卡盖塑料模具设计

前 言

本设计是为了指导实际生产过程出现的生产问题而设计的吸尘器卡盖塑料模具，本设计共分为九章，在文字表述上既注意各部分内容的层次分明，又注意各部分内容之间的融会贯通。在语言表达上表达言简意赅，简单明了，深入浅出，详细的表述了设计者的设计意图。且本设计完全按生产过程从塑件的设计，注塑成型准备到冷却系统设计，使其在生产过程中具有很强的实用性。

在这个设计中特别应用了斜顶机构，相对于斜导柱滑块机构其生产工艺简单，装配容易兼顶出机构，节省顶杆数目，使塑件外表更加美观，生产过程中结构稳定，准确性好，零件更换方便，节约成本，这是本设计的一大亮点。

在这次设计中，我熟练的掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工工艺有了一个系统全面的了解，达到了学习目的。对于模具设计这个实战性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工人师傅的讲解下，同时在现场查阅了相关的资料并亲手拆装了一些典型模具实体，明确了模具工作原理、制造、加工工艺，并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，在设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，进最大努力做好这次毕业设计。

在设计过程中将有许多困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会的完成这次毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，难免会出现错误和设计不妥之处，恳请各位老师指正。

设计者：徐新义

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第一章 注塑件的设计

1.1 结构的设计

1.1.1 壁厚

根据塑件的使用性能要求应有足够的壁厚，保证塑件的强度和刚度，但从塑件成型的角度来看，塑件过厚，使其收缩率加大，增加了尺寸的不稳定性，同时延长了塑件的冷却时间，是成型周期长而影响注塑效率，并造成材料的浪费，提高生产成本；而塑件过薄，则是塑件的强度和刚度下降，影响使用寿命，同时使塑件成型是物料的流动阻力增大，影响成型效果，而且过薄的塑件，也给塑件的脱模带来了困难。因此，对塑件的壁厚应有一定的。常用壁厚一般为2～3mm。

1.1.2 脱模斜度

由于塑件在注塑成型后的固化冷却过程中会产生收缩，是塑件对型芯产生一个包紧力，是塑件脱模困难。为了便了脱模并防止在脱模时塑件表面与成型零件的侧表面在相对移动是的摩擦而彼此划伤，必须在与脱模方向平行的塑件内外壁都应该设计出合理的足够的脱模斜度。表1-1是根据不同材质常用的脱模斜度：

表1-1 常用塑料的脱模斜度

塑料名称 脱模斜度 型芯 聚乙烯 聚丙烯、软聚氯乙烯 硬聚氯乙烯、聚砜 聚苯乙烯 ABS 20'～45' 25'～50' 50'～1˚45' 30'～1˚ 35'～1˚ 型腔 25'～45' 30'～1˚ 50'～2˚ 35'～1˚30' 40'～1˚20' PMMA 聚酰胺 塑料名称 脱模斜度 型芯 30'～1˚ 20'～40' 型腔 35'～1˚30' 25'～40' 35'～1˚ 25'～45' 35'～1˚30' 聚碳酸酯 30'～50' 氯化聚醚 20'～45' 聚甲醛 30'～1˚

1.1.3 加强筋

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在不使塑件壁厚增加的情况下，在塑件的适应部位设置加强筋，以提高塑件的强度、刚度和使用寿命。设置加强筋不仅能增加塑件强度和刚度，而且还能改善塑料的流动性能，有时还可以避免因残余应力而产生的变形。

1.1.4 圆角

为了避免应力集中，提高塑件的强度，改善熔体的流动情况和便于起模，在塑件各内外表面的链接处均应采用过渡圆弧。此外，圆弧还使塑件变得美观，并且模具型腔砸淬火或使用时也不致因应力集中而开裂。

1.2 塑件的尺寸精度及表面质量

1.2.1 尺寸精度

（1）尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般民用品，所以精度要求为一般精度即可，但是由于要保证两半壳体的闭合，所以在凹槽和锁位处应该对精度要求高些，对其要有公差配合要求，应选择高精度。根据精度等级选用表，ABS的高精度为3级，一般精度为4级。根据塑件尺寸公差表，在公称尺寸在65～80范围内，取MT3B级的公差数值为0.66mm，MT4B级的公差数值为0.84 mm。

（2）尺寸精度的组成及影响因素；制品尺寸误差构成为：

=s+z+c+式中—制件总的成型误差；

a （1-1）

s—塑料收缩率波动所引起的误差； z—模具成型零件制造精度所引起的误差； c—模具磨损后所引起的误差；

a—模具安装，配合间隙引起的误差；

影响塑料制品尺寸精度的因素比较复杂，归纳有以下三个方面。 1）模具—模具各部分的制造精度是影响制件尺寸精度重要的因素。 2）塑料材料—主要是收缩率的影响，收缩率大的尺寸精度误差就大。 3）成型工艺—成型工艺条件的变化直接造成材料的收缩，从而影响尺寸精度。

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1.2.2 塑件的表面质量

塑件的表面质量包括以下几个方面：有无斑点、条纹、起泡、凹痕、熔接痕、色泽的质量以及表面光泽和表面粗糙度等,前面几项应在注射过程中避免。塑件的表面光泽性和表面粗糙度与成型零部件的表面粗糙度、模具的磨损程度、塑件的品牌与质量以及成型工艺条件有关。塑件外表面的表面粗糙度一般要求较高，这根据塑件的技术要求而顶。成型零件的表面粗糙度应比塑件高一级，才能达到塑件要求。

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第二章 注塑成形准备

2.1 注塑成形工艺简介

2.1.1 注塑成形原理及特点

注塑成形又称注射模塑，是热塑性塑料制作的一种主要成形方法。除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成形。近年来，注射成形已成功地用来成形某些热固性塑料制件。

注射成形的原理是将颗粒状态或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为黏流态熔体，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很高的流速通过喷嘴，注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成形塑件。

注塑成形的特点是：成型周期短，能一次成形外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的塑料制件；对各种塑料的适应性强；生产效率高，产品质量稳定，易于实现自动化生产。所以，注射成形广泛得用于塑料制件的生产中，但注塑成形的设备及模具制造费用较高，不适合单件及小批量的塑料制件的生产。

2.1.2 注塑成形工艺过程

注塑成形工艺过程包括：成形前的准备、注塑成形过程以及塑件的后处理三个阶段。

1、成形前的准备

为了使注塑过程能够顺利进行并保证塑料制件的质量，在成形前应进行一系列必要的准备工作。原料外观的检验和工艺性能的测定，其内容包括对色泽、粒度及均匀性、流动性、热稳定性及收缩率的检验；对于吸水性强的塑料，在成形前必须进行干燥处理，除去物料中过多的水分和挥发物，以防止成形后塑件表面出现斑纹和气泡等缺陷，甚至发生降解，严重影响制件的外观和内在质量；料筒的清洗；脱模剂选用，塑料制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件和正确的模具设计，在生产上通常为了顺利脱模，通常使用硬脂酸锌（除聚酰胺外，各种塑料均可使用）、液态石蜡（适用于聚酰胺）和硅油（润滑效果好，但价格较贵，使

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用也较麻烦）等作为脱模剂。

2 注塑成形过程

完整的住宿成形过程包括加料、加热塑化、加压注射、保压、冷却定型、脱模等工序。但从实质上讲主要是塑化、注射充模和冷却定型等基本过程。

图2-1 注塑成型过程中塑料压力的变化

第一个阶段是充模过程：塑化好的塑料熔体在注射机柱塞或螺杆的推动作用下，以一定的压力和速度经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模具型腔。这一阶段的时间从开始充模到t1，压力变化为：熔体未注入模具型腔前模腔内没有压力；待型腔充满时达到最大值p0。

第二个阶段是保压补缩（t1～t2）：从熔体充满型腔是起至柱塞或螺杆退回时止。在注射机柱塞或螺杆推动下，熔体仍然保持压力进行补料，使料筒的熔料继续进入型腔，以补充型腔中塑料的收缩需要。在这段时间内，模腔内熔体压力仍为最大值。保压补缩阶段对于提高塑件密度，减少塑件的收缩，克服塑件表面缺陷均具有重要的影响。

第三个阶段是倒流阶段（t2～t3）：从柱塞或螺杆开始后退起至浇口处熔体的冻结时为止。这时模腔中的熔料压力比浇口前方的高，因此就会发生熔体通过浇口流向浇注系统的倒流现象，从而是模腔内压力迅速下降。倒流现象一直进行到浇口处熔料冻结为止，p1为浇口冻结时的压力。

第四个阶段是浇口冻结后的冷却（t3～t4）：从浇口处塑料完全冻结起到制件脱模取出时为止。

这时，倒流不再继续进行，模腔内的塑料继续冷却并凝固定型。脱模时，塑件应有足够的刚度，不致产生翘曲或变形。在冷却阶段中，随着温度的迅速下降，

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模腔内的塑料体积收缩，压力也逐渐下降。

3、 制件后处理；

由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。

退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力，此外，退火还可以对制件进行解除取向，并降低制件硬度和提高韧性，温度一般在塑件使用温度以上的10～20度至热变形温度以下10～20度之间；调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件.调湿处理所用的加热介质一般为沸水或醋酸钾溶液（沸点为121℃，加热温度为100～121℃，保温时间与制件厚度有关，通常取2～9小时。

2.2 注塑成形工艺条件

1）温度：注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。ABS温度的经验数据如表2-1所示。

表2-1 温度的经验数据

料筒温度/℃ 前段 200～210 中段 210～230 后段 180～200 喷嘴温度/℃ 180～190 模具温度/℃ 50～70 2）压力：注射成型过程中的压力包括注射压力，保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。对于ABS流动性较差的塑料，可以取较大的保压压力。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高

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熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高，根据生产经验，背压的使用范围约为3.4～27.5MPa。

3）时间（成形周期）：完成一次注射成形所需要的时间，称为成形周期。它是决定注射成形生产率及塑件质量的一个重要因素。它包括以下几部分：注射时间，保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等）。在整个成形周期中，注射时间和冷却时间是基本组成部分，注射时间和冷却时间的长短对塑料制品的质量有决定性影响。注射时间中的充模时间不长，一般不超过10s；保压时间较长，一般为20～120s（特厚塑件可达5～10min）。冷却时间的长短应保证塑料制品脱模时不引起变形为原则，一般为30～120s。此外，

表2-2 成型周期与壁厚关系

制件壁厚 /mm

0.5 1.0 1.5 2.0

成型周期 / s

10 15 22 28

制件壁厚 / mm

2.5 3.0 3.5 4.0

成型周期 / s

35 45 65 85

表2-3 制品成型工艺参数初步确定

特性 注塑机类型 喷嘴形式 喷嘴温度(℃) 中段温度(℃) 注射压力MPa 注射时间s 冷却时间s 成型周期s 干燥温度(℃) 内容 螺杆式 直通式 180 210～230 90 4 20 52 60～80 特性 螺杆转速（r/min） 模具温度 后段温度(℃) 前段温度(℃) 保压力MPa 保压时间 s 其他时间s 成型收缩(%) 干燥时间(℃) 内容 50 60 180～200 200～210 70 25 3 0.6 1～3 在成形过程中应尽可能缩短开模、脱模等其他时间，以提高生产率。确定成形周

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期的经验数值如表2-2所示。

经过上面的经验数据和推荐值，可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数如表2-3所示。后处理温度70℃，保温时间2小时。

2.3 注塑机的选择

注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的说法有：

1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机； 2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。 此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。

2.3.2 注塑机基本参数

注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。

1)公称注塑量；指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。

2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。

常用的注射速率如表2-4所示。

表2-4 注射量与注射时间的关系

注射量/CM 32.3.1、注塑机简介

125 250 200 1.25 500 333 1.5 1000 570 1.75 2000 0 2.25 4000 1330 3 6000 1600 3.75 10000 2000 5 注射速率/CM/S 125 注射时间/S 1 3)注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。

4)塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型

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周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。

5)锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。

6)合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。

7)开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停。

8)空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。

2.3.3 选择注塑机

1）由公称注射量选定注射机

由注射量选定注射机.由PRO/E建模分析得（材料密度取1.02kgdm3）: 总体积 V=63.6cm3； 总质量 M=.8g；

流道凝料V’=0.5V (流道凝料的体积(质量)是个未知数,根据手册取0.5V(0.5M)来估算,塑件越大则比例可以取的越小)；

实际注射量为: V实=63.6×1.5=95.4cm3； 实际注射质量为： M实=1.5M=.8×1.5=97.3g； 根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则, 即：

0.8V公≧ V实 （2—1） V公= V实/0.8 =95.4÷0.8 =119.25cm3；

2）由锁模力选定注射机

F锁F胀=A分·P型 （2—2） =2/3×143.7×30×106

=287.4（KN）

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式中 F锁注射机的锁模力（N）；A分塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；

P型型腔压力，取P型=30MPa ；

结合上面两项的计算，初步确定注塑机为表2-5所示，查国产注射机主要技术参数表取XS-ZY-125主要技术参数如下。

表2-5 国产注射机XS-ZY-125技术参数表

特性 结构类型

理论注射容积（cm） 螺杆(柱塞)直径(mm) 注射压力(MPa) 注射速率(g/s) 塑化能力(g/s) 螺杆转速(r/min) 锁模力(KN)

3内容 卧 125 42 120 900

特性

拉杆内间距(mm) 移模行程(mm) 最大模具厚度(mm) 最小模具厚度(mm) 锁模形式(mm)

内容 260×290 300 300 200 液压-机械

模具定位孔直径(mm) 喷嘴球半径(mm) 喷嘴口直径

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2.4 注射机的校核

2.4.1 最大注射量的校核

塑件连同凝料在内的质量一般不大于注射机的公称注射量的80%，注射机多以公称注容量表示，可采用下式校核：

Gmax=cG (2-1)

式中 Gmax—为可注射的最大注射量；

c—料筒温度下塑料的体积膨胀率的校正系数，对于结晶形塑料c≈0.85，对于非结晶形塑料c≈0.93；

—所用塑料在常温下的密度：（ABS：=0.）；

G—注塑机的公称注射容量；

Gmax=0.85×0.×125g=94.56g 2.4.2 锁模力的校核

由于高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大的推力，这

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个力应小于注射机的公称锁模力，否则将产生溢料现象，则：

F所≧PA分 =30×143.7=43KN

式中 F所—注射机公称锁模力；

P—注射时型腔的压力，它与塑料品种和塑件有关，表2-6、2-7分别为型腔压力的推荐值；

A分—塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和。

表2-6 常用塑料选用的型腔压力 Mpa

塑料品种 高压聚氯乙烯 型腔压力 10～15 低压聚氯乙烯 20 PS 15～20 AS 30 ABS 30 POM 35 PC 40 表2-7 塑件形状和精度不同可选用的型腔压力

条件 易于成形的制品 型腔平均压力/MPa 25 举例 聚乙烯、聚苯乙烯等厚壁均匀的日用品、容器类 普通制品 高黏度、高精度制品 黏度和精度特别高制品 30 35 40 薄壁容器类 ABS、聚甲醛等机械类零件、高精度制品 高精度的机械零件

2.4.3 注射压力的校核

P机≧P塑 （2-2）

式中P机—注塑机的最大注射压力，Mpa；

—成型塑件所需的注射压力，Mpa； P塑一般ABS取100～120 Mpa，XS-ZY-125注射机的最大注射压力P机=150 Mpa。

图2-2 主流道始端与注射机喷嘴的配合 可见XS-ZY-125注射机满足要求。 2.4.4 喷嘴尺寸的校核

注射机的喷嘴头部的球面半径R1应与模具主流道始端的球面半径R2吻合，以免高压熔体从狭缝处溢出。R2一般应比R1大1～2mm，否则主流道内的塑料凝料无

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法脱出。如图2-2所示。

2.4.5 定位圈尺寸的校核

为了使模具的主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线重合，模具定模板上的定位圈应与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。

2.4.6 模具外形尺寸的校核

注塑机外形尺寸应小于注塑机工作台面的有效尺寸。模具长度方向的尺寸要与注塑机拉杆间距相适应，模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间装在注塑机的工作台面上。

2.4.7模具厚度的校核

模具厚度必须满足下式：

Hmin≦Hm≦Hmax （2-3） 200mm≦232mm≦300mm

式中Hm—所设计的模具厚度；

Hmin—注塑机所允许的最小模具厚度； Hmax—注塑机所允许的最大模具厚度；

2.4.8、模具安装尺寸的校核

注塑机的动模板、定模板台面上有许多不同间距的螺钉孔或“T”形槽，用于安装固定模具，模具固定安装方法有两种：螺钉固定和压板固定。采用螺钉直接固定时（大型模具常用这种方法），模具动、定模板上的螺孔及其间距，必须与注塑机模板台面上对应的螺钉孔一致；采用压板固定方法时（中、小模具多采用这种方法），只要在模具的固定板附近有螺钉孔就行，有较大的灵活性。

该模具的外形尺寸为315mm×250mm，属中小型模具，所以采用压板固定法（一般认为当尺寸在500mm×500mm内为中小型模具）。

2.4.9 开模行程的校核

所选注塑机为液压-机械式锁模机构，最大开模行程受模具厚度的影响。此时最大开模行程S开等于注塑机移动、固定模板台面之间最大距离减去模具厚度。

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S开H1+H2 +(5～10)mm (2-4) 30050+57-20+（5～10）=97mm

式中S开—注塑机移模行程，300mm； ，50mm； H1—推出距离（型芯的高度）

H2—流道凝料与塑件高度，57mm。

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第三章 模具设计

3.1 分型面的确定

根据分型面的选择原则： 1）便于塑件脱模；

2）在开模时尽量使塑件留在动模一侧； 3）外观不遭到损坏；

4）有利于排气和模具的加工方便； 5）考虑侧向分型面与主分面的协调。

结合该产品的结构，分型面确定在塑件的最大投影面积上。如图3-1所示：

图3-1 分型面的位置

3.2 型腔数目的确定

注塑模的型腔数目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔数目的确定主要考虑以下几个因素：

1）塑件的尺寸精度； 2）模具制造成本； 3）注塑成形的生产效益； 4）模具制造难度。 查手册得塑件的经济精度推荐4级，这个产品是两个壳件的组

合，所以初定为一模四腔最合理， 图3-2 模具型腔的排列形式

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排列形式如图3-2所示。

3.3 浇口的确定

为了不影响外观，简化模局结构，确定使用侧浇口。

3.4 模具材料的选择

现有的模具模架已经标准化。所以在模具材料的选择时主要是根据制品的特性和使用要求选择合理的型腔和型芯材料，如何合理的选择模具钢，是关系到模具质量的前提条件，如果选择不当则所有的精度加工所投入的工时、设备费用将浪费。

在选择模具钢时，首先必须考虑材料的使用性能和工艺性能，以使用性能考虑硬度是主要指标之一。模具在高应力作用下欲保持尺寸不变，必须足够的硬度，当承受冲击载荷时还要考虑折断、崩刃问题，所以韧性也是一重要指标。耐磨性是决定模具寿命的重要因素。从ABS特性看，这三个指标是必须要满足的，此外还有红硬性、抗压屈服强度和抗弯强度和热疲劳能力的指标。

从工艺性能考虑：要热加工工艺好，加工温度范围宽，冷加工性能如切削、铣削、抛光等加工性能好，此外还要考虑淬透性和淬硬性，热处理变形和氧化脱碳等性能，另外从经济考虑要求材料来源广，价格低。

查手册选择模仁的材料是4Cr13，属于马氏体类型不锈钢，该钢机械加工性能较好，经热处理（淬火及回火）后，具有优良的耐磨性能、抛光性能，较高的强度和耐磨性，适于制造承受高负荷，高耐磨及腐蚀介质作用下的塑料模具，透明塑料制品模具等，有关参数如下：

物理性能：临界温度Ac1：820℃ Ac3：1100℃ 线膨胀系数：10.5（在20℃～100℃） 热导率：27.6W/M•K（在20℃左右）

弹性模量：（pa）：21000～223500（在20℃左右）

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第四章 浇注系统的设计

注塑模具的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由主流道、分流道、冷料穴和浇口组成。它向型腔中传质、传热、传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着成型的难度程度和模具设计及加工的复杂程度，所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。

4.1 主流道设计

主流道是熔融塑料由注射机喷嘴喷出时最先经过的部位，它与注射机喷嘴在同一轴心线上。由于主流道与熔融塑料和注射机喷嘴反复接触、碰撞，一般浇口不直接开设在定模上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，便于选用优质的钢材单独加工和热处理。

4.1.1 主流道尺寸

断面为圆形，有一定的锥度；目的是便于凝料的脱模，同时也改善料流的速度，因为要和注塑机相配，所以其尺寸与注塑机有关，如图4-1所示：

图4-1 主流道的设计

主要参数：锥角=3˚～6˚（取=5˚）； 内表面粗糙度Ra=0.63mm； 小端直径D=d+（0.5～1）mm；

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半径R2=R1+(1～2)mm； 材料：T8A

4.1.2 主流道衬套的形式

主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。浇口套都是标准件，只需去买就行了。常用浇口套分为有托浇口套和无托浇口套两种下图为前者，有托浇口套用于配装定位圈。浇口套的规格有Φ12mm，Φ16mm，Φ20mm 等几种。由于注射机的喷嘴半径为12mm，所以浇口套的半径为R14mm。

4.1.3 主流道衬套的固定

因为采用的有托浇口套，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为Φ120mm，内径Φ35mm。具体固定形式如图4-2所示：

图4-2 固定形式

4.2 分流道

分流道是将熔融的塑料从主流道中通过流道截面及其方向的变化，平稳进入单腔中的进料浇口或从主流道进入多腔模的浇口的通道。它是主流道与浇口的中间连接部分，起分流和转换方向的作用。通常分流道设置在分型面的成型区域内。分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能的短，一减少压力损失、热量损失和流道凝料。通常分流道断面尺寸推荐如表3-1所示：

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表4-1 流道断面尺寸推荐值

塑料名称 ABS、AS 聚乙烯 尼龙类 聚甲醛 丙烯酸 抗冲击丙烯酸 醋酸纤维素 聚丙烯 异质同晶体 分流道断面直径（mm） 4.8～9.5 1.6～9.5 1.6～9.5 3.5～10 8～10 8～12.5 5～10 5～10 8～10 塑料名称 聚苯乙烯 软聚苯乙烯 硬聚苯乙烯 聚氨酯 热塑性聚酯 聚苯醚 聚砜 离子聚合物 聚苯硫醚 分流道断面直径（mm） 3.5～10 3.5～10 6.5～16 6.5～8 3.5～8 6.5～10 6.5～10 2.4～10 6.5～13 分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失。因此，可以用流道截面积与周长的比值来表示流道的效率。其中圆形和正方形的效率最高，但是正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状，直径为6mm。

图4-3 冷料穴的基本尺寸

4.3、冷料穴

冷料穴一般设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模板上或处于分流道 的末端。它的作用是用来储藏注射间歇期间喷嘴前端由散热造成温度降低而产生

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的冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝。此外，开模时又能将主流道凝料从定 模板中拉出，冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的尺寸如图4-3所示。

4.4 浇口

1）

浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道。它是浇注系统的关键

部分，浇口的形状、数量、尺寸和位置对塑件的质量影响很大。浇口的主要作用有两个:一是塑料熔体流经的通道；二是浇口的适时凝固可控制保压时间。

矩形侧浇口的基本尺寸如表4-2所示：

表4-2 矩形侧浇口基本尺寸 mm

塑料名称 壁厚 厚度h 宽度b 大型塑件 ﹥10a 0.7～2 长度L 简单塑件 复杂塑件 中小型塑件 聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 有机玻璃 ABS 聚甲醛 聚碳酸酯 聚苯醚 聚砜 ﹤1.5 1.5～3 ﹥3 ﹤1.5 1.5～3 ﹥3 ﹤1.5 1.5～3 ﹥3 0.5～0.7 0.5～0.6 0.6～0.9 0.6～0.8 0.6～1.1 0.8～1.0 0.6～0.8 0.5～0.8 1.2～1.4 0.8～1.2 （3～10）a 1.2～1.5 1.0～1.4 0.8～1.2 0.6～1.0 1.3～1.6 1.2～1.5 1.0～1.6 1.4～1.5 浇口的类型有很多，有侧浇口、点浇口、直接浇口，潜伏式浇口等，各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定，该模具采用侧浇口，共有以下特性：

1)形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证； 2)试模时如发现不当，容易及时修改； 3)能相对地控制填充速度及封闭时间； 对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。

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第五章 成型零部件结构设计

5.1 型腔工作尺寸的计算

型腔的各个部分尺寸一般都是趋于增大尺寸，因此应该选择塑件公差的

111/2，取负偏差，在加上-的磨损余量，而型腔深度则加上-的磨损量，这

46样型腔的计算尺寸表述如下：

1)型腔的径向尺寸 型腔径向尺寸的计算式：

3DD（1+S）- （5-1） 040式中D—型腔的最小基本尺寸；

D0—型腔的最大基本尺寸；

S—塑料的平均收缩率，S—塑件的公差；

S大S小2；

1—模具制造公差，按IT9级选取而精度要求不高的塑件按31选取。 63对于78mm： DD（1+S）- 0403 =78(10.006)0.19400.048 =78.330mm

0.048mm

3对于51mm： DD（1+S）- 0403 =51(10.006)0.16400.04 =51.1860mm

0.04mm

3对于41mm： DD（1+S）- 040

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洛阳理工学院毕业（论文）

3 =41(10.006)0.14400.035 =41.140mm

0.035mm

3对于43mm： DD（1+S）- 0403 =43(10.006)0.140.035mm

2）型腔的深度尺寸对于50mm： =对于34mm： =对于20mm： =对于16mm： 40 =43.1520.0350mm

HH（01+S）-23 0H2H（01+S）-3 00.03550(10.006)230.14mm

0=50.210.0350mm

H2H（01+S）-3 00.03334(10.006)230.13mm

0=34.120.0330mm

HH（201+S）-3 020.02520(10.006)30.1mm

0 =20.050.0250mm

HH（01+S）-23 022

5-2） 型腔深度尺寸的计算式：（ 洛阳理工学院毕业（论文）

2 =16(10.006)0.1300.025 =16.030mm

0.025mm

式中H—型腔深度的最小基本尺寸；

H0—塑件的最大基本尺寸；其余符号与公式（5-1）相同。

5.2 型芯尺寸计算

型芯的各个部分除了特殊情况外都是趋于缩小尺寸，因此应该选择塑件公差

的

111，取正偏差，在加上的磨损余量，而型腔高度则加上的磨损余246量。这样，型芯的计算尺寸表述如下：

1）

型芯的径向尺寸 型芯径向尺寸的计算式：

3dd（1+S）+ （5-3） 043对于74mm： dd（1+S）+ 04374(10.006)0.19mm 40.047574.300.0475mm0003对于47mm： dd（1+S）+ 04347(10.006)0.14mm 40.03547.400.035mm003对于39mm： dd（1+S）+ 04339(10.006)0.13mm 40.032539.300.0325mm003对于16.5mm： dd（1+S）+ 04

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0洛阳理工学院毕业（论文）

3016.5(10.006)40.1mm0.025 16.700.025mm0对于37mm： dd（01+S）+34 037(10.006)340.13mm0.033 37.300.033mm0对于2mm： dd（01+S）+34 02(10.006)340.06mm0.02 2.0600.02mm0对于10mm： dd（301+S）+4 010(10.006)340.08mm0.033 10.1200.033mm式中d—型芯的最大基本尺寸；

d0—型芯的最小基本尺寸；其余符号与公式（5-1）相同。2）

型芯的高度尺寸 型芯高度尺寸的计算式：

0hh（201+S）+3 0对于48mm： h2h（01+S）+3 048(10.006)230.14mm0.033 48.3800.033mm0对于32mm： h2h（01+S）+3 24

5-4） （ 洛阳理工学院毕业（论文）

232(10.006)0.13mm 30.03332.2800.033mm02对于18mm： hh（1+S）+ 03218(10.006)0.1mm 30.02518.1800.025mm002对于16mm： hh（1+S）+ 03216(10.006)0.1mm 30.02516.1600.025mm002对于6mm： hh（1+S）+ 0326(10.006)0.07mm 30.0256.0800.025mm002对于10mm： hh（1+S）+ 03210(10.006)0.09mm 30.0310.1200.03mm00式中h—型芯高度的最大尺寸；

h0—塑件内形深度的最小尺寸；其余符号与公式（5-1）相同。

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第六章 侧向分型与抽芯机构的设计

当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等的塑料制件时，模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件，以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件，否则就无法脱模。带动侧向成型零件作侧向移动（抽拔与复位）的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。

6.1 抽芯距确定与抽芯力计算

侧向型芯或侧向成型模腔从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离称为抽芯距。此模中抽芯距为2㎜。抽芯力的计算同脱模力计算相同。对于侧向凸起较少的塑件的抽芯力往往是比较小的，仅仅是克服塑件与侧型腔的粘附力和侧型滑块移动时的摩擦阻力。

对于侧型芯的抽芯力，往往采用如下公式进行估算：

Fc=chp(cos−sin) （6-1）

式中：Fc－抽芯力（N）；

c－侧型芯成型部分的截面平均周长（m）； h－侧型芯成型部分的高度（m）；

p－塑件对侧型芯的收缩应力（包紧力），其值与塑件的几何形状及塑件的品种、成型工艺有关，一般情况下模内冷却的塑件，p＝（0.8～1.2）×107Pa，模外冷却的塑件，p＝（2.4～3.9）×107Pa；

μ－塑料在热状态时对钢的摩擦系数，一般μ＝0.15－0.20；

－侧型芯的脱模斜度或倾斜角（），为0.05；

在此模具中 c×h 为面积，c×h≈500×106 (㎡)，p 取3.5×107Pa，μ取0.2；所以：

Fc=52.84×2×106×1×107×（cos0.5-sin0.5）=350（N）； 共有4个型腔，所以总脱模力为 8×Fc＝2800（N）。

6.2 斜顶的设计

由于该塑件有两个侧孔，需要有侧抽芯机构来完成。但由于侧滑块与斜导柱

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给加工带来很多不便，所以本设计采用斜顶。斜顶的具体尺寸如图6-1所示：

斜顶的尺寸计算如下： 斜顶的倾斜角度：tanh14414.4 =

l10arctan14.486

图6-1 斜顶的结构

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第七章 推出机构的设计

7.1 顶出系统的设计

注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成塑件的装置称为脱模 ，也称顶出机构。

脱模机构的设计一般遵循以下原则：

1） 塑件滞留在动模一侧，以便借助开模力驱动脱模装置完成脱模动作。 2） 由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应适于塑件刚度和强度最大的部位。

3） 结构合理可靠，便于制造和维护。

7.2 脱模力的计算

在注射动作结束后，塑件在模内冷却定形，由于体积收缩，对型芯产生包紧力，当其从模具中推出时，就必须克服因包紧力而产生的摩擦力。对于不带孔的筒、壳类塑件脱模推出时还需要克服大气压。

开始脱模时所需的脱模力最大，其后推出力的作用仅仅是为了克服推出时机构移动的摩擦力。如图7-1所示为塑件在脱模时型芯的受力分析情况。由于推出力F1的作用，使塑件对型芯的总压力（塑件收缩引起）降低了Ftsinα，因此，推出时摩擦力Fm为：

Fm=（Fb-Ftsinα） （7-1）式中Fm—脱模时型芯受到的摩擦阻力，N；

Fb—塑件对型芯的包紧力，N； 图7-1 受力分析图 ，N； Ft—脱模力（推出力）α—脱模斜度；

—塑件对钢的摩擦系数，约为0.1～0.3。 根据力的平衡原理，可列出平衡方程式

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Fx=0

故 FmcosFtFbsin0 （7-2） 由式（3-4）和（3-5），经整理后得：

Ft=

F（bcossin） （7-3）

1cossin因实际上摩擦系数较小，sin更小，cos也小于1，故忽略sincos，将（7-3）简化为

=AP(cos-sin) （7-4） FtF（bcos-sin）式中A—塑件包络型芯的面积，m2；

P—塑件对型芯单位面积的包紧力。一般情况下，模外冷却的塑件，P取2.4×107～3.9×107Pa；模内冷却的塑件P取0.8×107～1.2×107Pa； 故 Ft=128.42×104×30×106（0.3cos5-sin5）

=112212 N

F总=4×Ft=448848 N

从式（7-4）可以看出，脱模力的大小与塑件壁厚、与垂直于脱模方向塑件的投影面积，型芯长度、塑件的收缩率、脱模斜度有关，同时也与塑料与钢（型芯材料）之间的摩擦系数有关。

7.3 推杆脱模机构

推杆脱模机构是最简单、最常用的一中具有制造简单方便，推出效果好等特点。推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出。

推杆的截面形状可分为圆形、方形或椭圆形等其他形状。根据塑件的推出部位而定，最常用的截面形状为圆形，推杆又分为普通推杆和成型推杆两种，前者只起到将塑件推出的作用，后者不仅如此还能参与局部成型，所以，推杆的使用是非常灵活。

1) 推杆尺寸的计算

本设计采用的圆形推杆，圆形推杆的直径由欧拉公式简化为

l2Ft14d（k） （7-5）

nE 29

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1121122122=1.5 11122.0610=1.5mm

式中d—推杆的直径；

N—推杆的数量，n取24个（把斜顶当作推杆）； L—推杆的长度（参考模架尺寸，估取l=112mm） E—推杆材料的弹性模量，取E=20.6×105Mpa K—安全系数，取k=1.5；

214F脱—总的脱模力，F脱=448848 N； 实际推杆的尺寸直径为8mm。

1）推杆的固定形式：推杆的固定形式有多种，但常用的是推杆固定在固定板中的形式，此外还有螺钉紧固等形式。

2）推出机构的复位：脱模机构完成塑件的顶出后，为进行下一个循环必须回复到初始位置，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。 本设计采用复位杆复位。

推杆与模体的配合：推杆和模体的配合性质一般为H8/f7或H7/f7，配合间隙值以熔体不溢料为标准。配合长度一般为直径的1.5～2倍，至少大于 ，推杆与推杆固定板的孔之间留有足够的间隙，托管相对于固定板是浮动的。如图7-2所示。

图7-2 推杆的安装

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第八章模架的确定及导向机构

8.1 模架的确定

8.1.1 型腔壁厚和底板厚度的计算

在注塑成型过程中，型腔主要承受熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底板的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力［］时，型腔将导致塑件变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其对重要的、精度要求高的大型塑件的型腔，不能仅凭经验确定。

根据大型模具按刚度条件设计，按强度校核；小型模具按强度条件设计，按刚度校核的原则：模具结构形式如图8-1所示：

侧壁厚度计算公式：

cph4S≧3 （8-1）

E40.1173034=3 112.06100.04=8.29mm

式中 C—与型腔深度对型腔侧壁长边边长之比h/l1有关的系数，查表8-1知:C=0.117；

P—型腔压力，P取30Mpa；

H—型腔深度，h=34mm； 图8-1 模具的结构形式

表8-1 系数c值

0.4 h l10.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 2.0 C 0.570 0.330 0.188 0.117 0.073 0.045 0.031 0.015 0.006 0.002 E—模具材料的弹性模量，E=2.06×10

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［δ］—刚度条件，即允许变形量（mm），取［δ］=0.04；

表8-2 型腔许用变形量的［δ］值 mm

黏度特性 低黏度 中黏度 高黏度 塑料品种举例 PE、PP、PA PS、ABS、PMMA PC、PSF、PPO 许用变形量［δ］ 0.0250.04 0.05 0.060.08 底板厚度计算公式：

4cpl12 （8-2） hs3E［］40.0243051=3 2.0610110.04=8.39mm

l式中 c1—由底板长边与短边之比1l决定的系数，查表8-3 知c1=0.024；

2P—型腔压力,P=30Mpa；

l2—底板短边长度（mm）l2=51mm；

E—模具材料的弹性模量，E=2.06105Mpa；

［δ］—刚度条件，即允许变形量（mm），取［δ］=0.04；

表 8-3 系数c1与边长比的关系

l1l2 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 c1

0.0188 0.0209 0.0226 0.0240 0.0251 0.0260 0.0267 0.0272 0.0277 8.1.2 模架的选用

注塑模模架国家标准有两个即GB/T 12556.1《塑料注射模中小型模架》和GB/T 12556.1《塑料注射模大型模架》。标准中规定，中小型模架的周界尺寸范围为B×L560mm×900mm，大型模架的周界尺寸范围为B×L为（630mm×630mm）～（1250mm×2000mm）。

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1）模仁尺寸的确定

因为采用的是整体组合式凹模和整体式凸模，所以模仁的大小可以以任意制定，模仁所承受的力最终是传递到凸凹模上，从节约材料和见效模具尺寸出发，模仁的值取的越小越好，但实际中因为要考虑冷却因素，又因为经过模仁的冷却系统比经过模仁外部的冷却系统效率高，所以为了给冷却系统留有足够的空间，该设计取模仁的大小为250mm×250mm。

2)凹模尺寸的确定

凹模受力的作用，其尺寸需要进行强度或刚度校核来确定。根据8-2的计算结果，只要凹模长边的宽度满足8.39mm就可以达到刚度要求，理论上只要去大于8.39mm的值就满足设计要求，但考虑到导柱和导套、螺钉、冷却水孔等对模架强度、刚度的削弱作用，实际生产中都取比理论值大得多的值。在本设计中，在长度方向，取模仁到模具边的单边宽度为20mm，在宽度方向，取模仁到模具边的单边宽度为54.5mm（实际生产中，宽度方向的边值一般比长度方向的边值大）。所以凹模尺寸为250mm×250mm。

3)模具高度尺寸的确定

各块板的厚度已经标准化，所需要的只是选择，如何选择合理的宽度，这里有两个尺寸需要注意：

a)凸模底板厚度和凹模底板厚度。在注射成型是型腔中有很大的成型压力。当塑件和凝料在分型面上的投影面积很大时，若凸模底板厚度不够，则极有可能使模架发生变形或者破坏，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能确定。根据8-3 ，知道厚度满足8.29mm可满足要求为了安全，取底板厚度为16mm。凹模的底板因为是与注塑机的工作台面接触的，所受的力传递到工作台上，所以凹模底板的厚度同样只要留有走冷却系统的空间就可以，该设计取凹模底板厚度为50mm。

b) 推板推出距离 在分模时塑件一般是黏结在型芯上的，需要推杆或推板推出一定的距离才能脱离型芯，该塑件的高度为50mm，黏

结在型芯上的尺寸黏结在型芯上 图8-2 推出距离关系

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Hh1hh2h3洛阳理工学院毕业（论文）

的尺寸约为50mm左右，所以当推出距离为50mm时就能使塑件和型芯分离。如果C板的高度太小，则提出的距离不够而使塑件不能脱离型芯，如图3-7 所示： 需要满足关系：

H-h1-h2-h3-h﹥0 （8-3）

式中：H—C板高度；

h1—挡销高度； h2—推板厚度； h3—推杆固定板厚度；

h—推出距离。

完成了以上的工作，确定模具尺寸为 315mm×250mm×232mm，A板厚度50mm，B板厚度32mm，C板厚度100mm，为了保证凸凹模不碰伤，A板和B板之间取1mm间隙。

8.2 导向与定位机构

注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动定模之间的精密对中定位。

导柱：国家标准规定了两种机构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开有油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。

导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后应防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。

设计导柱和导套需要注意的事项有：

1） 合理布置导柱的位置，导柱中心到模具外缘至少有一个导柱直径的厚度；导柱不应该在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心的1/3处最为安全。导柱布置方式常用等经不对称布置，或不等径对称布置。

2） 导柱工作部分应比型芯断面高出6～8mm，以确保其导向与引导作用。 3） 导柱工作部分饿配合采用H7/f7，低精度时可采用取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用H7/k6，导套外径的配合精度采用H7/k6。配合长度通常采用配合直径的1.5～2倍，其余部分可以扩孔，一减少摩擦，降低加工难度。

4） 导柱可以设置在动模或定模，设在动模一侧可以保护型芯不受损坏，设在定模有利于塑件脱模。

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第九章 排气系统及温度调节系统

9.1 排气设计

通常，选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则： 1）排气口不能正对操作者，以防熔料喷出而发生工伤事故； 2）最好开设在分型面上，如果产生飞边易随塑件脱出； 3）最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便；

4）开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的终端； 5）开设在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕； 6）若型腔最后充满部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时，可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块，以供排气；

7）高速注射薄壁型制件时，排气槽设在浇口附近，可使气体连续排出。

9.2 温度调节系统设计

9.2.1 温度调节对塑件质量的影响

1）采用较低的模温可以减小塑料制件的成型收缩率； 2）模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减少塑件的变形

3）对塑件表面粗糙度影响最大的除型腔表面加工质量外就是模具温度，提高模温能大大改善塑件的表面状态；

温度对塑件质量的影响有相互矛盾的地方，设计时要根据材料特性和使用要求偏重于主要要求。

9.2.2 对温度调节系统的要求

1）根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式； 2）希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量； 3）采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好； 4）温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉；

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从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。

9.2.3 冷却系统设计

冷却系统冷却参数的计算： 所需冷却水的体积：

VGi （9-1）

60C(t1t2)801034105 33604.2101.01105=4.18107m3/min

式中V—所需冷却水的体积流量，m3/min；

G—单位时间内注入模具内的塑料熔体的质量，Kg/h； i—成型时塑料单位质量释放的热量，J/Kg；查表9-1 C—冷却水的比热容，J/（Kg•℃）；

—冷却水的密度，Kg/m3；

t1—冷却水的出口温度，℃；t1=25℃ t2—冷却水的入口温度，℃；t2=20℃

表9-1 成型时塑料单位质量释放出的热量 10J/Kg

塑料名称 ABS AS POM PAVC 丙烯酸类 PMMA 5i值 3～4 3.35 4.2 2.9 2.9 2.1 塑料名称 CA CAB PA66 LDPE HDPE PC i值 2.9 2.7 6.5～7.5 5.9～6.9 6.9～8.2 2.9 塑料名称 PP PA6 PS PTFE PVC SAN i值 5.9 5.6 2.7 5.0 1.7～3.6 2.7～3.6 由于该冷却系统的冷却水体积流量过小，所以无需设置冷却系统。

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结 论

1经过这次设计，我认识到在塑料模具设计中，主要涉及到两个方面的问题：一是模具结构的整体构思，二是技术标准的选用。在设计中，整体构思非常重要，一次完整的设计全部由整体构思所引导，若没有一个完善合理的整体构思，设计过程将会很难顺利进行，而且设计过程也会缺乏连贯性。与此同时技术标准的选用也至关重要，选用合理的技术标准会很大程度上减小模具的设计、制造难度。

2、本设计遇以往的设计有所不同，主要体现在本设计对侧抽芯部分采用了斜顶，而不是以往的滑块与斜导柱，这样的目的是可以简化模具的设计，使模具本身变得较简单节约模具的制造费用。

3、当然此模具也存在一些不足，比如斜顶的定位不是十分准确会使塑件的精度下降，有可能会使塑件本身存在很多缺陷。所以我们在制造过程中要注意斜顶的加工精度。这样会大大的提高塑件的精度，减少废品的出现。

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谢 辞

经过三个月的毕业设计忙碌之后，设计最终完成，心理有一种说不出的轻松，设计过程中遇到许多的问题，在众多师友的帮助下予以解决。首先要感谢葛述卿老师对我的指导和督促，葛老师给我指出了正确的设计方向，使我加深了对知识的理解,同时也避免了在设计过程中少走弯路，葛老师的督促使我一直把毕业设计放在心理，保证按质按量的完成；要感谢宿舍同学，是大家营造了良好的学习环境，在做设计的过程中互帮互助，使我的CAD和PRO/E操作水平比以前有了很大提高，同时较全面的掌握了Word的编辑功能；还要感谢那些把借阅证让我借书的同学，使得我查阅资料非常方便；还要感谢那些在我最需要电脑的时候给我提供电脑，使我能够按时完成毕业设计。

大学生活至此划上了的句号，在洛阳理工学院这块土地上有众多莘莘学子辛勤的耕耘，在这块土地上我健康快乐的成长，我永远不会忘记可亲的同学，我永远记得这片土地。

设计者：徐新义

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参考文献

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[4]王谟金等.AutoCAD2000(中文版)机械制图教程.北京:机械工业出版社, 2003

[5]廖念钊.互换性与技术检测-4版.北京:中国计量出版社,2000 [6]刘小年.机械制图.北京：机械工业出版社，1999

[7]冯炳尧等.模具设计与制造简明手册.上海：科学技术出版社，1998 [8]詹友刚.Pro/ENGINEER中文野火版3.0模具实例教程.北京:机械工业出版社,2006

[9]二代龙震工作室Pro/ENGINEER Wildfire2.0基础设计.北京:电子工业出版社,2004

[10]杨老记.AutoCAD2004(中文版)工程制图实用教程.北京:机械工业出版社,2004

[11]二代龙震工作室Pro/DETAIL Wildfire 3.0工程图设计.北京:电子工业出版社,2006

[12]詹友刚.Pro/ENGINEER中文野火版3.0模具设计教程.北京:机械工业出版社,2007

[13]詹友刚.Pro/ENGINEER中文野火版3.0高级应用教程.北京:机械工业出版社,2006

[14]李忠文，张洪伟.注塑模具方法与经验.辽宁科学技术出版社.2009 [15]宋满仓.注塑模具设计与制造实战第2版.中国机械出版社2007 [14]李金川等.注塑模具技术入门与提高.机械工业出版社2008

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（2012·福州学业考）31.（9分）大雄的某一天是这样开始的：

（1）闹钟响起，大雄匆匆起床。这属于 反射。

（2）经过了一夜，他感到了尿急了。储存在膀胱中的尿液是由 产生的。 （3）洗漱时，他从镜子里发现自己长出了胡子。这是男孩生殖系统中的 产生出雄性激素让身

体发生了变化。

（4）大雄吃完牛奶和面包，背上书包出门。这些动作是由骨骼肌牵动骨绕者 活动完成的；

早餐中的营养物质将主要在大雄消化道的 里被消化，并吸收进入血

液。

（5）一路小跑，他大口喘气，吸入的空气迅速在他呼吸系统的 中发生了气体交换。交换的结

果，使血液中氧的含量 。

（6）到校时，大雄心跳加速。肺循环和 循环正忙碌着，有机物和氧随血液源源不断地运往组

织细胞，在细胞内的 中完成呼吸作用，释放出的能量供应大雄的学

习生活。

【解析】选。本题综合考查人体生理卫生的知识。（1）闹钟响，忙起床，是后天形成的复杂反射。

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（2）尿液是血液流经肾脏形成的。（3）男性最主要的生殖器官是睾丸，能够分泌雄性激素（4）人体运动是骨骼肌牵动骨完成的，人体生命活动的能量来源是有机物，有机物来自营养物质的消化。（5）人体呼吸时，气体交换的场所是肺，气体交换的结果是静脉血变成动脉血，血液中的氧含量增加。（6）人体的体循环和肺循环首尾相接，是同时进行的。人体呼吸过程中，分解有机物是在细胞中的线粒体内完成的。 答案： （1）复杂（条件） （2）肾 （3）睾丸 （4）关节 小肠

（5）肺 增加 （6）体 线粒体 4

32. （2012·滨州学业考）

【解析】本题考查反射的知识。

（1）从题干中“他想，小鸡能不能做出复杂的反射活动呢”可以看出，小明提出的问题是：小鸡能做出复杂的反射活动吗？

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（2）反射分为非条件反射和条件反射，小鸡听到哨声到指定地点取食，是小鸡经过多次训练后，在生活过程中逐渐形成的，属于条件反射。条件反射是在非条件反射的基础上，经过一定的过程，在大脑皮层的参与下形成的。完成反射活动的神经结构是反射弧，由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分组成。

（3）动物对某种无关刺激建立条件反射后，如果总是只给无关刺激，不用食物加以强化，原来已经建立起来的条件反射就会消退，说明条件反射可以建立，也可以消退。

答案：（1）小鸡能做出复杂的反射活动吗？ （2）条件反射 大脑皮层 非条件反射 反射弧 （3）小鸡听到哨声取食的反射活动逐渐消退 条件反射既可以建立也可以消退

（2012·梅州学业考）

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【解析】本题考查人体内分泌腺的功能。（1）垂体能够分泌生长激素，促进人体的生长发育，但是人体在幼年时如果生长激素分泌过多，会得巨人病，成年人生长激素分泌过多，会得肢端肥大症；（2）胰腺中的胰岛能够分泌腺岛素，胰岛素具有调节体内血糖的作用，如果胰岛素分泌不足，人体会得糖尿病，可以通过注射胰岛素制剂来治疗；（3）甲状腺能够分泌甲状腺激素，甲状腺激素可以调节人体的新陈代谢，婴幼儿期体内甲状腺激素分泌过少，会得呆小症。（4）睾丸能分泌雄性激素，雄性激素可以促进生殖器官生长并维持其功能，也是维持雄性副性征所不可少的激素，如青春期开始后，男性表现为长胡须、喉结突出、声调变低等。

答案：（1）垂体（2）胰岛素（3）甲状腺（4）睾丸

（2012·株洲学业考）26．（7分）我们有很多童年趣事。例如，打水漂时，石头击在

水面上，水面泛起层层涟漪；放鞭炮时，鞭炮一响，伙伴们被吓得捂住耳朵。可见，非生物和生物对外界刺激均能作出反应。非生物作出的反应是被动的，而生物作出反应是主动适应环境的表现，是通过自身调节实现的。 （1）生物主动适应环境是长期 的结果。

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（2）“听到鞭炮声捂住耳朵”这种通过神经系统对刺激所发生的有规律的反应被称

为

。以下流程图解释了这种现象，请你将下列结构名称的代号填入该流程图中。

①听觉神经 ②大脑中的听觉中枢 ③脊髓 ④鼓膜 ⑤耳蜗 ⑥听小骨 ⑦支配肌肉的神经 ⑧躯体运动中枢

鞭炮声波 ④ ⑥ ② ⑧ ③ 与捂耳有关的肌肉交替收缩与舒张 （3）请在答题卡上耳的结构图中标注“鼓膜”和

“耳蜗”。

【解析】（1）生物与环境的关系有生物适应环境，生物影响环境，环境影响生物；其

中生物主动适应环境是长期自然选择的结果，只有适应环境的生物才能生存与繁衍，不适应环境的生物被淘汰。

（2）通过神经系统对刺激所发生的有规律的反应被称为反射，听到鞭炮声捂住耳朵

包括听觉的形成和运动的产生。听觉感受器是耳蜗，能够接受听小骨传来的振

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动，产生神经冲动，并沿着听觉神经传递给听觉中枢，产生听觉。然后躯体运动中枢通过脊髓支配肌肉的神经将神经冲动传到支配捂耳有关的肌肉神经处，肌肉接受刺激后，收缩和舒张，完成动作。 （3）见答案图

答案：（1）自然选择

（2）反射 ⑤ ① ⑦（不能颠倒）（3）（见右图，每结构1分）

2012·济南学业考）

鼓膜耳蜗

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（ 洛阳理工学院毕业（论文）

【解析】本题综合考查消化、呼吸、血液循环、、和人体调节的知识。

解读图示可获取以下信息：⑴空气通过管道进入A，A是肺的基本结构单位肺泡，肺泡与肺泡处的毛细血管之间的气体交换过程叫肺泡内的所体交换，图中方框代表心脏④血管将心脏中的血液输送到肺泡处的毛细血管因此④是肺动脉；食物进入管道F，F是消化道，⑥表示消化好的食物成分进入毛细血管，这一过程叫吸收。

（2）图中方框代表心脏。B为右心房，D为右心室，C为左心房，E为左心室。心脏的左右两侧是完全隔开的，左侧流动脉血，右侧流静脉血；血液循环分为体循环和肺循环，E→⑤→组织处的毛细血管→③→B这一循环途径是心脏和身体各器官的毛细血管间的血液循环叫体循环。

（3）胰岛素分泌后进入胰岛周围的毛细血管，然后通过各级静脉运输到心脏的右心房属于体循环，然后进入右心室，经肺循环进入心脏的左心房，再随血液循环流到左心室，因此胰

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岛素经地心脏四个腔的先后次序是B→D→C→E。 答案：（1）肺泡内的气体交换、肺动脉、吸收 （2）左心室、动脉、体循环 （3）B→D→C→E

（2012·济南学业考）

【解析】选D。本题主要考查神经系统的基本单位及反射弧的的相关知识。 （1）神经元又叫神经细胞，是组成神经系统的结构和功能的基本单位。 （2）小李的手被针刺后缩回是一种反射，完成反射活动的神经结构是反射弧；

反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分组成；神经冲动是沿反射弧传导的。

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图中①是感受器，②是传入神经，③是传出神经④是效应器⑤是大脑皮层⑥是脊髓白质⑦是神经中枢；因此神经冲动的传导路线是①→②→⑦→③→④，

图钉扎手后迅速缩手是反射弧中的感受器接受刺激产生神经冲动，神经冲动经传入神经传到脊髓的缩手反射中枢，缩手反射中枢发出神经冲动，神经冲动沿传出神经传到效应器，完成缩手动作。同时脊髓白质的上行神经纤维将缩手反射中枢发出神经冲动传到大脑皮层的躯体感觉中枢；痛觉在大脑皮层的躯体感觉中枢主产生，因此脊髓有反射 、传导的功能。 （3）在反射弧中，感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分任何一部分受到损伤，反射都无法完成，但是感受器接受刺激产生的神经冲动可经传入神经传到脊髓，再由脊髓白质的神经纤维传到大脑的躯体感觉中枢，因此传出神经受到损伤，有痛觉无反应。 答案：（1）神经元

（2）①→②→⑦→③→④ 大脑皮层 反射 、传导 （3）有痛觉无反应

（2012·连云港学业考）

【解析】本题考查神经调节的基本方式。（1）膝跳反射的感受器是膝盖下位的韧带，受到

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刺激产生神经冲动从而产生反射。（2）反射的结构基础是反射弧，包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分，其神经中枢位于脊髓的灰质内。（3）反射分非条件反射和条件反射两类，非条件反射是生来就有的先天性反射，神经中枢位于大脑皮层以下；条件反射是后天性反射，必须有大脑皮层的参与才能完成。

答案：

（2012·杭州学业考）24（6分）下图表示人的个体发育过程。请据图回答：

（1）丁由甲细胞发育而来。则甲细胞的名称是____________。

（2）由乙形成丙，细胞需要经过、____________和____________的变化。

（3）甲到丁的过程，其同化作用____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）异化作用。

（4）丁要完成一系列复杂的生命活动，需要在____________和____________的调节下实现。 【解析】本题考查细胞的生活、人体结构层次和人体生命活动调节的知识。 （1）图甲是受精卵，是人体发育的起点。

（2）图乙是受精卵细胞形成的细胞群，通过细胞、细胞生长和细胞分化，形成了

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图丙所示的各种组织。

（3）在由受精卵发育为婴儿的个体发育过程中，人体在不断生长，因此同化作用大于异化作用。

（4）人体生命活动是在神经系统和激素的调节下完成的。

答案：（1）受精卵（2）生长

（2012·桐城学业考）

分化（3）大于（4）神经系统50

激素

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（1）人体排尿不仅可以排出代谢废物，对调节体内水和无机盐的平衡也起着重要作用。 （2） 排尿反射是低级的反射，其中枢位于脊髓，低级中枢受大脑的控制。

（3）肾小球的过滤作用，除血浆中大分子的蛋白质外，其它成分都可过滤到肾小囊中形成

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原尿，所以原尿中蛋白质极少，如果尿液中检验出红细胞和蛋白质，说明此人的肾小球通透性增大。

（4）当原尿流经肾小管时，全部葡萄糖、大部分水分、部分无机盐进入肾小管周围的毛细血管，被重新吸收会血液。该人尿量大，经常口渴，可能是肾小管的重吸收功能发生障碍。 （5）糖尿病是胰岛素分泌不足造成的，由于胰岛素是一种蛋白质，口服的话易在消化道内被分解而失去药效，因此，糖尿病患者一般采用注射胰岛素的方法进行治疗。

（6）肾衰竭的病人进行血液透析，实际上是模拟肾小球的过滤作用，血液中的水、无机盐、尿素、葡萄糖等小分子物质能通过肾小球的过滤作用，形成原尿。血液向透析液中排出的也是这些物质。大分子的蛋白质和红细胞是不能通过透析膜的。 答案：

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