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装配图A0.dwg

吉康牌饮水瓶盖的注射模具设计【注塑模】【15张CAD图纸】

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吉康牌饮水瓶盖的注射模具设计【注塑模】【15张CAD图纸】.rar

推板和推板固定板A2.dwg---(点击预览)

吉康牌饮水瓶盖的注射模具设计说明书.doc---(点击预览)

吉康牌饮水瓶盖的注射模具设计开题报告.doc---(点击预览)

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关键词：: 吉康牌饮水瓶盖注射模具设计注塑 cad图纸

资源描述：

吉康牌饮水瓶盖的注射模具设计

49页 22000字数+说明书+任务书+开题报告+15张CAD图纸【详情如下】

主流道衬套A4.dwg

任务书.doc

动模板A1.dwg

动模板座A2.dwg

吉康牌饮水瓶盖的注射模具设计开题报告.doc

吉康牌饮水瓶盖的注射模具设计说明书.doc

型芯A4.dwg

垫块A3.dwg

塑料瓶盖A4.dwg

复位杆A4.dwg

定模板座A2.dwg

实习报告.doc

导套A4.dwg

导柱A4.dwg

拉料杆A4.dwg

指导教师评阅表.doc

推杆A4.dwg

推板和推板固定板A2.dwg

支撑板A1.dwg

数控程序的编制.doc

滑块A2.dwg

装配图A0.dwg

QQ截图20150228205635.gif

QQ截图20150228205718.gif

导套A4.gif

导柱A4.gif

垫块A3.gif

定模板座A2.gif

动模板A1.gif

动模板座A2.gif

复位杆A4.gif

滑块A2.gif

拉料杆A4.gif

全部文件.gif

塑料瓶盖A4.gif

推杆A4.gif

型芯A4.gif

支撑板A1.gif

主流道衬套A4.gif

装配图A0.gif

摘要

本课题主要是针对吉康牌塑料饮水瓶盖的模具设计，通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是吉康牌塑料饮水瓶盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产吉康牌塑料饮水瓶盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对吉康牌塑料饮水瓶盖的具体结构，该模具是侧浇口的单分型面注射模具。由于塑件两端相通，又有螺纹，并且考虑到材质较软，内螺纹为半圆形且只有二圈，所以采用侧抽芯机构来实现外螺纹，内螺纹采用强制拔模。

关键词塑料模具；饮水瓶盖；模具

ABSTRACT

This topic mainly aims at the mold design which The Water Injection bottle top of the label of jikang, through to models to carry on the craft the analysis and the comparison, designs a note mold finally. This topic from the product mix technology capability, the concrete mold structure embarks, to mold's gating system, the mold formation part's structure, goes against the system, the cooling system, injection molding machine's choice and the related parameter examination, has the detailed design, simultaneously and simple establishment mold's processing craft. Through the entire design process indicated that this mold can achieve this to model the processing craft which an institute requests. It is The Water Injection bottle top of the label of jikang according to the topic design's primary mission injection mold's design. It also designs an injection mold to produce The Water Injection bottle top of the label of jikang to attach models a product, realizes the automation to raise the output. Concrete structure which attaches in view of The Water Injection bottle top of the label of jikang, this mold is runner Shan Fen the profile injection mold. Because models both sides to be interlinked, also has the thread, must therefore use revolving to pull out the core organization and the side pulls out the core organization to realize. Considered the structure the particularity, its merit lies in two step movement to be possible also to carry on, and the movement is keen. Because the plastic parts connect at both ends, have thread, take into account that the material is soft, and the mould of internal thread is semi-circular and only two laps, it take the way of the core mechanism to achieve external thread, and internal thread use the way of force pull mode.

Keywords ：Plastic Mold；Bottle Top；Mold

1 塑件工艺分析2

1.1产品设计图2

1.2 材料的选用3

1.3 塑件材质工艺性4

1.4 成型工艺性4

1.5 模具的结构形式4

1.5.1型腔数量的确定及排列方式4

1.5.2分型面的位置确定5

2 模具结构及其工作过程6

3 注塑机型号的确定8

3.1 注射量的计算确定8

3.2 注射机的选择9

3.3 注射机的校核9

3.3.1 注射量的校核9

3.3.2 锁模力的校核10

3.3.3 模具高度与注射机闭合高度关系的校核10

4 浇注系统的设计与分析11

4.1 主流道设计11

4.1.1 主流道的设计要点11

4.1.2 主流道衬套形式11

4.1.3 主流道衬套的固定12

4.2 分流道的设计12

4.2.1 分流道设计要点12

4.2.2 分流道布置形式13

4.2.3 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积13

4.3 浇口的设计15

4.3.1 浇口设计的基本要点15

4.3.2 浇口的形式16

4.4 冷料穴的设计17

4.4.1 主流道的冷料穴17

4.5 拉料杆的设计17

5 导向、推出及复位机构的设计19

5.1 导向机构设计19

5.1.1 导向机构的作用19

5.1.2 导柱19

5.1.3 导套20

5.1.4 导柱与导套的配合21

5.2 脱模机构设计21

5.2.1 脱模机构的组成22

5.2.2 对脱模机构的要求22

5.2.3 脱模机构的分类22

5.2.4 推杆推出机构23

5.3复位机构设计25

6 侧向分型与抽芯机构的设计26

6.1 侧向分型与抽芯机构的分类26

6.1.1确定抽芯机构形式26

6.1.2斜导柱抽芯的结构尺寸27

6.1.3 滑槽28

6.1.4 压紧块28

6.1.5 定位装置29

7 冷却系统的设计30

7.1 冷却系统设计要点30

7.2 冷却系统的计算30

7.2.1塑件传给模具的热量30

7.2.2 冷却水的体积流量计算31

7.2.3确定冷却水管的直径d31

7.2.4确定冷却水在管道的流速32

7.2.5. 求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数32

7.2.6 .求冷却管道的总传热面积32

7.2.7. 求模具上应开设的冷却水孔数32

7.3 冷却系统设计33

8 成型零件的设计34

8.1 凹模的结构设计34

8.2 凸模的结构设计35

8.3 成型零件工作尺寸的计算35

9 模具材料的选用38

9.1 模具材料选用原则38

9.2 注塑模具常用材料38

9.2.1型腔、型芯类零件38

9.2.2导向类零件38

9.2.3浇注系统零件39

9.2.4推出机构和抽芯机构零件39

9.2.5模板类零件39

9.3 塑料模具的选材39

9.3.1 模板零件的选材39

9.3.2 浇注系统零件的选材39

9.3.3 导向零件的选材39

9.3.4 推出机构零件的选材40

9.3.5 其它零件40

9.3.6 该套模具所用材料的性能比较40

10 结论41

参考文献42

致谢44

(1)脱模斜度

脱模斜度足为了便于塑件的脱模，以免在脱模过程中擦伤制品表面，其大小取决于塑料的收缩率。脱模斜度的取向要根据塑件的内外型尺寸而定。塑件内孔以型心小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状扩大方向标出，塑件外形以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状减小方向标出。要求开模后塑件留在型芯上，塑件表面的脱模斜度应小于外表面的脱模斜度。根据ABS的性能，型芯的脱模斜度取1o。

(2)塑件的圆角

为了防止塑件转角外产生应力集小，需要在塑件的转角处或内部连接处采用圆角过渡，外径圆角取R5mm，内径圆角取R3mm。塑件形状工艺性复杂，有一个规则的外表面，里面又有螺纹和圆角，使得脱模力增大，塑件的下平面又有仅2mm的壁厚，采用推板推出必然导致螺钉柱拉断，使得注塑工艺无法进行。所以，在下端盖内部必须设有推杆，以便推出塑件。

?(3)塑件的壁厚

塑件壁厚对塑件的成型、冷却及变形会产生较大的影响。塑件壁厚不均，会导致各个部分固化收缩不均匀，易产生气孔、裂纹、内应力等缺陷。根据饮水瓶盖的材料，结构、强度等方面的要求，下端大圆壁厚取2mm，中间层壁厚取2mm,上端小圆壁厚取1mm。

? (4)内，外螺纹

制品上的螺纹采用同一导程的螺纹，这样可以提高形腔制造的生产率，螺纹的导程为3mm。

?(6)大端外圆的防滑槽

在制品脱模时为便于下端的螺纹脱模，在外圆形腔上制出防滑槽，这样在螺纹形芯旋转脱模时，零件在上形芯中保持不旋转，从而可以顺利脱模，而且瓶盖在使用时可以加大摩擦力，还增加了外型的美观性。

1.2 材料的选用

塑料零件的材料为ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)

英文名称：Acrylonitrile Butadiene Styrene，乳白色，其表面要求无凹痕

比重：1.07克/立方厘米

成型收缩率：0.4-0.7%

成型温度：200-240℃

干燥条件：80-90℃ 2小时

熔点：130-160℃

热变形温度：90-108℃ (0.46MPa) 83-103℃ (0.185MPa)

抗拉屈服强度：50MPa

拉伸弹性模量：1.8×103MPa

抗弯强度：80MPa

冲击强度：261KJ.m2 （无缺口） 11 KJ.m2（缺口）

硬度：9.7HB

体积电阻系数：6.9×1016

击穿强度：15.7-19.7KV.mm-1

特点：1.综合性能好，冲击强度高，化学稳定性和电性能良好；

2.有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；

3.流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。

成型特性：

1.定形料，流动性中等，吸湿大，必须干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度，3小时；

2.宜取高料温，高模温，但料温过高易分解（分解温度为>270度）对精度较高的塑件，模具温度宜取50-60度，对高光泽、耐热塑件，模具温度宜取60-80度；

3.要解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变水位等方法；

4.如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。

1.3 塑件材质工艺性

此饮水瓶盖是采用 ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)注塑成的。查相关手册可知ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)成型特征：①非结晶型塑料，吸湿性强，要充分干燥；②流动性中等；③宜用高料温、高模温、较高压力注射；④模具浇注系统对料流阻力较小，应注意选择浇口的位置和形式。脱摸斜度取1°。

1.4 成型工艺性

查《型腔模具设计与制造》P.459附录常用热塑性塑料注射成型的工艺参数：

表1.1

名称时间段时间

预热和干燥料筒温度t(℃) 后段 150-170

中段 165-180

前段 170-180

成型时间（s）注射时间 20-90

高压时间 0-5

冷却时间 20-120

总周期 50-220

1.5 模具的结构形式

1.5.1型腔数量的确定及排列方式

饮水瓶盖为一小型零件，且塑件精度要求不高。多型腔模与单型腔模相比，具有以下优点：

（1）塑料制件的形状与尺寸精度始终一致；

（2）工艺参数易于控制；

（3）模具结构简单、紧凑，设计制造、维修大为简化。

一般来说，精度要求高的小型制品和中大型制品优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型制品（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。

由于考虑到加工成本，复杂程度以及与生产纲领等综合因素。我们初步选择为一模两腔的形式。

1.5.2分型面的位置确定

分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且涉及模具模具结构与制造成本。一般来说在成品设计的时候就要靠虑好分型面的形状和位置，然后才选者模具的结构，因此在选择分型面的时候应遵循以下原则：（1）分型面应该在塑件的最大截面处。否这会加大脱模和加工型腔的难度，或不能加工；（2）尽可能地将塑件留在动模一侧。因为在动模具一侧设置和制造脱模机构简便易行；（3）有利于保证塑件的尺寸精度；（4）有利于保证塑件外观的质量；（5）考虑满足塑件的使用要求；（6）长型芯应置于开模方向；（7）有利于排气；（8）有利于简化模具结构；（９）尽量减少分型面在合模方向上的投影面积。

经过将近二个多月的毕业设计，不但提高了运用CAD和PROE等机械制图软件的能力，而且把之前的专业知识综合运用起来，提高了运用专业知识解决实际问题的能力。

我所选的题目是吉康牌饮水瓶盖的注塑模具设计。仔细分析该模具，有内螺纹和外螺纹。外螺纹我采用侧抽芯结构成型，即瓣合的滑块为外螺纹型腔，在斜导柱的作用下迫使滑块向两边打开。内螺纹抽芯结构的设计花费了我大部分的时间，首先我准备采用齿轮带动内螺纹型芯的脱模结构。但仔细设计了几种方案后，如果螺纹型芯的动力由液压缸或电动机带动的话，不但生产率低，而且成本高。采用固定在定模座板上的齿条间接带动内螺纹型芯的方案也很难实现同步。最后我在徐慧老师的分析和指导下，发现此瓶盖壁较薄，材质较软，内螺纹的形状为半圆形，而其只有二圈，所以完全可以采用强制脱内螺纹的结构。这样不但极大的提高了生产率，降低了生产成本，而且操作简便，生产周期短。

确定方案后我分几个系统对此模具进行设计。边翻阅相关教科书和模具设计手册边画图，然后给指导老师看，老师提出修改意见后和同学共同讨论，在这种解决问题的过程中发现能力提升很快。每个系统的设计都有很多细节问题，比如标准件的配合问题，结构合理性的优化设计，制图的美观等等。

总之，通过本次设计，不但提高了综合运用知识的能力，而且增进了与老师以及同学之间的感情，在毕业前完成这样的一次设计是很有必要的。

参考文献

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[24] 赵浅主编．模具公差与检测[M]．机械工业出版社，1998．

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内容简介：: 2011届毕业设计（论文）课题任务书系：机械工程系专业：机械设计制造及自动化指导教师徐慧学生姓名张俊阳课题名称吉康牌饮水瓶盖的注射模具设计内容及任务1)本注射模具的用途、特点及设计目标等介绍；2)本注射模具的工作原理方案选择设计说明；3)本注射模具的总体结构与布局的设计说明；4)本注射模具重要零部件结构与参数设计计算说明5)本注射模具的重要零件材料选择与热处理说明等；6)翻译一篇与本课题或本学科相关的外文资料（3000字符左右）7)本模具的PRO-E图和某零件的数控加工程序拟达到的要求或技术指标1)本吉康牌饮水瓶盖的注射模具的总装配图和零件图等共折合A0不少于3张，至少一张手工绘制的A2的图纸2)设计计算说明书一份（5号字打印不少于40页，文中可插自画的说明图和表格，规范见校文件）；3)外文资料译文一篇（3000字符左右）进度安排起止日期工作内容备注第2-5周（2.28-3.11）第6周（3.14-3.25）第7-9周（4.4-4.24）第10-12周（4.25-5.15）第13-14周（5.16-5.29）第15周（5.29-6.3）第16周（6.3-6.10）调查研究，搜集资料集中实习，拟订开题报告，构思设计路线和方法设计阶段第一部分，方案拟订，绘制前期图纸设计阶段第二部分，模具总体设计和图纸绘制模具主体设计编写毕业说明书毕业答辩主要参考资料1）图书馆查阅有关注射模具方面的书籍及科技期刊2）网上查阅与课题有关的情报资料3）到相关模具生产和研究单位参观收集有关情报资料；4）参阅与注射模具相关的书籍。教研室意见年月日系主管领导意见年月日附表五湖南工学院毕业设计(论文)开题报告题目吉康牌饮水瓶盖的注射模具设计学生姓名班级学号专业机械设计制造及自动化1、研究的意义，同类研究工作国内外现状、存在问题（列出主要参考文献）模具生产技术水平的高低不仅是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，而且在很大程度上决定着这个国家的产品质量、效益及新产品开发能力。我国目前的模具开发制造水平比国际先进水平至少相差10年，特别是大型、精密、复杂、长寿命模具的产需矛盾十分突出，已成为严重制约我国制造业发展的瓶颈。模具是工业的基础工艺装备，在电讯、汽车、摩托车、电机、电器、仪器、家电、建材等产品中，80%以上都要依靠模具成形，用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产力和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“放大器”，用模具生产的最终产品的价值往往是模具自身价值的几十倍或上百倍，目前全世界的模具年产值约有600亿美元，日、美两国的模具工业产值早已超过机床工业产值。随着我国工业的不断发展，对模具提出越来越高的要求，因此，精密、大型、复杂、长寿命模具的需求发展将高于总量发展速度。李德群唐志玉.中国模具设计大典.江西：江西科学技术出版社，2003.2、研究目标、内容和拟解决的关键问题（根据任务要求进一步具体化）我国几个主要模具市场主要有：汽车、摩托车行业，电行业电讯行业，而塑料型材模具增幅将高于模具行业总体发展水平！我们的研究目标是：提高产品的质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具行业的应变能力，满足用户需要。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。本次我研究的内容就是：塑料模具中的塑料吉康牌饮水瓶盖的注射。1. 模具结构类型的选择与设计； 2. 型腔、型芯、连接、顶出、抽芯等零件的设计；3合模导向和定位机构的设计； 4. 主要零件（型腔型芯等）的选材； 5. 注射模成型零件部件设计； 6. 塑件脱模机构设计。解决的关键问题是：设计饮水瓶盖注射模螺纹抽芯结构：3、特色与创新之处a) 以塑料为原材料由注射模制成塑件产品，以代替金属材料。注射模设计的结构特点是：侧浇口形式的单分型面的注射模，具有侧向抽芯。4、拟采取的研究方法、步骤、技术路线研究方法：1查阅资料： 2.以实物零件做参考。3 塑件的测绘，塑件工艺性分析与结构性分析，塑件的使用与成型性能分析；4 模具结构的总体设计；5 装配图设计（草图修改计算机绘制）6 零件图的设计与绘制；7 设计图纸的校核；说明书的编写。技术路线：塑件工艺特点型腔数目的确定分型面与成型位置的确定抽芯机构设计浇注系统形式与浇口位置脱模机构5、拟使用的主要仪器设备、试剂和药品根据产品所生成模具尺寸拟定注塑机为：XS-ZY-125型卧式注塑机；根据产品的用途、工作环境、经济角度考虑选材：高密度聚乙烯；6、参考文献1詹友刚、Pro/ENGINEER中文野火版2.0基础教程、北京：清华大学出版社，20052齐晓杰. 塑料成型工艺与模具设计. 北京：机械工业出版社，20063沈齐文. 材料成型工艺基础. 武汉：华中科技大学出版社，20034许鹤峰、陈言秋编. 注塑模具设计要点与图例. 北京：化学工业出版社，19995章飞陈国平型腔模具设计与制造化学工业出版社.2003.86 廖念钊、古莹庵、李硕根编. 互换性与技术测量. 北京：中国计量出版社，20007 许发樾主编. 塑料模具设计制造与应用实例. 北京：机械工业出版社，2002.7指导教师批阅意见指导教师(签名)：年月日注：可另附A4纸 2011 届毕业论文吉康牌饮水瓶盖的注射模具设计系、部：机械工程系学生姓名：指导教师：职称讲师专业：机械设计制造及其自动化班级：完成时间：摘要本课题主要是针对吉康牌塑料饮水瓶盖的模具设计，通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是吉康牌塑料饮水瓶盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产吉康牌塑料饮水瓶盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对吉康牌塑料饮水瓶盖的具体结构，该模具是侧浇口的单分型面注射模具。由于塑件两端相通，又有螺纹，并且考虑到材质较软，内螺纹为半圆形且只有二圈，所以采用侧抽芯机构来实现外螺纹，内螺纹采用强制拔模。关键词塑料模具；饮水瓶盖；模具ABSTRACT This topic mainly aims at the mold design which The Water Injection bottle top of the label of jikang, through to models to carry on the craft the analysis and the comparison, designs a note mold finally. This topic from the product mix technology capability, the concrete mold structure embarks, to molds gating system, the mold formation parts structure, goes against the system, the cooling system, injection molding machines choice and the related parameter examination, has the detailed design, simultaneously and simple establishment molds processing craft. Through the entire design process indicated that this mold can achieve this to model the processing craft which an institute requests. It is The Water Injection bottle top of the label of jikang according to the topic designs primary mission injection molds design. It also designs an injection mold to produce The Water Injection bottle top of the label of jikang to attach models a product, realizes the automation to raise the output. Concrete structure which attaches in view of The Water Injection bottle top of the label of jikang, this mold is runner Shan Fen the profile injection mold. Because models both sides to be interlinked, also has the thread, must therefore use revolving to pull out the core organization and the side pulls out the core organization to realize. Considered the structure the particularity, its merit lies in two step movement to be possible also to carry on, and the movement is keen. Because the plastic parts connect at both ends, have thread, take into account that the material is soft, and the mould of internal thread is semi-circular and only two laps, it take the way of the core mechanism to achieve external thread, and internal thread use the way of force pull mode.Keywords ：Plastic Mold；Bottle Top；Mold目录1 塑件工艺分析21.1产品设计图21.2 材料的选用31.3 塑件材质工艺性41.4 成型工艺性41.5 模具的结构形式41.5.1型腔数量的确定及排列方式41.5.2分型面的位置确定52 模具结构及其工作过程63 注塑机型号的确定83.1 注射量的计算确定83.2 注射机的选择93.3 注射机的校核93.3.1 注射量的校核93.3.2 锁模力的校核103.3.3 模具高度与注射机闭合高度关系的校核104 浇注系统的设计与分析114.1 主流道设计114.1.1 主流道的设计要点114.1.2 主流道衬套形式114.1.3 主流道衬套的固定124.2 分流道的设计124.2.1 分流道设计要点124.2.2 分流道布置形式134.2.3 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积134.3 浇口的设计154.3.1 浇口设计的基本要点154.3.2 浇口的形式164.4 冷料穴的设计174.4.1 主流道的冷料穴174.5 拉料杆的设计175 导向、推出及复位机构的设计195.1 导向机构设计195.1.1 导向机构的作用195.1.2 导柱195.1.3 导套205.1.4 导柱与导套的配合215.2 脱模机构设计215.2.1 脱模机构的组成225.2.2 对脱模机构的要求225.2.3 脱模机构的分类225.2.4 推杆推出机构235.3复位机构设计256 侧向分型与抽芯机构的设计266.1 侧向分型与抽芯机构的分类266.1.1确定抽芯机构形式266.1.2斜导柱抽芯的结构尺寸276.1.3 滑槽286.1.4 压紧块286.1.5 定位装置297 冷却系统的设计307.1 冷却系统设计要点307.2 冷却系统的计算307.2.1塑件传给模具的热量307.2.2 冷却水的体积流量计算317.2.3确定冷却水管的直径d317.2.4确定冷却水在管道的流速327.2.5. 求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数327.2.6 .求冷却管道的总传热面积327.2.7. 求模具上应开设的冷却水孔数327.3 冷却系统设计338 成型零件的设计348.1 凹模的结构设计348.2 凸模的结构设计358.3 成型零件工作尺寸的计算359 模具材料的选用389.1 模具材料选用原则389.2 注塑模具常用材料389.2.1型腔、型芯类零件389.2.2导向类零件389.2.3浇注系统零件399.2.4推出机构和抽芯机构零件399.2.5模板类零件399.3 塑料模具的选材399.3.1 模板零件的选材399.3.2 浇注系统零件的选材399.3.3 导向零件的选材399.3.4 推出机构零件的选材409.3.5 其它零件409.3.6 该套模具所用材料的性能比较4010 结论41参考文献42致谢4443湖南工学院本科生毕业设计（论文）前言随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”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生产的发展和质量提高，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“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是金”。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战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，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。本次毕业设计的主要任务是吉康牌饮水瓶盖的注塑模具设计。也就是设计一副注塑模具来生产吉康牌饮水瓶盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对吉康牌饮水瓶盖的具体结构，通过此次设计，使我对点浇口单分型面模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。本论文共分了十章，内容包括注塑件结构分析与材料的选择，型腔数量和布局，注射机型号的选择，分型面的设计，浇注系统的设计与分析，排气系统的设计，导向.推出及复位机构的设计，侧向分型与抽芯机构的设计，冷却的计算，有关校核的计算，成型零件的设计，模具动作过程，模具材料选择及数控程序的编制. 由于本人的水平有限，说明书中难免存在错误和不足之处，敬请老师们指正。1. 塑件工艺分析1.1产品设计图图1(1)脱模斜度脱模斜度足为了便于塑件的脱模，以免在脱模过程中擦伤制品表面，其大小取决于塑料的收缩率。脱模斜度的取向要根据塑件的内外型尺寸而定。塑件内孔以型心小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状扩大方向标出，塑件外形以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状减小方向标出。要求开模后塑件留在型芯上，塑件表面的脱模斜度应小于外表面的脱模斜度。根据ABS的性能，型芯的脱模斜度取1。(2)塑件的圆角为了防止塑件转角外产生应力集小，需要在塑件的转角处或内部连接处采用圆角过渡，外径圆角取R5mm，内径圆角取R3mm。塑件形状工艺性复杂，有一个规则的外表面，里面又有螺纹和圆角，使得脱模力增大，塑件的下平面又有仅2mm的壁厚，采用推板推出必然导致螺钉柱拉断，使得注塑工艺无法进行。所以，在下端盖内部必须设有推杆，以便推出塑件。 (3)塑件的壁厚塑件壁厚对塑件的成型、冷却及变形会产生较大的影响。塑件壁厚不均，会导致各个部分固化收缩不均匀，易产生气孔、裂纹、内应力等缺陷。根据饮水瓶盖的材料，结构、强度等方面的要求，下端大圆壁厚取2mm，中间层壁厚取2mm,上端小圆壁厚取1mm。 (4)内，外螺纹制品上的螺纹采用同一导程的螺纹，这样可以提高形腔制造的生产率，螺纹的导程为3mm。 (6)大端外圆的防滑槽在制品脱模时为便于下端的螺纹脱模，在外圆形腔上制出防滑槽，这样在螺纹形芯旋转脱模时，零件在上形芯中保持不旋转，从而可以顺利脱模，而且瓶盖在使用时可以加大摩擦力，还增加了外型的美观性。 1.2 材料的选用塑料零件的材料为ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物) 英文名称：Acrylonitrile Butadiene Styrene，乳白色，其表面要求无凹痕比重：1.07克/立方厘米成型收缩率：0.4-0.7%成型温度：200-240 干燥条件：80-90 2小时熔点：130-160 热变形温度：90-108 (0.46MPa) 83-103 (0.185MPa)抗拉屈服强度：50MPa拉伸弹性模量：1.8103MPa抗弯强度：80MPa冲击强度：261KJ.m2 （无缺口） 11 KJ.m2（缺口）硬度：9.7HB体积电阻系数：6.91016 击穿强度：15.7-19.7KV.mm-1特点：1.综合性能好，冲击强度高，化学稳定性和电性能良好； 2.有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别； 3.流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。成型特性：1.定形料，流动性中等，吸湿大，必须干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度，3小时；2.宜取高料温，高模温，但料温过高易分解（分解温度为270度）对精度较高的塑件，模具温度宜取50-60度，对高光泽、耐热塑件，模具温度宜取60-80度；3.要解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变水位等方法；4.如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。1.3 塑件材质工艺性此饮水瓶盖是采用 ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)注塑成的。查相关手册可知ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)成型特征：非结晶型塑料，吸湿性强，要充分干燥；流动性中等；宜用高料温、高模温、较高压力注射；模具浇注系统对料流阻力较小，应注意选择浇口的位置和形式。脱摸斜度取1。1.4 成型工艺性查型腔模具设计与制造P.459附录常用热塑性塑料注射成型的工艺参数：表1.1 名称时间段时间预热和干燥料筒温度t() 后段 150-170 中段 165-180 前段 170-180成型时间（s）注射时间 20-90 高压时间 0-5 冷却时间 20-120 总周期 50-2201.5 模具的结构形式1.5.1型腔数量的确定及排列方式饮水瓶盖为一小型零件，且塑件精度要求不高。多型腔模与单型腔模相比，具有以下优点：（1）塑料制件的形状与尺寸精度始终一致；（2）工艺参数易于控制；（3）模具结构简单、紧凑，设计制造、维修大为简化。一般来说，精度要求高的小型制品和中大型制品优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型制品（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。由于考虑到加工成本，复杂程度以及与生产纲领等综合因素。我们初步选择为一模两腔的形式。1.5.2分型面的位置确定分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且涉及模具模具结构与制造成本。一般来说在成品设计的时候就要靠虑好分型面的形状和位置，然后才选者模具的结构，因此在选择分型面的时候应遵循以下原则：（1）分型面应该在塑件的最大截面处。否这会加大脱模和加工型腔的难度，或不能加工；（2）尽可能地将塑件留在动模一侧。因为在动模具一侧设置和制造脱模机构简便易行；（3）有利于保证塑件的尺寸精度；（4）有利于保证塑件外观的质量；（5）考虑满足塑件的使用要求；（6）长型芯应置于开模方向；（7）有利于排气；（8）有利于简化模具结构；（）尽量减少分型面在合模方向上的投影面积。 2. 模具结构及其工作过程模具的分型面选择在塑件的大平面处，1模2腔，模具的结构如图2-1所示。模具结构图1动模座板 2 垫块 3 弹簧 4 支撑板 5斜导柱 6定位钢珠 7滑块 8锁紧块 9定模座板 10主流道套 11内六角螺钉 12 螺纹型芯 13定模板 14推杆15复位杆16内六角螺钉 17拉料杆 18推板固定板19推板 9 模具动作过程模具装配试模完毕之后，模具进入正式状态，其基本工作过程如下：1）对塑料PE进行烘干，并装入料斗；2）清理模具型芯、型腔，并喷上脱模剂，进行适当的预热；3）合模、锁紧模具；4）对塑料进行预塑化，注射装置准备注射；5）注射过程包括充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模；6）模具工作过程如下：开模时，在模板受到脱模力的作用下，开合模系统带动动模部分后移，动模座板(1)带动动模移动，在分型面分型，滑块（7）在斜导柱的作用下向二边打开，外螺纹型腔分开，此过程中凝料在拉料杆（17）的作用下，脱松，动模移动到指定距离停下后，侧抽芯完成动作。然后注射机推动推杆固定板，推杆发生作用，推动推环动作，内螺纹被强制拔模，推出塑件脱落。同时拉料杆将凝料推出自动脱落。合模时，复位杆（15）上的弹簧（3）作用在推杆固定板(18)上，使推杆（14）和拉料杆（17）回复初始位置首先复位，继续运动，当滑块（7）在斜导柱（5）的作用下，产生相对运动，压制滑块（7）沿导轨产生横向运动，迫使滑块复位，继续合模动作，当楔块（8），定模座板（9）和滑块（7）完全啮合时，动模板和定模板啮合，最后模腔闭合，合模动作完成。开始下一个工作循环过程。7）塑件的后处理。去掉塑件上的毛刺，对塑件进行调湿处理。结论该塑件结构特点决定了其模具结构必须采用螺纹抽芯结构，因为是一模两腔，本设计采用了两个一起抽出的侧抽芯结构，即滑块抽出外螺纹，不但简单快捷，而且操作方便。仔细分析内螺纹部分发现，壁薄而且材质较软，而且是半圆型螺纹，只有二圈，所以采用强制拨模方式。经生产实际验证，该模具结构设计合理、紧凑，开合模顺畅，生产效率高，试模一次完成，生产出的塑件完全符合要求。3. 注塑机型号的确定3.1 注射量的计算确定由pro/e塑件分析知体积 = 1.2609858e+04 毫米3曲面面积 = 1.4808518e+04 毫米2密度 = 1.0700000e-03 公吨 / 毫米3质量 = 1.3497863e+01 公吨根据_PRT0001坐标边框确定重心:X Y Z -1.2447207e-02 1.1460030e-02 1.4797662e+01 毫米相对于_PRT0001坐标系边框之惯性. (公吨 * 毫米2)惯性张量Ixx Ixy Ixz 7.2745531e+03 3.5335225e+00 -3.1989071e+00Iyx Iyy Iyz 3.5335225e+00 7.2785555e+03 -4.3487049e+00Izx Izy Izz -3.1989071e+00 -4.3487049e+00 7.2675521e+03重心的惯性(相对_PRT0001 坐标系边框) (公吨 * 毫米2)惯性张量Ixx Ixy Ixz 4.4897107e+03 3.5317083e+00 -5.5414048e+00Iyx Iyy Iyz 3.5317083e+00 4.4937128e+03 -2.1919887e+00Izx Izy Izz -5.5414048e+00 -2.1919887e+00 7.2675484e+03主惯性力矩 (公吨 * 毫米2)I1 I2 I3 4.4876477e+03 4.4957631e+03 7.2675612e+03从_PRT0001 定位至主轴的旋转矩阵: 0.86438 0.50284 -0.00200 -0.50284 0.86438 -0.00079 0.00133 0.00169 1.00000从_PRT0001 定位至主轴的旋转角(度):相对 x y z 的夹角 0.000 -0.114 -30.188 相对主轴的回旋半径：R1 R2 R3 1.8784615e+01 1.8801593e+01 2.3904919e+01 毫米查表一可知ABS塑料的密度为=1.07kg/dm3 塑件的质量M=v =1.071012.6110 =13.50g由上面计算可知塑件的总体积为16cm 凝料流到的参数尚未定下，一般估算时采用塑件的0.60.8倍的关系计算，我们选用0.6从以上分析确定一型腔的注射量为M实 =1.613.50=21.60g V =M/1.07 =20.17cm3.2 注射机的选择根据每一生产周期注射量和锁模力的计算值，查书型腔模具设计与制造（表3-1 常用国产注射机的技术规范）初步定下注射机的型号为 XS-ZY-125，具体参数如表3-1所示.表3.1 名称数值理论注射容量 125cm3螺杆直径 42mm注射压力 119MPa注射行程 115mm注射时间 1.6s锁模力 900KN最大成型面积喷嘴球半径 12mm锁模方式双曲轴模板尺寸 330440mm模板最大行程 180mm最大模厚 300 mm最小模厚 200mm 模具定位孔直径 100mm 喷嘴孔直径 4 mm注射机与模具是注射模具配套使用的，因此应了解注射的规格与性能，并对选用的注射机的基本参数进行校核。3.3 注射机的校核3.3.1 注射量的校核必须使用一个成型周期内所需要注塑的塑料熔体的量在注射机额定的注射量的80%以内，按以下关系： nVs + Vj=0.8Vg n 模具型腔数量 Vs 单个塑件的容积或质量（mm或g） Vj 浇注系统和飞边所需的塑料的容积或质量 Vg注射机额定注射量由上计算知： 12.612+12.610.6=32.78=Pm(n As+Aj)F注射机的合模力As Aj 分别为塑件和浇注系统在分型面上的投影面积。Pm塑件熔体在模具型腔内的平均压力（MP）通常模具压力为2040 MP这里取 Pm 为30 MP900 10=3010(2440+472)10=40560N3.3.3 模具高度与注射机闭合高度关系的校核足要模具的闭合高度应该在注射机最大与最小闭合高度之间，即 HHH H-注射机的最小闭合高度（mm); H-模具的闭合高度（mm); H-注射机的最大闭合高度（mm)由已知得： 200252300所以由以上校核得，所选的注射机型号满足要求。4 浇注系统的设计与分析4.1 主流道设计主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度主流道（也叫进料口），它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难。主流道部分在成型过程中，其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢T8A、T10A等，热处理要求淬火5357HRC。在一般情况下，主流道不直接开设在定模板上，而是制造成单独的浇口套，镶定在模板上。小型注射模具，批量生产不大，或者主流道方向与锁模方向垂直的模具，一般不用浇口套，而直接开设在定模板上。4.1.1 主流道的设计要点主流道的设计要点有：（1）主流道圆锥角a=2-3，对流动性差的塑料可取3-6，内壁粗糙度为Ra0.63um；（2）主流道大端呈圆角，半径r=1-3，以减小料流转向过渡是的阻力；（3）在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型；(4) 对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下是将主流道衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。4.1.2 主流道衬套形式主流道衬套俗称浇口套，是注射机喷嘴在注射模具上的座垫，在注射时它承受很大的注射机喷嘴端部的压力，同时由于浇口套末端通过流道浇口与型腔相连接，所以也承受模具型腔压力的反作用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压入模具内，浇口套的结构上要增加台肩，并用螺钉紧固在模板上，这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶出。本设计是小型模具，浇口套的结构形式有两种，一种是整体式，即定位圈与浇口套为一体，并压配于定模板内，一般用于小型模具；另一种为将浇口套和定位圈设计成两个零件，然后配合在模板上，主要用于中、大型模具。本设计的模具为一副小型模具，故采用前一种结构形式。衬套和定位圈还是设计成整体式，主流道长度约等于定模板的厚度（见模架的确定和装配图）衬套如图所示，材料选用T8A钢，热处理淬火后表面硬度为5055HRC。4.1.3 主流道衬套的固定主流道衬套的固定采用四个M620的内六角螺钉与模板相连接，尺寸20处与模板之间采用H7/k6的过渡配合。图4.1 主流道衬套4.2 分流道的设计分流道指主流道末端与浇口之间着一段塑料熔体的流动通道。其基本作用是在压力损失最小的条件下，将来自主流道的熔融塑料，以较快的速度送到浇口处充模。也就是起分流和转向的作用。同时，在保证熔体均匀地分配到各型腔的前提下，要求分流道中残留的熔融塑料最少，以减少冷料的回收。多型腔模具必定设置分流道，单型腔大型塑件在使用多个点浇口是也要设置分流道。4.2.1 分流道设计要点1由于机械加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。常用的分流道截面形状一般分为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等；圆形分流道的直径一般在3.29.5mm，对于粘度大透明度要求高的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯等）应采用较大的分流道，但对于流动性好的聚丙烯，尼龙等，分流道短时，可小到直经为2毫米。2在保证正常的注射成型工艺条件下，分流道的截面尺寸应尽量小，长度尽量短。3较长的分流道应在末端开设冷料穴，以便容纳注射开始时产生的冷料和防止空气进入模腔。4在多型腔注射模具中，各分型面的长度均应一致，保持相对平衡，以保证熔融的塑料同时均匀地充满各个型腔。主流道的截面积应大于各分流道截面积之和。5设计分流道时，应先取较小的尺寸，以便于试模后根据实际情况进行修正。6如果分流道较多时，应加设分流锥。7分流道内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6 m 左右即可，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，以保证熔体流动有适宜的剪切速率和剪切热。4.2.2 分流道布置形式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各个型腔，但根据本塑件的特点以及加工得方便，采用平衡式分流道。如图4-3所示。图4.2 分流道形式4.2.3 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积1)形状及截面尺寸分流道截面有圆形、矩形、梯形U形和六角形等等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，要尽量把流道的截面积设计得大些，表面积小些。因此可以用流道的截面积与其周长的比值来表示流道的效率，各种截面分流道的效率如图4.3所示。图4.3 不同截面分流道的效率2）各种截面形式的优缺点比较A、圆形截面流道:优点:表面积与体积之比最小,压力损失及温度损失小,有利于塑料的流动及压力传递缺点: 必须在定模动模上各分一半,这给模具加工带来一定困难B、“U”形截面流道:优点: 其截面形式接近圆形截面,同时只需在模具的一面加工缺点: 与圆形截面相比,热损失较大,流道废料多C、梯形截面流道优点: 便于流道的加工及刀具选择缺点: 热量损失较大从各种截面形状的优缺点可知，圆形和正方形流道的效率最高。一般分型面为平面时，通常采用圆形截面的流道。为了加工方便，分流道的截面采用半圆形。（1因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料的品种来粗略估计分流道的直径，对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑件，可用以下经验公式确定分流道的直径： D1=0.2654=0.2654=9.2mm取 =10mm 式中流经分流道的塑料量；分流道的长度；分流道的直径。（2) 凝料体积分流道截面积： A=39.25mm分流道长度：L=16mm凝料体积：Q= LA=1639.25=628mm（3) 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。4.3 浇口的设计浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注射模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。浇口的作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑料后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的热料回流。浇口设计与塑料制品形状、塑料制品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数（压力等）及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭，便于使塑料制品分离，塑料制品的浇口痕迹亦不明显。塑料制品质量的缺陷，如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等，往往都是由于浇口设计不合理而造成的。浇口的主要作用有如下几点：(1)熔体充模后，首先在浇口处凝固，当注射机螺杆抽回时可防止熔体向流道回流；(2)熔体在流经狭窄的浇口时会产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模；(3)易于切除浇口尾料；(4)对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料。对于多浇口的单型腔模具，浇口除了能用来平衡进料外，还能用以控制熔接痕在制品中的位置。4.3.1 浇口设计的基本要点1) 尽量缩短流动距离浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模具型腔，尽量缩短熔体的流动距离，减少压力损失，有利于排除模具型腔中的气体，这对大型塑件更为重要。2) 浇口应设在塑件制品断面较厚的部位当塑件的壁厚相差较大时，若将浇口开设在塑件的薄壁处，这时塑料熔体进入型腔后，不但流动阻力大，而且还易冷却，以致影响了熔体的流动距离，难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角度考虑，塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方，若浇口开设在薄壁处，则厚壁处极易因液态体积收缩得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡。因此为保证塑料熔体的充分流动性，也为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因液态体积收缩时所需的补料，一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。3) 必须尽量减少或避免熔接痕由于成型零件或浇口位置的原因，有时塑料充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤为严重。有时为了增加熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤其严重。一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生，有时为了增加熔体汇合处的溶接牢度，可以在溶接处外侧设一冷料穴，使前锋冷料引如其内，以提高熔接强度。在选择浇口位置时，还应考虑熔接的方位对塑件质量及强度的不同影响。4) 应有利于型腔中气体的排除要避免从容易造成气体滞留的方向开设浇口。如果这一要求不能充分满足，在塑件上不是出现缺料、气泡就是出现焦斑。同时熔体充填时也不顺畅，虽然有时可用排气系统来解决，但在选择浇口位置时应先行加以考虑。5) 考虑分子定向影响充填模具型腔期间，热塑性塑料会在流动方向上呈现一定的分子取向，这将影响塑件的性能。对某一塑件而言，垂直流向和平行于流向的强度、应力开裂倾向等都是有差别的，一般在垂直于流向的方位上强度降低，容易产生应力开裂。6) 避免产生喷射和蠕动（蛇形流）塑料熔体的流动主要受塑件的形状和尺寸以及浇口的位置和尺寸的支配，良好的流动将保证模具型腔的均匀充填并防止分层。塑料溅射进入型腔可能增加表面缺陷、流线、熔体破裂及气，如果通过一个狭窄的浇口充填一个相对较大的型腔，这种流动影响便可能出现。特别是在使用低粘度塑料熔体时更应注意。通过扩大尺寸或采用冲击型浇口（使料流直接流向型腔壁或粗大型芯），可以防止喷射和蠕动。7) 浇口与塑件连接得部位应成R0.5的圆角或0.545的倒角；浇口和流道连接的部位一般斜度为3045，并以R1R2的圆弧和流道底面相连接。4.3.2 浇口的形式浇口的截面积一般很难用理论公式计算，通常要根据经验公式确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道截面积的3%9%，截面形状通常为矩形或圆形。浇口长度为0.52mm，表面粗糙度Ra不低于0.4m。具体浇口截面尺寸应根据不同的浇口类型来确定。浇口的形式多种多样，但常用的浇口有如下11种：直接浇口、侧浇口、扇形浇口、平缝浇口、环形浇口、盘形浇口、轮辐浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏浇口、护耳浇口等。本次设计采用侧浇口，点浇口是截面形状小如针点的浇口，应用范围十分广泛，一般情况下，侧浇口均开设在模具的分型面，从制品内侧或外侧边缘进料。它能方便的调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，是被广泛采用的一种浇口形式。它的截面形状通常采用矩形。4.4 冷料穴的设计当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低，形成冷料渣，为了集存这部分冷料渣，在进料口的末端的动模板上开设一个洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。在注射时必须防止冷料渣进入流道或模具型腔内，否则将会堵塞流道和减缓料流速度，进入模具型腔就会造成塑料制品上的冷把或冷斑。冷料穴位于主流道正对面的动模板上,或者处于分流道的末端，其作用是收集熔体前锋的冷料,防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种,一种专门用于收集、贮存冷料，另外一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的作用。根据需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道转向的位置，甚至在型腔的末端开设冷料穴。冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径d 的1.52倍。有的冷料穴兼有拉料的作用，在圆管形的冷料穴底部装有一根Z形头的拉料杆，称为钩形拉料杆，这是最常用的冷料穴形式。同类形的还有倒锥形和圆环糟形的冷料穴。4.4.1 主流道的冷料穴本设计采用常用的Z形头冷料穴。如下图所示。图4.3 冷料穴的形式4.5 拉料杆的设计拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动模一侧，其分为主流道拉料杆和分流道拉料杆，本设计只设计了主流道拉料杆如下图：材料：T8A 热处理5055HRC图4.6 拉料的杆固定与配合5 导向、推出及复位机构的设计5.1 导向机构设计导向机构对于塑料模具是必不可少的部件，因为模具在闭合时有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向定位。本设计采用导柱导向。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。5.1.1 导向机构的作用导向机构的主要作用：定位、导向、承受一定侧压等作用。1.定位作用为避免模具装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。2.导向作用动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔以保证不损坏成型零件。3. 承受一定侧压力塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制使导柱在工作中承受一定的侧压力，此时，导柱能承担一部分侧压力。若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需设锥面定位机构。5.1.2 导柱1.长度导柱的长度必须比凸模端面要高出812mm，以避免出现导柱未导正方向而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。2.形状导柱的端部做成锥形或球形的先导部分，使导柱能顺利进入导柱孔。3.材料导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢渗碳处理淬火处理或碳素工具钢（T8、T10）经淬火处理硬度5055HRC，导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8m，导向部分表面粗糙度Ra为0.80.4m。导柱滑动部位按需要可设油槽。4.数量及布置导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心到模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度（导柱中心到模具边缘距离为导柱直径的11.5倍）。为确保合模时只能按一个方向合模，导柱的布置可采用等直径不对称布置或不等径导柱对称布置。导柱可以设置在动模一侧，也可设置在定模一侧，应根据模具结构来确定。在不妨碍脱模取件的条件下，导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧。5. 配合精度导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6,或H7/k6的过渡配合；导柱的导向部分通常采用H7/f7或H8/f8的间隙配合。本设计中导柱采用标准件，根据塑料模具设计（刘昌祺主编）表7-4阶梯形导柱（B型）选用有储油槽导柱如下。尺寸： D = 25mm S = 6 mm L1= 25 m L = 57mm d = 20 mm数目：四个布置：等径对称布置，设置在动模一侧配合精度：固定端与模板之间采用H7k6的过渡配合导向部分采用H7/f7的间隙配合图5.1 导柱5.1.3 导套1.分类导套有直导套和带头导套，直导套结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；带头导套结构较复杂，用于精度较高的场合，导套的固定孔便于与导柱的固定孔同时加工。也可以直接在模板上开设导向孔，而不用独立的导套，这种形式的孔加工简单，适用于生产批量小，精度要求不高的模具。2.形状为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒圆角，导柱孔最好打通，否则导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出而产生压力，给导柱的进入造成阻力。3.材料可用淬火铜或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善磨擦，以防止导柱或导套拉毛。导套的选择应根据模板的厚度来确定，材料为T8A，硬度HRC5055,或采用20钢渗碳0.50.8厚，淬硬到HRC5660。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8m。本设计导套采用标准件，根据GB/T 4169.3-1984选用带头导套型，装在动模垫板上，其主要尺寸如下图所示：图5.2 导套尺寸： D = 36 mm S = 8mm d = 20 mm L = 50 mm d1 =30 mm 数目：四个5.1.4 导柱与导套的配合由于模具的结构不同，选用的导柱和导套的结构也不同，本设计导柱和导套的配合如下图所示: 图5.3 导柱与导套的配合5.2 脱模机构设计在注射成型的每一循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，脱出塑件的机构称为脱模机构或推出机构。5.2.1 脱模机构的组成由推杆、推杆固定板、推板、复位杆、拉料杆、回程弹簧组成，其中，拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动模一侧；推杆用来顶制品；推杆固定板用来固定推杆，拉料杆；利用回程弹簧起复位导向作用。5.2.2 对脱模机构的要求1.塑件留于动模。2.模具的结构应保证塑件在开模过程中留在具有脱模装置的半模上及动模上，不要出现粘模现象。3.塑件不变形损坏4.具有良好的塑件外观5.结构可靠5.2.3 脱模机构的分类脱模机构可按动力来源分类也可按模具结构分类1.根据动力来源分类，分为手动脱模、机动脱模、液压脱模、气动脱模。2.根据推出零件的类别分类，可分为推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、凹模或成型推杆（块）推出机构、多元综合推出机构等。3. 根据模具结构特征分类，分为简单脱模机构、动定模双向推出机构、顺序推出机构、二级推出机构、浇注系统凝料的推出机构等。推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点。推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出。推杆的截面形状；可分为圆形，方形或椭圆形等其它形状，根据塑件的推出部位而定，最常用的截面形状为圆形；推杆又分为普通推杆和成型推杆两种，前者只是起到将塑件推出的作用，后者不仅如此还能参与局部成型，所以，推杆的使用是非常灵活的。1）推杆尺寸计算：本设计采用的是推环和推杆推出，在求出脱模力的前提下可以对推杆或推管做出初步的直径预算并进行强度校核。本设计采用的是圆形推杆，圆形推杆的直径由欧拉公式简化为：d=k() =1.5() = 5.61 mm d推杆直径； n推杆的数量，n取6L推杆长度（参考模架尺寸，估取L=140）； E推杆材料的弹性模量，取E=2.110MPk安全系数，取k=1.5； F总的脱模力，F=33324（N）；实际推杆尺寸直径为6mm，可见是符合要求的。但为了安全起见，再对其进行强度校核，强度校核公式为： d 3mm 满足强度要求。推杆材料的许用压应力, =150Mpa。2）推杆的固定形式：推杆的固定形式有多种，但最常用的是推杆在固定板中的形式，此外还有螺钉紧固等形式。本设计采用的推出机构是推杆推出机构。5.2.4 推杆推出机构由于设置推杆位置的自由度较大因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推出各种塑件。推杆推出机构的特点：推杆加工简单，更换方便，脱模效果好。推杆设计的注意事项：1. 推出位置推杆的推出位置应设在脱模阻力大的地方，推杆不宜设在塑作最薄的处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可增加推出面积来改善塑件受力状况。推出面积较少时，一般采用推出盘推出，此设计的推杆放置在产品的中央。2.直径推杆直径不宜过细，应有足够的刚度和强度，能承受一定的推力，一般推杆的直径为2.515mm。为了避免细长杆变形，对于直径为2.5mm以下的推杆最好设计成阶梯形。3.装配位置推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.051mm，否则，会影响塑件使用。4.数量在保证塑件质量，能够顺利脱模的情况下，推杆的数量不宜过多。当塑件不允许有顶出痕迹，可用顶出耳的形式脱模后将顶出耳剪掉。5. 推杆形状与尺寸推杆的材料多用钢45、T8、T10, 推杆头部要淬火处理HRC50以上，工作端面的粗糙度低于Ra0.8。常用的推杆形式有、矩形、D形。圆形结构简单，应用最广。推杆直径d与形腔部分推杆孔一般采用H7/e7H8/f8的间隙配合; 装配部分应保证D-d=46 毫米；轴肩厚约46毫米。6. 推杆与推杆固定板的连接形式及配合图：图5.4 推杆的固定与配合图5.4推杆的固定与配合布置：在一个塑件上布置推杆位置如图5-4所示本设计采用圆形推杆，参照GB/T 4169.1-1984设计其结构主要尺寸如下：推杆 6160mm GB/T4169.1-1984尺寸：D=12mm d=6mm s=3mm L=160mm数目：2根。然后根据需要把推杆加工成长度为140mm。图5.5 推杆图5.6 带螺纹的推杆 5.3复位机构设计复位杆又叫回程杆，利用复位弹簧使推杆及推板复位并起导向作用。模板与复位杆配合的孔的极限偏差取H7。本设计由于有侧向抽芯，侧抽芯机构在合模时与推杆会发生干涉，故在复位杆复位之前采用弹簧先行复位，使推杆先于侧型芯复位，保证模具动作的顺利。本设计复位杆设计根据GB/T4169.1-1984采用与推杆相同的标准，主要尺寸如下：图5.7 回程杆D=25mm d=20mm s=4mm L=125mm6 侧向分型与抽芯机构的设计当塑料制品侧壁带有通孔、凹槽、凸台时，塑料制品不能直接从模具内脱出，必须将成型侧孔、凹槽、及凸台的成型零件做成活动的，称为活动型芯。完成活动型芯抽出和复位的机构叫作抽芯机构。本设计中的杯托手柄部分就要用到侧向抽芯。因为有侧抽机构的注射模，其可动零件多，动作复杂，因此，侧抽机构的设计应以可靠、简单、灵活和高效为准。6.1 侧向分型与抽芯机构的分类根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压（液动）或气动以及手动等三大类。1.机动侧向分型与抽芯机构2 液压或气动侧向分型与抽芯机构3 手动侧向分型与抽芯机构6.1.1确定抽芯机构形式瓶盖的生产属于大批量的，故设计的侧抽芯机构应首先考虑可靠耐磨，灵活方便。根据模具的结构形式、抽芯部位的结构特点（抽芯距、抽芯成型面积等），综合分析比较后，采用斜导柱抽芯和斜滑块抽芯都可以，但在此模具结构中，为使模具结构简单，便于加工制造，采用斜导柱抽芯较合适。斜导柱抽芯机构是由与开模方向成一定角度的斜导柱和滑块所组成。为了保证抽芯动作平稳可靠，必须有滑块定位及闭锁装置等。在一般情况下斜导柱固定在定模上，但有时根据塑料制品的结构形状、分型面及浇注系统等各方面的要求，斜导柱也有固定在动模上的。在本模具设计中，根据上述分析就采用将斜导柱也有固定在动模上的方案。斜导柱固定在动模上的抽芯机构如下所示：图6.1 斜导柱抽芯结构图开模时，装在导柱固定板上的斜导柱使滑块向左移动，抽出型芯，使模具沿分型面分开。6.1.2斜导柱抽芯的结构尺寸把型芯从塑料制品成型位置抽到不妨碍塑料制品脱出的位置，即型芯在抽拔方向的距离，称为抽芯距。抽芯距应等于成型孔深度加上2-3mm。 1）抽芯距的计算： S =29+3=32mm L =S/sin =32/sin20 =32/0.342=93.56mm为了使开模后斜导柱停留在滑块中，有效长度取125mm。抽芯距（mm） L斜导柱的有效长度（mm）斜导柱的倾斜角，一般取。在这里我取的是20。图6.2 斜导柱尺寸图这里滑块镶在凹模内，所以型芯部分的结构形式及尺寸由塑料零件的结构尺寸决定，滑块的具体结构及尺寸详见零件图。2）脱模力计算塑料制品在冷却时包紧型芯产生包紧力，若要将型芯抽出，必须克服由包紧力引起的摩擦阻力，这种力叫做脱模力。在开始抽芯瞬间所需的脱模力最大。对建模进行受力分析，如图所示：F制件对型芯的包紧力（N）； F、FF的垂直和水平分量（N）； FF的反作用力（N）； F沿凸模表面的脱模力（N）；F沿制件出模方向所需的脱模力（N）；脱模斜度；F= Fcos;F= F= Fsin;F= F= Fcos;F=( FF) cos =( FcosFsin) cos = Fcos( cossin) 所以，脱模力的计算公式为： =653810(0.2cos1sin1) =4520NF脱模力(N)；L活动型芯被塑料制品包紧的断面形状的周长(mm)，L=18+17+18+12=65mm；h成型部分深度(mm)；p单位面积包紧力,10MPa；摩擦系数，取0.2；脱模斜度。6.1.3 滑槽侧向抽芯过程中，滑块必须在滑槽内运动，并要求平稳且具有一定精度。滑块完成抽拨动作后，其滑动部分应有全部或部分长度留在滑槽内。滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而且保留在滑块内的长度不应小于这个数值这个数值的2/3.否则，滑块开始复位时容易偏斜，甚至损坏塑模。滑槽对滑块的导滑部分采用间隙配合，配合精度可选用H8/g7或H8/h8,其他各处均应留有间隙。滑块的滑动部分和滑槽导滑面的表面粗糙度Ra均应小于0.63-1.25m。6.1.4 压紧块压紧块工作部分一般是斜锲面。为了保证斜面能合模时压紧滑块，而在开模时又能迅速脱开滑块，避免压紧影响斜导柱对滑块的驱动，锲角一般都比斜导柱的倾角大1-2。图6.3 压紧块示意图 6.1.5 定位装置设计中采用钢珠定位装置，具体结构见下图6.4. 图6.4 定位钢珠示意图该结构的优点是结构紧凑，定位精度高。在滑块上开有二个小孔，合模时钢珠部分进入小孔内，表示合模完成。开模时当另一个小孔和钢珠配合时，表示达到开模位置。该结构上面是钢珠，直径大于顶端螺孔直径，约1/3留在外面，中间是一弹簧，底端用限位螺钉固定。7 冷却系统的设计在注射成型过程中，模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型的性能和型工艺要求不同，模具的温度也要求不同。一般注射到模具内的塑料温度在60度以下。温度降低是由于模具通具通入冷却水，将热量带走不了，模具冷却剂常用水，此外还有压缩空气，冷冻水冷却，而水冷却最为普通，使水在其中循环，带走热量，维持所需的模温，水的热容量大，导热系数大，成本低。7.1 冷却系统设计要点冷却水道的开设受模具上镶块和顶出杆等零件几何形状的限制，必须根据模具的特点，灵活地设置冷却装置，其设计要点如下：A、实验表明冷却水孔的数量愈多，对制品的冷却也就愈均匀。B、水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，水孔边距型腔的距离常用1215M。C、进水管直径的选择应使水流速度不超过冷却水道的水流速度.避免产生过大的压力降.冷却水道直径一般不小于9mm,常用912mm,但也必须根据模具的具体大小和产品大小状况而定。D、进出口冷却水温差不应过大,以免造成模具表面冷却不均.冷却回路的布置:缩短成型周期有各种方法,而最有效的是制造冷却效果良好的模具,如果不能实现均一的快速的冷却,则会使制品内部产生应力而造成制品变形成形或开裂,所以我们必须根据制品的形状及壁厚设计,制造能实现均一的且高效的冷却回路。一般在冷却回路的布置上应遵循如下原则:1）模具上有数组冷却回路时，冷却水应首先接近主流道的部位。2）对于聚乙稀等收缩率较大的成型树脂，必须沿制品收缩大的方向设置冷却回路。3）水道之间的中心距离一般为水道直径的35倍，水道的外周离模具型腔表面的距离一般为1015。7.2 冷却系统的计算7.2.1塑件传给模具的热量单位时间内塑料传给模具的热量可用下式计算：Q=nmq式中 Q单位时间内塑料传给模具的热量(kJ/h)； n每小时注射次数； m每次注射的塑料量，包括浇注系统（kg）； q单位质量的塑料在模腔内的热量（kJ/kg）；q=Cp(1-0)式中 Cp塑料的比热容（kJ/(kg.C)）； 1塑料熔体充模时的温度（）；0塑件脱模时的温度（）。q =2.554(230-100)=332 kJ,Q=270.0082332=73.50 kJ/h.7.2.2 冷却水的体积流量计算式中：单位质量的塑件制品在凝固时所放出的热量，ABS为4.010kJ/kg; 单位时间（每分钟）内注入模具中的塑件质量（）按每分钟注2次冷却水的密度（1000）冷却的比热容（）冷却水出口温度（取26）冷却水进口温度（取室温的温度25） q= =2.5810m/min7.2.3确定冷却水管的直径d为使冷却水处于湍流状态，取冷却水孔的直径d=87.2.4确定冷却水在管道的流速图1.2 分型面示意图7.2.5. 求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数式中：冷却介质温度有关的物理系数，可查表取（水温为25）；冷却介质在一定温度下的密度（1000）；冷却介质在流道中的流速，；冷却水管的直径，； 7.2.6 .求冷却管道的总传热面积 7.2.7. 求模具上应开设的冷却水孔数式中：L冷却水管的总长度，；从计算结果看，因塑件小，单位时间注射量下，所以需冷却水道也比较小，但一条冷却水道对模具来说是不可取的。因为冷却不均匀，会使塑件产生很多缺陷。7.3 冷却系统设计模具的动模和定模都采用如图7-1所示的冷却系统：图7.1 冷却系统示意图管道的直径为8，属于小管道，其原因有如下几点：1、模具型腔复杂，实在不易采用较大的管道直径，以免影响到斜滑顶杆、推杆推出塑件。2、经过计算模具的热平衡，8的管道已经能够保证注塑过程中的能量转换。根据注射厂的生产现场经验，本设计在定模动模上各采用4条水道，从而，定模部分的凝料也得到冷却作用，水道流量的大小可根据注射时具体工艺情况进行调整，水孔的开设详细情况见装配图。8 成型零件的设计构成型腔的零件统称为成型零件，它主要包括凹模、凸模、型芯、镶块各种成型杆，各种成型环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制件质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨力以承受塑料的挤压力和料流的磨擦力和足够的精度和表面光洁度，以保证塑料制品表面光高美观，容易脱模，一般来说成型零件都应进行热处理，使其具有HRC40以上的硬度，如成型产生腐蚀性气体的塑料如聚氯已烯等。还应选择耐腐蚀的钢材。8.1 凹模的结构设计凹模是成型塑件外表面的部件，凹模按其结构不同可分为速体式，整体嵌入式，局部镶嵌式，大面积镶嵌组合式等。 1.整体式凹模它系由一整块金属加工而成，其特点是牢固，不易变形，因此对于形状简单，容易制造或形状虽然比较复杂，但保可以采用仿形机等殊须加工方法加工的场合是适宜的。整体结构有如下优点：a、成型零件的刚性好；b、模具分解组合容易；c、零件数量少；d、制品表面分型痕迹少；e、模具外形尺寸可以减少精密成型模具若采用拼镶结构。相对整体结构而言则有如下缺点：a、精度相对下降。b、因采用磨削加工为主制作拼镶件组合后难以达到零精度。c、拼镶件的加工精度要求高于整体结构的加工精度要求，制品的棱边拐角难以设置过渡圆弧。整体结构的缺点如下：a.难以排气；b.需要采用精密磨加工；c.制品的棱边，拐角处难以加工成角形。一般此类成型零件都是在硬后在进行加工，所以整体结构的模具采用电火花成型加工为主、铣削加工、磨削加工、电火花线切割为辅的加工方法。 2.整体嵌入式凹模在多型腔的模具中，型腔数量多而制件尺寸不大时，采用冷挤压比切削加工效率高，并可保证各型腔的尺寸、形状的一致性，凹模镶块的外形常用轴肩的圆柱形，然后分另从下面嵌入凹模固定板中，用垫板螺钉将其固定，它适用于经常拆卸的地方，修补较方便，产品结构较复杂。采用此结构时，首先应考虑制品的形状，尺寸及功能，然后考虑其刚性，同时也必须考虑加工方法和装配措施。其缺点： a、零件数量增加；b、分割的拼镶件趋多制造成本越高；c、各拼镶件的加工精度必须匹配，即必须提高各镶件的平均加工精度；d、维修作业较困难。冷却回路不易设置，成型周期难于缩短。本设计采用组合式凹模型腔结构。组合式凹模结构是凹模成型零件和凹模固定板不在一整块金属模板上加工的结构形式。按组合方式不同，可分为整体嵌入式，局部镶嵌式和四壁拼合式等形式。该凹模采用整体嵌入式，将一个整体型腔嵌入到型腔固定板中，即滑块为型腔。该结构广泛应用于中小型塑件的模具中。加工方法可采用普通机加工、数控机床、电火花、电铸成型等方法。8.2 凸模的结构设计凸模亦称型芯，是成型塑件表面的主要零件，按结构可分为整体式和组合式两种形式。整体式凸模是指凸模固定板和凸模由一整块材料加工而成的结构。其特点同整体式凹模。组合式凸模是指凸模固定板和凸模是由不同材料加工而成的结构。按组合形式方式不同，可分为整体嵌入式和局部镶嵌式等形式。本设计采用整体嵌入式。8.3 成型零件工作尺寸的计算塑件尺寸公差按SJ137278标准中的6级精度选取。 8.3.1凹模工作尺寸的计算凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐变大。因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。1）凹模深度尺寸的计算： H=(1+ S)H =(1+0.0225)380.44 =38.56 mm 式中 s-塑件平均收缩率s=(0.015+0.030)/2=0.0225 Ls-塑件外径尺寸 x -修正系数（取0.75） -塑件公差值（查塑件公差表。公差等级为MT5, 公差种类B，取0.44） z-制造公差（取/4）（以下相关数据同上） 2）凹模大端外圆径向尺寸计算：Dm 1=（1+S）Ds1-0.75 =(1+0.0225)58-0.750.44 =58.97mm3）螺纹型环尺寸计算：大径：查表7-84，得z=0.04 Dm大=(1+s)- =(1+0.0225）26-50.04 =26.39mm小径：查表7-84，得z=0.04 Dm小=(1+s)- =(1+0.0225)24-0.045 =24.34mm中径：查表7-84，得z=0.03 D=(1+S)d- =(1+0.0225)25-0.035 =25.41mm8.3.2凸模工作尺寸的计算凸模是成型塑件外形的，其工作尺寸属被包容尺寸，在使用过程中凸摸的磨损会使被包容尺寸变小。因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。1）凸模径向尺寸的计算（小端内圆径向尺寸）： D=(1+ S) D+ =(1+0.0225)20+0.44 =20.16mm 2）凸模深度尺寸计算： H=(1+ S) H+ =(1+0.0225)38+0.44 =39.16 mm 3)螺纹型芯尺寸大径：查塑料模具设计(表7-84 普通螺纹型芯和型环直径的制造公差)z=0.06 dM大=(1+s)Ds大+ 0- z （中取z的5倍） =(1+0.0225)56+0.065 =57.56小径：查表7-84，得z=0.06Dm=(1+s)D+ =(1+0.0225)54+0.065 =55.51中径：查表7-84，得z=0.05 d=（1+S)D+ =(1+0.0225)55+50.05 =56.494）螺距工作尺寸：查塑料模具设计(表7-85 螺纹型芯和型环螺距的制造公差） P=(1+S)P P-螺纹型芯螺距 P-塑料制件内螺纹的螺距基本尺寸 -螺距的制造公差，其值按表7-85选取得 z=0.03 =3.5（1+0.0225）0.03/2=3.590.015mm 9 模具材料的选用9.1 模具材料选用原则用于注塑模具的钢材，大致应满足如下要求机械加工性能优良：易切削，适于深孔、深沟槽、窄缝等难加工部位的加工和三维复杂形面的雕刻加工；1）抛光性能优良：没有气孔等内部缺陷，显微组织均匀，具有一定的使用硬度（40HRC以上）；2）良好的表面腐蚀加工性：要求钢材质地细而均匀，适于花纹腐蚀加工；但对一些特殊塑料；3）耐磨损，有韧性：可以在热交变负荷的作用下长期工作，耐摩擦；4）热处理性能好：具有良好的淬透性和很小的变形，易于渗氮等表面处理；5）焊接性好：具有焊接性，焊后硬度不发生变化，且不开裂、变形等；6）热膨胀系数小，热传导效率高：防止变形，提高冷却效果；7）性能价格比合理，市场上容易买到，供货期短。在选择注射模具钢材时，要综合考虑塑件的生产批量、尺寸精度、复杂程度、体积大小和外观要求等因素。对于塑件生产批量大、尺寸精度要求高的场合，应选用优质模具钢。对于结构复杂或体积比较大的塑件应选用易切削钢。外观要求高的塑件可以选用镜面钢材。9.2 注塑模具常用材料9.2.1型腔、型芯类零件由于这些零件直接于塑料接触，因此要求具有一定的强度、表面耐磨性好、热处理性能好、淬火变形小；对塑料具有腐蚀的模具，材料还应有抗蚀能力。目前如P20、718、NAK80、NAK55、SKD61、H13、SKD11等材料较为常用，耐蚀模具钢有HPM38、U420、Stavax等。9.2.2导向类零件这类零件包括各种导柱、导套和导向销等。这类零件在使用中起导向作用。开、合模时有相对运动，成型过程中要承受一定的压力或偏载负荷。因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韧性。目前如、SUJ2、T8A、T10A等材料较为常用。9.2.3浇注系统零件包括浇口套、拉料杆、分流锥等。这类零件的工作条件与成型零件相近，要求具有良好的耐磨表面、耐蚀性和热硬性。目前如P20、T8A、T10A等材料较为常用。9.2.4推出机构和抽芯机构零件这类零件要求表面磨性好，并具有足够的机械强度。目前如SKH61、T8A、T10A等材料较为常用，也可采用与型腔、型芯同样的材料。9.2.5模板类零件这类零件是模具中主要承力零件，因此要求具有足够的机械强度。目前应用最普遍的是45钢，有时也用55钢；为延长使用寿命，可调质至230270HBS。9.3 塑料模具的选材 9.3.1 模板

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