瓶盖的塑料模具设计说明书

1、 本科生毕业设计（论文）（ 2011 届）设计（论文）题目 瓶盖的塑料模具设计 作 者 李明越 分 院 信息与机电工程分院 专 业 班 级 机械设计制造及其自动化 机械0702指导教师（职称） 马宝丽 （讲师） 论 文 字 数 22000 论文完成时间 2011年 5月 3日 杭州师范大学钱江学院教学部制瓶盖的塑料模具设计机械设计制造及其自动化 机械0702班 李明越 指导老师：马宝丽 摘要：本次主要设计是对瓶盖注射模的设计, 重点对塑件的成型原理、原料选用和注射技术进行分析。通过根据形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列

2、、成型零件的结构、浇注系统等。该塑件有内螺纹，需两次分型。故设计中主要解决了分型面的选择，型腔数目的确定，脱模机构的设计.采用了二次脱模机构来脱模，保证塑件能顺利的成型出模。关键词：脱模机构；注射模；低密度聚乙烯 The Design of Lid Injection Mold Mechanical engineering class 0702 Li Mingyue Instructor:Ma Baoli Abstract：The main design graduate of lid injection mold design. Focus on the analysis of the pr

3、inciple of molding plastic parts, materials selection and injection technique. Adopted under the shape, size, accuracy and surface quality requirements of the analysis results, the program required molding, products after processing, the choice of parting, the number and arrangement of the cavity, f

4、orming part of the structure, pouring system . The plastic parts within a thread,need twice disport model.Therefore,the design of the project profile for the plastic parts of sub-surface choices,determining the number of cavity,the demoulded mechanism design.Using twice demoulding agencies,Guarantee

5、 a smooth plastic parts from the moldel.Key words：Plastics injection Mold;Structural design ; Low Density Polyethylene 目 录1 引言11.1概述11.2国内研究现状11.3国外研究现状22 塑件的分析32.1塑件成型工艺分析32.2 壁厚分析32.3 圆角分析 33塑件材料的选择及材料特性43.1材料的选择43.2 材料简介43.3基本特性43.4 物理性质43.5 成型特性54塑件的形状尺寸的计算65注射机的选择及型号和规格65.1 估算塑件的体积和质量65.2 选择注射机

6、66 型腔数目的确定及排布86.1型腔数目86.2型腔的排布87分型面的选择98 浇注系统的设计108.1导柱的设计108.2导套的设计108.3分流道设计108.4浇口的设计118.5冷料穴的设计128.6排气系统的设计129 塑料工艺尺寸的计算139.1 凹模的的结构设计139.2 凸模的结构设计139.3 凹模径向尺寸计算139.4 凸模径向尺寸计算149.5 螺纹型芯的工作尺寸159.6型腔壁厚和底板厚度计算1610 导向机构的设计1610.1导柱导向机构的作用1610.2开模过程设计1610.3导柱导套的设计1710.4导柱与导套的布置1811 脱模机构的设计1911.1脱模机构的组

7、成1911.2设计原则1912温度调节系统的设计2012.1模具冷却系统的设计2012.2模具冷却时间的确定2012.3冷却系统的设计原则2012.4冷却系统的结构设计2112.5冷却系统的计算2113 模具工作过程2114 设计总结22参考文献22致谢23瓶盖的塑料模具设计机械设计制造及其自动化 机械0702班 李明越 指导老师：马宝丽1 引言1.1 概述注射成型也称为注射或注塑，是热塑性塑料的一种重要成型方法。到现在为止，有超过1/3的塑料原材料，是通过注射成型工业加工的，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用此成型方法。它的特点是生产周期短、生产效率高的、易自动化，因此广泛应用于塑料

8、制品的生产。现在塑料成型生产中，塑料制件的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。在这三要素中，塑料成型模具的质量最为关键，他的功能是双重的：赋予塑料熔体以期望的形状、性能、质量；冷却并推出成型的塑件。模具是决定最终产品的性能、规格、形状以及尺寸精度的载体，塑料成型模具是使塑料成型生产过程顺利进行、保证塑料成型质量不可缺少的工艺装备，是体现塑料成型设备高效率、高性能和合理先进塑料成型工艺的具体实施者，也是新产品开发的决定环节。由此可见，周而复始地获得符合技术经济要求及质量稳定的塑料制件，塑料成型模具的优劣是关键，它最能反映出整个塑料成型生产过程的技术含量以及经济效益。因此，注射

9、成型的模具设计制造成为当今社会模具发展的热点,己发展成为热塑性塑料最主要的成型加工方法。1.2 国内研究现状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原因。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

10、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122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大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CAD/CAE/CAM技术，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

11、仍需进口10多亿美元的各类大型，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）注重开发大型，精密，复杂模具（2）加强模具标准件的应用（3）推广CAD/CAM/CAE技术（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期。1.3 国外研究现状在工业发达国家，据1991年统计，日本生产塑料模和生产冲压模的企业各占40；韩国模具专业厂中，生产塑料模的占43.9，生产冲压模的占44.8%;新加坡全国有460家模具企业，60%生产塑料模，35%生产冲模和夹具。当今世界注射模具的基本格局是以日、美及欧洲

12、各工业化国家作为世界模具技术的领头羊，占据了世界注射模具市场的半壁江山，他们拥有现代的设计方法和先进的模具制造设备，特别是近几年来这些国家把CAD/CAM/CAE系统作为模具工业发展的臂翼，其发展的趋势如日中天 6 。在注塑模具设计工业中，国外先进国家（日本、德国、美国等）从20世纪80年代中期已广泛使用计算机对塑料模进行辅助设计（CAD），辅助制造（CAM），并对模具设计的各个环节进行定量计算机和数值分析（CAE），已由经验数据逐步过渡到计算机设计，对模具浇注系统和型腔的熔料流动行为以及温度调节系统的热量分布都采用了微机辅助设计9。目前，塑料成型技术正朝向精密化、微型化和超大型化方向发展。精

13、密注射成型可将成型制件的尺寸公差控制在101微米之内，其制件主要用于电子、仪器仪表等工业。英、美、德等国及我国一些高等院校和科研院所开发的模具软件，具有新一代模具CAD/CAM软件的智能化、集成化、模具可制造性评价等特点。新一代模具软件应建立在从模具设计实践中归纳总结出的大量知识上。这些知识经过了系统化和科学化的整理，以特定的形式存储在工程知识库中并能方便地被模具所调用。在智能化软件的支持下，模具CAD不再是对传统设计与计算方法的模仿，而是在先进设计理论的指导下，充分运用本领域专家的丰富知识和成功经验，其设计结果必然具有合理性和先进性。美国塑料(原料)的产量多年来一直雄居各国之首。早在80年代

14、前期，美国塑料产量就已达2000万吨之多，1986年增至23l0万吨，占全球总产量8100吨的28.5，此后美国塑料产量继续呈现稳定增长之势，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分别增加到2710万吨、2810万吨、3010万吨、3410万吨、4000万吨和4360万吨，占世界总产量的比例从1996年起提高到30以上。2001年美国塑料产量为4170万吨，其中以聚乙烯为最多，达1500多万吨。其次分别是氯乙烯650万吨、聚丙烯720万吨、聚苯乙烯对酞酸脂320万吨、聚苯乙烯280万吨。国内塑料消费量(产量+进口量-出口量)，美国也是全球最多的10-11。德国是

15、世界最大的塑料(原料)生产国之一，上世纪90年代初的1991年、1992年和1993年，德国塑料产量都为990多万吨，1994年增达超过1000万吨的1110万吨1998年达近1300万吨，1999年为近1400万吨，2000年增至1550万吨，超过日本为世界第2大塑料生产国，2001年上升为1580万吨，2002年已过1600万吨。德国2001年的国内塑料消费量为1280万吨，其中聚乙烯265万吨，聚丙烯155万吨，氯乙烯152万吨。德国人均塑料消费量2001年为160公斤，在世界上仅少于比利时的172公斤，高于美国的155公斤，排在世界第2位。日本在很长的时期内都是仅次于美国的世界第2大塑

16、料生产国。一直到1997年，日本塑料产量曾经连续多年增长，年产量在70年代中期就已达500多万吨，1987年突破1000万吨，1991年达约1300万吨。 2001年和2002年日本塑料产量再度下降至1400万吨以下的1364万吨和1361万吨。2002年日本塑料(原料)产量减为1361万吨。而中国则增为1366万吨，日本又退居第4位14-17。塑料产量位居世界前10名的国家和地区还有法国660万吨、比利时600万吨、中国台湾598万吨、加拿大432万吨和意大利385万吨(均为2001年产量)。2 塑件的分析 2.1塑件的成型分析此次的塑件是瓶盖，整个塑件呈现半开状的圆筒形，该构件的表面的形状

17、和整体的结构较其他塑件较为简单，经过对大量的饮料瓶盖的统计检验，整个瓶盖的外部轮廓高达15mm,外径28mm,壁厚1mm，作为对表面粗糙度要求不太高的塑件，而且较为实用性零件对其尺寸公差没有太严格的要求。且本身塑件壁厚较小、均匀，可以用大批量的注塑模具加以生产 图2-1 塑件图 2.2壁厚分析各种塑件，不论是结构件还是板壁，根据使用要求具有一定的厚度，以保证其力学强度。塑件的壁厚对塑件质量的影响很大，如果壁厚过大，会浪费原料，而且使冷却时间增加，更重要的还会使塑件产生气泡、缩孔、翘曲变形等缺陷，一般地说，在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚，不仅可以节约原材料，降低生产成本，而且使塑件在模具内冷

18、却或固化时间缩短，提高生产率。因此，该塑件的壁厚均为1mm，在其最小壁厚范围内，塑件符合注塑的模具成型的厚度要求。2.3圆角分析 带有圆角的塑件，在成型时往往会在该处产生局部应力集中，在受力或冲击下会发生开裂，所以，为了避免应力集中，提高塑件的局部强度，减小应力集中，改善熔体的流动性能且便于脱模，在塑件各内外表面的过渡连接处，应采用过渡圆弧。采用圆弧过度可增加塑件的美观程度和增加塑件的强度，根据应力集中系数和圆角半径的关系可得，理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上，通常塑件内壁圆角半径应是壁厚的一半，而外壁圆角半径可为壁厚的1.5倍。这次设计要求该塑件的2内外圆弧半径结合实际情况来设计，根据现

19、有的生产力状况以及条件设备，此塑件的内外过渡圆弧是小半径为0.5mm，适合注塑制品的结构和工艺要求。3 塑件材料的选择及材料特性3.1材料的选择：选择塑件的材料依据是它的使用性能要求及工作环境，以及生产商提供的材料性能数据；对于常温工作状态下的结构件来说，其考虑的主要是材料的力学性能，如屈服应力，弹性变形，表面硬度，弯曲强度，耐腐蚀性等。该塑件对材料的要求首先必须是密封性能好，而后是成型难易和经济性问题，模具成型也要考虑到材料的注射特性，好的成型特性是选择材料的主要标准，该塑件在尺寸上要求比较高，且在长期的使用过程中需要较高的强度和硬度，而且从经济性上讲，在保证塑料制品的功能和性能的同时还应考

20、虑到加工生产、成本。综合上述各方面的考虑和甄选以及结合工厂的实际情况，选用收缩率较小、综合性能优良、在工程技术中应用广泛的塑料LDPE（低密度聚乙烯）。 3.2材料简介：LDPE 中文名：低密度聚乙烯英文名：Low density polyethylene3.3基本特性：化学性质聚乙烯抗多种有机溶剂，抗多种酸碱腐蚀，但是不抗氧化性酸，在氧化性环境中聚乙烯会被氧化。3.4物理性质聚乙烯在薄膜状态下可以被认为是透明的，但是在块状存在的时候由于其内部存在大量的晶体，会发生强烈的光散射而不透明。聚乙烯结晶的程度受到其枝链的个数的影响，枝链越多，越难以结晶。聚乙烯的晶体融化温度也受到枝链个数的影响，分布

21、于从90摄氏度到130摄氏度的范围，枝链越多融化温度越低。聚乙烯单晶通常可以通过把高密度聚乙烯在130摄氏度以上的环境中溶于二甲苯中制备。（LDPE）- 低密度聚乙烯是高压下乙烯自由基聚合而获得的热塑性塑料。 无毒、无味、呈乳白色。密度为0.940.965g/cm3,有一定的机械强度,具有良好的耐冲击性、柔软性及透明性，但和其他的大型塑料构件相比强度、刚度较差，表面硬度差。聚乙烯的绝缘性能优异，在常温下聚乙烯不会溶于任何一种已知的溶剂，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸以及各种浓度的碱、盐溶液。聚乙稀有高度的耐水性，长期与水接触其性能可保持不变。适合做饮料、低腐蚀性液体的瓶盖。其透水气性能较

22、差，而透氧气、二氧化碳以及许多有机物质蒸气的性能好。在热、光、氧气等作用下会产生变脆和老化。一般使用温度约在80 oC左右。耐寒，在-60 oC时仍有较好的力学性能，-70 oC时仍有一定的柔软性。3.5成型特性：成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有无杂质的进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。低密度聚乙烯属于结晶形塑料,吸湿性小, 熔体粘度小，成型前可不预热，成型时不易分解，流动性极好, 溢边值为0.02mm左右,流动性对压力变化敏感，加热时间长则易发生分解。收缩率较大，方向性明显，易发生变形、翘曲，结晶度及模具冷却条件对收缩率有较大影响，应控制模温。冷却速度快,必须得到充分冷

23、却,设计模具时要设冷料穴和冷却系统宜用高压注射，料温要均匀，填充速度应快，保压要均匀。不宜采用直接浇口注射，否则会增加内应力，使收缩不均匀和方向性明显。应注意选择浇口位置。质软易脱模，塑件有浅的侧凹可强行脱模。LDPE的注射工艺参数：表3-1 制品成型工艺参数初步确定特性 内容 特性 内容注射机类型 柱塞式 螺杆转速（r/min） 58喷嘴形式 直通式 模具温度 30-45喷嘴温度() 150170oC 后段温度() 140160中段温度() 前段温度() 170210注射压力 60100Mpa 保压力 4050注射时间s 04s 保压时间 s 1560s 冷却时间s 1560s 其他时间s

24、3成型周期s 40140s 成型收缩(%) 0.8干燥温度() 6080 干燥时间() 13综合性能：压缩比： 1.842.50 抗拉屈服强度: 2240 MPa热变形温度： 1.88MPa- 48oC 压缩强度： 225 MPa0.46MPa- 6082oC 疲劳强度： 10 Mpa 拉伸弹性模量： 0.840.95GPa 弯曲弹性模量： 1.11.4 GPa 弯曲强度： 2540MPa 脆化温度： -70 4 塑件的形状尺寸的计算 瓶盖的工作环境对精度有较高要求，按LDPE的性能可选择塑件的精度等级为6级精度（查阅塑料成型工艺）。外径: 28mm 壁厚: 1mm内径: 16mm 壁厚: 1

25、mm突起： 9mm 查得LDPE(低密度聚乙烯)密度约为: ,代入公式.数据可得塑件的质量为：体积： 由体积计算公式可计算得塑件的近似体积得:V塑=S*H=2.83 mm3 质量: 由质量计算公式可计算得塑件的质量得W塑 =V塑r塑=2.6602(g)5 注射机的选择及型号和规格塑料成型设备依据成型工艺的不同而不同，塑料成型设备主要有用于注射成型工艺的注射机，用于压缩成型工艺和压注成型工艺的压力机，用于挤出成型的挤出机。本设计采用用于注射成型工艺的注射机作为成型设备。注射成型工艺是塑料成型的一种最常用的方法。它将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热到流动状态，在注射机的柱塞或螺杆

26、的推动下，以一定的流速，通过喷嘴和闭合模具的浇注系统而充满型腔，经过一定的时间的冷却定型，打开模具，从模内取出成型的塑件。5.1估算塑件的体积和质量 估算塑件体积和质量 该产品材料是低密度聚乙烯，查有关数据得知其密度g/cm3。使用UG软件画出三维图建模，并可直接用软件进行分析，查询到塑件的体积V件=2.83 cm3。由=0.900.94g/cm3可得塑件质量m=v=2.66g。5.2选择注射机根据塑件制品的体积和质量，可选定注射机型号为XS-Z-30。注射机的参数如下：额定注射量：30 cm3 注射 压力：120Mpa 注射 行程：130mm 锁 模 力：250KN 最大成型面积：90cm2

27、 最大 模厚：180mm 最小 模厚：60mm 喷嘴圆弧半径：12mm 喷嘴孔径（mm）：2 mm柱塞式成型机中，塑料熔化成黏流态的热量主要由筒外部的加热器提供。在柱塞的平稳推动下，料流是一种平缓的滞流态势。料筒内同一横截面上不同径距的质点有着梯度变化的流速，结果靠料筒轴心的流速快，靠近料筒壁的流速慢。料筒同一截面上的温度分布也有差异，靠近筒壁的料，因流速慢，又直接接受外壁的电热圈加热，所以温度高；而靠近轴心的料，因流动快，且又与料筒加热圈隔了一层热阻很大的塑料层，所以温度低。可见在柱塞式料筒内，塑料的塑化程度很不均匀。注射机的分类：按外形可分为：卧式、立式和直角式按传动方式可分为：机械式、液

28、压式和液压、机械联合式按用途又可分为：通用型和专用型所选注射机的型号为：XS-Z-30，属于卧式通用型注射机。6 型腔数目的确定及排布 6.1型腔数目注射模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔，在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素： （1）塑件的尺寸精度； （2）模具制造成本； （3）注射成型的生产效益； （4）模具制造难度。 为了提高生产效率和经济性并与注射机的生产能力相配合，保证塑件较高的精度， 模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有以下塑料模具设计准则：1、根据经济性确定型腔数目。根据总成型加工费用最小的原则，仅考虑模具加工费和塑件成型加工费，并忽略试生产原材料费用。2、根

29、据制品精度确定型腔数目。根据经验，在模具中每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低4-6%,高模具中的型腔数目为n,制品的基本尺寸为L，塑件尺寸公差为,单型腔模具注塑模具生产时可能性产生的尺寸误差为(不同的材料，有不同的值，如：尼龙66为0.3% ,聚甲醛为0.2%,聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS等非结晶型塑料为0.05%),则有塑件尺寸精度的表达式为： L%+ （n-1）L%4% 简化后可得型腔数目为：n 3、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目。当成型大型表面积塑件时，常用这种方法。设注射机的额定锁模力大小为F（N），型腔内塑料熔体的平均压力为Pm,单个制品在分型面上的投影面积为A1，浇注系统在分型面

30、上的投影面积为A2，则： (nA1+A2)PmF即： n对于高精度制品，由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致，故通常推荐型腔数目不超过4个.4、根据注射机的额定最大注射量确定型腔数目。设注射机的最大注射量G（g），单个制品的质量为W1（g），浇注系统的质量为W2（g），则型腔数目n为： n n 4.1 6.2型腔的排布：多型腔有模板上的排列形式通常有圆形、H形、直线型及复合型等。在设计时有以下原则： （1）尽量采用对称式排布，确保制品质量的均一和稳定。 （2）塑件结构简单，应尽量使型腔紧凑排列，而减小模具的外形尺寸。 （3）分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应

31、尽可能短。 （4）为了避免模具承受偏载而产生溢料现象，浇口开口部位与型腔布置应对称。因为该塑件属大批量生产的小型塑件，但对产品的精度、表面粗糙度还是有较高的要求，通过前面算出的单个产品的体积V和质量W, 综合考虑生产效率和生产成本及产品质量等各种因素，以及注射机的类型选择确定采用一模四腔对称排布。分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料,参见塑料制品成型及模具设计P59表4-3部分塑料常用分流道断面尺寸推荐范围，分流道直径可选1.69.5mm【1】表6-1 分

32、流道断面直径选择塑料名称分流道断面直径塑料名称分流道断面直径ABS，AS 聚乙烯(PE)尼龙类(PA)聚甲醛（POM）抗冲击丙烯酸 4.79.5 1.69.5 1.69.5 3.510 812.5聚苯乙烯(PS)软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯聚苯醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 6.510根据塑件的壁厚（0.81.02.4）和外形因素和机械加工因素来确定浇注方式，确定为浇注方式，参见塑料制品成型及模具设计并采用对称平衡的排布方式。如下图示：图6-1 型腔布置图7 分型面的选择 分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺

33、的有关，一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面,分型面可以是垂直于合模方向,也可以与合模方向平行或倾斜。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。根据分型面的选择原则： （1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处； （2）在开模时尽量使塑件留在动模；（3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量；（4）有利于排气和模具的加工方便；（5）有助于避免侧抽芯或便于侧抽芯。该塑件为瓶盖对美观不太要求，无斑点和熔接痕，表面质量要求一般。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以及成型后能顺利取出塑件，瓶盖属于薄壁壳小型塑件，塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，所以，应有利于

34、塑件滞留在动模一侧，以便于脱模，并不影响塑件的质量和尺寸精度，以及外观形状。综上所述，瓶盖合理的分型面应选择在下部。如图所示： 7-1分型面图8 浇注系统的设计注射模的浇注系统是指从注流道的开始端到型腔之间的熔体流动通道。它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传料，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度。8.1浇注系统设计原则：浇注系统的设计应保证塑件熔体的流动平稳、流程应尽量短、防止型芯变形、整修应方便、防止制品变形和翘曲、应与塑件材料品种相适用、冷料穴设计合理、尽量减少塑料的消耗。8.2主流道设计：主流道是连接注射

35、机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，有一定的锥度，目的是便于冷料的脱模，同时也改善料流的速度，因为要和注射机相配，所以其尺寸与注射机有关。本塑件所用的材料为LDPE（低密度聚乙烯），根据其流动性特点，主流道设计的主要参数如下：主要参数： 锥角=4；内表面粗糙度Ra=0.08；主流道大端呈圆角，半径r=3mm,以减小料流转过渡时的阻力，小端直径d = D (12)衬套与主流道设计成整体,材料为T8，热处理要求淬火为53-57HRC。8.3分流道设计：分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、

36、梯形和U型等圆形和正方形截面流道的表面积与体积之比最小，塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高，但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。在分流道的设计时，应考虑尽量减小在流道内的压力损失，尽可能避免熔体温度的降低，同时还要考虑减小流道的容积。在此，选择半圆形，取半圆直径4.5mm.参见塑料制品成型及模具设计。分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置分平衡式与非平衡式两种，根据上面所选型腔的布局，分流道采用平衡式的布置如下图： 图8-1分流道8.4浇口的设计：浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的熔体通道，它

37、是浇注系统的关键部分。其主要作用是：（1）熔体充模后，浇口处首先凝固，可防止其倒流；（2）熔体在流经狭窄的浇口时产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模；（3）易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积的0.03-0.09，浇口的长度约为0.5mm-2mm,浇口的具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内摩擦加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。 浇口位置的选择：浇口开设的位置对制品的质量影响很大，在确定浇口时，应遵循以下原则：浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置浇口应开设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩，浇口的位置应选择在有利于

38、型腔中气体的排除浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位，对于圆筒类制品，采用中心浇口比侧浇口好。对于带细长的型芯模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯因冲击变形。浇口应设在不影响制品外观的部位根据以上原则，瓶盖属于圆筒类制品，故而采用中心浇口。基本参数如下图所示: 浇注系统图 图8-2浇注系统图 根据塑件的质量和外形尺寸等影响因素，初步取值如下： 由塑件质量W塑=2.66g可得 单位mm D=6mm d=4mm R=15mm h=5mm d1=1mm H1=4.5mm l=6070mm L=25mm a=4。 a1=10。 L1=17mm8.5冷料穴的设计冷料穴是将主流道或分流道延长所

39、形成的井穴。冷料穴一般设在主流道正对面的动模板上或处于分流道末端。其作用是存放料流前锋的冷料，以防止冷料进入型腔而形成接缝；另外，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料穴的直径宜大于大端直径。冷料穴的形式有三种：一是与推杆匹配的冷料穴；二是与拉料杆匹配的冷料穴；三是无拉料杆的冷料杆。本塑件采用无拉料杆的冷料穴。 8.6 排气系统的设计排气槽的设计：塑料熔体在充模的型腔过程中同时要排出型腔及流道原有的空气，另外，塑料熔体会产生微量的分解气体，所以长在分型面上开设排气槽进行排气。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦或塑件产生泡沫，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。当塑料熔体充填

40、型腔时，必需顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利地排出，塑件会由于充填不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺点；甚至因气体受压而产生高温，使塑料焦化。排气方式：排气槽一般通常开设在分型面上凹模一边，位置位于塑料熔体流动的末端。一般情况下，排气槽尺寸以气体能够顺利排出而不产生溢料为原则。排气槽宽度可取1.56 mm，深度可取0.0250.1 mm，长度可取0.81.5 mm。但对于此模具，无需设计专门的排气槽来排气，可通过分型面及活动型芯与模板之间配合间隙来排气，足够能使气体顺利排出。在本设计中，可利用顶杆间隙和定模型芯间隙排气，不再开设排气系统。9 塑料工

41、艺尺寸的计算注射模具的成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型杆等。模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算，塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。设计时应首先根据塑料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、进浇点、分型面、排气部位、脱模方式等，然后根据制件尺寸，计算成型零件的工作尺寸。9.1凹模的的结构设计：凹模又称阴模，是成型塑件外轮廓的零件。凹模有整体结构式和组合式。（1）整体式凹模：由整块金

42、属材料直接加工而成，这种形式的结构简单，牢固可靠，不易变形，成型的塑件质量较好。但当塑件形状复杂时，采用一般机械加工方法制造型腔比较困难。因此它适用于形状简单的塑件。（2）组合式凹模：对于形状复杂的塑件或难于机械加工的整体式凹模，为了节省贵金属，便于型腔加工，减少热处理，通常采用组合式凹模。本塑件的外形简单，采用整体式凹模。其适用于形状简单且凸模高度较小的塑件，整体式凹模为非穿通式模体，强度好，不易变形。9.2凸模的结构设计： 凸模，即型芯，是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式。组合式凸模：当塑件的内形比较复杂而不便于机械加工时，或形状虽不复杂，但为了节省贵金属，减少加工量，通

43、常采用组合式凸模。固定板和凸模可分别采用不同的材料制造和热处理，然后再连接成一体，这种结构形式适用于大型凸模。由瓶盖的特殊结构，有两层，内有螺丝，采用镶件组合式凸模。塑件为LDPE制品，属于大批量生产的小型塑件，预定的收缩率取1.5%至 3.5。平均收缩率为2.5%,此产品采用6级精度，属于一般精度制品。凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到ITIT级。9.3凹模径向尺寸计算： 图B: 9.4凸模径向尺寸计算：图A中：(LM1) 0-z = (1+ s )LM1S+0.5 0-z = (1+2.5%)26+0.50.480-0.48/4 =26.650-0.1

44、2( L1) 0+z =(1+ s )L1S - 0.50+z = (1+2.5%)16-0.50.4+0.4/40 =16.2+0.10 (lx) 0+z =(1+ s )lXS - 0.50+z=(1+2.5%)2 - 0.50.20+0.24/40=1.93+0.040 螺纹型芯与大型芯的配合采用H8/f8。型芯径向尺寸计算： (lQ2) 0-z = (1+ s )lQ2S+0.5 0-z = (1+2.5%)9+0.50.320-0.32/4=9.060-0.089.5螺纹型芯的工作尺寸： 螺纹型芯大径： (dM大)0-z=(1+ s )ds大+中 0-z 螺纹型芯中径： (dM中)0

45、-z=(1+ s )ds中+中 0-z 螺纹型芯小径： (dM小)0-z=(1+ s )ds小+中 0-zdM大, dM中, dM小 分别为螺纹型芯的大，中，小径；ds大， ds中，ds小 分别为塑件内螺纹大，中，小径基本尺寸；中塑件螺纹中径公差；z螺纹型芯的中径制造公差，其值取/5。将数据代入以上公式计算得： (dM大)0-z =(1+2.5%)14+0.030-0.03/5 =14.380-0.006 (dM中)0-z =(1+2.5%)12.708+0.030-0.03/5 =13.0560-0.006 (dM小)0-z =(1+2.5%)11.830+0.030-0.03/5 =12.

46、1550-0.0069.6型腔壁厚和底板厚度计算注射模在其工作过程需要承受多种外力，如注射压力、保压力、合模力和脱模力等。如果外力过大，注射模及其成型零部件将会产生塑性变形或断裂破坏，或产生较大的弹性弯曲变形，引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙，由此而发生溢料及飞边现象，从而导致整个模具失效或无法达到技术质量要求。 塑件的壁厚对质量影响很大。如果壁厚过薄，塑件在使用上可能不具备足够的强度和刚度，且在成型时流动阻力大，大型复杂的制件难以充满型腔；在脱模时，难以承受脱模机构的冲击和振动，装配时不能承受紧固力；在运输中，会造成变形甚至损坏。如果塑件过厚，会因为用料过多，而使成本增加

47、，并且会使成型时间加长，从而降低生产效率。此外，壁厚过厚的塑件也易产生气泡、缩孔、凹痕、翘曲等缺陷。因此，由于塑件属于中小型制品，这里我们取型腔壁厚为1mm，底板厚度取2mm。10 导向机构的设计为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向，定位以及承爱一定的侧向压力。导向机构包括导柱导向和锥面定们两种，根据本塑件的实际情况，采用导柱导向机构。10.1导柱导向机构的作用：定位件用：模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确，在模具的装配过程中也起定位作用，便于装配和调整。导向作用：合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。承受一定的侧向压力。10.2导柱导套的设计原则： （1）导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。 （2）导柱的长度应比型芯端面的高度高出6-8mm，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。 （3）导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。 （4）为了使导柱能顺利的进入导套、导