一 : 模具设计毕业论文之设计心得

设计事例研究
一.设计准备
1. 必需的图纸、金型仕样书的内容等的确认：
在正式的金型设计之前，下列图纸或文件通常要具备：
① 部品图；②金型设计制作仕样书；③设计制作契约书；④其他
并且要对上述资料完全理解，不明确处要得到客户的确认。
2. 把握图面的概要
部品图决定了金型设计的最终目的，必须透彻地理解。日本客户提供的部品图是按照JIS制图规定采用三角法绘制的，通常由以下部分构成：
正面图、平面图、侧面图、断面图、详细图、参考图、注记、公差一览、仕上记号一览、标题栏、其他
在视图过程中要注意以下方面：
① 公差要求较严格处；②对金型构造有影响的部位；
② 现有图面无法理解的部分；④注记中特别突出的事项
⑤特殊的材料和热处理要求；⑥部品壁厚较薄处（t<0.6mm）
⑦部品壁厚较厚处；⑧外观上有无特别仕样要求
⑨三维曲面部分；⑩设计者、日期、纳期、价格等
3. 部品立体形状的理解
部品图是二维绘制的，要通过视图转换成设计者头脑中的三维形状，而手绘立体图对此很有帮助。
准备好纸和铅笔。
首先绘制出制品的大致外形轮廓，然后再根据自己对部品图的理解，绘制出部品各部位的断面图。
上述这些对将来分型面的确定、入子的分割非常重要。如果条件允许，使用粘土等辅助物来帮助理解会更好。
4.标题栏的检讨
部品图的标题栏一般注明了图面中的公差、部品的材料等一些内容，必须要认真研读。
①部品名；②图名；③图番；④材质（包括收缩率）；⑤仕样，指材质的详细仕样，如生产厂家、商品名、树脂代号；⑥尺度；⑦设计者；⑧变更栏；
5.注记部分的检讨
⑴浇口种类、位置、数量
如无特殊要求，则金型设计者在自行决定后需征得客户的同意。
⑵入子分割线的要求
由于入子分隔线会在制品表面形成接痕，影响外观，尤其对折叠部位有害，所以设计者应遵守部品图的规定。
⑶成型品表面划伤等缺陷的规定
金型设计者应避免可能发生上述缺陷的金型结构设计。
⑷未注公差的要求。
⑸成型品形状及尺寸上的变更需征得客户的同意，作为金型设计者来说，不可自行决断。
⑹主视图的检讨
主视图是图面中尺寸较集中的地方，确认两侧公差及片侧公差，并标记其中较严格者。
⑺其他各视图的检讨。方法同上
⑻必要型缔力的检讨
熔融树脂在注射时，会在金型分型面上产生一个相当大的注射压力。如注射机最大型缔力小于注射压力，则模板之间就会产生缝隙，发生溢边现象。必要型缔力的计算如下：

设计事例研究
一.设计准备
1. 必需的图纸、金型仕样书的内容等的确认：
在正式的金型设计之前，下列图纸或文件通常要具备：
① 部品图；②金型设计制作仕样书；③设计制作契约书；④其他
并且要对上述资料完全理解，不明确处要得到客户的确认。
2. 把握图面的概要
部品图决定了金型设计的最终目的，必须透彻地理解。日本客户提供的部品图是按照JIS制图规定采用三角法绘制的，通常由以下部分构成：
正面图、平面图、侧面图、断面图、详细图、参考图、注记、公差一览、仕上记号一览、标题栏、其他
在视图过程中要注意以下方面：
① 公差要求较严格处；②对金型构造有影响的部位；
② 现有图面无法理解的部分；④注记中特别突出的事项
⑤特殊的材料和热处理要求；⑥部品壁厚较薄处（t<0.6mm）
⑦部品壁厚较厚处；⑧外观上有无特别仕样要求
⑨三维曲面部分；⑩设计者、日期、纳期、价格等
3. 部品立体形状的理解
部品图是二维绘制的，要通过视图转换成设计者头脑中的三维形状，而手绘立体图对此很有帮助。
准备好纸和铅笔。
首先绘制出制品的大致外形轮廓，然后再根据自己对部品图的理解，绘制出部品各部位的断面图。
上述这些对将来分型面的确定、入子的分割非常重要。如果条件允许，使用粘土等辅助物来帮助理解会更好。
4.标题栏的检讨
部品图的标题栏一般注明了图面中的公差、部品的材料等一些内容，必须要认真研读。
①部品名；②图名；③图番；④材质（包括收缩率）；⑤仕样，指材质的详细仕样，如生产厂家、商品名、树脂代号；⑥尺度；⑦设计者；⑧变更栏；
5.注记部分的检讨
⑴浇口种类、位置、数量
如无特殊要求，则金型设计者在自行决定后需征得客户的同意。
⑵入子分割线的要求
由于入子分隔线会在制品表面形成接痕，影响外观，尤其对折叠部位有害，所以设计者应遵守部品图的规定。
⑶成型品表面划伤等缺陷的规定
金型设计者应避免可能发生上述缺陷的金型结构设计。
⑷未注公差的要求。
⑸成型品形状及尺寸上的变更需征得客户的同意，作为金型设计者来说，不可自行决断。
⑹主视图的检讨
主视图是图面中尺寸较集中的地方，确认两侧公差及片侧公差，并标记其中较严格者。
⑺其他各视图的检讨。方法同上
⑻必要型缔力的检讨
熔融树脂在注射时，会在金型分型面上产生一个相当大的注射压力。如注射机最大型缔力小于注射压力，则模板之间就会产生缝隙，发生溢边现象。必要型缔力的计算如下：

F=P×A F：必要型缔力（Kg）
P：注射压力（Kg/cm2），取300～500，视成型条件而定
A：制品在注射方向上的投影面积cm2
⑽必要射出体积的检讨
在选择注射机时，要进行射出体积的检讨。
包括聊吧、制品在内的体积总和要小于注射机最大注射量的1/2～2/3
⑾其他事项
如客户提供的资料不全，需跟客户联系，取得全部资料。
使用彩笔标记出自己认为较重要的，以利于下一步的设计。
二.成型品基本图的设计
下图是金型设计工作的大致流程：
初期检讨→成型品基本图设计→金型构造设计→部品图设计→检图→出图
塑料注射金型的设计从成型品基本图的设计入手，其正确与否决定了成型制品的好坏。
下面就成型品基本图的设计手法进行讲解：
1. 了解成型材料的特性
最关键的是流动性能的好坏和收缩率的大小
2. 可充填性的检讨
应全面考虑以下几个方面:
① 型腔可否完全填充；②溶接痕的位置；③气泡的发生；
③ 成型品的变形；⑤点浇口的切断痕；⑥其他
在设计工作中，根据工作条件，采用下述方法来分析验证：
① 类似金型的比较；②流动比（L/T）的计算；③CAD、CAE
3. 浇口位置的确定
4. 浇口形状的确定
5. 分型面的确定
应参照下述原则:
① 尽量采用平面;②易于加工;③无离型不良发生;④外观上分割线无影响处.
6. 金型制作寸法的决定
由于塑料冷却以后的收缩性，故金型制作寸法要考虑“成型收缩率”，方法如下：（以收缩率0.2%为例）
①两侧公差: L=25±0.05 →L0=1.02×25=25.5
②片侧公差: L=3-0.2 →L0=[(3+2.8)/2]×1.02=2.96
经过上述方法计算出的寸法，要经过以下两方面的补正：
① 金型制作上可修改性的补正。
② 奇数寸法的偶数化。
7. 拔模斜度的决定（固定侧）
为防止离型不良，有必要在固定侧型芯处设置拔模斜度，但要在成型品公差范围内，一般以30’～3°为宜。
8. 拔模斜度的决定（可动侧）
如有必要，可动侧也可加拔模斜度，但一般可不加。如有顶出不良，可通过加装顶杆的方法来解决。
9. 顶杆的配置
按照以下原则：

① 顶出面积尽可能大，因细小的顶杆孔难以加工。
② 尽量采用圆顶杆，因方顶出孔难以加工（但利用镶件分割线做出的较简单）。
③ 顶杆要配置在型芯附近。
④ 顶杆孔周围最小1mm壁厚保证。
10. 生产数的记入
三.金型构造设计
成型品基本图完成以后，即可开展最重要的工作-金型构造图面的设计。这部分工作占金型设计全部研讨工作的80%。下面就是具体的设计流程：
1. 成型机金型取付仕样的确认：
① 滑杆间距的确认
金型大小不可超过滑杆间距，通常要留20mm以上的安全距离。
② 最小型厚的确认
金型的型厚要大于注射机的最小型厚
③ 最大开模行程的确认
④ 最大锁模力的确认
⑤ 理论射出容量的确认
⑥ 定位圈直径的确认（以选择定位圈型号）
⑦ 注射机喷嘴先端形状的确认（以选择浇口套型号）
⑧ 最大型厚的计算
T=最小型厚+最大开模距离-S1-S2-S
2. 型腔配置方法的检讨
对于多型腔模具而言，要妥善安排型腔位置，使之投影中心完全位于模架中心上，并使流道最短地达到均衡进料。
3. 型腔壁厚度的确定
见P126～P131附录论述
4. 模架的选择
对于塑料注射模具而言，模架均已标准化。我公司均采用日本FUTABA（双叶）的模架。在选择模架时，除了大小规格外，应确认以下方面：
① 导柱导套的位置，有的导柱在固定侧，而有的在可动侧。根据需要来选择。
② 对于各模板的厚度，应结合成型品基本图来确认。一般来说，要使镶件非成形部分的长度在30mm左右为宜。
③ 目前我们有FUTABA的标准模架CAD库，可使用它来快速生成模架图。
. 分型动作的决定
在模板厚度确定后，进行分型动作的检讨。
① 固定侧型板与流道板之间的开模距离S1
S1=点浇口套长度+浇口套长度+10～20
② 流道板与固定侧座板之间的开模距离S2
S2=拉料勾勾头长度+3mm安全距离
③ 止动螺栓长度决定
L=固定侧型板厚+S1
④ 止动螺栓头部长度决定
⑤ 支撑导柱长度决定
L=固定侧型板厚+S1+流道板厚+S2+固定侧座板厚

⑥ 拉料勾长度决定
⑦ 流道顶出装置决定
⑧ 浇口套周边机构决定
⑨ 要做到使成形品顶出后自然落下的模具布局
6. 浇口套采用PUNCH市贩品
7. 开模次序的确定,并采用相应机构来确保这种开模次序的实现.
8. 流道从流道板顺利脱出的方法:
采用RUNNER EJECTING SET(MISUMI市贩品)
9. 支撑柱配置的检讨
在注射时,注射机会在可动侧型板的底部产生一个瞬间的注射压力,引起型板变形.为防止此种现象发生,可在模架中设置支撑柱,以不妨碍顶杆和力征安排在每个型腔附近为原则.
10. 冷却水孔的决定
为了恒定模具温度，必须开设冷却水孔，通以冷却用水。
冷却水孔的大小与冷却效率关系不大，中等大小的模具一般采用ф8.5的水孔即可，接口处采用PT1/8的管螺纹。
冷却水孔的位置与数量与冷却效果有密切关系，在确定时，应尽可能地靠近型腔和尽可能地多，但不要发生干涉。
11. 顶出部分的配置
结合成形品基本图，合理配置顶杆位置，注意不要与冷却水孔及支撑柱等部件发生干涉。
12. 浇口套的配置
本公司均采用PUNCH公司的标准部品。
浇口套头部SR寸法要比注射机喷嘴的SR寸法大1mm左右。
浇口套开口处ф寸法要比注射机喷嘴的ф寸法大0.5mm左右。
对于锥度来说，采用片侧1°比较好。
13. 定位圈的配置
结合成形机仕样，采用PUNCH市贩品。
14. 排气道的配置
为了使型腔内空气顺利排出，有时需设排气道。不过一般设计中不予考虑，生产中如发现有排气不良，再予以解决。
15. 顶出导柱与顶出导套的设计
为了提高顶出部件运动的精度，从而延长顶杆、型芯寿命，防止顶杆拉伤，可设计顶出导柱与顶出导套。
16. 部品番号的确定
本公司制定有金型用部品番号的命名规则，按此规则进行确定。
17. 其他
至此，金型的构造设计基本完成。


四.部品图设计
在进行构造设计完成以后，根据成形品基本图和金型构造图进行金型部品图设计，包括下述内容：
⑴设计需加工的部品图面。
⑵外构件追加工部品图面。
⑶购入部品仕样书。

“www.61k.com。

1. 型腔部分的设计：
⑴从金型构造图中把型腔部分的外形提取出来。X-Y方向与模板嵌合，注意公差与配合。Z方向采用螺钉或挂钩或键固定均可。
⑵成形部分形状与寸法
根据成形品基本图来决定，并考虑以下方面：
① 成形品寸法公差。
② 与别的部品之间的关系（配合）等。
③ 便于金型的修正。
④ 机械加工方法所能达到的加工能力。
⑤ 加工费用。
⑥ 其他。
⑶型芯均采用挂钩的形式与型腔件配合，X-Y方向用公差来严格控制。
⑷浇口设计
⑸固定方法
⑹材质、硬度的决定
考虑以下方面：
① 成形品的形状、寸法精度维持机能。
② 成形品表面品质决定机能。
③ 耐冲击，刚性、强度要足够。
④ 耐腐蚀性。
⑤ 耐磨性。
⑥ 机加工性。
⑦ 镜面特性。
⑧ 热传导性。
⑨ 热处理性。
⑩ 材料价格。
2. 固定侧型芯的设计
形状与寸法根据成形品基本图确定。
材质的选择参考上面的内容。
可动侧型芯、型腔设计大致与固定侧相同，但多出顶出部分的设计内容。
至此，金型部品图中与成形有关的部分已完成，下面进行金型构造部分的部品设计。

五.检图
部品图设计完了以后要进行检图，这与设计工作同等重要。在投入生产前发现错误，要比在生产中或完成后才发现要节省大量的金钱与精力。
检图工作，可由设计者自身承担，也可由第三者担任。在检图中应把握如下原则：
⑴详细设计、重要设计检查时，最好在精力充沛时进行。
⑵连续工作1～2小时，应休息10～15分钟，保持头脑清醒。
⑶不要惧怕失败，在失败中取得成长的经验。
⑷不要从详细设计着手，应从总体方案开始，这样容易发现大的原则性的错误。
⑸可调查类似金型在使用过程中发生的问题，并与自己的设计工作相对照。
检图工作主要内容如下：
1. 重要的原则性的项目

⑴根据型芯、型腔明细表，有无遗漏设计的部分。
⑵金型取数是否合适。
⑶分型面的设置是否正确？是否满足金型仕样书的要求？
⑷型腔可否完全填充？
⑸制作费用是否在预算范围内？
⑹成形品生产成本是否在预算范围内？
⑺金型纳期可否完成？
⑻为保证纳期，是否采取了合理的措施？
⑼成形品型腔可否顺利脱出？
⑽成形品型芯可否顺利脱出？
⑾浇口、流道的配置有无不当？
⑿冷却水道有无干涉处？
⒀支撑柱、顶杆、定出导向柱有无干涉？
⒁成形收缩率计算是否正确？
⒂镶件分割方式是否正确？
⒃两侧相互配合的部件设计是否正确？
⒄成形机取付仕样是否满足要求？
⒅其他特殊要求是否满足？
2. 金型构造方面的检讨
⑴目前的设计正确与否，有无可以改进之处？
⑵树脂流动的预想是否正确？
⑶型芯、型腔离型对策正确与否？
⑷滑块与滑动型芯的设计是否正确？
⑸配合处公差是否正确？
⑹排气道是否合适？
⑺配合间隙是否合适？
⑻装配时是否困难？
⑼拆卸是否方便？
⑽对白化现象有无预防？
⑾两侧各部件之间有无干涉？
3. 进行详细检讨的部分：
⑴有无尺寸相互不一致处？
⑵断面形状正确与否？
⑶部品个数是否正确？
⑷部品材质是否正确？
⑸型板刚性是否满足要求？
⑹型腔刚性、强度是否满足要求？
⑺浇口形状是否合适？
⑻加工方法是否经过妥善考虑？
⑼电极设计是否正确？
⑽标准部品发注书是否有误？
⑾客户仕样变更部分是否已全部变更？
⑿废旧图面是否已被替换？
⒀寸法公差、表面粗糙度有无过于严格处？
⒁机械加工性是否适当？

二 : 鼠标下盖注射模具设计毕业论文39

湖北省高等教育自学考试本科毕业生论文 毕业论文（设计）

题 目：鼠标下盖注射模具设计

准考证号：018011110323

姓 名：汪超

系 别：机电工程系

专业班级：10级模具三班

指导教师：于海

完成时间： 2011 年 5 月 20 日

武汉工业学院继续教育学院自考办公室制

目 录

第一章 零件的工艺分析…………………………………………4

1.1 材料的选择……………………………………………… 4

1.2

第二章

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

1.

2.

3.

2.6

2.7

产品工艺性与结构分析…………………………………5 模具结构设计…………………………………………… 6 型腔数量以及排列方式…………………………………6 初选注射机。………………………………………………6 分型面的设计……………………………………………7 浇注系统与排溢系统的设计……………………………9 成型零件的设计…………………………………………15 凹模的设计…………………………………………15 型心尺寸的计算……………………………………21 模具型腔侧壁和底版厚度的计算…………………26 推出机构的设计…………………………………………29 侧向分型与抽芯机构的设计……………………………32

前言

一、毕业设计是在修完所有课程之后，我们走向社会之前的一次综合性设计。在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位

置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们以后从事模具职业打下了良好的基础。

本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助，在此一一表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。

在编写说明书过程中，我参考了《塑料模成型工艺与模具设计》、《实用注塑模设计手册》和《模具制造工艺》等有关教材。引用了有关手册的公式及图表。但由于本人水平的有限，本说明书存在一些缺点和错误，希望老师多加指正，以达到本次设计的目的。

一、 塑料成型技术的发展趋势

一副好的塑料模具与模具的设计、模具材料及模具制造有很大的关系。塑料成型技术发展趋势可以简单地归纳为一下几个方面:

1. 模具的标准化 为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要，目前我国标准化程度只达到20％。注射模具零部件、模具技术条件和标准模架等有一下14个标准：

当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置；精密标准模架、精密导向件系列；标准模板及模具标准件的先进技术和等向标准化模块等。 2.

3.

4.

加强理论研究 塑料制件的精密化、微型化和超大型化 新材料、新技术、新工艺的研制、开发和应用

各种新材料的研制和应用，模具加工技术的革新，CAD/CAM/CAE技术的应用都是模具设计制造的发展趋势。

第二节 塑料模具的分类

塑料模具的分类的方法很多，按照塑料制件的成型方法不同可以分为以下几类：

1.

2.

3.

4.

5. 注射模（又称注塑模）； 压缩模； 压注模； 挤出模； 气动成型模。

以上是常见的成型方法，还有泡沫塑料成型模、搪塑模、浇铸模、回转成型模、聚四氟乙稀压锭模等。

第三节 毕业设计应达到的要求

通过这次毕业设计，应达到学校对毕业设计的要求，同时对于本具体的塑料注射模的设计，应达到如下目的：

6. 更深入了解聚合物的物理性能、流动性、成型过程中的物理、化学变化以及塑料的组成、分类及其性能。

7. 更深入了解塑料成型的基本原理和工艺特点，正确分析成型工艺对模具的要求。

8. 掌握各种成型设备对各类模具的要求。

9. 掌握各类成型模具的结构特点及设计计算方法，能设计中等复杂模具。

10. 具有分析、解决成型现场技术技术问题的能力，包括具有分析成型缺陷产生的原因和提出克服办法的能力。

11. 在设计中熟练使用Pro Engineer和UG等3D造型软件和Auto CAD等2D绘图软件。

12. 结合以前学过的各门课程，综合运用各种知识来完善这次毕业设计。

13. 在设计过程中，还应该注意了解塑料模具的新工艺、新技术和新材料的发展动态，阅读外文资料，学习掌握新知识，更好地为本设计和振兴我国的塑料成型加工技术服务。

关键词： 鼠标外壳、ABS、注射模具结构、侧向抽芯、成型零件工艺、装配。

第1章

零件的工艺分析

1.1 材料的选择

本产品为鼠标的外壳后盖，首先从它的使用性能上分析必须具备有一定的综合机械性能包括良好的机械强度，和一定的耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电器性能。能满足以上性能的塑料材料有多种，但从材料的来源以及材料的成本考虑，ABS更适合些。ABS是目前世界上应用最广泛的材料，它的来源广，成本低，符合塑料成型的经济性。因此，在选用材料时，考虑采用ABS，并且作为鼠标的一个外壳后盖ABS能满足它的使用性能合成型特性。

料件有较好的光泽。密度为1.02～1.05g/cm3，ABS（抗冲）收缩率为0.3～0.8，ABS（耐热）收缩率为0.3～0.8。ABS具有及好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速降解。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰酸醋、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS

鼠标下盖注射模具设计毕业论文39_模具设计论文

有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是赖热性不高，连续工作温度为70°C左右，热变形温度约为93°C左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。

根据ABS中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。

二、主要用途

ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等，还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可以用来制作纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、农药喷雾器及家具等。

三、成型特点

ABS在升温是粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在50～60°C，要求塑件光泽和耐热时，应控制在60～80°C。

四、ABS注射参数

注射类型：螺杆式

螺杆转速：30～60r/min

喷嘴类型：形式 直通式；温度 180～190°C

料筒温度：前段 200～210°C；中段 210～230°C；后段 180～200°C 模具温度：50～70°C

注射压力：70～90 MPa

保压力 ：50～70 MPa

注射时间：3～5 S

保压时间：15～30 S

冷却时间：15～30 S

成型时间：40～70 S

1.2 产品工艺性与结构分析

1.21 尺寸的精度

影响尺寸精度的因素很多。首先是模具的制造精度和模具的磨损程度，其次是塑料收缩率的波动及成型时工艺条件的变化、塑件成型后时效变化和模具结构形状等。因塑件的尺寸精度往往不高，应在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。

塑件公差数值根据SJ1372-78塑料制件公差数值标准确定。精度等级选用根据SJ1372-78选择，本零件配合要求不高，精度等级选择一般精度，为４级精度，无公差值者，按８级精度取值，如表１所示。

表１ 塑件尺寸公差（㎜）

塑件冷却时收缩会使它紧紧包紧型芯或型腔中的凸起部分，因此，为了便于从塑件中抽出型芯或从型腔中脱出塑件，防止脱模时拉伤塑件，在设计时必须塑件内外表面沿脱模方向留有足够的斜度。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率。在不影响塑件的使用前提下，脱模斜度可以取大一些。

在开模后塑件留在型腔内，查表可知ABS的脱模斜度为：型腔：40ˊ～1°20ˊ；型芯：35ˊ～1°。如果开模后塑件留在型腔内时，塑件内表面的脱模斜度应大于塑件外表面的脱模斜度，即以上值反之。在本次设计的塑件中，设ABS的脱模斜度为：型腔：1°，型芯：50ˊ。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。

五、壁厚

塑件的壁厚对塑件的质量有很大的影响，壁厚过小成型时流动阻力大，大型塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足一下几方面要求：具有足够的

强度和刚度；脱模时能够受推出机构的推出力而不变形；能够受装配时的紧固力。查热塑性塑件最小壁厚及推荐壁厚可知， ABS制件最小壁厚为0.8㎜，中型塑件推荐壁厚为1㎜。

同一塑件的壁厚应尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生附加内应力，使塑件产生翘曲、缩孔、裂纹甚至开裂。塑件局部过厚会出现凹痕，内部会产生气泡。在要求必需有不同壁

厚时，不同壁厚的比例不应超过１∶３，且应采用适当的修饰半径以减缓厚薄过渡部分的突然变化。

综上，根据塑件的使用性能要求，本塑件的壁厚取值本塑件的壁厚δ为1.5㎜。

六、圆角

塑件除了有使用要求的部位要采用尖角外，其它转角处都应用圆角过渡，这样才不会因在转角处应力集中，在受力或冲击震动时发生破裂，甚至在脱模过程中由于成型内应力而开裂，特别是在塑件的内角处。通常，内壁圆角半径应是壁厚额一半，而外壁圆角半径为壁厚的1.5倍，一般圆角不小于0.5㎜。。

塑件各个圆角半径参见塑件零件图。

七、孔的设计

由于需要，本塑件有设置圆柱孔和其他形式的通孔，其结构参数见零件图。由于这些孔结构不是很复杂，可以用机械加工或电火化加工即可。

第2章

模具结构设计

注射模具的典型结构有单分型注射模、双分型注射模、斜导柱侧向分型与抽芯注射模、斜滑块侧向抽芯注射模、带有活动镶件的注射模、定模带有推出装置的注射模等等。

跟据塑件的结构特征和使用要求，本模具采用双分型面结构，其中一个分形面是为了使浇注系统的冷凝料自动脱落下来，而另外一个分型面则是用于脱模了。

由于本塑件侧壁有2个与开模方向不一致的凹槽，所以必须首先将成型这部分的型芯脱离出件，才能将整个塑件从模具中脱出。这种型芯通常称为侧型芯，并加工成可动形式。

这里考虑开模时侧向抽芯与分型与塑件的推出同步，故可采用斜滑块外侧抽芯机构。这里采用斜导柱在定模上，滑块在动模上的注塑模结构。斜滑块使用压条安装在动模凹槽内，可以沿凹槽滑动。斜导柱固定在定模上。斜导柱与滑块上的斜孔一般采用H8/f8或H8/f7的配合，在开模时，滑块随着动模沿斜导柱向外侧运动，脱离出件。为了保证制品的精度（考虑到只靠导柱对斜滑块进行定位，怕强度不够，影响制品的尺寸精度）应为斜滑块设计定位装置。这里采用限位块的形式，将它与斜滑块之间为斜面配合。把限位块与定模做成整体式，这样在注塑是对滑块起到定位作用，从而保证了制品的尺寸精度。

2.1型腔数量以及排列方式

本塑料制件为鼠标的外壳，生产的批量较大，为了提高生产效率，但又要保证产品的一致性，故不宜采用一模多腔的形式：每增加一个型腔，由于型腔的制造误差和成型工艺误差的影响，塑件的尺寸精度要降低约4%~8%，因此多型腔模具（n>4）一般不能生产高精度的塑件。因此，本模具可采用一模两腔的形式，其布局示意图如下：

2.2 初选注射机

注塑模具是安装在注射机上使用的。在设计模具时，除了应掌握注射成型工艺过程外，还应对所选用的注射机的有关技术参数有全面的了解，以保证设计的模具与使用的注射机相适应。注射机是生产热塑性塑料制件的主要设备，按其外

形注射机可分为立式、卧式和角式三种，应用较多的是卧式注射机。

(一)注塑量校核

模具型腔能否充满与注塑机允许的最大注塑量密切相关，设计模

式中 n——型腔数量，取双型腔

m1——单个塑件的质量和体积（g或cm3）

m2——浇注系统所需塑料质量和体积 （g或cm3）

V——塑件的体积（cm3）

m——注塑机允许的最大注塑量（g或cm3）

(二) 塑件锁模力校核

在确定型腔的数量后确定注射机的类型，参考教材《塑料成型工艺与模具设计》式4-3：按注射机的额定锁模力确定型腔数目n≤F-PA2/PA1

式中 F——注射机的额定锁模力（N）；

A1——单个塑件在模具分型面上的投影面积（㎜2）； A2——浇注系统在模具分型面上的投影面积（㎜2）； P——塑料容体对型腔的成型压力(MPa)，其大小一般是注射压力大小见本说明书表二。

由上面的公式得F≥PA2+PA1×n

p值查本说明书表二（注射压力在60～100之间），取中间值p=80 Mpa，A1=9828㎜2，A2=112㎜2，故F≥80×130＋80×9828×2

=8960＋1572480

=1582880(N)

合1582.88 KN。

本模具所需要的锁模力≥1581.44 KN，符合条件的注射机有多种，在此是初步选用XS-ZY-250注射机。下面是XS-ZY-250注射机的技术规格：

表三

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注塑加工时所需注塑压力与塑料品种，塑件形状和尺寸，注塑机类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。选择的注塑机的注塑压力必需大于成型制品所需的注塑压力。

(三)注射压力的校核

由ABS注射参数可知，注射压力为70～90 MPa，注射机额定注射压力为119MPa。符合要求。

(四)模具安装尺寸校核

喷嘴尺寸,模机外形尺寸及模具厚度均应在注塑机所要求的技术规格范围内.模具主浇道中心线与料筒、喷嘴的中心线相一致，喷嘴头的凸球面比较、半径Rn与主浇道始端凹球面半径Rp、喷嘴的孔径dn与主浇道衬套的孔径dp之间，分别保持如下关系：

Rp＞Rn， dp＞dn

则 16mm＞12mm 3mm＞2mm 所以合适。

(五) 开模行程的校核

开模

模具安装在注射机上必须使模具的中心线与料筒、喷嘴的中心线重合。因此，定位圈的中心线要和喷嘴的中心线重合，本设计也能满足要求（详见浇注系统设计）。

３. 模具厚度 本模具闭合高度H＝355.5㎜，注射机允许的闭合高度为Hmax＝370㎜，Hmin＝355.5 ㎜，显然Hmin?H?Hmax，满足要求。

2.3 分型面的设计

分型面是决定模具结构形式的重要应素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系，并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键。

选择分型面时一般应尊循以下几项基本原则：

1.

2.

分型面应选在塑件外形最大轮廓处； 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；

3.

4.

5.

6.

7.

8. 保证塑件的精度要求； 满足塑件外观质量的要求； 便于模具的加工与制造； 对成型面积的影响； 排气的效果的考虑； 对侧向抽芯的影响。

根据分型面选择的原则，通过综合分析比较，确定以下的两个方案：单分型面和双分型面。

方案一：双分型面

选用双分型面形式的优点：模具进料均匀、平稳。

选用双分型面形式的缺点：增加模具的结构复杂性，增加模具的厚度，而且在制品的外表面易留下点浇口的痕迹。不符合模具的加工经济性。

方案二：选用单分型面结构的示意图如下：

选用单分型面的优点：使模具的结构简单化，减小模具的厚度，也节省了模具材料，且在脱模后塑料制件的外表面无浇口的痕迹。进料的距离也大大的缩短了。

从以上的两个方案进行比较，采用方案二（单分型面）比采用方案一（双分型面）更符合要求，方案二符合了模具的加工经济性，因此，本模具宜采用双分型面的形式。

2.4 浇注系统与排溢系统的设计

浇注系统的设计是注射模具设计的一个重要完节，它对获得优良性能和理想性能的塑料制件以及最佳的成型效率有直接应响，是模具设计者重视的技术问题。

对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则：

1.

2.

3.

4. 采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失； 浇注系统设计应有利于良好的排气； 便于修整浇口以保证塑件外观质量； 浇注系统应结合型腔布局同时考虑。

从给出的塑料制件看，既要保证塑件的外观要求，又要考虑浇注系统设计的几项原则。

2.41 主流道

复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理。

主流道的设计参考教材《塑料成型工艺与模具设计》P114表5-2主流的部分尺寸：

查《模具设计与制造简明手册》P386表2-40常用热塑性塑料注射机型号和主要技术规格XS-ZY-250：

喷嘴球半径=ф18㎜；主流道小端直径=4㎜。

则主流道小端直径d=4+1=5㎜;

球面配合高度h取4㎜；

主流道锥角α取40 ；

主流道球面直径SR=18+3=21㎜;

L和D还待定。

2.42 分流道设计

分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失尽可能小，能使塑料熔体均衡地分配到各个型腔。

在设计时考虑到以上的原则有两种设计形式：圆形截面分流道和梯形截面分流道。下面是这两种形式的比较：

圆形截面分流道：在相同截面积的情况下，其比面积最小，它的流动性和传热性都好。

梯形截面分流道：在相同截面积的情况下，其比面积大，塑料熔体热量散失及流动阻力均不大。

比较以上的两种形式，再考虑加工的经济性，采用圆形截面分流道更符合设计的要求，故本模具的分流道设计形式采用了圆形截面分流道的形式。

2.43 浇口的设计

浇口是浇注系统中截面积最小的部分，但却是浇注系统的关键部分

2.44 冷料井的设计

冷料井又称冷料穴，它是为贮存两次注塑间隔产生的冷料头。防止冷料头进入型腔造成制品熔接不牢，影响制品质量，甚至堵住浇口，而造成成型不良。冷料井常主流道末端。冷料井的直径稍大于主流道大端直径，长度一般取主流道直径的1.5～2倍。冷料井与拉料杆头部结构紧密相连。这里采用最常用的Z形头拉料杆冷料井。

2.45排溢系统设计

当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填料等缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦，同时积存气体还会产生反向压力而降低充模速度。因此设计时必须考虑排气问题。注射模成型时排气通常以如下四种方式进行：

1.

2.

3.

4. 利用配合间隙排气； 在分型面上开设排气槽排气； 利用排气塞排气； 强制排气。

根据塑件的结构特点和型芯型腔以及模具的结构，本副模具因为型芯是采用镶拼结构，固采用利用间隙配合排气，同时，钳工在加工时，适当在分型面上开设很小的排气槽（ABS排气槽深度为0.03㎜）。

2.5 成型零件的设计与计算

成型零件决定塑件的几何行状和尺寸。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑料间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高强度、刚度及较好的耐磨性能。

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模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件即成型零件设计，包括凹模、型芯、镶块、凸模和成型杆等。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键零件进行强度和刚度校核。

一、模具材料的选择

根据模具的生产条件和模具的工作条件需要，结合模具材料的基本性能和相关的因素，来选择适合模具需要的，经济上合理、技术上先进的模具材料。对于一种模具，如果单纯从材料的基本性能考虑，可能几种模具材料都能符合要求，然而必需综合考虑模具的使用寿命、模具制造工艺过程的难易程度、模具制造费用以及分摊到制造的每一个工件上的模具费用等多种因素，进行综合分析评价，才能

得出符合

1. 模具材料的冶金质量及其它考虑因素 冶金质量也对模具材料的性能有很大的影响，只有优秀的冶金质量，才能充分发挥模具材料的各种性能。常考虑的冶金质量指标有：冶炼质量，锻造轧制工艺，热处理和精加工，导热性，精料和制品化等。其它还要考虑选用的模具材料的价格和通用性。

总之，选用高质量、高性能、高精度的模具材料的精料和制品，高效率、高速度低成本地生产高质量的模具，已经成为当前工业发达国家模具制造的主要发展趋势，我国也正在向这一方向发展。

以下成型零件材料就根据以上原则选择。

2.51 凹模的设计

为了提高零件的加工效率，装拆方便，保证两个型腔形状，尺寸一致，采用整体式凹模结构。在凹模与定模板间的配合用

影响成型零件的尺寸因素有：

1.塑件的收缩率，其值为δs=（Smax-Smin ）Ls;

式中 δs——塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差；

Smax——塑料的最大收缩率；

Smin——塑料的最小收缩率；

Ls ——塑件的基本尺寸。

H7m6。

2.模具成型零件的制造误差；

参考《塑料成型工艺与模具设计》P所列出的经验值，成型零件的制造公差约占塑件总公差的-,或取IT7-IT8级作为模具制造公差。模具成型零件制造公3411

差用δz表示。

收缩率的波动引起塑件尺寸误差随塑件的尺寸增大而增大。在计算成型零件时，所用到的收缩率均用平均收缩率来表示S=

式中 S——塑件的平均收缩率；

Smax——塑料的最大收缩率；

Smin——塑料的最小收缩率。

计算公式参考教材P151式（5-18）：

?δz?δz (LM)0 =[(1+ S)LS–(0.5~0.75)Δ]0 Smax-Smin2×100%

式中 S——表示塑料的平均收缩率；(S=0.55%)

LS——表示塑件的基本尺寸；

Δ——表示塑件尺寸的公差；

δZ——取Δ/3。

当制件的尺寸较大、精度级别较底时式中取0.75，当精度级别较高时式中取0.5。本塑件为鼠标的外壳其精度要求较高，故在本设计中取0.75。

腔深度的计算：

2.52 型心尺寸的计算

型心尺寸的计算公式参考教材P151式5-19：

(LM)0 =[(1+ S)LS+0.75Δ]0 ?δz?δz

式中 S——表示塑料的平均收缩率；(S=0.55%)

LS——表示塑件的基本尺寸；

Δ——表示塑件尺寸的公差；

δZ——取Δ/3。

当制件的尺寸较大、精度级别较底时式中取0.75，当精度级别较高时式中取0.5。本塑件为鼠标的外壳其精度要求较高，故在本设计中取0.75。

型芯高度尺寸的计算

运用平均收缩率法：

(hm)–δz =[（1+Scp）LS+1/3Δ]–δz

HＭ————型芯高度尺寸（mm）

δz————型芯高度制造公差（mm）

(hm)–δ=[(1+0.55%)×14+0.16/3]–δ

=14.097

中心距离的尺寸计算

中心距离尺寸的计算公式参考教材P151式5-22：

(CM)?δZ/2=(1+S) CS?δZ/2

式中 S——表示塑料的平均收缩率；(S=0.55%)

CS——表示塑件的基本尺寸；

Δ——表示塑件尺寸的公差；

δZ——取Δ/3。

2.53 模具型腔侧壁和底版厚度的计算

塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底版厚度过小，可能因硬度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足产生翘曲变形导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度和顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚。

矩形型腔的结构尺寸计算

在本模具设计中采用了整体矩形型腔。

整体式矩形型腔，这种结构与组合式型腔相比刚度较大。由于底板与侧壁为一体，所以在型腔底面不会出现溢料间隙，因此在计算型腔壁厚时变形量的控制主要是为保证塑件尺寸精度和顺利脱模。矩形板的最大变形量发生在自由边的中点上。壁厚的计算公式参考《模具设计与制造手册》表2-158凹模侧壁和底板厚度的计算。S=cpa

E?4

式中 C——常数，其值由型腔的高度与型腔的长度之比确定。

查教材表5-17矩形型腔壁厚推荐尺寸，取45 mm。所以本模具型腔的壁厚值为

45 mm。

底板厚度计算.

由于熔体压力，板的中心将产生最大变形量。按刚度条件，型腔厚度为h=c??pd4

E[?]

式中 C，——常数，其值由型腔的高度与型腔的长度之比确定。因型腔的高度与型腔的长度之比=14/119.52=0.117135，查手册得C=1.4；

P——型腔压力，一般取25~45MPa，在此取40 MPa；

a——型腔的深度。其值为10.；

E——弹性模量。钢的取2.1×105；

δ——允许变形量，查教材表5-12ABS为≤0.05，在此取0.01。

h==c??pd4E[?] 4530.0226?40?842.1?10?0.01 =32.17 mm

查手册的推荐值在此取37 mm。

动模垫板厚度的确定

查《模具设计与制造手册》动模垫板厚度的推荐值，塑件在分型面上的投影面积为（119.52×64）×2=15298.56合152.98，在100~200的范围内，则垫板的厚度为30~40，在此取40mm。

2.6 推出机构的设计

推出机构的设计主要考虑以下几项的原则：

1.

2.

3.

4.

5. 推出机构应尽量设计在动模的一侧； 保证塑件不因推出而变形损坏； 机构简单动作可靠； 保证良好的塑件外观； 合模时的真确复位。

在本模具的设计过程中采用推杆的形式对塑件进行脱模，其具体的布置情况考虑平衡受力的原则。

2.61 脱模力的计算

注射成型以后，塑件在模具中冷却定型，由于体积收缩，对型腔产生包紧力，塑件必须克服磨擦阻力才能从模腔中脱出。

按力的平衡原理，列出平衡方程式：

Ft=AP(μcosα-sinα)

在式中μ——塑料对钢的摩擦系数，约为0.1~0.3；

A——塑件对型芯的包容面积；

P——塑件对型芯的单位面积上的包紧力,模内冷却一般取（0.8~1.2）×107；在此取中间值1.0×107。

Ft——脱模力；

α——型芯的脱模斜度，在本模具中为40＇。

先计算A值：A=（10×64.98+119.52×10）×4=7380

Ft=Ap(μcosα-sinα)

=7380×（0.2×cos40＇-sin40＇）

2.7 =7.3×106KN。 侧向分型与抽芯机构的设计

在给定的制件外形分析，成型时可用侧向分型机构来完成，但使模具结构复杂。考虑到要实现制件的外形，观察其外形形状，在內两侧边可以用侧向抽芯实现成型，在型腔与型芯之间用一镶块的型芯来成型，必须用抽芯机构进行成型，这样可以把模具结构简化，降低制造成本。

在本模具设计过程中采用的是机动侧向抽芯机构。

①抽芯距离的确定和抽芯力的计算：

为了安全的起见，侧向抽芯距离通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大2~3mm。

抽芯距用s表示，则s=s1+2~3mm=2+2=4mm。

抽芯力的计算：对于侧向抽芯的抽芯力，往往采用如下的公式进行估算：

Fc=chP(μcosα-sinα)

在式中μ——塑料对钢的摩擦系数，约为0.1~0.3；

c——侧型芯成型部分的截面平均周长(m);

h——侧型芯成型部分的高度(m)；本模具为9mm

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P——塑件对型芯的单位面积上的包紧力,模内冷却一般取（0.8~1.2）×107；在此取中间值1.0×107。

导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。本模具采用导柱导向定位。

一、导向机构的作用

1、定位作用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。 2、导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。

3、承受一定的侧压力 塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需增设锥面定位机构。

导柱导向机构的主要零件是导柱和导套，导柱和导套均采用标准件。导柱设置在动模一侧，导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合：导柱的导向部分采用H7/f7的间隙配合，而导套用H7/r6的配合镶入模板。 一、

导套和导柱 （一）导柱

1、导柱的结构形式 导柱采用[1]表2-111标准形式，这种形式结构简单，加工方便，用于简单模具。

2、导柱结构和技术要求

(1) 长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8~12mm，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。

(2) 形状 导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱顺利进入导向孔。 (3) 材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用Y8、T10钢经淬火处理，硬度为HRC50~55。导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8μm,导向部分表面粗糙度Ra为0.8~0.4μm。

(4) 配合精度 导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合；导柱的导向部分通常采用H7/F7或H8/f7的间隙配合。

（二）导套

1、导套的结构形式 本模具的结构形式采用[1]表2-114形式，这种形式结

构较简单，便于加工。

2、导套的结构和技术要求

(1) 形状 为了使导柱顺利地进入导套，在导套的前端应倒圆角，导柱孔最好作成通孔，以利于排出孔内空气及残渣废料。如模板较厚，导柱孔必须作成盲孔时，可在盲孔的侧面打一小孔排气。

(2) 材料 导套与导柱用相同的材料或同合金等耐磨材料制造，其硬度应低于导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8μm。

(3) 固定形式及配合精度 导套用环形槽代替缺口，固定在定模板上。用H7/f7或H7/k6配合镶入模板。

2.8 温度调节系统设计

注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。

根据ABS塑料的成型工艺，本模具只要设置冷却系统即可。 一、冷却系统的计算

冷却系统的计算包括热传导面积的计算、温控介质通道的尺寸和介质用量的确定以及通道回路的排布等，这些工作是注射模设计中的一个难点。这里略，其参数根据资料推荐值选则。 二、冷却系统的设计准则

为了提高冷却效率和争取型腔表面温度的均匀和稳定，在系统的综合设计中应遵守生产中的约定原则。在管道回路布置时，还需要进一步考虑型腔的形状和尺寸，并使加工方便和密封效果好。冷却水道的设计原则如下： 1. 2. 3. 4. 5.

冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大； 冷却水道至型腔表面距离应尽量相等个； 浇口处加强冷却；

冷却水道出、入口温差应尽量小； 冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置。

还有冷却水道应尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件的强度；冷却水道应易于清理，一般水道孔径为10㎜（不小于8㎜）。

根据中间板的厚度和型腔尺寸，参考设计手册推荐值，在中间板中开设5条直通式冷却水道，直径为10㎜，具体布局参间零件图。

冷却水道和外界的连接采用标准件水嘴连接。

2.9

注射机参数的较核

由于选用XS-ZY-250注射机，其装模高度在250-370之间而本模具的总高度是

355.5，在装模的范围之内。塑件在分型面上的投影面积为（112×82）×2=18638合186.38，而XS-ZY-250注射机的最大注射面积是500 cm2，也在合格的范围内。所以在前面的初选用XS-ZY-250注射机是符合本模具的要求的。

第3章 绘制装配图和零件图

装配图是机械设计中设计意图的反映，是机械设计、制造的重要技术依据。在部件和零件设计和制造及装配时，都需要装配图。本模具装配图表达了模具的工作原理、零件的安装配合关系和各零件的主要结构形状以及装配、检验和安装时所需要的尺寸和技术要求。

本套图纸中还有一张型芯组件图，表达了主型芯、镶块和动模板之间的位置和配合关系。

第4章 注射件成型缺陷分析

模具设计制造完后，要进行试模。由于设计存在的缺陷，可能会出现这样那样的问题，因此要根据具体的情况及时解决，不要在正式生产中产生类似的问题和缺陷。

以下表4注射模成型缺陷分析及解决方法。

表4 注射塑件成型缺陷分析

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总结

本设计是成型鼠标的外壳的注射模具，选用了ABS作为塑件的材料，能够满足鼠标外壳的使用性能及注射模具的成型特点。本设计采用了四导柱的模具结构，在注射成型冷却后，动模部分随着注射机的动模向后移动，动模板与定模板间分型，同时由于斜导柱的作用使侧滑块也一起与塑件分离，而在拉料杆的作用之下把浇注系统的凝料随之拉出来一起与动模移动；当型芯与型腔完全分离后，塑料制件留在型芯上。这时推出机构开始动作，通过推杆把制件顶出模外；最后在合模时，在弹簧与复位杆的作用下使模具闭合，完成了一次成型。

本模具采用了镶块型芯的形式，使加工方便，但是侧向抽芯部分是在定模与动模之间各一半，这样使模具型腔和型芯的加工带来不便之处；在成型侧面的槽时采用小镶块的形式定位在动模上，很容易使模具产生溢料的现象。在设计时感谢

各位老师的悉心指导和给我提出的建议。

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【10】贾润礼 程志远主编. 实用注射模设计手册.北京.中国轻工业出版社，

2000.4

【11】徐进 陈再枝等编. 模具材料应用手册.北京.机械工业出版社，2001.7 【12】廖念针等主编. 互换性与技术测量.北京.中国计量出版社，2000.1重印 【13】李秦蕊主编. 塑料模具设计.西安.西北工业大学出版社，1995.9 【15】李澄等编. 机械制图.北京.高等教育出版社，1996.5 【16】模具标准汇编.北京：中国标准出版社，1992 【17】万方数据资源系统Http://www.chinainfo.gov.cn

三 : 塑料模具毕业设计论文

湖南电子科技职业学院

湖南电子科技职业学院毕业设计

只要有付出，就会有回报。 塑料仪表盖模具设计 姓 名： 夏 祖 华 学 号：200732107009 班 级：MG30707 指导老师：叶久新教授 湖南2长沙 201025

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前 言

模具被称为“百业之母”。的确，模具是工业生产中最基础和最具有源头意义的一环，无论在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%—80%的零部件都依靠模具孕育而来。作为制造业的上游部分，模具对产品质量、效益的决定作用会在工业流程的洪波中成倍放大，远远超出人们的想象。因此，要说模具决定着一个国家制造业的国际竞争力，半点都不夸张。

二十多年来，我国模具工业发展迅猛，至近几年尤显疾劲。“十五”期间，模具业年均增速达20%。2005年，中国模具市场容量已近800亿元人民币，市场规模仅次于日本和美国。据专家预测，“十一五”期间，中国模具业市场份额更将达到1200亿元。如此惊人的宏大体量带来了灿烂机遇，与之对应的前提是我们的整体技术水平必须大幅提升。

当前，国内模具企业大多集中在中低档领域，技术水平和附加值偏低，而一些高精密、高质量的模具制品仍依赖进口。对于行业来讲，提升技术含量，走向高端，是未来的必然选择。同时，国际模具界巧妙借力于IT技术，以网络提升效率、优化服务，这种做法也是值得效仿的方向。对于从业者来说，模具业一直存在且不断扩大的人力资源缺口也是个人前景的莫大机遇。但细分来讲，人力缺口同样以兼具国际眼光与实战经验的高端人才为主，而普通设计人员并不缺乏，因此要大力发展被称为“百业之母”的模具行业，这就要求我们设计者有着更高的水平。

只要有付出，就会有回报。

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目 录

一 塑料课程设计 …………………………………………………………………..1

二 塑件成型的工艺性分析..................................... . . . 2

1.塑件的分析......................................... . . . 2

2.ABS的质量分析...................................... . . .2

3.ABS注射成型过程及工艺参数.......................... . . . . 2

三 拟定模具的结构形式......................................... . . .3

1.分型面位置的确定............................................. . 3

2.型腔数量和排列方式的确定.................................... .3

3.注射机型号的确定............................................. . 4

四 注射系统的设计.............................................. . . .6

1.主流道的设计................................................ ..7

2.分流道的设计................................................. . 7

3.浇口的设计.................................................. . 9

4.校核主流道的剪切速率......................................... . 9

5.冷料穴的设计及计算........................................... 10

五 成型零件的结构设计及计算................................... . . 10

1.成型零件的结构设计........................................... 10

2.成型零件钢材的选用.......................................... 10

3.成型零件工作尺寸的计算...................................... 10

4．成型零件尺寸及动模垫块厚度的计算……………………………………...10

六 模架的确定及校核.............................................. .11

1各模板尺寸的确定.............................................. 12

2.模架各尺寸的校核.............................................12

七 排气槽的设计................................................ .. 12

八 脱模推出机构的设计.......................................... . . 13

1.推出方式的确定............................................... 13

2.脱模力的计算................................................. 13

只要有付出，就会有回报。

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3.校核推出机构作用在塑件上的单位压力........................... 13

九 冷却系统的设计（冷却介质）................................ . . . 13

1.冷却介质.................................................... 13

2.冷却系统的简单计算.......................................... 13

3.凹模嵌件和型芯冷却水道的设计................................ 14

十 导向也定位结构的设计...................................... . . .15

十一 总装图和零件图的绘制...................................... . ..15 十二 参考文献................................................... . 15 十三 设计小结................................................... . 16

只要有付出，就会有回报。

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一 塑料课程设计

本设计记为一塑料圆盖，如图1所示

塑件的质量要求不允许有裂纹和变形缺陷的；

脱模斜度1°~1°30′；

未注圆角R2-3,

塑件材料为ABS

，生产为大批量，塑件公差按模具设计要求进行转换。

图

1

二 塑件成型的工艺性分析

1.塑件的分析

（1）外形尺寸

该塑件的厚度3mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注射成型，如图1所示。

（2）精度等级

每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有点属于高精度，就按实际公差进行计算。

（3）脱模斜度

ABS属无定型塑料，成型收缩率较小参考表3-1选择该塑件上型芯和凹模的统一斜度为1°

2.ABS的质量分析

（1）使用性能

综合性能好，冲击强度，力学强度较高，尺寸稳定，耐化学稳定性，电气性能好，易于成型和机械加工，其表面可镀锘，是和制作一般机械零件，减震零件，传动零件核结构零件。

1 只要有付出，就会有回报。

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（2）成型性能

①无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种稳定成型方法及成型条件。

②吸湿性好。水的质量分数应小于0.3％，必须充分干燥，要求表面光择地塑件应要求长时间预热干燥。

③流动性中等。溢边料0.04mm左右。

④模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置，进料方式。当推出力过大或机械加工时塑件表面易呈现白色痕迹。

（3）ABS 的主要性能指标（3）ABS的主要性能指标

3.ABS注射成型过程及工艺参数

（1）注射成型过程

①成行前准备。对ABS的色泽 粒度和均匀度等进行检验，由于ABS吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。

②注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热 塑化带到流到状态后，由模具的教主系统进入模具型腔成型。其过程可分为冲模 压实 保压 倒流和冷却5个过程。 ③塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为60~75℃，处理时间为16~20s

（2）注射工艺参数

①注射机：螺杆式，螺杆转速为30r/min

②料筒温度（℃）：后段150~170；中段165~180；前段180~200。 ③喷嘴温度（℃）：170~180。

④模具温度（℃）：50~80。

⑤注射压力（Mpa）：60~100。

⑥成型时间（s）：30（注射时间取1.4，冷却时间20.6，辅助时间8）。

三 拟定模具的结构形式

1.分型面位定置的确

通过对塑件结构的形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的低平面上，其位置如下图2

2 只要有付出，就会有回报。

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图2

2. 行腔数量和排列方式的确定

（1）型腔数量的确定

该塑件的精度要求一般在2~3级之间，且为大批量生产，可采取一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸 模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，初步定为一模两腔结构形式。

（2）型腔排列形式的确定

多型腔模具尽可能采用平衡式排列位置，且力求紧凑，并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模两腔，故采用直线对称排列，如图3

图3

（3）模具结构形式的确定

从上面的分析可知，本模具设计为一模两腔，呈直线对称排列，根据塑件结构形状，推出机构拟采用脱模板推出的推出机形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板 支撑板和脱模板。由以上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。

3 注射机型号的确定

（1）. 注射量的计算

通过三维软件设计分析计算得

塑件体积 V塑=51.68cm3

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塑件质量 m塑=ρ V

塑

=34.10531.02=52.7g

式中，ρ参考表3-2,可取1.02g/cm3 (2)浇注系统凝料体积的初步估算

浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2-1倍来估算。由于本次采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件的体积的0.2倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为

V

总

=V塑（1+0.2）32=34.10531.232 cm3=124.032cm3

=124.032cm，以公

3

2

（3）选择注射机

根据第二步计算得出的注入模具型腔的塑件总体积V

式（V

3

公

总

=V总/0.8）则有V总=81.85/0.8cm=155.04cm。根据以上的计算，

3

初步选定注射量为160 cm，注射机型号为J54-S-200/400卧式注射机，其主要技术参数见表1-3

①注射压力校核。查表3-4（塑料模设计指导书P28）可知，ABS所需注射压力为80~110MPa，这里取P0=100MPa,该注射机的公称注射压力P公=150MPa，注射压力安全系数K1=1.25~1.4,这里取K1=1.3则

K1P0=1.33100=130<P

公

所以，注射机注射压力合格。

4

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②锁模力效核。

a． 塑件在分型面上的投影面积A塑，则

A塑=4/π3（952-4*102-252）=6280mm

b. 浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的

投影面积，可以按照多型腔模的统计分析来确定。A浇是每个塑件在分型面上的

投影面积A塑的0.2~0.5倍。由于本例流道设计简单，分流道相对较短，因此流

道凝料投影面积可以适当取小一些这里取A浇2=0.2A塑

22c．塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总，则 A总=n（A塑+A浇）=231.236280 mm=15072mm

=A总 P模=15072335N=527520N=527.52kN d.模具型腔内的胀型力F胀，则 F胀

式中， P模是型腔的平均计算压力值，通常取注射压力的20%~40%,大致范围为

25-40MPa。对于黏度较大且精度较高的塑件制品应取较大值。ABS属中等黏度塑料及有精度要求的塑件，故P模取35MPa

查上表1-3可得该注射机的公称锁模力F锁=900KN，锁模力安全系数为

K2=1.1~1.2，这里取k2=1.2，则

K2F胀=1.23527.52KN=633.024 KN <F锁

所以，注射机锁模力合格。

对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。

四 浇注系统的设计

主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道成型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触,因此设计中常用设计成可拆卸更换的浇口套。

1.主流道的设计

（1） 主流道尺寸

①主流道的长度：中型模具L主应尽量小于80mm,本次设计中初取73mm进行设计。 ②主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.5～1）mm = （3+0.5）mm =3.5mm.

③主流道大端直径：d’=d=2L主tanɑ≈7mm.试中ɑ=4°.

④主流道球面半径：SR0=注射机喷嘴球头半径=（1~2）mm+12mm=14 mm.

⑤球面的配合高度：h=3mm.

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(2)主流道的凝料体积

V主=π/33L主（R2主+r2主+R主r主）

=3.14 / 3 3 50 3 （3.5 + 1.75 + 3.53 1.75）mm 22 3

= 1121.9 mm3 = 1.12 cm3

(3)主流道当量半径 Rn = （3.5 + 1.75 ）/2 mm = 2.625 mm

（4）主流道浇口套形式

主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成为一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质刚才进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8A或T1OA）,热处理淬火便面硬度为50-55HRC，如图4所示

图4

2分流道设计

（1）分流道的布置形式

在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失并尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。

（2）分流道的长度

由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小些。单边分流道长度L分取70mm如图3所示

（3）分流道的当量直径

因为该塑件的质量

m塑=ρ V塑=1.02351.68g=52.7g <200g

根据公式求的，分流道的当量直径为

D分=0.2654m塑L分=0.26543m塑34L分=4.7mm

（4）分流道的截面形状

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常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U形。六角形等，为了便于加工个和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。本设计采用圆形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。

（5）分流道截面尺寸

如图5所示。

图 5

（6）凝料体积

①分流道的长度

L分=3532=70mm

②分流道的截面积

A分=πr2=（5+4）33.5/2=15.75mm2

③凝料体积

V分=L分A分=70315.75mm3=1102.5mm3=1.1cm3

（7）校核剪切速率

①确定注射时间：查下表，可取t=2.0s

②计算分流道体积流量

q分=V分?V塑=(1.1+51.68)/1.6=33cm3 t

③由公式可得剪切速率为

r分=(3.33333103)/3.14(3.5/3) 3 s-1=6.473103s-1

该分流道的剪切速率出与浇口主流道与分流道的最佳剪切速率53102~53103s-1之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格

(8)分流道的表面粗糙度和脱模斜度

分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25-2.2um即可，此处Ra1.6um。另外，其脱模斜度一般在5o-10o度之间，这里取8o。

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3浇口设计

该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模两腔注射，为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其截面形状简单，易于加工，便于试模修正，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料，浇口正对塑件轮毂。

（1） 点浇口尺寸的确定

①?? 算侧浇口的深度。依据侧浇口的深度h计算公式为

h=nt=0.733mm=2.1mm

式中t—塑件厚度，这里t=3

N—塑料成型系数，对于ABS，其成性系数n=0.7

在工厂进行设计时，浇口深度常常先取小值，以便在今后试模时发现问题进行修磨处理，并根据下表3-7(表3-7见塑料模设计指导P33)中推荐的ABS侧浇口的厚度1.2-1.4mm，故此处浇口深度h取1.3mm

②计算侧点浇口的宽度。依据侧浇口的宽度B计算公式为 B=nA= 2.99mm≈3mm 30

式中n——塑料成型系数，对于ABS其n=0.7

A——凹模的内表面积(约等于塑件外表面积)

③计算侧浇口的长度。侧浇口的长度L浇一般选用0.7-2.5mm，这里取L

=0.7mm

(2)侧浇口剪切速率的校核 浇

①计算浇口的当量半径。由面积相等可得πR浇2=Bh,由此矩形浇口的当量半

径R浇=(Bh/π)1/2

②校核浇口的剪切速率

a．确定注射时间：查表，可取t=2.0s

b．计算浇口的体积流量

q浇=V塑54.083 =cm/s=3.233104mm3/s 2.0t

c.计算浇口的剪切速率：

由下面公式可得

r浇=3.3qv/πRn3=3.3q浇/[π（Bh/π）3/2]=2.463104s-1

形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率53103 ～ 53104 s-1

之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。

4.校核主流道的剪切速率

求出塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积以及主流道的当量半径之后，对主流道熔体的剪切速率进行校核。

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（1） 计算主流道的体积流量

q主=（V主+V分+nV分）/t=66cm3/s

(2)计算主流道的剪切速率

r主=3.3ｑ主/πR3主=3.43103s-1

主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率500-5000之间，所

以，主流道的剪切速率校核合格。

5冷料穴的设计与计算

冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用是收集熔体的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的便面质量。本设计仅有主流道冷料穴。由于塑件表面要求没有印痕，采用脱模板推出塑件，故采用与球头形拉料杆匹配的冷料穴。开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。

五 成型零件的结构设计及计算

1成型零件的结构设计

（1）凹模的结构设计

凹模是成型制品外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式4种根据对宿建德结构分析，本设计采用整体嵌入式凹模，如图6所示

(2)凸模的结构设计（型芯）

涂抹时成型零件内表面的成型零件，通常可以分为组合式和整体式两种类型，通过对塑件的结构分析可知，该塑件的型芯有一个：即成型零件内表面的大型芯，如图7示因塑件包紧力较大，所以设在动模部分；

2成型零件钢材的选用

根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有总够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时要考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20，成型零件外援筒的大型

芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用高合金工具钢Cr12MoV. 3成型零件工作尺寸计算

采用下表平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件图中给定的公差计算。

A 凹模径向尺寸的计算

塑件外部径向的转换：ls1=95

1=0.42mm， +0.22-0.20 =95.220-0.42 mm,制造公差为△

Ls2=91+0.22

-0.22 =91.220

-0.44mm,制造公差为△2=0.44 mm，查表得，该塑件的收缩

率为0.3%~0.8%，得其平均收缩率Scp=(0.3%+0.8%)/2=0.55%。

Lm1=[（1+Scp）ls1-x1△1] 0 +&

=[（1+0.0055）395.22-0.630.42]+0.42/6 =95.49+0.07 mm 00

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Lm2=[（1+Scp）ls2-x1△1]+&

=[（1+0.0055）391.22-0.630.44]+0.44/6 0

=91.46+0.073 mm 0

式中x为系数，查表得x一般在0.5~0.8之间，此处取X=0.6；△为塑件上相应的尺寸公差；&为塑件上相应尺寸的制造公差，对于中小型塑件取&z=1/6△（下同）。

B 凹模深度尺寸的计算

塑件高度方向尺寸的转换：塑件高度的最大尺寸Hs=35-0.10=35.12-0.22； 制造公差△1=0.22 mm， +0.12 0

Hm1=[（1+Scp）hs-x1△1]+&

=[（1+0.0055）335.12-0.6530.22]

+0.22/6 =35.17+0.037 mm 00

式中X1,X2查表可知一般在0.5~0.7之间，这里取0.63和0.65。

C 型芯尺寸的计算

a.尺寸转换； ls=85-0.21=84.79 0+0.22 +0.43 mm,制造公差△1=0.43。 lm1=[（1+ Scp）ls2+x△]+0

-&

0 =[（1+0.0055）384.79+0.730.43]0

-0.43/6.=85.56-0.072mm

式中X一般在0.5~0.8之间，此处去0.7。

（4） 型芯高度的计算

① 尺寸 转换；hs=31+0.12

-0.10=30.90 +0.22 mm,制造公差得△1=0.22

mm。

Hm=[（1+ Scp）hs +x1△1] 0

-&

0 =[（1+0.0055）330.9+0.6530.22]0

-0.22/6=31.21-0.037mm

式中X一般在 0.5~0.8之间，此处取0.65。

（5） 孔间距的计算。C=50±0.036mm,制造公差得△=0.072 mm.

Cm=[（1+ Scp）C]±1/2&z

=（1+0.0055）350±0.530.072/6

=49.27±0.012mm

塑件型芯及凹模的成型尺寸的标注如图6、图7所示。

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图6 凹模嵌件

图7 动模型芯

4．成型零件尺寸及动模垫块厚度的计算

（1） 凹模侧壁厚度的计算

凹模的侧壁厚度于型腔内压强及凹模的深度有关，根据型腔的布局，模架初选4003500mm的标准模架，其厚度为：

1/3 S=（3ph4/2E&p）=(33353304/232.1310530.023) 1/3

=25.56mm

式中p —型腔压力

E—材料弹性模量

H—是影响变形的最大尺寸，等于30mm

&p—模具刚度计算许用应力。根据注射塑料制品确定如下： &p=25i=2530.978um=0.023mm

式中i=0.453360.2+0.001336=0.918um。

凹模侧壁采用嵌件，这里凹模件嵌件单边厚度选15mm，型腔与模具周边的距离由模板的外形来确定。根据估算模板平面尺寸选用4003500mm。

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（2） 动模垫板厚度的计算

动模的垫板厚度与模架的两个垫块之间的跨度有关，垫块之间的跨度大约为400mm-63mm-63mm=274mm。则动模垫板的厚度为：

1/3 T=0.54L(pA/EL1&p)

=0.543274(35314169.25/2.13105340030.023) 1/3=50mm 式中&p—动模垫板刚度计算许用变形量，&p=25i=253（0.4532740.2+0.0013274）=0.023mm。

L—两个垫块之间的距离，约274mm，

L1—动模垫板的长度。

取单件型芯所受力的面积为：

A1=π/43D2=0.7853952=7084.63mm2

单个型芯的面积：A=237084.6=14169.25mm2

此动模垫板计算尺寸相对与小型模具来说还可以再小些，可增加两个支撑柱来进行支撑，故可以近似得到动摸垫板厚度.

Tn=(0.5)4/3336.16=14

故动模垫板可按标准厚度取50mm。

六 模架的确定和校核

根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸为1193119mm，有考虑凹模的最小壁厚，导柱，导套的布局等，可以确定选用W3L=4003500mm的模架。模架结构为A4型.

1各模板尺寸的确定

（1） 定模型腔板：塑件高度为35mm，凹模嵌件深度为50mm，所以定模型腔板取50mm。

（2） 型芯固定板：按模架标准，板厚取40mm。

（3） 垫块的高度：垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（5~10）=40+32+20+(5~10)= (97~102)mm,初步选定C为100

经上述尺寸的计算，模架尺寸已确定为板面4003500mm，其外形尺寸：长3宽3高=50034003336mm。如图8所示

图8 所选A4型模架结构

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2.模架各尺寸的校核

（1） 模具平面尺寸3453345mm<4003500mm(拉杆间距)，校核合格。

（2）模具的高度尺寸为336mm，因为165mm（模板最小厚度）<336mm<406mm(模具最大厚度)。校核合格。

（3）模具的开模行程S=H1+H2 +(5~10)

=40+35+(5~10)mm=(80~85)mm<260mm(开模行程)，校核合格。

七 排气槽的设计

该塑件由于采用了点浇口进料，熔体经塑料件的顶部及中间充满型腔。由于该塑件的形状为雏方形，熔体塑料最后相结合的地方为四个角，故排气系统设在四个角的分型面，同时，底面的气体沿推杆的配合间隙及分型面的间隙向外排出，

八 脱模推出机构的设计

1.推出方式的确定

本塑件采用圆周为脱模板的推出方式。为了减少脱模力，设计中型芯设有1°脱模斜度。在脱模板推出时减少了脱模板和型芯的摩擦

2.脱模力的计算

① 塑件内的脱模力：

因为该塑件q=r/t=85/3=28.3>10，所以，此处视为薄壁圆筒塑件，根据脱模力的计算公式得：

F1=233.14tESLcos&(f-tan&)/(1-u)K2+0.1A

330.00553363cos1°3（0.45-tan1°）] (1-0.3) 3(1+0.45sin1°cos1°)

+0.135495N=6037.4N

式中F—脱模力

E—塑料的弹性模量

S—塑料成型的平均收缩率

T—塑件的壁厚

L—被包型芯的长度

U—塑料的泊松比

&—脱模斜度

F—塑料与钢材之间的摩擦因数

R—型芯的平均半径

A—塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积

K1=2q2/（cos2&+2qcos&）

K2=1+fsin&cos&

3.校核推出机构作用在塑件上的单位压力

（1） 推出面积

A1=π/4（852-67.442）=2101.3mm2

(2 ) 推出应力

&=1.2F/A=1.236037.4/2101.3=3.45Mpa <53Mpa(抗压强度)，合格。

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九 冷却系统的设计（冷却介质）

1.冷却介质

ABS属于中等粘度材料，其成型温度及模具温度为200C和50-80C，所以，模具温度初步选定为50C，用常温水碓模具进行冷却。

2.冷却系统的简单计算

（1） 单位时间内注入模具中的塑件熔体的总质量W

① 塑料制品的体积

V=V主+V分+nV塑=(1.92+2.56+2354.08)cm3=124.032 cm3

② 塑件制品的质量

M=Vp=112.6431.02g=52.7g

③ 塑料制品的壁厚为3mm，可以查得T冷=20.4S，取注射时间T

注=1.6S,脱模时间T脱=8S,则注射周期：T=20+1.6+8=29.6S。由此得每

小时注射次数：

N=（3600/29.6）=121次。

④ 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量:

W=Nm=121352.7g/h=6.377Kg/h

（2） 确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量Q

查表得ABS的单位热流量Q的值的范围在310~400kJ/Kg,故可取：

Q=370 kJ/Kg。

（3） 计算冷却水的体积流量Qv

设冷却水道入水口的水温为a2=22°C，出水口的水温为a2=25°

C，水的密度p=1000Kg/m3，水的比热容C=4.817KJ，则根据公式可得：

QV=WQ/60PC(a1-a2)=6.3773370/603100034.1873(25-22)

=0.00313m3/min

（4） 确定冷却水路的直径d

当QV=0.00587m3/min时，查表可知，为了使冷却水处于湍流状

态，取模具冷却水孔的直径D=0.01m。

（5） 冷却水在管内的速度V

V=4 QV/6033.14D2=（430.00313）/（6033.1430.012）

=0.665m/s

（6） 求冷却水管壁与水交界面的模传热系数h

因为平均水温为23.50C，查表得f=6.7，则有：

H=4.178f(pv)0.8/D0.2=（4.17836.73(100030.665)0.8）/0.010.2 =1.53104KJ/(m22h20C)

(7) 计算冷却水道的导热总面积A

A=WQ/h△＠=（6.3773370） /( 1.631043（50-（25-22）/2）)=0.003041m2 (8) 计算模具所需冷却水管的总长度L

L=A/3.14d=0.003041/（3.1430.01）=0.097m=97mm

(9) 冷却水路的根数x

X=L/l≈1

由于上述计算可以看去，一条冷却水道对于模具来说显然是不合适的，因此就根

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据具体情况来加以修改，为了提高生产效率，凹模和凸模都要充分冷却。

3.凹模嵌件和型芯冷却水道的设计

型芯冷却系统的计算与凹模冷却系统的计算方法基本上是一样的，因此不再重复，冷却水道布置如图7。尤其要指出型芯的冷却方式，考虑到推杆的推去方式，设计时型芯的下部分采用冷却流道的隔片式，凹模嵌件采用冷却水道进行冷却，如图6。

十 导向与定位结构的设计

注射模的导向机构用于动，定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向，按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而模内定位机构侧通过导柱导套进行合模定位，本模具所成型的塑件比较简单，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所带的定位结构。

十一 总装图和零件图的绘制

经过上述一系列计算和绘图，将设计结果用总装图来表示模具的结构，如后图所示，零件图可有总装图来拆分，所有图纸在附件。

十二 参考文献

［1］ 叶久新主编.塑料模设计指导.北京：北京理工大学出版社，2009.8 ［2］ 沈言锦主编.塑料工艺与模具设计.长沙：湖南大学出版社，2007.12

[3] 金潇明主编.机械设计基础.长沙：中南大学出版社，2006.4

[4] 邹吉权主编.公差配合与技术测量.重庆：重庆大学出版社，2004.6

[5] 吴兆祥主编.模具材料及表面处理.北京：机械工业出版社，2000.5

[6] 崔忠圻主编.金属学与热处理.北京：机械工业出版社，2000.3

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十三 设计小结

经过四个星期的忙碌，本次课程设计已经接近尾声，这次课程设计对以我们大三的学生来说确实是一个很好的锻炼的机会，同时也是一个巨大的挑战，我想如果没有指导老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。

在本次设计中，我们们把在模具上面的一些理论知识、实践经验和软件的操作融合在一起，完成本次的塑料模设计。通过本次设计，我了解了塑料模具设计的基本步骤和塑料模具的发展趋势，同时也加强了对塑料模具的更近一步的认识和设计过程中一些数据的处理，培养了在模具设计时一种严谨的设计态度，对以后走上工作岗位打下了坚实的基础。

这次设计对于我来说有很大的意义，但因为实践经验的缺乏，所以许多方面还有待进一步的加强。本次设计中的不妥之处还敬请老师指导。

在以后学习工作当中，我将更加的努力提高自己，让自己能够更好的适应时代的发展，跟紧时代的步伐，树立终身学习的习惯！

在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！

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本文标题：毕业设计论文模板-模具设计毕业论文之设计心得
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