模具的设计过程（一）. 概述1.注塑模设计的一般步骤如下：1.确定型腔的数目。

确定型腔的数目的方法有很多种，如根据锁模力、最大注射量、根据制品的精度要求、根据经济性等等，在设计时应根据实际情况决定采用哪一种方法；2.法定分型面。

虽然在制品设计阶段分型面已经考虑或者选定，在模具设计阶段仍应再次校核。

从模具结构及成型工艺的角度判断分型面的选择是否最为合适；3.型腔的配置。

这是模具结构总体方案的规划和确定。

因为一旦型腔布置完毕，浇注系统的走向和类型便已确定。

冷却系统和脱模机构在配置型腔时也必须给予充分的注意。

若冷却通道不止与推杆孔、螺孔发生冲突时要在型腔配置中进行协调。

当型腔、浇注系统、冷却系统、脱模机构的初步位置决定后，模板的外型尺寸基本上便已确定。

在此基础上可以选择合适的标准模架。

4.确定浇注系统。

浇注系统设计是模具设计中最重要的问题之一。

浇注系统的合理性对制品质量和生产效率有着决定性的影响。

5.脱模方式。

在确定脱模方式时首先要确定制品和流道凝料滞留在模具的哪一侧，必要时要设计强迫制品滞留的结构（如拉料杆等），然后再决定是采用推杆结构还是推件结构。

6.冷却系统与脱模机构的设计。

冷却系统与脱模机构的同步设计有助于两者的很好协调，并体现出对冷却系统重要性的认识。

7.确定凹模和型心的结构和固定方式。

当采用镶块式凹模或型心时，应合理的划分镶块并同时考虑到这些镶块及镶块固定板的强度、刚度、可加工性、紧固性及可更换性。

8.确定排气方式。

由于在一般的注射模中注射成型的气体可以通过分型面和推杆处的空隙排出，因此，注射模的排气问题往往被忽视。

对于大型和高速成型的注射模，排气问题必须引起足够的重视。

9.绘制模具的结构草图。

在以上工作的基础上绘制注射模完整的结构草图。

在总体结构设计时切忌将模具结构设计的过于复杂，应优先考虑采用简单的模具结构形式。

因为在注射成型的实际生产中所出现的故障，大多是由于模具机构复杂化而引起的。

结构草图完成后，应与工艺、产品设计及模具制造及使用人员共同研究讨论直至互相认可。

10.校核模具与注射机有关尺寸。

因为每套模具只能安装在与其相适应的注射机上使用。

因此，必须对模具上与注射机有关的尺寸进行校核，以保证模具在该注射机上正常工作。

11.校核模具有关零件的刚度与强度。

因为注射模是承受很高型腔压力的耐压容器，对成型零件及主要受力的零件都应进行刚度与强度的校核。

12.绘制模具的装配图。

装配图应尽量按照国家制图标准绘制。

装配图中要清楚地表明各个零件的装配关系，以便于工人装配。

当凹模与型心镶块较多时，为了便于测绘各个镶块零件，还有必要先绘制动模和定模部件装配图。

在部件装配图的基础上再绘制总装图。

装配图上应包括必要的尺寸（例如活动零件移动的起止点）。

装配图上还应标注技术要求。

技术要求内容是：1）对模具某些结构的性能要求，如对脱模机构、抽芯机构的装配要求；2）对模具装配工艺的要求；3）模具的使用说明；4）防氧化处理、模具编号、刻字、油封及保管等要求；5）有关试模及检验方面的要求。

13.模具的零件图。

由模具装配图或部件装配图拆绘零件图的顺序为：先内后外，先复杂后简单，先成形零件后结构零件。

14.编写设计说明书。

设计说明书中除了编入设计任务书、注射成型工艺卡外，还应有以下校核和设计计算的内容：1）模具与注射机有关参数的校核；2）型腔数目的计算依据；3）浇注系统、冷却系统的设计计算；4）成型零件的尺寸与公差计算；5）凹模壁厚和垫板厚度、刚度与强度校核，型心的偏移和变形的计算；6）开模力与脱模力计算、推杆数目与直径的计算；7）侧向抽拔力及斜销强度计算，抽拔距的校核及斜销长度计算；8）调温系统的热平衡和传热面积计算。

冷却通道的直径、长度和数量，以及冷却水参量的计算；9）弹簧的强度与刚度计算。

15.设计校核。

审核工作可由技术主管或项目小组承担并作审核记录。

审核内容一般应包括：1）模具质量与寿命、制品质量是否符合用户要求，注射机选用是否正确；2）模具基本结构是否合理，各个系统和机构能否正常可靠工作。

3）装配图和零件图是否表达清楚、尺寸及精度标注是否准确无误，技术要求是否合理，有无遗漏。

模具零件加工工艺是否合理，模具装配是否方便，有无调整余地和更换易损件的可能，是否适合指定的模具生产车间的加工条件。

（二）. 拟定模具结构形式1.确定型腔数量及排列方式：根据设计方案，塑件材料为聚氯乙烯（HPVC），初步计算塑件的质量为650克左右。

该塑件属中大型塑件，根据厂方的现有设备和生产批量（小批量生产），所设计的模具采用单型腔模具（即一模一腔）。

塑件的外形如下图所示：（1）计算塑件的体积V=542cm³(过程简略)（2）计算塑件的质量计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型腔数。

根据有关手册查的ρ=1.2kg/cm³所以，塑件的质量为 W=ρV=200172.3×1.2=650g2. 塑件的原材料分析（三）.注塑机的选择1. 根据所设计的塑件的质量和工厂现有的设备，初步选择注塑机型号和规格以及各参数如下：注塑机型号：XS-ZY-1000注射量：1000g锁模力：450吨注射压力：120MPa喷嘴球半径：SR=18mm孔直径：7.5mm2. 注塑机的校核：a. 注射压力的校核查《塑料模具设计手册》得聚氯乙烯（HPVC）的注射压力为90-120MPa. 因为所选注塑机为螺杆式注塑机，其注射压力传递性好，因此注射压力可取小一些。

HPVC的注射压力为90-120MPa<注塑机的注射压力121MPa所以，该注塑机能满足该塑件所需的注射压力.b. 锁模力的校核A=11.9X25.4+11.9X67=385cm²Pm=0.5Po=60MPaP'=60X385=23.1吨因为所选注塑机的锁模力F=450>23.1因此，该注塑机能满足塑件成型时所需的锁模力。

c. 开模行程和顶出装置的确定及计算1.查《模具实用技术设计综合手册》表3-3-4得此注塑机的最大开模行程为700mm；根据所设计的塑件结构，塑件的脱模距离H1=60mm,塑件高度H2=120mm；所以该塑件的开模行程S’=H1+H2+5~10mm=190mm2.顶出装置该推出装置选用中心推杆液压推出3.聚氯乙烯（HPVC）的注射成型工艺参数（四）. 分型面的选择如何确定分型面，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、排气工艺等多种因素的影响。

因此在选择分型面是应综合分析比较，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；3. 分型面的痕迹不影响塑件的外观；4. 保证塑件的精度要求；5. 便于模具加工制造；6. 有利于侧抽，抽拔距要短；7. 有利于成形，防止溢料；8. 有利于排气为了便于模具加工制造，应尽量选择平直分型面或易于加工的分型面.一般分型面是与注塑机开模方向相垂直的平面。

（五）. 浇注系统形式和浇口的设计1. 浇注系统设计因为此模具采用一模一腔结构，属中大型塑件，所以此浇注系统只有浇口、主浇道。

主浇道横截面为锥形，锥度为2-6度，Ra=0.4微米a. 主流道尺寸：主流道一端与注塑机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度流动通道。

主流道小端尺寸为￠7.5-8mm，角度为2～6°。

b. 主流道衬套的形式主流道小端入口处与注塑机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求比较严，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（俗称浇口套），便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。

浇口套都是标准件，只需要买来就可安装使用。

由于所选注塑机的喷嘴半径18mm，所以浇口套的半径为19mm。

浇口套的形状及尺寸如下图所示：c. 主流道衬套的固定：因为采用的是有托浇口套，所以用定位环配合固定在模具的动模板上。

定位环的外径为180mm，内径为120mm。

具体固定形式如下图所示：（2）分流道的设计在但型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流代是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。

它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阶段。

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，能将塑料熔体均衡的分配到各个型腔。

分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关。

该塑件的体积比较大，但形状不算复杂，且壁厚均匀，可考虑采用多点进料方式，缩短分流道长度，有利于塑件的成型和外观质量的保证。

本塑件所使用的HPVC流动性较好，故不必设分流道。

2. 浇口的设计：a. 浇口直接与塑件直接相连，把塑料熔体引入行腔。

浇口断面形状有圆形、矩形、和又宽又薄的狭缝形。

浇口是浇注系统的关键部位，浇口的形状和尺寸对塑件的质量影响很大，浇口在大多数情况下是整个流道中断面尺寸最小的部分，对充模流动起着控制性影响，成型后制品与浇注系统从浇口处分离。

因此，其尺寸又影响着后加工工作量的大小和塑件外观。

b.浇口位置的选择：模具设计时，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.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；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热流道系统的优势（1）无水口料，不需要后加工，使整个成型过程完全自动化，节省工作时间，提高工作效率。

（2）压力损耗小。

热浇道温度与注塑机射嘴温度相等，避免了原料在浇道内的表面冷凝现象，注射压力损耗小。

（3）水口料重复使用会使塑料性能降解，而使用热流道系统没有水口料，可减少原材料的损耗，从而降低产品成本。

在型腔中温度及压力均匀，塑件应力小，密度均匀，在较小的注射压力下，较短的成型时间内，注塑出比一般的注塑系统更好的产品。

对于透明件、薄件、大型塑件或高要求塑件更能显示其优势，而且能用较小机型生产出较大产品。

（4）热喷嘴采用标准化、系列化设计，配有各种可供选择的喷嘴头，互换性好。

独特设计加工的电加热圈，可达到加热温度均匀，使用寿命长。

热流道系统配备热流道板、温控器等，设计精巧，种类多样，使用方便，质量稳定可靠。