水杯的模具设计

目 录

1. 聚丙烯（PP）水杯的工艺分析 .................................................. 2

. 塑件的工艺性分析 ...................................................... 2 . 收缩率 ................................................................ 3 . 塑件壁厚 .............................................................. 3 . 塑件尺寸精度和表面粗糙度 .............................................. 4 . 脱模斜度 .............................................................. 4 2. 注塑机的选用 ................................................................ 5

. 喷嘴尺寸 .............................................................. 6 . 定位环尺寸 ............................................................ 6 . 模具厚度 .............................................................. 7 . 模具的长度与宽度 ...................................................... 7 3. 注射模设计步骤 .............................................................. 8

. 塑件成型方案的确定 .................................................... 8 . 型腔数目的确定 ........................................................ 8 . 成型零部件的设计计算 .................................................. 9 . 浇注系统设计 ......................................................... 12

主流道的设计 ................................................... 12 浇口的设计 ..................................................... 14 . 模具温度调节系统 ..................................................... 15

温度调节对塑件质量的影响 ....................................... 15 温度调节对生产力的影响 ......................................... 15 . 合模导向和定位机构 ................................................... 16 . 紧固系统设计 ......................................................... 18 . 侧向抽芯系统设计 ..................................................... 18

侧向分型抽芯距的确定 ........................................... 19 侧向分型抽芯力的计算 ........................................... 19 斜导柱的设计 ................................................... 19 斜导柱侧向分型抽芯的应用形式 ................................... 21 . 顶出机构 ............................................................. 21 . 推出脱模机构 ......................................................... 21 . 标准模架的选取 ....................................................... 23 . 排气系统设计 ......................................................... 23 . 注塑机参数的校核 ..................................................... 24

开模行程的校核 ................................................. 24 注射量的校核 ................................................... 25 锁模力的校核 ................................................... 25

4. 模具图..................................................................... 26 5. 模具总装图 ................................................................. 27

1. 聚丙烯（PP）水杯的工艺分析

1.1. 塑件的工艺性分析

聚丙烯（PP）水杯是我们日常生活所必须的用品，是装水的良好用具。其产

品主要通过注塑模成型制造，塑件产品图和详细尺寸见图1-1和图1-2。

图1-1主要尺寸

图1-2 3D

1.2. 收缩率

前人已经为我们总结了常用的塑料常用收缩率，对于生产性的塑件，实际已经

证明，这些数据已经能够应付实际的生产要求了。即使对于精密塑件也给予了其它方面的补偿。故而，对于实际的生产只要按照经验数据就可以满足生产要求了。表1-3给出常见塑料的收缩率，以备查询：

表 1-3 常用塑料的收缩率 塑料聚氯乙聚苯乙聚碳酸聚乙烯 聚丙烯 尼龙 ABS 聚甲醛 名烯 烯 脂 称 缩PE PP PVC PS PS N6 ABS POM 写 计算收 缩率 对于聚丙烯水杯产品，材料为PP，理论收缩率为15/1000，而实际与理论是有区别的。按照前人经验此项设计收缩率取20/1000。

1.3. 塑件壁厚

塑料制品应该有一定的厚度，这不仅是为了塑料制品本身在使用中有足够的强度和刚度，而且也是为了塑料在成型时有良好的流动状态。

塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件几何尺寸以及成型工艺等众多因素的制约。根据成型工艺的要求，应尽量使制件各部分壁厚均匀，避免有的部位太厚或者太薄，否则成型后会因收缩不均匀而使制品变形或产生缩坑，凹陷烧伤或者填充不足等缺陷。热塑性塑料的壁厚应该控制在1mm—4mm之间。太厚，以产生气泡和缺陷，同时也不易冷却。

该产品图反映出，此塑料件最大壁厚为，最小壁厚为，壁厚均匀，在1mm—4mm的推荐值之间。易于成型。

1.4. 塑件尺寸精度和表面粗糙度

类别 表1-2 精度等级选用推荐值： `塑料品种 建议采用的等级

高精度 一般精度 低精度 PS ABS 聚甲苯丙烯酸甲脂 PC 1 3 4 5 PSU 聚砜 PF 氨基塑料 30％玻璃纤维增强塑料 聚酰胺 610 10 2 氯化聚乙醚 4 5 6 PVC硬 POM 3 PP `5 6 7 PE低密度 PVC 4 `6 7 8 PE高密度 塑件的尺寸精度是指成型后所获得的塑件产品尺寸和图纸中尺寸的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取决于塑料因材质和工艺条件引起的塑料收缩率范围大小，模具制造精度、型腔型芯的磨损程度以及工艺控制因素。而模具的某些结构特点又在相当大程度上影响塑件的尺寸精度。故而，塑件的精度应尽量选择的低些。对于本产品，图纸未注明尺寸精度，查表1-2，我们取IT7级精度。

表面质量一般要求较高，在μm以上。

1.5. 脱模斜度

由于制品在冷却后产生收缩，会紧紧包住型芯或型腔突出的部分，为了使制件能够顺利从模具中取出或者脱模，必须对塑件的设计提出脱模斜度的要求，要求在塑件设计时或者在模具设计时给予充分的考虑，设计出脱模斜度。目前并没有精确的计算公式，只能靠前人总结的经验数据。塑件的脱模斜度与塑料的品种，制品形状以及模具结构均有关，一般情况下取度，最小为15分到20分。下表为常用的脱模斜度如表1-1：

表1-1 几种塑料的常用脱模斜度 制品斜度 聚酰胺 通用 聚酰胺 增强 聚乙稀 聚甲基丙稀酸甲脂 聚苯乙烯 聚碳酸脂 ABS塑料

脱模 斜度 型腔 型芯 20-40 25-40 20-50 20-40 20-45 20-45 20-40 30-1 35-130 30-1 35-1 30-50 40-120 35-1 由于塑料制品的产品图可知，塑件的外壁有2°的斜度。此结构本身就在常用的脱模斜度范围内，本身就有利于制品脱模，且此塑料制品的材料为PP，此产品能够脱模，故无需另行设计。

2. 注塑机的选用

注塑机的选用包括两方面的内容：一是确定注塑机的型号，是塑件、塑料、注塑模及注射工艺等所需要求的注塑机的规格参数在所选注塑机的规格参数范围之内；二是调整注塑机的技术参数至所需要的参数。

根据塑料的品种、塑件的结构、成型方法、生产批量、现有设备及注射工艺等进行选择。

本制品采用卧式注塑机低压注射。选用G54-S200/400螺杆式注塑机。 其技术规格为：

1 螺杆直径 55mm

3

2 注射容量（理论） 400 cm 3 注射重量（PS） 482g 4 注射压力 109MPa 5．注射速率 2000g/s 6．塑化能力（PS） 31g/s 7．注射行程 160mm

8．螺杆转速 16/28/48r/min 9．料筒加热功率 10KW 10．锁模力 2540KN 11．拉杆内间距（水平X垂直） 290X368mm 12．允许最大模具厚度 406mm 13．允许最小模具厚度 165mm 14．移模行程 666mm 15．模板最大开距 260mm 16．油泵电机功率 17．油箱容积 456L

18．机器尺寸（长X宽X高） 最小模具尺寸（长X宽） 532X634mm 23．定位圈直径 φ125mm 24．喷嘴前端孔径 φ4mm 25．喷嘴前端球面半径 R18

26．螺杆与机箱径向间隙 <=

27．冷却系统效率：连续运转一小时，油温不超过56℃

2.1. 喷嘴尺寸

注塑机喷嘴头一般为球面，其球面半径R应与模具的主流道始端的球面半径吻合，以免高压熔体从隙缝处溢出，一般模具的主流道始端的球面半径应比喷嘴球半径大2～5mm，否则主流道内的塑料凝料无法脱出，其相应尺寸关系如图3-1。

图 3-1喷嘴与浇口套的尺寸关系图

其中 ，R=r+（2～5）mm D=d+（～1）mm

2.2. 定位环尺寸

注塑机定模固定板上有一规定尺寸的定位孔，注塑模定模板上相应设计有定位环。为了使模具的主流道的中心线与注塑机喷嘴的中心线相重合，模具定模固定板上的定位环或主流道衬套与定位环的整体式结构的外径尺寸d应与注塑机固定模板上的定位孔呈间隙配合，便于模具安装。定位环的高度小型模具为7～10mm，大型模具为 10 ～15mm，定位孔深度应大于定位环的高度。

2.3. 模具厚度

在模具设计时应使模具的总厚度位于注塑机可安装模具的最大模厚和最小模厚之间.同时应校核模具的外形尺寸,使得模具能从注塑机拉杆之间装入.

模具闭合后的厚度（闭合厚度）Hm应在注塑机允许的最大模具厚度模具厚度Hmin之间，即

HminHmHmax式中: Hmax最大模具厚度 Hmin最小模具厚度

Hmax和最小

Hm模具闭合高度

2.4. 模具的长度与宽度

模具外形尺寸要与注塑机拉杆间距相适应，校核其安装时能否穿过拉杆空间在动、定模固定板上固定。模具在注塑机动、定模固定板上安装的方式有两种：用螺钉直接固定（大型注塑模多用此法）和用螺钉、压板固定（中、小型模具多用此法）。采用第一种方法时，动、定模座板上的螺钉孔尺寸及间距应与注塑机对应模板上所开设的螺孔相适应（注塑机动、定模安装板上开着许多不同间距的螺钉孔，只要保证与其中一组相适应即可）;若采用后一种方法，灵活性大，只需在模具动、定模固定板附近有螺孔就行。

3. 注射模设计步骤

3.1. 塑件成型方案的确定

通常，塑料按照性能分为热塑性塑料和热固性塑料两种，两种塑料的成型方式有所不同，对于热塑性塑料大多数都是注射成型，本产品聚丙烯，要求材料为PP，

PP为热塑性塑料，且多为注射成型，根据实际，我们采用注射成型。

3.2. 型腔数目的确定

对于一个塑件的模具设计的第一步骤就是型腔数目的确定。单型腔模具的优点是：塑件精度高；工艺参数易于控制；模具结构简单；模具制造成本低，周期短。缺点是：塑件成型的生产率低、成本高。单型腔模具适用于塑件较大，精度要求较高或者小批量及试生产。

多型腔模具的优点是：塑件成型的生产率高，成本低。缺点是：塑件精度低；工艺参数难以控制。模具结构复杂；模具制造成本高，周期长。多型腔模具适用于大批量、长期生产的小塑件。

根据塑件的精度：根据经验，在模具中每增加一个型腔，塑件的尺寸精度就要降低4%。

确定型腔数目的方法：

考虑到塑件的技术要求，本设计采用根据注射量方法确定型腔数目。即：

n(0.8Gm2)/m1

式中，G—注塑机的最大注射量（200g）

m1—单个塑件的重量（25g） m2—浇注系统的重量（）

但根据产品结构和尺寸形状来看不起，由于该塑件尺寸形状很大，只能为一模1腔。根据需要和后续加工的要求我们确定为平行于塑件的最大尺寸方向，中心分布。

3.3. 成型零部件的设计计算

成型零部件的设计计算主要指成型部分，与塑件接触部分的尺寸计算。而对于塑件尺寸精度的影响因素主要有以下方面：

1.成型零部件的磨损 其主要是塑料熔体在成型行腔中的流动以及脱模时塑件与型腔或型心的摩擦，而一后者为主。为简化设计计算，一般只考虑与塑件脱模方向平行的磨损量，对于垂直方向的不于考虑，而忽略不计。中小形塑件我们取δ

c=1/6Δ。

2.成型零部件的制造误差 成型零部件的制造包括成型零部件的加工误差和安装、配合误差两个方面，设计时一般将成型零部件的制造误差控制在塑件相应公差的1/3左右 ，δz=1/3Δ ,通常取IT6—IT9级精度。 3.塑件的基本尺寸计算：

型腔径向尺寸:Lm13(1S)Ls1420123801.8100400.681.61.3500.60.680.250mm

校核: (SmaxSmin)Ls1zc(2.5%1.5%)800.60.31.71.8（等式成立）

32376.170.6mmLm(1S)Ls2(1)761.804041000校核: (SmaxSmin)Lszc220.6(2.5%1.5%)760.60.31.661.8（等式成立）

型芯径向尺寸:lm(1S)ls3400.623(1)721.81004074.79mm0.60.60校核:(SmaxSmin)lmzc(2.5%1.5%)720.60.31.621.8（等式成立）

型腔深度:222100.40.8mmHM1SHS11002.403031000校核:(SmaxSmin)Hmz0.82.5%1.5%1000.80.42.22.4（等式成立）

型芯高度:22298.30mmhM1ShS1952.10.7310030.700校核:(SmaxSmin)hmz2.5%1.5%950.70.3522.1（等式成立）

壁厚:dm(1S)dm3120.380404100230.1272.32500.127mm校核:(SmaxSmin)dmzc2.5%1.5%20.1270.010.1570.38（等式成立）

圆角:323RM1(1S)RM1127140100400.330.3326.790mm校核:(SmaxSmin)Rm1zc2.5%1.5%270.330.170.77（等式成立）1323RM2(1S)RM21814010040校核:(SmaxSmin)Rm1zc

0.330.337.410mm2.5%1.5%80.330.170.58（等式成立）1323柄长: lm2(1S)ls2(1)3014040100校核: (SmaxSmin)lszc2

0.330.3329.850mm

(2.5%1.5%)300.330.170.8（等式成立）13.4.

浇注系统设计

流道设计包括主流道、浇口的设计。

3.4.1. 主流道的设计

主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或是型腔。由于主流道要与高温塑料熔体及注塑机喷嘴反复接触，所以在注塑模中主流道部分常设计成可以拆卸更换的主流道衬套。在卧式或立式注塑机上使用的注塑模中，主流道垂直于模具分型面。

为了使塑料熔体按顺序的向前流动，开模时塑料凝料能从主流道中顺利的拔出，需将主流道设计成圆锥形，具有2°～4°的锥角，内壁有μm以下的表面粗糙度，抛光时应沿轴向进行，其结构如图4-5。若沿圆周进行抛光，产生侧向凹凸面，使主

流道凝料难以拔出。同时浇口套与注塑机喷嘴接触平凡，为防止撞伤，应采取淬火处理使其具有较高的硬度（48HRC～52HRC）。

在直角式注塑机上使用的模具中，因主流道开设在分型面上，故不需要沿轴线方向拔出主流道内的凝料，主流道可以设计成等粗的圆柱形。

主流道的基本尺寸通常取决于两个双方面：

1) 第一个方面是所使用的塑料种类，所成型的制品质量和壁厚大小。其表如表4-1：

表4-1 参考表

制品质量/g 0～20 20～40 40～150 150～300 300～500 500～1500 D1/mm 3 4 5 6 8 10 R/mm 1 1 2 2 2 2) 第二个方面，注塑机喷嘴的几何参数与主浇道尺寸的关系，如图： 热塑性塑料的主流道衬套与注塑机喷嘴的尺寸：主流道始端直径φB=φA+（～1）mm，球面凹坑半径RX(2~5)mm，半锥角a为2~4，尽可能缩短长度L（小于60mm为佳）。如图4-2：

浇口套～注塑机喷咀咀浇～～图 4-2 浇口套与注塑机喷嘴关系

本套模具主流道设计要点是：

1. 为便于凝料从主流道中拉出，主流道设计成圆锥形，其锥角α=3° ，内壁

粗糙度为Ra=μm，整个主流道都在衬套中，并未采取分段组合形式。 2. 主流道大端处是根据注塑机的喷嘴头来设计的，呈圆角，其半径R=21mm，

以减小料流在转向时过渡的阻力。

3. 为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道和注塑机的喷

嘴紧密接触，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径R= X +( 2~5 )mm，X=18mm，取R=21mm。其主浇道小端直径d1 =d2 +( ~1 ) mm,取d1=4mm。

4. 流道应保持光滑的表面，避免留有影响塑料流动和脱模的尖角毛刺等。

本套产品浇口套如图4-3：

图 4-3 浇口套

3.4.2. 浇口的设计

浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键组成部分。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。浇口的作用主要有以下几点：

1. 熔体充模后，首先在浇口处凝固，当注塑机螺杆抽回时可防止熔体向流道回流。

2. 熔体在流经狭窄的浇口时产生的摩擦热，使熔体升温，有助于充模。 3. 易于切除浇口尾料，二次加工方便。

4.对于多型腔模具，用以平衡进料；对于多浇口单型腔模具，用于控制熔接痕的位置。

浇口的截面积通常为分流道的截面面积的%～%。浇口截面积通常有矩形和圆形

两种。浇口长度约为～2mm左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。

在注塑模具中常用的浇口形式有如下几种：直接浇口、点浇口、潜伏式浇口、侧浇口、重叠式浇口、扇形浇口、平缝式浇口、盘形浇口、圆环形浇口、轮辐式浇口与爪形浇口、护耳浇口。

浇口开设的位置对制品的质量影响很大，在确定浇口的位置时应注意以下几点： 1. 浇口应设在能使型腔各个角落都可以同时填满的位置。

2. 浇口应设置在制品壁厚较厚的部位，使熔体从厚断面流向薄断面，以利于补料。

3. 浇口的部位应选在易于排除型腔内空气的位置。

4. 浇口的位置应选在能避免制品表面产生熔合纹的部位。当无法避免产生熔合纹的产生时，浇口位置的选择应考虑到熔合纹产生的部位是否合适。

5. 浇口的设置应避免引起熔体断裂的现象。 6. 浇口应设置在不影响制品外观的部位。

7. 不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口，一般制品浇口附近的强度较差。

由于设计零件是表面要求较高的塑件，又因为该模具因其结构复杂为3板模机构，故选择点浇口为佳。并且表面网格的孔上。

3.5. 模具温度调节系统

塑料模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺不同，模具温度也要求不同。因此在设计注塑模具时必须考虑用加热或冷却装置来调节模具的温度。对于一般的热塑性塑料注射成型时只需考虑冷却装置。

3.5.1. 温度调节对塑件质量的影响

温度调节对塑件质量的影响主要有以下几个方面: a．尺寸精度

利用温度调节系统来保持模具温度的恒定或采取较低的模温，可减少塑件成型

收缩率的波动，提高塑件精度。

b．形状精度

模具型芯与型腔各部分温差过大，会使塑件收缩不均匀而导致翘曲变形，影响塑件的美观和使用。特别对于壁厚不一致和形状复杂的塑件，经常会出现因收缩不均匀而变形的情况，必须采用合适的冷却回路，使模具型腔各个部位的温度基本上均匀。

c．表面粗糙度

模温过低会使塑件轮廓不清晰，产生明显的熔合纹，提高模温可改善塑件的表面状态，使塑件的表面粗糙度降低。

d．塑件的力学性能

3.5.2. 温度调节对生产力的影响

温度调节系统对生产力的影响主要由冷却时间来体现。通常注射到型腔内的塑料熔体的温度为200℃左右，塑件从型腔中取出的温度在60℃以下。熔体在成型时释放的热量中约有5%以辐射、对流的形式散发到大气中，其余95%需冷却水带走，否则由于塑料熔体的反复注入将使模温升高。为了保持模温的恒定，在每一循环中，必须由冷却系统把塑料熔体的热量带走。因此模具的冷却时间主要取决于冷却系统的冷却效果。一般的模具冷却时间占整个注射循环周期的2/3，因此缩短成型周期中的冷却时间是提高生产率的关键。

根据牛顿冷却定律，冷却系统从模具中带走的热量为

Q=k*A*ΔθΔθ*t/3600

式中：Q—模具与冷却系统所传递的热量（J）。

k—冷却管道孔壁与冷却介质间的传热系数J/(m2*h*℃)。

A—冷却介质传热面积（m2）。

Δθ—模温与冷却介质之间的温度差（5℃）。 t—冷却时间（S）。

由式中可知，当所需传递的热量不变时，可通过提高传递系数k，提高模具与冷

却介质温度差Δθ及增大冷却介质的传热面积A等三种方法来缩短冷却时间，提高生产效率。

3.6. 合模导向和定位机构

注塑模闭合时为了保证型腔形状和尺寸的准确性，应按一定的方向和位置合模，所以必须设有导向定位机构，最常见的导向定位机构是在模具型腔四周设2～4对互相配合的导向柱和导向孔，导柱设在动模边或在定模边均可，但一般设在主芯型周围。

导向机构主要有导向定位和承受注塑时产生侧压力三个作用： 1.导向作用

动定模合模时按导向机构的引导，使动定模按正确方位闭合，避免凸模进入凹模时因方位搞错而损坏模具或因定位不准而相互碰伤，因此设在型芯周围的导柱应比主型芯高出至少6～8mm。这对于移动式模具采用人工合模时特别重要。

2.定位作用

在模具闭合后使型腔保持正确的形状和所有由动定模合模构成的尺寸的精度，例如定位不准引起桶形塑件壁厚不均或尺寸精度下降。 3.承受注塑产生的侧压力

当塑件形状不对称或通过侧浇口注入塑件时都会产生单向侧压力，该力会使动定模在分型面处产生错动，当侧压力很大时，还不能单靠导柱来承担，需要设锥面或斜面进行定位，例如采用圆锥面作分型面能起很好的定位作用。

导柱和导套在模具上的安装使用如模架图。 对导柱尺寸和结构有以下几点要求：

（1）直径和长度 导柱的直径在12～63mm之间时，按经验其直径d和模板宽度B之比为d/B≈～，圆整后选标准值。导柱无论是固定段的直径还是导向段的直径，其形位公差与尺寸公差的关系应遵循包容原则，即轴的作用尺寸不得超过最大实体尺寸，而轴的局部实际尺寸必须在尺寸公差范围内才合格。导柱长度应该比凸模端面的高度高出6～8mm

（2）形状 导柱的端部做成锥形或半球形的先导部分，锥形头高度取与相邻

圆柱直径的1/3，前端还应倒角，使其能顺利进入导向孔。大中型模具导柱的导向段应开设油槽，以储存润滑油脂。

（3）公差配合 安装段与模板间采用过渡配合H7/k6，导向段与导向孔间采用动配合（间隙配合）H7/f7。

（4）粗糙度 固定段表面用μm,导向段表面采用μm。

（5）材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此多采用中碳钢（45号钢），碳（～深），经淬火处理（RC56～60）或碳素工具钢（T8A，T10A）经淬火或表面处理（HRC50～55）。

对导套尺寸和结构设计有以下几点要求。

导向孔可以直接加工在模板上，这种结构加工简便，但模板上未淬火的导向孔耐磨性差，用于塑件批量小的模具，多数模具的导向孔镶有导套，它既可淬硬以提高寿命，又可在磨损后方便更换。

（1）形状 可分为直导套和带轴肩导套两类。

（2）公差配合与表面粗糙度 导套内孔与导柱之间采用动配合H7/f7。 外表面与模板孔为较紧的过度配合H7/n6（直导套）或H8/K7带轴肩导套），其前端可设计长3mm的引导部分，按松动配合H8/e7制造，其粗糙度内外表面均可用μm或μm。 （3）材料 导套的材料可用耐磨材料，如铜合金制造，当用碳钢时也可采用碳素工具钢淬火处理。硬度HRC50～55，或采用45号钢碳淬火，其表面硬度为HRC56～60，但其硬度最好比导柱低5度左右。

本注塑模选带轴肩的导套，导套、导柱与模板间均采用过渡配合的固定方式。

3.7. 紧固系统设计

模具所有的模板和零件（除导套和导柱外）都是用内六角螺钉连接的。用圆柱销和导柱来定位的。

3.8. 侧向抽芯系统设计

抽芯形式其结构如图4-11：

图 4-11

如图4-11所示，此侧向抽芯机构是由（15）斜导柱等构成。侧向抽芯的实现是在开

模时定模底座带动斜导柱运动，而斜导柱又带动（2）定模板运动分开，从而实现侧抽芯。

3.8.1. 侧向分型抽芯距的确定

一般情况下，侧向抽芯距通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧凹凸台的高度大2～3mm。塑件上侧凹深38mm，。定抽芯距最少为（38＋2）mm即40mm。

3.8.2. 侧向分型抽芯力的计算

Fcchp(cossin)

其中，Fc—抽芯力（N）

c—侧型芯成形部分的截面平均周长。 h—侧型芯成形部分的高度。

p—塑件对侧抽芯的收缩力（包紧力），模内冷却的塑件， p＝（～）X 107 Pa。取p＝ X 107 Pa。

μ—塑件在热关态时对钢的摩擦系数，一般＝～，

取＝。

α—侧抽芯的脱模斜度或倾余角，取20°。

代入上式得: Fc238.641061001.01070.5119.32KN

3.8.3. 斜导柱的设计

1.斜导柱形状

采用圆形截面的斜导柱，其图如4-12。 2.斜导柱倾角α

一般在设计时α不大于25°，最常用为12°≤α≤22°，通常抽芯距短时α取小些，抽芯距长时α取大些;抽芯力大时α可取小些，抽芯力小时可取大些。另外，斜导柱在对称布置时，抽芯力可相互抵消，α可取大些，而斜导柱非对称布置时，抽芯力无法抵消，α要取小些。

综上所述，因模具的斜导柱为对称布置，且抽芯距较小，抽芯力也不大，取

α＝20°。

3.斜导柱的直径计算

由抽芯力Fc，倾角α＝20°，查表得最大弯曲力Fw、Hw，根据Fw和Hw以及α，查表得斜导柱直径为25mm。 3斜导柱的长度计算

粗略计算：L3=S％sinａ，取L为118mm。 4.斜导柱的材料及安装配合

图 4-12 斜导柱

图 4-13 斜导柱压板

斜导柱的材料多为T8,T10等碳素工具钢，也可以用45钢渗碳处理。此斜导柱的材料选45钢。由于斜导柱经常滑动摩擦，热处理要求硬度HRC≥55。表面粗糙度Ra≤µm。斜导柱与其固定的模板之间采用过度配合H7/m6。为了运动的灵活，滑块上斜导孔与斜导柱之间可以采用较松的间隙配合H11/b11，或在两者之间保留～1mm的间距。其斜导柱压板图如4-13：

3.8.4. 斜导柱侧向分型抽芯的应用形式

选择斜导柱安装在定模。

3.9. 顶出机构

该塑料产品可用推杆推出产品,当动模板和定模板分开时，在斜导柱的作用下，定模板左右分开一定距离，然后在推杆的作用下，把塑件一下推出，达到顶出物件的目的。

3.10. 推出脱模机构

1. 推出脱模机构的选用原则

设计推出脱模机构，必须根据制品的形状，复杂程度和注塑机推出机构形式选取。采用何种不同类型的推出脱模机构，其选用原则如下： 一、 二、

使制品脱模后不致变形，推力分布均匀，推力面尽可能大，并靠近型芯。 制品在推出时不能造成碎裂，推力应设在制品能承受较大力的地方，如

肋部、凸缘、壳体壁等处。 三、 四、

尽量不损伤制品的外观。

推出机构应动作可靠，运动灵活，制造方便，配换容易。

2. 推杆的形式

推杆是注塑模中使用最多的一种推出零件。推杆的形式很多，最常用的是圆形截面推杆。对于此塑料制品，是采用4根圆形截面的推杆。如图4-16：

图 4-16 推杆 3.

推杆材料

推杆的材料多为45钢、T8或T10碳素工具钢，推杆头部需淬火处理，硬度大于

50HRC，表面粗糙度在μm以下，较好的表面质量可防止推杆与孔咬死，并延长使用寿命。在存放推杆时，为防止有害气体及介质的侵蚀，应涂上二硫化钼。

4. 推杆的导向

对于含有数量较多并且顶出较细小的顶管顶出机构，以及大面积的推板顶出机构来讲，防止顶出机构的歪斜和扭曲是非常重要的，不然会造成细小顶管的变形甚至折断，推板与型芯间的磨损擦伤，为了避免以上现象的发生，要求在脱模机构导向的同时还起到支撑中间垫板的作用，防止中间垫板的弯曲。由于本模具中的顶出

杆比较多，必须设计导向系统，即有导柱和导套。

5. 推杆的复位

使用推杆作为推出零件的脱模机构，在完成一次脱模动作，开始下一次注射工作循环时，与制品接触的推杆必须回复到初始位置。因此，必须设有复位装置。本模具设置复位杆（图4-17），复位杆用45钢，HRC45～50。

图 4-17 复位杆

3.11. 标准模架的选取

依据前面计算数据,确定选用2930型标准模架.

3.12. 排气系统设计

当塑件熔体充填型腔时，必须排出型腔以、浇注系统内的空气及塑件受热而产生的气体。如果气体不能被顺序的排出，塑件由于填充不足而出现气泡，接缝或表面轮廓不清等缺陷；甚至因气体受压而产生高温，使塑件焦化。考虑该塑件尺寸，属于中小型简单型腔模具，故可以利用推出机构与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值为。

3.13. 注塑机参数的校核

注塑模需安装在注塑机上才能进行工作，两者应该相互匹配，所以注塑模设计之前要进行注塑机基本参数的校核。只有这样，才能处理好注塑模与注塑机之间的关系，使设计出来的注塑模能在注塑机上安装和使用。

3.13.1. 开模行程的校核

模具开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。注塑机最大开模行程的大小直接影响模具所能成形的塑件高度，太小时塑件无法从动、定模之间取出。因此模具设计时必须进行注塑机开模行程的校核，使其与模具的开模距离相适应。对于带有不同形式的锁模机构的注塑机，其最大开模行程有的与模具厚度有关，有的则与模具厚度无关。

选择液压－机械式锁模机构的注塑机，其最大开模行程是由肘杆机构或合模液

压缸的冲程所决定的，而与模具厚度无关，当模具厚度变化时可由其调模装置。用校核时只需使注塑机最大开模行程大于模具所需的开模距离即可。

模具为单分型面注塑模，其最大开模行程按下式校核：

SmaxSH1H2510 式中，

Smax—注塑机最大开模行程（666mm）。

S—模具所需开模距离（330mm）。

H1—塑件脱模距离（120mm）。

H2—包括浇注系统凝料在内的塑件高度（200mm）。

代入上式可得:左边=666≥右边=120+200+10=330mm.

通过上式可知开模的行程在允许范围内，达到设计要求。顶出装置的校核

各种型号注塑机开合模系统中采用的顶出装置和最大顶出距离不尽相同，设计的模具必须与其相适应。

采用注塑机G54-S200/400，为中心两侧双顶杆液压顶出。模具设计成推杆顶出，符合要求。

3.13.2. 注射量的校核

在设计模具时，为确保塑件质量，应保证注塑模内所需注射量在注塑机实际的最大注射量的范围内。根据生产经验，注塑机的最大注射量是其额定注射量的80％，换句话来说，一个注射周期内所需注射的塑料熔体的总量必须在注塑机额定注射量的80％以内。注塑机额定注射量有两种表示方法，一是用容量（cm3），一是用质量（g）表示。国产的标准注塑机的注射量均以容量（cm3）表示。设计采用国产注塑机，以容量校核。

在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量，应为制件和浇注系统两部分容量之和，即

式中，V—一个成形周期内所需注射的塑料容积（cm3）。 n—型腔数目。

VnVzVj

m3Vz3Vρ（157cm3） X—单个塑件的容量（cm）， 。

。 Vj—浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量（18cm）故应使

VnVzVj0.8Vg3

式中，

Vg—注塑机额定注射量（400cm5）。

左边=157+18=175cm5 400cm5

根据以上公式计算，注塑机的注射量在注塑机的最大范围内达到合格。

3.13.3. 锁模力的校核

注射成形时，高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分型面分开的胀模力，此胀模力等于塑件和浇道系统在分型面上投影面积与型腔压力之积。为防止模具分型面被胀模力顶开，必须对模具施加足够的锁模力，否则在分型面处将产生溢料现象。因此模具设计时应使注塑机的额定锁模力大于胀模力。则：

FPmAzAj

式中，F—注塑机额定锁模力（2540KN）。

AZ、Aj—分别为制品和浇注系统在分型面上的垂直投影面积（8000mm2）。 Pm—塑料熔体在型腔内的平均压力(查模具设计手册)（20~40MPa）。

左边=2540右边=21078103=160KN 通过上面公式计算得出-锁模力符合要求。

4. 模具图

图 4-18型芯示意图

图 4-18型腔示意图

5. 模具总装图

图 4-18模具总装图

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