塑料模具设计说明书设计题目：注塑模具设计******学号：********班级：431015班指导老师：***目录一、塑料成型工艺性分析 (2)1、塑件制品要求 (2)2、塑件分析 (2)（1）外形尺寸 (2)（2）精度等级 (2)3、聚酯（PET）的性能分析 (2)4、聚酯（PET）的工艺参数 (3)二、拟定模具的结构形式 (3)1、分型面的确定 (3)2、型腔数量和排列方式的确定 (3)（1）型腔数量和排列方式的确定 (3)（2）模具结构形式的确定 (3)3、注射机型号的确定 (3)（1）注射量的计算 (3)（2）浇注系统凝料体积的初步估算 (3)（3）选择注塑机 (3)4、注塑机的相关参数的校核 (4)（1）注射压力校核。
(4)（2）锁模力校核 (4)4）模具型腔内的胀型力F胀 .. 45）最大注射压力校核 (5)三、浇注系统的设计 (5)1、主流道的设计 (5)（1）主流道尺寸 (5)（2）主流道凝料体积 (5)（3）主流道当量半径 (5)（4）主流道浇口套形式 (5)2、浇口的设计 (5)（1）浇口尺寸的确定 (6)(2)计算点浇口的长度 (6)（3）点浇口剪切速率的校核 .. 6（3）校核和主流道的剪切速率 (6)四、成型零件的结构设计及计算 (6)1、凹模的结构设计 (6)2、型芯的结构设计 (6)3、成型零件工作尺寸的计算 (7)（1）芯径向尺寸的计算 (7)（2）型芯深度尺寸的计算 (7)五、模架的确定 (7)1、模架尺寸的确定 (7)2、模架各尺寸校核 (7)六、排气槽的设计 (7)七、脱模推出机构的设计 (7)1、推出方式的确定 (7)2、脱模力的计算 (7)（1）圆柱型芯脱模力 (7)3、校核推出机构作用在塑件上的单位压应力 (8)（1）推出面积 (8)（2）推出应力 (8)八、冷却系统的设计 (8)1、冷却介质 (8)2、冷却系统分析 (8)九、导向与定位结构的设计 (8)十、总装配图和零件图的绘制 (8)十一、参考文献 (8)十二、Moldflow分析结果 (8)一、塑料成型工艺性分析图1 塑件零件图图2 塑件三维图塑料制品制件如图1，图2所示。
1、塑件制品要求1）材料采用聚酯（PET）；2）要求塑件无明显缺陷，表面光滑；3）生产数量300000件。
2、塑件分析（1）外形尺寸该塑件壁厚为2mm，塑件外形尺寸偏小，适合于注射成型。
（2）精度等级影响塑件精度的因素很多，塑料的收缩，注塑成型条件（时间、压力、温度）等，塑件形状、模具结构（浇口、分型面的选择）、飞边、斜度、模具的磨损等都直接影响制品的精度，本塑件精度取6级。
3、聚酯（PET）的性能分析聚对苯二甲酸乙二醇酯又俗称涤纶树脂，俗称涤纶树脂。
它是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物，与PBT一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。
PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。
在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。
4、聚酯（PET）的工艺参数表2 聚甲醛工艺参数二、拟定模具的结构形式1、分型面的确定通过对塑件结构形式的分析，由于塑件较小，分型面应选在端面，截面积最大，且利于开模取出塑件。
图3 塑件的分型面2、型腔数量和排列方式的确定（1）型腔数量和排列方式的确定由于出产数量并不大，且分型面设在塑件底端，故选择一模一腔。
（2）模具结构形式的确定从上面的分析可知，本模具设计为一模一腔，根据塑件形状结构，拟采用脱模板推出的脱模机构。
由于塑件呈圆筒帽状，故浇注系统在设计时，采用点浇口，且开设在塑件顶端。
3、注射机型号的确定（1）注射量的计算1)塑件体积：2222111221()()V R r h R r hπ=-⨯+-⨯π，故V=（3.14×(252-232)×30+3.14×(302-252)×2）/1000=10.7702cm32)塑件质量，ρ根据之前表格，取平均值，有ρ=1.38g·cm3故，塑m=14.862876g（2）浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2-1倍来估算。
由于本次采用的流道简单而且较短，因此浇注系统的凝料按照塑件体积的0.2倍来估算，故以此注入模具型腔塑料熔体的总体积，即浇注系统的凝料和塑件体积之和为3(0.21)10.702 1.212.924V V cm=+=⨯=总塑（3）选择注塑机1) 注射量的计算根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总体积总V=12.924cm3，按照公式8.0/总公VV ，公V=12.924/0.8=16.1553cm32）塑件和流道凝料在分型面上的投影面积流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是一个未知值，根据统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2倍～0.5倍，因此可用0.35*A1来进行估算，所以A=A1+A2=A1+0.35A1=1.35A1=3.815cm2式中A1=πR2=2.826 cm2 3）锁模力的计算F 锁=AP型=150×3815=572.3KN其中P型取150MPa（因为薄壁塑件，压力损失大，取大一些）。
根据以上计算，选定公称注射量为125cm3，注射剂型号为XS-ZY-125的注射机。
主要参数如表3所示。
表3 XS-ZY-125注射机参数4、注塑机的相关参数的校核（1）注射压力校核。
根据PET的工艺参数知所需的注射压力为70-120 MPa，这里取P0=90 MPa，该注塑机的公称注射压力P公=116 MPa，注射压力安全系数k1=1.25—1.4，这里取k1=1.3，则：k1 P0=1.3 X 90 =112 ＜P公，所以，注塑机注射压力合格。
（2）锁模力校核1）塑件在分型面上的投影面积A塑，则A塑=π*R2=3.14*30²㎜²=2826㎜²2）浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即流道凝料在分型面上的投影面积A浇数值，由于本模具采用一模一腔，设计简单，分流道相对短，因此流道凝料投影面积可以适当的取小一些。
这里取A浇=0.2A塑。
3）塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积A总，则A总=n（A塑+0.2A塑）=1.2A塑=1.2 X 12921.1=15505.32㎜²4）模具型腔内的胀型力F胀则F胀= A总P模=15505.32 X 35N=496.2kN 式中，P模是型腔的平均计算压力值。
P模是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20％—40％，大致范围为14—48MPa。
对于粘度较大的精度较高的塑件制品应取较大值。
PET属于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故P模取35MPa。
查表3—1可得该注塑机的公称锁模力F锁=900kN，锁模力安全系数为k2=1.1—1.2 这里取k2=1.2，则k2 F胀=1.2 X 496.2=595.4kN＜F锁，所以，注塑机锁模力合格。
5）最大注射压力校核注射机的额定注射压力即为它的最高压力p max,应该大于注射机成型时所调用的注射压力，即：p max﹥Kp0很明显，上式成立，符合要求。
三、浇注系统的设计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，他将注射剂喷嘴注射出的熔体导入分流道或者型腔之中。
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。
主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套，本设计正是如此。
（1）主流道尺寸①主流道长度：小型模具L应该尽量小于60mm，本次设计中初取L=25mm②主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+(0.5-1)mm=4.5mm③主流道大端直径：d′=d+2Ltan α≈8mm，其中α≈4°。
④主流道球面半径：SR0=注射剂喷嘴球头半径+(1-2)mm=12mm⑤主球面的配合高度：h=3mm（2）主流道凝料体积V主=π3L主（R主2+r主2+R主r主）=3.143×25(2.252+42+2.25×4)=0.7866cm3（3）主流道当量半径R n=2.25+42=3.125mm （4）主流道浇口套形式主流道衬套为标准件可选购。
主流道小段入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。
对进料的要求非常严格，然而尽管小型注射模可以将主流道浇口套和定位圈设计成一个整体，但考虑到上述因素仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。
同时也应该选择优质钢材进行单独加工和热处理。
本设计采用45号钢。
主流道浇口套具体数据及结构详见零件图。
图4 浇口套零件图2、浇口的设计该塑件不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模一腔注射，同时由于是圆盖形塑件，点浇口。
（1）浇口尺寸的确定 d =nC √A 4式中 d ：点浇口直径（mm ） A ：型腔表面积（mm ） C ：制品壁厚的函数值 n ：塑料材料系数d =nC√A 4=0.294∗0.8∗√A 4=1.6mm(2)计算点浇口的长度根据《中国模具设计大典》书中图9.2-24，可的点浇口的长度L 浇一般选用0.5-0.75，这里取L 浇=0.5。
图5 点浇口（3）点浇口剪切速率的校核 1） 浇口的当量半径d=0.9mm 2） 校核浇口的剪切速率1、 确定注射时间：查《材料成型工艺与模具设计》表4-8，可取t=1.6S ；2、计算浇口的体积流量：q=V/t=10.77/1.6=6.73cm/s=6.73*103mm ³/s3、计算浇口的剪切速率：由公式 33.3n VR q π浇=γ r 浇3.3q 浇π(Bℎπ)32=3.3×6.73×103π(1×13.14)32=3.94×104s −1该点浇口的剪切速率处于浇口的剪切最佳速率γ= 104-105 s -1，所以浇口设计合理。
（3）校核和主流道的剪切速率 ①计算主流道的体积量q 主=v 主+v 塑t=0.7866+10.771.6=7.22 cm3/s②计算主流道的剪切速率 γ̇=3.3q 主πR 主3=3.3×6.73×1033.14×3.1253=231.8 s -1主流道内溶体的剪切速率γ=3x103 s -1处于主流道最佳剪切速率 5x102—5x103 s -1范围，所以主流道的剪切速率校核合格。
（4）浇口位置的选择 经moldflow 分析图如下四、成型零件的结构设计及计算1、凹模的结构设计凹模是成型制品外表面的成型零件。