玩具用塑件注塑模具设计.doc

大学本科生毕业设计（论文）
第一章 前言
注射成型在整个塑料制品生产行业占有非常重要的地位，目前，除少数几种塑料外，几乎所有的塑料品种都可以采用注射成形。据统计，注射制品约占所有塑料制品总产量的30％，全世界每年生产的注射模数量约占所有塑料成型模具数量的50％。早期的注射成型方法主要用于生产热塑性塑料制品，随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品的应用范围不断扩大，目前的注射成形方法已经推广应用到热固性塑料制品和一些塑料复合材料制品的生产中。例如，日本的酚醛（热固性塑料）制品生产过去基本上依靠压缩和压注方法生产，但目前已经有70％被注射成型所取代。注射成型方法不仅广泛应用于通用塑料制品生产，而且就工程塑料而言，它也是一种最为重要的成型方法。据统计，在当前的工程塑料制品中，80％以上都要采用注射成型的生产方法。
我国塑料模具的发展随着塑料工业的发展而发展，在我国，起步较晚，但发展很快，特别是近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大的发展，取得了很大成绩。
现在CAD/CAM/CAE技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍，特别是CAD/CAM技术的应用较为普遍，取得了很大成绩。目前，使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。这不仅缩短了生产前的准备时间，而且还为扩大模具出口创造了良好的条件，也相应缩短了模具的设计和制造周期。此外，气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，热流道技术的应用更加广泛，精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高，模具寿命及效率不断提高，同时还采用了先进的模具加工技术和设备。
研究的目的与意义
1、检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。
2、掌握进行模具设计的方法、过程，为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写科研论文打下基础。
3、培养独立思考能力、动手能力、创新能力、运用机械行业相关软件UG、AUTOCAD的能力。

第二章 塑件成型工艺性分析
2.1 产品基本要求
最大几何尺寸：290×190×18mm
使用环境：室内，-10℃~80℃
电气性能：电绝缘性好
精度要求：一般（4级）
外观要求：外表红色且光泽性好，无成型缺陷
其他要求：具有一定的机械强度
根据上述要求可归纳产品设计要求塑件需要具有良好的 电绝缘性和一定的机械强度，且还应该具有较好的流动性，以满足成型要求。
2.2 塑件结构和形状的设计
根据塑件产品图纸，用Pro/E 3.0软件进行玩具用电子琴后盖的三维建模。三维实体模型更加直观的表现了产品造型，可以从各个角度对模型进行观察，软件可以测量并且可以根据三维模型数据使用Pro/E的CAE分析模块——塑料顾问进行熔体的充模仿正，可以验证末句结构的正确性，还可以进行拔模检测。塑件如图2-1所示：

图2.1 塑件三维图
2.3 塑件材料选择
此塑件用作电子琴的后盖，故首先必须具有良好的介电性能，以防止导电。因此，应初选几种电气性能较好的常用塑料，进行各方面性能的比较，即通过力学性能、热性能、电气性能、成型性能、化学性能和经济性能等多方面比较，选出最适合成型此电子琴后盖的塑料。
材料最终选定ABS，其综合性能优异，具有较高的力学性能，流动性好，易于成型；成型收缩率小，理论计算收缩率为0.5%；溢料值为0.04mm左右；比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短。制件尺寸稳定，表面光亮。
2.4 成型方法及其工艺的选择
根据塑件所选用的材料为ABS，根据苏鉴定额外形特征和使用要求，选择最佳的成型方法就是注射成型。
2.4.1 成型工艺分析
①　 外观要求 此塑件为薄壁壳体类塑件，外形不太规则。要求塑件表面平整光滑，无翘曲、皱折、裂纹等缺陷，防止产生熔接痕。
②　 精度等级 此塑件对精度要求不高，采用一般精度3级。
③　 脱模斜度 该塑件平均壁厚为2mm，而且其外围本身就是曲线形状，所以不需要设置脱模斜度就可以顺利脱模。
2.4.2 注射成型工艺过程及工艺参数
混料-干燥-螺杆塑化-充模-保压-冷却-脱模-塑件后处理
①　 ABS塑料的干燥
ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前应进行充分的干燥和预热，不但能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面色斑和云纹。ABS原料需要控制水分在0.3%以下。
②　 注塑成型时各段温度
ABS塑料非牛顿性较强，在熔化过程温度升高时，其黏度降低较大，但一旦达到成型温度，如果继续盲目升温，必将导致耐热性不太高的ABS的热降解法尔使融入黏度增大，注射更困难，塑件的机械性能也下降。
表1 ABS温度相关工艺参数表
工艺参数
通用型ABS
工艺参数
通用型ABS
料筒后段温度/℃
　　　160～180
喷嘴温度/℃
170～180
料筒中段温度/℃
　　　180～200
模具温度/℃
50～80
料筒前段温度/℃
　　　200～220

③　 注射压力
ABS熔融的黏度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射时要采用较高的注射压力。但并非所有的ABS制件都要施用高压，考虑到本塑件不大、结构不算非常复杂、厚度适中，可以用较低的注射压力。注射过程中，交口封闭瞬间型腔内的压力大小决定了塑件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力过小塑料收缩大，与型腔表面脱离接触的机会大，制件表面容易雾化。压力过大，塑料与型腔表面磨擦作用强烈，容易造成粘膜。对于螺杆式注射机一般取70Mpa~100Mpa.
④　 注射速度
ABS塑料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易烧焦或分解析出气化物，从而在制件上出现溶解痕、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。但电子琴后盖为薄壁制件，且浇口类型为轮辐式浇口，故又要保证有足够高的注射速度，否则塑料熔体难以充满型腔。
⑤　 模具温度
ABS比聚苯乙烯加工苦难，宜取高料温、模温，料温对物性影响较大、料温过高易分解，对要求精度较高塑料件模温宜取50℃~60℃，要求光泽及耐热型料易取60℃~80℃。电子琴后盖属中小型制件，不用考虑专门对模具加热。
⑥　 料量控制
注射剂注塑ABS塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的80%。为了提高塑件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，注射量选为标定注射量的50%为宜。

第三章 选择注射机及相关参数的校核
3.1 概述
在对电子琴后盖进行材料选定、零件工艺性分析、成型工艺过程分析和工艺参数大致选定的基础上，根据塑件批量大小和精度要求就可确定型腔数量和排列方式，根据模具所需注射量就可以确定注射机的型号及安装尺寸的确定。
3.2 型腔数量及排列方式选择
此电子琴后盖属中小型塑件，形状比较规则，精度要求为一般，且为批量生产。如采用一模一腔可简化模具的结构，提高制件的精度。模仁大小可以取255×340mm。
3.3 注射机选型
3.3.1 注射量计算
①　 塑件质量、体积计算
通过Pro/E建模分析，如图2所示，塑件体积，塑件质量 （取ABS的密度为），流道凝料的质量还是个未知数，可按塑件质量的0.2倍来估算。从上述分析中确定为一模一腔，所以注射量为：

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, 在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，是每个塑件在分型面上的投影面积的0.2~0.5倍，因此可用0.35，来进行估算，所以：
A=+=+0.35=1.35=74385
而 =B×L=290×190=55100

故模具所需锁模力

上式中，型腔压力取35MPa.

图3.1 Pro/E质量属性分析图
3.3.2 选取注射机
根据以上每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，初选XS-ZY-500卧式注射机，其主要技术参数如下表2所列：
表2 XS-ZY-500卧式注射机技术参数
项目
参数
项目
参数
理论注射容积/
500
锁模力/KN
3500
螺杆直径/mm
65
注射压力/MPa
104
注射速率/(g/s)
173
塑化能力/（kg/h）
110
移模行程/mm
500
最大模具厚度
450
最小模具厚度
300
喷嘴口直径/mm
7.5
注射时间/s
2.7
拉杆内间距/mm
500×440
定位孔直径/mm
150
喷嘴球半径/mm
18

3.3.3 型腔数量及注射机有关参数的校核
①　 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数n

8.7>1，故型腔数校核合格。
上式中：K—注射机最大注射量的利用系数，无定形塑料一般取0.8；
M-注射机的额定塑化量，该注射机为110kg/h;
T-成型周期，取50s；
-单个塑件的质量或体积，=137.2g；
-浇注系统所需塑料质量或体积，取0.2n。
上表中注射速率、塑化能力是以PS为标准，而ABS的密度与PS相差不多，所以上述计算不需进行换算。
②　 按注射机的最大注射量校核型腔数量

2.7>1，故型腔数校核合格。
上式中，为注射机允许的最大注射量，该注射机为500 ，其他符号意义同上。
③　 按注射机的额定锁模力校核型腔数量
此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包，里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸，翻译，开题报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我，qq号944439233或734570778，我这里还有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦！欢迎下次光临！3.3.4 注射机工艺参数的校核
①　 注射量校核
注射量以容积表示，最大注射容积为

上式中 —模具型腔和流道在注射压力下所能注射的最大容积；
V—指定型号与规格的注射机注射量容积，该注射机为500 ；
a —注射系数，取0.75～0.85，无定型塑料取0.85，结晶型塑料取0.75，取0.80.
倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长。所以最小注射量容积125。故每次注射的实际注射量容积V应满足，而>125,符合要求。
②　 锁模力校核
在前面已经校核，符合要求。
③　 最大注射压力校核
此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包，里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸，翻译，开题报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我，qq号944439233或734570778，我这里还有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦！欢迎下次光临！

第三章 模具设计
通过理论设计、计算机分模和浇口位置相结合的方法，最终确定成型零件工作尺寸 和模具的结构形式。
4.1 分型面位置和形式的确定
在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，首先就要确定分型面的位置和浇口的形式，然后才能确定模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大的影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。
分型面的选择原则如下：
①　 分型面应选在塑件的最大截面处；
②　 不影响塑件外观质量，尤其对外观有要求的塑件，更应注意分型面对外观的影响；
③　 有利于保证塑件的精度要求；
④　 有利于模具加工，特别是型腔的加工；
⑤　 有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设置；
⑥　 便于塑件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边；
⑦　 尽量减少塑件在合模平面上的投影面积，以减少所需锁模力；
⑧　 便于嵌件的安装；
⑨　 长型芯应置于开模方向。
根据上述原则及该塑件的结构形式，该塑件的水平主分型面可以选如下图所示水平加两面边缘曲形作为主分型面，这样有利于制造和减少脱模高度。如图4-1所示：

图4.1 主分型面的位置及形式
4.2 浇注系统设计
浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。具有传质、传压和传热的功能，正确设计浇注系统对获得优质的塑件极为重要。注射成型的基本要求是在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔，影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。
浇口形式的选择就决定了流道系统，而流道系统又决定了模具的结构形式。本设计采用轮辐式浇口，它是盘式浇口的改进型，是将圆周进料改为几小股浇口进料，这样去除浇口较方便，浇注系统凝料也较少。
4.2.1 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和型腔中。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。其顶部设计成半球形凹坑，以便于喷嘴衔接，为避免高温塑料熔体溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大1mm~2mm，如果凹坑半径小于喷嘴球头半径则主流道凝料无法一次脱出。由于主流道与注射机的高温喷嘴反复接触和碰撞，所以设计成独立的主流道衬套，材料选用45钢，并经局部热处理球面硬度38HRC~45HRC,设计独立的定位环用来安装模具时起定位作用，主流道衬套的进口直径略大于喷嘴直径0.5~1mm，以避免溢料并且防止衔接不准而发生的堵截现象，其关系如下图4.2所示：

图4.2 喷嘴与浇口套尺寸关系
（一） 主流道尺寸：
①　 主流道小端直径 d=注射机喷嘴直径+（0.5~1）=7.5+（0.5~1），取d=8mm。
②　 主流道球面半径 SR=注射机喷嘴球半径+(1~2)=18+2=20，取=20mm。
③　 球面配合高度 h=3~5mm,取5mm。
④　 主流道长度 尽量小于60mm，由标准模架结合该模具的结构取=55mm
⑤　 主流道大端直径 D=d+Ltanα≈10.10mm
⑥　 浇口套总长 L=+h=55+5=60mm
（二） 浇口套的形式及其固定
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长设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便于有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用45钢或合金钢等，热处理硬度为52~56HRC。因流道长短与所选模架大小有关，所以在确定流道尺寸之前应根据型腔数量及布局估算动、定模版的平面尺寸，即粗定模架的型号和规格，这样才使理论计算有据可依。浇口套如下图4.3所示：

图4.3 浇口套及其尺寸

4.2.2 分流道的设计
分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布局和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。
（一） 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，但应遵循两方面的原则：一方面排列紧凑、缩小模具版面尺寸；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，以使塑料熔体经分流道能均衡的分配到型腔和避免局部胀模力过大影响锁模。定模A板和动模仁上均开有分流道。该流道形式是由本模具结构形式所确定。
（二） 分流道的长度。
长度应尽量短，且少弯折。该模具分流道的长度 L=18mm。
(三) 分流道的形状及其尺寸。
为了便于机械加工及凝料脱模，分流道设置在分型面上。分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U型和三角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减少传热损失，但考虑到凝料拉断和容易脱模，因此，定模A板上的水平分流道设计成梯形流道。梯形分流道设计如下：
本塑件壁厚为3mm左右，质量为137.2g，可以采用下面经验公式来计算分流道的直径：
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上底宽度为：B=
按照标准铣刀直径可元整为梯形高度h=7mm,上底宽度为B=6mm。经计算下底宽度为4.03mm，其截面形状如图4.4所示：

图4.4 梯形分流道截面形状及尺寸设计
其当量半径由式得：
上式中： A—梯形的面积，由上图计算得A=0.35;
L—梯形的周长，由上图计算得L=2.4cm。
（四） 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并不要很低，一般0.63，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。此处=0.8。
4.2.3 冷料穴的设计
为避免前段冷料进入分流道和型腔而造成成型缺陷，主流道的对面设冷料井，对于卧式注射机冷料穴设在与主流道末端相对的动模上。由于本模具采用一模一腔，且分流道较短，故冷料穴开设在动模模仁上，其形式采用半球形，图下图4.5所示：

图4.5 主流道冷料穴形式
4.2.4 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。本设计浇口采用轮辐式浇口，其介绍如下：
轮辐式浇口是由盘式浇口演变而来，它将盘式浇口的整个周边进料变化成几小段圆弧或直线进料，也可视为内侧浇口，轮辐式浇口尺寸选择，可参照扇形浇口。
（一）轮辐式浇口的特点如下：
①　 轮辐式浇口是在整圆周上通过几小段圆弧段进料，减少了冷料量。
②　 由于浇口截面积大量减少，因此，浇口的切除较容易，流道中凝料也较少。
③　 对有型芯的制品，它可以在型芯的上部定位， 可增加型芯的稳定性。
（二）浇口尺寸及位置的确定：
①　 浇口尺寸的确定：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。先取L=1mm，h=1mm。
②　 浇口位置的确定：本设计为电子琴后盖的塑料模具设计，塑件平板中间有一直径为18mm的小孔，可以采用中心浇口中的轮辐式浇口，选择该位置不但模具简单，而且去除浇口的后加工操作也非常简单，提高了工作效率，也便于模具的机械加工，易保证浇口加工精度，试模时浇口尺寸易于修整。
4.2.5 浇注系统的平衡
对于该模具，从主流道到型腔的分流道长度相等，现状及截面尺寸对于相同，各个浇口也相同，浇注系统显然是平衡的。
4.2.6 浇注系统凝料体积计算
①　 主流道与主流道冷料井凝料体积
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该值小于前面对浇注系统凝料的估计，所以前面有关浇注系统的各项计算与校核符合要求，不需要重新设计计算。
4.2.7 浇注系统各截面流过熔体体积计算
①　 流过浇口的体积

②　 流过分流道的体积

③　 流过主流道的体积

4.2.8 普通浇注系统截面尺寸的计算与校核
（一） 确定适当的剪切速率
根据经验（ABS塑料的流动性），浇注系统各段的取以下值，所成型塑件质量较好。
①　 主流道、分流道
②　 轮辐式浇口最大剪切速率
（二） 确定体积流率q
①　 主流道体积流率q.
因塑件并不大，且为一模一腔，所需注射塑料熔体的体积也因此不是很大，而主流道尺寸由于和注射机喷嘴孔直径相关联，其直径并不小，因此主流道体积流率并不大，取。带入得：

上式中 ——主流道平均半径，为
=。
②　 浇口体积流率.
轮辐式浇口用适当的剪切速率代入得：

上式中 ——轮辐式浇口的半径（cm）。
（三） 注射时间的计算
①　 模具充模时间

上式中 ——主流道体积流率；
——模具长型时所需塑料熔体的体积（）；
——注射时间（s）
②　 单个型腔充模时间

③　 注射时间
根据经验公式，求得注射时间

根据表2可知，t注射机公称注射量以内的最短注射时间，所选时间合理。
（四） 校核各处剪切速率
①　 浇口的剪切速率
合理
②　 分流道剪切速率
合理
上式中 ；
——分流道截面积的当量半径，从前面的计算可知，=0.32cm。
③　 主流道剪切速率
合理
上式中，——实际主流道体积流量

4.3 模具成型零、部件设计和计算
模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆等。成型零件工作时，直接与塑件接触，塑料熔体的高压料流的冲刷，脱模时与塑件发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能和良好的抛光性能。
4.3.1 成型零件的尺寸计算
此电子琴后盖尺寸精度要求不太高，在后底上有一开口，对塑件只有外形尺寸和内孔尺寸的要求，这就要考虑模具磨损量和制造公差等，而其他孔没有精度要求，所有安装孔距只需考虑收缩率而与磨损无关，因此只需计算型腔的几个主要尺寸就可以了。塑件精度等级按照GB/T14486——1993，ABS一般精度取MT3级，计算中按相应公差来查取，采用平均值法来计算。
①　 型腔长度尺寸
②　 此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包，里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸，翻译，开题报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我，qq号944439233或734570778，我这里还有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦！欢迎下次光临！型腔宽度尺寸
mm
上式中 ——塑件外形宽度尺寸（为190mm）；
——塑件公差值，取0.86；
——制造公差，取0.1；
——塑件平均收缩率；
x——修正系数（取0.58）
③　 型腔深度尺寸（动模部分）

上式中 H——塑件开口端到分型面最大尺寸（为18mm）；
X ——修正系数，为0.58；
——塑件公差值，取0.20；
——制造公差，取0.043.
4.3.2 成型零件的创建
在分型面和浇口位置确定以后，采用Pro/E进行分模（分型面）设计，然后创建模具提价块和分割侧型心等。分模以后的型腔和型芯，通过有关软件可自动生成数控程序，从而可实现无图化生产，这样大大提高了工作效率和模具的制造精度。以下简介本模的分模过程。
（1）设置收缩率。单击收缩率，取ABS的平均收缩率为0.5%，如图4.5所示
4.5 设置收缩率
对塑件生产批量不是太大的模具，设置收缩率就可以了，而对于大批量生产塑件的模具还应该考虑型腔、型心的磨损以及今后多次修模应留的余量，本设计应按上述计算结果对应尺寸进行修改。
(2) 建立中心坐标系。为塑件建立模具中心坐标系，用于确定塑件与模仁及模架的位置关系如图4.6所示：

4.6 建立中心坐标系

（3）创建毛坯。调入所创建的塑件模型，创建毛坯，如图4.7所示：

4.7 创建毛坯

(4) 创建分型面。先通过单击分型面命令，再通过延伸命令创建分型面，如图4.8所示：

4.8 分型面示意图
4.3.3 成型零件的结构设计
为节约模具钢，降低生产成本，本设计采用模仁的结构。
（1）分割模具体积块。单击【分割模具体积块】 按钮 ，进行模具体积块的分割。首先通过主分型面将毛坯分割成动定模仁，然后分模，如图所示

（a） （b）
4.9 动、定模仁及侧型心分模示意图
(a)正方向 （b）反方向

（2）整个模仁部分如图4.10所示：

4.10 模仁示意图
（3）模仁的固定方式：模仁的固定方式采用螺钉固定，如下图4.11所示：

图4.11 模仁的固定形式
1——模仁 2——模版

对于模仁的尺寸，从节约材料和减少模具尺寸出发，模仁的值取小一些好，但实际中因为要考虑冷却因素及安装固定，又因为经过模仁的冷却系统比经过模仁外部的冷却系统效率高，所以为了给冷却系统留有足够的空间，该设计取模仁尺寸为：340mm×255mm。
4.4 模架的确定和标准件的选用
注塑模模架国家标准GB/T12555—2006，由于塑料模具的蓬勃发展，现在全国模具发达的地区在参考龙记模架标准的前提下形成了自己的企业标准，但不管是国家标准还是企业标准都没有进入Pro/E的模架库。该设计仍采用Pro/E所提供的Futaba_3P GC模架组件（工字形标准简化细水口模架）。
首先要根据塑件尺寸和设计要求完成该标准模架的调用。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突出部分；模具外表面应光洁，加凃防锈油。动定模分型面（公母模板）之间应有分模间隙（单边为0.5mm），以便模仁能完全贴合。动模（公模）板的四个角上设有开模隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。各板的尺寸如下：
1) 定模座板（——上固定板），厚为35mm。
定模座板通常就是模具与注射机连接处的板，材料为45钢（S55C）。
定位圈通过4个M16的内六角螺钉与其连接；定模座板与浇口套为H7/k6配合；与导柱采用H7/k6配合。
2) 定模板（A板——母模板），厚为90mm。
用于固定定模仁、导套、导柱。用45钢制成，最好调质230HB~270HB。
其上的导套孔与导套采用H7/k6配合；定模板与定模仁为H7/m6配合。
3) 支撑板（——支撑板），厚为60mm。
由于塑件较大，注射压力也较大，故设置支撑板。
4) 动模板（B板——公模板），厚为110mm。
动模板既有固定动模仁、导套的作用，又承受型腔、型芯或推杆等的压力，因此它要具有较高的平行度和硬度。所以用45钢较好，调质230HB~270HB。
其上的导套孔与导套采用H7/h7配合；其推杆孔与推杆单边间隙为0.5mm；其动模仁上的塑件推杆孔与塑件推杆采用H7/e7配合。
5) 垫块（C——模脚），高度为120mm。
①　 主要作用，在动模座板与支撑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　 结构型式，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Q235A也可用HT200、球墨铸铁等。该模具垫块采用Q235A制造。
④　 垫块的高度h校核
此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包，里面有说明书和CAD装配图和零件图图纸，翻译，开题报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我，qq号944439233或734570778，我这里还有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦！欢迎下次光临！
6) 动模座板（——下固定板），厚为35mm。
材料为45钢（S55C)，其上的注射机顶孔为Φ65.其上的推板导柱孔与推板导柱采用H7/n6配合。
7) 推板（——下顶出板），厚为30mm。
采用为45钢（S55C)。其上的推板导柱孔与推板导套采用H8/f9配合，用6个M16的内六角圆柱螺钉与推板固定板固定。
8) 推杆固定板（——回针板），厚为25mm。
采用为45钢（S55C)。其上的推板导套孔与推板导套采用H7/k6配合；复位杆孔与复位杆推杆孔与推杆均采用单边间隙为0.5mm配合。

第五章 合模导向机构的设计
注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。该模具采用标准模架，模架本身带有导向装置（导柱导向机构）作模具的粗定位，本模具的型腔在动定模两方都有，为了使合模更准确，使塑件分型线处没有错模痕迹，需采用精密导向定位装置，因此选用锥面定位块做精定位。
5.1 锥面紧定位块的设计
本设计选用4套锥面精定位块，型号为ZDK50,如图5.1所示。在充分考虑到导柱、复位杆、限位拉杆、拉料杆等零件在分型面布置后，锥面精定位块在分型面的布置如图5.2所示：

图5.1 锥面精定位块

图5.2 定位块在分型面上的布置
5.2 推板导柱与导套设计
该套模具采用推板导柱固定在动模板上的形式。对于本套模具，导柱主要对推出系统起导向作用。该模具设置了4套推板导柱与导套，它们之间采用H8/e7，其形状与尺寸配合如图5.3和5.4所示：

图5.3 推板导柱示意图

图5.4 推板导套示意图

第六章 脱模推出机构的设计
6.1 浇注系统凝料的脱出机构
注射成型每一循环中，浇注系统凝料、塑件必须准确无误地从模具的流道、、凹模中或型芯上脱出，完成脱出凝料和塑件的装置称为脱模机构，也常称为推出机构。本套模具的推出机构形式较为简单。浇注系统凝料采用拉料杆，塑件采用推管和推杆推出。如图6.1和6.2所示：

图6.1 推管

图6.2 推杆

6.2 塑件的推出机构
注射成形每一循环中，塑料制品必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出制品的装置称为脱模机构，也常称为推出机构，其设计原则如下：
（1）推出机构应尽量设置在动模一侧。
（2）保证制品不因推出而变形损坏。
（3）机构简单动作可靠。
（4）良好的制品外观。
（5）合模时的准确复位。
而该套模具的结构如下：
①　 模具采用推管和带肩推杆。根据推杆布置原则、型芯大小和可供布置推杆的空间，推管初步设置为三种类型，，其；推管总共11根；推杆初步设置为的规格，推杆总共25根（6根在动模上），推杆和推管总共有36根。
②　 推杆直径与模板上的推杆孔采用H7/f8间隙配合。
③　 通常推杆装入模具后，其端面应与型芯上表面平齐，或高出型芯上表面
。
④　 推杆与推杆固定板，通常采用径向单边0.5的间隙，推杆台肩与沉孔轴向间隙。这样能在多推杆的情况下，不因各板上推杆孔间距的加工误差而引起的轴线不一致而发生卡死现象。
⑤　 推杆的材料常用、,热处理要求硬度,工作端配合部分表面粗糙度为。其推出系统结构如图6.3所示：

图6.3 推出系统结构图
1——定位圈；2——浇口套；3——动模座板；4——定模板；5——定模模仁；6——塑件；
7——动模模仁；8——推管；9——推杆；10——拉料杆；11——动模板

6.3 脱模力的计算
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定模脱模阻力计算复杂，也不可能精确，从分型面的位置可知，塑件大部分都在动模部分，开模后塑件不可能留在定模，定模也无需设置推出机构。
6.3.2 动模仁上脱模力的计算：
由于该塑件为矩形塑件，故利用公式当： =，此时塑件称为薄壁塑件。应用公式：

上式中 ——脱模系数，ABS取0.45；
——塑料的线膨胀系数为
——；
——塑料软化温度，取100；
——脱模时塑化温度，取60；
——壁厚，取2mm；
——型芯脱模方向高度，为32mm。
其中
式中 ——脱模斜度，取。
由于塑件顶部存在通气孔（当动定模分开后，定模型芯脱模后留下的孔）及推杆与孔也存在有气隙，包裹在动模仁型芯上的塑件会与外界相通，故不存在真空吸力。
6.4 脱模力的校核
当进行塑件的推出时，由于注射机的顶出力（70KN）大于动模部分的脱模力（2465N），因此塑件可顺利脱出。
6.5 推杆接触应力的校核
推杆接触总面积（单腔面积）：

接触应力：

上式中 ——ABS塑料在脱模温度下的许用接触应力，取 。
因此，本模具推杆和推管的推出面积是可满足要求的，塑件不会产生顶白现象。

第七章 型腔零件强度、刚度的校核
在注塑成型过程中，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，将导致型腔塑性变形，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的间隙。因此，必须对型腔进行强度和刚度的计算。
本模具采用模仁结构，模仁的力学计算按组合式矩形凹模来计算。模具属于中小型模具，故按强度条件来设计，然后按刚度条件来校核。模具结构力学模型如图7.1所示：

图7.1 模具结构力学模型
7.1 按组合式凹模侧壁厚度一长边为计算对象

上式中 h——型腔深度，h=40mm,以塑件在模仁最大深度来核算；
P——型腔压力，取35MPa;
H——动模仁总高度H=70mm；
——模仁长边长度=290mm。
——模具材料的许用应力（MPa），对于
7.2 组合凹模（模仁）侧壁长边刚度校核
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上式中 ——两垫块之间的距离， ；
——模具长度，=550mm;
P——型腔压力,P取35MPa；
A——塑件在分型面上的投影，两个塑件的投影面积为：
对于A板，由于在注射过程中与定模板在合模力作用下相互压紧，背靠注射机固定模版，故不会出现刚度不足。对于B板，根据核算所需115mm，模板比较厚，造价比较高，故采用一个60mm的支撑板，动模板和支撑板总厚度为117mm，