瓶盖注塑模设计(PROE)[抽芯]-模具毕业论文

1 目 录 第 1 章 绪 论 1 1 注射成形基本过程 3 1 2 注射模的基本结构 3第 2 章 瓶盖的造型设计 4 2.1 瓶盖的选料及其性能 4 2.2 瓶盖注射成型工艺过程 4 2.3 瓶盖的结构分析 5 2.4 瓶盖造型设计过程 6 第 3 章 注射机的选择 10 3.1 注射机规格 10 3.2 注射机的校核 11 3.2.1 注射机注射容量校核 11 3.2.2 注射机锁模力校核 11 3.2.3 注射机注射压力校核 12 3.2.4 注射机模具厚度校核 12 3.2.5 注射机最大开模行程校核 12 第 4 章 成型零件与浇注系统的设计 13 4.1 凹、凸模成型零件的设计 13 4.1.1 加载参照模型 13 4.1.2 成型零件设计 14 4.2 浇注系统设计 19 4.2.1 主浇道的设计 19 4.2.2 分浇道的设计 19 4.2.3 浇口及冷料穴设计 20 4.2.4 铸模和开模 22 4. 3 冷却系统设计 23 4.3.1 凹、凸模冷却系统设计 23 第 5 章 模具零件设计 24 5.1 推出系统设计 24 5.2 确定模架 25 5.3 模架各装配零件设计 27 5.3.1 导向零件设计 27 5.3.2 浇注系统零件设计 29 5.3.3 推出机构零件 29 2 5.3.4 定位圈 30 5.3.5 其他零件 31 第 6 章 模具的装配和调试 32 6.1 模具的装配 32 6.2 模具的调试 32 结束语 36 参考文献 37 附录一 图纸 38 附录二 外文翻译 42 3 第 1 章 绪 论 1.1 注射成形基本过程 注射成形是现在成形热塑性塑件的主要方法，因此应用范围很广。所使用的成形机称为注射机。 注射成形是把塑料原料（一般为经过造粒、染色、加入添加剂等处 理后的颗粒料）放入料筒中，经过加热融化，使之成为高粘度的流体 称为“溶体”，容柱塞或螺杆作为加压工具，使溶体通过喷嘴以较高的压力（约为 2580Mpa）注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 注射成形的全过程可以分为： （ 1） 塑化过程 现代的注射机基本上是采用螺杆式的塑化设备。塑料原料（称为“物料”）自送料斗以定容方式送入料筒。通过料筒外的电加热和料筒内的螺杆旋转的摩擦热使物料熔化，达到一定的温度后即开始注射。注射动作是由螺杆的推进完成的。 (2) 充模过程 熔体自注射机的喷嘴喷出后 ，进入模具的形腔，把形腔内的空气排除，并充满形腔，然后升压到一定的压力，使熔体的密度增加，充实形腔的各部位。 (3) 冷却凝固过程 热塑性塑料的注射成形过程是热交换的过程。即： 塑化 注射充模 固化成形 加热 （理论上绝热） 散热 热交换效果的优劣，觉得塑件的质量 外表面质量和内在的质量。因此，模具设计对热交换也要做充分的考虑。现代的设计方法中也采用了计算机。 (4) 脱模过程 塑件在型腔内固化后，必须用机械的方式把它从 形腔中取出。这个动作要由“脱模机构”来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量有很大的影响；但塑件的几何形状是千变万化的，所以必然采用最有效的和最适当的脱模方式。 由（ 1）到（ 4）形成了一个循环。每一次循环，就完成一次成形 一个乃至数十个塑件。 1.2 注射模的基本结构 注射模的基本结构依使用的目的而不同，大致上可以作如下的分类： 单腔二板式结构 二板式结构 4 多腔二板式结构 普通模具 单腔三板式结构 三板式结构 多腔三板式结构 滑动型心式结构 瓣合式结构 特殊模具 脱螺纹结构 多层结构 第 2 章 瓶盖造型设计 5 6 7 8 2.1 瓶盖的选料及其性能 选用 PS 作为瓶盖的材料。 （ 1） PS 的 典型应用范围 : 产品包装，家庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。 （ 2） 注塑模工艺条件 : 干燥处理：除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为 80 、 23 小时。 熔化温度： 180280 。对于阻燃型材料其上限为 250 。 模具温度： 4050 。 注射压力： 200600bar。 注射速度：建议使用快速的注射速度。 流道和浇口 ：可以使用所有常规类型的浇口。 （ 3） 化学和物理特性 : 大多数商业用的 PS都是透明的、非晶体材料。 PS 具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。 典型的收缩率在 0.40.7%之间。 2.2 瓶盖注射成型工艺过程 瓶盖注射成形工艺过程如下 ： 注射装置准备装料 预烘干 装入料斗 预塑化 注射装置准备注射 清理嵌件、预热 清理模具、涂脱模剂 放入嵌件 合模 注射 保压 脱模 冷却 塑件送下工序 注射成形工艺参数见表 2-1。 表 2-1 9 注射机类型 预热和干燥 料筒温度（） 喷嘴温度（） 温度（） 时间（ h） 后段 中段 前段 螺杆式 80 95 4 5 150 170 165 180 180 200 170 180 模具温度（） 注射压力（ Mpa） 成形时间（ s） 50 80 60 100 高压时间 保压时间 冷却时间 成形时间 0 5 15 30 15 30 40 70 螺杆转速（ r/min） 后 处 理 方 法 温度（） 时间（ h） 30 60 红外线灯、烘箱 70 2 4 2.3 瓶盖的结构分析 下面确定瓶盖的各项技术参数： 1）尺寸大小和精度 瓶盖壁厚的厚度不宜过大或过小。如果壁厚太小，则瓶盖的强度、刚度不够，同时给制造带来困难。 如果壁厚太大，不仅造成材料浪费，而且容易产生气泡、缩孔等缺陷，同时因冷却时间过长而降低生产率，所以瓶盖壁厚取 1mm。 塑件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，由于我们要设计的零件的工作环境对精度要求不高，加之选用的塑料 PS 推荐精度等级为 3、 4、 5 级，所以只要求瓶盖能与其它零件能正常装配即可，因此瓶盖选用 4 级精度。 2）壁厚和圆角 塑件壁厚力求各处均匀，以免产生不均匀收缩等成形缺陷。塑件转角处一般采用圆角过渡，其半径为塑件壁厚的 1/3 以上，最小不宜小于0.5mm。 3）加强肋 为了保证瓶盖的 强度和刚度而不使瓶盖的壁厚过大，在瓶盖的适当位置设置了加强肋。 4）孔 严格意义上讲塑件上的通孔和盲孔通常用单独型芯或分段型芯来成形，对于易弯曲变形的型芯，须附设支承住。但是本次设计中，考虑到生产成本的尽量缩小，该空孔的高度不高，以及我们需要的孔在工艺上要求不高，我们采用分型面直接成形法。 2.4 瓶盖造型设计过程 在设计瓶盖之前，首先看看所需要设计的瓶盖的具体形状，以便在接下来的设计中能快速、准确的设计出瓶盖。需要设计的瓶盖的具体形状如图 2-1所示： 10 图 2-1 有了这个大概的形状图，下面开始设计零件了。 1、 打开 Pro/e，新建 -零件 实体，并命名点确定， Pro/e 进入绘制零件状态，模型树和绘图界面如图 2-2 所示： 图 2-2 2、建立左端面的拉伸特征。绘制如图 2-3 所示的截面，完成拉伸命令，即可得到左端面的图形，如图 2-4 所示。 11 图 2-3 图 2-4 3、 建立拉伸特征。绘制截面，拉伸后完成后零件如图 2-5 所示： 12 图 2-5 4、 利用拉伸切除命令，如图 2-6所示： 13 图 2-6 5、至此，瓶盖的主体已经设计完毕， 6、进行适当的圆角处理，使得瓶盖更加光顺、漂亮。零件完成后如图 2-7所示： 图 2-7 14 第 3 章 注射机的选择 3.1 注射机规格 注射机是热塑性塑料和部分热固性塑料注射成形的主要设备，我们选择注射机型号为 XS-Z-60,它的技术规格如表 3-1 所示。 表 3-1 型号 螺杆直径（ mm） 注射容量（ cm3） 注射压力（ Mpa） 锁模力 (kN) XS-Z-60 38 500 122 500 最大注射面积 （ cm3） 模板行程（ mm） 定位孔直径（ mm） 130 180 06.00150 模具厚度 （ mm） 喷嘴 顶出 两侧 中心孔径（ mm） 最大 最小 球半径（ mm） 孔半径（ mm） 孔径（ mm） 孔距（ mm） 200 70 12 4 22 230 50 3.2 注射机的校核 3.2.1 注射机注射容量校核 塑件成形所需的注射总量应小于所选注射机的注射容量。注射容量以容积（ cm3） 表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按 3-1式校核 V 件 0.8V 注 （ 3-1） 式中 V 件 塑件与浇注系统的体积（ cm3） ； V 注 注射机注射容量（ cm3） ； 0.8 最大注射容量利用系数。 在这个设计中， V 件 = 29 cm3 15 V 注 =60cm3 290.8*60=48 所以注射机注射容量完全满足要求。 3.2.2 注射机锁模力校核 模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按 3-2式校核 p 腔 FP 锁 （ 3-2） 式中 p 腔 模具型腔压力，一般取 40 50Mpa； F 塑件与浇注 系统分型面上的投影面积（ mm2） ； P 锁 注射机额定锁模力（ N）。 在这个设计中 p 腔 = 40 Mpa F = 10734.2mm2 P 锁 = 500 kN p 腔 F = 40 10 6 10734. 2 10 -6 = 429.368 (kN) 500(kN) 所以注射机的锁模力也满足要求。 3.2.3 注射机注射压力校核 塑件所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力，其关系按 3-3式校核 p 成 P 注 （ 3-3） 式中 p 成 塑件成形所需的注射压力（ Mpa） ； P 注 所选注射机的额定注射压力 (Mpa)。 在这个设计中 p 成 = 80 Mpa P 注 = 122Mpa 显然， 80 122Mpa，因此注射压力也满要求。 3.2.4 注射机模具厚度校核 模具闭合时的厚度应在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之 16 间，其关系按 3-4式校核 H 最小 H 模 H 最大 （ 3-4） 式中 H 最小 注射机所允许的最小模具厚度（ mm） ； H 模 模具闭合厚度（ mm） ； H 最大 注射机所允许的最大模具厚度（ mm） 。 在这个设计中 H 最小 =70 mm H 模 = 80 mm H 最大 = 200 mm 显然， 7080200 所以注射机模具厚度也满足要求。 3.2.5 注射机最大开模行程校核 塑件所需的开模距应小于注射机的最大开模行程。对在液压机械联合锁模的立式、卧式注射机上使用的一般浇口模具，关系按 3-5 式校核 H1 + H2 + 5 10mm s （ 3-5） 式中 H1 脱模距离 (推出距离 )（ mm） ； H2 塑件高度（包括浇注系统）（ mm） ； S 注射机模板行程（ mm） 。 在这个设计中 H1 = 25 mm H2 = 11mm S = 180mm H1 + H2 + 10 = 25 + 11 +10 = 46 mm 46 180 因此，注射机模板行程也满足要 求。 第 4 章 成型零件与浇注系统的设计 4.1 凹、凸模成型零件的设计 设计中，利用 Pro/enginner 系统的制造组块（ mfg）建立好分型面后自动创建凹、凸模来设计凹凸成型模具。 17 4.1.1加载参照模型 1） 新建文件 执行 文件 /新建 命令，在新建对话框类型栏中选择 制造 ，子类型中选择模具型腔 ，取消 使用缺省模板 的勾选，单击 确定 按钮，进入 新文件选项 对话框，在 模板 栏内选择 mms_mfg_mold,这是一个公制的模具设计模块，单击确定 按钮。 2） 定位参照零件 执行菜单管理器中的 模具 /模具型腔 /定位参照零件 命令，系统将同时弹出布局 对话框和 打开 对话框，在 打开 对话框中选取瓶盖零件作为模具的参照零件，单击 打开 按钮。在 创建参照模型 对话框中，输入参照模型的名称，单击 确定 按钮。在 布局 对话框中，单击 参照模型起点与定向 栏内的 按钮，单击 确定 按钮。 注意：在这个过程中，必须使得 PULL DIRECTION 双箭头方向（开模方向）与参照模型的 Z 轴方向一致，如果不一致，则执行菜单管理器中的 坐标系统类型 /动态 命令进行调整。 3） 模型布局 本设计采用一模 8件的布局方式将参照模型分布好。在 布局 对话框中将参数设置好，单击 预览 按钮，如图 4-1 所示。 18 图 4-1 预览无误后，在 布局 对话框中单击 确定 按钮。 4） 保存文件。 4.1.2成型零件设计 成型零件在此主要是指型心（ Core） 和型腔 (Cavity),型心和型腔围合而成的空腔即是塑料制件的体积。成型零件的设计是模具设计的关键步骤，其设计的难易程度取决于塑料 产品的结构形式和复杂程度，有较简单的也有非常复杂的。 本瓶盖成型零件的设计过程是：先制作一个完全能包容塑料制件的毛胚工件（ Workpiece） ，在根据制件的结构设计模型分模面，以分型面将毛胚工件分割成两块材料，最后将这两块材料提取出来形成型心和型腔。 1） 应用收缩 塑料制件从热模具中取出并冷却至室温后，其尺寸会发生缩减，为了补偿这种变化，故在要在参照模型上增加一个收缩量，收缩量等于收缩率乘以尺寸。 单击菜单管理器中的 模具 /收缩 命令，系统将提示选择对象，在图中任选一个水瓶盖参照模型。接着，依次单击菜单管理器中 收缩 /按尺寸 /设置复位 /所有尺寸 ，在弹出的文本框内输入收缩率的值： 0.005，单击确定 19 2） 增加毛胚工件 毛胚工件 Workpiece，它是一个能够完全包容参照模型的组件，通过分型面等特征可以将其分割成型心或型腔等成型零件。依次单击菜单管理器中的模具 /模具型腔 /创建 /工件 /手动 命令，绘制截面拉伸后得如图 4-2所示工件： 20 图 4-2 3） 设计分型面 设计塑料成型模具时，分型面的设计是一个重要的设计内容，分型面选择合理，模具结构简单，塑件容易成型，并且塑件质量高。如果分型面选择不合理，模具 结构变得复杂，塑件成型困难，并且塑件质量差。 分型面的形状 主要有平面、斜面、阶梯面、曲面等。 选择分型面的一般原则 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： 1)为了便于塑件起模，分型面一般使塑件在开模时留在下模或动模上，且分型面应选在塑件外形的最大轮廓处。 2)选择分型面时，应尽量只采用一个与开模方向垂直的分型面，并尽量避免侧向抽芯与侧向分型。 3)对于有同轴度要求的塑件，模具设计时应将有同轴度要求的部分设计在同一模板内。 4)分型面的选择应有利于防止溢料。当塑件在分型面上的投影面积接近于注射机的最大面积时，就有可能产生溢料。 5)分型面的选择应有利于排气。为此，一般分型面应与熔体流动的末端重合。 对于高度较高的塑件，其外观无严格要求时，可将分型面选择在中间。此外，选择分型面是还应考虑到塑件的精度、塑件的外观质量要求、模具加工难易程度等因素。 分型面的形式参 见模具设计与制造简明手册图 2-40，其选择示例见模具设计与制造简明手册表 2-47。 执行分型面创建中的复制、拉伸、平整等命令后得到分型面。分型面创建完成后，如图 4-3所示： 21 图 4-3 分型面设计好后，在经过分割体积块、抽取模具元件两道工序后，凸模和凹模都已经设计好了。分别如图 4-4和 4-5所示： 22 图 4-4 图 4-5 4.2 浇注系统设计 注射模的普通浇注系统由主浇道、分浇道、浇口、冷料穴四部分组成。 主浇道：从注射机的喷嘴与模具接触的 部分到分浇道为止的一段流道。 分浇道：从主浇道的 末端到浇口为止的一段流道。 浇口：从分流道的末端到模具型腔为止的一段狭窄的浇道。 冷料穴：一般设在主浇道的对面，有时也设在分浇道的末端。 4.2.1 主浇道的设计 主浇道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为直径为 5mm。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，俗称浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。本设计中浇口套由于与定位圈有配合需求，而且注射机喷嘴球半径 12，遵循注射机球半径小于等于浇口套球半径的国标要求，浇口套的规格有 S15， S20 23 等几种。由于注射机的喷嘴半径为 S12，所以为浇口套取 S15。 主流道浇口套固定配合见图 4-6 所示。 图 4-6 4.2.2分浇道的设计 在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小， 能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。分流道的设计应尽量使比面积小，热量损失少，摩擦阻力小。常用分流道的截面形状及尺寸参见模具设计与制造简明手册表 2-49。在考虑分流道设计时，由于其水平高度已经被主流道位置确定，因此，我们只要设计分流道的布置形式和截面形状即可。考虑到圆形截面的分流道在注射过程中对塑料流动的阻力最小，流动效率最高，因此我们选用圆形截面的分流道，直径为 3mm。由于我们所设计的模具是一腔八穴的形式，因此在主浇道分流后，设计了八根分浇道。这样设计的优点是塑料在填充过程中较均匀和平稳，避免出现冷隔现 象，有利于保证成形零件的成形质量。 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 1.6 m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 24 4.2.3 浇口及冷料穴设计 1、浇口是分流道与型腔的连接通道，它是浇注系统中截面最小的部分。当熔融的塑料流通过浇口时，流速加快，同时，由于摩擦作用，塑料流的温度升高、粘度降低 ，流动性提高，有利于充满型腔。所以，浇口的表面粗糙度 Ra 值不大于 0.4um。浇口的大小对塑件是否成型和成型后的质量有很大的关系。浇口位置的选择有以下几个原则： 1）浇口设置在正对着型腔壁或粗大型心的地方，使高速料流直接冲击在型腔壁或型心壁上，从而改变流向，降低流速，平稳的充满型腔，可避免溶体破裂现象，消除塑件明显的溶接痕。 2）浇口的位置应开设在塑件截面最厚处，以利于熔体填充材料。 3）浇口的位置应使熔体流程最短，流向变化最小，能量损失最小。 4）浇口的位置应有利于型腔内气体的排出。 5）避免塑件产生熔接痕 。 6）防止料流将型心或嵌件挤压变形。 7）浇口位置应尽量避免由于高分子定向作用产生的不利影响，利用高分子定向作用产生的有利影响。 根据以上一些原则，本设计采用侧浇口（如图 4-7 所示），侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这种浇口加工容易，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，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对 各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。浇口的各类形式和尺寸参见模具设计与制造简明手册中表2-50 2-60。 25 图 4-7 2、冷料穴 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主浇道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约 10 25mm 的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料 进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。 冷料穴的形状见模具设计与制造简明手册中表 2-62。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的 1 1.5 倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为 Z 字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。考虑到后面采用 Z 形拉料秆，冷料穴选 取相应形式，这种冷料穴常用于热塑性塑料注射模。 4.2.4铸模和开模 当型心、型腔和浇注系统都生成后，模具内部就形成了一个完整的流料通道，PRO/E 能够沿着这个通道将浇注系统和型腔充满，形成一个独立的模具元件，这 26 个过程我们称之为铸模。铸模完成后生成的铸模零件如图 4-8所示： 图 4-8 为了能够看清模具内部结构，并检查开模时的干涉情况， Pro/E 提供了开模功能。图 4-9为模具开模后的情况： 图 4-9 27 4. 3 冷却系统设计 4.3.1 凹、凸模冷却系统设计 设置冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模 时发生变形，缩短成形周期及提高塑件质量。凹模的冷却系统采用开设冷却水孔的方式，冷却水孔的开设原则如下： 冷却水孔的数量应尽可能多，直径尽量大。 各冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保持在 15 20mm范围内，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般取 812mm。孔距最好为水孔直径的 5 倍。 水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。 冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件强度。 水管接头（冷却水嘴）应设在不影响操作的一侧。 凹模上的冷却水孔采用直流式，其中深孔为工艺孔，空口处用螺纹密封， 浅孔通过水嘴与水管相连，冷却冷却水孔的直径为 8mm。 凸模的冷却系统采用直孔隔板示冷却，如图 4-10 所示，与分型面垂直的管道和底部的横向管道形成冷却回路。 图 4-10 28 第 5 章 模具零件设计 5.1 推出系统设计 确定推出系统形式，是确定模架选择的基础。在此，我们只介绍推杆推出和推件板推出两种机构，其他推出机构的结构型式参见模具设计与制造简明手册中第二章第六节的内容。 1推杆推出 推杆推出是一种最简单常用的推出形式。推出元件制造简便，更换容易，滑动阻力小，推出效果好，其结构型式见模具设计与制造 简明手册表 2-78。 推杆设计要点如下： 推杆应设在塑件能承力较大的部位，尽量使推出的塑件受力均匀，但不宜与型芯或镶件距离过近，以免影响凸、凹模强度。 推杆直径不宜过细，要有足够的强度承受推力，一般取 2.512mm。对 3mm 以下的推杆宜用阶梯式，即推杆下部增粗。 推杆装配后不应有轴向窜动，其端面应高出型腔或镶件平面0.05 0.1mm。推杆固定方式见模具设计与制造简明手册图 2-56。 塑件浇口处尽量不设推杆，以防该处内应力大而碎裂。 推杆的布置应避开冷却水道和侧抽芯，以免推杆和抽芯机构发生干扰 。如果无法避开侧抽芯，则应设置先复位机构 。 推杆和模体的配合间隙不大于所用塑料的溢边值，常用塑料的溢边值见模具设计与制造简明手册表 2-79。 PS 的溢边值为 0.04mm。 2推件板推出 推件板推出面积大，推力均匀，模具不必设复位秆。但型芯周边形状复杂时，推件板的型孔加工较困难。常用于推出深腔、薄壁和不允许有推杆痕迹的塑件，其结构型式见模具设计与制造简明手册表 2-81。 推件板设计要点如下： 推件板须淬硬，在推出过程中不得脱开导柱。 推件板与其他零件的配合一般采 用 H7/f7。 采用有配合斜度的推件板，其配合间隙须小于塑料溢边值。 基于以上原因，在这个设计中，采用推杆推出的推出机构。推杆形状如图5-1 所示 ： 29 图 5-1 5.2 确定模架 1模架组合形式 注射模模架的组成零件及名称见模具设计与制造简明手册图 2-67。注射模中小型模架的组合型式见模具设计与制造简明手册表 2-95。我们选择 A2型。 A2型的特点如下： 定模和动模均由两块模板组成。 推杆推出塑件 。 根据产品的外形尺寸（平面投影面积与高度），以及产品本身结构（侧向分型滑块等机构）可以确定镶件的 外形尺寸，确定好镶件的大小后，可大致确定模架的 30 大小了。 普通塑料制品模具模架与镶件大小的选取，可参考下面的数据： A-表示镶件侧边到模板侧边的距离； B-表示定模镶件底部到定模板底面的距离； C-表示动模镶件底部到动模板底面的距离 D-表示产品到镶件侧边的距离； E-表示产品最高点到镶件底部的距离； H-表示动模承板的厚度（当模架为 A 型时）； X-表示产品的高度。 2模架组合尺寸 注射模中小型模架组合尺寸见模具设计与制造简明手册表 2-96。根据成型零 件大小，我们选择 250 250 的 A2 型模架，其具体尺寸见表 5-1。 31 表 5-1（ mm） L lT Lt lM lm 定模座板 定模板 250 194 210 128 234 25 40 动模板 支承板 垫块 动模座板 导柱直径 复位杆直径 40 40 63 25 16 8 5.3 模架各装配零件设计 5.3.1 导向零件设计 注射模导柱标准尺寸见模具设计与制造简明手册表 2-111 和 2-112。注射模导套尺寸见模具设计与制造简明手册表 2-113 和 2-114。 1导柱设计 在这个设计中，我们选 用带头导柱，其尺寸如表 5-2 所示， 表 5-2 d(f7) d1(k6) 0 2.0D 0 1.0S 0 5.1L 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 16 -0.016 -0.034 16 +0.012 +0.001 20 6 112 外形见图 5-2。 图 5-2 2导套设计 本设计导套选用带头导套。带头导套的尺寸见表 5-3，外形见图 5-3。 表 5-3 d(H7) d1(k6) d2(e7) 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 16 +0.018 0 24 +0.015 +0.002 24 -0.040 -0.061 0 20.0D 20.010.03d 0 10.0s R 0.10.2L 32 28 16 6 1 80 图 5-3 5.3.2 浇注系统零件设计 1 浇口套设计 注射模浇口套的推荐尺寸见模具设计与制造简明手册 表 2-118。我们选用注射模型浇口套。其尺寸见表 5-4，外形见图 5-4。 表 5-4 d(k6) d2(f8) d3 h R d1 L 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 20 +0.015 +0.002 20 -0.020 -0.053 28 3 15 5 50 图 5-4 2拉料杆 拉料杆的推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表 2-119。我们选用型拉料杆，其尺寸见表 5-5。 表 5-5 d(e8) d1(n6) D R L 33 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 6 -0.025 -0.047 10 +0.019 +0.010 10 0.5 120 5.3.3 推出机构零件 1 复位杆 复位杆的推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表 2-135。我们选用的推件板推杆的外形见图 5-5，尺寸见表 5-6。 表 5-6 d（ e7） D H L 基本尺寸 极限尺寸 8 -0.013 -0.022 14 5 123 图 5-5 5.3.4定位圈 1定位圈 、型定位圈推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表 2-137，型定位圈推荐尺寸见模具设计与制造简明 手册表 2-138。我们选用型定位圈，其外形见图 5-6，尺寸见表 5-7。 表 5-7 d d1 d2 d3 h c H 基本尺寸 极限尺寸 基本尺寸 极限尺寸 55 -0.20 -0.40 20 +0.033 0 40 7 11 6.5 1 12 34 图 5-6 5.3.5 其他零件 1水嘴 水嘴的推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表 2-150。我们选用的水嘴的外形见图 5-7，尺寸见表 5-8。 表 5-8 高压胶管直径 D D1 d2 d3 D B （ l1） L 16 M16 1.5 8 14 17 22 20 20 40 图 5-7 至此完成模架装配体中需要的零件模型。 35 第 6 章 模具的装配和调试 6.1 模具的装配 模具的装配过程相对要简单一些，主要工作就是给每个零件添加约束关系。装配过程主要还是围绕凹模和凸模来进行的，将以上设计的模架零件和模具零件添加一定的约束，得到的装配图如下： 6.2 模具的调试 试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。 首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到 完整的样件。常因一般塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。原因分析： 1粘着模腔 36 制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是： （ 1） 注射压力过高，或者注射保压压力过高。 （ 2） 注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。 （ 3） 冷却时间过短，物料未能固化。 （ 4） 模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。 （ 5） 型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击， 增加了脱模阻力。 2粘着模芯 （ 1） 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有加强筋槽的制品，情况更为明显。 （ 2） 冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。 （ 3） 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。 （ 4） 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。 （ 5） 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。 3粘着主流道 （ 1） 闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。 （ 2） 料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。 （ 3） 主流道衬 套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。 （ 4） 主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大 0.5 1 。 （ 5） 主流道拉料杆不能正常工作。 一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。 4成型缺陷 当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要 综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。 （ 1） 注射填充不足 所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有： a. 熔料流动阻力过大 37 这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。 b. 型腔排气不良 这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。 c. 锁模力不足 因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。 （ 2） 溢边（毛刺、飞边、批锋） 与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有： a. 注射过量 b. 锁模力不足 c. 流动性过好 d. 模具局部配合不佳 e. 模板翘曲变形 （ 3） 制件尺寸不准确 初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因。 a. 尺寸变大 注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可得到改善。 b. 尺寸变小 注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变 小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸京华，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。 对以上出现的缺陷调试时，尽可能先采用改变成形工艺条件，后采用修正模具来消除成形缺陷。以下的内容均从这两个方面来讨论。 热塑性塑料注射成形件的常见缺陷及消除措施如下。 1. 缺料（注射量不足） 38 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；调整材料供给；提高熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的熔料。 模具条件：加大 主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；加大喷嘴；增加排气槽；改变浇口位置。 2. 气孔 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；调整材料供给；降低熔料温度；降低模具温度。 模具条件：加大主流道、分流道和浇口；改变冷却水道位置；改变浇口位置。 3. 溢料飞边 消除措施如下： 工艺条件：减小注射压力；缩短保压时间；降低熔料温度；增大合模压力。 模具条件：矫正修理分型面。 4. 着色不均匀 消除措施如下： 工艺条件：缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料；物料不得带有杂质、灰尘。 模具条件：加大 主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积。 5. 翘曲变形 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；降低熔料温度；降低模具温度；使用矫正框架。 模具条件：加大喷嘴；改变冷却水道位置。 6. 波状痕迹 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；调整原料供给；降低熔料温度；降低模具温度。 模具条件：加大喷嘴；改变冷却水道位置。 7. 尺寸不稳定 消除措施如下： 工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；降低熔料温度；降低模具温度。 模具条件：加大主流道、分流道和浇 口；减小浇口区面积；加大喷嘴；改变