塑料注射模具设计说明书.docx
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塑料注射模具设计说明书
言引
本说明书为机械塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的
设计过程及相关工艺编写的。
本说明书的内容包括：
目录、课程设计指导
书、课程设计说明书、参考文献等。
编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计
方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构
的设计。
本说明书在编写过程中，得到….老师和同学的大力支持和热情帮助，
在此谨表谢意。
由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老
师批评指正。
海朱设计者：
日11月11年2009
课程设计指导书
题目：
一、
ABS材料：
塑料套筒
二、明确设计任务，收集有关资料：
、了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划1
平面图，并标好尺寸CADPro/E零件图转化为2、将
、查阅、收集有关的设计参考资料3
、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生4
产批量
、塑胶厂车间的设备资料5
、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况6
工艺性分析三、
分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要
分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能
等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品
成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。
、塑胶件的形状和尺寸：
1
塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。
、塑胶件的尺寸精度和外观要求：
2
塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。
、生产批量3
生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多
腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费
用。
、其它方面4
在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑．
料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺的影响。
确定成型方案及模具型式：
四、
根据对塑胶零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的，
模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、
浇注系统等。
工艺计算和设计五、
、注射量计算：
涉及到选择注射机的规格型号，一般应先进行计算。
对于形状复1
模塑质量属性”来计算质量。
模塑分析/Pro/E，的“分析/杂不规则的制品，可以利用
或者采用估算估计塑料的用量，及保证足够的塑料用量为原则。
、浇注系统设计计算：
这是设计注射模的第一步，只有完成注系统的设计后才能2
估算型腔压力、注射时间、校核锁模力，从而进一步校核所选择的注射机是否符合要
求。
浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力
降计算和型腔压力校核。
、成型零件工作尺寸计算：
主要有凹模和型芯径向尺寸高度尺寸，其最大值直接3
关系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。
为计算方便，凡孔
类尺寸均及其最小尺寸作为公称尺寸，凡轴类尺寸均及最大尺寸作为公称尺寸；进行
工作尺寸计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命等因素。
、模具冷却与加热系统计算：
冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。
冷却4
参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入
口与出口处温差的校核。
模具加热工艺计算主要是加热功率计算。
、注射压力、锁模力和安装尺寸校核：
模具初步设计完成后，还需校核所选择的5
注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安装，
行程是否满足模塑成型及取件要求。
进行模具结构设计：
六、
、确定凹模尺寸：
先计算凹模厚度，再根据厚度确定凹模周界尺寸，在确定凹模1
周界尺寸时要注意：
第一，浇注系统的布置，特别是对于一模多腔的塑料模应仔细考
虑模腔位置和浇道布置；第二，要考虑凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中心与
模板的几何中心应重合；第四，凹模外形尺寸尽量按国家标准选取。
、选择模架并确定其他模具零件的主要参数；在确定模架结构形式和定模、动模2
和GB/T12555-1990板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从《塑料模国家标准》
中确定模架规格。
待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参GB/T12556-1990
数。
再查阅有关零件图表，就可以画装配图了。
七、画装配图
一般先画上主视图，再画侧视图和其他视图。
由于注射机大多为卧式的，故注射
模也常按安装位置画成卧式，画主视图最好从分型面开始向左右两个方向画比较方便。
、主视图：
绘制模具工作位置的剖面图1
、侧视图：
一般情况下绘制定模部分视图2
、俯视图、局部剖视图等3
、列出零件明细表，注明材质和数量，凡标准件须注明规格4
、技术要求及说明，包括所选注射机设备型号，所选用的标准模架型号，模具闭5
合高度，模具间隙及其它要求。
八、绘制各非标准零件图
零件图上应注明全部尺寸、公差与配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料、热
处理方法及其它要求
九、编写技术文件
、编写注射成型工艺卡片：
根据塑料的成型特点，查阅有关资料，确定合理的注1
射成型工艺参数，并作成工艺卡片。
、编写加工工艺过程卡片：
选取两个重要模具成型零件，确定加工工艺路线，并2
作成加工工艺过程卡片
、编写设计说明书3．
录目
产品的说明部分第一
塑件分析第二部分
注射机的型号和规格选择及校核三部分第
型腔的数目决定及排布第四部分
分型面的选择部分五第
浇注系统的设计六部分第
成型零件的工作尺寸计算及结构形式部分七第
导柱导向机构的设置部分第八
推出机构的设计九部分第
温度调节系统的设置十部分第
模具的动作过程第十一部分
设计小结第十二部分
参考资料第十三部分
一、产品说明
聚丙烯无毒，无味，无色。
外观与聚乙烯较为相似，但更透明、更轻，
它不吸水，光泽好且易着色，具有优良的介电3.其密度为：
0.90~0.91g/cm
性能，耐水性，化学稳定性，易于成型加工。
其屈服强度、抗拉强度、抗
压强度、硬度及弹性均比一般塑料优良
二、塑件制品分析
、用途：
聚丙烯可用做各种机械零件，如：
法兰、接头、泵叶轮、汽车1
零件和自行车零件；可作为水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道，化工容器
和其他设备的衬里、表面涂层；可制造盖和本体和一的箱壳，各种绝缘零
件，并用与医药工业中。
（聚丙烯）、品种：
改制品的塑料品种为热塑性塑料中的，聚丙烯无毒，PP2
无味，无色。
外观与聚乙烯较为相似，但更透明、更轻，其密度为：
它不吸水，光泽好且易着色，具有优良的介电性能，耐水3.0.90~0.91g/cm
性，化学稳定性，易于成型加工。
其屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬
度及弹性均比一般塑料优良。
聚丙烯注射成形一体铰链有特别高的抗弯曲
100℃以上温疲劳强度。
聚丙烯的熔点为：
164℃~170℃，耐热性好，可在
35℃时会发生脆裂，且在氧、热、光的作用下极易度下消毒灭菌，但在-
解聚、老化，所以必须加入防化剂。
的螺纹，形状较为简单：
M10、塑件形状：
该制件形状为旋转体，上端有3．
（如图）
制品材料：
PP
1-、表1-114、尺寸精度：
由于改制件未标注公差，查（《塑料模具设计与制造》P39
类公差。
，B12）取MT5
P42《塑料模具设计与制造》5、①表面粗糙度：
该制品可按照成型方法不同可查表（
一值。
0.2um1.2~0.2um,本书参考表1-13取值），但一般取值为
②塑件表面质量，热塑性塑料产生的常见性表观质量缺陷及产生原因如下表：
制品表观缺陷
产生的原因
塑件不完整
①注射量不够，加料量及素化能力不足；
②料桶、喷嘴及模具温度低；③注射压力太低；
④注射速度太慢或太快；⑤流道或浇口太小，浇口数目不够，位置不当；
⑥飞边溢料太多；
⑦塑件壁厚太薄，形状复杂且面积大；
⑦原料流动性太差，或含水分及挥发物多
塑件四周飞边过大
①分型面贴和不严，有间隙，型腔和型芯部分滑动
零件间隙过大；
②模具强度和刚性差；
③料桶、喷嘴及模具温度太高；④注射压力太大、锁模力不足或锁模机构不良，注
射
机定、动模板不平行；
⑤原料流动性太大；
⑥加料量过多
塑件有气泡
①塑料干燥不良，含水分或挥发物；
②料温高，加热时间长，塑料存在降解、分解；③注射速度太快；④注射压力太小；
⑤模温太低，易出真空泡；
⑥模具排气不良
塑件凹陷
①加料量不足；
②料温太高，模温也高，冷却时间短；③塑件设计不合理，壁太厚或厚薄不均
④注射及保压时间太短；⑤注射压力不足；
⑥注射速度太快；
⑦浇口位置不当，不利于供料；
塑件尺寸不稳定
①注射机的电气，液压系统不稳定；
②加料量不稳定；
③塑料颗粒不均，收缩率不稳定；
④成型条件（温度、压力、时间）变化，成型周期不一致；
⑤浇口太小，多型腔时各进料口大小不一致，进料
不平衡；
⑥模具精度不良，活动零件动作不稳定，定位不准
确；
塑件粘模
①注射压力太高，注射时间太长或太短；②模具温度太高；
③浇口尺寸太大或位置不当；④模腔表面粗糙度过大或有划痕；
⑤脱模斜度太小，不易脱模；
⑥推出位置结构不合理
熔接痕
料温太低，塑料流动性太差①
②注射压力太小，注射速度太低；③浇口系统流程长，截面积小，进料口尺寸及形状、位置不对，料流阻力大；
④塑件形状复杂，壁太薄；
⑤冷料穴设计不合理
塑件表面出现波纹
①料温低，模温、喷嘴温度也低；
②注射压力太小，注射速度低；③冷料穴设计不合理；④塑料流动性差；
⑤模具冷却系统设计不合理；
⑥流道曲折、狭窄，表面粗糙
塑件翘曲变形
具温度太高，冷却时间不够；①塑件形状设计不合理，薄厚不均，相差太大，②强度不足；嵌件分布不合理，预热不足；③
④塑料分子取向作用太大；⑤模具推出位置不当，受力不均；⑥保压补缩不足，冷却不均，收缩不均；
塑件分层脱皮
①不同塑料混杂；②同种塑料不同级别相混；③塑化不均匀；原料污染或混入异物④
、生6
产批
量：
由于该制件几何形状较小故设计成一模多腔，则为大批量生产。
、成型工艺分析：
7
①收缩性：
速件从模具中取出后冷料到温室，其尺寸体积全发生变化，这
种性能称为收缩性。
收缩性可分为实际收缩性和计算收缩率两种。
公式如
*下：
100%S'=Lc-Ls/Ls
S=Lm-Ls/Ls*100%
为实际收缩率；式中：
S'
计算收缩率S-
速件在形成温度时的单项尺寸Lc-
速件在室温时的单向尺寸Ls
模具在室温时的单向尺寸Lm
其影响因素主要有塑料品种、塑件结构、模具结构、成型工艺，通常收缩
率不是一个定值，而是在一定范围内变化，它的波动将引起塑料的波动，
因此模具设计时应根据这些因素综合考虑来选择塑料的收缩率，对精度高．
的塑件应选取收缩率波动范围小的塑料，并留有修正余地。
②流动性：
在成型过程中，塑料熔体在一定的温度、压力下填充模具型腔
的能力称为流动性，聚丙烯为热塑性塑料，可根据相对分子质量大小，熔
体指数，螺旋线长度，表观黏度及流动比等一系列指数进行分析。
凡是促
。
经过分析与进熔料温度降低，流动阻力增大的因素，流动性都会下降，
具有良好的流动性，其主要影响因素是温度、压力、模具结构。
查证PP
因此，在设计时均应考虑上诉因素。
与其它材料的混合使用，因此，不做赘述。
③相容性：
由于不考虑PP
④吸湿性和热敏性：
聚丙烯属于既不吸湿也不易黏附水份的塑料，且在高
温和受热时间过长的情况下一般不会产生分解，故有较好的热稳定性。
、模具设计的分析：
8
由于制件几何形状较小，要求批量生产，故初步确定为一模多腔；塑件上
的螺纹，故必须设计脱螺纹机构或侧分型机构，为保证塑件结构M10端有
完整顺利脱离型芯，初步定为顺序脱模，既为双分型面注射模。
、制品质量：
9
πρV根据M=d2V=1/4
0.90g/cm3ρ为其中
/4d2hπ/4D2H-πV=
（（π））π6/4-72×=/4-23225226+102×
≈2.084cm3
约为故3.686gM
四、注塑机的选用．
根据计算出的制件体积、质量大致确定模具的结构，初步选定注塑机型号，
方法如下：
在选用的时候，根据产品所需的实际注塑量，并考虑一模型腔
数量，再留有一定余量选择注塑量。
由于本制件为大批量生产，且初步考
腔。
虑型腔数目确定为2
≥根据Ms/0.8Mj
≥Vs/0.8Vj
——注塑机最大理论注塑量Mj
——理论注塑容量Ms
——一幅模具成型产品所需的实际质量Mj
——一幅模具成型产品所需的实际注塑容量Vs
系列注塑机，其将制件的质量和体积代入上式后，根据所得结果选定SZ
主要参数如下：
注塑装
置
项目
SZ-25/20
螺杆直径/mm
25
螺杆转速/（r/min）
0~220
理论注塑容量/cm3
25
注塑压力/Mpa
200
注塑速率/（g/s）
35
塑化能力/（kg/h）
13
锁模
锁模力/kN
200
拉杆间距/mm
187242×
装置
模板行程/mm
210
模具最小厚度/mm
110
模具最大厚度/mm
220
定位孔直径/mm
55
定位孔深度/mm
10
喷嘴伸出量/mm
20
喷嘴球半径/mm
SR10
顶出行程/mm
55
顶出力/kN
6.7
电气
油泵电机功率/kW
7.5
加热功率/kW
26
其他
机器重量/t
2.7
×外形尺寸×W（L××m）mH）/（m
××1.41.22.1
五、模具设计的有关计算
、型腔型芯工作尺寸的计算1
⑴凹模的工作尺寸计算
凹模是成型塑件外型的的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程
中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐增大。
所以，为了使模具磨损后留有修模
的余地并满足装配的需要，在设计时包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸工差
取上偏差。
．
凹模的径向尺寸计算公式：
δ）]L=[Ls（1+k）-（3/4△0+
——塑件外型径向公称尺寸式中Ls
——塑料的平均收缩率K
△——塑件的尺寸公差
。
——模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的δ1/3~1/6
凹模的深度尺寸计算公式：
δ+]H=[Hs（1+k）-（2/3）△0
——塑件高度方向的公称尺寸。
式中Hs
类公差选取，其单项的收缩率约为经查得塑件未注公差按0.6%MT5BPP
。
公差为0.70
塑件尺寸如图：
①型腔径向尺寸
0.75取X/3，△δ；模具的制造公差模具最大磨损量取塑件公差的1/6z=
-M10M10→-0.70．
zδδz++X△]Ls1-=[（1+S（Lm））001
+0.230.75×0.70]1+0.6%）×10-=[（
=9.53+0.230
D25→D25-0.70
δ+δz+]Δ=[（1+S）Ls）（Lm-X02020.75×）×25-=[（1+0.6%0.70]+0.230
=24.6+0.230
②型腔深度尺寸
；取；模具制造公差δ模具最大磨损量取塑件公差尺寸X=0.5,/3=1/6△z
30→30-0.70
zδ+0.5×0.70]-（Hm）=[（1+0.6%）×30+0.23010
=29.83+0.230
6→6-0.70
zδ+0.5×0.70]（Hm）=[（1+0.60%）×6-+0.23002
=5.68+0.230
型芯的工作尺寸计算
（2）.
①型芯的径向尺寸：
X=0.75；取Δ/3；模具的制造公差模具最大磨损量取塑件的1/6δ=z
+0.70D6→D6
0]）Ls+x1+sδ（Ls）=[（zz△-δ1
）×6+0.75×0.70]（=[1+0.06%0-0.23．
=6.560-0.23
0]=[（1+s）L+X（Ls）z2δ-δz-△s
=[（1+0.06%）×21+0.75×0.70]0-0.23
=21.650-0.23
②型芯高度尺寸：
X=0.5Δ/3；取，制造公差模具最大磨损量取塑件公差的1/6δ=
1）30→30+0.700
00X]Hs+Δ=[（1+S）（Hm）z-δ1δ-
=[（1+0.6%）×30+0.5×0.70]0-0.23
=30.530-0.23
2）6→6+0.700
00]+xΔ）（Hm1+S=[（）Hsz-2zδ1-δ
=[（1+0.6%）×6+0.5×0.70]0-0.23
=6.3860-0.23
型腔壁厚、支撑板厚度的确定2.
型腔壁厚、支撑板厚度的确定从理论上讲是通过力学的强度及刚度公式进
行计算的。
刚度不足将产生过大的弹性变形并产生溢料间隙；强度不足将
导致型腔产生塑性变形甚至破裂。
由于注塑成型受温度、压力、塑料特性及塑件复杂程度的影响，所以理论
计算并不能完全真实的反映结果。
通常在模具设计中，型腔及支撑板厚度
不通过计算确定，而是凭经验确定。
．
/MPa型腔压力
型腔侧壁厚度S/mm
）<29（压塑
14L+120．
<49（压塑）
16L+150．
<49（注塑）
20L+17．0
的经验数据壁厚S
b/mm
b=L/m
b=1.5L/mm
b=2L/mm
<102
（0.12-0.13）b
（0.10-0.11）b
0.08b
（0.08-（0.11-0.12）b<102（0.13-0.15）b
0.09）b-300
厚度的经验数据支撑板h
、模具加热、冷却系统的确定：
3
为了缩短成型周期，提高效率，故本热塑性塑料模具也设置了冷却系统。
本模具冷却系统在设计是遵循以下原则：
个孔，孔尽可能的大。
冷却水孔中4）冷却水孔尽量的多，初步设计1
，冷却通道之间的）倍（取15MM心线与型腔壁的距离取通道直径的1-2
。
）倍（取10中心距取水孔直径的3-5
冷却水孔至型腔表面的距离应尽可能相等。
当塑件壁厚均匀时，冷）2
却水孔与型腔表面的距离应尽可能的处处相等，当壁厚不均匀时，应在
壁厚处强化冷却。
浇口处要加强冷却。
3）
）冷却水孔道不应穿过镶块或接缝部位，以防漏水。
4
）5冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。
）进出口的水管设在模具的同一侧（设在注塑机的背面）。
6
六、模具结构设计：
、产品成形分型面的选择：
1
分型面遵循以下原则：
分型面取在塑件尺寸最大处，以便顺利脱模。
1）
分型面应使塑件留在动模部分，因为动模易设置顶出机构。
）2
分型面的选择有利于保证塑件的外观质量和精度要求。
3）
分型面的选择有利于成形零件的加工制造。
）4
塑件有侧凹、侧孔时，测向滑块放在动模一侧，从而使模具结构简5）单。
、模具型腔的排列：
2
）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现1
象。
）型腔排列要尽可能的减少模具外形尺寸。
2
）浇注系统浏道应经可能短，断面尺寸适当，尽量减少弯折，表面粗燥3
度值要低，使压力、温度损失尽可能少。
）本模具为一模两腔，为使塑料熔体在同一时间进入型腔，故分流道采4
:
用平衡式分布
如图形状：
、流道设计3
）冷料穴设计：
冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末1
端。
其作用是搜集流料前的冷料，防止冷料进入型腔而影响塑件质量，开
模时又能将主流道的凝料拉出。
冷料穴的直径宜大于主流道大端直径，长
度约为主流道大端直径。
分流道设计：
分流道由自己决定形状可是圆形、半圆形、矩形、梯形、2）
形，本书取圆形。
椰壳是半圆形和U
分流道尺寸：
分流道尺寸有塑料品种、塑件大小及流道长度确定。
对于质
以下的塑件可用经验公式计算分流道的直径。
以下壁后在量在3200
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