　　　分析喷液式化妆品瓶盖塑件的结构特点，叙述了该塑件成型工艺、注射模的结构和工作原理，其原理是：采用定距螺钉和弹簧进行二次分型,用斜导柱外侧抽芯,型芯顶出零件,进料时采用潜伏式浇口进料形式,当开模的时候,用球头拉料杆把浇注系统凝料顶出,然后利用型芯内抽推板推出塑件,合模时用弹簧先复位, 然后进行下一次成型开始，提高了生产效率。

关键词注射模；定距螺钉；弹簧；斜导柱；侧抽芯；型芯；球头拉料杆；推板

前言1

第一章绪论3

1.1产品概绪3

1.2课题介绍8

第二章塑件工艺分析10

2.1 塑件材料及其工艺特性分析10

2.1.1塑件材料基本特性10

2.1.2成型工艺条件10

2.1.3塑件材料用途11

2.2塑件结构工艺分析11

2.2.1 结构分析11

2.2.2尺寸精度分析11

2.2.3表面质量分析12

2.2.4方案确定12

第三章注射机型号的确定13

3.1计算塑件的体积和质量13

3.2塑件注射工艺参数的确定15

第四章注射模的结构设计16

4.1分型面选择16

4.2确定型腔的排列方式17

4.3浇注系统设计18

4.4主流道设计18

4.5分流道设计19

4.6浇口设计20

4.7成型零件的结构设计22

4.7.1凹模的结构设计22

4.7.2凸模结构设计23

4.8合模导向机构的设计24

4.8.1导柱的设计24

4.8.2导套的设计25

第五章模具设计的有关计算26

5.1型腔和型芯工作尺寸计算26

5.2型腔侧壁厚度和底版厚度计算27

5.2.1壁厚的计算27

5.2.2型腔底板厚度计算28

5.3模具加热和冷却系统的计算28

5.4模具闭合高度的确定31

第六章注射机有关工艺参数的校核32

6.1注射机最大开模行程与模具厚度无关时的校核32

6.2注射机最大开模行程与模具厚度有关时的校核32

6.3注射量校核33

6.4模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核34

6.5注射压力的校核34

6.6锁模力的校核34

6.7注射机安装模具部分的尺寸校核35

第七章绘制模具总装配图和非标零件工作图36

第八章注射模主要零件加工工艺规程的编制37

第九章设计小结38

谢　辞39

参考文献40

附录41

2.1.1塑件材料基本特性

　　　1.聚丙烯无味、无色、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更轻。密度仅为0.90-0.91g/cm3。它不吸水、光泽好、易着色。

　　　2.聚丙烯的屈服强度、抗拉、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。

　　　3.定向拉伸后的聚丙烯可制作铰链，其具有特别高的抗弯曲疲劳强度，如用聚丙烯注射成型的一体铰链(盖和本体合一的各种容器)，经过7×107次开闭弯折未产生损坏和断裂现象。

　　　4.聚丙烯的熔点为164～1700C，其耐热性好，能在1000C以上的温度下进行消毒灭菌。聚丙烯耐低温的使用温度可达-150C，在低于－350C时会脆裂。聚丙烯的高频绝缘性能好，而且由于其不吸水，绝缘性能不受湿度的影响。聚丙烯在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。

2.1.2成型工艺条件

　　1.结晶性料，吸湿性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属接触易发生分解；

　　　2.流动性极好，溢边值0.03mm左右；

　　　3.聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路；冷却速度快，浇注系统及冷却系统应散热缓慢；

　　　4.成形收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强；

　　　5.注意控制成形温度，料温低方向性明显，尤其低温高压时更明显，模具温度低于500C以下塑件不光泽，易产生熔接不良，流痕；90℃以上时易发生翘曲、变形，因此，适宜模温为800C左右，不可低于500C（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）；

　　　6.塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以避免应力集中。

　　　7.注射压力：60~100MPa

2.1.3塑件材料用途

　　　聚丙烯可用于制作各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件；可作水、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；可制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。

2.2塑件结构工艺分析

2.2.1 结构分析

　　　从零件图上分析，该零件总体形状是圆筒形，里面有一个Φ4mm、高7.5mm的小圆筒抽芯和有一个Φ4mm的侧抽芯，还有加强筋，该塑件属于一般复杂程度。如下图2.1示

QQ截图20130624215645.gif

喷液式化妆品瓶盖注塑模设计.gif

内容简介：: Moldflow Analysis Report项目名称：喷液式化妆品瓶盖塑件分析报告日期：2012-04-05单位：南京工程学院网格厚度诊断材料性能分析结果上图中彩色线条显示为结合线可能出现的位置，分析结果显示，有利于改善或消除熔接线，熔接线线附近应开设排气槽。分析结论1. 进胶位置如上图所示，潜伏浇口,各穴流动平衡.2. 本进胶方案填充较顺畅，所需射压相对较小3. 产品填充整体体积收缩均匀4. 设计冷却水路相对较均匀,适合正常批量制造生产南京工程学院毕业设计任务书江苏财经学院数控加工与模具设计专业设计题目喷液式化妆品瓶盖注塑模设计学生姓名王凯班级 10模具（本）起止日期 2012.02.06-04.26 指导教师符学龙教研室主任周忠旺发任务书日期 2012年2月6日1.毕业设计的原始数据：(1)产品图及其技术要求； (2)生产批量：中批量。2.毕业设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)： (1)绘制产品零件图；(2)查阅资料并就自己承当的课题方向写出开题报告（严格按统一格式）；(3)完成产品的工艺设计及模具设计并绘制模具及模具零件的工程图；(4)按规定格式和要求用Word打印设计说明书一份；(5)用PowerPoint或其它软件制作答辩提纲一份。3.毕业设计应完成的技术文件：(1)产品零件图；(2)开题报告（格式见校园网）； (3)模具装配图及各零件图；(4)设计计算说明书；(5)上述所有文档的刻录光盘一张。4.主要参考文献：1黄圣杰，王俊祥.ProENGINEER 2001 基础及应用教程M.电子工业出版社，2002：2197.2Watson.Additions to sulphamate nickel solutionsA.Nickel Development Institcte,1989.3屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.高等教育出版社，2001.4冯炳尧，韩泰荣，蒋文森,丁战生审.模具设计与制造简明手册D.上海科学技术出版社，1998.5唐志玉.塑料模具设计师指南J.国防工业出版社，1999.6塑料模设计手册编写组编著.第二版.塑料模设计手册M.机械工业出版社，1994.7Jalve.Electrode sposicion de metalesE.2000.8杨裕根.现代工程图M学北京邮电大学出版社,2003.9Hamilton et al.calculos de Quimicu AnaliticaF.Me Graw Hill1989.10 廖月莹，何冰强.塑料模具设计指导与资料汇编M.大连理工大学，2007.85.毕业设计(论文)进度计划(以周为单位)：起止日期工作内容备注第1-2周（02.06-02.19）1、熟悉课题，查阅并收集有关资料，为写开题报告做准备；2、绘制产品零件图；3、完成工艺性分析，提出设计方案；检查零件图和方案第3-4周（02.20-03.04）1、写出开题报告初稿。2、完成工艺计算；3、完成模具零件结构形式确定及设计，选择设备。检查开题报告第5-6周（03.05-03.18）1、第8周完成开题报告的最后定稿；2、绘制模具草图检查开题报告与模具结构草图第7-9周（03.18-04.08）绘制模具装配图及各设计件零件图检查图（电子版）第10-11周（04.09-04.22）编写设计说明书检查设计说明书第12周（04.23-04.26）打印毕业设计资料并准备答辩检查答辩PPT教研室审查意见：室主任 2012年2月8 日学院审查意见：教学院长 2012年2月12 日南京工程学院毕业设计开题报告课题名称：喷液式化妆品瓶盖注塑模设计学生姓名：王凯指导教师：符学龙所在学院：材料工程学院专业名称：数控加工与模具设计南京工程学院2012年 2月 28 日说明1根据教育部对毕业设计（论文）的评估标准，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。毕业设计(论文)开题报告学生姓名王凯学号088810202002专业数控加工与模具设计指导教师姓名符学龙职称讲师所在系部材料工程学院课题来源自拟课题课题性质工程设计课题名称喷液式化妆品瓶盖注塑模设计毕业设计的内容和意义1主要内容：（1）根据塑件的使用性能设计其外壳形状与尺寸；（2）设计注塑模具；（3）使用UG软件进行模具型芯和型腔的分模，完成模具的2D总装图和若干零件图的绘制。（3）设计流道平衡性，掌握塑料的使用性能和用途。（4）编制模具的主要加工工艺。（5）编制数控机床加工主型腔的加工程序。2毕业设计的意义：培养学生综合分析和解决模具专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。毕业设计是对我们毕业前的一次考验，是对我们对知识、基本理论和基本技能掌握与提高程度的一次总测试，对于一个即将进入社会的大学生来说，是很有意义的，不同于原来的课程设计，首先难度胜于以往一些设计，因为这个设计很可能因为所选涉及到知识可行性要求很高，有的甚至需要你做出产品时间，这是一个困难重重的过程，所以很大程度上，我们认为毕业设计是从校园走向社会运用理论学习的一个过程，毕业设计是一个很好的过渡跳板，认真做好的话收获会很大，对于帮助最大的那种，那就是选择课题的，选和你未来工作相关的题目，有压力有动力的去做好。毕业设计它不是单一地对我们进行某一学科已学知识的考核，而是着重考查我们运用所学知识对某一问题进行探讨和研究的能力，是培养我们综合运用所学的基础理论、专业知识、基本技能，研究和解决问题的能力。我们要通过这个过程，锻炼了我们的思维能力、动手能力，并加深了我们掌握知识的深度，着重培养学生综合分析和解决问题的能力和独立工作能力，组织管理和交流能力。毕业设计对于提高毕业生全面素质具有重要意义，是学生在校期间的最后学习和综合训练锻炼。是学习、深化、拓宽、综合运用所学知识的重要的全面检验，是实现学生从学校过渡到社会的一个重要环节，是学生毕业资格从业的一个认证的重要依据，是衡量高等教育人才的重要体现。毕业设计的内容和意义文献综述本人此次毕业设计的课题是喷液式化妆品瓶盖注塑模设计，本塑件属于日用品产品，有良好的外观，具有侧向抽芯。采用一模四强，采用UG、CAD等辅助软件进行分模设计，并完成模具的2D总装图和若干零件图的绘制。在校期间，我努力学习本专业知识，并能坚持很好地全部阅读指导教师指定的参考资料、文献，并阅读了较多的自选资料和较多的外文资料。在学校里我学习了很多实用的专业知识，打下了坚实的基础，但是我以后还要更努力的去学习的更多，不断增长自己的知识面，提高自己的能力。以后我要通过工作的实践来弥补我是实践能力，我要把我说学的专业知识用到我的工作中去，这次通过毕业设计，我要高度要求自己，严格的作风，认真的去完成毕业设计。运用这些专业知识和所学的软件，很好的给自己一个系统化的学习，争取做到最好。通过本次设计，应使我在下述基本能力上得到培养和锻炼，塑料制品的设计及成型工艺的选择；一般塑料制品成型模具的设计能力；塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力；了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所认识。模具工业作为进入富裕社会的原动力之一，正推动着整个工业技术向前迈进！模具就是“高效益”，模具就是“现代化”之深刻含意，也正在为人们所理解和掌握。当塑料品种入其成型加工设备被确定之后，塑料制品质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80。由此可知，推动模具技术的进步应刻不容缓！塑料模具设计技术与制造水平，常标志一个国家工业化发展的程度。由此可知，塑料模具设计，对于产品质量与产量的重要性是不言而喻的。对于一个机械专业的毕业生来说，对塑料模的设计已经有了一个大概的了解。此次毕业设计，培养了我综合运用多学科理论、知识和技能，以解决较复杂的工程实际问题的能力，主要包括设计、实验研究方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据材料的确定等。它培养了我树立正确的设计思想，勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神，掌握现代设计方法，适应社会对人才培养的需要。文献综述在工业生产中,采用模具生产零部件,具有生产效率高,质量好,成本低等一系列优点,使得模具的使用范围日益广泛,特别是发展最快的注塑模模具,已经成为现代工业生产中重要的工艺设备和发展方向.模具作为工业生产的基础工艺装备,对提升我国制造业水平及增强我国制造业的国际竞争力具有越来越大的作用,其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志.在今天这样激烈竞争的环境中，客户对缩短注塑模具设计和制造周期的要求日益迫切。缩短模具设计和制造周期，成了模具企业间竞争取胜的重要因素之一。与模具成型零件变化多样相比，模具基本结构和常用零部件的变化要少得多。设计中相当一部分时间花在结构类似的零部件设计和绘图上。可见，缩短这些常用零部件的设计时间，能极大地提高模具设计的效率和缩短模具的交货期。因此，对引进CAD/CAE/CAM系统，进行本地化、用户化的二次开发具有重要的实际意义。通过建立必要的标准模架库，充分地发挥计算机和CAD软件的功能，才能达到缩短模具设计周期，提高模具设计水平的目的，使科学技术转化为实实在在的生产力。模具在工业中的使用极为广泛，采用模具生产的零部件，具有高效，省材，成本低和保证质量等一系列的优点，是当前工业生产的重要手段和工艺发展方向。在工业生产中，产品的更新换代离不开模具设计和制造,试制新产品少不了模具，如果模具供应不及时，很可能造成停产；如果模具精度不高,产品质量就得不到保证。因此，模具设计和制造技术的优劣直接影响到工业产品的发展。大到飞机，汽车，小到茶杯，钉子，几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型，用模具生产制件所具备的高精度，高一致性，高生产率是任何其他加工方法所不能比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品开发能力。要设计一副先进的塑料模具，首先需要有高水平的设计思路，而且还必须对制品工艺性,塑料材料的特性及用途，模具钢材的选用，加工方法和模具结构设计，以及成型方案和注塑机的型号等多方面进行研究.其中，从模具设计和注塑成型的角度研究模具设计的工艺性是非常必要的，其目的是为了减少因模具工艺性差,影响注塑成型的效果。文献综述研究内容参考文献1黄圣杰，王俊祥.ProENGINEER 2001 基础及应用教程M.电子工业出版社，2002：2197.2Watson.Additions to sulphamate nickel solutionsA.Nickel Development Institcte,1989.3屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.高等教育出版社，2001.4冯炳尧，韩泰荣，蒋文森,丁战生审.模具设计与制造简明手册D.上海科学技术出版社，1998.5唐志玉.塑料模具设计师指南J.国防工业出版社，1999.6塑料模设计手册编写组编著.第二版.塑料模设计手册M.机械工业出版社，1994.7Jalve.Electrode sposicion de metalesE.2000.8杨裕根.现代工程图M学北京邮电大学出版社,2003.9Hamilton et al.calculos de Quimicu AnaliticaF.Me Graw Hill1989.10 廖月莹，何冰强.塑料模具设计指导与资料汇编M.大连理工大学，2007.81设计、研究思路：本毕业设计分以下步骤进行；(1) 和老师沟通确认课题，了解所要设计的产品；(2) 查找文献，设计手册；(3) 熟习加工工艺，理清设计步骤；(4) 做好初期的设计工作；（5）熟悉各类软件，如AutoCAD，UG，MOLDFLOW 等; (6) 完成毕业设计的整体工作；2课题研究的主要内容：图1.1为零件三维图，图1.2为零件二维图，零件虽小，在设计过程中应该从产品的结构特点和模具的制造加工工艺出发尽量简化模具的结构。零件厚度为1.5 mm，最大直径、宽度分别为17，16mm。该零件的表面和配合面除要求没有缺陷、毛刺，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。研究内容图1.1 图1.23解决的关键问题本塑件主要有一个侧向孔结构，一个加强筋，内侧孔。有可能遇到的主要问题：1）确定型腔的数目；2）确定浇注系统；3）型腔的布置；4）选择分型面； 5）侧孔的成型；6）确定脱模方式； 7）确定开模方向； 8）塑料充模的流动分析。这些问题都是设计该模具的关键问题，在设计过程中，本人将通过查阅有关文献资料来解决。4预期成果（1）该塑料件模具技术要求一份、订料表文件一份；（2）开题报告一份、外文翻译资料一份；（3）3D分型图一份；（4）2D装配图一份和零件图若干份；（5）毕业论文说明书一份；（6）熔体模拟流动分析，优化模具设计结构报告；研究计划第1-2周 1、熟悉课题，查阅并收集有关资料，为写开题报告做准备；2、绘制产品零件图；3、完成工艺性分析，提出设计方案；第3-4周 1、写出开题报告初稿。2、完成工艺计算；3、完成模具零件结构形式确定及设计，选择设备。第5-6周 1、第8周完成开题报告的最后定稿；2、绘制模具草图；第7-9周绘制模具装配图及各设计件零件图。第10-11周编写设计说明书。第12周打印毕业设计资料并准备答辩。特色与创新飞速发展的计算机技术的不断发展，模具UG是一种功能强大,易学易用和功能创新的三维CAD软件,具有三维参数化设计功能，不仅可对注塑件进行三维实体造型设计，还可对成型铸件进行塑料顾问分析。注塑成型技术是一个复杂的加工过程，它所对应的设计，制造和过程分析是一项繁重的任务，仅仅依靠设计人员的经验和模具工人的手艺，很难保的注塑模具的精密设计与制造以及高精度的要求。而CAD技术的出现，彻底改变了注塑模具传统的设计和制造方法，显著提高了塑料模具的设计制造效率和塑料产品的质量。指导教师意见指导教师签名： 2012年 3 月 2 日教研室意见主任签名： 2012 年 3 月 4 日学院意见教学主任签名： 2012 年 3 月 5 日南京工程学院姓名王凯学号 088810202002指导老师符学龙设计题目喷液式化妆品瓶盖注塑模设计产品结构工艺分析该塑件比较典型有一个侧抽芯有加强筋还有一个内凸台材料聚丙烯三维图如图1所示图1 分型面的选择模具设计中分型面的选择很关键它决定了模具的结构应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面根据塑件的形状和尺寸采用平直分型面分型面的位置和形状如图2所示图2 图3 1 计算起来有一定的难度所以凹模采用整体式型腔结构其特点是牢固不易变形不会使塑件产生拼接线痕迹加工容易结构如图3所示主要成型零部件的选择 2 凸模主要是与凹模结合构成模具的型腔座其凸模主型芯与分型芯采用镶嵌结构形式其结构如图4所示图4 Moldflow分析分析结论1 进胶位置如上图所示潜伏浇口各穴流动平衡 2 本进胶方案填充较顺畅所需注射压力相对较小 3 产品填充整体体积收缩均匀 4 设计冷却水路相对较均匀适合正常批量制造生产浇口方案方案一点浇口形式方案二潜伏式浇口形式经分析综合考虑各方面的因素方案二较合理侧抽方案方案一斜导柱与侧滑快同时安装在定模方案二斜导柱固定在定模侧滑块安装在动模经分析综合考虑各方面的因素方案一较合理工艺参数的确定 1 经过moldflow分析推荐工艺参数如下图所示 2 根据塑料的注射工艺参数选用螺杆式注射机各温度为喷嘴温度 170 190模具温度 40 80料筒温度前段 180 200中段 200 220后段 160 170 注射机选择采用一模四腔的模具结构考虑其外形尺寸注射机所需压力和现有设备等情况选用注射机XS ZS 22型其参数如下表所示工作原理该模具是生产喷液式化妆品瓶盖产品零件的模具是采用定距螺钉和弹簧进行二次分型用斜导柱外侧抽芯进料时采用潜伏式浇口进料形式当开模的时候用球头拉料杆把浇注系统凝料顶出然后利用型芯内抽推杆推出塑件合模时用弹簧先复位然后进行下一次成型开始谢辞在此次的毕业设计中指导老师在设计过程中给予了我正确的指导在众多方面提供了方便和便利为设计的合理性可行性和完善性提供了有利的帮助在此表示衷心的感谢希望以后还有机会能听到老师们的谆谆教悔谢谢南京工程学院毕业设计说明书(论文)作者：王凯学号：088810202002 学院：江苏财经职业技术学院专业：数控加工与模具设计题目：喷液式化妆品瓶盖注塑模设计指导者：评阅者： 2012 年 4 月淮安第I页毕业设计说明书（论文）中文摘要分析喷液式化妆品瓶盖塑件的结构特点，叙述了该塑件成型工艺、注射模的结构和工作原理，其原理是：采用定距螺钉和弹簧进行二次分型,用斜导柱外侧抽芯,型芯顶出零件,进料时采用潜伏式浇口进料形式,当开模的时候,用球头拉料杆把浇注系统凝料顶出,然后利用型芯内抽推板推出塑件,合模时用弹簧先复位, 然后进行下一次成型开始，提高了生产效率。关键词注射模；定距螺钉；弹簧；斜导柱；侧抽芯；型芯；球头拉料杆；推板毕业设计说明书（论文）外文摘要Title Injection Molding Process And Mold DesignAbstract Analysis of spray type cosmetic bottle the structure characteristics of the plastic part, The molding process, the injection mold structure and working principle，The principle is : the use of fixed pitch screw and spring for two times, with inclined guide pillar side core pulling, core ejector parts, feed uses the ambush type gate feed form, when the mould when pulling rod, ball head gating system condensate is expected to top, then use type core slide board with the plastic parts, mold clamping spring to reset, then the next molding began. Improve production efficiency. Keywords Injection mold; pitch of screws; spring; inclined guide pillar; core; core; ball puller; push plate 第II页南京工程学院毕业设计说明书（论文）目录前言1第一章绪论31.1产品概绪31.2课题介绍8第二章塑件工艺分析102.1 塑件材料及其工艺特性分析102.1.1塑件材料基本特性102.1.2成型工艺条件102.1.3塑件材料用途112.2塑件结构工艺分析112.2.1 结构分析112.2.2尺寸精度分析112.2.3表面质量分析122.2.4方案确定12第三章注射机型号的确定133.1计算塑件的体积和质量133.2塑件注射工艺参数的确定15第四章注射模的结构设计164.1分型面选择164.2确定型腔的排列方式174.3浇注系统设计184.4主流道设计184.5分流道设计194.6浇口设计204.7成型零件的结构设计224.7.1凹模的结构设计224.7.2凸模结构设计234.8合模导向机构的设计244.8.1导柱的设计244.8.2导套的设计25第五章模具设计的有关计算265.1型腔和型芯工作尺寸计算265.2型腔侧壁厚度和底版厚度计算275.2.1壁厚的计算275.2.2型腔底板厚度计算285.3模具加热和冷却系统的计算285.4模具闭合高度的确定31第六章注射机有关工艺参数的校核326.1注射机最大开模行程与模具厚度无关时的校核326.2注射机最大开模行程与模具厚度有关时的校核326.3注射量校核336.4模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核346.5注射压力的校核346.6锁模力的校核346.7注射机安装模具部分的尺寸校核35第七章绘制模具总装配图和非标零件工作图36第八章注射模主要零件加工工艺规程的编制37第九章设计小结38谢辞39参考文献40附录41第42页前言在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所认识。模具工业作为进入富裕社会的原动力之一，正推动着整个工业技术向前迈进！模具就是“高效益”，模具就是“现代化”之深刻含意，也正在为人们所理解和掌握。当塑料品种入其成型加工设备被确定之后，塑料制品质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80。由此可知，推动模具技术的进步应刻不容缓！塑料模具设计技术与制造水平，常标志一个国家工业化发展的程度。由此可知，塑料模具设计，对于产品质量与产量的重要性是不言而喻的。对于一个机械专业的毕业生来说，对塑料模的设计已经有了一个大概的了解。此次毕业设计，培养了我综合运用多学科理论、知识和技能，以解决较复杂的工程实际问题的能力，主要包括设计、实验研究方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据材料的确定等。它培养了我树立正确的设计思想，勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神，掌握现代设计方法，适应社会对人才培养的需要。毕业设计这一教学环节使我独立承担实际任务的全面训练，通过独立完成毕业设计任务的全过程，培养了我的实践工作能力。另外，毕业设计必须具备一定的计算机应用的能力，在设计过程中都应结合设计课题利用利用UG 软件进行塑件的3D塑件分模，同时还具备必要的计算机绘图能力，如利用AutoCAD进行二维图的绘制。在这个过程之中，首先是对零件的分析，消化现有的资料，对设计的目的和要求有一个大致的了解；然后是大致测量零件的尺寸着手画出实物的零件图，利用所学知识分析出零件的凸模和凹模；查找手头的资料进行相关数据的计算，根据所得数据画出草图，检查和核对之后绘制零件的装备图；最后分析总结，写出自己的设计思路，设计过程和设计体会。此次毕业设计除了对知识和能力培养的收获感受外，还得到思想道德方面的锻炼。通过这次毕业设计，让我感受到了作为一名高级工程技术人员应该具备的基本精神，需要强化的工程实践意识，以及对设计工作的质量要负责，具有高度的责任感，树立实事求是的科学作风，并严格遵守规章制度。本次毕业设计我主要是完成喷液式化妆品瓶盖的造型以及其模具设计。在本设计中，从塑料原材料的选用出发，对成型设备的选择、对成型模具的设计与制造和成型工艺的制定等几个必要的环节进行了设计。由于设计水平有限、时间仓促，此设计说明书中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师批评指正。第一章绪论1.1产品概绪1.塑料及塑料工业的发展塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物。塑料其余成分包括增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料及其它配合剂。塑料制件在工业中应用日趋普遍，这是由于它的一系列特殊的优点决定的。塑料密度小、质量轻，大多数塑料的密度都1.01.4g/3之间，相当于钢材密度的0.11和铝材密度的0.5左右，所以有以“塑代钢”的优点。塑料比强度高；绝缘性能好，介电损耗低，是电子工业不可缺少的原材料；塑料的化学稳定性高，对酸、碱和许多化学药品都有很好的耐腐蚀能力；塑料还有很好的减摩、耐磨及减震、隔音性能也较好。因此，塑料跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列，在国民经济中，塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。塑料工业的发展阶段大致分为一下及个阶段：初创阶段 30年代以前，科学家研制分醛、硝酸纤维和聚酰胺等热塑料，他们的工业化特征是采用间歇法、小批量生产。发展阶段 30年代，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工业化生产，奠定了塑料工业的基础，为其进一步发展开辟了道路。飞跃阶段 50年代中期到60年代末，塑料的产量和数量不断增加，成型技术更趋于完善。稳定增长阶段 70年代以来，通过共聚、交联、共混、复合、增强、填充和发泡等方法来改进塑料性能，提高产品质量，扩大应用领域，生产技术更趋合理。塑料工业向着自动化、连续化、产品系列化，以及不断拓宽功能性和塑料的新领域发展。我国塑料工业发展较晚，40年代只有酚醛和赛璐珞两种塑料，年产仅200t。50年代末，由于万吨级聚氯乙稀装置的投产和70年代中期引进石油化工装置的建成投产，使塑料工业有了两次的跃进，于此同时，塑料成型加工机械和工艺方法也得到了迅速的发展，各种加工工艺都已经齐全。塑料由于其不断的被开发和应用，加之成型工艺的不断发展成熟于完善，极大地促进了成型模具的开发于制造。随者工工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求的日益增加，而且产品的更新换代周期也越来越短，对塑料和产量和质量提出了越来越高的要求。2.塑料成型在工业生产中的重要作用模具是工业生产中重要的工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的好坏，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基础”，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的劳动力”。近年来，我国各行业对模具的发展都非常重视。1989年，国务院颁布了“当前产业政策要点的决定”，在重点支持改造的产业、产品中，把模具制造列为机械技术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务。总之，要尽快提高我国模具工业的整体技术水平并迎头赶上发达国家的模具技术水平。3.塑料成型技术的发展趋势一副好的塑料模具与模具的设计、模具材料及模具制造有很大的关系。总观世界发展趋势，塑料成型技术的发展可以归纳为以下几个方面：模具的标准化为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要，目前我国模具标准化程度只达到了20%。注射模方面关于模具零件、模具技术条件和标准模架等有了一些国标。当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置，精密标准模架，精密导向件系列，标准模板及模具标准件的先进技术和等向性标准化模块等。加强理论研究随着塑料制件的大型化和复杂化，模具的重量达到数吨甚至十多吨，这样大的模具，若只凭经验设计，往往会因设计不当而造成模具报废，大量的资金被浪费，所以大型模具还是要向理论设计方面发展，如模板刚度、强度的计算和充型流动理论的建立。塑料制件的精密化、微型化和超大型化为了满足各种工业产品的使用要求，塑料成型技术正朝着精密化、微型化和超大型化等方面发展。精密注射成型是能将塑料制件尺寸公差保持在0.010.001之内的成型工艺方法，其制件主要用于电子、仪表工业。微型化的塑料制件要求在微型的设备上生产。目前，德国已经研究出注射量只有0.1g的微型注射机，而法国有注射量为17万g的超大型注射机，合模力为150MN；美国和日本也有较先进的注射机。目前，国产注射机的注射量也已达3.5万g，合模力为80MN。新技术、新工艺的研制、开发和应用随着塑料成型技术的不断发展，模具新材料、模具加工新技术和模具新工艺方面的开发已成为当前模具工业生产和科研的主要任务之一。十多年来，国内外在塑料行业投入了大量的资金和研究力量，取的了许多成果。例如：材料方面有预硬钢、马氏体时效钢、耐腐蚀钢等，模具加工技术方面有广泛应用仿形加工、电加工、数控加工及微机控制加工等；另外，模具CAD/CAM/CAE技术也进入了实用阶段。全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。加入世贸组织后，我国将获得一个更加稳定的国际经贸环境，从而有利于我国的改革开放有利于我国与各国、各地区的经济贸易合作，有利于世界经济的稳定发展。我国在制定法律法规时要遵守WTO的规则，增加透明度，减少行政干预等；在市场开放方面，需要逐步降低关税，取消非关税措施，开放服务业市场等。这无论在观念上还是在体制上都会带来一定的变化。我国加入 WTO同时也将为各国、各地区的贸易伙伴提供更好、更稳定的市场进入机会。使我国的投资环境将更为宽松、透明、稳定，我国的利用外资领域将进一步扩大，我国的市场体系将更加完善和发达。国内和国外模具企业都可以从中得到更多的机会和收益。 4.塑料模具的分类按塑件成型方本法不同可分为：注射模注射模又称注塑模。注射成型主要是通过注射机把粒状塑料或粉状塑料熔融后注射成型成塑料制品，它主要用于热塑性和热固性塑料。压缩模压缩模又称压塑模。它主要是通过把预热过的塑料直接压入模具型腔，由于化学反应或物理反应，使塑料逐渐硬化成型。压铸模压铸模又称传递模。挤出模挤出模常称挤出机头。挤出成型是利用挤出机筒内的螺杆旋转加压的方式，连续地将塑化好的、呈熔融状态的物料从挤出机的机筒中挤出成型。气动成型模气动成型模包括中空吹塑成型模、真空成型模、压缩空气成型模等。5.典型塑料注射模具的结构组成塑料注射成型模具主要用于成型热塑性塑料制件，近年来在热固性塑料的成型中也得到了日趋广泛的应用。由于塑料注射成型模具的适用性比较广，而且用这种方法成型塑料制件的内在和外观质量均较好，生产效率特别高，所以塑料注射模具已日益引起人们的重视。注射模具的结构的合理性，将直接影响塑件的成型质量、生产效率、劳动强度、模具寿命和成本等。一副典型的注射模具可由以下几部分组成：成型零件成型零部件是指动、定模部分有关组成型腔的零件。如成型零件内表面的凸模和成型塑件外表面的凹模以及各种成型杆、镶件等。合模导向机构合模导向机构是保证动模和定模在合模时准确对合，以保证塑件形状和尺寸的精确度，并避免模具中其他零件发生碰撞和干涉。常用的合模导向机构是导柱和导套。浇注系统浇注系统是熔融塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所流经的通道，它包括主流道、分流道、浇口及冷料穴等。侧向分型与抽芯机构当塑件的侧向有凹凸形状的孔或凸台时，在开模推出塑件之前，必须先把成型塑件侧向凹凸形状的型芯从塑件上脱开，塑件方能顺利脱模。推出机构推出机构是指分型后将塑件从模具中推出的装置，又称脱模机构一般情况下，推出机构由推杆、推杆固定板、推板、主流道拉料杆、复位杆及导向机构所组成。常见的推出机构有推杆推出机构、推管推出机构、推荐板推出机构等。加热和冷却系统加热和冷却系统亦称温度调节系统，它是为了满足注射成型工艺对模具温度的要求而设置的，其作用是保证塑料熔体的顺利充型和塑件的固化定型。注射模具中是设置冷却回路还是设置加热装置要根据塑料品种塑件成型工艺来确定，冷却系统一般是在模具上开设水道，加热系统则在模具内部或四周安装加热元件。排气系统在注射成型成型过程中，为了将型腔中的气体及注射成型过程中塑料本身挥发出来的气体排出模外，以避免它们在塑料熔体充型过程中造成气孔或充不满等缺陷，常常需要开设排气系统。排气系统是在分型面上有目的地开设几条排气槽许多模具的推杆或活动型芯与模板之间的配合间隙可起排气作用。小型塑料制件的排气量不大，因此可直接利用分型面排气。支承零部件用来安装固定或支承成型部件及前述的各部分机构的零部件均称为支承零部件。支承零部件组装在一起，可以构成注射模具的基本骨架。1.2课题介绍设计题目：喷液式化妆品瓶盖注塑模设计图1.1为零件二维图，图1.2为零件的三维图。零件虽小，在设计过程中应该从产品的结构特点和模具的制造加工工艺出发尽量简化模具的结构。零件厚度为1.5 mm，最大直径、宽度分别为17，16mm。该零件的表面和配合面除要求没有缺陷、毛刺，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。图1.1塑件总体尺寸图1.2塑件3D图第二章塑件工艺分析2.1 塑件材料及其工艺特性分析2.1.1塑件材料基本特性1.聚丙烯无味、无色、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更轻。密度仅为0.90-0.91g/cm3。它不吸水、光泽好、易着色。2.聚丙烯的屈服强度、抗拉、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。3.定向拉伸后的聚丙烯可制作铰链，其具有特别高的抗弯曲疲劳强度，如用聚丙烯注射成型的一体铰链(盖和本体合一的各种容器)，经过7107次开闭弯折未产生损坏和断裂现象。4.聚丙烯的熔点为1641700C，其耐热性好，能在1000C以上的温度下进行消毒灭菌。聚丙烯耐低温的使用温度可达-150C，在低于350C时会脆裂。聚丙烯的高频绝缘性能好，而且由于其不吸水，绝缘性能不受湿度的影响。聚丙烯在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。2.1.2成型工艺条件1.结晶性料，吸湿性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属接触易发生分解；2.流动性极好，溢边值0.03mm左右；3.聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路；冷却速度快，浇注系统及冷却系统应散热缓慢；4.成形收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强；5.注意控制成形温度，料温低方向性明显，尤其低温高压时更明显，模具温度低于500C以下塑件不光泽，易产生熔接不良，流痕；90以上时易发生翘曲、变形，因此，适宜模温为800C左右，不可低于500C（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）；6.塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以避免应力集中。7.注射压力：60100MPa2.1.3塑件材料用途聚丙烯可用于制作各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件；可作水、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；可制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。2.2塑件结构工艺分析2.2.1 结构分析从零件图上分析，该零件总体形状是圆筒形，里面有一个4mm、高7.5mm的小圆筒抽芯和有一个4mm的侧抽芯，还有加强筋，该塑件属于一般复杂程度。如下图2.1示图2.1液式化妆品瓶盖零件3D图2.2.2尺寸精度分析该塑件没有什么重要尺寸，尺寸精度为5到6级。由以上分析可见，该零件的尺寸精度为低精度，对应的模具的相关零件的尺寸加工可以保证。该塑件形状简单，是一个较薄的圆形制品，壁厚最大处为3.5mm，最小壁厚处为0.8mm，壁厚差不多，较均匀，为了便于从成型零件上顺利脱出塑件，塑件的精度为一般精度，即塑件的精度等级是MT3级。2.2.3表面质量分析该零件的表面和配合面除要求没有缺陷、毛刺，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2.2.4方案确定方案一:斜导柱与侧滑快同时安装在定模方案二: 斜导柱固定在定模、侧滑块安装在动模经分析，综合考虑各方面的因素，方案一较合理。第三章注射机型号的确定3.1计算塑件的体积和质量1.计算塑件的质量是为了选用注射机及确定型腔参数。经计算塑件的体积为V=1677.19立方毫米，计算塑件的质量，根据塑料模设计手册中13页表1-4 常用热塑性塑料成形条件知：PP的密度为：p=0.900.91 g/cm3 (3.1)选p0.90 g/cm3 故塑件的质量为：w=vp=1677.190.90=9.03g (3.2)2.经moldflow分析模具的锁模力如图3.1所示。图3.1 moldflow塑件锁模力分析图3.经moldflow分析注射压力所处位置如下图3.2所示图3.2 moldflow分析注射位置压力图4.采用一模四腔的模具结构，考虑其外形尺寸、注射机所需压力和现有设备等情况，初步选用注射机XS-ZS-22型。根据塑料模设计手册103页表3.1 常用国产注射机的规格和性能表。型号XS-ZS-22(卧式)螺杆（柱塞）直径（mm）20注射压力（MPa）75锁模力（KN）50最大成型面积（c）130模具厚度最大180mm模具厚度最小60mm最大开合模行程（mm）160喷嘴球半径（mm）/孔直径（mm）12/2动定模固定板尺寸/mm250280表3.1 国产注射机的规格和性能3.2塑件注射工艺参数的确定1.经过moldflow分析推荐工艺参数如下图3.3所示图3.3 moldflow分析推荐工艺参数2.查塑料成型工艺与模具设计47页表3.2各种塑料的注射工艺参数，选用螺杆式注射机各温度为喷嘴温度：170190 模具温度：4080料筒温度：前段：180200 中段：200220 后段：160170第四章注射模的结构设计注射模结构设计主要包括；分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置，模具工作零件的结构设计，推出机构的设计等内容。4.1分型面选择为了将塑件从闭合的模腔中取出，为了取出浇注系统凝料，或为了满足模具的动作要求，必须将模具的一些面分开，这些可分开的面可统称为分型面。分开型腔取出塑件的面叫型腔分型面。塑件在型腔中的方位选择是否合理，将直接影响模具总体结构的复杂程度。一般应尽量避免与开合模方向垂直或倾斜的侧向分型和抽芯，使模具结构尽可能简单。为此，在选择塑件在型腔中的方位时，要尽量避免与开合模方向垂直或倾斜的方向有侧孔侧凹。在选择分型面位置时，应注意以下几点：1.分型面在塑件外形最大轮廓处；2.便于塑件顺利脱模；3.保证塑件的精度要求；4.满足塑件的外观要求；5.便于模具加工制造；6.减少塑件在合模分型面上的投影面积，可靠锁模避免涨模溢料现象；7.有利于排气；8.保证抽心机构顺利抽芯。模具设计中分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。根据塑件的形状和尺寸，采用平直分型面，分型面的位置和形状如图4.1所示。图4.1 平直分型面示意图4.2确定型腔的排列方式型腔数量的确定主要是根据制品的质量、投影面积、几何形状、制品精度、批量以及经济效益来确定，以上这些因素有时是相互制约的，在确定设计方案时必须进行协调，以保证满足其主要条件。型腔数量确定之后，便进行型腔的排列。型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯机构的设计、镶件及型心的设计以及温度调节系统的设计。以上这些问题又与分型面及浇口的位置选择有关，所以在具体设计过程中，要进行必要的调整，以达到比较完善的设计。本塑件在注射时采用一模四件，即模具需要四个型腔。综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素，拟采取如图4.2所示的型腔排列方式：图4.2 型腔排列方式示意图该塑件有侧向抽芯，这种排列方式的最大优点是料流长度较短，易充满型腔，成型周期短。4.3浇注系统设计浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还于塑件所用的塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此这是一个重要环节。浇注系统是指模具中注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。流注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的作用是将塑料熔体充满型腔，并将注射压力传递到模腔的各个部位,以获得组织致密、外观清晰、表面光洁和尺寸精确的塑件。采用普通浇注系统时，制件脱模后还需将浇注系统凝料从制件上切除（点浇口除外）。凝料可再加以回收利用。因此，在设计浇注系统时，应在不影响制件质量的前提下尽量减小流道尺寸，以减小流道回料。4.4主流道设计根据塑料成型工艺与模具设计103页表4-2常用国产注射机的规格和性能查得型号XS-ZS-22(卧式) 注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径d0=2mm；喷嘴前端球面半径R0=12mm。则主流道主要尺寸可根据如下计算获得：主流道小端直径：d=d0+(0.51) mm3mm； (4.1)主流道球面半径：R=R。+（12）mm13mm； (4.2)球面配合高度35，取5；主流道锥角26，取3；主流道长度60，取45；主流道大端直径： (4.3)主流套材料：T10A，热处理：HRC5055为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计半径r=4 mm的圆弧过渡。1.主流道衬套的结构形式及尺寸如图4.3所示图4.3 浇口套形式及尺寸2.主流道衬套的固定浇口套与模板间配合采用H7/m6的过渡配合，与定位圈采用H9/f9的配合4.5分流道设计圆形截面分流道的缺点：其的加工要以分型面为界分成两半进行加工才利于凝料脱出，这种加工的工艺性不佳，其模具闭合后难以保证两半圆对准。梯形截面分流道的优点：容易加工，且塑料熔体热量散失及流动阻力均不大。比较以上的两种形式，再考虑加工的经济性，采用梯形截面分流道更符合设计的要求，故本模具的分流道设计形式采用了梯形截面分流道的形式。分流道截面形状如图4.4所示。图4.4 分流道截面形状经查表计算取H=4 L= 22 b6 点浇口长度： Lg = 1mm4.6浇口设计根据本塑件外观的特点要求光滑，所以浇口选择考虑下面两种方案。方案一：采用点交口形式，点浇口的优点：熔融塑料流通过浇口时流速增高,加上摩擦力的作用，塑料流的温度升高。这样，能获得外形清晰，表面光泽的塑件。开模后点浇口可自动拉断，有利于自动化操作。去除浇口以后，塑件上留下的痕迹不明显，不影响塑件表面的美观。确定浇口的位置很灵活。点浇口的缺点：注射压力损失较大，对塑件成型不利。模具结构较复杂，一般采用双分型面模具(三开模)才便于脱出浇道凝料。由于浇口附近的流速过高，造成分子高度定向，增加局部应力，易发生开裂现象。为此，必须采取如图-4所示的补救方法；即在不影响塑件使用的前提下，加大浇口对面塑件的壁厚，并使其呈圆弧过渡。大型塑件采用一个点浇口时易产生翘曲变形，故应采用多个点浇口同时进料。方案二：采用潜伏式浇口，潜伏式浇口进料浇口一般都在塑件的内表面或侧面隐蔽处，不影响制品外观。制品成型后，在顶出时会与塑件自动拉断。因此，易于实现生产自动化。由于潜伏式浇口可设置在制品表面见不到的筋、柱上，成型时不会在制品表面留下由于喷射带来的喷痕和气纹。根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，对比方案一和方案二，选用潜伏浇口较为理想。设计时考虑选择从壁厚为1.5 mm处进料，且模具结构采用镶拼式型芯，有利于排气，采用截面为矩形的潜伏浇口，初选尺寸为如图4.5所示，其中锥角取1020，倾斜角为42045试模时修正。图4.5潜伏式浇口形式塑件moldflow网格厚度诊断如下图4.6所示。图4.6 moldflow网格厚度分析浇口位置的选择需要根据塑件的结构工艺及特征、成型质量和技术要求，并综合分析塑料熔体在模内的流动性、成型条件等因素。通常可考虑一下原则：1.尽量缩短流动距离；2.浇口应开设在塑件壁厚最厚处；3.必须尽量减少或避免熔接痕；4.应有利于型腔中气体的排除；5.考虑分子定向的影响；6.避免产生喷射和蠕动；7.不在承受弯曲和冲击载荷的部位设置浇口；8.浇口位置的选择应考虑塑件外观质量；综上所述，再根据塑件侧抽的特点，浇口位置如图4.7所示。图4.7 浇口的位置分布图 4.7成型零件的结构设计4.7.1凹模的结构设计 1.经moldflow分析气穴分布图如下图4.8所示。图4.8 moldflow气穴分布位置图2.模具采用一模四件的结构形式，考虑加工难易程度和材料的价值利用等因素，凹模采用整体式型腔结构，其特点是牢固、不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。结构如图4.9所示图4.9型腔如上图成型型腔在定模板上，根据分流道与浇口的设计要求，分流道与浇口均开设在定模型板和凹模板上。4.7.2凸模结构设计凸模主要是与凹模结合构成模具的型腔座，其凸模（主型芯与分型芯）采用镶嵌结构形式，其结构如图4.10所示：图4.10 型芯4.8合模导向机构的设计4.8.1导柱的设计1.长度导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812mm,以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。2.形状导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱顺利进入导向孔。3.材料导柱应有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，故采用T8A经淬火处理，硬度为5055HRC；导柱固定部分表面粗糙度Ra=0.8m,导向部分Ra为0.80.4m，取0.5m。4.布置导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度（导柱中心到模具边缘通常为导柱直径的11.5倍）。5.配合精度导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合；导柱的导向部分采用H7/f7间隙配合。6.具体尺寸如表4.1（单位：mm）7.导柱总长定模导柱为70mm，动模导柱为55mm。表4.1 导柱零件尺寸 d(f7)基本尺寸极限偏差定模导柱16-0.018-0.025动模导柱16-0.018-0.0254.8.2导套的设计1.材料：T8A 热处理：硬度HRC5055，应低于导柱。2.配合精度：型导套用H7/r6配合镶入模板。3.具体尺寸如表4.2（单位：mm）d(H7)基本尺寸极限偏差定模导套16+0.0180动模导套16+0.0180表4.2 导套零件尺寸第五章模具设计的有关计算本模具中成型零件工作尺寸计算时均采用平均法计算。查塑料模设计手册知：PP的收缩率为1.0%2.5%，故平均收缩率为：Scp=(1.0+2.5)/2=1.75%, (5.1)考虑到模具制造的现有条件，模具公差：=/3。 (5.2)5.1型腔和型芯工作尺寸计算查塑料成型工艺与模具设计189页表4.4-5按平均收缩率计算模具成型零件工作尺寸的公式表型腔径向尺寸 Dm(1+Scp)d-x)=17.12 （x0.75） (5.3) 型芯径向尺寸 dm(1+Scp)D-x)14.08 （x0.75） (5.4) 型腔深度尺寸 Hm(1+Scp)h-x)=16.14 （x0.6） (5.5) 型芯高度尺寸 hm(1+Scp)H+x)7.5 （x0.6） (5.6) 中心距 Lm(1+Scp)L) (5.7) 型腔内凸台或孔的中心线至侧壁距离 Lm(1+Scp)L) (5.8) 型芯上凸台或孔的中心线至侧壁距离 Lm(1+Scp)L) (5.9)5.2型腔侧壁厚度和底版厚度计算在塑料制品的成型过程中，塑料熔体在型腔中产生很高的压力，使型腔发生变形甚至破裂。型腔的变形，不但影响塑件的尺寸精度，还可能使拼合处产生间隙，形成溢料飞边。变形过大，甚至会影响塑件的顺利脱模。为了保证模具的强度、刚度，应根据模具零件的结构和工作时的受力状况进行必要的强度、刚度计算。对大型模具，应以刚度计算为主，对小型模具，以强度计算为主。5.2.1壁厚的计算查塑料模具设计师指南和塑料成型工艺与模具设计156页按刚度条件计算 (5.10)p-型腔内塑料熔体压力，取p =60MPah1-型腔侧壁高度 H1=16mmE-型腔材料弹性模量中碳钢E2.1100000MPa 按塑料模具设计师指南表4.4-13算 (5.11)（wr）经计算得：S12.99mm 取S13mm 5.2.2型腔底板厚度计算查塑料成型工艺与模具设计157页按强度计算 (5.12)取P60MPa r8.5mm -模具强度计算的许用应力，一般中碳钢160MPa 计算得：h4.53mm5.3模具加热和冷却系统的计算冷却系统的设计原则：1.冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大2.冷却水道离模具型腔表面的距离 3.水道出入口的布置a)浇口处加强冷却和b)冷却水道的出入口温差应尽量小。4.冷却水道应沿着塑料收缩方向设置5.冷却水道内不应有存水和产生回流的部位，应畅通无阻。6.水管接头的部位要设置在不影响操作的方向。7.冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位8.考虑水的密封防漏措施。型腔表面的温度与水道孔径、孔间距、孔至型腔表面的距离和冷却水的温度等因素有关。为了保证冷却系统具有足够的冷却能力，为保证冷却的均匀性，在模具结构允许的情况下，冷却水孔数量应尽量多，孔径尽量大，如图5.1所示，图5.1（a）型腔表面温度较均匀，制品内应力小，变形小、精度高。图5.1（b）型腔表面温度差较大，冷却不均匀。为保证传热效果，水道中水应处于絮流状态，一定的孔径应有一定的流量与之想对应。（a）型腔（b）型腔图5.1冷却水道布置方式根据中间板的厚度和型腔尺寸，参考设计手册推荐值，在中间板中开设5条直通式冷却水道，直径为10。由于型芯是采用镶拼组合，而且不规则，又有顶杆，故在型芯中不能开设冷却水道。又由于本塑件比较薄，只在型腔中开设冷却水道是可行的，为了单位时间内带走更多的热量，同时平衡型芯处较热的情况，要提高冷却液的压力，即单位时间的流量。冷却水道和外界的连接采用标准件水嘴连接。1.冷却水孔至型腔表面距离相等为使塑件均匀冷却，当塑件的壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离最好相等，分布尽量与型腔轮廓相吻合，如图5.2（a）所示。当塑件壁厚不均匀时，厚壁处应加强冷却，如图5.2（b）所示。冷却水孔至型腔表面的距离应适当，一般可为1015mm，过大会影响冷却效果，过小会导致模腔表面温差增大。冷却水孔间距离不宜太大或太小，一般在（1.73）之间。图5.2（a）冷却水道布置方式图5.2 （b）冷却水道布置方式2.浇口处加强冷却当塑件熔体刚充满模腔时，浇口附近温度最高，离浇口越远处，温度越低，为保证冷却均匀，对浇口处应加强冷却。进水口设置在靠近浇口处，出水口设置在远离浇口处。3.降低进出口的温差为使整个塑件冷却均匀一致，提高塑件质量，当模腔各处温度要求较均匀时，则必须尽量降低冷却水进出口的温差，一般情况下冷却水进出口的温差应在5摄氏度以下，精密塑件应控制在2摄氏度左右。一般可通过并联水道或改变水孔的排列方式来降低进出是水口的温差。如图5.3所示，图5.3（a）所示形式水孔过长，进出口水的温差较大，图5.3（b）所示形式进出水口的温差则较小，冷却效果好。图5.3（a）冷却水道方式图5.3（b）冷却水道方式(1)冷却水孔避开熔接缝冷却水孔不宜设在靠近熔接缝处，以免影响熔接牢固。(2)便于加工清理冷却水通道要易于加工，便于清理，水孔不宜过小，一般为612mm。(3)密封可靠当冷却水道设在模具零件的结合面上或穿过模具零件的结合面时，应密封可靠，不能在结合面上产生泄露现象。另外进出口处、堵头也应有很好的密封。本塑件在注射成型时不要求有太高的模温，因而在模具上不设加热系统。5.4模具闭合高度的确定根据支撑与固定零件的设计中提供的数据，确定模具的闭合高度为H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7 (5.13)= 20+15+25+25+25+50+20=180 mm第六章注射机有关工艺参数的校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，而注射机的开模行程是有限制的。因此，模具设计时必须进行注射机开模行程的校核。对于带有不同形式的锁模机构的注射机，其最大开模行程有的与模具厚度有关，有的则与模具厚度无关。6.1注射机最大开模行程与模具厚度无关时的校核对于具有液压机械式合模机构的注射机，其最大开模行程系由肘杆机构和合模液压缸的冲程决定，不受模具厚度的影响，模厚变化时可由注射机模厚调节装置调整，使注射机动定模板之间的距离与实际模厚相适应。故校核时只需使注射机最大开模行程大于模具所需的开模距离，即S最大S式中S最大-注射机最大开模行程，mmS-模具所需要开模距离，mm6.2注射机最大开模行程与模具厚度有关时的校核对具有侧向抽芯时的最大开模行程，当模具需要利用开模动作完成侧向抽芯时，开模行程的校核应考虑侧向抽芯所需的开模行程。若设完成侧向抽芯所需的开模行程为Hc ，当HcH1 + H2时，Hc对开模行程没有影响，用smax =sk- HmH1 + H2 +(510)mm (6.1)公式进行校核。当HcH1 + H2时，可用Hc代替前述校核公式中的H1 + H2进行校核。式中Sk-注射机与固定模板之间的最大开距, mmHm-模具厚度, mm本模具的外形尺寸为160mm200 mm180 mm。XS-ZS-22型注射机模板最大安装尺寸为250 mm280 mm，故能满足模具的安装要求。由上述的计算模具的闭合高度H=180 mm，XS-ZS-22型注射机所允许模具的最小厚度为60mm，最大厚度为180 mm，即能满足Hmin H Hmax 安装要求。XS-ZS-22型注射机的最大开模行程S=160mm，满足出件要求为：SH 1+H2+（510） (6.2)=17 mm+16 mm+（510） mm=（3843） mm H1-制品的推出距离 H2-制品的总高度可见，注射机的开模行程足够。6.3注射量校核模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注射模内所需溶体总量在注射机实际的最大注射量的范围内。根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的80%： m1单个塑件的质量或体积m2浇注系统所需塑料质量或体积m注射机最大注射量nm1 + m280%m (6.3)m1= 1.68mL m2=2.92mL nm1+m2 = 6.72+ 2.929.64（mL）m=22(mL)2280%=17.6mL可见，注射机最大注射量足够。6.4模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核 Hmin H Hmax Hmin注射机允许的最小模厚Hmax注射机允许的最大模厚H闭合高度Hmin =60mm H=180mm Hmax =180mm符合要求。6.5注射压力的校核塑料制件成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、塑件的结构形状及尺寸和浇注系统的压力损失等因素决定的。对黏度大的塑料，壁薄、流程长的塑件，注射压力需大些。柱塞式注射机压力损失较螺杆式大，注射压力也需大些。成型所需的注射压力P=60MPAXS-ZS-22注射机额定注射压力75MPAPEPZ 注射机压力足够。6.6锁模力的校核注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现涨模溢料现象。因此，设计模具时必需满足下面关系：n1+2 =453.38+102.35=315.87290cm2式中注射机允许使用的最大成型面积（2）；1单个塑件在模具分型面上的投影面积（2）；2浇注系统在模具分型面上的投影面积（2）为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：(n1+2)PF(453.38+102.3

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