塑料模具设计的意义Word文档格式.docx
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（3）塑料模：
塑料模是塑料成型的工艺装备。
塑料模约占模具总数的35％.并且有持续上涨的趋向。
塑料模主要包含压塑模.挤塑模.
注射模.别的还有挤出成型模.泡沫塑料的发泡成型模.低发泡注射成
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型模.吹塑模等。
（4）压铸模：
压铸模是压力锻造工艺装备.压力锻造是使液态金属在高平和高速下充填铸型.在高压下成型和结晶的一种特别制造方法。
压铸模约占模具总数的6％。
（5）粉末冶金模：
粉末冶金模用于粉末成型.按成型工艺分类粉末冶金模有：
压模.精整模.复压模.热压模.粉浆浇注模.松装烧结模等。
模具所波及的工艺众多.包含机械设计制造.塑料.橡胶加工.金属资料.锻造（凝结理论）.塑性加工.玻璃等诸多学科和行业.是一个多学科的综合.其复杂程度不言而喻。
三、我国模具技术的现状及发展趋向
20世纪80年月开始.发达工业国家的模具工业已从机床工业中
分别出来.并发展成为独立的工业部门.其产值已超出机床工业的产
值。
改革开放以来.我国的模具工业发展也十分快速。
最近几年来.每年都
以15％的增添速度快速发展。
很多模具公司十分重视技术发展。
加大了用于技术进步的投入力度.将技术进步作为公司发展的重要动力。
别的.很多科研机构和大专院校也展开了模具技术的研究与开发。
模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原由。
此后.我国要发展成为世界制造强国.仍将依靠于模具工业的快速发展.
成为模具制造强国。
只管我国模具工业有了长足的进步.部分模具已达到国际先进水
平.但不论是数目仍是质量仍知足不了国内市场的需要.每年仍需进
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口10多亿美元的各种大型.精细.复杂模具。
与发达国家的模具工业对比.在模具技术上仍有不小的差距。
此后.我国模具行业应在以下几方面进行不停的技术创新.以减小与国际先进水平的距离。
（1）着重开发大型.精细.复杂模具；
跟着我国轿车.家电等工业的快速发展.成型零件的大型化和精细化要求愈来愈高.模具也将日趋大型化和精细化。
（2）增强模具标准件的应用；
使用模具标准件不只能缩短模具制造周期.降低模具制造成本并且能提升模具的制造质量。
所以.模具标准件的应用势必日渐宽泛。
（3）推行CAD/CAM/CAE技术；
模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。
实践证明.模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向.可明显地提升模具设计制造水平。
（4）重视快速模具制造技术.缩短模具制造周期；
跟着先进制造技术的不停出现.模具的制造水平也在不停地提升.鉴于快速成形的快速制模技术.高速铣削加工技术.以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获取更加宽泛的应用。
塑件工艺性剖析
零件名称：
塑料仪表盖（如图）
生产批量：
大量量
资料：
聚甲醛（POM）
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平面图立体图
一、塑件原资料剖析
1、聚甲醛的工艺特征
干燥办理：
假如资料储藏在干燥环境中.往常不需要干燥办理
融化温度：
均聚物资料为190～230℃.共聚物资料为190～210℃
模具温度：
80～105℃.为了减小成型后缩短率可采纳高一些的模具温度
注射压力：
80～130MPa
注射速度：
中等或偏高的注射速度
注射成型机种类：
螺杆式
流道和浇口:
能够使用任何种类的浇口.假如使用地道形浇口.则最好使用较短的种类。
关于均聚物资料.建议使用热注嘴流道.关于共聚物资料既可使用内部的热流道也可使用外面热流道。
化学和物理特征:
POM是一种坚韧有弹性的资料.即便在低温下仍有很好的抗蠕变特征、几何稳固性和抗冲击特征。
POM既有均聚物资料也有共聚物资料。
均聚物资料拥有很好的延展强度、抗疲惫强度.
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但不易于加工。
共聚物资料有很好的热稳固性、化学稳固性并且易于加工。
不论均聚物资料仍是共聚物资料.都是结晶性资料并且不易汲取水分。
缩短率：
POM的高结晶程度致使它有相当高的缩短率.可高达到％～％。
关于各样不一样的增强型资料有不一样的缩短率。
2、塑件的尺寸
塑件尺寸的大小受制于以下要素：
a）取决于用户的使用要求
b）受制于塑件的流动性
c）受制于塑料熔体在流动充填过程中所遇到的构造阻力3、塑件尺寸公差标准
影响塑件尺寸精度的要素主要有：
a）塑料资料的缩短率及其颠簸
b）塑件构造的复杂程度
c）模具要素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装置、模具的合模及模具设计的不合理所可能带来的形位偏差等）
d）成型工艺要素（模塑成型的温度T、压力p、时间t及取向、结晶、成型后办理等）
e）成型设施的控制精度等
此中.塑件尺寸精度主要取决于塑料缩短率的颠簸及模具制造误
差.题中没有公差值.则我们按未注公差的尺寸许偏差计算.查表取
MT5。
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4、塑件的表面质量
塑件的表面质量包含塑件缺点、表面光彩性与表面粗拙度.其与
模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗拙度、模具的磨
损程度等有关。
模具型腔的表面粗拙度往常应比塑件对应部位的表面粗拙度在
数值上要低1～2级。
二、注塑成型的准备
1、注塑成型工艺条件
（1）温度；
注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度.喷嘴温度和模具温度等。
喷嘴温度往常稍微低于料筒的最高温度.以防备熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”；
模具温度一般经过冷却系统来控制；
为了保证制件有较高的形状和尺寸精度.应防止制件脱模后发生较大的翘曲变形.模具温度一定低于塑料的热变形温度。
PS料与温度的经验数据以下表所示：
喷嘴
具热变形温度
料筒温度/℃温度
温/℃
/℃
度/℃
后段中段前段
1501701902405～65
～210～230～250～25075～96
（2）压力；
注射成型过程中的压力包含注射压力.保压力和背压
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力。
注射压力用以战胜熔体从料筒向型腔流动的阻力.供给充模速度
及对熔料进行压实等。
保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力.
与制件的形状.壁厚及资料有关。
（3）时间；
达成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。
包含注射时间.保压时间.冷却时间.其余时间（开模.脱模.涂脱磨剂.
安置嵌件和闭模等）.在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的
各段时间.以提升生产率.此中.最重要的是注射时间和冷却时间.在实质生产中注射时间一般为3～5秒.保压时间一般为20～120秒.冷
却时间一般为30～120秒（这三个时间都是依据塑件的质量来决定的.
质量越大则相应的时间越长）。
确立成型周期的经验数值以下表所示：
制件壁厚
成型周期
成型周期/s
/mm
/s
10
35
15
45
22
65
28
85
经过上边的经验数据和介绍值
.能够初步确立成型工艺参数
.因
为各个介绍值有差异.并且有的与实质注塑成型时的参数设置也不一
致.联合二者的合理要素.初定制品成型工艺参数以下表所示：
特征内容特征内容
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注塑机种类
螺杆转速
（r/min）
喷嘴形式
直通式
模具温度
50
喷嘴温度
230
后段温度
150～210
（℃）
中段温度
170～230
前段温度
190～250
注射压力
130
保压力MPa
80
MPa
注射时间s
保压时间s
冷却时间s
20
其余时间s
成型周期s
30
成型缩短（%）
～3
干燥温度
60～80
干燥时间
1～3
2、注塑机的选择
①塑件的投影面积计算A=×
（1102-4×
102-132）=
②型腔的压力计算P腔=2/3×
P=
③锁模力的计算F=AP腔=×
=
依据计算.查表选螺杆式注射机：
XS-ZY-250注塑机的有关参数
注塑机型号XS-ZY-250
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额定注射量
250cm
螺杆（柱塞）直径
50mm
130Mpa
注射行程
160mm
注射方式
合模力
1800KN
最大成型面积
320cm
最大开合模行程
500mm
模具最大厚度
400mm
模具最小厚度
200mm
喷嘴圆弧半径
R18mm
喷嘴孔直径
Φ10mm
顶出形式
双侧设有顶杆.机械顶出
定位圈尺寸
Φ125mm
拉杆空间
448X370mm
合模方式
增压式
机器外形尺寸
4700×
1000×
1815mm
3、注塑机的参数校核
依据以上计算.浇注系统的体积为V型=
（1）最大注射量的校核计算校核式：
公≥V型
此中：
V型=cm3
V公=×
250=200cm3
可见知足校核式.即所设计模具注射量知足XS-ZY-250最大注射
量要求。
（2）注射机压力的校核
P机≥P塑
P机——注射机的最大注射压力.Mpa或N/cm3P塑——成型塑件所需的注射压力.Mpa或N/cm3
一般PS取100～140Mpa.XS-ZY-250注射机的最大注射压力P
机=130Mpa.可见XS-ZY-250注射机知足PS注射压力的要求。
综合考证.XS-ZY-250型注射机完整能知足此模具的注射要求。
4、模具开模行程校核
模具开模行程应知足：
Sm<
SZ
Sz为最大开模行程.查注射机
XS-ZY-250型Sz=500mm.
Sm为模具的开模行程；
Sm=塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的顶出高度+（5-10）mm
=75+98+65=238mm
可见Sm<
模具设计
一、分型面确实定
依据分型面的选择原则：
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（1）便于塑件脱模；
（2）在开模时尽量使塑件留在动模；
（3）外观不遇到破坏；
（4）有益于排气和模具的加工方便。
联合该产品的构造,分型面确立在塑件的最大投影面积上。
如图：
二、型腔数目确实定
注塑模的型腔数目,能够是一模一腔,也能够是一模多腔,在型腔数目确实准时主要考虑以下几个有关要素：
（1）塑件的尺寸精度；
（2）模具制造成本；
（3）注塑成型的生产效益；
（4）模具制造难度。
依据大量量生产要求.本模具采纳一模两腔.塑件型腔地点对称散布。
三、浇口确立
依据塑件外形特色.确立使用侧浇口。
四、浇注系统设计
注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔进口为
止的塑料熔体的流动通道.它由主流道.分流道.冷料穴和浇口构成。
它向型腔中的传质.传热.传压状况决定着塑件的内在和表面质量.它
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的部署和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度.所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。
浇注系统构造以下列图：
五、主流道
主流道是连结注塑机的喷嘴与分流道的一段通道.往常和注塑机的喷嘴在同一轴线上.断面为圆形.有必定的锥度.目的是便于冷料的脱模.同时也改良料流的速度.因为要和注塑机相当.所以其尺寸与注塑机有关。
查表得悉XS-ZY-250型注射机的喷嘴孔直径d0=Φ9mm、喷嘴球半径R0=18mm.
故取模具浇口套主流道小端直径为:
d=d0+1=9+1=10mm
模具浇口套主流道球面半径为:
R=R0+（1～2）=18+2=20mm
将主流道设计成圆锥形.锥度取4°
因为主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴频频接触和碰撞.所以主
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流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套.以便采纳优良的钢材独自加工和热办理。
六、分流道
分流道是主流道与浇口之间的通道.一般开设在分型面上.起分流和转向作用.分流道的长度取决于模具型腔的整体部署和浇口地点.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。
查表可知.聚甲醛分流道断面尺寸～10mm.
七、冷料穴
冷料穴设置在主流道的尾端.采纳倒锥形的拉料穴拉料八、浇口
浇口是连结分流道与型腔的一段细短的通道.它是浇注系统的重点部分.浇口的形状.数目.尺寸和地点对塑件的质量影响很大.浇口的主要作用有两个.一是塑料熔体流经的通道.二是浇口的合时凝结可控制保压时间。
浇口的种类有好多.有点浇口.侧浇口.直接浇口.潜藏式浇口等.各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定。
该模具采纳侧浇口.其尺寸以下:
t=kδ=×
=
侧浇口深度尺寸a确实定
a=1/3～2/3t=×
2/3=1mm
侧浇口宽度尺寸l确实定
l=～2.取l=2
（k塑料系数POM取；
δ塑件在浇口地点处的壁厚.该设计取壁
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厚δ=）
九、标准模架的选择
1、经过有关计算可知：
①采纳推杆推出制件
②定模座板厚32mm支.承板厚50mm垫.块厚125mm,动模板厚
100mm
2、模具高度尺寸确实定
安装模具的高度应知足：
Hmin＜H＜Hmax
设计模具高度为H总=389mm
XS-ZY-250型注射机所同意模具的最小厚度为Hmin=200mm最.大
厚度为Hmax=总=389mm介于二者之间.模具闭合高度知足安装要求。
十、导向与定位机构
注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种种类。
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、定模之间的精细对中定位。
导柱：
国家标准规定了两种构造形式.分为带头导柱和有肩导柱.大型而长的导柱应开设油槽.内存润滑剂.以减小导柱导向的摩擦。
若导柱需要支撑模板的重量.特别关于大型、精细的模具.导柱的直径需要进行强度校核。
导套：
导套分为直导套和带头导套.直导套装入模板后.应有防备被拔出的构造.带头导柱轴向固定简单。
设计导柱和导套需要注意的事项有：
（1）合理部署导柱的地点.导柱中心至模具外缘起码应有一个导柱直径的厚度；
导柱不该设在矩形模具四角的危险断面上。
往常设在长边离中心线的1/3处最为安全。
导柱部署方式常采纳等径不对称部署.或不等直径对称部署。
（2）导柱工作部分长度应比型芯端面超出6～8mm.以保证其导
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向与指引作用。
（3）导柱工作部分的配合精度采纳H7/f7.低精度时可采纳更低的配合要求；
导柱固定部分派合精度采纳H7/k6；
导套外径的配合精度采纳H7/k6。
配合长度往常取配合直径的～2倍.其余部分能够扩孔.
以减小摩擦.降低加工难度。
（4）导柱能够设置在动模或定模.设在动模一边能够保护型芯不受破坏.设在定模一边有益于塑件脱模。
十一、顶出系统设计
注射成型每一循环中.塑件一定正确无误地从模具的凹模或型芯上脱出.达成脱出塑件的装置称为脱模机构.也称顶出机构。
脱模机构的设计一般按照以下原则：
（1）塑件滞留于动模边.以便借助于开模力驱动脱模装置.达成脱模动作。
（2）因为塑件缩短时包紧型芯.所以推卖力作用点尽量凑近型芯.
同时推卖力应施于塑件刚性和强度最大的部位。
（3）构造合理靠谱.便于制造和保护。
本设计使用简单的推杆脱模机构.因为该塑件的分型面简单.结
构也不复杂.采纳推简单的脱模机构能够简化模具构造.给制造和维
护带来方便。
在对脱模机构做说明以前.需要对脱模力做个简单的计
算。
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推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式.拥有制造简单、更
换方便、推出成效好等特色。
推杆直接与塑件接触.开模后将塑件推
出。
推杆的截面形状；
可分为圆形.方形或椭圆形等其余形状.依据塑
件的推出部位而定.最常用的截面形状为圆形；
推杆又分为一般推杆
和成型推杆两种.前者不过起到将塑件推出的作用.后者不单这样还
能参加局部成型.所以.推杆的使用是特别灵巧的。
1、脱模力的计算
因为Qe=Qc+Qb式.中：
Qc—制品对型芯包紧的脱模阻力（N）.
Qb—使关闭壳体脱模需战胜的真空吸力（N）.
Qb=的单位为为型芯的横截面面积mm.
Ab=×
=4448.66mm=×
=.
关于制品dk=（l+b）/2=（54+21）/2=.
dk/t=2=＜20属于薄壁制品。
Qc=[2（l+b）EεhKf]/（1+u+Kλ）cosβ.式中：
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E—塑料的拉伸弹性模量（Mpa）.查表取×
103.
ε—塑料的均匀成形缩短率.查表取%.
u—塑料的泊松比.查表取.
b—矩形型芯断面的两边长度（mm）.
β—型芯的脱模斜度.
h—脱模方向高度（mm）.
Kf—脱模斜度修正系数.计算式为：
Kf=（fcosβ-sinβ）/（1+fcosβsinβ）
=（cos6-sin6）/（1+cos6sin6）=
f—制品与钢材表面之间的静摩檫系数.查表取.
Kλ—薄壁制品的计算系数.
Kλ=2λ2/（cosβ+2λcosβ）.式中：
λ—比率系数.λ=rcp/t.
β—塑件脱模斜度.
rcp—型芯的均匀半径（mm）.（关于型芯.rcp=（l+b）/∏=（54+21）/
π=23.8mm）.
Kλ=2×
2）2/[cos6+2×
（2）×
cos6]=
Qc=[2（l+b）EεhKf]/（1+u+Kλ）cosβ
Qc=[2（54+21）×
×
103×
%×
15×
]/[（1++）×
cos6]=4782N
则Qe=+4782=
2、推杆尺寸计算：
本设计采纳的是推杆推出.在求出脱模力的前
提下能够对推杆做出初步的直径估算并进行强度校核。
本设计采纳的
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是圆形推杆.圆形推杆的直径由欧拉公式简化为：
d=k（LQe/nE）
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