塑料注射模具设计说明书
引⾔
本说明书为机械塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具⼿册上的设计过程及相关⼯艺编写的。本说明书的内容包括：⽬录、课程设计指导书、课程设计说明书、参考⽂献等。
编写本说明书时，⼒求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计⽅法，以及各种参数的具体计算⽅法，如塑件的成型⼯艺、塑料脱模机构的设计。
本说明书在编写过程中，得到….⽼师和同学的⼤⼒⽀持和热情帮助，在此谨表谢意。由于本⼈设计⽔平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位⽼师批评指正。设计者：朱海 2009年11⽉11⽇课程设计指导书⼀、题⽬：
塑料套筒材料：ABS
⼆、明确设计任务，收集有关资料：
1、了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计⼯作进度计划2、将Pro/E零件图转化为CAD平⾯图，并标好尺⼨3、查阅、收集有关的设计参考资料
4、了解所设计零件的⽤途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、⽣产批量5、塑胶⼚车间的设备资料
6、模具制造技能和设备条件及可采⽤的模具标准情况三、⼯艺性分析
分析塑胶件的⼯艺性包括技术和经济两⽅⾯，在技术⽅⾯，根据产品图纸，只要分析塑胶件的形状特点、尺⼨⼤⼩、尺⼨标注⽅法、精度要求、表⾯质量和材料性能等因素，是否符合模塑⼯艺要求；在经济⽅⾯，主要根据塑胶件的⽣产批量分析产品成本，阐明采⽤注射⽣产可取得的经济效益。1、塑胶件的形状和尺⼨：
塑胶件的形状和尺⼨不同，对模塑⼯艺要求也不同。2、塑胶件的尺⼨精度和外观要求：
塑胶件的尺⼨精度和外观要求与模塑⼯艺⽅法、模具结构型式及制造精度等有关。3、⽣产批量
⽣产批量的⼤⼩，直接影响模具的结构型式，⼀般⼤批量⽣产时，可选⽤⼀模多腔来提⾼⽣产率；⼩批量⽣产时，可采⽤单型腔模具等进⾏⽣产来降低模具的制造费⽤。4、其它⽅⾯
在对塑胶件进⾏⼯艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑⽣产常见的制品缺陷问题对模塑⼯艺的影响。
四、确定成型⽅案及模具型式：
根据对塑胶零件的形状、尺⼨、精度及表⾯质量要求的分析结果，确定所需的，模塑成型⽅案，制品的后加⼯、分型⾯的选择、型腔的数⽬和排列、成型零件的结构、浇注系统等。五、⼯艺计算和设计
1、注射量计算：涉及到选择注射机的规格型号，⼀般应先进⾏计算。对于形状复杂不规则的制品，可以利⽤Pro/E，的“分析/
模塑分析/模塑质量属性”来计算质量。或者采⽤估算估计塑料的⽤量，及保证⾜够的塑料⽤量为原则。
2、浇注系统设计计算：这是设计注射模的第⼀步，只有完成注系统的设计后才能估算型腔压⼒、注射时间、校核锁模⼒，从⽽进⼀步校核所选择的注射机是否符合要求。浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断⾯尺⼨计算、浇注系统压⼒降计算和型腔压⼒校核。
3、成型零件⼯作尺⼨计算：主要有凹模和型芯径向尺⼨⾼度尺⼨，其最⼤值直接关系到模具尺⼨⼤⼩，⽽⼯作尺⼨的精度则直接影响到制品精度。为计算⽅便，凡孔类尺⼨均及其最⼩尺⼨作为公称尺⼨，凡轴类尺⼨均及最⼤尺⼨作为公称尺⼨；进⾏⼯作尺⼨计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命等因素。
4、模具冷却与加热系统计算：冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。冷却参数包括冷却⾯积、冷却⽔空长度和孔数的计算及冷却⽔流动状态的校核和冷却⽔⼊⼝与出⼝处温差的校核。模具加热⼯艺计算主要是加热功率计算。
5、注射压⼒、锁模⼒和安装尺⼨校核：模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压⼒和锁模⼒能否满⾜塑料成型要求，校核模具外形尺⼨可否⽅便安装，⾏程是否满⾜模塑成型及取件要求。六、进⾏模具结构设计：
1、确定凹模尺⼨：先计算凹模厚度，再根据厚度确定凹模周界尺⼨，在确定凹模周界尺⼨时要注意：第⼀，浇注系统的布置，特别是对于⼀模多腔的塑料模应仔细考虑模腔位置和浇道布置；第⼆，要考虑凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中⼼与模板的⼏何中⼼应重合；第四，凹模外形尺⼨尽量按国家标准选取。
2、选择模架并确定其他模具零件的主要参数；在确定模架结构形式和定模、动模板的尺⼨后，可根据定模、动模板的尺⼨，从《塑料模国家标准》GB/T12555-1990和
GB/T12556-1990中确定模架规格。待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。再查阅有关零件图表，就可以画装配图了。七、画装配图
⼀般先画上主视图，再画侧视图和其他视图。由于注射机⼤多为卧式的，故注射模也常按安装位置画成卧式，画主视图最好从分型⾯开始向左右两个⽅向画⽐较⽅便。1、主视图：绘制模具⼯作位置的剖⾯图2、侧视图：⼀般情况下绘制定模部分视图3、俯视图、局部剖视图等
4、列出零件明细表，注明材质和数量，凡标准件须注明规格
5、技术要求及说明，包括所选注射机设备型号，所选⽤的标准模架型号，模具闭合⾼度，模具间隙及其它要求。⼋、绘制各⾮标准零件图
零件图上应注明全部尺⼨、公差与配合、⾏位公差、表⾯粗糙度、所⽤材料、热处理⽅法及其它要求九、编写技术⽂件
1、编写注射成型⼯艺卡⽚：根据塑料的成型特点，查阅有关资料，确定合理的注射成型⼯艺参数，并作成⼯艺卡⽚。2、编写加⼯⼯艺过程卡⽚：选取两个重要模具成型零件，确定加⼯⼯艺路线，并作成加⼯⼯艺过程卡⽚3、编写设计说明书⽬录
第⼀部分产品的说明第⼆部分塑件分析
第三部分注射机的型号和规格选择及校核第四部分型腔的数⽬决定及排布第五部分分型⾯的选择第六部分浇注系统的设计
第七部分成型零件的⼯作尺⼨计算及结构形式第⼋部分导柱导向机构的设置第九部分推出机构的设计第⼗部分温度调节系统的设置第⼗⼀部分模具的动作过程第⼗⼆部分设计⼩结第⼗三部分参考资料⼀、产品说明
聚丙烯⽆毒，⽆味，⽆⾊。外观与聚⼄烯较为相似，但更透明、更轻，其密度为：0.90~0.91g/cm3.它不吸⽔，光泽好且易着⾊，具有优良的介电性能，耐⽔性，化学稳定性，易于成型加⼯。其屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度及弹性均⽐⼀般塑料优良
⼆、塑件制品分析
1、⽤途：聚丙烯可⽤做各种机械零件，如：法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和⾃⾏车零件；可作为⽔、蒸汽、各种酸碱等的输送管道，化⼯容器和其他设备的衬⾥、表⾯涂层；可制造盖和本体和⼀的箱壳，各种绝缘零件，并⽤与医药⼯业中。2、品种：改制品的塑料品种为热塑性塑料中的PP（聚丙烯），聚丙烯⽆毒，⽆味，⽆⾊。外观与聚⼄烯较为相似，但更透明、更轻，其密度为：0.90~0.91g/cm3.它不吸⽔，光泽好且易着⾊，具有优良的介电性能，耐⽔性，化学稳定性，易于成型加⼯。其屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度及弹性均⽐⼀般塑料优良。聚丙烯注射成形⼀体铰链有特别⾼的抗弯曲疲劳强度。聚丙烯的熔点为：1℃~170℃，耐热性好，可在100℃以上温度下消毒灭菌，但在-35℃时会发⽣脆裂，且在氧、热、光的作⽤下极易解聚、⽼化，所以必须加⼊防化剂。
3、塑件形状：该制件形状为旋转体，上端有M10的螺纹，形状较为简单：（如图）
制品材料：PP
4、尺⼨精度：由于改制件未标注公差，查（《塑料模具设计与制造》P39表1-11、1-12）取MT5，B类公差。5、①表⾯粗糙度：该制品可按照成型⽅法不同可查表（《塑料模具设计与制造》P42表1-13取值），但⼀般取值为1.2~0.2um,本书参考0.2um⼀值。
②塑件表⾯质量，热塑性塑料产⽣的常见性表观质量缺陷及产⽣原因如下表：
6、⽣产批量：由于该制件⼏何形状较⼩故设计成⼀模多腔，则为⼤批量⽣产。7、成型⼯艺分析：
①收缩性：速件从模具中取出后冷料到温室，其尺⼨体积全发⽣变化，这种性能称为收缩性。收缩性可分为实际收缩性和计算收缩率两种。公式如下：S’=Lc-Ls/Ls*100%S=Lm-Ls/Ls*100%式中：S’为实际收缩率；S-计算收缩率
Lc-速件在形成温度时的单项尺⼨Ls速件在室温时的单向尺⼨Lm模具在室温时的单向尺⼨
其影响因素主要有塑料品种、塑件结构、模具结构、成型⼯艺，通常收缩率不是⼀个定值，⽽是在⼀定范围内变化，它的波动将引起塑料的波动，因此模具设计时应根据这些因素综合考虑来选择塑料的收缩率，对精度⾼的塑件应选取收缩率波动范围⼩
的塑料，并留有修正余地。
②流动性：在成型过程中，塑料熔体在⼀定的温度、压⼒下填充模具型腔的能⼒称为流动性，聚丙烯为热塑性塑料，可根据相对分⼦质量⼤⼩，熔体指数，螺旋线长度，表观黏度及流动⽐等⼀系列指数进⾏分析。凡是促进熔料温度降低，流动阻⼒增⼤的因素，流动性都会下降，。经过分析与查证PP具有良好的流动性，其主要影响因素是温度、压⼒、模具结构。因此，在设计时均应考虑上诉因素。
③相容性：由于不考虑PP与其它材料的混合使⽤，因此，不做赘述。
④吸湿性和热敏性：聚丙烯属于既不吸湿也不易黏附⽔份的塑料，且在⾼温和受热时间过长的情况下⼀般不会产⽣分解，故有较好的热稳定性。8、模具设计的分析：
由于制件⼏何形状较⼩，要求批量⽣产，故初步确定为⼀模多腔；塑件上端有M10的螺纹，故必须设计脱螺纹机构或侧分型机构，为保证塑件结构完整顺利脱离型芯，初步定为顺序脱模，既为双分型⾯注射模。9、制品质量：根据M=ρV V=1/4πd2其中ρ为0.90g/cm3V=π/4D2H-π/4d2h
=π/4（252-232）×26+π/4（102-72）×6≈2.084cm3故M约为3.686g四、注塑机的选⽤
根据计算出的制件体积、质量⼤致确定模具的结构，初步选定注塑机型号，
⽅法如下：在选⽤的时候，根据产品所需的实际注塑量，并考虑⼀模型腔数量，再留有⼀定余量选择注塑量。由于本制件为⼤批量⽣产，且初步考虑型腔数⽬确定为2腔。根据Mj≥Ms/0.8Vj≥Vs/0.8
Mj——注塑机最⼤理论注塑量Ms——理论注塑容量
Mj——⼀幅模具成型产品所需的实际质量Vs——⼀幅模具成型产品所需的实际注塑容量
将制件的质量和体积代⼊上式后，根据所得结果选定SZ系列注塑机，其主要参数如下：
五、模具设计的有关计算1、型腔型芯⼯作尺⼨的计算⑴凹模的⼯作尺⼨计算
凹模是成型塑件外型的的模具零件，其⼯作尺⼨属包容尺⼨，在使⽤过程中凹模的磨损会使包容尺⼨逐渐增⼤。所以，为了使模具磨损后留有修模的余地并满⾜装配的需要，在设计时包容尺⼨尽量取下限尺⼨，尺⼨⼯差取上偏差。凹模的径向尺⼨计算公式：L=[Ls(1+k)-(3/4)△]0+δ
式中Ls——塑件外型径向公称尺⼨K——塑料的平均收缩率△——塑件的尺⼨公差
δ——模具制造公差，取塑件相应尺⼨公差的1/3~1/6。凹模的深度尺⼨计算公式：H=[Hs(1+k)-(2/3)△]+δ0
式中Hs——塑件⾼度⽅向的公称尺⼨。
经查得PP的收缩率约为0.6%塑件未注公差按MT5B类公差选取，其单项公差为0.70。塑件尺⼨如图：
①型腔径向尺⼨
模具最⼤磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=△/3，X取0.75 M10→-M10-0.70(Lm1)+δz0=[（1+S）Ls1-X△]+δz0=[（1+0.6%）×10-0.75×0.70]+0.23=9.53+0.230D25→D25-0.70
(Lm2)+δz0=[(1+S)Ls2-XΔ]+δ0=[（1+0.6%）×25-0.75×0.70]+0.230=24.6+0.230②型腔深度尺⼨
模具最⼤磨损量取塑件公差尺⼨1/6；模具制造公差δz=△/3；取X=0.5, 30→30-0.70(Hm1)+δz0=[(1+0.6%)×30-0.5×0.70]+0.230=29.83+0.2306→6-0.70
(Hm2)+δz0=[(1+0.60%)×6-0.5×0.70]+0.230=5.68+0.230
(2).型芯的⼯作尺⼨计算①型芯的径向尺⼨：
模具最⼤磨损量取塑件的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取X=0.75D6→D6+0.70
(Ls1)δz=[（1+s）Ls+x△]0-δz=[（1+0.06%）×6+0.75×0.70]0-0.23=6.560-0.23
(Ls2)-δz=[(1+s)L s+X△]0-δz=[(1+0.06%)×21+0.75×0.70]0-0.23
=21.650-0.23②型芯⾼度尺⼨：
模具最⼤磨损量取塑件公差的1/6，制造公差δ=Δ/3；取X=0.51)30→30+0.700
(Hm1)0-δ=[（1+S）Hs+ΔX]0-δz=[(1+0.6%)×30+0.5×0.70]0-0.23=30.530-0.232)6→6+0.700
(Hm1)0-δz=[（1+S）Hs2+xΔ]0-δz=[(1+0.6%)×6+0.5×0.70]0-0.23=6.3860-0.23
2.型腔壁厚、⽀撑板厚度的确定
型腔壁厚、⽀撑板厚度的确定从理论上讲是通过⼒学的强度及刚度公式进⾏计算的。刚度不⾜将产⽣过⼤的弹性变形并产⽣溢料间隙；强度不⾜将导致型腔产⽣塑性变形甚⾄破裂。
由于注塑成型受温度、压⼒、塑料特性及塑件复杂程度的影响，所以理论计算并不能完全真实的反映结果。通常在模具设计中，型腔及⽀撑板厚度不通过计算确定，⽽是凭经验确定。
壁厚S的经验数据
⽀撑板h厚度的经验数据
3、模具加热、冷却系统的确定：
为了缩短成型周期，提⾼效率，故本热塑性塑料模具也设置了冷却系统。本模具冷却系统在设计是遵循以下原则：
1）冷却⽔孔尽量的多，初步设计4个孔，孔尽可能的⼤。冷却⽔孔中⼼线与型腔壁的距离取通道直径的1-2倍（取15MM），冷却通道之间的中⼼距取⽔孔直径的3-5倍（取10）。
2）冷却⽔孔⾄型腔表⾯的距离应尽可能相等。当塑件壁厚均匀时，冷却⽔孔与型腔表⾯的距离应尽可能的处处相等，当壁厚不均匀时，应在壁厚处强化冷却。3）浇⼝处要加强冷却。
4）冷却⽔孔道不应穿过镶块或接缝部位，以防漏⽔。5）冷却⽔孔应避免设在塑件的熔接痕处。
6）进出⼝的⽔管设在模具的同⼀侧（设在注塑机的背⾯）。六、模具结构设计：1、产品成形分型⾯的选择：分型⾯遵循以下原则：
1）分型⾯取在塑件尺⼨最⼤处，以便顺利脱模。
2）分型⾯应使塑件留在动模部分，因为动模易设置顶出机构。3）分型⾯的选择有利于保证塑件的外观质量和精度要求。4）分型⾯的选择有利于成形零件的加⼯制造。
5）塑件有侧凹、侧孔时，测向滑块放在动模⼀侧，从⽽使模具结构简单。2、模具型腔的排列：
1）型腔布置和浇⼝开设部位⼒求对称，防⽌模具承受偏载⽽产⽣溢料现象。2）型腔排列要尽可能的减少模具外形尺⼨。3）浇注系统浏道应经可能短，断⾯尺⼨适当，尽量减少弯折，表⾯粗燥度值要低，使压⼒、温度损失尽可能少。4）本模具为⼀模两腔，为使塑料熔体在同⼀时间进⼊型腔，故分流道采⽤平衡式分布:如图形状：
3、流道设计
1）冷料⽳设计：冷料⽳位于主流道正对⾯的动模板上，或处于分流道末端。其作⽤是搜集流料前的冷料，防⽌冷料进⼊型腔⽽影响塑件质量，开模时⼜能将主流道的凝料拉出。冷料⽳的直径宜⼤于主流道⼤端直径，长度约为主流道⼤端直径。2)分流道设计：分流道由⾃⼰决定形状可是圆形、半圆形、矩形、梯形、椰壳是半圆形和U形，本书取圆形。
分流道尺⼨：分流道尺⼨有塑料品种、塑件⼤⼩及流道长度确定。对于质量在200以下壁后在3以下的塑件可⽤经验公式计算分流道的直径。D=0.2654M1/2l1/4式中D——为分流道直径M——为塑件质量L——为分流道的长度
上式得分流道直径仅限于3.2~3.9mm.对于HPVC和PMMA，则应计算结果增加25%。D算出后⼀般取整数。
4 模具成形零件的结构设计
为节约成本，长江稍⼤于塑件外形的较好材料制成凹模，再将其嵌⼊模板中固定。这样既保证了寿命，⼜不浪费材料，并且凹模损坏后维修、更换⽅便。本模具也采⽤嵌⼊式结构，具体如装配图。5 侧抽芯机构的设计
当塑件有侧孔或侧凹时，需要有侧抽芯机构，设计时：型芯设置在于分型⾯垂直的动模或定模内，利⽤开模或推出动作抽出侧型芯；采⽤斜导柱在定模，滑块在动模的抽芯机构；锁紧楔的斜⾓⼤于导柱倾斜⾓，通常⼤2~3。，否则⽆法带动滑块；滑块在完成抽芯动作后，留在滑槽内的滑块长度不⼩
