油壶盖的模具设计.doc

德州职业技术学院机械设计与制造专业毕业设计(论文)第一章 绪论1.1塑料的基础知识塑料是以高分子合成树脂为主要原料，加上旨在改善和提高其性能的各种添加剂制成的合成材料。这种合成材料在一定的温度和压力下可以塑化成型，成为具有一定形状和尺寸精度的能在常温下保持不变的材料。塑料按合成树脂的分子结构，可以分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热塑性塑料可以多次加热加压，反复成型，具有一定的可塑性的合成树脂和各种添加剂及着色剂制造而成的塑料。热固性塑料与热塑性性塑料不同，主要是合成树脂不同，并且在添加剂中加入了固化剂。因此，在其成型过程中，既有物理变化又有化学变化，所以，其变化过程是不可逆的。塑料按照用途可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三大类。通用塑料即普通的易于成型、产量大、用途广而又廉价类的塑料，如：聚乙烯。工程塑料即可成型工程结构件一类的塑料，其强度高、尺寸稳定、在高温下变形小，能保持良好的性能，如：ABS。特种塑料即具有特种功能的塑料，如：有导电功能的塑料。1 2 1.1 塑料工业的现状及发展塑料工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展而产生的，目前塑料制品几乎已经进入一切工业部门以及人民的日常生活的各个领域。随着机械工业、电子工业、航空工业、仪表工业和日常用品工业的发展，塑料成型制件的需求量越来越多，质量要求也遇来越高，这就要求成型塑件的模具开发、设计和制造的水平也必须越来越高。事实上，在仪表仪器、家用电器、交通、通讯等各行各业中，有70%以上的产品是用模具来加工成型的。工业发达国家，其模具工业年产值早已超过机床行业的年产值。 在塑料制件的生产中，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都是成型优质塑件的重要条件。因此，塑料成型技术在塑料模的设计、制造、模具的材料以及成型技术等方面都有着很大的发展空间。如：CAD/CAE/CAM技术的快速发展和推广应用、各种模具新材料的研制和使用、模具的标准化以及塑料制件的微型化、超大型化和精密化。 1.2 塑料模具的分类 塑料模具的分类方法有很多，按照塑料制件的成型方法不同可以分为以下几类。 （1） 注射模 注射模又可以称为注塑模。塑料注射成型是在金属压铸成型原理的基础上发展起来的。首先将固体的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热到熔融成粘流态，然后在螺杆或柱塞的推动下，熔融塑料以一定的流速通过料筒前端的喷嘴射入闭合的模具型腔中，经过保压，塑料在模内冷却、硬化定型，接着打开模具，即可得到塑件。 （2） 压缩模 压缩模又可以称为压塑模。压缩成型是塑件成型方法中采用较早的一种方法。将预热的塑料原料直接放在经过加热的模具型腔内，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，然后再固化成型。此方法多用于热固性塑料制件的成型。但该方法成型周期较长、生产效率底。 （3） 挤出模 挤出模常称为挤出机头。挤出成型是利用挤出机料筒内的螺杆旋转加压的方式，连续的将塑化好的呈熔融状态的物料从料筒中挤出，通过特定的截面形状的机头口模成型并借助于牵引装置将挤出的塑料制件均匀拉出，同时完成冷却定型，获得截面形状一致的连续型材。 （4） 中空吹塑成型 中空吹塑成型是将处于高弹态的塑料型坯置于模具的型腔内，通过压缩空气在型坯中将其吹塑，使之紧贴于模具型腔壁上，经冷却定型得到一定形状的中空塑件。2 3 除上述介绍的几种常用的塑料成型模具外，还有泡沫塑料成型模、压注模、浇铸成型模、压延成型模等。 第二章 塑件分析2.1 塑件结构分析 如图21所示本设计塑件如图2.1所示，由图中可以看出，该塑件形状并不是很复杂，在塑件上有两个大的矩形通孔，这部分由凹模与凸模直接成型，在塑件上的网形圆孔，也是由凹模与凸模直接成型。塑件上还有几个通孔，这部分的成型由凹模与凸模上的镶针成型。 制品要求表面光洁度比较高，不允许有明显的熔接痕、飞边等工艺痕，由于对外表的严格要求，制品两侧的通孔不允许有表面缺陷要求抽芯使用靠定模固定板与定模板先带动分开抽芯的形式，而不能用典型的活块留在动模的形式。4 5 2.2塑件材料分析 塑料成型原料的选取应该综合考虑多方面因素，首先要了解塑件的用途、使用环境，在满足以上要求后，并考虑使用塑料的成本、成型加工的难易程度等要求。可选择以下材料见表2-2。9表2-2注塑塑料对比 塑料名称低密度聚乙烯ABS材料特性结晶部分多时，塑料硬度高、韧性大、抗拉强度高，但整体尺寸变小，耐冲击强度及断裂强度底。较大的机械强度和良好的综合性能。 成型工艺特点低密度聚乙烯制件最显著的特点是收缩率大，这与材料的可结晶性和模具温度有关。定型后塑件在强的收缩牵引作用下，可令制件变形和翘曲。ABS的吸湿性和对水分子的敏感性较大，在加工前必须进行充分的干燥和预热。原料控制水分在0.3%以下。注射温度低密度聚乙烯的注射温度一般在160240之间，温度超过300时，收缩率会明显增大。ABS塑料的温度与熔融粘度的关系比较独特，在达到塑化温度后在继续盲目升温，必将ABS的热降解。注射速度及压力低密度聚乙烯的注射压力一般选择在68.6137.2Mpa之间。注射速度不易过快，以保证结晶程度高。ABS采用中等注射速度效果较好，注射时需要采用较高的注射压力，其溢边料为0.04mm左右。并需要调配好保压压力和保压时间。模具温度由于模具温度对收缩率影响很大，因此要经常保持模具相对恒定的温度，一般在3565之间。ABS的模具温度相对较高，一般调节在7585，为缩短生产周期，应维持模具温度的相对稳定，制件在取出后可采用冷水浴等方法来补偿冷固定型时间。经以上两种备选材料的性能对比，并考虑到制件的使用环境，本设计之间采用低密度聚乙烯材料。2.3塑件的成型工艺 低密度聚乙烯（LDPE）又称高压聚乙烯，为支链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，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下仍能具有较好的力学性能，但其使用温度不高（在80以下）。低密度聚乙烯耐在热、光及氧的作用下会发生老化变脆，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。 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） 熔体黏性小，流动性好，溢边值为0.2mm；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。应严格控制模具温度，一般以3565为宜模具应采用调制处理。（6） 冷却速度慢，必须充分冷却，模具设计时应有冷却系统。（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，宜翘曲，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，脱模斜度易取13.（9）质软易脱模，当塑件有浅测凹（凸）时，可强行脱模。该塑件的螺纹成型应采用强行脱模方式。第三章注射机的型号选择3.1注射机概要注射机又称之为注塑成型机，功能是将热塑性塑料从粒状原料转变成最后的制型品，并在每一步中完成熔融、注塑、保压及冷却一个循环。一般注塑成型机包括下列主要部分注塑系统、液压系统、模具系统、锁模系统和控制系统。3.2注射机分类注塑成型机的种类很多。依据成型材料的种类、注塑装置的构造、锁模装置的形式、配列方式等可分类如下。 根据成型材料的种类分类； 热塑性塑料用注塑成型机； 热固性塑料用注塑成型机。 根据注塑装置的构造分类； 柱塞式； 螺杆式； 预备可塑化。 根据锁模装置的构造分类； 曲柄式； 液压式； 曲柄连杆液压式。 根据注塑装置与锁模装置的组合分类。 卧式； 立式； 立卧组合式。3.3注射机选择 根据制品的体积或质量查塑料成型技术一书中附录三 部分国产注射机技术规格，最终选定注射机型号为：SZ125/630低密度聚乙烯可以采用此类注射机成型，据查有关资料可列出该注射机的主要技术参数，见表3-2.表3-2 SZ125/630型注射机的主要技术参数序 号 主要技术参数项目参数数值1额定注射量/cm1252锁模力/kN3603注射压力/MPa1204最大注射面积/cm3205动、定模模板最大安装尺寸/mm*mm370*3206最大模具厚度/mm3007最小模具厚度/mm1508模板最大行程/mm2709喷嘴前端球面半径/mm1510喷嘴孔直径/mm411定位圈直径/mm125第四章塑件成型工艺分析4.1塑件的结构工艺性（1） 塑件的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，其主要尺寸的公差要求见表41。表41 塑件上主要尺寸的公差要求（按MT7级精度查取）塑件标注尺寸塑件尺寸公差外形尺寸560-1.54620-1.5430-0.3830-10内形尺寸dM大=50+1.140dM中=48.051+1.140dM小=46.752+1.14027+103+0.38041+1.1401+0.380(2)塑件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3.2 m.。（3）塑件的结构工艺性分析从图纸上分析，该塑件的外形基本上为回转体，圆周均匀分布12个R3的半圆柱凸起旋钮花纹，该处设计脱模容易，且飞边去除容易，设计合理；壁厚相对均匀，且飞边符合最小壁厚的要求；在塑件内壁有M50*3的螺纹孔，查有关表可知螺纹牙型强度足够，在推荐选用的范围内；低密度聚乙烯为软塑料，螺纹可强制脱模成型，但要注意为了防止螺纹最外圈的螺纹崩裂或变形，螺纹始末端应有0.20.8mm的台阶，始末的螺纹应渐渐结束，有l=8mm的过度长度，如图3-3所示。该塑件端部已开有3mm的台阶，但顶部台阶未留出。在设计型芯时应注意该处的结构。综合来看，该塑件结构简单，无特殊的结构要求和精度要求。在注射成型生产时，只要工艺参数控制得当，该塑件是比较容易成型的。4.2塑件的生产批量该塑件的生产类型是大批量生产，因此在模具设计中要提高塑件的生产率，倾向于采用多行腔、高寿命、自动脱模模具，以降低生产成本。4.3有关计算分析（1）计算塑件体积和质量 塑件的体积计算：经计算（计算过程略）得到塑件的体积位V37530mm。 塑件的质量计算：查有关手册，取低密度聚乙烯的密度位 =0.92g /cm，所以塑件的质量位w=V =37530*0.92*10 34.53g (2) 确定行腔数量考虑到SZ125/630型注射机的额定注射量为125cm，本设计中的塑件结构简单，单个塑件的体积约为38cm，注射机的额定注射量限制成型该塑件的最多数量为2，而该塑件的生产批量为大批量生产，为尽量提高生产率，决定采用一模两件的模具结构，型腔平衡布置在型腔板两侧，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。（3）确定注射成型的工艺参数根据所选用塑料（LDPE）的特性和设计中塑件自身的成型特点，查阅有关资料，确定注射成型工艺参数，见表3-3。表3-3 塑件的注射成型工艺参数工艺参数 内容工艺参数 内容预热和干燥成型时间 /s注射时间05保压时间1560料筒温度t/后段140160冷却时间1560中段 总周期40140前段170200螺杆旋速n/(rmin1) 喷嘴温度t/150170后处理方法退火处理模具温度t/3045温度t/循环烘箱1020注射压力p/M 60100时间/h812 (4)虽然塑件体积、壁厚不大，但该塑件生产类型为大批量，加上低密度聚乙烯比热容大，冷却速度慢，成型时必须充分冷却，模具设计时要求有冷却系统，所以该模具采用冷却谁强制冷却，冷却要均匀，以缩短成型周期，提高生产率。第五章 成型零件设计 5.1分型面的选择 分型面最制品表面质量，尺寸精度和形位精度、脱模，型腔型芯结构和排气以及进料浇口和模具制造都有直接影响。因此，在选择和确定分型面时，应全面分析、比较和考虑，选定比较有利的方案。在选择分型面的时候，首先，要考虑利于产品脱模，即分型面应选择在制品的最大外形尺寸处。其次，要利于型腔的加工，从而使制品的精度易于得到保证。利于型腔或型芯结构的装卸和保证强度质量。最后还要利于嵌件的安装以及活动镶件和弹性活动螺纹型芯的安装。该塑件为油壶盖,外型表面质量要求较高.在选择分型面时,根据分型面的选择原则,考虑不影响塑件的外观质量,便于清除毛刺及飞边,有利于排除模具腔内的气体,分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素,分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处,如图3-4所示. (a) (b) 图51 分型面的选择如果按图5-1(a)所示的分型面分型,则塑件分别由两个模板成型,由于合模误差的存在,会使塑件产生一定的同轴误差,且飞边不易清除;而按图5-1(b)所示的分型面分型,则塑件整体由一个模板成型,消除了由于合模误差使塑件产生同轴误差的可能.因此决定采用如图5-1(b)分型面. 为了提高自动化程度和生产率,减少低密度聚乙烯的取向变形以及保证塑件表面质量,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疑料。5.2型腔的布局由于塑件的外形是圆形,各方向尺寸一致,5件结构简单,不需要侧向分型,所以型腔的排列方式只有一种,即左右对称分布在模板两侧,如图52所示. 5.3凹模的设计 凹模是成型制品外表面的成型零件，是制品外表面形状、结构的复制。按照其组成方式不同，可以分为：整体式凹模和组合式凹模。组合式凹模又可以分为：整体嵌入式凹模、局部镶嵌式凹模、底部镶拼式凹模和四壁拼合式凹模。以上几种凹模方式相比较而言，整体式凹模的特点是直接加工在型腔板上牢固、不宜变形、不会在塑件上产生接线痕迹。由于该塑件尺寸较小,最大处也只有62,且形状简单,型腔加工容易实现,故可以采用整体式结构.由于本次设计主要应用的软件是PTC公司的Pro/Engineer。因为，在设计过程中应用了该软件中的三维造型技术与装配功能模块，所以在设计凹模的过程中，由软件可以直接设计生成凹模的具体形状结构如图3.2中所示。 图5 3 凹模示意图5.4凸模的设计 凸模即成型塑料制品的内表面的大型芯，而成型制品上的孔的是小型芯或称为成型杆。凸模分为：整体结构的凸模、整体镶嵌结构的凸模和镶拼组合结构的凸模。就以上几种凸模结构看，整体结构的凸模多使用于试制性制品的小模具或形状很简单的小模具，偶有使用整体结构的凸模，是将凸模与模板成为一整体来加工。由于材料浪费太大，所以一般情况下不宜采用。整体镶嵌式凸模可节省贵重模具钢,便于机加工热处理,修理更换方便,同时也有利于型芯冷却和排气.由于该塑件具有螺纹,考虑到凸模加工制造方便和降低模具成本,故采用整体镶嵌式型芯. 5 。本次设计的塑件的结构并不是很复杂，所以选择整体镶入结构的凸模最为合适。应用Pro/Engineer软件设计的整体凸模如图3.3所示。 图54 凸模示意图5.5镶针的设计镶针是成型制品表面孔的成型零件。对油壶盖起固定作用。应用Pro/Engineer软件设计的镶针零件如图55所示 图55 凸模镶针示意图第六章 浇注系统设计6.1浇注系统设计要点 浇注系统力求距型腔距离近、一致，并首先进入制品的厚壁部位、不宜直冲型芯（尤其是细小型芯）镶嵌件；应避免产生熔接痕，利于排气； 其位置力求在分型面上，便于加工并易于快速、均匀、平稳地充满型腔；主流道入口应在模具中心位置； 有利于制品的外观，并易于清除。当产生矛盾无法处理时，可协商修改制品结构； 对大型制品和功能性制品，力求用模拟软件分析填充过程，以保证制品的内在质量和尺寸精度的要求； 大批量制品，浇注系统应自动脱落并自动与制品分离，以利实现自动化生产； 还应该考虑到制品的后续工序，利于后工序的加工、装配、工序间运送和管理，必要时设辅助流道，将制品联为一体。1 16 6.2主流道设计 浇注系统由主流道、分流道、进料浇口和冷料穴组成。浇注系统用以将熔融状态的塑料粘流体经注射机喷嘴在高温、高压和高速状态下，通过浇注系统进入模具型腔。 6.21主流道的设计要点 主流到按照外观形状大体可以分为：垂直式主流道、倾斜式主流道和弧形主流道。本次设计采用的主流道形式为垂直式主流道。主流道的小端直径等于注射机喷嘴孔径+1mm。主流道的长度根据模具结构确定，越短越好，主流道锥度一般为24，粘度大的可以选择36。6.22主流道的确定由表3-2可知，SZ125/630型注射机喷嘴的有关尺寸为；喷嘴孔直径d0=4mm喷嘴前端球面半径R。=15mm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R=R0+(12)=15+(12)mm,取R=17mm;主流道进口端孔直径d=d0+0.5=4+0.5mm取d=4.5mm。为了便于将疑料从主流道中拔出，见主流道设计成圆锥形，其斜度取4度，同时为了使容料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=5mm的圆弧过渡。主流道衬套采用可拆卸更换的浇口套，浇口套的形状及尺寸设计采用的常用浇口套；为了能于注塑机的定位圈相配合，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。6.3浇注系统的拉料装置设计 冷料穴有主流道冷料穴和分流道冷料穴，其位置分别在主流道和分流道的末端，其作用是储存注射熔料中最前端的已产生温度降的冷料部分，防止其进入型腔，造成制品的缺陷。低密度聚乙烯质软高弹的特点要求采用带球头形拉料杆的冷料井，定模板的分流道尽头小斜孔，一次分型时内疑料使浇口与塑件分离，同时球头拉料杆将主流道的疑料拔出；而二次分型时疑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。6.4分流道设计分流道是主流道与浇口的连接通道，是常见的一般分流道，其温度与模具温度相同，故也称为等温分流道。6.41分流道设计要点 流经分流道的熔体温度和压力的损失要少。为此，分流道一要短，二要使粗糙度降到最低，三是容积要小，四是少弯折； 要使分流道的固化时间稍慢于制品的固化时间，以利保压、补缩和压力传递； 要使熔料能迅速而又均匀地进入各型腔，故在多腔设计时，在保证模具结构强度前提下，力求采用平衡进料，而且在保证模具机构强度前提下，力求紧凑、集中； 便于加工、便于使用标准刀具，免于制造专用刀具。186.42分流道截面形状设计等温分流道为便于加工，一般均设计在分型面上。常用的等温分流道的截面形状一般可以分为圆形、梯形、U形和半圆形四种。该塑件的体积比较小，形状比较简单，壁厚均匀，且塑料的流动性好，可以采用单点进料的方式。为便于加工，采用最为常用的截面形状为U形的分流道。查分流道横截面积及尺寸的有关资料，取U型分流道截面半径R=3mm,h=3.75.分流道截面形状及尺寸如图3-5所示。图642分流道截面形状及尺寸6.5浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件能否被完好地高质量地注射成型。浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两大类。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位，通过截面积的突然变化，使分流道送来的塑料熔体产生突然的流速增加，提高剪切速率，降低粘度，使其成为理想的流动状态，从而迅速均衡地充满型腔。对于多型腔模具，调节浇口的尺寸，还可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的，提高塑件质量。另外，限制性交口还起着较早固化防止型腔中熔体倒流的作用。非限制性浇口是整个浇口系统中截面尺寸最大的部位，它主要是对中大型筒类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用。6.51浇口的选择浇口按照结构形式和特点，常用的浇口可分为以下几种形式： 直接浇口 直接浇口又称主流道型浇口，它属于非限制性浇口。塑料熔体由主流道的大端直接进入型腔，因而具有流动阻力小、流动路程短及补缩时间长等特点。由于注射压力直接作用在塑件上，故容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形。这种形式的浇口截面大，去除浇口比较困难，去除后会留有较大的浇口痕迹，影响塑件的外观质量。另外，这种浇口只适用于单型腔模具。 中心浇口 当筒类或壳类塑件的底部中心或接近于中心的部位有通孔时内浇口就开设在该孔口处，同时中心设置分流锥，这种类型的浇口称中心浇口。中心浇口实际上是直接浇口的一种特殊形式，它具有直接浇口的一系列的优点。 侧浇口 侧浇口国外又称标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充满模具型腔，其截面形状多为矩形（扁槽），改变浇口的宽度与厚度可以调节熔体的剪切速率及浇口的冻结时间。这类浇口可以根据塑件的形状特征选择其位置，加工和修整方便，因此它是应用较广泛的一种浇口形式，普遍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。由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，而且不留明显痕迹。这种浇口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射压力损失较大，对深型腔塑件排气不利。 环形浇口 对型腔充填采用圆环形进料形式的浇口称为环形浇口。环形浇口的特点是进料均匀，圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好，型腔中的空气容易排出，熔接痕可基本避免。 轮幅式浇口 轮幅式浇口是在环形浇口的基础上改进而成，由原来的圆周进料改为数小段圆弧进料，浇口尺寸与侧浇口类似。这种形式的浇口耗料比环形浇口少得多，且去除浇口容易。这类浇口在生产中比环形浇口应用广泛，多用于底部有大孔的圆筒形或壳形塑件。轮幅浇口的缺点是增加了熔接痕，这会影响塑件的强度。 点浇口 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，因而对于薄壁素件以及诸如聚乙烯等表观粘度随剪切速率变化敏感的塑料成型有利，但不利于成型流动性差及热敏性塑料，也不利于成型平薄易变形及形状复杂的塑件。20综合对比以上几种浇口形式，并根据本次设计塑件选用的材料，及制品的使用环境与性能要求，本次设计采用点浇口形式。6.52浇口位置选择如前所述，浇口的形式很多，但无论采用什么形式的浇口，其开设的位置对塑件的成型性能及成型质量影响都很大，因此，合理选择浇口的开设位置是提高塑件质量的一个重要设计环节。另外，浇口位置的不同还会影响模具的结构。因此，在开设浇口时应注意以下几点： 尽量缩短流动距离； 避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷； 浇口应开设在塑件壁厚处； 考虑分子定向的影响； 减少熔接痕提高熔接强度。1 20此外，浇口位置的选择还应注意到实际塑料型腔的排气问题、塑件外观的质量问题等。由于该塑件外观质量要求高，所以浇口的位置和大小应于不影响塑件的外观质量为前提。同时也应尽量使模具结构简单。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3-6所示的点浇口的直径尺寸可以根据不同塑料按塑件平均厚度查相关表确定。 图652浇口的结构、位置及尺寸第七章 冷却系统设计7.1模温对制品质量和生产效率的影响 保持制品熔料料温的稳定，均衡。模温的均衡稳定得到有效的保证，就可以减小制品的成型收缩率并保持相对稳定，从而提高制品的尺寸精度和精度的稳定性； 温度稳定收缩稳定，制品变形就小，尤其是形状和结构复杂的制品、壁厚不均的制品更是明显； 改善了塑料的成型性能。 可改善制品的外观质量，避免产生云丝、无光泽、粘模的缺陷； 保持所需要模温，并使之稳定，可缩短成型时间，从而缩短了成型周期，提高了制品的生产率。7.2模具冷却系统设计熔融塑料由注射机喷嘴射出，进入模具并充满型腔后，则要求尽可能迅速地冷却固化，以便保压定型后出模。因此，要使模具保持塑料冷却固化所需的最佳温度，必须对高温塑料带入模具的温度进行有效的调节和控制，常用且又简便的方法就是利用冷却介质水对模具进行循环冷却，将模具中多余的热量带出模外，以保持制品冷却所需的最佳模温。7.3冷却水道的设计 冷却水道形状 为便于加工，如设置在模具零件表面，可加工成半圆形、矩形、梯形皆可。如设置在模具零件内部，则以加工成圆形孔最为简单方便。两水孔间的间距最小不应小于1.7d（水孔直径），最大为3d。 冷却水道与型腔之间的距离不宜太近。太近则型腔壁温低，产生温度不均现象，不利成型和制品质量，同时当注射压力加大时，容易引起变形甚至损坏；距离太远，冷却效果不理想，失去作用，一般为2d左右。最大不超过3d。 冷却水道在设计时还应当考虑到与浇注流道系统、制品形状及模具中其它部件之间的配置关系。综上所述，该塑件采用的大批量生产,应尽量缩短成型周期,提高生产率；且低密度聚乙烯为结晶型塑料成型时需要充分均匀冷却.因此,该模具的凹模冷却是在定模板上开出冷却水道,采用冷却水进行循环冷却型腔;而型芯的冷却则采用内部加装铜管喷流冷却的方式,其进出水孔开在支撑板上,冷却水道的设计如图7-3所示。 （a）型芯喷流式冷却回路 （b）定模板上循环冷却回路第九章主要零部件的设计9.1 成型零件的成型尺寸计算 该零件的材料是一种收缩范围较大的塑料,因此成型零件的尺寸按平均值计算。前面已经查的得低密度聚乙烯的收缩率为1.5%-3%，故其平均收缩率为1。成型零件的成型尺寸计算 该零件的材料是一种收缩范围较大的塑料,因此成型零件的尺寸按平均值计算。前面已经查的得低密度聚乙烯的收缩率为1.5%-3%，故其平均收缩率为1。成型零件的成型尺寸计算 该零件的材料是一种收缩范围较大的塑料,因此成型零件的尺寸按平均值计算。前面已经查的得低密度聚乙烯的收缩率为1.5%-3%，故其平均收缩率为SCP=（1.5+3）%/2=2.25%=0.0225根据塑件尺寸公差的要求，模具制造公差取=z=/3成型零件的尺寸计算见表9-1。表9-1成型零件的尺寸计算 mm尺寸类型塑件尺寸计算公式型腔或型芯工作尺寸径向尺寸型腔的径向尺寸 620-0.54Lm=(LS+LSSCP-3/4) +z062.24+0.510560-1.54Lm=(LS+LSSCP-3/4) +z056.11+0.51041+1.140Lm=(LS+LSSCP+3/4)- z042.780-0.38型芯的径向尺寸dM大=500-1.32Lm=(1+SCP) dM大+中 中 052.4450-0.03dM中=480.510-1.32Lm=(1+SCP) dM中+中 中 050.4520-0.03dM小=46.7560-1.32Lm=(1+SCP) dM小+中 中 049.1240-0.03轴向尺寸型腔的轴向尺寸300-1HM=（HS+HSSCP-2/3） +z030.01+0.33030-0.38HM=（HS+HSSCP-2/3） +z02.81+0.1301+0.380HM=（HS+HSSCP+2/3）- z01.280-0.13型芯的轴向尺寸27+10HM=（HS+HSSCP+2/3）- z028.270-0.333+0.380HM=（HS+HSSCP+2/3）- z03.320-0.139.2模具型腔壁厚的确定采用经验数据法，直接查阅设计手册中的有关表格，得该型腔的推荐壁厚为30mm。9.3模具型腔模板总体尺寸的确定该模具型腔直径为62mm，根据确定的型腔壁厚尺寸30mm，综合以上数据，确定该型腔模板的总体尺寸为B*L*H,其中B=160mm，L=250mm，H=50mm。9.4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，查有关资料，选P4-160250-43-z1型标准模架。第十章注射机有关设计的校核10.1模具闭合高度的确定 组成模具闭合高度的模板及其它零件的尺寸有：定模座板为 H1=20mm;型腔板为 H2=50mm;推件板为 H3=16mm;型芯固定板为 H4=25mm;支承板为 H5=32mm;垫铁为 H6=63mm;动模座板为 H7=20mm则该模具闭合高度为H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7=20+50+16+25+32+63+20=226mm10.2模具闭合高度的校核 由于SZ125/630 型注射机所允许的模具最小厚度Hmin=150mm;模具最大厚度Mmax=300mm, 而计算的模具闭合高度H=226mm,所以模具闭合高度满足 Hmin=HH1+H2+a+(510)=（27+5）+30+48+7=117mm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=270mm117mm，故该注射机的开模行程满足要求。10.5注射量的校核在一个注射成型周期内注射模具内所需要的塑料熔体总量（Mi）与模具浇注系统的容积和型腔容积有关，其值用下式计算：mi=Nms+mj式中 N型腔数量mi单个制品的质量或体积mj浇注系统和飞边所需的塑料质量或体积已知N=2，ms=37.53cm,经估算mj=20cm3 则mi=95cm3SZ125/630型注射机的额定注射量为mi=125cm/-3，为使注射成型过程稳定可靠，应有mi=(0.10.8)mi=12.5100cm3因此，该注射机的注射量满足模具的要求。第11章 模具动作过程本套模具采用一次分模机构，模架为两板模形式，其分型面有两个，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疑料.在模具注射过程中，熔融物料从注射机喷嘴喷出经由浇口衬套而后流经主流道，在主流道末端，熔融物料进入分流道，再由分流道末端熔融物料经由浇口进入型腔。在此过程中，高压物料对型芯有一定的压力，使其向外运动，由于有锁紧块的作用使侧滑块保持不动。待熔融物料充满型腔后，注射机停止高压注射，进入保压、冷却阶段。经过保压、冷却阶段后，型腔中的物料冷凝，制品成型。 根据塑件的形状特点，确定模具型芯在定模部分，模具型芯在动模部分。塑件成型开模后，塑件与型芯一起留在动模一侧。该塑件有螺纹孔，螺纹部分是由螺纹型芯成型的。由于成