塑料口杯盖的注塑模具设计

1、郑州信息科技职业学院毕业论文 1 摘 要 众所周知随着社会的发展，我国加工工业发展迅速。塑料制品在工业、农 业、军事领域得到广泛的应用。塑料制品的生产研究与开发应用受到了工业的 普遍重视，因此注塑模具的设计、制造技术也随之不断提高。为此对塑料制品 的设计水平的要求也越来越高。注塑模具是在模具中注射熔融塑料并冷却成型 出塑料制品的一种模具。注塑模具的设计是在传统模具的设计与制造的基础上 进行的，按照注塑模具的设计流程对注塑模具进行深入地学习研究，进而加强 对模具知识的了解和机械产品的设计能力。在注塑模具设计的过程中，不仅要 研究设计出的产品是否能生产出合格的塑料制品塑料口杯盖，同时也要注意 降低

2、成本费用和模具生产加工中的实用性、合理性，所以在设计的过程中不仅 要正确地应用理论知识，同时也要注重理论与实际加工中的差异，以便于在实 际生产中的加工制造，并降低制造费用，提高经济效益。因此只有通过深入的 研究才能设计出符合实际要求的注塑模具。 关键词关键词：塑料口杯盖、注塑、成型、模具、设计 郑州信息科技职业学院毕业论文 2 abstract as we all known, with the development of society, chinas processing industry is developing rapidly. plastic products for indus

3、trial, agricultural, military widely used. plastic products industry in research and development applications received widespread attention, so the plastic film with the design, manufacturing technology has continued to increase. to this end the design of plastic products have become more sophistica

4、ted level. injection mold design is in the traditional mold design and manufacturing on the basis, in accordance with the design of injection molds for injection molding process for in-depth study and research, thereby enhancing understanding and knowledge of mold design capacity of mechanical produ

5、cts. in injection mold design process, not only to study the design of the product is able to produce qualified products, but also pay attention to the cost of design and production and processing of the practical, reasonable, so not only in the design process to properly apply the theoretical knowl

6、edge, but also focus on theoretical and practical differences in processing, so that actual production in manufacturing, and reduce manufacturing costs, increase economic efficiency. therefore, only through a comprehensive thinking to design a realistic requirements of the mold. key words: plastic c

7、up lid、injection 、forming、mold、design 郑州信息科技职业学院毕业论文 3 目目 录录 摘 要.1 前言.5 1 塑件的公艺性分析.6 1.1 塑件的原材料分析.6 1.2 塑件的尺寸精度分析.6 1.3 塑件的表面质量分析.7 1.4 塑件的结构工艺性分析.7 2 成型设备的选择与工艺参数的确定.9 2.1 三维建模确定塑件体积和质量.9 2.2 确定成型工艺参数.9 3 注塑工艺分析及注射模的结构设计.11 3.1 浇口位置的选择.11 3.2 分型面的选择.11 3.3 型腔数目的确定及型腔的布置.12 3.4 浇注系统的设计.13 3.5 模具型芯和型

8、腔的结构设计.15 3.6 冷料穴和拉料杆的结构设计.16 3.7 顶出结构的设计.16 3.8 标准模架的选择.18 4 注射模设计的有关尺寸计算.19 4.1 成型零件尺寸的计算.19 4.2 型腔壁厚的计算.21 5 注射模有关参数的校核.23 5.1 型腔数量的校核.23 5.2 注塑压力的校核.23 5.3 锁模力的校核.23 5.4 模具与注射机装模部位的校核.24 郑州信息科技职业学院毕业论文 4 5.4.1 注塑机喷嘴头的球面直径的校核.24 5.4.2 模具动定模模板尺寸的校核.24 5.5 开模行程与塑件推出距离的校核.24 6 模温调节与冷却系统设计.26 6.1 冷却系

9、统的设计.26 6.2 加热装置的分析.26 7 模具材料的选择.28 8 模具的装配流程及工作原理.29 9 模具的常见故障分析.30 10 模具装配图.31 设计小结.34 致谢.35 参考文献.36 郑州信息科技职业学院毕业论文 5 前言 科技的发展日新月异，技术的进步愈来愈迅速，这些对人们的生活影响越 来越大，高质量、高精度、低成本的产品成为工业生产的目标。而模具成了人 们解决这一问题的关键，并逐步引起了人们的关注。 塑料制品在我们的生活中随处可见，小到脸盆、牙刷、餐具，大到电脑外 壳、开水瓶，塑料制品以其质轻、耐蚀性好、价格便宜，受到人们的普遍欢迎。 一个好的注塑模具不仅可以提高加工

10、精度还可以降低生产成本。让消费者既可 以享受高性能的产品同时也降低了消费水平，还可以为企业创造更多的经济效 益。因此如何设计合理的注塑模具不仅是技术进步的关键也是工业竞争的核心。 本论文是注在塑成型技术的理论和应用的基础上进行的，以追求经济性和 实用性为特征，为质量为重点。按照注塑模具的设计流程，对注塑模具进行研 究，通过对注塑模具的设计来进一步的提高个人设计能力，问题分析能力，理 论知识在实践中的应用能力，以便为今后的设计工作打下良好的基础。设计的 核心是降低模具的成本、提高模具的精度和高效率，还能生产出符合要求的塑 料口杯盖，为企业创造出更多的效益。 设计内容主要包括塑件工艺性分析，注塑机

11、的选择、注塑模具的结构设计， 注塑模具的尺寸计算，注塑模相关参数的校核，热平衡的计算，温度调节系统 的设计，模具的装配流程及工作原理，模具的常见故障分析。 本设计是按照磨具设计流程和塑料扣杯盖的精度分析进行的，若本论文出 现错误和疏漏之处敬请您的原谅和指正。 郑州信息科技职业学院毕业论文 6 1 塑件的公艺性分析 1.1 塑件的原材料分析 塑料品种：聚丙烯（pp） 结构特点：非极性，结晶性塑料，本透明无色固体。 使用温度：小于 130，大于-50，高于 130易软化，低于 50易脆化 化学稳定性：具有一定的化学稳定性，耐酸碱、有机溶剂，不耐高温 性能特点：熔点 167，密度 0.9g3,抗张强

12、度 30mpa。易老化，低温易变 脆，耐低温，冲击性差，具有良好的绝缘性能，吸湿性小 成型特点：流动性好，溢边值 0.3mm 左右，流动性对压力变化敏感，对温度变 化不敏感，成型收缩率大，方向性强，易发生缩孔凹痕变形现象。 结论：由于吸湿性小，加工前可不预热干燥，冷却速度快，浇注系统及冷却系 统应散热缓慢，可能产生熔体破裂，因此注射速度不宜过快，应控制成 型温度，模温低于 50塑件无光泽，易发生熔接不良，高于 90易翘曲 变形。 1.2 塑件的尺寸精度分析 由于精度要求为表面光滑无毛刺，因此精度要求不高，为中等精度，取 mt6 级公差。因此塑件的公差值按可 mt6 查取公差。该塑件的内部为自由

13、尺寸， 按 mt6 级精度进行计算，按照设计原则模具的制造精度按 it5 级进行加工。 郑州信息科技职业学院毕业论文 7 图 1-1 塑件的基本结构 塑件外形尺寸：72,60, 50,12,8 塑件内形尺寸：68, 60, 50,10,6 单位：mm 塑件最大处尺寸72mm，尺寸不大，结构简单，壁厚均匀。 1.3 塑件的表面质量分析 由于该塑件为塑料口杯盖，故塑件的外形比较重要，所以要避免外形有缺 陷，如气孔、划痕等不良现象。 所以该塑件要求外形美观，表面光滑，无毛刺，内外表面没有斑点及熔接 痕，因此塑件的表面粗糙度可取 ra 1.6um，若内部有顶杆顶痕，可用砂纸打磨， 但不影响其外形和美感

14、。 1.4 塑件的结构工艺性分析 郑州信息科技职业学院毕业论文 8 图 1-1 塑件三维立体图 从图纸上分析该塑件外形为回转体，形状规则，壁厚均匀，符合最小壁厚 要求，塑件型腔不大，且结构简单，塑件内壁无凸台和凹槽，故无需考虑侧抽 芯机构的设计。型芯可设计为整体镶嵌。总之该塑件的注塑模设计难度不大， 该塑件适合用注塑模具进行大批量高效率生产。 郑州信息科技职业学院毕业论文 9 2 成型设备的选择与工艺参数的确定 2.1 三维建模确定塑件体积和质量 塑件体积：v=112603 塑件的密度：p=0.9g/c3 塑件的质量：m=pv=10.134g 根据塑件的形状和尺寸采用一模两件的模具结构，考虑到

15、塑件的外形尺寸及注 射时所需的压力情况，参考模具设计资料初选螺杆式注塑机 xs-zy-250 注塑装置参数如下： 注塑机的最大注塑量：250cm3 螺杆直径:50mm 注射压力：1300mpa 注射行程：160mm 注射方式：螺杆式 合模力：180n 最大成型面积：500cm2 合模部件参数 模板最大行程：500mm 模具最大厚度：350mm 模具最小厚度：200mm 模板安装尺寸：598x520 2.2 确定成型工艺参数 查设计手册得出工艺参数如下表： 表 2-1 注塑工艺参数 后段150-210 中段170-230料筒温度 t/ 前段190-250 郑州信息科技职业学院毕业论文 10 喷嘴

16、温度240-250 模具温度20-60 注射温度240-270 注射压力80-140mpa 融料温度220-270 注射时间20-80s 保压时间25-60s 冷却时间30-80s 成型时间 总周期75-220s 螺杆转速50-150r/min 郑州信息科技职业学院毕业论文 11 3 注塑工艺分析及注射模的结构设计 3.1 浇口位置的选择 浇口位置的选择时应注意一下几点：避免发生喷射和蠕动，以防止熔体发 生断裂；应选择有利于溶体流动、有利于排气、有利于补缩的位置；应减少塑 件的熔接痕，增加熔接牢度；应防止型芯变形，对于细长型芯的圆筒形塑件应 避免偏心进料，以增加熔接的牢度；较少制品的翘曲变形；

17、浇口位置应与分子 的取向相适应。 对本塑件零件图分析可知，塑件结构简单，壁厚均匀，为规则的环形分布。 由于圆环形塑件用切向进料可减少熔接痕，提高熔接不为强度，且有利于排气， 因此选用切向进料。 图 3-1 浇口位置示意图 综上所述将浇口位置设在 70 外圆与塑件下底面交汇处，这样既有利于缩 短分流道，同时节省了材料，简化了模具结构，也有利于一模两件的设计需求。 3.2 分型面的选择 郑州信息科技职业学院毕业论文 12 分型面的选择比较重要，它受塑件的形状、壁厚、尺寸精度、表面粗糙的 的影响，也与塑件在模具内的成型位置、定出方法、浇注系统的设计等各种因 素有关。结合实际情况将分型面选在塑件的大端

18、底面原因如下： 选择分型面时要考虑留模方式，为了降低脱模难度将型腔设在底模上， 开模后可以用地顶杆定出塑件。 分型面尽可能选在不影响塑件外观形状的部位，而且分型面外边的飞边 容易修正。 使有同轴度要求的部分全部在动模或定模中。 选择分型面应考虑较小由于脱模斜度所造成塑件大小端的尺寸差异。 分型面应使模具分割成便于加工的部件以减小机械加工难度。 3.3 型腔数目的确定及型腔的布置 图 3-2 型腔的布置 n= （公式 3 g kg - 件 浇公g 1） n 为型腔数； g公为公称注射量； k 为公称注射量系数取 0.75； 为浇注系统凝料和溢边数量取最大值 40g； 郑州信息科技职业学院毕业论文

19、 13 g件为塑件质量为 10.134g 代入数据计算得 n 最大取 12 件。故选择一模四件是合理的。 由于选择底部切向进料，选择一模四腔，所以型腔的布置如下图： 3.4 浇注系统的设计 （1）主流道的设计 根据手册查的 xs-zy-250 型注射机喷嘴的有关尺寸，喷嘴球面直径 r0=18mm,喷 嘴孔的直径 d0=4.5mm，根据模具主流道和喷嘴的关系知 r=r0+(12)mm （公式 3 2） d=d0+（0.51） （公式 3 3） 可计算得主流道喷嘴的球面直径为 20mm，喷嘴孔直径为 4.5mm 图 3-3 主流道示意图 图 3-4 主流道衬套剖视图 主流道内壁粗糙度小于 0.4u

20、m，衬套需要耐冲击耐磨故选用 t8 钢。 设计原则：为了便于塑料从主流道中流出，主流道设计成圆锥形锥角 a=2- 4，主流道大端处呈圆角取其半径 r=2-5mm 以减少料流的过度阻力，在保证 塑件成型良好的前提下主流道 l 应尽可能小。为了使熔融塑料从喷嘴完全进 郑州信息科技职业学院毕业论文 14 入主流道二不溢出应使主流道和注射剂的喷嘴密封对接，主流道对接处设计成 半球形凹坑。由于主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触，所以主流道部分常 设计成可拆卸的主流道衬套。 （2）分流道的设计 设计原则：塑件熔体在流动中热量和压力损失最小，同时使流道中的塑料量最 小。 为了使塑料熔体在流动中压力损失最小，且

21、加工方便，选用半圆弧形，圆 弧高 h=0.45d=2.25mm 图 3-5 分流道的结构 分流道的分布形式：分流道的分布取决于型腔的分布，型腔与分流道的分 布原则是排列紧凑以缩小模具尺寸，分流道的流程应该短一些，以便使锁模压 力力求平衡 为了各个型腔同时均衡进料，因此采用平衡式分布，分流道的表面不必要 求太光滑，粗糙度 ra 一般为 1.25 即可，这样能使熔融塑料的冷却层固定有利 于保温。 （3）浇口设计 浇口是指流道末端与型腔之间的一段细短通道，亦称内浇口，它的作用是 使塑料熔体加快注入型腔内按顺序填满型腔，结合实际情况浇口的形式选用侧 浇口，一般开在分型面上。 侧交口是典型的矩形浇口，一

22、般取宽 1.55mm，长 0.72mm，厚 0.52mm。从塑件侧面进料它能方便地调整冲模时的剪切速率和浇口封闭时间， 它是一种广泛使用的浇口形式。侧浇口适合一模多件，能大大提高生产率，较 郑州信息科技职业学院毕业论文 15 少浇注系统的消耗量，而且去除浇口方便。 浇口厚度，n 为塑件材料系数取 0.6，t 为塑件壁厚 2mm，计算的浇口nth 厚为 1.2mm 侧浇口宽度尺寸计算公式： （公式 34） 30 an b a 为型腔表面积 11686mm2，计算得 b=2.2mm， 长度自由选取，在 0.7-2mm 内选取 1.5mm （4）排气系统的设计 由于模具型腔在塑料填充的过程中除了型腔

23、内原有的空气外还有因塑件受 热凝固而产生的低分子挥发气体，尤其是在高速注射成型考虑排气是很有必要 的，否则被压缩的气体所产生的高温会引起塑件局部碳化烧焦，为了使气体能 从型腔及时排出，所以需要引用排气装置，结合塑件形状和模具结构选用型芯 与顶杆间隙排气的排气形式。 3.5 模具型芯和型腔的结构设计 由于宿建德壁厚均匀结构简单，考虑到经济性和实用性原则，故选用单分 型面注射模，它的结构简单，适应性强，应用广泛，单分型面注射模的型腔设 在定模中，型芯设在动模中，动模一侧有推出机构用以推出塑件及流道凝料。 结合塑件的形状选用整体式型腔，他的结构简单，成型的制品质量较好同时减 少装配误差，不易变形。

24、型芯的结构根据塑件内形可选用整体镶嵌式型芯，考虑到加工可行性及经 济性原则型芯与模板采用台阶连接 图 3-6 型腔的结构示意图 郑州信息科技职业学院毕业论文 16 图 3-7 型芯的结构示意图 3.6 冷料穴和拉料杆的结构设计 冷料穴用来储藏注射间隔期间产生的冷料头，防止冷料进入型腔面而影响 塑件质量，直角式注射机用的注射模的冷料穴通常为主流道的延长部分，卧室 和立式的注射机上的注射模的冷料穴通常在主流道末端，既主流道正对面的动 模上，直径稍大于主流道大端直径。 为了使主流道凝料能顺利地从主流道衬套中脱出，往往设置拉料杆，而且 拉料杆与冷料穴的形状是有联系。 图 3-8 冷料穴和拉料杆示意图

25、3.7 顶出结构的设计 由于模具型腔在顶模部分，型芯在动模部分，开模后塑件包紧在型芯上而 留在动模部分，因此需要推出机构来将塑件脱出模外，推出机构可采用推板推 出和推杆推出。推板推出顶出力均匀不影响塑件的外观质量，但塑件有鞋面过 郑州信息科技职业学院毕业论文 17 渡，推板制造困难。推杆推出结构简单，推出平稳、可靠，虽然推出时会在塑 件内部产生和浅的顶出痕但不影响整体外观，可用砂纸打磨来消除顶出痕。 从以上分析得出该塑件采用推杆推出机构。 顶杆应设计在定出阻力最大的地方，顶杆直径不宜过小，应有足够的刚度 承受顶出力，以免顶杆在顶出时弯曲或折断。对于无装配要求的薄壁塑件可采 用顶杆端面低于型腔平

26、面 0.051mm，后经打磨加以磨平，便可以消除顶出痕 迹，为了避免产生飞边顶杆与顶杆孔的配合间隙应不大于塑料的溢边值。在浇 口处尽量不设置顶杆，顶杆的布置应避开冷却水道和侧型芯，一面推杆与抽芯 机构的干扰。顶杆不应和型芯或镶嵌件距离过紧，以免影响凹模和凸模的强度。 由于圆柱形顶杆结构简单，便于加工，且可以满足使用要求，因此选用圆 柱形顶杆。顶杆的材料采用 t8 钢，顶杆头部淬火硬度至 hrc50-55，顶杆端面 粗糙度 ra 为 0.63um，滑动部分粗糙度 ra 为 1.25um，固定部分粗糙度 ra 为 2.5um 与型芯配合部分为间隙配合，有利于在浇注时排气，但间隙不宜过大， 一般公差

27、为 . 9 8 f h 郑州信息科技职业学院毕业论文 18 图 3-9 顶杆的设计 当塑件具有内外侧孔或内外侧凹是塑件不能直接从模具中脱出，即便是具 有顶杆，此时需要设置侧型芯。由于本塑件没有内外侧孔或内外侧凹所以不需 要设计抽芯机构。 3.8 标准模架的选择 标准模架的选择是根据塑件的分型面，型芯、型腔的结构和浇注系统进行 选择的，为标准件，根据塑件的大小，浇注量的多少和注射机模架安装部位的 大小作为标准模架的选择依据。 由于本塑件采用单分型面、直流道，分型面在合模面上，注射机的模板安 装部位尺寸为 598x520mm，因此选用 a2型标准模架，a2定模动模均采用两块模 板，设置一推杆推出塑

28、件的机构组成模架。实际标准模架的尺寸应略小于该尺 寸，因此选用 a2560 500-03-z gb/t12556.1-1990 由于选择 a2型标准模架，上面的尺寸均按标准尺寸加工生产或外购。 郑州信息科技职业学院毕业论文 19 4 注射模设计的有关尺寸计算 4.1 成型零件尺寸的计算 计算规则是按照塑件的公差值和制造的公差设计相应成型零件的公差。模 具上的成型零件主要是指型腔和型芯。型腔、型芯成型零件为非标准件，它是 根据生产需要、塑件尺寸进行设计加工的。 塑件收缩率为 1%-2.5%，取其平均收缩率 1.75%，由于影响收缩率的因素较 多，因此塑件的实际收缩与设计收缩选用的收缩率会产生误差

29、，选取收缩率时 应考虑的因素有： 塑件较厚实收缩率应取较大值。 嵌件较多时，收缩率应取较小值， 塑件公差较小或收缩率范围较宽不宜掌握时，设计应考虑有试模后的修 正余量。 塑件高度方向上的收缩率取小值。 郑州信息科技职业学院毕业论文 20 塑件的精度等级为六级，故未标注公差的尺寸可按六级精度查取。 4-1 塑件结构图 将数据带入公式计算后列表格如下： 表 4-1 型腔尺寸计算表 型腔尺寸塑件尺寸计算公式公差值计算结果 720+0.76 =0.96 =0.19 720+0.19 0 64 . 0 60 =0.64 =0.16 60.570+0.0.16 径向尺寸 0 64 . 0 50 d=(do

30、+ dos-)0+ 4 3 =0.64 =0.16 50.3950+0.16 32 . 0 . 0 8 =0.32 =0.08 7.9270+0.08 高度尺寸 0 36 . 0 12 h=（h0+ h0s-）0+ 3 2 =0.36 =0.09 11.970+0.0.09 （1）型腔尺寸的计算 型腔径向尺寸的计算公式： d=(do+ dos-)0+ 4 3 （公式 41） s 为塑件平均收缩率取 1.75% 为塑件公差即上偏差减去下偏差 为塑件公差的四分之一 do塑件的型腔径向尺寸 型腔高度尺寸的计算公式： 郑州信息科技职业学院毕业论文 21 h=（h0+ h0s-）0+ 3 2 （公式 4

31、2） h0为塑件的高度尺寸 s 为塑件平均收缩率取 1.75% 为塑件公差即上偏差减去下偏差 为塑件公差的四分之一 表 4-2 型芯尺寸计算表 型腔尺寸塑件尺寸计算公式公差值计算结果 680-0.86=0.86 =0.215 69.8350-0.215 600-0.74=0.74 =0.185 61.6050-0.185 径向尺寸 500-0.64 d=(+s+)-0 0 d 0 d 4 3 =0.64 =0.16 51.3550-0.16 100-0.28=0.28 =0.07 10.3620-0.07 高度尺寸 60-0.06 =（+s+）0-h o h o h 3 2 =0.24 =0.

32、06 6.2650-0.06 （2）型芯尺寸的计算 型芯径向尺寸的计算公式： d=(+s+)-0 0 d 0 d 4 3 （公式 43） s 为塑件平均收缩率取 1.75% 为塑件公差即上偏差减去下偏差 为塑件公差的四分之一 塑件的型芯径向尺寸 0 d 型芯高度尺寸的计算公式： =（+s+）0- h o h o h 3 2 （公式 44） 郑州信息科技职业学院毕业论文 22 为塑件的高度尺寸 o h s 为塑件平均收缩率取 1.75% 为塑件公差即上偏差减去下偏差 为塑件公差的四分之一 将数据带入公式计算后列表格如下 4.2 型腔壁厚的计算 塑料模具型腔在成型过程中承受着塑料熔体的高压，如果侧

33、壁或底板的强 度不足，则可能产生开裂，如果刚度不足，则可能产生过大的变形，造成溢料， 是脱模困难，型腔侧壁和底板厚度的计算方法有强度计算和刚度计算两种，一 般情况下，大尺寸型腔刚度不足是主要问题，应按刚度计算，小尺寸型强度不 足是主要问题，应按强度条件计算。 型腔强度计算是以型腔的各种受力条件下的应力值，不超过其材料的许用 应力为前提，而刚度计算的前提是型腔材料受压所产生的弹性变形值，不会造 成应有的溢边和塑件尺寸精度超差，也不会造成由于最大弹性变形值大于塑件 的收缩值而使塑件不能脱模，或塑件强制退出时而划伤或破裂。 图 4-2 型腔壁厚简图 型腔侧壁计算公式： 郑州信息科技职业学院毕业论文

34、23 （公式 4-) 1 2 ( p t m c r 5） 型腔底部的计算公式： （公式 4- 4 3 2 r t m h p 6） 为型腔材料的许用应力 pm为型腔内塑料熔体的注塑压力为 1300mpa r 为型腔内孔半径取 72mm tc为型腔侧壁厚度 th为型腔底部厚度 计算得 tc=19.5mm th=22mm 型腔的侧壁和底部厚度均需大于此值才能满足工作要求，因此在设计中型腔的 底部取 25mm，型腔为整体式，最小壁厚为 48mm，因此设计强度能满足工作需求。 5 注射模有关参数的校核 5.1 型腔数量的校核 校核目的是计算型腔数目的选择是否合理。 校核公式： （公式 5. 0c v

35、m 1） 塑件的实际注塑质量 o m 郑州信息科技职业学院毕业论文 24 理论注塑溶积 c v 常温下塑料的密度 注塑系数在 0.8-0.9 间选取 当注塑机的最大注塑质量大于各个塑件质量和时设计合理 0.85mm .n 0 由于塑件的注塑容积 m为 250mm3，塑件的实际注塑质量为 10.134g，型腔 o m 的个数 n 等于 4，经计算知型腔的数量设计合理。 5.2 注塑压力的校核 注塑压力的校核是校核注塑机的最大注塑压力能不能满足该制品成型的需 要。由于塑件的注塑压力与注塑机有关，螺杆式注塑机的注射压力传递比柱塞 式注射机好，注射压力可取小些，聚丙烯的流动性较好，故注塑容易，党注射

36、机的额定压力大于塑件注射压力时设计才合理。 查注射成型模具手册知聚丙烯的注射压力位 70-100，而 xs-zy-250 注mpa 射机的注射压力为 1300，后者远远大于前者，因此盖住设计的选择合理。mpa 5.3 锁模力的校核 锁模力的计算 f=0.1kp0a （公式 5 2） k 为损耗系数在之间选取 3 2 3 1 p0注射机注射压力取 1300mpa a 塑件在分型面的投影面积 16277mm2 计算得锁模力为 705.3n 当f 时设计合理)2( 21ss aa 为支撑块与动模底板的接触面积 76000mm2 1s a 为动模底板其它支柱的接触面积 3089mm2 2s a 为许用

37、应力,模具钢的许用应力取 100mpa 郑州信息科技职业学院毕业论文 25 经计算知 791n705.3n 所以模架能满足锁模力的工作需求。 5.4 模具与注射机装模部位的校核 5.4.1 注塑机喷嘴头的球面直径的校核 注射机喷嘴球头的球面半径与其相接触的模具主流道的始端球面半径必须 相吻合，一般前者稍小于后者 0.5-2mm，根据模具设计资料知注射机喷嘴球头 的球面直径为 18mm，模具主流道的始端球面直径设计值为 20mm，因而模具主流 道的始端球面直径设计合理。 5.4.2 模具动定模模板尺寸的校核 模具动定模模板尺寸应与注射机移动模板和固定模板上装模用螺钉孔的位 置尺寸相适应，一边固定

38、在相应的模板上，模具常用的安装方法有螺杆固定和 压板固定，当用螺钉直接固定时模具顶板上开孔位置和尺寸与注射机模板上的 螺钉孔完全吻合时设计合理。 模板的尺寸不能大于给定的安装模板尺寸值，而当略小于此值。注射机动 定模板的尺寸为 598x520，模具动定模模板尺寸 560x500，后者小于前者，因此 设计合理。 5.5 开模行程与塑件推出距离的校核 注射机的最大开模行程与模具厚度和塑件的大小有关，模具的最大开模行 程应小于注射机的最大开模行程。 shm+h1+h2+（510） （公式 5 3） s 为注射机的最大开模行程，查手册的最大行程为 500mm； hm为模具厚度为 310mm h1塑件的

39、脱模距离取 90mm h2塑件的高度为 12mm 计算的 500417 因此开模行程的设计合理 郑州信息科技职业学院毕业论文 26 6 模温调节与冷却系统设计 在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各 种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模温要求也不同。一般注射到模具内的 塑料温度为 200c，而塑件固化后从模具型腔中取出时的温度在 60 c 以下， 郑州信息科技职业学院毕业论文 27 通入模具的冷水将热量带走导致模具温度降低，通过通入水的流量降低模具的 温度。 6.1 冷却系统的设计 热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热 量尽快传给模具，以便

40、塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件的定型质量和 生产效率，对于熔融粘度较低，流动性较好的塑料，塑件是壁薄且小型的，则 可以选择自然冷却。对于厚壁塑件且为大型的，则需要人工冷却，以便塑件在 模具内很快冷凝定型，缩短成型周期。 冷却水孔数量应大于等于 3，这样做可实现尽量降低入水与出水的温度差的 原则。根据模架的结构和尺寸，本设计冷却水孔数量为 4 个，冷却水口口径为 6mm。 冷却时间的计算计算公式： （公式 6 m r t t rt 9 . 223 490 66.65 2 1） t 为塑件冷却所需时间（s） tr为塑件的初始成型温度(c)，在 232.2-282.2c tm为模具的温度(c)

41、,在 4.4-79.4 c r 为棒类塑件的半径（mm） 取 tr为 240 c ，tm为 55c，计算得冷却时间为 1132ms， 6.2 加热装置的分析 当模具的温度在 80 c 以上时需要设置加热装置，模具的加热方法很多， 可用热水、蒸汽进行加热，由于电加热清洁，装置结构简单，可调节范围温度 大，因此选用普遍。查手册知当材料为聚丙烯时模具的温度在 4.4-79.4 c， 当模具温度低于 50 c 时塑件易翘曲变形，因此该模具加热装置可设计为电加 热。 郑州信息科技职业学院毕业论文 28 7 模具材料的选择 塑料膜具材料的性能要求： 郑州信息科技职业学院毕业论文 29 足够的耐磨性强度耐蚀

42、性、耐热性，为保证模具在使用时的精度，及变形小， 温升小，模具材料应有较高的耐热性。较低的热膨胀系数，良好的导热性能。 良好的切削加工性能。模具材料具有良好的切削加工性能，在切削的过程中 加工硬化小，也便于保证模具的加工精度。 镜面加工性能。对透明度要求较高的透明塑件，模具成型面要求抛光成镜面， 表面粗糙度应小于 0.4nm 花纹图案光蚀性能，不少塑件为了美化，在其表面添加了图案，这就要求模 具材料具有良好的图案光蚀性。 该模具的零件主要分为三类：板块类，柱套类，成型类 板块类零件有：上模板，下模板，凸模固定板，支撑板，推杆固定板，推板， 垫块 此类零件主要起支撑作用，无太大的精度要求，当应具

43、有足够的硬度和抗冲击 性以防止变形和缓冲作用，常用铸造和锻造。 柱套类零件有：导柱，导套，推杆，拉料杆，支撑住， 此类零件主要起导向作用，承受较大的轴向压力，在工作中需要进行周期性的 运动，因此此类零件应具有良好的耐磨性、刚度、硬度，常选用 45 钢、55 钢、 ，碳素工具钢。 成型类零件有：型芯，型腔，主流道衬套， 此类零件为主要工作零件，要承受加大的冲击载荷和较多的运动，因此应有足 够的强度、硬度、韧性、耐冲击性，以保证塑件的精度。此类零件选用塑料模 具钢 crwmn,t7，t8 8 模具的装配流程及工作原理 注射模成型是塑料先在注塑机的加热料筒中受热熔融，而后由柱塞或往复 郑州信息科技职

44、业学院毕业论文 30 式螺杆将熔体推挤到闭合模具的模腔中成型的一种加工方法。注射模的工作阶 段主要划分为五部分：塑料受热熔融、熔体流入型腔、冷凝成型，开模并顶出 成形塑件，合模然后进行下一工作循环。 对于注塑模具的装配可以划分为四个阶段：动模的装配，定模的装配，将 模具安装至注射机上，试模并检验。模具的装配方法主要有修配装配法和调整 装配法，选定的修配件应使易于加工的零件，在装配时它的尺寸改变对其他尺 寸链不致产生影响。在进行装配时应看装配时的模具尺寸与工艺尺寸链的尺寸 是否相一致，若不一致需要先进行修正在进行装配，以免在试模不合格后再进 形修正。 动模的装配过程先安装下模座，再安装垫块，推板

45、， ，支撑住，推杆固定 板，拉料杆复位杆，支撑板，导柱，型芯和型芯固定板，螺钉紧固。 定模的装配过程：在进行定模的装配时，可以先对准型芯安装型腔，上模 座，导柱，主流道衬套，然后经行螺钉或螺杆固定。 也可以先安装定模然后进行动模的安装，后者的安装需考虑前者的装配可 行性，装配的精度越高模具的精度就越高，同时加工出的塑件的精度就便于保 证。为了提高模具的装配精度，保证轴套类零件装配时的同轴度和上下模座的 平行度，导柱导套和模板的垂直度是非常重要的。因此模具装配时常放在平面 度较高的等高垫块上进行。 还要把动模和定模安装在注射机上进行试模，将模具安装在注射机上时， 主要考虑当用螺钉直接固定时模具顶

46、板上开孔位置和尺寸与注射机模板上的螺 钉孔是否完全吻合，若完全吻合则便可以正确的将模具安装至注射机上。 在试模并检验这一过程主要看模具开模行程的合理性，塑件的精度，导柱 导套的安装精度，开模行程过小塑件便不可以顺利地脱模，导柱导套的安装精 度过低时模具在进行加工过程中有阻滞和噪声，同时也影响塑件的精度。因此 试模并检验是模具装配过程中的关键步骤。若在此过程中出现问题需要查明原 因并进行修模，以便排除问题。 9 模具的常见故障分析 郑州信息科技职业学院毕业论文 31 根据在对注塑模具的学习研究和假期在企业中的实践可知注塑模具常见的 故障可以划分为注塑机的故障和模具的故障以及人为操作故障三部分，当

47、注塑 模具不能正常工作时可以对此三部分分别进行分析，进而排除故障。 注射机的常见故障有注射量不足，引起这种问题的主要原因注射机的问题。 螺杆未能将熔融塑料全部排出或注塑口端部溢料，对此可以查看螺杆是否被凝 固的熔料赌塞，若被赌塞时会造成注射压力不足，需要及时地进行处理。还有 可能是主流道交口衬套与注塑机喷嘴出配合不紧密，需要进行更换主流道成套。 因为主流道衬套用的时间长时会造成磨损，需要及时更换。也有可能是注塑参 数未得到合理的调节。 当塑件的尺寸不符合设计要求或有缺陷气孔划伤等缺陷时，主要原因是模 具的问题，型芯和型腔用的时间长时会造成磨损，而导致其配合误差增大，进 而影响塑件的精度，造成塑

48、件尺寸产生误差。也有可能是主流道和分流道未及 时清理干净，或有凝料导致分流道的堵塞，进而引起充料不足，造成塑件有小 孔或组织不均匀等缺陷。 当成型的塑件有划伤或汽痕时最可能的故障是型芯或型腔有划痕，或者排 气装置被赌塞，未能及时排气，需要对成型零件和排气装置进行检测。当塑件 易翘曲变形，或脱模困难时，主要的故障是模具温度不足或未进行预热而产生 的，也有可能是顶杆的原因，顶出力的方向不对时，会导致顶杆不能正常的顶 出塑件 对于注射成型模具应进行周期性的设备点检和清理，应保持内部清洁，以 免有凝料，这样才能减少故障的产生。 10 模具装配图 郑州信息科技职业学院毕业论文 32 张金顶 图 10-1

49、 模具装配图 郑州信息科技职业学院毕业论文 33 张金顶 图 10-2 模具型腔零件图 郑州信息科技职业学院毕业论文 34 张金顶 图 10-3 模具型芯零件图 郑州信息科技职业学院毕业论文 35 设计小结 通过本次艰辛的设计，我认识到了做设计并不是一件简单的事情，需要进 行全面的思考分析，还要进行大量的阅读和构思过程，端正了我对机械设计的 工作的态度，同时我也学到了很多知识，进一步了解了机械设计工作的设计流 程，这次设计我感觉自己获益匪浅。 首先，本次毕业设计是在对模具的设计和专业知识的研究的基础上进行的， 通过本次设计让我对模具有了进一步的了解，在对模具的基础认识开始学习， 然后研究注塑模具的工作原理及构造，及其零部件在工作中的运动，到塑件的 结构分析、浇注装置的设计，分型面的选择，成型零件的设计，再到模架的选 择，注塑参数的校核都是在进行本次设计中学会的。在设计过程中运用学到的 模具知识来灵活的解决设计中遇到的问题。 其次，在本次设计过程中锻炼了用理论知识解决实际问题的能力，在