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机械毕业设计全套
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MJZ02-070@瓶盖注塑模设计,机械毕业设计全套
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紫琅职业技术学院 毕业设计任务书 系 部 机电工程系 专业班级 模具 5091 学生姓名 张帅帅 指导教师 程洋 论文题目 基于 Pro/E 的瓶盖注塑模设计 毕业设计（论文）的目的 1 对学生在学校所学知识一次全面的总结和综合训练。 2 对学生掌握知识及深度运用和理解能力的检测，提高学生的实践能力。做到理论结合实际。更加了解冲裁模具。 3 可以了解模具至今的发展前景状况， 理论结合实际情况提高自己的综合分析和解决问题的能力，为以后工作奠定良好的基础。 毕业设计（论文）要求 1. 设计思路要清晰，重点突出、 符合实际要求、实事求是。 2. 必须要有严肃认真的态度完成毕业设计任务。 3. 论文要求思路清晰，重点突出，图文并茂，举例恰当 4. 认真查阅资料，收集的数据资料要求具体、真实、详细。 5. 论文字数要求 5000 字以上。 6. 标题应该简短，明确。 毕业设计（论文）进度安排 2011年 11 月中旬 12月上旬 依照任务书阅读文献，收集资料准备草案 2011年 12月上旬 12月中旬 确定方案，编写设计开题报告，并交老师审核 2011年 12月中旬 2012年 3月中旬 完成初稿，交老师审核。 2012年 3月中旬 4月下旬 完成 二稿，交老师审核 2012年 4月下旬 5月下旬 定稿并提交毕业设计相关资料，准备答辩 2012年 6月 2日 6月 3日 答辩 nts 紫琅职业技术学院 2012 届 专业毕业设计开题报告 姓名 张帅帅 系部 机电工程系 专业 模具设计与制造 班级 模具 5091 题目 基于 Pro/E 的瓶盖注塑模设计 一、选题背景、目的及意义 背景： 注塑模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装备。 目的 : 用注塑模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。 意义： 注塑模具的现代设计与制造和现代注塑工业的发展有极密切的关系。随着注塑工业的飞速发展 ，注塑模具工业也随之迅速发展。 二、主要内容及提纲 第 1 章 瓶盖造型设计 第 2 章 注射机的选择 第 3 章 成型零件与浇注系统的设计 第 4 章 模具零件设计 第 5 章 模具的装配和调试 三、主要方法和措施 通过严谨的态度，广泛的查阅，深入的研究，对阅读文献进行细致的归纳 第 1： 熟悉任务，收集资料，准备绘图工具及图纸，调研。 第 2：继续进行必要的设计准备包括复习并掌握有关模具设计的各种知识；掌握绘图或计算机绘图基本技能，填写开题报告。 第 3：绘制零 件图，进行工艺分析，确定分型方案。 第 4 ：确定选择浇点、确定顶出机构、确定横向抽芯机构、解决模具的加热和冷却等问题，绘制模具草图，并进行复查、修改。 第 5 ：模具装配图、浇注系统及冷却系统图等。 第 6：设计并绘制非标准零件图。 第 7： 整理设计说明书等。 第 8：做好毕业答辩准备工作，并进行毕业设计答辩。 nts 四、主要参考文献 1.屈华昌 .塑料成型工艺与模具设计 .北京：机械工业出版社 .2001.8。 2.黄毅宏、李明辉 .模具制造工艺 .北京：机械工业出版社。 2002.8 3.何忠保，陈晓华，王秀英 .典型零件模具图 .北京：机械工业出版社 4.塑料模具技术手册 /塑料模具技术手册编委会编 . 北京：机械工业出版社。 5.塑料模具设计手册 /塑料模具设计手册编写组编著 .第二版 北京；机械工业出版社 五、毕业设计（论文）推进计划 2011 年 11 月中旬 12 月上旬 依照任务书阅读文献，收集资料准备草案 2011 年 12 月上旬 12 月中旬 确定方案，编写设计开题报告，并交老师审核 2011 年 12 月中旬 2012 年 3 月中旬 完成初稿，交老师审核。 2012 年 3 月中旬 4 月下旬 完成二稿，交老师审核 2012 年 4 月下旬 5 月下旬 定稿并提交毕业设计相关资料，准备答辩 2012 年 6 月 2 日 6 月 3 日 答辩 学生签名： 年 月 日 指导教师意见（对选题的有效性、研究方法的正确性、课题的广度、深度的意见及开题是否通过）： 通过（ ） 修改后通过 （ ） 未通过 （ ） 指导教师签名： 年 月 日 注：开题报告装订在毕业设计任务书后 开题是否通过请指导教师在括号内打“ ” nts 毕业设计（论文） 题 目： 基于 Pro/E 的瓶盖注塑模设计 副 标 题： 学 生 姓 名： 所在系、专业： 机电工程系、模具设计与制造 班 级： 模具 指 导 教 师： 日 期： nts I 摘 要 本产品是日常应用的塑料瓶盖，且实用性强。该产品设计为大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模。塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。 关键词 ： 塑料 盖、注射模具、注射成型 nts I 目 录 摘 要 . I 目 录 . I 1、盖造型设计 . 1 1.1 瓶盖的选料及其性能 . 1 1.2 瓶盖注射成型工艺过程 . 1 1.3 瓶盖的结构分析 . 2 1.4 瓶盖造型设计过程 . 2 2、注射机的选择 . 5 2.1 注射机规格 . 5 2.2 注射机的校核 . 6 2.2.1 注射机注射容量校核 . 6 2.2.2 注射机锁模力校核 . 6 2.2.3 注射机注射压力校核 . 7 2.2.4 注射机模具厚度校核 . 7 2.2.5 注射机最大开模行程校核 . 7 3、成型零件与浇注系统的设计 . 8 3.1 凹、凸模成型零件的设计 . 8 3.1.1 加载参照模型 . 8 3.1.2 成型零件设计 . 9 3.2 浇注系统设计 . 13 3.2.1 主浇道的设计 . 13 3.2.2 分浇道的设计 . 13 3.2.3 浇口及冷料穴设计 . 14 3.2.4 铸模和开模 . 15 3. 3 冷却系统设计 . 16 3.3.1 凹、凸模冷却系统设计 . 16 4、模具零件设计 . 17 4.1 推出系统设计 . 17 4.2 确定模架 . 18 4.3 模架各装配零件设计 . 20 4.3.1 导向零件设计 . 20 4.3.2 浇注系统零件设计 . 21 4.3.3 推出机构零件 . 22 4.3.4 定位圈 . 22 4.3.5 其他零件 . 23 5、模具的装配和调试 . 23 5.1 模具的装配 . 23 5.2 模具的调试 . 24 致 谢 . 29 参考文献 . 30 nts 1 1、盖造型设计 1.1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。 1.2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 1。 nts 2 表 1 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 1.3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。 1.4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 1所示： nts 3 图 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所示： 图 2 2、建立左端面的拉伸特征。绘制如图 3 所示的截面，完成拉伸命令，即可得到左端面的图形，如图 4所示。 nts 4 图 3 图 4 建立拉伸特征。绘制截面，拉伸后完成后零件如图 5所示： 3、 nts 5 图 5 4、 利用拉伸切除命令，如图 6所示： 图 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 7所示： 图 7 2、注射机的选择 2.1 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nts 6 为 XS-Z-60,它的技术规格如表 2所示。 表 2 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 2.2 注射机的校核 2.2.1 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 2-1式校核 V 件 0.8V 注 （ 2-1） 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 V 注 =60cm3 290.8*60=48 所以注射机注射容量完全满足要求。 2.2.2 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 2-2式校核 p 腔 FP 锁 （ 2-2） 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 nts 7 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。 2.2.3 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 2-3式校核 p 成 P 注 （ 2-3） 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。 2.2.4 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间，其关系按 2-4式校核 H 最小 H 模 H 最大 （ 2-4） 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。 2.2.5 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 2-5式校核 H1 + H2 + 5 10mm s （ 2-5） 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 nts 8 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。 3、成型零件与浇注系统的设计 3.1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。 3.1.1 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 8所示。 nts 9 图 8 预览无误后，在 布局 对话框中单击 确定 按钮。 4）保存文件。 3.1.2 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 nts 10 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 9所示工件： 图 9 nts 11 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 10所示： nts 12 图 10 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 11和 12所示： 图 11 图 12 nts 13 3.2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。 3.2.1 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 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 13 所示。 图 13 3.2.2 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nts 14 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。 3.2.3 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 14 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。 nts 15 图 14 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。 3.2.4 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，这个过程我们称之为铸模。铸模完成后生成的铸模零件 如图 15 所示： nts 16 图 15 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 16为模具开模后的情况： 图 16 3. 3 冷却系统设计 3.3.1 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nts 17 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 8 12mm。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 17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 17 4、模具零件设计 4.1 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nts 18 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 2.5 12mm。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 0.050.1mm。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 18所示 ： 图 18 4.2 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。nts 19 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； nts 20 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 3。 表 3（ 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 4.3 模 架各装配零件设计 4.3.1 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 4 所示， 表 4 d(f7) d1(k6) 0 2.0D 01.0S 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 19。 nts 21 图 19 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，外形见图 20。 表 5 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 28 16 6 1 80 图 20 4.3.2 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 6，外形见图 21。 表 6 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 nts 22 图 21 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 7。 表 7 d(e8) d1(n6) D R L 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 4.3.3 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 22，尺寸见表 8。 表 8 d（ e7） D H L 基本尺寸 极限尺寸 8 -0.013 -0.022 14 5 123 图 22 4.3.4 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 23，尺寸见表 9。 nts 23 表 9 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 图 23 4.3.5 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 24，尺寸见表 10。 表 10 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 24 至此完成模架装配体中需要的零件模型。 5、模具的装配和调试 5.1 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nts 24 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： 5.2 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 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nts 25 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
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