塑料模具型腔与型芯尺寸的计算
《塑料模具设计》-陈志刚-主编第3
3.4.1 成型零件的结构设计
在进行成型零件的结构设计时，首 先应根据塑料的性能和塑件的形状、尺寸 及其它使用要求，确定型腔的总体结构、 压缩模的加压方向或压注模和注射模的浇 注系统及浇口位置、分型面、脱模方式、 排气等，然后根据塑件的形状、尺寸和成 型零件的加工及装配工艺要求进行成型零 件的结构设计和尺寸计算。
9
②如塑件结构需要，也可将凹模侧壁做成镶拼 的，如图3-53所示，
10
③对于大型型 腔，由于塑料 的压力很大， 螺钉易被拉伸 变形或剪切变 形。为此，可 将侧壁镶拼部 分压入模板中， 如图3-54所示。 但这样却增加 了模具的尺寸 和重量。
11
12
3）瓣合式凹模 对于侧壁带凹的塑件（如线圈骨架），
24
3 . 螺纹型芯和螺纹型环的结构设计 螺纹型芯是用来成型塑件上的内螺
纹（螺孔）的，螺纹型环则是用来成型 塑件上的外螺纹（螺杆）的，此外它们 还可用来固定金属螺纹嵌件。无论螺纹 型芯还是螺纹型环，在模具上都有模内 自动卸除和模外手动卸除两种类型。此 处仅介绍手动卸除的结构。
25
在模具内安装螺纹型芯或型环的主要要求是: ➢ 成型时要可靠定位，不因外界振动或料 流的冲击而位移； ➢ 在开模时能随塑件一起方便地取出，并 能从塑件上顺利地卸除。
（3—1）
式中 S ——塑料成型收缩率（%）； LM ——模具型腔在室温下的尺寸； Ls ——塑件在室温下的尺寸。
LM = Ls + Ls S
（3—2）
38
收缩率在一定范围 内的变化与波动
偶然误差
塑件尺寸误差
一副已完 工的模具 出现的产 品误差
在设计计算时对 收缩率估计不准
系统误差
模具相关尺寸的计算：
模腔尺寸的计算： (1)、型腔的径向尺寸确定：按平均值计算，塑件的平均收缩率S为0.6% 7级精度模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差￡z=△/3取x=0.75。
LM1 5.98O+0.48 →6.26O-0.48 （LM1）o+￡z=〔（1+s）Ls1-X△〕o+￡z =〔（1+0.006）×0.26-0.75×0.48〕0+0.18=5.930+0.16 ②LM2 48O+0.48 →5.28O-0.48 （LM2）o+￡z=〔(1+S) ×5.28-0.75×0.48〕o+￡z =4.950+0.16 ③LM3 5.15O+0.48 →5.63O-0.48 （LM3）o+￡z=〔(1+S) ×5.63-0.75×0.48〕o+￡z =5.300+0.16 ④LM4 1O+0.48→1.38O-0.38 （LM4）o+￡z=〔(1+S) ×1.38-0.75×0.38〕o+￡z=1.100+0.12 ⑤LM5 18.89O+0.88→19.77O-0.88 （LM5）o+￡z=〔(1+S)×19.77-0.75×0.88〕o+￡z =19.230+0.29 ⑥LM60.96O+0.38→1.34O-0.38 （LM6）o+￡z=〔(1+S) ×1.34-0.75×0.38〕o+￡z =1.060+0.12 ⑦LM7∮2O+0.38 →∮2.38O-0.38 （LM7）o+￡z=〔(1+S) ×2.38-0.75×0.38〕o+￡z =2.100+0.12 ⑧LM8 ∮6.1O+0.58 →∮6.68O-0.38 （LM7）o+￡z=〔(1+S) ×6.68-0.75×0.38〕o+￡z =6.290+0.19 ⑨LM9 ∮0.77→1.05 （LM9） =〔(1+S)*1.05-0.75*0.38〕=0.86 o+0.13 ⑩LM10 10.5 →11.18 （LM10） =〔(1+S)*11.18-0.75*0.68〕 =10.74 （2）、型芯高度尺寸① H 4.7 →5.18 HM1 =〔(1+S)*5.18-0.75*0.48］ =［（1+0.006）*4.7+0.5*0.48］=4.97 ② H 8.9 →9.48 HM2 =〔(1+S)*9.48-0.75*0.58〕 =［（1+0.006）*8.9+0.5*0.58］ = 9.25 （3）、型芯的径向尺寸：① LM1=5.98 →5.98 LM1 =［（1+s）*Ls+x△］ =［（1+0.006）*5.98+0.75*0.48］= 6.37 ②LM2=2.12 →2.12 LM2 =［（1+s）*Ls+X△］ =［（1+0.006）*2.12+0.75*0.38］ =2.42 (4)、型腔的深度尺寸① H m1 0.77 →1.15 Hm1 =〔(1+s)Hs1-x 〕 =〔(1+0.006)*1.15-0.5*0.38〕=0.97 Hm2 10.5 →11.18 Hm1 =〔(1+s)Hs2-x 〕 =〔(1+0.006)*11.18-0.5*0.68〕 =10.9 （5）斜导柱侧抽芯机构的设计与计算①：抽芯距（S） S=S1+（2→3）㎜ = +（2→3）㎜= +（2→3）㎜ =2.93+2.5㎜ =5.43㎜②：抽芯力（Fc） Fc=chp( cos -sin ) =［2*3.14*(3.1+1)∕2*10 ］*3.5*10 *1*10 *(0.15*cos30-sin30) =60.38N ③: 斜导柱倾斜角（）斜导柱倾角是侧抽心机构的主要技术数据之一，它与塑件成型后能否顺利取出以及推出力、推出距离有直接关系。
塑料注塑成型尺寸公差来源
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设计塑料模时，确定了模具结构之後即可对模具的各部分进行详细设计，即确定各模 板和零件的尺寸，型腔和型芯尺寸等。这时将涉及有关材料收缩率等主要的设计参 数。因而只有具体地掌握成形塑料的收缩率才能确定型腔各部分的尺寸。即使所选模 具结构正确，但所用参数不当，就不可能生产出品质合格的塑件。
浇口形式对收缩率也有影响。用小浇口时，因保压结束之前浇口即固化而使塑件 的收缩率增大。注塑模中的冷却回路结构也是模具设计中的一个关键。冷却回路设计 得不适当，则因塑件各处温度不均衡而产生收缩差，其结果是使塑件尺寸超差或变 形。在薄壁部分，模具温度分布对收缩率的影响则更为明显。
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补料：在成形条件中，尽量减少补料以使塑件尺寸保持稳定。但补料不足则无法 保持压力，也会使收缩率增大。
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注射压力：注射压力是对收缩率影响较大的因素，特别是充填结束後的保压页号 335 压力。在一般情况下，压力较大的时因材料的密度大，收缩率就较小。
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注射速度：注射速度对收缩率的影响较小。但对於薄壁塑件或浇口非常小，以及 使用强化材料时，注射速度加快则收缩率小。
塑料成型成型零件尺寸的计算
5
第三章 塑料模设计及制造基础 2021/8/14
成型零 件的尺 寸计算
目的与要求 重点和难点
成型零件尺寸计算
计算实例
型腔壁厚底板厚
思考与练习
磨损量的取值原则：
磨损量的大小取决于塑料品种、模具材料及热处理。
小批量生产时，c取小值，甚至可以不考虑。 玻璃纤维等增强塑料对成形零件磨损大，c应取大值。 模具材料耐磨，表面强化好，c应取小值。 垂直于脱模方向的模具表面不考虑磨损。 平行于脱模方向的模具表面要考虑磨损。 小型塑件的模具磨损对塑件影响较大。
目的与要求 重点和难点
成型零件尺寸计算
计算实例
型腔壁厚底板厚
思考与练习
hM 2 z(hs 2)(hs 2)S cp
整理得： hM(hshsScp3 2)0 -z
标注制造公差后得：
h0
M z
(hshs Scp
2 3)-0z
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第三章 塑料模设计及制造基础 2021/8/14
成型零 件的尺 寸计算
目的与要求 重点和难点
d2M=[3.5+3.5×0.008+0.75×0.16]-0.053 =3.65-0.053 ⑶ 扩孔直径：d3=6.5+0.2 计算得z＝0.067
d3M=[6.5+6.5×0.008+0.75×0.20]-0.067 =6.7-0.067 ⑷ 内孔深度：h1=19+0.28 计算得z＝0.093
标注公差后得：lM-0z (lslsScp 3 4)-0z 13
第三章 塑料模设计及制造基础 2021/8/14
成型零 件的尺 寸计算
※式中Δ前的系数x可取在1/2～3/4之间； ※有脱模斜度时型芯径向尺寸确定
塑料模具型腔与型芯尺寸的计算
塑料模具型腔与型芯尺寸的计算
在塑料模具设计中，准确计算塑料模具型腔和型芯尺寸是非常重要的，这决定了最终成型产品的质量和尺寸精度。
在计算塑料模具型腔和型芯尺
寸时，需考虑以下几个因素：
1.成型产品的尺寸及公差要求：首先需要明确成型产品的尺寸和公差
要求，这决定了塑料模具的型腔和型芯尺寸。
尺寸通常会有设计公差，这
需要在计算尺寸时进行考虑。
2.材料收缩率：塑料在冷却固化过程中会发生收缩，这也会对型腔和
型芯尺寸的计算造成影响。
一般来说，需要在产品尺寸的基础上考虑塑料
的收缩率，通过计算得到型腔和型芯尺寸。
3.塑料流动性分析：在塑料注塑过程中，塑料通过喷嘴向模具中流动
填充。
塑料的流动性对型腔和型芯尺寸的计算也有影响。
通过进行塑料流
动性分析，可以得到塑料的流动距离和填充时间等参数，再结合产品的尺
寸要求，计算出型腔和型芯的尺寸。
4.模具热胀冷缩：在塑料注塑过程中，模具会受热胀冷缩的影响。
因此，在计算型腔和型芯尺寸时，还需要考虑模具的热胀冷缩情况，以确保
最终产品的尺寸精度。
总之，计算塑料模具型腔和型芯尺寸时，需要综合考虑成型产品尺寸
和公差要求、塑料的收缩率、塑料的流动性分析结果以及模具的热胀冷缩
情况等因素，以确保最终产品的质量和尺寸精度。
同时，还需考虑到实际
生产过程中的可行性和实用性，避免设计出无法制造或无法使用的模具。
在进行尺寸计算时，也可以参考相关的标准和经验数据，以提高计算的准
确性和效率。
模具型腔壁厚的确定
模具型腔壁厚的确定
塑料模型腔受到熔体强大压力的作用，如果型腔侧壁或者底板厚度不够，可能因强度不足而产生塑性变形甚至破裂，也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料和出现飞边，降低塑料制品精度和不能顺利脱模。
本模具为圆形型腔，且是整体式的类型，一般都是通过刚度条件计算或是强度条件计算来确定型腔的壁厚，由于圆形型腔壁厚的计算比较复杂，表9-1列举了圆形型腔壁厚的的经验推荐数值，供设计参考。
表9-1 圆形型腔壁厚 mm
10 侧向分型与抽芯机构的设计
根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压或气动以及手动等三大类型。
本次设计塑件的内孔需要两个型芯组合来成型，根据模具型腔数目的布置与分型面的选择，需要四个方向同时进行侧向抽芯，这就要求模具有相对紧凑的抽芯动作，抽芯机构制造精度要高，且侧向抽拔距离长，抽拔力大，综合考虑选择液压侧向抽芯机构。
5号电池充电器外壳的塑件注射模毕业设计说明书
第一章概论模具是工业生产中的重要工艺装备模具工业是国民经各部门发展的重要基础之一。
塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。
模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱模具质量的优劣，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。
在现代塑料制件的生产中，采用合理的加工工艺，高效设备，先进的模具。
塑料成型技术的发展趋势是：1.1模具的标准化。
在本次设计中，采用中小型标准注模架，标准件标准导向元件，标准模板等。
一、模具加工技术的革新。
二、各种新材料的研制和应用。
三、C A D/C A M/C A E技术的应用。
塑料成型加工技术发展很快，塑料模具的各种结构也在不断创新，所以我们在学习模具设计与成型工艺的同时还要了解塑料模具的新技术、新工艺、新材料的发展状态。
学习和掌握新知识，为振兴我国的塑料成型加工技术做出贡献。
第 1 页共24 页第二章设计任务书2.1设计题目本次设计的题目是5号电池充电器外壳的注射模设计。
2.2设计任务书1．一套产品零件图；2．模具总装配图一张（A1图纸）；3．所有非标准件图纸；4．模具主要成型零件的加工工艺（凹模、凸模、型芯）；5．说明书一份。
说明：所有图纸和说明书一律用计算机打印，严格按照要求完成设计。
第2页共24 页第三章产品零件的工艺分析3.1塑件分析初步了解毕业设计的内容——5号电池充电器外壳。
分析零件的产品图，研究其尺寸、公差、技术要求等。
初步拟订设计方案。
此产品是充电器外壳，所以在设计时要注意其表面的粗糙度，要使表面光滑，达到效果。
零件采用三向侧抽芯成型。
塑件的尺寸精度要求一般。
由于塑件表面光滑度较高,因此塑件采用潜伏浇口。
此塑件的零件图如下图（图1—1）图1—13.2 塑件的成型特性3.2.1 对零件的分析得塑件材料取A B S（丙烯腈-丁二-苯乙烯共聚物）。
第 3 页共24 页3.2.2ＡＢＳ的基本特性1 ABS良好的综合力学性能，耐化学腐蚀性及表面硬度、韧性强，有良好的加工性和染色性能。
塑料模具设计 重点总结(高分子材料专业)2
塑料模具设计重点总结(高分子材料专业)2无流道浇注系统是指在注塑成形的过程中不产生流道凝料的浇注系统。
其原理是采用加热的办法或者绝热的办法，是整个生产周期中从主流道入口起到型腔浇口止的流道中的塑料一直保持熔融状态，因而在开模时，只需取出产品而不必取出浇注系统凝料。
采用绝热的办法的称为绝热流道模具，采用加热的办法的称为热流道模具，目前在应用上以后者为主。
绝热流道注塑模具绝热流道系统是将流道设计得相当粗大，以致流道中心部位的塑料在连续注塑时来不及凝固而始终保持熔融状态，从而让塑料熔体能通过它顺利地进入型腔。
分类：1．单型腔的井坑式喷嘴：又名井式喷嘴，绝热主流道，是最简单的绝热式流道，适用于单型腔。
2．多型腔的绝热流道模具：又称为绝热分流道模具，浇口常见有主流道型浇口，针点浇口等热流道注塑模具热流道模具的优点：1．节省了普通浇注系统流道凝料的回收加工的费用。
2．缩短成形周期，省去脱浇注系统的时间，和有时为了冷却粗大的浇注系统所多耗费的时间。
3．能更有效完成地利用注塑机的注塑能力生产出较大的产品，节省了每次注塑时耗于浇注系统的料。
与三板式模相比由于无需脱浇注系统，所需的开模行程大大减小能生产高度更大的制品。
4．浇注系统粗大且保持最佳的熔融状态，因此充模流动阻力减少，有效补料的时间延长，有利于提高制品质量。
同时由于不需在新料中大量掺入回收的浇口料，也有益于提高制品质量。
热流道模具的缺点：1．开机时要较长时间才能到达稳定操作，因此开机时废品较多。
2．需要操作技能较高的专业人员。
3．模具结构复杂，成本高，需要增添外接温控仪等辅助设备。
4．易出现熔体泄露、加热元件故障等较敏感问题，需精心维护，否则产生热降解等不良现象。
具有以下性质的塑料，适宜采用热流道模具：1．加工温度的范围宽，熔体粘度随温度变化小的塑料。
2．对压力敏感，不加压力时不流延，但施以很小压力即容易流动的塑料熔体。
3．热变形温度较高。
制品在高温下而能快速固化，并能快速脱出的塑件。
塑料模具课程设计---圆形塑件盖塑料模具设计
塑料成型工艺及模具设计课程设计说明书题目：圆形塑件盖塑料模具设计目录第一部分前言（1）第二部分设计任务书（2）第三部分塑件成形工艺分析（4）第四部分分型面的选择（6）第五部分注射机的初选（8）第六部分模具的结构分析与设计（9）第七部分成型零件的设计(12)第八部分浇注系统的设计(23) 第九部分成型设备的选择及校核(30)第十部分成型工艺参数的确定(32)第十一部分模具特点和工作原理(34)第十二部分设计小结(37)第十三部分参考资料（38）第 1页共 46页前言一个学期的课程即将结束，为检验这一个学期以来对于塑料模设计的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即我们将努力认真的完成此次课程设计，我们的课程设计题目为：手轮注塑模具设计。
本次课程设计课题来源于生产实际，应用广泛，但成型难度相对较难，模具结构相对复杂，对我们初学模具设计的学生是一个很好的考验。
它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。
本次设计以手轮注塑模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构分析，最后是模具的设计计算等一系列模具设计的所有过程。
能很好的达到学以致用的效果。
在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。
把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。
在设计中除使用传统方法外，同时使用了AutoCAD、SolidWorks等软件。
本次课程设计得到了廖秋慧老师和张效迅老师的关心指导。
正因为老师的悉心指导和帮助，我们才得以解决一个又一个难题，最后完成课程设计，在此谨代表小组全体同学向老师表示感谢。
由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师和同学批评指正。
第 1页共 46页一、设计任务书1.1课程设计目的本课程设计的目的是使我们在学完《塑料模具设计》课程之后，巩固和加深对塑料模有关理论的认识，提高设计计算、制图和查阅参考资料的能力。
模具设计与制造专业毕业论文--瓶盖注塑模具设计
第一章绪论1塑料模具设计与制造在国民经济中的地位和作用目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。
特别是在办公机器、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、通信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经想胜利、塑料化方向发展。
近几年来，由于工程塑料制件的强度和精度等都得到很大提高，因而各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大，预计今后随着微型电子计算机的普及和汽车的轻型化，塑料制件的使用范围将会越来越大，塑料工业的生产量也将迅速增长，塑料的应用将覆盖国民经济所以部门，尤其在国防和尖端科学科技领域中有越来越重要的地位。
塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切关系。
塑模是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑模工业是国民经济的基础工业。
用塑模生产成形零件的主要优点是制造简便、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。
塑模也是成型塑料制品的主要工具，它的结构和加工精度对塑件的质量和生产效率等有直接的关系。
因而世界各国对塑模的设计与制造技术都极为关注。
近年来国外对塑模的热浇道系统、温度控制系统、应用数控机床加工及减少热处理变形等方面都作了许多探索，并取得了一定的效果。
2．塑料成型技术的发展趋势在现代塑料制件的生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求，满足塑料制件的使用要求，降低塑料制件的成本起着重要的作用。
一副好的注塑模具可成型上百万次，这与模具的设计，模具材料及模具的制造有很大的关系，从塑料模的设计，制造及模具的材料等方面考虑，塑料成型技术的发展趋势可简单地归纳为以下几个方面。
⑴．刚形表面加工向精密自动化方向发展⑵．光整加工向自动化方向发展⑶．反向制造工程制模技术的发展⑷．模具CAD/CAM技术将有更快发展⑸．模具生产专业化，标准化程度不断提高⑹．模具粗加工向高速方向发展按照塑料制品成型加工方法的不同，通常可将塑料模分为以下6大类型。
注塑模具设计第16讲 实例1-3D-03 型腔、型芯的结构设计
图1-2-29 替换面后的型腔、型芯
四、型腔、型芯的结构设计
（2）枕位缺口处倒 圆,如图1-2-33所示。 （3）创建型芯大镶 件的分割实体，如图 1-2-34所示。
注塑模具设计实例教程
①第一条曲线 产品止口内边缘线 ③大概的圆角中心位置
①第二条曲线
图1-2-33 【曲线倒圆】操作步骤
图1-2-30 抽取产品止口内边缘线
◎动手操作，用UG软件完成本例型腔、型芯的结构设计 。 ◎参考视频：实例1-3D-3.模仁（型腔、型芯）结构的设计.avi (该视频请从 教材附带的光盘中查找) 小结： 作业： 大、小镶件的设计，枕位的设计方法。 完成练习一以下部分内容：
3
型腔、型芯的结构设计 。
பைடு நூலகம்
（4）分割型芯大镶件，如图1-2-35所示。 （5）【格式】→【移动至图层】，将型芯大镶件归入第6层。 3. 型芯小镶件的设计 （1）拉伸分割小镶件的实体，如图1-2-36所示。 （2）调整分割小镶件实体的大小至6.5，如图1-2-41所示。 （3）分割型芯小镶件 （4）型芯小镶件料位处放大并拔模
实例一 电动工具盖注塑模具3D设计
复习：导入2D模具总装图的方法 新课： 四、型腔、型芯的结构设计
注塑模具设计实例教程
检查练习一导入2D模具总装图的完成情况
1. 型腔、型芯尺寸的匹配
（1）调整型腔、型芯及产品的位置 （2）通过2D模具总装图匹配型腔、型芯尺寸， 如图1-2-29所示。 注意：此处先设计一腔，待这一腔的结构设计完成 后，再旋转180°复制得到另一腔。 2. 型芯大镶件的设计 （1）抽取产品止口内边缘线，如图1-2-30所示。 1
2
四、型腔、型芯的结构设计
模具设计毕业设计
前言第二章注塑设备选择第2.1节估算塑件体积该产品大批量生产故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用侧浇口自动脱模结构。
由于塑件中等大小，所以模具采用一模二腔结构，浇口形式采用侧浇口。
2.1.1计算塑件体积由第一章可知塑件材料PMMA的密度为1.16～1.20g.cm3-，收缩率为1.6%～2.0%，计算出其平均密度为1.18 g.cm3-，平均收缩率为1.8%。
经测绘初步估算得塑件体积 V塑=9.18+1.428+7.722+0.33+0.32+2.62=21.6 cm3；塑件质量M塑= V塑ρ=21.6 cm3×1.18 g.cm3-=25.488g；2.1.2 浇注系统凝料体积的初步估算可按塑件体积的0.6倍估算，由于该模具采用一模二腔。
1.所以浇注系统凝料体积为V2=2V塑×0.6=2×21.6×0.6=25.92 cm3；2.该模具一次注塑所需塑料的体积为V0=2V塑+ V2=2×21.6+25.92=69.12 cm3;第2.2节注塑机型号的选定根据塑料制品的体积与质量，以及成型工艺参数初步选定注塑机的型号为SZ—200/1000型卧式螺杆注塑机2.2.1 注塑机的主要技术参数如表2.1所示表2.1注： 该注塑机由宁波市金星塑料机械有限公司生产 2.2.2 型腔数量的校核1.由注塑机料筒塑化速率校核型腔数目 n ≤123600m m KMt-；上式右边≈12≥2，符合要求。
式中 K ——注塑机最大注塑量的利用系数，取0.8；M ——注塑机的额定塑化量(g/h 或cm 3/h),该注塑机为14g/s ； t ——成型周期，因塑件较小，壁厚不大，取45s ； m 1——单个塑件质量 25.48g ； m 2——浇注系统所需塑料质量 30.58g ； 2.按注射机的最大注射量校核型腔数目 n ≤21m m Kmn-；上式右边≈5.4≥2符合要求；式中 m n ——注射机允许的最大注射量(g 或cm 3) 210 cm 3； 3.按注射机的额定锁模力校核型腔数目注射机在充模过程中产生的胀模力主要作用在两个位置： 在两瓣合模上的作用面积约为A 11≈24×135=3240mm 2； 瓣合模与支撑板的接触处的作用面积A 12≈17×135=2295mm 2； n ≤12A P A P F 型型-上式右边≈3.1≥2符合要求；式中 F ——注射机的额定锁模力(N)，该注射机为4×105N ；A1——2个塑件在模具分型面上的投影面积(mm2), A1=2A11=6480mm2；A2——浇注系统在模具分型面上的投影面积(mm2), A2=0.35A1=2268mm2；P型——塑料熔体对型腔的成型压(MPa),一般是注射压力的30%～65%，该处取型腔的平均压力为45MPa；第三章拟定模具结构形式第3.1节分型面位置的确定在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。
塑料型腔和型芯径向尺寸的计算
型腔和型芯径向尺寸的计算（1）、型腔径向尺寸已知塑料制品尺寸为（s L ） 0–Δ，磨损量为c δ，平均收缩率为cp S ，设型腔径向尺寸为Z M L δ+0)(，按平均值计算方法可得下式： 2%)2()2(2c CP s s zM S L L L δδ-∆-+∆-=+ 对于中小型塑料制品，取c δ=Δ/6 ，z δ=Δ/3 ，并将上式展开后略去微小项（Δ/2）cp S % ，则得型腔径向尺寸为：∆-+=43%cp s s M S L L L 标注公差后得：z cp s s M S L L L δ+∆-+=0)43%( （A ）（2）、型芯的径向尺寸已知塑料制品的尺寸为s l +Δ 0，磨损量为c δ，平均收缩率为cp S 平均收缩率为cp S ，设型芯尺寸为Z M l δ+0)(，经推导的型芯径向尺寸为：0)43%(z cp s s M S l l l δ-∆++= （B ） 应该指出，由于z δ和c δ与Δ的关系随制品的尺寸及公差大小而变化，因此，上式中的Δ项的系数可取21～43，塑料制品尺寸及公差大的取小值，相反取大值。
当脱模斜度不包括在制品公差范围内时，塑料制品外形只检验大端尺寸，内形检验小端尺寸，检验结果应符合图纸尺寸即可。
此时，型腔大端尺寸按（A ）式计算即可，型芯小端尺寸按（B ）式计算即可。
而型腔小端尺寸和型芯大端尺寸决定于脱模斜度。
当脱模斜度包括在塑料制品公差范围内时，则型腔小端尺寸按式（A ）计算，型腔大端尺寸按下式计算： z M M L L δ+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆+=0)2141(～大 （C ） 型芯大端按式（B ）计算，型芯小端按下式计算：0)2141(z M M l l δ-⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆-=～小 （D ） 式（C ）、（D ）中一般取Δ/4，如果加大脱模斜度则取Δ/2。
型腔深度和型芯高度计算（3）、型腔深度尺寸已知塑料制品尺寸（s H ） 0 –Δ ，平均收缩率为cp S ，设型腔深度为Z M H δ+0)(，按平均值计算方法可得下式：%)2/()2/(2/cp s s Z M S H H H ∆-+∆-=+δ%)2/(%2/2/cp cp s z s M S S H H H ∆-+-∆-=δ取z δ=Δ/3 ，略去微小项（Δ/2）cp S %得下式：∆-+=32%cp s s M S H H H 标注制造公差后得型腔深度尺寸为： z cp s s M S H H H δ+∆-+=0)32%( （E ）（4）、型芯高度尺寸已知塑料制品尺寸（s h ）+Δ 0，平均收缩率为cp S ，设型腔深度为0)(z M h δ-，按平均值计算方法可得下式：0)32%(z cp s s M S H H h δ-∆++= (F) 其中（E ）、（F ）式中Δ的系数可取为 21 。
塑料收缩率与模具尺寸之间的关系
设计塑料模时，确定了模具结构之後即可对模具的各部分进行详细设计，即确定各模板和零件的尺寸，型腔和型芯尺寸等。
这时将涉及有关材料收缩率等主要的设计参数。
因而只有具体地掌握成形塑料的收缩率才能确定型腔各部分的尺寸。
即使所选模具结构正确，但所用参数不当，就不可能生产出品质合格的塑件。
一、塑料收缩率及其影响因素热塑性塑料的特性是在加热後膨胀，冷却後收缩，当然加压以後体积也将缩小。
在注塑成形过程中，首先将熔融塑料注射入模具型腔内，充填结束後熔料冷却固化，从模具中取出塑件时即出现收缩，此收缩称为成形收缩。
塑件从模具取出到稳定这一段时间内，尺寸仍会出现微小的变化，一种变化是继续收缩，此收缩称为後收缩。
另一种变化是某些吸湿性塑料因吸湿而出现膨胀。
例如尼龙610含水量为3%时，尺寸增加量为2%;玻璃纤维增强尼龙66的含水量为40%时尺寸增加量为0.3%。
但其中起主要作用的是成形收缩。
目前确定各种塑料收缩率(成形收缩後收缩)的方法，一般都推荐德国国家标准中DIN16901的规定。
即以23℃±0.1℃时模具型腔尺寸与成形後放置24小时，在温度为23℃，相对湿度为50±5%条件下测量出的相应塑件尺寸之差算出。
收缩率S由下式表示：S={(D-M)/D}×100%(1)其中：S-收缩率;D-模具尺寸;M-塑件尺寸。
如果按已知塑件尺寸和材料收缩率计算模具型腔则为D=M/(1-S)在模具设计中为了简化计算，一般使用下式求模具尺寸：D=M MS(2)如果需实施较为准确的计算，则应用下式：D=M MS MS2(3)但在确定收缩率时，由於实际的收缩率要受众多因素的影响也只能使用近似值，因而用式(2)计算型腔尺寸也基本上满足要求。
在制造模具时，型腔则按照下偏差加工，型芯则按上偏差加工，便於必要时可作适当的修整。
难於准确确定收缩率的主要原因，首先是因各种塑料的收缩率不是一个定值，而是一个范围。
因为不同工厂生产的同种材料的收缩率不相同，即使是一个工厂生产的不同批号同种材料的收缩率也不一样。
水杯模具设计说明书[1]
![水杯模具设计说明书[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/136b7bfe3169a4517623a30c.png)
本设计实例为一塑料水杯，如图（1）所示。
材料为PP，塑件为倾斜壁不需脱模斜度；塑件的质量要求是不允许有裂纹和变形缺陷，大批量生产。
图（1）塑料水杯1、塑件的分析（1）外形的尺寸该塑件为圆形，壁厚为3mm，无孔，结构较简单，适合于注射成型。
（2）精度等级零件图中重要的尺寸有φ80±0.5、Φ74±0.5、125±1、110±1、12±0.2、φ60±0.5、φ54±0.5、5±0.2、R100、R103，对照附表C、附表B（GB/T14486—1993），知道这些尺寸的公差等级在2级以上，为高精度等级，圆角R1、R2属一般精度等级。
2、PP的性能分析（1）使用性能密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆,不耐磨易老化. 适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件、盆、桶、家具、薄膜、编织袋、瓶盖、汽车保险杠等。
（2）成型性能1）结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解。
2）流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形。
3）冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低方向方向性明显.低温高压时尤其明显,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,留痕,90度以上易发生翘曲变形。
4）塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。
3、初步选定注射机（1）注射量的计算通过计算得塑件体积：V塑=81.125cm3（2）本模采用一模四腔结构，如图（2）所示。
为了保证四个型腔同时进料，考虑采用平衡式的浇注系统，浇注系统的凝料可根据经验按照塑件体积的0.2~1倍来估算，这里取0.2倍，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和塑件体积之和）为V总=V塑（1+0.2）×4=81.125×1.2×4cm3=389.4cm3图（2）型腔布置形式(3)选择注射机每一次注入模具型腔的塑料总体积V总=389.4cm3,注射机V机=V总/0.8=389.4/0.8=486.75cm3，查表2.24初选定注射机型号为XS—ZY—1000，其主要技术参数见表1.1.表1.1 注射机主要技术参数理论注射量/cm3 1000 最大模具厚度/mm 700螺杆直径/mm 85 最小模具厚度/mm 300注射压力/MPa 121 模具定位孔直径/mm 150锁模力/KN 4500 喷嘴球半径/mm 18拉杆内间距/mm 650×550 喷嘴口孔径/mm 7.5最大开模行程/mm 700（4）注射机的相关参数校核1）注射压力校核一般塑件的成型压力在70~150MPa范围内，该注射机的公称注射压力P公=121MPa，所以注射压力合格。
塑料模具课程设计说明书_2
塑料成型工艺及模具设计课程设计说明书题目: 塑料模具设计专业: 模具设计制造及其自动化班级: 机设07级**: ***学号: ****************: ***时间: 2011年1月5日目录第一部分产品的说明第二部分塑件分析第三部分注射机的型号和规格选择及校核第四部分型腔的数目决定及排布第五部分分型面的选择第六部分浇注系统的设计第七部分型零件的工作尺寸计算第八部分推出机构的设计第九部分模架的选用第十部分冷却系统设计第十一部分模具的动作过程第十二部分设计小结第十三部分参考资料第一部分产品的说明本塑件结构简单, 壁厚均匀, 模架结构较简单。
精度要求较高, 为四级精度, 材料为聚乙烯成型性能一般, 其他并无特殊要求。
图一: 塑件俯视图第二部分塑件的分析聚乙烯化学名称: PE材料分析：PE是乙烯经聚合制得的一种热固性树脂。
在工业上, 也包括乙烯与少量α－烯烃的共聚物。
聚乙烯无臭, 无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。
聚乙烯无臭, 无毒, 手感似蜡, 具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃), 化学稳定性好, 能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸), 常温下不溶于一般溶剂, 吸水性小, 但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂, 且不发生溶胀, 电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的, 耐热老化性差。
聚乙烯的性质因品种而异, 主要取决于分子结构和密度。
塑件注射成型工艺参数的确定:根据该塑件的结构特点和得成型性能, 查相关手册得到ABS塑件的成型工艺参数：第三部分注射机的型号和规格选择及校核注射模是安装在注射机上的, 因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解, 以便设计出符合要求的模具, 同时选定合适的注射机型号。
模具型腔计算
第四章注射模具设计第一节浇注系统的设计一、普通浇注系统的设计浇注系统是承载塑料熔体的流道，将从注射机喷嘴射出的熔体运送到模具型腔内的通道。
普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。
浇注系统设计的是否合理将直接影响到塑件的质量以及生产效率。
（一）主流道的设计1 212aαR压缩空气AA-A放大aA图4-1 普通流道浇注系统图4-2 主流道形状及其与注射机喷嘴的配合关系1-主流道衬套 2-主流道 3-冷料穴 4-分流道 1-定模板 2-浇口套 3-注射机喷嘴在模具工作时，由于主流道部分的小端入口及注射机喷嘴与具有一定温度、压力的塑料熔体会冷热交替地反复接触，比较容易受损，所以主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套，延长模具的使用寿命。
主流道衬套如图4－1。
在卧式或立式注射机用的模具中，主流道垂直于分型面，其几何形式如图4—2。
1．主流道通常设计成圆锥形，其锥角α=2—6˚，内壁表面粗糙度一般为Ra=0.63μm。
2．为防止主流道与喷嘴处溢料，主流道对接处应制成半球形凹坑，其半径R2=R1+(1—2)mm，其小端直径d1=d2+(0.5—1)mm。
凹坑深度取h=3—5mm(图4—2)。
3．为减小料流转向过渡时的阻力，主流道大端呈圆角过渡，其圆角半径r=1~3mm。
4．在保证塑料良好成型的前提下，主流道L应尽量短，否则将增多流道凝料，且增加压力损失，使塑料降温过多而影响注射成型。
通常主流道长度由模板厚度确定，一般取L≤60mm。
主流道衬套的形式图4—1中1，为主流道衬套与定位圈设计成一体的形式，一般用于小型模具，将主流道衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上，这种结构便于拆卸。
（二）分流道的设计分流道是连接主流道末端与浇口之间的部分，用于一模多腔或单型腔多浇口的场合。
设计分流道时，要考虑熔体在流经过程尽量减少其压力和温度损失。
1．分流道的截面形状及尺寸分流道的截面形状及尺寸如图4—3所示。
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塑料模具型腔与型芯尺寸的计算
一、塑料的收缩性
塑料制作从模具中取出冷却到室温后，尺寸缩减，即为收缩性。
塑料的收缩性与许多因素有关，分述如下：
1、塑料收缩性地大小，因塑料种类的不同。
大体上来说，热固性塑性收缩性小。
在热塑性塑料中，非结晶性的塑性收缩小，如ABS、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）等。
添加增强剂的塑料收缩小，如用玻璃纤维增强的热塑性塑料。
2、塑料收缩性的大小，与加工工艺条件有关。
有如下几种情况：
（1）注塑温度高收缩小，注塑温度低收缩小。
（2）脱模快收缩大，脱模慢收收缩小。
（3）保压时间长收缩小，保压时间短收缩大。
（4）模具温度低收缩小，模具温度高收缩大。
（5）注塑速率高收缩小，反之收缩大。
（6）塑件冷却时间长收缩小，反之收缩大。
（7）塑件的收缩在受限制处收缩小，在自由处收缩大。
（8）塑料件设计要求各部的壁厚尽量相同的，因为壁厚处收缩大，壁薄处收缩小，易产生收缩不均。
（9）塑料件形状复杂缩小，形状简单的收缩大。
（10）进料口大收缩小，反之收缩大。
（11）添加增强剂的塑料比没有添加增强剂的塑料收缩小。
二、收缩率的计算
常温下模腔的尺寸和塑料制件收缩后的尺寸差与常温下制件的实际尺寸之百分比，称为收缩率。
Q=(D-D1)/D1*100%
Q——收缩率（%）
D——常温下模腔的实际尺寸
D1——常温下制件的实际尺寸
在计算型腔与型芯的尺寸时，首先要确定所选用的塑料收缩率，同时要综合考虑成型方法及工艺条件、模具结构、制件的结构等等，如上述的收缩因素。
这里特别指出，对收缩率的准确选取至关重要，对有经验的人来说可能一次即可选准收缩率。
因为每一种塑料所给收缩率不是一个固定值，而是一个收缩率范围。
例如聚乙烯(PE)收缩率在1.5~4%之间，根据经验中小塑料件可取2.5~3%。
三、塑料制件在设计和制作时的尺寸计算
一般的计算，可按如下公式进行即可满足需要。
1、型腔尺寸的计算（考虑到使用磨损后尺寸变大公差取负值）
在计算型腔尺寸时，选取塑料收缩率时往往不易选的很准确，尺寸要选小一些，留有这么大的余地，否则做大了模具将报废。
A=(A1+A1Q-0.75Z)+K
A——型腔尺寸（大端）
A1——制件相应的上限尺寸
Q——收缩率
Z——制件公差
K——成型零件
2、型芯尺寸的计算（考虑到使用磨损后尺寸变小，公差取正值）
在计算型芯尺寸时，尺寸要选的大一些，留有缩小的余地，以便修正。
B=(B1+B1Q+0.75Z)-K
B——型芯尺寸（小端）
B1——制件相应的下限尺寸
3、型腔深度尺寸的计算
在计算型腔深度尺寸时，尺寸要选的小一些，留有加深的余地，以便调整模具的深度。
、
C=(C1+C1Q-0.5Z)+K
C——型腔深度的实际尺寸
C1——制件相应的上限尺寸
4、型芯高度的计算
在计算型芯高度时，尺寸要选的大一些，留有缩短的余地，以便调整型芯的长度。
D=(D1+D1Q+0.75Z)-K
D——型芯高度的实际尺寸
D1——制件相应的下限尺寸
5、孔距的计算（磨损以后尺寸不发生变化）
孔与孔的中心距是正负片差的，模具上的超差比较难以修正，因此要慎重计算。
L=(L1+L1Q-0.5Z+/-K
L——孔距的尺寸
L1——制件相应的上限尺寸
6、斜度。
为顺利把制件从模具中取出，型腔要有斜度；要把型芯从孔中脱出，同样也要有斜度。
在自由尺寸时，可按塑料制件设计工艺要求决定斜度。
如果有公差要求，那么斜度就应包括在范围之内。
为了给修模具时留有余地，型腔尺寸应以大端为尺寸基准，向小的方向取斜度；
型芯尺寸应以小羰尺寸为基准，向大的方向去斜度。
四、精密模具的尺寸计算
精密注塑成型制品的精密的因素是多变的，如精密注塑成型制品的设计、精密流动塑模具地设计、精密模具的制作工艺、注塑机的选择、注塑工艺条件、操作环境、测量技术等等。
在诸多的因素中，尺寸的计算是关键的。
怎么样取得精确的尺寸呢？可以在以下三方面取得。
1、测定塑料准确的收缩率，一般是用标准的模具采用适应该塑料的成型工艺条件，打出式样而测得的（式样为直径100~0.3mm,厚4~0.2mm的圆片或每边长为25mm*25mm*0.5mm的立方体）。
对于模具的精密尺寸，可通过试验打小样，依据小样选择准确的收缩率来计算尺寸。
2、在设计制作模具时，对精密尺寸的部位留有修正余量，通过试模修正达到尺寸精密。
3、精密模具大多是小型模具且是一模具多腔，因而型腔的制作可以采用镶块制模。
先在镶块上制模，通过试验调整到符合图纸要求；然后以镶块为标准将其他镶块做好挂装入模板即可。