肥皂盒塑件注射模設(shè)計課件

二、塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、塑件工藝分析

三、模架的選擇及模具工作原理

四、注射機(jī)選擇及校核目

錄CONTENTS二、塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計一、塑件工藝分1第一章塑件工藝分析1.1塑件尺寸結(jié)構(gòu)分析（1）零件名稱：肥皂盒（2）設(shè)計要求：①生產(chǎn)批量：大批量

②材料：ABS

③未注公差取MT5級精度如圖所示，肥皂盒是家庭的一個日常用品，生活較為常見，它的材料采用ABS，年需求量4000件，計劃生產(chǎn)3年。要求它有一定的美觀性，結(jié)構(gòu)合理，尺寸適中，現(xiàn)要求設(shè)計它的注塑模具工藝。圖1肥皂盒三維圖第一章塑件工藝分析1.1塑件尺寸結(jié)構(gòu)分析圖1肥皂盒三維圖2高級肥皂盒二維尺寸圖標(biāo)注如圖所示圖2肥皂盒尺寸圖高級肥皂盒二維尺寸圖標(biāo)注如圖所示圖2肥皂盒尺寸圖31.2塑件原材料分析1）ABS塑料的材料特性ABS是一種新型工程塑料。具有綜合的優(yōu)良性能(堅固、堅韌、堅硬)，價格便宜，原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一種工程塑料。ABS是微黃色或白色不透明粒料，無毒、無味。ABS由三種成分組成，具有良好的綜合力學(xué)性能。在機(jī)械性能方面，ABS具有質(zhì)硬、堅韌、剛性好。有一定化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能。它還有很好的成型加工性能以及能與其他塑料和橡膠相混熔的特點(diǎn)。ABS塑料的表面可以電鍍。1.2塑件原材料分析1）ABS塑料的材料特性4塑件原材料的性能與用途分析如表所示：塑件原材料的性能與用途分析如表所示：5再根據(jù)常用熱塑性塑料注射成型的工藝參數(shù)表可知ABS的注射成型工藝參數(shù)如表所示：試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整。再根據(jù)常用熱塑性塑料注射成型的工藝參數(shù)表可知ABS的注射成型61.3初步擬定模具成型方案塑件的結(jié)構(gòu)較簡單，考慮到經(jīng)濟(jì)效益，所以模具采用一模兩腔的形式。對于設(shè)計盒蓋注塑模具，有以三個成型方案可供選擇：(1)模具總體的設(shè)計方案方案一：采用一模兩腔，采用直接澆口，澆口設(shè)置在肥皂盒底部，用推桿脫模機(jī)構(gòu)脫模。方案二：采用一模兩腔，分型面設(shè)在塑件中心平面處，采用點(diǎn)澆口，澆口設(shè)底部中心處，用推桿脫模機(jī)構(gòu)脫模。方案三：采用一模兩腔，分型面設(shè)在塑件中心平面處，采用側(cè)澆口，澆口設(shè)塑件分型面處，用推桿脫模機(jī)構(gòu)脫模。1.3初步擬定模具成型方案塑件的結(jié)構(gòu)較簡單，考慮到經(jīng)濟(jì)效益7由于塑件外觀質(zhì)量有一定的要求，外表面不允許出現(xiàn)劃傷、氣泡、縮孔等缺陷，且要求較低的表面粗糙度值，不適合中心澆口和直澆口，故優(yōu)先考慮采用側(cè)澆口。另外為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)綜合考慮，采用方案三為佳。綜上所述，最終確定的成型方案為方案三。由于塑件外觀質(zhì)量有一定的要求，外表面不允許出現(xiàn)劃傷、氣泡、縮8

第二章塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1型腔數(shù)目和分布在此部分，確定型腔數(shù)目時要考慮的因素：（1）滿足注射機(jī)的最大注射量（2）鎖（合）模力（3）塑件精度

（4）經(jīng)濟(jì)性型腔數(shù)目的確定：由于塑件的形狀簡單，重量較輕，且生產(chǎn)批量大，所以應(yīng)使用多型腔模具。綜合分析本設(shè)計采用一模二腔、平衡布置。這樣模具的尺寸較小，生產(chǎn)率高，塑件質(zhì)量可靠，成本較低。第二章塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1型腔數(shù)目和分布92.2分型面的選擇塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位，本實例中塑件的分型面選取如圖所示。這樣選取的塑件的外表面可以在整體的定模型腔內(nèi)成型，表面質(zhì)量好，而且塑件脫模方便。圖3-1分型面選取圖3

分型面選取2.2分型面的選擇塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位，本102.3確定型腔和型芯的尺寸現(xiàn)設(shè)制品的名義尺寸LS是最大尺寸，其公差按規(guī)定為負(fù)值“-Δ”；凹模的名義尺寸LM是最小尺寸，其公差按規(guī)定為正值“+δZ”現(xiàn)由公式可得：

式中，“Δ”前的系數(shù)（此處為0.5）可隨制品的精度和尺寸變化，一般在0.5～0.75之間，ABS的收縮率S為0.005.制品偏差大則取小值，偏差小則取大值。2.3確定型腔和型芯的尺寸現(xiàn)設(shè)制品的名義尺寸LS是最大尺寸，112.3.1凹模尺寸計算(1)凹模的徑向尺寸Lm

ABS塑件的精度一般為4級，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.24mm；取x=0.75，ABS塑料的收縮率在0.3～0.8%，取0.5%。2.3.1凹模尺寸計算(1)凹模的徑向尺寸Lm12凹模徑向尺寸

mm徑向尺寸102的公差值為0.82mm，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.27mm；取x=0.75。塑件徑向尺寸mm凹模徑向尺寸mm13（2）凹模的深度塑件高度尺寸15mm的公差值為0.38mm，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.13mm；取x=0.5（2）凹模的深度塑件高度尺寸15mm的公差值為0.38m142.3.2型芯尺寸計算（1）型芯的徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.24mm；取x=0.75。ABS的收縮率為0.3～0.8%，取0.5%。型芯徑向尺寸

mm2.3.2型芯尺寸計算（1）型芯的徑向尺寸15（2）型芯的高度模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.5。ABS塑料的收縮率為0.3～0.8%，取平均收縮率為0.5%。型芯高度

mm（2）型芯的高度162.4型芯和型腔的結(jié)構(gòu)確定型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式：型腔、型芯可分別有整體式和組合式兩種形式。由于塑件的結(jié)構(gòu)簡單，型腔加工容易，所以選用整體式型腔和組合式型芯。在定模板上直接加工型腔。型芯的結(jié)構(gòu)采用組合式型芯,如下圖所示：圖4組合式型芯2.4型芯和型腔的結(jié)構(gòu)確定型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式：圖4組合式172.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)肥皂盒塑件的特征，選用澆注系統(tǒng)為限制性側(cè)澆口的單分型面多型腔注射模，采用側(cè)澆口基本不影響塑件外觀。2.5.1主流道設(shè)計主流道與噴嘴的接觸處多作成半球形的凹坑。二者應(yīng)嚴(yán)密接觸以避免高壓塑料的溢出。查《模具課程設(shè)計指導(dǎo)》表5-48得XS-ZY-125型注射機(jī)噴嘴前端孔徑

=

mm；噴嘴前端球面半徑2.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)肥皂盒塑件的特征，選用澆注系統(tǒng)為限制18模具澆口套主流道的球面半徑與注射機(jī)噴嘴的球面半徑的關(guān)系為：模具澆口套主流道小端面直徑與噴嘴出口直徑的關(guān)系為:主流道尺寸：根據(jù)所選注射機(jī)，則主流道小端尺寸為:主流道球面半徑為:為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角

，取

。模具澆口套主流道的球面半徑與注射機(jī)噴嘴的球面半徑的關(guān)系為：192.5.2分流道設(shè)計（1）分流道的截面形狀：通常分流道的斷面形狀有圓形、矩形、梯形、U形和六角形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，提高效率，我們這里就選用圓形分流道，如圖六。因為圓形截面分流道的效率是分流道中效率最高的，固選它。(2)分流道尺寸

①分流道長度。

②截面尺寸圖5圓形流道2.5.2分流道設(shè)計（1）分流道的截面形狀：通常分流道的斷20對于壁厚小于，質(zhì)量在以下的塑件，可采用下面經(jīng)驗公式來確定截面尺寸，即:取對于壁厚小于，質(zhì)量在以下的塑件，可采用下面經(jīng)驗公式來確定截面21（3）凝料體積分流道長度:

；分流道截面積:

；凝料體積:；（3）凝料體積22(4)分流道剪切速率校核采用經(jīng)驗公式在之間，剪切速率校核合格。式中

—注射時間，取；—截面面積()；—截面周長()；,(4)分流道剪切速率校核232.5.3澆口設(shè)計本模具采用改進(jìn)型側(cè)澆口進(jìn)行注射成型。側(cè)澆口具有形狀簡單，便于加工及調(diào)整尺寸，澆口位置選擇靈活，去除澆口方便、痕跡小，精度容易保證等特點(diǎn)。通過改變截面尺寸可以調(diào)整熔體的充模速度與澆口的凝結(jié)時間，以達(dá)到良好的充模狀態(tài)，可以用于各種塑料，但不足的是必須進(jìn)行去澆口處理，增加成本。下面介紹一種可以通過開模過程自動與塑件分離、在塑件上殘留痕跡很小的側(cè)澆口，也可稱之為限制性側(cè)澆口，澆口尺寸如圖所示。圖6限制性側(cè)澆口示意圖2.5.3澆口設(shè)計本模具采用改進(jìn)型側(cè)澆口進(jìn)行注射成型。側(cè)澆口242.5.4冷料穴設(shè)計冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。我們這里選用與推出桿匹配的倒錐形冷料穴,冷料穴開在主流道的末端對面的動模板上，直徑稍大于主澆道直徑，便于冷料的進(jìn)入。，其結(jié)構(gòu)如圖1—定位圈2—冷料穴

3—推桿4—動模板

圖7冷料穴2.5.4冷料穴設(shè)計冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作252.5.5拉料桿的設(shè)計冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。澆口套出料口直徑為8mm，取拉料桿的直徑與出料口相等8mm。拉料桿上部選用鉤頭Z字形結(jié)構(gòu)。材料選用45#鋼，淬火處理HRC40~45，表面粗糙度Ra1.6。與動模板的配合H8/f8，外徑尺寸取8mm。圖8拉料桿2.5.5拉料桿的設(shè)計冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其262.5.6定位圈的設(shè)計XS－ZY－125注射機(jī)的固定模板上定位孔直徑為100mm。定位圈的外徑取100mm，厚度15mm，定位圈的固定使用M6內(nèi)六角螺釘，如圖3-6所示，定位圈的材料選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3，不需熱處理。圖9定位圈2.5.6定位圈的設(shè)計XS－ZY－125注射機(jī)的固定模板上定272.6推出機(jī)構(gòu)設(shè)計由于塑件形狀簡單，所以采用普通推出機(jī)構(gòu)中的推桿推出方式。每個制件用四根頂桿頂出，其結(jié)構(gòu)簡單，推出可靠。組成注射模的推桿推出機(jī)構(gòu)的零件有：推桿、復(fù)位桿、推板導(dǎo)柱、推板導(dǎo)套、推板、推桿固定板、固定螺釘、支承釘。（1）推桿推桿的直徑選6mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取105mm。推桿材料選用，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，與型芯的配合為間隙配合H8/g7。圖10推桿2.6推出機(jī)構(gòu)設(shè)計由于塑件形狀簡單，所以采用普通推出機(jī)構(gòu)中的282）復(fù)位桿復(fù)位桿的直徑選8mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取105mm。3）推桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，與動模板的配合為間隙配合H8/f8。圖11推板導(dǎo)套2）復(fù)位桿29（4）推板導(dǎo)套材料選用碳素工具鋼T8A淬火處理HRC45~48。尺寸結(jié)構(gòu)如圖3-9所示（5）推板導(dǎo)柱尺寸結(jié)構(gòu)如圖3-10所示：材料選擇：碳素工具鋼T8A熱處理為淬火處理硬度HRC52-55（6）推板推板長、寬、厚分別230、180、15mm為采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3。（7）推桿固定板推桿固定板的結(jié)構(gòu)如下圖所示，長、寬、厚與推板相同，分別為230、180、15mm，采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3。（8）固定螺釘選用M6內(nèi)六角螺釘，長度為20mm。（9）支承釘支承釘工作部分的直徑為20mm,高度為10mm。下面直徑12mm，材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理HB270-290。圖12推板導(dǎo)柱（4）推板導(dǎo)套圖12推板導(dǎo)柱302.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。（1）導(dǎo)柱的設(shè)計選用階梯型導(dǎo)柱，導(dǎo)向部分直徑25mm,高度35mm,倒角高度5mm。為減小導(dǎo)柱導(dǎo)套的磨擦，在導(dǎo)柱上開設(shè)油槽。材料選用碳素工具鋼T8A,淬火處理HRC45~48。表面粗糙度Ra0.8。2.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射模31（2）導(dǎo)套的設(shè)計選用臺肩型導(dǎo)套，導(dǎo)向部分直徑25mm,高度40mm,壁厚5mm,臺肩高度5mm。結(jié)構(gòu)如圖所示，材料選用碳素工具鋼T8A,淬火處理HRC45~48，表面粗糙度Ra0.8。圖13

導(dǎo)套（2）導(dǎo)套的設(shè)計圖13導(dǎo)套322.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿。注射過程中，澆注系統(tǒng)和模腔內(nèi)的空氣以及塑料熔體分解放出的少量氣體和低分子揮發(fā)物必須及時排出。常見的排氣方式有:①排氣槽排氣;②分型面排氣;③拼、鑲件縫隙排氣;④推板間隙排氣;⑤粉末燒結(jié)合金塊排氣;⑥強(qiáng)制排氣。由于塑件的尺寸適中，為薄殼型塑件，模具型腔空間較小，排氣量不大。另外模具的推桿較多，形成的排氣通道較多，所以可利用推桿與模板間的縫隙排氣。2.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出332.9模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計2.9.1冷卻水道的形式采用水冷的方式進(jìn)行冷卻，即在模具型腔周圍設(shè)冷卻水通道，使水在其中循環(huán)，帶走熱量，維持所需模溫。根據(jù)塑料制品的形狀及其所需冷卻溫度的要求，結(jié)合冷卻裝置的設(shè)計要求，對冷卻水道的布局進(jìn)行合理的設(shè)計，由于材料收縮率較大，應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻水道，可抑制收縮，防止變形，塑件屬薄壁塑件，水道開設(shè)在型腔上，可采用豎向排列。由于塑件屬于淺型腔件，這里選用型腔冷卻水路，能較好地對制件進(jìn)行冷卻。2.9模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計2.9.1冷卻水道的形式342.9.2冷卻計算（1）結(jié)晶型塑料最大中心層溫度達(dá)到固熔點(diǎn)時所需的冷卻時間：查表2-4得ABS的冷卻時間在15~40s之間。這里取30s。（2）冷卻水量及冷卻水道計算假設(shè)由熔融塑料放出的熱量全部傳給模具，其熱量為：2.9.2冷卻計算35冷卻時所需的冷卻水量：肥皂盒塑件注射模設(shè)計課件36根據(jù)冷卻水處干湍流狀態(tài)下的流速v與水管道直徑d的關(guān)系，確定模具冷卻水管道直徑d根據(jù)冷卻水處干湍流狀態(tài)下的流速v與水管道直徑d的關(guān)系，確定模372.9.3冷卻管傳熱面積及數(shù)量設(shè)計公式為：2.9.3冷卻管傳熱面積及數(shù)量設(shè)計38在模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水管孔數(shù)：在模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水管孔數(shù)：39第三章模架的選擇及模具工作原理3.1模架的設(shè)計(1)選擇標(biāo)準(zhǔn)模架型號中小型模架國家標(biāo)準(zhǔn)有四種基本型的結(jié)構(gòu)。因為采用整體式型腔和組合式型芯，所以選用A2型標(biāo)準(zhǔn)模架，如右圖所示。圖14

模架及尺寸圖第三章模架的選擇及模具工作原理3.1模架的設(shè)計圖14402）模架尺寸模具的長度為座板的長度，在動模板長度的上兩側(cè)各加上壓板空間尺寸20mm。即：300+40=340mm，模具寬度與動模板一致（200mm）。高度要求與注射機(jī)要求的最大、最小模具厚度適應(yīng)，XS-ZY-125注塑機(jī)要求：最大模具厚度300mm，最小模具厚度200mm，模具厚度確定為H=220mm。2）模架尺寸413）動模板設(shè)計①動模板設(shè)計尺寸為：300×200×30mm.材料為A3鋼。②動模墊板設(shè)計尺寸為：300×200×30mm.材料為A3鋼。③動模墊塊尺寸為：200×30×70mm.材料為A3鋼。④動模座板尺寸為：340×200×25mm.材料為A3鋼。（4）定模板設(shè)計①定模板的設(shè)計尺寸為：300×200×40mm.材料為碳素工具鋼淬火處理中溫回火HRC45-50。②定模座板設(shè)計尺寸為：340×200×25mm.材料為A3鋼。3）動模板設(shè)計42（5）選擇動模部分和定模部分的緊固螺釘定模部分的緊固螺釘選用M12×40的內(nèi)六角螺釘，共8個。動模部分的緊固螺釘選用M12×130的內(nèi)六角螺釘，共6個；另外M12×40的內(nèi)六角螺釘2個。（6）選擇動模部分和定模部分的定位銷動、定模部分都是有兩塊以上模板組成，安裝時，為了保證模板間的位置正確，應(yīng)使用定位銷定位。選用直徑為10mm的圓柱銷。定模部分：圓柱銷10×40動模部分：圓設(shè)計結(jié)柱銷10×140（5）選擇動模部分和定模部分的緊固螺釘43（7）注射模的參數(shù)①模具外形尺寸(長×寬×厚）：340×200×220mm②定位圈尺寸：100mm③模具開模距離：60＋2×20＋10＝110mm④塑件推出距離：20+5=25mm⑤成型周期：64+26=72秒⑥模具固定壓板螺釘：M16×25mm（7）注射模的參數(shù)443.2模具總裝圖及工作原理 圖15模具裝配總圖3.2模具總裝圖及工作原理 圖15模具裝配總圖451.定模座板2.定模板固定螺栓3.定模板4.動模板5.型芯6.定位圈固定螺栓7.澆口套8.定位圈9.導(dǎo)柱10.導(dǎo)套11.定模墊板12.動模墊塊13.動模座板14.支撐釘15.復(fù)位桿16.推板固定板17.推板18.拉料桿19.推桿20.推板導(dǎo)套21.推板導(dǎo)柱22.動模板固定螺栓肥皂盒塑件注射模設(shè)計課件46模具分模主視圖：

圖16模具分模主視圖模具分模主視圖：圖16模具分模主視47模具工作原理：該注塑模具采用側(cè)澆口單分型面模具，開模時動、定模合模，注射過程開始，熔融塑料注入密閉型腔，經(jīng)過注射、保壓、冷卻后，開模時，定模板與定模座板之間首先分型，與此同時，主流道凝料被拉料桿拉出澆口套，而分流道端部的小斜柱卡住分流道凝料而迫使點(diǎn)澆口拉斷并帶出定模，當(dāng)定距拉桿去限位作用時，主分型面分型，塑件被帶往動模，而澆注系統(tǒng)凝料脫離拉料桿而自動脫落。模具工作原理：48第四章注射機(jī)選擇及校核1）注射機(jī)的選擇粗略計算每個塑件體積為21.81cm3。根據(jù)塑件的實際結(jié)構(gòu)尺寸及成型要求，以及注射機(jī)的各參數(shù)，結(jié)合現(xiàn)有的成型設(shè)備，現(xiàn)選用臥式注射機(jī)XS-ZY-125。臥式注射機(jī)XS-ZY-125型注射機(jī)的主要參數(shù)如下表：第四章注射機(jī)選擇及校核1）注射機(jī)的選擇49肥皂盒塑件注射模設(shè)計課件50注射機(jī)的頂出方式：機(jī)械式頂桿頂出；兩根頂桿設(shè)在兩側(cè)，頂桿直徑Φ22。模板面上螺紋孔M16X25共36個。（2）注射機(jī)的參數(shù)校核1）最大注射量的校核注射機(jī)的額定注射量為125cm3。塑件體積：21.81cm3，每次成型2個塑件。假設(shè)澆道凝料為20cm3。實際注射量＝21.81×2+20=63.62cm3<125×80%=100cm3最大注射量滿足要求。注射機(jī)的頂出方式：機(jī)械式頂桿頂出；兩根頂桿設(shè)在兩側(cè)，頂桿直徑512)注射壓力的校核

ABS塑料的注射壓力為70~90MPa,取72MPa;SX-ZY-125注射機(jī)的注射壓力為120MPa注射機(jī)的注射壓力滿足要求。3)鎖模力的校核注射機(jī)的鎖模力為900KN；

ABS塑料的注射壓力為70~90MPa,取72MPa;

單個塑件在分型面上的投影面積為54.48cm2;澆道凝料為15cm2;

注射時模具的膨脹力＝(54.48X2+15)X72=892.5KN<900KN鎖模力滿足要求。2)注射壓力的校核524)最大注射成型面積的校核

SX-ZY-125注射機(jī)的最大注射成型面積為320cm2；單個塑件在分型面上的投影面積為54.48cm2;

澆道凝料為20cm2;注射時模具的成型面積＝(54.48X2+20)=128.96cm2<320cm2各參數(shù)校核均合格，所以本模具所選注射機(jī)完全滿足使用要求。在此注塑機(jī)上可以完成制品的制作。4)最大注射成型面積的校核53

二、塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、塑件工藝分析

三、模架的選擇及模具工作原理

四、注射機(jī)選擇及校核目

錄CONTENTS二、塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計一、塑件工藝分54第一章塑件工藝分析1.1塑件尺寸結(jié)構(gòu)分析（1）零件名稱：肥皂盒（2）設(shè)計要求：①生產(chǎn)批量：大批量

②材料：ABS

③未注公差取MT5級精度如圖所示，肥皂盒是家庭的一個日常用品，生活較為常見，它的材料采用ABS，年需求量4000件，計劃生產(chǎn)3年。要求它有一定的美觀性，結(jié)構(gòu)合理，尺寸適中，現(xiàn)要求設(shè)計它的注塑模具工藝。圖1肥皂盒三維圖第一章塑件工藝分析1.1塑件尺寸結(jié)構(gòu)分析圖1肥皂盒三維圖55高級肥皂盒二維尺寸圖標(biāo)注如圖所示圖2肥皂盒尺寸圖高級肥皂盒二維尺寸圖標(biāo)注如圖所示圖2肥皂盒尺寸圖561.2塑件原材料分析1）ABS塑料的材料特性ABS是一種新型工程塑料。具有綜合的優(yōu)良性能(堅固、堅韌、堅硬)，價格便宜，原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一種工程塑料。ABS是微黃色或白色不透明粒料，無毒、無味。ABS由三種成分組成，具有良好的綜合力學(xué)性能。在機(jī)械性能方面，ABS具有質(zhì)硬、堅韌、剛性好。有一定化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能。它還有很好的成型加工性能以及能與其他塑料和橡膠相混熔的特點(diǎn)。ABS塑料的表面可以電鍍。1.2塑件原材料分析1）ABS塑料的材料特性57塑件原材料的性能與用途分析如表所示：塑件原材料的性能與用途分析如表所示：58再根據(jù)常用熱塑性塑料注射成型的工藝參數(shù)表可知ABS的注射成型工藝參數(shù)如表所示：試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整。再根據(jù)常用熱塑性塑料注射成型的工藝參數(shù)表可知ABS的注射成型591.3初步擬定模具成型方案塑件的結(jié)構(gòu)較簡單，考慮到經(jīng)濟(jì)效益，所以模具采用一模兩腔的形式。對于設(shè)計盒蓋注塑模具，有以三個成型方案可供選擇：(1)模具總體的設(shè)計方案方案一：采用一模兩腔，采用直接澆口，澆口設(shè)置在肥皂盒底部，用推桿脫模機(jī)構(gòu)脫模。方案二：采用一模兩腔，分型面設(shè)在塑件中心平面處，采用點(diǎn)澆口，澆口設(shè)底部中心處，用推桿脫模機(jī)構(gòu)脫模。方案三：采用一模兩腔，分型面設(shè)在塑件中心平面處，采用側(cè)澆口，澆口設(shè)塑件分型面處，用推桿脫模機(jī)構(gòu)脫模。1.3初步擬定模具成型方案塑件的結(jié)構(gòu)較簡單，考慮到經(jīng)濟(jì)效益60由于塑件外觀質(zhì)量有一定的要求，外表面不允許出現(xiàn)劃傷、氣泡、縮孔等缺陷，且要求較低的表面粗糙度值，不適合中心澆口和直澆口，故優(yōu)先考慮采用側(cè)澆口。另外為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)綜合考慮，采用方案三為佳。綜上所述，最終確定的成型方案為方案三。由于塑件外觀質(zhì)量有一定的要求，外表面不允許出現(xiàn)劃傷、氣泡、縮61

第二章塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1型腔數(shù)目和分布在此部分，確定型腔數(shù)目時要考慮的因素：（1）滿足注射機(jī)的最大注射量（2）鎖（合）模力（3）塑件精度

（4）經(jīng)濟(jì)性型腔數(shù)目的確定：由于塑件的形狀簡單，重量較輕，且生產(chǎn)批量大，所以應(yīng)使用多型腔模具。綜合分析本設(shè)計采用一模二腔、平衡布置。這樣模具的尺寸較小，生產(chǎn)率高，塑件質(zhì)量可靠，成本較低。第二章塑料注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1型腔數(shù)目和分布622.2分型面的選擇塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位，本實例中塑件的分型面選取如圖所示。這樣選取的塑件的外表面可以在整體的定模型腔內(nèi)成型，表面質(zhì)量好，而且塑件脫模方便。圖3-1分型面選取圖3

分型面選取2.2分型面的選擇塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位，本632.3確定型腔和型芯的尺寸現(xiàn)設(shè)制品的名義尺寸LS是最大尺寸，其公差按規(guī)定為負(fù)值“-Δ”；凹模的名義尺寸LM是最小尺寸，其公差按規(guī)定為正值“+δZ”現(xiàn)由公式可得：

式中，“Δ”前的系數(shù)（此處為0.5）可隨制品的精度和尺寸變化，一般在0.5～0.75之間，ABS的收縮率S為0.005.制品偏差大則取小值，偏差小則取大值。2.3確定型腔和型芯的尺寸現(xiàn)設(shè)制品的名義尺寸LS是最大尺寸，642.3.1凹模尺寸計算(1)凹模的徑向尺寸Lm

ABS塑件的精度一般為4級，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.24mm；取x=0.75，ABS塑料的收縮率在0.3～0.8%，取0.5%。2.3.1凹模尺寸計算(1)凹模的徑向尺寸Lm65凹模徑向尺寸

mm徑向尺寸102的公差值為0.82mm，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.27mm；取x=0.75。塑件徑向尺寸mm凹模徑向尺寸mm66（2）凹模的深度塑件高度尺寸15mm的公差值為0.38mm，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.13mm；取x=0.5（2）凹模的深度塑件高度尺寸15mm的公差值為0.38m672.3.2型芯尺寸計算（1）型芯的徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.24mm；取x=0.75。ABS的收縮率為0.3～0.8%，取0.5%。型芯徑向尺寸

mm2.3.2型芯尺寸計算（1）型芯的徑向尺寸68（2）型芯的高度模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.5。ABS塑料的收縮率為0.3～0.8%，取平均收縮率為0.5%。型芯高度

mm（2）型芯的高度692.4型芯和型腔的結(jié)構(gòu)確定型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式：型腔、型芯可分別有整體式和組合式兩種形式。由于塑件的結(jié)構(gòu)簡單，型腔加工容易，所以選用整體式型腔和組合式型芯。在定模板上直接加工型腔。型芯的結(jié)構(gòu)采用組合式型芯,如下圖所示：圖4組合式型芯2.4型芯和型腔的結(jié)構(gòu)確定型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式：圖4組合式702.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)肥皂盒塑件的特征，選用澆注系統(tǒng)為限制性側(cè)澆口的單分型面多型腔注射模，采用側(cè)澆口基本不影響塑件外觀。2.5.1主流道設(shè)計主流道與噴嘴的接觸處多作成半球形的凹坑。二者應(yīng)嚴(yán)密接觸以避免高壓塑料的溢出。查《模具課程設(shè)計指導(dǎo)》表5-48得XS-ZY-125型注射機(jī)噴嘴前端孔徑

=

mm；噴嘴前端球面半徑2.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)肥皂盒塑件的特征，選用澆注系統(tǒng)為限制71模具澆口套主流道的球面半徑與注射機(jī)噴嘴的球面半徑的關(guān)系為：模具澆口套主流道小端面直徑與噴嘴出口直徑的關(guān)系為:主流道尺寸：根據(jù)所選注射機(jī)，則主流道小端尺寸為:主流道球面半徑為:為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角

，取

。模具澆口套主流道的球面半徑與注射機(jī)噴嘴的球面半徑的關(guān)系為：722.5.2分流道設(shè)計（1）分流道的截面形狀：通常分流道的斷面形狀有圓形、矩形、梯形、U形和六角形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，提高效率，我們這里就選用圓形分流道，如圖六。因為圓形截面分流道的效率是分流道中效率最高的，固選它。(2)分流道尺寸

①分流道長度。

②截面尺寸圖5圓形流道2.5.2分流道設(shè)計（1）分流道的截面形狀：通常分流道的斷73對于壁厚小于，質(zhì)量在以下的塑件，可采用下面經(jīng)驗公式來確定截面尺寸，即:取對于壁厚小于，質(zhì)量在以下的塑件，可采用下面經(jīng)驗公式來確定截面74（3）凝料體積分流道長度:

；分流道截面積:

；凝料體積:；（3）凝料體積75(4)分流道剪切速率校核采用經(jīng)驗公式在之間，剪切速率校核合格。式中

—注射時間，取；—截面面積()；—截面周長()；,(4)分流道剪切速率校核762.5.3澆口設(shè)計本模具采用改進(jìn)型側(cè)澆口進(jìn)行注射成型。側(cè)澆口具有形狀簡單，便于加工及調(diào)整尺寸，澆口位置選擇靈活，去除澆口方便、痕跡小，精度容易保證等特點(diǎn)。通過改變截面尺寸可以調(diào)整熔體的充模速度與澆口的凝結(jié)時間，以達(dá)到良好的充模狀態(tài)，可以用于各種塑料，但不足的是必須進(jìn)行去澆口處理，增加成本。下面介紹一種可以通過開模過程自動與塑件分離、在塑件上殘留痕跡很小的側(cè)澆口，也可稱之為限制性側(cè)澆口，澆口尺寸如圖所示。圖6限制性側(cè)澆口示意圖2.5.3澆口設(shè)計本模具采用改進(jìn)型側(cè)澆口進(jìn)行注射成型。側(cè)澆口772.5.4冷料穴設(shè)計冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。我們這里選用與推出桿匹配的倒錐形冷料穴,冷料穴開在主流道的末端對面的動模板上，直徑稍大于主澆道直徑，便于冷料的進(jìn)入。，其結(jié)構(gòu)如圖1—定位圈2—冷料穴

3—推桿4—動模板

圖7冷料穴2.5.4冷料穴設(shè)計冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作782.5.5拉料桿的設(shè)計冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。澆口套出料口直徑為8mm，取拉料桿的直徑與出料口相等8mm。拉料桿上部選用鉤頭Z字形結(jié)構(gòu)。材料選用45#鋼，淬火處理HRC40~45，表面粗糙度Ra1.6。與動模板的配合H8/f8，外徑尺寸取8mm。圖8拉料桿2.5.5拉料桿的設(shè)計冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其792.5.6定位圈的設(shè)計XS－ZY－125注射機(jī)的固定模板上定位孔直徑為100mm。定位圈的外徑取100mm，厚度15mm，定位圈的固定使用M6內(nèi)六角螺釘，如圖3-6所示，定位圈的材料選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3，不需熱處理。圖9定位圈2.5.6定位圈的設(shè)計XS－ZY－125注射機(jī)的固定模板上定802.6推出機(jī)構(gòu)設(shè)計由于塑件形狀簡單，所以采用普通推出機(jī)構(gòu)中的推桿推出方式。每個制件用四根頂桿頂出，其結(jié)構(gòu)簡單，推出可靠。組成注射模的推桿推出機(jī)構(gòu)的零件有：推桿、復(fù)位桿、推板導(dǎo)柱、推板導(dǎo)套、推板、推桿固定板、固定螺釘、支承釘。（1）推桿推桿的直徑選6mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取105mm。推桿材料選用，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，與型芯的配合為間隙配合H8/g7。圖10推桿2.6推出機(jī)構(gòu)設(shè)計由于塑件形狀簡單，所以采用普通推出機(jī)構(gòu)中的812）復(fù)位桿復(fù)位桿的直徑選8mm，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，長度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取105mm。3）推桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6，與動模板的配合為間隙配合H8/f8。圖11推板導(dǎo)套2）復(fù)位桿82（4）推板導(dǎo)套材料選用碳素工具鋼T8A淬火處理HRC45~48。尺寸結(jié)構(gòu)如圖3-9所示（5）推板導(dǎo)柱尺寸結(jié)構(gòu)如圖3-10所示：材料選擇：碳素工具鋼T8A熱處理為淬火處理硬度HRC52-55（6）推板推板長、寬、厚分別230、180、15mm為采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3。（7）推桿固定板推桿固定板的結(jié)構(gòu)如下圖所示，長、寬、厚與推板相同，分別為230、180、15mm，采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3。（8）固定螺釘選用M6內(nèi)六角螺釘，長度為20mm。（9）支承釘支承釘工作部分的直徑為20mm,高度為10mm。下面直徑12mm，材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理HB270-290。圖12推板導(dǎo)柱（4）推板導(dǎo)套圖12推板導(dǎo)柱832.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。（1）導(dǎo)柱的設(shè)計選用階梯型導(dǎo)柱，導(dǎo)向部分直徑25mm,高度35mm,倒角高度5mm。為減小導(dǎo)柱導(dǎo)套的磨擦，在導(dǎo)柱上開設(shè)油槽。材料選用碳素工具鋼T8A,淬火處理HRC45~48。表面粗糙度Ra0.8。2.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射模84（2）導(dǎo)套的設(shè)計選用臺肩型導(dǎo)套，導(dǎo)向部分直徑25mm,高度40mm,壁厚5mm,臺肩高度5mm。結(jié)構(gòu)如圖所示，材料選用碳素工具鋼T8A,淬火處理HRC45~48，表面粗糙度Ra0.8。圖13

導(dǎo)套（2）導(dǎo)套的設(shè)計圖13導(dǎo)套852.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿。注射過程中，澆注系統(tǒng)和模腔內(nèi)的空氣以及塑料熔體分解放出的少量氣體和低分子揮發(fā)物必須及時排出。常見的排氣方式有:①排氣槽排氣;②分型面排氣;③拼、鑲件縫隙排氣;④推板間隙排氣;⑤粉末燒結(jié)合金塊排氣;⑥強(qiáng)制排氣。由于塑件的尺寸適中，為薄殼型塑件，模具型腔空間較小，排氣量不大。另外模具的推桿較多，形成的排氣通道較多，所以可利用推桿與模板間的縫隙排氣。2.8排氣系統(tǒng)的設(shè)計塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出862.9模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計2.9.1冷卻水道的形式采用水冷的方式進(jìn)行冷卻，即在模具型腔周圍設(shè)冷卻水通道，使水在其中循環(huán)，帶走熱量，維持所需模溫。根據(jù)塑料制品的形狀及其所需冷卻溫度的要求，結(jié)合冷卻裝置的設(shè)計要求，對冷卻水道的布局進(jìn)行合理的設(shè)計，由于材料收縮率較大，應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻水道，可抑制收縮，防止變形，塑件屬薄壁塑件，水道開設(shè)在型腔上，可采用豎向排列。由于塑件屬于淺型腔件，這里選用型腔冷卻水路，能較好地對制件進(jìn)行冷卻。2.9模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計2.9.1冷卻水道的形式872.9.2冷卻計算（1）結(jié)晶型塑料最大中心層溫度達(dá)到固熔點(diǎn)時所需的冷卻時間：查表2-4得ABS的冷卻時間在15~40s之間。這里取30s。（2）冷卻水量及冷卻水道計算假設(shè)由熔融塑料放出的熱量全部傳給模具，其熱量為：2.9.2冷卻計算88冷卻時所需的冷卻水量：肥皂盒塑件注射模設(shè)計課件89根據(jù)冷卻水處干湍流狀態(tài)下的流速v與水管道直徑d的關(guān)系，確定模具冷卻水管道直徑d根據(jù)冷卻水處干湍流狀態(tài)下的流速v與水管道直徑d的關(guān)系，確定模902.9.3冷卻管傳熱面積及數(shù)量設(shè)計公式為：2.9.3冷卻管傳熱面積及數(shù)量設(shè)計91在模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水管孔數(shù)：在模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水管孔數(shù)：92第三章模架的選擇及模具工作原理3.1模架的設(shè)計(1)選擇標(biāo)準(zhǔn)模架型號中小型模架國家標(biāo)準(zhǔn)有四種基本型的結(jié)構(gòu)。因為采用整體式型腔和組合式型芯，所以選用A2型標(biāo)準(zhǔn)模架，如右圖所示。圖14

模架及尺寸圖第三章模架的選擇及模具工作原理3.1模架的設(shè)計圖14932）模架尺寸模具的長度為座板的長度，在動模板長度的上兩側(cè)各加上壓板空間尺寸20mm。即：300+40=340mm，模具寬度與動模板一致（200mm）。高度要求與注射機(jī)要求的最大、最小模具厚度適應(yīng)，XS-ZY-125注塑機(jī)要求：最大模具厚度300mm，最小模具厚度200mm，模具厚度確定為H=220mm。2）模架尺寸943）動模板設(shè)計①動模板設(shè)計尺寸為：300×200×30mm.材料為A3鋼。②動模墊板設(shè)計尺寸為：300×200×30mm.材料為A3鋼。③動模墊塊尺寸為：200×30×70mm.材料為A3鋼。④動模座板尺寸為：340×200×25mm.材料為A3鋼。（4）定模板設(shè)計①定模板的設(shè)計尺寸為：300×200×40mm.材料為碳素工具鋼淬火處理中溫回火HRC45-50。②定模座板設(shè)計尺寸為：340×200×25mm.材料為A3鋼。3）動模板設(shè)計95（5）選擇動模部分和定模部分的緊固螺釘定模部分的緊固螺釘選用M12×40的內(nèi)六角螺釘，共8個。動模部分的緊固螺釘選用M12×130的內(nèi)六角螺釘，共6個；另外M12