摘要使用数控技术、数控机床的高效率、高精度进行模具设计和加工已经成为当今社会的主流。
本文是关于注塑模的设计，设计的制品是大口杯盖。
首先对制品进行尺寸的选择和性能形状的分析，然后根据分析选择注塑材料和注射机。
接着利用PRO/E进行大口杯盖的实体设计，并进行模具设计，也就是对模具的型腔、型芯和浇注系统进行设计，再利用AutoCAD画出整个模具的装配图。
最后是型腔的CAM加工设计。
关键词：注塑模，型腔，型芯，浇注系统装订线目录引言 (4)1. 模具制造中数控技术的重要性 (4)2. 塑料模具工业的发展现状 (4)3. 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水 (4)4. 在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术 (5)第一章零件材料选择及性能 (5)1.1、零件结构分析 (5)1.2、塑料性能 (5)第二章注射机的选择 (6)2.1．制品的几何属性 (6)2.2．注射机的选用 (6)2.3．模具闭合厚度的校核 (8)第三章成型零件的设计 (8)3.1．凹模结构设计 (8)3.2．凸模结构设计 (9)3.3．型腔分型面设计 (9)3.4．成型零件工作尺寸计算 (10)3.5．型腔壁厚与底板厚度的选择 (11)第四章浇注系统设计 (11)4.1．主流道设计 (11)4.2．浇口套的设计 (12)4.3．分流道设计 (12)4.4．浇口设计 (13)4.5．排气孔道设计 (14)第五章顶出机构设计 (14)5.1．顶出机构 (15)5.2．复位机构 (17)5.3．导向机构的设计 (18)第六章塑料模温控系统设计 (18)6.1．型腔上的冷却 (19)第七章标准模架的选择 (21)第八章绘制实体装配图和平面零件及装配图 (21)第九章模具的试模与修模 (21)9.1. 粘着模腔 (21)9.2. 粘着模芯 (22)9.3. 粘着主流道 (22)9.4. 成型缺陷 (22)致谢 (23)附录设计总结 (24)参考文献 (24)引 言(1)模具制造中数控技术的重要性数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，其技术范围覆盖很多领域：(1)模具制造技术；(1)机械加工技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。
(2)塑料模具工业的发展现状`进几年来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。
在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。
表-1 国内外塑料模具技术比较表表-1在制造技术方面，CADCAMCAE 技术的应用水平上了一个新台阶，陆续引进了相当数量的CADCAM 系统，如美国UG Ⅱ、美国Parametric Technology 公司的ProEmgineer 、美国CV 公司的CADS5塑模分析软件等等。
这些系统和软件的引进，促进和推动了我国模具CAD/CAM 技术的发展。
（3） 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求，以及高生产率要项目注塑模型腔精度型腔表面粗糙度 非淬火钢模具寿命 淬火钢模具寿命国外0.005～0.01mmRa0.01～0.05μm10～60万次160～300万次 国内0.02～0.05mm Ra0.20μm10～30万次 50～100万次 项目热流道模具使用率标准化程度中型塑料模生产周期 在模具行业中的占有量 国外 80%以上 70～80% 一个月左右 30～40% 国内总体不足10%小于30% 2～4个月25～30%求，必须提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计和制造水平。
（4）在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术。
塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用；开发新的成型工艺和快速经济模具；以适应多品种、少批量的生产方式。
第一章零件材料选择及性能1.1、零件结构分析图—1制品零件图1.1.1 技术参数：无塌陷，杂质，划痕，变形。
表面光滑，平整。
1.1.2 注塑制品大口杯盖其特点如下：（1）要求材料强度不大，刚度一般。
（2）如图（1）及表（1）分析得，该制品精度不高，表面粗糙度要求一般。
在注塑制品中，杯盖一般采用聚丙烯（PP）注塑而成。
1.2、塑料性能查《中国模具设计大典》表8.3-7得材料PP的特如下：1.2．1、使用性能：乳白色、无臭、无味、无毒的热塑性塑料。
密度为0.91g/cm3,熔点1650C,燃点5900C,弹性模量3500Mpa,不吸水,导热性低,耐酸碱盐腐蚀,有良好的绝缘性能,化学稳定性和良好的物理机械性能及加工性能.1.2.2 、 加工性能：1 耐强酸或氧化性酸。
2流动性好。
3结晶度高。
收缩率不大。
4不吸水。
一般可不用干燥处理。
5磨擦系数低，弹性高。
6宜用螺杆式注塑机成型。
7模具浇注系统以料流阻力要小，进料口小。
2.2．3、物理热性能如下表-3：表3物理热性能表参数 密度（g/cm 3）熔点（C 0） 收缩率 数值0.911650.6%-2%表-3第二章 注射机的选择2.1.制品的几何属性利用PRO/ENGNEER2001按图纸的尺寸要求画出零件实体图形，接着利用该软件“分析----模具分析——模型质量属性”可以查到该制品的几何属性为：体积 = 3.6110586e+04 毫米^3 曲面面积 = 1.6286860e+04 毫米^2 密度 = 9.1000000e-10 公吨 / 毫米^3 质量 = 3.2860634e-05 公吨2.2.注射机的选用2.2．1 注射量的计算max G G G ≤ nG 1+G 2n 为型腔中的型腔数,这里n=1。
G 1每个制品的体积量。
G 2浇注系统的体积量，初步设浇注系统的体积量为30 cm 3 G max 为注塑机的最大浇注体积量max %80G G=（3.6110586+30）/0.8=42.01382325 cm 3 2.2．2 由PP 的加工性能得，注塑机选螺杆式。
2.2．3 由PP 的加工性能，查《模具设计与制造》表8-2得，其成型压力为P c =25MP a2.2．4 锁模力的确定 模具的额定锁模力为: F ≥ K*Pc*AA 为塑料制品与浇注系统在分型面上总的投影面积。
（mm 2） 利用PRO/ENGNEER2001，“分析---测量----面积”可以查到该制品的投影面积为：制品投影面积=2304.91 mm 2 浇注系统=300 mm 2塑料在分型面的投影面积 A=2304.91+300 =2604.91Pc 为熔融塑料在型腔内的平均压力，查《模具设计与制造》表8-2得 Pc=25MP aK 为安全系数，常取K=1.1——1.2，这里取1.1 F=1.1*25*2604.91 =71.64(KN)2.2．5 注射压力注射压力是成型是柱塞或螺杆施于料筒内熔融塑料上的压力。
常取70～150 MP a 。
由塑料的加工性能得注塑压力为80——130 MP a.注射机的最大注射压力要大于成型制品所需的注射压力。
根据以上的数据，查《模具设计与制造》表8-3，选用SX-ZY-125注塑机，参数如表-5表-5 注塑机参数表螺杆直径 mm 42 理论注射容积 cm 3125 注射压力 MPa 119 锁模力 KN 900 模板最大行程 mm 300 模具最大厚度 mm 300 模具最小厚度mm200拉杆内间距(宽*高) mm 538×520喷嘴球头半径mm SR18顶出形式mm 中心距230模具定位孔直径mm Ø100表-52.3. 模具闭合厚度的较核模具闭合时的厚度在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之间，其关系按下式较核H min ≤ Hm≤ Hmax式中 Hmin—注射机允许的最小模具厚度（mm）Hm—模具闭合厚度（mm）Hmax—注射机允许的最大模具厚度（mm）Hmax=最大模具厚度+模板最大行程其中=600mmH min =200mm, Hmax=550mm, Hm=235mm .故满足要求。
第三章成型零件设计3.1. 动模结构设计制品动模可以直接推出脱模。
3.1.1模具做成镶件形式，由于顶杆加工简单、更换方便、脱模效果好，因此选用顶杆脱模机构。
结构图-2图-2 动模装配结构图图-2 3.2. 定模结构设计定模的结构设计。
如图-3定模止转销定模板图-3定模的装配结构3.3. 型腔分型面设计如何确定分型面，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、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，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 保证塑件的精度要求。
4 满足塑件的外观质量要求。
5 便于模具加工制造。
6 对成型面积的影响。
7 对排气效果的影响。
8 对侧向抽芯的影响。
根据第（1）、（2）、（5）、（6）选择以下的分型面，如图-4图-4 分型面示意图图-43.4. 成型零件工作尺寸计算根据制品的尺寸及其公差，查SJ1372标准（《中国模具设计大典》），知制品的精度为5级。
由于模具制造允差和制品尺寸公差间存在对应的关系。
查《中国模具设计大典》表8.5-64，得知模具的制造精度为IT9。
3.4.1型腔内径尺寸的计算模具型腔内径计算公式：Dm=（D+DQ-3/4△）zδ+式中 Dm--型腔的内径尺寸（mm）；δz--模具制造公差，取δz=（1/6～1/3）△，塑件精度等级为5级，型腔尺寸精度为IT6，取1/3△D-- 制品最大尺寸(mm)；Q-- 塑料的平均收缩率1.3%，按经验取1.2%；△--制品公差；3/4--系数，可随制品精度变化，一般取0.5～0.8之间，若制品偏差大则取小值，若制品偏差小则取大值。
D顶=（D+DQ-3/4△）zδ+ =（91+91*0.015-3/4*0.22）+0。
22=91.15+0.073 mmD基=（D+DQ-3/4△）zδ+ =（72+72*0.015-3/4*0.2）+1/3*0.2=72.42+0.067 mm3.4．2 型芯径向尺寸的计算模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定的，与型腔径向尺寸的原理是一样，分为两个部分来计算：d m =（D1+DQ+3/4△）zδ-式中 dm--型芯的外径尺寸（mm）；D1-- 制品内径最小尺寸(mm)；其余的符号含义同型腔的计算公式。