塑料绿茶瓶盖模具的设计.doc

I 济源职业技术学院济源职业技术学院 毕毕 业业 设设 计计 题目塑料绿茶瓶盖模具的设计 系别机电工程系 专业机电一体化 班级机电 0903 班 姓名郭亚洁 学号09010328 指导教师张保和 日期2011.09.18 济源职业技术学院毕业设计 II 设计任务书 设计题目：设计题目： 塑料绿茶瓶盖模具的设计 设计要求：设计要求： 1.确定模具所用的材料 2.确定模具设计的基本结构 3.确定模具选用的标准件型号 4.确定模具型腔型芯的成形尺寸 5.进行注塑机的强度、刚度校核及冷却系统的排布 6.完成模具图样的设计图纸 设计进度要求：设计进度要求： 第一周：查找资料确定题目 第二周：理清设计思路列出提纲初步完成论文撰写 第三周：绘制设计所用图纸 第四周：进一步完善论文 第五周：清查、核对数据 第六周：校正论文格式、复查论文内容 第七周：完成撰写上缴指导教师审核并打印 指导教师（签名）：指导教师（签名）： 济源职业技术学院毕业设计 III 摘 要 随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中国民族的伟大复兴”口号的 倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水 平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品的发展和质量提高，并能获得极大的 经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的 原动力” ，德国则冠之为“金属加工业的帝国” ，在罗马尼亚则更为直接：“模具就 是黄金” 。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视， 早在 1989 年 3 月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的 发展作为机械行业的首要任务。 近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿 命、精密模具在模具产量中所占比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注 塑机的加热料筒内，塑料受热融化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴 和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。 随着现代化工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的 应用越来越广泛，质量要求也越来越高，技术要求也越来越高。在塑料制品的生产 中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料 和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。模具是工业生产的重要装备， 是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。 塑料工业是当今世界上发展最快的工业门类之一，对于我国而言，它在整个国 民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用。我们学生对于塑料工业的认识还是很 肤浅的，但是通过这次塑料模具课程设计，让我们更多的了解有关塑料模具设计的 基本知识，更进一步掌握了一些关于塑料模具设计的步骤和方法，对塑料模有了一 个更高的认识。这对我们在今后的生产实践工作中无疑是个很好的帮助，也间接性 的为今后工作经验有了一定的积累。 塑料制品具有原料来源丰富，价格低廉,，性能优良等特点。它在电脑、手机、 汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用 极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。 注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用 柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷 济源职业技术学院毕业设计 IV 却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 本产品是日常应用的塑料瓶盖，且实用性强。该产品设计为大批量生产，故设 计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模，此外为保证塑件表面质 量采用侧浇口，因此选用单分型面注射模，侧浇口自动脱模结构。模具的型腔采用 一模六腔非平衡布置，浇注系统采用侧浇口成形，推出形式为推件板推出机构完成 塑件的推出。塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行 了设计。本次的设计查阅了大量的专业资料和书籍，丰富了设计过程。 关键词：注射成型，侧浇口，型芯 济源职业技术学院毕业设计 V 目 录 摘 要.III 1 塑件工艺分析1 1.1 成形工艺分析 1 1.1.1 塑件分析 1 1.1.2 塑件材料的确定 2 1.1.3 塑件的材料特性 2 1.1.4 塑件对注射模设计的要求 3 1.2 塑件材料成型工艺参数确定 4 2 注塑机及其模架的选用5 3 模具结构尺寸的计算7 3.1 型腔尺寸计算 8 3.1.1 型腔径向尺寸计算 8 3.1.2 型腔深度尺寸计算 9 3.2 型芯的尺寸计算 9 3.2.1 型芯径向尺寸计算 9 3.2.2 型芯高度尺寸计算 9 3.3 矩形型腔侧壁和底版厚度的计算 .10 3.3.1 整体式矩形型底版厚度的计算 .10 3.3.2 型腔侧壁厚度的计算 .11 3.4 浇注系统的选择 .11 3.4.1 主流道的设计 .12 3.4.2 分流道的设计 .13 4 模具加热，冷却系统的计算.17 4.1 冷却水体积流量的计算 .17 4.2 冷却水的表面传热系数的计算 .18 4.3 冷却回路所需的总面积计算 .19 4.4 冷却回路的总长度的计算 .19 4.5 冷却水回路的布置 .20 5 模具结构设计.21 5.1 塑件成型位置及分型面选择 .21 济源职业技术学院毕业设计 VI 5.2 型腔数的确定 .21 5.3 模具导向机构的设计 .22 5.4 推出机构的设计 .23 5.5 模具排气设计 .23 6 工艺参数的校核 .24 6.1 最大注射量校核 .24 6.2 锁模力校核 .24 6.3 模具闭合高度校核 .25 6.4 开模行程校核 .25 7 注射模零件及总装技术要求26 7.1 零件的技术要求 .26 7.2 总装技术要求 .26 8 模具总装图及模具的装配、试模28 8.1 模具总装图及模具的装配 .28 8.2 模具的安装试模 .29 8.2.1 试模前的准备 29 8.2.2 模具的安装及调试 29 8.2.3 试模 29 8.2.4 修模 30 8.2.5 检验 .30 致 谢31 参考文献.32 济源职业技术学院毕业设计 1 1 塑件工艺分析 1.11.1 成形工艺分析成形工艺分析 塑件及尺寸： 如图 1.1 所示，单位 mm 产品名称： 绿茶瓶盖 产品材料： 聚乙烯 产品数量： 大批量生产 AA 图 1.1 瓶盖零件图 通过计算得塑件体积大约为：2.0 3 cm 1.1.11.1.1 塑件分析塑件分析 （1）明确塑件设计要求 本次设计的是塑料瓶盖，主要介绍了塑料瓶盖的设计思路和加工过程，主要设 计的是瓶盖的注塑模的设计，塑料瓶盖具有重量轻、易清洁、耐腐蚀老化、强度高、 使用寿命长，制作方便、价格低廉等特点，是值得人们信赖、喜欢用的产品，它具 有非常大的发展前途。 （2） 明确塑件的生产批量 小批量生产时，为降低成本，模具尽量可能简单；在大批量生产中，应保证塑 件质量前提下，尽量采用一模多腔或高速自动化生产，以缩短生产周期，提高生产 济源职业技术学院毕业设计 2 率，因此对模具的推出机构，塑件和流道凝料的自动脱模机构提出严格要求。 该产品为大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动 脱模，可采用侧浇口自动脱模结构。由于该塑件要求批量大，所以模具采用一模六 腔。 （3） 计算塑件的体积和质量 通过计算得塑件体积为： V=20.0 0.1=2.00 3 cm 得单个塑件质量为： m=V=2.0096 1.0=2.00 g 1.1.21.1.2 塑件材料塑件材料的确定的确定 根据设计要求和产品的使用条件和性能要求及瓶盖的工作环境以及所受的力的 大小来看，其在工作过程中需要频繁的开合，综合比较选用聚乙烯(PE)为原材料。 1.1.31.1.3 塑件的材料特性塑件的材料特性 （1）聚乙烯（聚乙烯（PEPE） 聚乙烯塑件是塑料工业中产量最大的品种。按聚合时采用的压力不同可分为高 压、中压和低压三种。低压聚乙烯的分子链上支链较少，相对分子质量、结晶度和 密度较高（故又称高密度聚乙烯） ，所以比较硬、耐磨、耐蚀、耐热及绝缘性较好。 高压聚乙烯分子带有许多支链，因而相对分子质量较小，结晶度和密度较低（故称 低密度聚乙烯） ，且具有较好的柔软性、耐冲击性及透明性。 聚乙烯塑料重量轻，物理性能、化学性能及电气性能等均很优良，且很容易成 型，价格便宜。聚乙烯树脂为无毒、无味，呈白色或乳白色，柔软、半透明的大理 石状粒料，密度为 0.910.96g/cm 为结晶型塑料。聚乙烯的绝缘性能优异，常温下 聚乙烯不溶于任何一种已知的溶剂，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸以及 各种浓度的碱、盐溶液。聚乙烯有高度的耐水性，长期与水接触其性能可保持不变。 其透水气性能较差，而透氧气和二氧化碳以及许多有机物质蒸气的性能好。在热、 光、氧气的作用下会产生老化和变脆。一般高压聚乙烯的使用温度越在 80左右。 低压聚乙烯为 100左右。聚乙烯能耐寒，在-60时仍有较好的力学性能，-70 时仍有一定的柔软性。 高压聚乙烯的分子结构不是单纯的线型，而是带有许多支链的树枝状分子。因 济源职业技术学院毕业设计 3 此它的结晶度不高（60%70%） ，密度较低，相对分子质量较小，常成为低密度聚乙 烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较低。但是它的介电性能好，具有较好的柔 软性、耐冲性及透明性，成形加工性能也较好，中、低压聚乙烯的分子结构是支链 很少的线型分子，其相对分子质量、结晶度较高（高达 87%95%） ，密度大，相对 分子质量大，常称为高密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较高，但柔 软性、耐冲性及透明性、成形加工性能都较差。 聚乙烯的吸水性极小，且介电性能与温度、湿度无关。因此，聚乙烯是最理想 的高频电绝缘材料，在介电性能上只有聚苯乙烯、聚异丁烯及聚四氟乙烯与之相比。 （2）主要用途： 低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮； 中压聚乙烯最适宜的成形方法有高速吹塑成形，可制造瓶类、包装用的薄膜以及各 种注射成形制品，也可用在电信电缆上面；高压聚乙烯常用于制造塑料薄膜（理想 的包装材料） 、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电缆外衣等。 （3）成形性能： 聚乙烯成型时，在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大，注射方向的收缩率 大于垂直方向的收缩率，易产生变形，并使塑件浇口周围部位的脆性增加；聚乙烯 收缩率的绝对值较大，成型收缩率也就较大，易产生缩孔。应控制模温，保持冷却 均匀、稳定；流动性好且对压力变化敏感；宜用高压注射，料温均匀，填充速度应 快，保压充分；冷却速度慢，因此必须充分冷却，模具应设有冷却系统；质软易脱 模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。 1.1.41.1.4 塑件对注射模设计的要求塑件对注射模设计的要求 （1）塑件材料特性： 聚乙烯不含或含有少量增塑剂，它的机械强度高，有较好的抗拉、抗弯、抗压 和抗冲击性能、对酸碱的抵抗能力极强，化学稳定性好，价格低廉，但成形比较困 难，耐热性不高。 （2）塑件材料成形性能： 它的流动性差，过热时极易分解，所以必须加入稳定剂和润滑剂并严格控制成 形温度及溶料的滞留时间。成形温度范围小，必须严格控制料温，模具应有冷却装 济源职业技术学院毕业设计 4 置；采用带预塑化装置的螺杆式注射机。模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不 得有死角滞料。 1.21.2 塑件材料成型工艺参数确定塑件材料成型工艺参数确定 查文献得成形工艺参数： 密度： 0.940.96g/cm 收缩率： 1%3.6% 预热温度： 1080 预热时间为 1-2h 料筒温度： 中段 前段 250280 后段 240260 喷嘴温度： 230240 模具温度： 80100 注射压力： 80130Mpa 成形时间： 注射时间 05s 保压时间 2080s 冷却时间 2050s 成型周期 50140s 济源职业技术学院毕业设计 5 2 注塑机及其模架的选用 初步确定注射机型号 根椐塑件的表面积和厚度可以粗略的算出塑件的体积为 32 0 . 21 0 . 20cmmmcmV 因为模具设计为一模六腔 所以一次性注入的塑料的体积为 3 120 . 266cmVV 总 由以上计算的数据可选定注塑机型号 根据塑料制品的体积或重量查文献5的表 5-2 或查有关手册选定注塑机型号。 选用 xs-z-30 型卧式注射机，其性能参数如下： 额定注射量： 3 30cm 螺杆（注射）直径：mm28 注射压力： Mpa119 注射行程： mm130 注射方式： 柱塞式 锁模力： KN250 最大成形面积： 2 90cm 最大开模行程： mm160 模具最大厚度： mm180 模具最小厚度： mm60 拉杆间距： mm235 喷嘴直径： mm2 喷嘴圆弧半径： mm12 顶出形式 ： 动模板设顶板，开模时模具顶杆固定板上的顶杆通过动模板 与顶杆相碰，机械顶出塑件。 动、定模固定板尺寸/： mmmm 280250 机器外形尺寸：济源职业技术学院毕业设计 6 合模方式 液压-机械 电动机功率/kw 5.5kw 液压泵流量（L/min） 50 液压泵压力/片 Mpa 6.5 济源职业技术学院毕业设计 7 3 模具结构尺寸的计算 表 3.1 精度等级与公差数值表 精度等级 12345678 基本尺 寸/mm 公差数值/mm 10-140.070.090.120.180.220.360.440.72 14-180.080.100.120.200.240.400.480.80 18-240.090.110.140.220.280.440.560.56 24-300.100.120.160.240.320.480.640.96 30-400.110.130.180.260.360.520.721.00 40-500.120.140.200.280.400.560.801.2 50-650.130.160.220.320.460.640.921.4 65-800.140.190.260.380.520.761.041.60 80-1000.160.220.300.440.600.881.201.80 100-1200.180.250.340.500.681.001.362.00 120-1400.200.280.380.560.761.121.522.20 140-1600.220.310.420.620.841.241.682.40 160-1800.240.340.460.680.901.361.842.60 为了降低模具加工难度和制造成本，在满足塑件使用的前提下，用较低的尺寸 精度，查表得：塑件精度等级与塑料品种有关，根据塑料的收缩率的变化不同，塑 料的公差精度分为高精度、一般精度、低精度三种查手册如表 3.1 济源职业技术学院毕业设计 8 表 3.2 塑料品种与精度等级 建议采用精度等级 塑料品种 高精度一般精度低精度 聚乙烯 567 由塑件的工作环境知道工件的精度要求较高，所以精度等级选择一般精度。 表 3.3 塑件成型工艺参数 材料代 号 密度（kg.m- 3） 收缩率 （%） 模具温度 （） 注射压力 P 注 （Mpa） 最大不溢 料间隙/mm PE940-9601.5-3.660-7060-1000.02 PP900-9101.0-2.580-9070-1000.03 ABS1030-10700.3-0.850-8060-1000.04 PVC13800.6-1.530-6080-1300.03 3.13.1 型腔尺寸计算型腔尺寸计算 计算中取聚乙烯,平均收缩率为，公差按照表 3.1 和表 3.2 中所查的公差 %5 . 2 进行计算。模具制造公差，统一取塑件尺寸公差的。 31 3.1.13.1.1 型腔径向尺寸计算型腔径向尺寸计算 对于塑件 塑件尺寸公差取 0.52mm32 因为 0 11 4 3 1SLL S 式中 塑件形状尺寸 1 L 塑件的平均收缩率 S 塑件的尺寸公差 模具制造公差，取塑件尺寸公差的 31 济源职业技术学院毕业设计 9 故 173 . 0 0 52 . 0 3 1 1 41.32 52 . 0 4 3 025. 0132 L 3.1.23.1.2 型腔深度尺寸计算型腔深度尺寸计算 对于塑件高度尺寸模具设计，塑件尺寸公差取 0.36 mm12 因为 0 11 3 2 1SHH S 塑件最高方向尺寸 1 H 故 12 . 0 0 36 . 0 3 1 1 06.12 36 . 0 3 2 025 . 0 112 H 3.23.2 型芯的尺寸计算型芯的尺寸计算 3.2.13.2.1 型芯径向尺寸计算型芯径向尺寸计算 其它尺寸由于没有精度要求，模具型腔可直接按制品有关尺寸加工制做。 对于尺寸的模具设计，塑件尺寸公差取 0.48 mm30 因为 0 11 4 3 1 Sll S 塑件内形径向的尺寸 1 l 故 0 16 . 0 48 . 0 3 1 0 1 01.31 48 . 0 4 3 025 . 0 130 l 3.2.23.2.2 型芯高度尺寸计算型芯高度尺寸计算 对于塑件尺寸的模具设计，塑件尺寸公差取 0.52 mm32 因为 0 11 3 2 1 Shh S 塑件高度方向尺寸 1 h 济源职业技术学院毕业设计 10 故 0 173 . 0 0 52 . 0 3 1 1 146.33 52 . 0 3 2 025 . 0 132 h 3.33.3 矩形型腔侧壁和底版厚度的计算矩形型腔侧壁和底版厚度的计算 矩形型腔是指模具横截面呈矩形的结构，型腔结构可以分为组合式和整体式两 类。 3.3.13.3.1 整体式矩形型底版厚度的计算整体式矩形型底版厚度的计算 按刚度条件计算整体式矩形型的底版，如果后部没有支承板，直接支撑在模脚 上，中间是悬空的，那么底版可以看成是周边固定的受均匀载荷的矩形板。由于熔 体的压力，板的中心将产生最大的变形量，按刚度条件，型腔底板厚度为： 3 4 E pbc h ， 式中 h型腔底板厚度，mm 由型腔边长比 l/b 决定的系数，查表 3.4 ， c p型腔内溶体的压力，MPa b型腔侧壁的短边长，mm E钢的弹性模量，取 MPa 5 1006 . 2 允许变形量，mm 表 3.4 系数的值 ， c l/b1.01.11.21.31.4 ， c 0.013801640.01880.02090.0226 l/b1.51.61.71.81.9 ， c 0.02400.02510.02600.02670.0272 根据上式可以计算出值为： 济源职业技术学院毕业设计 11 3 5 4 3 4 08 . 0 1006 . 2 90120 90 128 E pbc h ， =22.1mm 取型腔底板厚度值为 25mm 3.3.23.3.2 型腔侧壁厚度的计算型腔侧壁厚度的计算 由于型腔侧壁厚度的计算比较麻烦，可由下表中的经验数据得出。 表 3.5 矩形型腔壁厚尺寸 组合式型腔 矩形型腔内壁短边 b整体式型腔侧壁厚 s 凹模壁厚 s1模套壁厚 s2 4025922 405025309102225 5060303510112528 6070354211122835 7080424812133540 8090485513144045 90100556014154550 100120607215175060 120140728517196070 140160859519287080 3.43.4 浇注系统浇注系统的选择的选择 浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统控制着塑件 成型过程中冲模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。浇注系统是指从注射 机喷嘴开始，到型腔入口为止的塑件熔体的流动通道，或在此通道内的冷凝的固体 塑料。 济源职业技术学院毕业设计 12 普通模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成。 3.4.13.4.1 主流道的设计主流道的设计 主流道设计应注意的问题： （1） 便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形 。 锥角 粗糙度与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半 4263 . 0 Ra 径。 （2） 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材 料单独加工和热处理。 （3） 衬套大端高出定模端面，并与注射机定模板的定位孔成间隙配 mm105 合，起定位隙作用。 （4） 主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从 模具中退出，可设计定住 。 （5） 直角式注射机中，主流道设计在分型面上，不需沿轴线上拔出凝料可设 计成粗的圆柱形。 主流道与喷嘴的接触处多做成半球形的凹坑。二者应严密接触以避免高压 塑料的溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大 1-2mm；主流道小端直径应比喷嘴孔直 径约大 0.5-1mm，常取4-8mm，视制品大小及补料要求决定。大端直径应比分流 道深度大 1.5mm 以上，其锥角不宜过大一般取 2-6，但近年来有趋向于小锥度 的趋势。热塑性塑料的主流道，一般由交口套构成。 主流道为直接与注塑机的喷嘴连接的部分。便于流道凝料从主流道衬套中拔出， 主流道设计成圆锥形。锥角粗糙度取，与喷嘴对接处设计成 663 . 0 Ra5 . 0Ra 半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径，取 R=14mm ，小端直径取 2mm。 主流道直径计算的经验公式： )( 4 mm K V D 式中 主浇道大头直径 Dmm 流经主浇道的熔体体积 V 3 cm 济源职业技术学院毕业设计 13 因熔体材料而异的常数 K 表 3.6 系数 K 值 塑料种类PSPPPE PAPCPOMCA 值 K 5 . 2455 . 11 . 225 . 2 故 mmD4 414 . 3 404 主流道衬套的材料常用 T8A、T10A 制造，热处理后硬度为 5055HRC。主流道 衬套与定模板采用 H7/m6 的过渡配合，主流道衬套与定位圈采用 H9/m9 的过渡配合。 其结构形式如图 3.1。 图 3.1 主流道简图 3.4.23.4.2 分流道的设计分流道的设计 指塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对熔体流动起分流转向作用， 要求熔体压力和热量在分流道中损失小。 多腔模中，分流道的排布： 平衡式和非平衡式： 平衡式：分流道的形状尺寸一致。 非平衡式：a、靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸。 b、分流道不能太细长，太细长，温度，压加体大会使离主流道较远的型腔难以 充满。 c、一般需要多次修复，调理达到平衡。 济源职业技术学院毕业设计 14 d、即使达到料流和填充平衡，但材料时间不相同，制品出来的尺寸和性能有差 别，对要求高的制品不宜采用。 e、非平衡式分布，分流道长度短 。 f、如果分流道较长，可将分流道的尺寸头沿熔体前进方向稍征长作冷料穴，使 冷料不致于进入型腔。 g、分流道和型腔布置时，要使用塑件投影面积总重心与注塑机锁模力的作用线 重合。 （1）分流道的截面形状及尺寸 分流道的截面形状有：圆形、梯形、u 形、半圆形、矩形；分流道的长度应尽 可能的短，少弯折的减少压力损失和热量损失；分流道的表面粗糙度为 Ra1.6mm 。 如表 3.7 分流道截面形状和特征比较 特征 截面形状 热量损失加工性能流动阻力效果 半圆形小较难小最佳 梯形较小易较小良 矩形大易大不良 通过以上截面形状的对比，显然圆形截面形状效果最佳，半圆形状为最佳选择。 其结构如图所示： 济源职业技术学院毕业设计 15 图 3.2 分流道简图 （2）浇口的设计 浇口的作用是使料流加速，并控制衬料时间，控制料流状态。浇口位置的选择： 尽量缩短流动距离，保证熔料能迅速地充满型腔。浇口开在塑件壁厚处，且应减少 熔痕，有利于型腔气体的排出。浇口开在塑件壁厚处，且应减少熔痕，有利于型腔 气体的排出。所以选择侧浇口，塑件的浇口选择在塑料瓶盖边缘处，由于塑件所填 充塑料多，这样可以提高充模速度。 侧浇口的特征： 1.形状简单，便于加工，而且尺寸精度容易保证 2.试模时，发现不适当，容易及时修改 3.能相对独立的控制充填速度与封闭时间 4.可用于各种塑料 5.对于壳体类塑件，流动填充效果较佳 浇口尺寸选定：侧浇口的尺寸计算公式 30 9 . 06 . 0A b 式中 b侧浇口的直径 mm t塑件的侧浇口的厚度 mm 塑件在浇口处的壁厚 mm 型腔表面积 A 济源职业技术学院毕业设计 16 所以 b=3 mm t=1 mm 济源职业技术学院毕业设计 17 4 模具加热，冷却系统的计算 4.14.1 冷却水体积流量的冷却水体积流量的计算计算 冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热 量，使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内，并且要做到使冷却介 质在回路系统内流动畅通无滞留部位。 一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为时，水孔直径 mm2 可取。因塑件壁厚为 1mm，所以取冷却水通道直径 d=8mm mm1410 假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素， 那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算。 21 60 c Mq qV 式中 -冷却水体积流量，; v q min 3 m -单位时间注射入模具内的树脂质量，; M h kg -单位质量树脂在模具内释放的热量，; q Kg J -冷却水比热容，; c KKg J -冷却水的密度， 3 m Kg -冷却水出口处温度， 1 -冷却水入口处温度， 。 2 由于计算麻烦不方便，设计时可以考虑经验值，由下表可查得冷却水体积流量 值。 表 4.1 冷却水流速与水孔直径的关系 冷却水通道直径 d/mm最底流速 v(m/s) 冷却水体积流量 V（） min 3 m 81.66 5.0 3 10 济源职业技术学院毕业设计 18 101.32 6.2 3 10 121.10 7.4 3 10 150.87 9.2 3 10 200.66 12.4 3 10 250.53 15.5 3 10 300.44 18.7 3 10 查表得 最底流速 v=1.66 m/s，冷却水体积流量 V=5.0 3 10 min 3 m 4.24.2 冷却水的表面传热系数冷却水的表面传热系数的的计算计算 冷却水的表面传热系数可用下式计算 2 . 0 8 . 0 d 式中 -冷却水的表面传热系数，; Km W 2 -冷却水在该温度下的密度， 3 m Kg -冷却水的流速，; s m -冷却水孔直径, dm -与冷却水温度有关的物理系数， 值查表 4.2 表 4.2 水的值与其温度的关系 济源职业技术学院毕业设计 19 平均水 温/ 5101520253035404555 值 6.166.607.067.507.958.408.849.289.6610.00 故 83.34 )108( 1011066 . 1 840 . 8 2 . 03 8 . 0 33 Km W 2 4.34.3 冷却回路所需的总面积计算冷却回路所需的总面积计算 冷却回路所需总表面积可按下式计算 WM Mq A 3600 式中 冷却回路总表面积， A 2 m 单位时间内注入模具中聚乙烯的质量， M h kg 单位质量聚乙烯在模具内释放的热量， q Kg J 冷却水的表面传热系数， Km W 2 模具成形表面的温度， M 冷却水的平均温度， W 2 5 012 . 0 256583.343600 10448 . 1 m CC A 4 4.4.4 冷却回路的总长度的计算冷却回路的总长度的计算 冷却回路总长度可用下式计算 d A L 1000 式中 冷却回路总长度 Lm 冷却回路总表面积 A 2 m 济源职业技术学院毕业设计 20 冷却水孔直径 dmm m L 47 . 0 8 012 . 0 1000 4.54.5 冷却水回路的布置冷却水回路的布置 冷却水回路的布置一般遵循以下几点： 1. 冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大。型腔表面的温度和冷却水道的数量、 截面尺寸及冷却水的温度有关。 2. 冷却水道离模具型腔表面的距离一般为 815mm。 3. 浇口处的加强冷却和冷却水道的出入口温差尽量小。 4. 对于聚乙烯、聚丙烯等收缩率大的塑料，冷却水道应尽量沿着塑料收缩的方 向设置。 5. 冷却水道的布置应尽量避开塑件易产生熔接痕的部位。 济源职业技术学院毕业设计 21 5 模具结构设计 5.15.1 塑件成型位置及分型面选择塑件成型位置及分型面选择 选择分型面时的考虑方向： 1.塑件开模后留在动模上 2.分型面的痕迹不影响塑件的外观 3.浇注系统和浇口的合理安排 4.推杆的痕迹不露在塑件的外观上 5.使塑件易于脱模 分型面设计： 分型面溢料是热固性塑料注射模的突出问题。因此要求减少接触面积，增加接 触压力，以改善塑料溢边问题。型腔周围外部的平面凹下 0.51.0mm，分型面上不 允许有孔穴或凹坑，表面硬度在 HRC30 以上。 图 5.1 分型面示意图 济源职业技术学院毕业设计 22 5.25.2 型腔数的确定型腔数的确定 由塑件决定，模具采用一模六腔结构，浇口形式采用侧浇口。 图 5.2 型腔分布图 5.35.3 模具导向机构的设计模具导向机构的设计 当动定模合拢后就构成了型腔，为了保证动定模合拢时的导向机构合模导 向机构。合模导向机构在模具中的作用，一是定位作用，模具每次合拢时，都有一 个唯一的准确方位，从而保证型腔的正确形状；二是导向作用，引导动定模正确闭 合，避免凸模式型芯先进入型腔而损坏；三是承受一定的侧压力，在成行过程中承 受单向侧压力。导向机构主要由导柱和导套组成。 图 5.3 导柱和导套的配合形式 济源职业技术学院毕业设计 23 5.45.4 推出机构的设计推出机构的设计 塑件在模腔中成形后，便可以从模具中取下，但在塑件取下以前，模具必须完 成一个将塑件从模腔中推出的动作，模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构。 根据塑件有螺纹，强制脱模，推出时会有很大的阻力，所以推出机构采用推件板推 出机构。 推件板推出机构是有一块与凸模按照一定配合精度相配合的模板和推杆所组成， 随着推出机构开始工作，推杆推动推件板，推件板从塑料制件的端面将其从型芯上 推出，因此，推出力的作用力的作用面积大而均匀，塑件上没有推出的痕迹而不发 生变形或损伤塑件的外观。 图 5.4 推出机构 5.55.5 模模具排气设计具排气设计 通过对模具型腔的研究，采用利用配合间隙排气的方式为最优，因为在分型面 与模板间的配合间隙进行排气，间隙值为 0.03（聚已烯的最大不溢料间隙为 0.03mm） 。 济源职业技术学院毕业设计 24 6 工艺参数的校核 6.16.1 最大注射量校核最大注射量校核 注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及流口凝料和飞边） ， 通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量 80% 所以，选用的注塑机最大注塑量应 浇塑件机 VnVV8 . 0 式中注塑机的最大注塑量：单位 机 V 3 cm 注塑机的体积，单位 塑料 V 3 cm 该产品：V 塑件=2.0 3 cm 浇注系统体积，单位 浇 V 3 cm 该产品：=3 浇 V 3 cm 型腔数目 n 故 3 75.18 8 . 0 30 . 26 8 . 0 cm VnV V 浇塑件 机 确定的注塑机注塑量为：30。所以满足要求。 3 cm 6.26.2 锁模力校核锁模力校核 KN AnAPPF m 163 55 .126201 . 0 1 . 0 21 式中 熔融型料在型腔内的压力 m P 塑件在分型面上的投影面 1 A 济源职业技术学院毕业设计 25 浇注系统在分型面上的投影面 2 A 注塑机的额定锁模力F 型腔数目 n 所以选定的注塑机为：250（KN） 满足条件 6.36.3 模具闭合高度校核模具闭合高度校核 模具实际厚度 H 模=160 mm，注塑机最小闭合厚度 H 最小=60 mm，即 H 模H 最小故满足要求。 6.46.4 开模行程校核开模行程校核 所选的注塑机的最大行程与模具厚度无关，故注塑机的开模行程应满足下式： 105 21 HHS mm 式中 H1推出距离 H2包括浇注系统在内的塑件高度 S注射机最大开模行程 mmmmHH16096104046105 21 满足要求。 济源职业技术学院毕业设计 26 7 注射模零件及总装技术要求 7.17.1 零件的技术要求零件的技术要求 塑料注射模具应优先按 GB/T12555.190 和 GB4169.111 选用标准模架和标准 件。模具成形零件 材料和热处理要求，优先按表 7.1 内容选用。 表 7.1 模具成形零件优先选用材料和热处理硬度参数 模具材料热处理硬度 零件名称 牌号标准号 HBSHRC Q235GB6992162604045 4CrGB30772162604045 40CrNiMOAGB30772162604045 3Cr2MoGB1299 预硬状态 3545 4Cr 5MoSiV1GB12992462804555 型腔、型芯定 模镶件、动模 镶件、活动镶 件 3Cr13GB12202462804555 7.27.2 总装技术要求总装技术要求 表 7.2 总装技术要求 条目编号条目内容 1 定模（式定模板）与动模（式动模应板）安装平面的平行度按 GB/T12555.2 和 GB/T125556.2 规定 2 导柱、导套对定、动模安装面（式定、动模座半安装面）的垂直度按 GB/T12555.2 和 GB/T125556.2 3 模具所有活动部分应保证位置准确动作可靠，不得有歪斜和卡滞现象。要 求固定的零件不得相对窜动 4 塑件的嵌件或机外脱模的成形零件在模具上安放位置应定位准确、安放可 靠，具有防止错位措施 济源职业技术学院毕业设计 27 5 流道转接处应光滑圆弧连接、镶拼处应密合，浇注系统表面粗糙度为 Ra0.8um 6 热流道模具，其浇注系统不允许有树脂泄露现象 7 滑块运动应平稳，合模后镶块应压紧，接触面积不少于 3/4，开模后定位准 确可靠 合模后分型面应紧密结合，成形部位的固定镶件配合处应紧密贴合，其间 隙应小于塑料的额最大不落料间隙，其值应符合如下规定： 塑料流动性好一般较差 8 塑料间隙/mm0.030.050.08 9 冷却加热（不包括电加热）系统应畅通，不应有泄漏现象 10 气动式液压系统应畅通，不应有泄漏现象 11 电气系统应绝缘可靠，不允许有漏电式短路现象。 12 在模具上装有吊环螺钉时，应用符号 GB825 的规定。 13 分型面上应尽可能避免有螺钉式销钉的穿孔，以免积存溢料。 济源职业技术学院毕业设计 28 8 模具总装图及模具的装配、试模 8.18.1 模具总装图及模具的装配模具总装图及模具的装配 AA 图 7.1 模具装配图 1.动模板 2.导套 3.导柱 4.定模板 5.冷却水道 6.定模座板 7.浇口套 8.凸模 9. 推件板 10.螺钉 11.动模座板 12.推杆固定板 13.推板 14.推板导柱 15.复位杆 16.垫 块 17.螺栓 模具总装图的技术要求内容： 1. 对于模具某些系统的性能要求。 2. 对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大 于模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。 mm05 . 0 3. 模具使用，装拆方法。 4. 防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。 5. 有关试模及检验方面的要求。 济源职业技术学院毕业设计 29 8.28.2 模具的安装试模模具的安装试模 8.2.18.2.1 试模前的准备试模前的准备 试模前要对模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各 个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查 模具各个滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位 置的定位要准确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、 附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电 路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。 8.2.28.2.2 模具的安装及调试模具的安装及调试 模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地，并安装在指定注射机的 全过程。 模具安装到注射机上要注意以下几个问题： 1. 模具的安装方位要满足设计图样的要求。 2. 当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。 3. 模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非 操作一侧，以免操作不方便。 模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用 4-8 块压板， 对称布置。 模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动 机构是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用。要注意以下几个方面： 1. 合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。 2. 活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、 可靠。 3. 开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。 4. 冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。 8.2.38.2.3 试模试模 将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机， 采用手动操作。开始注射时，首先采用低压，低温和较长的时间条件下成形。如果 济源职业技术学