某茶杯杯盖的注塑模具设计【15张图纸/26000字】【优秀机械毕业设计论文】
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茶杯
杯盖
注塑
模具设计
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优良
机械
毕业设计
论文
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文档包括:
说明书一份,47页,26000字左右.
任务书一份.
翻译一份.
图纸共15张:
A0-模具装配图.dwg
A1-定模座板.dwg
A1-动模座板.dwg
A2-半合模.dwg
A2-垫块.dwg
A2-定模板.dwg
A2-推杆固定板.dwg
A2-推件板.dwg
A2-型心固定板.dwg
A2-支承板.dwg
A4-茶杯杯盖.dwg
A4-导柱.dwg
A4-定位圈.dwg
A4-斜导柱.dwg
A4-型心.dwg
目 录
前 言
1 概 述 0
1.1 塑料工业简介 1
1.2 我国塑料模现状 2
1.3 塑料模发展趋势 2
2 制品的分析 3
2.1 制品(某型口杯盖)的简介 3
2.3 注射成形过程 3
3 拟订模具的结构形式 6
3.1确定型腔数量及排列方式 6
3.2 模具结构形式的确定 6
3.3 注塑机型号的确定 6
3.4 分型面位置确定 9
3.5 浇注系统的设计 10
3.6 脱模推出机构的确定 20
3.7 侧向分型与抽芯机构的设计 22
3.8 合模导向机构的设计 24
3.9 排气系统的设计 26
3.10 温度调节系统设计 27
3.11 模架的确定和标准件的选用 30
3.12 成形零件的结构设计和计算 32
4 塑料模材料的选用及技术要求 38
4.1 塑料模材料的性能要求 38
4.2 塑料模零件选材原则 38
4.3 模具的精度要求 40
5 模具工作过程 42
5.1 成型前的准备 42
5.2 注射过程 42
5.3 脱模过程 42
5.4制品的后处理 43
总结 44
参考文献 45
致谢 46
某型茶杯的杯盖的注射模设计
机械设计制造及其自动化 作者: 张华珠 指导老师: 马克新
摘要:模具工业是国民经济的基础工业，而塑料模具又是整个模具行业的霸主。我国的塑料成型模具设计，制作技术比较晚，整体水平还比较低，但近几年发展比较迅速。目前单单型腔的模具达80%以上，仍占主导地位。该设计通过对多种相似塑件的模具结构参考，设计的是聚乙烯塑件（某型口杯盖），采用的是一模两腔注射。该产品采用点浇口注射，和整体式型腔设置。型腔是由两瓣合模构成，利用斜导柱侧向分型，塑件的螺纹采用强制脱模。。
关键词：杯盖；注射模；瓣合模；侧向分型；设计；
Design of Injection mold for Cup lid
Machine design & manufacturing and automation
Author: Zhang Huazhu Instructs teacher: Ma Kexin
Abstract:The mold industry is the national economical foundation,and the plastic mold also is the overlord in the entire mold industry. It is quite late which the development of manufacture technology, the overall level is low in our country.But the plastic mold is developing quite rapidly in plastic take- shape mold design area recent year.Now, the single cavity mold is above 80%,and still occupied an important position.By researching many kinds of similarly models, I designed a polyethylene model, which can inject two cavities in one time.The products are pinpoint gated on the side,and adopt integral cavity arrangement.The cavity is formed by two petal mold modules, and side core-pulling is through angle pin. the thread is through forced ejection.
Key words: cup lid; injection mold; petal mold module；side core-pulling；design;
3、设计（论文）所用资源和参考资料： 1）图书馆查阅相关化妆品容器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了解有关情报资料。
4、设计（论文）完成的主要内容：1)本模具的设计目的、用途及国内外典型同类产品等介绍；
2)本模具的总体结构与工作原理方案选择设计说明；
3)本模具的结构参数及性能参数等的设计计算说明；
4)本模具的重要零件的技术设计计算说明等。
5、提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：
1)本模具装配图和主要零件图共折合3.5张A0；
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）；
3)刻碟一张（内容为所有电脑设计图和设计计算说明书）。
- 内容简介：
-
湖南科技大学 本科生毕业设计（论文）任务书 机电工程 学 院 机械设计与制造 系（教研室） 系（教研室）主任 : （签名） 年 月 日 学生姓名 : 张 华 珠 学号 : 2031051 专业 : 机械设计制造及其自动化 1、设计（论文）题目及专题： 某茶杯杯盖的注塑模具设计 2、学生设计（论文）时间： 自 2 月 20 日开始至 6 月 13 日止 3、设计（论文）所用资源和参考资料： 1）图书馆查阅相关化妆品容器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了解有关情报资料。 4、设计（论文）完成的主要内容： 1)本模具的设计目的、用途及国内外典型同类产品等介绍； 2)本模具 的总体结构与工作原理方案选择设计说明； 3)本模具 的结构参数及性 能参数等的设计计算说明； 4)本模具 的重要零件的技术设计计算说明等。 5、提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求： 1)本模具装配图和主要零件图共折合 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 ） ； 3)刻碟一张（内容为所有电脑设计图和设计计算说明书）。 6、发题时间： 2006 年 2 月 18 日 指导教师（签名）： 马 克 新 学 生（签名）： 开 题 报 告 某茶杯杯盖的注塑模具设计 系 别： 机电工程系 专业名 称 ： 机械设计制造及自动化 学生姓 名： 号： 导教师姓名、职称 ： 教授 完成日期 2012 年 11 月 29 日 本科毕业论文 1 本科毕业论文（设计）开题报告 选题 某茶杯杯盖的注塑模具设计 院系 业 生姓名 导教师 选题的意义： 毕业设计是对我大学四年所学专业知识的一次总结，也是对我所学专业知识的一次综合性 的训练，也为将来的工作提前做一次预演。它以点、线、面全方位地将大学四年的知识体系贯穿始终，使我对所学专业知识及其相关知识有了更深刻的理解。 本课题研究的主要内容是 对 某茶杯杯盖的注塑模具 进行模具设计 。本次毕业设计主要涉及到塑料模具设计相关的专业知识，这要求我们在掌控理论知识的同时，也要懂得将理论知识应用于实践当中，这对一个机械设计制造及其自动化专业数控方向的学生来说将是一个很好的实践机会：因为一个 塑料 杯盖 的模具设计，它将涉及到我们四年中学过的大部分专业知识，对所学知识是一个很好的回顾和提高的机会。在设计的过程 中还要运用到 软件，这要求我们对这些软件比较熟悉，同时也进一步提高我们软件的应用能力。毕业设计实际是要求我们学会如何将所学的专业知识综合运用到一个项目当中。 本次毕业设计是对我所学知识的检验和将理论知识应用于实践的能力的锻炼，因此通过本次毕业设计将对我所学知识进一步巩固及灵活应用所学知识来解决实际问题有着深远的意义。另外，通过本次毕业设计，还将使我掌握写论文的一般步骤及方法，同时也提高了我快速而有效的查阅相关信息的能力。不仅锻炼了我在遇到困难时冷静的头脑和对问题的分析能力，还锻炼了独立思考及解 决问题的能力。 本选题的国内外发展状况： 塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物。塑料其余成分包括增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料及其它配合剂。 塑料制件在工业中应用日趋普遍，这是由于它的一系列特殊的优点决定的。塑料密度小、质量轻，大多数塑料的密度都 间，相当于钢材密度的 铝材密度的 右，所以有 “以塑代钢”的优点。塑料强度高；绝缘性能好，介电损耗低，是电子工业不可缺少的原材料；塑料的化学稳定性高，对酸、碱和许多化学 药品都有很好的耐腐蚀能力；塑料还有很好的减摩、耐磨及减震，隔音性能也较好。因此，塑料跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列，在国民经济中，塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。 塑料工业的发展阶段大致分为以下几个阶段： 本科毕业论文 2 30 年代以前，科学家研制分醛、硝酸纤维和聚酰胺等热塑料，他们的工业化特征是采用间歇法、小批量生产。 30 年代，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工业化生产，奠定了塑料工业的基础，为其进一步发展开辟了道路。 50 年代中期到 60 年代末，塑 料的产量和数量不断增加，成型技术更趋于完善。 70 年代以来，通过共聚、交联、共混、复合、增强、填充和发泡等方法来改进塑料性能，提高产品质量，扩大应用领域，生产技术更趋合理。塑料工业向着自动化、连续化、产品系列化，以及不断拓宽功能性和塑料的新领域发展。 我国塑料工业发展较晚， 40年代只有酚醛和赛璐珞两种塑料，年产仅 200t。50 年代末，由于万吨级聚氯乙稀装置的投产和 70 年代中期引进石油化工装置的建成投产，使塑料工业有了两次的跃进，与此同时，塑料成型加工机械和工艺方法也得到了迅速的发展，各种 加工工艺都已经齐全。 塑料由于其不断的被开发和应用，加之成型工艺的不断发展成熟与完善，极大地促进了成型模具的开发与制造。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求的日益增加，而且产品的更新换代周期也越来越短，对塑料产量和质量提出了越来越高的要求。 塑料模具影响着塑料制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、裂纹等都有十分重要的影响。其次， 在塑料加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少分模、合模和取制件过程中的手工劳动，为此常采用自动开合模和自动顶出机构。在全自动生产时还要保证制品能自动从模具上脱落。另外，模具对塑料制品的成本也有相当的影响。除简易模具外，一般来说制模费是十分昂贵的，一副优良的注射模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十五万件。当批量不大的时候，模具费用在制件成本中所占比例将会很大，这时应尽可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。 现代塑料制品中合理的加工工艺、高效的设备、先进的模 具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求，塑料制件使用要求和造型设计起着重要作用。高效的全自动的设备也只有装上能自动化生产的模具才能发挥其效能，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提。由于工业塑件和日用塑料制品的品种和产量需求量很大，要求塑料模具生产不断向前发展。 本科毕业论文 3 随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占比例越来越大。从模具设计和制造技术角度来看，模具的发展趋势可归纳为以下几个方面： （ 1）加深理论研究 随着 对塑料成型加工原理的研究越来越深入，模具设计已由经验设计阶段逐步向理论计算设计方面发展。这些理论为塑料模具的计算机辅助设计和辅助工程奠定了基础。 （ 2）高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注射出模具等。高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高生产效率，降低成本起了很大作用。 （ 3）大型、超小型及高精度 随着塑料应用领域日益扩大，在建筑、机械、汽车、仪器、家用电器等采用了许多大型、精密和高寿命的 塑料制品，如汽车壳体、洗衣机桶、传动齿轮、轴承等。大型模具设计要求作详细准确的理论计算，由于模具自重大，物料流程长，型腔易变形，因此在结构设计上需作更为周密的考虑。高精度模具要求配合精度和运动精度都很高，耐磨损，模温控制精确，在高压下成型，收缩变形小。 革命模具制造工艺 为了更新产品花式和适应小批量产品的生产要求，除大力发展高强度、高耐磨性的材料外，同时又重视简易制模工艺研究。 （ 4） 革新模具制造工艺 塑料模具制造中最困难的部分是型腔，特别是异形复杂型腔的加工，若采用各种坐标机床、仿形机床、光控机床、数控 机床等来代替传统的机械加工方法，这样不仅缩短制模周期、提高模具精度，而且还降低了劳动强度和生产成本。 采用精密铸造、冷挤压、电加工等新工艺技术给模具型腔加工带来了巨大方便。 （ 5）模具计算机辅助设计 (辅助工程 ( 件的主要功能是几何造型技术，它将制品图形立体地精确地显示在屏幕上，完成制件设计的绘图工作，对制品或模具进行力学分析。 件中流动软件可以模拟熔体在模内的流动过程，冷却分析软件可模拟熔体的凝固过程和在模内的温度变化，预测可能出现的问题，如制品缺陷、翘曲、变形、内应力等 ，使计算结果优化。 模具的 计、分析 , 包括根据产品模型进行模具分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料充填过程分析等几个方面。利用先进的特征造型软件如 、 很容易地确定分型面 , 生成上下模腔和模芯 , 再进行流道、浇口以及冷却水管的布置等。确定了这些设计数据以后 , 再利用模具分析软件 ( 如 行塑料的成形过程分析。本科毕业论文 4 根据 件和它的丰富的材料、工艺数据库 , 通 过输入成形工艺参数 , 可动态仿真分析塑料 在注塑模腔内的注射过程流动情况 (含多浇口注射时的塑料汇流纹分析 )、分析温度压力变化情况、分析注塑件残余应力等 , 根据分析情况来检查模具结构的合理性、流动状态的合理性、产品的质量问题等。比如是否存在浇注系统不合理 , 出现流道和浇口位置尺寸不当 , 无法平衡充满型腔 ; 是否存在注塑工艺不对 , 出现产品的翘曲变形等。模具通过 计和分析 , 就可以将错误消除在设计阶段 , 提高一次试模成功率。 （ 6） 标准化 模具标准化包括塑料注射模零件标准、塑料注射模零件技术条件、塑料注射模模架标准、塑料注塑模技术条件等，其中零件标准包括导柱、导套、推杆、模板等。模具标准化为塑料模具设计和制造都带来极大的方便，由于标准件可以直接购买，因此模具设计制造者只需精心设计和加工型腔，这样使塑料模具设计和制造周期大为缩短，成本降低，质量得到保证。目前发达国家标准化程度达到 30%以上，我国标准化程度不高，还需大力推广，充实完善。 随着计算机技术的发展，计算机已广泛应用于模具工业，在注射成型系统中，针对每一个环节都可将计算机作为辅 助工具而加入，构成该环节的 20 世纪 80 年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以 15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要因素 。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖 于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。 中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48（约 122屏幕彩电塑壳注射模具， 容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具 术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等 方面作出了贡献。 尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10 多亿美元的本科毕业论文 5 各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。 （ 1）、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多控所致。 （ 2）、在塑料模设计制造中全面推广应用 术。 年来模具 术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为进一步普及创造了良好的条件；基于网络的 体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型 统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题； 件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的 3D 设计与成型过程的 3D 分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 （ 3）、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射 成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精 度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 （ 4）、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 （ 5）、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。 （ 6）、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分重要。 （ 7）、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 关键技术之一。研究和应用多本科毕业论文 6 样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 研究内容： 本课题的研究内容为设计一套 塑料 杯盖 的模具，该 塑料杯盖 的 材料为 聚乙烯（ 由乙烯聚合而成的，聚乙烯的原料来源充足，而且聚乙烯具有优良的电绝缘性能，耐化学腐蚀性能，耐低温性能和良好的加工流动性，因此其制品生产非 常迅速 。 该制品为一口杯盖 ,表面有一阶梯 ,小阶梯的外圆面有突起 ,这就增大了成型的难度 ,两外圆面分别在两个型腔成型 ,必须保证同轴度 , 所以在模具设计和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工艺，以保证传动精度。内部有不规则螺纹，也给脱模带来困难。 研究方法、手段及步骤： 本设计首先说明了塑料工业的重要地位和当今塑 料 模具的现状，随着经济的发展，塑料工业将继续呈现蓬勃发展之势。其次介绍了注塑件的一般设计 方法、基本 原则 和注意要点 ，对塑 料 件的 形状 特征做了说明， 在实际生产中 ，几乎所有的注塑件都遵循这些原则。在做好注塑成型 的准备工作之后，接着 就是模具设计 方面 的，冷流道注塑模具无外乎包括四大系统：浇注系统、温度调节系统、顶出系统和 导向与定位 机构系统。在浇注系统的设计中根据经验公式取流道横截面形状，确定浇口尺寸；温度调节系统说明了设计的一般步骤，确定冷却时间等；顶出系统着重说明了 脱模力的计算， 推杆 的设计 ，并进行强度校核 ， 做完这些工作之后，该模具的设计到此结束。 分述如下 。 一接受任务书（模具设计的依据） 二收集、分析、消化关于茶杯杯盖 的资料。 (1) 消化塑料制品，了解制品的用途，分析塑料制品的工艺性，尺寸精度等技术要求； (2) 消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。 (3) 确定成型方法 (4) 选择成型设备 根据成型设备的种类来进行设计模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。 例如对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关参数。 (5) 具体结构方案（确定模具类型及结构） 三了解影响塑料注射模具 结构及模具个别系统的因素（很复杂） 本科毕业论文 7 四绘制塑料模具图 在画总装配图之前，应绘制工序图，并要符合制件图和工艺资料的要求； 五整理资料归档（这对以后修理模具，设计新的模具是很有用处的） 参考文献： 1 申开智主编 . 塑料成型模具 . 中国轻工业出版社， 2 吴宗泽 . 机械设计手册实用手册 化学工业出版社， 1998. 3 黄光辉、李会主编 . 级造型技术 . 清华大学出版社， 4 成大先 北京 :化学工业出版社， 2004. 5 濮良贵、纪名刚 北京 :高等教育出版社， 2001. 6 徐宏海主编 . 数控加工工艺 . 化学工业出版社， 7 周开勤 . 机械零件手册 高等教育出版社 ,2000. 8 单辉祖 北京 :高等教育出版社， 1999. 9 刘向阳、占向辉、张恩光等编 . 解教程 . 清华大学出版社， 10 侯洪生 北京 :科学出版社， 2001. 11 孙树峰、王萍萍、孙术彬等编 具设计与数控加工， 2008. 某型茶杯 的杯 盖的注射模设计 机械设计制造及其自动化 作者 : 张华珠 指导老师 : 马克新 摘要 :模具工业 是国民经济的基础工业，而塑料模具又是整个模具行业的霸主。 我国的塑料成型模具设计，制作技术比较晚，整体水平还比较低 ，但近几年发展比较迅速 。目前单单型腔的模具达 80%以上，仍 占主导地位。该设计通过对多种相似塑件的模具结构参考，设计的是聚乙烯 塑件（某型口杯盖） ，采用 的 是 一模两腔 注射。 该产品采用 点浇口注射，和 整体式型腔 设 置。 型腔 是由两瓣合模构成，利用斜导柱侧 向分型， 塑件的螺纹采用强制脱 模 。 。 关键词： 杯盖；注 射模；瓣合模；侧向分型； 设计 ； up he is is in It is of is in is in is 0%,an of I a in on is by is is 目 录 前 言 1 概 述 . 错误 !未定义书签。 料工业简介 . 错误 !未定义书签。 国塑料模现状 . 错误 !未定义书签。 料模发展趋势 . 错误 !未定义书签。 2 制品的分析 . 错误 !未定义书签。 品 (某型口杯盖 )的简介 . 错误 !未定义书签。 射成形过程 . 错误 !未定义书签。 3 拟订模具的结构形式 . 错误 !未定义书签。 定型腔数量及排列方式 . 错误 !未定义书签。 具结构形式的确定 . 错误 !未定义书签。 塑机型号的确定 . 错误 !未定义书签。 型面位置确定 . 错误 !未定义书签。 注系统的设 计 . 错误 !未定义书签。 模推出机构的确定 . 错误 !未定义书签。 向分型与抽芯机构的设计 . 错误 !未定义书签。 模导向机构的设计 . 错误 !未定义书签。 气系统的设计 . 错误 !未定义书签。 度调节系统设计 . 错误 !未定义书签。 架的确定和标准件的选用 . 错误 !未定义书签。 形零件的结构设计和计算 . 错误 !未定义书签。 4 塑料模材料的选用及技术要求 . 错误 !未定义书签。 料模材料的性能要求 . 错误 !未定义书签。 料模零件选材原则 . 错误 !未定义书签。 具的精度要求 . 错误 !未定义书签。 5 模具工作过程 . 错误 !未定义书签。 型前的准备 . 错误 !未定义书签。 射过程 . 错误 !未定义书签。 模过程 . 错误 !未定义书签。 品的后处理 . 错误 !未 定义书签。 总结 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 0 前言 模具是现代工业的重要装备。随着工业生产的飞速发展，新产品的不断涌现，对模具的设计与制造速度、加工质量，提出了更高的要求。 要求的周期越来越短、精度越来越高，以加速新产品投产及产品的更新换代，提高经济效益及竞争力。近几年来，许多企业认识到这一点，都在朝这个方向努力发展。把在实际工作中积累的经验收集、整理与总结。逐渐形成一种规范化，标准化的设计 。 本设计就是利用课本中的理论，和毕业实习基地（江南机械厂）的所见，及前辈的宝贵经验设计出来的一套日常用塑件（某型茶杯的杯盖）的模具。通过对塑件的分析，确定用一模两 腔注射成型该塑件。同时为了锻炼一下自己的能力，故意在塑件表面增加一些结构 （增加多层台阶） ，来增加设计的难度 ，加固模具设计方面的知识，为以后在企业有个生存的空间打点基础 。 本 设计严格按照模具设计的步骤，及模具设计中的要求来设计的 ：塑件工艺性的分析、型腔数量的确定、分型面的确定、浇注系统的设计、成型零件的设计等，这一整套的程序下来，感觉自己这方面的知识丰富了不少。同时在设计中也要求对机械的相关知识有相当的了解：机械制图、公差与配合、机械制造、 材料成型、数控技术等。 总之，在这次毕业设计过程中，我感觉充实了 不少。 希望以后在工作岗位也有这样的好机会锻炼自己。 1 1 概 述 料工业 简介 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一。自从聚氯乙烯塑料问世以来，随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改进技术的进步、愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现，从而促进塑料工业的发展。 模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的 工艺装备或 工具， 它属于型腔模的范畴。通常情况下，塑件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素占 80%。然而模 具的质量的好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新换代周期越来越短、用户对塑件的质量要求也越高，因而模具制造与设计的周期和质量要求也相应提高，同时也正是这样促进了塑料模具设计于制造技术不断向前发展。就目前的形式看，可以说，模具技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具技术，便成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。 按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生 活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品， 就中国就有比较远大的市场， 所以模具制造业已成为一个大行业。 在高分子材料加工领域中 ,用于塑料制品成形的模具 ,称为塑料成形模具 ,简称塑料模 。 塑料模具的设计是模具制造中的关键工作。通过合理设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具的加工过程和实施塑件的高效率生产，从而达到降低生产成本和提高附加价值的目的 ， 塑料模 的 优化设计 ,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这 些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。 现代塑 料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱 ”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。 塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，2 常标志一个国家工业化的发展程度。 国塑料模现状 塑料 模是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑料模工业是国民经济的基础工业。用塑料模生产成型零件的主要优点是制造简、材料利用率高、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。 在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的 1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 随着我国改革开放步伐的进一步加快，我国 正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入 ，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。塑料模的设计、制造技术、 术、 术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化 商品化尚待规模化； 件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此，我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国 ，必须要振兴和发展我国的模具工业，努力提高模具工业的整体技术水平，提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力。 料模发展趋势 塑料作为现代四大工业基础材料之一，越来越广泛地在各行各业应用。其中注塑成型在塑料的各种成型工艺中所占的比例也越来越大。随着社会的经济技术不段向前发展，对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接与模具设计和制造有关系，对注塑制品的要求就是对模具的要求。 由于计算技术和数控加工迅速发展，使得 渐取代了过去塑料模的设计与制造技术，使传统 的设计制造方法及组织生产的模式发生了深刻变化。塑料模 发展不仅可以提高塑料模质量，减少塑料模的设计与制造工时，缩短塑料模生产周期，加快塑件生产和产品的更新换代，而且更主要的是能满足当前用户对塑料模行业提出的 “质量高、交货快、价格低 ”的要求。 塑料模以后的发展主要有以下几方面： 1、 注射模 用化； 2、 挤塑模 开发； 3、 压模 开发； 4、 塑料专用钢材系列化 。 3 2 制品的 分析 品 (某型口杯盖 )的简介 制品的分析是对所要成型的产品有个初步的了解， 在接受设计任务书以 后就要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件，产品的功用及工作条件有个整体概念， 以便在设计模具时优选 各 种方式 来成型塑件。 制品的分析主要包括以下几点 1、 产品尺寸精度及其图纸尺寸的正确性； 2、 脱模斜度是否合理； 3、 塑件厚度及其均匀性； 4、 塑件种类及其收缩率； 5、 塑件表面颜色及表面质量要求。 设计中塑件各项要求 1、 塑料名称 ： 聚乙烯 ( 2、 色调 ： 淡绿色 不透明 ； 3、 生产纲领 ： 大批大量 。 品的工艺性及结构分析 构分析 该制品为一口杯盖 ,表面有一阶梯 ,小阶梯的外圆面有突起 ,这就增大了成型的难度 ,两外圆面分别在两个型腔成型 ,必须保证同轴度 , 所以在模具设计和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工艺，以保证传动精度。 内部有不规则 螺纹，也给脱模带来困难。 见图 2 1。 型工艺分析 1、 精度等级 ： 采用一般精度 6 级 2、 脱模斜度 ： 因本设计中采用的是瓣合模，所以不需要考虑脱模 斜度 ，也就是说脱模斜度为零度 。 料的性能分析 聚乙烯（ 由乙烯聚合而成的，聚乙烯的原料来源充足，而且聚乙烯具有优良的电绝缘性能，耐化学腐蚀性能，耐低温性能和良好的加工流动性，因此 其制品生产非常迅速 . 射成形过程 对 色泽、细度和均匀度等进行检验。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和 冷却五个阶段。 注射工艺参数 4 2 1 塑件零件图 注射机：注塞式 喷嘴形式 ： 直通式 喷嘴温度 :230 240 料筒温度（ ： 前段 250 280 中段 段 240 260 模具温度（ ： 80 100 注射压力（ ： 80 130 保压力（ ： 40 50 成形时间（ s ）：注射 0 5 保压时间 （ s ）： 20 50 冷却时间 （ s ）： 20 50 5 成形周期 （ s ）： 50 140 耐腐蚀性 ,电绝缘性 (尤其高频绝缘性 )优良 ,可以氯化 ,辐照改性 刚 性 ,硬度和强度较高 ,吸水性小 ,有突出的电气性能和良好的耐辐射性 伸长率 ,冲击强度和透明性较好 ,超高分子量聚乙烯冲击强度高 ,耐疲劳 ,耐磨 ,用冷压烧结成型 . 表 2密度 g/性模量 10 比容 g 曲强度 08400 吸水率 %（ 24h） 小于 拉屈服强度 20390 收缩率 % 点 C 105137 6 3 拟订模具的结构形式 模具的结构形式，是指设计过程中的注射机的确定，浇注系统的形式和浇口位置的选择，成型零件的设计，脱模推出机构的设计，侧向分型与抽芯机构的设计，合模导向机构的设计，温度调节系统的设计及各个零件的设计和装配图设计。 当塑料制件的设计已经完 成，并选定所用塑料后，就需要考虑是采用单型腔模还是多型 腔模。与多型腔模相比，单型腔模具有以下优点： 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。 由以上分析初步定为一模两腔 , 见图 3 具结构形式的确定 型腔单分型面模具 制品外观质量要求不高，尺寸精度要 求一般的小型制品，可采用此结构。 型腔多分型面模具 制品外观质量要求高，尺寸 精度要求一般的小型制品，可采 图 3 1 型腔分布示意图 用此结构。该制品外观质量要求 较高，分析该制品样品采用的浇口位置、分型面位置、推出机构的痕迹，可知浇口为一般侧浇口，并可初步拟定采用两型腔双分型面的模具结构形式，其中双分型面为：水平、垂直分型面。 塑机型号的确定 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术 规范，才能设计出符合 要 求的模具。 注射机规格的确定主要是根据制品的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具7 相匹配的注塑机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。 射机的选用原则 1、 计算塑件及浇道凝料的总容量（体积或重量）应小于 注射机额定容量（体积或容量）的 2、 模具成型时需用的注射压力应小于所选用注射机的最大注射压力； 3、 模具型腔注射时所产生的压力必须要小于注射机的锁模力； 4、 模具的闭模高度应在注射机最大，最小闭合高度之间； 5、 模具脱模取出朔件所需的距离应小于所选注射机的开模行程； 6、 模具的外形尺寸及安装尺寸必须与所选注射机模板适应，既模具最大外形尺寸安装时应不受拉杆间距的影响，模具安装用的定位环尺寸应与机床定位孔直径相配合；模具的模板各安装孔应与注射机固定模板的安装孔相对应、机床喷嘴孔径和球面半径应与模具进料 孔相对应，注射机的开模行程应满足脱件条件。 关制品的计算 根据零件图提供的样品，便可以根据样品测绘得出制品体积，同时也可以借助计算机辅助软件(如： 软件等 )建立制品模型（对于没有提供样品的设计，也可以由所提供的制品图样建立模型），这样既便于较精确的计算制品的各个参数，又更为直观、形象。因条件所限 ,本设计是由测绘所的体积 ： 1） 制品的体积为： 质量为： m= ） 初步估计浇注系统的体积约为塑件的 本设计中取 5（ 3） 该模具一次注射共需塑料的体积约为： 射机型号的确定 根据以上的计算初步选定型号为 125的注射机。 近年来我国引进注射机的机型 很多，国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌握使用设备的技术参数是注射模设计和生产所必需的技术准备。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的“注射机使用说明书”上标明的技术参数。 根据以上的计算初步选定型号为 125的注射机，其主要技术参数如下表： 8 表 3125 注射机主要技术参数 额定注射量（ 125 螺杆 (柱塞 )直径（ 42 注射压力（ 150 注射行程（ 115 注射时间 (s) 模力（ 900 最大成型面积（ 320 最大开合模行程（ 300 模具最大厚度（ 300 模具最小厚度（ 200 合模方式 液压 机械 喷嘴球头半径（ 杆中心距（ 230 喷嘴孔径（ 4 射机及 各个参数 的校核 1、 注射压力的校核： 该注射机的注射压力为 1500 130 所以能够满足要求。 2、 由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 n： 123600/ M 上式右边 =2 （符和要求） 式中 K 注射机最大注射量的利用系数，一般取 注射机的额定塑化量（ g/h或 h） T 成形周期 浇注系统所需塑料质量和体积（ g或 单个制品的质量和体积（ g或 3、 按注射机的最大注射量校核型腔数量 n： 12M n =2 （符合要求） 式中 注射机允许的最大注射量（ g 或 4、 按注射机的锁模（合模）力的校核 ： 注射模从分型胀开的力（锁模力）应小于注射机的额定锁模力，既 9 F P（ n 式子的右面为 合 要求） 式中 F 注射机的额定锁模力（ N） 单个制品在模具分型面上的投影面积（ 浇注系统在模具分型面上的投影面积（ p 塑料熔体在模腔内的平均压力（ 通常模腔内的压力为 2040型 一 般制品为 2434密制品为 3944 本设计中取模腔内的平均压力为 40n 型腔个数 5、 开模行程的校核： S=2+5 10 上式右边 S=32+34+46+5 =117注射机的最大开模行程是 300以 （符合要求） 式中 注射机最大开模行程（ 推出距离（脱模距离）（ 包括浇注系统在内的制品高度（ 型面位置确定 模具上用以取出制品和（或）浇注系统凝料的，可分离的接触表面称之为分型面。分型面的选择不紧关系到塑件的正常成型和脱模具 ,而且 涉及模具结构与制造成本 应考虑成形时分型面的形状和位置，否则无法用模具成形。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对制品质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。 型面的选择原则 1、 分型面应选择在制品的最大截面处 ,无论塑件以何方位布置型腔 ,都应将此作为首要原则； 2、 有利于保证制品的外观质量 ,分型面上型腔壁面稍有间隙 ,熔体就会在塑件上产生飞边； 3、 尽可能使制品留在动模一侧 ,因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便易行； 4、 有利于保证制品的尺寸精度； 5、 尽可能满足制品的使用要求； 6、 尽量减少制品在合模方向上的投影面积 ,以减小所需锁模力； 7、 长型芯应置于开模方向 ,当塑件在相互垂直方向都需设置型心时 ,将较短的型心设置在 4 侧抽芯方向 ,有利于减小抽拔距离； 10 8、 有利于排气； 9、 有利于简化模具结构 ,应尽量避免侧向分型或抽芯； 10、 在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便。 对于该设计，在进行制品设计时已经充分考虑了上述原则，从所提供样品采用的分型面可知：第一分型面 与开模方向垂直；进行模具设计时，在充分考虑上述原则的基础上，可得出：第二分型面与制品推出方向平行 。 2341、定模板 2、第一分型面 3、瓣合模 4、第二分型面 图 3分型面位置图 注系统的设计 浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对制品质量影响很大。他的作用是将塑料熔体顺利地充满到模具行腔深处 ,以获得外形轮廓清晰 ,内在质量优良的塑料制件 . 它分为普通流道浇注系统和 热流道浇注系统。 该模具采用普通流道浇注系统，其包括：主流道、分流道、冷料穴、浇口。 1、 浇注系统与塑件一起在分型面上 ,应有压降 ,流量和温度的分布的均衡布置； 2、 结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置； 3、 尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间； 4、 浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，有利于排气和补缩，且应设在塑件较厚的部位，以使熔料从后断面移入薄断面，以利于补11 料； 5、 避免高压熔体对模具型芯和嵌 件产生冲击，防止变形和位移的产生； 6、 浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或者易于切除和整修； 7、 熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态，以及对制品质量的影响； 8、 尽量减少因开设浇注系统而造成的塑料凝料用量； 9、 浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇口应有 上的精 度要求； 10、 设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施； 11、 尽可能使主流道中心与模板中心重合，若无法重合应使两者的偏离距离尽可能小。 流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。 1、 主流道尺寸 1） 主流道小端直径 d=注射机喷嘴直径 +1 =4+1 取 d =5（ 这样便于喷嘴和主流道能同轴对准 ,也能使的主流道凝料能顺利脱出 2） 主流道球面半径 主流道入口的凹坑球面半径 R,应该大于注射机喷嘴球头半径的 2 两者不 能很好的贴合 ,会让塑件熔体反喷 ,出现溢边致使脱模困难 . 射机喷嘴球头半径 +2 3 取 2+2=14（ 3） 主流道长度 L 一般按模板厚度确定，但为了减小充模时压力降和减少物料损耗，以短为好，小模具控制在 50之内在出现过长流道时，可以将主流道衬套挖出深凹坑，让喷嘴伸入模具。本设计中结合该模具的结构 取 L=35（ 4） 主流道大端直径 D=d+2半锥角 为 1 2 ，取 =2 ） 8 取 D=8（ 2、 主流道衬套的形式 及尺寸 12 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即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行 加工和 图 3口套 热处理，常采用碳素工具钢，如 处理硬度为 53 57于该模 具主流道较长 设计成分体式较宜。 3、 定位圈的结构尺寸 定位圈是对浇口套的固 定和对注射方向的导正 均布均布图 3位圈 13 4、 主流道衬套的固定 （ ）（ ）123451、定位圈 2、 内六角螺钉 3、浇口套 4、定模座板 5、浇注凝料 图 3流道衬套的固定 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 25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形性能不佳，如果这里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（冷料井）。 冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头及熔体流动的前锋冷料，以防止冷料进入型腔而影响制件质量。 1、 主流道冷料穴 主流道 冷料穴常设在主流道的末端，开模时应将主流道中的冷凝料拉出 ,所以冷料穴直径宜稍大于主流道大端直径 料穴分别开在左右瓣合模上，开模时，将主流道中的凝料拉出来；侧向分型时，冷料穴中的凝料会制动脱落。 其中 该模具取 d=D=8 ( 14 123451、 浇注凝料 2、 Z 形冷料穴 3、定模板 4、瓣合模 5、拉料杆 图 3流道冷料穴 其中 2为主流道的冷料穴，这样设计的好处是不紧能容纳熔 料的冷峰，同时还可以配合拉料杆巧妙的拉出凝料 ，见图 3 6。 2、 分流道冷料穴 当分流道较长时，可将分流道的端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，以储存前锋冷料，其长度为分流道直径的 2倍。 该模具的分流道冷料穴与流道的截面形状相同，直径逐渐缩小的半圆形 ，见图 3 7。 1231 、定模座板 2、分流道冷料穴 3、定模板 图 3流道冷料穴 15 流道的设计 在多型腔或单型腔多浇口时 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 料熔体的动通道，其作用是 通过流道截面及方向变化，使熔料能平稳地转换流向注入型腔 。分流道最理想的设计就是把流动树脂在流道中的压降降到最小。在多种常见截面当中，圆形截面的压降是最小的。 1、 分流道的形状及尺寸 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、 圆形、矩形、六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，希望流道的截面积大、表面积小。因此可以用流道截面积与其周长的比值来表示流道的效率。各种截面的效率见表 3 2。 表 3 2 各种截面的效率表 截面形状 圆形 方形 六边形 半圆形 梯形 矩形 效率 设计在保证塑件质量的前提下，从经济和加工的角度分析，最终采用了半圆形截面，从图 3 8中也可以看出。 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地估计分流道的直径，也常用塑料的分流道直径的推荐值，对于壁厚小于 3量在 200 克以下的塑件，可以用以下的经验公式确定分 流道 的直径： 式中 B分流道直径（ m流经分流道的塑料量（ g） L分流道的长度（ 根据公式计算得 4 B = （故不在适用范围） 计算结果不在给定的推荐值内，在本设计中取 12 3部分常用塑料常用分流道断面尺寸推荐范围 塑料名称 分流道断面尺寸 料名称 分流道断面尺寸 苯乙烯 10 聚乙烯 聚氯乙烯 10 尼龙类 聚氯乙烯 16 16 聚甲醛 10 聚氨酯 丙烯 5 10 聚苯醚 10 丙烯酸塑料 8 10 聚砜 10 1231、定模座板 2、分流道截面形状 3、定模板 图 3流道的截面形状 分流道长度 长度应尽量短，且少弯折 ， 该模具分流道 的长度为： 140，见图 3 8。 2、 分流道的表面粗糙度 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 因此分流道的内表面粗糙度 不要求很低，一般取 m，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。此处取 m。 3、 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分为平衡式与非平衡式两种。不管有多少种布置形式，总的来说应遵循两方面原则：即一方面排列紧 凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式 4、 分流道与浇口部分的连接 1231、定模座板 2、分流道截面形状 3、定模板 图 3分流道与浇口的连接 浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部位，它的作用是增加和控制17 塑料进入型腔的流速并封闭装填在型腔内的塑料，以保证充填实，确 保制品质量。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。 1、 浇口的主要作用有如下几点： 1） 熔体充模后，首先在浇口处凝结，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，浇口还能用以 控制熔接痕的位置。 2、 浇口尺寸的确定 浇口的截面积一般为分流道截面积的 3% 9%，截面的形状多为矩形（宽度与厚度的比为 3： 1）或圆形；浇口长度约为 右。在设 计的时候一般取小值，在以便在试模时修正。浇口最终的具体尺寸根据经验和零件的尺寸和形状的要求确定。 3、 浇口位置的选择 浇口位置与数量对制品质量影响很大，选择浇口位置时应遵循如下原则： 1） 浇口应设在能使型腔的各部位、各角落同时充满的位置； 2） 浇口应开设在塑件较厚的部位，以使熔料从厚断面移入薄断面，以利于补料； 3） 浇口应设在有利于排除型腔中气体的部位； 4） 口应设在避免塑件表面产生熔合纹的部位； 5） 对于带有长型心的模具，浇口应设置在能使进料沿型心轴向均匀进行，以免型心被熔体冲击而变形； 6） 浇口的 设置应避免熔体的断裂； 7） 浇口的设置应不影响塑件的外观； 8） 浇口不要设置在塑件使用中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位。 4、 浇口结构的形式 注射模的浇口结构形式较多，不同类型的浇口其尺寸、特点及应用情况个不相同。按浇口的特征可分为限制浇口（既封闭式浇口，在分流道与型腔之间有突然缩小的阻尼式浇口）和非限制浇口（既开放式浇口，又称直接浇口或主流道式浇口）；按浇口形状可分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环行浇口及薄片式浇口；按浇口的特征性质可分为潜伏式浇口、护耳浇口；按浇口所在的塑件的位置可分为中心浇口和侧浇口等。 对于该模具，是中小型制品的多型腔模具，同时从塑件的形状等各方面分析知采用的是点浇口。点浇口又称橄榄形浇口或菱形浇口，是种截面尺寸特小的圆形浇口。点浇口一般设在型腔底部，排气畅通，成型良好，塑件无不良痕迹。有利于实现制动化操作，常用于成型如壳盒形等中、小型塑件的18 一模多腔模具中，也可用于单型腔模具或表面不允许有较大痕迹的塑件，能制动切断浇口凝料 ，见图 3 10。 图 3点浇口的结构尺寸 5、 浇口结构尺寸的经验计算 根据模具的实际情况，再结合所提供经验值得 ，点浇口的直径为 1，长度为 1。 见表 3 4。 表 3 4 侧浇口和点浇口的推荐尺寸 制品壁厚 /浇口尺寸 /点浇口的直径 d（ 浇口长度 l/度 h 宽度 w 2 浇注系统凝料的脱出机构 1、 普通浇注系统的凝料的脱出 通常采用侧浇口、直接浇口及盘形环浇口类型的模具，其浇注系统凝料一般与塑件连在一起。塑件脱出时，先用拉料杆拉住冷料穴，使浇注浇注系统留在动模一侧，然后用推杆或拉料杆推出，靠其自重而脱落。 2、 点浇口式浇注系统凝料的脱出 点浇口浇注系统凝料，一般用人工、机械手取出，但生产效率低，为适应自动化生产的需要，可19 采取以下方式脱出凝料 ：利用推杆拉断点浇口凝料、利用侧凹拉断点浇口凝料、利用拉料杆拉断点浇口凝料、利用定模推板拉断点浇口凝料等。 综合对比各个方式，本设计中的点浇口的拉断利用的是侧凹：是在接近分流道的末端钻一斜孔，开模时保证先从此分型面分开，点浇口被拉断 ，流道凝料被中心拉料杆拉向型腔板一侧。 拉断点浇口凝料的侧凹 ， 见图 3 1 2 3 41、浇口套 2、定模座板 3、拉断点浇口的侧凹 4、定模板 图 3凹拉断点浇口的系统 注系统的 平衡 对于中小型制品的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计时应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成形。一般在制品形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口流量及成形工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。 1、 分流道平衡 对于多型腔模具，为了达到各型腔同时充满的目的，可通过调整分流道的长度及截面面积，改变熔 料 在各分流道中的流量，达到浇注平衡的目的。计算公式如下： 212121 式中 熔 料 分别在流道 1 和流道 2 中的流量， s； d1, 分流道 1 和分流道 2 的直径， 分流道 1 和分流道 2 的长度， 2、 浇口平衡 20 在多型腔非平衡分流道布置时，由于主流道到各型腔的分流道长度或各型腔所需填充流量不同，也可采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔 料 同时充满各型腔。 浇口平衡简称为 ,只要做到各型腔 相同，基本上 能达到平衡填充。对于多型腔相同制品的模具，其浇口平衡计算公式如下： 中 浇口的截面积， 浇口的长度， 分流道的长度， 该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同，显然是平衡式的。 模推出机构的确定 注射成形每一循环中，塑料制品必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构， 称为脱模机构，也常称为推出机构。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。既首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。 制品推出（顶出）是注射成形过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则： 1、 结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度，且推出机构应尽量设置在动模一侧； 2、 保证制品不因推出而变形损坏； 3、 机构简单动作可靠； 4、 保证良好的制品外观； 5、 尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。 品推出的基本方式 按模具中的推出零件分 1、 推杆推出：推杆推出是一种基本的也是一种常用的制品推出方式，常用的推杆形式有圆形、矩形、“ D”形。 2、 推件板推出：对于轮廓封闭且周长较长的制品，采用推件板推出结构。推件板推出部分的形状根据制品形状而定。 3、 推管推出：适用于薄壁圆桶形塑件。 4、 推块式脱模：适用于齿轮类或一些带有凸缘的制品，可防止塑件变形。 5、 利用成型零件推出制品的脱模：使用于 螺 纹 型环一类的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件 21 6、 多元联合式脱模：对于某些深腔壳体、薄壁制品以及带有环状凸起、凸肋或金属嵌件的复杂制品，为防止其出现缺陷，常采用两种或两种以上的推出机构联合动作以完成脱模过程。 本套模具的设计中，的推出机构形式不算太复杂，全部采用 推件板推出。每个塑件采用 4 根推杆推推板推出，推杆与推板采用螺栓连接。推杆与推杆固定板，通常采用单边 间隙 ， 这样可以降低加工要求，又 能在多推杆的情况下，不因由于各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一 致而发生卡死现象 。 此推杆与模板上的推杆孔采 用 H8/ H8/间隙配合；推杆与推杆固定板，通常采用单边 间隙；工作端配合部分的表面粗糙度为 杆的材料常用 素工具钢，热处理要求硬度 50， 螺纹塑件的脱模机构 塑件的内 螺纹 由螺纹型心成型，外螺纹由螺纹型环成型，所以带螺纹塑件的脱出可分为强制脱螺纹、活动螺纹型心或螺纹型环以及旋转脱螺纹三大类。强制脱螺 纹，这种模具结构简单，通常用于精度不高的塑件。 1、 利用塑件的弹性脱螺纹：对于聚乙烯、聚丙烯等具有弹性的塑料，可以采用脱模板将塑件从螺纹型心上强制脱出。 2、 利用硅橡胶螺纹型心脱螺 纹：是在硅橡胶型心中插入芯杆，在开模时，芯杆先从橡胶中脱出使橡胶螺纹型心产生收缩，再由推杆将塑件强迫脱出。因本设计中，塑件所用的材料是聚乙烯，且精度等级要求的不高，所以比较适合强制脱模，在此其它脱模方式就不再一一介绍 ，强制脱模的结构见图 3 12。 1 231、脱模板 2、塑件 3、带螺纹的型心 图 3强制脱模结构 模斜度的确定 22 在注射模一般的设计中，为了使塑件成型后易于从模具型腔内脱模，在垂直分型面的定模与动模型腔和型心工作面上，必须设计出脱模斜度。而本设计因为塑件的形状尺寸特殊，采用的是瓣合模成型，所以在设计的过程中就不需要再考虑脱模斜度的问题。 向分型与抽芯机构的设计 当塑件上具有于开模方向不一致的孔或侧壁有凹凸形状时，除极少数情况可以强制脱模外，一般都需要将成型侧孔或侧凹的零件做成可活动的结构，在塑件脱模前，先 将其抽出，然后才能将整个塑件从模具中取出，完成侧向活动型心的抽出和复位的这种机构就叫做抽芯机构。 这种模具脱出塑件的运动有两种情况： 一是开模时优先完成侧向分型和抽芯，然后推出塑件； 二是侧想抽芯分型与塑件的推出同步进行。 侧向抽芯机构按其动力来源可分手动、机动、气动或液压三大类。 1、 手动侧抽芯：这种模具结构简单、生产效率低、劳动强度大、抽拔力有一定限制，故只在特殊场合下应用，如试制新产品或小批量生产。 2、 机动侧抽芯：开模时，依靠注射机的开模动力，通过侧向抽芯机构改变 运动方向，将活动零件抽出。机动侧抽芯操作方便、生产效率高、便于实现生产制动化，但模具结构复杂。机动侧抽芯机构形式主要有：斜导柱侧抽芯、斜弯销侧抽芯、斜滑块侧抽芯、齿轮齿条侧抽芯以及弹簧侧抽芯。 3、 液压或气动抽芯：在模具上配置专门的油缸或气缸，通过活塞的往复运动来进行侧向抽芯。这类机构的特点是抽拔力大、抽芯距离长、动作灵活且不受开模过程限制，常在大型注射机中使用。 模阻力的计算 脱模力是指将塑件从型心上脱出时所需克服的阻力。它是设计脱模机构的重要依据之一。脱模阻力的计算式与抽拔 力相同，由于影响脱模力的因素很多，例如塑件的壁厚、塑件包容截面形状的大小、塑件的性能、成型的工艺参数等，如要全面考虑这些因素较困难，在生产过程中只要考虑主要因素，因此可按简化公式计算： Q= = 式中 Q 抽拔力（ N） A 侧型心被包紧的截面周长（ h 成型部分深度（ q 单位面积积压力，一般取 8001200（ N/ ； 摩擦系数，取 a 脱模斜度。 23 因为本设计中采用的是瓣合模，所以脱模斜 度是零度。 拔距的 计算 抽拔距：型心从成形位置抽至不妨碍塑件脱模位置所移动的距离称为抽拔距。当原材料确定时，抽拔力的大小与模具的结构和塑件的形状有密切的关系。一般抽拔距等于成形侧孔或侧凹的深度加上23结构比较特殊时，当成形的塑件是圆形的线圈骨架时， 其抽拔距按以下公式计算： 22( / 2 ) ( / 2 ) ( 2 3 )( 7 6 / 2 ) ( 7 0 / 2 ) ( 2 3 )s D d 取 S=18 根据计算结果和塑件的形状分析本设计中采用斜导柱侧抽芯机构 导柱侧抽芯机构 斜导
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