【毕业设计论文】带定模顶出机构的注射模的设计-毕业设计说明书1【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书( 论文) 题 目: 带定模顶出机构的注射模的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 本论文根据工程实际的需要完成多用工作灯后盖的注射模具设计。在设计中 采用 A B S塑料注射而成型，成型方式为一模两腔，该论文具体分析了产品的工艺 性，确定了所采用塑料的工艺参数和所采用的成型设备，确定了模具制作的总体 方案，分析并解决了模具的总体结构和各工作部分的具体结构，并进行了一些必 要的尺寸计算和强度的校核。该论文还对分型面、浇注系统和脱模机构进行了分 析设计，完成了模具工程图设计，最后进行了主要零件加工工艺设计。 关键词 注射模 成型 工艺性 设计 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 T i t l e T h e B a c k C o v e r O f W o r k i n g L i g h t I n j e c t i o n M o l d i n g D e s i g n A b s t r a c t T h e p r e s e n t p a p e r a c t u a l n e e d s t o c o m p l e t e a c c o r d i n g t o t h e p r o j e c t t h e b a c k c o v e r o f w o r k i n g l i g h t i n j e c t i o n m o l d i n g d e s i g n . U s e s t h e p o l y e t h y l e n e p l a s t i c i n j e c t i o n i n t h e d e s i g n t o t a k e s h a p e , t h e f o r m a t i o n w a y i s a m o l d t w o c a v i t y , t h i s p a p e r c o n c r e t e s t u d y p r o d u c t s t e c h n o l o g y c a p a b i l i t y , h a d d e t e r m i n e d u s e s t h e f o r m a t i o n e q u i p m e n t w h i c h t h e p l a s t i c t h e t e c h n o l o g i c a l p a r a m e t e r a n d u s e s , h a d d e t e r m i n e d t h e m o l d m a n u f a c t u r e s t h e o v e r a l l c o n c e p t , a n a l y z e d a n d h a s s o l v e d m o l d s g r o s s s t r u c t u r e a n d e a c h e f f e c t i v e r a n g e c o n c r e t e s t r u c t u r e , a n d h a s c a r r i e d o n s o m e e s s e n t i a l s i z e c o m p u t a t i o n a n d t h e i n t e n s i t y e x a m i n a t i o n . T h i s p a p e r a l s o h a l v e d t h e p r o f i l e , t h e g a t i n g s y s t e m a n d t h e m o l d e m p t i e r h a s c a r r i e d o n t h e a n a l y s i s d e s i g n , h a s c o m p l e t e d t h e m o l d e n g i n e e r i n g p l a t d e s i g n . K e y w o r d s I n j e c t s t h e m o l d F o r m a t i o n T e c h n o l o g y c a p a b i l i t y D e s i g n 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 1 引言错误！未定义书签。 1.1 塑料模具的发展现状及主要发展方向. 错误！未定义书签。 1.2 毕业设计任务要求. 错误！未定义书签。 1.3 塑料注射模具的设计步骤. 错误！未定义书签。 2 方案分析与设计错误！未定义书签。 2.1 确定型腔数量及排列形式. 错误！未定义书签。 2.2 模具结构形式的确定. 错误！未定义书签。 3 工作灯后盖注射模的详细设计错误！未定义书签。 3.1 塑料注射成型机的选择. 错误！未定义书签。 3.2 注射模具分型面的选择. 错误！未定义书签。 3.3 注射模具浇注系统的设计. 错误！未定义书签。 3.4 注射模具成型零件和模体的设计. 错误！未定义书签。 3.5 注射模具的顶出机构的设计. 错误！未定义书签。 3.6 塑料注射模具的温度调节系统设计. 错误！未定义书签。 3.7 模具结构设计. 错误！未定义书签。 4 注射模加工工艺设计错误！未定义书签。 4.1 坯料确定. 错误！未定义书签。 4.2 模板的平面加工. 错误！未定义书签。 4.3 塑料注射模具型腔常用加工方法及设备. 错误！未定义书签。 5 成型零件的结构设计错误！未定义书签。 6 成型零件的加工工艺错误！未定义书签。 6.1 成型特性. 错误！未定义书签。 6.2 型腔的加工工艺. 错误！未定义书签。 6.3 型腔、型芯加工前的准备. 错误！未定义书签。 结束语错误！未定义书签。 致 谢错误！未定义书签。 参 考 文 献错误！未定义书签。 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 引言 1 . 1 塑料模具的发展现状及主要发展方向 1 . 1 . 1 我国塑料模具工业的发展现状 我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了 较大提高 1 。 在大型模具方面已能生产 4 8 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具以及汽车保险 杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型 腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星 I . K 模具 有限公司制造的多腔 V C D 和 D V D 齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴 度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠 正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为 0 . 0 8 m m 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等 2 。注塑模型腔制 造精度可达 0 . 0 2 m m 0 . 0 5 m m ，表面粗糙度 R a 0 . 2 m ，模具质量、寿命明显提高了， 非淬火钢模寿命可达 1 0 万次3 0 万次，淬火钢模达 5 0 万次1 0 0 0 万次，交货期较 以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。 （1 ）成型工艺方面，各种模具机构的创新设计也取得较大成果 多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计 方面取得较大进展气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公 司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 3 0英寸3 6英寸电视机外壳以及一些 厚壁零件的模具上运用气辅技术。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设 备及技术 3 。热流道模具开始推广，有的厂采用率达 2 0 % 以上，一般采用内热式或外 热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数 单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具 4 。但总体上热流道的采用率 达不到 1 0 % ，与国外的 5 0 % 8 0 % 相比，差距较大。 （2 ）在制造技术方面，C A D / C A M / C A E 技术的应用水平上了一个新台阶 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 以生产家用电器的企业为代表， 陆续引进了相当数量的 C A D / C A M 系统， 如美国 E D S 的 U G 、美国 P a r a m e t r i c T e c h n o l o g y 公司的 P r o / E m g i n e e r 、澳大利亚 M o l d f l o w 公 司的 M P A塑模分析软件等等 5 。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我 国模具行业中，实现了 C A D / C A M 的集成，并且能支持 C A E 技术对成型过程，如充模和 冷却等进行计算机模拟， 取得了一定的技术经济效益， 促进和推动了我国模具 C A D / C A M 技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模 C A D / C A M 系统有了很大发展，主要有北 航华正软件工程研究所开发的 C A X A 系统、华中理工大学开发的注塑模 H S C 5 . 0 系统及 C A E软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等 特点，为进一步普及模具 C A D / C A M 技术创造了良好条件 6 。 据有关方面预测，模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中， 塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工 业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、 长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度 7 。同时，由于近年来进口模具中，精密、 大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类 高档模具在市场上的份额也将逐步增大。 建筑业的快速发展， 使各种异型材挤出模具、 P V C塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽 车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展速度也将 高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量 巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉 等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔 记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点 8 。 1 . 1 . 2 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 我国模具行业近年来发展很快, 据不完全统计, 目前模具生产厂点共有2 万多家, 从业人员约5 0 万人, 全年模具产值约3 6 0 亿元, 总量供不应求, 出口约2 亿美元, 进口 约1 0 亿美元。 当前, 我国模具行业的发展具有如下特征: 大型、精密、复杂、长寿命 中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平; 塑料模和压铸模成比例增 长；专业模具厂家数量及其生产能力增加较快；“三资”企业及私营企业发展迅速; 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 股份制改造步伐加快等。 从地区分布来看, 以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南 沿海地区发展快于中西部地区, 南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最集 中的省份是广东和浙江, 其模具产值约占全国总产值的6 0 % 以上。我国模具总量虽然 已位居世界第三, 但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家, 模具 商品化和标准化程度也低于国际水平 3 。 全球制造业正以垂直整合的模式向中国及亚太地区转移, 中国正成为世界制造业的重 要基地。 制造业模式的变化, 必将产生对新技术的需求, 也必将导致 C A D 技术的发展。 同时, 由于网络技术的大面积应用, 正如 1 0 年前由于成本的大幅度下降, 使得微机进 入千家万户改变我们的生活一样, 网络应用的普及将在更大程度上改变制造业的模 式。随着中国加入 W T O , 逐渐成为世界制造业的重要基地, 将要求我国的产品要有创新 性, 并且要有更高的质量、更低的成本并在更快的时间内提供给市场。作为产品制造 的重要工艺装备、国民经济的基础工业之一的模具工业将直接面对竞争的第一线, 模 具工业除其需要“高技艺”的从业人员外, 还需要更多的“高技术”来保证。 1 . 2 毕业设计任务要求 本课题是带定模顶出机构的注射模的设计。要求对塑件进行测绘，并完成其 C A D 三维造型设计。带定模顶出机构注射模要求一模两件。完成该注射模具装配图设计， 全部零件图纸设计，模具成型零件 C A D 三维造型设计，以及完成该注射模具的制造工 艺设计。 1 . 3 塑料注射模具的设计步骤 1 . 3 . 1 塑料件的工艺性分析 本课题是对工作灯后盖的注射模设计。首先对工作灯后盖进行测绘，并对塑件的 使用性能和结构要求有一个基本的了解。看塑件的结构是否满足塑件结构的工艺性 能。 1 . 3 . 2 工作灯后盖材料的选择 塑料材料的相对密度在 0 . 8 3 g / c m 3 2 . 2 g / c m 3范围内，在众多的材料中只有比木 材的相当密度稍高。且在各种的材料中，塑料材料具有最高的比强度，甚至比特种合 金铝还要高。塑料还具有很好的绝缘性、防震、隔热、隔音性能。耐腐蚀性仅次于玻 璃及陶瓷材料。且塑料材料具有优异的加工性能 4 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 工作灯后盖选择的材料为 A B S 。A B S为呈微黄色或白色不透明料粒，具有较好的 表面硬度，耐热性及耐化学腐蚀性。原料易得，价格便宜，是目前产量最大，应用最 广的工程塑料之一。 1 . 3 . 3 绘制模具装配草图 模具装配图的设计应先从绘制装配图如手， 根据塑件的具体情况， 经过认真考虑、 比较、初步确定出各部分的结构情况，最大限度地满足塑件的技术要求和模具的合理 工艺性。 a ) 确定分型面和浇口位置及结构形式 确定模具的分型面和浇口的位置是模具设计中的重要环节。选择分型面应根据塑 料的几何形状，尺寸精度要求，兼顾其浇口形式、脱模方式、嵌件位置以及排气条件、 易清除飞边、便于加工等诸因素，通盘考虑。 浇口位置则是在保证塑件表面不受损伤的前提下，确定浇口主流道和分流道冷料 穴的位置形状、大小及排气方法等，使注射时物料流畅，易于成型。且易于清除浇注 塑料。 b ) 确定成型零件的结构形式及安装方法 成型结构简式注射成型的核心部位，它直接影响塑件质量、加工的难易程度。选 择合理的成型位置、结构现状形式，就是能使成型结构简在现有设备状况下，基本满 足技术上的需要，易于加工、易于修改维修和更换。 c ) 选择成型设备 模具与注射机必须配套使用， 根据塑件的具体情况， 选择注射机并进行模具设计。 成型设备有两个重要参数。一是理论注射容量，另一个是在于注射方向相垂直的最大 投影面积。根据这两个参数及可选用合适的成型设备。在选用时，成型设备的两个参 数应略大于这个模具所用塑料的体积以及他的投影面积，只有这样才能顺利成型 5 。 其次还应注意以下几点： 测算核实模板所受注射压力应小于注射机的锁模力； 模具的闭合高度应在注射机的最大闭合高度和最小高度之间； 模体外形尺寸能从注射机的拉杆空间安装； 应了解注射机的定位孔直径、喷嘴孔径及喷嘴球半径尺寸，使模具与之配套；模 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 具采用的顶出方式应适应注射机的顶出方式和顶出距离，注射机的模板行程应满 足在开模时能去除塑件时所需要的距离； d ) 塑件侧壁凹凸槽结构的处置方法 根据塑件侧壁凹凸槽选择合适的侧抽机构。 e ) 顶出机构的确定 定模动模分型后，侧抽芯也完成了抽芯动作。塑件落在动模上，且垂直面上已完 全清除了平行方向上的障碍，折实顶出机构在注射机顶杆的驱动下将成型塑件从动模 中顶出。 f ) 确定温度调节方式 为了取得较好的冷却效果，对冷却回路应由良好的布局，如冷却回路的位置、尺 寸形状等，并预先考虑流出足够的冷却水路的安装空间。 g ) 确定主要结构件的尺寸 通过以上问题的初步确定，即可勾画出模体的轮廓，这时应确定导向机构的导柱 及顶出系统的复位以及必要的先复位等的结构形式和安装位置，以及各组合部分的连 接形式及所必须的支承板、支承块等 5 。 1 . 3 . 4 对零件进行造型设计并绘制工程图 装配草图绘制完成后，就应开始对各零件做详细的造型设计。工程图尽量按 1 : 1 的比例画出，因为这样比较直观，容易发现问题，如果需要放大或缩小，必须严格按 比例画出。按制图规划，正确标出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。 最后，对模具进行装配并绘制装配图，编写设计说明书。主要零件绘制完成，对 装配草图的自我检验和审定。即已存在的问题会充分暴露出来，经过改正修订后，描 清并正式编号，标出模体的外轮廓尺寸以及模具的定位和安装尺寸。 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 方案分析与设计 如图所示。多用工作灯后盖注塑模，由于塑件的特殊形状，开模后塑件会包覆在 定模的一侧的型心 1 2 上， 为了使塑件脱模， 特意设有推件板 3 ， 开摸时沿 I - I 面分型， 由设在动模侧的拉板 1 5 带动推件板 3 运动，将塑件从型芯上脱出。 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 翻盖式瓶盖注射模的详细设计 3 . 1 塑料注射成型机的选择 3 . 1 . 1 注射机分类 a ) 注射机按外形特征可分为立式、卧式、直角式三种 6 。 1 ) 立式注射机 注射装置与锁模机构的轴线呈一直线垂直排列。 优点: 占地少，模具拆装方便，易于安放嵌件。 缺点: 重心高，加料困难; 推出的塑件要由手工取出，不易实现自动化，容积较小。 2 ) 卧式注射机 注射装置与锁模装置的轴线呈一直线水平排列，使用广泛。 优点: 重心低，稳定；加料、操作及维修方便；塑件可自行脱落，易实现自动化。 缺点: 模具安装麻烦，嵌件安放不稳，机器占地较大。 3 ) 角式注射机 注射装置与锁模装置的轴线相互垂直排列。 优点、缺点介于立式注射机和卧式注射机之间。 特别适用于成形中心不允许有浇口痕迹的平面塑件。 b ) 注射机按塑料在料筒的塑化方式不同可分为柱塞式注射机和螺杆式注射机。 1 ) 柱塞式注射机 注射柱塞直径为2 0 m m - 1 0 0 m m 的金属圆杆，当其后退时物料自料斗定量地落入料筒 内，柱塞前进，原料通过料筒与分流梭的腔内，将塑料分成薄片，均匀加热，并在剪 切作用下塑料进一步混合和塑化， 并完成注射。 多为立式注射机， 注射量小于3 0 g - 6 0 g ， 不易成形流动性差、热敏性强的塑料 7 。 2 ) 螺杆式注射机 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 螺杆在料筒内旋转时，将料斗内的塑料卷人，逐渐压实、排气和塑化，将塑料熔 体推向料筒的前端， 积存在料筒顶部和喷嘴之间， 螺杆本身受熔体的压力而缓慢后退。 当积存的熔体达到预定的注射量时，螺杆停止转动，在液压缸的推动下，将熔体注入 模具。卧式注射机多为螺杆式。 c ) 注射机规格及主要参数 目前，在注射机的标准中，有用注射量为主参数的，也有用合模力为主参数的， 但大多以注射量合模力来表示注射机的主要特征。 国内标准主要有轻工部标准、机械部标准和国家标准 。注射机型号中的字母S 表 示塑料机械，Z 表示注射机，X 表示成形，Y 表示螺杆式( 无Y 表示柱塞式) 等。 3 . 1 . 2 注射机的选用 注射机的选用包括两方面的内容: 一是确定注射机的型号，使塑料、塑件、注射 模及注射工艺等所要求的注射机的规格参数在所选注射机的规格参数可调的范围内； 一是调整注射机的技术参数至所需要的参数 8 。 a ) 注射机类型的选择 根据塑料的品种、塑件的结构、成形方法、生产批量、现有设备及注射工艺等进 行选择。 b ) 注射机规格的初选 根据以往的经验和注射模的大小， 先预选注射机的型号， 之后要进行以下的校核。 c ) 注射机参数的校核 1 ) 最大注射量的校核 塑件连同凝料在内的质量一般不应大于注射机公称注射量的8 0 % ，注射机多以公 称容量来表示。 2 ) 注射压力的校核 注射机的公称注射压力要大于成形的压力。 3 ) 锁模力的校核 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 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，这个力 应小于注射机的公称锁模力，否则将产生溢料现象。 4 ) 安装部分的尺寸校核 应校核的尺寸包括喷嘴、定位圈、最大模厚、最小模厚及模板上的螺孔。 注射机的喷嘴头部的球面半径R 1 应与模具主流道始端的球面半径R 2 吻合，以免高 压熔体从狭缝处溢出。 R 2 一般应比R 1 大1 m m 2 m m ， 否则主流道内的塑料凝料无法脱出。 为了使模具的主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，模具定模板上的定位圈 或主流道衬套与定位圈的整体式结构的外尺寸d 应与注射机固定模板上的定位孔呈较 松动的间隙配合。 注射模具的动模板、定模板应分别与注射机动模板、定模板上的螺孔相适应。模 具在注射机上的安装方法有螺栓固定和压板固定。 注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注 射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出。开模距离一般可分为两种情况: 一是当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大 行程决定，并不受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度无关；二是当注 射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决 定，并受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度有关。 3 . 1 . 3 注射成型机的计算 a ) 注射容量 国产标准注射机的标准规定，以注射机注射聚乙烯时在对空注射条件下，注射机 螺杆或柱塞做一次最大行程所能达到的最大容量。由于聚乙烯的密度为 1 . 3 0 4 g / c m 3 - 1 . 0 6 g / c m 3 ，即它的单位容量与单位质量向近，所以在目前实际中为便于计算， 有时还沿用过去的习惯，通常也用其质量可作粗略计量 9 。 注射容量是选择注射机的重要参数，它在一定程度上反映了注射机的注射能力， 标志着注射机能成型最大体积的塑料制品。 确定了单个塑件的体积（质量）和模孔数量就可以大体上计算出多模塑件的总体 积，再加上浇注系统中主流道、分流道、浇口、冷井的体积，即是一模塑料的总体积 V m 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 V m 0 . 8 V z 式中 V m 成型零件与浇注系统体积总和，c m 3 ； V m 注射机最大注射容量，c m 3 ； 估算：V m = 3 . 1 4 0 . 8 2 1 . 8 2 = 7 . 2 c m 3 b ) 最大成型面积 最大注射面积是指塑料在模具在分型面上所允许成型的最大投影面积，也就 是说在模具设计时，布局在模具分型面上的塑件及浇注系统的投影面积 S ，只能小于 这个数据时才能正常可靠的注射 1 0 。 S = 2 （2 3 . 1 4 1 . 8 + 2 3 . 1 4 1 . 6 ）= 4 2 . 8 c m 3 式中 S 塑料在模具分型面上允许成型的投影面积； c ) 模具的闭合高度 注射机动压板的最大的行程和压板间最大和最小间距是一个固定的参数。它决定 着所能安装的模具的闭合高度。对于所用的注射机来说，注射模的闭合高度必须符合 下列的要求： H小H H大 式中 H小注射机允许的最小厚度，m m ； H小注射机的实际闭合高度，m m ； H小注射机允许的最大厚度，m m ； H = 2 0 + 1 6 + 1 6 + 3 2 + 1 6 + 5 0 + 2 0 = 1 7 0 m m ； d ) 定位环和浇口套 定位环是将定模部分装入注射机定压板的定位对中位置，应与注射机的定位孔采 取动配合的连接形式，以保证模具体对中。 e ) 模具的截面尺寸 可安装的注射模具外形最大尺寸取决于注射机的压板尺寸和拉杆的间距，因为此 注射模的最长的边不应超过压板尺寸，而模具的最短边应小于拉杆间距，才能将注射 模装入注射机，并应留有固定模体的压紧空间。同时，注射模动、定模上的紧固螺栓 孔，也应与注射机压板上的标准螺孔一致。 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 f ) 模具的顶出 注射机的顶出装置通常有中心顶杆顶出、两侧顶杆顶出以及液压顶出几种形式。 应在动模座板与注射机顶出位置相对的位置上，设置稍大于注射机顶杆的通孔，以便 于注射机顶杆通过。 综合考虑上述条件，注射机选择 S Y S - 3 0 型号。 3 . 2 注射模具分型面的选择 3 . 2 . 1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具体情况而定， 但大体上有平面式分型面、 阶梯式分型面、 斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。 3 . 2 . 2 分型面选择的基本原则 选择分型面的基本原则：a ) 保持塑料外观整洁；b ) 分型面应有利于排气；c ) 应考 虑开模是塑料留在动模一侧；d ) 应容易保证塑件的精度要求；e ) 分型面应力求简单适 用并易于加工；f ) 考虑侧向分型面与主分型面的协调；g ) 分型面应与注射机的参数相 适应；h ) 考虑脱模斜度的影响 1 1 。 3 . 2 . 3 分型面的选择 根据对翻盖式瓶盖模型的观察和分型面选择的基本原则。现选择 A A 为分型面。 如图 3 . 1 。 图 3 . 1 分型面 3 . 3 注射模具浇注系统的设计 3 . 3 . 1 注射模具浇注系统的组成 浇注系统是将熔融的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道，它包括主流 道、分流道、浇口及冷料。在设计注射模具的浇注系统是应注意以下几项原则 1 2 。 1 ）根据所确定的塑件型腔数设计合理的浇注系统布局。 2 ）根据塑件的形状和大小以及壁厚等诸多因素，并结合选择分型面的形式选择 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 浇注系统的形式及位置。 3 ）应尽量的缩短物料的流程和便于清除料把，以节省原料，提升注射效率。 4 ）应根据所选用塑件的成型性能，特别是它的流动性能，选择浇注系统的截面 积和长度，并使其圆滑过渡以利于物流的流动。 5 ）排气良好。 3 . 3 . 2 注射模具主流道的设计 主流道是熔融塑料由注射机喷嘴先经过的部位，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，用螺钉或迫合形式在定模板上 1 3 。 a ) 主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔 体的流动通道。主流道是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流 动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。 b ) 主流道尺寸 在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面。由于主流道要与高 温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，所以只有在小批量生产时，主流道才在注射模上 直接加工，大部分注射模中，主流道通常设计成可拆卸、可更换的主流道浇口套。为 了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角为 2 o 6 o 。 小端直径d 比注射机喷嘴直径大0 . 5 m m 1 m m 。 由于小端的前面是球面， 其深度为3 m m 5 m m ，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比 喷嘴球面半径大 1 m m - 2 m m 。流道的表面粗糙度值 R a 为 0 . 0 8m。 c ) 主流道浇口套 图 3 . 2 主流道浇口套及其固定形式 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 主流道浇口套一般采用碳素工具钢如 T 8 A 、T 1 0 A等材料制造，热处理淬火硬度 5 3 H R C 5 7 H R C 。主流道浇口套及其固定形式如图 3 . 2 所示。 浇口套的材料应选用优质钢 T 8 A ，并应进行淬火处理，为了防止注射机喷嘴不被 碰撞而损坏，浇口套的硬度应低于注射机喷嘴的硬度，以增加内壁的耐磨性，并减小 注射中的阻力，圆锥孔大端处应有的过度圆角，以减小物流在转向时的流出阻力。为 了便于浇注凝料从主流道中取出，主流道采用为 3 o 6 o左右的圆锥孔，对流动性 较差的塑料也可取得稍大一些， 但过于大则容易引起注射速度缓慢， 并容易形成涡流。 浇口套于注射机的喷嘴头的接触球面必须吻合，由于注射机喷嘴是球面，半径是固定 的，所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使浇口套端面的凹球面与 注射机喷嘴端的凸面接触良好，圆锥孔的小端直径则大于喷嘴的内孔直径，球面与主 流道孔应以清角连接，不应有倒拔痕迹，以保证主流道凝料顺利脱模。为了便于浇注 凝料从主流道中取出，主流道采用为 3 o 6 o度左右的圆锥孔，对流动性较差的塑 料也可取得稍大一些，但过于大则容易引起注射速度缓慢，并容易形成涡流。 浇口套与塑料注射区直接接触时， 其出料端端面直径应尽量选得小些。 如果过大， 即浇口套与型腔的接触面积增大，模腔内部压力对浇口套的反坐力也将按此比例增 大，到一定程度时浇口套容易从模体中弹出。浇口套于注射机的喷嘴头的接触球面必 须吻合，由于注射机喷嘴是球面，半径是固定的，所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入 主流道而不溢出，应使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴端的凸面接触良好，圆锥孔 的小端直径则大于喷嘴的内孔直径， 球面与主流道孔应以清角连接， 不应有倒拔痕迹， 以保证主流道凝料顺利脱模 1 4 。 定位环是模体与注射机的定位装置，它保证浇口套与注射机的喷嘴对中定位，定 位环的外径应与注射机的定位孔间隙配合。定位环厚度，小于注射定位孔的深度。 浇口套端面应与定模相配合部分的平面高度一致。 注射机 S Y S - 3 0的喷嘴球半径为 1 2 m m ，喷嘴孔径为 3 m m 。所以要使浇口套端面 的凹球面与注射机喷嘴的端凸球面接触良 好，凹球面半径取1 3 m m ，圆锥孔的小端直径 则应大于喷嘴口内径，取 4 m m ，如图 3 . 3 。 向 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 . 3 浇口套 3 . 3 . 3 注射模具分流道的设计 分流道是将熔融塑料从主流道截面及其方向的变化，平稳进入单腔中的进料浇口 或主流道进入多腔的浇口的通道，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。 在注射过程中，熔融的塑料在流经分流道时，应是它的压力损失以及热量损失最 小，而以分流道中产生的凝料最少为原则，分流道的设计要点总体归纳如下： 分流道的形状要考虑分流道的截面积与其周边长度的比最大为好，这样可以减少 熔料的散热面积和摩擦阻力，减少压力损失。 在可能情况下，分流道的长度应尽量的短，以减少压力损失，避免模体过大影响 成本，在多型腔模具中和型腔的分流道长度尽量相等，以达到注射大时压力传递的平 衡， 保证塑料尽可能同时均匀的充满各个型腔。 在有些情况下分流道长度不能相等时， 则应在浇口处作必要的补救措施，如果分流道较长时，应在其末端设置冷料穴，放置 冷料和空气进入模腔 1 5 。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如图 4 . 4 所示： 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 4 . 4 流道布置形式 在满足注射成型工艺的前提下，分流道的截面积应尽量的小，但分流道的截面积 过小会降低注射速度，使填充时间延长，同时可能出现缺料、焦烧、皱纹、缩孔等塑 件缺陷，而分流道过大则增大冷却时间应比型腔中塑件的冷却时间要短，才不影响注 射时的效率。因此在设计时应采用较小的截面积，以便于在试模是为不要的修正留有 余地。 分流道和型腔的分布是排列紧凑，距离合理，应采用轴对称或中心对称，使其平 衡，尽量缩小成型区域的总面积。最好使型腔和分流道在分型面上的总投影面积的几 何中心和锁紧力的中心相重合。 在分流道上的转向次数尽量少，在转向处应圆滑过渡，不能有尖角，这些都是为 了减小压力损失，有利于物料的流动。 当分流道设在定模一侧或分流道延伸较长时，应在浇口附近或分流道的交叉处设 置钩料杆，以便于在开模时在钩料杆的作用下首先从定模中拉出分流道的凝料，并与 塑料一起顶出。 分流道的内表面不必要求很光，一般表面粗糙度取 1 . 6 m即可，这样可以在分 流道的摩擦阻力下使料流外层的流动小些，使其分流道的冷却皮层固定，有利于熔融 塑料的保温。 在总体分布中，应综合考虑冷却系统的方式和布局，并留出冷却水路的空间。 工作灯后盖注射模要求一模两腔，在布局上选择平衡式分流道。平衡式分流道的 特点是：从主流道到各个型腔的分流道，其长度、截面尺寸及其形状完全相同，以保 本科毕业设计说明书（论文） 第 22 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 证各个型腔同时均匀进料，同时注射完毕。分流道的截面形状选择半圆形截面，它的 效率比圆形稍差，但加工起来比圆形截面要简单。 3 . 3 . 4 注射模具浇口的设计 a ) 浇口的概念 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰 当与否，直接关系到塑件能否被完好、高质量地注射成形。 b ) 浇口的作用 浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两类。非限制性浇口是整个浇注系统中截 面尺寸最大的部位，它主要是对中大型筒类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作 用。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位，其作用如下： 浇口通过截面积的突然变化，使分流道送来的塑料熔体提高注射压力，使塑料熔 体通过挠口的流速有一突变性增加，提高塑料熔体的剪切速率，降低黏度，使其成为 理想的流动状态，从而迅速均衡地充满型腔。对于多型腔模具，调节浇口的尺寸，还 可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的。浇口还起着较早固化、防止型腔中熔 体倒流的作用。浇口通常是浇注系统最小截面部分，这有利于在塑件的后加丁中塑件 与浇口凝料的分离 1 6 。 c ) 注射模浇口的类型 单分型面注射模的浇口可以采用直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐 式浇口和爪形浇口。 1 ) 直接浇口 直接浇口叉称为主流道型浇口，它属于非限制性浇口。这种形式的浇口只适于单 型腔模具，直接浇口的形式见图 3 . 4 。 特点是：流动阻力小，流动路程短及补缩时间长等；有利于消除深型腔处气体不易排 出的缺点；塑件和浇注系统在分型面上的投影面积最小，模具结构紧凑，注射机受力 均匀；塑件翘曲变形、浇口截面大，去除浇口困难，去除后会留有较大的浇口痕迹， 影响塑件的美观。 2 ) 中心浇口 本科毕业设计说明书（论文） 第 23 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 . 4 直接浇口 图 3 . 5 中心浇口 当筒类或壳类塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔时，内浇口开设在该孔 处，同时在中心处设置分流锥，该浇口称为中心浇口，是直接浇口的一种特殊形式， 如图 3 . 4 所示。它具有直接浇口的一系列优点，而克服了直接浇口易产生的缩孔、变 形等缺陷。 3 ) 侧浇口 侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面形状 多为( 扁槽) ，是限制性浇口。侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模上，侧浇口的 形式如图 3 . 6 所示。 特点是由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，不 留明显痕迹。 图 3 . 6 侧浇口 侧浇口的两种变异形式为扇形浇口和平缝浇口。 扇形浇口是一种沿浇口方向宽度逐渐增加、 厚度逐渐减少的呈扇形的侧浇口， 平 缝浇口又称薄片浇口，浇口宽度很大，厚度很小。主要用来成形面积较小、尺寸较大 的扁平塑件，可减小平板塑件的翘曲变形，但浇口的去除比扇形浇口更困难，浇口在 塑件上痕迹也更明显。 本科毕业设计说明书（论文） 第 24 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 ) 环形浇口 对型腔填充采用圆环形进料形式的浇口称环形浇口，见图 3 . 7 。环形浇口的特点 是进料均匀。圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好型腔中的空气容易排出， 熔接痕可基本避免，但浇注系统耗料较多，浇口去除较难。 图 3 . 7 环形浇口 图 3 . 8 轮辐式浇口 5 ) 轮辐式浇口 轮辐式浇口是在环形浇口基础上改进而成，由原来的圆周进料改为数小段圆弧进 料，轮辐式浇口的形式见图 3 . 8 。这种形式的浇口耗料比环形浇口少得多且去除浇 口容易。这类浇口在生产中比环形浇口应用广泛。多用于底部有大孔的圆筒形或壳形 塑件。轮辐浇口的缺点是增加了熔接痕，会影响塑件的强度。 6 ) 爪形浇口 爪形浇口加工较困难，通常用电火花成形。型芯可用做分流锥，其头部与主流道 有自动定心的作用，从而避免了塑件弯曲变形或同轴度差等成形缺陷。爪形浇口的缺 点与轮辐式浇口类似，主要适用于成形内孔较小且同轴度要求较高的细长管状塑件。 浇口位置的选择原则：尽量缩短流动距离；避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷； 浇口应开设在塑件厚壁处；考虑分子定向的影响；减少熔接痕，提高熔接强度。 d ）浇注系统平衡设计 1 ) 浇注系统的平衡概念 为了提高生产效率，降低成本，小型( 包括部分中型) 塑件往往采取一模多腔的结 本科毕业设计说明书（论文） 第 25 页 共 45 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 构豫应尽量采用型腔平衡式布置的形式。若根据某种需要浇注系统被设计成型腔非平 衡式布置形式，则需要通过调节浇口尺寸，使浇口的流量及成形工艺条件达到一致， 这就是浇注系的平衡，亦称浇口的平衡 1 7 。 2 ) 浇注系统的平衡计算方法 浇注平衡计算的思路是通过计算多型腔模具各个浇口的 B G V ( B a l a n c e d G a t e V a l u e ) 值来判断或计算。浇口平衡时，B G V 值应符合下列要求：相同塑件的多型腔模 具，各浇口计算出的 B G V 值必须相等；不同塑件的多型腔模具，各浇口计算出的 B G V 值必须与其塑件型腔的充填量成正比。 e ) 浇口的选择 本模具为一模两腔，选择侧浇口。侧浇口为扁平形状，可以大大的缩短冷却时间， 缩短成型周期。 易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观。 浇口设置在塑件表面， 浇口截面形状简单，容易加工，且注射效率高。 3 . 3 . 5 冷料穴和钩料脱模装置 冷料穴设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模板上。它的作用是用来储存 注射间歇期间，喷嘴前端由散热造成温度降低而产生的冷料。在注射时，如果它们进 入流道，将堵塞流道并减缓料流速度。进入型腔，将在塑件上出