毕业设计（论文）-小油壶盖注射模设计.doc

学 号 毕业设计(论文)题目： 小油壶盖注射模设计 作 者 届 别 2009 届 系 别 机械与电气工程系 专 业 材料成型及控制工程 指导教师 职 称 完成时间 2009年5月21日 湖南理工学院毕业设计（论文）摘 要本设计基于塑料成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的工作原理，应用计算机辅助制造设计方法，对小油壶盖注射成型模具进行了设计。对制件进行了详细的分析，制件采用材料为低密度聚乙烯（LDPE）。对零件结构进行了工艺分析。确定了分型面、浇注系统等，选择了注射机，计算了成型零部件的尺寸，并对注射模结构形状进行了设计。采用侧浇口，利用直导柱导向，推杆顶料，脱模板完成脱模。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。最后分析了模具的工作过程，对模具结构与注射机的匹配进行了校核,编制了主要成型零件的工艺规程。并用AutoCAD和PRO/E绘制了一套模具装配图和零件图。关键词：小油壶盖；注射模；螺纹；模具设计；LDPE;目 录摘 要IAbstractII1 绪 论11.1 塑料成型模具在加工工业中的地位11.2 中国塑料模具工业发展现状11.3 塑料成型模具发展趋势22 塑件工艺性分析42.1 塑件工艺性分析42.2 初步拟定总体设计方案63 注射模的结构设计73.1 分型面的选择73.2 型腔数目的确定与排列方式73.3 浇注系统的设计83.4 排气系统的设计123.5 成型零件的结构设计123.6 脱模机构的设计143.7 合模导向机构的设计163.8 冷却系统的设计174 模架的选择及模具的工作原理204.1 模架的选择204.2 模具总装图及工作原理215 注射机的选择及校核225.1 注射机的选择225.2 注射机的校核236 主要零件加工工艺规程的编制25结论27参考文献28致 谢29附 录30-III-1 绪 论1.1 塑料成型模具在加工工业中的地位据机械制造行业的分析，模具工业的重中之重是塑料模具，已成为当今最有活力的一门产业。如2000年我国共进口模具9.77亿美元，其中塑料模具为5.5亿美元，占5.7%。可见，塑件的开发及注射模的研究是当前塑料界人士十分关注的问题。据有关专家的报告指出，我国塑料工业在“十五”期间将有较大的发展，不断实施“以塑代钢”的方针，因此塑料已被广泛用于汽车、家用电器、电子及通讯、国防、机械、医疗器械、建筑以及人们日常生活等各个领域。1行业主要产品可划分为19个大类，53种不同类型，数百个品种。主要有混配料设备、注射成型机、挤出生产线、中空成型机、压延生产线、各类二次加工设备及各类配套设备。产品以中低档、通用型为主，主要产品的总体技术水平相当于国际技术先进国家80年代初的水平，部分产品达到80年代中末期水平，少数产品接近90年代水平，极个别产品在理论和实践上在国际上处于领先地位。大部分内资企业组织结构偏大。各种所有制企业与国外先进同类企业相比(按销售额划分)规模均较小。比照塑料工业的发达地区，塑料机械的行业布局呈现相应的比较明显的区域性。近年来，我国塑料机械工业生产在塑料工业快速发展的拉动下，呈现超常规高速发展，但基本上属于自由市场经济初期的无序发展。由于塑料加工工业的重复建设现象十分突出，因而大量设备制造厂家竞相仿制、抢产热点设备的现象也随之而来。进而经常出现结构型过剩，市场竞争方式处于恶性价格战等低水平状态。2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。1.2 中国塑料模具工业发展现状近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达到以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2m，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩展，高速加工及RP/RT等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造。3整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。41.3 塑料成型模具发展趋势随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广。(1) 超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。(2) 多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。(3) 为各种快速经济模具，特别是与快速成型技术相结合的RP/RT技术将得到快速发展。(4) 模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等将向智慧化、集成化和网络化方向发展。5(5) 更高速、更高精度、更加智慧化的各种模具加工设备将进一步得到发展和推广应用。(6) 更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的和更为先进的加工方法。(7) 各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到发展。(8) 逆向工程、并行工程、复合加工乃至虚拟技术将进一步得到发展。(9) 热流道技术将会迅速发展，气辅和其它注射成型工艺及模具也将会有所发展。(10) 模具标准化程度将不断提高。(11) 在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天，“绿色模具”的概念已逐渐被提到议事日程上来。即今后的模具，从结构设计、原材料选用、制造工艺及模具修复和报废，以及模具的回收利用等方面，都将越来越考虑其节约资源、重复使用、利于环保，以及可持续发展这一趋向。近年来，塑料品级的专用化，工程塑料的发展，复合材料的出现，塑料产品结构大型化轻量化和薄壁化等技术的发展要求塑料成型达到:针对制品生产目的而成套化，高速省力自动化，以提高制品生产效率，保证产品规格和质量误差最小的精密程度，能耗低，占地少，操作维护便易而安全。从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。6“十一五”期间，在科学发展观指导下，国内模具企业将进一步深化改革，下功夫搞好科技进步与创新，坚持走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型的轨道上来，模具工业必将得到又好又快的发展。2 塑件工艺性分析2.1 塑件工艺性分析1、塑件的原材料分析 图2-1 塑件图图2-1所示塑件为小油壶盖，材料为低密度聚乙烯(LDPE)，LDPE为无毒、无味、表面无光泽的乳白色圆柱形颗粒。具有良好的延伸性、电绝缘性、密度低、透明性好等优点，在室温下可以抵抗多种溶剂。制品采用LDPE主要考虑到他具有强的化学惰性，不易被腐蚀，还具有较高的弹性。分子量较低，分子链有支链，结晶度较低()，质地柔软，透明性较PE好。耐冲击，耐低温性极好，但耐热性及硬度都低。结晶性原料，吸湿性小，可不必干燥。流动性好，流动性对压力敏感。7查模具设计手册得：LDPE的收缩率为:，平均收缩率为:；比重:；熔融温度:；成型模温:；成型压力:；流长比:275。收缩率大易变形，翘曲，必须控制模温，保持冷却均匀。8塑件的原材料分析结果如表2-1所示：表2-1 塑件的原材料分析塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点LDPE无毒、无味、表面无光泽的乳白色圆柱形颗粒具有强的化学惰性，不易被腐蚀。具有良好的延伸性、电绝缘性、密度低、透明性好等优点，在室温下可以抵抗多种溶剂，流动性好，质地柔软。成型性能很好，成型前原料不需要干燥处理结论该塑料有良好的工艺性能，适宜注射成型，成型前原料不需要干燥处理。2、塑件的结构工艺性分析图2-2 小油壶盖零件图如图2-2所示，此塑件外形为圆柱形壳类零件，腔体深为27mm，壁厚均匀为2mm，总体尺寸不大不小，塑件成型性能良好。壶盖内部有螺牙为半圆形的较浅螺纹及高为3mm、截面直径为的防伪圈与壶盖内径严密配合，而高为3mm，截面直径的防伪圈与油壶外径严密配合防止漏油。,可强制脱模。93、塑件的尺寸精度分析图2-3 塑件的精度分析此塑件尺寸均无特殊要求，为自由尺寸，可按MT5级塑料件精度查询取公差值(参见“模塑件尺寸公差表” )。分析后的塑件尺寸精度图如图2-3所示：4、塑件的表面质量分析该塑件是小油壶盖，要求外表美观、无斑点、无熔接痕，表面粗糙度可取Ra1.6，塑件内部有较浅的内丝螺纹，粗糙度可取Ra0.8。5、塑件注射成型的工艺参数塑件注射成型工艺参数见表2-2，试模时，可根据实际情况作适当调整。10表5-1 LDPE塑料的注射成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥不需要成型时间注射时间: 保压时间: 冷却时间: 总周期: 料筒温度后处理不需要喷嘴温度模具温度注射压力2.2 初步拟定总体设计方案方案一：采用一模两腔，分型面设在壶盖顶部，型腔布置采用直线型。用脱模板强制脱模，模具设计为三板式。方案二：采用一模四腔，分型面设在壶盖顶部，型腔布置在中心线上，关于中心点对称。用脱模板强制脱模，模具设计为三板式。方案三：采用一模四腔，分型面设在壶盖底部，型腔布置为双排，每排2腔，排列方式为矩形，型腔关于中心线对称。用脱模板强制脱模，模具设计为三板式。11方案一生产效率低；方案二型腔排列不合理，型腔布置不够紧凑；方案三模具生产效率高，型腔布置合理，塑件精度也能满足要求。为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，经综合考虑，采用方案三为佳。12根据前面所选方案及塑件结构特点，模具设计时考虑如下:(1) 小油壶盖为小制件，可采用一模多腔。由于壶盖用量大，在注射条件许可的情况下，希望型腔数尽可能多，该模具用于4A注射机，故确定为1模4腔。型腔布置为双排，每排2腔。模具的闭合高度、安装定位等均应符合注射机的技术参数。13(2) 塑件有内螺纹，螺纹较浅，可采用强制脱模，模具设计为三板式，凹模设在定模上，塑件先随内螺纹型芯退出凹模，再强制脱模，这样塑件就有了弹性变形空间。14(3) 强脱时要克服塑件内螺纹阻力，用脱模板实现脱模；分型面设在壶盖底部。3 注射模的结构设计根据塑件形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，模具设计时按下面的步骤进行。3.1 分型面的选择 图3-1 塑件的分型面图 3-2 型芯和型腔的分割状态结合塑件结构特点，塑件成型后必然留在型芯上，故模具分型面应设在塑件截面最大处，尽量取在料流末端，利于排气，保证塑件表面质量，油壶盖塑件的分型面如图3-1所示，取塑件的底，图3-2为型芯和型腔的分割简图。153.2 型腔数目的确定与排列方式1、型腔数目的确定小油壶盖作为包装容器大批量生产，是小型制件，精度要求不高，考虑到现有注塑机的锁模力、注射量及壶盖的精度和经济性因素(模具制造费用、设备运转费用低一些)，可以采用一模四腔的模具形式。2、型腔排列形式的确定该塑件所用材料是低密度聚乙烯(LDPE)，可利用LDPE材料弹性较高的优点，靠推板将内螺纹较浅的制件强行从型腔中脱出，因此本设计采用脱模板推出的强制脱模方法，型腔的排列方式采用两行两列的矩形排列，如图3-3所示。163.3 浇注系统的设计 （1） (2)图3-3 分型面及型腔排列首先考虑到产品的使用要求，成型塑件表面不能留有浇口痕迹；其次根据产品材料LDPE的性能和成型特点、塑件结构形式，粘度、以及粘度对剪切力的敏感程度等因素，模具设计成三板式采用点浇口，浇口设置在塑件底部位置。点浇口可显著提高熔体的剪切速率，使熔体粘度大为降低有利于充模，对于LDPE这样对剪切速率敏感的熔体尤为有效。并且塑件作为包装容器，外观质量要求高，点浇口的残留痕迹小，可确保塑件的表面质量，脱模时浇口处自动拉断，便于实现制品生产过程的自动化，提高了生产效率，增加了经济效益。采用平衡浇注系统，型腔排列紧凑，减小了模具尺寸，为了能使各个型腔能同时均衡地充满，采用BGV(Balanced Gat Value)法通过人工修改各个型腔浇口尺寸达到平衡。利用冷料穴储存前锋冷料。17浇道与注塑机的喷嘴同轴，断面为圆形，锥度为；分流道采用平衡式布置，圆形断面结构，流道设计的原则是尽可能短一些，以减少流道中的凝料及压力损失，使塑料不会因降温过多而影响其注射成型。1、主流道设计模具浇口套主流道球面半径与注射机喷嘴球面半径的关系为:；模具浇口套主流道小端面直径与喷嘴出口直径的关系为:。1) 主流道尺寸根据所选注射机，则主流道小端尺寸为:； (3-1)主流道球面半径为:。 (3-2)2) 主流道衬套形式图3-4 主流道衬套本设计虽然是小型模具，但为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度取93mm，衬套如图3-4所示，材料采用T10A钢，热处理淬火后表面硬度为。183) 主流道凝料体积。 (3-3)4) 主流道剪切速率校核由经验公式，校核合格。 (3-4)式中 ； (3-5)图3-5 分流道布置。 (3-6)2、分流道设计1) 分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到时各个型腔，因此，采用平衡式分流道，如图3-5所示。192) 分流道长度分流道长度。3) 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积(1) 形状及截面尺寸为了便于机械加工及凝料脱落，本设计的分流道设置在分型面上定模一侧，截面形状采用加工工艺性比较好的圆形截面。圆形截面对塑料熔体及流动阻力均不大，一般采用下面经验公式来确定截面尺寸，即:， (3-7)取；(2) 凝料体积分流道长度:；分流道截面积:；凝料体积:。 (3-8)4) 分流道剪切速率校核采用经验公式， (3-9)在之间，剪切速率校核合格。式中 ，。注射时间，取1s；截面面积()；截面周长(1.9cm)。5) 分流道的表面粗糙度分流道的表面粗糙度并不要求很低，一般取0.8m1.6m即可，在此取1.6m。3、浇口设计1) 浇口类型及位置的确定该模具是中小型塑件的多型腔模具，同时从所提供塑件图样中可看出，在底部的圆周上设置侧浇口比较合适。侧浇口是典型的矩形浇口，能很方便地调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，因而又称为标准浇口。这类浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是方泛使用的一各浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。2) 浇口结构尺寸的经验计算(1) 侧浇口深度和宽度经验计算经验公式为:，。 (3-10)式中: h侧浇口深度(mm)； w浇口宽度(mm)； A塑件外表面积(约为)； t塑件厚度(平均厚度约为2mm)； n塑料系数，查表得n=0.6。(2) 侧浇口的经验计算同于侧浇口的种类很多，现查常用经验数据表可得侧浇口尺寸:深度:h=1.5mm；宽度:w=1.0mm；长度:l=1.0mm。其尺寸实际应用效果如何，应在试模中检验与改进。图3-7 冷料穴4、冷料穴的设计1) 主流道冷料穴如图3-7所示，采用半球形头拉料杆，该拉料杆固定在动模固定板上，开模时利用凝料对球头的包紧力使主流道凝料从主流道衬套中脱出。2) 分流道冷料穴在分流道端部加长5mm作为分流道冷料穴。5、定位圈的设计图3-8 定位圈定位圈直径D为与注射机定位孔配合直径，应按选用注射机的定位孔直径确定。直径D一般比注射机定位孔直径小0.10.3mm，以便于装模。采用Q275钢制造，用4个M8的内六角螺钉固定在模板上，如图3-8所示。3.4 排气系统的设计经综合考虑，采用开设排气槽的排气方式。排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。模腔排气的方法很多，但每一种方法均须保证排气槽在排气的同时，其尺寸设计应能防止物料溢进槽内；其次还要防止堵塞。因此从模腔内表面向模腔体外缘方向测量，长612mm以上的排气槽部分，槽高度要放大约0.250.4mm。22另外，排气槽数量太多是有害的。因为如果作用在模腔分型面未开排气槽部分的锁模压力很大，容易引起模腔材料冷流或裂开，这是很危险的。除了在分型面上对模腔排气外，还可以通过在浇注系统的料流末端位置设排气槽，以及沿顶出杆四周留出间隙的方式达到排气的目的。因为排气槽开的深度、宽度以及位置的选择；如果不适当，产生的飞边毛刺，将影响制品的美观和精度。因此上述间隙的大小以防止顶出杆四周出现飞边为限。该制件最好采用以下方式排气:1、彻底清除流道内气体；2、用粒度为200#的碳化硅磨料对分型面配合表面进行喷丸处理。另外，在浇注系统料流末端开设排气槽主要是指分流道末端位置的排气槽，模腔的四周都应排气，各排气槽应相隔25mm，其宽度应等于分流道的宽度6.5mm，高度为0.12mm。203.5 成型零件的结构设计模具中确定塑料几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。在本设计中成型零件就是成型小油壶盖外表面的凹模以及成型内表面的型芯。1、凹模的结构设计采用整体式凹模，凹模由整块材料制成，成型的塑件尺寸精度高，没有拼合缝，外形美观，适合于成型外形简单的中小型塑件，如图3-9所示。2、凸模的结构设计图3-9 凹模采用凸台式型芯，结构简单，而且易于成型，如图3-10所示。3、成型零件工作尺寸的计算 图3-10 型芯图 3-11 制品制品尺寸公差按照GB/T 14486-93中未注公差尺寸选取。制品尺寸标注如图3-11所示。凹模(型腔)径向尺寸: (3-11)凹模(型腔)深度尺寸: (3-12)凸模(螺纹型芯)径向尺寸: (3-13)凸模(螺纹型芯)深度尺寸: (3-14)式中: s塑件平均收缩率，；塑件公差值；制造公差，(取)。3.6 脱模机构的设计塑件(小油壶盖)主体部分内有半圆形粗牙螺纹，塑件材料为低密度聚乙烯(LDPE)，具有良好的柔韧性，考虑采用强制脱模，为了简化模具结构降低模具的闭合高度，采用推杆和脱模板组合的脱模机构。1、脱模机构的选择依据脱模机构设计原则，结合模具型腔布局、产品材质及其结构特点，采用了推杆与脱模板组合的强制推出脱模机构，实现产品的自动脱模。共设置有4根推杆，其材质为T8碳素工具钢。对推杆进行热处理，使推杆滑动部分淬火硬度达到50HRC，其余部分达到40HRC，大大提高了推杆的工作寿命。1) 螺纹脱模的行程 (3-15)式中 L螺纹段长度，24mm； 螺纹升角，(60)。2) 螺纹脱模的扭矩对于薄壁内螺纹: (3-16)式中 塑料的拉伸弹性模量，900Mpa； 收缩率,3.25%； 螺纹塑件平均厚度，2mm； 螺纹型芯半径，50mm； 螺纹型芯螺纹段长度，24mm； 塑料与钢的摩擦系数,0.5； 螺距，3mm； 螺纹升角，(60)； 螺纹形状因子(由螺纹类型决定)，为螺纹型芯的螺纹工作高度。经计算，得。旋出螺纹型芯的实际扭矩:； (3-17)式中实验确定的系数，一般取1.121.30。因采用一模四腔，模具螺纹脱模所需的扭矩为:。 (3-18)2、脱模力的计算脱模机构设计时，主要考虑推杆分布数、推板厚度及推板与型芯之间的配合。根据产品结构及模具型腔的分布情况，通过公式计算脱模力: (3-19)式中:E塑料的拉伸弹性模量，900Mpa；塑料的平均收缩率，3.25%；T塑件的平均壁厚，2mm；L塑件包容型芯的长度，27mm；脱模斜度，(3)；f塑件与型腔(钢材)之间的摩擦因数,0.5；塑料的泊松比；A塑件包紧型芯的总面积，52988。计算得脱模力为。通过公式计算推杆(复位杆)直径: (3-20)式中:L推杆长度，110mm；E推杆材料的弹性模量，900Mpa；n推杆根数，4；计算得推杆直径为d=13.47mm，设计取推杆直径为。通过公式计算推板厚度: (3-21)式中:K圆环形塑件推板的平板系数；推板材料的许用应力，Mpa。通过计算得推板的最小厚度为18mm，选择推板厚度为20mm。3、拉料杆的设计图3-12 球头拉料杆采用半球形头拉料杆，该拉料杆固定在动模固定板上，开模时利用凝料对球头的包紧力使主流道凝料从主流道衬套中脱出。如图3-12所示:4、推出零件的设计此模具的型芯在动模，开模后，塑件包紧型芯留在动模一侧，根据塑件是壳类零件的特点，采用脱模板推出形式，这样推出平稳，有效保证了推出后塑件的质量，模具结构也比较简单，脱模板的厚度为20mm。3.7 合模导向机构的设计1、导向机构的总体设计该模具采用4根导柱，其布置为等直径对称布置；导柱安装在支承板上，导套安装在定模固定板上；为了保证分型面很好的接触，要在导套的孔口倒角。2、导柱的设计(1) 该模具用带头导柱，不加油槽，为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部做成圆锥形。如图3-13所示。(2) 导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度，该导柱直径由标准模架可知为。图3-13 导柱(3) 导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/r6配合，导柱滑动部分按H7/f6的配合。导柱工作部分的表面粗糙度为。(4) 导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯。该模具中采用碳素工具钢T8A经淬火处理，硬度为50HRC以上。3、导套的设计图3-14 导套(1) 结构形式。采用带头导套(I)型，如图3-14所示，导套的端面应倒圆角。(2) 导套孔的滑动部分按的间隙配合，表面粗糙度为0.8m。导套外径与模板一端采用配合；另一端采用配合。(3) 导套材料可用淬火钢或铜(青铜合金)等耐磨材料制造，该模具中采用T8A。3.8 冷却系统的设计塑料固化成型过程中，有熔融状态冷却到固化状态是由熔料温度和模具的温差来实现的，而且一般来说，模具温度应在塑料热变形温度以下，才能达到迅速固化成形的目的。但是模具的温度既不能过高，也不能过低，模温度过高会造成溢料，脱模困难，并使塑料固化时间延长，延长注塑成型周期，降低生产率，模温过低则会影响注塑熔料的流动性，使塑件应力增加，并可能出现熔接痕及缺料等制品缺陷影响塑件质量。因此综上所述及考虑到塑件的表面质量和选用塑料的性能模温取。为提高型腔的冷却效率，采用如图4-1所示的冷却回路，一条回路的进口位于另一条回路的出口附近；根据塑件形状及模具结构限制，定模冷却水道直径为，与模外软管连接形成循环冷却。动模型芯直径较细，采用如图4-2所示的钢管冷却方式，在型芯中心压入热导性能好的软铜芯棒，并将芯棒的一端伸到冷却水孔中冷却。 图4-1 型腔冷却回路示意图 图4-2 型芯冷却示意图LDPE塑料的模具温度为。设定模具平均温度为，用的水作为冷却介质，其出口温度为，产量为(初算每分钟套)。总热量: (3-22)式中 单位时间注入模具的塑料重量； 塑料比热； 、塑料注射温度、模具的表面温度； 塑料的溶化潜热。则带走热量所需冷却水量: (3-23)式中 通过模具的冷却水重量；热传导系数；、出水温度、入水温度。冷却水道直径: (3-24)式中 冷却液容重；、冷却水道长度、直径。1) 冷却水的体积流量 (3-25)。式中 单位时间内注入模具中的塑料质量，按每分钟注射次，即；单位质量的塑件在凝固时所放出的热量，为；冷却水的密度；冷却水的比热容；冷却水出口温度；冷却水入口温度。2) 冷却水管道直径为使冷却水处于湍流状态，查资料取d=8mm。3) 冷却水在管道内的流速。 (3-26)4) 冷却水管道孔壁与冷却水之间的传热系数查资料取(水温为时)，因此 (3-27)。5) 冷却水管道的总传热面积 (3-28)。6) 模具上应开设的冷却水孔数 (3-29)从计算结果看，因塑件小，单位时间注射量小，所需冷却水道也较小，但一条冷却水道对模具来说是不可取的(冷却不均匀)，故n取2。4 模架的选择及模具的工作原理4.1 模架的选择图5-1 模架结构根据 塑料注射模模架确定选用三板式模架模架，模架结构如图5-1所示。1、A板尺寸A板是定模型腔板，塑件高度30mm，在模板上还要开设冷却水道，冷却水道型腔应有一定的距离，因此A板厚度取60mm。2、B板尺寸B板是凸模固定板，凸模的成型部分直径为，因此B板厚度取30mm。3、C板垫块尺寸垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+，根据计算，垫块厚度C取70mm。4.2 模具总装图及工作原理图5-2 模具结构1.型芯 2.球头拉料杆 3.浇口套 4.内六角螺钉 5.定位圈 6.定模座板 7.导套 8.导柱 9.脱模板 10.动模板 11动模垫板 12.推杆 13. 内六角螺钉 14.动模座板15. 内六角螺钉 16.推板 17.推杆固定件 18.复位杆 19.垫块 20动模板 21. 内六角螺钉上述尺寸确定之后，就可以选用2025型标准模架制造，板面为，模具结构如图5-2所示。模具工作原理：成型制件时，先合模，对模具预热一段时间后再开始注射。一次注射完成后，冷却一段时间，然后开模。开模时，模具沿I-I面打开，制件与型腔分离，包裹在型芯上，随动模一起向下运动，移动一段距离后，浇注系统凝料在点浇口处被拉断；当注射机的推杆顶到推板16时，动模座板继续运动而推出机构停止运动，此时，在推杆12和脱模板9的作用下，塑件被顶出，使塑件脱离型芯，完成脱模动作，然后合模，进行下一次循环。5 注射机的选择及校核5.1 注射机的选择1、注射量的计算根据零件的三维模型，利用三维软件直接可查询到塑件的体积为:；浇注系统的体积:；12从上述分析中确定为一模四腔,所以一次注射所需的塑料总体积为: (5-1)查手册可知LDPE的密度为：；13所以塑件的质量为: (5-2)塑件与浇注系统的总质量为: (5-3)所以注射量为。2、初选注射机根据塑件的形状、每一生产周期实际需要的注射量，取一模四件的模具结构，结合现有的成型设备，初步选取SZ-60/450卧式注射机(上海第一塑料机械厂)，注射机主要技术参数见表2-2所示。表2-2 注射机主要技术参数理论注射容量/锁模力/螺杆直径/拉杆内间距/注射压力/MPa开模行程/注射速率/(g/s)最大模厚/塑化能力/()最小模厚/螺杆转速/()定位孔直径/喷嘴球半径/喷嘴口直径/3.5锁模型式双曲轴5.2 注射机的校核1、由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 (5-4)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；注射机的额定塑化量()；成型周期，取。2、注射压力的校核 (5-5)而，注射压力校核合格。式中 塑料所需的注射压力，取(属中等壁厚件)。3、锁模力校核在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模力: (5-6)式中，-注射机的额定锁模力；-模具型腔内塑料熔体平均压力，一般为注射机压力的倍，通常为，此塑件可取，可参看塑料制品成型及模具设计表；-塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和。通过实体的模拟，测得其分型面上的投影面积为，为了更好校核锁模力，引入一个安全系数: (5-7)02:安全系数，通常取，取；锁模力为大于胀型力所需要的满足要求，锁模力校核合格。4、安装尺寸的校核从选定模架可知，模架外形尺寸:。模具平面尺寸(拉杆间距)，合格；模具高度，合格；5、开模行程的校核开模时，推板随动模部分向开模方向移动当达到开模行程时就停止。开合模的过程中，模具总的开模行程=(塑件推出距离)+(塑件高度)(注射机最大开模行程)，合格；当动模开模行程到达，顶板移动带动推杆，推杆推动推板将制品从动模板上脱落，完成开模过程。合模时，推板复位带动推杆和顶板复位。各参数校核均合格，所以本模具所选注射机完全满足使用要求。在此注塑机上可以完成制品的制作。6 主要零件加工工艺规程的编制在此仅对型腔板、型芯的加工工艺进行分析。(1) 型腔板的加工工艺过程如表6-1所示。表6-1 型腔板加工工艺过程序号工序名称工序内容0备料棒料，材料:42CrMo1锻造205.5mm255.5mm93.5mm2热处理退火3铣铣六面至尺寸200mm250mm60mm，对角尺4平磨磨六面至尺寸200mm250mm60mm，保证上下平面与四平面互相垂直，垂直度为0.01mm/10mm、对角尺。5钳以上下平面及一对互相垂直的侧基面为基准划各孔中心线。6电火花加工按图纸要求用电火花加工出4-61.94mm的型腔孔(留0.05mm磨量)。7钻钻绞4-12mm孔，锪两沉头孔4-20mm，留出0.5mm的精加工余量；用深孔钻钻10mm的孔，冷却水孔到满足要求。8钳与件2配作，钻绞4-12mm的孔，锪4-20mm的沉头孔到满足要求，并留出0.5mm的精加工余量；与件9，15配合砖绞4-13mm的孔，同时按图上要求加工出4-15mm的孔，留出0.5mm的精加工余量；配钻4-M12的螺纹底孔，并攻丝到满足要求；9调质调质处理硬度达:28-32HRC10平磨磨上下面11磨磨4-12mm，4-20mm，4-61.94mm，10mm，2-15mm各孔到满足要求12电化学处理研型腔Ra0.1m并镀铬抛光。(2) 型芯的加工工艺过程如表6-2所示表6-2 型芯的加工工艺过程序号工序名称工序内容1下料棒料，材料:42CrMo2锻锻造成61mm78mm3热处理退火4车粗车型芯顶部端面，粗车外圆面至尺寸50.569mm，49.53mm，调头粗车型芯底部至60mm；半精车型芯顶部至50690.03mm5攻外螺纹攻外螺纹M503mm，长度为24mm6热处理调质，达到28-32HRC7磨磨型芯各断面及外圆，其中外圆与工作端面，即Ra0.2m的表面，留钳工研磨余量0.02mm(按图纸最终尺寸加工)8钳研磨型芯外圆面9化学热处理镀铬抛光结论本设计是关于应用计算机辅助制造设计方法进行的小油壶盖注射模具设计，分为注射模具的设计和模具加工制造，前者是对模腔、型芯、脱模机构等进行设计，后者用PRO/E 3D实体造型，分模后，再用EMX设计模架。模具由螺纹型芯、动模、定模、推杆、推板、脱模板所组成，经过注射机注塑成型。在脱芯时，根据产品的形状要求，产品属于罩壳形，且由于制品本身的螺纹较浅且材料具有较高的弹性，所以不用设置抽芯机构。正好适合采用推板强制脱模机构，而且此机构有顶出力均匀平稳，且大；制品不容易变形，表面不留痕迹；结构简单，不需要设置复位装置，依