塑料模具设计及工艺分析
摘要：模具是塑料成型加工工艺的一种重要设备，而浇注系统又是注塑模具结构设计中的关键环节，是熔融态塑料进入模具型腔的必经通道。结合注塑模具在机械、电子、航空航天和日常生活等领域的广泛应用，展望了其广阔的发展前景，通过介绍注塑模具在设备生产中的重要性，以及注塑模具浇注系统的结构与设计，综合分析了注塑模具的工艺性，包括温度变化、成型压力、成型时间以及塑件成型不良的原因。
关键词：注塑模具；浇注系统；设计；工艺分析
随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对注塑模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。尽管国内注塑模具种类繁多，但大型、精密、复杂及长寿命模具仍不能达到自给自足，标准化模具件的缺少使得整个行业模具标准化得不到推广。因此，从长远看来，只有加快发展与推广标准化注塑模具，才能不断提高我国注塑模具的标准化水平，从而才能提高模具质量，缩短模具生产周期，降低成本。如此说来，高精度、高效率、自动化、高寿命模具仍是模具行业发展的必然趋势。
注塑模具是工业生产中的重要工艺装备，它被用来生产具有一定形状、尺寸和结构的工艺制品，在材料加工工业的各种工艺设备中，95%以上的塑料制品是通过模具来成型的，因此注塑模具的设计与工艺分析在塑件生产中显得尤为重要。注塑模具的设计应既满足塑件的使用功能，又要降低模具结构的设计难度以及塑件在成型过程中的成型条件，以达到最大化降低成本的生产要求。而注塑模具的设计优劣很大程度上取决于浇注系统的设计，浇注系统利用其引导作用将熔融态塑料从注射机喷嘴引导注入模具型腔，它具有传质、传压和传热的功能，浇注系统的几何形状及内部结构设计的合理与否直接影响了聚合物熔体在模具通道中的流变特性及填充效果，进而直接影响到最终成型后塑件的质量及成型周期[1]。注塑模具浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。普通浇注系统主要由主流道、分流道、浇口和冷料井四部分组成[2]，相比之下，由于热流道浇注系统具有改善产品质量、节省原料和生产效率高等优点，热流道模具被广泛采用于塑料模具行业中。在设计浇注系统时，为满足浇注系统功能及结构要求，首先需要确保浇注系统适应塑料品种及其特性要求，如塑料材料的温度特性、流动性能、黏度特性及可塑性等等；其次浇注系统流程应尽量短，断面尺寸尽可能大，转弯尽量少，以确保聚合物熔体的热量及压力损失不会过大；除此之外，还应在满足要求的前提下，使浇注系统的容积尽量小，以减少塑料材料的消耗及缩短成型周期；为保证多型腔模具在注射充模时能同时充满型腔，还应采用平衡方式布置浇注系统；考虑到细小型芯在熔料充模时的冲击作用下会发生变形及偏移，应尽量避免熔料的直接冲击，可采用切向式引流流道；在浇注系统中诸多结构设计中，排气结构设计的良好与否也直接影响着塑件制品的优劣。
结合浇注系统的结构设计，我们需要综合考虑注塑模具的工艺性，其中影响成型工艺的主要因素包括温度变化、成型压力、成型时间等。
塑料模具课程设计 说 明 书 专业:模具设计与制造 班级:081 姓名:严超 学号:20082400511047 指导老师：罗刚
一、塑件分析、塑料的选取及其工艺性分析 该塑件应该是一个塑料板、称套，且承载不高，此符合低压聚乙烯（PE）的特点，并且聚乙烯还拥有硬、耐磨、耐蚀、耐热、及绝缘性好等优点，价格也比较便宜。而且聚乙烯流动性好、对压力变化敏感，适用高压注射，料温均与，填充速度快、保压充分、易脱模。 聚乙烯的缺点就是成型收缩率范围及收缩值大，易产生缩孔，在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大，方向性明显，易变形、翘曲等。所以，在成型时应控制模温，冷却时应保证冷却均匀、稳定、速度慢且充分冷却。 结果：塑料用聚乙烯成型方式为注塑成型 附：聚乙烯(PE)的主要技术指标 密度ρ（g/cm3）:0.19-0.96 收缩率s:1.5-3.6 成型温度t/°C：140-22 二．确定注射机 选用注射机型号为：ft-s200/400型卧式注射机 ft-s200/400型卧式注射机有关技术参数如下： 最大开合模行程/mm：260 模具厚度/mm：165——406 喷嘴圆弧半径/mm：18 喷嘴孔直径/mm： 4 拉杆空间/mm：290×368 锁模力/KN：2540 额定注射量/cm3：200/400 最大注射压力/MPa：109 最大注射面积/cm2：645 三、型腔数目确定 我们小组采用按注射机的额定锁模力来确定型腔数目n，有 npA ≤Fp – pA1 式中Fp——注射机的额定锁模力254000（N） A——单个塑件在分型面上的投影面积8167.14（mm2） A1——浇注系统在分型面上的投影面积200（mm2） P ——塑料熔体对型腔的成型压力（MPa），其大小一般是注射压力的80%。 代值计算得n = 14.27 故取值为14 综合考虑塑件的尺寸及表面的精度要求以及塑件的结构，宜采用盘型浇口。若采用一模多腔设计、加工难度大，成本高。所以采用一模两腔。 结果：型腔数目为二 四、分型面的选择及浇注系统设计
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《塑料模具设计与制造》教案 第一章塑料成形基础 1．1 塑料概论 1．1．1、聚合物的分子结构 1．1．2塑料的组成及分类 1、塑料的组成 塑料以合成树脂为主要成分，它由合成树脂和根据不同的需要而增添的不同添加剂所组成。 (1)合成树脂 合成树脂是塑料的基本成分，它决定塑料的类型和基本性能。 （2）填充剂（又称填料）： 添加填充剂的目的是降低塑料中树脂的使用量，从而降低制品成本；其次是改善塑料 的加工性能和使用性能，填充剂在塑料中的含量一般控制在40% 以下。 (3)增塑剂： 增塑剂的作用是提高塑料的可塑性和柔软性。
(4)增强剂 增强剂用于改善塑料制件的机械力学性能。但增强剂的使用会带来流动性的下降，恶化 成型加工性，降低模具的寿命以及流动充型时会带来纤维状填料的定向问题。 (5)稳定剂 添加稳定剂的作用是提高塑料抵抗光、热、氧及霉菌等外界因素作用的能力，阻缓塑料 在成型或使用过程中的变质。稳定剂的用量一般为塑料的0.3～0.5%。 （6）润滑剂 润滑剂对塑料的表面起润滑作用， (7)着色剂 合成树脂的本色大都是白色半透明或无色透明的。在工业生产中常利用着色剂来增加 塑料制品的色彩。
对着色剂的要求是：耐热、耐光，性能稳定，不分解、不变色、不与其它成分发生不良 化学反应，易扩散，着色力强，与树脂有良好的相溶性，不发生析出现象。着色料添加量应＜2%。 （8）固化剂 在热固性塑料成型时，有时要加入一种可以使合成树脂完成交联反应而固化的物质。 (9）其它辅助剂 根据塑料的成型特性与制品的使用要求，在塑料中添加的添加剂成分还有：阻燃剂、发 泡剂、静电剂、导电剂、导磁剂、相容剂等。 2、塑料的分类 （1）按合成树脂的分子结构及其成型特性分类 1) 热塑性塑料这类塑料的合成树脂都是线型或带有支链型结构的聚合物，在一定的温 度下受热变软，成为可流动的熔体。在此状态下具有可塑性可塑制成型制品，冷
模具制作工艺流程如下： 审图—备料—加工—模架加工—模芯加工—电极加工—模具零件加工—检验—装配—飞模—试模—生产 A：模架加工：1 打编号，2 A/B 板加工，3 面板加工，4 顶针固定板加工，5 底板加工 B：模芯加工：1 飞边，2 粗磨，3 铣床加工，4 钳工加工，5CNC 粗加工，6 热处理，7 精磨，8CNC 精加工，9 电火花加工，10 省模 C：模具零件加工：1 滑块加工，2 压紧块加工，3 分流锥浇口套加工，4 镶件加工模架加工细节1，打编号要统一，模芯也要打上编号，应与模架上编号一致并且方向一致，装配时对准即可不易出错。 2， A/B 板加工（即动定模框加工），a：A/B 板加工应保证模框的平行度和垂直度为0.02mm，b ：铣床加工：螺丝孔，运水孔，顶针孔，机咀孔，倒角c:钳工 加工：攻牙，修毛边。 3，面板加工：铣床加工镗机咀孔或加工料嘴孔。 4，顶针固定板加工：铣床加工：顶针板与B 板用回针连结，B 板面向上，由上而下钻顶针孔，顶针沉头需把顶针板反过来底部向上，校正，先用钻头粗加工， 再用铣刀精加工到位，倒角。 5，底板加工：铣床加工：划线，校正，镗孔，倒角。 （注：有些模具需强拉强顶的要加做强拉强顶机构，如在顶针板上加钻螺丝孔）模芯加工细节 1）粗加工飞六边：在铣床上加工，保证垂直度和平行度，留磨余量1.2mm 2）粗磨：大水磨加工，先磨大面，用批司夹紧磨小面，保证垂直度和平行度在 0.05mm，留余量双边0.6-0.8mm 3）铣床加工：先将铣床机头校正，保证在0.02mm 之内，校正压紧工件，先加工螺丝孔，顶针孔，穿丝孔，镶针沉头开粗，机咀或料咀孔，分流锥孔倒角再做运水孔，铣R 角。 4）钳工加工：攻牙，打字码 5） CNC 粗加工
1：模具加工工艺规程是规定模具零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。 2：生产过程是（劳动过程），工艺过程是（非生产过程） 3：模具加工工艺过程是由安装、工位、工步和走刀。工序是工艺过程的基本单元。 4：工件在加工之前，在机床或夹具上先占据一个正确的位置，这就是定位；工件定位后再予以夹紧的过程称为装夹；工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装；工件在机床上占据的每一个加工位置称为工位。 5：工艺规程的作用：是记述由毛坯加工成为零件的一种工艺文件。具有指导生产和组织工艺准备的作用。 6：制定工艺规程的原则：技术上的先进性、经济上的合理性、有良好的劳动条件 7：工艺过程综合卡片：（包括毛坯、机械加工和热处理等）适用单件小批生产；工艺卡片：（工序内容、顺序、工步内容、工位及必要的加工简图或加工说明。）适用成批生产；工序卡片：如定位基准、安装方法、机床、工艺装备、工序尺寸及公差、切削用量及工时定额等；适用中小批生产。 8：零件结构的工艺性：是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。 9：按照零件结构和加工工艺过程的相似性将各种零件分为：轴类零件、套类零件、板类零件和腔类零件。 10:零件的技术要求包括：主要加工表面的尺寸精度；主要加工表面的几何形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；零件表面质量；零件材料、热处理要求及其他要求 11：模具零件的毛坯形式主要分为：原型材、锻造件、铸造件和半成品件。 12：基准按其作用不同分为（设计基准）和（工艺基准）。设计基准：在零件图上用以确定其他点线面的基准。工艺基准：零件在加工和装配过程中所使用的基准。工艺基准按用途不同分为：定位基准、测量基准和装配基准。 13：在各种不同的机床上安装方法分为：直接找正法、划线找正法和采用夹具安装法等三种。 14：粗基准的选择考虑的原则：1）对于具有不加工表面的工件，一般选择不加工表面为粗基准，如有几个不加工的表面，粗基准应选位置精度要求较高者2）对于具有较多加工表面的工件：粗基准应选择毛坯上加工余量最小的表面；对于某些重要的表面，应尽可能使其加工余量均匀对滑道的加工余量尽可能小；使工件上各加工表面金属切除余量最小3）粗基准的表面应尽量平整、没有浇口、冒口或飞边等其他表面缺陷。4）表面粗糙且精度低的毛坯粗基准的选择：同意尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次。
塑料模具设计说明书 目录 1. 塑件成型工艺性分析 (3) 1.1塑件的分析 (3) 1.2 PS塑料的性能分析 (5) 1.3 PS的注射成型过程及工艺参数 (5) 2 模具的基本结构及模架选择 (5) 2.1 模具的基本结构 (5) 2.1.1 确定成型方法 (6) 2.1.2 型腔布置 (6) 2.1.3 确定分型面 (6) 2.1.4 选择浇注系统 (7) 2.1.5 确定推出方式 (7) 2.1.6 侧向抽芯机构 .................................... 错误!未定义书签。 2.1.7 模具的结构形式 (8) 2.1.8 选择成型设备 (8) 2.2 选择模架 (9) 2.2.1 模架的结构 (9) 2.2.2 模架安装尺寸校核 (10) 3 模具结构、尺寸的设计计算 (10) 3.1 模具结构设计计算 (10) 3.1.1 型腔结构 (10)
3.1.3 斜导柱、滑块结构.............................. 错误!未定义书签。 3.1.4 模具的导向结构 (11) 3.1.5 结构强度计算（略） (11) 3.2 模具成型尺寸设计计算 (11) 3.2.1 型腔径向尺寸 (11) 3.2.2 型腔深度尺寸 (12) 3.2.3 型芯径向尺寸 (12) 3.2.4 型芯高度尺寸 (12) 3.3 模具加热、冷却系统的计算 (13) 3.3.1 模具加热 (13) 3.3.2 模具冷却 (13) 4. 模具主要零件图及加工工艺规程 (14) 4.1 模具定模板（中间板）零件图及加工工艺规程错误!未定义书签。 4.2 模具侧滑块零件图及加工工艺规程........... 错误!未定义书签。 4.3 模具动模板（型芯固定板）零件图及加工工艺规程 (15) 5 模具总装图及模具的装配、试模 (15) 5.1 模具总装图 (15) 5.2 模具的安装试模 (17) 5.2.1 试模前的准备 (17) 5.2.2 模具的安装及调试 (17)
第一章第二章 1、塑件的成型方法有：注射成型、压缩成型、压铸成型、挤出成型 2、塑料的概念：塑料是以高分子合成树脂为基本原料，加入一定的添加剂，在一定温度和压力下可制成一定结构形状，必能在常温下保持形状的材料。 3、塑料的成分：树脂、填充剂、增塑剂、稳定剂润滑剂、着色剂、其他添加剂。 4、塑料的分类：热塑性塑料和热固性塑料。 5、塑料受热时的状态：玻璃态、高弹态、粘流态 6、收缩率的影响因素: 1不同塑料的收缩率不同、 2塑件的形状尺寸有无嵌件壁厚对收缩率影响较大、 3塑料模具的分型面是呀方向浇注系统的结构对收缩率的影响 4一般挤塑注射成型件的收缩率都比较大。 7、影响热塑像塑料的流动性的主要因素：温度、压力、模具结构 8、塑件的公益性就是塑件对成型加工的适应性 9、塑件在脱模温度下应具有足够的弹性，保证塑件在强制脱模是不会变形，例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛等能适应这种情况。 10、硬质塑料比软质塑料脱模斜度大；形状较复杂的或成型孔较多的塑件取加大的脱模斜度；塑件高度尺寸较大、孔较深则取较小的脱模斜度；壁厚增加，脱模斜度应取大些 11、热塑行塑料抑郁成型薄壁塑件，最小壁厚能达到0.25，但一般不能小于0.6到0.9，常取2~4。 12、分析塑件的工艺性性：
1塑件的原料分析 2塑件的尺寸精度分析 3塑件表面质量分析 4塑件的结构工艺性分析 5塑件工艺性分析结论与解决方案 第三章 1、塑料模具的分类：压缩模、压铸模、注射模、挤出机头 2、塑料模具的组成零部件按用途可以分为成型零件和结构零件两大类。 3、分型面：塑料模具在在成型塑件是分成两个或几个可以分离的部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成形时又必须接触封闭，这样的接触表面成为模具的分型面。 4、选择模具的分型面时应考虑的原则：1便于塑件的脱模2要保证塑件的质量3简化模具结构4尽量使成型零件便于加工。 5、凹模是成型零件外表面的主要零件，按其结构不同可分为整体式和组合式两类。 6、型芯又称为凸模，是成型塑件内表面的零件。成型塑件中较大的、主要内型的零件称为主型芯，成型塑件上较小的孔、槽的零件称为小型芯。 7、影响塑件尺寸公差的因素：1成型零件的制造公差2成型零件的磨损3成型收缩率的误差和波动4模具安装配合的误差5水平飞边厚度的波动。 8、成型零件的工作尺寸计算的方法有两种：平均值法和极限值法 9、导向机构的作用：1导向作用2定位作用3承受一定的侧向压力 10、成型零件的设计实施步骤—确定零件的结构及尺寸：
湖南工学院 课程设计设计课题注塑模具设计 设计学院机械工程学院 设计班级成型1001班 设计者姓名原育民 设计时间年 12月
目录 1. 塑件的工艺分析 (4) 1.1塑件的成型工艺性分析 (4) 1.1.1 塑件材料ABS的使用性能 (5) 1.1.2 塑件材料ABS的加工特性 (5) 1.2 塑件的成型工艺参数确定 (6) 2 模具的基本结构及模架选择 (6) 2.1 模具的基本结构 (6) 2.1.1 确定成型方法 (6) 2.1.2 型腔布置 (7) 2.1.3 确定分型面 (7) 2.1.4 选择浇注系统 (8) 2.1.5 确定推出方式 (8) 2.1.6 侧向抽芯机构 (9) 2.1.7选择成型设备 (9) 2.2 选择模架 (11) 2.2.1 模架的结构 (11) 2.2.2 模架安装尺寸校核 (11) 3 模具结构、尺寸的设计计算 (12) 3.1 模具结构设计计算 (12) 3.1.1 型腔结构 (12) 3.1.2 型芯结构 (12)
3.1.3 斜导柱、滑块结构 (12) 3.1.4 模具的导向结构 (12) 3.2 模具成型尺寸设计计算 (13) 3.2.1 型腔径向尺寸................. 错误!未定义书签。 3.2.2 型腔深度尺寸................. 错误!未定义书签。 3.2.3 型芯径向尺寸................. 错误!未定义书签。 3.2.4 型芯高度尺寸................. 错误!未定义书签。 3.3 模具加热、冷却系统的计算 (15) 3.3.1 模具加热..................... 错误!未定义书签。 3.3.2 模具冷却..................... 错误!未定义书签。 4. 模具主要零件图及加工工艺规程.......... 错误!未定义书签。 4.1 模具定模板零件图及加工工艺规程. 错误!未定义书签。 4.2 模具侧滑块零件图及加工工艺规程. 错误!未定义书签。 4.3 模具动模板( 型芯固定板) 零件图及加工工艺规程错误! 未定义书签。 5 模具总装图及模具的装配、试模.......... 错误!未定义书签。 5.1 模具的安装试 模..................................................... ................错误!未定义书签。 5.2. 试模前的准备.................. 错误!未定义书签。 5.3模具的安装及调试 (20) 5.4 试模 (21)
百度文库- 让每个人平等地提升自我 - 1 - 《塑料成型工艺与模具设计》复习试题 一．名词解释: 1、塑料： 。 2、分型面：。 3、冷料穴：。 4、塑料的相容性: 。 5、成型零件：。 6、干涉现象： 。 7、最大注射量：。 8、主流道：。 9、抽芯距：。 10、注射压力：。 二、填空题： 1、注射成型一般用于的成型。压缩模塑主要用于塑料成型． 2、注射时，模具型腔充满之后，需要的一定的时间。 3、塑件的花纹，标记，符号，及其文字应易于和，便于模具制造。 4、为了便于塑件的脱模，在一般情况下，使塑件在开模时留在。 5、塑料模的合模导向装置主要有和，通常用导柱导向。 6、固定式压缩模的推出机构与压机的顶杆有和两种连接方式。 7、在多型腔模具中,型腔在分型面的排列有和两种.。 8、排气是塑件的需要,引气是塑件的需要。 9、常见的引气方式有和。 10、在实际生产中斜导柱斜角α一般取度，最大不超过度. 11、注塑模塑过程需要控制和压力有和。 12、推杆通过模具成型零件的位置，应避开。 13、注射模的浇注系统一般由、、及四部分组成。 14、抽芯距是指侧型芯从成型位置抽到不妨碍制品位置时，侧型芯在方向所移动的距离。 15、塑料制品的后处理主要为处理或处理。 16、塑料的粘度高，则其流动性，型腔填充。 17、注射成型的主要工艺参数是、和。 18、通常注射机的实际注射量最好在注射机的最大注射量的以内。 19、塑料中的添加剂之一的稳定剂按其作用分、和。 20、分型面的形状有、、、。 21、注射模塑成型完整的注射过程包括、、、、和。 22、塑料一般是由和组成。 23、塑料按性能及用途可分为、、。 24、塑料的性能包括和，使用性能体塑料的;工艺性能体现了塑料的。 25、塑料成型方法的种类很多，有, 及等。 26、塑料按合成树脂的分子结构及热性能可分为和塑料两种 27、在注射成型中应控制合理的温度，即、和。 28、在挤出模塑中，塑件的形状和尺寸基本上取决于和。 三、选择题 1、浇口套进口的直径d应比注射机喷嘴孔直径d1 （） A、小1～2mm； B、大1～2mm ； C、大2～3mm； D、小2～3mm；
制造注塑模具有哪些步骤 注塑模具制造大致可分为以下几个步骤： 一、塑料制品的工艺分析 在模具设计之前，设计者应充分分析研究其塑料制品是否符合注塑成型加工原理，需要与制品的设计者仔细协商，已达成共识。其中包括对制品的几何形状、尺寸精度以及外观要求，进行必要的讨论，尽量避免模具制造中不必要的繁杂。 二、模具结构设计 一套优质的模具，不仅需要有好的加工设备和熟练的模具制造工人，另外一个非常重要的因素就是要有好的模具设计，特别对于复杂的模具，模具设计的好坏占模具质量的80%以上。一个优秀的模具设计是：在满足客人要求的前提下，使加工成本低、加工难度小、加工时间短。
要作到这一点，不仅要完全消化客人的要求，还要对注塑机、模具结构、加工工艺和模具厂自身的加工能力等有所了解。因此，要提高模具设计水平，应做到以下几点： 1.弄懂每套模具设计中的每个细节，理解模具中每个零件的用途。 2.在设计时多参考以前相似的设计，并了解在它模具加工和产品生产时的情况，吸取其中的经验和教训。 3.多了解注塑机的工作过程，以加深模具和注塑机的关系。 4.下工厂了解加工品工艺，认识每种加工的特点和局限性。 5.了解自己设计的模具的试模结果和改模情况，吸取教训。 6.在设计时尽量采用以前比较成功的模具结构。 7.多些了解模具入水对制品产生的影响。 8.研究一些特殊的模具结构，了解最新的模具技术。 三、确定模具材料和选择标准件 在模具材料的选用时，除要考虑产品的精度和质量外，还要结合模具厂的加工及热处理的实际能力给予正确的选择。此外，为了缩短制造周期，尽可能的利用现有的标准件。
四、零件加工与模具组装 模具的精度除在设计时给予最佳的结构与合理的公差配合之外，零件加工与模具组装是至关重要的。因此，加工精度与加工方法的选择在模具制造中占有绝对主导地位。 成型制品的尺寸误差主要由以下几个部分组成： 1.模具的制造误差约为1/3 2.模具磨损造成的误差约为1/6 3.成型件收缩不均所产生的误差约为1/3 4.预定收缩与实际收缩不一致所产生的误差约为1/6 总误差=(1)+(2)+(3)+(4) 所以，为减小模具制造误差，首先应提高加工精度，随着数控机床的使用，这一问题已经得到了很好地控制。另外，为了防止模具磨损、变形而引起的误差，在加工精度要求较高和制品产量较大的模具时，对其型腔、型芯等关键零件应采用淬火处理。在中大型模具中，为了节省材料和便于加工及热处理，模具设计时应尽量采用拼镶结构。
模具制作工艺流程集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
模具制作工艺流程 总的来说模具制作工艺流程如下： 审图—备料—加工—模架加工—模芯加工—电极加工—模具零件加工—检验—装配—飞模—试模—生产 A：模架加工：1打编号，2 A/B板加工，3面板加工，4顶针固定板加工，5底板加工 B：模芯加工：1飞边，2粗磨，3铣床加工，4钳工加工，5CNC粗加工，6热处理，7精磨，8CNC精加工，9电火花加工，10省模 C：模具零件加工：1滑块加工，2压紧块加工，3分流锥浇口套加工，4镶件加工 模架加工细节 1，打编号要统一，模芯也要打上编号，应与模架上编号一致并且方向一致，装配时对准即可不易出错。 2， A/B板加工（即动定模框加工），a：A/B板加工应保证模框的平行度和垂直度为0.02mm，b ：铣床加工：螺丝孔，运水孔，顶针孔，机咀孔，倒角c:钳工加工：攻牙，修毛边。 3，面板加工：铣床加工镗机咀孔或加工料嘴孔。 4，顶针固定板加工：铣床加工：顶针板与B板用回针连结，B板面向上，由上而下钻顶针孔，顶针沉头需把顶针板反过来底部向上，校正，先用钻头粗加工，再用铣刀精加工到位，倒角。
5，底板加工：铣床加工：划线，校正，镗孔，倒角。 （注：有些模具需强拉强顶的要加做强拉强顶机构，如在顶针板上加钻螺丝孔） 模芯加工细节 1）粗加工飞六边：在铣床上加工，保证垂直度和平行度，留磨余量1.2mm 2）粗磨：大水磨加工，先磨大面，用批司夹紧磨小面，保证垂直度和平行度在0.05mm，留余量双边0.6-0.8mm 3）铣床加工：先将铣床机头校正，保证在0.02mm之内，校正压紧工件，先加工螺丝孔，顶针孔，穿丝孔，镶针沉头开粗，机咀或料咀孔，分流锥孔倒角再做运水孔，铣R角。 4）钳工加工：攻牙，打字码 5） CNC粗加工 6）发外热处理HRC48-52 7）精磨；大水磨加工至比模框负0.04mm，保证平行度和垂直度在0.02mm之内 8） CNC精加工 9）电火花加工 10）省模，保证光洁度，控制好型腔尺寸。 11）加工进浇口，排气，锌合金一般情况下浇口开0.3-0.5mm，排气开0.06-0.1mm，铝合金浇口开0.5-1.2mm排气开0.1-0.2，塑胶排气开0.01-
湖南工学院 课程设计 设计课题注塑模具设计 设计学院机械工程学院 设计班级成型1001班 设计者姓名原育民 设计时间2013 年 12月 目录 1. 塑件的工艺分析 (4) 1.1塑件的成型工艺性分析 (4) 1.1.1 塑件材料ABS的使用性能 (5) 1.1.2 塑件材料ABS的加工特性 (5) 1.2 塑件的成型工艺参数确定 (6) 2 模具的基本结构及模架选择 (6) 2.1 模具的基本结构 (6) 2.1.1 确定成型方法 (6) 2.1.2 型腔布置 (7) 2.1.3 确定分型面 (7) 2.1.4 选择浇注系统 (8)
2.1.5 确定推出方式 (8) 2.1.6 侧向抽芯机构 (9) (9) 2.2 选择模架 (11) 2.2.1 模架的结构 (11) 2.2.2 模架安装尺寸校核 (11) 3 模具结构、尺寸的设计计算 (12) 3.1 模具结构设计计算 (12) 3.1.1 型腔结构 (12) 3.1.2 型芯结构 (12) 3.1.3 斜导柱、滑块结构 (12) 3.1.4 模具的导向结构 (12) 3.2 模具成型尺寸设计计算 (13) 3.2.1 型腔径向尺寸 ........................................ 错误!未定义书签。 3.2.2 型腔深度尺寸 ........................................ 错误!未定义书签。 3.2.3 型芯径向尺寸 ........................................ 错误!未定义书签。 3.2.4 型芯高度尺寸 ........................................ 错误!未定义书签。 3.3 模具加热、冷却系统的计算 (15) 3.3.1 模具加热 ................................................ 错误!未定义书签。 3.3.2 模具冷却 ................................................ 错误!未定义书签。 4. 模具主要零件图及加工工艺规程......................... 错误!未定义书签。 4.1 模具定模板零件图及加工工艺规程....... 错误!未定义书签。
1塑料PE分析 1.1基本特性 PE塑料名称：聚乙烯塑料是塑料工业中产量最1大品种。按聚合时采用的压力不同可分高压、中压和低压三种。低压聚乙烯的分子链上支链较少，相对分 子质量、结晶度和密度较高，所以低压聚乙烯比较硬，耐磨、耐蚀、耐热及绝缘 性较好。高压聚乙烯分子带有许多支链，因而相对分子质量较低，且具有较好的 有软性、耐冲击性及透明性 1.2成型特性 聚乙烯成型时，在流动方向与垂直方向的收缩差异较大。注射方向的收缩大 于垂直方向的收缩率，易产生变形，聚乙烯收缩率的绝对值较大成型收缩率也 较大，易产生缩孔，冷却速度慢，必须充分冷却，且冷却速度要均匀;质软易脱 模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模 1.3PE的注射工艺参数 查文献[2]表6-5得： 塑化形式：螺杆式 螺杆转数/（r/min）：20～40 喷嘴形式：直通式 喷嘴温度/℃：220～230 料筒温度/℃：①前段：230～250 ②中段：240～260 ③后端：220～240 模具温度/℃：80～100
注射压力/MPa：80～120 保压力/MPa：40～50 注射时间/s：0～5 保压时间/s：20～80 冷却时间/s：20～50 成型周期/s：50～14 2塑料模的总体设计 2.1塑件的形状尺寸 塑件名称：盒盖 材料：PE 产量：中等批量生产 根据实物在PROE环境内进行三维造型。 图2.1 塑件 塑件的工作条件对精度要求一般，因为塑件图中未注公差，所以根据PE能可选择其塑件的精度等级为7级精度。
2.2型腔数目的决定及排布 已知的体积V 塑或质量W 塑 ，又因为此产品属大批量生产的小型塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度一般，综合考虑生产率和生产成本及产品质量等各种因素，以及注射机的型号选择，初步确定采用一模二腔对称性排布。分流道直径可选1.5~9.5mm 。本设计取值4mm 。由塑件的外形尺寸和机械加工的因素，确定采用潜浇口，排布图如下图示： 图2.2型腔数目及排 2.3注射机的选择 由于采取的是一模二腔的方案，故其注射总体积及质量就是塑件的体积及质量的二倍： 假设：g G 8=废，由注射机最大注射量公式得： 废件公利G G G K +≥ （2.1） 其中： 公G —注射机的公称质量注射量； K —注射机最大注射量的利用系数，取0.3； 件G —塑件的总质量； 废G —浇注系统废料的质量。 因此： g G G 933.587467.23.0≥+?≥公公 由《塑料模具技术手册》查得注射机的型号为XS-ZY-125国产注塑机，其主要技术参数如下： 结构型式：卧式
对塑料模具设计与制造的认识 塑料制品的应用日益广泛,为塑料模具提供了一个广阔的市场据有关方面预测,模具市场的总体趋势是平稳向上的,在未来的模具市场中,塑料模具的发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料制品的迅猛发展,塑料模具的工作条件愈加复杂和苛刻,从而带动了塑料模具材料的快速发展,主要表现为全球范围内塑料模具材料的开发速度加快、品种迅速增加。目前塑料模具材料仍以钢为主。 塑料模具，是塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种和加工方法繁多，塑料成型机和塑料制品的结构又繁简不一，所以，塑料模具的种类和结构也是多种多样的。中国全年塑料模具产值达534亿元人民币左右?你相信吗?由于中国经济的高速发展对塑料模具工业的要求是越来越严格，因此为塑料模具工业的发展提供了巨大的动力。据准确数据统计，中国全年塑料模具产值达534亿元人民币，这是一个已经存在的事实。随着汽车制造业和IT制造业的飞速发展，国内模具工业取得了飞速发展，据了解，我国模具行业中塑料模具的占比可达30%，预计在未来模具市场中，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其他模具。 据悉，模具工业2000年以来以每年20%的速度飞速增长，拉动了模具档次的提高，精良的模具制造装备为模具技术水平的提升提供
了保障。分析认为，由于进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平;以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大;家用电器行业在“十二五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大 同时，塑料模具行业结构调整步伐在不断加快，面向市场的专业塑料模具厂家得数量及能力也在较快增长。根据对塑料模具制造行业的生产、销售、市场情况、行业结构、产品以及进出口等情况分析，参考塑料模具相关行业发展趋势，预测未来我国塑料模具制造行业的发展方向究竟在哪里，到底我国塑料模具制造行业有多大的发展潜力，这些都是需要去验证的。 一、塑料模具的分类 按照成型方法的不同，可以划分出对应不同工艺要求的塑料加工模具类型，主要有注射成型模具、挤出成型模具、吸塑成型模具、高发泡聚苯乙烯成型模具等。 1、塑料注射（塑）模具
PC/ABS 聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物 典型应用围:计算机和商业机器壳体、电器设备、草坪园艺机器、汽车零件仪表板、部装修以及车轮盖）。 注塑模工艺条件:干燥处理：加工前的干燥处理是必须的。湿度应小于0.04%，建议干燥条件为90~110C，2~4小时。熔化温度： 230~300C。模具温度：50~100C。注射压力：取决于塑件。注射速度：尽可能地高。 化学和物理特性: PC/ABS具有PC和ABS两者的综合特性。例如ABS的易加工特性和PC的优良机械特性和热稳定性。二者的比率将影响PC/ABS材料的热稳定性。PC/ ABS这种混合材料还显示了优异的流动特性。收缩率在0.5%左右。 PC/PBT 聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的混合物 典型应用围:齿轮箱、汽车保险杠以及要求具有抗化学反应和耐腐蚀性、热稳定性、抗冲击性以及几何稳定性的产品。注塑模工艺条件:干燥处理：建议110~135C,约4小时的干燥处理。熔化温度：235~300C。模具温度：37~93C。化学和物理特性: PC/PBT具有PC和PBT二者的综合特性，例如PC的高韧性和几何稳定性以及PBT的化学稳定性、热稳定性和润滑特性等。收缩率在0.5%左右。 PE-HD 高密度聚乙烯典型应用围:电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。 注塑模工艺条件:干燥：如果存储恰当则无须干燥。熔化温度：220~260C。对于分子较大的材料，建议熔化温度围在200~250C之间。模具温度：50~95C。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1.3d之（这里“d”是冷却腔道的直径）。注射压力：700~1 050bar。注射速度：建议使用高速注射。流道和浇口:流道直径在4到7.5mm之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过0.75mm。特别适用于使用热流道模具。 化学和物理特性: PE-HD的高结晶度导致了它的高密度，抗力强度，高温扭曲温度，粘性以及化学稳定性。PE-HD比PE-LD有更强的抗渗透性。PE-HD的抗冲击强度较低。PH-HD的特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注塑模的PE-HD分子量分布很窄。对于密度为0.91~ 0.925g/cm3，我们称之为第一类型PE-HD；对于密度为0.926~ 0.9 4g/cm3，称之为第二类型PE-HD；对于密度为0.94~ 0.965g/cm3，称之为第三类型P E-HD。该材料的流动特性很好，MFR为0.1到28之间。分子量越高，PH-LD的流动特性越差，但是有更好的抗冲击强度。PE-LD是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1.5%到4%之间。PE-HD很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以
常州机电职业技术学院
目
第1章 绪 第2章
录
论…………………………………………………………………
光驱外壳的造型设计…………………………………………………
2.1 光驱外壳的选料及其性能……………………………………………… 2.2 光驱外壳 注 射成 型工艺过程 … ……… ……………… ……… ……… 2.3 光驱外壳的结构分析…………………………………………………… 2.4 光驱外壳造型设计过程………………………………………… 第 3 章 注射机的选择………………………………………………………………… 3.1 注塑机的初 选 … ……………… ……… ……………… ……… ……… 3.2 注射机的有关工艺参数校核……………………………………………… 3.3 模具与注射机的安装部分相关尺寸的校核………………………………… 第4章 成型零件与浇注系统的设计……………………………………………… 4.1.1 加载参照模型………………………………………………………… 4.1.2 成型零件设计………………………………………………………… 4.2 浇注系统设计………………………………………………………………… 4.2.1 主浇道的设计………………………………………………………… 4.2.2 分浇道的设计………………………………………………………… 4.2.3 浇口及冷料穴设计…………………………………………………… 4.2.4 铸模和开模…………………………………………………………… 4. 3 冷却系统设计……………………………………………………………… 4.3.1 凹、凸模冷却系统设计……………………………………………… 第 5 章 模具零件设计………………………………………………………………… 5.1 推出系统设计……………………………………………………………… 5.2 确定模架………………………………………………………………… 5.3 模架各装配零件设计……………………………………………………… 5.3.1 导向零件设计……………………………………………………… 5.3.2 浇注系统零件设计…………………………………………………… 5.3.3 推出机构零件……………………………………………………… 5.3.4 定位圈………………………………………………………………… 5.3.5 其他零件……………………………………………………………… 第6章 模具的装配和调试………………………………………………………… 6.1 模具的装配………………………………………………………………… 6.2 模具的调试………………………………………………………………… 4.1 凹、凸模成型零件的设计…………………………………………………
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二、填空：（每小题2分） 1、注射成型一般用于热塑性塑料的成型。压缩模塑主要用于热固性塑料成型． 2、挤出成型时，在挤出过程中，塑料加压方式有连续加压和间断加压两中，因此，挤出成型工 艺可分为连续和间断两种。3、注射时，模具型腔充满之后，需要的一定的保压时间。 4、塑件的花纹，标记，符号，及其文字应易于成型和脱模，便于模具制造。为了便于塑件的 脱模，在一般情况下，使塑件在开模时留在动模上。6、分型面选择时要便于侧分型和抽芯。 若塑件有侧孔或侧凹时，宜将侧型芯设置在垂直开模方向上，，除液压抽芯机构外，一般应将抽芯或分型距较大的放在开模方向上。-为了保证塑件质量，分型面选择时，对有同轴度要求的塑件，将有同轴度要求的部分设在同一模板内。-=塑料模的合模导向装置主要有导柱导向和锥面定位，通常用导柱导向。 7、当模塑大型，精度要求高，深型腔，薄壁及非对称塑件时。会产生大的侧压力，不仅用 导柱导向机构，还需增设锥面导向和定位。 11、挤压环的作用是在半溢式压缩模具中用以限制凸模下行的位置，保证获得最薄的水平 飞边。溢式模没有加料腔，凸模与凹模在分型面水平接触。 15、排气是塑件成型的需要,引气是塑件脱模的需要 16、常见的引气方式有镶拼式侧隙引气和气阀式引气 17、在实际生产中斜导拄斜角α一般取15～20度，最大不超过25度. 18、为了保证斜导拄申出端准确可靠的进入滑快斜孔，侧滑块在完成抽芯后必须停留在一定位置 上，为此滑块需要有定位装置。 19、在塑件注射成型过程中，侧型心在抽芯方向上受到型腔内塑料熔体较大的推力作用，为了保 护斜导拄和保证塑件精度而使用楔紧块，楔紧块的斜角α一般为α+（2～3）。 20、斜导拄与滑块都设在定模上，为完成脱模和抽芯工作，需采用定距分型拉紧机构。 21、斜导拄在定模上，滑块在动模这种结构可通过推出机构或定距分型机构来实现斜导拄与 滑块的相对运动。由于滑块可以不脱离斜导拄，所以不设置滑快定位装置。 23、设计注射模时，要求塑件留在动模上，但由于塑件形状结构的关系，塑件留在定模或动，定模上均有可能时，就须设双推出机构。 24、注塑模塑过程需要控制和压力有塑化压力和注射压力 25、推杆通过模具成型零件的位置，应避开冷却通道。 26、塑料制品收缩不均匀性，必然造成塑料制品产生翘曲、变形、 甚至裂纹等缺陷。 28、注射模的浇注系统一般由主流道、分流道、浇口及冷料穴四部分 组成。 29、无流道注射模在每次注射成型后，只需取出塑件而没有流道 凝料实现了无废料加工。 30、抽芯距是指侧型芯从成型位置抽到不妨碍制品推出位置时，侧型芯在垂直于开模方向所移动的距离。 31、斜导柱分型与抽芯机构中，斜导柱倾斜角度在生产中一般取 15°～20°。 32、模具排气是制品加工质量的需要，可开设排气槽和利用模具零 件的配合间隙排气。 36、推块的复位一般依靠复位杆实现。 37、模具中导向装置的作用是导向作用和定位作用以及承受一定 的侧向压力。 41、在设计塑件时其形状必须便于成型以简化模具结构、降低成本提高生产率和保证 塑件质量。58、浇口的类型可分点浇口、侧浇口、直接浇口、中心浇口、潜伏式浇口、护耳浇口六类。59、 浇口截面形状常见的有矩形和圆形。一般浇口截面积与分流道截面之比为3%～9%，浇口表面粗糙度值不低于为0.4um。设计时浇口可先选取偏小尺寸，通过试模逐步增大。63、推杆、推管推出机构有时和侧型芯发生干涉，当加大斜导柱斜角还不能避免干涉时，就要先行复位机构，它有楔形－摆杆式先行复位机构、楔形－摆杆式先行复位机构、连杆和弹簧先行复位机构等几种形式。67、对深腔薄壁容器、壳体型塑件以及不允许有推杆痕迹的塑件，可采用推板推出机构，这种机构不另设复位机构。68、斜导柱分型及抽芯机构按斜导柱与滑块设置在动、定模的位置不同有（l）斜导柱在定模，滑块在动模（2）斜导柱在动模，滑块在定模（3）斜导柱和滑块在定模（4）斜导柱和滑块在动模四种结构形式。 78、设计模具时必须保证嵌件在模具中的正确定位和牢靠固定，以防模塑时发生位移或跌 落．此外，还应防止模塑时塑料挤入嵌件上的预留孔或螺纹中。 81、注射模塑过程需要控制的压力有塑化压力和注射压力。 82、注射模分流道设计时，从压力损失考虑，圆形截面分流道最好；从加工方便考虑用梯形、 U型或半圆形流道。83、在多型腔模具中，型腔和分流道的排列有平衡式和非平衡式两种。 85、对于中心带孔的圆筒形或局部是圆筒形的塑件，可用推管推出机构进行脱模。80、 移动压缩模在生产中广泛采用特制的卸模架，利用压力机的压力推出塑件。 三、选择题（将正确答案的字母填在括号内，每小题1分） 1、浇口套进口的直径d应比注射机喷嘴孔直径d1 （B ）B、大1～2mm ； 2、双分型面注射模具结构较复杂, 制造成本较高，零件加工困难，模具重量增加，一般（ A ） A、不用于大型、特大型塑件成型。 3、通常开模后，要求塑件留在设有推出机构（ A ）的—侧。A、动模； 4、某些情况下，开模后塑件留在或可能留在没有推出机构的定模—侧，模具结构应设计（A） A、双向推出机构； 5、模具设计中，如果塑件脱模力较大，模具结构应设计（ C ） C、二次推出机构； 6、由于塑件的特殊要求或受形状限制，开模后塑件将留在定模一侧或有可能留在定模一侧，模具结构应（ C ）C、在定模—侧设推出机构； 7、由于塑件的特殊要求或受形状限制，开模后塑件将留在或有可能留在定模一侧，则应在定模—侧设推出机构；（ B ）B、常选用定距分型推出机构； 12、推杆推出机构设计时，推杆与推杆孔配合间隙（B）所用塑料的溢边值。溢边值一 般为0.02～0.08mm。 B、小于等于 13、设计螺纹脱模机构时，对于塑料制品的主要要求是：（ C ）C、有防转结构。 15、压缩模具主要用于（ B ）的成型。B、热固性塑料大型塑件； 16、压缩模的设计中，精度要求高的尺寸（B ） B、不宜设计在加压方向。 17、压缩模的设计中，配合环可保证凸、凹模相对位置；单边间隙一般取（ C ） C、0.025～0.075mm； 18、压注模主浇道设计，要求在满足使用要求前提下尽量缩短主浇道长度，主浇道径向尺寸( C )一般的热塑性塑料注射模。 C、大于； 19、压注模压料柱塞设计，在直径较小，柱塞与加料室单边间隙最佳。( C )C、0.05～0.08mm； 20、多型腔模具中，分流道的布置以（B）为佳B、平衡式 22、注射成型时，推杆端面与所在型腔或型芯的表面的关系是（A）。 A、前者略高于后者 24、为避免塑料制品产生熔接痕，在设计模具时，要求在熔接处的外侧开一（A）。A、溢料槽 25、适合于自动切断浇口的浇口是（C）。C、潜伏式浇口 29、下列模具中，既有加料腔又有浇注系统的是（B）。B、压注