设计说明书(论文)洗面奶喷嘴.doc

毕业设计说明书(论文)作 者： 学 号： 学 院： 专 业： 题 目： 指导者： 评阅者： 年 月 第- 36 -页摘 要本次设计的是洗面奶喷嘴的注塑模具。属于日常生活用品，所用材料是当前应用较为广泛的热塑性塑料LDPE。本次设计使用了制图软件AutoCAD及模具设计软件UG。用UG绘出实体，清晰的把模具的结构，分模表示出来。关键词 LDPE；模具；洗面奶喷嘴；实体；AutoCAD；UG；Moldflow目 录前言第一章 绪论 1.1 产品概绪 1.2课程介绍第二章 塑件工艺分析 2.1 塑件材料及工艺特性分析 2.1.1塑件材料基本特性 2.1.2成型工艺条件 2.1.3塑件材料用途2.2塑件结构工艺分析 22.1结构分析 2.2.2尺寸精度分析 2.2.3表面质量分析 2.2.4方案确定第三章 注射机型号的确定 3.1计算塑件的体积和质量 3.2塑件注射工艺参数的确定第四章 注射模的结构设计 4.1分型面选择 4.2确定行腔的排列方式 4.3浇注系统设计 4.3.1浇注系统设计原则 4.3.2主流道设计与定位圈的设计 4.3.3分流道设计 4.3.4点浇口设计 4.3.5冷料穴设计 4.4成型零件的结构设计 4.4.1凹模的结构设计 4.4.2凸模的结构设计 4.5合模导向机构设计 4.5.1导柱的设计 4.5.2导套的设计第五章 模具设计的有关计算5.1 型腔和型芯工作尺寸计算5.2 型腔模具的厚度5.3 模具加热和冷却系统的计算5.4模具闭合高度确定第六章 注射机有关工艺参数的校6.1 锁模力的校核6.2 模具闭合高度的校核6.3 模具安装部分的校核6.4 模具开模行程的校核6.5 注射压力校核6.6 锁模力的校核6.7 注射机安装模具部分的尺寸校核第七章 绘制模具总装配图和非标准工件图第八章 注射模主要零件加工工艺规程的编制第九章 设计小结谢辞参考文献附录前言在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所认识。模具工业作为进入富裕社会的原动力之一，正推动着整个工业技术向前迈进！模具就是“高效益”，模具就是“现代化”之深刻含意，也正在为人们所理解和掌握。当塑料品种入其成型加工设备被确定之后，塑料制品质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80。由此可知，推动模具技术的进步应刻不容缓！塑料模具设计技术与制造水平，常标志一个国家工业化发展的程度。由此可知，塑料模具设计，对于产品质量与产量的重要性是不言而喻的。毕业设计这一教学环节使我独立承担实际任务的全面训练，通过独立完成毕业设计任务的全过程，培养了我的实践工作能力。另外，毕业设计必须具备一定的计算机应用的能力，在设计过程中都应结合设计课题利用利用UG 软件进行塑件的3D塑件分模，同时还具备必要的计算机绘图能力，如利用AutoCAD进行二维图的绘制。在这个过程之中，首先是对零件的分析，消化现有的资料，对设计的目的和要求有一个大致的了解；然后是大致测量零件的尺寸着手画出实物的零件图，利用所学知识分析出零件的凸模和凹模；查找手头的资料进行相关数据的计算，根据所得数据画出草图，检查和核对之后绘制零件的装备图；最后分析总结，写出自己的设计思路，设计过程和设计体会。本设计的课题是洗面奶喷嘴的注射模设计，在此次设计中，主要用到所学的注塑模设计、机械设计、UG和Moldflow等软件应用的相关知识。需要对注射模设计的一般流程进行分析，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置及分型面的选择、模具型腔数目的确定、型腔的排列布局、流道布局以及浇口位置的选择、模具工作零件的结构设计、侧向分型及抽芯机构的设计、推出机构的设计、拉料杆的形式选择、排气方式设计等。要很好的完成毕业设计，必须要掌握模具设计的过程，学习如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，总之，这次毕业设计能够为我们以后从事模具职业打下良好的基础。第一章 绪论1.1产品概述 塑料是以高分子合成树脂为主要成分,在一定的温度和压力下,可塑制成一定的形状、并且在一定条件下保持不变的材料。各种合成树脂都是将低分子化合物的单体通过合成的方法生产出的高分子化合物。 塑料是21世纪才发展起来的一大类新材料,具有质量小、比强度高、电气性能优越、化学稳定性好、摩擦系数小、耐磨性能优良、吸振和消声隔音效果好等特点,同时易成型、易切削、易焊接,能很好地同其他材料相粘接,加之原料来源丰富,因此在汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料及电子通信等领域得到了广泛的应用,成为4大工业材料(钢材、木材、水泥和塑料)中发展最快的一种材料。塑料制件(塑件)几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。目前,我国的塑料工业已逐步成为国民经济的支柱产业之一。 塑料工业是随着石油工业的发展而发展起来的新兴工业,包含塑料生产和塑件生产两大部分。塑料生产是指树脂或塑料原材料的生产,通常由树脂厂来完成。塑件生产即塑料成型加工,是根据塑料性能,利用各种成型加工手段,使其成为具有一定形状和使用价值的物品或定型材料。 塑件生产主要包括成型、机械加工、修饰和装配等4个生产过程。成型是将各种形态(如粉状、粒状、溶液和分散体等)的塑料原料,制成所需形状的塑件或型坯的过程,是塑件生产中最重要且必不可少的过程,其他三个过程可视塑件要求而取舍。 塑料成型模具塑料成型模具是成型塑件的主要工艺装备之一,它可使塑料获得一定的形状和所需性能。 在塑件生产中约有95%是依靠模具完成的,塑件的更新都是以成型工艺的改进和模具的更新为前提的。 塑料模具可分为下列几类: (1)注射模注射模又称注塑模。塑料注射成型是在金属压铸成型原理基础上发展起来的。首先将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中,经过加热熔融成粘流态,然后在注射机螺杆或柱塞(已很少使用)的推动下,熔融塑料以一定的流速通过料筒前端的喷嘴及模具的浇注系统注入闭合的模具型腔中,经过一定时间的保压,塑料在模内冷却、硬化定形,接着打开模具,从模内脱出成型的塑件。注射成型主要用于热塑性塑料的成型。近年来,热固性塑料的注射成型也在逐渐增加。注射成型具有能成型形状复杂的塑件及生产效率高等特点,在塑件的生产中占有很大的比重。注射成型所使用的模具称为注射模。据统计,注射模的产量占世界塑料成型模具产量的一半以上。 (2)压缩模压缩模又称压塑模。压缩成型是将预热过的塑料原料直接放在加热的模具型腔(加料室)内,凸模向下运动,在热和压力的作用下,塑料呈熔融状态并充满型腔,然后固化成型。压缩成型多用于热固性塑料的成型,是塑件成型方法中较早采用的一种方法。该方法成型周期较长、生产效率低。压缩成型所使用的模具称为压缩模。 (3)压注模压注模又称传递模。压注模的加料室与型腔是通过浇注系统连接起来的,通过压柱或柱塞将加料室内受热塑化熔融的塑料经浇注系统压入被加热的闭合型腔,最后固化定型。压注成型主要用于热固性塑料的成型,所使用的模具称为压注模。 (4)挤出模挤出模又称挤出机头。挤出成型是利用挤出机料筒内的螺杆旋转加压的方式,连续地将塑化好的呈熔融状态的塑料从料筒中挤出,通过特定截面形状的机头口模成型并借助于牵引装置将挤出的塑件均匀拉出,同时冷却定型,获得截面形状一致的连续型材。该方法生产效率高、成本低、适应性强。挤出成型所使用的模具称为挤出模。 (5)气动成型模气动成型模是指利用气体作为动力成型塑件的模具。气动成型模包括中空吹塑成型模、真空成型模与压缩空气成型模等。 除了上述介绍的几类常用的塑料成型模具外,还有泡沫塑料成型模、浇铸成型模、滚塑(包括搪塑)成型模、压延成型模以及聚四氟乙烯冷压成型模等。 塑料成型技术的发展趋势：塑料成型技术发展趋势在塑件的生产中,高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成型设备等是成型优质塑件的重要条件。一副优良的注射模可成型上百万次,一副好的压缩模能成型25万次以上,这与上述各种因素有很大关系。下面从塑料模的设计、制造、模具的材料以及成型技术等方面,简单介绍一下塑料成型技术的发展趋势。 1.CAD/CAE/CAM 技术的快速发展和推广应用随着模具工业的发展,模具型腔形状和模具结构越来越复杂,模具制造精度要求越来越高,而生产周期要求越来越短。为了适应这种发展趋势,应用计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)和计算机辅助制造(CAM)技术,可以模拟塑料成型过程,优化成型工艺参数,提高模具质量,缩短模具设计与制造周期,降低生产成本。CAD/CAE/CAM 技术给模具工业带来了巨大的变革,成为模具技术最重要的发展方向。 模具CAD/CAE/CAM 技术及其应用已日趋成熟。模具CAD/CAE/CAM 系统是计算机辅助某一种类型模具的设计、计算、分析、绘图以及数控加工、自动编程等的有机集成。采用模具CAD/CAM 一体化技术,可以构建模具型腔或型芯的三维实体,可以生成刀具轨迹和数控加工代码,进行计算机仿真。通过计算机与数控加工机床DNC的通信接口,使得型腔或型芯实体的加工程序可以传递给数控加工机床,可在试切成功后,再进行正式的模具加工。利用CAE技术可以在模具加工制造前,在计算机上对整个成型过程进行模拟分析,准确预测熔体的填充、保压、冷却情况,以及塑件中的应力分布、分子和纤维取向分布、塑件的收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题,及时修改塑件和模具设计。CAE技术主要应用于塑件设计、模具设计和成型参数确定等方面。尤其在大型、复杂塑料模具设计过程中,CAE技术的应用显得更为重要。 CAD/CAE/CAM 技术具有更新速度快、综合性强和效率高的特点,目前CAD/CAE/CAM 技术还在不断地发展,它不但可以实现计算机辅助设计中的各个分过程或若干过程的集成,而且可以把生产的全过程集成在一起。 2. 快速原型制造技术的发展快速原型制造技术(RapidPrototyping& Manufacturing,RP&M)又称为快速成型制造技术,是由CAD 模型直接驱动的快速制造复杂形状三维物理实体技术的总称,是20世纪80年代后期发展起来的新兴先进制造技术,是现代工业从大规模批量生产转变为小批量个性化生产,产品的生命周期越来越短,同时对产品质量和外观设计水平的要求也越来越高而产生的。利用快速成型技术不需任何工装,可快速制造出任意复杂的甚至连数控设备都极难制造或根本不可能制造出来的产品样件,这样大大减少了产品开发的风险和加工费用,缩短了研制周期。 3. 各种模具新材料的研制和使用模具材料的选用在模具的设计与制造中是一个比较重要的问题,它直接影响到模具的制造工艺、模具的使用寿命、塑件的成型质量和模具的加工成本等。国内外模具工作者在分析模具的工作条件、失效形式和如何提高模具使用寿命的基础上进行了大量的研究工作,并且已开发出了许多具有良好使用性能和加工性能、热处理变形小的新型模具钢种,如预硬钢、新型淬火回火钢、马氏体时效钢、析出硬化钢和耐腐蚀钢等。经过应用,均取得了较为满意的技术和经济效果。另外,为了提高模具的寿命,在模具成型零件的表面强化处理方面也做了许多研究与工程实践,取得了很好的效果。目前,上述的研究与开发工作还在不断地深入进行,已取得的成果正在大力推广。1.2课程介绍设计题目：洗面奶喷嘴的注射模设计图1.1为零件二维图，图1.2为零件的三维图。零件虽小，在设计过程中应该从产品的结构特点和模具的制造加工工艺出发尽量简化模具的结构。该零件的表面和配合面除要求没有缺陷、毛刺，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。图1.1洗面奶喷嘴的塑件图图1.2塑件的三维图第二章 塑件工艺分析 2.1 塑件材料及工艺特性分析2.1.1塑件材料基本特性化学名称：低密度聚乙烯英文名称:Polyethylene ，low density（简称LDPE） 低密度聚乙烯（LDPE）又称高压聚乙烯，为支链型线型分子结构的热塑性塑料。其结晶度为55%65%,相对分子质量较小，密度为0.910,94g/cm3，压缩比为1.842.3，比热为2.30J/(g)。低密度聚乙烯的化学稳定性较高，能耐大多数酸、碱及盐的侵蚀,但不耐强氧化酸的腐蚀；除苯及汽油外，一般不溶于有机溶剂。低密度聚乙烯耐低温性能好，在-60下仍具有较好的力学性能，但其使用温度不高（在80以下）。低密度聚乙烯在热、光及氧的作业下会发生老化变脆，力学性能和电性能下降。在成型时，氧化会引起熔体黏度下降和变色，产生条纹，影响塑件质量。因此，需添加抗氧化剂及紫外线吸收剂等。2.1.2成型工艺条件低密度聚乙烯的成型特性为： （1）成型性好，可采用注射、挤出及吹塑等成型加工方法。 （2）吸湿性小，成型前可不干燥。 （3）熔体黏度小 、流动性好，溢边值为0.02mm；流动性对压力敏感，宜采用较高的压力注射。 （4）可能发生熔体破裂，与有机溶剂接触会发生开裂。 （5）成型温度范围为160240。熔融温度低且塑件质量轻，塑件可采用柱塞式注射机成型。应严格控制模具温度，一般以3565为宜，模具应采用调质处理。 （6）冷却速度慢，必须充分冷却，模具设计应有冷却系统。 （7）收缩率大而且波动范围大，方向性明显（取向），不宜采用直浇口，易翘曲，结晶度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温，保证冷却均匀稳定。 （8）易产生应力集中，应严格控制成型条件，塑件成型后应进行退火处理，以消除内应力；塑件壁厚宜小，应避免有尖角，脱模斜度宜取13。 （9）质软易脱模，当塑件有浅侧凹（凸）时，可强行脱模。该塑件的螺纹成型应采用强行脱模方式。2.1.3塑件材料用途（1）低密度聚乙烯耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,化学交联、辐照交联改性。 （2）易燃烧且离火后继续燃烧。 （3）透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。 （4）低密度聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。所以LDPE主要用途是作薄膜产品，还用于注塑制品，医疗器具，药品和食品包装材料，吹塑中空成型制品等。 （5）低密度聚乙烯有优异的化学稳定性2.2塑件结构工艺分析 22.1结构分析从图1.2洗面奶喷嘴的三维图分析，该塑件的外形基本上由回转体和矩形组成，结构较简单，该处设计脱模容易，且飞边易去除，设计合理；壁厚相对均匀，且符合最小壁厚的要求；在塑件内壁有有螺纹，螺纹尺寸较小，可考虑采用强制脱模。在设计型芯时应注意该结构。为有利于通风和散热，该塑件壁厚较小，较为复杂，不可用推杆推出。2.2.2尺寸精度分析该塑件的尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT7级精度查取公差，塑件上主要尺寸的公差要求见表2-1。表2-1塑件标注尺寸塑件尺寸公差外型尺寸48 344233R171610987.576内型尺寸 dM大=46 dM中=44.83 dM小=44.053232.2.3表面质量分析对该塑件表面没有特殊要求。一般情况下，外表面要求光洁，表面粗糙度Ra可以取0.8m；没有特殊要求的塑件内部表面粗糙度Ra可取3.2m。2.2.4方案确定方案一:斜导柱与侧滑快同时安装在定模方案二: 斜导柱固定在定模、侧滑块安装在动模经分析，综合考虑各方面的因素，方案一较合理。第三章 注射机型号的确定3.1计算塑件的体积和质量通过三维造型可获得洗面奶喷嘴的体积V=6472.76mm3PE的密度为=0.95g/cm3，所以塑件的质量w=0.956472.7610-3=6.15g查塑料模具设计指导与资料汇编表7-31，初选SZ-100/60型注射机。考虑到SZ-100/60型注射机的额定注射量为100 cm3，本设计中塑件的体积为6.47276 cm3，注射机的额定注射量限制成型该塑件的最多数量为2，而塑件为大批量生产，提高生产率，决定采用一模两件的模具结构，型腔平衡布制在型腔板两侧，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。3.2塑件注射工艺参数的确定根据塑件结构特点和PE的成型性能，查有关资料初步确定成型工艺参数，见表2-2表2-2 塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容预热和干燥温度8090时间2h料筒温度/后段140160中段前段170200喷嘴温度/150170模具温度/3045注射压力/MPa60100成型时间/s注射时间35保压时间1560冷却时间1560总周期40140螺杆转速/(r/min)_后处理方法退火处理温度/循环烘箱1020时间/h812第四章 注射模的结构设计注射模结构设计主要包括；分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置，模具工作零件的结构设计，推出机构的设计等内容。4.1分型面选择不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。为保证塑件能顺利分型，主分型面应首先考虑选择在塑件外形的最大轮廓处。选择分型面即是决定型腔空间在模内应占有的位置。选择时应遵行如下原则：1.方便塑件脱模。为使塑件能从模内取去，分型面的位置应设在塑件断面尺寸大的部位。2.有利于塑件脱模。由于模具脱模机构通常只设在动模一侧，故选择分型面时应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。这对于自动化生产使用的模具尤其显得重要。3.确保塑件质量。分型面不要选择在塑件光滑的外表面，避免影响外观质量。4.有利于排气。当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设在塑料熔体的末端，以利于排气。5.模具零件易于加工。选择分型面时，应使模具分割成便于加工的零件，以减小机械加工的困难。根据以上分型面选择原则及塑件本身的特点，确定分型面如图3所示如图3-1所示在满足该原则的二个方案中，方案A的塑件开模后留在定模一侧，塑件不易取出，顶出机构设计复杂；方案B不但保证了塑件取出方便，且毛刺飞边的清除也较容易，因此选择方案B。 A B另外，为了提高自动化程度和生产率，减少LDPE的取向变形以及保证塑件表面质量，并且该塑件所需注射压力较大，决定采用点浇口；而模具采用了双分型面结构，一个分型面用于成型塑件，另一个分型面用于取出浇注系统凝料。4.2确定行腔的排列方式型腔数量的确定主要是根据制品的质量、投影面积、几何形状、制品精度、批量以及经济效益来确定，以上这些因素有时是相互制约的，在确定设计方案时必须进行协调，以保证满足其主要条件。型腔数量确定之后，便进行型腔的排列。型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯机构的设计、镶件及型心的设计以及温度调节系统的设计。以上这些问题又与分型面及浇口的位置选择有关，所以在具体设计过程中，要进行必要的调整，以达到比较完善的设计。对于一模多件的模具型腔布置，在保证浇注系统分流道的流程短、模具结构紧凑、模具能正常工作的前提下，尽可能使模具型腔对称、均衡、取件方便。本案例的模具采用一模两腔，型腔平衡布置在型腔板两侧。如图4-1所示图4-1型腔的排列方式4.3浇注系统设计4.3.1浇注系统设计原则浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四个部分组成。浇注系统设计是注射模设计的一个重要环节，它对注射成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响。设计时须遵循如下原则：1.尽可能采用平衡式布置，以便设置平衡式分流道。2.型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象。3.型腔排列要尽量可能紧凑，以减少模具外形尺寸。4.热量及压力损失要小 为此浇注系统流程应尽量短，断面尺寸尽可能大，尽量减少弯折，表面粗糙度要低。5.确保均衡进料 尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，即分流道尽可能采用平衡式布置。6.塑料耗量要少 在满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量要小，以减少塑料的耗量。7.消除冷料 浇注系统应能捕集温度较低的“冷料”，防止其进入型腔，影响塑件的质量。8.排气良好 浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔各个角落，使型腔的气体能顺利排出。9.防止塑件出现缺陷 避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力、翘曲变形或尺寸偏差过大以及塑料流将嵌件冲压位移或变形等各种成型不良现象。10.塑件外观质量 根据塑件大小、形状及技术要求，做到去除修整浇口方便，浇口痕迹无损塑件的美观和使用。11.生产效率 尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成形周期短，效率高。4.3.2主流道设计与定位圈的设计主流道设计要点为：1.主流道圆锥角为=2060，对流动性差的可取3060，内壁粗糙度为Ra0.63m。2.主流道大端成圆角，半径r=13mm，以减小料转向过度时的阻力。3.在模具结构允许的情况下，主流道尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响流体的顺利充型。4.对于小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下将主流衬套与定位圈设计成两个零件，主流道衬套与定模板采用H7/m6过度配合与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。5主流道衬套一般选用T8 T10制造，热处理强度为5256HRC。主流道与注射机的高温喷嘴反复接触碰撞，故应设计成可拆卸更换的浇口套，采用优质钢材制作并经热处理提高硬度，定位圈与浇口套分开设计，如图3-2所示图3-2浇口套与定位圈的设计由表2-3可知，SZ-100/60型注射机喷嘴的有关尺寸为： 喷嘴孔直径d0=2mm 喷嘴前端球面半径SR0=12mm 根据模具主流道与喷嘴的关系得到： 主流道进口端球面半径SR=SR0+（12）=10+（12）mm，取SR=14mm; 主流道进口端孔直径d=d0+0.5=2mm+0.5 mm，取d=2.5 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度取4；同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=5 mm的圆弧过渡。主流道衬套采用可拆卸更换的浇口套，其形状及尺寸按照常用浇口套设计；为了能与注射机的定位圈相配合，采用外加定位环的方式，这样不仅减小了浇口套的总体尺寸，还避免了浇口套在使用中的磨损。4.3.3分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道。分流道要求熔体的阻力尽可能小，转折处应圆弧过度，各型腔保持均衡进料。分流道的截面形状，常用的有圆形、梯形、U字形和六角形等。设计是一模两腔，浇口形状和截面相同，分流道的平衡，能保证熔体均匀同时充满所有型腔，且在保压期间各型腔的补料条件也相同，由于本设计中型腔对称分布，属自然平衡的浇注系统。本案例采用U形断面分流道，在一块模板上，切削加工容易实现，且比表面积不大，热量损失和阻力损失不太大。查有关经验表格得PE的分流道推荐直径为4.89.5 mm，取6 mm，深度h=3.75 mm。分流道截面形状及尺寸如图3-3所示:图3-3分流道的设计4.3.4点浇口设计腔型与分流道之间采用一段距离很短，截面积很小的通道相连接，此通道称为浇口，它是连接分流道与型腔的桥梁。它具有两个功能，第一、对塑料熔体流入型腔控制作用；第二、当注射压力撤消后，浇口固化，封锁型腔，使型腔中尚未冷却固化的塑料不会侧流，浇口是浇注系统的关键部分。浇口一般分非限制性浇口和限制性浇口，本设计采用限制性浇口，它又可分为:侧浇口系列；点浇口系列；盘环型浇口系列。点浇口又称针点浇口或菱形浇口，是一种截面尺寸很小的浇口，俗称小浇口。这种浇口由于前后两端存在较大的压力差，可较大程度地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表观粘度下降，流动性增加，有利于型腔的充填，因而对于薄壁塑件以及其它有利。 由于该塑件外观质量要求较高，所以浇口的位置和大小塑件的外质量为前提。同时，也应尽量使模具结构更简单。根据对该塑件结构的分析，并结合已确定的分型面位置，选择如图3-4所示的点浇口进料方式。根据塑件外观质量要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件顶部。点浇口的直径尺寸可以根据不同塑料按塑件平均厚度查表选取应以不影响图3-4 浇口的结构、位置及尺寸4.3.5冷料穴设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流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1025mm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。其类型可分为四大类1.底部带有推杆的冷料穴这类冷料穴的底部由一根推杆组成，推杆装于推杆固定板上，因此他常于推杆或推管脱模机构连用。2. 底部带有拉料杆的冷料穴这类冷料穴的底部有一根拉料杆构成，拉料杆装于型芯固定板上，因此它不随脱模机构运动。3. 底部无杆的冷料穴 对于具有垂直分型面的注射模，冷料穴置于左右两半模的中心线上，当开模时分型面左右分开，塑件与流道凝料取出，冷料穴底部不必设计杆件。4.分流道冷料穴 当分流道较长时，可将分流道的尽头沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，以贮存前锋冷料，其长度为分流道直径的1.52倍。本设计采用Z形拉料杆，一次分型时斜孔内凝料使点浇口与塑件分离，同时Z形拉料杆将主流道的凝料拔出；而二次分型时凝料被定模板刮掉落下来，实现浇注系统与塑件的自动分离与脱出，自动化程度高，劳动强度小。第五章 模具设计的有关计算该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算，查有关手册得LDPE的收缩率为1.5%3.0%，故平均收缩率SCP=（1.5+3.0）/2%=2.25%=0.0225，根据塑件尺寸公差要求，模具制造公差取Z=/3,成型零件尺寸计算见表5-1。5.1 型腔和型芯工作尺寸计算表5-1 成型零件的尺寸计算类别塑件尺寸计算公式工作尺寸型腔尺寸计算480-1.32Lm=（Ls+LsScp-3/4）+Z047.94+0.440340-1.14Lm=（Ls+LsScp-3/4）+Z033.91+0.380420-1.32Hm=（Hs+HsScp-2/3）+Z041.865+0.440260-1.0Hm=（Hs+HsScp-2/3）+Z025.918+0.330160-0.78Hm=（Hs+HsScp-2/3）+Z015.84+0.260100-0.58Lm=（Ls+LsScp-3/4）+Z09.79+0.19060-0.58Lm=（Ls+LsScp-3/4）+Z05.70+0.190170-0.78Lm=（Ls+LsScp-3/4）+Z016.798+0.260型芯尺寸计算460+1.32Lm=（Ls+LsScp+3/4）0-Z47.1750-0.44320+1.14Lm=（Ls+LsScp+3/4）0-Z33.5750-0.38400+1.14Hm=（Hs+HsScp+2/3）0-Z41.660-0.1770+0.58Lm=（Ls+LsScp+3/4）0-Z7.5930-0.1980+0.58Lm=（Ls+LsScp+3/4）0-Z8.6150-0.19 dM大=46Lm=（1+Scp）dM大+中）0-中47.8050-0.44 dM中=44.83Lm=（1+Scp）dM中+中）0-中47.150-0.44 dM小=44.05Lm=（1+Scp）dM小+中）0-中46.360-0.44 5.2 型腔模具厚度采用经验数据法，依据尺寸48查相关材料，得该型腔的推荐壁厚为30mm。5.3模具型腔模板总体尺寸的确定该模具型腔最大尺寸为48mm，根据该尺寸查塑料模具设计指导与资料汇编表9-25确定的型腔壁厚尺寸30mm，综合以上数据，查相关资料，确定型腔模板的总体尺寸为BLH，其中B=360mm,L=300mm,H=64mm。5.4标准模架的确定本塑件采用点浇口注射成型，根据模具结构形式、型腔数量、塑件尺寸、冷却水道的分布等因素，查相关资料，选择P4-160250-43-Z1型标注模架。5.5模具闭合高度的确定组成模具闭合高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板为H1=30mm；型腔板为H2=64mm；推件板为H3=15mm；型芯固定板为H4=25mm支撑板为H5=65mm；垫块为H6=96mm；则该模具闭合高度为：H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=30+64+15+25+65+96=295mm5.3 模具加热和冷却系统的计算第六章 注射机有关工艺参数的校6.1锁模力的校核锁模力是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。注射机锁模力的校核关系式为： FkpA式中 F注射机锁模力，查塑料模设计手册附录表8得SZ-100/60型注射机的锁模力为600kN； k压力损耗系数，一般取1.11.2； p型腔内熔体的压力，本塑件p=30MPa; A塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和，本模具A=1.45610-2m2计算得kpA=1.2301061.45610-210-3=524.16kN故注射机的锁模力足够，满足锁模要求。6.2模具闭合高度的校核由于SZ-100/60型注射机所允许的模具最小厚度Hmin=200mm,模具最大厚度Hmax=300mm，而计算得模具闭合高度H=295mm,所以模具闭合高度满足HminHHmax的安装条件。6.3模具安装部分的校核该模具的外形最大部分尺寸为300mm434mm,SZ-100/60型注射机模板最大安装尺寸为330 mm450 mm，故能满足模具安装的要求。6.4模具开模行程的校核开模行程也叫做合模行程，指模具开合过程中动模座板的移动距离，用符合S表示。SZ-100/60型注射机的最大开模行程Smax=300mm.为了使塑件成型后能顺利脱模，并结合该模具的双分型面特点，确定该模具的开模行程S应满足SH1+H2+a+(510)=(10+5)+20+42+30=107mm式中 H1塑件所用的脱模距离，mm;H2塑件高度，mm; a取出浇注系统凝料所必需的长度，mm。因Smax=300mm107mm，故该注射机的开模行程满足要求。为了保证正常生产和获得良好的塑件，在模具设计时应选择合适的注射机，为此必须了解注射机的性能和安装模具的关系。一般应考虑下，下列几个问题。6.5注射压力校核国产标准的注塑机均用塑料的容量（）表示一次注射量。因聚乙烯比重是1.05近似于1，因此以聚乙烯为基准来确定注射机的额定注射量。但是目前由于过去的习惯，对注射机的注射量也还是采用克量来表示。所以选择注射机的注射量是可以用公式（3-1）来计算。 5 (3-1)式中: 式中: C 注射机最大注射克量(克) G 成形塑件及浇注系统所需塑料的克量, R 成形塑料的比重(克/)0.8 为系数,一般要求成形塑件的容量不得超过注射机容量的80%又G=56克,所以, 6.6额定锁模力选用注射机的锁模力必须大于型腔压力产生的开模力,不然模具分型面要分开而产生溢料.注射时产生的型腔压力对柱塞式注射机因注射压力损失较大,所以型腔压力约为注射压力的70%40%;而有预塑装置的注射机及镙杆式注射机压力损失较小所以型腔压力较大.另外对不同流动性的塑料,喷嘴和模具结构形式,其压力损失也不一样.一般熔料经喷嘴时其注射压力达600800公斤/,经浇注系统入型腔时则型腔压力一般约为250500公斤/。锁模力和成形面积的关系由下式（3-2）确定： 5 （3-2）式中: 锁模力（吨） 型腔压力，一般取400500公斤/ 浇道、进料口和塑件的投影面积（ ） 即 如果只考虑注射机的最大注射量，最大成形面积和锁模力来确定注射机这还是不够的。有些塑件由于形状及塑料品种等因素，需用很高的注射压力才能顺利成形，为此选用的注射机注射压力必须大于成形所需的注射压力，既应满足公式（3-3）的关系。 5 （3-3）式中: 选用的注射机的最大注射压力（公斤/） 成形时需用的注射压力（公斤/）成形时需用的注射压力一般很难确定，因它与塑料品种、塑件形状尺寸、注射成形条件，注射机种类，喷嘴及模具浇注系统等有关。一般注射压力常在7001500公斤/范围内选取，并经成形时酌情尊减。6.7 注射机安装模具部分的尺寸校核在模具设计时，需考虑机床动模板的行程和可调节的模具闭合高度，这直接影响到装模及脱模。注射机的闭合高度与模具关系模具厚度与注射机闭合高度，必须满足公式（3-4）及公式（3-5）的关系。 5 （3-4） 5 （3-5）式中: 模具高度（毫米） 机床最小闭合高度（mm） 机床最大闭合高度（mm） 螺杆可调长度 卧式或立式注塑机的开模行程与模具关系 卧式或立式注塑机的开模行程与模具关系必须满足公式(3-6)的关系。 5 （3-6）式中 开摸行程（mm） 脱模距离（mm） 塑件高度(mm) 为保证取出塑件而增设的余量（mm） 点状进料口模具与开模行程的关系 点状进料口模具与开模行程的关系必须满足公式（3-7）的关系。 5 （3-7） 式中 开摸行程（mm） 脱模距离（mm） 塑件高度(mm) 为保证取出塑件而增设的余量（mm） 顶模板与浇口套分离距离（取出浇口的长度）。对阶梯形塑件，不需要全部顶出型芯，但必须考虑脱模后型芯是否防碍取出塑件（mm）. 根据所设计的模具， 以公式计算 +10mm 了解 注射机与安装模具，必须了解如下几点：（1）机床拉杆间隙。考虑模具的最大外形尺寸安装时不受拉杆的影响。（2）定位孔的直径。模具安装用的定位环尺寸应与机车定位孔直径相配合，小型 机床一般只在定模部分设置定位孔，大型机床则定、动模板都设置定位孔。（3）顶出杆孔的位置。设计模具时，必须了解机床顶出杆的直径及位置，并应将顶出杆的行程和模具顶出装置的动作一起考虑。（4）喷嘴前端的孔径和球面的半径。是决定浇口套的孔径和球面尺寸的依据。（5）安装螺孔的位置及孔径 机床定、动模板上设有一系列螺孔，以供安装模具压紧所用。安装形式如下： 1）用螺钉直接固定模具 2）用压板固定模具形式 综上所述，根据额定注射量，额定锁模力以及注射机与模具的行程关系，在本次设计中，选用的注射机型号为XS-ZY-125型卧式注射机，且采用螺钉直接固定模具。其有关数据如下：(1) 螺杆(柱塞)直径(mm) 30(2) 注射容量(或g) 104(3) 注射压力(10 Pa) 1190 (4) 锁模力(10 N) 90(5) 最大注射面积() 320(6) 最大模具厚度(mm) 300(7) 最小模具厚度H(mm) 200(8) 模板最大距离L(mm) 600(9) 模具板行程L(mm) 300(10) 喷嘴球半径(mm) 12(11) 喷嘴孔径d(mm) (12) 喷嘴移动距离（mm） 210以上数据参见 塑料模具设计手册注射成型又名注塑成型，是热塑性塑料加工的主要方法之一。注射乘兴过程中，粒状或粉状物经受热熔融并使之保持流动状态。这个过程经注射成型机和注射模具来实现。注射成型工艺流程见图4-1 图4-1 根据上述基本原理，注射机应完成下列三项任务：（1）使塑料均匀塑化达到流动状态；（2）使注射模闭合，并以一定的压力和速度将熔融的塑料注人模内，并使其冷却和固化定型；（3）开启注射模将塑件顶出。 注塑模具设计必须以塑料的特点性能注塑成型原理为依据，以制造简单易行为准则，注塑成型是热塑性塑料制造生产的一种重要方法。其原理是：塑料材料在注塑机内加热融化，然后在高压作用下将熔融状态下的塑料高速注入模具型腔内，然后冷却成型。影响注塑成型工艺的因素很多，主要工艺参数有：（一）温度。包括料桶温度，喷管温度，模具温度（二）压力。包括塑化压力和注射压力（三）时间。包括充模时间，保压时间，闭模时间等等其它时间。为了设计一套结构合理，工艺简单的模具，必须处理好各种因素的影响。 共设计了两套方案，一套是点浇口单型腔三板式，一套是潜伏式浇口单型腔三板式。选择第一套模具，是由于采用点浇口单型腔三板式，点浇口比潜伏式浇口容易设计，尽管使用潜伏式浇口可以不影响塑件的美观，但是在本设计中，由于设计的是塑料餐洗面奶喷嘴，使用点浇口也同样不影响其美观，同时使用点浇口还便于设计和加工，节省开模所用费用，所以选择的方案是 点浇口单型腔三板式模具。在本方案中，使用了钢球和弹簧替代了脱料板，变的更简单，不足之处是取出时还需要人工加工。4.3 浇注系统的设计4.3.1 浇注系统设计应注意的几个问题 1首先塑料制品的结构分析其充填过程，以保证塑料制品的内在质量和尺寸稳定。这一点在大型塑料制品及功能性塑料制品上尤为重要。2在设计浇注系统时，应当非常注意浇注系统对制品外观的影响。在设计过程中经常会遇到这样的情况，某一些塑料制品的浇口设计在某处比较合理，但由于在该处设置浇口影响制品外观，只能将浇注系统改在其它部位。若实在无法处理时，可通过改变制品结构来解上述问题，对有外观质量要求的塑料制品尤为重要。 3 在设计浇注系统时，应该考虑到模具在注射时，是否能适应全自动操作。要达到全自动操作，必须保证在开模时，制品与浇注系统能自动脱落，浇口与制品亦要尽可能自动分离。 4 浇注系统的设计，必须考虑到塑料制品生产的后续工序。如因后续工序在加工、装配、管理上的需要，往往需设置辅助流道，将多件制品联成一体。 5 在设计浇注系统时,应留有一定的余地,这样在使用时即使有些不足之处,亦可以比较方便地得到解决. 6 多观察分析各类塑料制品的浇注系统和浇口位置的选择,吸取其成功之处,提高浇注系统设计的可靠性. 7 设计浇注系统时,其主流道进口处的位置应尽量与模具中心重合.浇注系统的组成及功能 浇注系统由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。 浇注系统的功能，就是将熔融的塑料，经过注射机喷嘴，在高温、高压、高速状态下通过浇注系统进入模具型腔。 设计浇注系统