1 绪
11 课题容
设计套够高效率生产高质量电池盖注射模
12 课题背景
塑料材料具许优点目前正逐渐成金属材料良代材料领域出现金属材料塑料化趋势作注塑成型加工工具注塑模具质量精度制造周期注塑成型程中生产效率等方面水高低直接影响产品质量产量成产品更新换代时决定着企业市场竞争中反应力速度着塑料新品种断出现塑料制品结构外观求日益提高产品设计模具设计程变越越复杂传统模具设计二维环境采手工绘图方式进行已难满足种发展变化需模具设计工作设计员验模具加工制造程度赖生产者操作技存模具设计水低加工质量差生产周期长寿命短等缺陷
注塑模具CAD／CAM技术应根改变传统塑料产品开发模具加工方式提高产品质量缩短开发周期降低生产成强力推动模具工业发展型商品化CAD／CAM 软件Pro／EngineerUnigraphics IICimatronMoldFlow等已开发出专门注塑模具设计功模块模具设计提供十分方便工具资料统计表明采CAD技术模具设计时间缩短50％欧美工业发达国家CAD／CAM已成模具行业种普遍应技术CAD应方面已超越甩掉图板二维绘图初级阶段模具设计中采三维CAD软件企业已接90％目前国少企业开始应CAD软件进行模具设计
UGMoldFlow等软件注塑模具设计中应成功弥补传统设计方法足制品造型分型面创建模具结构设计基数库进行方便易保证制品精度
13 课题源求
课题源景德镇陶瓷学院
A． 设计模具符合加工求装配良成型部件顶出机构
B． 复位机构存干涉现象
C． 分型面成型零件注浇系统冷系统排气系统导机构顶出系统复位系统设计合理工作
D． 模具应运转稳工作结构简单装卸方便便维修调整
E． 模具量通件便降低制造成
14 模具国外发展概况
141 塑料模具行业现状
年模具出口增幅进口增幅2009年中国塑料模具总产值约300亿元民币中出口额约58亿元民币出口塑料模具中低档产品居
整体中国塑料模具数量质量技术力等方面进步国民济发展需求世界先进水相差距型精密复杂长寿命中高档塑料模具年需量进口
142 塑料模具行业发展前景
目前国塑料模具市场断扩国际塑料模具制造逐渐国转移趋势跨国集团国进行塑料模具国际采购趋十分明显展未国际国塑料模具市场总体发展前景美中国塑料模具工业会继续高速发展机遇期
模具制造技术集合机械电子化学光学材料计算机精密检测信息网络等诸学科综合性学科系统工程塑料模具制造技术发展趋势塑料模具产品着更型更精密更复杂更济快速方发展塑料模具产品技术含量断提高塑料模具制造周期断缩短塑料模具生产着数字化信息化图化精细化动化方发展模具企业着技术集成化设备精良化产品品牌化理信息化营国际化方发展年国塑料模具行业结构调整增长方式转变方面已成绩离合理尚定差距需进步调整转变
2 总体方案设计
首先塑件进行测绘该塑件部分面实际测量中允许出现误差测绘UG软件进行三维造型采拉伸旋转扫描混合草图等步骤造型造型结束进行模具设计考虑生产批量济效益塑件精度等级模具采模四腔
选择注塑机注射量锁模力等方面进行考虑确保塑件浇注系统需注射量超注射机容量80％
浇注系统分流道分流道浇口冷料穴等流道中心线注射机喷嘴中心线应条直线外流道高温高压熔融塑料接触外面加浇口套浇口套进行淬火处理样延长模具寿命分流道半径塑料种类需熔融塑料体积关般直径6～10mm模具设计取6mm流道分流道采圆角渡样减料流转渡时阻力分流道布置均匀处理确保熔融塑料流道分流道距离相等分流道表面粗糙度较低熔融塑料冷皮层固定利保温分流道浇口采圆弧渡利熔料流动填充浇口两作起控制作二压力撤销封锁型腔产生倒流冷料穴避免冷料进入型腔影响塑件质量堵塞浇口拉料杆保证浇注系统凝料定模浇口套中拉出终动模起推出便取出接着排气系统设计模具采间隙排气利分型面配合间隙然排气
模具设计采注射机开模动作驱动模具推出机构实现塑件动脱模推动动力源手动推出机动推出液压气动推出机构模具设计采塑件留动模保证塑件推出变形损坏保证塑件良外观结构
21 塑件结构图
基测绘运UG软件绘制三维图导出二维图添加相关尺寸结果图2122示：
图1 塑件三维图 （a）正面 （b）背面
图2 塑件二维图
22 塑件材料选择分析
221 材料选择
产品遥控器电池盖首先性分析必须具备定综合机械性包括良机械强度定耐寒性耐油性耐水性化学稳定性电器性满足性塑料材料种材料源材料成考虑ABS更适合ABS目前世界应广泛材料源广成低符合塑料成型济性选材料时考虑采ABS作遥控器外壳ABS满足性合成型特性
ABS料件较光泽密度102～105gcm3ABS（抗）收缩率03～08ABS（耐热）收缩率03～08ABS具抗击强度低温迅速降解良机械强度定耐磨性耐寒性耐油性耐水性化学稳定性电气性水机盐碱酸类ABS影响酮醛酯氯代烃中会溶解形成乳浊液溶部分醇类烃类溶剂烃长期接触会软化溶胀ABS塑料表面受冰酸醋植物油等化学药品侵蚀会引起应力开裂ABS定硬度尺寸稳定性易成型加工调色配成颜色缺点赖热性高连续工作温度70°C左右热变形温度约93°C左右耐气候性差紫外线作易变硬发脆
222 途
ABS机械工业制造齿轮泵叶轮轴承手道电机壳仪表壳仪表盘水箱外壳等汽车工业ABS制造汽车挡泥板扶手热空气调节加热器等ABS夹层板制轿车车身ABS制作纺织器材电器零件文教体育品玩具电子琴收录机壳体农药喷雾器家具等
223 成型特点
ABS升温粘度增高成型压力较高塑料脱模斜度宜稍ABS易吸水成型加工前应进行干燥处理易产生熔接痕模具设计时应量减浇注系统料流阻力正常成型条件壁厚熔料温度收缩率影响极求塑件精度高时模具温度控制50～60°C求塑件光泽耐热时应控制60～80°C
224 ABS注射参数
注射类型：螺杆式
螺杆转速：30～60rmin
喷嘴类型：形式 直通式温度 180～190°C
料筒温度：前段 200～210°C中段 210～230°C段 180～200°C
模具温度：50～70°C
注射压力：70～90 MPa
保压力 ：50～70 MPa
注射时间：3～5 S
保压时间：15～30 S
冷时间：15～30 S
成型时间：40～70 S
23 塑件工艺结构分析
231 尺寸精度
影响尺寸精度素首先模具制造精度模具磨损程度次塑料收缩率波动成型时工艺条件变化塑件成型时效变化模具结构形状等塑件尺寸精度高应保证求前提选低精度等级
塑件公差数值根SJ137278塑料制件公差数值标准确定精度等级选择般精度4级精度公差值者8级精度取值表1示
表１ 塑件尺寸公差（㎜）
基尺寸
精度等级
基尺寸
精度等级
4
8
4
8
~3
012
048
>65~80
038
16
>3~6
014
056
>80~100
044
18
>6~10
016
061
>100~120
050
20
>10~14
018
072
>120~140
056
22
>14~18
020
080
>140~160
062
24
>18~24
022
088
>160~180
068
27
232 脱模斜度
塑件冷时收缩会紧紧包紧型芯型腔中凸起部分便塑件中抽出型芯型腔中脱出塑件防止脱模时拉伤塑件设计时必须塑件外表面脱模方留足够斜度脱模斜度取决塑件形状壁厚塑料收缩率影响塑件前提脱模斜度取
开模塑件留型腔查表[7]知ABS脱模斜度：型腔：40ˊ～1°20ˊ型芯：35ˊ～1°果开模塑件留型腔时塑件表面脱模斜度应塑件外表面脱模斜度值反次设计塑件中设ABS脱模斜度：型腔：1°型芯：50ˊ般情况脱模斜度包括塑件公差范围
233 壁厚
塑件壁厚塑件质量影响壁厚成型时流动阻力型塑件难充满型腔塑件壁厚尺寸应满足方面求：具足够强度刚度脱模时够受推出机构推出力变形够受装配时紧固力查热塑性塑件壁厚推荐壁厚知 ABS制件壁厚08mm中型塑件推荐壁厚1mm
塑件壁厚应致否会冷固化速度产生附加应力塑件产生翘曲缩孔裂纹甚开裂塑件局部厚会出现凹痕部会产生气泡求必需壁厚时壁厚例应超13应采适修饰半径减缓厚薄渡部分突然变化
综根塑件性求塑件壁厚取值塑件壁厚δ1mm
234 圆角
塑件求部位采尖角外转角处应圆角渡减转角处应力集中避免受力击震动时发生破裂脱模程中成型应力造成开裂尤塑件角处通常壁圆角半径取壁厚半外壁圆角半径壁厚15倍般圆角05mm塑件圆角半径参见塑件零件图
235 倒扣
该塑件电池盖便固定电器该塑件设置倒扣
3 注塑机型号选择确定
注射模安装注射机工艺装备设计注射模时应该详细解注射机技术规范设计出符合规范模具注射机规格确定根塑件型腔数目排列方式确定模具结构形式初步估算外型尺寸前提设计员应模具需注射量注射力锁模力注射压力拉杆间距模具厚度推出形式推出位置推出行程开模距离等进行计算
31 注塑程注射量计算
311 塑件质量体积计算
该设计根塑件图样建立塑件模型通UG测量塑件：
塑件体积V1348 mm³
塑件质量m11g
312 浇注系统凝料初步计算确定
该模具采模四腔塑件体积06倍计浇注系统凝料体积：
V2V×064×1348×0632352mm³
：该模具次注射需塑料ABS：
体积V1348×4+3235286272mm³
质量Mρ×V108×862729317g
32 注射机型号选定
般注射机高速低速两种特性调节选1000cm²中型注射机注射时间常4s型注射机注射时间12s注射速度般5～7mmin常低速注射．选低速注射注射机时模具设计应注意防止产生冷接缝型腔充填足选高速注射注射量锁模力注射机注射面积重量塑件时模具设计应防止融料充入空气排气良融接良塑件应力增塑料易分解嵌件型芯受击力易发生飞边等弊病
根初步计算选定型号XSZS22卧式注射机技术参数见表2：
表2 注塑机参数
理注射容积(cm³）
20
柱塞直径(mm)
20
注射压力(MPa)
115
注射行程（mm）
130
锁模力(kN)
250
动定模固定板尺寸(mm)
250×280
移模行程(mm)
160
模具厚度(mm)
180
模具厚度(mm)
60
合模形式
液压——机械
喷嘴口孔径(mm)
2
喷嘴球半径(mm)
SR12
33 注射机参数校核
注射生产中注射机成型周期注入熔融质量称塑件注塑量M塑件注塑量M必须等注射机实际注塑量
331型腔数目确定校核
型腔数量注射机塑化速率注射量锁模量等参数关参数校核型腔数量般根注射机料筒塑化速率确定型腔数量
式中 ——注射机注射量利系数般取08
——注射机注塑量g
——浇注系统需塑料质量
——单塑件质量
式中注射机注射体积（cm3）浇注系统凝料体积（cm3）单塑件体积（cm3）
塑料ABS密度103gcm3收缩率04～07取均收缩率05﹪塑件零件图示尺寸单塑件体积V11348mm3
估算浇注系统体积：V32352mm3
注射机注射体V316 cm³
求出：
n<(08x1600032352)13487
设计实例采模四腔型腔布局取n4满足求
332 注塑压力校核
注塑时螺杆作塑料熔体压力熔体流机筒喷嘴模具浇注系统充满模具型腔时会产生模具型腔胀开力 F2应注射机额定琐模力保证注射时发生溢料现象该力
F2P×A P（nAx +A j）
式中：P—熔融塑料型腔压力20MPa~40MPa取30MPa
A—塑件浇注系统分型面投影面积mm²
Ax—塑件分型面投影面积mm²
Aj—塑件浇注系统模具分型面投影面积mm²
流道进料（包括浇口）模具分型面投影面积模具设计前未知数根型腔模具统计分析塑件分型面投影面积02~05倍采035倍塑件分型面投影面积计算通计算
4 Ax4×13485392mm²
A j 035×539218872mm²
A 5392+1887272792mm²
F30×72792254772KN218376KN<250KN选注射机锁模力250KN满足求
4 MOLDFLOW分析
41 制件限元模型建立
首先UG软件中制件模型转换成igs格式导入MPI中采面分析进行网格划分采系统推荐网格长度初试划分结果网格统计结果图3图4示：
图3 制品初步网格划分 图4 初步网格统计
图4网格统计话框：表面三角形单元3612节点1122没柱体单元连通区域1边0公边3910交叉边0配正确单元0相交单元0完全重叠单元0复制柱体0横1168横58496均横2364匹配百分910相互百分848
数清晰出匹配百分90进行流动冷翘曲分析初始限元划分问题横10须网格进行修复
首先网格进行重新划分选择合适网格长度终取网格变长14mm通网格横诊断针横网格运网格工具中种命令插入节点合节点重新划分网格动修复等网格进行处理降低横处理横诊断图8示横降低5803（<6）符合求
修复网格统计结果图5示：表面三角形单元5116节点2562没柱体单元连通区域1边0边7674交叉边0配正确单元0相交单元0完全重叠单元0复制柱体0横1161横5803均横1715匹配百分951相互百分929
数清晰出横10匹配率90进行流动冷翘曲分析较精确结果
图5 修复网格统计
42 佳浇口位置分析
网格处理选择材料ABS然进行佳浇口位置分析浇口设计包括浇口数目位置形状尺寸设计浇口系列变化会塑件熔体填充产生影响浇口设计应保证提供快速均匀衡单方流动充填模式避免射流滞留凹陷等现象发生确定成型方案前制品进行佳浇口位置预分析结果图6示
图9显示出浇口设置佳区域蓝色区域绿色区域较区域淡黄色区域较差区域红色区域差区域
图6 佳浇口位置分析结果
43浇注方案设计
根制件特点表面求精度较高选择侧浇口潜伏式浇口三种浇注方案供选择：①深蓝色区域潜伏式浇口②淡蓝色侧浇口③绿色区域侧浇口
431浇注方案设计
深蓝色区域潜伏式浇口浇口设置圆柱顶杆采冷流道图7示：
432浇注方案二设计
淡蓝色侧浇口浇口设置制件侧部节点N973 N6089 N11205 N16321 样采冷流道图8示：
433浇注方案三设计
绿色区域侧浇口浇口设置制件侧部节点N586 N5702N10818 N15934 样采冷流道图9示：
图7 浇注方案 图8 浇注方案二 图9 浇注方案三
44浇注方案Moldflow流变分析结果较
流变分析目通熔融体流流道浇口填充型腔程模拟预测显示熔体流动前推进方式填充程中压力温度变化气穴熔接痕位置优化模腔布局流变分析包括填充分析保压分析
441填充分析结果较
然填充分析程整成型周期中部分确实非常重程果填充充分进行保压冷程保证制件质量塑料熔融体必须确保填充充分填充分析结果包括填充时间气穴位置熔接痕锁模力熔融体流动前温度
(1) 填充时间
填充时间指熔融体填满整型腔需时间三种方案分析结果分图10图11图12示
图10 填充时间（方案） 图11 填充时间（方案二） 图12 填充时间（方案三）
图出三种方案制件充满较均匀中方案填充时间1625s方案二填充时间07772s方案三填充时间1114s三种方案填充时间相差较填充时间言选择方案二较
(2) 气穴位置
气穴指塑料熔融体注射充填程中模腔原空气外塑料含水分注射温度蒸发成水蒸气塑料局部热分解产生低分子挥发性气体等三种方案气穴位置分析结果图13图14图15示
图13 气穴位置（方案） 图14 气穴位置（方案二） 图15 气穴位置（方案三）
图出方案方案三形成气穴较方案二形成气穴较少位制件边缘样影响美观易设置排气位置气穴位置说方案二较
（3） 熔接痕
熔接痕模具位置浇口处流出熔融塑料汇聚时形成交接痕迹熔接痕形成原浇口流出熔料形状复杂型腔达汇聚处时温度压力速度完全致产生塑料制品成型中熔接痕影响制品外观易产生应力集中影响制品总体强度三种方案形成熔接痕位置分图16图17图18示
图16 熔接痕（方案） 图17 熔接痕（方案二） 图18 熔接痕（方案三）
图出方案形成熔接痕方案二两条方案二方案三两条影响太熔接痕言方案三方案二方案
（4）锁模力
锁模力进行注塑时闭合模具需力锁模力：XY图表示锁模力时间变化情况计算锁模力时XY面作分型面锁模力根单元XY面投影面积单元压力进行计算锁模力会着型腔充填逐渐变化降低锁模力值重设法降低充填需压力三种方案锁模力分析结果图19图20图21示
图19 锁模力（方案）
图20 锁模力（方案二）
图21 锁模力（方案三）
知充填时锁模力方案132324吨方案二98892吨方案三141029吨锁模力言方案二更
（5）熔融体流动前温度
熔融体流动前温度指熔融体流动前某节点温度制件较薄方果温度太低会造成滞流短射现象发生果温度太高会塑料聚合体发生降解造成制件表面缺陷两种方案熔融体流动前温度分析结果图22图23图24示
图22 流动前温度（方案） 图23 流动前温度（方案二） 图24 流动前温度（方案三）
图出方案熔融体流动前温度较均匀相言凹槽处温度较低凹槽部位较薄容易产生滞流短射现象方案二熔融体流动前温度处温差接绝部分设置模温230°C相方案方案三温差相差较分布较均匀熔融体流动前温度言方案二较
442保压分析结果较
塑料熔融体融态冷固态时体积变化注射保压时间目浇口塑料熔融体保持压力模腔塑料制品产生收缩时塑料熔融体继续充满型腔
（1） 体积收缩率指塑料聚合物熔融温度逐步冷周围温度时发生收缩两种方案体积收缩率结果图25图26图27示
图25 体积收缩率（方案） 图26 体积收缩率（方案二） 图27 体积收缩率（方案三）
图出方案体积收缩率8体积收缩较均匀方案二体积收缩率6479方案三体积收缩率6404相较言方案体积收缩总体计较均匀方案二方案三收缩率较优势均
通模流分析预先分析出产品发生成型缺陷找出缺陷产生原提供相应改进方法面模具设计提供模具分析初步出结：
a 模具浇口位置初步设定离塑件中部中心位置X方30mmY方10mm处
b 熔接痕均分布塑件边缘重部分会影响塑件美观符合设计求
c 塑件气穴位塑件边缘利分型面排气
根制件具体求填充流动分析较综合考虑模具制造难易采浇注方案二较设计实例采浇注方案二设计采长边方侧浇口冷流道
45 冷系统方案设计
冷时间整注塑生产周期中占80注塑冷系统设计直接影响着注塑生产率制件质量完善冷系统设计显著减少冷时间消冷均匀引起翘曲变形部残余应力衡量注射模冷系统优劣两标准：第注射模成型冷时间短第二注塑件表面温度均匀减少塑件变形
451 冷系统方案设计
根塑件形状特点三种冷方案设计
冷系统设计方案：采16根冷水径8mm较稀疏道中心间距32mm较密集道中心间距18mm8冷液入口冷液选水图27示
冷系统设计方案二：采32根冷水径8mm8冷液入口冷液选水图28示
冷系统设计方案三：采32根冷水径8mm16冷液入口冷液选水图43示
图28 冷装置（方案） 图29 冷装置（方案二） 图30 冷装置（方案三）
452 冷分析结果较
三种方案较
（1）回路壁温度
回路壁温度冷液道接触面温度水路壁温度冷液入水温度相差超5度图31图32图33示结果显示水路区域热集中情况
图31 回路壁温度（方案） 图32 回路壁温度（方案二） 图33 回路壁温度（方案三）
图中出三种方案冷方式入水口出水口温度增长均没超 冷方案高回路壁温度2605入水口出水口温差103冷方案二高回路壁温度2574入水口出水口温差073冷种情方案三高回路壁温度2572入水口出水口温差071知三种方案效果相差
（2） 达顶出温度时间
达顶出温度时间制件冷时间理想情况制件应该短时间均匀冷三种方案冷时间分图34图35图36
图34 制件冷时间（方案） 图35 制件冷时间（方案二） 图36 制件冷时间（方案三）
图中分析结果出两种方案中冷方案需长冷时间1022s短冷时间00748s冷方案二需长冷时间1024s短冷时间0749s冷方案三需长冷时间1025s短冷时间0749s知三种方案冷时间较短制件冷时间三种方案均
453 翘曲分析结果较
分析知设计中引起翘曲原冷均收缩均三种冷方案翘曲分析结果图37图38图39示
图37 总体翘曲变形（方案） 图38 总体翘曲变形（方案二） 图39 总体翘曲变形（方案三）
图中分析结果出冷方案翘曲量02195mm冷方案二翘曲量5773mm冷方案三翘曲量02197mm见冷方案二翘曲值较方案方案三设计更
46 冷系统设计总结
分析知方案二变形量太方案方案三效果接综合考虑加工难易产品济性选择方案塑件进行冷
5 浇注系统设计
浇注系统指凝料熔体注射机喷嘴射出达型腔前模具流通道浇注系统分普通流道浇注系统热流道浇注系统两类浇注系统设计注射模具设计重环节获优良性理想外观塑料制件佳成型效率直接影响
该模具采普通流道浇注系统普通浇注系统般流道分流道浇口冷料穴等四部分组成
浇注系统尺寸否合理仅塑件性结构尺寸外质量等影响效塑件塑料利率成型效率等相关
浇注系统进行整体设计时般应遵循基原：
① 解塑料成型性塑料熔体流动性
② 采尺量短流程减少热量压力损失
③ 浇注系统设计应利良排气
④ 防止型芯变形嵌件位移
⑤ 便修整浇口保证塑件外观质量
⑥ 浇注系统应结合型腔布局时考虑
⑦ 流动距离流动面积校核
51 流道设计
流道连接注射机喷嘴分流道段通道通常注射机喷嘴轴线断面圆形带定锥度图40示
注射机喷嘴头部流道衬套球面半径1~2 mm流道进口直径d注射机喷嘴出口直径应05~1 mm作：补偿喷嘴流道中误差二避免注射机注射时喷嘴流道间造成漏料积存冷料流道法脱模便取出流道中凝料流道做成圆锥形锥角般圆锥形表面粗糙度应流道出口应做成圆角圆角半径减少压力损失回收料量流道长度短常取流道出口端面应定模分型面齐免出现溢料流道高温塑料喷嘴反复接触容易损坏便更换常设计成拆卸流道衬套结构流道衬套进口端注射时未受喷嘴压力时出口端分流道浇口承受型腔反压力流道衬套应带凸缘固定定模
图40 流道设计
流道高温塑料喷嘴接触碰撞模具流道部分通常设计成拆卸更换流道衬套简称浇注套浇口套便选优良刚单独加工热处理浇口套作：1）模具安装时进入定位孔方便注射机定位注射机喷嘴孔吻合受塑料反压力致推出模具2）作浇注系统流道料筒塑料渡模具保证料流利畅通达型腔注射程中应塑料溢出时保证流道凝料脱出方便该浇注套采分体式注射机定模板中心定位孔配合定位台肩构成流道部分分开制作
52 流道尺寸
根选XSZS22型号注射机相关尺寸
喷嘴前端孔径：d020mm
喷嘴前端球面半径：R012mm
根模具流道喷嘴关系：RR0+(1~2)mmdd0+(05~1)mm
取流道球面半径：R13mm
取流道端直径：d25mm
便凝料流道中取出流道设计成圆锥形起斜度2°~6°处选3°换算流道端直径627 mm流道图41示：
图41 流道示意图
53 分流道设计
分流道流道浇口间通道开设B板A板间分流道长度取决模具型腔总体布置浇口位置分流道设计应短减少压力损失热量损失流道凝料常分流道断面尺寸推荐表3示
表3 流道断面尺寸推荐值
塑料名称
分流道断面直径mm
塑料名称
分流道断面直径 mm
ABSAS
40~95
聚苯乙烯
35~10
聚乙烯
16~95
软聚氯乙烯
35~10
尼龙类
16~95
硬聚氯乙烯
65~16
聚甲醛
35~10
聚氨酯
65~80
丙烯酸
8~10
热塑性聚酯
35~80
抗击丙烯酸
8~125
聚苯醚
65~10
醋酸纤维素
5~10
聚砜
65~10
聚丙烯
5~10
离子聚合物
24~10
异质晶体
8~10
聚苯硫醚
65~13
分流道断面形状圆形矩形梯形U形六角形减少流道压力损失希流道截面积表面积减传热损失流道截面积周长值表示流道效率中圆形正方形效率高正方形流道凝料脱模困难般制成圆形流道该模具取圆形断面形状直径6mm
流道表面粗糙度
54 冷料穴设计
冷料穴般位流道面浮动模板处分流道末端作存放料流前端冷料防止冷料进入型腔形成冷缝开模时流道中凝料拉出冷料穴尺寸宜稍流道端直径长度约流道端直径
流道冷料井设计成带拉料杆冷料井底部根拉料杆组成拉料杆装推杆固定板推杆脱模机构连冷料井孔设计成倒锥形便流道凝料拉出推出时塑件流料凝道动坠落易实现动化操作
流道冷料井设计图42示：
图42 流道冷料井设计
55 浇口设计
浇口连接分流道型腔段细短通道浇注系统关键部分浇口形状数量尺寸位置塑件质量影响浇口作两：塑料熔体流进通道二浇口适时凝固控制保压时间分流道输送熔融塑料流速产生加速度形成理想流态序迅速充满型腔时起着封闭型腔防止熔料倒流作成型便浇口塑件分离
根浇口位置选择求量缩短流动距离避免熔体破裂现象引起塑件缺陷浇口应开设塑件壁厚处等求电池盖表面质量美观效果求较高浇口痕迹影响塑件表面质量美观效果该模具采矩形测浇口浇口开定模部分浇口设计图43
图43 浇口示意图
进料口尺寸：长L2mm厚度t03mm
56 浇注系统衡
中型制品注射模具广泛模腔形式设计时应量保证型腔时均充填成形般制品形状模具结构允许情况应流道型腔分流道设计成长度相等形状截面尺寸相（型腔布局衡式）形式否需通调节浇口尺寸浇口流量成形工艺条件达致浇注系统衡
6 模具结构分型面设计
61 型腔数量排列方式确定
型腔数越时精度相降低仅型腔加工精度参差熔体模具流动匀致精密塑件量腔模形式SJT 10628—95标准中规定12级超精密级塑件宜模腔尺寸数目少时模二腔34级精密级塑件宜模四腔塑件尺寸精度考虑该塑件精度等级5级型腔数目应控制四腔电池盖精度求般采模四腔型腔排列方式图44示：
图44 型腔排列方式
62 分型面设计
分型面受塑件模具中成型位置浇注系统设计塑件结构工艺性精度形状摧出方法模具制造排气操作工艺等种素影响选择分型面时应综合分析
塑料件外观质量求较高防止塑件外表面出现飞边影响外观质量分型面塑件边缘轮廓设置采动模框定模框接形成塑件轮廓曲线相致分型面形式中动模框定模框分镶嵌型腔板型芯板中分型面呈空间曲面形式形状图45示：
图45 分型面设计
7 成型零部件设计计算脱模斜度确定
成型零件结构设计指构成模具型腔零件通常凹模型芯种成形杆成形环
注射模具成型零件指构成模具型腔零件通常包括凹模型芯成型杆等凹模形成制品外表面型芯形成制品表面成型杆形成制品局部细节成形零件作高压容器部尺寸强度刚度材料热处理加工工艺性影响模具质量寿命重素
设计时应首先根塑料性制件求确定型腔总体结构进浇点分型面排气部位脱模方式等然根制件尺寸计算成型零件工作尺寸机加工工艺角度决定型腔零件结构细节尺寸机加工工艺求等外塑件融体高压力应该关键成型零件进行强度刚度校核
工作状态中成型零件承受高温高压塑件熔体击摩擦冷固化中形成塑件形体尺寸表面开模脱模时需克服塑件粘着力万次甚十万次注射周期成型零件形状尺寸精度表面质量稳定性决定塑件制品相质量成型零件充模保压阶段承受高型腔压力作高压容器强度刚度必须容许范围成型零件结构材料热处理选择加工工艺性影响模具工作寿命素
71 凹模（型腔）结构设计
凹模称型腔成型塑件外轮廓零件结构分整体式组合式两类整体式适形状简单塑件镶拼组合式适形状复杂塑件加工便型腔设计塑件形状简单整体式结构形状尺寸图4647示
图46 凹模
图47 凹模二维图
72 型芯结构设计
成型塑件表面零件称凸模型芯型芯型芯螺纹型芯螺纹型环等结构简单容器壳罩盖类塑件成型体部分表面零件称型芯凸模成型孔槽型芯称型芯成型杆
721 型芯结构设计
结构型芯分整体式组合式两种考虑设计塑件结构简单采整体式结构形状尺寸图4849示图中处圆孔顶杆位置
图48 型芯三维图
图49 型芯二维图
722 型芯结构设计
塑件零件图出塑件外表面设凹槽需凹模开设型芯
（1）柱块型芯 型芯结构图50图51示
图50 柱块型芯三维图 图51 柱块型芯二维图
（2）长方体型芯 型芯结构图52图53示
图52 长方体型芯三维图 图53长方体型芯二维图
73 斜顶杆设计
塑件零件图知塑件部设两处倒扣倒扣利成型倒扣处应设置斜顶杆斜顶杆利UG软件进行补片设计形状布置方式图54示：
图54 斜顶杆
斜顶杆倾斜角关系斜顶杆承受弯曲力实际达抽拔力关系斜顶杆长度开模行程倾角增开模行程斜顶杆效工作长度均减少利减少模具尺寸斜顶杆受弯曲力开模阻力均增加斜顶杆受力情况变差综合考虑般倾角宜超25选取斜顶杆构件图55示
图55 斜顶杆构件
74成型零件尺寸计算
计算简便起见孔类尺寸均尺寸作公称尺寸公差正轴类尺寸均尺寸作公称尺寸公差负
741 定模型腔径尺寸计算
定模径尺寸计算采均尺寸法公式：
式中 ——定模径尺寸（mm）
——塑件均收缩率（ABS收缩率03～08％）
——塑件径公称尺寸（mm）
——塑件公差值(mm)（34项系数塑件精度尺寸变化取100）
——模具制造公差（mm）(塑件尺寸较精度级较低时δz计塑件尺寸较精度级较高时δz1∕3Δ)
——塑料收缩率（％）
742 定模型腔深度尺寸计算
定模深度尺寸采均尺寸法公式
式中 ——定模深度尺寸（mm）
——塑件高度公称尺寸（mm）
遥控器电池盖属精度等级高零件取x△ 2△302×2∕3013
取△∕3＝033
符号意义
743 动模型芯径尺寸计算
动模型芯径尺寸计算采均尺寸法公式：
——型芯径尺寸（mm）
——型芯制造公差（mm）
符号意义
744 动模型芯深度尺寸计算
动模型芯深度尺寸采均尺寸法公式：
——深度尺寸（mm）
——塑件孔深度尺寸（mm）
符号意义
出型腔型芯工作尺寸计算见表4
表4 型腔型芯工作尺寸
类
塑件尺寸
计算公式
工作尺寸
型腔工作尺寸计算
600100
[(1+S)Ls05△]0+δz
610+033
450040
[(1+S)Ls05△]0+δz
45120+013
50018
[(1+S)Hs23△]0+δz
4910+006
30016
[(1+S)Hs23△]0+δz
2910+005
1750+024
[(1+S)Hs+23△]0+δz
17690008
1250+022
[(1+S)Hs+23△]0+δz
12670007
中心距尺寸计算
75
(1+S)Cs±12δz
754±01
30
(1+S)Cs±12δz
3015±016
35
(1+S)Cs±12δz
3518±018
8
(1+S)Cs±12δz
804±01
75 成型零件脱模斜度确定
塑件成型便脱模成型零件脱模方应脱模斜度值塑件精度脱模难易定般保证塑件精度前提宜量取便脱模型腔脱模斜度型芯脱模斜度取塑料型芯包紧力较难脱模
次设计塑件低级精度求脱模斜度选择应保证配合面23长度范围满足塑件公差求型腔外表较倾斜角度零件更容易脱模设型芯脱模角度a2°
8 导定位机构设计
注射模导机构导柱导锥面定位两种类型导柱导动定模间开合模导脱模机构运动导锥面导机构动定模间精密中定位
81 机构功
811 导机构功
①定位作②导作③承载作④保持运动稳作
812 定位机构功
薄壁精密塑件注射模型深型腔注射模生产批量注射模仅导柱导机构完善必须动定模间增设锥面定位机构保持精密定位轴度求
采标准模架时模架身带导装置般情况设计员模架规格选需采精密导定位装置须设计员根模具结构进行具体设计
模具型模具精度求高需定位机构直接导机构定位
82 导结构总体设计
1导零件应合理均匀分布模具周围边缘部位中心模具边缘应足够距离保证模具强度防止导柱导套压入变形
2该模具采4根导柱布置等直径导柱称布置
3该模具导柱安装定模板导套安装动模板
4保证分型面接触导柱导套分型面处应制承屑板削面导套孔口倒角
5导柱导套导孔轴线应保证行
6合模时应保证导零件首先接触避免凸模先进入型腔导致模具损坏
7动定模板采合加工时确保轴度求
83 导柱设计
1该模具采带头导柱加油槽
2导柱长度必须凸模端面高度高出6～8mm
3导柱利进入导孔导柱端部常做成圆锥形球形先导部分
4导柱直径应根模具尺寸确定应保证具足够抗弯强度（该导柱直径标准模架知Φ2
5导柱安装形式导柱固定部分模板H7m6配合导柱滑动部分H7f7间隙配合
6导柱工作部分表面粗糙度Ra04μm
7导柱应具坚硬耐磨表面坚韧易折断芯采低碳钢渗碳淬火处理碳素工具钢T8AT10A淬火处理硬度55HRC45#钢调质表面淬火低温回火硬度55HRC处采碳素工具钢T8A
84 导套设计
1结构形式：采带头导套（Ⅰ型）导套固定孔导柱固定孔时钻分扩孔保证配合精度
2导套端面应倒圆角导柱孔做成通孔利排出孔剩余空气
3导套孔滑动部分H7f7间隙配合表面粗糙度Ra04μm导套外径H7m6配合镶入模板
4导套材料淬火钢铜（青铜合金）等耐磨材料制造硬度应低导柱硬度样改善摩擦防止导柱导套拉毛
85 导柱导套配合形式
导柱导套配形式根模具结构生产求定该模具采配合形式图56示：
图56 导柱导套配合
9 模具冷系统设计
91 模具加热冷系统设计点
911 模具温度模具影响
（1）模具成型程中模具温度会直接影响塑料充模定型成型周期塑件质量
（2）模具温度高成型收缩脱模塑件变形率容易造成溢料黏模
（3）模具温度低熔体流动性差塑件轮廓清晰表面会产生明显银丝流纹等缺陷
（4）模具温度均匀时型芯型腔温度差塑件收缩均匀导致塑件翘取变形会影响塑件形状尺寸精度
综述模具需设置温度调节系统达理想温度求通常温度调节系统包括冷系统加热系统两种塑件采ABS黏度低流动性较模具温度求高设计冷系统加热系统需设计
冷系统计算麻烦进行简单计算单位时间熔体凝固时放出热量应等冷水带走热量模具温度设40℃
912 冷系统设计原
（1）量保证塑件收缩均匀维持模具热衡
（2）冷水孔数量越孔径越塑件冷效果越均匀根验般冷水孔中心线型腔壁距离应冷水孔直径1~2倍冷水孔中心距约3~5倍水孔直径般6~12
（3）冷水孔型腔表面距离相等塑件壁厚均匀时冷水孔型腔表面距离应处处相等
（4）浇口处加强冷般注射成型时浇口附温度高距浇口越远温度越低加强浇口处冷
（5）量降低进水出水温度果进水出水温度模具温度分布均匀
（6）合理选择冷水道形式
（7）合理确定冷水接头位置影响操作进出口水接头通常设注射机背面模具侧
（8）冷系统水道量避免模具机构（推杆孔型芯孔等）发生干涉现象设计时通盘考虑
92 冷系统设计
921 冷介质选择
冷介质冷水压缩空气冷水较水热容量传热系数成低水冷模具型腔周围部开设冷水道ABS黏度低流动性成型工艺求模具温度太高常采水模具冷
922 冷水体积流量计算
式中：
Q1—单位质量塑件制品凝固时放出热量ABS4 ×10²kJ kg
W—单位时间（分钟）注入模具中塑件质量（kgmin）分钟注2次
ρ—冷水密度（1000 kg m³）
C1—冷热容（4187kJ kg℃）
θ1—冷水出口温度（取26℃）
θ2—冷水进口温度（取室温温度25℃）
qv12085×2×4×10²／1000×4187×100365 m³min
923 定冷水直径
冷水处湍流状态取冷水孔直径d6mm
924 冷道设计
前面moldflow冷水道分析知选择方案三布置图30示图57示冷水路模具中位置
（1） 视图 （2）侧视图
图57 冷道模具中位置
10 顶出系统设计
注射成形循环中塑料制品必须准确误模具凹模中型芯脱出模具中种脱出塑件机构称脱模机构常称推出机构脱模机构作包括脱出取出两动作首先塑件浇注系统凝料等模具松动分离称脱出然脱出物模具取出
101 制品推出基方式
模具中推出零件分：推杆推出推件板推出推推出推块式脱模
102 推出脱模机构选原
设计推出脱模机构必须根制品形状复杂程度注塑机推出机构形式选取采种类型推出脱模机构选原：
a 制品脱模致变形推力分布均匀推力面型芯
b 制品推出时造成碎裂推力应设制品承受较力方肋部凸缘壳体壁等处
c 量损伤制品外观
d 推出机构应动作运动灵活制造方便配换容易
103 推杆形式
根塑件形状特点 模具型腔定模部分型心动模部分推出机构采推杆推出机构推件板推出机构分型面台阶便加工降低模具成采推杆推出机构推杆推出机构结构简单推出稳然推出时会塑件留顶出痕迹塑件底部装配时 影响外观设立30推杆衡布置达推出塑件目降低加工成注：推杆推出塑件推杆前端应型腔型心面高出0102mm
采推杆推出推杆截面圆形推杆推出动作灵活推杆损坏便更换结合制品结构特点模具型腔结构采整体式型腔板种结构工作程中精度高模具中容易加工 推出机构中采厂组合式推杆图中种结构防止推杆作程中受弯曲力侧压力折断产品较外折断易更换里采设计推杆全部固定顶杆固定板图57示：
图57 复位杆顶杆组装方式
104 推件力计算
般塑件通孔壳形塑件式计算确定脱模力（Q）：
Q A ×(μCOSSIN )
式中 A—塑件包络型芯面积
塑件收缩率产生单位面积正压力般取
78——118MPa
脱模斜度
μ—塑件钢摩擦系数01~03
A832525 mm²
Q 832525×10(01*COS2SIN2) ×2999030(N)
105 推杆设计
①推杆强度计算 查塑料模设计手册二式597
d（）
式中d——圆形推杆直径cm
——推杆长度系数≈07
l——推杆长度cm
n——推杆数量
E——推杆材料弹性模量N(钢弹性模量E21107N)
Q——总脱模力
计算 d199 mm
根塑料结构采顶杆顶出方式取顶杆直径2mm
②推杆压力校核 查塑料模设计手册式598
σ﹦
σs 取320Nmm²
计算σ3995 Nmm²
σ＜σs 推杆应力合格硬度HRC50～65
综述推杆设计图58示
图58 推杆
106 推杆材料
推杆材料45钢T8T10碳素工具钢推杆头部需淬火处理硬度50HRC表面粗糙度Ra16μm较表面质量防止推杆孔咬死延长寿命存放推杆时防止害气体介质侵蚀应涂二硫化钼处推杆材料45钢
107 推杆复位
推杆作推出零件脱模机构完成次脱模动作开始次注射工作循环时制品接触推杆必须回复初始位置必须设复位装置复位装置复位杆复位弹簧复位两种形式次设计采复位杆复位装置
11 模架选择
学校作设计时模架部分行设计生产现场设计中选标准模架确定出标准模架形式规格标准代号
标准件包括通标准件模具专标准件两类通标准件紧固件等模具专标准件定位圈浇口套推杆推导柱导套模具专弹簧冷加热元件序分型机构精密定位标准组件等
注塑模模架国家标准两GBT12556——1990塑料注射模中型模架技术条件GBT12555——1990塑料注射模型模架塑料模具蓬勃发展现全国部分区形成标准该设计采龙记标准模架型号：CI2330A30B35C80图59示：
图59 模架
模板部分结构尺寸表5示：
表5 模板部分结构尺寸
1
定模固定板
长 ×宽×厚
300mm ×280mm ×25mm
2
定模板
长 ×宽×厚
300mm ×230mm ×40mm
3
动模板
长 ×宽×厚
300mm ×230mm ×45mm
4
垫块
长 ×宽×厚
300mm× 43mm×90mm
5
推杆固定板
长 ×宽×厚
290mm ×140mm ×15mm
6
推板
长 ×宽×厚
290mm ×140mm ×20mm
7
动模固定板
长 ×宽×厚
300mm ×280mm ×25mm
根述设计终设计出合理模具
12 模具工作程
121 模具装配图
模具装配三维图二维图分图60图61示：
图60 模具装配三维图
图61 模具装配二维图
1定模座板2定模板3型腔4导套5导柱6型芯7动模板8复位杆9螺钉10垃圾钉11动模座板12顶针固定板13推板14顶针15斜顶杆16紧固螺钉17动模水路18定模水路19塑件20定位环21定位环螺丝22浇口套23流道24紧固螺钉25拉料杆26斜顶耐磨块27销钉28限位块29斜顶座
122 模具工作原理
合模时导柱导套导定位动模定模闭合型腔定模板凹模固定动模板凸模组成注塑机合模系统提供锁模力锁紧然注射机开始注射塑料熔体定模浇注系统竟型腔熔体充满型腔保压补缩冷定型开模开模时注射机合模系统带动动模退模具动模定模分型面分开塑件包凸模动模起退时拉料杆浇注系统流道凝料浇口套中拉出动模移动定距离注射机顶杆接触推板推出机构开始动作推杆拉料杆分塑件浇注系统凝料凸模冷料穴中推出塑件浇注系统凝料起模具中落完成次注射程合模时推出机构复位杆复位准备次注射
123 开模行程校核
注射机开模行程限制塑件模具中取出时需开模距离必须注射机开模距离单分型面模具开模行程式校核：
H1 +H 2+(5~10)mm≤ S
式中 S—注射机开模行程mm
H1—推出距离（开模距离）mm
H2—包括流道凝料塑件高度（mm）
左边值
H1 +H 2+(5~10)mm 65 +70 +4+(5~10)144~149mm
160 mm >149mm开模条件形成符合求
13 结
设计电池壳注射成型专门设计达质量效率高设计采潜伏式浇口推板推杆次脱模方式进行设计数零件采通零件
次设计电话听筒壳注射模设计时充分利CADUGMoldFlow等二维三维绘图仿真软件缩短设计生产周期提高生产效率降低劳动强度保证质量降低模具生产成
次设计模具尚存设计足加完善修改
14 济性分析报告
做成该模具需具体费示：
材料费：
零件名称
材料
尺寸
单价
数量
重量
金额（元）
动模座板
Q235
350×350×25
4元千克
1
约24
168
推板
45#钢
180×350×20
42元千克
1
约15
62
推板固定板
45#钢
180×350×20
42元千克
1
约15
62
垫块
Q235
350×58×90
4元千克
2
约40
160
定模座板
Q235
350×350×25
4元千克
1
约24
168
定位圈
45#钢
42元千克
1
10
型腔
PMS
200×150×40
28元千克
1
约22
616
型芯
PMS
200×150×40
28元千克
1
约22
10
浇口套
T8A
6元千克
1
30
拉料杆
T8A
6元千克
1
10
定模板
PMS
300×350×65
28元千克
1
约54
1512
动模板
PMS
350×300×50
28元千克
1
约42
1176
推杆
T8A
6元千克
30
200
总计：
4184
配件费：
六角螺纹
45#钢
M4×16
3元
2
6
六角螺纹
45#钢
M10×25
3元
4
12
六角螺纹
45#钢
M10×30
3元
4
12
六角螺纹
45#钢
M14×125
35元
4
14
六角螺纹
45#钢
M14×35
35元
6
21
六角螺纹
45#钢
M14×20
35元
2
7
限位螺钉
45#钢
3元
4
12
冷水
9元
4
36
六角螺纹
45#钢
M16×100
4元
4
16
总计：
136
加工费：
真空淬火费8元千克
约100千克
800
数控加工费总250元时
约12时
3000
线切割费250元时
约10时
2500
加工中心费200元时
约30时
6000
机床加工12时
约24时
288
总计：
12588
试模费：试模费500元时模具出厂需进行生产300件产品模具生产周期约40~150S均生产周期约95S计算75件时约时间4时总额2000元
维修费：模具进行批量生产约500000件天工作8时约需5年时间维修次数约10次次约100元总额约1000元
零件：费约300元
总造价：约20000元民币
该模具生产出产品单利润04元生产2000000件获利800000元
致 谢
次设计根前学校学理知识结合工厂实历完成电池盖毕业设计
3月忙碌次毕业设计已接尾声选题开题报告外文翻译图形绘制终完成说明书期间礼拜XX老师会集中进行指导感谢XX老师帮助
首先感谢XX导师老师X老师时工作繁忙做毕业设计阶段予悉心指导帮助说没李老师悉心指导帮助利完成毕业设计X老师周安排见面会兢兢业业排忧解难仅治学严谨师表堪称良师益友教仅知识处世积极态度表示衷心感谢
次感谢学四年老师材料成型控制工程专业知识基础时感谢学正支持鼓励次毕业设计会利完成
感谢XX学四年力栽培
总感谢位关心爱护
参 考 文 献
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2 吴斌周京ProENGINEER 模具设计技术实践北京：电子工业出版社2007
3 刘琼塑料注射Moldflow实教程北京：机械工业出版社2008
4 屈华昌塑料成型工艺模具设计北京：机械工业出版社1996
5 冯炳尧等模具设计制造简明手册海：海科学技术出版社1998
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1 绪
11 课题容
设计套够高效率生产高质量电池盖注射模
12 课题背景
塑料材料具许优点目前正逐渐成金属材料良代材料领域出现金属材料塑料化趋势作注塑成型加工工具注塑模具质量精度制造周期注塑成型程中生产效率等方面水高低直接影响产品质量产量成产品更新换代时决定着企业市场竞争中反应力速度着塑料新品种断出现塑料制品结构外观求日益提高产品设计模具设计程变越越复杂传统模具设计二维环境采手工绘图方式进行已难满足种发展变化需模具设计工作设计员验模具加工制造程度赖生产者操作技存模具设计水低加工质量差生产周期长寿命短等缺陷
注塑模具CAD／CAM技术应根改变传统塑料产品开发模具加工方式提高产品质量缩短开发周期降低生产成强力推动模具工业发展型商品化CAD／CAM 软件Pro／EngineerUnigraphics IICimatronMoldFlow等已开发出专门注塑模具设计功模块模具设计提供十分方便工具资料统计表明采CAD技术模具设计时间缩短50％欧美工业发达国家CAD／CAM已成模具行业种普遍应技术CAD应方面已超越甩掉图板二维绘图初级阶段模具设计中采三维CAD软件企业已接90％目前国少企业开始应CAD软件进行模具设计
UGMoldFlow等软件注塑模具设计中应成功弥补传统设计方法足制品造型分型面创建模具结构设计基数库进行方便易保证制品精度
13 课题源求
课题源景德镇陶瓷学院
A． 设计模具符合加工求装配良成型部件顶出机构
B． 复位机构存干涉现象
C． 分型面成型零件注浇系统冷系统排气系统导机构顶出系统复位系统设计合理工作
D． 模具应运转稳工作结构简单装卸方便便维修调整
E． 模具量通件便降低制造成
14 模具国外发展概况
141 塑料模具行业现状
年模具出口增幅进口增幅2009年中国塑料模具总产值约300亿元民币中出口额约58亿元民币出口塑料模具中低档产品居
整体中国塑料模具数量质量技术力等方面进步国民济发展需求世界先进水相差距型精密复杂长寿命中高档塑料模具年需量进口
142 塑料模具行业发展前景
目前国塑料模具市场断扩国际塑料模具制造逐渐国转移趋势跨国集团国进行塑料模具国际采购趋十分明显展未国际国塑料模具市场总体发展前景美中国塑料模具工业会继续高速发展机遇期
模具制造技术集合机械电子化学光学材料计算机精密检测信息网络等诸学科综合性学科系统工程塑料模具制造技术发展趋势塑料模具产品着更型更精密更复杂更济快速方发展塑料模具产品技术含量断提高塑料模具制造周期断缩短塑料模具生产着数字化信息化图化精细化动化方发展模具企业着技术集成化设备精良化产品品牌化理信息化营国际化方发展年国塑料模具行业结构调整增长方式转变方面已成绩离合理尚定差距需进步调整转变
2 总体方案设计
首先塑件进行测绘该塑件部分面实际测量中允许出现误差测绘UG软件进行三维造型采拉伸旋转扫描混合草图等步骤造型造型结束进行模具设计考虑生产批量济效益塑件精度等级模具采模四腔
选择注塑机注射量锁模力等方面进行考虑确保塑件浇注系统需注射量超注射机容量80％
浇注系统分流道分流道浇口冷料穴等流道中心线注射机喷嘴中心线应条直线外流道高温高压熔融塑料接触外面加浇口套浇口套进行淬火处理样延长模具寿命分流道半径塑料种类需熔融塑料体积关般直径6～10mm模具设计取6mm流道分流道采圆角渡样减料流转渡时阻力分流道布置均匀处理确保熔融塑料流道分流道距离相等分流道表面粗糙度较低熔融塑料冷皮层固定利保温分流道浇口采圆弧渡利熔料流动填充浇口两作起控制作二压力撤销封锁型腔产生倒流冷料穴避免冷料进入型腔影响塑件质量堵塞浇口拉料杆保证浇注系统凝料定模浇口套中拉出终动模起推出便取出接着排气系统设计模具采间隙排气利分型面配合间隙然排气
模具设计采注射机开模动作驱动模具推出机构实现塑件动脱模推动动力源手动推出机动推出液压气动推出机构模具设计采塑件留动模保证塑件推出变形损坏保证塑件良外观结构
21 塑件结构图
基测绘运UG软件绘制三维图导出二维图添加相关尺寸结果图2122示：
图1 塑件三维图 （a）正面 （b）背面
图2 塑件二维图
22 塑件材料选择分析
221 材料选择
产品遥控器电池盖首先性分析必须具备定综合机械性包括良机械强度定耐寒性耐油性耐水性化学稳定性电器性满足性塑料材料种材料源材料成考虑ABS更适合ABS目前世界应广泛材料源广成低符合塑料成型济性选材料时考虑采ABS作遥控器外壳ABS满足性合成型特性
ABS料件较光泽密度102～105gcm3ABS（抗）收缩率03～08ABS（耐热）收缩率03～08ABS具抗击强度低温迅速降解良机械强度定耐磨性耐寒性耐油性耐水性化学稳定性电气性水机盐碱酸类ABS影响酮醛酯氯代烃中会溶解形成乳浊液溶部分醇类烃类溶剂烃长期接触会软化溶胀ABS塑料表面受冰酸醋植物油等化学药品侵蚀会引起应力开裂ABS定硬度尺寸稳定性易成型加工调色配成颜色缺点赖热性高连续工作温度70°C左右热变形温度约93°C左右耐气候性差紫外线作易变硬发脆
222 途
ABS机械工业制造齿轮泵叶轮轴承手道电机壳仪表壳仪表盘水箱外壳等汽车工业ABS制造汽车挡泥板扶手热空气调节加热器等ABS夹层板制轿车车身ABS制作纺织器材电器零件文教体育品玩具电子琴收录机壳体农药喷雾器家具等
223 成型特点
ABS升温粘度增高成型压力较高塑料脱模斜度宜稍ABS易吸水成型加工前应进行干燥处理易产生熔接痕模具设计时应量减浇注系统料流阻力正常成型条件壁厚熔料温度收缩率影响极求塑件精度高时模具温度控制50～60°C求塑件光泽耐热时应控制60～80°C
224 ABS注射参数
注射类型：螺杆式
螺杆转速：30～60rmin
喷嘴类型：形式 直通式温度 180～190°C
料筒温度：前段 200～210°C中段 210～230°C段 180～200°C
模具温度：50～70°C
注射压力：70～90 MPa
保压力 ：50～70 MPa
注射时间：3～5 S
保压时间：15～30 S
冷时间：15～30 S
成型时间：40～70 S
23 塑件工艺结构分析
231 尺寸精度
影响尺寸精度素首先模具制造精度模具磨损程度次塑料收缩率波动成型时工艺条件变化塑件成型时效变化模具结构形状等塑件尺寸精度高应保证求前提选低精度等级
塑件公差数值根SJ137278塑料制件公差数值标准确定精度等级选择般精度4级精度公差值者8级精度取值表1示
表１ 塑件尺寸公差（㎜）
基尺寸
精度等级
基尺寸
精度等级
4
8
4
8
~3
012
048
>65~80
038
16
>3~6
014
056
>80~100
044
18
>6~10
016
061
>100~120
050
20
>10~14
018
072
>120~140
056
22
>14~18
020
080
>140~160
062
24
>18~24
022
088
>160~180
068
27
232 脱模斜度
塑件冷时收缩会紧紧包紧型芯型腔中凸起部分便塑件中抽出型芯型腔中脱出塑件防止脱模时拉伤塑件设计时必须塑件外表面脱模方留足够斜度脱模斜度取决塑件形状壁厚塑料收缩率影响塑件前提脱模斜度取
开模塑件留型腔查表[7]知ABS脱模斜度：型腔：40ˊ～1°20ˊ型芯：35ˊ～1°果开模塑件留型腔时塑件表面脱模斜度应塑件外表面脱模斜度值反次设计塑件中设ABS脱模斜度：型腔：1°型芯：50ˊ般情况脱模斜度包括塑件公差范围
233 壁厚
塑件壁厚塑件质量影响壁厚成型时流动阻力型塑件难充满型腔塑件壁厚尺寸应满足方面求：具足够强度刚度脱模时够受推出机构推出力变形够受装配时紧固力查热塑性塑件壁厚推荐壁厚知 ABS制件壁厚08mm中型塑件推荐壁厚1mm
塑件壁厚应致否会冷固化速度产生附加应力塑件产生翘曲缩孔裂纹甚开裂塑件局部厚会出现凹痕部会产生气泡求必需壁厚时壁厚例应超13应采适修饰半径减缓厚薄渡部分突然变化
综根塑件性求塑件壁厚取值塑件壁厚δ1mm
234 圆角
塑件求部位采尖角外转角处应圆角渡减转角处应力集中避免受力击震动时发生破裂脱模程中成型应力造成开裂尤塑件角处通常壁圆角半径取壁厚半外壁圆角半径壁厚15倍般圆角05mm塑件圆角半径参见塑件零件图
235 倒扣
该塑件电池盖便固定电器该塑件设置倒扣
3 注塑机型号选择确定
注射模安装注射机工艺装备设计注射模时应该详细解注射机技术规范设计出符合规范模具注射机规格确定根塑件型腔数目排列方式确定模具结构形式初步估算外型尺寸前提设计员应模具需注射量注射力锁模力注射压力拉杆间距模具厚度推出形式推出位置推出行程开模距离等进行计算
31 注塑程注射量计算
311 塑件质量体积计算
该设计根塑件图样建立塑件模型通UG测量塑件：
塑件体积V1348 mm³
塑件质量m11g
312 浇注系统凝料初步计算确定
该模具采模四腔塑件体积06倍计浇注系统凝料体积：
V2V×064×1348×0632352mm³
：该模具次注射需塑料ABS：
体积V1348×4+3235286272mm³
质量Mρ×V108×862729317g
32 注射机型号选定
般注射机高速低速两种特性调节选1000cm²中型注射机注射时间常4s型注射机注射时间12s注射速度般5～7mmin常低速注射．选低速注射注射机时模具设计应注意防止产生冷接缝型腔充填足选高速注射注射量锁模力注射机注射面积重量塑件时模具设计应防止融料充入空气排气良融接良塑件应力增塑料易分解嵌件型芯受击力易发生飞边等弊病
根初步计算选定型号XSZS22卧式注射机技术参数见表2：
表2 注塑机参数
理注射容积(cm³）
20
柱塞直径(mm)
20
注射压力(MPa)
115
注射行程（mm）
130
锁模力(kN)
250
动定模固定板尺寸(mm)
250×280
移模行程(mm)
160
模具厚度(mm)
180
模具厚度(mm)
60
合模形式
液压——机械
喷嘴口孔径(mm)
2
喷嘴球半径(mm)
SR12
33 注射机参数校核
注射生产中注射机成型周期注入熔融质量称塑件注塑量M塑件注塑量M必须等注射机实际注塑量
331型腔数目确定校核
型腔数量注射机塑化速率注射量锁模量等参数关参数校核型腔数量般根注射机料筒塑化速率确定型腔数量
式中 ——注射机注射量利系数般取08
——注射机注塑量g
——浇注系统需塑料质量
——单塑件质量
式中注射机注射体积（cm3）浇注系统凝料体积（cm3）单塑件体积（cm3）
塑料ABS密度103gcm3收缩率04～07取均收缩率05﹪塑件零件图示尺寸单塑件体积V11348mm3
估算浇注系统体积：V32352mm3
注射机注射体V316 cm³
求出：
n<(08x1600032352)13487
设计实例采模四腔型腔布局取n4满足求
332 注塑压力校核
注塑时螺杆作塑料熔体压力熔体流机筒喷嘴模具浇注系统充满模具型腔时会产生模具型腔胀开力 F2应注射机额定琐模力保证注射时发生溢料现象该力
F2P×A P（nAx +A j）
式中：P—熔融塑料型腔压力20MPa~40MPa取30MPa
A—塑件浇注系统分型面投影面积mm²
Ax—塑件分型面投影面积mm²
Aj—塑件浇注系统模具分型面投影面积mm²
流道进料（包括浇口）模具分型面投影面积模具设计前未知数根型腔模具统计分析塑件分型面投影面积02~05倍采035倍塑件分型面投影面积计算通计算
4 Ax4×13485392mm²
A j 035×539218872mm²
A 5392+1887272792mm²
F30×72792254772KN218376KN<250KN选注射机锁模力250KN满足求
4 MOLDFLOW分析
41 制件限元模型建立
首先UG软件中制件模型转换成igs格式导入MPI中采面分析进行网格划分采系统推荐网格长度初试划分结果网格统计结果图3图4示：
图3 制品初步网格划分 图4 初步网格统计
图4网格统计话框：表面三角形单元3612节点1122没柱体单元连通区域1边0公边3910交叉边0配正确单元0相交单元0完全重叠单元0复制柱体0横1168横58496均横2364匹配百分910相互百分848
数清晰出匹配百分90进行流动冷翘曲分析初始限元划分问题横10须网格进行修复
首先网格进行重新划分选择合适网格长度终取网格变长14mm通网格横诊断针横网格运网格工具中种命令插入节点合节点重新划分网格动修复等网格进行处理降低横处理横诊断图8示横降低5803（<6）符合求
修复网格统计结果图5示：表面三角形单元5116节点2562没柱体单元连通区域1边0边7674交叉边0配正确单元0相交单元0完全重叠单元0复制柱体0横1161横5803均横1715匹配百分951相互百分929
数清晰出横10匹配率90进行流动冷翘曲分析较精确结果
图5 修复网格统计
42 佳浇口位置分析
网格处理选择材料ABS然进行佳浇口位置分析浇口设计包括浇口数目位置形状尺寸设计浇口系列变化会塑件熔体填充产生影响浇口设计应保证提供快速均匀衡单方流动充填模式避免射流滞留凹陷等现象发生确定成型方案前制品进行佳浇口位置预分析结果图6示
图9显示出浇口设置佳区域蓝色区域绿色区域较区域淡黄色区域较差区域红色区域差区域
图6 佳浇口位置分析结果
43浇注方案设计
根制件特点表面求精度较高选择侧浇口潜伏式浇口三种浇注方案供选择：①深蓝色区域潜伏式浇口②淡蓝色侧浇口③绿色区域侧浇口
431浇注方案设计
深蓝色区域潜伏式浇口浇口设置圆柱顶杆采冷流道图7示：
432浇注方案二设计
淡蓝色侧浇口浇口设置制件侧部节点N973 N6089 N11205 N16321 样采冷流道图8示：
433浇注方案三设计
绿色区域侧浇口浇口设置制件侧部节点N586 N5702N10818 N15934 样采冷流道图9示：
图7 浇注方案 图8 浇注方案二 图9 浇注方案三
44浇注方案Moldflow流变分析结果较
流变分析目通熔融体流流道浇口填充型腔程模拟预测显示熔体流动前推进方式填充程中压力温度变化气穴熔接痕位置优化模腔布局流变分析包括填充分析保压分析
441填充分析结果较
然填充分析程整成型周期中部分确实非常重程果填充充分进行保压冷程保证制件质量塑料熔融体必须确保填充充分填充分析结果包括填充时间气穴位置熔接痕锁模力熔融体流动前温度
(1) 填充时间
填充时间指熔融体填满整型腔需时间三种方案分析结果分图10图11图12示
图10 填充时间（方案） 图11 填充时间（方案二） 图12 填充时间（方案三）
图出三种方案制件充满较均匀中方案填充时间1625s方案二填充时间07772s方案三填充时间1114s三种方案填充时间相差较填充时间言选择方案二较
(2) 气穴位置
气穴指塑料熔融体注射充填程中模腔原空气外塑料含水分注射温度蒸发成水蒸气塑料局部热分解产生低分子挥发性气体等三种方案气穴位置分析结果图13图14图15示
图13 气穴位置（方案） 图14 气穴位置（方案二） 图15 气穴位置（方案三）
图出方案方案三形成气穴较方案二形成气穴较少位制件边缘样影响美观易设置排气位置气穴位置说方案二较
（3） 熔接痕
熔接痕模具位置浇口处流出熔融塑料汇聚时形成交接痕迹熔接痕形成原浇口流出熔料形状复杂型腔达汇聚处时温度压力速度完全致产生塑料制品成型中熔接痕影响制品外观易产生应力集中影响制品总体强度三种方案形成熔接痕位置分图16图17图18示
图16 熔接痕（方案） 图17 熔接痕（方案二） 图18 熔接痕（方案三）
图出方案形成熔接痕方案二两条方案二方案三两条影响太熔接痕言方案三方案二方案
（4）锁模力
锁模力进行注塑时闭合模具需力锁模力：XY图表示锁模力时间变化情况计算锁模力时XY面作分型面锁模力根单元XY面投影面积单元压力进行计算锁模力会着型腔充填逐渐变化降低锁模力值重设法降低充填需压力三种方案锁模力分析结果图19图20图21示
图19 锁模力（方案）
图20 锁模力（方案二）
图21 锁模力（方案三）
知充填时锁模力方案132324吨方案二98892吨方案三141029吨锁模力言方案二更
（5）熔融体流动前温度
熔融体流动前温度指熔融体流动前某节点温度制件较薄方果温度太低会造成滞流短射现象发生果温度太高会塑料聚合体发生降解造成制件表面缺陷两种方案熔融体流动前温度分析结果图22图23图24示
图22 流动前温度（方案） 图23 流动前温度（方案二） 图24 流动前温度（方案三）
图出方案熔融体流动前温度较均匀相言凹槽处温度较低凹槽部位较薄容易产生滞流短射现象方案二熔融体流动前温度处温差接绝部分设置模温230°C相方案方案三温差相差较分布较均匀熔融体流动前温度言方案二较
442保压分析结果较
塑料熔融体融态冷固态时体积变化注射保压时间目浇口塑料熔融体保持压力模腔塑料制品产生收缩时塑料熔融体继续充满型腔
（1） 体积收缩率指塑料聚合物熔融温度逐步冷周围温度时发生收缩两种方案体积收缩率结果图25图26图27示
图25 体积收缩率（方案） 图26 体积收缩率（方案二） 图27 体积收缩率（方案三）
图出方案体积收缩率8体积收缩较均匀方案二体积收缩率6479方案三体积收缩率6404相较言方案体积收缩总体计较均匀方案二方案三收缩率较优势均
通模流分析预先分析出产品发生成型缺陷找出缺陷产生原提供相应改进方法面模具设计提供模具分析初步出结：
a 模具浇口位置初步设定离塑件中部中心位置X方30mmY方10mm处
b 熔接痕均分布塑件边缘重部分会影响塑件美观符合设计求
c 塑件气穴位塑件边缘利分型面排气
根制件具体求填充流动分析较综合考虑模具制造难易采浇注方案二较设计实例采浇注方案二设计采长边方侧浇口冷流道
45 冷系统方案设计
冷时间整注塑生产周期中占80注塑冷系统设计直接影响着注塑生产率制件质量完善冷系统设计显著减少冷时间消冷均匀引起翘曲变形部残余应力衡量注射模冷系统优劣两标准：第注射模成型冷时间短第二注塑件表面温度均匀减少塑件变形
451 冷系统方案设计
根塑件形状特点三种冷方案设计
冷系统设计方案：采16根冷水径8mm较稀疏道中心间距32mm较密集道中心间距18mm8冷液入口冷液选水图27示
冷系统设计方案二：采32根冷水径8mm8冷液入口冷液选水图28示
冷系统设计方案三：采32根冷水径8mm16冷液入口冷液选水图43示
图28 冷装置（方案） 图29 冷装置（方案二） 图30 冷装置（方案三）
452 冷分析结果较
三种方案较
（1）回路壁温度
回路壁温度冷液道接触面温度水路壁温度冷液入水温度相差超5度图31图32图33示结果显示水路区域热集中情况
图31 回路壁温度（方案） 图32 回路壁温度（方案二） 图33 回路壁温度（方案三）
图中出三种方案冷方式入水口出水口温度增长均没超 冷方案高回路壁温度2605入水口出水口温差103冷方案二高回路壁温度2574入水口出水口温差073冷种情方案三高回路壁温度2572入水口出水口温差071知三种方案效果相差
（2） 达顶出温度时间
达顶出温度时间制件冷时间理想情况制件应该短时间均匀冷三种方案冷时间分图34图35图36
图34 制件冷时间（方案） 图35 制件冷时间（方案二） 图36 制件冷时间（方案三）
图中分析结果出两种方案中冷方案需长冷时间1022s短冷时间00748s冷方案二需长冷时间1024s短冷时间0749s冷方案三需长冷时间1025s短冷时间0749s知三种方案冷时间较短制件冷时间三种方案均
453 翘曲分析结果较
分析知设计中引起翘曲原冷均收缩均三种冷方案翘曲分析结果图37图38图39示
图37 总体翘曲变形（方案） 图38 总体翘曲变形（方案二） 图39 总体翘曲变形（方案三）
图中分析结果出冷方案翘曲量02195mm冷方案二翘曲量5773mm冷方案三翘曲量02197mm见冷方案二翘曲值较方案方案三设计更
46 冷系统设计总结
分析知方案二变形量太方案方案三效果接综合考虑加工难易产品济性选择方案塑件进行冷
5 浇注系统设计
浇注系统指凝料熔体注射机喷嘴射出达型腔前模具流通道浇注系统分普通流道浇注系统热流道浇注系统两类浇注系统设计注射模具设计重环节获优良性理想外观塑料制件佳成型效率直接影响
该模具采普通流道浇注系统普通浇注系统般流道分流道浇口冷料穴等四部分组成
浇注系统尺寸否合理仅塑件性结构尺寸外质量等影响效塑件塑料利率成型效率等相关
浇注系统进行整体设计时般应遵循基原：
① 解塑料成型性塑料熔体流动性
② 采尺量短流程减少热量压力损失
③ 浇注系统设计应利良排气
④ 防止型芯变形嵌件位移
⑤ 便修整浇口保证塑件外观质量
⑥ 浇注系统应结合型腔布局时考虑
⑦ 流动距离流动面积校核
51 流道设计
流道连接注射机喷嘴分流道段通道通常注射机喷嘴轴线断面圆形带定锥度图40示
注射机喷嘴头部流道衬套球面半径1~2 mm流道进口直径d注射机喷嘴出口直径应05~1 mm作：补偿喷嘴流道中误差二避免注射机注射时喷嘴流道间造成漏料积存冷料流道法脱模便取出流道中凝料流道做成圆锥形锥角般圆锥形表面粗糙度应流道出口应做成圆角圆角半径减少压力损失回收料量流道长度短常取流道出口端面应定模分型面齐免出现溢料流道高温塑料喷嘴反复接触容易损坏便更换常设计成拆卸流道衬套结构流道衬套进口端注射时未受喷嘴压力时出口端分流道浇口承受型腔反压力流道衬套应带凸缘固定定模
图40 流道设计
流道高温塑料喷嘴接触碰撞模具流道部分通常设计成拆卸更换流道衬套简称浇注套浇口套便选优良刚单独加工热处理浇口套作：1）模具安装时进入定位孔方便注射机定位注射机喷嘴孔吻合受塑料反压力致推出模具2）作浇注系统流道料筒塑料渡模具保证料流利畅通达型腔注射程中应塑料溢出时保证流道凝料脱出方便该浇注套采分体式注射机定模板中心定位孔配合定位台肩构成流道部分分开制作
52 流道尺寸
根选XSZS22型号注射机相关尺寸
喷嘴前端孔径：d020mm
喷嘴前端球面半径：R012mm
根模具流道喷嘴关系：RR0+(1~2)mmdd0+(05~1)mm
取流道球面半径：R13mm
取流道端直径：d25mm
便凝料流道中取出流道设计成圆锥形起斜度2°~6°处选3°换算流道端直径627 mm流道图41示：
图41 流道示意图
53 分流道设计
分流道流道浇口间通道开设B板A板间分流道长度取决模具型腔总体布置浇口位置分流道设计应短减少压力损失热量损失流道凝料常分流道断面尺寸推荐表3示
表3 流道断面尺寸推荐值
塑料名称
分流道断面直径mm
塑料名称
分流道断面直径 mm
ABSAS
40~95
聚苯乙烯
35~10
聚乙烯
16~95
软聚氯乙烯
35~10
尼龙类
16~95
硬聚氯乙烯
65~16
聚甲醛
35~10
聚氨酯
65~80
丙烯酸
8~10
热塑性聚酯
35~80
抗击丙烯酸
8~125
聚苯醚
65~10
醋酸纤维素
5~10
聚砜
65~10
聚丙烯
5~10
离子聚合物
24~10
异质晶体
8~10
聚苯硫醚
65~13
分流道断面形状圆形矩形梯形U形六角形减少流道压力损失希流道截面积表面积减传热损失流道截面积周长值表示流道效率中圆形正方形效率高正方形流道凝料脱模困难般制成圆形流道该模具取圆形断面形状直径6mm
流道表面粗糙度
54 冷料穴设计
冷料穴般位流道面浮动模板处分流道末端作存放料流前端冷料防止冷料进入型腔形成冷缝开模时流道中凝料拉出冷料穴尺寸宜稍流道端直径长度约流道端直径
流道冷料井设计成带拉料杆冷料井底部根拉料杆组成拉料杆装推杆固定板推杆脱模机构连冷料井孔设计成倒锥形便流道凝料拉出推出时塑件流料凝道动坠落易实现动化操作
流道冷料井设计图42示：
图42 流道冷料井设计
55 浇口设计
浇口连接分流道型腔段细短通道浇注系统关键部分浇口形状数量尺寸位置塑件质量影响浇口作两：塑料熔体流进通道二浇口适时凝固控制保压时间分流道输送熔融塑料流速产生加速度形成理想流态序迅速充满型腔时起着封闭型腔防止熔料倒流作成型便浇口塑件分离
根浇口位置选择求量缩短流动距离避免熔体破裂现象引起塑件缺陷浇口应开设塑件壁厚处等求电池盖表面质量美观效果求较高浇口痕迹影响塑件表面质量美观效果该模具采矩形测浇口浇口开定模部分浇口设计图43
图43 浇口示意图
进料口尺寸：长L2mm厚度t03mm
56 浇注系统衡
中型制品注射模具广泛模腔形式设计时应量保证型腔时均充填成形般制品形状模具结构允许情况应流道型腔分流道设计成长度相等形状截面尺寸相（型腔布局衡式）形式否需通调节浇口尺寸浇口流量成形工艺条件达致浇注系统衡
6 模具结构分型面设计
61 型腔数量排列方式确定
型腔数越时精度相降低仅型腔加工精度参差熔体模具流动匀致精密塑件量腔模形式SJT 10628—95标准中规定12级超精密级塑件宜模腔尺寸数目少时模二腔34级精密级塑件宜模四腔塑件尺寸精度考虑该塑件精度等级5级型腔数目应控制四腔电池盖精度求般采模四腔型腔排列方式图44示：
图44 型腔排列方式
62 分型面设计
分型面受塑件模具中成型位置浇注系统设计塑件结构工艺性精度形状摧出方法模具制造排气操作工艺等种素影响选择分型面时应综合分析
塑料件外观质量求较高防止塑件外表面出现飞边影响外观质量分型面塑件边缘轮廓设置采动模框定模框接形成塑件轮廓曲线相致分型面形式中动模框定模框分镶嵌型腔板型芯板中分型面呈空间曲面形式形状图45示：
图45 分型面设计
7 成型零部件设计计算脱模斜度确定
成型零件结构设计指构成模具型腔零件通常凹模型芯种成形杆成形环
注射模具成型零件指构成模具型腔零件通常包括凹模型芯成型杆等凹模形成制品外表面型芯形成制品表面成型杆形成制品局部细节成形零件作高压容器部尺寸强度刚度材料热处理加工工艺性影响模具质量寿命重素
设计时应首先根塑料性制件求确定型腔总体结构进浇点分型面排气部位脱模方式等然根制件尺寸计算成型零件工作尺寸机加工工艺角度决定型腔零件结构细节尺寸机加工工艺求等外塑件融体高压力应该关键成型零件进行强度刚度校核
工作状态中成型零件承受高温高压塑件熔体击摩擦冷固化中形成塑件形体尺寸表面开模脱模时需克服塑件粘着力万次甚十万次注射周期成型零件形状尺寸精度表面质量稳定性决定塑件制品相质量成型零件充模保压阶段承受高型腔压力作高压容器强度刚度必须容许范围成型零件结构材料热处理选择加工工艺性影响模具工作寿命素
71 凹模（型腔）结构设计
凹模称型腔成型塑件外轮廓零件结构分整体式组合式两类整体式适形状简单塑件镶拼组合式适形状复杂塑件加工便型腔设计塑件形状简单整体式结构形状尺寸图4647示
图46 凹模
图47 凹模二维图
72 型芯结构设计
成型塑件表面零件称凸模型芯型芯型芯螺纹型芯螺纹型环等结构简单容器壳罩盖类塑件成型体部分表面零件称型芯凸模成型孔槽型芯称型芯成型杆
721 型芯结构设计
结构型芯分整体式组合式两种考虑设计塑件结构简单采整体式结构形状尺寸图4849示图中处圆孔顶杆位置
图48 型芯三维图
图49 型芯二维图
722 型芯结构设计
塑件零件图出塑件外表面设凹槽需凹模开设型芯
（1）柱块型芯 型芯结构图50图51示
图50 柱块型芯三维图 图51 柱块型芯二维图
（2）长方体型芯 型芯结构图52图53示
图52 长方体型芯三维图 图53长方体型芯二维图
73 斜顶杆设计
塑件零件图知塑件部设两处倒扣倒扣利成型倒扣处应设置斜顶杆斜顶杆利UG软件进行补片设计形状布置方式图54示：
图54 斜顶杆
斜顶杆倾斜角关系斜顶杆承受弯曲力实际达抽拔力关系斜顶杆长度开模行程倾角增开模行程斜顶杆效工作长度均减少利减少模具尺寸斜顶杆受弯曲力开模阻力均增加斜顶杆受力情况变差综合考虑般倾角宜超25选取斜顶杆构件图55示
图55 斜顶杆构件
74成型零件尺寸计算
计算简便起见孔类尺寸均尺寸作公称尺寸公差正轴类尺寸均尺寸作公称尺寸公差负
741 定模型腔径尺寸计算
定模径尺寸计算采均尺寸法公式：
式中 ——定模径尺寸（mm）
——塑件均收缩率（ABS收缩率03～08％）
——塑件径公称尺寸（mm）
——塑件公差值(mm)（34项系数塑件精度尺寸变化取100）
——模具制造公差（mm）(塑件尺寸较精度级较低时δz计塑件尺寸较精度级较高时δz1∕3Δ)
——塑料收缩率（％）
742 定模型腔深度尺寸计算
定模深度尺寸采均尺寸法公式
式中 ——定模深度尺寸（mm）
——塑件高度公称尺寸（mm）
遥控器电池盖属精度等级高零件取x△ 2△302×2∕3013
取△∕3＝033
符号意义
743 动模型芯径尺寸计算
动模型芯径尺寸计算采均尺寸法公式：
——型芯径尺寸（mm）
——型芯制造公差（mm）
符号意义
744 动模型芯深度尺寸计算
动模型芯深度尺寸采均尺寸法公式：
——深度尺寸（mm）
——塑件孔深度尺寸（mm）
符号意义
出型腔型芯工作尺寸计算见表4
表4 型腔型芯工作尺寸
类
塑件尺寸
计算公式
工作尺寸
型腔工作尺寸计算
600100
[(1+S)Ls05△]0+δz
610+033
450040
[(1+S)Ls05△]0+δz
45120+013
50018
[(1+S)Hs23△]0+δz
4910+006
30016
[(1+S)Hs23△]0+δz
2910+005
1750+024
[(1+S)Hs+23△]0+δz
17690008
1250+022
[(1+S)Hs+23△]0+δz
12670007
中心距尺寸计算
75
(1+S)Cs±12δz
754±01
30
(1+S)Cs±12δz
3015±016
35
(1+S)Cs±12δz
3518±018
8
(1+S)Cs±12δz
804±01
75 成型零件脱模斜度确定
塑件成型便脱模成型零件脱模方应脱模斜度值塑件精度脱模难易定般保证塑件精度前提宜量取便脱模型腔脱模斜度型芯脱模斜度取塑料型芯包紧力较难脱模
次设计塑件低级精度求脱模斜度选择应保证配合面23长度范围满足塑件公差求型腔外表较倾斜角度零件更容易脱模设型芯脱模角度a2°
8 导定位机构设计
注射模导机构导柱导锥面定位两种类型导柱导动定模间开合模导脱模机构运动导锥面导机构动定模间精密中定位
81 机构功
811 导机构功
①定位作②导作③承载作④保持运动稳作
812 定位机构功
薄壁精密塑件注射模型深型腔注射模生产批量注射模仅导柱导机构完善必须动定模间增设锥面定位机构保持精密定位轴度求
采标准模架时模架身带导装置般情况设计员模架规格选需采精密导定位装置须设计员根模具结构进行具体设计
模具型模具精度求高需定位机构直接导机构定位
82 导结构总体设计
1导零件应合理均匀分布模具周围边缘部位中心模具边缘应足够距离保证模具强度防止导柱导套压入变形
2该模具采4根导柱布置等直径导柱称布置
3该模具导柱安装定模板导套安装动模板
4保证分型面接触导柱导套分型面处应制承屑板削面导套孔口倒角
5导柱导套导孔轴线应保证行
6合模时应保证导零件首先接触避免凸模先进入型腔导致模具损坏
7动定模板采合加工时确保轴度求
83 导柱设计
1该模具采带头导柱加油槽
2导柱长度必须凸模端面高度高出6～8mm
3导柱利进入导孔导柱端部常做成圆锥形球形先导部分
4导柱直径应根模具尺寸确定应保证具足够抗弯强度（该导柱直径标准模架知Φ2
5导柱安装形式导柱固定部分模板H7m6配合导柱滑动部分H7f7间隙配合
6导柱工作部分表面粗糙度Ra04μm
7导柱应具坚硬耐磨表面坚韧易折断芯采低碳钢渗碳淬火处理碳素工具钢T8AT10A淬火处理硬度55HRC45#钢调质表面淬火低温回火硬度55HRC处采碳素工具钢T8A
84 导套设计
1结构形式：采带头导套（Ⅰ型）导套固定孔导柱固定孔时钻分扩孔保证配合精度
2导套端面应倒圆角导柱孔做成通孔利排出孔剩余空气
3导套孔滑动部分H7f7间隙配合表面粗糙度Ra04μm导套外径H7m6配合镶入模板
4导套材料淬火钢铜（青铜合金）等耐磨材料制造硬度应低导柱硬度样改善摩擦防止导柱导套拉毛
85 导柱导套配合形式
导柱导套配形式根模具结构生产求定该模具采配合形式图56示：
图56 导柱导套配合
9 模具冷系统设计
91 模具加热冷系统设计点
911 模具温度模具影响
（1）模具成型程中模具温度会直接影响塑料充模定型成型周期塑件质量
（2）模具温度高成型收缩脱模塑件变形率容易造成溢料黏模
（3）模具温度低熔体流动性差塑件轮廓清晰表面会产生明显银丝流纹等缺陷
（4）模具温度均匀时型芯型腔温度差塑件收缩均匀导致塑件翘取变形会影响塑件形状尺寸精度
综述模具需设置温度调节系统达理想温度求通常温度调节系统包括冷系统加热系统两种塑件采ABS黏度低流动性较模具温度求高设计冷系统加热系统需设计
冷系统计算麻烦进行简单计算单位时间熔体凝固时放出热量应等冷水带走热量模具温度设40℃
912 冷系统设计原
（1）量保证塑件收缩均匀维持模具热衡
（2）冷水孔数量越孔径越塑件冷效果越均匀根验般冷水孔中心线型腔壁距离应冷水孔直径1~2倍冷水孔中心距约3~5倍水孔直径般6~12
（3）冷水孔型腔表面距离相等塑件壁厚均匀时冷水孔型腔表面距离应处处相等
（4）浇口处加强冷般注射成型时浇口附温度高距浇口越远温度越低加强浇口处冷
（5）量降低进水出水温度果进水出水温度模具温度分布均匀
（6）合理选择冷水道形式
（7）合理确定冷水接头位置影响操作进出口水接头通常设注射机背面模具侧
（8）冷系统水道量避免模具机构（推杆孔型芯孔等）发生干涉现象设计时通盘考虑
92 冷系统设计
921 冷介质选择
冷介质冷水压缩空气冷水较水热容量传热系数成低水冷模具型腔周围部开设冷水道ABS黏度低流动性成型工艺求模具温度太高常采水模具冷
922 冷水体积流量计算
式中：
Q1—单位质量塑件制品凝固时放出热量ABS4 ×10²kJ kg
W—单位时间（分钟）注入模具中塑件质量（kgmin）分钟注2次
ρ—冷水密度（1000 kg m³）
C1—冷热容（4187kJ kg℃）
θ1—冷水出口温度（取26℃）
θ2—冷水进口温度（取室温温度25℃）
qv12085×2×4×10²／1000×4187×100365 m³min
923 定冷水直径
冷水处湍流状态取冷水孔直径d6mm
924 冷道设计
前面moldflow冷水道分析知选择方案三布置图30示图57示冷水路模具中位置
（1） 视图 （2）侧视图
图57 冷道模具中位置
10 顶出系统设计
注射成形循环中塑料制品必须准确误模具凹模中型芯脱出模具中种脱出塑件机构称脱模机构常称推出机构脱模机构作包括脱出取出两动作首先塑件浇注系统凝料等模具松动分离称脱出然脱出物模具取出
101 制品推出基方式
模具中推出零件分：推杆推出推件板推出推推出推块式脱模
102 推出脱模机构选原
设计推出脱模机构必须根制品形状复杂程度注塑机推出机构形式选取采种类型推出脱模机构选原：
a 制品脱模致变形推力分布均匀推力面型芯
b 制品推出时造成碎裂推力应设制品承受较力方肋部凸缘壳体壁等处
c 量损伤制品外观
d 推出机构应动作运动灵活制造方便配换容易
103 推杆形式
根塑件形状特点 模具型腔定模部分型心动模部分推出机构采推杆推出机构推件板推出机构分型面台阶便加工降低模具成采推杆推出机构推杆推出机构结构简单推出稳然推出时会塑件留顶出痕迹塑件底部装配时 影响外观设立30推杆衡布置达推出塑件目降低加工成注：推杆推出塑件推杆前端应型腔型心面高出0102mm
采推杆推出推杆截面圆形推杆推出动作灵活推杆损坏便更换结合制品结构特点模具型腔结构采整体式型腔板种结构工作程中精度高模具中容易加工 推出机构中采厂组合式推杆图中种结构防止推杆作程中受弯曲力侧压力折断产品较外折断易更换里采设计推杆全部固定顶杆固定板图57示：
图57 复位杆顶杆组装方式
104 推件力计算
般塑件通孔壳形塑件式计算确定脱模力（Q）：
Q A ×(μCOSSIN )
式中 A—塑件包络型芯面积
塑件收缩率产生单位面积正压力般取
78——118MPa
脱模斜度
μ—塑件钢摩擦系数01~03
A832525 mm²
Q 832525×10(01*COS2SIN2) ×2999030(N)
105 推杆设计
①推杆强度计算 查塑料模设计手册二式597
d（）
式中d——圆形推杆直径cm
——推杆长度系数≈07
l——推杆长度cm
n——推杆数量
E——推杆材料弹性模量N(钢弹性模量E21107N)
Q——总脱模力
计算 d199 mm
根塑料结构采顶杆顶出方式取顶杆直径2mm
②推杆压力校核 查塑料模设计手册式598
σ﹦
σs 取320Nmm²
计算σ3995 Nmm²
σ＜σs 推杆应力合格硬度HRC50～65
综述推杆设计图58示
图58 推杆
106 推杆材料
推杆材料45钢T8T10碳素工具钢推杆头部需淬火处理硬度50HRC表面粗糙度Ra16μm较表面质量防止推杆孔咬死延长寿命存放推杆时防止害气体介质侵蚀应涂二硫化钼处推杆材料45钢
107 推杆复位
推杆作推出零件脱模机构完成次脱模动作开始次注射工作循环时制品接触推杆必须回复初始位置必须设复位装置复位装置复位杆复位弹簧复位两种形式次设计采复位杆复位装置
11 模架选择
学校作设计时模架部分行设计生产现场设计中选标准模架确定出标准模架形式规格标准代号
标准件包括通标准件模具专标准件两类通标准件紧固件等模具专标准件定位圈浇口套推杆推导柱导套模具专弹簧冷加热元件序分型机构精密定位标准组件等
注塑模模架国家标准两GBT12556——1990塑料注射模中型模架技术条件GBT12555——1990塑料注射模型模架塑料模具蓬勃发展现全国部分区形成标准该设计采龙记标准模架型号：CI2330A30B35C80图59示：
图59 模架
模板部分结构尺寸表5示：
表5 模板部分结构尺寸
1
定模固定板
长 ×宽×厚
300mm ×280mm ×25mm
2
定模板
长 ×宽×厚
300mm ×230mm ×40mm
3
动模板
长 ×宽×厚
300mm ×230mm ×45mm
4
垫块
长 ×宽×厚
300mm× 43mm×90mm
5
推杆固定板
长 ×宽×厚
290mm ×140mm ×15mm
6
推板
长 ×宽×厚
290mm ×140mm ×20mm
7
动模固定板
长 ×宽×厚
300mm ×280mm ×25mm
根述设计终设计出合理模具
12 模具工作程
121 模具装配图
模具装配三维图二维图分图60图61示：
图60 模具装配三维图
图61 模具装配二维图
1定模座板2定模板3型腔4导套5导柱6型芯7动模板8复位杆9螺钉10垃圾钉11动模座板12顶针固定板13推板14顶针15斜顶杆16紧固螺钉17动模水路18定模水路19塑件20定位环21定位环螺丝22浇口套23流道24紧固螺钉25拉料杆26斜顶耐磨块27销钉28限位块29斜顶座
122 模具工作原理
合模时导柱导套导定位动模定模闭合型腔定模板凹模固定动模板凸模组成注塑机合模系统提供锁模力锁紧然注射机开始注射塑料熔体定模浇注系统竟型腔熔体充满型腔保压补缩冷定型开模开模时注射机合模系统带动动模退模具动模定模分型面分开塑件包凸模动模起退时拉料杆浇注系统流道凝料浇口套中拉出动模移动定距离注射机顶杆接触推板推出机构开始动作推杆拉料杆分塑件浇注系统凝料凸模冷料穴中推出塑件浇注系统凝料起模具中落完成次注射程合模时推出机构复位杆复位准备次注射
123 开模行程校核
注射机开模行程限制塑件模具中取出时需开模距离必须注射机开模距离单分型面模具开模行程式校核：
H1 +H 2+(5~10)mm≤ S
式中 S—注射机开模行程mm
H1—推出距离（开模距离）mm
H2—包括流道凝料塑件高度（mm）
左边值
H1 +H 2+(5~10)mm 65 +70 +4+(5~10)144~149mm
160 mm >149mm开模条件形成符合求
13 结
设计电池壳注射成型专门设计达质量效率高设计采潜伏式浇口推板推杆次脱模方式进行设计数零件采通零件
次设计电话听筒壳注射模设计时充分利CADUGMoldFlow等二维三维绘图仿真软件缩短设计生产周期提高生产效率降低劳动强度保证质量降低模具生产成
次设计模具尚存设计足加完善修改
14 济性分析报告
做成该模具需具体费示：
材料费：
零件名称
材料
尺寸
单价
数量
重量
金额（元）
动模座板
Q235
350×350×25
4元千克
1
约24
168
推板
45#钢
180×350×20
42元千克
1
约15
62
推板固定板
45#钢
180×350×20
42元千克
1
约15
62
垫块
Q235
350×58×90
4元千克
2
约40
160
定模座板
Q235
350×350×25
4元千克
1
约24
168
定位圈
45#钢
42元千克
1
10
型腔
PMS
200×150×40
28元千克
1
约22
616
型芯
PMS
200×150×40
28元千克
1
约22
10
浇口套
T8A
6元千克
1
30
拉料杆
T8A
6元千克
1
10
定模板
PMS
300×350×65
28元千克
1
约54
1512
动模板
PMS
350×300×50
28元千克
1
约42
1176
推杆
T8A
6元千克
30
200
总计：
4184
配件费：
六角螺纹
45#钢
M4×16
3元
2
6
六角螺纹
45#钢
M10×25
3元
4
12
六角螺纹
45#钢
M10×30
3元
4
12
六角螺纹
45#钢
M14×125
35元
4
14
六角螺纹
45#钢
M14×35
35元
6
21
六角螺纹
45#钢
M14×20
35元
2
7
限位螺钉
45#钢
3元
4
12
冷水
9元
4
36
六角螺纹
45#钢
M16×100
4元
4
16
总计：
136
加工费：
真空淬火费8元千克
约100千克
800
数控加工费总250元时
约12时
3000
线切割费250元时
约10时
2500
加工中心费200元时
约30时
6000
机床加工12时
约24时
288
总计：
12588
试模费：试模费500元时模具出厂需进行生产300件产品模具生产周期约40~150S均生产周期约95S计算75件时约时间4时总额2000元
维修费：模具进行批量生产约500000件天工作8时约需5年时间维修次数约10次次约100元总额约1000元
零件：费约300元
总造价：约20000元民币
该模具生产出产品单利润04元生产2000000件获利800000元
致 谢
次设计根前学校学理知识结合工厂实历完成电池盖毕业设计
3月忙碌次毕业设计已接尾声选题开题报告外文翻译图形绘制终完成说明书期间礼拜XX老师会集中进行指导感谢XX老师帮助
首先感谢XX导师老师X老师时工作繁忙做毕业设计阶段予悉心指导帮助说没李老师悉心指导帮助利完成毕业设计X老师周安排见面会兢兢业业排忧解难仅治学严谨师表堪称良师益友教仅知识处世积极态度表示衷心感谢
次感谢学四年老师材料成型控制工程专业知识基础时感谢学正支持鼓励次毕业设计会利完成
感谢XX学四年力栽培
总感谢位关心爱护
参 考 文 献
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