塑料油壶盖注射模具设计

1、 毕业设计报告设计题目： 塑料油壶盖注射模具设计 设计作者： 林勇强 专业班级/学号： 11机械设计与制造1班/ 合作者1：王森清 专业班级/学号： 11模具/ 合作者2：柳亚凤 专业班级/学号： 11模具/ 指导教师： 林建欢 设计时间： 2013-10-17 摘 要随着现代社会的发展，模具行业也发展越来越快，模具加工精度，模具的应该范围都越来越广，因此模具在社会发展中的作用和地位也越来越大，越来越高。本次毕业设计以塑料油壶盖为例，讲述了模具的设计过程与设计方法。油壶盖的模具设计主要分为六个步骤。1分析制品及材料工艺性，2初选注射机的型号和规格，3.塑件注射工艺参数的确定，4.注射模的结构设

2、计，5.模具装配和试模，6.校核计算。关键词：塑料油壶盖模具；细水口；二次开模；拉料杆，机动旋转脱螺纹脱模，试模目 录摘 要I1引言11.1塑料成型模具在加工工业中的地位11.2中国塑料模具工业发展现状11.3塑料成型模具发展趋势22塑件工艺性分析42.1塑件工艺性分析4 2.1.1塑件的原材料分析.4 2.1.2塑件的结构工艺性分析.5 2.1.3塑件的尺寸精度分析.5 2.1.4塑件的表面质量分析.6 2.1.5塑件注射成型的工艺参数.62.2初步拟定总体设计方案8 2.3塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析.8 2.4塑件体积和重量的计算.103注射模的结构设计113.1分型面的选择11

3、3.1.1确定分型面.113.2型腔数目的确定与排列方式12 3.2.1型腔数目的确定.12 3.2.2型腔排列形式的确定.133.3浇注系统的设计13 3.3.1主流道设计.14 3.3.2分流道设计.16 3.3.3点浇口设计.16 3.3.4冷料穴的设计.17 3.3.5定位圈的设计.173.4排气系统的设计173.5成型零件的结构设计18 3.5.1凹模的结构设计.18 3.5.2凸模的结构设计.19 3.5.3成型零件工作尺寸的计算.193.6脱模机构的设计20 3.6.1脱模机构的选择.20 3.6.2脱模力的计算.22 3.6.3拉料杆的设计.22 3.6.4推出零件的设计.22

4、3.7合模导向机构的设计23 3.7.1导向机构的总体设计.23 3.7.2导柱的设计.23 3.7.3导套的设计.243.8冷却系统的设计244模架的选择及模具的工作原理294.1模架的选择294.2模具总装图及工作原理30 4.2.1模具工作原理.305注射机的选择及校核325.1注射机的选择32 5.1.1注射量的计算.32 5.1.2初选注射机.32 5.1.3确定注射成型的工艺参数.325.2注射机的校核33 5.2.1模具闭合高度的确定.33 5.2.2模具闭合高度的校核.34 5.2.3模具安装部分的校核.34 5.2.4模具开模行程的校核.34 5.2.5注射量的校核.346主

5、要零件加工工艺规程的编制357结论378参考文献389致 谢3910附 录401.引言1.1塑料成型模具在加工工业中的地位据机械制造行业的分析，模具工业的重中之重是塑料模具，已成为当今最有活力的一门产业。如2000年我国共进口模具9.77亿美元，其中塑料模具为5.5亿美元，占5.7%。可见，塑件的开发及注射模的研究是当前塑料界人士十分关注的问题。据有关专家的报告指出，我国塑料工业在“十五”期间将有较大的发展，不断实施“以塑代钢”的方针，因此塑料已被广泛用于汽车、家用电器、电子及通讯、国防、机械、医疗器械、建筑以及人们日常生活等各个领域1。行业主要产品可划分为19个大类，53种不同类型，数百个品

6、种。主要有混配料设备、注射成型机、挤出生产线、中空成型机、压延生产线、各类二次加工设备及各类配套设备。产品以中低档、通用型为主，主要产品的总体技术水平相当于国际技术先进国家80年代初的水平，部分产品达到80年代中末期水平，少数产品接近90年代水平，极个别产品在理论和实践上在国际上处于领先地位。大部分内资企业组织结构偏大。各种所有制企业与国外先进同类企业相比(按销售额划分)规模均较小。比照塑料工业的发达地区，塑料机械的行业布局呈现相应的比较明显的区域性。近年来，我国塑料机械工业生产在塑料工业快速发展的拉动下，呈现超常规高速发展，但基本上属于自由市场经济初期的无序发展。由于塑料加工工业的重复建设现

7、象十分突出，因而大量设备制造厂家竞相仿制、抢产热点设备的现象也随之而来。进而经常出现结构型过剩，市场竞争方式处于恶性价格战等低水平状态2。塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。1.2中国塑料模具工业发展现状近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达到以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2m，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异

8、型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩展，高速加工及RP/RT等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造3。整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、

9、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势4。1.3塑料成型模具发展趋势随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广。(1) 超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。(2) 多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。(3) 为各种快速

10、经济模具，特别是与快速成型技术相结合的RP/RT技术将得到快速发展。(4) 模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等将向智慧化、集成化和网络化方向发展5。(5) 更高速、更高精度、更加智慧化的各种模具加工设备将进一步得到发展和推广应用。(6) 更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的和更为先进的加工方法。(7) 各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到发展。(8) 逆向工程、并行工程、复合加工乃至虚拟技术将进一步得到发展。(9) 热流道技术将会迅速发展，气辅和其它注射成

11、型工艺及模具也将会有所发展。(10) 模具标准化程度将不断提高。(11) 在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天，“绿色模具”的概念已逐渐被提到议事日程上来。即今后的模具，从结构设计、原材料选用、制造工艺及模具修复和报废，以及模具的回收利用等方面，都将越来越考虑其节约资源、重复使用、利于环保，以及可持续发展这一趋向。近年来，塑料品级的专用化，工程塑料的发展，复合材料的出现，塑料产品结构大型化轻量化和薄壁化等技术的发展要求塑料成型达到:针对制品生产目的而成套化，高速省力自动化，以提高制品生产效率，保证产品规格和质量误差最小的精密程度，能耗低，占地少，操作维护便易而安全。从市场情况来看，塑料模具生

12、产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平6。“十一五”期间，在科学发展观指导下，国内模具企业将进一步深化改革，下功夫搞好科技进步与创新，坚持走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型的轨道上来，模具工业必将得到又好又快的发展。2.油壶盖工艺性分析2.1 油壶盖工艺性分析2.1.1油壶盖的原材料分析 图2-1 塑件图图2-1所示塑件为小油壶盖，材料为低密度聚乙烯(LD

13、PE)，LDPE为无毒、无味、表面无光泽的乳白色圆柱形颗粒。具有良好的延伸性、电绝缘性、密度低、透明性好等优点，在室温下可以抵抗多种溶剂。制品采用LDPE主要考虑到他具有强的化学惰性，不易被腐蚀，还具有较高的弹性。分子量较低，分子链有支链，结晶度较低()，质地柔软，透明性较PE好。耐冲击，耐低温性极好，但耐热性及硬度都低。结晶性原料，吸湿性小，可不必干燥。流动性好，流动性对压力敏感7。查模具设计手册得：LDPE的收缩率为:，平均收缩率为:；比重:；熔融温度:；成型模温:；成型压力:；流长比:275。收缩率大易变形，翘曲，必须控制模温，保持冷却均匀8。塑件的原材料分析结果如表2-1所示：19表2

14、-1塑件的原材料分析塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点LDPE无毒、无味、表面无光泽的乳白色圆柱形颗粒具有强的化学惰性，不易被腐蚀。具有良好的延伸性、电绝缘性、密度低、透明性好等优点，在室温下可以抵抗多种溶剂，流动性好，质地柔软。成型性能很好，成型前原料不需要干燥处理结论该塑料有良好的工艺性能，适宜注射成型，成型前原料不需要干燥处理。2.1.2油壶盖的结构工艺性分析图2-2 小油壶盖零件图图2-3 小油壶盖零件图如从图纸上分析，改塑件的外形基本为回转体，圆周均匀分布12个R3的半圆柱凸起旋转花纹，在塑件内壁有M50*3的螺纹孔；查表6-120可知螺纹牙型强度足够，在推荐范围内。

15、（为了防止螺纹孔最外圈的螺纹崩裂或变形，螺纹始末应有0.20.8mm的台阶，始末的螺纹应渐变结束，有l=8mm的过度长度。）塑件(油壶盖)主体部分内有半圆形粗牙螺纹，塑件材料为低密度聚乙烯(LDPE)，塑件表面要求无明显收缩、银纹等现象，且生产批量大；另外，油壶盖的螺纹圈数较多且较深，采用强行脱螺纹的方式是无法达到生产和制品的质量要求的。根据以上分析说明，只有采用机动旋转脱螺纹的模具结构，才能适应制品的结构要求。机动旋转脱螺纹脱模机构。2.1.3油壶盖的尺寸精度分析图2-4塑件的精度分析此塑件尺寸均无特殊要求，为自由尺寸，一般情况下，可按MT5级塑料件精度查询取公差值(参见“模塑件尺寸公差表”

16、 )。分析后的塑件尺寸精度图如图2-4所示：2.1.4油壶盖的表面质量分析该塑件是小油壶盖，要求外表美观、无斑点、无熔接痕，一般情况下，外表面粗糙度Ra可以取0.8毫米；没有特殊要求的塑件内部表面粗糙度Ra可以取3.2毫米.可按MT5级塑料件精度查询取公差值(参见“模塑件尺寸公差表” )。分析后的塑件尺寸精度如图所示：2.1.5油壶盖注射成型的工艺参数塑件注射成型工艺参数见表2-2，试模时，可根据实际情况作适当调整10。表2-2 LDPE塑料的注射成型工艺参数k总装配图2.2初步拟定总体设计方案 方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，倾向于采用多型腔、高寿命、自动

17、脱模，以便降低生产成本。方案一：采用一模两腔，分型面设在壶盖顶部，型腔布置采用直线型。用脱模板强制脱模，模具设计为三板式。方案二：采用一模两腔，分型面设在壶盖顶部，型腔布置在中心线上，关于中心点对称。用脱模板强制脱模，模具设计为三板式。方案三：螺纹型环的脱出采用机动旋转脱出方案，分型面设在壶盖底部，型腔布置在中心线上，关于中心点对称。若螺纹型环做成用活动镶块脱模时，连同塑件一起脱模在模外，通过其它工具再与塑件旋出，这种方法工作效率低，劳动强度大，在生产批量大且螺纹圈数较多情况下不适宜使用。故本模具采用机动旋转脱出方案。 方案一型腔排列不合理；方案二生产效率低，型腔布置不够紧凑；方案三模具生产效

18、率高，型腔布置合理，塑件精度也能满足要求。为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，经综合考虑，采用方案三为佳12。根据前面所选方案及塑件结构特点，模具设计时考虑如下:油壶盖为小制件，可采用一模多腔。由于壶盖用量大，在注射条件许可的情况下，希望型腔数尽可能多，该模具用于2A注射机，故确定为1模2腔。型腔布置为单排，每排1腔。模具的闭合高度、安装定位等均应符合注射机的技术参数13。2.3油壶盖的结构和尺寸精度及表面质量分析 产品如下图： 图2-5三维模型图 （1）产品结构较为简单，主要结构特点表现为，外侧有12个防滑筋，内侧有内螺纹M50X3。 （2）该零件尺寸均

19、为一般重要性尺寸，这些尺寸精度为MT5级（GB/T14861993）便可，螺纹主，大径，小径要控制好，保证以后好装配。 （3）产品外面要求较高，所以采用细水口进料，去浇口后，浇口痕很小该零件不属于受力部件，无特殊受力要求。2.4计算油壶盖的体积和重量 查设计手册后得知LDPE的密度为0.92g/cm3, 通过三维软查询本产品的质量特性得知产品体积V=37530mm3=37.530cm3 根据公式M= V=34.53(g) 3.注射模的结构设计根据塑件形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，模具设计时按下面的步骤进行。3.1分型面的选择 结合塑件结构特点，塑件成型后必然留在型芯上，故模具分型面应设

20、在塑件截面最大处，尽量取在料流末端，利于排气，保证塑件表面质量，油壶盖塑件的分型面如图3-1所示，取塑件的底，图3-2为型芯和型腔的分割简图。另外，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及保证塑件表面质量，决定采用点浇口；而模具采用了双封型面结构，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凝料。 图3-1塑件的分型面图 图3-2型芯和型腔的分割状态3.1.1确定分型面确定分面选择原则如下：1. 分型面的选择应便于脱模,此为必要条件。2. 分型面的选择应有利于保证塑件的精度要求3. 有利于塑料充模成型,有利于排气。4. 分型面的选择应有利于侧向抽芯。5. 不影响制品外观,

21、尤其對外观有明确要求的制品,更应该注意分型面。6. 分型面的选择应便于模具加工制造。7. 有利于保证开模后产品留在动模侧。 本模具的分型面为产品底面，如图3-3： 图3-3产品的分型面 3.2型腔数目的确定与排列方式3.2.1型腔数目的确定小油壶盖作为包装容器大批量生产，是小型制件，精度要求不高，考虑到现有注塑机的锁模力、注射量及壶盖的精度和经济性因素(模具制造费用、设备运转费用低一些)，可以采用一模两腔的模具形式。图3-4型腔的排列方式3.2.2型腔排列形式的确定该塑件所用材料是低密度聚乙烯(LDPE)，可利用LDPE材料弹性较高的优点，利用旋转机构旋下螺纹塑件时，一般塑件和螺纹型芯或型环都

22、放在模具动模一侧，螺纹型芯旋转时型腔保证塑件不随之转动，塑件可顺利脱下，因此本设计采用机动脱螺纹方法，型腔的排列方式采用单行单列的矩形排列，如图3-5所示16。 （1） (2)图3-5分型面及型腔排列3.3 浇注系统的设计首先考虑到产品的使用要求，成型塑件表面不能留有浇口痕迹；其次根据产品材料LDPE的性能和成型特点、塑件结构形式，粘度、以及粘度对剪切力的敏感程度等因素，模具设计成三板式采用点浇口，浇口设置在塑件底部位置。点浇口可显著提高熔体的剪切速率，使熔体粘度大为降低有利于充模，对于LDPE这样对剪切速率敏感的熔体尤为有效。并且塑件作为包装容器，外观质量要求高，点浇口的残留痕迹小，可确保塑

23、件的表面质量，脱模时浇口处自动拉断，便于实现制品生产过程的自动化，提高了生产效率，增加了经济效益。采用平衡浇注系统，型腔排列紧凑，减小了模具尺寸，为了能使各个型腔能同时均衡地充满，采用BGV(Balanced Gat Value)法通过人工修改各个型腔浇口尺寸达到平衡。利用冷料穴储存前锋冷料。17浇道与注塑机的喷嘴同轴，断面为圆形，锥度为；分流道采用平衡式布置，圆形断面结构，流道设计的原则是尽可能短一些，以减少流道中的凝料及压力损失，使塑料不会因降温过多而影响其注射成型。3.3.1主流道设计由表3-2可知，SZ125/630型注射机喷嘴有关尺寸为 （1）主流道尺寸喷嘴前端孔径：d2=4mm；喷

24、嘴前端球面半径：SR1=15mm；主流道锥度为4度，模具浇口套主流道球面半径与注射机喷嘴球面半径的关系为:；模具浇口套主流道小端面直径与喷嘴出口直径的关系为:。为便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为2 4，取2，浇口套热处理要求淬火50-60HRC。为减少熔体充模时的压力损失和塑料损耗，同时为了使熔聊顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=5mm的圆弧过渡。主流道应尽量缩短主流道的长度， 浇口套主要有如下三种样式，在模具设计中可根据实际须要选择衬套采用可拆卸更换的浇口套，其形状及尺寸按照常用浇口套设计；为了能与注射机的定位圈相配合，采用外加定位环的方式，这样不仅减小； 浇口套

25、的总体尺寸，还避免了浇口套在使用中的磨损。 （2) 主流道衬套形式图3-6主流道衬套本设计虽然是小型模具，但为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度取65mm，衬套如图3-4所示，材料采用T10A钢，热处理淬火后表面硬度为。18 （3) 主流道凝料体积。 (3-3) （4) 主流道剪切速率校核由经验公式，校核合格。 (3-4)式中 ； (3-5)图3-7分流道流道布置。 (3-6)3.3.2分流道设计 该塑件的体积比较小，形状比较简单，壁厚均匀，且塑料流动性好，可以采用单点进料的方式。为了便于加工，采用最常用的U形截面分流道，查表9-6,9-720，选取分流道横截

26、面形状及其相应尺寸，在此取U形分流道截面半径R=3mm，深度h=3.75mm.3.3.3点浇口设计料穴设计 由于该塑件外观质量要求较高，所以浇口的位置大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽量使模具结构更简单。根据对塑件结构的分析，并结合以确定的分型面位置，选择如图所示的点浇口进料方式。根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件顶部。点浇口的直径尺寸可以根据不同塑料按塑件平均厚度查表9-820 （1) 浇口类型及位置的确定点浇口优点：开模时浇口自动拉断，浇口处的掺于应力小，可实现自动化生产，提高生产效率，便模具制造成本相对较高。为了模具结构简单本点浇品拉断采用发下图方

27、式，（2）浇口结构尺寸的经验计算 图3-8冷料穴3.3.4冷料穴的设计 （1) 主流道冷料穴如图3-8所示，采用半球形头拉料杆，该拉料杆固定在动模固定板上，开模时利用凝料对球头的包紧力使主流道凝料从主流道衬套中脱出。 （2) 分流道冷料穴在分流道端部加长5mm作为分流道冷料穴。3.3.5定位圈的设计图3-9定位圈定位圈直径D为与注射机定位孔配合直径，应按选用注射机的定位孔直径确定。直径D一般比注射机定位孔直径小0.10.3mm，以便于装模。采用Q275钢制造，用4个M8的内六角螺钉固定在模板上，如图3-9所示。3.4排气系统的设计经综合考虑，采用开设排气槽的排气方式。排气槽的作用主要有两点。一

28、是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。模腔排气的方法很多，但每一种方法均须保证排气槽在排气的

29、同时，其尺寸设计应能防止物料溢进槽内；其次还要防止堵塞。因此从模腔内表面向模腔体外缘方向测量，长612mm以上的排气槽部分，槽高度要放大约0.250.4mm。22另外，排气槽数量太多是有害的。因为如果作用在模腔分型面未开排气槽部分的锁模压力很大，容易引起模腔材料冷流或裂开，这是很危险的。除了在分型面上对模腔排气外，还可以通过在浇注系统的料流末端位置设排气槽，以及沿顶出杆四周留出间隙的方式达到排气的目的。因为排气槽开的深度、宽度以及位置的选择；如果不适当，产生的飞边毛刺，将影响制品的美观和精度。因此上述间隙的大小以防止顶出杆四周出现飞边为限。该制件最好采用以下方式排气:1、彻底清除流道内气体；2

30、、用粒度为200#的碳化硅磨料对分型面配合表面进行喷丸处理。另外，在浇注系统料流末端开设排气槽主要是指分流道末端位置的排气槽，模腔的四周都应排气，各排气槽应相隔25mm，其宽度应等于分流道的宽度6.5mm，高度为0.12mm20。3.5成型零件的结构设计模具中确定塑料几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。在本设计中成型零件就是成型小油壶盖外表面的凹模以及成型内表面的型芯。3.5.1凹模的结构设计采用整体式凹模，凹模由整块材料制成，成型的塑件尺寸精度高，没有拼合缝，外形美观，适合于成型外形简单的中小型塑件，如图3-10所示。图3-10凹模3.5.2凸模的结构设计 图3-11型芯图 图3-12制品

31、采用凸台式型芯，结构简单，而且易于成型，如图3-11所示。3.5.3成型零件工作尺寸的计算制品尺寸公差按照GB/T 14486-93中未注公差尺寸选取。制品尺寸标注如图3-11所示。低密度聚乙烯收缩率为1.5%3%，凹模(型腔)径向尺寸: (3-11)凹模(型腔)深度尺寸: (3-12)凸模(螺纹型芯)径向尺寸: (3-13)凸模(螺纹型芯)深度尺寸: (3-14)式中: s塑件平均收缩率，；塑件公差值；制造公差，(取)。3.6脱模机构的设计塑件(油壶盖)主体部分内有半圆形粗牙螺纹，塑件材料为低密度聚乙烯(LDPE)，塑件表面要求无明显收缩、银纹等现象，且生产批量大；另外，油壶盖的螺纹圈数较多

32、且较深，采用强行脱螺纹的方式是无法达到生产和制品的质量要求的。根据以上分析说明，只有采用机动旋转脱螺纹的模具结构，才能适应制品的结构要求。机动旋转脱螺纹脱模机构。3.6.1脱模机构的选择（动旋转脱螺纹机构设计） 由于考虑齿轮传动脱螺纹机构，不但齿轮传动中没有滑动，传动比准确，机构尺寸紧凑，无需大的张紧力，作用在轴上的载荷较小，传动效率较高，比较适合模具的传动要求。而且对注射机要求只是有电路接口就可以了，而没有特别的要求，此结构的最大优点是电机与减速机构可以安装在注射机的动模板上方，能进一步简化模具的整体结构，而且电机的装拆也比较方便。因此，油壶盖注射模采用电机与摆线针轮减速器带动齿轮传动完成机

33、动脱螺纹的过程。如图所示。该模具旋转脱模的设计要点为：正确选择电机；齿轮减速机构的设计；加强筋的设计。(1)电机的选择设计计算。为了能齿轮轴传动齿轮旋转脱模机构工作安全可靠，在设计时，对旋转脱模所需要的扭矩和功率进行设计计算，以便于正确选择电机及其零部件。a旋转脱模所需扭矩。经查相关资料，选用电机选用日本东方马达 4GN30K ORIENTAL MOTOR OM电机，此电机的特点是低转速、运行平稳、精度高的特点、配合调速器可实现无极传动。(2)齿轮减速机构的设计。(3)加强筋的设计。 注塑机自带电机提供原动力，通过齿轮传动动力传递给型芯使牙套型芯跟随型芯齿轮一起转动。由于塑料件有内部加强筋，受

34、凸模型芯的止转作用，螺纹套筒只能沿轴向运动，不会随牙套型芯一同转动，从而产生塑料件与牙套型芯的脱螺纹动作。见图所示该模具成功地应用电机一轴传动一齿轮传动实现了制件内螺纹的脱模，这种方法是实现螺纹脱模的一种有效的途径。这种脱模结构动作准确可靠，噪音底，运转平稳，塑料件质量优良，生产效率高。此外模具中采用了将牙套型芯和凸模型芯分开设计的方法实现内螺纹和加强筋的成型。 3.6.2脱模力的计算脱模机构设计时，主要考虑推杆分布数、推板厚度及推板与型芯之间的配合。根据产品结构及模具型腔的分布情况，通过公式计算脱模力: (3-19)式中:E塑料的拉伸弹性模量，900Mpa；塑料的平均收缩率，2.25%；T塑

35、件的平均壁厚，2mm；L塑件包容型芯的长度，27mm；脱模斜度，(3)；f塑件与型腔(钢材)之间的摩擦因数,0.5；塑料的泊松比；A塑件包紧型芯的总面积，52988。计算得脱模力为。通过公式计算推杆(复位杆)直径: (3-20)式中:L推杆长度，110mm；E推杆材料的弹性模量，900Mpa；n推杆根数，4；计算得推杆直径为d=13.47mm，设计取推杆直径为。通过公式计算推板厚度: (3-21)式中:K圆环形塑件推板的平板系数；推板材料的许用应力，Mpa。通过计算得推板的最小厚度为18mm，选择推板厚度为30mm。3.6.3拉料杆的设计采用半球形头拉料杆，该拉料杆固定在动模固定板上，开模时利

36、用凝料对球头的包紧力使主流道凝料从主流道衬套中脱出。3.6.4推出零件的设计此模具的型芯在动模，开模后，塑件包紧型芯留在动模一侧，根据塑件是壳类零件的特点，采用脱模板推出形式，这样推出平稳，有效保证了推出后塑件的质量，模具结构也比较简单，脱模板的厚度为30mm。3.7 合模导向机构的设计3.7.1导向机构的总体设计20该模具采用4根导柱，其布置为等直径对称布置；导柱安装在支承板上，导套安装在定模固定板上；为了保证分型面很好的接触，要在导套的孔口倒角。3.7.2导柱的设计(1) 该模具用带头导柱，不加油槽，为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部做成圆锥形。如图3-13所示。图3-13导柱(2)

37、导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度，该导柱直径由标准模架可知为。(3) 导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/r6配合，导柱滑动部分按H7/f6的配合。导柱工作部分的表面粗糙度为。(4) 导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯。该模具中采用碳素工具钢T8A经淬火处理，硬度为50HRC以上。3.7.3导套的设计图3-14导套(1) 结构形式。采用带头导套(I)型，如图3-14所示，导套的端面应倒圆角。(2) 导套孔的滑动部分按的间隙配合，表面粗糙度为0.8m。导套外径与模板一端采用配合；另一端采用配合。(3) 导套材料可用淬火钢或铜(青铜合金)等耐磨材料制造，

38、该模具中采用T8A。3.8冷却系统的设计注射模冷却系统设计的原则设计冷却系统需要考虑模具的具体结构、塑件的尺寸和壁厚、镶块的位置、熔接痕的产生位置等。 （1）塑件厚度均匀时，冷却通道至型腔表面的距离相等，亦即冷却通道的排列与型腔的形状相吻合，塑件壁厚处冷却通道应靠近型腔，间距要小以加强冷却。一般冷却通道与型腔表面的距离大于 ，为冷却通道直径的 1-2倍。（2）在模具结构允许的前提下，冷却通道的孔径尽量大，冷却回路的数量尽量多，以保证冷却均匀。（3）为防止漏水，镶块与镶块的拼接处不应设置冷却通道，并注意水道穿过型芯、型腔与模板接缝处时的密封以及水管与水嘴连接处的密封，同时水管接头部位设置在不影响

39、操作的方向，通常在注射机的背面。（4）浇口处应加强冷却。由于浇口附近温度最高，通常可使冷却水先流经浇口附 近，再流向浇口远端。 （5）降低入水与出水的温度差，避免模具表面冷却不均匀。（6）冷却通道要避免接近塑件熔接痕的产生位置，以免降低塑件的强度。（7）冷却通道内不应有存水和产生回流的部位，应避免过大的压力降。冷却通道直径的选择要易于加工和清理，一般为 。为提高型腔的冷却效率，采用如图3-15所示的冷却回路，一条回路的进口位于另一条回路的出口附近；根据塑件形状及模具结构限制，定模冷却水道直径为，与模外软管连接形成循环冷却。动模型芯直径较细，采用如图3-16所示的钢管冷却方式，在型芯中心压入热导

40、性能好的软铜芯棒，并将芯棒的一端伸到冷却水孔中冷却。 图3-15型腔冷却回路示意图 图3-16型芯冷却示意图LDPE塑料的模具温度为。设定模具平均温度为，用的水作为冷却介质，其出口温度为，产量为(初算每分钟套)。总热量: (3-22)式中 单位时间注入模具的塑料重量； 塑料比热； 、塑料注射温度、模具的表面温度； 塑料的溶化潜热。则带走热量所需冷却水量: (3-23)式中 通过模具的冷却水重量；热传导系数；、出水温度、入水温度。冷却水道直径: (3-24)式中 冷却液容重；、冷却水道长度、直径。A.冷却水的体积流量 (3-25)。式中 单位时间内注入模具中的塑料质量，按每分钟注射次，即；单位质

41、量的塑件在凝固时所放出的热量，为；冷却水的密度；冷却水的比热容；冷却水出口温度；冷却水入口温度。B.冷却水管道直径为使冷却水处于湍流状态，查资料取d=8mm。C.冷却水在管道内的流速。 (3-26)D.冷却水管道孔壁与冷却水之间的传热系数查资料取(水温为时)，因此 (3-27)。E.冷却水管道的总传热面积 (3-28)。F.模具上应开设的冷却水孔数 (3-29)从计算结果看，因塑件小，单位时间注射量小，所需冷却水道也较小，但一条冷却水道对模具来说是不可取的(冷却不均匀)，故n取4。4.模架的选择及模具的工作原理4.1模架的选择图5-1 模架结构根据 塑料注射模模架确定选用三板式模架模架，模架结构如图4-1所示。（1）A板尺寸A板是定模型腔板，塑件高度30mm，在模板上还要开设冷却水道，冷却水道型腔应有一定的距离，因此A板厚度取60mm。（2）B板尺寸B板是凸模固定板，凸模的成型部分直径为，因此B板厚度取30mm。（3）C板垫块尺寸垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+，根据计算，垫块厚度C取80mm。4.2模具总装图及工作原理图4-2模具结构1.型芯 2.球头拉料杆 3.浇口套 4.内六角螺钉 5.定位圈 6.定模座板 7.导套 8.导柱 9.脱模板 10.动模板 11. 内六角