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畢業(yè)設計用紙
摘 要
裝 訂 線
使用數(shù)控技術、數(shù)控機床的高效率、高精度進行模具設計和加工已經(jīng)成為當今社會的主流。
本文是關于注塑模的設計，設計的制品是大口杯蓋。首先對制品進行尺寸的選擇和性能形狀的分析，然后根據(jù)分析選擇注塑材料和注射機。接著利用PRO/E進行大口杯蓋的實體設計，并進行模具設計，也就是對模具的型腔、型芯和澆注系統(tǒng)進行設計，再利用AutoCAD畫出整個模具的裝配圖。最后是型腔的CAM加工設計。
關鍵詞：注塑模 ，型腔， 型芯， 澆注系統(tǒng)
目 錄
引言 …………………………………………………………………4
1. 模具制造中數(shù)控技術的重要性 ………………………………4
2. 塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 …………………………………………4
3. 提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水 …………………4
4. 在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術 …………5
第一章 零件材料選擇及性能 ………………………………………5
1.1、零件結構分析 ……………………………………………5
1.2、塑料性能 ……………………………………………5
第二章 注射機的選擇 ………………………………………………6
2.1．制品的幾何屬性……………………………………………………6
2.2．注射機的選用 ……………………………………………………6
2.3．模具閉合厚度的校核………………………………………………8
第三章 成型零件的設計 ……………………………………………8
3.1．凹模結構設計 ……………………………………………………8
3.2．凸模結構設計 ……………………………………………………9
3.3．型腔分型面設計 …………………………………………………9
3.4．成型零件工作尺寸計算 …………………………………10
3.5．型腔壁厚與底板厚度的選擇 ……………………………………11
第四章 澆注系統(tǒng)設計 ………………………………………………11
4.1．主流道設計 ………………………………………………………11
4.2．澆口套的設計………………………………………………………12
4.3．分流道設計 ……………………………………………………12
4.4．澆口設計……………………………………………………………13
4.5．排氣孔道設計 ……………………………………………………14
第五章 頂出機構設計 ………………………………………………14
5.1．頂出機構……………………………………………………………15
5.2．復位機構……………………………………………………………17
5.3．導向機構的設計……………………………………………………18
第六章 塑料模溫控系統(tǒng)設計 …………………………………18
6.1．型腔上的冷卻 ……………………………………………………19
第七章 標準模架的選擇 ………………………………………………21
第八章 繪制實體裝配圖和平面零件及裝配圖……………………21
第九章 模具的試模與修模 ……………………………………21
9.1. 粘著模腔 ……………………………………………………21
9.2. 粘著模芯 ……………………………………………………22
9.3. 粘著主流道 ……………………………………………………22
9.4. 成型缺陷 ……………………………………………………22
致謝 …………………………………………………………23
附錄 設計總結 …………………………………………………………24
參考文獻 …………………………………………………………………24
引 言
(1)模具制造中數(shù)控技術的重要性
數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術為代表的新技術對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品，其技術范圍覆蓋很多領域：(1)模具制造技術；(1)機械加工技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)傳感器技術；(6)軟件技術等。
(2)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
`進幾年來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。
表-1 國內(nèi)外塑料模具技術比較表
項目
注塑模型腔精度
型腔表面粗糙度
非淬火鋼模具壽命
淬火鋼模具壽命
國外
0.005～0.01mm
Ra0.01～
0.05μm
10～60萬次
160～300萬次
國內(nèi)
0.02～0.05mm
Ra0.20μm
10～30萬次
50～100萬次
項目
熱流道模具
使用率
標準化程度
中型塑料模
生產(chǎn)周期
在模具行業(yè)中的
占有量
國外
80%以上
70～80%
一個月左右
30～40%
國內(nèi)
總體不足10%
小于30%
2～4個月
25～30%
表-1
在制造技術方面，CADCAMCAE技術的應用水平上了一個新臺階，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CADCAM系統(tǒng)，如美國UGⅡ、美國Parametric?Technology公司的ProEmgineer、美國CV公司的CADS5塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。
（3） 提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平
由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求，以及高生產(chǎn)率要求，必須提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計和制造水平。
（4）在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術
CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術。塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用；開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具；以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
第一章 零件材料選擇及性能
1.1、零件結構分析
圖—1制品零件圖
1.1.1 技術參數(shù)：無塌陷，雜質(zhì)，劃痕，變形。表面光滑，平整。
1.1.2 注塑制品大口杯蓋其特點如下：
（1） 要求材料強度不大，剛度一般。
（2）如圖（1）及表（1）分析得，該制品精度不高，表面粗糙度要求一般。
在注塑制品中，杯蓋一般采用聚丙烯（PP）注塑而成。
1.2、塑料性能
查《中國模具設計大典》表8.3-7得材料PP的特如下：
1.2．1、 使用性能：乳白色、無臭、無味、無毒的熱塑性塑料。密度為0.91g/cm3,熔點1650C,燃點5900C,彈性模量3500Mpa,不吸水,導熱性低,耐酸堿鹽腐蝕,有良好的絕緣性能,化學穩(wěn)定性和良好的物理機械性能及加工性能.
1.2.2 、 加工性能：
1 耐強酸或氧化性酸。
2流動性好。
3結晶度高。收縮率不大。
4不吸水。一般可不用干燥處理。
5磨擦系數(shù)低，彈性高。
6宜用螺桿式注塑機成型。
7模具澆注系統(tǒng)以料流阻力要小，進料口小。
2.2．3、物理熱性能如下表-3：
表3物理熱性能表
參數(shù)
密度（g/cm3）
熔點（）
收縮率
數(shù)值
0.91
165
0.6%-2%
表-3
第二章 注射機的選擇
2.1.制品的幾何屬性
利用PRO/ENGNEER2001按圖紙的尺寸要求畫出零件實體圖形，接著利用該軟件“分析----模具分析——模型質(zhì)量屬性”可以查到該制品的幾何屬性為：
體積 = 3.6110586e+04 毫米^3
曲面面積 = 1.6286860e+04 毫米^2
密度 = 9.1000000e-10 公噸 / 毫米^3
質(zhì)量 = 3.2860634e-05 公噸
2.2.注射機的選用
2.2．1 注射量的計算
G≤ nG1+G2
n為型腔中的型腔數(shù),這里n=1。
G1每個制品的體積量?！?
G2澆注系統(tǒng)的體積量，初步設澆注系統(tǒng)的體積量為30 cm3
Gmax為注塑機的最大澆注體積量
=（3.6110586+30）/0.8
=42.01382325 cm3
2.2．2 由PP的加工性能得，注塑機選螺桿式。
2.2．3 由PP的加工性能，查《模具設計與制造》表8-2得，其成型壓力為Pc=25MPa
2.2．4 鎖模力的確定
模具的額定鎖模力為:
F≥ K*Pc*A
A為塑料制品與澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積。（mm2）
利用PRO/ENGNEER2001，“分析---測量----面積”可以查到該制品的投影面積為：
制品投影面積=2304.91 mm2
澆注系統(tǒng)=300 mm2
塑料在分型面的投影面積
A=2304.91+300
=2604.91
Pc為熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力，查《模具設計與制造》表8-2得
Pc=25MPa
K為安全系數(shù)，常取K=1.1——1.2，這里取1.1
F=1.1*25*2604.91
=71.64(KN)
2.2．5 注射壓力
注射壓力是成型是柱塞或螺桿施于料筒內(nèi)熔融塑料上的壓力。常取70～150 MPa。由塑料的加工性能得注塑壓力為80——130 MPa.注射機的最大注射壓力要大于成型制品所需的注射壓力。
根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，查《模具設計與制造》表8-3，選用SX-ZY-125注塑機，參數(shù)如表-5
表-5 注塑機參數(shù)表
螺桿直徑
mm
42
理論注射容積
cm3
125
注射壓力
MPa
119
鎖模力
KN
900
模板最大行程
mm
300
模具最大厚度
mm
300
模具最小厚度
mm
200
拉桿內(nèi)間距(寬*高)
mm
538×520?
噴嘴球頭半徑
mm
SR18
頂出形式
mm
中心距230
模具定位孔直徑
mm
?100
表-5
2.3. 模具閉合厚度的較核
模具閉合時的厚度在注射機動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關系按下式較核
Hmin ≤ Hm ≤ Hmax
式中 Hmin—注射機允許的最小模具厚度（mm）
Hm—模具閉合厚度（mm）
Hmax—注射機允許的最大模具厚度（mm）
Hmax=最大模具厚度+模板最大行程其中
=600mm
Hmin=200mm, Hmax =550mm, Hm=235mm .
故滿足要求。
第三章 成型零件設計
3.1. 動模結構設計
制品動?？梢灾苯油瞥雒撃?。
3.1.1模具做成鑲件形式，由于頂桿加工簡單、更換方便、脫模效果好，因此選用頂桿脫模機構。。結構圖-2
圖-2 動模裝配結構圖
圖-2
3.2. 定模結構設計
定模的結構設計。如圖-3
圖-3定模的裝配結構
3.3. 型腔分型面設計
如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于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，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：
1 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。
2 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。
3 保證塑件的精度要求。
4 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。
5 便于模具加工制造。
6 對成型面積的影響。
7 對排氣效果的影響。
8 對側向抽芯的影響。
根據(jù)第（1）、（2）、（5）、（6）選擇以下的分型面，如圖-4
圖-4 分型面示意圖
圖-4
3.4. 成型零件工作尺寸計算
根據(jù)制品的尺寸及其公差，查SJ1372標準（《中國模具設計大典》），知制品的精度為5級。
由于模具制造允差和制品尺寸公差間存在對應的關系。查《中國模具設計大典》表8.5-64，得知模具的制造精度為IT9。
3.4.1型腔內(nèi)徑尺寸的計算
模具型腔內(nèi)徑計算公式：
Dm=（D+DQ-3/4△）
式中 Dm --型腔的內(nèi)徑尺寸（mm）；
z--模具制造公差，取z=（1/6～1/3）△，
塑件精度等級為5級，型腔尺寸精度為IT6，取1/3△
D-- 制品最大尺寸(mm)；
Q-- 塑料的平均收縮率1.3%，按經(jīng)驗取1.2%；
△--制品公差；
3/4--系數(shù)，可隨制品精度變化，一般取0.5～0.8之間，若制品偏差大則取小值，若制品偏差小則取大值。
D頂=（D+DQ-3/4△） = （91+91*0.015-3/4*0.22）+00。22=91.15+00.073 mm
D基=（D+DQ-3/4△） = （72+72*0.015-3/4*0.2）+01/3*0.2=72.42+00.067 mm
3.4．2 型芯徑向尺寸的計算
模具型芯徑向尺寸是由制品的內(nèi)徑尺寸所決定的，與型腔徑向尺寸的原理是
一樣，分為兩個部分來計算：
dm=（D1+DQ+3/4△）
式中 dm --型芯的外徑尺寸（mm）；
D1 -- 制品內(nèi)徑最小尺寸(mm)；
其余的符號含義同型腔的計算公式。
D動=（D1+DQ+3/4△） =(15+15*0.015+3/4*0.2)-01/3*0.2 =15.38-00.067 mm
D定=（D1+DQ+3/4△） =(13.5+13.5*0.015+3/4*0.18)-01/3*0.18 =13.84-00.067 mm
3.4．3 型腔深度尺寸的計算
模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所決定的，設制品高度名義尺寸為最大尺寸，其公差為負偏差-△。型腔深度名義尺寸為最小尺寸，其公差為正偏差+δz。由于型腔底部或型芯端面的磨損很小，可以略去磨損量δc，在計算中取δz=△/3，加上制造偏差有：
HM =（h1+h1Q-2/3△）
式中 HM --型芯的外徑尺寸（mm）；
h1 --制品高度最大尺寸（mm）。
制品高度最大尺寸為h1=24mm, △=0.64 , δz=△/4=0.16
HM1 =（h1+h1Q-2/3△） =(24+24*0.015-2/3*0.36)+01/3*0.36=24.3+00.12mm
HM2 =（h2+h2Q-2/3△） =(10.68+10.68*0.015-2/3*0.36)+01/3*0.36=10.6+00.12mm
3.4．4 型芯高度尺寸的計算
模具型芯的高度尺寸是由制品的深度尺寸所決定的，假設制品深度尺寸H1為最小尺寸，其公差為正偏差+△。型芯高度尺寸為最大尺寸，其公差為正偏差-δz。根據(jù)有關經(jīng)驗公式：
hM =（H1+H1Q+2/3△）
式中 hM --型芯高度尺寸（mm）；
H1 --制品深度最小尺寸（mm）。
HM定 =（H1+H1Q+2/3△）=(10.38+10.38*0.015+2/3*0.36)=10.78-00.12
3.5. 型腔壁厚與底板厚度的計算
確定型腔壁厚的方法有計算法和經(jīng)驗法。計算法又有按強度、按剛度計算兩種。經(jīng)驗又有查圖法和查表法。目前經(jīng)驗法應用比較多，即直接憑生產(chǎn)經(jīng)驗確定模具
結構尺寸。
查《中國模具設計大典》表8.5-78得，鑲件壁厚取8mm，模套取15mm。
第四章 澆注系統(tǒng)的設計
4.1．主流道設計
4.1．1主流道尺寸
主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道出口端尺寸為12mm。
4.1．2主流道襯套的形式
主流道入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。其尺寸如圖（5）：
4.1．3主流道襯套的固定
主流道襯套與定位環(huán)設計成整體式。主流道襯套見圖-5
4.2． 分流道設計
4.2．1分流道是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地充到型腔。
分流道的截面常常有以下幾種：
1 圓形
2半圓形
3矩形
4梯形
圖-5主流道襯套圖。
` 圖（5）
在本設計中選擇半圓形截面的分流道口。尺寸如圖-6
4.2．2分流道的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。
4.3.冷料井設計
冷料井設置在主流道的末端，直徑稍大于主流道直徑，冷料井可防止冷料進入型腔而影響制品的質(zhì)量均勻性和外觀完美性。采用倒錐形頭拉料冷料井結構。冷料井直徑取d3= 5mm。
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。本設計采用點澆口。
4.4.1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構。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則：
1 輸管盡量縮短流動距離。
2 澆口應開設在塑件壁厚最大處。
3 必須盡量減少熔接痕。
圖-6分流道截面圖
圖-6
圖-7 澆口尺寸圖
圖-7
4 應有利于型腔中氣體排出。
5 考慮分子定向影響。
6 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。
7 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。
8 注意對外觀質(zhì)量的影響。
澆口的尺寸設計。參照《模具設計與制造》具體尺寸如圖（7）
4.5．排氣孔道的設計
排氣孔道的作用是把型腔和型芯周圍空間的氣體及熔料所產(chǎn)生的氣體排到模具之外。該注射模屬于中小型模具，在推桿的間隙和分型面上都有排氣效果，已能滿足。
第五章 頂出機構設計
制品推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則。
5.1．頂出機構
5.1．1 推出機構應盡量設置在動模一側 由于推出機構的動作是通過裝在注射機合模機構上的頂桿來驅動的，所以一般情況下，推出機構設在動模一側。正因如此，在分型面設計時應盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側。
5.1．2 保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。
5.1．3 機構簡單動作可靠 推出機構應使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。
5.1．4 良好的塑件外觀 推出塑件的位置應盡量設在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。
5.1．5合模時的正確復位 設計推出機構時，還必須考慮合模時機構的正確復位并保證不與其他模具零件相干涉。
分析：根據(jù)以上原則，由于頂桿加工簡單、更換方便、脫模效果好，因此選用頂桿脫模機構。
脫模力的計算
當脫模開始時，阻力最大。推桿剛度及強度應按此時的受力計算。
對于厚壁圓形件
其中：Q—脫模力（N）
E—塑料的彈性模量，E=3.5*103MPa；
u—泊桑比，PP取0.42；
—塑料的平均收縮率，選用=1.2%；
L—塑料對型芯的包容長度（cm）；
r—塑料型芯的平均半徑cm；
k—系數(shù)，隨和變化，查表取k=3.18；
f—制品與型芯之間的靜摩擦系數(shù)，常取f=0.1～0.2,取f=0.2
∴
=15170N
脫模機構的設計
(1)推桿的長度
頂出行程S頂=h凸+e
式中 e—頂出行程余量
h凸—型芯成型高度
已知h凸=52mm,e=5mm
∴S頂=57mm
頂桿選擇標準長度為125mm
(2) 頂桿直徑
根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式計算出頂桿直徑：
（m）
式中 d——頂桿直徑；
——安全系數(shù),常取=1.5；
L——頂桿長度；
n——頂桿數(shù)目；
=3.88mm
取標準尺寸d=6mm
頂桿直徑的強度較核：
（MPa）
其中， ：頂桿所受應力(Mpa);
[]：頂桿的材料的許用應力(Mpa);
滿足條件.
由《模具設計簡明手冊》查有D=12-0.2 ,L=90+2.0,S=5-0.05
設計的頂出機構如圖-8
5.2復位機構
脫模機構完成塑料制件頂出后，為了進行下一次循環(huán)必須回復到初始位置。采用彈簧復位，彈簧在頂出板與動模板之間，頂出塑料件時，彈簧被壓縮。合模時，只要注塑機的頂桿一離開模具頂板，彈簧的回復力就將頂出機構復位。選用4根復位彈簧。分別套在兩根頂桿和兩根定位桿上。彈簧定位桿與頂桿安裝在同一固定定板上，頂桿工作端面與分型面齊平，或低于動模表面不大于0.05mm。
圖-8 頂出桿機構圖
圖-8
5.3．導向機構設計
A. 采用導柱導向 因導柱只起導向作用，不用考慮受壓力的作用，所以只需保證導向就行了。
選取：直通型（A型）導柱，采用T8淬硬到HRC50～55。
B.導套
與導柱配合使用。
圖-9
第六章 塑料模溫控系統(tǒng)
在注射工藝過程中，模具溫度直接影響制品質(zhì)量和注射周期。對于任何塑料制品，模溫波動較大都是不利的。過高的模溫會使制品在脫模后發(fā)生變形。延長冷卻時間，使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會降低塑料的流動性，難于充滿型腔，增加制品的內(nèi)應力和明顯的溶接痕等缺陷。由中國模具設計大典查得PP在注射成型時所需的模溫為100-150度 。PP是要求較高的模溫，由于模具不斷地被注入的熔融塑料加熱，模溫升高，單靠模具自然散熱不能使其保持較低的溫度，因此，必須加冷卻系統(tǒng)。
6.1．型腔上的冷卻
設計冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。模具冷卻劑用水。水冷，即在模具型腔周圍和型芯內(nèi)開設冷卻水通道，使水在其中循環(huán)，帶走熱量，維持所需的模溫。水的熱容量大，導熱系數(shù)大，成本低。
采用外連結直通式，是最簡單的，用塑料管和水管接頭從外部連接，可以連接成單路循環(huán)或多路循環(huán)的方式。
冷卻裝置開設原則如下：
1． 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具熱平衡。
2． 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件冷卻也就越均勻。
3． 水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，既水孔的排列與型腔形狀盡量相吻合，當塑件壁厚不均勻時，厚壁處水孔應靠近型腔，距離要小，一般水孔邊離型腔距離不得小于10mm，常用12~15mm。
4． 澆口處加強冷卻。一般熔融塑料填充型腔時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠，溫度越低。因此澆口附近應加強冷卻，通入冷水，而在溫度較低的外側只需要通過經(jīng)熱交換后的溫水即可。
5． 降低入水與出水的溫差，如果入水與出水溫差太大，將使模具的溫度分布不均勻，尤其對流程很長的大型塑件，料溫越流越低。為使整件的冷卻速度大致相同，可以改變冷卻孔排列的形式。
6． 要結合塑料的特性和塑件的結構，合理考慮冷卻水通道的排列形式。例如對于 收縮大的塑件（如聚乙烯）應沿其收縮方向開設冷卻通道。冷卻流道的設計也要考慮塑件的壁厚。塑件壁厚越大，則所需冷卻時間越長。
7． 冷卻水通道要以免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，影響強度。
8． 保證冷卻通道不泄漏，密封性能好，以免在塑件上造成斑紋。
9． 冷卻系統(tǒng)的設計要考慮盡量避免其與模具結構中其它部分的干涉現(xiàn)象。冷卻水通道開設時，受到模具上各種孔（頂桿孔、型芯孔、鑲塊接縫等）的結構限制，要按理想情況設計是困難的。
10． 冷卻通道的進口與出口接頭盡量不要高出模具外表面，既要埋入模板內(nèi)，以免模具在運輸過程中造成損壞。
11． 冷卻水通道要易于加工和清理。一般孔徑設計為8~12mm.
具體計算設計如下（假設熔融塑料產(chǎn)出的熱量全部傳給模具，其熱量為:
n為每小時注射的次數(shù),由制品的成型條件得，每個周期大概為50S-160S取120S，每小時注射次數(shù)n=60*60*60/120=1800次。
m為每次注射的塑料質(zhì)量（千克/次）。根據(jù)澆注系統(tǒng)估算 m大概為0.08千克/次。
C塑料的比熱容（）,查《模具設計與制造》表8-28得C=1759
熔融塑料進入模腔的溫度（）。由制品的加工性能得，=90-120，這里取110。
制品脫模的溫度（），根據(jù)制品塑料的特性，取為模溫，=80
=7598880（J/h）
計算用水量
?。╧g/s）
M通過模具的冷卻水的質(zhì)量（kg）。
為模具單位時間內(nèi)積累的熱量(J/h)。
為導熱系數(shù)()，查模具設計與制造表8-28得=829。
為進水溫度（），這里取100。
為出水溫度（。），比脫模溫度要低，取50。
=183kg
根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速成與水管直徑d的關系，確定模具冷卻水管道的直徑d.
M為冷卻水的質(zhì)量（kg）.
為管道內(nèi)冷卻水的流速，一般取(0.8-2.5m/s)這里取2.3m/s.
為水的密度（kg/）.
=10.6mm
L圓整，d=10mm.
由于型腔尺寸比較小，因此此把把冷卻系統(tǒng)設在模板中。
第七章 標準模架的選擇
為了提高模具的生產(chǎn)效率和減少模具的制造成本，本設計采用了標準模架，標準模架購買后還要進行必要的加工，《中國模具設計大典》有標準模架的選擇，本設計選用的標準模架為：
派生型：P8
尺寸：235mm280mm
模座結構采用：V1
．由于制品的模芯為圓形，設兩個止轉銷，選用型號為：6X12
第八章 繪制實體裝配圖與繪制平面裝配圖
在選定了模架后，就可以著手利用PRO/E進行零件的實體設計，模具設計，然后在PRO/E轉成工程圖，得到相應的零件圖。然后在AUTOCAD中畫出裝配圖，并對零件圖進行相應的尺寸標注。
第九章 模具的試模與修模
試模中所獲得的樣件是對模具整體質(zhì)量的一個全面反映。以檢驗樣件來修正和驗收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先
應當解決的問題。
9.1. 粘著模腔
制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設計意圖相反，離開型芯一側，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機構失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：
（1） 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。
（2） 注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。
（3） 冷卻時間過短，物料未能固化。
（4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。
（5） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。
9.2. 粘著模芯
（1） 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。
（2） 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。
（3） 模腔溫度過高，使制件在設定溫度內(nèi)不能充分固化。
（4） 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設定時間內(nèi)完成固化。
（5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。
9.3. 粘著主流道
（1） 閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。
（2） 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內(nèi)無法完成料道物料的固化。
（3） 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。
（4） 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當，未達到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。
（5） 主流道拉料桿不能正常工作。
一旦發(fā)生上述情況，首先要設法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認為達到要求，方可進行二次注射。
9.4. 成型缺陷
當注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排除，逐步改進，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進的措施進行分析。
（1） 注射填充不足
所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：
a. 熔料流動阻力過大
這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。
b. 型腔排氣不良
這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。
c. 鎖模力不足
因注射時動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。
（2） 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）
與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：
a. 注射過量
b. 鎖模力不足
c. 流動性過好
d. 模具局部配合不佳
e. 模板翹曲變形
（3） 制件尺寸不準確
初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應行從注射工藝上找原因。
a. 尺寸變大
注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。
b. 尺寸變小
注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變小；模溫過高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸變化，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。
參考文獻
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畢業(yè)設計用紙
摘 要
裝 訂 線
使用數(shù)控技術、數(shù)控機床的高效率、高精度進行模具設計和加工已經(jīng)成為當今社會的主流。
本文是關于注塑模的設計，設計的制品是大口杯蓋。首先對制品進行尺寸的選擇和性能形狀的分析，然后根據(jù)分析選擇注塑材料和注射機。接著利用PRO/E進行大口杯蓋的實體設計，并進行模具設計，也就是對模具的型腔、型芯和澆注系統(tǒng)進行設計，再利用AutoCAD畫出整個模具的裝配圖。最后是型腔的CAM加工設計。
關鍵詞：注塑模 ，型腔， 型芯， 澆注系統(tǒng)
目 錄
引言 …………………………………………………………………4
1. 模具制造中數(shù)控技術的重要性 ………………………………4
2. 塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 …………………………………………4
3. 提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水 …………………4
4. 在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術 …………5
第一章 零件材料選擇及性能 ………………………………………5
1.1、零件結構分析 ……………………………………………5
1.2、塑料性能 ……………………………………………5
第二章 注射機的選擇 ………………………………………………6
2.1．制品的幾何屬性……………………………………………………6
2.2．注射機的選用 ……………………………………………………6
2.3．模具閉合厚度的校核………………………………………………8
第三章 成型零件的設計 ……………………………………………8
3.1．凹模結構設計 ……………………………………………………8
3.2．凸模結構設計 ……………………………………………………9
3.3．型腔分型面設計 …………………………………………………9
3.4．成型零件工作尺寸計算 …………………………………10
3.5．型腔壁厚與底板厚度的選擇 ……………………………………11
第四章 澆注系統(tǒng)設計 ………………………………………………11
4.1．主流道設計 ………………………………………………………11
4.2．澆口套的設計………………………………………………………12
4.3．分流道設計 ……………………………………………………12
4.4．澆口設計……………………………………………………………13
4.5．排氣孔道設計 ……………………………………………………14
第五章 頂出機構設計 ………………………………………………14
5.1．頂出機構……………………………………………………………15
5.2．復位機構……………………………………………………………17
5.3．導向機構的設計……………………………………………………18
第六章 塑料模溫控系統(tǒng)設計 …………………………………18
6.1．型腔上的冷卻 ……………………………………………………19
第七章 標準模架的選擇 ………………………………………………21
第八章 繪制實體裝配圖和平面零件及裝配圖……………………21
第九章 模具的試模與修模 ……………………………………21
9.1. 粘著模腔 ……………………………………………………21
9.2. 粘著模芯 ……………………………………………………22
9.3. 粘著主流道 ……………………………………………………22
9.4. 成型缺陷 ……………………………………………………22
致謝 …………………………………………………………23
附錄 設計總結 …………………………………………………………24
參考文獻 …………………………………………………………………24
引 言
(1)模具制造中數(shù)控技術的重要性
數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術為代表的新技術對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品，其技術范圍覆蓋很多領域：(1)模具制造技術；(1)機械加工技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)傳感器技術；(6)軟件技術等。
(2)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
`進幾年來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。
表-1 國內(nèi)外塑料模具技術比較表
項目
注塑模型腔精度
型腔表面粗糙度
非淬火鋼模具壽命
淬火鋼模具壽命
國外
0.005～0.01mm
Ra0.01～
0.05μm
10～60萬次
160～300萬次
國內(nèi)
0.02～0.05mm
Ra0.20μm
10～30萬次
50～100萬次
項目
熱流道模具
使用率
標準化程度
中型塑料模
生產(chǎn)周期
在模具行業(yè)中的
占有量
國外
80%以上
70～80%
一個月左右
30～40%
國內(nèi)
總體不足10%
小于30%
2～4個月
25～30%
表-1
在制造技術方面，CADCAMCAE技術的應用水平上了一個新臺階，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CADCAM系統(tǒng)，如美國UGⅡ、美國Parametric?Technology公司的ProEmgineer、美國CV公司的CADS5塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。
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