杯盖注塑模具设计

摘 要

使用数控技术、数控机床的高效率、高精度进行模具设计和加工已经成为当今社会的主流。

本文是关于注塑模的设计，设计的制品是大口杯盖。首先对制品进行尺寸的选择和性能形状的分析，然后根据分析选择注塑材料和注射机。接着利用PRO/E进行大口杯盖的实体设计，并进行模具设计，也就是对模具的型腔、型芯和浇注系统进行设计，再利用AutoCAD画出整个模具的装配图。最后是型腔的CAM加工设计。

关键词：注塑模 ，型腔， 型芯， 浇注系统

装

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目 录

引言 …………………………………………………………………4

1. 模具制造中数控技术的重要性 ………………………………4 2. 塑料模具工业的发展现状 …………………………………………4 3. 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水 …………………4 4. 在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术 …………5 第一章 零件材料选择及性能 ………………………………………5

1.1、零件结构分析 ……………………………………………5 1.2、塑料性能 ……………………………………………5 第二章 注射机的选择 ………………………………………………6

2.1．制品的几何属性……………………………………………………6 2.2．注射机的选用 ……………………………………………………6 2.3．模具闭合厚度的校核………………………………………………8 第三章 成型零件的设计 ……………………………………………8

3.1．凹模结构设计 ……………………………………………………8 3.2．凸模结构设计 ……………………………………………………9 3.3．型腔分型面设计 …………………………………………………9 3.4．成型零件工作尺寸计算 …………………………………10 3.5．型腔壁厚与底板厚度的选择 ……………………………………11 第四章 浇注系统设计 ………………………………………………11

4.1．主流道设计 ………………………………………………………11 4.2．浇口套的设计………………………………………………………12 4.3．分流道设计 ……………………………………………………12 4.4．浇口设计……………………………………………………………13 4.5．排气孔道设计 ……………………………………………………14

第五章 顶出机构设计 ………………………………………………14

5.1．顶出机构……………………………………………………………15 5.2．复位机构……………………………………………………………17 5.3．导向机构的设计……………………………………………………18 第六章 塑料模温控系统设计 …………………………………18

6.1．型腔上的冷却 ……………………………………………………19 第七章 标准模架的选择 ………………………………………………21

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第八章 绘制实体装配图和平面零件及装配图……………………21 第九章 模具的试模与修模 ……………………………………21

9.1. 粘着模腔 ……………………………………………………21 9.2. 粘着模芯 ……………………………………………………22 9.3. 粘着主流道 ……………………………………………………22 9.4. 成型缺陷 ……………………………………………………22 致谢 …………………………………………………………23 附录 设计总结 …………………………………………………………24 参考文献 …………………………………………………………………24

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引 言

(1)模具制造中数控技术的重要性

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，其技术范围覆盖很多领域：(1)模具制造技术；(1)机械加工技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。

(2)塑料模具工业的发展现状

`进几年来，在国家产业和与之配套的一系列国家经济的支持和引导下，模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 表-1 国内外塑料模具技术比较表

项目 注塑模型腔精度 型腔表面粗糙度 非淬火钢模具寿命 Ra0.01～ 国外 0.005～0.01mm 0.05μm 国内 0.02～0.05mm 热流道模具 项目 使用率 国外 国内 80%以上 总体不足10% 70～80% 小于30% 标准化程度 生产周期 一个月左右 2～4个月 占有量 30～40% 25～30% Ra0.20μm 10～30万次 中型塑料模 50～100万次 在模具行业中的 10～60万次 160～300万次 淬火钢模具寿命 表-1

在制造技术方面，CADCAMCAE技术的应用水平上了一个新台阶，陆续引进了相当数量的CADCAM系统，如美国UGⅡ、美国Parametric Technology公司的ProEmgineer、美国CV公司的CADS5塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。

（3） 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平

由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求，以及高生产率要

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求，必须提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计和制造水平。

（4）在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术

CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术。塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用；开发新的成型工艺和快速经济模具；以适应多品种、少批量的生产方式。 第一章 零件材料选择及性能

1.1、零件结构分析

图—1制品零件图

1.1.1 技术参数：无塌陷，杂质，划痕，变形。表面光滑，平整。 1.1.2 注塑制品大口杯盖其特点如下： （1） 要求材料强度不大，刚度一般。

（2）如图（1）及表（1）分析得，该制品精度不高，表面粗糙度要求一般。 在注塑制品中，杯盖一般采用聚丙烯（PP）注塑而成。

1.2、塑料性能

查《中国模具设计大典》表8.3-7得材料PP的特如下： 1.2．1、 使用性能：乳白色、无臭、无味、无毒的热塑性塑料。密度为0.91g/cm3,熔点1650C,燃点5900C,弹性模量3500Mpa,不吸水,导热性低,耐酸碱盐腐蚀,有良好的绝缘性能,化学稳定性和良好的物理机械性能及加工性能.

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1.2.2 、 加工性能：

1 耐强酸或氧化性酸。 2流动性好。

3结晶度高。收缩率不大。

4不吸水。一般可不用干燥处理。 5磨擦系数低，弹性高。 6宜用螺杆式注塑机成型。

7模具浇注系统以料流阻力要小，进料口小。 2.2．3、物理热性能如下表-3：

表3物理热性能表

参数 数值 密度（g/cm）0.91 3 熔点（C） 165 0收缩率 0.6%-2% 表-3

第二章 注射机的选择

2.1.制品的几何属性

利用PRO/ENGNEER2001按图纸的尺寸要求画出零件实体图形，接着利用该软件“分析----模具分析——模型质量属性”可以查到该制品的几何属性为：

体积 = 3.6110586e+04 毫米^3 曲面面积 = 1.6286860e+04 毫米^2 密度 = 9.1000000e-10 公吨 / 毫米^3 质量 = 3.2860634e-05 公吨

2.2.注射机的选用

2.2．1 注射量的计算

GGmax

G≤ nG1+G2

n为型腔中的型腔数,这里n=1。 G1每个制品的体积量。

G2浇注系统的体积量，初步设浇注系统的体积量为30 cm3 Gmax为注塑机的最大浇注体积量

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G80%Gmax

=（3.6110586+30）/0.8

=42.01382325 cm3 2.2．2 由PP的加工性能得，注塑机选螺杆式。

2.2．3 由PP的加工性能，查《模具设计与制造》表8-2得，其成型压力为Pc=25MPa

2.2．4 锁模力的确定 模具的额定锁模力为: F≥ K*Pc*A

A为塑料制品与浇注系统在分型面上总的投影面积。（mm2） 利用PRO/ENGNEER2001，“分析---测量----面积”可以查到该制品的投影面积为：

制品投影面积=2304.91 mm2 浇注系统=300 mm2

塑料在分型面的投影面积 A=2304.91+300 =2604.91

Pc为熔融塑料在型腔内的平均压力，查《模具设计与制造》表8-2得 Pc=25MPa

K为安全系数，常取K=1.1——1.2，这里取1.1 F=1.1*25*2604.91 =71.(KN)

2.2．5 注射压力

注射压力是成型是柱塞或螺杆施于料筒内熔融塑料上的压力。常取70～150 MPa。由塑料的加工性能得注塑压力为80——130 MPa.注射机的最大注射压力要大于成型制品所需的注射压力。

根据以上的数据，查《模具设计与制造》表8-3，选用SX-ZY-125注塑机，参数如表-5

表-5 注塑机参数表

螺杆直径 理论注射容积 注射压力 锁模力 模板最大行程 模具最大厚度 模具最小厚度 mm cm MPa KN mm mm mm 342 125 119 900 300 300 200 共 24 页 第 7 页

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拉杆内间距(宽*高) 喷嘴球头半径 顶出形式 模具定位孔直径 mm mm mm mm 538×520 SR18 中心距230 Ø100 表-5

2.3. 模具闭合厚度的较核

模具闭合时的厚度在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之间，其关系按下式较核

Hmin ≤ Hm ≤ Hmax

式中 Hmin—注射机允许的最小模具厚度（mm） Hm—模具闭合厚度（mm）

Hmax—注射机允许的最大模具厚度（mm） Hmax=最大模具厚度+模板最大行程其中 =600mm

Hmin=200mm, Hmax =550mm, Hm=235mm . 故满足要求。

第三章 成型零件设计

3.1. 动模结构设计

制品动模可以直接推出脱模。

3.1.1模具做成镶件形式，由于顶杆加工简单、更换方便、脱模效果好，因此选用顶杆脱模机构。。结构图-2 图-2 动模装配结构图

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图-2

3.2. 定模结构设计

定模的结构设计。如图-3

止转销定模板定模 图-3定模的装配结构

3.3. 型腔分型面设计

如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：

1 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。

2 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。

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3 保证塑件的精度要求。 4 满足塑件的外观质量要求。 5 便于模具加工制造。 6 对成型面积的影响。 7 对排气效果的影响。 8 对侧向抽芯的影响。

根据第（1）、（2）、（5）、（6）选择以下的分型面，如图-4 图-4 分型面示意图

图-4

3.4. 成型零件工作尺寸计算

根据制品的尺寸及其公差，查SJ1372标准（《中国模具设计大典》），知制品的精度为5级。

由于模具制造允差和制品尺寸公差间存在对应的关系。查《中国模具设计大典》表8.5-，得知模具的制造精度为IT9。 3.4.1型腔内径尺寸的计算

模具型腔内径计算公式： Dm=（D+DQ-3/4△）z

式中 Dm --型腔的内径尺寸（mm）；

z--模具制造公差，取z=（1/6～1/3）△，

塑件精度等级为5级，型腔尺寸精度为IT6，取1/3△ D-- 制品最大尺寸(mm)；

Q-- 塑料的平均收缩率1.3%，按经验取1.2%； △--制品公差；

3/4--系数，可随制品精度变化，一般取0.5～0.8之间，若制品偏差大则取小值，若制品偏差小则取大值。

D顶=（D+DQ-3/4△）z = （91+91*0.015-3/4*0.22）+00。22=91.15+00.073 mm D基=（D+DQ-3/4△）z = （72+72*0.015-3/4*0.2）+01/3*0.2=72.42+00.067 mm

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毕业设计用纸 3.4．2 型芯径向尺寸的计算

模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定的，与型腔径向尺寸的原理是

一样，分为两个部分来计算： dm=（D1+DQ+3/4△）z

式中 dm --型芯的外径尺寸（mm）；

D1 -- 制品内径最小尺寸(mm)；

其余的符号含义同型腔的计算公式。

D动=（D1+DQ+3/4△）z =(15+15*0.015+3/4*0.2)-01/3*0.2 =15.38-00.067 mm D定=（D1+DQ+3/4△）z =(13.5+13.5*0.015+3/4*0.18)-01/3*0.18 =13.84-00.067 mm 3.4．3 型腔深度尺寸的计算

模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所决定的，设制品高度名义尺寸为最大尺寸，其公差为负偏差-△。型腔深度名义尺寸为最小尺寸，其公差为正偏差+

δz。由于型腔底部或型芯端面的磨损很小，可以略去磨损量δc，在计算中取δz

=△/3，加上制造偏差有：

HM =（h1+h1Q-2/3△）z

式中 HM --型芯的外径尺寸（mm）； h1 --制品高度最大尺寸（mm）。

制品高度最大尺寸为h1=24mm, △=0. , δz=△/4=0.16

HM1 =（h1+h1Q-2/3△）z =(24+24*0.015-2/3*0.36)+01/3*0.36=24.3+00.12mm

HM2 =（h2+h2Q-2/3△）

z =(10.68+10.68*0.015-2/3*0.36)+01/3*0.36=10.6+00.12mm

3.4．4 型芯高度尺寸的计算

模具型芯的高度尺寸是由制品的深度尺寸所决定的，假设制品深度尺寸H1为最小尺寸，其公差为正偏差+△。型芯高度尺寸为最大尺寸，其公差为正偏差-δz。根据有关经验公式：

hM =（H1+H1Q+2/3△）z

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△）z=(10.38+10.38*0.015+2/3*0.36)=10.78-00.12

3.5. 型腔壁厚与底板厚度的计算

确定型腔壁厚的方法有计算法和经验法。计算法又有按强度、按刚度计算两种。经验又有查图法和查表法。目前经验法应用比较多，即直接凭生产经验确定模具

结构尺寸。

查《中国模具设计大典》表8.5-78得，镶件壁厚取8mm，模套取15mm。

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第四章 浇注系统的设计

4.1．主流道设计

4.1．1主流道尺寸

主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道出口端尺寸为12mm。 4.1．2主流道衬套的形式

主流道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常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。其尺寸如图（5）： 4.1．3主流道衬套的固定

主流道衬套与定位环设计成整体式。主流道衬套见图-5

4.2． 分流道设计

4.2．1分流道是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地充到型腔。

分流道的截面常常有以下几种：

1 圆形 2半圆形 3矩形 4梯形

图-5主流道衬套图。

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`

图（5）

在本设计中选择半圆形截面的分流道口。尺寸如图-6

4.2．2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为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取1.6μm 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。

4.3.冷料井设计

冷料井设置在主流道的末端，直径稍大于主流道直径，冷料井可防止冷料进入型腔而影响制品的质量均匀性和外观完美性。采用倒锥形头拉料冷料井结构。冷料井直径取d3= 5mm。

4.4.浇口的设计

浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。本设计采用点浇口。

4.4.1浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：

1 输管尽量缩短流动距离。

2 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 3 必须尽量减少熔接痕。

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图-6分流道截面图

图-6 图-7 浇口尺寸图

图-7

4 应有利于型腔中气体排出。 5 考虑分子定向影响。 6 避免产生喷射和蠕动。

7 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8 注意对外观质量的影响。

浇口的尺寸设计。参照《模具设计与制造》具体尺寸如图（7）

4.5．排气孔道的设计

排气孔道的作用是把型腔和型芯周围空间的气体及熔料所产生的气体排到模具之外。该注射模属于中小型模具，在推杆的间隙和分型面上都有排气效果，已能满足。

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第五章 顶出机构设计

制品推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则。

5.1．顶出机构

5.1．1 推出机构应尽量设置在动模一侧 由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。

5.1．2 保证塑件不因推出而变形损坏 为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。 从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。 5.1．3 机构简单动作可靠 推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。

5.1．4 良好的塑件外观 推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。

5.1．5合模时的正确复位 设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位并保证不与其他模具零件相干涉。

分析：根据以上原则，由于顶杆加工简单、更换方便、脱模效果好，因此选用顶杆脱模机构。 脱模力的计算

当脱模开始时，阻力最大。推杆刚度及强度应按此时的受力计算。 对于厚壁圆形件

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Q2rELf(1uk)(1f)

其中：Q—脱模力（N）

E—塑料的弹性模量，E=3.5*103

MPa； u—泊桑比，PP取0.42；

—塑料的平均收缩率，选用=1.2%； L—塑料对型芯的包容长度（cm）； r—塑料型芯的平均半径cm；

k—系数，随和变化，查表取k=3.18；

f—制品与型芯之间的静摩擦系数，常取f=0.1～0.2,取f=0.2 ∴Q2rELf(1uk)(1f)

22.851500000.035.20.2(10.423.18)(10.2)

=15170N

脱模机构的设计

(1)推杆的长度 顶出行程S顶=h凸+e 式中 e—顶出行程余量 h凸—型芯成型高度 已知h凸=52mm,e=5mm ∴S顶=57mm

顶杆选择标准长度为125mm (2) 顶杆直径

根据压杆稳定公式计算出顶杆直径：

12 d4LFnE （m） 式中 d——顶杆直径；

——安全系数,常取=1.5；

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L——顶杆长度； n——顶杆数目；

(12510)15170 d1.5=3.88mm 2.210取标准尺寸d=6mm 顶杆直径的强度较核： 4Q （MPa） 2nd3214其中， ：顶杆所受应力(Mpa);

[]：顶杆的材料的许用应力(Mpa);

41517026.84MPa280MPa 3223.14(510)满足条件.

由《模具设计简明手册》查有D=12-0.2 ,L=90+2.0,S=5-0.05 设计的顶出机构如图-8

5.2复位机构

脱模机构完成塑料制件顶出后，为了进行下一次循环必须回复到初始位置。采用弹簧复位，弹簧在顶出板与动模板之间，顶出塑料件时，弹簧被压缩。合模时，只要注塑机的顶杆一离开模具顶板，弹簧的回复力就将顶出机构复位。选用4根复位弹簧。分别套在两根顶杆和两根定位杆上。弹簧定位杆与顶杆安装在同一固定定板上，顶杆工作端面与分型面齐平，或低于动模表面不大于0.05mm。

图-8 顶出杆机构图

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图-8

5.3．导向机构设计

A. 采用导柱导向 因导柱只起导向作用，不用考虑受压力的作用，所以只需保证导向就行了。

选取：直通型（A型）导柱，采用T8淬硬到HRC50～55。 B.导套

与导柱配合使用。

1.6 图-9

第六章 塑料模温控系统

在注射工艺过程中，模具温度直接影响制品质量和注射周期。对于任何塑料

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制品，模温波动较大都是不利的。过高的模温会使制品在脱模后发生变形。延长冷却时间，使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，难于充满型腔，增加制品的内应力和明显的溶接痕等缺陷。由中国模具设计大典查得PP在注射成型时所需的模温为100-150度 。PP是要求较高的模温，由于模具不断地被注入的熔融塑料加热，模温升高，单靠模具自然散热不能使其保持较低的温度，因此，必须加冷却系统。

6.1．型腔上的冷却

设计冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成型周期及提高塑件质量。模具冷却剂用水。水冷，即在模具型腔周围和型芯内开设冷却水通道，使水在其中循环，带走热量，维持所需的模温。水的热容量大，导热系数大，成本低。

采用外连结直通式，是最简单的，用塑料管和水管接头从外部连接，可以连接成单路循环或多路循环的方式。

冷却装置开设原则如下：

1． 尽量保证塑件收缩均匀，维持模具热平衡。

2． 冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件冷却也就越均匀。 3． 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，既水孔的排列与型腔形状尽量相吻

合，当塑件壁厚不均匀时，厚壁处水孔应靠近型腔，距离要小，一般水孔边离型腔距离不得小于10mm，常用12~15mm。 4． 浇口处加强冷却。一般熔融塑料填充型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越

远，温度越低。因此浇口附近应加强冷却，通入冷水，而在温度较低的外侧只需要通过经热交换后的温水即可。

5． 降低入水与出水的温差，如果入水与出水温差太大，将使模具的温度分布不

均匀，尤其对流程很长的大型塑件，料温越流越低。为使整件的冷却速度大致相同，可以改变冷却孔排列的形式。

6． 要结合塑料的特性和塑件的结构，合理考虑冷却水通道的排列形式。例如对

于 收缩大的塑件（如聚乙烯）应沿其收缩方向开设冷却通道。冷却流道的设计也要考虑塑件的壁厚。塑件壁厚越大，则所需冷却时间越长。 7． 冷却水通道要以免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，影响强度。 8． 保证冷却通道不泄漏，密封性能好，以免在塑件上造成斑纹。

9． 冷却系统的设计要考虑尽量避免其与模具结构中其它部分的干涉现象。冷却

水通道开设时，受到模具上各种孔（顶杆孔、型芯孔、镶块接缝等）的结构，要按理想情况设计是困难的。

10．冷却通道的进口与出口接头尽量不要高出模具外表面，既要埋入模板内，以

免模具在运输过程中造成损坏。

11．冷却水通道要易于加工和清理。一般孔径设计为8~12mm.

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具体计算设计如下（假设熔融塑料产出的热量全部传给模具，其热量为: Q1nmC(T1T2)

n为每小时注射的次数,由制品的成型条件得，每个周期大概为50S-160S取120S，每小时注射次数n=60*60*60/120=1800次。

m为每次注射的塑料质量（千克/次）。根据浇注系统估算 m大概为0.08千克/次。

C塑料的比热容（J/kg•C）,查《模具设计与制造》表8-28得C=1759J/kg•C

T1熔融塑料进入模腔的温度（C）。由制品的加工性能得，T1=90-120C，

这里取110C。

T2制品脱模的温度（C），根据制品塑料的特性，取T2为模温，T2=80CQ118000.081759(11080)

=7598880（J/h）

计算用水量

MQ1 （kg/s）

(T3T4)M通过模具的冷却水的质量（kg）。

Q1为模具单位时间内积累的热量(J/h)。

查模具设计与制造表8-28得=829J/m•C。 为导热系数(J/m•C)，

T3为进水温度（C），这里取100C。

T4为出水温度（C。），比脱模温度要低，取50C。

M7598880

829(10050) =183kg

根据冷却水处于湍流状态下的流速成与水管直径d的关系，确定模具冷却水管道的直径d.

d41000M

vM为冷却水的质量（kg）.

为管道内冷却水的流速，一般取(0.8-2.5m/s)这里取2.3m/s.

为水的密度（kg/m3）.

d41000183

3.142.31000共 24 页 第 20 页

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=10.6mm

L圆整，d=10mm.

由于型腔尺寸比较小，因此此把把冷却系统设在模板中。

第七章 标准模架的选择

为了提高模具的生产效率和减少模具的制造成本，本设计采用了标准模架，标准模架购买后还要进行必要的加工，《中国模具设计大典》有标准模架的选择，本设计选用的标准模架为：

派生型：P8

尺寸：235mm280mm 模座结构采用：V1

．由于制品的模芯为圆形，设两个止转销，选用型号为：6X12

第八章 绘制实体装配图与绘制平面装配图 在选定了模架后，就可以着手利用PRO/E进行零件的实体设计，模具设计，然后在PRO/E转成工程图，得到相应的零件图。然后在AUTOCAD中画出装配图，并对零件图进行相应的尺寸标注。

第九章 模具的试模与修模

试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先 应当解决的问题。

9.1. 粘着模腔

制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是：

（1） 注射压力过高，或者注射保压压力过高。

（2） 注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。 （3） 冷却时间过短，物料未能固化。

（4） 模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。

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（5） 型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。

9.2. 粘着模芯

（1） 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有加强筋槽的制品，情况更为明显。

（2） 冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。

（3） 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。 （4） 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。 （5） 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。

9.3. 粘着主流道

（1） 闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。

（2） 料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。

（3） 主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。 （4） 主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大0.5～1 ㎜。 （5） 主流道拉料杆不能正常工作。

一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。

9.4. 成型缺陷

当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排除，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。 （1） 注射填充不足

所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有： a. 熔料流动阻力过大

这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。 b. 型腔排气不良

这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。 c. 锁模力不足

因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的

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缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。 （2） 溢边（毛刺、飞边、批锋）

与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有：

a. 注射过量 b. 锁模力不足 c. 流动性过好

d. 模具局部配合不佳 e. 模板翘曲变形

（3） 制件尺寸不准确

初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因。 a. 尺寸变大

注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可得到改善。 b. 尺寸变小

注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸变化，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。

致 谢

首先，我要感谢在我完成毕业设计的过程中，给予我设计条件的企业，谢谢他给了我学习和实践的机会以及提供我设计所需的一些设备。

其次，我要感谢在我完成毕业设计的过程中，给我指导的老师，谢谢他耐心的指导以及不厌其烦的纠正。还要感谢所有教导过我的老师，是他们为我能够完成毕业设计打下了坚实的基础。

最后，我还要感谢给予我很多技术指导的马工师傅，谢谢他对我的实践指导。是他为我能够顺利完成毕业设计打下了较好的技术基础

衷心感谢他们对我的关怀和指导

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附录 设计总结

历经近三个月的毕业设计即将结束，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。

在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对塑料模具设计的各种成型方法，成型零件的设计，成型零件的加工工艺（如线切割、电火花加工、CNC 电脑数控加工），主要工艺参数的计算，产品缺陷及其解决办法，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过三个月的努力，我相信这次毕业设计一定能为两年的大学生涯划上一个的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。

参考文献

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版社，1995。

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[7] 黄毅宏，李明辉.模具制造工艺学.机械工业出版社，2003. [8] 廖念钊.互换性与技术测量.中国计量出版社，2000.

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社.2000.12

[13] 模具制造手册编写组. 模具制造手册. 机械工业出版社，1996

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