化妆品内胆注塑模具设计【UG+CAD+说明书】.rar

毕业论文（设计）化妆品内胆注塑模具设计学 生 姓 名：指导教师：专业名称：机械设计制造及其自动化 所在学院：目 录目 录摘要.3Abstract.4第 1 章 前言.51.1 塑料成型模具的发展趋势.51.2 选题的意义与要求.6第 2 章 成型工艺分析.72.1 产品结构分析.72.2 材料成型工艺性分析.82.3 设计方案确定.10第 3 章注射机及注塑模的选取.113.1 塑件的体积和重量.113.2 浇注系统凝料的估算.113.3 注射机的选用及其技术参数.123.4 成型工艺参数.13第 4 章 模具结构设计.144.1 选择分型面.144.2 浇注系统的设计.154.2.1 主流道设计.154.2.2 分流道设计.164.2.3 浇口选择.164.3 注塑成型结构的设计.174.3.1 型腔、型芯的设计.174.3.2 型腔尺寸的计算.17（1）计算塑件型腔长度径向尺寸.17（2）计算塑件型腔宽度径向尺寸.18（3）计算塑件型腔深度尺寸.184.3.3 型芯尺寸的计算.19（1）计算塑件型芯长度径向尺寸.19（2）计算塑件型芯宽度径向尺寸.19（3）计算塑件型芯深度尺寸.204.4.1 固定板、支承板设计.214.4.2 动模座板和定模座板设计.214.5 导向机构的设计.214.6 推出机构的设计.214.7 脱模力计算.224.8 冷却系统与排气系统的设计.234.8.1 冷却水路的设计.234.8.2 冷却水路的计算.24（1）计算塑件每小时注射量.24（2）计算范围时间内的释放热量.24（3）计算冷却水的体积流量.244.8.3 排气系统的设计.254.9 模架的选择.25第 5 章 注射机参数校核.275.1 校核注射压力.275.2 校核锁模力.275.3 校核注射量.285.4 注塑模具安装尺寸校核.285.5 校核开模行程.29模具装配图.31结 论.32参考文献.33致 谢.355摘要摘要模具是工业生产中最基本的工艺设备，它指的是在特定的工艺条件下，将金属或非金属材料加工成所需的尺寸和形状的模型的统称。模具主要分为冷冲压模具，塑料模，压铸模，橡胶模，木塑模等。注塑模具，正如其名字所暗示的，是根据模具腔体的特定尺寸和形状制造的，满足图纸要求的塑料部件模具。在这个毕业设计项目里，我选择了一个注塑模具，专门用于制造化妆品内胆。本文主要对汽车化妆品内胆的注塑成型方案进行研究与探讨，为企业提供一些参考意见。首先，针对化妆品内胆的外形和大小进行了详细的塑件工艺分析，并依据部件的实际使用需求以及周围环境的特点，选择了合适的注塑材料。利用 UG三维建模软件完成了化妆品内胆的三维建模工作，并根据产品生产的批量需求和尺寸大小来确定模具的型腔数量。通过 UG 三维软件，获取了标准模架，并最终完成了辅助结构的三维模具设计。接下来，对整个塑料模具的结构设计进行了详细介绍。该设计包括了成型组件、脱模构造、浇注系统和冷却系统等多个方面，旨在选择最适合的模具加工材料，并确保模具结构的合理性，以确保生产出的产品能够满足实际生产的需求。在对相关资料进行阅读与分析之后，本文从工艺角度出发，提出了一套合理可行的设计方案，包括模具分型面、浇口位置及类型、冷却方式等几个部分。在三维设计完成之后，采用 CAD 绘图工具绘制了模具的组装图和零件图。关键词：化妆品内胆、注射成型工艺、一模四腔、点浇口6AbstractMold is the most basic process equipment in industrial production,it refers to the specific process conditions,the metal or non-metallic materials into the required size and shape of the model collectively.Molds are mainly divided into cold stamping molds,plastic molds,die casting molds,rubber molds,wood plastic molds and so on.Injection moulds,as their name implies,are moulds for plastic parts manufactured according to the specific size and shape of the mold cavity,meeting the requirements of the drawing.In this graduation design project,I chose an injection mold,which is specially used to manufacture the base of the driving recorder.This paper mainly studies and discusses the injection molding scheme of the car tachograph base,and provides some reference opinions for enterprises.First of all,we carried out a detailed plastic part process analysis for the shape and size of the driving recorder base,and selected the appropriate injection material according to the actual use needs of the parts and the characteristics of the surrounding environment.Then,for the injection mold commonly used in the auto parts industry-plastic parts with complex parting surfaces,how to improve its accuracy has become one of the key issues of our research.We use UG 3D modeling software to complete the 3D modeling work of the driving recorder base,and determine the number of mold cavities according to the batch demand and size of the product production.Through UG 3D software,we obtained the standard mold frame,and finally completed the 3D mold design of the auxiliary structure.Next,we introduce the structural design of the whole plastic mold in detail.The design includes many aspects such as molding components,release structure,pouring system and cooling system,aiming at selecting the most suitable mold processing materials and ensuring the rationality of the mold structure to ensure that the products produced can meet the needs of actual production.After reading and analyzing the relevant information,this paper puts forward a reasonable and feasible 7design scheme from the process point of view,including the mold parting surface,gate location and type,cooling mode and other parts.After the three-dimensional design was completed,we used CAD drawing tools to draw the mold assembly drawing and parts drawing.Key words:Rectangular plug board cover,injection molding process,one mold two cavities,side gate8第 1 章 前言第 1 章 前言1.1 塑料成型模具的发展趋势随着新型工程塑料的持续研发和广泛应用，成型技术日益完善，注塑模具行业也逐渐展现出“多样化”的发展方向。在我国国民经济中占有重要地位的汽车制造业对注塑模具的需求量很大。这不仅是注塑行业自身的要求，也对整个行业的发展产生了巨大影响。此外，还需努力减少生产过程中的成本，增强生产的经济效益，并努力缩减制造的时间周期。首要任务是朝着智能化的趋势前进：应当引入计算书的辅助工具，以达到数字化、数据化和数据库模式的目标，并借助人工智能技术来辅助设计和生产流程，从而有效减少人工错误和人工成本。紧随其后的是模具大型化的发展方向：传统注塑模具的吨位已经超越了1000T，因此被认为是超大规模的模具。由于大型模具制造成本高，一般只有在大型汽车零部件生产企业中才能得以实现。然而，随着全球模具市场的不断变化，其应用的广度也在持续增长。如汽车零部件、电子产品等领域都有大量使用到大型模架系统。随着基建路桥工程、海洋工程和航空航天工程的不断深化，对于大型塑料制品和具有特殊复杂性的大型模具的需求也呈现出持续上升的趋势。另外，由于汽车工业发展迅速，以及对高性能汽车零部件要求的不断提高，这些行业都迫切需要大量的高尺寸精度、高可靠性和低成本的大模数注塑成型设备来满足客户的需求。在某些特定项目中，注塑模具的重量可能会超出 3000T，这表明在技术和生产能力上还需进一步加强。随着技术的不断进步，在制造精度方面，塑料部件的尺寸精度需求已经上升到了 0.0001mm。为了实现这一目标，就必须对精密注射模型腔零件进行高精度加工。这一精度要求明确指出，工业级别的机床设备必须具备极高的精度水平，而传统的人工配合方法已无法满足当前的加工和制造需求。目前国内模具行业对9精密注塑模具的需求量也越来越大，但是由于国内模具制造企业自身存在一些问题，导致我国精密注塑模具在质量方面无法与国际先进水平相媲美。因此，为了满足模具制造企业的特定需求，有必要建立专门从事机械机床设备研发的企业。我国模具产业每年都在持续稳健地增长，经过年复一年的不懈努力，已经逐渐朝着这些特定的发展方向前进。1.2 选题的意义与要求这次的设计焦点主要是集中在化妆品内胆的注塑模具设计方面。这类塑料制品被视为满足人类社会需求的关键产品之一，并在市场中拥有相当大的份额。由于其特殊的结构形式以及复杂的工艺特点，使得此类塑料产品的生产难度比较大。因此，在当前的市场需求环境中，深入研究这种塑料产品的注塑成型技术、模具的设计与制造过程，无疑具有巨大的实际价值。首先，必须根据任务的具体需求来构建三维数字模型。其次，为了保证建模的正确性和完整性，必须对所设计的零部件进行必要的装配与调整。在构建模型的过程中，对基础工艺的分析是不可或缺的。通过对这些信息进行处理，可以有效地实现模具的初步设计以及详细设计阶段之间的相互衔接。其次，还需要根据实际情况对设计方案进行优化，从而保证方案更加合理有效。关于这次的选题设计，应当逐渐完善以下几个关键领域的内容:（1）对于化妆品内胆产品，进行了深入的成型技术和结构分析，最后决定采用热塑性塑料作为主要的成型材料。通过对其成型过程中可能出现问题原因的研究，设计了一个可以有效保证产品质量的模流仿真模型。考虑到产品的独特结构，为基础模具制定了详细的结构设计计划，并为分型面和型腔确定了合适的结构布局。（2）模具的结构设计阶段已经圆满结束，所有的结构协作都不应产生任何干扰，所有的结构组件都必须符合常规机械加工的标准，并且要满足机械加工的技术要求。10（3）采用了三维数字软件来为模具创建模型，并借助 CAD 计算机辅助工具来输出二维的设计图纸。每一份工程图纸都必须达到机械绘图的标准规定，确保其尺寸既完整又清楚，并对各种公差和技术规格有明确的规定。（4）依照教学大纲所设定的标准，对各类关键的参数和数据进行了准确和明确的验证。11第 2 章 成型工艺分析第 2 章 成型工艺分析2.1 产品结构分析图 2-1 展示了塑料部件的三维视图，这些部件是日常生活中经常看到的化妆品内胆，它们的表面非常平滑，没有毛刺。图 2-1 化妆品内胆尺寸图图2-2展示了一个化妆品内胆的二维工程图纸，其中塑件的整体形状为方形椭圆角壳体，其最大的几何尺寸为 34mm34mm29mm，壁厚为 2mm。通过使用 UG 软件来绘制塑件的三维图，确定了塑件的体积为 5970.89mm3。由于塑件结构复杂且有一定厚度，为了保证其质量并减少模具制造成本，对该塑件进行了注塑模具设计与分析。经过仔细比较和考量产品的工作环境及其需求，最后选择了 ABS 塑料作为工程材料。根据模具结构及工艺参数对注塑模具进行设计，确定了主要浇口位置及形状，并在此基础上完成了模具设计与制造。ABS 具有很高的强度，并且在耐磨和化学稳定性方面表现出色，其成型后的塑料件外观具有良好的光泽。122.2 材料成型工艺性分析选择用于化妆品内胆的注塑材料是 ABS 塑料。根据设计要求及实际生产经验确定了注塑模具结构。鉴于塑料件具有复杂的结构和一定的厚度，为了确保其质量并降低模具的制造成本，对该塑料件进行了注塑模具的设计和分析。通过对注塑工艺参数的优化设计，得到合格的注塑制品。ABS 塑料是由三元共聚物（丙烯晴、丁二烯和苯乙烯）组成的，它不仅拥有出众的光泽和相对坚硬的质感，而且还具有很高的韧性和钢性，同时还具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，其化学性质也非常稳定。基于产品的独特性质，选择了适当的注塑模具设计以及模具的温度和冷却时长等关键成型条件。通过对各零件结构尺寸和浇注系统形状尺寸进行计算后得出最终设计方案。表 1 中列出了与此相关的几项参数。从成本上看，注塑制品质量好，成本低，且加工方便。基于上述的条件，可以挑选合适的注塑机进行生产操作。在分析化妆品内胆的尺寸结构和性能需求时，同时考虑了 ABS 材料的收缩率和工艺要求，并结合了塑件尺寸公差标准，采用了一般精度为 5 级的方法。表 1 ABS 材料性能参数项目参数项目参数密度（g/cm3）1.021.08收缩率/%0.40.7熔点（）130160弹性模量/MPa1.8105泊松比0.394变曲强度/MPa80屈服强度/MPa15.715.9用于化妆品内胆的注塑材料选择为 ABS 塑料。由于该材料本身存在一定问题，因此在生产过程中经常出现翘曲变形等现象，严重影响产品质量，降低了企业经济效益。通常，模具型腔的表面粗糙度会比塑料零件低 12 级。根据产品特点，选择了合适的注塑模具方案和模具温度及冷却时间等成型条件。塑料部件的表面粗糙度 Ra 范围是 0.20.8um。塑料零件在成型过程中，由于树脂流动速度较快、温度高，因此塑料熔体与模具之间存在一定压力差，13这种压差是造成塑料零件表面质量下降的主要原因之一。基于塑料部件的大小和形态需求，其表面的粗糙度 Ra 达到了 0.5um。鉴于塑件在冷却时会发生收缩，所以在脱模之前，塑件会将其凸出的部分包裹在中心或内部空间。如果不能正确地选用脱模坡度，就可能使塑件变形、开裂和破裂等缺陷产生。为了确保塑件能从其内部或腔室中被取出，并避免在脱模过程中受损，必须根据脱模坡度的选择准则来设计适当的脱模坡度。本文通过对几种常用塑件进行分析研究，得出了塑件不同部位的最佳脱模坡度。依据常用塑料部件的脱模坡度设计，其脱模坡度达到了 40。为减少塑料部件近 2 倍的应力集中风险和保证塑料熔融物的完全流动，除具体规定塑料部件宜采用尖角或者避免圆角外，宜尽量采用圆角过渡方式。塑料部件在模具设计，压力方向等因素作用下，其形状，尺寸，壁厚及有无预置部件等均会影响其部分收缩、浇注系统设计，布置及尺寸对收缩率亦有明显影响。本文根据塑件特点，建立了塑料注塑模具的三维模型，通过有限元分析软件进行数值模拟，得到注塑过程中各工艺参数对收缩量的影响规律。塑料零件的实际收缩率是其实际收缩率的表示。计算收缩率时可以把实际收缩率乘以系数来得到。实际的收缩率与计算出的收缩率之间的差异并不显著。在注射成型中，由于树脂流动时受到剪切作用，使制品出现了翘曲变形，因此需要考虑收缩问题。收缩率的确定可以基于塑料的种类、塑料部件的外形、大小以及壁的厚度，并可以进一步估算型腔与型芯的尺寸。在模具设计中可以通过对模具温度的调节来控制塑件收缩变形量，从而达到要求的收缩率值。这是一个由 ABS 材料制成的塑料部件，具有 0.5%的收缩率。2.3 设计方案确定化妆品内胆采用了规整的方形壳体塑件设计，尽管其结构相对简洁，但由于零件的尺寸偏大，因此在考虑模具的尺寸后，决定采用一模四腔的设计方案。本文根据塑件特点，建立了塑料注塑模具的三维模型，通过有限元分析软件进行数值模拟，得到注塑过程中各工艺参数对收缩量的影响规律。按照规定，化妆品内胆模具被设计成具有点浇口结构的双分型面注塑模具。14第 3 章注射机及注塑模的选取利用 UG 三维分析软件，成功地创建了一个塑件模型。由于这个塑件具有不规则的外形，无法用准确的尺寸计算出它的体积，质量等重要参数。与此相对，可以直接借助 UG 软件里的体积测量工具来收集这些体积相关的数据。图 3.1 塑件的体积3.1 塑件的体积和重量完成化妆品内胆的模型构建后，可以借助 UG 软件的分析工具，也就是测量功能，来直观地获取数据的体积数据。利用此方法计算出塑件体积，进而确定其尺寸大小和位置关系。因此:374.5cmV塑通过前章选定的塑件采用 ABS 材料的密度3/05.1cmg，所以可以通过计算得到塑件质量：g27.605.174.5塑塑Vm153.2 浇注系统凝料的估算在浇注系统的应用中，精确地计算凝料体积是一项具有挑战性的任务，这通常需要依赖于实际经验，并以塑件体积的 0.31 倍作为估算依据。在这次的设计过程中，选择了一模四腔的策略，确保流道的适宜性。基于 0.3 倍的计算结果，发现凝料的体积已经达到了1.79cm3。因此，能够推算出，每一次注射机向型腔注入的总体积等于塑料件的体积和凝固物的体积之和:3cm67.2579.1497.5浇塑总VVnV3.3 注射机的选用及其技术参数基于上述 3.2 的计算，注射机的总注射量应为公称注射量的 80%或更少，这是基于书籍的规定:33cm08.32cm8.0/67.258.0/总公VV考虑到模具的整体高度和前述的计算数据，目前选择了公称注射量为 250cm3的注塑机，并决定采用 XS-ZY-250 型号。表 3.1 XS-ZY-250 注塑机主要参数表注塑机型号250-ZY-XS额定注射量3250cm螺杆直径50mm注射压力130Mpa注射行程160mm注射方式螺杆式锁模力1800KN最大开合模行程500mm16模具最大厚度400mm模具最小厚度200mm喷嘴圆弧半径R18mm喷嘴孔直径R4.00mm顶出直径出两侧没有顶杆，机械顶定、定模固定板尺寸598X520mm拉杆空间370X448mm合模方式机械液压17第 4 章 模具结构设计4.1 选择分型面在开始注塑模具的设计阶段之前，首要任务是依据产品的特定结构来确定最合适的分型面。如果分型面不合适，则不能生产出合格的塑件，从而降低模具寿命，增加制造成本，甚至导致整个注塑模具失败。选择合适的分型面对于注塑模具是否能够成功至关重要，因为它会直接决定模具的制作难度和塑料件的成型品质。另外，由于分型面上型腔数量众多且相互重叠，所以很难找到一个合适的位置来满足所有类型塑件的要求，这就使得传统方法难以得到最优解。因此，在挑选分型面的过程中，首先要确保塑件成型的高质量，其次是要考量模具实施的复杂性。这两者缺一不可，但对于复杂的注塑模具则往往难以兼顾，所以有必要寻求一种简单有效的方法来解决这一问题。这篇文章着重研究了如何合理地选择和优化注塑模具的设计方案。正确选定型腔结构类型选择型芯是决定分型面优劣的关键。在做出选择和确定时，应依据以下所列举的各项条件:（1）在挑选塑料部件的分型面时，应当首先关注其最大的外形位置；（2）在注塑过程中，分型面的放置位置应确保浇口能够顺畅地填充，这样可以保证流程的简洁性和填充的迅速性。同时，分型面和浇口的结合不应影响塑料件的外观品质；（3）为减少注塑模具生产难度、降低成本，分型面位置应尽量避开抽芯机构或尽可能减少抽芯结构。（4）分型面定位完成后，必须要对型腔及型腔机械加工难度进行考量，以保证有利于机械加工技术方案在实践中得以落实，并且保证了能用机床加工，避免了不能加工死角。在此设计方案里，采用塑料部件的最大形态来进行定型，而分型面则是由 UG 软件完成设计，正如图 4-1 所示。18图 4-1 分型面示意图4.2 浇注系统的设计在塑料模具设计的全过程中，浇注系统被认为是一个至关重要的环节。由于注射模工作时需要加热到一定温度才能进行冷却，因此，其结构形式也就决定了型腔内熔体流动的方向和速度，从而影响塑件的尺寸精度。为了确保成型塑件的质量，选择和设计合适的浇注系统显得尤为关键。本文对影响型腔充填性的因素作了详细论述，并结合生产实例分析了如何选用合适的浇注系统以提高产品成品率。浇注系统的概念定义为，从定位环开始，塑料流向空腔的途径，包括浇口、主流道、分支流道和冷料空腔。由于塑件结构复杂且形状不规则，其浇注系统的确定非常困难，需要通过多次试验才能得出最优方案。在开始成型之前，浇注系统的设计是必不可少的，以确保其能够满足塑料部件的标准。不同类型和规格的塑件，对浇注系统也有相应的规定。浇注系统设计对塑件的多个方面产生了直接的影响。4.2.1 主流道设计注塑机的主流道是喷嘴离开后的第一个部分，通常它会呈现出锥形的形状，这有助于模具的顺利脱模。主流道常位于注塑成型制品和冷却介质之间，其位置决定了最终产品是否能达到预期要求。主流道不应直接设置在注塑模具内，而应通过浇口衬套的标准组件进行连接。浇口衬套包括一个具有一定长度和宽度的通道以及用于将通道与外界连通的通孔，其主要作19用在于防止注塑过程中熔体从浇口衬套上溢出或飞溅出来。在选择浇口衬套时，可以依据模具的具体构造，既可以采用螺丝进行固定，也可以选用台阶式模板进行固定，或者还可以选用活动式的方式。不同类型的产品对其所采用的浇口衬套有不同要求。在选择生产方法时，应首先考虑浇口衬套的标准部件，这有助于有效地减少生产的总成本。此外，还要注意浇口衬套与注塑工艺参数之间的关系。为了确保成型塑件的质量，选择和设计合适的浇注系统显得尤为关键。注塑过程中影响制品外观和性能的因素很多，其中包括了注射压力、熔体温度、保压时间等工艺参数以及型腔内充填情况等。主流道的较小直径需要与注塑机同时使用，以下是计算主流道主要尺寸的方法:（1）mmdd5.35.0315.0(0）注射机喷嘴孔径主流道小端直径（2）mm82tan2dLD主流道大端直径（3）mmSRSR13112210）（喷嘴球面半径主流道始端球面半径主流道的衬套，也常被人们称作浇口套，一般只需要购置标准的组件。由于其结构简单且价格便宜，因此在铸造生产中得到了广泛应用。浇口套与定位圈能够被构建成一个连贯的整体结构。当需要将其拆卸时，可通过拆模工具从模具上拆除这些组件。在某些情况下，为了方便拆卸，它们被设计成两个独立的组件，并与模板紧密结合。浇口套可由多个模具制成，以满足不同产品的需要。浇口套所采用的材质是碳素工具钢，例如 T8A、45 钢或 T10A，并经过适当的热处理，最终达到大约 55HRC 的水平。图 4-2 浇口套204.2.2 分流道设计对于多腔的模具，设计专用分流道绝对是关键；对于单一腔模具，在涉及多个进浇口的场合下，仍然需要制定分流道，其主旨是调整流体的流动方向，确保其可以稳定地传递至各种模具中。由于熔液本身具有很大流动性，因此不同类型的流道对溶液流场的影响各不相同，进而影响熔体的填充速度和充填质量。通过优化分流道的尺寸和截面设计，可以确保溶体保持稳定的流速和快速充型，从而实现最佳的成型效果。在分流道中，常见的截面形状有梯形、U 形、圆形、半圆形和矩形。根据流体流动规律，在满足一定条件下可选用不同的截面形式来实现能量传递。U 形和梯形的截面是最佳的加工选择，它们的压力和热量损失都相对较小，因此是两种最常被使用的截面。在生产过程中一般用圆角过渡或圆弧过渡来减小阻力，但有时由于工件本身存在着一些问题而不能达到目的。这次的设计选择了梯形的断面。由于梯形通道具有许多优点，所以在工程上被广泛使用。通过以下的经验公式，可以确定参考书籍中提到的梯形截面分流道的尺寸:mmLmb4.172654.04式中，b 为梯形大底边宽度；m 为塑件质量；L 为分流道的长度。4.2.3 浇口选择在决定浇口的位置时，需要确保它正好位于塑件的外观质量不会受到损害的地方。对于一些特殊形状的塑件而言，如具有复杂曲面特征和不规则型芯结构的模具，必须保证其与浇注系统之间保持足够距离以防止产生干涉。另外，浇口应该容易移除，并且不应该留下明显的浇口痕迹。另外，为了防止熔融金属从浇注系统中溢出，还需保证浇口能与产品表面紧密接触。在进行浇口填充的过程中，必须充分考虑到熔料在融化阶段的流动特性，并确保熔料流动的流畅性，以防止浇口直接撞击到有明显高低落差的塑料部件区域。另外，还要注意防止熔料回流至模具中而损坏型腔或产品。浇口的类型和尺寸需要根据塑料件的影响来进行验证。为了防止浇注过程中出现缩孔等缺陷，浇口应该是连续的或间断式的，而不是断续式的。一般来说，浇口的横截面面积应当尽可能地减小。当浇口较大时，由于熔体与空气接触面积大，容易造成气体泄漏。然而，在真实的模具实验环境中，如果观察到浇口尺寸过小，第二21次加工时可以考虑增加更大的浇口尺寸，但在首次设计加工阶段，浇口的尺寸不应过大，因为过大的浇口再进行尺寸缩小将会变得极为困难。为了减少这种损失，可以采用一些特殊结构的浇注系统。基于流体的流动特性，当满足特定条件时，可以选择不同的截面设计来完成能量的传输。因此，本文对一种新型结构的点型浇口进行研究，并提出相应的设计方案。根据设计的详细规定，本次设计决定采用点浇口的模具结构。图 4-4 浇口示意图4.3 注塑成型结构的设计4.3.1 型腔、型芯的设计模具合模完成后，与塑料直接接触的模腔内的所有部件都被归类为成型零件，主要包括型腔、型芯和镶嵌部件等。成型零件的质量对模具整体质量起着决定性作用，因此要提高产品的生产效率就必须重视起成型零件的结构设计。在模具成型的过程当中，成型组件和熔料是直接相互接触的，因此它们必须承受由溶体产生的高压和摩擦力。由于熔料的流动速度比成型部件要快得多，所以成型部件受到较大的剪切力作用。因此，在保证成型部件拥有高度22的尺寸精确性的基础上，它们还需要有充分的机械强度，这使得在模具设计的全过程中，成型部件的设计显得尤为重要。在这一次的设计方案里，化妆品内胆的外观结构表现得非常平滑，因此选择了整体式的型腔设计，而凸模则采用了整体式的构造。4.3.2 型腔尺寸的计算（1）计算塑件型腔径向尺寸LM1=1+ScpLs1x+Z0（公式 5-1）LM1型腔长度径向尺寸,mm；Scp塑件平均收缩率，取值0.005；Ls1塑件型腔外形长边尺寸，取34mm；x径向修正系数，取0.75；塑件公差值，取0.56；z塑件制造公差，取0.19；LM1=(1+0.005)340.75 0.56+0.190=33.75+0.190mm（2）计算塑件型腔深度尺寸HM1=1+ScpHs1x+Z0（公式 5-3）HM1型腔深度尺寸,mm；Scp塑件平均收缩率，取值0.005；Hs1塑件型腔外形深度尺寸，取29mm；x径向修正系数，取 2/3；23塑件公差值，取0.50；z塑件制造公差，取0.17；HM1=(1+0.005)292/3 0.50+0.170=28.82+0.170mm图 5-3 型腔图4.3.3 型芯尺寸的计算（1）计算塑件型芯径向尺寸LM1=1+ScpLs1+x+Z0（公式 5-4）LM1型芯长度径向尺寸,mm；Scp塑件平均收缩率，取值0.005；Ls1塑件型芯外形长边尺寸，取30mm；x径向修正系数，取0.75；塑件公差值，取 1.28；z塑件制造公差，取0.43；24LM1=(1+0.005)30+0.75 0.50+0.170=30.53+0.170mm（2）计算塑件型芯深度尺寸HM1=1+ScpHs1+x+Z0（公式 5-6）HM1型芯深度尺寸,mm；Scp塑件平均收缩率，取值0.005；Hs1塑件型芯外形深度尺寸，取 2 7mm；x径向修正系数，取 2/3；塑件公差值，取0.50；z塑件制造公差，取0.17；HM1=(1+0.005)27+2/3 0.50+0.170=27.47+0.170mm图 5-4 型芯图254.4 支承零部件设计在注塑模具中，支撑件的主要职责是支撑和固定模架，它是模架中最关键的部分。因此，对注塑成型工艺进行分析时就需要考虑到支撑件的影响，从而确保成型零件质量合格。动模座、定模座、固定板和支撑件都是用于提供支撑的组件。本模具采用了整体式结构形式，即由上模块和定模板组成一个整体。接下来，将详细分析和设计本次设计过程中的配套部分。4.4.1 固定板、支承板设计固定板，主要的功能是进行固定操作。该设计的关键在于确保凸模、凹模和动模座能够稳固地结合在一起，同时也要保证固定模座与推杆和推板之间能够无缝对接，这样才能保证其在工作过程中的稳定性。支撑板的核心作用在于提供必要的支持。由于模具温度升高以及模腔内塑料熔体流动速度降低，使得支撑板会承受较大的变形量，导致其出现破裂。在注塑过程当中，会产生相当高的注射压力。支撑板的存在有效地缓解了这种压力，但支撑板本身必须具有适当的强度、刚度和平行度。4.4.2 动模座板和定模座板设计虽然动定模基板被固定在动定模板的固定板上，但这并不是一个固定不变的条件。当选择合适的型号时，可采用不同类型的动定模具组合进行注塑生产。根据具体的实际需求，动定模基板的详细规格必须与选定的注塑机进行匹配。由于注塑机的型号、吨位不同，所需的动定模基板尺寸也不相同。在此设计中，选择了 XS-ZY-250 螺杆注塑机，因此动态定模的底板尺寸定为（300*300*25）mm。4.5 导向机构的设计合模导向机构的核心职责在于确保定模体和动模体两个组件能够精准地对合在一起，这样不仅能保证塑料件的成型质量，还能有效地避免模具各部分之间的相互干扰。本文对常见26的几种典型的导向机构作了简单介绍并分析了各自的特点及适用范围，指出合理设计导向机构对于提高注塑件精度具有重要意义。在选择适当的模具型号时，可以使用各种不同的动态模具组合来进行注塑制造。本文对塑料注塑模具常用的导向机构作了简单介绍，并重点分析了各种形式导向机构的优缺点以及应用场合。在模具操作的全过程中，导向机构必须承受一定的侧向压力，这就要求导向部件必须具有足够的强度和刚度。4.6 推出机构的设计成型过程结束之后，模具将在开模机构的驱动下，按照分型面的方向展开动模和定模。如果型腔内充填有大量的浇口道或熔接线，则型腔内部就形成了一定厚度的凝固层。因为在成型的过程中会发生收缩，所以塑件会被型芯所覆盖，使其无法从模具中分离出来。为了防止型腔内凝固的材料从型芯处溢出，通常采用脱模机构将塑件推入模腔。因此，有必要设计一个专门的推出机构以推动塑件从型芯中剥离出来，同时也需要将浇注系统生成的凝料推出模具的表面，然后手动将塑件取出，以完成模具的开模操作。由于动模体与定模体之间存在间隙，因此要求导向部件必须具有良好的密封性能，以满足生产需求。在这次的设计过程中，塑件的结构显得相对规整，并使用了最标准的顶针进行推出。为了提高脱模效率，本文对脱模力进行了计算，并通过试验验证了理论分析结果。详细的分布情况如下所示:图 6-2 顶杆分布图274.7 脱模力计算塑料组件在注塑机在模具内形成之后，有必要将这些塑料组件与模具进行分离处理。由于塑件尺寸较大，脱模时间较长，因此必须对其进行脱模力分析计算，以便确定合理的工艺参数，保证产品顺利脱模。如果没有足够的外力就不能完全分离塑料部件，从而造成芯料或产品报废。为了有效地分离塑料部分，需要一个特定的推力来克服这两种作用力。脱模力是基于以下的数学公式来进行计算的F=AP（u cossin）（公式 6-3）F抽芯力，N；A塑件型芯的侧面积，取 1563mm2；P塑件对型芯的包紧力，一般取值为 812Mpa 本次计算取 10Mpa；u塑件对钢材的摩擦系数，一般取值 0.10.3，本次设计取值 0.2；塑件的脱模斜度，取值 1；F=1563 10（0.2 cos1sin1）=31264.8 冷却系统与排气系统的设计为了使熔料凝固和成型，熔料需要进行冷却和降温。众人皆知，这一过程需要大量的时间来完成。为了保证模具的正常使用，必须要对其内部温度进行控制，从而确保塑件质量。在模具的温度管理上，冷却系统发挥了不可或缺的角色。冷却系统中最重要的就是冷却液和冷却水管。冷却水管的布局需要根据模具的具体构造进行适当调整，以确保能够均匀地冷却到塑料产品的每一个部分，同时避免冷却过程过于迅速。为了保证良好的散热效果，冷却水管一般采用螺旋形排布形式。通常情况下，冷却水管是通过钻孔加工技术制造出来的，并在28模具内部形成了一个密封的循环通道。在这个循环系统里，冷却液由冷却水管进入模腔，再经加热后回到冷却水管内，最终排出模具外。这一循环冷却方法是通过与外部冷却水介质的连接来持续地从模具中排除多余的热量。4.8.1 冷却水路的设计在这一设计方案里，冷却水管被布置在腔体与芯体之间，并在与固定板连接的过程中采用了密封板。为了保证模具的正常使用，必须要对其内部温度进行控制，从而确保塑件质量。进水孔和出水孔都与另一端的两个孔相连。图 7-1 冷却水管的设计图在这个设计中，选择了 6mm 长度的管道作为冷却路径，并围绕零件的四个不同方向。两端分别设有进液口和出水孔。冷却管的数量是 2 根，它们被放置在部件的两边，以确保更高效的散热效果。4.8.2 冷却水路的计算（1）计算塑件每小时注射量注塑模具在注塑机上的注射所需时间各不相同，可以根据常规经验来估算所需的时间。注塑工艺中的许多过程都需要一定的加工周期才能实现其目标。这个周期包括了充填、保压、29冷却、开模、合模、顶出和辅助等多个步骤。在这些过程中，模具型腔内部会发生一系列复杂而又重要的变化。假如这个生产周期被估算为 50 秒，那么在一个小时之内，生产周期将会是多少:n=360050=72次由此计算每个小时内，模具总的注射质量 W，根据以下公式校核：W=M nW单位时间内模具成型总的质量，kg/H；M一次注塑成型的塑件质量（根据 v），kg；n每小时的注射次数；W=13.68 1.07 72=1.05Kg/H（2）计算范围时间内的释放热量根据如下公式计算Q=WQ1（公式 7-1）Q单位时间内的释放热量，KJ/H；W单位时间内模具成型总的质量，kg/H；Q1塑件在固化时候释放出的热量，取350kj/kg；Q=1.05 350=367kJ（3）计算冷