目录前言 (2)一:塑件的工艺性分析 (3)1、塑件的分析 (3)2、PP的性能分析 (3)3 : PP的注射成型工艺及参数 (4)二: 拟定模具的结构形式 (4)1:分型面位置确定 (4)2: 型腔数量和排列方式的确定 (5)3: 注射机型号的确定 (5)三: 浇注系统的确定 (6)1: 主流道的设计 (6)2: 分流道的设计 (7)3:浇口的设计 (8)4: 校核主流道的剪切速率 (9)5: 冷料穴的设计及计算 (9)四: 成型零件的结构设计及计算 (10)1: 成型零件的结构设计 (10)2: 成型零件钢材的使用 (10)3: 成型零件钢材的选用 (10)4:成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算 (12)五: 模架的设计 (13)1、各模板尺寸的确定 (13)六:排气槽的设计 (13)七:脱模推出机构的设计 (13)1: 推出方式的确定 (14)2: 脱模力的计算 (14)3: 校核推出机构作用在塑件上的单位应变力 (14)八．冷却系统的设计 (15)1、冷却介质 (15)2、冷却系统的简单计算 (15)九、导向与定位结构的设计 (16)十、总装配图和零件的绘制 (16)前言：随着中国当前的经济形势的高速发展，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。

在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。

可见模具工业在国民经济中重要地位。

我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。

近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。

注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或柱塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。

本次课程设计的主要任务是塑料圆管接头注塑模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产圆管接头塑件产品，以实现自动化提高产量。

针对圆管接头的具体结构，通过此次设计，使我对分型面模具的设计有了较深刻的认识；同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、侧抽机构、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。

一．塑件成型工艺性分析1塑件的分析⑴外形尺寸该塑件壁厚为2mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注塑成型⑵精度等级每个尺寸的公差一样，就按实际公差进行计算。

⑶脱模斜度PP属无定型塑料，成型收缩率较小，选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1度。

1.PP的性能分析⑴使用性能聚丙烯是无色、无味、无毒的材料。

它的综合性能好，弹性、屈服强度、硬度及抗拉强度、抗压强度等都高于聚乙烯，其中，拉伸强度甚至高于聚苯乙烯和ABS。

易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。

⑵成型性能1）无定形塑料。

其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。

2）吸湿性强。

含水量小于0.02%（质量），几乎不吸水，塑件的表面光泽好。

3）流动性中等。

溢边料0.04mm左右。

4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。

推出力过大或机械加工时塑件表面呈现白色痕迹。

⑶PP的主要性能指标其性能见表1。

表13.PP的注射成型工艺及参数（1）注射成型过程1）成型前的准备。

对PP的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于PP的吸水较大，成型前应进行充分的干燥。

2）注射过程。

塑件在注射机料筒内经过加热，塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。

3）塑件的后处理。

处理的介质为空气和水，处理温度为60~75C︒，处理时间为16~20s。

（2）注射工艺参数1）注射机：螺杆式，螺杆转速为30/min。

2）料筒温度（C︒）：后段150~170；中段165~180；前段180~200。

3）喷嘴温度（C︒）：170~180。

4）模具温度（C︒）：50~80。

5) 注射压力（MPa）：60~100。

6）成型时间（s）：30（注射时间1.6，冷却时间20.4，辅助时间8）。

二．拟定模具的结构形式1.分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上。

2.型腔数量和排列方式的确定（1）型腔数量的确定该塑件采用的精度一般在3级，且为小批量生产，可采取一模多腔的结构形式。

同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，初步定为一模一腔结构形式。

分型面为：（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，根据塑件结构形状，推出机构拟采用脱模板推出形式。

浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。

因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。

由上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。

3.注射机型号的确定（1）注射量的计算 通过三维软件建模设计分析计算得塑件体积：27.43mm V =塑塑件质量：g g V m 33.399.07.43=⨯==塑塑ρ 式中，ρ参考表1可取3/9.0mm g =ρ。

（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是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。

由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和2个塑件体积之和）为3288.10422.17.4322.01cm cm V V =⨯⨯=⨯+=）（塑总（3）选择注射机 根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量37.43cm V =总,并结合式则有：331.1318.0/88.1048.0/cm cm V ==总。

根据以上的计算，初步选定公称注射量为1603cm ，注射机型号为G5-S200卧式注射机，其主要技术参数见表2。

理论注射容量/3cm 160 最大开合模行程/mm 260 螺杆柱塞直径/mm V 注射压力/MPa 21 最大模具厚度/mm 406 100 最小模具厚度/mm165 注射速率1/g s -• 105 锁模形式 双曲肘 塑化能力1/g s -•45模具定位孔直径/mm125（4）注射机的相关参数的校核1）注射压力校核。

PP 所需注射压力为70~120a MP ，这里取080p a =MP ，该注射机的公称注射压力MP P 109=公，注射压力安全系数1 1.25~1.4k =，这里取1 1.3k =，则：公p p k <=⨯=104803.101，所以，注射机注射压力合格。

2）锁模力校核①塑件在分型面上的投影面积塑A ，则22263.4905.12mm mm A =⨯=π塑②浇注系统在分型面上的投影面积浇A ，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积浇A 数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。

浇A 是每个塑件在分型面上的投影面积塑A 的0.2~0.5倍。

由于本例流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。

这里取浇A =0.2塑A =98.1252mm 。

③塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积总A ，则总A =n(塑A +浇A )=n(塑A +0.2塑A ) =222512.117763.4902.1mm mm =⨯⨯④模具型腔内的胀型力胀F ，则胀F =总A KN N p 20232096.6300=⨯=模式中，模p 是型腔的平均计算压力值。

模p 是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%~40%，大致范围为25~40a MP 。

对于粘度较大地精度较高的塑料制品应采取较大值。

ABS 属于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故模p 取32a MP 。

查表2可得该注射机的公称锁模力KN F 2540=锁，锁模力安全系数为2 1.1~1.2k =这里取2 1.2k =，则锁胀胀F F F k <=⨯==924.2412022.12.12，所以，注射机锁模力合格。

对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。

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，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。

主流道的形状为圆锥形，以便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。

另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。

（1）主流道的尺寸1）主流道的长度：小型模具主L 应尽量小于60mm ，本次设计中初取50mm 进行设计。

2）主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.5~1）mm=(4+0.5)mm=4.5mm 。

3）主流道大端直径：mm L d d 8tan 2'≈+=α总,式中︒=4α4）主流道球面半径：0SR =注射机喷嘴球头半径+（1~2）mm=(18+2)mm=20mm 。

5）球面的配合高度： 2.5h mm =。

（2）主流道的凝料体积32222mm 25.2425.2450314.33）（）（主主主主主⨯++⨯⨯=++=r R r R L V π=1573.33mm =1.57mm 3（3）主流道当量半径 2.2543.1252n R mm mm +==。

（4）主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。

主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。

对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。

同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。

设计中常采用碳素工具钢（T8A 或T10A ），热处理淬火表面硬度为50~55HRC 。

2 分流道的设计（1）分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。

（2）分流道的长度 由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小些。

单边分流道长度分L 取35mm 。