计算的内容：

1）模具与注射机有关参数的校核；

2）型腔数目的计算依据；

3）浇注系统、冷却系统的设计计算；

4）成型零件的尺寸与公差计算；

5）凹模壁厚和垫板厚度、刚度与强度校核，型心的偏移和变形的计算；

6）开模力与脱模力计算、推杆数目与直径的计算；

7）侧向抽拔力及斜销强度计算，抽拔距的校核及斜销长度计算；

8）调温系统的热平衡和传热面积计算。冷却通道的直径、长度和数量，以及冷却水参量的计算；

9）弹簧的强度与刚度计算。

15.设计校核。审核工作可由技术主管或项目小组承担并作审核记录。审核内容一般应包括：

1）模具质量与寿命、制品质量是否符合用户要求，注射机选用是否正确；

2）模具基本结构是否合理，各个系统和机构能否正常可靠工作。

3）装配图和零件图是否表达清楚、尺寸及精度标注是否准确无误，技术要求是否合理，有无遗漏。模具零件加工工艺是否合理，模具装配是否方便，有无调整余地和更换易损件的可能，是否适合指定的模具生产车间的加工条件。

（二）. 拟定模具结构形式

1.确定型腔数量及排列方式：

根据设计方案，塑件材料为聚氯乙烯（HPVC），初步计算塑件的质量为650克左右。该塑件属中大型塑件，根据厂方的现有设备和生产批量（小批量生产），所设计的模具采用单型腔模具（即一模一腔）。

塑件的外形如下图所示：

（1）计算塑件的体积

V=542cm³(过程简略)

（2）计算塑件的质量

计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型腔数。根据有关手册查的ρ=1.2kg/cm³

所以，塑件的质量为 W=ρV

=200172.3×1.2

=650g

2. 塑件的原材料分析

（三）.注塑机的选择

1. 根据所设计的塑件的质量和工厂现有的设备，初步选择注塑机型号和规格以及各参数如下：

注塑机型号：XS-ZY-1000

注射量：1000g

锁模力：450吨

注射压力：120MPa

喷嘴球半径：SR=18mm

孔直径：7.5mm

2. 注塑机的校核：

a. 注射压力的校核

查《塑料模具设计手册》得聚氯乙烯（HPVC）的注射压力为90-120MPa. 因为所选注塑机为螺杆式注塑机，其注射压力传递性好，因此注射压力可取小一些。HPVC的注射压力为90-120MPa<注塑机的注射压力121MPa

所以，该注塑机能满足该塑件所需的注射压力.

b. 锁模力的校核

A=11.9X25.4+11.9X67=385cm²

Pm=0.5Po=60MPa

P'=60X385=23.1吨

因为所选注塑机的锁模力F=450>23.1

因此，该注塑机能满足塑件成型时所需的锁模力。

c. 开模行程和顶出装置的确定及计算

1.查《模具实用技术设计综合手册》表3-3-4得此注塑机的最大开模行程为700mm；

根据所设计的塑件结构，塑件的脱模距离H1=60mm,塑件高度H2=120mm；

所以该塑件的开模行程S’=H1+H2+5~10mm=190mm

2.顶出装置

该推出装置选用中心推杆液压推出

3.聚氯乙烯（HPVC）的注射成型工艺参数