毕业设计（论文）-矿泉水瓶盖注射模设计.doc

矿泉水瓶盖注射模设计Design of the Injection Mould forMineral-Water Bottle cap系 （部）： 专 业 班： 姓 名：学 号：指导老师：2008年4月摘 要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本论文介绍了注射成型的基本原理，特别是双分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则，详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明。设计成型零部件以及设计合理的推出机构。对设计进行验证主要是对注射机的相关重要参数进行验证，包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、模具开模行程、注射机的锁模力等。在校验合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。最后则是模具的装配环节，包括制定装配步骤、明确注意事项等。通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对AutoCAD的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。关键词：生产工艺 注射模 成型零件 装配 塑料模具 分型面AbstractPlastic industry is grows now one of quickest industry classes in the world, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance.This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially double is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request. Design shaped parts，reasonable drawing mechanism and so onThe design should be certificationPrimarily related to the injection machine of important parameters for the certification including die close thickness sizes，the name distance，injection machine of the die draw force and so onAfter Qualified in check，the molding parts machining process design must ensure that the quality of Supervision taking into account the economy Final assembly is part of the mold，which including the design of assembly steps，clear proceeding required attentionThrough this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work; Through to the PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency. Key word: Manufacture process Injection mold Shaped parts The plastic mold Divides the profile目录摘要Abstract 1 绪 论11.1 我国塑料模具工业的发展现状及特点11.2 我国塑料模具工业和今后的主要发展方向21.3 论文的主要研究目标及内容31.3.1 设计目标 41.3.2 设计的主要内容 41.3.3 设计的关键技术问题 42 矿泉水瓶盖材料的成型工艺参数及成型条件 52.1 成型工艺参数52.2 成型条件 63 矿泉水瓶盖设计的工艺性要求 73.1 瓶盖几何形状要素73.1.1 瓶盖壁厚 73.1.2 加强筋与增强结构 7 3.1.3 瓶盖支承面 83.1.4 圆角与孔 83.1.5 瓶盖上的文字、符号 93.2瓶盖的几何形状 103.3 瓶盖的尺寸精度 113.3.1 影响瓶盖尺寸精度的因素113.3.2 瓶盖的尺寸公差114 模具设计采用的标准124.1 零件标准 124.2 模架标准 125 模具型腔设计 145.1 型腔数的确定145.2 分型面的确定145.3 成型零件的结构设计145.3.1 凹模的结构设计155.3.2 型芯的结构设计166 注射机的选择176.1 注射机的初选176.2 注射机的校核176.2.1 模具闭合厚度的确定和校核176.2.2 模具安装尺寸的校核176.2.3 模具开模行程的校核186.2.4 注射机锁模力的校核187 模具构件设计与标准197.1 支承件的设计 197.1.1 动模座板和定模座板设计197.1.2 固定板设计197.1.3支承板的设计207.1.4 垫块的设计207.2 导向零件的设计207.2.1 导柱和导套的结构及其固定形式217.2.2 推板导柱和推板导套的结构及其固定形式227.3 定位零件的设计227.3.1 定位圈的设计237.3.2 限位钉的设计237.4 推出零件的设计237.4.1推出机构的选择237.4.2 推出机构的设计采用的设计原则247.4.3 零部件设计248 浇注系统的设计268.1 浇注系统的组成268.2 浇注系统设计的基本原则268.3 浇注系统的设计278.3.1 主流道的设计278.3.2分流道的设计288.3.3 冷料穴和拉料杆的设计298.3.4 浇口的设计309 温度调节控制系统的设计329.1 冷却系统的设计329.1.1 冷却通道的设计原则329.1.2 冷却装置的形式329.1.3 冷却通道的形式329.2 加热系统的设计33 9.2.1加热的形式339.2.2 加热的基本要求3310 模具的装配与试模3410.1 模具的装配3410.1.1 装配图3410.1.2 装配步骤3410.1.3 模拟开模3510.2 试模3710.2.1 装模3710.2.2 试模3710.2.3 后续工作38结论39致谢41参考文献43附录145附录246 1 绪 论1.1 我国塑料模具工业的发展现状及特点 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。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料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.K模具有限公司制造多腔VCD和DVD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0.08mm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。注塑模型腔制造精度可达0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，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方面也取得较大进展。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2934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，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。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。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%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模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%80%相比，差距较大。 在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。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CAD/CAM的集成，并能支持CAE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CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM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CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0系统及CAE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低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%80%相比，仍有差距。据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具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。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、PVC塑料管材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。1.2 我国塑料模具工业和今后的主要发展方向(1)提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 (2)在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 (3)推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。(4)开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。(5)提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。 (6)应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 (7)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。1.3 论文的主要研究目标及内容1.3.1 设计目标 （1） 完成矿泉水瓶瓶盖的结构设计。（2） 完成矿泉水瓶瓶盖的模具设计。（3） 完成矿泉水瓶瓶盖零件图和模具装配图的绘制。1.3.2 设计的主要内容本论文，主要是对矿泉水瓶瓶盖结构和模具设计做了研究和探讨，所做的工作主要有以下几个方面：（1） 介绍了矿泉水瓶瓶盖在当前社会上发展的结构形式状况，以这些情况为主要思路，设计出矿泉水瓶瓶盖的结构形式。 （2） 根据矿泉水瓶瓶盖的结构形式，选出模具的基本模架，然后根据瓶盖的工艺要求设计出瓶盖模具的成型零件和模具所有构件。 （3） 对模具进行试模、调整。以得到符合实际生产要求的模具。1.3.3 设计的关键技术问题 在设计模具的过程中，要解决的最主要问题是，各个构件之间相互配合的问题。各个构件之间选用合适的配合的方式，使各个构件之间不发生碰撞，灵活自如，整个模具平稳运作。2 瓶盖材料的成型工艺参数及成型条件目前，塑件材料主要分为热固性塑料和热塑性材料两大类。成型的方式有：注射、压缩、压注等多种。本次毕业设计采用热塑性材料即PE，注射成型。2.1 成型工艺参数塑件的成型工艺参数主要是温度、压力和时间三大要素。1 温度。注射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。（1） 料筒温度 料筒温度的选择应保证塑料塑化良好，能顺利实现注射，而不会引起塑料分解。（2） 喷嘴温度 料筒和喷嘴温度的选择应与其它工艺条件相配合。料筒和喷嘴温度对成型条件及塑件的物理力学性能影响十分显著。 （3） 模具温度 模具温度对塑件的内在性能和表现质量有很大影响。模具温度根据塑件是否结晶、塑件的尺寸和结构要求等。2. 压力。注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种，它们都直接影响塑料的塑化和塑件的质量。（1） 塑化压力 注射过程中塑化压力的大小是随塑杆的设计、塑件质量的要求以及塑件的种类等的不同而异。（2） 注射压力 注射压力的大小取决于注射成型机的类型、模具结构、塑件壁厚、塑件种类和注射成型工艺等。3. 时间。 一次注射成型周期包括注射时间（充模时间和保压时间）、闭模冷却时间和其它时间（开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件、闭模等时间）。（1） 生产中充模时间为35s。注射时间中的保压时间所占比例较大，一般约为20120s。在浇口处熔料凝结之前，保压时间的长短对塑件尺寸精度有直接影响，而浇口处凝结之后则无影响。保压时间以塑件的收缩波动范围最小的时间为准。（2） 冷却时间取决于塑件厚度，塑件的热性能和结晶性能，以及模具温度。冷却时间约为30120s范围内。冷却时间过长会对复杂塑件造成脱模困难。 温度、压力和时间。这三大成型工艺控制因素，都需要根据塑料品种、塑件壁厚和形状以及模具结构来恰当的选定。2.2 成型条件成型条件的选择和控制直接影响塑料的塑化流动和冷却的温度、压力和相应的各个作用时间，是生产优质塑件的主要因素。本瓶盖的成型条件见表1-1。 表1-1 瓶盖的成型条件塑料名称聚乙烯缩写PE注射成型机类型螺杆式密度/g-30.940.96计算收缩率（%）1.53.6预热温度/7080时间/h12料筒温度后段140160中段-前段170200喷嘴温度/-模具温度/6070注射压力/MPa60100成型时间/s注射时间1560高压时间03冷却时间1560总周期40130螺杆转速/rmin-1-适用注射机类型螺杆式、柱塞式均可后处理方法-温度/-时间/h-说明3 矿泉水瓶瓶盖设计的工艺性要求3.1瓶盖成型工艺性分析该瓶盖为一塑料瓶盖，塑件壁厚属薄壁塑件，生产批量很大，主要材料为聚乙烯（PE，在高密度聚乙烯中掺入了部分低密度聚乙烯，改善塑件的柔韧性）。成型工艺性很好，可以注塑成型。3.2.塑件的原材料分析聚乙烯塑料的成型特征：结晶型塑料，吸湿性小，流动性较好，溢边值为0.02mm左右，流动性对压力变化敏感，加热时间长则易发生分解，冷却速度快，必须充分冷却。设计模具时要冷却料穴和冷却分流。收缩率大，方向明显，易变形，扭曲结晶度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温。易用变压注射，料温要均匀，否则会增加内应力，使收缩不均匀和方向性明显。3.3. 瓶盖上的文字、字符塑件上的标记、符号和文字有三种不同的结构形式：第一种为凸字，这种形式制模方便，但使用过程中凸字容易损坏；第二种为凹字，凹字可以填上各种颜色的油漆，但这种形式如果用机械加工模具则较麻烦；第三种为凹坑凸字，在凸字的周围带有凹入的装饰框，这种结构形式的凸字在使用时不易损坏，模具制造也比较方便。本瓶盖上的文字、符号采用第三种结构形式。设计的根据： （1） 线条宽度不小于0.3 mm，一般以0.8 mm最为适宜。 （2） 两条线之间的距离不小于0.4 mm，边框可比字体高出0.3 mm以上。 （3） 字体和符号的脱模斜度应大于10，字符平行于模具分型面。字符高在0.30.5mm范围内。 具体数据为：字符高度为0.3 mm；线条宽度为0.8mm；符号的脱模斜度为15；字符成型面有045的斜度。字体见图3-6。 图3-6 字体3.4 瓶盖的几何形状。本瓶盖几何形状的确定主要考虑几个方面：（1）有利于瓶盖的成型、简化模具结构、降低成本、提高生产率和保证瓶盖的质量。为了开模是易于取出塑件，尽量避免侧壁凹槽或与塑件脱模方向垂直的孔。 （2）由于塑件冷却后产生的收缩，会紧紧地包住模具型芯型腔中凸出的部分。为了塑件容易从模具内脱出，使塑件的外壁具有一定的脱模斜度。由于塑件壁较薄，精度要求较高，所以选择较小的脱模斜度。 瓶盖主体外侧均匀分布120个增大摩擦力的防滑筋，瓶盖顶部有商标名称吴氏集团制品，made in china的字样。瓶盖下部有一防伪圈与瓶盖主体通过8个直径为1mm高1mm的小圆柱相连，防伪圈内侧有8个均匀分布长为3mm直径为1.5mm的半圆形凸台。瓶盖内部有螺呀为半圆形的螺纹及高为4mm截面直径为1mm的防伪圈与瓶子内径严密配合，而高为1mm，截面直径1mm的防伪圈与瓶子外径严密配合防止漏水。 3.5瓶盖的尺寸精度3.5.1影响瓶盖尺寸精度的因素影响瓶盖尺寸精度的因素很多，表3-1列出了造成瓶盖尺寸误差的主要原因。 表3-1 影响瓶盖尺寸精度的因原因分类原因的细节和模具直接有关系模具的形式或基本结构；模具的加工制造误差；模具的磨损、变形、热膨胀。和塑料有关的原因塑料的标准收缩率的变化；塑料的成型收缩、流动性、结晶化程度的差异；再生塑料的混合、着色剂等添加剂的影响；塑料中的水分以及挥发和分解气体的影响。和成型工艺有关的原因由于成型条件变化造成的成型收缩率的波动；成型操作变化的影响；脱模顶出时的塑料变形，弹性恢复。和成型后实效有关的原因周围温度、湿度不同造成的尺寸变化；塑料的塑性变形及因为外力作用产生的蠕变、弹性恢复；残余应力、残余变形起的变化。从表中可以看到瓶盖尺寸误差的产生是诸多因素综合影响的结果。3.5.2 瓶盖的尺寸公差影响塑料制品的尺寸精度的主要因素是材料的收缩和模具的制造误差。查表得此材料的收缩率为1.5%3.5%。塑料的精度等级选择6级精度。 4 模架的确定4.1模架的结构根据实际设计时考虑的自动脱浇口和本模具的结构，型腔的布局可看出，型腔嵌件分布板面为，又考虑导柱和导套及限位螺钉布置应占的位置等各方面问题，确定模架尺寸为，模架结构图如下。各模板尺寸的确定。1.A板尺寸A板是定模型腔板，塑件高16.8mm，在模板上还要开冷却水道，该板上还有垫板（固定斜导柱压板）因此A板厚度取30mm.2.B板尺寸B板是型芯固定板，又由于限位钉有长度要求和型芯直径，因此B板厚度取40mm.3.C垫块尺寸垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（510）=16.8+15+18+（510）=54.860.8因此C板厚度取60mm从选定的模架可知，模架外形尺寸：宽长高=421407292。模具平面尺寸421407450450（拉杆间距）合格；模具高度292，合格；模具开模所需行程=92（型芯高度）+16.8（塑件高度）+（510）=（113.8118.8）380（注射机开模行程），合格；至此，所有参数皆校核合格。所以本模具所选注射机完全满足使用要求。5 模具型腔设计5.1 型腔数列和排列方式1）型腔数量的确定型腔数的确定，主要跟注射机的最大注射量、额定锁模力、塑化速度、制品的精度要求、生产的经济性等因素有关。考虑到本次设计的模具塑件精度要求不高，又是大批量生产，模具制造费用，设备运转费用低一些，初定为一模十腔的模具形式。2）型腔排列形式的确定该塑件有两圈内螺纹，要使螺纹型芯从塑件上脱出，必须设计一套自动脱螺纹的齿轮传动机构，并且型腔的分布圆直径和齿轮分布圆直径相吻合，若采用一模十腔，型腔分布圆直径就相当大了，这样模具结构尺寸就比较大，加上齿轮传动系统，模具结构复杂，制造费用也很高，但该塑件螺纹的牙型不高，且呈圆弧形牙，内侧凸起与直径的比例约为7.14%，因为所用材料为聚乙烯，材料弹性模量比较小，材质硬度不高，可采用强制脱模的方式，这也是注塑厂成型这类型瓶盖的常用方法。因此本设计采用推杆顶出的强制脱模方法，型腔的排列方式采用双列直排，如下图所示。图5.15.2 分型面的确定分型面的选择受到塑件的形状、壁厚、尺寸精度、及其形状、塑件在模具内的成型位置、脱模方法、浇口的形式及位置、模具类型、模具排气、模具制造及其成型设备结构因素的影响。本次设计，分型面的选择考虑七个方面：（1） 便于塑件的脱模。 （2） 考虑塑件的外观。 （3） 保证塑件的尺寸精度。 （4） 有利于防止溢料，考虑飞边在塑件上的位置。 （5） 有利于排气。 （6） 考虑脱模斜度对塑件尺寸的影响。 （7） 使成型零件便于加工。根据以上所思及瓶盖的形状、尺寸精度要求，分型面的选择见图：图5.1分型面及型腔排列。 6 成型零件的结构设计成型零件是构成模具型腔的零件，通常包括凹模、凸模、型芯、螺纹型芯、螺纹型环等。由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到塑件的质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度和耐磨性，以承受塑料的积压力和料流的摩擦力，达到足够的精度和表面粗糙度。6.1凹摸的结构设计（1）凹模的结构形式 凹模又称阴模，它是成型塑件外表面的零件。凹模的结构形式要根据塑件成型的需要和加工与装配的工艺要求而定。本次设计瓶盖采用整体式凹模，因为塑件外壳的结构比较简单而且整体式凹模结构简单牢固、强度高、成型零件的质量比较好。见图6-1：（尺寸见零件图） 图6- 1 凹模 （2）凹模的技术要求凹模的材料 定模板构成瓶盖顶部花纹，文字部分，成型时有料流的冲刷，但没有脱模时塑件的摩擦，因此采用55钢调质。凹模的热处理 因为本凹模结构形状比较见简单，因此凹模热处理硬度要求达4550HRC。 凹模的表面粗糙度 表面粗糙度采用一般要求，为Ra0.2Ra0.1um。 凹模的表面处理 成型表面镀铬，镀铬层深度为0.0150.02mm，镀铬应抛光，达到表面粗糙度的要求。 凹模的加工 凹模套锥度和模块锥度要配合严密的部位，采用配制加工方法，以保证配合精度。 6.2 型芯的结构设计 型芯是成型塑件内表面的成型零件。根据型芯所成型零件内表面大小不同，通常又有型芯和成型杆之分。型芯一般是指成型塑件中较大的主要内型的成型零件，又称主型芯，成型杆一般是指成型塑件上较小的成型零件，又称小型芯。 （1）型芯的结构形式 由于瓶盖的结构形状，确定型芯的结构形式采用整体式，型芯是一个带有两圈螺纹的，且牙型不高的整体式型芯，如图6-2所示。 图 6-2 （2）型芯零件工作尺寸的计算。塑件尺寸公差按SJ1372-78标准中的6级精度选取。1）型腔径向尺寸式中塑件平均收缩率 塑件外径尺寸（取32）；修正系数（取0.58）；塑件公差值（查塑件公差表，取0.52）；制造公差，（取/5）。2)螺纹型芯径向尺寸。（1）螺纹型芯大径式中塑件内螺纹大径基本尺寸（取30）塑件内螺纹中径公差（取制造公差的5倍）；中径制造公差，根据参考文献1中的表9.4-10（取0.03）。（2）螺纹型芯小径式中塑件内螺纹小径基本尺寸（取27）（3）螺距工作尺寸式中塑件内螺纹螺距（取4.5）3）型腔深度尺寸式中h塑件高度最大尺寸（取16.8）;修正系数（取0.56）；塑件公差值，查塑件公差表（取0.44）。4）型腔高度尺寸式中H塑件孔深最小尺寸（取16）；修正系数（取0.58）；塑件公差值，查塑件公差表（取0.40）。注:瓶盖螺纹是一个非标准型螺纹，螺距4.5，牙型高度比较小，在螺纹结构设计上，适合于强制脱模，瓶盖在使用中满足要求。5）型芯的技术要求螺纹型芯因为是采用强制脱模，磨损比较厉害，采用硬度比较高的模具钢Cr12MoV，淬火后表面硬度为58HRC62HRC.（3）型芯的装配 为了降低成产成本、节约资源、提高生产效率，瓶盖的型芯采用相同的装配方式。见图5-5：图6-3 型芯的装配7 注射机型号的选定在模具设计时，必须根据塑件的具体情况，选用合适的注射机。这就要熟悉所选用注射机的技术规范，并对有关参数进行校核。7.1 注射量的计算塑件质量m1为2.8g,塑件体积流道凝料的质量还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。从上述分析中确定为一模十腔，所以注塑量为：7.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，是每个塑件在分型面上的投影面积的0.2倍0.5倍，因此可用来进行估算，所以式中型腔压力（因是薄壁塑件，浇口又是点浇口，压力损失大，取大一些）。7.3选择注塑机根据每一生产周期的注塑量和锁模力的计算值，可选用卧式注射机（上海第一塑料机械厂）见下表注塑机主要技术参数理论注射容量/300锁模力/1600螺杆直径/55拉杆内间距/450450注塑压力/MPa150移模行程/380注射速率/145最大模厚/450塑化能力/55最小模厚/250螺杆转速/0220定位孔直径/160喷嘴球半径/15喷嘴孔直径/207.4注塑机有关参数的校核（1）由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数。型腔数校核合格。式中注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；M注射机的额定塑化量（5.6g/s）;t成型周期，取30s.(2)注射压力的校核。(2)锁模力校核。而，锁模力校核合格。8 模具构件设计与标准8.1 支承件的设计 模具中的各种固定板（模板）、支承板（垫板）、支承柱（垫块）以及模座（动、定模座板）等均称为支承零件，各种支承零件均应具有足够的强度与刚度。8.1.1 动模座板和定模座板设计 动模座板和定模座板均是固定塑料模具与成型设备连接的模板，因此，座板的轮廓尺寸和固定孔必须与成型设备上模具的安装板相适应。动模座板的设计与标准见图8-1 a），定模座板的设计与标准见图8-1 b）。a） 动模座板 b） 定模座板图8-1标准：GB/T 12555.3-1990材料：45钢形位公差：t1为5级，t2、为7级，t3为9级。8.1.2 固定板设计 固定板是用以固定型芯、凹模、导柱、导套、推杆等作用。为了其他零件固定稳固，固定板也应有足够的厚度。定模板的设计见图8-2 a），动模型芯固定板的设计见图8-2 b）。 a） 定模板 b） 动模型芯固定板 图8-2 标准：GB/T 12555.4-1990材料：45钢形位公差：t1为5级，t2、t3为6级。8.1.3支承板的设计支承板是垫在固定板背面，防止成型零件和导向零件轴向移动，并承受一定的成型压力。支承板与固定板的连接通常用螺钉和销钉紧固。本次设计采用螺钉连接。支承板有足够的强度和刚度，以承受成型力而不过量变形，其设计方法与标准与固定板的设计一样，在次，不在多做阐述。8.1.4 垫块的设计垫块的作用是形成推出机构所需的推出空间或调节模具闭合高度，以适应成型设备的压板间距。垫块的高度在形成推出机构的推出空间时，应根据推出机构的推出行程确定。底盖模具的垫块高度确定为63 mm， 标准：CB4169.6-1984材料：Q235A钢粗糙度要求：0.8。模具两边垫块的高度应一致，以保证组装后的模具上、下表面平行。8.2 导向零件的设计导向零件是保证动模和定模合模时正确定位和导向，并避免模内个零部件发生碰撞和干涉，以保证塑件的形状和精度的重要零件。主要零件包括导柱和导套。对本次导向零件的设计原则是：（1） 导向机构类型的选用。（2） 导柱数量、大小、及其布置。（3） 导向零件的设置注意模具的强度。（4） 导向零件的结构便于导向。（5） 导向准确、运动灵活、平稳，具有足够强度、刚度和耐磨性。 本次设计，现以瓶盖模具的导向零件为例，对设计过程作一阐述。8.2.1 导柱、导套的结构及其固定形式 （1）导柱的结构 导柱的结构形式随模具的结构、大小及塑件生产批量要求的不同而异。本次设计考虑到使用大型模架，而采用带肩导柱（型）。其结构见图8-4。 图8-4 导柱 （2）导套的结构 导套的主要结构形式有直导套和带头导套。带头导套结构较复杂，主要用于精度较高的大型模具。根据本次设计的需要，采用带头导套（型）。见图8-5。 图8-5 导套 （3）导柱和导套的配合 对于大型注射模具，为防止导套拔出，导柱与导套的配合采用间隙配合H7/f7。安装方法如图8-6所示。图8-6 导柱和导套的配合8.2.2 推板导柱和推板导套的结构及其固定形式 （1）推板导柱的结构 推板导柱用于推出机构导向的零件，有时可作为支承柱和导柱兼用。结构见图7-7。 图8-7 推板导柱 （2）推板导套的结构 推板导套采用带头导套（型），见图8-8。 图8-8 推板导套 （3）推板导柱和推板导套的固定形式 推板导柱和推板导套之间的配合采用间隙配合H7/f7。安装方法如图8-9所示。 图8-9 推板导柱和推板导套的固定形式8.3 定位零件的设计定位零件包括定位圈、定距螺钉，限位钉及圆锥定位件等。本外罩模具的定位零件只采用定位圈和限位钉。8.3.1 定位圈的设计 定位圈与注射机定模固定板中心的定位孔相配合，通常采用H11/h11间隙配合，其作用是使主浇道与喷嘴和机筒对中。定位圈的形式有、型三种。本次设计采用型，具体数据见图8-10。 图8-10 定位圈8.3.2 限位钉的设计限位钉也称挡销，其作用：（1） 使推板与动模座板之间形成间隙，便于清理废料和杂物（2） 通过调节挡销的厚度来控制推杆的位置及推出距离其结构数据见图7-11。 图8-11 限位钉 8.4 推出零件的设计 在注射成型的每一循环中，都必须使塑件由模具型腔中脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为推出机构，或称脱模机构。本模具的推出过程采用推杆推