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4"碗注塑模設計
XXXXXXX UNIVERSITY
本 科 畢 業(yè) 論 文（設 計）
題目： 4"碗注塑模設計
學 院： 工學院
姓 名： XXXX
學 號：
專 業(yè)： 機械制造設計及自動化
年 級： 機制081
指導教師： XXXX 職 稱： 副教授
二○一二 年 五 月
江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計(論文)任務書
設計（論文）
課題名稱
4”號碗注塑模設計
學生姓名
歐陽勰
院（系）
工學院
專 業(yè)
機械設計制造及其自動化
指導教師
XXXX
職 稱
副教授
學 歷
研究生
畢業(yè)設計（論文）要求：
1、好學上進，能吃苦耐勞，刻苦鉆研，有相應專業(yè)知識，具備獨立工作能力；
2、能及時地查閱到國內(nèi)外與本課題相關的資料和文件；
3、會計算機繪圖，能通過計算機繪圖繪制相應的零件、部件和組件，繪制出總裝配圖；
4、工作量要符合我院畢業(yè)設計的要求；
5、根據(jù)畢業(yè)設計的要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成畢業(yè)答辯所需要的全部工作。
畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容與技術參數(shù)：
設計課題：4”碗注射塑模設計
材料：ABS 板材厚度3mm 生產(chǎn)批量：大批量
畢業(yè)設計（論文）工作計劃：
第一階段：了解注塑模的生產(chǎn)過程；查閱國內(nèi)外有關資料和文件分析注塑模的工藝特點，查找相關的裝置；
第二階段：研究其它注塑模的工作原理，提出注塑模的設計思想；
第三階段：給出總體方案，畫出工作草圖，通過計算機繪圖繪制相應的零件和部件，繪制出注塑?？傃b配圖；
第四階段：撰寫出設計說明書；根據(jù)畢業(yè)設計的要求在規(guī)定時間內(nèi)完成畢業(yè)答辯所需要的所有工作。
接受任務日期 年 月 日 要求完成日期 年 月 日
學 生 簽 名 年 月 日
指導教師簽名 年 月 日
系主任簽名 年 月 日
摘要
在中國，人們已經(jīng)越來越認識到模具在制造中的重要擠出地位，認識到模具技術技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。
通模具按制造的產(chǎn)品分類，可以分為塑料模具（又分為注塑模具，鑄壓模具和吹塑模具），沖壓模具，鑄造模具，橡膠模具和玻璃模具等。其中尤以注塑模具和沖壓模具用途廣，技術成熟，占據(jù)的比重重大。經(jīng)過對4"碗工藝的正確分析，設計了一模四腔的塑料模具。詳細的敘述了模具成型零件包括型腔，型芯等設計，重要的零件的工藝參數(shù)的選擇和計算，澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)以及其它結(jié)構的設計過程，模架的選擇原則。并利用PRO/E中的Plastic Advisor(塑料顧問)對設計完成的塑料模具進行了塑料流動分析。
關鍵詞：4"碗；注塑模具；PRO/E；CAD
Abstract
In china, people tend to recognize the important tool in the manufacture of mould, recognizing the status of those technical skills, and has become a country level of the manufacturing industry, and a large extent on product quality, efficiency and the new product developing ability.
Die by manufacturing the product category, can be divided into plastic molds ( also divided into injection mold, pressure casting mold and blow mold), stamping die, die casting, rubber molds and glass molds. Especially in the injection mold and die stamping uses, technology is mature, occupied by major. After the4" bowl of the correct analysis of the technology, designing a mold four cavity mold. A detailed description of the mold of molding parts includes a cavity, core design, an important part of the process parameter selection and calculation, pouring system, cooling system and other structural design process, the choice of mold principle. And the use of PRO / E Plastic Advisor ( Plastic Advisor ) on the finished design plastic mold of plastic flow analysis.
Key words :4"bowl；injection mould；pro/e；cad
22
目錄
摘要 I
Abstract II
1、制品成型工藝分析 1
1. 材料選擇 1
1.1.1 PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯） 1
1.1.3 GPPS（通用級聚苯乙烯） 1
1.1.4 AS（苯乙烯-丙烯腈共聚物） 1
1.1.5 PP（聚丙烯） 1
1.1.6 ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物） 2
1.1.7 綜述 2
1.2 注塑模工藝 2
1.3 ABS塑料的成型工藝參數(shù) 3
1.4 塑件的尺寸選擇 3
1.4.1 塑件的尺寸 3
2 注射成型機及標準模架的選擇 4
2.1 產(chǎn)品立體圖 4
2.2 注塑機的確定 5
2.3 模架的初步選型 6
3 型腔布局與分型面設計 6
3.1 型腔的數(shù)目 6
3.2 型腔的布局 6
3.3 分型面的設計 6
4 澆注系統(tǒng)設計 7
4.1 主流道設計 7
4.2 主流道尺寸計算 8
4.3 分流道的設計 9
4.4 澆口的設計 9
4.4.1 澆口的選用 9
4.4.2 澆口位置的選用 9
4.4.3 澆注系統(tǒng)的平衡 10
4.4.4 排氣的設計 10
4.5 澆口板的設計 10
4.6 定位圈 11
5 成型零件的設計 12
5.1 成型零件的結(jié)構設計 12
5.1.1 凹模結(jié)構設計 12
5.1.2 型芯結(jié)構設計 13
5.2 成型零件工作尺寸計算 13
5.2.1 影響工作尺寸的因素 13
5.2.2 凹、凸模的工作尺寸計算 14
5.2.2.1 凹模的工作尺寸 14
6 合模導向機構的設計 14
6.1 導柱導向機構設計要點 14
6.2 帶頭導柱 15
6.3 帶頭導套 15
7.脫模機構的設計 16
7.1 脫模機構設計的總體原則 16
7.2 推件力的計算 16
7.3 復位桿 16
7.4 推板 17
7.5 推桿固定板 17
7.6 推料板 18
7.7 墊塊 18
7.8 澆注系統(tǒng)凝料脫模機構 18
8.注塑模溫度控制系統(tǒng)設計 19
9.注塑模排氣系統(tǒng)設計 19
10. 注射機工藝參數(shù)的校核 19
10.1、注射量 19
10.2 注射壓力 19
10.3 鎖模力 19
10.4 開模行程 20
10.5 最大流程比 20
參考文獻 21
致謝 22
1、制品成型工藝分析
1. 材料選擇
制作塑料碗要考慮的因素主要有:
是否符合食品衛(wèi)生標準，是否環(huán)保，耐高溫性，塑料的韌性，耐候性，經(jīng)濟性。
查閱資料，可選材料有PET，GPPS，AS，ABS,PP等，現(xiàn)分析如下
1.1.1 PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）
PET 是乳白色或淺黃色、高度結(jié)晶的聚合物，表面平滑有光澤。在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機械性能，長期使用溫度可達120℃，電絕緣性優(yōu)良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好，但耐電暈性較差，抗蠕變性，耐疲勞性，耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好。
1.1.2 PET的優(yōu)點
①有良好的力學性能，沖擊強度是其他薄膜的3~5倍，耐折性好。
②耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀堿，耐大多數(shù)溶劑。
?、劬哂袃?yōu)良的耐高、低溫性能，可在120℃溫度范圍內(nèi)長期使用，短期使用可耐150℃高溫，可耐-70℃低溫，且高、低溫時對其機械性能影響很小。
?、軞怏w和水蒸氣滲透率低，既有優(yōu)良的阻氣、水、油及異味性能。
⑤透明度高，可阻擋紫外線，光澤性好。
⑥無毒、無味，衛(wèi)生安全性好，可直接用于食品包裝。
1.1.3 GPPS（通用級聚苯乙烯）
通用級聚苯乙烯，可用于日用品、電氣、儀表外殼、玩具、燈具、家用電器、文具、化妝品容器、室內(nèi)外裝飾品、果盤、光學零件（如三棱鏡、透鏡）透鏡窗鏡和模塑、車燈、電訊配件，電頻電容器薄膜，高頻絕緣材料、電視機等集裝箱、波導管，化工容器等。懸浮聚合樹脂可制成不同密度的泡沫塑料，用作絕熱、隔音、防震、漂浮、包裝材料，軟木代用品，預發(fā)泡體可作水過濾介質(zhì)及制備輕質(zhì)混凝土，低發(fā)泡塑料可制成合成木材做家具等經(jīng)常被用來制作各種需要承受開水的溫度的一次性容器，以及一次性泡沫飯盒等
1.1.4 AS（苯乙烯-丙烯腈共聚物）
AS，亦稱SAN，苯乙烯-丙烯腈共聚物，比聚苯乙烯有更高的沖擊強度和優(yōu)良的耐熱性，耐油性，耐化學腐蝕性。如它能很好地耐某些使聚苯乙烯應力開裂的烴類。而彈性模量是現(xiàn)有熱塑性塑料中較高的一種。 AS為苯乙烯-丙烯腈共聚體，不易產(chǎn)生內(nèi)應力開裂。透明度很高，其軟化溫度和搞沖擊強度比PS高。 物化性能
SAN（AS）具有很強的承受載荷的能力、抗化學反應能力、抗熱變形特性和幾何穩(wěn)定性。SAN(AS)中加入玻璃纖維添加劑可以增加強度和抗熱變形能力，減小熱膨脹系數(shù)。SAN（AS）的維卡軟化溫度約為110℃。載荷下?lián)锨冃螠囟燃s為100℃。SAN（AS）的收縮率約為0.3-0.7%。SAN（AS）是一種堅硬、透明的材料。苯乙烯成份使SAN(AS)堅硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使SAN（AS）具有化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。
1.1.5 PP（聚丙烯）
主要應用于汽車工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風管、風扇等），器械（洗碗機門襯墊、干燥機通風管、洗衣機框架及機蓋、冰箱門襯墊等），日用消費品（草坪和園藝設備如 剪草機和噴水器等）。
PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。由于 ??
均聚物型的PP溫度高于0℃以上時非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100℃）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強的抗沖擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應力開裂問題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進行改性。PP的流動率MFR范圍在1~40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強度較低。對于相同MFR的材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。
1.1.6 ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）
ABS樹脂（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母縮寫）是一種強度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料。 隨著三種成分比例的調(diào)整，樹脂的物理性能會有一定的變化： 1,3-丁二烯為ABS樹脂提供低溫延展性和抗沖擊性，但是過多的丁二烯會降低樹脂的硬度、光澤及流動性； 丙烯腈為ABS樹脂提供硬度、耐熱性、耐酸堿鹽等化學腐蝕的性質(zhì)； 苯乙烯為ABS樹脂提供硬度、加工的流動性及產(chǎn)品表面的光潔度。
ABS樹脂是微黃色固體，有一定的韌性，密度約為1.04~1.06 g／cm3。它抗酸、堿、鹽的腐蝕能力比較強，也可在一定程度上耐受有機溶劑溶解。
ABS樹脂可以在-25℃~60℃的環(huán)境下表現(xiàn)正常，而且有很好的成型性，加工出的產(chǎn)品表面光潔，易于染色和電鍍。因此它可以被用于家電﹑玩具等日常用品。常見的樂高積木就是ABS制品。
ABS樹脂可與多種樹脂配混成共混物，如PC／ABS、ABS/PVC、PA／ABS、PBT／ABS等，產(chǎn)生新性能和新的應用領域，如：將ABS樹脂和PMMA混合，可制造出透明ABS樹脂。
1.1.7 綜述
ABS樹脂具有突出的力學性能和良好的綜合性能，ABS塑料的表面可以電鍍，無毒無味。故擬定本次設計采用ABS生產(chǎn)塑料碗。
1.2 注塑模工藝
干燥處理：如果儲存適當則不需要干燥處理。
熔化溫度：220~275℃，注意不要超過275℃。
模具溫度：40~80℃，建議使用50℃。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。
注射壓力：可大到1800bar。
注射速度：通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應使用較高溫度下的低速注塑。
流道和澆口：對于冷流道，典型的流道直徑范圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。對于邊緣澆口，最小的澆口深度應為壁厚的一半；最小的澆口寬度應至少為壁厚的兩倍。PP材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。
成型時間：注射時間 20s~60s
高壓時間 0s~3s
冷卻時間 20s~90s
總周期 50s~160s
1.3 ABS塑料的成型工藝參數(shù)
ABS塑料的成型工藝參數(shù)如表1所示：
參數(shù)
取值范圍
選取數(shù)值
密度ρ
1.02～1.05g/cm3
1.03g/cm3
收縮率S
0.3%～0.8%
0.5%
溫度/℃
噴嘴
180-190
180
料筒
210-230
220
模具
50-70
60
壓力MPa
注射
70-90
80
保壓
50-70
60
時間/S
注射
3-5
3
保壓
15-30
20
冷卻
15-30
25
總計
40-70
48
表1 ABS塑料工藝參數(shù)
1.4 塑件的尺寸選擇
1.4.1 塑件的尺寸
塑件尺寸的大小受制于以下因素：
a) 取決于用戶的使用要求。
b) 受制于塑件的流動性。
c) 受制于塑料熔體在流動充填過程中所受到的結(jié)構阻力。
根據(jù)日常需要，取碗的碗口直徑為128mm，碗底直徑為57.9mm，碗高42mm，碗壁厚3mm。如圖1
圖1 塑件尺寸
1.4.2 塑件尺寸公差標準
a) 影響塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收縮率及其波動。
b) 塑件結(jié)構的復雜程度。
c) 模具因素（含模具制造、模具磨損及壽命、模具的裝配、模具的合模及模具設計的不合理所可能帶來的形位誤差等）。
d) 成型工藝因素（模塑成型的溫度T、壓力p、時間t及取向、結(jié)晶、成型后處理等）。
e) 成型設備的控制精度等。
其中，塑件尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動及模具制造誤差。
題中沒有公差值，則我們按未注公差的尺寸許偏差計算，查表取MT5。
1.4.3 塑件的表面質(zhì)量
塑件的表面質(zhì)量包括塑件缺陷、表面光澤性與表面粗糙度，其與模塑成型工藝、塑料的品種、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨損程度等相關。
模具型腔的表面粗糙度通常應比塑件對應部位的表面粗糙度在數(shù)值上要低1-2級。
2 注射成型機及標準模架的選擇
2.1 產(chǎn)品立體圖
本課題設計的塑料制品為4"碗，本實體如圖2
圖2 塑料實體圖
2.2 注塑機的確定
該產(chǎn)品的材料為ABS，查手冊克制起密度1.03～1.07g/cm3，收縮率為0.4%～0.7%，計算出其平均密度為1.05g/cm3，平均收縮率為0.55%。
使用PRO/E軟件計算出圖形的體積，可以得出塑料的體積為V件=64.6cm3,根據(jù)塑件的密度可以計算出塑件的質(zhì)量為
M件 =ρ×V件=1.05×64.6×10-3=67.83g
澆注系統(tǒng)內(nèi)的凝料的體積計算大約為V注≈14.46cm3,可以計算出澆注喜用內(nèi)凝料的質(zhì)量為M注=ρ×V注=1.05×14.46≈15g,由此可以看出所需塑料的總體積和總質(zhì)量為
V總=4×V件+V注=4×64.6+14.46=272.86cm3
M總=4×M件+M注=4×67.83+15=286g
根據(jù)所需塑料的總體積查表可以選擇注射機的型號為：XS-ZY-500(螺栓式）
注射機的參數(shù)：
注射容量：500cm3
注射壓力：145MPa
合模力：3500KN
最大成型面積：1000cm2
模具最大厚度：450mm
模具最小厚度：300mm
最大開（合）模行程：500mm
動定模固定板拉桿尺寸：600×550mm
噴嘴球半徑：R=18mm
噴嘴的孔徑：Φ5mm
定位圈的直徑為：Φ125mm
2.3 模架的初步選型
寬400mm，長460mm, 一模四腔
根據(jù)GB/T 12555-2006，W ≥500
初選DD5050-400*387*460
定模板厚度：A=130mm
動模板厚度：B=52mm
墊塊厚度：C=135mm
模具厚度：H=70+A+B+C=（70+130+52+135）=387mm
3 型腔布局與分型面設計
3.1 型腔的數(shù)目
根據(jù)設計要求選擇一模四腔
3.2 型腔的布局
考慮到模具成型零件和抽芯結(jié)構以及出模方式的設計，模具的型腔排列方式如下圖所示：
圖（1）
3.3 分型面的設計
分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模及簡化模具的結(jié)構，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結(jié)構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較具體可以從以下方面進行選擇。
a) 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。
b) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。
c) 保證塑件的精度要求。
d) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。
e) 便于模具加工制造。
f) 對成型面積的影響。
g) 對排氣效果的影響。
h) 對側(cè)向抽芯的影響。
主要有以下幾種分型面形式：平面分型面，傾斜分型面，階梯分型面，曲面分型面，互垂直分型面，為操作簡單，節(jié)約經(jīng)濟，選用平面分型面
圖（2）分型面
4 澆注系統(tǒng)設計
4.1 主流道設計
主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，可看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù)，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。形狀結(jié)構如圖(3)所示，其設計要點：
圖（3）
a) 主流道設計成圓錐形，其錐角可取2°~6°，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63μm，且加工時應沿道軸向拋光。
b) 主流道如端凹坑球面半徑R2比注射機的、噴嘴球半徑R1大1~2 mm；球面凹坑深度3~5mm；主流道始端入口直徑d比注射機的噴嘴孔直徑大0.5~1mm；一般d=2.5~5mm。
c) 主流道末端呈圓無須過渡，圓角半徑r=1~3mm。
d) 主流道長度L以小于60mm為佳，最長不宜超過95mm。
e) 主流道常開設在可拆卸的主流道襯套上；其材料常用T8A，熱處理淬火后硬度53~57HRC。
4.2 主流道尺寸計算
根據(jù)選用的XS—ZY—500型號的注射機相關尺寸得：
噴嘴孔徑=4mm；噴嘴前端球面半徑=21mm；
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系：
R=+(1～2)=21+(1～2)=21～22mm
d=+(0.5～1)=7.5+(0.5～1)=8～8.5mm
取主流道球面半徑R=21mm；
主流道小端直徑d=8mm。
4.3 分流道的設計
分流道是脫澆板下水平的流道。為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形梯形U形半圓形及矩形等。本次設計采用圓形分流道，分流道直徑7mm。
a)分流道長度
分流道要盡可能短，且少彎折，便于注射成型過程中最經(jīng)濟地使用原料和注射機的能耗，減少壓力損失和熱量損失。將分流道設計成直的，總長160mm。
b)分流道表面粗糙度
由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。
c)分流道表面粗糙度
分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關，有多種不同的布置形式，但應遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。
本模具的流道布置形式采用平衡式, 如圖(1)所示。
4.4 澆口的設計
澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大。
4.4.1 澆口的選用
它是流道系統(tǒng)和型腔之間的通道,這里我們采用點澆口：
2 澆口在成形自動切數(shù)斷，故有利于自動成形。
2 澆口的痕跡不明顯，通常不必后加工。
2 澆口之壓力損失大，必須高之射出壓力。
2 澆口部份易被固化之殘錙樹脂堵隹。
它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件。
4.4.2 澆口位置的選用
模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，如圖（6）所示。
通常要考慮以下幾項原則：
2 盡量縮短流動距離。
2 澆口應開設在塑件壁厚最大處。
2 必須盡量減少熔接痕。
2 應有利于型腔中氣體排出。
2 考慮分子定向影響。
2 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。
2 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。
2 注意對外觀質(zhì)量的影響。
圖（5）進澆點
4.4.3 澆注系統(tǒng)的平衡
對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設計應盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構允許的情況下，應將從主流道到各個型腔的分流道設計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們設計的模具是平衡式的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。
4.4.4 排氣的設計
排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物料時，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠離澆口的部位，排氣槽的開設就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設，因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認為模腔內(nèi)的排氣是充分的。
適當?shù)亻_設排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時間。保壓時間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機器的能量消耗。其設計往往主要靠實踐經(jīng)驗，通過試模與修模再加以完善，此模我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。
4.5 澆口板的設計
根據(jù)GB/T 4169.19-2006塑料注射模模零件 第19部分，澆口套示意圖如下：
圖（6） 澆口套
D=20mm；D1=54mm；D2=60mm；L=80mm
澆口套 2080 GB/T 4169.19-2006
4.6 定位圈
因為采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標準件，外徑為Φ100mm，內(nèi)徑Φ53mm。
根據(jù)GB/T 4169.18-2006塑料注射模具零件 第18部分，定位圈示意圖如下：
圖(7) 定位圈
根據(jù)標準模架和CAD的標注尺寸選擇如下幾何尺寸：
D=100mm D1=53mm h=15mm
材料：45鋼
定位圈 100 GB/T 4169.18-2006
5 成型零件的設計
模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。
設計成型零件時，應根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。
5.1 成型零件的結(jié)構設計
5.1.1 凹模結(jié)構設計
凹模是成型產(chǎn)品外形的主要部件。其結(jié)構特點：隨產(chǎn)品的結(jié)構和模具的加工方法而變化。
鑲拼的組合方式的優(yōu)點：
對于形狀復雜的型腔，若采用整體式結(jié)構，比較難加工。所以采用組合式的凹模結(jié)構。同時可以使凹模邊緣的材料的性能低于凹模的材料，避免了整體式凹模采用一樣的材料不經(jīng)濟，由于凹模的鑲拼結(jié)構可以通過間隙利于排氣，減少母模熱變形。對于母模中易磨損的部位采用鑲拼式，可以方便模具的維修，避免整體的凹模報廢。
組合式凹模簡化了復雜凹模的機加工工藝，有利于模具成型零件的熱處理和模具的修復，有利于采用鑲拼間隙來排氣，可節(jié)省貴重模具材料。
圖（8）
5.1.2 型芯結(jié)構設計
整體嵌入式型芯，適用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。最常用的嵌入裝配方法是臺肩墊板式，其他裝配方法還有通孔螺釘聯(lián)接式，沉孔螺釘聯(lián)接式。
圖（9）
5.2 成型零件工作尺寸計算
5.2.1 影響工作尺寸的因素
（1）塑件收縮率的影響：聚丙烯收縮率為1.8﹪～2.5﹪
（2）凹、凸模工作尺寸的制造公差：通常凹、凸模的制造公差取塑件公差的1/3～1/6，表面粗糙度取值為0.8～0.4。
5.2.2 凹、凸模的工作尺寸計算
5.2.2.1 凹模的工作尺寸
徑向尺寸
碗口：
D1 =D1S(1+S)=128×(1+0.0215)=130.7mm
碗底：
D2=D2S(1+S)=57.9×(1+0.0215)=59mm
深度尺寸：
H=HS(1+S)=42×(1+0.0215)=42.9mm
2.2.2凸模的工作尺寸
徑向尺寸：
d1=dS(1+S)=169×(1+0.0215)=173mm
深度尺寸：
h=hS(1+S)=60×(1+0.0215)=61.7mm
6 合模導向機構的設計
6.1 導柱導向機構設計要點
? 小型模具一般只設置兩根導柱，當其元合模方位要求，采用等徑且對稱布置的方法，若有合模方位要求時，則應采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布置的形式。大中型模具常設置三個或四個導柱，采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布置的形式。
? 直導套常應用于簡單模具或模板較薄的模具；Ⅰ型帶頭導套主要應用于復雜模具或大、中型模具的動定模導向中；Ⅱ型帶頭導套主要應用于推出機構的導向中。
? 導向零件應合理分布在模具的周圍或靠近邊緣部位；導柱中心到模板邊緣的距離δ一般取導柱固定端的直徑的1~1.5倍；其設置位置可參見標準模架系列。
? 導柱常固定在方便脫模取件的模具部分；但針對某些特殊的要求，如塑件在動模側(cè)依靠推件板脫模，為了對推件板起到導向與支承作用，而在動模側(cè)設置導柱。
? 為了確保合模的分型面良好貼合，導柱與導套在分型面處應設置承屑槽；一般都是削去一個面，或在導套的孔口倒角，
? 導柱工作部分的長度應比型芯端面的高度高出6~8mm，以確保其導向作用。
? 應確保各導柱、導套及導向孔的軸線平行，以及同軸度要求，否則將影響合模的準確性，甚至損壞導向零件。
? 導柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度時可采用H8/f8或H9/f9）；導柱固定部分的配合精度采用H7/k6（或H7/m6）。導套與安裝之間一般用H7/m6的過渡配合，再用側(cè)向螺釘防止其被拔出。
? 對于生產(chǎn)批量小、精度要求不高的模具，導柱可直接與模板上加工的導向孔配合。通常導向孔應做志通孔；如果型腔板特厚，導向孔做成盲孔時，則應在盲孔側(cè)壁增設通氣孔，或在導柱柱身、導向孔開口端磨出排氣槽；導向孔導滑面的長度與表面粗糙度可根據(jù)同等規(guī)格的導套尺寸來取，長度超出部分應擴徑以縮短滑配面。
6.2 帶頭導柱
GB/T 4169.4-2006 塑料注射模零件 第4部分：帶頭導柱示意圖如下：
圖(10) 帶頭導柱
根據(jù)標準模架和CAD的標注尺寸選擇如下幾何尺寸：
D=24mm；D1=28mm；h=6mm；L=180mm；L1=53mm
材料：65Mn
帶頭導柱 2418053 GBT 4169.4-2006
6.3 帶頭導套
根據(jù)GB/T 4169.3-2006塑料注射模具零件 第3部分：帶頭導套示意圖如下：
圖(11) 帶頭導套
根據(jù)標準模架和CAD的標注尺寸選擇如下幾何尺寸：
D=24mm；D1=42mm；D2=40mm；D3=41mm；L=43mm；h=6mm；R=2mm
材料：Gcr15
帶頭導套 2443 GB/T 4169.3-2006
7.脫模機構的設計
7.1 脫模機構設計的總體原則
a) 要求在開模過程中塑件留在動模一側(cè)，以便推出機構盡量設在動模一側(cè)，從而簡化模具結(jié)構。
b) 正確分析塑件對模具包緊力與粘附力的大小及分布，有針對性地選擇合理的推出裝置和推出位置，使脫模力的大小及分布與脫模阻力一致；推出力作用點應靠近塑件對凸模包緊力最大的位置，同時也應是塑件剛度與強度最大的位置；力的作用面盡可能大一些，以防止塑件在被推出過程中變形或損壞。
c) 推出位置應盡可能設在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位，以力求良好的塑件外觀。
d) 推出機構應結(jié)構簡單，動作可靠（即：推出到位、能正確復位且不與其他零件相干涉，有足夠的強度與剛度），遠動靈活，制造及維修方便。
7.2 推件力的計算
脫模力：
式中：L—凸模被包緊部分的斷面周長（cm）
h—被包緊部分的深度（cm）
p—由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積的正壓力，一般取～ Pa
f—摩擦系數(shù)，一般取0.1
—脫模斜度。
則：L=3.14*126=395.64mm
h=63mm
Q=395.64mm*63mm*10MPa（0.1*cos0-sin0）=24925.3N
7.3 復位桿
復位桿設計：GB/T 4169.13-2006塑料注射模具零件 第13部分：復位桿示意圖如下：
圖(12) 復位桿
根據(jù)標準模架和CAD的標注尺寸選擇如下幾何尺寸：
D=18mm；D1=24mm；h=6mm；R=0.5；L=150mm
材料：T10A
復位桿18150 GB/T 4169.13-2006
7.4推板
推板設計：GB/T 4169.7-2006 塑料注射模具零件 第7部分：推板示意圖如圖13：
圖(13) 推板
根據(jù)標準模架和CAD的標注尺寸選擇如下幾何尺寸：
W=350mm.L=350mm.H=17mm
材料： 45鋼
推件板 350×350×17 GB/T 4169.7-2006
7.5 推桿固定板
推件板設計：GB/T 4169.8-2006 塑料注射模具零件 第8部分示意圖如圖14：
圖(14) A型模板
根據(jù)標準模架和CAD的標注尺寸選擇如下幾何尺寸：
W=350mm.L=350mm.H=27mm
材料： 45鋼
推件板 350×350×27GB/T 4169.8-2006
7.6 推料板
推料板設計：GB/T 4169.8-2006 塑料注射模具零件 第8部分示意圖如圖14
根據(jù)標準模架和CAD的標注尺寸選擇如下幾何尺寸：
W=350mm.L=350mm.H=30mm
材料：45鋼
推料板 350×350×30 GB/T 4169.8-2006
7.7 墊塊
墊塊設計：GB/T 4169.6-2006 塑料注射模具零件 第6部分：墊塊示意圖如下：
圖(15) 墊塊
根據(jù)標準模架和CAD的標注尺寸選擇如下幾何尺寸：
W=52mm,L=75mm,H=52mm
材料：45鋼
墊塊 52×75×152 GB/T 4169.6-2006
7.8 澆注系統(tǒng)凝料脫模機構
流道凝料的脫模方式，這里采用三板式脫模，即雙分型面。點澆口時料的澆注系統(tǒng)能夠利用開模動作實現(xiàn)塑件與流道凝料的自動分離，同時利用塑件對凸模的包緊力將塑件與流道凝料拉斷。
8.注塑模溫度控制系統(tǒng)設計
由于制品平均壁厚為3mm，制品尺寸又較小，確定小孔直徑為8mm。
由于冷卻水道的位置，結(jié)構形式，孔徑，表面狀態(tài)，水的流速，模具材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計算比較。實際生產(chǎn)中。通常都是根據(jù)模具的結(jié)構確定冷卻水路，通過調(diào)節(jié)沾濕，水速來滿足要求。
9.注塑模排氣系統(tǒng)設計
排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物料時，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠離澆口的部位，排氣槽的開設就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設，因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認為模腔內(nèi)的排氣是充分的。
適當?shù)亻_設排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時間。保壓時間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機器的能量消耗。其設計往往主要靠實踐經(jīng)驗，通過試模與修模再加以完善，此模我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。
10. 注射機工藝參數(shù)的校核
10.1、注射量
塑件體積：V總=4×V件+V注=4×64.6+14.46=272.86cm3
注射機理論注射容量：V理=500
V
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