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畢業(yè)設(shè)計說明書
題 目： 塑料模具設(shè)計
專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造
班 級： 2003級 05 班
姓 名： 許 旭 佳
指導(dǎo)老師： 張 蓉
2006 年5 月
引 言
本說明書為機械塑料注射模具設(shè)計說明書，是根據(jù)塑料模具手冊，上的設(shè)計過程及相關(guān)工藝編寫的。本說明書的內(nèi)容包括：目錄、畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書、畢業(yè)設(shè)計說明書、畢業(yè)設(shè)計體會、參考文獻等。
編寫本說明書時，力求符合設(shè)計步驟，詳細說明了塑料注射模具設(shè)計方法，以及各種參數(shù)的具體計算方法，如塑件的成型工藝、塑料脫模機構(gòu)的設(shè)計。
本說明書在編寫過程中，得到有張蓉老師和相關(guān)同學(xué)的大力支持和熱情幫助，在此謹(jǐn)以致意。
由于本人設(shè)計水平有限，在設(shè)計過程中難免有錯誤之處，敬請各位老師批評指正。
設(shè)計者： 許 旭 佳
2006.05
畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書
一、 題目：
玩具的小零件 材料：聚丙?。≒P）
二、明確設(shè)計任務(wù)，收集有關(guān)資料：
1、了解設(shè)計的任務(wù)、內(nèi)容、要求和步驟，制定設(shè)計工作進度計劃
2、將Pro/E零件圖轉(zhuǎn)化為CAD平面圖，并標(biāo)好尺寸
3、查閱、收集有關(guān)的設(shè)計參考資料
4、了解所設(shè)計零件的用途、結(jié)構(gòu)、性能，在整個產(chǎn)品中裝配關(guān)系、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量
5、塑膠廠車間的設(shè)備資料
6、模具制造技能和設(shè)備條件及可采用的模具標(biāo)準(zhǔn)情況
三、工藝性分析
分析塑膠件的工藝性包括技術(shù)和經(jīng)濟兩方面，在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，只要分析塑膠件的形狀特點、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、精度要求、表面質(zhì)量和材料性能等因素，是否符合模塑工藝要求；在經(jīng)濟方面，主要根據(jù)塑膠件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用注射生產(chǎn)可取得的經(jīng)濟效益。
1、塑膠件的形狀和尺寸：
塑膠件的形狀和尺寸不同，對模塑工藝要求也不同。
2、塑膠件的尺寸精度和外觀要求：
塑膠件的尺寸精度和外觀要求與模塑工藝方法、模具結(jié)構(gòu)型式及制造精度等有關(guān)。
3、生產(chǎn)批量
生產(chǎn)批量的大小，直接影響模具的結(jié)構(gòu)型式，一般大批量生產(chǎn)時，可選用一模多腔來提高生產(chǎn)率；小批量生產(chǎn)時，可采用單型腔模具等進行生產(chǎn)來降低模具的制造費用。
4、其它方面
在對塑膠件進行工藝分析時，除了考慮上訴因素外，還應(yīng)分析塑膠件的厚度、塑料成型性能及模塑生產(chǎn)常見的制品缺陷問題對模塑工藝的影響。
四、 確定成型方案及模具型式：
根據(jù)對塑膠零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定所需的，模塑成型方案，制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數(shù)目和排列、成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等。
五、 工藝計算和設(shè)計
1、注射量計算：涉及到選擇注射機的規(guī)格型號，一般應(yīng)先進行計算。對于形狀復(fù)雜不規(guī)則的制品，可以利用Pro/E，的“分析/模塑分析/模塑質(zhì)量屬性”來計算質(zhì)量?；蛘卟捎霉浪愎烙嬎芰系挠昧浚氨ＷC足夠的塑料用量為原則。
2、澆注系統(tǒng)設(shè)計計算：這是設(shè)計注射模的第一步，只有完成注系統(tǒng)的設(shè)計后才能估算型腔壓力、注射時間、校核鎖模力，從而進一步校核所選擇的注射機是否符合要求。澆注系統(tǒng)設(shè)計計算包括澆道布置、主流道和分流道斷面尺寸計算、澆注系統(tǒng)壓力降計算和型腔壓力校核。
3、成型零件工作尺寸計算：主要有凹模和型芯徑向尺寸高度尺寸，其最大值直接關(guān)系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度則直接影響到制品精度。為計算方便，凡孔類尺寸均及其最小尺寸作為公稱尺寸，凡軸類尺寸均及最大尺寸作為公稱尺寸；進行工作尺寸計算時應(yīng)考慮塑料的收縮率和模具壽命等因素。
4、模具冷卻與加熱系統(tǒng)計算：冷卻系統(tǒng)計算包括冷卻時間和冷卻參數(shù)計算。冷卻參數(shù)包括冷卻面積、冷卻水空長度和孔數(shù)的計算及冷卻水流動狀態(tài)的校核和冷卻水入口與出口處溫差的校核。模具加熱工藝計算主要是加熱功率計算。
5、注射壓力、鎖模力和安裝尺寸校核：模具初步設(shè)計完成后，還需校核所選擇的注射機注射壓力和鎖模力能否滿足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安裝，行程是否滿足模塑成型及取件要求。
六、 進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計：
1、確定凹模尺寸：先計算凹模厚度，再根據(jù)厚度確定凹模周界尺寸，在確定凹模周界尺寸時要注意：第一，澆注系統(tǒng)的布置，特別是對于一模多腔的塑料模應(yīng)仔細考慮模腔位置和澆道布置；第二，要考慮凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中心與模板的幾何中心應(yīng)重合；第四，凹模外形尺寸盡量按國家標(biāo)準(zhǔn)選取。
2、選擇模架并確定其他模具零件的主要參數(shù)；在確定模架結(jié)構(gòu)形式和定模、動模板的尺寸后，可根據(jù)定模、動模板的尺寸，從《塑料模國家標(biāo)準(zhǔn)》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中確定模架規(guī)格。待模架規(guī)格確定后即可確定主要塑模零件的規(guī)格參數(shù)。再查閱有關(guān)零件圖表，就可以畫裝配圖了。
七、畫裝配圖
一般先畫上主視圖，再畫側(cè)視圖和其他視圖。由于注射機大多為臥式的，故注射模也常按安裝位置畫成臥式，畫主視圖最好從分型面開始向左右兩個方向畫比較方便。
1、主視圖：繪制模具工作位置的剖面圖
2、側(cè)視圖：一般情況下繪制定模部分視圖
3、俯視圖、局部剖視圖等
4、列出零件明細表，注明材質(zhì)和數(shù)量，凡標(biāo)準(zhǔn)件須注明規(guī)格
5、技術(shù)要求及說明，包括所選注射機設(shè)備型號，所選用的標(biāo)準(zhǔn)模架型號，模具閉合高度，模具間隙及其它要求。
八、繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖
零件圖上應(yīng)注明全部尺寸、公差與配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料、熱處理方法及其它要求
九、編寫技術(shù)文件
1、編寫注射成型工藝卡片：根據(jù)塑料的成型特點，查閱有關(guān)資料，確定合理的注射成型工藝參數(shù)，并作成工藝卡片。
2、編寫加工工藝過程卡片：選取兩個重要模具成型零件，確定加工工藝路線，并作成加工工藝過程卡片
3、編寫設(shè)計說明書
目 錄
第 一 部分 產(chǎn)品的說明
第 二 部分 塑件分析
第 三 部分 注射機的型號和規(guī)格選擇及校核
第 四 部分 分型面的選擇
第 五 部分 型腔數(shù)目的決定及排布
第 六 部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
第 七 部分 成型零件的工作尺寸計算及結(jié)
構(gòu)形式
第 八 部分 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計
第 九 部分 脫模機構(gòu)的設(shè)計
第 十 部分 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計
第十一部分 模具的動作過程
第十二部分 設(shè)計小結(jié)
第十三部分 附錄
第 一 部分 產(chǎn)品的說明
本產(chǎn)品主要用于小玩具，它要求質(zhì)量輕、成本低廉、能大規(guī)模的生產(chǎn)、無毒，下列為其圖樣。
第 二 部分 塑件的分析
PP于1957年由意大利Montecatin公司首先開始工業(yè)化生產(chǎn)，目前已成為發(fā)展速度最快的塑料品種，其產(chǎn)量位居第三。
PP學(xué)名聚丙烯，其相對分子質(zhì)量一般為10～50萬。分子式為
PP的主要特點如下：
①成白色蠟狀，無毒，透明；
②有著極低的密度（0.89～0.92），固質(zhì)量很輕，是大品種塑料中最輕的一種；
③化學(xué)穩(wěn)定性好，在室溫下溶劑不能溶解PP，且有著優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性和耐；
④耐熱性好，能在130使用；
⑤電性能優(yōu)異，耐高頻電絕緣性好，在潮濕環(huán)境中也具有良好的電絕緣性；
⑥有著優(yōu)異的力學(xué)性能，包括拉伸強度、壓縮強度和硬度，突出的剛性和耐彎曲疲勞性能；
⑦PP比PE容易發(fā)生熱、光氧化，耐氣候老化性差，必須添加抗氧劑或紫外線吸收劑；
⑧耐抗沖擊性能較差，尤其是低溫沖擊性差，對缺口十分敏感；
⑨PP的結(jié)晶性能導(dǎo)致制品的不透明性。
第 三 部分 注射機的型號和規(guī)格選擇及校核
注射模是安裝在注射機上的，因此在設(shè)計注射模具時應(yīng)該對注射機有關(guān)技術(shù)規(guī)范進行必要的了解，以便設(shè)計出符合要求的模具，同時選定合適的注射機型號。
從模具設(shè)計角度考慮，需要了解注射機的主要技術(shù)規(guī)范。在設(shè)計模具時，最好查閱注射機生產(chǎn)廠家提供的有關(guān)“注射機使用說明書”上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)范，。因為即使同一規(guī)格的注射機，生產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。
1、注射機的選用
選用注射機時，通常是以某塑件（或模具）實際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機型號，然后依次對該機型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進行校核。
以實際注射量初選某一公稱注射量的注射機型號；為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實際注射量應(yīng)該小于某注射機的公稱注射量，即：
式子中，—實際塑件（包括澆注系統(tǒng)凝料）的總體積（）。
從PP的物理性質(zhì)可得：ρ=0.89～0.92，取m=100g，故 ，現(xiàn)我們選擇XS-ZY-125型號的注射成型機，此型號表示液壓注射成型機，其公稱注射量為。
2、注射壓力的校核
該項工作是效核所選注射機的公稱壓力P能否滿足塑件所成型時需要的注射壓力P0，其值一般為70～150MPa，通常要求P> P0。我們這里選70MPa。
3、鎖模力的校核
鎖模力是指注射機的鎖模機構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力，當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產(chǎn)生一個很大的脹型力。為此，注射機的額定鎖模力必須大于該脹型力，即：
F鎖 F脹 = A 分 × P型
F鎖—注射機的額定鎖模力（N）；
P分—模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa）；一般為注射壓力的0.3～0.65倍，通常取20～40MPa。我們這里選P型=30MPa。
A分—塑料和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（mm2）
∴ F鎖 F脹 = A 分 × P型
= 80×200×30=4.8×105（N）
4、開模行程與推出機構(gòu)的校核
開模行程是指從模具中取出塑料所需要的最小開合距離，用H表示，它必須小于注射機移動模板的最大行程S。由于注射機的鎖模機構(gòu)不同，開模行程可按以下兩種情況進行校核：一種是開模行程與模具厚度無關(guān)；二種是開模行程與模具厚度有關(guān)。我們這里選用的是開模行程與模具厚度無關(guān)，且是單分型面注射模具。
1、 當(dāng)開模行程與模具厚度無關(guān)時
這種情況主要是指鎖模機構(gòu)為液壓-機械聯(lián)合作用的注射機，其模板行程是由連桿機構(gòu)的做大沖程決定的，而與模厚度是無關(guān)的。此情況又兩種類型：
⑴ 對單分型面注射模，所需開模行程H為：
S H = H1 + H2 + （5～10） mm
式中，H1—塑件推出距離（也可以作為凸模高度） （mm）；
H2—包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑高度 （mm）；
S —注射機移動板最大行程 （mm）；
H —所需要開模行程 （mm）。
而我們這里通過資料可得出（結(jié)構(gòu)見圖九）：
H = 16 + 57 + 8 = 81 （mm）。
⑵ 對雙分型面注射模，所需開模行程為：
S機 H = H1 + H2 + a +（5～10） mm
式中，a—中間板與定模的分開距離 （mm）。
2、推出機構(gòu)的校核
各種型號注射機的推出裝置和最大推出距離各不同，設(shè)計模具時，推出機構(gòu)應(yīng)與注射機相適應(yīng)，具體可查資料。
第 四 部分 分型面的選擇
分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個或兩個以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜，我們在這里選用與合模方向傾斜。
1、分型面的形式：
分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關(guān)，我們常見的形式有如下五種：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面、曲線分型面。
2、 分型面的選擇原則：
a）、便于塑件脫模：
Ⅰ、 在開模時盡量使塑件留在動模內(nèi)
Ⅱ 、應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯
Ⅲ、應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位；
b）、考慮和保證塑件的外觀不遭損壞
c）、盡力保證塑件尺寸的精度要求（如同心度等）
d）、有利于排氣
e）、盡量使模具加工方便
3、我們這里選擇水平分型面 （如圖一：）
圖 一
第 五 部分 型腔數(shù)目的決定及排布
1、型腔數(shù)目的確定：
為了使模具與注射機的生產(chǎn)能力的匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，并保證塑件體精度，模具設(shè)計時應(yīng)確定型腔數(shù)目，常用的方法有四種：a）、根據(jù)經(jīng)濟性能確定型腔數(shù)目； b）、根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目； c）、根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目； d）、根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。我們這里選用a），其計算過程如下：
我們設(shè)型腔數(shù)目為n，制品總件數(shù)為N，每一個型腔所需的模具費用為C1，與型腔無關(guān)的模具費用為C０，每小時注射制品成型的加工費用為y（元／h），成型周期為t（min），則：
模具費用為（元），
注塑成型費用為（元），
總成型加工費用為，即
為使總的成型加工費用最少，即令＝０，則有 ：
所以n＝。
對于高精度制品，由于型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻，故通常推薦型腔數(shù)目不超過４個，我們因為塑件精度要求不高取n＝4。
2、多型腔的排列：
多型腔在模板上排列形式通常有圓形、H形、直線形及復(fù)合形等，在設(shè)計時應(yīng)該注意以下幾點：
①盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。
②型腔布置與澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。
③盡量使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。
第 六 部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
1、澆注系統(tǒng)的組成
所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑件熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓
圖 二
1—主流道 2—主流道襯套 3—定位圈 4—冷料
5—澆口 6—定模板 7—動模板
清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)十分重要。而澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。我們在這里選用普通澆注系統(tǒng)，它一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成，如上圖二所示：
2、澆注系統(tǒng)各部件設(shè)計
A、主流道設(shè)計：
主流道是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設(shè)計點為：
⑴ 主流道圓錐角α=2o～6o，對流動性差的塑件可取3 o～6o，內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63μm。
⑵主流道大端呈圓角，半徑r=1～3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。
⑶在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm，過長則會影響熔體的順利充型。
⑷對小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用間隙配合。
⑸主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強度為52～56HRC。
B、冷料穴的設(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。冷料穴的形式有三種：一種是與推桿匹配的冷料穴；二種是與拉料桿匹配的冷料穴；三種是無拉料桿的冷料穴。我們這里選用與推出桿匹配的冷料穴，其結(jié)構(gòu)如圖三：
圖 三
1 — 定位圈 2 — 冷料穴
3 — 推 桿 4 — 動模板
C、分流道的設(shè)計
分流道就是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。多型腔模具必定設(shè)計分流道，單型腔大型腔塑件在使用多個點澆口時也要設(shè)置分流道。
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，如圖四。因為圓形截面分流道的效率是分流道 圖 四
中效率最高的，固選它。
②分流道的尺寸：因為各種塑料的流動性有差異，所以可以根據(jù)塑料 的品種來粗略地估計分流道的直徑，常用塑料的分流道直徑推薦值如下表一。
但對于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200g以下的塑料，可用此經(jīng)驗公式確定其流道直徑：
D=0.2654
式中 ， m—流經(jīng)分流道的塑料量（g）；L—分流道長度（mm）；D—分流道直徑（mm）。對于黏度較大的塑料，可按上式算得的 D值再乘以1.2~1.25的系數(shù)。我們這里取m=100g，L=50mm。固分流道尺寸為1.2D，即D`=1.2D=1.2×0.265××=10（ mm）。所以S=Л× ×1.22=78.5（mm2）
③分流道的布置：分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分平衡式與非平衡式兩類，這里我們選用的是平衡式的布置方法。
④分流道與澆口的連接：分流道與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過渡，有利于塑料熔體的流動及充填。
圖 五
D、澆口的設(shè)計：
澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。
澆口的理想尺寸很難用理論公式計算，通常根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以修正。 一般澆口的截面積為分流道截面積的3%～9%，截面形狀常為矩形或圓形，澆口長度為0.5～2mm，表面粗糙度Ra不低于0.4μm。
澆口的結(jié)構(gòu)形式很多，按照澆口的形狀可以分為點澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、及薄片式澆口。而我們這里選用的是點澆口。簡圖如圖五
澆口的截面一般只取分流道截面積的3％～9％，澆口的長度約為0.5mm～2mm，現(xiàn)在可算出我們需要的澆口面積S=5％×s=3.9。
澆口位置的選擇直接影響到制品的質(zhì)量問題，所以我們在開設(shè)澆口時應(yīng)注意以下幾點：
①澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置。
②澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮。
③澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。
④澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。
⑤對于帶細長型芯的模具，宜采用中心頂部進料方式，以避免型芯受沖擊變形。
⑥澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。
⑦不要在制品承受彎曲載荷或沖擊的部位設(shè)置澆口。
第 七 部分 成型零件的工作尺寸計算
一、凹模的結(jié)構(gòu)形式：
凹模又稱陰模，它是成型塑件外輪廓的零件。根據(jù)需要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式凹模、組合式凹模、拼塊組合式凹模，我們的產(chǎn)品屬于小型制件，從各方面分析我們
可選用組合式凹模——整體嵌入式凹模。
整體嵌入式凹模：于小件一模多腔式模具，一般是將每個型腔單獨加工后壓入定模中。這種結(jié)構(gòu)的凹模形狀、尺寸一致性好，更換方便。凹模的外形通常是用帶臺階的圓柱形，由臺階定位，以過渡配合嵌入定模板，然后用定模板座板將其固定。其結(jié)構(gòu)如圖六所示：
二、凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1、凸模的結(jié)構(gòu)形式：
凸模（即型芯）是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常可非為整體式和組合式兩種類型。我們根據(jù)凹模的結(jié)構(gòu)形式選擇組合式凸?！w裝配式凸模，它是將凸模單獨加工后與動模板進行裝配而成，如圖七所示：
圖 六 圖 七
三、 成型零件的工作尺寸計算
1、凹模徑向尺寸計算（此題公差為自己標(biāo)注）
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3/4）可隨制品的精度和尺寸變化，一般在0.5～0.8之間，制品偏差大則取小值，偏差小則取大值。
固可由以上公式算出其尺寸：（由于這里塑件為圓，故公式中為D）
2、凹模型腔高度尺寸的計算
由于該尺寸屬于塑件外輪廓尺寸，故有：
圖 八
我們現(xiàn)根據(jù)圖八可得：
3、型芯徑向尺寸的計算
設(shè)塑件內(nèi)型腔尺寸為ls，公差為正值“+Δ”，制造公差為負值“-δZ”，經(jīng)過與上面凹模徑向尺寸相似推理，可得：
現(xiàn)在可算得：
4、型芯高度尺寸的計算
設(shè)制品孔深為hs，其公差為正值“+Δ”，制造公差為負值“-δZ”，同理可得：
我們由圖五可得出：
5、型腔壁厚和底板厚度計算
在注射成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底板的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力時，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進行強度和剛度的計算，尤其是對大型塑件。但我們這里的塑件較小，故不需要對型腔壁厚和底板厚度進行計算，大致得體即可。
第 八 部分 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(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)向機構(gòu)。導(dǎo)向機構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受一定的側(cè)向壓力。
導(dǎo)向機構(gòu)的形式主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種，我們這里選取導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖九：
我們在設(shè)計此機構(gòu)的同時還應(yīng)注意以下幾點：
⑴、導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度。
⑵、導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯（凸模）端面的高度高出6～8mm（圖九），以免型芯進入凹模時與凹模相碰而損壞。
⑶、導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強度。
⑷、為了使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)套、導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)該倒角。
⑸、導(dǎo)柱的設(shè)置應(yīng)根據(jù)需要而決定裝配方式。
⑹、一般導(dǎo)柱滑動部分的配合形式按H8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按H7/k6。
⑺、一般應(yīng)在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機構(gòu)的正常運動。 圖 九
⑻、導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取。
第 九 部分 脫模機構(gòu)的設(shè)計
1、何為脫模機構(gòu)
在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種出塑件的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。
2、脫模機構(gòu)的分類及選用
脫模機構(gòu)的分類分多，我們采用的是混合分類中的一種：推桿一次脫模機構(gòu)，因為此機構(gòu)是最簡單、最為常用的一種，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等優(yōu)點，在生產(chǎn)實踐中比較實用和直觀。所謂一次脫模就是指在脫模過程中，推桿就需要一次動作，就能完成塑件脫模的機構(gòu)。它通常包括推桿脫模機構(gòu)、推管脫模機構(gòu)、脫模板脫模機構(gòu)、推塊脫模機構(gòu)、多元聯(lián)合脫模機構(gòu)和氣動脫模機構(gòu)等。
3、脫模機構(gòu)的設(shè)計原則
設(shè)計脫模機構(gòu)時，應(yīng)遵循以下原則：
（1）結(jié)構(gòu)可靠：機械的運動準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度。
（2）保證塑件不變形、不損壞。
（3）保證塑件外觀良好。
（4）盡量使塑件留在動模一邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。
4、推桿的結(jié)構(gòu)形式及形狀
因制品的幾何形狀及型腔結(jié)構(gòu)等的不同，所用推桿的截面形狀也不盡相同，常用推桿的截面形狀為圓形。推桿又可分為普通推桿與成型推桿兩種，我們這里選用普通推桿。其結(jié)構(gòu)形式見圖十。
5、推桿的固定方式（圖十一）
圖 十 圖 十一
第 十 部分 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計
1、冷卻系統(tǒng)設(shè)計
塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達理想的溫度要求。
一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200℃左右，而塑件從模具型腔中取出時其溫度在60℃以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于熔融黏度低、流動性比較好的塑料，如聚丙烯、有機玻璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁時，如我們的塑件，則模具可簡單進行冷卻或者可利用自然冷卻不設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)塑件是大型的制品時，則需要對模具進行人工冷卻。
2、冷卻時間的確定
在注射過程中，塑件的冷卻時間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時止的這一段時間。這一時間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型而且具有一定的強度和剛度為準(zhǔn)，這段冷卻時間一般約占整個注射生產(chǎn)周期的80%。因為我們所需要的塑件比較薄，固用此公式：
式中，a — 塑料熱擴散系數(shù) （m2/s）； S — 制品壁厚 （mm）；
現(xiàn)我們根據(jù)已知條件知道PP的TS=260℃，TM=60℃，TE=100℃，而塑件的厚度為1mm：
∴
=4.5 S
3、冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則
①、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡
②、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。
③、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。
④、澆口處加強冷卻。
⑤、應(yīng)降低進水與出水的溫差。
⑥、合理選擇冷卻水道的形式。（圖十二）
⑦、合理確定冷卻水管接頭位置。
⑧、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。
⑨、冷卻水管進出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中造成損壞。
4、冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式
根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。簡單流道式即通過在模具上直接打孔，并通過以冷卻水而進行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的
一種形式。其結(jié)構(gòu)如圖十二：
圖 十 二
5、冷卻系統(tǒng)的計算
設(shè)PP塑料的密度ρ=0.90，且流量為125，Qs=590。
現(xiàn)有公式可得：Q = n · G · Qs
式中，Qs — 塑料熔體的單位熱流量
N — 每小時的注射次數(shù)
G — 制品包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的質(zhì)量（Kg）
∵ G = nG件 + G澆 = 4 × 0.9 ×100 + 140 = 500 （g）
∴ Q = 30 × 0.5 × 590
= 8850（Kj）
其中，1/3的熱量被凹模帶走，2/3由型芯帶去。
第 十一 部分 模具動作過程
定距式拉板雙分型面注塑模：開模時，由于彈簧2的作用，中間板14與定模座板15先沿A—A做定距離分開，以便取出兩板之間的澆注系統(tǒng)的凝料。繼續(xù)開模的時，由于定距拉板1的末端與固定在中間板14上面的限位釘3，使中間板14停止移動，這樣隨著動模繼續(xù)移動而迫使模具沿B—B分開，進而由推出機構(gòu)將塑件推出。
第 十二 部分 設(shè)計小結(jié)
塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上最快的工業(yè)門類之一，對于我國而言，它在整個國民經(jīng)濟的各個部門中發(fā)揮了越來越大的作用。我們大學(xué)生對于塑料工業(yè)的認識還是很膚淺的，但是通過這次塑料模具課程設(shè)計，讓我們更多的了解有關(guān)塑料模具設(shè)計的基本知識，初步掌握了一些關(guān)于塑料模具設(shè)計的步驟和方法，對塑料模有了一個更新的認識。這對我們在今后的生產(chǎn)實踐工作中無疑是個很好的幫助，也間接性的為今后的工作經(jīng)驗有了一定的積累。
塑料制品成型及模具的設(shè)計還是個很專業(yè)性、實踐性很強的技術(shù)，而它的主要內(nèi)容都是在今后的生產(chǎn)實踐中逐步積累和豐富起來的。因此，我們要學(xué)好這項技術(shù)光靠書本上的點點知識還是不夠的，我們更多的還應(yīng)該將理論與實際結(jié)合起來，這還需要我們到工廠里去實踐。
第 十三 部分 附錄（參考資料）
1、《塑料模具設(shè)計制造與應(yīng)用實例》模具實用技術(shù)叢書編委員編機械工業(yè)出版社
2、《塑料模具設(shè)計》卜建新主編，中國輕工業(yè)出版社
3、《塑料模具設(shè)計》申樹義、高濟編，機械工業(yè)出版社
4、《塑料模具設(shè)計手冊》《塑料模具技術(shù)手冊》編委會，編機械工業(yè)出版社
5、《塑料制品成型及模具設(shè)計》葉久新、王群主編，湖南科學(xué)技術(shù)出版社