塑料注射模具设计说明书

引言本说明书为机械塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。

本说明书的内容包括：目录、课程设计指导书、课程设计说明书、参考文献等。

编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。

本说明书在编写过程中，得到….老师和同学的大力支持和热情帮助，在此谨表谢意。

由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。

设计者：朱海 2009年11月11日课程设计指导书一、题目：塑料套筒材料：ABS二、明确设计任务，收集有关资料：1、了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划2、将Pro/E零件图转化为CAD平面图，并标好尺寸3、查阅、收集有关的设计参考资料4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量5、塑胶厂车间的设备资料6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况三、工艺性分析分析塑胶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，只要分析塑胶件的形状特点、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，主要根据塑胶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、塑胶件的形状和尺寸：塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。

2、塑胶件的尺寸精度和外观要求：塑胶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等有关。

3、生产批量生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。

4、其它方面在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑胶件的厚度、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。

四、确定成型方案及模具型式：根据对塑胶零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的，模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。

五、工艺计算和设计1、注射量计算：涉及到选择注射机的规格型号，一般应先进行计算。

对于形状复杂不规则的制品，可以利用Pro/E，的“分析/模塑分析/模塑质量属性”来计算质量。

或者采用估算估计塑料的用量，及保证足够的塑料用量为原则。

2、浇注系统设计计算：这是设计注射模的第一步，只有完成注系统的设计后才能估算型腔压力、注射时间、校核锁模力，从而进一步校核所选择的注射机是否符合要求。

浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力降计算和型腔压力校核。

3、成型零件工作尺寸计算：主要有凹模和型芯径向尺寸高度尺寸，其最大值直接关系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。

为计算方便，凡孔类尺寸均及其最小尺寸作为公称尺寸，凡轴类尺寸均及最大尺寸作为公称尺寸；进行工作尺寸计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命等因素。

4、模具冷却与加热系统计算：冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。

冷却参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温差的校核。

模具加热工艺计算主要是加热功率计算。

5、注射压力、锁模力和安装尺寸校核：模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安装，行程是否满足模塑成型及取件要求。

六、进行模具结构设计：1、确定凹模尺寸：先计算凹模厚度，再根据厚度确定凹模周界尺寸，在确定凹模周界尺寸时要注意：第一，浇注系统的布置，特别是对于一模多腔的塑料模应仔细考虑模腔位置和浇道布置；第二，要考虑凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中心与模板的几何中心应重合；第四，凹模外形尺寸尽量按国家标准选取。

2、选择模架并确定其他模具零件的主要参数；在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从《塑料模国家标准》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中确定模架规格。

待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。

再查阅有关零件图表，就可以画装配图了。

七、画装配图一般先画上主视图，再画侧视图和其他视图。

由于注射机大多为卧式的，故注射模也常按安装位置画成卧式，画主视图最好从分型面开始向左右两个方向画比较方便。

1、主视图：绘制模具工作位置的剖面图2、侧视图：一般情况下绘制定模部分视图3、俯视图、局部剖视图等4、列出零件明细表，注明材质和数量，凡标准件须注明规格5、技术要求及说明，包括所选注射机设备型号，所选用的标准模架型号，模具闭合高度，模具间隙及其它要求。

八、绘制各非标准零件图零件图上应注明全部尺寸、公差与配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料、热处理方法及其它要求九、编写技术文件1、编写注射成型工艺卡片：根据塑料的成型特点，查阅有关资料，确定合理的注射成型工艺参数，并作成工艺卡片。

2、编写加工工艺过程卡片：选取两个重要模具成型零件，确定加工工艺路线，并作成加工工艺过程卡片3、编写设计说明书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成型零件的工作尺寸计算及结构形式第八部分导柱导向机构的设置第九部分推出机构的设计第十部分温度调节系统的设置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一、产品说明聚丙烯无毒，无味，无色。

外观与聚乙烯较为相似，但更透明、更轻，其密度为：0.90~0.91g/cm3.它不吸水，光泽好且易着色，具有优良的介电性能，耐水性，化学稳定性，易于成型加工。

其屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度及弹性均比一般塑料优良二、塑件制品分析1、用途：聚丙烯可用做各种机械零件，如：法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件；可作为水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里、表面涂层；可制造盖和本体和一的箱壳，各种绝缘零件，并用与医药工业中。

2、品种：改制品的塑料品种为热塑性塑料中的PP（聚丙烯），聚丙烯无毒，无味，无色。

外观与聚乙烯较为相似，但更透明、更轻，其密度为：0.90~0.91g/cm3.它不吸水，光泽好且易着色，具有优良的介电性能，耐水性，化学稳定性，易于成型加工。

其屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度及弹性均比一般塑料优良。

聚丙烯注射成形一体铰链有特别高的抗弯曲疲劳强度。

聚丙烯的熔点为：164℃~170℃，耐热性好，可在100℃以上温度下消毒灭菌，但在-35℃时会发生脆裂，且在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防化剂。

3、塑件形状：该制件形状为旋转体，上端有M10的螺纹，形状较为简单：（如图）制品材料：PP4、尺寸精度：由于改制件未标注公差，查（《塑料模具设计与制造》P39表1-11、1-12）取MT5，B类公差。

5、①表面粗糙度：该制品可按照成型方法不同可查表（《塑料模具设计与制造》P42表1-13取值），但一般取值为1.2~0.2um,本书参考0.2um一值。

②塑件表面质量，热塑性塑料产生的常见性表观质量缺陷及产生原因如下表：6、生产批量：由于该制件几何形状较小故设计成一模多腔，则为大批量生产。

7、成型工艺分析：①收缩性：速件从模具中取出后冷料到温室，其尺寸体积全发生变化，这种性能称为收缩性。

收缩性可分为实际收缩性和计算收缩率两种。

公式如下：S’=Lc-Ls/Ls*100%S=Lm-Ls/Ls*100%式中：S’为实际收缩率；S-计算收缩率Lc-速件在形成温度时的单项尺寸Ls速件在室温时的单向尺寸Lm模具在室温时的单向尺寸其影响因素主要有塑料品种、塑件结构、模具结构、成型工艺，通常收缩率不是一个定值，而是在一定范围内变化，它的波动将引起塑料的波动，因此模具设计时应根据这些因素综合考虑来选择塑料的收缩率，对精度高的塑件应选取收缩率波动范围小的塑料，并留有修正余地。

②流动性：在成型过程中，塑料熔体在一定的温度、压力下填充模具型腔的能力称为流动性，聚丙烯为热塑性塑料，可根据相对分子质量大小，熔体指数，螺旋线长度，表观黏度及流动比等一系列指数进行分析。

凡是促进熔料温度降低，流动阻力增大的因素，流动性都会下降，。

经过分析与查证PP具有良好的流动性，其主要影响因素是温度、压力、模具结构。

因此，在设计时均应考虑上诉因素。

③相容性：由于不考虑PP与其它材料的混合使用，因此，不做赘述。

④吸湿性和热敏性：聚丙烯属于既不吸湿也不易黏附水份的塑料，且在高温和受热时间过长的情况下一般不会产生分解，故有较好的热稳定性。

8、模具设计的分析：由于制件几何形状较小，要求批量生产，故初步确定为一模多腔；塑件上端有M10的螺纹，故必须设计脱螺纹机构或侧分型机构，为保证塑件结构完整顺利脱离型芯，初步定为顺序脱模，既为双分型面注射模。

9、制品质量：根据M=ρV V=1/4πd²其中ρ为0.90g/cm3V=π/4D²H-π/4d²h=π/4（25²-23²）×26+π/4（10²-7²）×6≈2.084cm³故M约为3.686g四、注塑机的选用根据计算出的制件体积、质量大致确定模具的结构，初步选定注塑机型号，方法如下：在选用的时候，根据产品所需的实际注塑量，并考虑一模型腔数量，再留有一定余量选择注塑量。

由于本制件为大批量生产，且初步考虑型腔数目确定为2腔。

根据Mj≥Ms/0.8Vj≥Vs/0.8Mj——注塑机最大理论注塑量Ms——理论注塑容量Mj——一幅模具成型产品所需的实际质量Vs——一幅模具成型产品所需的实际注塑容量将制件的质量和体积代入上式后，根据所得结果选定SZ系列注塑机，其主要参数如下：五、模具设计的有关计算1、型腔型芯工作尺寸的计算⑴凹模的工作尺寸计算凹模是成型塑件外型的的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐增大。

所以，为了使模具磨损后留有修模的余地并满足装配的需要，在设计时包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸工差取上偏差。

凹模的径向尺寸计算公式：L=[Ls(1+k)-(3/4)△]0+δ式中Ls——塑件外型径向公称尺寸K——塑料的平均收缩率△——塑件的尺寸公差δ——模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3~1/6。

凹模的深度尺寸计算公式：H=[Hs(1+k)-(2/3)△]+δ0式中Hs——塑件高度方向的公称尺寸。

经查得PP的收缩率约为0.6%塑件未注公差按MT5B类公差选取，其单项公差为0.70。

塑件尺寸如图：①型腔径向尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=△/3，X取0.75 M10→-M10-0.70(Lm1)+δz0=[（1+S）Ls1-X△]+δz0=[（1+0.6%）×10-0.75×0.70]+0.23=9.53+0.230D25→D25-0.70(Lm2)+δz0=[(1+S)Ls2-XΔ]+δ0=[（1+0.6%）×25-0.75×0.70]+0.230=24.6+0.230②型腔深度尺寸模具最大磨损量取塑件公差尺寸1/6；模具制造公差δz=△/3；取X=0.5, 30→30-0.70(Hm1)+δz0=[(1+0.6%)×30-0.5×0.70]+0.230=29.83+0.2306→6-0.70(Hm2)+δz0=[(1+0.60%)×6-0.5×0.70]+0.230=5.68+0.230(2).型芯的工作尺寸计算①型芯的径向尺寸：模具最大磨损量取塑件的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取X=0.75D6→D6+0.70(Ls1)δz=[（1+s）Ls+x△]0-δz=[（1+0.06%）×6+0.75×0.70]0-0.23=6.560-0.23(Ls2)-δz=[(1+s)L s+X△]0-δz=[(1+0.06%)×21+0.75×0.70]0-0.23=21.650-0.23②型芯高度尺寸：模具最大磨损量取塑件公差的1/6，制造公差δ=Δ/3；取X=0.51)30→30+0.700(Hm1)0-δ=[（1+S）Hs+ΔX]0-δz=[(1+0.6%)×30+0.5×0.70]0-0.23=30.530-0.232)6→6+0.700(Hm1)0-δz=[（1+S）Hs2+xΔ]0-δz=[(1+0.6%)×6+0.5×0.70]0-0.23=6.3860-0.232.型腔壁厚、支撑板厚度的确定型腔壁厚、支撑板厚度的确定从理论上讲是通过力学的强度及刚度公式进行计算的。