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126 香水 盖子 注塑 模具设计

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126-香水盖子注塑模具设计L,126,香水,盖子,注塑,模具设计

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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。对于一个机械专业的毕业生来说，对塑料模的设计已经有了一个大概的了解。此次毕业设计，培养了我综合运用多学科理论、知识和技能，以解决较复杂的工程实际问题的能力，主要包括设计、实验研究方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据材料的确定等。它培养了我树立正确的设计思想，勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神，掌握现代设计方法，适应社会对人才培养的需要。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Pro/E 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。此次毕业设计除了对知识和能力培养的收获感受外，还得到思想道德方面的锻炼。通过这次毕业设计，让我感受到了作为一名高级工程技术人员应该具备的基本精神，需要强化的工程实践意识，以及对设计工作的质量要负责，具有高度的责任感，树立实事求是的科学作风，并严格遵守规章制度。本次毕业设计我主要是完成香水盖子的造型以及其模具设计。在本设计中，从塑料原材料的选用出发，对成型设备的选择、对成型模具的设计与制造和成型工艺的制定等几个必要的环节进行了设计。由于设计水平有限、时间仓促，此设计说明书中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师批评指正。 目 录前言2摘要4设计题目和任务书.5绪论6一、塑件工艺分析.16二、注射机型号的确定.19三、注射模的结构设计.20四、模具设计的有关计算.31五、注射机有关工艺参数的校核37六、绘制模具总装配图和非标准零件工作图.43七、注射模主要零件加工工艺规程的编制.44八、设计小结.44谢辞45参考文献46摘要分析了香水盖外壳塑件的结构特点，叙述了该塑件成型工艺、注射模的结构和工作原理，其原理是：采用定距螺钉和弹簧进行二次分型,用斜导柱外侧抽芯,型芯顶出零件,进料时采用潜伏式浇口进料形式,当开模的时候,用球头拉料杆把浇注系统凝料顶出,然后利用型芯内抽推板推出塑件,合模时用弹簧先复位,然后进行下一次成型开始。提高了生产效率。关键词：香水盖；注射模；定距螺钉；弹簧；斜导柱；侧抽芯；型芯；球头拉料杆；推板AbstractAnalyzed the structure characteristics of the perfume cover outer shell plastics piece， described the pieces structure and work principle which model a craft and inject a mold， its principle ：adopt and certainly be apart from bolt and spring coil and carry on two cents type， use inclined lead a side outside the pillar and take out heart， type the heart crest spare parts， while entering and anticipating adoption incubate the type sprinkle into anticipate a form， while opening a mold， with the ball head pull and anticipate a pole sprinkle and note system and anticipate， then make use of and take out and push plank and release a plastics piece inside a heart，use spring coil and reset first while matching a mold， then carry on willing model a beginning next time.Raised to produce an efficiency.Keyword：perfume cover；inject a mold；certainly be apart from bolt；spring coil； inclined to lead pillar；the side takes out heart；type heart；the ball head pulls to anticipate a pole；push plank设计题目和任务书（一） 设计题目：香水盖子及模具设计要求：独立完成（二） 课题内容：1、 根据香水盖子的使用性能设计其外壳形状与尺寸；2、 设计香水盖子的注塑模具；3、 编制模具的主要零件的加工工艺；4、 编制数控机床加工主型腔的加工程序；5、 翻译英文资料（三） 设计要求：a) 模具装配图用1#或0#图打印；b) 根据零件的大小不同，零件图用2#、3#、或 4图打印；c) 计说明书及英文资料打印装订成册，最后与相 相关资料一起装入档案袋。（四） 参考资料：d) 塑料成型技术及模具设计e) 塑料模具计算机辅助设计f) 塑料模具设计手册g) 模具制造工艺学绪论（一）、塑料及塑料工业的发展 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1.01.4g/3之间，相当于钢材密度的0.11和铝材密度的0.5左右，所以有以“塑代钢”的优点。塑料比强度高；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一下及个阶段：1. 初创阶段 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。2. 发展阶段 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。3. 飞跃阶段 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。4. 稳定增长阶段 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，于此同时，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于完善，极大地促进了成型模具的开发于制造。随者工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，对塑料和产量和质量提出了越来越高的要求。（二）、塑料成型在工业生产中的重要作用模具是工业生产中重要的工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的好坏，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基础”，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的劳动力”。近年来，我国各行业对模具的发展都非常重视。1989年，国务院颁布了“当前产业政策要点的决定”，在重点支持改造的产业、产品中，把模具制造列为机械技术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务。总之，要尽快提高我国模具工业的整体技术水平并迎头赶上发达国家的模具技术水平。（三）、塑料成型技术的发展趋势一副好的塑料模具与模具的设计、模具材料及模具制造有很大的关系。总观世界发展趋势，塑料成型技术的发展可以归纳为以下几个方面：1、 模具的标准化为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要，目前我国模具标准化程度只达到了20%。注射模方面关于模具零件、模具技术条件和标准模架等有了一些国标。当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置，精密标准模架，精密导向件系列，标准模板及模具标准件的先进技术和等向性标准化模块等。2、 加强理论研究随着塑料制件的大型化和复杂化，模具的重量达到数吨甚至十多吨，这样大的模具，若只凭经验设计，往往会因设计不当而造成模具报废，大量的资金被浪费，所以大型模具还是要向理论设计方面发展，如模板刚度、强度的计算和充型流动理论的建立。3、 塑料制件的精密化、微型化和超大型化为了满足各种工业产品的使用要求，塑料成型技术正朝着精密化、微型化和超大型化等方面发展。精密注射成型是能将塑料制件尺寸公差保持在0.010.001之内的成型工艺方法，其制件主要用于电子、仪表工业。微型化的塑料制件要求在微型的设备上生产。目前，德国已经研究出注射量只有0.1g的微型注射机，而法国有注射量为17万g的超大型注射机，合模力为150MN；美国和日本也有较先进的注射机。目前，国产注射机的注射量也已达3.5万g，合模力为80MN。4、 新技术、新工艺的研制、开发和应用随着塑料成型技术的不断发展，模具新材料、模具加工新技术和模具新工艺方面的开发已成为当前模具工业生产和科研的主要任务之一。十多年来，国内外在塑料行业投入了大量的资金和研究力量，取的了许多成果。例如：材料方面有预硬钢、马氏体时效钢、耐腐蚀钢等，模具加工技术方面有广泛应用仿形加工、电加工、数控加工及微机控制加工等；另外，模具CAD/CAM/CAE技术也进入了实用阶段。（1）全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。（2）模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工 出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 加入世贸组织后，我国将获得一个更加稳定的国际经贸环境，从而有利于我国的改革开放有利于我国与各国、各地区的经济贸易合作，有利于世界经济的稳定发展。我国在制定法律法规时要遵守WTO的规则，增加透明度，减少行政干预等；在市场开放方面，需要逐步降低关税，取消非关税措施，开放服务业市场等。这无论在观念上还是在体制上都会带来一定的变化。我国加入 WTO同时也将为各国、各地区的贸易伙伴提供更好、更稳定的市场进入机会。使我国的投资环境将更为宽松、透明、稳定，我国的利用外资领域将进一步扩大，我国的市场体系将更加完善和发达。国内和国外模具企业都可以从中得到更多的机会和收益。 （四）、塑料模具的分类按塑件成型方本法不同可分为：1、 注射模注射模又称注塑模。注射成型主要是通过注射机把粒状塑料或粉状塑料熔融后注射成型成塑料制品，它主要用于热塑性和热固性塑料。2、 压缩模压缩模又称压塑模。它主要是通过把预热过的塑料直接压入模具型腔，由于化学反应或物理反应，使塑料逐渐硬化成型。3、 压铸模 压铸模又称传递模。4、 挤出模挤出模常称挤出机头。挤出成型是利用挤出机筒内的螺杆旋转加压的方式，连续地将塑化好的、呈熔融状态的物料从挤出机的机筒中挤出成型。 5、 气动成型模气动成型模包括中空吹塑成型模、真空成型模、压缩空气成型模等。（五）典型塑料注射模具的结构组成塑料注射成型模具主要用于成型热塑性塑料制件，近年来在热固性塑料的成型中也得到了日趋广泛的应用。由于塑料注射成型模具的适用性比较广，而且用这种方法成型塑料制件的内在和外观质量均较好，生产效率特别高，所以塑料注射模具已日益引起人们的重视。注射模具 的结构的合理性，将直接影响塑件的成型质量、生产效率、劳动强度、模具寿命和成本等。一副典型的注射模具可由以下几部分组成：1、 成型零件成型零部件是指动、定模部分有关组成型腔的零件。如成型零件内表面的凸模和成型塑件外表面的凹模以及各种成型杆、镶件等。2、 合模导向机构合模导向机构是保证动模和定模在合模时准确对合，以保证塑件形状和尺寸的精确度，并避免模具中其他零件发生碰撞和干涉。常用的合模导向机构是导柱和导套。3、 浇注系统 浇注系统是熔融塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所流经的通道，它包括主流道、分流道、浇口及冷料穴等。4 、侧向分型与抽芯机构当塑件的侧向有凹凸形状的孔或凸台时，在开模推出塑件之前， 必须先把成型塑件侧向凹凸形状的型芯从塑件上脱开，塑件方能顺利脱模。5、 推出机构推出机构是指分型后将塑件从模具中推出的装置，又称脱模机构一般情况下，推出机构由推杆、推杆固定板、推板、主流道拉料杆、复位杆及导向机构所组成。常见的推出机构有推杆推出机构、推管推出机构、推荐板推出机构等。6、 加热和冷却系统加热和冷却系统亦称温度调节系统，它是为了满足注射成型工艺对模具温度的要求而设置的，其作用是保证塑料熔体的顺利充型和塑件的固化定型。注射模具中是设置冷却回路还是设置加热装置要根据塑料品种塑件成型工艺来确定，冷却系统一般是在模具上开设水道，加热系统则在模具内部或四周安装加热元件。7、 排气系统在注射成型成型过程中，为了将型腔中的气体及注射成型过程中塑料本身挥发出来的气体排出模外，以避免它们在塑料熔体充型过程中造成气孔或充不满等缺陷，常常需要开设排气系统。排气系统是在分型面上有目的地开设几条排气槽许多模具的推杆或活动型芯与模板之间的配合间隙可起排气作用。小型塑料制件的排气量不大，因此可直接利用分型面排气。8、 支承零部件 用来安装固定或支承成型部件及前述的各部分机构的零部件均称为支承零部件。支承零部件组装在一起，可以构成注射模具的基本骨架。（六）、毕业设计应达到的要求通过这次毕业设计，应达到学校对毕业设计的要求。同时，通过对话筒塑料注射模的设计，应达到如下目的：1.更深入了解聚合物的物理性能、流动性、成型过程中的物理、化学变化以及塑料的组成、分类及其性能。2.更深入了解塑料成型的基本原理和工艺特点，正确分析成型工艺对模具的要求。3.掌握各种成型设备对各类模具的要求。4.掌握各类成型模具的结构特点及设计计算方法，能设计中等复杂模具。5.具有分析、解决成型现场技术技术问题的能力，包括具有分析成型缺陷产生的原因和提出克服办法的能力。结合以前学过的各门课程，综合运用各种知识来完善这次毕业设计。在设计过程中，还应该注意了解塑料模具的新工艺、新技术和新材料的发展动态，阅读外文资料，学习掌握新知识，更好地为本设计和振兴我国的塑料成型加工技术服务。一、塑件工艺分析1、塑件材料及其工艺特性分析 聚丙烯(PP)塑料基本特性、成型工艺、用途1）基本特性聚丙烯无味、无色、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更轻。密度仅为0.90-0.91g/cm3。它不吸水、光泽好、易着色。聚丙烯的屈服强度、抗拉、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。定向拉伸后的聚丙烯可制作铰链，其具有特别高的抗弯曲疲劳强度，如用聚丙烯注射成型的一体铰链(盖和本体合一的各种容器)，经过7107次开闭弯折未产生损坏和断裂现象。聚丙烯的熔点为1641700C，其耐热性好，能在1000C以上的温度下进行消毒灭菌。聚丙烯耐低温的使用温度可达-150C，在低于350C时会脆裂。聚丙烯的高频绝缘性能好，而且由于其不吸水，绝缘性能不受湿度的影响。聚丙烯在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。2）成型工艺条件结晶性料，吸湿性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属接触易发生分解；流动性极好，溢边值0.03mm左右；聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路；冷却速度快，浇注系统及冷却系统应散热缓慢；成形收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强；注意控制成形温度，料温低方向性明显，尤其低温高压时更明显，模具温度低于500C以下塑件不光泽，易产生熔接不良，流痕；90以上时易发生翘曲、变形，因此，适宜模温为800C左右，不可低于500C（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）；塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以避免应力集中。注射压力：60100MPa3）用途聚丙烯可用于制作各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件；可作水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里、表面涂层；可制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。2、塑件结构工艺分析 1） 结构分析从零件图上分析，该零件总体形状是圆筒形，里面有一个4mm、高7.5mm的小圆筒抽芯和有一个4mm的侧抽芯，还有加强筋，该塑件属于一般复杂程度。如下图1所示图1 香水盖零件3D图2）尺寸精度分析该塑件没有什么重要尺寸，尺寸精度为5到6级。由以上分析可见，该零件的尺寸精度为低精度，对应的模具的相关零件的尺寸加工可以保证。该塑件形状简单，是一个较薄的圆形制品，壁厚最大处为3.5mm，最小壁厚处为0.8mm，壁厚差不多，较均匀，为了便于从成型零件上顺利脱出塑件，塑件的精度为一般精度，即塑件的精度等级是MT3级。3）表面质量分析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。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得好的情况下，零件的成型要求可以得到保证.4）方案方案一: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。二、注射机型号的确定 1、 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注射机及确定型腔参数。经计算塑件的体积为V=1677.19立方毫米，计算塑件的质量，根据塑料模设计手册中13页表1-4 常用热塑性塑料成形条件知：PP的密度为p=0.900.91 g/cm3 选p0.90 g/cm3 故塑件的质量为：w=vp=1677.190.90=9.03g 采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸、注射机所需压力和现有设备等情况，初步选用注射机XS-ZS-22型。103页 表4-2 常用国产注射机的规格和性能 型号XS-ZS-22(卧式)螺杆（柱塞）直径（mm） 20注射压力（MPa） 75锁模力（KN） 50最大成型面积（c）130模具厚度 最大 180mm 最小60mm最大开合模行程（mm）160喷嘴 球半径（mm）12 孔直径（mm） 2动定模固定板尺寸/mm 2502802、塑件注射工艺参数的确定查塑料成型工艺与模具设计47页表3-1各种塑料的注射工艺参数，选用螺杆式注射机各温度为喷嘴温度：170190 模具温度：4080料筒温度：前段：180200 中段：200220 后段：160170三、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。1、分型面选择为了将塑件从闭合的模腔中取出，为了取出浇注系统凝料，或为了满足模具的动作要求，必须将模具的一些面分开，这些可分开的面可统称为分型面。分开型腔取出塑件的面叫型腔分型面。塑件在型腔中的方位选择是否合理，将直接影响模具总体结构的复杂程度。一般应尽量避免与开合模方向垂直或倾斜的侧向分型和抽芯，使模具结构尽可能简单。为此，在选择塑件在型腔中的方位时，要尽量避免与开合模方向垂直或倾斜的方向有侧孔侧凹。在选择分型面位置时，应注意以下几点：1） 分型面在塑件外形最大轮廓处；2） 便于塑件顺利脱模；3） 保证塑件的精度要求；4） 满足塑件的外观要求；5） 便于模具加工制造；6） 减少塑件在合模分型面上的投影面积，可靠锁模避免涨模溢料现象；7） 有利于排气；8） 保证抽心机构顺利抽心。模具设计中分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。根据塑件的形状和尺寸，采用平直分型面，分型面的位置和形状如图2所示。图2平直分型面示意图2、确定型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。本塑件在注射时采用一模四件，即模具需要四个型腔。综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素，拟采取如图3所示的型腔排列方式：图3 型腔排列方式示意图该塑件有侧向抽芯，这种排列方式的最大优点是料流长度较短，易充满型腔，成型周期短。3、浇注系统设计 浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还于塑件所用的塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此这是一个重要环节。浇注系统是指模具中注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。流注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的作用是将塑料熔体充满型腔，并将注射压力传递到模腔的各个部位,以获得组织致密、外观清晰、表面光洁和尺寸精确的塑件。采用普通浇注系统时，制件脱模后还需将浇注系统凝料从制件上切除（点浇口除外）。凝料可再加以回收利用。因此，在设计浇注系统时，应在不影响制件质量的前提下尽量减小流道尺寸，以减小流道回料。4、主流道设计根据塑料成型工艺与模具设计103页表4-2常用国产注射机的规格和性能查得型号XS-ZS-22(卧式) 注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径d0=2mm；喷嘴前端球面半径R0=12mm。则主流道主要尺寸可根据如下计算获得：主流道小端直径d=d0+(0.51) mm3mm；主流道球面半径R=R。+（12）mm13mm；球面配合高度35，取5；主流道锥角26，取3；主流道长度60，取45；主流道大端直径主流套材料：T10A，热处理：HRC5055为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计半径r=4 mm的圆弧过渡。1）主流道衬套的结构形式及尺寸如图4所示图4浇口套形式及尺寸2）主流道衬套的固定浇口套与模板间配合采用H7/m6的过渡配合，与定位圈采用H9/f9的配合5、分流道设计圆形截面分流道的缺点：其的加工要以分型面为界分成两半进行加工才利于凝料脱出，这种加工的工艺性不佳，其模具闭合后难以保证两半圆对准。梯形截面分流道的优点：容易加工，且塑料熔体热量散失及流动阻力均不大。比较以上的两种形式，再考虑加工的经济性，采用梯形截面分流道更符合设计的要求，故本模具的分流道设计形式采用了梯形截面分流道的形式。分流道截面形状如图5所示。图5 分流道截面形状经查表计算 取H=4 L= 22 b6 点浇口长度： Lg = 1mm6、浇口设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用潜伏浇口较为理想。设计时考虑选择从壁厚为1.5 mm处进料，且模具结构采用镶拼式型芯，有利于排气，采用截面为矩形的潜伏浇口，初选尺寸为如图6所示，其中锥角取1020，倾斜角为4245试模时修正。图6潜伏式浇口形式浇口位置的选择需要根据塑件的结构工艺及特征、成型质量和技术要求，并综合分析塑料熔体在模内的流动性、成型条件等因素。通常可考虑一下原则：1） 尽量缩短流动距离；2） 浇口应开设在塑件壁厚最厚处；3） 必须尽量减少或避免熔接痕；4） 应有利于型腔中气体的排除；5） 考虑分子定向的影响；6） 避免产生喷射和蠕动；7） 不在承受弯曲和冲击载荷的部位设置浇口；8）浇口位置的选择应考虑塑件外观质量；综上所述，浇口位置如图7所示 图7 浇口的位置分布图 7、成型零件的结构设计1）凹模的结构设计模具采用一模四件的结构形式，考虑加工难易程度和材料的价值利用等因素，凹模采用整体式型腔结构，其特点是牢固、不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。结构如图8所示 图8型腔如上图成型型腔在定模板上，根据分流道与浇口的设计要求，分流道与浇口均开设在定模型板和凹模板上。2）凸模结构设计凸模主要是与凹模结合构成模具的型腔座，其凸模（主型芯与分型芯）采用镶嵌结构形式，其结构如图9所示：图9 型芯8、合模导向机构的设计1）导柱的设计长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812mm,以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。形状 导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱顺利进入导向孔。材料 导柱应有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，故采用T8A经淬火处理，硬度为5055HRC；导柱固定部分表面粗糙度Ra=0.8m,导向部分Ra为0.80.4m，取0.5m。布置 导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至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通常为导柱直径的11.5倍）。配合精度 导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合；导柱的导向部分采用H7/f7间隙配合。具体尺寸（单位：mm）d(f7)基 本 尺 寸极 限 偏 差定 模 导 柱16-0.018-0.025动 模 导 柱16-0.018-0.025 导柱总长 定模导柱为70mm，动模导柱为55mm。2) 导套的设计材料：T8A 热处理：硬度HRC5055，应低于导柱。配合精度：型导套用H7/r6配合镶入模板。具体尺寸（单位：mm）d(H7)基 本 尺 寸极 限 偏 差定 模 导 套16+0.0180动 模 导 套16+0.0180四、模具设计的有关计算 本模具中成型零件工作尺寸计算时均采用平均法计算。查塑料模设计手册知：PP的收缩率为1.0%-2.5%，故平均收缩率为Scp=(1.0+2.5)/2=1.75%,考虑到模具制造的现有条件，模具公差去=/3。1、 型腔和型芯工作尺寸计算 查塑料成型工艺与模具设计189页表4.4-5按平均收缩率计算模具成型零件工作尺寸的公式表 型腔径向尺寸 Dm【(1+Scp)d-x)】=17.12 （x0.75） 型芯径向尺寸 dm【(1+Scp)D-x)】14.08 （x0.75） 型腔深度尺寸 Hm【(1+Scp)h-x)】=16.14 （x0.6） 型芯高度尺寸 hm【(1+Scp)H+x)】7.5 （x0.6） 中心距 Lm【(1+Scp)L)】 型腔内凸台或孔的中心线至侧壁距离 Lm【(1+Scp)L)】 型芯上凸台或孔的中心线至侧壁距离 Lm【(1+Scp)L)】2、型腔侧壁厚度和底版厚度计算 在塑料制品的成型过程中，塑料熔体在型腔中产生很高的压力，使型腔发生变形甚至破裂。型腔的变形，不但影响塑件的尺寸精度，还可能使拼合处产生间隙，形成溢料飞边。变形过大，甚至会影响塑件的顺利脱模。为了保证模具的强度、刚度，应根据模具零件的结构和工作时的受力状况进行必要的强度、刚度计算。对大型模具，应以刚度计算为主，对小型模具，以强度计算为主。1） 壁厚的计算查塑料模具设计师指南和塑料成型工艺与模具设计156页按刚度条件计算p-型腔内塑料熔体压力，取p =60MPah1-型腔侧壁高度 H1=16mmE-型腔材料弹性模量 中碳钢E2.1100000MPa 按塑料模具设计师指南表4.4-13算 （wr）经计算得：S12.99mm 取S13mm 2） 型腔底板厚度计算查塑料成型工艺与模具设计157页按强度计算 取P60MPa r8.5mm -模具强度计算的许用应力，一般中碳钢160MPa 计算得：h4.53mm3、模具加热和冷却系统的计算冷却系统的设计原则：（1）冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大（2）冷却水道离模具型腔表面的距离（3）水道出入口的布置a)浇口处加强冷却和b)冷却水道的出入口温差应尽量小。（4）冷却水道应沿着塑料收缩方向设置（5）冷却水道内不应有存水和产生回流的部位，应畅通无阻。（6）水管接头的部位要设置在不影响操作的方向。（7）冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位（8）考虑水的密封防漏措施。型腔表面的温度与水道孔径、孔间距、孔至型腔表面的距离和冷却水的温度等因素有关。为了保证冷却系统具有足够的冷却能力，为保证冷却的均匀性，在模具结构允许的情况下，冷却水孔数量应尽量多，孔径尽量大，如图10所示，图10（A）型腔表面温度较均匀，制品内应力小，变形小、精度高。图10（B）型腔表面温度差较大，冷却不均匀。为保证传热效果，水道中水应处于絮流状态，一定的孔径应有一定的流量与之想对应。 图10（A）冷却水道布置方式图10（B）冷却水道布置方式根据中间板的厚度和型腔尺寸，参考设计手册推荐值，在中间板中开设5条直通式冷却水道，直径为10。由于型芯是采用镶拼组合，而且不规则，又有顶杆，故在型芯中不能开设冷却水道。又由于本塑件比较薄，只在型腔中开设冷却水道是可行的，为了单位时间内带走更多的热量，同时平衡型芯处较热的情况，要提高冷却液的压力，即单位时间的流量。冷却水道和外界的连接采用标准件水嘴连接。1）冷却水孔至型腔表面距离相等为使塑件均匀冷却，当塑件的壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离最好相等，分布尽量与型腔轮廓相吻合，如图11（A）所示。当塑件壁厚不均匀时，厚壁处应加强冷却，如图11（B）所示。冷却水孔至型腔表面的距离应适当，一般可为1015mm，过大会影响冷却效果，过小会导致模腔表面温差增大。冷却水孔间距离不宜太大或太小，一般在（1.73）之间。 图11（A）冷却水道布置方式 图11（B）冷却水道布置方式2）浇口处加强冷却 当塑件熔体刚充满模腔时，浇口附近温度最高，离浇口越远处，温度越低，为保证冷却均匀，对浇口处应加强冷却。进水口设置在靠近浇口处，出水口设置在远离浇口处。3）降低进出口的温差为使整个塑件冷却均匀一致，提高塑件质量，当模腔各处温度要求较均匀时，则必须尽量降低冷却水进出口的温差，一般情况下冷却水进出口的温差应在5摄氏度以下，精密塑件应控制在2摄氏度左右。一般可通过并联水道或改变水孔的排列方式来降低进出是水口的温差。如图12所示，图12（A）所示形式水孔过长，进出口水的温差较大，图12（B）所示形式进出水口的温差则较小，冷却效果好。图12（A）冷却水道方式图12（B）冷却水道方式 冷却水孔避开熔接缝冷却水孔不宜设在靠近熔接缝处，以免影响熔接牢固。 便于加工清理冷却水通道要易于加工，便于清理，水孔不宜过小，一般为612mm。 密封可靠当冷却水道设在模具零件的结合面上或穿过模具零件的结合面时，应密封可靠，不能在结合面上产生泄露现象。另外进出口处、堵头也应有很好的密封。本塑件在注射成型时不要求有太高的模温，因而在模具上不设加热系统。4、模具闭合高度的确定根据支撑与固定零件的设计中提供的数据，确定模具的闭合高度为H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7= 20+15+25+25+25+50+20=180 mm五、注射机有关工艺参数的校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，而注射机的开模行程是有限制的。因此，模具设计时必须进行注射机开模行程的校核。对于带有不同形式的锁模机构的注射机，其最大开模行程有的与模具厚度有关，有的则与模具厚度无关。1、注射机最大开模行程与模具厚度无关时的校核对于具有液压机械式合模机构的注射机，其最大开模行程系由肘杆机构和合模液压缸的冲程决定，不受模具厚度的影响，模厚变化时可由注射机模厚调节装置调整，使注射机动定模板之间的距离与实际模厚相适应。故校核时只需使注射机最大开模行程大于模具所需的开模距离，即S最大S式中S最大-注射机最大开模行程，mmS-模具所需要开模距离，mm2、注射机最大开模行程与模具厚度有关时的校核对具有侧向抽芯时的最大开模行程，当模具需要利用开模动作完成侧向抽芯时，开模行程的校核应考虑侧向抽芯所需的开模行程。若设完成侧向抽芯所需的开模行程为Hc ，当HcH1 + H2时，Hc对开模行程没有影响，用smax =sk- HmH1 + H2 +(510)mm公式进行校核。当HcH1 + H2时，可用Hc代替前述校核公式中的H1 + H2进行校核。式中Sk-注射机与固定模板之间的最大开距, mmHm-模具厚度, mm本模具的外形尺寸为160mm200 mm180 mm。XS-ZS-22型注射机模板最大安装尺寸为250 mm280 mm，故能满足模具的安装要求。由上述的计算模具的闭合高度H=180 mm，XS-ZS-22型注射机所允许模具的最小厚度为60mm，最大厚度为180 mm，即能满足Hmin H Hmax 安装要求。XS-ZS-22型注射机的最大开模行程S=160mm，满足出件要求为：SH 1+H2+（510）=17 mm+16 mm+（510） mm=（3843） mm H1-制品的推出距离 H2-制品的总高度可见，注射机的开模行程足够。3、注射量校核 模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注射模内所需溶体总量在注射机实际的最大注射量的范围内。根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的80%： m1单个塑件的质量或体积m2浇注系统所需塑料质量或体积m注射机最大注射量nm1 + m280%mm1= 1.68mL m2=2.92mL nm1+m2 = 6.72+ 2.929.64（mL）m=22(mL)2280%=17.6mL可见，注射机最大注射量足够4、模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核 Hmin H Hmax Hmin注射机允许的最小模厚Hmax注射机允许的最大模厚H闭合高度Hmin =60mm H=180mm Hmax =180mm符合要求。5、注射压力的校核塑料制件成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、塑件的结构形状及尺寸和浇注系统的压力损失等因素决定的。对黏度大的塑料，壁薄、流程长的塑件，注射压力需大些。柱塞式注射机压力损失较螺杆式大，注射压力也需大些。成型所需的注射压力P=60MPAXS-ZS-22注射机额定注射压力75MPAPEPZ 注射机压力足够。6、锁模力的校核注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现涨模溢料现象。因此，设计模具时必需满足下面关系：n1+2=453.38+102.35=315.87290cm2式中注射机允许使用的最大成型面积（2）；1单个塑件在模具分型面上的投影面积（2）；2浇注系统在模具分型面上的投影面积（2）为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：(n1+2)PF(453.38+102.35)10-820106=63.17KNF=250KN 式中塑料熔体对型腔的成型压力（MPa），其大小一般是注射压力的80，PP的注射压力取20Mpa。所以注射机的锁模力足够。7、注射机安装模具部分的尺寸校核设计模具时，注射机安装模具部分应校核的