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目 錄
引 言…………………………………………………………………………………1
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)……………………………………………………………………2
畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)…………………………………………………………………4
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)………………………………………………………………………5
一、設(shè)計(jì)題目………………………………………………………………5
二、設(shè)計(jì)過(guò)程………………………………………………………………9
（一）、塑件的分析及塑料的成型工藝性能…………………………………9
（二）、塑件的質(zhì)量與體積計(jì)算………………………………………………10
（三）、型腔數(shù)目的確定………………………………………………………10
（四）、注射機(jī)的選擇…………………………………………………………11
（五）、成型部分的尺寸設(shè)計(jì) ………………………………………………12
（六）、零件的加工工藝……………………………………………………16
（七）、模具加工工藝流程……………………………………………………18
（八）、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………19
（九）、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………21
（十）、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………………22
（十一）、模架的選擇…………………………………………………………23
（十二）、壓力機(jī)的校核……………………………………………………24
（十三）HIPS(高抗沖聚苯乙烯)的成型條件………………………………25
（十四）、參考文獻(xiàn)…………………………………………………………26
設(shè)計(jì)體會(huì)…………………………………………………………………………27
引 言
本說(shuō)明書(shū)為機(jī)械類(lèi)塑料模注射模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，是根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)上的設(shè)計(jì)過(guò)程及相關(guān)工藝編寫(xiě)的。本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容包括：畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，畢業(yè)設(shè)計(jì)體會(huì)，參考文獻(xiàn)等。
編寫(xiě)本說(shuō)明書(shū)時(shí)，力求符合設(shè)計(jì)步驟，詳細(xì)說(shuō)明了塑料注射模具設(shè)計(jì)方法，以及各種參數(shù)的具體計(jì)算方法，如塑件的成型工藝，塑料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
本說(shuō)明書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中，得到有張蓉老師和相關(guān)同學(xué)的大力支持和熱情幫助，在此謹(jǐn)以致意。
由于本人設(shè)計(jì)水平有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免有錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
一.設(shè)計(jì)題目：
螺口容器注射模 材料 HIPS(高抗沖聚苯乙烯)
圖如下：
二． 原始數(shù)據(jù)
1 尺寸公差按SJ1372—78，3級(jí)（參考塑料模設(shè)計(jì)資料一，表6-6）孔類(lèi)尺寸為正公差，軸類(lèi)尺寸公差為負(fù)公差；
2 尺寸公差為；
3 角度公差為
4 塑膠件表面光亮無(wú)劃傷痕跡；
5 生產(chǎn)批量為大批量。
三． 設(shè)計(jì)要求
1 盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架，在保證生產(chǎn)率和質(zhì)量的同時(shí)，力求降低模具成本和使用壽命。
2 在保證模具強(qiáng)度的前提下，注意外形美觀和各部分協(xié)調(diào)。
3 所設(shè)計(jì)的模具要便于搬運(yùn)和安裝，并且方便、可靠。
4 模具總裝配圖、動(dòng)、定模板、凸模、凹模、定位圈、澆口套等圖紙各一張。（其中至少要有一張1號(hào)以上的計(jì)算機(jī)繪圖）
四.設(shè)計(jì)目的
綜合運(yùn)用在學(xué)校所學(xué)的理論知識(shí)和技能，設(shè)計(jì)汽車(chē)儀表/電子計(jì)時(shí)器等塑料模具，使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)模具的流程，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和動(dòng)手能力，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為將來(lái)實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
五、設(shè)計(jì)圖紙
模具總裝圖一張、動(dòng)、定模板、凸模、凹模、定位圈、澆口套、型芯等所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖及電子文件（即*.doc/*.dwg/*.prt/*.asm文件，其中至少要有一張1號(hào)以上的計(jì)算機(jī)繪圖）。
六、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（要求不少于1萬(wàn)字，）
1、資料數(shù)據(jù)充分，并標(biāo)明數(shù)據(jù)出處。
2、計(jì)算過(guò)程詳細(xì)、完全。
3、公式的字母含義應(yīng)標(biāo)明，有時(shí)還應(yīng)標(biāo)注公式的出處。
4、內(nèi)容條理清楚，按步驟書(shū)寫(xiě)。
5、說(shuō)明書(shū)要求用計(jì)算機(jī)打印出來(lái)。
七、整個(gè)設(shè)計(jì)資料包括：全套圖紙、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、設(shè)計(jì)筆記。
八、自選兩個(gè)重要模具成型零件編制加工工藝過(guò)程卡。
九、編制模塑成型工藝卡。
十、參考資料：
1、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總局編《塑料模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999
2、陳萬(wàn)林編著《塑料模具設(shè)計(jì)與制作教程》北京希望電子出版社，
2000
3、黃健求編《模具制造》 機(jī)械工業(yè)出版社，2001
4、黃毅宏編《模具制造工藝學(xué)》機(jī)械工業(yè)出版社，1996
5、王孝培編《塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，2000
6、陳曉華、王秀英編《典型零件模具圖冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，2001
7、翁其金編 《塑料模塑工藝與塑料模設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社，1999
8、塑料模具技術(shù)手冊(cè)編委會(huì) 《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，1997
9、孫鳳勤編 《沖壓與塑壓設(shè)備》機(jī)械工業(yè)出版社，1997
10、黃銳編 《塑料工程手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，2000
11、屈華昌編 《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社，1995
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 書(shū)
一、題目：
螺口容器注射模 材料 HIPS(高抗沖聚苯乙烯)
二、明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集有關(guān)資料
1、了解畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)、內(nèi)容、要求和步驟，制定設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃（一般需６—８周）
2、將Pro/E零件圖,轉(zhuǎn)化為AUTOCAD平面圖，并標(biāo)好尺寸
3、查閱、收集有關(guān)的設(shè)計(jì)參考資料
4、了解所設(shè)計(jì)零件的用途、結(jié)構(gòu)、性能，在整個(gè)產(chǎn)品中裝配關(guān)系、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量
5、塑膠廠車(chē)間的設(shè)備資料
6、模具制造技能和設(shè)備條件及可采用的模具標(biāo)準(zhǔn)情況
三、工藝性分析
分析塑膠件的工藝性包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面，在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析塑膠件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、精度要求、表面質(zhì)量和材料性能等因素，是否符合模塑工藝要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)塑膠件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用注射生產(chǎn)可取得的經(jīng)濟(jì)效益。
１、塑膠件的形狀和尺寸：
塑膠件的形狀和尺寸不同，對(duì)模塑工藝要求也不同。
２、塑膠件的尺寸精度和外觀要求
塑膠件的尺寸精度和外觀要求與模塑工藝方法、模具結(jié)構(gòu)型式及制造精度等有關(guān)。
3、生產(chǎn)批量
生產(chǎn)批量的大小，直接影響模具的結(jié)構(gòu)型式，一般大批量生產(chǎn)時(shí)，可選用一模多腔來(lái)提高生產(chǎn)率；小批量生產(chǎn)時(shí)，可采用單型腔模具等進(jìn)行生產(chǎn)來(lái)降低模具的制造費(fèi)用。
4、其它方面
在對(duì)塑膠件進(jìn)行工藝分析時(shí)，除了考慮上述因素外，還應(yīng)分析塑膠件的厚度、塑料成型性能及模塑生產(chǎn)常見(jiàn)的制品缺陷問(wèn)題對(duì)模塑工藝性的影響。
四、確定成型方案及模具型式：
根據(jù)對(duì)塑膠零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定所需的模塑成型方案：制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數(shù)目和排列、成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等。
五、工藝計(jì)算和設(shè)計(jì)
1、 注射量計(jì)算：涉及到選擇注射機(jī)的規(guī)格型號(hào)，一般應(yīng)先進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于形狀復(fù)雜不規(guī)則的制品，可以利用Pro/E的“分析/模型分析/模型質(zhì)量屬性”來(lái)計(jì)算質(zhì)量?；蛘卟捎霉浪惴ü烙?jì)塑料的用量，以保證足夠的塑料用量為原則。
2、 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算：這是設(shè)計(jì)注射模的第一步，只有完成澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后才能估算型腔壓力、注射時(shí)間、校核鎖模力，從而進(jìn)一步校核所選擇的注射機(jī)是否符合要求。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算包括澆道布置、主流道和分流道斷面尺寸計(jì)算、澆注系統(tǒng)壓力降計(jì)算和型腔壓力校核。
3、 成型零件工作尺寸計(jì)算：主要有凹模和型芯徑向（長(zhǎng)/寬）尺寸和高度（深度）尺寸，其最大值直接關(guān)系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度則直接影響到制品精度。為計(jì)算方便，凡孔類(lèi)尺寸均以其最小尺寸作為公稱(chēng)尺寸，即公差為正；凡軸類(lèi)尺寸均以其最大尺寸作為公稱(chēng)尺寸，即公差為負(fù)；進(jìn)行工作尺寸計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮塑料的收縮率和模具壽命（磨損裕量）等因素。
4、 模具冷卻與加熱系統(tǒng)計(jì)算：冷卻系統(tǒng)計(jì)算包括冷卻時(shí)間和冷卻參數(shù)計(jì)算。冷卻時(shí)間計(jì)算有三種方法，根據(jù)塑料制品形狀和塑料性能選擇適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行計(jì)算即可。冷卻參數(shù)包括冷卻面積、冷卻水空長(zhǎng)度和孔數(shù)的計(jì)算及冷卻水流動(dòng)狀態(tài)的校核和冷卻水入口與出口處溫度差的校核。模具加熱工藝計(jì)算主要是加熱功率計(jì)算。
5、 注射壓力、鎖模力和安裝尺寸校核：模具初步設(shè)計(jì)完成后，還需校核所選擇的注射機(jī)注射壓力和鎖模力能否滿(mǎn)足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安裝，行程是否滿(mǎn)足模塑成型及取件要求。
六、進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、 確定凹模（模板）尺寸：先計(jì)算凹模（模板）厚度，再根據(jù)厚度確定凹模（模板）周界尺寸(長(zhǎng)X寬),在確定凹模（模板）周界尺寸時(shí)要注意:第一,澆注系統(tǒng)的布置,特別是對(duì)于一模多腔的塑料模應(yīng)仔細(xì)考慮模腔位置和澆道布置;第二,要考慮凹模上螺孔的布置位置;第三,主流道中心與模板的幾何中心應(yīng)重合;第四, 凹模（模板）外形尺寸盡量按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取。
２、選擇模架并確定其他模具零件的主要參數(shù)：在確定模架結(jié)構(gòu)形式和定模、動(dòng)模板的尺寸后，可根據(jù)定模、動(dòng)模板的尺寸，從《塑料模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 12555—1990 （塑料注射模大型模架）和GB/T 12556—1990 （塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件）中確定模架規(guī)格。待模架規(guī)格確定后即可確定主要塑模零件的規(guī)格參數(shù)。再查閱標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)零部件圖表，就可以畫(huà)裝配圖了。
七、畫(huà)裝配圖
一般先畫(huà)主視圖，再畫(huà)側(cè)視圖和其他視圖。由于注射機(jī)大多為臥式的，故注射模也常按安裝位置畫(huà)成臥式，畫(huà)主視圖最好從凸凹模結(jié)合面（即分型面）開(kāi)始，向左右兩個(gè)方向畫(huà)較為方便，且不易出錯(cuò)。
模具裝配圖包括：
1、主視圖：繪制模具工作位置的剖面圖
2、側(cè)視圖：一般情況下繪制定模部分視圖，
3、俯視圖、局部剖視圖等。
4、列出零件明細(xì)表，注明材質(zhì)和數(shù)量，凡標(biāo)準(zhǔn)件須注明規(guī)格。
5、技術(shù)要求及說(shuō)明，包括所選注射機(jī)設(shè)備型號(hào)，所選用的標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)，模具閉合高度，模具間隙及其它要求。
八、繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖
零件圖上應(yīng)注明全部尺寸、公差與配合、形位公差、表面粗糙度、所用材料、熱處理方法及其它要求。
九、編寫(xiě)技術(shù)文件
1、編寫(xiě)注射成型工藝卡片：根據(jù)塑料的成型特點(diǎn)，查閱有關(guān)資料，確定合理的注射成型工藝參數(shù)，并作成工藝卡片。
2、編寫(xiě)加工工藝過(guò)程卡片：選取兩個(gè)重要模具成型零件，確定加工工藝路線，并作成加工工藝過(guò)程卡片
3、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
第一部分 設(shè)計(jì)題 螺口容器注射模 材料 HIPS(高抗沖聚苯乙烯)
第二部分 設(shè)計(jì)過(guò)程
一、塑件的分析及塑料的成型工藝性能
1、塑件工藝性分析
1）塑件的尺寸較小，精度等級(jí)高精度，性能要求一般，采用一模二腔來(lái)提高生產(chǎn)率。塑件壁薄，對(duì)制品不進(jìn)行后加工。
5 澆口采用探針澆口，適用于一模二腔，澆口截面為圓形。
6 了方便加工和熱處理，型腔與型芯部分來(lái)鑲拼結(jié)構(gòu)。
2、材料的成型工藝性能
1）塑件采用HIPS，HIPS的主要工藝性能有：
物理性能：HIPS的相對(duì)密度介于0.98~1.10之間，耐磨性好，沖擊強(qiáng)度比PS高。
熱性能： 熱變形溫度為64~92.5
電性能： HIPS電性能優(yōu)異，耐高頻絕緣性好。
力學(xué)性能：HIPS具有優(yōu)異的力學(xué)性能，包括拉升強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和硬度，PP的主要力學(xué)性能數(shù)據(jù)為：
拉伸強(qiáng)度/MPa 14~48
壓縮強(qiáng)度/MPa 28~112
缺口沖擊強(qiáng)度（KJ/m2） 0.5~11.0
化學(xué)性能：HIPS的化學(xué)穩(wěn)定性好。
HIPS的主要缺點(diǎn)是：注射時(shí)應(yīng)防止溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開(kāi)裂。
HIPS的主要用途是：裝飾材料、容器、家用電器、建材等。
2）注塑成型條件
注射成形機(jī)類(lèi)型：螺桿式
密度（g/cm3）：0.98~1.10
計(jì)算收縮率（%）：0.4~0.7
預(yù)熱溫度（℃）：64~92.5
料筒溫度前段：170~180
料筒溫度中段：170~200
料筒溫度后段：150~160
模具溫度（℃）：20~50
注射壓力（Mpa）：60~100
成型時(shí)間分為（s）
1、注射時(shí)間：1~5
2、高壓時(shí)間：5~15
3、冷卻時(shí)間：5~15
4、總周期：15~30
二、塑件的質(zhì)量與體積計(jì)算
由于所給的零件是實(shí)物，依照零件尺寸，以及此零件的特殊形狀不適合用平常的方法計(jì)算的情況。采取先用PROE繪畫(huà)出此零件，然后用其軟件測(cè)量此零件。
得此零件的體積V=14.5cm3
查表達(dá)式1-2-2（注塑模設(shè)計(jì)與制作教程）得：
ρ =1g/mm3
塑件質(zhì)量m=ρv=1 g/cm3×14.5 cm3×=14.5(g)
三、型腔數(shù)目及注射機(jī)的確定
型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點(diǎn) 來(lái)確定
（1）、根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目:根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則,并忽略準(zhǔn)備時(shí)間試生產(chǎn)原材料費(fèi)用,僅考慮模具加工費(fèi)和塑件成型加工費(fèi)
（2）、根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目,當(dāng)成型大型平板制件時(shí)常用這種方法
（3）、根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),在磨具中每增加一個(gè)型腔,制品尺寸精度要降低4%,對(duì)于高精度制品,由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件一致,故推薦型腔數(shù)目不超過(guò)4個(gè)
（4）由于此塑件較小，在確定型腔時(shí)，可以考慮用多腔的結(jié)構(gòu)，為保證塑件質(zhì)量和精度，暫定2個(gè)。
（5）注射機(jī)額定注射量mg 每次注射量不超過(guò)最大注射量的80﹪，即
n=（0.8mg－mj）/mz
式中 n — 型腔數(shù)
mj — 澆注系統(tǒng)重量（g）
mz — 塑件重量(g)
mg — 注射機(jī)額定注射量(g)
澆注系統(tǒng)體積Vj,根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行估算。
M=ρv=0.3 cm3×1g/cm3=0.3(g)
設(shè)n=2則得
mg=(mz+mj)/0.8=(2×14.5＋4.3)g=37.7 g
從計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，查《注射模具設(shè)計(jì)與制作教程》表3-6-5得選用SZ-60/40型注射機(jī)。
②生產(chǎn)批量 試制小批量生產(chǎn)宜采用單腔，大批量生產(chǎn)宜取多腔，該塑件為一般生產(chǎn)，故宜取多腔，由注射機(jī)理論，注射量確定型腔數(shù)得
n=(0.8mg－mi)/mz=(0.8×60×1g/cm3－0.3)/14.5g=3個(gè)
由于該塑件件為高精度塑件，通常最多采用一模二腔的模具。
由于采用一模二腔的方案，故其注射總體積及質(zhì)量為二個(gè)塑件的體積與質(zhì)量。
由注射機(jī)的最大注射量公式得
K利G公≧G件+G廢
G公 — 注射機(jī)的公稱(chēng)質(zhì)量注射量
K利 — 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，取0.8
G件 — 塑件質(zhì)量
G廢 — 澆注系統(tǒng)等廢料的質(zhì)量
則 0.8G公≥（2×14.5＋0.3）/0.8
=36.625
由《注射模設(shè)計(jì)與制作教程》表3-6-5，查得注射機(jī)的型號(hào)為SZ－60/40，其主要技術(shù)參數(shù)：
理論注射容量（cm3） 60
螺桿（柱塞）直徑（mm） 30
注射壓力（Mpa） 150
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 48
鎖模力（KN） 400
移模行程（mm） 260
最大模具厚度（mm） 280
最小模具厚度（mm） 160
噴嘴球半徑（mm） SR15
噴嘴口直徑（mm） 3.5
四、成型部分的尺寸設(shè)計(jì)
由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以下一些性能:
1:必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度，以承受塑料熔體的高壓，
2:有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損。通常進(jìn)行熱處理，使其硬度達(dá)到HRC40以上
3:對(duì)于成型會(huì)產(chǎn)生腐濁性氣體的塑料還應(yīng)選擇耐腐濁的合金鋼處理
4:材料的拋光性能好，表面應(yīng)該光滑美觀。表面粗造度應(yīng)在Ra0.4以下
5:切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好
6:熔焊性能要好,以便修理
7:成型部位應(yīng)須有足夠的尺寸精度?？最?lèi)零件為H8~H10，軸類(lèi)零件為h7~h10。
1.型腔的內(nèi)徑計(jì)算
塑件外徑與型腔內(nèi)徑的關(guān)系
D腔=（ds+dsQcp－xΔs）
式中 D腔 — 型腔內(nèi)徑（內(nèi)徑）尺寸（mm）
ds — 塑件外徑基本尺寸（mm）
即塑件實(shí)際外形尺寸ds →(ds′+δ1) =(ds)
Δs — 塑件公差
Qcp — 塑件平均收縮率（%）
x — 綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動(dòng)，成型零件的磨損等因素），塑件精度高，批量大，取x=3/4。
Δm — 模具制造公差，一般為（1/3~1/4），取1/4Δs。
查表6-4PP 塑料的收縮率是0.4%~0.7%。
平均收縮率 S=(0.4%+0.7%)/2=0.55%
D腔=
=
2、型腔深度尺寸計(jì)算
H腔=（hs+hsQcp+xΔs）
H腔 — 型腔深度尺寸
hs — 塑件高度基本尺寸，即塑件的實(shí)際高度尺寸
hs′ →(hs′+δ1) =hs
?s — 塑件公差
Qsp — 塑料平均收縮率，取0.55
X — 綜合修合系數(shù)，取x=0.75
?m — 模具制造公差，取 ?m=1/4?s
H腔=
=
4、型芯尺寸設(shè)計(jì)
由于塑件內(nèi)形較復(fù)雜，深度較大，且機(jī)械加工不方便，為了避免整體式凹模采用一樣材料的不經(jīng)濟(jì)，且通過(guò)想鑲拼結(jié)構(gòu)有利于提高模具的互換性，故對(duì)于形成型芯采用整體式凸模嵌入凸模固定板。
1 型芯的內(nèi)徑計(jì)算
塑件內(nèi)形（內(nèi)徑）與凸模外形（外徑）尺寸（mm）對(duì)應(yīng)關(guān)系。
d凸=（Ds+QsQcp+x?s）
式中 d凸 — 凸模型芯外形（外徑）尺寸（mm）
Ds — 塑件內(nèi)形（內(nèi)徑）基本尺寸（mm）
即塑件實(shí)際內(nèi)形尺寸 Ds? →(Ds?+δ2)
=Ds
Δs — 塑件公差
Qcp — 塑料平均收縮率（%），取0.55%
X — 綜合修正系數(shù)，取x=0.75
Δm — 模具制造公差，取Δm=1/4Δs
D芯=
=
2、型芯深度尺寸計(jì)算
H芯— 型腔深度尺寸
hs — 塑件高度基本尺寸，即塑件的實(shí)際高度尺寸
hs′ →(hs′+δ1) =hs
?s — 塑件公差
Qsp — 塑料平均收縮率，取0.55
X — 綜合修合系數(shù)，取x=0.75
?m — 模具制造公差，取 ?m=1/4?s
H芯 =
=
5、成型中心矩尺寸
塑件中心距與模具成型中心尺寸關(guān)系
L中=（Ls+LsQcp）±1/2?m
式中 L中 — 成型中心距尺寸（mm）
Ls — 塑件中心距基本尺寸（mm）,即塑件實(shí)際中心距尺寸
Ls′ →(Ls′+1/2δ2) ±1/2(δ1－δ2)
=Ls±1/2?s
?s — 塑件公差
Qcp — 塑料平均收縮率（%），取0.55%
?m — 模具制造公差，?m=1/4?s
L中=（40+40×0.55%）±1/2?m
=40.22±1/8?s
=40.22±0.023
六、零件的加工工藝：
1．定模型芯
定模型芯是主要的工作零件，我們選用T8A的材料，同時(shí)考慮到此塑料對(duì)尺寸精度要求一般，但對(duì)表面要求較高，根據(jù)本工廠的實(shí)際設(shè)備情況，在對(duì)材料進(jìn)行粗加工后，留0.5mm的單邊，淬火，低溫回火后，用電火花機(jī)放電到位，最后還需要對(duì)成型表面進(jìn)行拋光。
其澆道襯套孔要與襯套配合，在粗加工后，留單邊0.2—0.5mm的余量，熱處理
后采用慢走絲割出即可。
綜上所述，定模型芯加工工藝如下：
1.材料：T8A
2.加工工藝：
1) 開(kāi)料：開(kāi)出底面半徑為35，高為100的圓柱毛坯。
2) 磨基準(zhǔn)：按照零件圖基準(zhǔn)方位在平面磨床上磨出基準(zhǔn)面，同時(shí)磨平各平面，留0.1—0.3mm單邊余量。
3) 按照?qǐng)D樣，在銑床上鉆螺紋孔，運(yùn)水孔。
4) 在數(shù)控銑床上采用Mastercam9.0軟件，按照?qǐng)D樣要求銑出兩個(gè)型腔的形狀，單邊留0.2—0.5mm的余量。
5) 送熱處理車(chē)間進(jìn)行熱處理：淬火（油淬+低溫回火），使其表面硬度達(dá)到56—60HRC。
6) 按照?qǐng)D樣要求加工型芯各表面，保證型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨后六面見(jiàn)光。
2.動(dòng)模型芯
同定模型芯一樣。
3．行位
a)材料：T8A
b)加工工藝：
1)開(kāi)料：在鋼板上割出一塊底面半徑為50，高為90的毛坯。
2)在平面磨床上磨基準(zhǔn)。
3)在銑床上有角度分度頭調(diào)好角度，粗銑左側(cè)的圓柱面。
4)在銑床上銑出如圖所示右側(cè)的形狀及其導(dǎo)滑部分。
6)鉆螺釘固定孔。
7)熱處理：淬火+低溫回火，淬硬表面硬度為54—58HRC。
8)磨削基準(zhǔn)平面及其圓柱面，使各部分的尺寸加工到位。
9)在滑塊斜面磨出45度，寬大10mm,深0.2mm的儲(chǔ)油槽，其它的零件在此就不一一敘述。
七、模具加工工藝流程:
1、 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和制造工藝,模架的基本組成零件有兩種:導(dǎo)柱、導(dǎo)套等回轉(zhuǎn)零件；模板等平板零件。
導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工主要是內(nèi)、外圓柱面加工，平板內(nèi)零件的制造過(guò)程主要進(jìn)行平面加工和孔隙加工，他們?cè)谀＞咧衅鸲ㄎ坏膶?dǎo)向作用，保證凹凸模在工作時(shí)具有正確的相對(duì)置，除了要保證導(dǎo)柱，導(dǎo)套配合表面尺寸形狀精度外，還應(yīng)該保證導(dǎo)柱、導(dǎo)套各自配合面之間的同軸度要求。
導(dǎo)柱、導(dǎo)套一般采用低碳鋼進(jìn)行滲碳、淬火處理，也可選用碳素工具鋼T10淬火處理，淬火處理硬度58-62HRC。
根據(jù)分析，導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工藝過(guò)程如下：
備料——粗車(chē)、半精車(chē)內(nèi)外圓柱表面——熱處理——研磨導(dǎo)柱中心孔——粗磨、精磨配合表面——研磨導(dǎo)柱、導(dǎo)套重要配合表面。
1 凸模加工工藝過(guò)程如下：
下料——鍛造——退火——粗加工——精磨基面準(zhǔn)面——?jiǎng)澗€——工作型面半精加工——淬火、回火——磨削——修研。
2 凹模加工工藝過(guò)程如下：
下料——鍛造——退火——粗加工六面——精磨基面準(zhǔn)面——?jiǎng)澗€—型孔半精加工——型孔精加工——淬火、回火——精磨（研磨）
3 模架的裝配：
導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板之間一般采用過(guò)盈配合，裝配時(shí)可采用手動(dòng)壓力機(jī)將導(dǎo)柱壓入動(dòng)模板的導(dǎo)柱孔，復(fù)位機(jī)構(gòu)的裝配復(fù)位桿與固定板一般采用過(guò)度配合。模架的裝配比較的簡(jiǎn)單，主要是用螺釘將裝有導(dǎo)套的定模板連接起來(lái)。
4 模具表面強(qiáng)化處理工藝特點(diǎn)及應(yīng)用：
滲氮處理：滲氮處理是向模具零件表面滲入氮原子的過(guò)程，
模具滲氮前應(yīng)加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是經(jīng)過(guò)試模確認(rèn)完全合格后再進(jìn)行滲氮處理。根據(jù)模具的技術(shù)要求分別采用以下兩種工藝路線：
精密模具：備料——鍛造——退火或回火——粗加工——調(diào)質(zhì)——半精加工——裝配——試?！獫B氮——研磨拋光——裝配；
一般模具：備料——粗加工——調(diào)質(zhì)——精加工——糝氮——研磨——裝配；
5 總裝的技術(shù)要求
a、裝配后的模具安裝表面的平行誤差不大于0.05；
b、模具閉合后分型面應(yīng)均密合；
c、導(dǎo)柱、導(dǎo)套滑動(dòng)靈活，推件時(shí)推桿和卸料板動(dòng)作一致；
d、合模后動(dòng)模部分和定模部分的型芯必須緊密接觸
6 試模：
模具在裝配完成之后，在交付生產(chǎn)時(shí)試模，其目的是檢查模具在設(shè)計(jì)制造上是否存在缺陷，若有，則要求排除；對(duì)模具成型工藝條件進(jìn)行試驗(yàn)以有利于模具成型工藝的確定和提高。
八、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1、澆口套的設(shè)計(jì)
采用一模二腔，須設(shè)定分流道；采用分體式，澆口套材料選用優(yōu)質(zhì)鋼T8A，淬火處理。為了便于凝料的拔出，主流道設(shè)計(jì)為錐孔，內(nèi)壁Ra為0.63um,錐角為40，，其小端直徑D1=D2+（0.5~1）=3+0.5=3.5，主流道大側(cè)面圓角R=3mm，澆口套大端高出定模端面H=5~10mm，起定位作用，與注射機(jī)定模板的定位孔呈間隙配合，襯口套球面半徑Sr=SR+(0.5~1),取Sr=16mm，定位環(huán)外徑D取50mm，厚度取10mm。
流道及平衡布置：
（1）分流道是進(jìn)料通道，采用U形側(cè)面，其分流道加工較容易，熱量損失和流動(dòng)阻力均不大，是最常用形式，分流道側(cè)面尺寸視塑件尺寸、塑料品種、注射速率以及分流道長(zhǎng)度而定；分流道側(cè)面尺寸應(yīng)滿(mǎn)足良好的壓力傳遞和保證合理的填充時(shí)間，U形側(cè)面分流道深度h=2r(r為圓弧半徑)，h=2×4=8mm,斜度α取60，分流道長(zhǎng)度Lf通常取8~30mm，分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度通常取Ra1.25~Ra2.5um。
（2）分流道的平衡布置
多型腔模具應(yīng)盡量采用平衡式分流道，能讓熔融塑料幾乎同時(shí)到達(dá)每個(gè)型腔的進(jìn)料口，以致塑料到每個(gè)型腔的壓力和溫度是相同的，這樣不易產(chǎn)生熔接痕和填充不足等缺陷，其流道布置形式如圖。
2、澆口的設(shè)計(jì)
澆口的設(shè)計(jì)與塑料性能、塑件形狀、側(cè)面尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等有關(guān)，要是熔料以比較快的速度進(jìn)入并充滿(mǎn)型腔，同時(shí)在充滿(mǎn)后能適時(shí)冷卻封閉。因此澆口的側(cè)面要小，長(zhǎng)度要短這樣可增大料流的速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件的外觀質(zhì)量、澆口位置，形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。
（1）澆口的選用
澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種，限制性澆口一方面通過(guò)側(cè)面的突變，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速而均衡地充滿(mǎn)型腔；另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿(mǎn)，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)起著封閉型腔，防止塑料熔體倒流。我們采用的是60口，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件。
在這套模具，其澆口尺寸如圖所示。
澆口各部分尺寸取的都是經(jīng)驗(yàn)值，L=0.3～2mm d=0.7～1.2 α= 60～150。探針澆口的優(yōu)點(diǎn)是澆口自動(dòng)去除缺點(diǎn)是回料高，模具使用費(fèi)用高。
九、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
注塑模溫對(duì)塑料熔體的流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)率以及塑件的形狀和尺寸精度有著直接的影響。注射成型時(shí)，不同的塑料對(duì)模溫有著不同的要求，控制適宜的模溫來(lái)保證塑料熔體具有最佳的流動(dòng)性，易于充滿(mǎn)型腔，并使塑件脫模后的收縮、翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，具有較高的物理力學(xué)性能以及較高的表面質(zhì)量。通過(guò)溫度調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)可收到如下效果。
2 改善成型性能：可以使模塑溫度保持適應(yīng)于各塑料的規(guī)格溫度，以改善成型性能。
3 穩(wěn)定尺寸精度：如果塑模溫度發(fā)生變化，則塑料的收縮率也會(huì)有很大的變動(dòng)，尤其對(duì)結(jié)果性塑料，因此，若塑模溫度保持一定，收縮率也就得到穩(wěn)定，塑件的尺寸精度自然就穩(wěn)定了。
4 減少塑件變形：提高塑件精度。
5 改善塑件表面質(zhì)量：消除外觀缺陷，合理的模溫可提高塑件的外觀質(zhì)量和降低表面粗糙度。
由于制品平均壁厚為1.5mm左右，制品尺寸又較小，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定水孔直徑為8mm，其循環(huán)回路如下：
十、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
在注射成型的每一個(gè)循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中或凸模/型芯上松動(dòng)分離（即脫出），脫出機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)就叫塑件脫出機(jī)構(gòu)，脫出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)基本考慮：
1 保證塑件質(zhì)量
2 脫出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)
3 所需頂出行程、開(kāi)模行程計(jì)算
頂出行程計(jì)算
S頂=h凸+e
式中 S頂 — 所需頂出行程
h凸 — 型芯成型高度
e — 頂出行程富裕量（mm）
S頂=90+5=95mm
所需開(kāi)模行程計(jì)算
S開(kāi)=h塑+h凸模+e
式中 S開(kāi) — 開(kāi)模行程（mm）
h塑 — 塑件及澆注系統(tǒng)在開(kāi)模方向上的總投影高度（mm）
h凸模 — 動(dòng)定模型芯突出分型面的高度總和（mm）
e — 取件及取出澆注系統(tǒng)凝料的開(kāi)模行程富裕量（mm）
S開(kāi)=90+90+8=188（mm）（澆注系統(tǒng)無(wú)廢料排出，頂出行程只計(jì)算塑件高度）
十一、模架的選擇
根據(jù)所選設(shè)計(jì)的定模型腔的尺寸和設(shè)計(jì)的需要，采用香港龍記集團(tuán)（LKM）
的大水口模架，其型號(hào)為：
3540－CI－A100－B30
其主要參數(shù)如下：
凹模板厚度 A=100mm
凸模板厚度 B=30mm
墊塊厚度 C=100mm
模具的閉合厚度 H=270mm
模板寬B0=250 長(zhǎng)L0=177mm
座板寬B1=250 長(zhǎng)L1=237mm
定模座板厚 H1=20mm
動(dòng)模座板厚 H2=20mm
推桿固定板 h1=10mm
頂出底板厚度 h2=25mm
頂出底板長(zhǎng)度 B2=184mm
導(dǎo)柱 d1=30mm
推桿 d3=190mm
十二、壓力機(jī)的校核
（1）最大注射量的校核
K利G公≥G件+G廢
式中 G公 — 注射機(jī)公稱(chēng)質(zhì)量注射量
K利 — 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，取0.8
G件 — 塑件的質(zhì)量
G廢 — 澆注系統(tǒng)等廢料的質(zhì)量
塑件重量14.5g,澆注系統(tǒng)重量0.3 g
則每次注射所需塑料量為2×14.5+0.3=37.7g
注射機(jī)的最大注射量60×0.8=48g>37.7g,故能滿(mǎn)足要求。
(2) 鎖模力與注射壓力的校核
鎖模力可按F≥Pm(nAz+Aj)校核
式中 Pm — 塑料注射壓力 Pm=80~130Mpa,，取Pm=100Mpa
Az — 塑料在分型面上的投影面積（cm2）
Aj — 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）
F — 注射機(jī)額定鎖模力 SZ－60/40
注射機(jī)額定鎖模力為400KN
投影面積計(jì)算：
估算：Az=1.73(cm2)
Aj==36.29(cm2)
代入公式中得Pm=100(1.73+36.29)=370KN
由于F=400KN，故滿(mǎn)足F>378KN，同樣SZ－60/40的額定注射壓力150KN>100KN,也能滿(mǎn)足PMMA塑料的注射壓力要求。
(3) 模具厚度H與注射機(jī)閉合高度校核 Hmin
270>160,所以能滿(mǎn)足要求。
(4) 注射機(jī)開(kāi)模行程的校核
SK≥H1+H2+（5~10）mm
式中 SK — 注射機(jī)行程（SK=260mm）
H1 — 脫模距離（頂出距離），H1=90
H2 — 塑件高度+澆注系統(tǒng)高度
H2=90
則 H1+H2+10mm=90+90+10=190(mm)<260mm
故能滿(mǎn)足要求
十三、HIPS(高抗沖聚苯乙烯)的成型條件:
噴嘴的溫度: 130~150
加熱料筒設(shè)定溫度:
料筒前部: 170~180
料筒中部: 170~200
料筒后部: 150~160
模具溫度: 20~50
成型壓力Mpa:60～110
干燥溫度:70℃
干燥時(shí)間(h):2～3
螺桿轉(zhuǎn)速:48r/min
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設(shè)計(jì)體會(huì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)與能力的綜合應(yīng)用和檢測(cè)，是每一個(gè)合格的大學(xué)生的必經(jīng)工程，也是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng)了我們正確的設(shè)計(jì)思想；同時(shí)也讓我們掌握了工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法，以及鍛煉了我們綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們大量閱讀了各種技術(shù)資料及手冊(cè)，不僅認(rèn)真探討了模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的各種問(wèn)題，而且對(duì)塑料零件的性能等問(wèn)題進(jìn)行了研究。因此，本次設(shè)計(jì)不僅加深了自己對(duì)專(zhuān)業(yè)所學(xué)知識(shí)的的理解和認(rèn)識(shí)，而且也拓寬了自己的知識(shí)面。此外，本次設(shè)計(jì)在繪圖過(guò)程中，使用了AUTOCAD、PRO-E、等二維和三維繪圖軟件，這些都不同程度地使我們學(xué)到了更多的知識(shí)，進(jìn)一步提高了我們繪圖的能力。
在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，張蓉老師給了我們耐心的指導(dǎo)，并在設(shè)計(jì)中及時(shí)給我們解答疑難，讓我在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中知識(shí)我能力得到了一個(gè)質(zhì)的飛躍，這對(duì)我的將來(lái)都會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。并且，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還得到了其他老師和各組同學(xué)的熱忱幫助，在此表示感謝！
由于本人知識(shí)有限，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不足，因此設(shè)計(jì)中難免還存在或多或少的不足之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正，本人將不勝感激！