松山学院机械系模具教研室
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目录
一、 塑料的工艺特性
二、 计算塑件的体积和质量
三、 注塑机的确定
四、 注射模设计
五、 模具闭合高度的确定
六、 注射机有关参数的校核
七、 模具总装图
八、 主要参考文献
九、 总结
一、 塑件工艺特性
1、塑件所使用的材料的种类及工艺特性的分析：
聚碳酸酯（PC）是一种通用的性能优良的热塑性塑料，是一种性能优良的其冲击强度高，弹性模量较高，耐蠕变性能好，耐热性能高，稳定性好，脆性强度低，能抵制日光、雨淋和气温度化的影响。
2、塑件的成型特点分析：
吸水性小，但高温时对水分比较敏感，流动性差，熔融温度高，粘度大，流动性差，成型时需要较大的温度和压力，且其溶融粘度对温度比较敏感，所以一般用提高温度的办法来增加熔融塑料的流动性。
3、塑件结构分析：
从塑件外型看，总体为一个圆柱形，内有一深孔的零件，结构简单。
二、 塑件的体积与质量的计算
该产品材料为聚碳酸酯（PC），查资料得知其密度为1.20 g/cm3，收缩率为0.5%～0.8%，
根据塑件的形状计算其体积：
V塑=3.14×0.52×3.5cm-3.14×0.42×3.4cm ≈0.99cm3，
塑件质量: M塑= V塑ρ=1.2g/cm3×0.99cm3≈1.2g
估算出浇注系统体积V浇=0.5cm3,可得浇注系统的质量为
= 
ρ=0.5 ×1.20 ≈0.6g
故 
=
+=2×0.99+0.4=2.38cm
故 
=2.38×1.2≈2.9g
三、 注塑机的确定
根据原材料和塑料制件的各种参数，选定注射机的型号为：XS-Z-60，其有关参数如下:
注塑机的最大注塑量：60cm3 ； 锁模力：500KN
注塑压力：122MPa ； 最小模厚：70mm
最大模厚：200mm ； 模板行程：180mm
喷嘴前端孔径：Ф4mm ； 注塑机定位孔直径：Ф60mm
喷嘴球面半径：12mm ； 注塑机拉杆空间：190×300/mm×mm
动、定模固定尺寸：330×440/mm×mm
四、注射模设计
1、型腔的确定
该塑料结构简单，采用的是一模二腔
2、分型面的选择
分型面是决定模具结构形式的重要因素，它的设计要综合地考虑各方面的因数。因为本塑件结构较简单，无需侧向抽芯，选择下图水平分型方式降低了模具的复杂程度，又便于成型后脱模，因此将塑件的分型面设计如下：
3、浇注系统
（1）主流道的设计
查资料得XS—Z—60型注射机喷嘴有关尺寸为，喷嘴前端孔径为d1=3mm，主流道球面半径为R1=10mm，球面配合高度为3~5mm,取其平均值4，主流到锥角为2~6度，取3度，模具主流道球面半径
为11mm及小端直径
为4mm，经换算得主流道下端直径D=6mm。为了使溶料顺利进入分流道可在主流道出料端设半径为r=1mm的圆弧过渡。
（2）分流道的设计
分流道的形状及尺寸应根据塑件的体积,壁厚,形状的复杂程度,注射速率,分流道长度等因素来确定。本塑件的形状不算太复杂,熔料填充比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道的长度不算太长。
（3）浇口的设计
根据塑件的成型要求及排列方式、形状，选用侧浇口较为理想浇口为狭小的矩形口。
4、成型零件的设计
（1）凹模：塑件结构简单，故采用整体式凹模结构，如下图：
（2）凸模：主型芯同样采用整体式，如下图：
5、合模导向机构设计
（1）导柱采用经过渗碳淬火的20钢，做成锥台形。
（2）导套采用与导柱同样处理的材料，为通孔形以利于排气。
（3）导柱与导套的配合如下图：
6、推出机构的设计
考虑塑件是一模两腔，零件厚度又比较小，故采用推杆和推件板配合，不至于破坏零件。推出机构为机动推出，结构简单，设计在动模一边。
五、模具闭合高度的确定
根据设计与查标准模架所得模具的总厚为：定模板20mm,定模座板40mm，动模板20mm，动模座板25mm，推件板10mm，支承板15mm，垫块60mm,
六、注塑机参数校核
1、最大注塑量校核
注塑机的最大注塑量为应大于制品的质量或体积(包括流道及浇口凝料和飞边)，通常注塑机的实践注塑量最好在注塑机的最大注塑量的80%。
故：选用的注塑机最大注塑量应 
—注塑机的最大注塑量；
;
；
;
故0.8=48≥1.98+0.5
所以满足要求。
2、注射压力的效核
XS—Z—60的额定压力122MPa，根据所选用材料（PC）的注塑压力为80~130，故符合要求。
3、开模行程与模厚的效核
模具为单分型面注射模故：
>
≥
+
+5~10mm
式中 —推出距离
—包括浇注系统在内的塑件高度
——注塑机最大开模行程mm
=180≥S=35+40+10=85
所选注射机的最小模厚为70mm 最大模厚200mm,模具总厚为190mm。
即：
故以上两项均符合要求
4、模具与注塑机安装部分相关尺寸校核
模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合：模具长×宽<拉杆面积
模具的长×宽为190mm×200mm<注塑机拉杆的间距190mm×300mm，故满足要求。
七、模具总装图如下:
八、主要参考文献
《塑料成型工艺与模具设计》屈华昌 主编，机械工业出版社，1996.4;
《塑料模具设计》，朱光力 万金宝 等 编著，清华大学出版社，
九、总结
经过一个月多的努力，毕业设计终于完成了。可能此毕业设计尚存在不足之处，但通过这段时间的学习与工作，从中学习到了很多相关的知识和经验。这对以后的学习和工作都有着很大的帮助和作用。
设计过程中，虽然遇到了许多困难，但是同学们的热心帮助、系老师的精心指导下，解决了在设计过程中遇到的问题得以按时完成这此设计，在此向他们表示最诚挚的谢意！
第二篇：塑料模具课程设计说明书
塑料成型工艺及模具设计
课程设计说明书
题 目：塑料模具设计
专 业：模具设计制造及其自动化
班 级：机设07级
姓 名：杨长青
学 号：200710111115
指导老师：聂志萍
时间 ：20##年1月5日
目 录
第一部分 产品的说明
第二部分 塑件分析
第三部分 注射机的型号和规格选择及校核
第四部分 型腔的数目决定及排布
第五部分 分型面的选择
第六部分 浇注系统的设计 第七部分 型零件的工作尺寸计算
第八部分 推出机构的设计
第九部分 模架的选用
第十部分 冷却系统设计
第十一部分 模具的动作过程
第十二部分 设计小结
第十三部分 参考资料
第一部分 产品的说明
本塑件结构简单，壁厚均匀，模架结构较简单。精度要求较高，为四级精度，材料为聚乙烯成型性能一般，其他并无特殊要求。
图一：塑件俯视图
第二部分 塑件的分析
聚乙烯
化学名称：PE
材料分析：PE是乙烯经聚合制得的一种热固性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量 α－烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。
塑件注射成型工艺参数的确定：
根据该塑件的结构特点和得成型性能，查相关手册得到ABS塑件的成型工艺参数：
塑件的注射成型工艺参数
第 三 部分 注射机的型号和规格选择及校核
注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。
从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，。因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。
1、注射机的选用
选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量和注射压力初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。
为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：
式子中，
—实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（
）。
由proe分析/体测量，可得塑料盒的体积为1.4cm3，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，
=1.6x2xVs=4.5
为了保证注射成型，注射机的注射压力要大于注射时需要的压力。查表得PE的注射压力为60-100Mpa 取70Mpa查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规
范及特性，可以选择S54—s200/400
SZ-10/16 型注射机的主要参数如下表所示
2、锁模力的校核
锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：
Fn =(nA1+Aj)p
行腔内压力一般为注射机压力的80%左右，查表5—2得型腔压力为20，所以F=（2*4+0.5）*20=136
3、开模行程校核
开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。所需开模行程为：
S机H = H1 + H2 +（5～10）=11+55+10=76 mm
第四部分 分型面的选择
分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。
1、分型面的形式：
分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。
2、分型面的选择原则：
a）、便于塑件脱模：
Ⅰ、 在开模时尽量使塑件留在动模内
Ⅱ 、应有利于侧面分型和抽芯
Ⅲ、应合理安排塑件在型腔中的方位；
b）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏
c）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）
d）、有利于排气
综合上述分型面选择为水平分型面。
第 五 部分 型腔数目的决定及排布
1、型腔数目的确定：
对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过４个，塑料件的精度为4级左右，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目初定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局。
第六部分 浇注系统的设计
1、浇注系统的组成
所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。
2、浇注系统各部件设计
A、主流道设计：
主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为：
⑴ 主流道圆锥角α=2o～6o，对流动性差的塑件可取3 o～6o，取锥角为6o 。 内壁粗糙度为Ra0.63μm。
⑵主流道大端呈圆角，半径r=1～3mm，取r=2以减小料流转向过渡时的阻力。
⑶ 查注塑机得喷嘴前端孔径d1=4 ,喷嘴前端球面半径SR1=12
SR=SR1+(1～2) d=d1=(0.5～1)
得主流道球面半径SR=13 ,前端孔径d=4.5,计算的大端直径D=8.4
⑷对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用
间隙配合。
⑸主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为52～56HRC。
图五. 主流道衬套
C、浇口的设计：
浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。
浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根
据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。 一般浇口的截面积为分流道截面积的3%～9%，计算得点浇口截面积为一，截面形状常为矩形，浇口长度为0.5～2mm，取1mm。表面粗糙度Ra不低于0.4μm。
浇口的结构形式很多，按照浇口的形状可以分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及薄片式浇口。而我们这里选用的是侧浇口。
浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题，所以我们在开设浇口时应注意以下几点：
①浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。
②浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。
③浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。
④浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。
⑤对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。
⑥浇口应设在不影响制品外观的部位。
⑦不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。
第 七 部分 成型零件的工作尺寸计算
A、型腔型芯的尺寸设计
该塑件的成型零件尺寸计算时均采用平均尺寸,平均收缩率,平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查有关模具设计手册得PE的收缩率为s=0.3%～0.8%,故平均收缩率为
。根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取
。型腔和型芯工作尺寸计算如下:
B.型腔壁厚和底板厚度计算
在注射成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底板的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其是对大型塑件。
型腔材料预选为硬化塑料模具钢。
模具钢弹性模量E=2.2
, 许用应力300Mp
模具许用变形量
=0.03
一，型腔侧壁厚度计算：
1，按刚度条件计算
S刚>=
2,按强度计算
S强=>
=19mm
二，型腔地板厚度计算：
1，刚度条件计算
T刚>=
2,按强度计算：
T强>=
图八 型腔尺寸
第 八 部分 推出机构的设计
本模具采用推杆推出，推杆选用d=4标准推杆推出距离d=11+55+5=66mm
第 九 部分 模架的选用
以模具型腔的大小和进料方式，本模具选用侧浇口模架系列。
第 十 部分 冷却系统的设计
1、冷却系统设计
塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。
一般注射模内的塑料熔体温度为200℃左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60℃以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具可简单进行冷却或者可利用自然冷却不设冷却系统；当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却，以
3、冷却系统设计原则
①、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡
②、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。
③、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。
④、浇口处加强冷却。
⑤、应降低进水与出水的温差。
⑥、合理选择冷却水道的形式。
⑦、合理确定冷却水管接头位置。
⑧、冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。
⑨、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。
4、冷却系统的结构形式
根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。
简单流道式即通过在模具上直接打孔，并通过以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。
第 十一 部分 模具动作过程
图十 模架机构
动模向右运动，当推板15与液压机的顶杆接触，推板何推杆固定顶板带动推杆向右运动，将塑件顶出！动模向右运动形成合模！
第 十二 部分 设计小结
塑料工业是当今世界上最快的工业门类之一，对于我国而言，它在整个国民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用。我们大学生对于塑料工业的认识还是很肤浅的，但是通过这次塑料模具课程设计，让我们更多的了解有关塑料模具设计的基本知识，更进一步掌握了一些关于塑料模具设计的步骤和方法，对塑料模有了一个更高的认识。这对我们在今后的生产实践工作中无疑是个很好的帮助，也间接性的为今后的工作经验有了一定的积累。
塑料制品成型及模具的设计还是个很专业性、实践性很强的技术，而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。因此，我们要学好这项技术光靠书本上的点点知识还是不够的，我们更多的还应该将理论与实际结合起来，这还需要我们到工厂里去实践。我相信在未来的我一定能走到最前头。
第十三部分 参考文献
1.曹宏深.塑料成型工艺与模具设计 机械工业出版社
2.屈华昌.塑料成型工艺与模具设计 高等教育出版社
3.模具设计手册 机械工业出版社
4.裘文言.机械制图 高等教育出版社