手机盖注射模具设计说明书

手机盖盘盖注塑模设计说明书

扬 州 市 职 业 大 学 毕 业 设 计 设计题目： 手机盖注塑模具设计

系 别： 机械工程学院 专 业： 模具设计与制造 班 级： 09模具（2） 姓 名： 徐 亚 学 号： 0901030234 指导教师： 孙 庆 东 完成时间： 12年5月

目 录

摘要 ????????????????????? 4

一． 塑件及成型工艺分析 ?????????????????? 5

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（一） 塑件的分析 ??????????????????? 5 （二）热塑性塑料ABS的注射成型过程及工艺参数 ????? 6 （三）ABS的性能分析 ??????????????? 7 二． 拟定模具结构形式 ??????????????? 8

（一） 分型面位置的确定 ??????????????????? 8 （二） 确定型腔数量及排列方式 ???????????????? 9 （三） 模具结构形式的确定 ?????????????????? 9 三． 注射机型号的确定 ??????????????? 10

（一）所需注射量的计算 ??????????????????? 10 （二）注射机型号的选定 ??????????????????? 10 （三）型腔数量及注射机有关工艺参数的校核 ?????????? 12 四． 浇注系统形式和浇口的设计 ??????????? 14

（一）主流道的设计 ????????????????????? 14 （二）冷料穴的设计 ????????????????????? 17 （三）分流道的设计 ????????????????????? 17 （四） 浇口的设计 ?????????????????????? 18 （五） 浇注系统的平衡 ?????????????????? 18 （六） 浇注系统凝料体积的计算 ??????????????? 18 （七）浇注系统各截面流过熔体的体积计算 ??????????

五． 成型零件的结构设计和计算 ??????????? 19

（一）塑件的成型收缩率 ??????????????????? 19 （二）明确塑件尺寸公差等级 ?????????????????（三）型腔型芯各尺寸的计算 ?????????????????（四）型腔零件强度、刚度的校核 ??????????????? 26 六． 模架的确定和标准件的选用 ??????????? 27

(一)定模座板 ???????????????????????（二） 定模板 ?????????????????????? 27 （三） 动模板 ???????????????????????? 28 （四） 支承板 ????????????????????????? 28 （五）垫块 ??????????????????????? 28

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19 20 27 手机盖注塑模设计说明书

（六）动模座板 ????????????????????????? 28 （七）推板 ????????????????????????? 28 （八）推杆固定板 ?????????????????????? 28 （九）导套 ????????????????????????? 28 （十）导柱 ????????????????????????? 28 （十一）复位杆 ?????????????????????? 28 七． 合模导向机构设计 ??????????????? （一） 导向机构的总体设计 ?????????????????? 29 （二） 导柱的设计 ?????????????????????? 29 （三） 导套的设计 ?????????????????????? 29

八. 脱模推出机构的设计 ?????????????? （一）脱模推出机构的设计原则 ???????????????? 30 （二）塑件推出的基本方式 ?????????????????? 30 （三）塑件的推出机构 ???????????????????? 31 （四）脱模力的计算 ????????????????????? 31 （五）脱模力校核 ?????????????????????? 32

九． 侧向分型与抽芯机构的设计 ??????????? 32

（一） 侧向分型与抽芯类型的确定 ??????????????? 33 （二） 斜滑块（瓣合模）的几种方案对比 ???????????? 33 （三） 斜滑块的组合形式 ??????????????????? 33 （四） 斜滑块的导滑形式 ??????????????????? 33 （五） 塑件在瓣合模中脱模过程的设计 ????????????? 34 （六） 设计要领 ??????????????????????? 34 （七） 各项尺寸的计算与校核 ????????????????? 35

十． 排气系统的设计 ???????????????? 36 十一. 温度调节系统的设计 ?????????????? 36

（一） 温度调节系统的作用 ?????????????? 37（二） 冷却系统与冷却介质 ????????????? 37（三） 模具的加热 ?????????????? 38 十二. 模具的装配、调试与维修 ????????????? 39

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（一） 模具的装配 ??????????????????? 39 （二） 模具的调试 ?????????????????? 40 （三） 模具的维护 ?????????????????? 41 （四） 模具的工作过程 ????????????????? 41

毕业设计小结 ???????????????? 42

谢辞 ???????????????????? 44

参考文献 ???????????????????

摘 要

3

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毕业设计课题的制品是最常见的手机的盖子。本手机盖采用最常见的设计，可用于保护手机内部的磨损，延长了手机的使用寿命。制品材料为高频特种热塑性塑料ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），材料收缩率仅0.4%～0.7% 。

由制品图可知，该制品尺寸较小，形状规则，采用推件杆推出塑件，另外，塑件下面有用于连接手机的四个凹槽，为使制品顺利脱模而又不影响制品要求，需采用侧向分型与抽芯机构，是本模具中设计的要点。其他结构设计在此不再赘述，详细内容见后面章节。

关键词：塑件（手机壳）型腔

一模两腔 斜滑块（压板） 侧向分型 一次推出 ABS 两板模 脱模力

一、塑件成型工艺性分析

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（一）塑件的分析

1．塑件

如图1所示：

图一 零件实物图

图一 零件尺寸图

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2．塑料名称

ABS 3．状态

颗粒状 4．生产纲领

大批量生产

5．塑件的结构及成型工艺性分析 （1）结构分析如下：

① 该塑件作为的手机盖盖子，外形为倒有圆角的立方体，其中角做了改变，为倒角和圆弧，制件上有四个凹槽机构。制件的内部两侧之间有角度要求，所以在模具设计和制造上要有精度的定位措施和良好的加工工艺以保证塑件精度。 （2）成型工艺分析如下：

① 由于制件的外表面要求平整、光洁、美观，无棱角； ② 精度等级：采用一般精度5级；

③ 脱模斜度：该塑料件高为5mm，宽度为50mm，长度100mm，但由于原料在注射时流动性极好，因此，塑件不放脱模斜度。

（二）热塑性塑料ABS的注射成型过程及工艺参数

1.注射成型过程

（1）成型前的准备。

对ABS的色泽、细度、和均匀度等进行检验。并严格控制添加剂的含量。由于ABS吸湿性很小，仅0. 1％，所以成型前需稍微进行干燥处理即可。 （2）注射过程

塑料在注射机料桶内进行加热塑化到流动状态后，由模具的流注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、保压、放气和固化4个阶段。 （3）塑件的后处理

放到烘箱里，继续热固化完全，并消除应力。 1. ABS的注射工艺参数 （1） 注射机：螺杆式 （2） 螺杆转速（r/min）：20～50 （3） 料筒温度（℃）后段：85～80

中段：165～180

前段：180～200

（4） 喷嘴温度（℃）170～180

喷嘴形式：直通式 （5） 模具温度（℃）：50～80 （6） 注射压力（Mpa）：60～100 （7） 保压压力力（Mpa）：60～100 （8） 成型时间（s）：注射20～90；保压0～5；

冷却时间20～150；成型周期：60～100

（三）ABS的性能分析

1. 使用性能

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综合性能良好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电讯结构零件。 2. 成型性能

（1）无定性料，流动性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢边值为0.04毫米左右。

（2）吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥。 （3）成型时宜取高料温、高模温，但料温过高易分解（分解温度为≧250℃）。 3． ABS的主要性能指标 密度/(g/cm3) 质量体积1.02～1.16 0.86～0.98 屈服强度/MPa 拉抗强度/MPa 拉伸弹性模量98 80 /(cm3/g) 吸水率0.2～0.4 24h/(﹪) 玻璃化温度/℃ 熔点/℃ 计算收缩率0.4～0.7 /(﹪) 比热容1680 /(J/(kg·K)) 注：源自参考文献{塑料模具设计与制造简明手册}中表2-29 表1 ABS的性能参数

1.8 /GPa 抗弯强度/MPa 弯曲弹性模量126 2.8 /GPa 抗压强度/MPa 71～98 90～108 130～160 抗剪强度/MPa 75 二、拟定模具结构形式

（一）分型面位置的确定

1. 分型面的选择原则

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（1）有利于保证塑件的外观质量

（2）分型面应选择在塑件的最大截面处 （3）尽可能使塑件在动模一侧 （4）有利于保证塑件的尺寸精度 （5）尽可能满足塑件的使用要求

（6）尽可能减少塑件在合模方向的投影面积 （7）长型芯应置于开模方向 （8）有利于排气

（9）有利于简化模具结构

该塑件在进行模具设计时，已经充分考虑的上述原则，同时从所提供的塑件图样可看出该塑件下面有四个凹槽机构，所以在分型时需进行侧向抽芯分型。 2.分型面选择方案

（1）分型面选择方案I。

分型面与开模方向平行。分型面的形式与位置如图2所示。动模型芯利用开模动作从塑件中抽出，塑件外侧凸凹利用滑块来成型，分型定距短，整个塑件成型精度比较高，模具结构也比较简单。

（2）飞型面选择方案II

如图3所示 此时整个塑件全部镶嵌在动模内，此方案制造型芯型腔比较麻烦，且不符合分型面的选择原则。

综上所述，分型面采用I方案模具结构相对简单，塑件成型精度可靠，满足塑件外观质量要求，因此采用此方案。

图二 方案I分型面的设计

图三 方案II分型面的设计

（二）确定型腔数量及排列方式

当塑件分型面确定后，就需要考虑是采用单腔模还是多型腔模。

一般来说，大中型塑件和精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的模具结构，但

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对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。故由此初步拟定采用一模两腔。如图4所示。

图四 型腔分布图

（三）模具结构形式的确定

该塑件外观质量要求不是很高，从该塑件的外部特征可以看出塑件外形是近似于一个很薄的箱体类零件，零件上面圆孔等需要在动模板上设置型芯，另外，四周有四个凹槽，因此需要侧向分型。侧向成型方法有多种形式，有斜导柱、斜导槽和弯销驱动侧向滑块成型，有斜滑块侧向成型等方法。而斜滑块侧向成型要比斜导柱和弯销驱动成型机构简单的多，因此本设计采用斜滑块侧向成型，因此可初步拟定采用两型腔三分型面的模具结构形式，前者分型面为水平分型面，后者为垂直分型面。模型如图5所示

图五 模具结构形式

三、注射机型号的确定

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注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注塑模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。

注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对这些参数进行校核，倘若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量再进行调整。

（一）所需注射量的计算

图六 pro/E建模分析

（1）塑件质量，体积计算

通过Pro/E建模分析，如图6所示，塑件体积V1=52.68cm3 ,塑件质量m1=55.33g(取ABS的密度为1.05),流道凝料的质量m2还是个未知数，可按塑件质量的0.2倍来估算。从上述分析中确定为一模两腔，所以注射量为：

m=1.2nm1=1.2nm1=1.2×2×52.68=126.432g v=质量/密度 =126.432/1.05=120.411 cm3

（2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算。

流道凝料在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是一个未知数，根据多型腔模的统计分

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析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2~0.5倍，因此可用0.35nA1来进行估算，所以：

A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1=13500

A1=BxL=100x50=5000m m2 A2=0.35nA1=0.35x25000=3500 m m2

模具所需要的锁模力F=AxP型=13500x35=472500N=472.5KN（式中型腔压力取35Mpa）

（二）注射机型号的选定

近年来我国引进注射机型号很多，国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌握使用设备的技术参数是注塑模设计和生产所必需的技术准备。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的《注射机使用说明》上标明的技术参数。

根据以上的计算初步选定型号为SZ-250型卧式注射机，其主要技术参数如下：

最大模具厚

螺杆直径 55 500

度

最小模具厚

理论注射容积 注射压力 注射行程 注射时间 塑化能力 注射方式 锁模力 最大成型面积 移模行程

500 150 500 3 110

280

度 模板尺寸 拉杆空间 合模方式 推出形式

出

螺杆式 2000 1800 500

电动机功率 喷嘴球半径 喷嘴口直径 定位孔直径

40 20 4 100

570x570 两次动作液压 中心及两侧推

注：以上参数由参考文献5第392页及公司提供部分参数

表二 注塑机主要技术参数

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（三）型腔数量及注射机有关工艺参数的校核

1．型腔数量的校核

（1）由注射机料筒塑化速率校核型腔数量

n?KMt?m2 m1 上式右边≈9.3≥2，符合要求。

式中 K——注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8； M——注射机的额定塑化量（g/s），该注射机用户提供为110000g/h； t——成型周期，因塑件小，壁厚不大，取50s进行校核；

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m1——单个塑件的质量和体积（g或cm），取m1≈126.432g

m2——浇注系统塑料质量或体积（g或cm3），取m2=0.2nm1=0.4*126.432≈50.6g 。 （2）由注射机的最大注射量校核型腔数量 n?KmN?m2 m1上式右边≈5.93≥2，符合要求。

式中 mN——注射机允许的最大注射量（g/cm3），该注射机为1000g/cm3。 其他符号意义与取值同前。

（3）由注射机的额定锁模力校核型腔数量

塑件在充模过程中产生的胀模力主要作用在两个位置： n?F?pA2 pA1上式右边≈4.82≥2，符合要求。 式中 F—— 注射机的额定锁模力（N），该注射机为2×106N;

A1——一个塑件在分型面上的投影面积（mm2），A1＝5000mm2；

1A2——浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2），A2≈A1＝1750mm2；

3p——塑料熔体对型腔的成型压力（MPa），一般是注射压力的 30%～65%，该

处取型腔平均压力为119×65%≈77.35MPa。

2．注射机的工艺参数的校核

（1）注射量校核

注射量以容积表示 最大注射容积为

0.8×500=400cm3

式中 Vmax——模具型腔和流道的最大容积（cm3）；

V ——指定型号与规格的注射机注射量容积（cm3），该注射机为1000cm3；

? ——注射系数，取0.75～0.85，无定形塑料取0.8，结晶型塑料取0.75，该处

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取0.8。

倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留的时间就会过长。所以最小注射量容积Vmin?0.25V?0.25?500＝125cm3。故每次注射的实际

注射量容积V0应满足Vmin?V0?Vmax，而V0＝1.2nV1=1.2x2x120.411=288.9864cm3,符合要求。

（2）锁模力的校核

在前面已经进行，符合要求。 （3）最大注射压力的校核

注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力Pmax=150MPa,应该大于注射成型所需用的注射压力p0,即

Pmax?k?p0=1.4x（70～100）=98～140MPa

式中 k?——安全系数，常取k?＝1.25～1.4。

实际生产中，该塑件成型时所需注射压力p0为70MPa～100MPa。

代值计算符合要求。 3.安装尺寸的校核 （1）喷嘴尺寸

①主流道的小端直径D大于注射机喷嘴d,通常为 D=5+(0.5～1)mm 对于该模具d=5.5mm,取D=6mm,符合要求。

②主流道入口的凹球面半径SR0应大于注射机喷嘴球半径SR，通常为

SR0＝SR+(1～2)mm

对于该模具SR=20mm,取SR0=22mm,符合要求。 （2）定位圈尺寸

0.100.2 注射机定位孔尺寸为Φ100?0mm,定位圈尺寸取Φ100??0.4mm，两者之间从呈较松动的

间隙配合，符合要求。

（3）最大与最小模具厚度

模具厚度H应满足Hmin?H?Hmax 式中

=280

=500

而该模具厚度H=30+40+50+45+100+30=295mm,符合要求。 4．模架尺寸与注射机拉杆内间距校核

该套模具模架的外形尺寸为400mm×350mm

注：对于上面2)、3)、4)、5)的校核内容是与后面的模具结构设计交叉进行的，但为了行文整体形式与内容的统一，所以将此部分内容放与此。

四、浇注系统形式和浇口的设计

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浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对塑料质量影响很大。它分为普通流道系统和热流道浇注系统。

该模具采用普通流道浇注系统，包括主流道、分流道、冷料穴、浇口。

（一）主流道的设计

主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。 1．主流道尺寸

（1） 主流道小端直径 D＝ 注射机喷嘴直径＋（0.5～1） ＝ 5＋（0.5～1），取D=6mm

（2） 主流道球面半径 SR0＝注射机喷嘴球头半径＋（1～2）

＝20＋（1～2），取SR0＝22mm （3） 球面配合高度 取h＝3～5=3mm。

（4） 主流道长度尽量小于65mm,由实际设计的模架结合该模具的结构，取L＝40mm （5） 主流道大端直径 D??D?2Ltan??8.8mm

（半锥角

?为1o～2 o，取?＝2 o），D?=9mm

（6） 浇口套总长L0=49mm

2．主流道衬套的形式

主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口道，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处理硬度为40HRC～45HRC,如图7所示。

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图七 浇口套

由于该模具主流道较长，定位圈和衬套设计成分体式较宜，其定位圈结构尺寸如图8所示。

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图八 定位圈

3．主流道衬套的固定

主流道衬套的固定形式如图9所示

图九 主流道衬套的固定

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（二）冷料穴的设计

1.主流道冷料穴的设计

开模时应将主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直径应稍大于主流道大端直径。由于该模具具有垂直分型面即侧向分型，冷料穴分别开在左右侧滑块上，开模时，将主流道中的凝料拉出，侧向分型时，冷料穴中的凝料及塑件同时被推出。该模具采用圆柱形冷料穴d= 6 mm Z字形拉料杆（参考表7-44）的结构形式，如图十所示。

图十 冷料穴和拉料杆

2.分流道冷料穴的设计

分流道的设计与主流道相似，采用Z字形拉料杆的结构形式。

（三）分流道的设计

1．分流道的布置形式

分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。该模具的流道布置形式采用平衡式，在瓣合模部分开设分流道。该流道形式是由本模具结构形式所确定，无其他最佳方案选择， 图10是最佳分流道布置形式。 2．分流道的长度

根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流道、二次分流道甚至三次分流道，分流道长度应尽量短，且少弯折，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗。根据该模具的结构形式，由设计图中得该模具分流道的长度为单边为3mm，分流道总长度为L=3x2＝6mm。如图11。 3．分流道的形状及尺寸

为了便于加工及凝料的脱模，分流道大多设置在分型面上。工程设计中的截

面形状应尽量使其比表面积（流道表面积与其体积之比）小，在温度较高塑料熔体和温度相对较低的模具之间提供较小的接触面积，以减少热量损失。常采用的

分流道截面形式有圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等几种形式。圆形截面的比表面积最小，但需开设在分型面的两侧，在制造时一定要注意模板上两部分形状对中吻合；梯形及U形截面分流道加工较易，且热量损失与压力损失均不大，为常用的形式；半圆形截面分流道需用球头铣刀加工，其表面积比梯形和U形截面分流道略大，在设计中也有采用；矩形截面分流道因其比表面积较大，且流动阻力也大，故在设计中不常采用。本模具是瓣合模结构，为了便于瓣合模上分流道的加工， 所以开设圆形分流道最好，其直径为2mm。但在加工和安装时应注意两个半圆的同心度和最大错位距离。 4．分流道的表面粗糙度

由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63?m～1.6?m，这样表面稍有不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有

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较高的剪切速率。此处Ra＝0.8?m。

5．分流道向浇口过渡部分的结构

分流道向浇口过渡部分的结构如图12所示。

图十一 分流道布置形式 图十二 过度部分形式

（四） 浇口的设计

浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部位。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。

浇口截面积通常为分流道截面积的0.07倍～0.09倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度为0.5mm～2.0mm。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。

1．浇口类型及位置的确定

该模具是中小型塑件的多型腔模具，同时从所提供塑件图样中可看出，设置牛角型潜伏式浇口比较合适。潜伏式浇口开设在垂直分型面上，从型腔（塑件）外侧面进料，潜伏式浇口是典型的矩形截面浇口，能很方便的调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，因而又成为标准浇口。这类浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件从浇道处以圆锥形通道或直接以隧道式浇道绕道进入型腔，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于塑件外观要求较高时的多型腔模。 2．浇口结构尺寸的经验计算

（1）潜伏式浇口各数据的经验取值

其尺寸实际应用效果如何，应在试模中检验与改进。

（五）浇注系统的平衡

对于该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸对应相同，各个浇口也相同，浇注系统显然是平衡的。

（六）浇注系统凝料体积的计算

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1．主流道凝料的体积计算

V主＝45???92?9?6?62?112?2014.55mm3

??2．分流道凝料体积计算

V分?8.1??25.45mm3

3．浇口凝料体积计算

V浇很小，可取为0。

4．浇注系统凝料体积

V总＝V主?V分?V浇＝2040mm3?2.04cm3

（七）浇注系统各截面流过熔体的体积计算

1．流过浇口的体积

V3?V塑＝120.411cm3 2．流过分流道的体积

V2?V塑?V分/2?120.42cm3 3．流过主流道的体积

V1?2V2?V主＝242.862cm3

五、成型零件的结构设计和计算

塑料模具型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。

（一）塑件的成型收缩率

由图2 收缩率经验曲线可知，此塑件的收缩率为0.55%。

（二）明确塑件尺寸公差等级

1.05241 241?1.050.96

222 100?0.96

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0.5100 100?0.50.43

80 80?0.43

0.3756 56?0.37

0.3252 52?0.32

51 51?0.32 50 50?0.32

0.3248 48?0.32 0.2530 30?0.25

0.320.325 5?0.12

0.148 8?0..140.12

0.12 2?0..1

1 1?0.1

0.1（三）型腔型芯各尺寸的计算

（本部分计算公式均参照参考文献1第143～148页） 1．型腔的径向尺寸的计算

(L)??zm0?(1?S)Ls?x?????z0 （公式6.5）

式中 Lm——模具成型零件在常温下的实际尺寸； S——塑件的计算收缩率，有图4知S＝0.0055； Ls——塑件在常温下的实际尺寸； x——塑件尺寸小精度高，取x＝0.75。

型腔长度尺寸

20

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?1.05241

1.05

?z(Lm)?0?(1?S)Ls?x?????z0?0.525??(1?0.0055)?241?0.75?0.5?0?0??241.9505?241.9?0.5755?0.96?0.525

222

0.96

??zm0(L)??(1?S)Ls?x??0?0.48???222.8460??z?0.480??(1?0.0055)?222?0.75?0.5??222.8?0.526?0.5

100

0.5

zz??(Lm)???(1?S)L?x?0s0????(1?0.0055)?100?0.75?0.5???100.55?0.375??0.170?0.170

?100.175?0.17?100.1?00.245?0.4380

0.43

??zm0(L)??(1?S)Ls?x??0??80.065??80?0.28?0.2150??z?0.2150??(1?0.0055)?80?0.75?0.5?

21

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?0.3250

0.32

?z(Lm)?0??(1?S)Ls?x??0z????(1?0.0055)?50?0.75?0.64?0??50.275?0.48?00.202?49.7?0?0.107?0.107

0.148?0.14

0(Lm)????(1?S)Ls?x????zz0??(1?0.0055)?8-0.75?0.28?0??7.834?00.125?0.12

0(Lm)????(1?S)Ls?x????zz0?0.047?0.047

?7.80?0.081??(1?0.0055)?5-0.75?0.28?0??4.818?0?0.04?0.04

?4.80?0.0582．型芯径向尺寸的计算

(L)0m??z??(1?S)Ls?x????z （公式6.7）

0式中各符号意义与取值同前。 222?0.96

?0.960(Lm)??z??(1?S)Ls?x????z0??(1?0.0055)?222?0.75?0.5?1.920?4???223.701

0?0.48

0?223.7?0.48122

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?0.96220?0.96

(Lm)??z??(1?S)Ls?x????z00??(1?0.0055)?220?0.75?0.5?1.920?4??221.69??0.50?0.48

0?221.6?0.57100?0.5

0(Lm)????(1?S)Ls?x????zz00???(1?0.0055)?100?0.75?0.51?4??100.925??0.598?0.5

0?0.25

0?100.9?0.275(Lm)??z??(1?S)Ls?x????z00??(1?0.0055)?98?0.75?0.5???98.914?0.370?0.2501?4

0?98.9?0.26456?0.37

(L)0m??z??(1?S)Ls?x????z0??(1?0.0055)?57?0.75?0.64?0.740?4

??57.9735?0.3250?0.32

0?0.185?57.9?00.258 23

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0(Lm)????(1?S)Ls?x????zz0??(1?0.0055)?50?0.75?0.64???50.755??0.16?50.7?00。071000.64?4

0.3248?0.32

(L)0m??z?(1?S)Ls?x???z??(1?0.0055)?48?0.75?0.64???48.744??0.16?48.7?00。204000.64?4??0

0.148?0.14

0(Lm)????(1?S)Ls?x????zz0??(1?0.0055)?8?0.75?0.28???8.254??0.07?8.2?00。124000.28?4

5?0..12

0(Lm)????(1?S)Ls?x????zz00.12??(1?0.0055)?5?0.75?0.24???5.2075??0.06?5.2?00。0675000.24?4

2?0.1

0(Lm)????(1?S)Ls?x????zz00.1??(1?0.0055)?2?0.75?0.2???2.161??0.05?2.1?00。101000.2?4

0.11?0..1

24

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(L00m)??z??(1?S)Ls?x????z??(1?0.0055)?1?0.75?0.2?0?0.24

??1.156?0?0.05?1.10?0.106

．型腔深度尺寸的计算

(H)??m0z??(1?S)Hs?x????z0 30

?0.25-0.25

(L??m)0z??(1?S)L??zs?x??0?0.5?????1?0.0055??30?23?0.2?4??0

??30.105?0.133??0.1250?30.?0.1560 2?0.1-0.1

(L)??m0z??(1?S)Ls?x????z0?0.2??4???1?0.0055??2?2?3?0.2??0

??2.011?0.133??0.050?1.8?0.125801?0.1-0.1

(L)??m0z??(1?S)L??zs?x??0?0.2???2?4??1?0.0055??1?3?0.2??0

??1.0055?0.133??0.050?0.8?0.123025

6.8）3（公式

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4．型芯高度尺寸的计算

(hm)??z??1?S?hs?x?0??0??z （公式6.9）

0.11?0.1

0(hm)???(1?S)hs?x?z??000.2?4??z??(1?0.0055)?1?0.75?0.2???1.156?0.3751?0.370?0.0.05

?1.1?00.106

0(hm)???(1?S)hs?x???zz??0??(1?0.0055)?51?0.75?0.2?00.74?4??0.185??51.43050

?51.3?00.215552?0.37

0.37(hm)??z?(1?S)hs?x???z??(1?0.0055)?52?0.75?0.2???52.436?0?0.18500.74?40??0

?52.4?00.211

（其余不规则的型芯通过preo软件计算得）

（四）型腔零件强度、刚度的校核

对于该套模具，塑件除上下表面的其余的外形由瓣合模上的型腔成型，显然此部分的型腔能够满足刚度和强度的要求，不需进行校核。

对于与塑件接触的上下表面的模板也显然能够满足刚度和强度的要求，不需进行校核。

此模具型腔零件的强度和刚度满足使用要求。

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六、模架的确定和标准件的选用

以上内容计算确定之后，便可根据计算结果选定模架。在学校做设计时，模架部分可参照各模板标准尺寸来绘图；在生产现场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式、规格及标准代号，这样能大大缩短模具制造的周期，提高企业经济效益。

模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的刚度或强度的计算，以校核所选模架是否适当，尤其对大型模具，这一点尤为重要。

由于本毕业设计采用一模两腔的对称布置的形式，主要占用一个方向的空间，所以确定该尺寸就可以确定模具尺寸了。而最大方向尺寸的大致估算为400mm，所以根据参考文献[3]表7-1可确定选用不带推件板的CI型模架，查表得W×L=350×400及各板的厚度尺寸。如图12所示

模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有凸出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便的分开两块模板。如图13所示。

图十三 模架

（一）定模座板（400mm×350mm、厚30mm）

定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢。

通过4个M16的内六角圆柱螺钉与上凸模固定板连接；定位圈通过4个M10的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为H6/k6配合。

（二）定模板（400mm×350mm、厚40mm）

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用于固定型腔导套、浇口套等。固定板应有一定的厚度和足够的强度，一般用50钢或45钢制成。最好调制处理183HB～235HB。

（三）动模板（400mm×350mm、厚50mm）

用于固定型芯，斜滑块等。固定板应有一定的厚度和足够的强度，一般用50钢或45钢制成。最好调制处理183HB～235HB。

（四）支承板（400mm×350mm、厚45mm）

支承板应具有较高的平行度和硬度。该套模具的下型芯固在凸模固定板上，然后由支承板支承其强度、压力。材料为55钢。

（五）垫块（65mm×350mm、厚100mm）

1．主要作用

在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。 2．结构形式

可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。 3．垫块材料

垫块材料为45钢，也可以用HT200、球墨铸铁等。该模具用45钢制造。

（六）动模座板（400mm×350mm，厚30mm）

材料为45钢，其上的注射机顶杆孔为Φ50mm。其上的推板导柱孔与导柱采用H7/f6配合。用4个M16的内六角螺钉将到动模板固定。

（七）推板（180mm×400mm，厚25mm）

材料为45钢。其上的推板导套孔与推板导套采用H7/m6配合。用4个M10的内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定。

（八）推杆固定板（180mm×400mm，厚20mm）

材料为45钢。其上的推板导套孔与推板导套采用H7/m6配合。

（九）导套（?30mm×40mm）

材料为T12A，其与定模板采用H7/m6配合。

（十）导柱（?30mm×90mm）

材料为T12A，其与导套采用H7/f6配合，与动模板采用间隙配合。 （十一）复位杆（?30mm×167mm）

材料为T8A，其也是固定在推板固定板上，与推板固定板和支撑板是间隙配合，与动模板采用H7/f6配合。

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七、合模导向机构的设计

当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置时，则需设计人员根据模具结构进行具体设计。本模具采用非标准模具（自主设计），但为了减少制造成本和制造周期，提高经济效率，

导向机构尽量外购。

（一）导向机构的总体设计

1．导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后变形。

2．该模具采用4根导柱，为不使在装配和维修时出错，在均匀分布的基础上把其中一根导柱偏移2mm。

3．该模具导柱安装在支承板和下凸模固定板上，导套分别安装在模套及上凸模固定板和定模座板上。

4．为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑槽，即可削去一个面或在导套的孔口倒角，该模具采用后者。

5．在合模时，应保证导向零件先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏。

图十四 导柱 6．动定模板采用合并加工，可保证同轴度要求。

（二）导柱设计

1．该模具采用带头导柱，不加油槽，如图14所示。 2．导柱的长度必须比凸模端高度高出6mm～8mm。

3．为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形先导部分。 4．导柱的直径 应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该模具导柱参照CI型模架可知为Φ30）。

5．导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/m6配合，导柱滑动部分按H7/f6或H8/e6的间隙配合。

6．导柱工作的部分的表面粗糙度为Ra＝0.4?m。

7．导柱应具有坚硬耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T12A经淬火处理，硬度为50HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度为50HRC以上。

（三）导套的设计

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导套与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精密的圆套形零件。导套常用的结构有两种形式：直导套（GB/T4169.2－1984）、带头导套（GB/T4169.3－ 1984）。

1.结构形式。分别采用带头导套（I型），如图125所示。

2.导套的端面应倒圆角，导套孔最好做成通孔，有利于排出孔内剩余空气。

3.导套孔的滑动部分按H7/f6或H8/f6的间隙配合，表面粗糙度为0.4?m。导套外径与模板两端采用H7/m6配合。

图十五 导套

4.导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制成，该模具中采用T12A。淬火硬度50HRC以上。

八、脱模推出机构的设计

注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也常称为推出机构。

（一）脱模推出机构的设计原则

塑件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则。 1. 推出机构应尽量设在动模一侧。 2. 推杆应设在脱模阻力大的地方。 3. 推杆应均匀布置。

4. 保证塑件不因推出而变形损坏。 5. 机构简单、动作可靠。 6. 良好的塑件外观。 7. 合模时准确复位。

（二）塑件推出的基本方式

1．推杆推出

推杆是一种基本的、也是一种常用的塑件推出方式。常用的推杆形式有圆形、阶梯形。 2．推件板推出

对于轮廓封闭且周长较长的塑件，采用推件板推出机构。推件板推出部分的形状根据塑件的形状而定。

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3．气压推出

对于大型深型腔塑件，经常采用或辅助采用气压推出方式。 本套模具的推出机构形式简单，全部采用推杆推出。

（三）塑件的推出机构

1）. 推出方式的确定

1.推出面积 设4mm的推杆设置5根，那么推出面积为 A杆=4x3.14x5=15.7

2.推杆推出应力 根据表2-12取许用应力为8Mpa 则F/A杆=77.98/15.7=5<8 所以，设计合理

2）.带肩的阶梯形推杆，如图16所示。每个塑件由5根推杆推出，总共10根。

图十六 推杆

3）.推杆应设在脱模阻力大的地方。 4）.推杆应布置均匀。

5）.推杆应设在塑件强度，刚度较大的地方。 6）.推杆形式为阶梯形推杆。

7）.推杆直径与模板的推杆孔采用H7/k6间隙配合。

8）.通常推杆装入模具后，其端面应与型腔底面平行或高出型腔底面0.05-0.10mm。 9）.推杆与推杆固定板，通常采用单边1mm的间隙，这样可以降低加工要求，又能再

多推杆的情况下，不因各板上的推杆孔的加工误差引起的轴线不一致而发生卡死的现象。

10）.推杆的材料常用T8、T10碳素工具钢，热处理要求硬度50HRC以上，工作端配

合部分的表面粗糙度为0.8?m。

（四）脱模力的计算

脱模力是从动模一侧的主型芯上脱出塑件所需施加的外力，需克服塑件对型芯包紧力、真空吸力、粘附力和脱模机构本身的运动阻力。

脱模力是注射模脱模机构设计的重要依据。但脱模力的计算非常复杂。其计算方法有简单的估算和分析算法。现用简单估算发进行对模具的脱模力的计算。

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Ft?F(?cos??sin?)?Ap(?cos??sin?)

式中 A——塑件包括型芯的面积

?——塑件对钢的摩擦系数，约为0.2～0.5，去?＝0.35

?——拔模斜度，本塑件没有拔模斜度，?＝0。

p——塑件对型芯单位面积的包紧力，一般情况下，模外冷却的塑件取2.4×107～3.9×107Pa，模内冷却的塑件取0.8×107～1.2×107Pa。 分型时脱模力的计? （1）型芯的脱模力计算

1．100x50 主型芯脱模力的计算 因为&=(l+b)/(3.14xt)=47.75?10,所以此处视为薄壁类矩形塑件，根据参考文献1公式脱模力为

F1=12kfaE(Tf-Tj)=12xo.9xo.45x8.5x10-5x2000x40x1x1 K=0.9 F=37N

Fc----脱模系数 ABS取0.45 a----塑料的线膨胀系数8.5x10-5

E----ABS的抗拉弹性模量，取2.2x103Mpa Tf----塑料软化温度，取100 Tj----脱模时塑料温度，取60 t----壁厚，取2.5

其中K=（fccosa-sina）/(fc(1+ fcsinacosa))=0.9（其中a取一度）

2 直径为8的圆柱形型芯脱模力的计算 因为r/t=8<10 ,所以该塑件为厚壁塑件

F2=（1.25KfcaE（Tf- Tj））/(((dk+2t)2+dk2)/((dk+2t)2+dk2)+&)

=40.98N

对于筒形类型芯：dk=d=2r Ac=2x3.14rh

故总的脱模力F= F1+ F2=37N+40.98N=77.98N 3 其余的不规则型芯通过pro/e软件绘图得到

（五）脱模力的校核

当进行塑件的推出时，由于注塑机的顶出力大于定模部分的脱模力，因此塑件可顺

利脱出

九、侧向分型与抽芯机构的设计

侧向分型与抽芯机构用来成型塑件上的外侧凸起、凹槽和孔以及壳体塑件的内侧局部凸起、凹槽和不通孔。具有侧抽芯机构的注塑模，其活动零件多、动作复杂，在设计中特

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别要注意其机构的可靠、灵活和高效。侧抽芯机构类型很多，根据动力来源不同，一般可分为机动、液压或气动以及手动三大类型。根据塑件结构进行合理选用

（一）侧向分型与抽芯机类型的确定

该套模具采用机动侧抽结构，其驱动方式为斜滑块。

斜滑块驱动侧向分型与抽芯机构，通常斜滑块由锥形模套锁紧，能承受较大侧向力，但抽拔距离不大。此塑件的侧凸较小，所需的抽芯距不大，但侧凸的成型面积较小，因而需较大抽芯力，故采用此机构较为合宜。

根据斜滑块侧向分型与抽芯的特点，利用推出机构的推力驱动斜滑块斜向运动，在塑件被推出脱模的同时，由斜滑块完成侧向分型与抽芯动作，斜滑块如图17所示。

十七 斜滑块

（二）斜滑块（瓣合模块）的几种方案对比

1．瓣合模块在定模内（锁紧块）滑动。这种结构难于控制相对于塑件中心的外形尺寸，但便于塑件的自动掉落，在塑件推出方式上和采用推件板、推杆、推管推出塑件。

2．瓣合模块在推件板上滑动。采用此结构易于控制相对于塑件中心的外形尺寸，但塑件不易自动掉落，有落在瓣合模块内的可能。

3．瓣合模块在动模内滑动。容易控制塑件尺寸，为了使塑件能自动掉落，设计时应避免采用塑件留在瓣合模块底部的结构。

综上所述，该套模具宜采用第三种方案的结构形式，用推杆推动瓣合模块

（三）斜滑块的组合形式

设计及组合方式时，应考虑分型与抽芯的方向要求，并保证塑件具有较好的外观质量，另外，还应使滑块的组合部分具有足够的强度。该套模具采用两瓣合模块组合的结构形式。

（四）斜滑块的导滑形式

根据导滑部位作用的不同，斜滑块的导滑形式可分为3种类型。

1．滑块导滑。 2．斜推杆导滑。

3．推杆摆动与平移。

该套模具采用滑块导滑，其斜向滑槽为矩形导滑槽。利用斜滑块外侧面的凸耳与锥形模套内壁对应的斜向滑槽滑动配合，达到侧向分型与复位的目的。同时为了防止开模

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块被粘附在定模上，在定模部分设置了4套弹簧和弹簧顶销。如图18所示。

图十八 弹簧和弹簧顶销

（五）塑件在瓣合模中脱模过程的设计

对于本模具，瓣合模的脱模过程为抽芯与侧向分型同时进行，并同时结束。

（六）设计要领

1．正确选择主型芯位置（这直接关系到塑件能否自动脱模）

一般将主型芯位置设于动模，这样在脱模的过程中，塑件虽与主型芯脱松，但侧向分型时对塑件仍有限制侧向移动的作用，所以塑件不会粘附在斜滑块上，脱模比较顺利。

对于该套模具，侧向抽芯距离很小，应将主型芯（本模具为下型芯）设置在动模部分，这样还能使动模部分型芯的抽芯与侧向分型几乎同时完成。 2．开模时，斜滑块的止动

斜滑块通常设置在动模部分，并要求塑件对动模部分包紧力大于定模部分的包紧力。当动模部分的包紧力小于定模部分的包紧力时，如果没有止动装置，则斜滑块在开模动作刚刚开始，便有可能与动模产生相对运动，导致塑件损坏。为了避免这种现象，该套模具采用弹簧顶销止动装置（也可采用导销止动装置）。 3. 抽拔力的计算

根据公式得

Fc=（1.25KfcaE（Tf- Tj）Ac）/(((dk+2t)2+dk2)/((dk+2t)2+dk2)+&)x2 =18Nx2=36N 4．斜滑块的倾斜角和推出行程

由于斜滑块的强度较高，斜滑块的倾斜角可比斜导柱的倾斜角大一些，一般在≤30o

范围内选取。该套模具斜滑块的倾斜角选15o。

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斜滑块的推出行程l必须小于斜滑块导滑总长L的2/3。该套模具推出行程为S抽=h+（2—3）mm，这里取4m,合乎要求。 5.斜导柱弯曲力计算

N=F弯=F抽/cosa=36N/cos15 =37.3N 6.直径

通过计算公式算得

d=4mm(公式见“注塑模具设计与制造”P289)

其中L4———斜导柱有效长度=s/sina=4/sin15=11.6mm N———斜导柱所承受的最大弯曲力（N），为37.3N （按照表7-12，查表确定这里取12mm） 7.斜导柱的长度及开模行程计算

L=l1+ l2+ l4+ l5=d/2xtana+h/cosa+s/sina+（5-10） =1.6+25/cosa+4/sina+(5-10) =1.6+41.4+15.5+5

=63.5mm

l1， l2 ———斜销固定部分长度

l4 ———抽芯距为s时斜销工作部分长度 l5 ———斜销引导部分长度，

8．斜滑块的装配要求

为了保证斜滑块在合模时其拼合面密合，避免注射成型时产生飞边，模具闭合后斜滑块底部与模板之间应有0.2mm～0.5mm的间隙，同时斜滑块还必须高出模套0.2mm～0.5mm。当使用一段时间斜滑块与导滑槽之间有磨损之后，再通过磨削斜滑块的端面，可继续保持垂直分型面的密合性。

对于该套模具，如果斜滑块底部与凸模固定板之间有0.2mm～0.5mm的间隙，塑料 PT－610注射成型时易产生溢料飞边，所以应使斜滑块底部与凸模固定板间隙≤0.015mm，而模套稍低与斜滑块的高度0.3mm，以确保合模时斜滑块锁紧。 9．斜滑块推出时的限位

在每瓣斜滑块上开有两长槽，用压板压住限位。

（七）各项尺寸的计算与校核

斜滑块、模套、推杆、导柱之间的相对位置以及脱模推出完成后的相对位置如图18所示。

1．斜滑块形式为两瓣形式。 2．整体尺寸（两瓣组合时）

初步设计下表面的尺寸为72mm×138mm，上表面的宽度约为72mm×122mm

因上表面在加工时，较难保证此尺寸精度，所以在加工时以下表面的尺寸75mm×163mm和倾斜角20o、斜滑块高度为基准准，这样能保证上表面的尺寸及上表面、斜侧面与模套是密合的，即保证了斜滑块与模套的配合要求。 3．斜滑块的导向倾斜角度?＝18o，符合设计要求。 4．推出行程。

由于动模部分的圆柱型芯高出凸模固定板上表面5mm，所以将塑件推脱出矩形型芯所需的推出行程l推＝5mm.

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5．所需的理论侧向抽芯距s抽为

s抽?s'?(2?3)?1?(2?3)?3~4mm

取s抽=4mm

6．瓣合模滑块的高度。

结合该塑件，取斜滑块顶面高出模套0.2mm～0.5mm，底面与模板保持密合。 7．采用矩形导滑槽导滑。

导滑槽的作用是维持滑块运动方向的支撑零件，因此要求滑块在导滑槽内运动平稳，无上下窜动和卡紧现象。虽然燕尾槽精度高，但制造比较困难，模具中多采用矩形导滑槽。滑块与导滑槽间上下、左右应各有一对平面是间隙配合，配合精度可选H8/f7或H8/f8，其余各面应留有0.5mm到1.0mm的间隙，导滑槽硬度应达到52HRC～56HRC。 8．分型顺序。

为了开模时斜滑块顺利的留在动模部分，实现I—I分型面先分型，需在定模部分装4套对称布置的弹簧顶销。其型号的选取和预压力的结合前面已有陈述，这里不再重复。 9．因斜滑块侧向单边分型仅1.5mm左右，显然不会与两边的导柱导套发生干涉。

10．该塑件侧向分型与纵向抽芯几乎同时完成，因此不会造成塑件随着粘附力大的斜滑块移动而无法脱落。

十、排气系统的设计

在塑料熔体填充注射模腔过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而行程的水蒸气，塑料局部分解产生的低分子挥发气体，塑料助剂挥发（或化学反应）所产生的气体以及热固性塑料交联硬化释放的气体等；这些气体如果不能被熔融塑料顺利地排除模腔，将在制件上形成气孔，接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生焦痕，色泽不佳等缺陷。

模具的排气可以利用排气槽排气，分型面排气，利用型芯，推杆，镶件等的间隙排气。有时为了防止塑件在顶出时造成真空而变形，必须设置进气装置。如果情况特殊则必须开设排气槽。

该套模具是属小型模具，排气量小，利用分型面，型芯和侧抽芯可达到排气效果，因此本设计不再单独开设排气槽

十一、温度调节系统的设计

无论何种塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模温范围。注塑模的温度对于塑料熔体的充模流动，固化定型、生产效率及塑件的质量都有重要的影响，所以必须用温度调节系统对模具的温度进行控制。

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模具温度控制系统包括冷却和加热两个方面，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度要求也不同，一般热塑性塑料注射成型时只需考虑冷却装置系统；热固性塑料注射成型只需考虑加热装置系统。

(一) 温度调节系统作用：

1、缩短成型周期提高生产效率；

2、改善成型性能，模具必须保持合适的温度，使塑料熔体具有良好的流动性，以改善成型性能；

3、提供成型温度，对于热固性塑料，必须把塑料熔体加热到一定的温度范围内才能使塑料发生反应，固化成型；

4、改善塑件的表面质量。

（二）冷却系统和冷却介质

一般注射到模具内的塑料温度为200 ℃。而塑料固化后从模具型腔中取出时其温度在60 ℃以下。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。 1.冷却介质

对于黏度不高，流动性不差的塑料，因为成型工艺要求模温都不太高，所以用常温水对模具进行冷却。由于PC的流动性中等，且水的热容量大。成本低，热传系数大，故该套模具亦采用温水进行冷却。 2.冷却系统的简略计算

①求塑件在固化时，每分钟塑料传给模具的热量Q

查参考文献[2]中表4—35得ABS单位质量放出的热量Qs = 350 kJ/ kg，故 Q = WQs = 0.152×350 = 53.1 kJ/min

式中 Q — 单位时间（每分钟）内塑料传给模具的温度（kg/min）,生产周期按每分

钟1.2次（即成型周期为50秒——冷却时间为23s, 取注射时间为19s，脱模时间为8s）计算；

W — 单位时间（每分钟）内注入模具中塑料质量（kJ/min），体积V = 120.411cm

3，查表取密度为1.05 g/cm-3 ，故

W = 1.2×1.05×10-3×120.411 = 0.152 kJ/min ②求冷却水的体积流量

qv = WQ1/pc1(θ1—θ2)

= 53.1 /[103×4.187×（25－20）]

-3

= 2.53×10 m3/min

式中 p — 冷却水的密度，为103 kg/m3；

C1 — 冷却水的比热容，为4.187 kJ/( kg·℃)； θ1 — 冷却水出口温度，取25℃；

θ1 — 冷却水入口温度，取20℃；

③求冷却管道直径d

当qv = 2.53×10-3 m3/min时，查参考文献[4]中表4—30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 = 8 mm。 ④冷却水在管内的流速v v = 4qv/60πd2

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= 4×2.53×10-3/（60×π×0.0082） = 0.83 m/s

小于最低流速1.66 m/s，达不到湍流状态，所选管道直径太大，只能选 d = 6 mm

⑤求冷却管壁与水交界面的膜转热系数h

因为平均水温为23.5℃，查参考文献[4]中表4—31可得f=6.48，则有： h = 4.187f（pv）0.8/d0.2

= 4.187×6.48×（1000×0.83）0.8/ 0.0080.2 = 15421.352 kJ/（m2·h·℃）

⑥计算冷却水通道的导热总面积A A = 60WQs/hΔθ

= 60×53.1/{15421.352×[50－（22＋25）/2]}

-3

= 7.8×10 m2

式中 Δθ — 模具温度与冷却水温度之间的平均温度（℃），模具温度取50℃. ⑦计算模具冷却水管的总长度L L = A/πd

= 0.0078/(π×0.006) = 0.414m = 414 mm

⑧计算模具上应开设的冷却管道的孔数n 模具为400×350的规格，所以冷却管道的孔数为两个。

⑨冷却装置的布置

虽然经过上述理论计算，所需冷却水道仅两条，但在实际生产应用中，这是不够的，将不能获得很好的冷却效果，应该动定模板上各两个，实际设计如下：

由于塑件全部镶嵌在定模中，所以本设计的冷却水路就设计在定模部分。具体位置如图19所示：

图十九 水管的布置 （三）模具的加热

对于本模具在固化成型时需要对模具的成型零件加热保持熔体的固化温度，才能生产出合格的塑件。

模具的加热形式有很多种，有热水、热油、蒸汽加热和电加热等，一般都采用电加热的方法。

电加热又可分为电阻丝加热、电热棒加热和电热圈加热。目前，大部分厂家采用电热棒加热的方法，电热棒有多种成品规格可供选择，在模具设计时，先要计算加热所需的电功率，加工好安装电热棒的孔，然后将购置的电热棒插入其中接通电源即可加热。

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十二 模具的装配、调试与维护

（一）模具的装配

在总装前应选好装配的基准件，安排好上下模的装配顺序，在总装时，当模具零件装入上下模板时，先装作为基准的零件，检查无误后再拧紧螺钉，打入销钉。

塑料模先将淬硬的主要零件作为基准，全部加工完毕后再分别加工与其相关的其他零件。然后加工定模和固定板的4个导柱孔、组合滑块、导轨及型芯等零件。最后将动模板、垫块、固定板等总装。本套模具的装配工艺及步骤如下;

（1） 磨安装平面，定模板12的下表面和动模板9的上表面。

（2） 将定模板12与动模板9以一对垂直的侧面找正后叠合、夹紧、配钻、膛导柱，导

套安装孔，拆开后在定模板12上压装导套34，在动模板上压导柱35 。

（3） 以导柱导套定位，将定模板12与动模板9叠合后夹紧，加工斜滑块22行程槽，拆

开后在动模板的槽中放入斜滑块导轨夹紧，配钻斜滑块导轨的安装孔，并找正后安装螺钉40.

（4） 定模板12按中心线划线加工斜导柱30与楔紧块31的安装孔，分别压入斜导柱30

与楔紧块31 。以楔紧块31和斜导柱30定位，放入斜滑块找正后夹紧，配作型腔。 （5） 以导柱导套定位，将定模板12与动模板12叠合后夹紧，配钻、膛型芯安装孔的预

孔，拆开后分别精镗型芯的安装孔，然后在定模板和定模板上压装流道，在动模板上压入型芯。

（6） 定模座板14按中心线对定模板12找正夹紧，配钻螺钉16的安装孔，配钻、镗浇

口套17的安装孔。并钻定位圈15的安装孔。以外圆定位，将定模座板14与定位圈15叠合后夹紧，钻螺钉16的螺钉孔。

（7） 动模座板1按中心线对动模板9找正夹紧配钻螺钉2的螺钉孔，配钻、绞销钉孔，

在动模座板1上，钻、膛（绞）推板导柱24，限位钉38的安装孔，然后然后压入导柱24和支承限位钉38 。

（8） 装配推杆固定板组件。以动模板9、支承板8、垫块3，动模座板1等组装后加工。

①以动模板推杆导向配钻支承板上的孔；

②将支撑板与推杆固定板夹紧，配钻推杆固定板上孔（安装预孔）和螺钉4的安装孔；

③以动模座板等钻孔配钻导配预孔，拆开后在推杆固定板上镗绞导套25孔； ④以导柱导套定位，将导柱推至支承板贴紧，钻、绞推杆孔、拉料杆孔，复位杆孔等。

（9） 拆卸下斜滑块导轨39，与定距螺钉支架19叠合夹紧，配钻螺钉20的安装孔，并在

斜滑块支架上划线，钻支架孔。

（10） 在动模板上压装型芯，安装支承板8、垫块3、动模座板组件，在推杆固定板安装

好后用螺钉2连接；并组装斜滑块机构与动模座板。 （11） 在定模板8上压装浇口套30，将定模座板8通过浇口套30定位与定模板组装后用

螺钉4连接，然后压装定位圈15.

（12） 以导柱34、导套35定位和导向，定模部件和动模部件合模，即完成注射模具的装

配。

（13） 试模具——修模——再试模——再修模——直至模具合格，

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