垃圾桶的折法

分类垃圾桶底座热流道注塑工艺及模

具设计

概括

本毕业设计论文详细记录了分类垃圾桶底座热流道模具设计的全过

程。

论文主要内容包括：垃圾桶改进方案、产品选材、产品工艺分析、注

塑机选型验证、热流道浇注系统设计、脱模机构设计、成型件及结构件设

计配合注塑模具设计中的关键问题，如相关尺寸的计算和验证、排气系统

和温度控制系统的设计、模具材料的选择等。热流道浇注系统的设计是本

次毕业设计的重点。

此外，本文还包括一篇文献综述。

关键词：垃圾桶底座热流道注塑机注塑模具

目录

摘要I

摘要错误!未定义书签。

目录II

简介1

第一章塑件工艺分析及模具结构方案2

1.1塑件工艺分析2

1.2确定模具结构方案4

1.3选择注塑设备并检查5

第2章垃圾桶底座8

2.1MOLDFLOW软件介绍8

2.2垃圾桶底座塑料件有限元模型的建立8

2.3塑料件的选择9

2.4Moldflow10的流动填充分析10

介绍

近年来，我国塑料模具行业发展迅速。目前，塑料模具占整个模具

行业的30%左右。而随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，

对模具行业提出了越来越高的要求。传统的注塑模具和过去生产的产品已

经不能满足现在人们的需求。于是，一些新的注塑成型技术以其优良的产

品质量、低廉的注塑成本、高的生产效率，在当今的模具行业不断得到应

用，掀起了新一波制造高潮。热流道技术就是其中之一，随着技术的进步，

在现代模具行业中的应用越来越广泛。

热流道成型是指从注塑机的喷嘴送入浇口的塑料始终处于熔融状态，

不需要每次开模都固化并作为废料取出。腔。该系统一般由喷嘴、热流道

板、恒温器和加热元件组成，如热流道加热元件。

第一章塑件工艺分析及模具结构方案

1.1塑件工艺分析

1.1.1塑料件的结构特点和工艺

重量378克

密度0.91g/cm3

材料PP（聚丙烯）

体积415cm3

厚度2mm

投影面积约为：500cm2

塑料部分是垃圾桶的底部。目前市场上用于家庭或办公室的垃圾桶都

是单桶式的。缺点是垃圾不能分类，最终会造成环境污染和可回收材料的

浪费。因此，基于这一不足，我们对垃圾桶进行了改进，使其成为绿色环

保的双筒垃圾桶。两个枪管对称分布，高65mm，壁厚2mm。加强筋的高度

为3mm和1mm。最大投影面积为50000mm2。零件的表面光洁度要求较高，

表面精度较低。塑件外表面选用MT2级，表面选用MT3级。

垃圾桶的底座只有两个尺寸要求严格的部分，即与桶身配套的10个小

凸台和4个安装脚踏板的小孔。并且在安装的过程中是强制压入的。其他

部分可以由设计师根据材料的节省、模具加工的难易程度、模具设计的方

便性等因素进行修改。从零件的结构来看，2mm厚的产品在加工过程中必须

考虑其填充能力。另外，零件的形状有点难，这是一个很大的困难，可能

会给后续零件和模具图纸的表达带来困难。

1.1.2塑件材料及成型工艺

该塑料部件使用的材料是：聚丙烯（PP）。它来源广泛，合成工艺简单，

密度低，价格低廉，易于加工成型。抗拉强度、抗压强度等均高于低压聚

乙烯，同时具有突出的刚性和耐折性，具有优良的耐腐蚀性和电绝缘性。

但冲击性能不足，低温易脆，成型收缩率大，热变形温度不高，但可通过

改性改善。

其主要成型特点如下：

1.结晶性物质吸湿性低，易熔化破裂，与铁水长期接触易分解。

2.流动性极好，溢流值为0.003mm左右。

3.冷却速度快，浇注系统和冷却系统要慢慢消散。

4.成型收缩率大，收缩率大，易产生缩孔、凹痕、变形，方向性

强。

5.注意控制成型温度。物料温度低，方向性明显，特别是低温高

压时。模具温度低于50℃，塑件无光泽，容易出现焊接不良

和流痕；90℃以上容易发生翘曲变形。

6.塑件壁厚应均匀，避免有缝隙和尖角，以免应力集中。

表1.1聚丙烯成型条件

塑料名称聚丙烯

料筒温

度（℃）

后段160～170

中段200～220

前段180～200

缩写聚丙烯注射压力（MPa）70～120

注塑机类型拧紧注射时间（秒）0～5

密度（g/cm3）0.90～0.91保持时间（秒）20到60

比容(ml/g)1.92冷却时间（秒）15～50

收缩率（%）1.0～2.5总周期（秒）40～120

喷嘴温度（℃）170～190螺杆转速（r/min）48

温度（℃）70～85

适用注塑机类型

拧紧

提供柱塞类型

时间（小时）2

模具温度（℃）40～80后期处理没有任何

1.2确定模具结构方案

1.2.1参考方案

方案一：普通冷流道浇注系统，单分型面，浇道设计。

选项2：使用热流道浇注系统。单分型面，点浇口设计。

1.2.2计划的确定

选项一：

易于设计且成本低。但由于壁厚较薄，形状复杂，可能会出现填充不

足的情况。并且由于冷料空腔和冷凝水的存在，不仅降低了原料的利用率，

而且生产效率也大大降低，操作复杂，无法实现自动化生产，故此方案被

淘汰。

选项二：

采用热流道浇注系统，成本高于传统冷流道浇注系统。但是，由于热

流道系统消除了多余的废料，也消除了这些废料给模具带来的多余热量，

缩短了零件的成型周期，并且可以在零件成型固化后同时顶出，从而可提

高生产效率10%。％关于。而且省去了后续工序，有利于生产自动化。产

品经热流道模具成型后即为成品，无需修整浇口和回收加工冷流道，有利

于生产自动化，从而提高劳动生产率。

综合考虑，第二种方案更好。

1.2.3分型面的确定

可通过分离模具取出的塑件表面称为分型面。分型面的方向应尽量垂

直于注塑机的开口，分型面应取最大轮廓而不影响零件外表面的光洁度。

分析零件的结构，最后选择沿加强筋的分型面。

1.2.4腔数的确定

为配合模具注塑机提高生产效率和经济性，保证塑件精度，模具设计

时合理确定型腔数。模腔数的确定主要是根据产品的投影面积、几何形状、

产品精度、批量大小和经济效益等。塑件结构比较复杂，工艺比较长，两

侧对称分布。根据分析和经验，选择两侧的中心位置进行浇注。所以我们

选择一件。

1.3选择注塑设备并检查

各种型号的注塑机模具部分的形状和尺寸都不同。设计磨具时应检查的主

要项目有：喷嘴尺寸、定位环尺寸、最大模具厚度、最小模具厚度、模板

平面尺寸和模具安装的螺丝孔位置尺寸。

1.3.1塑料制品体积的计算

塑件的体积与注塑机的选择密切相关。通常，我们首先通过计算塑件

的体积来选择注塑机，然后通过锁模力来检查选择的注塑机。

塑料部分的体积为415cm3，

预选1000cm3注塑机，型号为XS-ZY-1000。

1.3.2选择注塑机

根据V型

注射

和T型

，

综合考虑注射机的塑化能力、公称注射量、公称注

射压力、工程锁模力、安装模具的有效空间、顶出形式和顶出行程、移模

行程等，使用XS-ZY-1000型注塑机。

国产注塑机XS-ZY-1000技术指标

标称注射量cm31000

螺杆直径mm85

注射压力MPa121

射出行程mm260

螺杆转速r/min21、27、35、40、45、65、83

注射时间s3

射出方式螺杆式

锁模力104N450

最大成型面积cm1800

模板最大行程mm700

模具最大厚度mm700

模具最小厚度mm300

拉杆间距mm650×550

夹紧方式双作用液压

侧推出型中心推出(350)

电机功率KW22

丝杆驱动功率KW13

加热功率KW40

喷嘴球半径mm18

喷嘴孔半径mmΦ7.5

定位环尺寸mmΦ150

机器尺寸m7.67×1.74×2.38

设备产地塑料机械厂

1.3.3注塑机检查

1.3.3注射压力

注塑压力的核心是检查注塑机的最大注塑压力是否能满足产品成型

的要求，所以注塑机的最高注塑压力大于制件所需的注塑压力。从以上

PP的性能可以知道，PP的注射压力为70-100MPa，我们选用的注塑机

的注射压力为121MPa。因此，我们可以获得满足零件要求的所选注塑机。

1.3.3锁模力的计算与比较

当高压塑料熔体充满型腔时，会在模具型腔内产生沿注塑机轴线的较

大推力，试图使模具沿分型面膨胀，其值等于分型面塑料部件和流道系统。

总表面积乘以型腔塑性压力。这个力应该小于注塑机的额定锁模力F。否则，

在注塑成型时，会因合模不严而出现溢料跑料现象。

推力

（N）可由下式计算

T

push

=A×P

平均≤A

×kp

0

式中，T

push

——模腔内塑料熔体沿注射机轴向的推力N；

A——塑件与浇注系统在分型面上的投影面积mm2；

P

平均

——模腔（和流道）内塑料熔体的平均压力，MPa；（中小型零

件一般为20～40Mpa）

P

0

——注射压力，MPa

k——压力损失系数，随塑料种类、注塑机形式、喷嘴阻力、流道阻力

等变化，取值范围为0.2～0.4。

经计算，塑件和流道系统的投影面积约为50000mm2

F

0

＝50000×30=1500000N=150×104N≤450×104N（夹紧力）

因此，我们可以获得满足零件成型要求的所选注塑机。

1.3.3.3开模行程检查

检查开模行程和塑件顶出距离。取出零件所需的开模距离必须小于

注塑机的最大开模距离。塑件总厚度约65mm，最大顶出距离约20mm，加

上模具总厚度526mm，注塑机最大开模行程700mm，模具为热流道（无冷

凝）。材料）。因此，开模行程与塑件的顶出距离相匹配。

第二章垃圾桶底模流分析

2.1MOLDFLOW软件介绍

MoldflowCorporation是一家跨国软件和咨询公司，专门从事塑料

的计算机辅助工程(CAE)分析。自1978年Moldflow发布全球第一套流

动分析软件以来，CAE软件市场几十年来一直以不断的技术改革和创新为

主导。Moldflow已成为全球主流分析软件，市场占有率达87%，连续五年

增长17%。公司在全球60个国家拥有8000多家用户，在全球设有Moldflow

研发单位和分支机构。

Moldflow拥有自己的材料测试和检验工厂，提供8000多种材料供分

析软件选择，大大提高了分析精度。Moldflow提供从设计到加工的一整套

解决方案，让用户轻松拥有高品质的产品，是企业面向世界的必由之路。

Moldflow的产品用于优化零件和模具设计的整个过程，提供整体解决方

案。Moldflow软硬件技术为零件设计、模具设计、注塑生产的全过程提供

有价值的信息和建议。

Moldflow系列产品主要包括：

MPA：MoldflowPlasticAdvirs（快速试模分析）

MPI：MoldflowPlasticInsight（高级成型分析）

2.2垃圾桶底座塑料件有限元模型的建立

作为一款成功的注塑成型仿真分析软件，Moldflow采用了工程领域的

基本思想和最常见的有限元方法。

简单地说，有限元法就是用假想的线或面将连续体的部分和边界划分

成有限大小、有限个数的离散元来研究。这样，将原来连续的整体简化为

有限单元的系统，从而得到真实结构的近视模型，并在这个离散化的模型

上进行最终的数值计算。

2.2.1有限元网格划分

将3D数据导入Moldflow。由于这部分的尺寸是424×290×65mm，网

格的单元格不能太大也不能太小，因为网格太大，模拟不够准确，网格太

小，电脑模拟时间很长甚至模拟不成功。这里，网格的Globaledgelenth

选择为10mm，这样既保证了模拟的准确性，又减少了计算机计算量。划分

网格后，经过网格状态统计后，一般的网格，尤其是大的部分，会出现各

种问题。大零件的网格质量直接影响模拟的准确性，一个不好的网格甚至

可以模拟错误或不成功的模拟。网格修复后，网格示意图如下：

图2.1Moldflow有限元网格模型

其中，网格面三角形个数为26538个，节点（Nodes）个数为13577个，自

由边和不重叠边均为零，网格匹配率为92.6%，三角形最大纵横比为5.93，

最小纵横比为1.15，满足流动分析、翘曲分析和冷却分析的网格要求。

2.3塑件的选择

材质为北欧化工PP，产品代码为HJ320P，产品无其他添加剂。其固

体密度为0.89912g/cm3，熔体密度为0.73379g/cm3，弹性模量为1340Mpa，

泊松比为0.392，剪切模量为481.3Mpa。最大剪切应力：0.26Mpa，最

大剪切速率24000S-1。

该材料的推荐加工工艺为：

模具表面温度：50℃，温度范围20℃-80℃。

熔体温度：230℃，温度范围为200℃-280℃。

不同温度下聚丙烯的粘度与剪切速率的关系

图2.2不同温度下粘度与剪切速率的关系

2.4Moldflow的流动填充分析

对于塑料注射成型，最重要的是控制塑料在模具中的流动方式。制品

中的许多缺陷，如气穴、熔接线、短射，甚至制品变形、冷却时间等，都

与树脂在模具中的流动方式有关。通过模拟熔体在模具中的流动行为，

MPI/Flow可以预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和

温度变化、气穴和熔接线的位置等。试模前可能出现的缺陷，找出缺陷的

原因并加以改进，提高试模成功率。

(1)灌装包装转换分析

图2.3灌装时间

如图：充填时间为2.029秒，各块区域等高线等间距，说明料流前沿前进

速度阶段性一致，充填基本均衡。并且在灌装均衡的情况下，产品结束时

的灌装时间是一致的，都在2s左右。

具体填充过程如下：

表2.1灌装过程

填充阶段：状态：V=速度控制

P=压力控制

V/P=速度/压力切换

|-------------------------------------------------------------|

|时间|体积|压力|夹紧力|流量|状态|

|(s)|(%)|(兆帕)|(吨)|(cm^3/s)||

|-------------------------------------------------------------|

|0.10|2.48|16.75|0.05|216.17|五|

|0.19|7.56|16.77|0.14|217.82|五|

|0.29|12.52|16.95|0.33|217.53|五|

|0.38|17.67|17.13|0.55|217.51||五|

|0.48|22.72|17.41|0.98|217.23|五|

|0.57|27.60|17.70|1.54|216.99|五|

|0.67|32.30|18.07|2.30|217.06|五|

|0.76|37.20|18.51|3.25|217.13|五|

|0.86|42.03|18.99|4.53|217.06|五|

|0.95|46.92|19.47|6.08|217.10|五|

|1.05|51.75|19.87|7.36|217.44|五|

|1.15|56.87|20.29|8.95|217.49|五|

|1.24|61.71|20.66|10.38|217.76|五|

|1.33|66.28|20.97|11.66|217.85|五|

|1.43|70.90|21.40|13.73|217.84|五|

|1.53|75.92|21.77|15.53|217.99|五|

|1.62|80.46|22.11|17.21|218.05|五|

|1.71|85.18|22.57|19.91|217.97|五|

|1.81|89.72|23.71|27.13|218.14|五|

|1.90|94.21|25.07|37.24|218.25|五|

|2.00|98.54|28.40|60.61|218.32|五|

|2.01|98.99|28.54|61.85|217.78|V/P|

|2.02|99.44|22.84|56.89|111.25|磷|

|2.03|99.82|22.84|51.98|113.38|磷|

|2.03|100.00|22.84|51.91|113.28|填充|

|-------------------------------------------------------------|

从这个填充过程来看，在t=2.01秒之前，随着时间的增加，垃圾桶基部的

体积逐渐增大，注射压力、锁模力和熔体流速也逐渐增大。当t=2.01秒

时，零件的体积达到98.99%。此时，注射压力、锁模力和熔体流动速率达

到最大值。随着时间的不断增加，零件的体积逐渐从98.99%增加到100%。

模具力和熔体流动速率一直在缓慢下降。因此，V/P状态称为填充率保持

压力切换点。

第三章浇注系统设计及溢流系统计算

浇注系统的选择

浇注系统是将塑料熔体从注射机的喷嘴引导到模具型腔的进料

通道。它具有传质、传压、传热的功能，对产品的质量影响很大。其设

计是否合理直接影响模具的整体结构及其工艺操作的难易程度。在传统

的冷流道模具中，熔融的塑性材料在注入型腔之前已经在流道中冷却，

导致粘度增加，流动性降低，导致注射压力高，产品应力增加，导致产

品变形。、表面性能和力学性能退化等问题。热流道模具具有提高产

品质量、节约塑料原料能源、节约能源、提高生产效率等优点。并且随

着技术的不断进步，热流道模具将在塑料模具行业得到越来越广泛的应

用。因此，我们使用热流道模具。

3.2流道设计及定位环设计

3.2.1主流设计

主流道通常位于模具中心的塑料熔体入口处，它引导从注射机喷嘴注入的

熔体进入流道或型腔。这个模具是一体成型的，主流道直接开在塑件的几

何中心，但是因为两边对称，所以我们开一个单独的流道。浇道的形状为

锥形，便于熔体的流动和流道的清洗。

主通道的主要设计要点如下：

1）浇道通常设计成圆锥形，锥角为2～4度，对于流动性较差的

塑料为3～6度，这样可以将骨料从浇道中拉出。壁面粗糙度

应在Ra0.8μm以下，并沿轴向进行抛光。这里我们取2度。

2）为防止主通道和喷嘴处溢出，主通道对接处应紧密连接，主通

道对接处应做成半球形凹坑，其半径为R

2

=R

1

+(1～2)mm，其

小端直径为d

1

=d

2

+(0.5～1)mm。坑深h=3～5mm。根据我们

选用的注塑机型号，取R

2=20mm

，d

1

=9.29mm，h=3mm。

3）为减小物料流转弯过渡时的阻力，主通道大端圆角，圆角半径

r=1～3mm。

4）在保证塑料成型良好的前提下，主流道L应尽量短，否则会增

加流道冷凝水，增加压力损失，造成塑件冷却过多，影响注塑

成型.通常主通

道的长度由模板

的厚度决定，一

般L≤60mm。

其结构如下图所示，具体尺寸

见零件图

3.2.2定位环设计

图3-1

定位环根据选用的注塑机确定大端外径D=150mm，安装后大端应高于定模

端面H=5～10mm，其中H=7mm，起到定位作用。

3.2.3热流道浇注系统的设计

3.2.3.1浇口位置的确定

浇口的位置应根据塑件的几何形状、结构特点、技术和质量要求以及

塑件的流动性能综合考虑。根据塑件本身的结构特点，定位在塑件两侧的

中心。

3.2.3.2热流道尺寸的计算

熔体在高温下的比熔点高于固体，它随熔体温度的变化而变化。流道

的静压随塑料种类的不同而不同，这个值可以用斯宾塞方程来计算。

即：(P

1

+P2

)

(V-ω)=R'T

所以ω





21

'

P

TR

V

P

式中，P

1————

熔体在流道中的外压，取P

1

=121Mpa；

P

2

——熔体压力，查表P

2

=25.3MPa；

3/g浇注中的熔体；

——零绝对温度下熔体的比容，查表ω=0.992cm3/g；

R'——修正气体常数，查表得R'=0.229Mpa×cm3/(g

×k)；

T——熔体绝对温度220+273=493K；

将上述参数代入上述公式可得：

gcm/764.1992.0

3.25121

4930.229

V3＝







以注射时间为3S，塑件质量W为415×0.9=373.5g

它的体积流量为

scm

t

WV

Q/62.219

3

5.373764.1

3＝









主通道体积流量scmQQ/62.2193

主

流道体积流量和浇口体积流量

scmQQQ/81.109

2

1

3

浇

分

主通道直径mmQD827.13

主主

流道直径mmQD1273.23

分分

点浇口直径

mmQD2467.03

浇浇

3.2.3.3喷嘴的选择

热喷嘴是热流道系统的最后一部分，直接与型腔相连，这种连接称为浇

口。使用Winsa电气系统打开喷嘴。如下所示

图3-2

3.3排气系统设计

排气是注塑模具设计中不可忽视的问题。在注塑成型中。，如果模具

排气不良，型腔内的气体会被加压，产生很大的背压，阻碍塑料熔体快速

正常填充模具，气体压缩产生的热量会导致塑料烧焦。

排气有两种形式，通常利用模具零件之间的间隙和分型面之间的间隙

进行排气，必要时可以使用排气槽进行排气。在这种模具的设计中，除了

分型面外，还有一个推杆可以很好的排气，而且塑件的厚度也比较均匀，

所以不需要开排气槽来排气。

出线槽宽

出线槽宽

第四章成型件尺寸设计与校核

4.1塑件精度及影响因素

模具的成型尺寸是指在型腔上直接用来形成塑件的零件的尺寸，主要

包括型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形或异型型芯的长度和宽度）、型腔

或型芯的深度或高度尺寸、中心距尺寸等。在设计模具时，必须根据产品

的尺寸和精度要求确定相应的零件尺寸和精度要求。一般来说，电子电器

产品的工业配件和塑料件的尺寸精度要求都比较高。就同一个塑件而言，

对塑件的尺寸精度要求也大相径庭。在使用和安装过程中，要进行详细的

计算，以匹配所需的尺寸，其精度要求较高。影响塑件尺寸精度的因素比

较复杂，主要有以下几个方面。

1、成型件的制造公差，显然成型件的精度越低，所生产的塑件的

尺寸或形状精度越低；

2、磨具设计时塑件预估收缩率与实际收缩率的差异及生产产品

时收缩率的波动；

3、型腔在使用过程中不断磨损，使同一模具生产的零件在新时和

磨损后尺寸不同；

4、模具活动成型部分配合间隙的变化值。

4.2成型零件尺寸的计算

根据垃圾桶底座与垃圾桶本体的配合关系，我们分析塑料件的尺寸

精度不高，除了表面的上部和与脚踏板的配合部分.另外，其他加强筋零

件的尺寸精度要求不高，而且这些零件位于垃圾桶的底端或侧面，普通

用户是看不到的。因此这里采用平均法计算，简单方便。

其计算公式如下：

腔体尺寸：

z

cpssm

SLLL



0

4

3















芯径向尺寸：

0

4

3

Z

cpssm

Slll

















型腔深度尺寸：

z

cpssm

SHHH



0

3

2















型腔高度尺寸：

0

3

2

z

cpssm

Shhh

















模具成型零件中心距：

2

Z

cpSSm

SCCC





计算结果列于下表：表4.1

塑料件尺寸塑件公差型腔尺寸制造公差

20.321.790.107

30.322.810.107

40.364.210.12

60.365.820.12

70.406.810.133

100.409.820.133

150.4814.870.16

160.4815.880.16

170.4816.870.16

200.5619.880.187

340.7233.970.24

400.7240.060.24

500.8050.150.267

921.292.780.4

1201.4122.850.467

1421.7148.230.567

2042.2205.410.733

3983.6401.271.2

421.84.0431.131.333

表4.2

塑料件尺寸塑件公差型腔高度尺寸制造公差

10.320.800.107

20.321.820.107

50.364.860.12

100.49.880.133

120.4411.890.147

240.5623.990.187

250.6424.950.213

380.7238.570.24

表4.3

塑料件尺寸塑件公差芯径向尺寸制造公差

100.410.450.133

200.5620.780.187

861.288.190.4

460.847.290.267

1201.4122.850.467

421.54.0431.131.333

3963.6403.341.2

表4.4

塑料件尺寸塑件公差芯高尺寸制造公差

50.365.320.12

60.366.330.12

100.410.420.133

250.6425.800.213

200.5620.670.178

塑料件尺寸塑件公差中心距尺寸制造公差

250.6425.390.32

420.842.630.4

60.20.9260.640.307

681.069.020.5

801.281.20.6

1201.5121.80.75

2002.02031.0

2804.2284.21.4

3204.8324.81.6

第五章模具结构设计

5.1标准模架的选择

根据黄宏、元芳主编的辅助教材《塑料成型技术与模具设计》，结合所

设计模具的特点和特殊要求、塑件尺寸、注塑机型号，一个500最终选择

了×630模架。

因为注塑模具的工作状态是长期承受交变载荷，所以也伴随着冷热交

替。现代注塑模具的使用寿命至少几十万次，多则数百万次。因此，模具

必须具有足够的强度和刚度。

5.2支撑板强度

支撑板厚度H的计算公式如下：

3

1

21

32

5























yBE

llP

LH

式中，H——支撑板的厚度，cm；

垫间L型支撑板的跨度，34cm；

P型腔压力，15MPa；

l

1——

凹模腔长度（cm）24cm；

l

2——

凹模腔宽度（cm）12cm；

B——支撑板在l

1

方向的长度，63cm；

E-钢的弹性模量，2.1×105MPa；

y——支撑板的最大允许弯曲变形量，0.005㎝。

将上述参数代入公式可得：

cmH4.7

005.063101.232

1224155

343

1

5





















为配合标准模架的选用，综合考虑模具的整体设计，模具两侧各有2根斜

滑杆（侧抽芯用），长70mm，宽最薄处为25mm，再加上选用优质材料，可

以更换支撑柱，从而减少支撑板的厚度。

最后，支撑板的厚度为63mm。

第六章发射机构的设计与校核

注塑模具必须配备准确可靠的脱模机构，使塑件在每个循环中都能自

动从型腔或型芯中拉出模具。当芯子从侧面拉出时，它起到推出塑料件的

作用。

6.1脱模机构要求

(1)结构优化，运行可靠，机构尽可能简单，零件易于制造，更换方便。

机构动作要准确可靠，操作要灵活，机构本身要有足够的刚度和强度来抵

抗脱模阻力。

(2)不影响制件外观，不造成塑件变形和损坏。塑件的位置应尽量设置

在塑件的部位或隐蔽处，以免损坏塑件的外观。必须保证塑件在脱模过程

中不变形或损坏。瘀伤。因此，本课题正确分析脱模力的大小和集中度，

从而选择如图所示的脱模方式和顶出位置，使脱模力分布均匀合理。

(3)顶出机构应便于将塑件保持在动模中，模具的结构应保证塑件在开模

过程中留在动模上，即带顶出装置的半模上。开通过程。

6.2脱模力的计算

当零件从紧密堆积的型芯中脱模时所要克服的阻力称为脱模力。计算

释放力时应考虑以下几个方面；

(1)收缩力引起的制品与芯子之间的摩擦阻力，数值由试验确定；

(2)大气引起的阻力；

(3)塑件粘连造成的脱模阻力；

(4)推出机构的摩擦阻力

在上述各项中，（1）和（2）起决定性作用，（3）和（4）可以以可用

修正系数的形式包含在计算释放力的公式中。

此外，脱模力的大小还与产品的厚度和几何形状有关。因此，产品所

需的脱模力分为厚壁和薄壁两种。在本主题中，脱模力是粗略估计的。

6.3脱模力的具体计算

05.0023.0

130

3

＜

d

t

它属于薄壁零件，截面为矩形。

据黄红主编的《塑料成型与成型》，

工件成为矩形截面所需的脱模力为

A

K

fESL

F1.0

)1(

)tan(cos8

2

2











cossin1

2

fK

K

2

——无量纲系数，其值随f和sum变化；K

2

可从表8-2中选择；

t/d——壁厚与直径之比；

δ

2

——矩形零件的平均壁厚，mm；

a,b——矩形铁芯截面尺寸，mm；

S——塑料平均成型收缩率；

E——塑料的弹性模量，MPa；

L——零件到型芯的公差长度，mm；

f——工件与型芯之间的摩擦系统）；

-脱模坡度0

μ——塑料的泊松比；

A——盲孔产品型芯在垂直于脱模方向的投影面积，mm2，通孔产品的A等

于0。

根据黄宏主编的《塑料成型与成型》，得表。

PP的相关参数为：

ε的周长为0.4%-0.8%，取0.6%；

E的周长为1100～1600MPa，取1350MPa；

μ取为0.32

f取为0.30

查表8-2，脱模坡度取140

δ

2

＝3㎜

S=1.5%

L=100+20×4=180mm

零件是通孔，所以A=0

073834196.196707453..03.01

2

K

NF84.85362

073834196.1)32.01(

)263157894.030.0(967074537.0180015.0135038









6.4推杆的设计

推杆脱模设计时应注意：

1.推杆的截面应有不少于1/2的面积来承受脱模力，否则容易弯曲。

2.推杆直径的选择取决于塑件的具体情况。

3.推杆外圆周与铁芯之间应有不小于0.2-0.5mm的距离（视铁芯尺寸

而定），以防止推杆接触铁芯。此外，当推杆孔磨损时，还有更换

较大截面推杆的空间。从投影面看，应位于阴影部分周围有深沟深

孔的部位

6.4.1长方形推杆

推杆所能承受的最大载荷N

l

EHB

q

2

23

24







已知H=2㎜B=10㎜E=2.1×107MPal=194㎜

Nq57.183

4.1924

101.22.01

2

723











总共有14个，所以Q

总计

=2570N

总脱模力减去矩形推杆上的脱模力就是圆形推杆上的脱模力。

6.4.2圆形推杆的设计计算

(1)圆形推杆的直径公式为：

4

1

3

2264























Q

En

l

d





㎝

式中：d——圆形推杆的最小直径，cm；

φ——安全系数，优选φ=0.7；

l——推杆的长度，cm；

Q——释放力（N），8537-2570=5967N

n——推杆数量，7；

E——钢的弹性模量，2.1×107MPa。

cm

d

36.0

5967

101.27

9.207.0644

1

73

22





























取d=8m，可以修改尺寸，根据需要得到最终合适的尺寸。

(2)强度校核

推杆直径确定后，应进行强度校核。公式为：

sdn

Q







2

4

(N/㎝2)

2

2

/1695

8.07

59674

cmN









远小于推杆钢的屈服强度32000（N/㎝

2）

满足强度要求。

6.5推板设计

3

1

54.0

















YBE

Q

LH

式中，H——推板厚度

L——推杆间距，30mm；

Q——总脱模力，8537N；

E——钢的弹性模量，2.1×107；

B——推板宽度，630mm；

Y——推板的最大允许变形量，0.003㎝；

将上述参数代入上述公式

cm

H

21.0

003.063101.2

8537

354.03

1

7



















为了配合标准模架制造，我们取H=40mm。

第七章模具材料的选择

7.1选材原则

1）具有必要的强度和硬度；

2）具有良好的机械加工性；

3）具有良好的抛光性；

4）具有良好的感光腐蚀加工性；

5）具有良好的电加工性；

6）具有良好的耐腐蚀性；

7）具有良好的淬透性；

8）具有良好的焊接性；

7.2成型件的材料选择

成型件的选材要求如下：

1、机加工性能好，应选用易切削、加工后能获得高精度零件的钢种；

2.优良的抛光性能。注塑件工作表面需抛光至镜面，Ra≤0.05um，钢

材硬度要求为35-40HRC。太硬的表面会使抛光变得困难。钢的显微组织应

均匀致密，杂质少，无缺陷和针点。

3、良好的耐磨性和抗疲劳性。所选钢种应能使注塑模具减少抛光修模

次数，长期保持型腔尺寸精度，达到【大批量生产的使用寿命。

4具有耐腐蚀性。

总之，要求在满足使用要求的前提下，尽量使用成本低、易成型、比

较常用的钢种。

碳素工具钢T8A，成本低，强度高，耐磨性好，热处理变形小，是塑

件表面的模芯。对塑件外表面要求比较高，本模具采用抛光性能好的P20

钢。

7.3其他模具零件材料的选择

1、导柱和导套材料的选择

使用要求：要求导柱表面硬度高，零件有足够的韧性，不易折断和弯

曲；表面耐磨性较好。

在材质上，导柱表面应坚硬耐磨，芯材坚韧不易折断。工具钢（T8A、

T10A）为淬火或表面淬火（HRC50～55）。这里使用T8A。

导套材质为T8A，硬化至HRC56～60。其硬度比导柱低5度，避免。相

同硬度的材料之间的碰撞和磨损。

2浇口衬套材料的选择

使用功能要求：耐磨性好，有时耐腐蚀。45钢的表面淬火硬度可达

55HRC，用于该模具的浇道套钢。

3推杆和复位杆材料的选择

使用要求：有一定的强度，不能产生压杆不稳定，还要有一定的磨蚀

性。头部必须与塑料接触，硬度必须符合要求；此外，推杆经常更换，必

须经济且容易获得。

T10淬火低温回火硬度大于等于55HRC，用于该模具的推杆和复位杆材

料。

4模板、推板、推板固定板、隔板、模座等材料的选择。

本模具为中小型注塑模具。要求模板、推板、推板固定板、垫块、模

架等具有足够的强度和刚度，且易于加工成型。大多数时候，这些零件的

材料是从模具的经济性考虑的。模具采用45钢作为模板、推板、推板固定

板、垫板和模座的钢材。

结束语

通过这个毕业设计，我对大学四年所学的知识有了系统的总结，对模

具结构有了新的认识，对模具设计的全过程有了更深的认识。这个毕业设

计让我更加精通计算机图形和3D软件的使用。更重要的是，我在这个毕业

设计中学到了一些新东西。比如热流道浇注系统的设计，这是我们以前在

课堂上没有学过的。另外，经过老师和同学的悉心指导，我终于明白了我

花了四年时间才明白的东西——契合度和包容度，这让我在这次设计中受

益匪浅。

在这个设计过程中，我的导师谭安平老师对我进行了全方位的指导。

在此，我向我的导师表示衷心的感谢和深切的哀悼。另外，其他老师也很

耐心的解答了我提出的问题，非常感谢！我也觉得我在设计过程中帮助了

我的同学！

最后，再次感谢谭安平先生，他教会了我什么是严谨。虽然这个毕业

设计做得不好，有很多错误和不足，但我会在以后的学术道路上永远铭记

这份严谨，始终坚持这份严谨。

向所有百忙之中审稿、参与答辩的专家教授表示衷心的感谢！

参考

[1]黄宏等。周转箱塑件热流道注塑模具设计。中国塑料，2005，第11期

[2]黄红，主编。塑料成型与成型：化学工业，2003.03

[3]黄宏，元芳主编。塑料成型工艺与模具设计课程设计指导。工学院

2004.09

[4]主编沈开志。塑料成型模具：中国轻工，2002.09

[5]由塑料模具设计手册编写组主编。塑料模具设计手册：机械工业，

2000.06

[6]莫容主编。Unigraphics的CAD应用基础18.：清华大学，2002.01

[7]洪定一，主编。塑料工业手册：化学工业，1999.06

[8]黄锐，主编。塑料成型技术：中国轻工业，1997.05

[9]主编家珍．塑料成型工艺与模具设计：机械工业，1995.09

[10]徐培贤．塑料制品及模具设计：中国轻工，2001.08

[11]黄红.塑料成型工艺和模具设计。工程学院,1999.06

[12]黄红.塑料成型工艺和模具设计指南。1998.10

[13]罗靖．塑料成型设备。工程学院,1998.10

毕业设计（论文）原创性声明及使用说明授权书

原创性声明

我再次承诺：我提交的毕业设计（论文）是我在导师指导下

开展的研究工作和成果。据我所知，除文中特别注明和注明外，

不包含其他人或组织已发表或发表的研究成果，也不包含我为获

得学位而使用的材料或其他教育机构的资格.对本研究提

供帮助和贡献的个人或集体已在文中明确表达并表达了他们的

意图。

作者签名：日期：

讲师签名：日期：

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本人完全了解学校对毕业设计（论文）的收集、保存和使用

的规定，即：按学校要求提交毕业设计（论文）的印刷版和电子

版；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷版和电子版。编辑，

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其他复制方式保存文件；在不盈利的前提下，学校可以发表论文

的部分或全部内容。

作者签名：日期：

论文原创性声明

本人特此声明，提交的论文是本人在导师指导下自主研究取

得的研究成果。除文中特别标注和引用的内容外，本文不包含任

何其他个人或集体发表的或书面的作品。对本文研究做出重要贡

献的个人和团体已在正文中明确标出。我深知本声明的法律后果

由本人承担。

作者签名：日期：YYMMDD

论文使用授权书

本学位论文作者充分了解学校对学位论文保存和使用的规

定，同意大学保留学位论文的复印件和电子版，并将其致给国家

有关部门或机构，并允许查阅和借阅。.本人授权学校将本论文

全部或部分编入相关数据库进行检索，并以影印、微型化或扫描

等方式保存和编纂本论文。

机密文件按学校规定处理。

作者签名：日期：YYMMDD

导师签名：日期：YYMMDD

至

时光荏苒，大学的学习生活很快就过去了。在这四年的学习和生活中，我收获了

很多，而这些成就的取得，与一直以来关心和帮助过我的人们是分不开的。

首先，让我印象深刻的是，学校开设了这个学科，给我提供了经验，也为我以后

从事计算机工作奠定了基础。这个毕业设计历时半年左右，现在终于结束了。这个毕

业设计是对我四年大学学习的最好考验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提

高，比如操作能力、问题分析能力、合作精神、严谨的工作作风等等。在此期间，凝

聚了很多人的心血，在此表示衷心的感谢。如果没有他们的帮助，我将无法完成这个

设计。

首先，我想知道郭强功老师在我的论文写作和设计过程中给了我很多帮助和指

导，为我理清了设计思路和操作方法，给了我很多帮助并为我的研究提供指导。待办

事项提出有效的改进方案。郭强功老师渊博的学识、严谨的作风和孜孜不倦的教学态

度给我留下了深刻的印象。我从他那里学到了很多东西，这将持续一生。再次对周伟

先生表示衷心的感谢。

其次，感谢大学四年里所有的老师和辅导员，他们在我学习期间对我的严格要求，

对我学习和生活的帮助，让我了解了很多专业知识和做人的道理，能够在未来的人生

道路上，有继续奋斗的力量。

此外，还要感谢在大学四年里陪伴我的同学和朋友们的关心和支持。和他们一起

学习和生活，让我的大学生活非常充实，给我留下了许多难忘的回忆。.

最后，我要感谢我父母的关系和理解。没有他们在学习生活中的无私奉献和默默

支持，我今天就无法顺利完成学业。

至

四年的大学生活即将结束，我们的校园生活也即将结束。从这里开始，我的人生

将踏上新的征程，将所学知识应用到实际工作中。

回首四年，有所成就，人生有喜有悲。感谢老师四年来对我成长的孜孜不倦的教

导、关心和关爱。

学校情谊深厚，爱同胞兄妹。四年风风雨雨，我们一起走过，满满的爱，给我留

下了值得珍惜的最美好的回忆。

十多年的学习生涯，离不开父母的鼓励和支持。正是他们的辛勤工作和无私奉献，

为我创造了良好的学习条件，使我能够顺利完成学业。培育和培育。

最后，我要特别感谢我的导师汪澍和我的研究生助教吴子怡。是他们在我毕业的

最后时刻给了我们很大的帮助和鼓励，给了我很多解决问题的想法。在这里，我要表

达我由衷的感谢。老师们认真负责的工作态度、严谨的学术精神和深厚的理论水平都

让我受益匪浅。他在理论和实践上都给了我很多帮助，让我得到了很大的进步，这对

我以后的工作和学习有很大的帮助，感谢他的耐心指导。在写论文的过程中，老师们

给了我很多帮助，帮助解决了很多困难，使论文按时完成。在此表达我们的诚意。