毕业设计（论文）-固体胶盖帽注塑模具设计

本科毕业设计(论文)题目:固体胶盖帽塑料模具设计学院专业班级姓名学号导师2023年2月10日目录摘要 I1绪论 81.1课题研究背景及意义 81.2我国注塑模具发展现状 81.3模具发展趋势 91.4毕业设计的主要内容 92塑料产品工艺分析 112.1塑料产品结构分析 112.2技术参数和技术要求 112.3塑料产品材料分析 122.4注射工艺参数 132.5型腔数目的确定和排列 142.6分型面位置 143注塑机型号的初选 163.1单次注射量计算 163.2锁模力的计算 163.3注塑机的选型 173.4模架的选用 184浇注系统设计 194.1主流道设计 194.2分流道设计 214.3浇口设计 234.3.4冷料穴设计 235成型零件设计及成型尺寸 255.1成型零件结构设计 255.2成型零件材料的选用 265.3型腔和型芯工作尺寸计算 267脱模机构的设计 297.1推出机构的设计原则 297.2脱模机构的选择 297.3脱模阻力的计算 29脱模力常用计算公式为 297.4推板推杆的计算与校核 307.5脱模机构的布置 318导向机构的设计 338.1导柱的设计 338.2导套的设计 339模具温度调节及排气系统设计 359.1排气系统 359.2温度调节系统 359.2.1对温度调节系统的要求 359.3冷却系统的简单计算 359.3.1熔体的总质量W 359.3.2塑件在凝固时所放出的热量 369.4冷却水道的设计 3610侧向分型抽芯机构的设计 3810.1侧向抽芯机构的选择 3810.2抽芯距的计算 3810.3斜导柱的结构尺寸设计 3910.4滑块的设计 4011注塑机的校核 4111.1锁模力的校核 4111.2模具外形尺寸校核 4111.3模具厚度校核 4111.4模具开模行程的校核 41结论 43参考文献 44致谢 461绪论1.1课题研究背景及意义机械制造工业高速发展，模具始终扮演着工业之母的形象，它的地位十分显著，很难被撼动，模具可以进行大批量的生产制造，能够持续保持着较高的生产效率，生产的产品具有比较高的精度，制品的质量能够达到较好的水平。模具工业技术在工业社会的发展长河中得到较好的应用，在电子电器设备以及生活日用品领域都发挥着十分重要的作用。在最近几年时间里，国内在塑料模工业方面的发展情况显著，通过注塑模具注塑加工生产所得制品也有了越来越多的种类，数量也越来越多。研究分析未来的整个模具市场可知，发展速度最快的必定是塑料模具这一细分领域，该领域会在整个模具行业之中占据着越来越高的比例。模具根据其生产产品的不同以及所用生产材料的不同划分成塑料模具，冲压模具以及压铸模具等多种不同的模具类型[1]。电子、汽车、家电以及玩具等领域的很多产品都是由相应模具生产加工得到的，总体比例超过了60%。通过模具生产的产品，普遍精度等级比较高，能够根据生产需求生产复杂程度相对较高的产品，所得塑件产品的一致性相对较，这种生产方式的生产率相对较高，在实际生产过程中产生的消耗情况相对较低，相比其他加工制造方法而言，有着显著的优势。本次注塑模具的设计工作全面检验了我大学四年在校期间所学的各门专业知识，也是我对所学知识的一次梳理过程，让我对相关知识的认识程度变得更深，掌握的也更加全面，综合提升了我很多方面的能力水平[2]。1.2我国注塑模具发展现状中国在改革开放之后，塑料成型加工方式被广为应用，遍及汽车、家用电器以及仪器仪表等诸多不同的行业之中，是塑料产品大批量生产中较为多用的一种方式，这就使得国内的模具工业得到较好的发展，相关技术得到较大程度的进步，模具产品的种类和系列日益丰富，为工程实践的生产创造了更大的价值，模具更加能够符合现代生产的需要，生产效率以及生产质量都得到了较大程度的提升。虽然我国国内的模具工业得到了长足发展，成果进步也是十分明显的，但是不能以此停滞不前，要纵观全球市场，那相对国外发达国家而言，还是处于落后地位的，尤其在制造业发展方面，还存在着一定的发展差距；国内模具行业的各企业在技术方面以及装备方面都是处于落后情况的，劳动生产率也无法与国外相比；在模具产品的生产制造方面，专业化程度还远远不够，商品化程度还比较低，标准化程度有待进一步提升；国内模具产品的聚焦还依然停留于中低档水平，技术含量有待提高，中高档先进技术的模具产品主要还是依靠从发达国家进口，故在产品结构调整方面还有很重的任务，还有很长的发展之路要走。1.3模具发展趋势(1)模具大型化发展、精密化程度越来越高、模具的复杂程度越来越高，模具的寿命周期越来越长，模具研制水平不断提升。(2)模具企业所用生产设备的数控化率不断提升，大量应用先进技术，CAD/CAE/CAM等技术普遍应用于模具设计生产中，高速加工技术和RP/RT等当代最为先进的技术也得到比较好的应用；3D设计技术广泛应用于模具设计中，发挥着重要作用。(3)在设计各种不同模具的时候，结合实际需要应用各种最为先进的设计技术，分析技术以及制造技术等，其中最为熟知的有高压注射成型技术和注射模具常用的热流道技术，除此之外还有先进的气辅注射成型技术等，从各个不同方面优化了模具设计工作，提升了注射生产的质量和效果。(4)注射成型工艺日益升级换代，先进程度越来越高，大量应用快速经济模具，与多品种少批量的现代高柔性生产模式非常契合。(5)塑料模标准化水平越来越高，模具中组件的标准件使用率越来越高，模具的研制成本费用越来越低，模具组件的规格品种逐渐形成系列化产品，模具设计流程日益简化，设计效率大幅提升。(6)模具设计制造中应用优质材料的比率越来越高，先进表面处理技术在模具制造中得到大量应用，模具具有越来越长的使用寿命，模具的产品质量越来越好。(7)模具的高速测量技术与逆向工程技术在生产实际中得到大规模应用，相关技术水平日益深化。1.4毕业设计的主要内容首先要对所给的固体胶盖帽塑件其外形和相关特点进行分析；然后完成了开题工作并确定好模具设计大体方案；对上一步存在的问题进行改善，对原始的方案进行一个修改工作，对模具装配图草图进行绘制，为后面的设计打好基础；借助二维和三维等辅助设计软件对模具设备的相关部件和结构做出设计；完成上述工作后，还要对最后的总装图进行设计，对相关重要的零部件进行详细绘制和设计分析；最后对此次的课题进行总结和论文的撰写，将整体的设计过程进行详细的分析和论证，各个部分的研究都要在论文中体现出来；

2塑料产品工艺分析2.1塑料产品结构分析首先对固体胶盖帽进行结构分析，根据绘制出固体胶盖帽3D模型，最大直径为φ25mm，高度为24mm，产品体积比较小，固体胶盖帽外部侧壁有3道凸台结构。内部存在一道凸台结构，固体胶盖帽三维以及零件图如图2.1和2.2所示。图2.1固体胶盖帽3D图图2.2固体胶盖帽零件图2.2技术参数和技术要求（1）根据塑件零件图，进行模具设计分析，产品要求外观良好，要求点浇口进胶，产品不能缩水。产品顶出不能有变形，产品尺寸精度等级MT5。拟定模具结构方案，设计模具各部分结构，并完成整体模具设计。（2）生产材质为PE。生产出塑件产品全尺寸满足2D图纸要求，实现年产量100万个的产品。2.3塑料产品材料分析任务书中已经提供了产品材料信息为PE材质，聚乙烯(PE)是一种常见的热塑性树脂，是乙烯通过聚合反应制得的。聚乙烯无臭、无毒，手感类似蜡质，具有良好的耐低温性能，最低使用温度可达-100至-70°C，化学稳定性好，能抵抗大多数酸碱的侵蚀（除了具有氧化性的酸），密度：0.91克/立方厘米，成形收缩率：1.5%，成形温度：180至200℃烘干环境：80至85℃2至3个小时，具有优良的综合性能、高的抗冲击强度、优良的化学和电气性能。具有较好的尺寸稳定性，容易成形及机加工，与372有机玻璃具有较好的熔合性，通过调色可以调配成任意色彩，也可以用来做双色塑料制品，并且可以在表面上进行镀铬处理。不定形塑料有很多种，而不同种类的材料性能和特点也相差较大。因此要根据自己产品的实际需要，在确定材料种类后，才能进行后续模具设计的成形方式和成型面的设计。材料吸水性好，可进行彻底干燥，若产品还有光泽上的要求，更加需要对材料进行干燥，以满足实际需求。PE材料技术如下表2.1所示表2.1PE技术的指标见下[2]密度(g/cm3)0.91收缩率%1.5熔点℃130~160热变形温度45N/cm65~98弯曲强度Mpa80拉伸强度MPa35~49拉伸弹性模量GPa1.8硬度HRR62~86缺口冲击强度kJ/m211~20弯曲弹性模量Gpa1.4压缩强度HRR62~86体积电阻系数Ωcm10132.4注射工艺参数该产品的注塑成型工艺以注塑为主，包括原材料投入、材料增塑、注塑、保压、冷却及脱模等。PE成型工艺参数如下表2.1所示：表2.1PE的成型条件注射成型机类型螺杆式密度()0.91计算收缩率1.5预热温度(℃)80～85时间(S)2～3料筒温度后段(℃)150～170中段(℃)165～180前段(℃)180～200170～180喷嘴温度(℃)模具温度(℃)50～80注射压力(MPa)60～100

2.5型腔数目的确定和排列在进行模具型腔数量的决策时，需综合评估以下关键因素，比如塑料制品的生产批量、质量要求、塑料的生产成本和选择的工艺等因素，基于上述因素，结合具体的塑件结构及生产实际要求，固体胶盖帽由于其较小体积，适合进行大规模批量制造，且对尺寸精确度的要求属于中等水平，固体胶盖帽外部侧壁有3道凸台结构，需要采用对向哈弗滑块成型，所以本次模具设计选取了一种两腔模具结构。在进行型腔布局设计时，通常倾向于采取对称的平衡式浇口系统，这种方式能够实现模具的同步充填、同步注塑以及同步冷却，从而有效保证了塑件产品的注塑质量，型腔排布采用一字型平衡浇口布置方式，型腔排布如图所示 图2.3型腔排布 2.6分型面位置塑料注射产品，在冷却成型之后,模具中的动模部分和定模部分会分开，方便将浇注系统凝料以及产品取出完成脱模，该分离处位置称为分型面。分型面位置选择的合理，以后直接关系到后期浇注系统，型腔排布以及脱模机构的设计，分型面位置的选择是注塑模具结构设计初期阶段最重要内容。选择模具分型面时，一般遵循以下原则[5]：尽量在塑件外形轮廓最大的地方选用，降低模具结构复杂程度。让脱模过程更容易实现。让侧向抽芯和分型更容易实现。能够让溢料情况降低。能够有助于排气实现。需要最大程度便于完成成型零件加工。依据分型面的设计选取原则和固体胶盖帽的外形结构，综合分析后决定将分型面选在塑料制品底面的横截面最大轮廓处，本次模具设计分型面最佳位置如图所示 分型面

3注塑机型号的初选3.1单次注射量计算通过三维制图软件测量得:塑件体积V=2.27cm；如图3.1所示图3.1塑件体积查有关资料可知PE的密度为0.91g/mm任务书中模具型腔数目方案定为一模2腔，产品体积较小，流道凝料废料初步按塑件体积0.6倍估算，所以注塑总体积V总=2×V+0.6×2×V=7.26cm3根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则即式中：—额定注射量—塑件与浇注系统凝料体积3.2锁模力的计算锁模力计算公式：式中:n—型腔数目，4；—模腔平均压力，30Mpa；—塑件与凝料总投影面积，mm2；分析单个固体胶盖帽在分型面上的投影面积，通过圆形面积公式获得，该面积为490.6mm³。借助经验可以来估算一些浇注系统的。可得=1570×30=47.1KN3.3注塑机的选型根据以上的计算，选择海天注射机型号为HTF86/TJ。HTF86/TJ注塑机参数注射装置参数螺杆直径mm34螺杆长径比L/D21.2理论容量cm3131注射压力Mpa206合模力KN860移模行程mm350拉杆内距mm360x360最大模厚mm360最小模厚mm150顶出行程mm1003.4模架的选用模具的支撑就是所说的模架，由脱模推出机构、导向复位机构、复位机构、垫块、A、B、C板已经定模座板、推杆板、推杆固定板、动模座板等结构组成。模架通常分为大水口两板模架和细水口三板模架。通常侧浇口、直浇口、潜伏式浇口等浇口形式都采用大水口两板模架，点浇口形式采用细水口三板模架，本次设计浇注系统由于采用的是点浇口类型所以选择简化细水口三板模架。模架结构如图所示FAI模架结构定模板即A板厚度为：A=60mm动模板即B板厚度为:B=50mm垫块即C板厚尺寸为:C=100mm模具的厚度大小为：H模=355mm根据以上计算，所选模架型号为龙记模架FAI型FAI-2730A60B50C100.

4浇注系统设计浇注系统是注射模具内部的重要系统，模具设计工作中需要重点设计该部分，浇注系统用于连接注塑机和成型塑件产品。内部融料的压力损失以及射度损失需要降至最低，确保融料压力及其射速能够满足注射成型要求。浇注系统内部的废料需要尽量少，主要因为是浇注系统为废料，没有应用价值，基于经济型原则，需要尽量减少浪费原材料。通过Moldflow软件对产品浇口匹配性分析，分析结果显示，蓝色区域为布置浇口的最佳区域，红色区域为布置浇口的最差区域。发现从产品蓝色区域进浇效果最好，所以本次设计采用点浇口，将浇口位置布置在蓝色区域内。分析结果如图所示最佳浇口位置分析4.1主流道设计主流道是注射机喷嘴至分流道间的熔料流动通道。卧式注射机内部，主流道垂直于分型面，采用圆锥形主流道能够更加顺利拔出注射生产产生的凝料，锥度一般设定成2°～4°，若锥度过大，在注射生产的时候容易产生湍流情况，或是出现涡流情况，就会把空气卷入注射模具内部；若模具主流道部分的锥度过小，注射生产产生的凝料就会很难顺利完成脱模过程，熔料在充模的时候，还会受到比较大的流动阻力,综合考虑之后模具主流道部分的锥度设定成2°。主流道正常情况都是设计在主流道衬套内部，即为浇口套内部，为了能够更加方便的完成注射生产过程，主流道始端球面要比注射机喷嘴圆弧半径大一些，正常需要大1～2mm，以防积存在主流道口的凝料影响塑件脱模，主流道小端直径要比喷嘴孔直径大一些，正常需要大0.5～1mm。浇口套主流道大端直径D根据设计要求需要设计的小点，以免增大模腔中的压力，从而会对浇口套产生相应的反作用，严重的时候会弹出注射模中的浇口套。两者关系示意图如图所示浇口套与喷嘴关系示意图查阅HTF86/TJ型注射机喷嘴尺寸与球头半径分别为3mm与15mm，可得出：1)主流道细端即熔料入口直径：2)主流道大端即熔料出口直径：，式中。3)主流道细端球面半径：4）锥角=3°；浇口套等零件表面的耐磨性能需要足够好，且需要具有较好的耐蚀性，热硬性也要达到加工标准，由T10A材料制作各个浇注系统零件，对元件进行渗碳淬火处理，使得元件的表面硬度在50~55HRC以上；定位圈元件一般通过尺寸规格是M6～M8的内六角螺钉元件安装固定在注塑模具的模板部分上。浇口套与定位环装配关系，如图所示浇口套与定位环4.2分流道设计主流道和浇口间的通道便是注射模具的分流道，该部分通道能够让熔料以平稳的状态流向注射模具内部。在多腔注射模方案中，分浇道还能够根据实际注射生产需求向注射模具各个型腔合理分配熔料。模具分流道有圆形，梯形，半圆形、矩形以及U字型等多种截面形状方案，一般根据实际模具设计方案合理选择分流道的截面形状方案。圆形截面形状的分流道有着最小的比表面积，故流道内部的热量不容易发生散失情况，对熔料造成的流动阻力相对较小。梯形截面形状的分流道方案易于进行机械加工，在热量和压力方面的损失情况都比较小，是注射模具最为常用的一种结构形式方案。U型截面形状分流道方案的优点和缺点和梯形截面形状的分流道方案非常相似，一模多腔注射模具方案一般会选用U型截面形状分流道方案。半圆形截面形状的分流道方案具有比较大的比表面积，流道内部的热量损失情况相对较大，注射模具一般不采用这种分流道方案。矩形截面形状的分流道方案具有相对较大的比表面积，流道内部的热量损失情况同样是比较大的，故注射模具一般不采用这种分流道方案。各个形状截面的分流道如图所示。图3.5各分流道截面对比本次设计由于浇注系统采用了点浇口类型，此类模具分流道截面形状常采用梯形截面形状。本次设计由于浇注系统采用了点浇口类型，此类模具分流道截面形状常采用梯形截面形状。并且模具型腔数目为一模两腔直线排布，分流道的计算公式为：其中：b是梯形的大底边宽度，;m为塑件质量，;L是分流长度,;h是梯形高度，;所以可得梯形分流的侧面斜角大小通常在5°-10°，这里斜角大小选为6°，底部用圆角相连。分流道结构如图所示分流道4.3浇口设计 成型生产完成之后，塑件产品和浇注系统发生分离的位置便是浇口，除此之外，交口的具体尺寸参数还会对实际的工作量产生一定的影响，并会影响最终成型加工生产所得塑件产品的最终外观质量情况。浇口同样有多种类型，包括潜伏浇口、侧浇口以及点浇口。通常需要结合真实的需求合理选用。考虑到固体胶盖帽本身结构，以及任务书中浇口方案的要求，本次设计浇口形式采用点浇口的类型。浇口位置在一定程度上会直接影响塑件的产品质量情况，故选择浇口具体位置的时候遵循的选择原则分别有以下几条：浇口位置要在塑件中尺寸较厚位置，既利于熔体塑料在模具内部的流动情况，又利于型腔完成排气，同时还能够减少塑件的缺陷发生率；浇口位置不能让塑件的表面位置留下熔接痕；需要让模具型腔内部各个位置能够同时充满熔体塑料。通过以上分析，将点浇口位置设置在瓶盖上部中间位置处，如图所示式中——点浇口的直径——系数，依塑料种类而异得——依塑件壁厚而异的系数得——型腔表面积浇口的直径选0.6mm，点浇口位置如图4.4所示。点浇口4.3.4冷料穴设计在熔融塑料注射的全过程中，有一段时期内，塑料熔体都会有一个冷却过程，这对制品的加工有很大的影响，很可能会出现报废。因此，在设计过程中，应根据模具的具体条件，设计出相匹配的冷压腔，才能有效地解决此类问题。冷料穴的作用是贮存流道中的液体，使之不进入型腔。三板模具冷料穴通常设置在分流道末端，如图所示冷料穴5成型零件设计及成型尺寸模具中成型零件包括凸模、凹模、型芯、镶块、成型环、成型杆等，它们会直接接触成型的塑件产品，模具的各个成型零件一般都是钢材料加工的零件，常选择质地优异的钢材加工它们，这类零件在精度方面有着相对较高的要求，在表面粗糙度方面同样有着相对较高的要求，需要足够光滑，还要能够具有足够好的抗变形能力。零件性能需要满足如下方面，分别是[16]：（1）强度和刚度要达到实际使用标准，需要能够承受熔料的高压作用。（2）硬度和耐磨性要达到实际使用标准，需要能够承受料流对其产生的摩擦作用和磨损作用。这类零件要经过热处理，使得相关元件的硬度达到HRC40。模腔内工作中有较大的应力，以防模具短期工作就会发生失效，故在模腔内部压入模套后，需要经过预压操作。5.1成型零件结构设计模具成形零件的结构主要有三种常见类型：整体式、整体嵌入和组合成型。整体式结构是将待成形的零件直接加工在模板上，尽管强度和刚度较高，但制造复杂度较高，因此较少采用。相比之下，整体嵌入结构具有更好的强度和刚度，特别适用于一模多腔、中小型模具。这种结构的成形零件无拼接痕迹，不会影响产品外观，且加工简单，是最常见的类型。而组合成型零件适用于深腔或体积较小的制品，由于产品结构中存在三道凸台结构，需要采用哈弗滑块成型外部结构，内部需要型芯成型，体积较小，采用组合式，所以成型型芯和成型型腔结构如图5.1和图5.2所示图5.1型芯图5.2型腔滑块5.2成型零件材料的选用模具的成型零件较多用材料加工制造而成，选用这种模具钢材加工模具零件是非常合适的，这种模具钢材属于预硬模具钢材材料，硬度可达HRC8-42，材料表面所表现出来的抛光性能是十分优异的。5.3型腔和型芯工作尺寸计算在注塑加工过程中，存在多种因素会对制品的尺度失稳造成一定的影响，如原材料、产品结构、工艺方法、配合安装要求、加工精度等。因此，根据所需的关键尺寸，来校核部件的关键尺寸，这一次的设计是使用了一个标准的通用公式来进行有关的计算，在参考了模具资料之后，就可以知道材料的容差和生产容差等参数了。这次注塑成型所使用的原料为PE，其关键尺寸的精度级别根据要求必须满足MT5级，这次的设计主要是根据对模具空腔的工作尺寸进行检查。本次设计采用了平均尺寸法来进行成型零件型芯和型腔径向尺寸及深度和高度尺寸的计算：型腔径向尺寸的计算公式公式中——塑件的径向尺寸；——塑件的平均收缩率；——塑件的尺寸公差；——型腔模具型腔深度尺寸的计算公式公式中——塑件的径向高度；——塑件的平均收缩率；——塑件的尺寸公差；——型腔模具公差型芯径向尺寸的计算公式公式中——塑件的径向尺寸；——塑件的平均收缩率；——塑件的尺寸公差；——模具公差型芯深度尺寸的计算公式公式中——塑件的径向高度；——塑件的平均收缩率；——塑件的尺寸公差；——模具公差

7脱模机构的设计塑件冷却定型后，塑料用于存在收缩性，就会包紧型芯，塑件脱模，首先要克服包紧力，还需要克服大气压力，同时需要克服粘附力和摩擦力等，克服以上各种力，将产品推出的过程叫做脱模过程，完成产品脱模过程需要设计脱模机构来完成。7.1推出机构的设计原则脱模推出机构在设计时候一定要遵照以下原则：1）推出机构尽量设计在动模部分处。2）保证塑件在推出的时候不发生变形。3）动作不会与其它结构产生运动上面的干扰。4）当产品制造完成后，要有足够优良的外观。5）在进行模具闭合的时候，要达到完美闭合效果。7.2脱模机构的选择脱模机构按照动力来源不同，分为机动脱模和手动脱模，由于手动脱模工作繁琐，劳动量大，以及时间及时性方面要求较高，该脱模方式已经被淘汰，此次设计采用机动脱模方法，机构脱模方法就是注塑机后置的顶棍对推杆板的作用力进行脱模工作。机动推出机构的方式有非常多种，推杆推出、推板推出、以及推管推出是最为常用的推出方式，此次塑料模具所要成型的塑件，它的结构很简单，产品内部存在一道凸台结构，由于凸台的存在，成型后需要强脱，为了确保成型产品平稳推出，综合对比上面三种不同的推出元件，决定选用推板推出产品。该推出方式推出力较大，推出力分布均匀，不会像推杆那样在推出深腔产品会折断，导致注塑模具无法完成脱模作业，影响生产周期。7.3脱模阻力的计算脱模力常用计算公式为（7.1）式中：—脱模力大小；—正压力，取10Mpa；—型芯被包紧的侧面积，mm²；—脱模斜度，取1°；—摩擦系数，取0.1；其中灭火器筒座包络型芯的面积通过三维软件分析获得为2090mm²，如图所示包紧型芯的面积将上述数据带入可得7.4推板推杆的计算与校核由于本次使用的为推杆脱模，所以推杆要克服脱模力与推板的重力，通过软件分析获得推板体积为65.1cm3，分析结果如下图所示，推板所用材料为45号钢，密度7.85g/cm3,推板重量511g。推板体积（1）推板推杆直径根据推杆稳定公式计算出推杆直径：式中：φ—安全系数，通常取1.5n—推杆数目L—推杆长度158mmE—弹性模量代入数据得：d=7.75mm，圆整为8mm（2）推板推杆直径的强度校核公式式中：[σ]—推板材料T8许应力200Mpaσ—推板反受应力Mpa代入数据得:σ=4×（2×1724.25+5.11）/(9×3.14×64)=7.6Mpa﹤[σ]推杆强度符合要求。7.5脱模机构的布置本次设计脱模机构由推杆推出固体胶盖帽。将9根推杆均匀分布于推板底部，在生产过程中，圆形推杆会出现因受到推杆垫板作用力而导致断裂的情况，一般使用T8A或T10A材质的圆形推杆，对其头部进行淬硬处理，可获得50HRC以上的硬度。另外，它的加工精度要达到Ra不超过0.8微米，推杆与上杆孔的匹配误差要符合H8/f8。脱模布置如图4.8所示。图4.8脱模机构8导向机构的设计导柱和导套共同构成此次设计注塑模具的导向机构部分，能够确保注塑模具的动模部分和定模部分在合模过程中能够按照生产要求精确的完成定位。将各个导向零件均布安装在所设计注塑模具的周围位置，尽量靠近它的边缘位置，如此能够更好保证注塑模具的总体强度情况。此设计注塑模具共均匀布置安装了4根导柱。8.1导柱的设计设计导柱元件具体结构方案的时候，需要满足的基本要求主要有以下方面，分别是：长度：导柱长度设定值需要比注塑模具凸模部分端面高。形状：导柱元件端部位置加工成锥形形状，也可以加工成球形形状，作为导柱的先导部分。（3）材料：选用T8碳素工具钢材料加工制造，对其淬火，元件的硬度在HRC50-55。8.2导套的设计（1）分类导套元件包括有直导套类型以及带头导套类型，其中直导套元件的总体结构比较简单，完成机械加工的过程比较方便。而带头导套元件的自身结构就是比较复杂的，在高精度使用工况得到较好应用。还有一种方案是能够根据需要直接在注塑模具的模板部分上开设加工相应的导向孔结构，无需另外设计导套元件，该种孔结构的加工过程相对较为简单，在小批量的生产模式中得到较多的应用。（2）形状导套元件前端部分为了更好接触采用倒圆角的方式处理，如果是导柱孔结构，需要将其打通处理，以免在导柱元件进入该位置的时候会受到阻力影响。（3）长度导套元件长度尺寸是由注塑模具模板部分厚度尺寸所决定的，导套元件长度尺寸需要在板厚尺寸上减少2-3mm。（4）材料选用T8碳素工具钢材料加工制造，对其淬火，元件的硬度在HRC50-55。（5）导套的选择在此次设计的注塑模具中，脱浇道板、定模板、动模板和顶针板等位置需要分别设计导套方案，根据此次设计任务书的相关要求选用带头导套。本次设计的导向结构中的导柱导套配合如图所示

9模具温度调节及排气系统设计9.1排气系统排气系统针对注射过程，能够确保型腔中气体及时排出，从而防止空洞、气泡等缺陷出现。对于注塑模排气设计时长被忽略，通常模具结构设计上，能够确保其具备自动排气功能。本课题内借助于分型面达到排气效果，因为合模效果及时再好，分型面因为平面误差都会存在缝隙，进而能够确保排气。同时斜顶、顶杆以及型芯的运动配合是采用的间隙配合，也能够起到排气功能。9.2温度调节系统注塑成型生产时，由于高温熔融材质的注射以及冷却成型这个过程，模具内部会释放大量热量，模温会对塑件最终成型质量产生影响，还会影响产品的生产效率，同时会对塑件的注塑周期起到决定性作用。缩短整体成型周期的方法有很多，且方法各异,其中设计制造具有良好冷却效果的注射模具是最为有效的一种方法。如果塑件产品无法快速均一完成冷却,产品内部就会有应力出现，塑件产品就容易发生变形，甚至应力过大会开裂,故需要根据成型塑件形状及其壁厚尺寸合理设计注射模内部的冷却回路，确保塑件产品可快速均一完成冷却。9.2.1对温度调节系统的要求确保制品的收缩均匀，保持模具的热量平衡；开有较多冷却孔和较大的孔，有利于提高塑件的冷却效率；冷却水管与塑料制品之间应尽量保持等间距，而冷却水管与塑料制品侧壁之间的间距应在2.5-3.5D左右，不能少于10mm。加强了浇口的冷却效果，使冷却水从浇口位置达到最佳状态；进、出水温度差要尽量减小，进、出水温差均控制在5℃以内。冷却水的开启方向应以不影响生产为宜，长方形的制件一般在其宽度方向上开水孔。对冷却水通道的形状、冷却水管的连接位置进行了适当的选择，并不影响模具其它结构的工作。9.3冷却系统的简单计算9.3.1熔体的总质量W塑料制品的体积塑料制品的质量取注射周期t=t注+t冷+t脱=1.2+3+5.8=10s，则每小时注射次数为：N=360次单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量：W=N×m=360×0.0066=2.376kg/h。9.3.2塑件在凝固时所放出的热量PE的单位热流量QS的值取QS=360KJ/kg计算冷却水的冷却流量qV设冷却水道入口的水温为θ2=22℃出口水温为θ1=25℃模具温度取60℃取水的密度ρ=1000kg/m3，水的比热容c=4.187kJ/（kg.℃）确定冷却水路的直径d为使冷却水处于瑞流状态，取模具冷却水孔的直径d=6mm。（4）冷却管壁与水交界面的膜转热系数平均水温为23.5℃时，查表12-4[5]得=6.72（5）计算冷却水通道的导热总面积9.4冷却水道的设计良好的冷却系统要根据产品结构量身定制，所以设计冷却系统要首先分析塑件结构。由于塑件属于深腔塑件，用冷却水井散热效果较好。塑件外表面采用普通的冷却水管冷却。两种形式的冷却配合使用，达到良好的冷却效果。冷却结构如图所示。冷却水道10侧向分型抽芯机构的设计如果塑料制品存在外侧孔或内外凹，则塑料制品不能从注射模成型零件中直接取出。这时一定要把侧面凹进的部分需借助可移动的成型零件成型，这种机构叫侧抽芯机构。10.1侧向抽芯机构的选择固体胶盖帽外部存在三道凸台结构，无法直径成型，需借助抽芯机构成型，注塑模具中侧抽芯结构因其工作效率高、工作自动化、操作方便等特点而被广泛采用。从结构上看，该类模具的抽芯形式分为：斜导柱滑块型、弯销型以及斜推杆型等。在本此次对制品成型研究中，针对制品外螺纹结构，拟利用斜导柱+滑块抽芯机构成形制品外螺纹结构，此类斜导柱抽芯机构主要由滑块、抽杆、斜导柱等多种零件组成，抽芯机构如图9.1所示；图9.1斜导柱抽芯机构10.2抽芯距的计算抽芯距：S=S1+(3-5)mm式中：S—抽芯距离，S1—由于所设计的脱模机构采用推板脱模，滑块必须移出到推板边缘才不妨碍，产品脱模，通过CAD测得为32.7mm；S1距离3-5mm为产品抽芯后的安全距离S=32.7+4.3=37mm10.3斜导柱的结构尺寸设计 在开模的过程中，滑块在斜导柱的作用下也会向斜的方向移动，这种斜向的运动又可以分为滑动块离开制品侧孔侧凹的动作和向下的动作。采用斜导柱将工作端改为圆锥结构。斜导向柱与其定模板为H7/m6过渡配合。在工作中，倾斜的导向柱是用来带动侧面滑块做往复移动的，滑块能否平滑通过导向槽需要滑块的装配精度来确保，而滑块的精确定位则是通过楔形块来实现，滑块上的所开贯穿孔和斜导柱的装配可以是有一定间隙的，配合形式采用H7/f7间隙配合，也可以在二者中间留出0.5-1mm的空隙。考虑到抽芯间距较小，采用斜导柱倾角为18°。（2）斜导柱直径的计算斜导柱直径计算公式：式中：Hw——侧型芯滑块受的脱模力作用线与斜导柱中心线的交点到斜导柱固定板的距离Fc——抽芯力，为502N；——斜导柱所用材料的许用弯曲应力，为140N/㎜2通过计算得：d=11.3mm。根据的值取斜导柱直径为12mm。（3）斜导向柱材料选用T8或T10材料，材料具有良好的耐磨性和较好的强度和刚度。（4）斜导柱有效工作长度L=S/Sin18°=37/Sin18°=99.7mm斜导柱的长度计算斜导柱常用计算公式如下：式中：L—斜导柱总长度，mm；S—抽芯距，37mm；H—固定板厚度，16mm；—斜导柱倾斜角，18°；10.4滑块的设计滑块是成型塑料制品上侧凹或者侧孔的成型零件，在设计滑块结构的时候，滑块即可以设计成组合式，也可以设计一体式，具体选用何种结构形式的滑块，要视滑块零件使用的情况而定。本次模具抽芯机构设计中，由于滑块所要成形塑料制品上外部三道凸台结构较大，为了满足刚度和强度的需要，滑块在结构形式上采用整体式结构，整体式滑块结构如图9.3所示：图9.3整体式滑块

11注塑机的校核11.1锁模力的校核注射成型生产时，成型塑件在分型面上具体的投影面积情况会对锁模力具体取值产生最为直接的影响，该项参数越大，则表面注塑生产需要更大的锁模力。故在注射模在设计时满足的基本条件关系如下所示：F＞KA·P＞1.2×1570×30×10＞56.5KN式中:F—注塑机额定锁模力：860KN；K—安全系数，取K=1.2；A—塑件和凝料的投影面积，在第三章中已经计算过为：因此锁模力满足要求。11.2模具外形尺寸校核所设计模具尺寸大小应该小于所选注射机拉杆内间距的尺寸，这样才能将所设计的模具安装在注塑机上，本次所设计模具尺寸大小300mm×320mm＜360x360mm（所选注射机拉杆内间距），校核合格。11.3模具厚度校核模具厚度必须满足下式：HminHmHmax150mm630mm360mm式中：Hm为模具厚度335mm：Hmin为注塑机所允许的最小模具厚度150mm；Hmax为注塑机所允许的最大模具厚度360mm；11.4模具开模行程的校核所选用注射机设备有着有限的开模行程尺寸范围，开模行程尺寸要能够满足注射模具在分开时候能够顺利取出加工生产所得塑件产品以及塑料凝料的实际需要。故所用塑料注射成型机设备处于最大开模距离尺寸的时候，需要超过取出加工生产所得塑件产品实际所需的开模距离尺寸。双分型面这种类型的注射模具在校核开模行程的时候需满足如下基本关系：S＞H1+H2+a+(5~10)(mm)(3.3)式中：S——注塑机开模行程，mm；H1——脱模距离，mm；H2——塑料产品在内流道在内高度，mm；a——定模板与流道推板分离距离，mm；将数据代入式(3.3)得：S=23+93+8+10=134mm因为350mm>134mm，所以该注塑机的开模行程符合要求。

结论此次毕业设计即将接近尾声，回顾整个设计工作，此次设计完成了很多方面的工作内容，搜集了诸多相关的资料内容，这为我开展模具设计工作打下了坚实基础。最好，按照此次设计任务书的相关要求，保证保量的完成了以下工作内容。第一，对固体胶盖帽的注射成型过程进行分析，明确包括固体胶盖帽的材料研究与结构研究，并将上述两个方面相结合，制定本课题的模具设计大体方案，确定一模亮型腔、点浇口、推板式脱模的总体设计方案。第二，对模腔布局进行了设计，选取了塑件底面最大横截面作为本模具的分模面。第三，在对模具所需锁模力以及单次注射所需注射量计算的基础上对注塑设备进行选择，本课题所采用的HTF86/TJ海天注射机非常适合生产和加工需要，选择合适的注塑机能够在保证高质量和高效率的前提下，保证产品的质量和质量。第四，完成了模具成型零件的结构设计，并计算了各项主要的成型尺寸。第五，完成注塑模具结构中的脱模、导向、侧分型抽芯等机构的设计，并为该模具设计了一套温度控制系统确保产品的成型后表面质量不出现熔接线以及银纹等缺陷。第六，对注塑机各项主要参数进行校核，确保所选注塑机能够安全生产。并编写了主要的模具零部件的制造工艺。第七，要能运用机械方面计算机软件，绘制出模具的装配图纸和模具零件图纸，并利用UG、SOLIDWORS等3D软件进行模具结构3D建模。通过毕业设计的学习和锻炼，能够更加深入的了解注塑模具的相关知识内容，能够更加熟练使用各种设计软件，操作更加熟练，这都是十分利于我今后的社会工作的。参考文献模具制造发展方向：精密化、数字化和智能化[J].现代制造,2023,(10):54.杨磊.模具工业发展现状及注塑模具新工艺和新技术[J].南方农机,2021,52(14):135-137+143.周宝友.中国模具制造业现状及发展趋势[J].模具制造,2019,19(04):1-6.武兵书.中国模具工业的发展及现状—第十三届中国国际模具技术与设备展览会形势分析[J].航空制造技术,2010,(07):76-7