《塑料成型工艺与模具设计》课程设计说明书设计题目：学生姓名：学号：系别：机电工程系专业班级：级机械设计制造及自动化专业班指导教师：起止时间：年月日——年月日东莞理工学院城市学院说明书内容：1、封面2、设计任务书3、目录4、说明书正文1）塑件成型工艺分析（包括结构特征分析、塑料的性能及成型工艺分析）2）塑件分型面位置的分析和确定3）塑件型腔数量及排列方式的确定4）注射机的选择及工艺参数的校核5）浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算6）成型零件设计及力学计算7）模架选择或设计8）导向机构的设计9）脱模机构的设计10）侧向分型抽芯机构的设计11）温度调节系统的设计12）模具开合模动作过程13）Pro/e分模设计5、设计小结6、参考文献目录说明书具体内容可参考教材第14章实例，或参考《塑料模具设计指导书第3版》（伍先明陈志钢杨军李云义编著）第6章实例纸型及文本格式要求：1）纸型：统一用A4纸。

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图纸要求：机绘或手绘均可。

要求图面整洁，布局合理，线条粗细分明，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写，符合工程图规范要求。

参考实例：玩具收音机盒盖注射模设计一、前言本课题的塑料制品是一个儿童玩具收音机盒盖，从商品市场的角度看，随着生活水平的提高，儿童玩具也日益多样化、智能化、科教化，对玩具的要求也越来越高。

这一儿童玩具型收音机，在外形上要求曲线流畅光滑，有很好的美感和手感，以适合儿童的性格但不能有对儿童伤害的可能既要求安全。

收音机本身就可以起到娱乐和学习教育的作用，做成玩具型更受儿童和家长的欢迎，集学习和玩于一体，这也是现代玩具业的发展方向之一。

从制造成本和效率看，利用模具采用塑料注射成型是最快最经济的方法。

所以要设计注射模具，保证能生产出符合市场各项要求的制品。

对于模具的制造，采用型腔数控加工才能保证其质量。

做出良好的模具是生产合格制品的第一步，也是很重要的一步。

所以设计科学合理的模具对塑料制品的生产有着极其重要的意义。

本设计课题要求大批量生产，采用一模两腔注射成型，要解决的主要问题是注射模各大系统的设计和制造、模具的总装图设计以及各零件设计，尤其是两个主要成型零件（凸模、凹模）的设计和数控加工自动编程和模拟加工。

全部设计和图纸要求符合国家标准和达到生产要求。

本课题在国内外模具制造业都普遍应用，技术已经很成熟，有很多成功的例子可以做参考。

二、方案论证（一）、形腔的布局型腔布局要尽量符合以下原则：1、各形腔在浇注时保持平衡填充；2、尽量缩短到各形腔间的流程，以降低废料率；3、各形腔之间应有足够的空间设置冷却水道、顶出杆等元件。

由于注射机的料筒位于定模板的中心线上，对于一模多腔的模具，其形腔的分布要尽量与模具的中心线对称。

此制品在长度方向上并不是对称的，而且其潜伏式浇口设计在制品的一侧，为了使注射平衡，在此采用对角式的进胶方式，与完全对称的型腔布局更能保证型腔在浇注时的受力平衡。

（二）、成型零件的结构及其固定方式根据塑料制品的几何形状考虑成型零件的结构和固定方式。

成型零件结构要便于制造，必要时采用镶拼结构，以降低制造难度或节约贵重材料。

合理确定镶块的分割位置及固定方法，对有横向抽芯的还要考虑横向型芯的安装及定位。

对于本课题这个制品，为了提高成型零件的寿命、减少贵重材料以及便于数控加工，应采用镶拼式结构，把凸、凹模等成型零件分开单独制造然后再装配起来。

凸、凹模分别采用性能较好的材料加工，然后利用台阶结构安装固定在动、定模板上。

凹模上的六个圆柱小型芯也采用同样的方法制造和固定。

两个侧抽芯安装在两边，通过导滑槽和斜导柱来工作，用钢球和弹簧结构定位，用斜锲块琐紧以克服注射时受到的横向力，以免损坏斜导柱使模具不能正常工作。

（三）、推出机构和复位机构的确定推出机构是把塑料制品从模具中脱出来，其结构形式和推出方法与塑料制品的形状、结构和塑料的性能有关。

设计要求是：1.塑料制品脱模后，不能使塑料制品变形。

推力分布要均匀，推力面积要大。

2.塑料制品在推出时，不能造成碎裂。

推力应作用在塑料制品承受力大的部位。

3.不要损坏塑料制品的外观美。

4.推出机构应准确、动作可靠、制造方便、更换容易。

5.推杆直径不宜过小，应由足够的强度和刚度，能承受一定的推力。

一般为2.5~15mm，小于2.5mm要做成台阶形状。

6.推杆与推杆孔的配合间隙不能大于所用塑料的溢边值。

溢边值一般为0.02~0.05mm。

而且配合要灵活，不发生卡住现象。

当推杆直径小于4mm时，配合部分长度应大于6mm；当推杆直径大于4mm，配合部分长度应大于推杆直径的1.5倍。

本课题制品是个形状复杂且不规则的塑料零件，外形尺寸一般，外表面是曲面，内有许多小圆柱，综合考虑应采用推杆推出机构。

为保证制品顺利脱模每个制品采用7根4mm 和6根6.2mm 的推杆进行脱模，其分布应尽量均匀保证制品受力平衡以免损坏制品。

对于主流道凝料使用一直径为12mm 的Z 型拉料杆进行脱模。

由于推杆多、直径比较小而且末端并非全部平面，为了防止合模时凹模型腔对推杆和拉料杆的损坏，应设计若干复位杆帮助其复位。

现在推杆外侧设计6根（每边各3根）直径为15mm 的复位杆，在和模时定模表面和复位杆接触，并使复位杆推动推出机构一起返回原始位置，为下一个注射循环作准备。

（四）、 抽芯机构的设计当塑料制品侧壁带有通孔、凹槽、凸台时，塑料制品不能直接从模具内脱出，必须将成型侧孔、凹槽及凸台的成型零件做成活动的，即活动型芯。

完成活动型芯抽出和复位的机构就是抽芯机构。

本课题制品的侧孔高度尺寸比较小，为安全可靠和便于制造维修，把同侧的整个外形作为一个分型面，采用镶拼式结构，把成型部分单独做成零件再装进侧滑块上。

滑块由斜导柱通过开模力和开模行程把侧型芯抽出。

滑块通过钢球和弹簧以及在动模板上的小锥孔来定位。

滑块通过用螺钉固定在动模板和凸模固定板上的楔紧块锁紧，承受注射时侧型芯所受到的压力，防止注射时压力过大导致斜导柱变形，进而保护模具不受损坏。

斜导柱抽芯机构的设计原则有：1. 活动型芯比较小，应牢固装在滑块上，防止在抽芯时松动滑落。

2. 滑块在导滑槽中滑动要平稳，不要发生卡住、跳动等现象。

3. 滑块限位装置要可靠，保证开模后滑块停止在一定位置上而不任意滑动。

4. 锁紧块要能承受注射时的侧向压力。

锁紧块的斜角1　θ应大于斜导柱的倾斜角　θ，一般取1　θ－　θ〉2°~3°。

5. 滑块完成抽芯后，仍停留在导滑槽内，留在导滑槽内的长度不应小于滑块全长的2/3，否则，滑块在开始复位时容易倾斜而损坏模具。

6.防止滑块和推出机构复位时的相互干涉，尽量不使推杆和活动型芯水平投影重合。

（五）、冷却系统的设计注射成型时，模具稳度直接影响塑料的填充和塑料制品的质量，也影响到注射的周期。

因此在使用模具时必须对模具进行有效的冷却，使模具保持在一定范围内。

制品材料ABS要求的模具温度是50~80℃，一般开模时制品的温度要求低于50℃，而且制品尺寸不算小，所含热量比较多，所以应该设计冷却系统对模具和塑件进行冷却，以保证制品的形状和尺寸要求，并且有利于延长模具的寿命。

模具的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却等，在此采用普遍使用的水冷却。

冷却通道设计主要有以下几个原则：1.冷却通道离凹模壁不能太远也不能太近，以免影响冷却效果和模具的强度。

2.冷却通道的设计和布置要与塑料制品的厚度相适应，稳定高的地方要加强冷却。

3.冷却通道不应通过镶块和镶块接缝处，以防漏水。

4.通道内不应有存水和产生回流的部位，应畅通。

5.进出口的冷却水温不宜过大，避免造成模具表面冷却不均匀。

基于本课题制品的特点和模具的结构形式，在此采用直通式冷却通道：中间两水道进水，外边两水道出水。

尽快的冷却模具和制品。

（六）、浇注系统的设计浇注系统设计的基本要点：1.流道应尽量减少弯折，表面粗糙度为Ra1.6~0.8μm。

2.按型腔的布局设计，尽量与模具中心线对称。

3.应考虑去除浇口方便，修正浇口在塑料制品是不留痕迹以保证塑料制品的外观。

4.在满足塑料制品成型和排气良好的前提下，要选择最短的流程。

5.能顺利的引导熔融的塑料填充各个部分，不产生塑料涡流、紊乱现象。

6.避免熔融的塑料直接冲击小直径型芯及嵌件，以免产生弯曲或折断。

主流道三连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。

主流道不致届开设在定模板上，而是制造成单独的浇口套，镶在定模板上。

浇口套设计的要点有：1.浇口套的内孔呈圆锥形，锥度为3°~5°。

若锥度过大会造成压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥度过小，会使流速增大，热量损耗大，表面黏度上升，造成注射困难。

2.浇口套的直接d应比注射机喷嘴孔直径d大1~2mm。

13.浇口套内孔出料口处应设计成圆角r，一般为0.5~3mm。

4.浇口套与注射机喷嘴接触处的球面圆弧必须吻合。

设模具浇口套球面半径R，注射机球面半径为r，则有关系：R=r+0.5~1mm。

5.浇口套的长度应与定模板厚度一致，其端部不能凸出在分型面是。

在此浇口套的结构形式采用定位圈与浇口套分开的形式，其尺寸参见附录图。

分流道是主流道的连接部分，其作用是在压力损失最小的条件下，将来自主流道的熔融塑料以最快的速度送到浇口处充模。

在设计时，为减少分流道中的压力损失，必须保证分流道的标面积与其体积之比值最小，也就算说在分流道长度一定的情况下，要求分流道的表面积或者侧面积与其截面积的比值最小。

分流道的类型有四种：圆形、半圆形、矩形及梯形。

各种形状截面的比较在此采用比值最小的圆形截面的分流道。

浇口是使从流道来的熔融的塑料以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的热料回流。

浇口的设计与塑料制品的形状、断面尺寸、模具结构、注射工艺参数及塑料性能等因素有关。

浇口的截面要小，长度要短，怎样才能增大料流速度，快速冷却封闭，便于使塑料制品分离，塑料制品的浇口痕迹也不明显。

浇口的形式多种多样，有盘形的、扇形的、环形的、点形的、侧浇口、直接浇口、潜伏浇口等。

本课题的塑料制品要求不能在外表面留下浇口痕迹，故应采用潜伏浇口，分流道一部分位于分型面上，另一部分呈倾斜状潜伏在分型面下方塑件的里面，设置脱模时便于自动切断的针点状浇口。