瓶盖塑料模具毕业设计

1、浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 江江 工工 业业 职职 业业 技技 术术 学学 院院 毕业论文毕业论文 (2010(2010 届届) ) 瓶盖塑料模具设计瓶盖塑料模具设计 学生姓名学生姓名 1 浙浙 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 学学号号 院院系系数字控制工程系 专专业业模具设计与制造 指导教师指导教师 完成日期完成日期 塑料注射模设计塑料注射模设计 摘要摘要本文主要从实用型、简单型的角度出发进行注射模设计。 此注 射模在设计上满足其性能要求，适应工作条件、工作可靠，力求其结 构简单、尺寸紧凑、成本低、生产效率好和操作维修方便等。 本文设计的是单分型面注射模， 这是注

2、射模中最常用的一种。 此 模具对生产效率、 设备占用情况、 模具的使用寿命提出了较高的要求， 用于塑件表面质量较高的生产中。 本设计从模具的初步设计：包括（1 1）明确设计任务，收集有关 资料；(2 2) 注射工艺分析及工艺方案制定； （3 3）确定模块尺寸（4 4） 确定注射模类型及结构形式（5 5）注射工艺计算及设计等各个方面展 开设计计算的，在满足设计要求的前提下，并且进行优化，使的各零 件既满足载荷要求，又使得其尺寸最小，所占空间也大大减少，并且 节约大量制造成本，在使用过程中也真正体现了实用性。 关键词关键词注射模具；单分型面；PE 2 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 目

3、录目录 前言4 第一章塑料制件的分析5 1.1 制件的形状用途及分析 5 1.2 分析制件材料的性质5 1.3 制件成型初步分析 8 第二章注塑机的选择10 2.1 初步选择注塑机10 2.2 最大注射量的校核11 2.3 锁模力的校核 13 2.4 开模行程和顶出距离的校核 13 2.5 模具安装尺寸的校核 14 第三章浇注系统的设计 16 3.1.定位圈16 3.2 浇口套 216 3.3 浇口的设计 16 3.4 分型面、排气槽的设计 20 第四章成型零部件工作尺寸的计算 22 第五章成型零部件刚度和强度的计算 6 第六章脱模机构的设计 27 第七章合模导向机构的设计 28 第八章模温调

4、节系统 32 第九章结论 35 致谢36 参考文献37 3 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 前言前言 国民经济的高速发展对模具工业提出了愈来愈高的要求， 促使模 具技术迅速发展，作为生产各种工业产品和民用产品的重要工艺装 备，模具已发展成为一门产业。20 世纪 80 年代以来，中国模具工业 的发展十分迅速。 近 20 年来，产值以每年 15%左右的速度增长。 2000 年我国模具工业总产值已达 280 亿人民币。 在模具工业的总产值约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占11%。 目前，从事模具技术研究的机构和院校已达 30 余家。华中科技 大学模具

5、技术国家重点实验室、 上海交通大学模具 CAD 国家工程研究 中心等，在模具CAD/CAE/CAM 技术、精冲模CAD 软件、模具的电加工 和数控加工技术、快速成行和快速制模技术、新型模具材料等方面都 取得了显著的进步和多项的成果。 本书的主要内容为塑料注射模设计。对于塑件变形的基本概念、 注射机设备、 注射常用的材料以及其它注射工艺及其模具也作了概要 的介绍。 4 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 5 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第一章第一章塑料制件的分析塑料制件的分析 名称：瓶盖 材料：PE 质量：2.8 注射机：sz-60/450 1.1 1.1制件的形状用途及

6、分析制件的形状用途及分析 该制件为瓶盖，制件要求有良好的尺寸精度和机械性能， 对 表面的质量要求不高，无熔接痕，表面平整光滑，尽可能避免缩 孔、凹痕等缺陷。 通过 Pro/E 建模分析，塑件质量m 为 2.8g,塑件体积 V=m/=2.8/0.91=3.077g 该制件特征列表如下： 材料 PE 质量 2.8 体积 3.077 水平投影面积 1051.528 1.2.1.2.分析制件材料的性质分析制件材料的性质 （1） 、材料性质：PE 材料是使用较早、应用范围很广、消 费量很大的塑料。在世界上 PE 的产量居各种塑料产量之首。用 6 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 高压法生产的塑

7、料叫高压聚乙烯； 用低压或中压法生产的塑料叫 低压聚乙烯，其中高压聚乙烯的用量较大。 PE 的比重一般为 0.910.97g/cm，软化点在 120以上， 制品能在 80100范围内使用。在-70条件下仍有柔软性。 耐化学腐蚀和抗有机溶解的能力很强，但质地柔软，机械强度不 高，成型收缩率大（约为 1.53.6） 。+ （2） 、主要用途：PE 除了广泛用作日用轻工业品中各种瓶、 管、板类之外，在化学工业中可用作耐腐蚀的容器、管道；在电 器工业用作电缆外皮和高绝缘性材料； 在机械工业中用来制作承 载不大的包装材料、密封材料、表面防腐耐磨喷涂材料。 （3） 、收缩率：1.53.5 （4） 、成型特

8、点：成型收缩率范围及收缩 植大，方向性明 显，容易变形、翘曲，应控制模温，保持冷却均匀、稳定；流动 性好且对压力变化敏感，分型面应研磨，宜用高压注射，料温均 匀， 填充速度应快， 保压充分； 冷却速度慢， 因此必须充分冷却， 模具应设有冷却系统；质软易脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行 脱模。 （5） 、表面光洁度：塑料制品的表面光洁度，除了在成型时 从工艺上尽 可能避免缩孔、凹痕等疵点外，主要由模具光洁度决定。一般模 具表面光洁 度要比塑料制品高 1 级。因此制件外表面取 Ra0.4m，内表面 7 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 取 Ra0.8m。 （7） 、PE 塑料成型参数： 料

9、筒温度区 1200220（210） 区2220240 （230） 区3190200 （195） 喷嘴 190200（195） 括号内的温度建议作为基本设定值，行 程利用率为 35和 65，模件流长与壁厚之比为 50：1 到 100：1 熔料温度 280310 料筒恒温 220 模具温度 6085 注射压力因为材料流动性差，需要很高的注射压力：851 20MPa（13001800bar） 保压压力注射压力的 4060；保压越低，制品应力越 低 8 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 背压 1015MPa（100150bar） 注射速度取决于流长和截面厚度： 薄壁制品需要快速注射； 需要好

10、的表面质量，则用多级慢速注射 螺杆转速最大线速度为 0.6m/s；使塑化时间和冷却时间对 应；螺杆需要大扭矩 计量行程（0、5）D 残料量26mm，取决于计量行程和螺杆直径 预烘干在 120温度下烘干 3h；保持水份低于0.0 2，会使得力学性能更优 回收率最多可加入 20回料；较高的回料比例会 保持抗热性，但力学性能会降低 收缩率1.53.6 浇口系统浇口直径应该至少等于制品最大壁厚的 6 070，但是浇口直径至少为 1.2mm（浇口斜度为 35，或表 面质量好的制品需要 2）；对壁厚均匀的较小制品可采用点式浇口 1.31.3制件成型初步分析制件成型初步分析 （1） 、分型面：动模和定模的接

11、触面通称为分型面，分型 面是否得当，对制件质量、操作难易、模具制造都有很大影响， 9 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 主要应考虑以下几点： 塑件外形最大轮廓处；有利于塑件顺利脱模；保证塑件 精度要求及外观质量要求；便于模具加工制造有利于排气； 综合以上几点考虑底面为主分型面。 （2） 、浇口形式：潜伏式浇口 （3） 、制件脱模形式：推件板 （4） 、模具结构类型：三板式模 （5） 、冷却：需设冷却系统，采用水冷。 10 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 11 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第二章第二章注射机的选择注射机的选择 通过 Pro/E 建模分析，塑件

12、质量m 为 2.8g,塑件体积 V=m/=2.8/0.91=3.077g 该制件特征列表如下： 材料 PE 2.1.2.1.初步选择注射机初步选择注射机： 制件体积：V=3.077 cm 模具采用一模四腔，材料为 PE。材料密度为 0.95 g/cm。 因此制件质量为：m=3.077x0.95=2.8g 由于模具是一模四腔所以制品总体积V1=3.077x4=12.308(cm) 初步估计浇注系统凝料体积为： V2=4.25x4.25x3.14x65+2.5x2.5x3.14x20/1000=4.079cm 确定合适的型腔数，可以适当的提高劳动生产率，但必须综合考 虑成本问题。 以注射机的注射能

13、力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射 量的 80%，按下式计算： 80%V 注 V 塑件= V1V2 V 注（V1V2）/80%=20.48cm 其中 V 注-注射机理论注射量（cm） V1-制件总体积（cm） 12 质量 2.8 体积 3.077 水平投影面积 1051.528 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 V2-浇注系统凝料体积（cm） 查塑料成型与冲压机械概论第90 页表 32,由于模具的其 他参数的要求所以选取注射机型号为 XSZ-60 注射机技术参数如下： 公 称 注螺杆直径 注射压力 注射行注 射 时螺杆转数注射方式 射量 60cm 程间(r/min) 柱塞式38

14、cm122MPa170mm1.5s 合模力 最大成 型模板最大 模具最模 具 最模板尺寸 拉杆空间 面积行程 500kN130 cm 180mm 大厚度 小厚度 （mm）（mm） 300mm200mm300 x440190 x300 合模模板定 位喷嘴球半 喷嘴口螺 杆 驱顶出方式 孔径 方式孔尺寸径（mm） 孔径动功率 （mm） 液压- 100 机械 2.2.注射机有关参数的校核 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数n。 n kMt/3600m 2 0.8x5.6x3600 x30/36000.6x4x2.8 型腔数 45.6 4， m 1 2.8 0.054124 11中 心 顶 出。 2

15、2mm 校核合格。 13 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 式中 k注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8 M注射机的额定塑化量 t 成型周期 取 30s。 注射压力的校核。 P e KP O 1.3x130=169Mpa, 而 P e =170Mpa, 注射压力校 核合格。 式中，K取 1.3. P O 取 130Mpa.(属薄壁窄浇口类) 最大注射量校核 注塑模一次成型的塑料重量（塑件与流道凝料之和）应 在注塑机理论注射量的 1080%之间；既能保证制品质量，又能 充分发挥设备的能力。对于螺杆式注射机，其最大注射能力通 常以螺杆在料筒内最大推进容积 M（厘米）表示，因此最大注

16、射量就是该体积的塑料熔体在料筒内的温度及压力下的重量。 最大注射量为：Gmax=MDg=60 0.95=57 g 57g80%=45.6g M 制件M 流道=（2.84+3.875）0.95=15.075 gH1H2a（510）(mm) 18755 98mm 其中式中:H1-塑件脱出距离（mm） ； H2-包括流道凝 料在内的塑件高度（mm） ； S-注射机最大开模行程（mm） ； a-脱出主流道凝料的距离（mm） ； S18095符合使用要求 2.52.5模具安装尺寸的校核模具安装尺寸的校核: : (1)(1)喷嘴尺寸喷嘴尺寸 注塑机喷嘴口孔径d由上表查得d=4， 主流道小端直径应该 大于注

17、塑机喷嘴直径，即D比d大0.51，以防止主流道上部积有 凝料而影响脱模。 注塑模主流道衬套始端凹坑的球面半径R应大于注射机喷嘴 球头半径r，以保持同心和紧密接触， R=r (12)mm 因此取R=r1=122=13mm (标准浇口套的数值) 主流道小端孔直径D应大于注射机喷嘴直径d； 取D=d0.5=4.5mm (2)(2) 定位圈尺寸定位圈尺寸 为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合， 16 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 模具定模板上凸出的定位圈外径与注射机固定板上的定位孔成 间隙配合，由表查得注塑机定位孔内径为500.027， 间隙配合为 H11/c11,所以定位

18、圈尺寸为500.027 （3 3） 模具外形尺寸模具外形尺寸 模具长宽尺寸应与注射机的拉杆间距相适应,以保证模具至 少能从一个方向穿过拉杆间的空间安装在注塑机上。 因为注塑机 的拉杆间距为190 x300，因此模具至少有一个尺寸小于300mm。 4模具的厚度模具的厚度： 模具的厚度必须在所选注射机的最大模具厚度和最小模具 厚度之间，由于受注射机的限制，模具厚度为200mmt300mm。 5 5模具固定形式模具固定形式 ： 用压板固定。 17 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第三章第三章浇注系统的设计浇注系统的设计 3.13.1、 定位圈定位圈 浇注系统定位圈由以上的分析可知，定位圈

19、尺寸为 0.0250 0.05 ，采用四个 M5 螺钉定位，均布分布在定位圈四周。定位 圈材料为 45 号钢，热处理经过淬火处理 HRC4045。 3.2 3.2、 浇口套浇口套 浇口套直接与喷嘴接触，需要较高的硬度和较好的耐磨 性，因此采用 T8A 经表面淬火。注射机喷嘴头的球面半径与其接 触的模具主流道始端的球面半径必须相吻合或或者前者稍小于 后者。 浇口套大端球面半径 R=喷嘴球头半径 r+2=12+2=14mm， 主流道入口直径端直径 d=喷嘴直径+1=4+1=5mm， 主流道锥 角 = 3 ，表面淬火 HRC4055，流道处的粗糙度为 Ra0.4m。 3.33.3、 浇口的设计浇口的

20、设计 （1 1） 、主流道：主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一 段距离，通常和注射机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有 一定的锥度。其设计要点如下： a a、 为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑 料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，其锥角为 2 4 ，对 流动性差的塑料，也可取 3 6 ，过大会造成流速减慢，易 18 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 成涡流。内壁粗糙度为 Ra0.63m。 b b、主流道大端呈圆角，其半径常取 r=13mm，以减 小料流转向过渡时的阻力。 c c、在保证塑件成型良好的情况下，主流道的长度尽量 短，否则将会使主流道的凝料增多，且增加压力损失

21、，使塑料熔 体降温过多而影响注射成型。 d d、 为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出， 应使主流道与注射机的喷嘴紧密接触， 主流道对接处设计成半球 形凹坑， 其半径 r2= r1+ （12mm） ， 其小端直径 D=d+(0.51mm)， 凹坑深度常取 34 mm。 e e、由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触 和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选 用优质钢材单独加工和热处理。 如其大端兼作定位环则圆盘凸出 定模端面的长度 H=510 mm，也常有将模具定位环与主流道衬 套分开设计的 主流道尺寸 根据所选注射机，则主流道小端尺寸为 （0.51 ）3.5 0.5

22、4.5mmd 注射机喷嘴尺寸 主流道球面半径为 （12）20 222mmSR喷嘴球面半径 主流道衬套形式 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 19 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度取 65mm。材料采用 45 钢，热处理淬火后表面硬度为 53HRC57 HRC. (2)。分流道的设计。分流道连接主流道和浇口，其主要作用是在 压力损失最小的条件下将主流道熔融料以较快的速度送至浇口进行 充模。分流道的容积要小， 以减少回收冷凝料。分流道截面形状可以 是圆形.半圆形.矩形.梯形和 U 形。在本模具中我们可以用梯形的分 流道，其

23、直径为 4mm，高为 3mm. 1）分流道布置形式 分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态， 使塑料熔体 尽快的经分流道均衡 分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道， 2）分流道的形状，截面尺寸以及凝料体积 （1）为了便于机械加工及凝料脱模，本设计的分流道设置在分型面 上定模一侧，截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面对塑 料熔体及流动阻力均不大，一般采用下面经验公式来确定截面 尺寸，既 B 0.2654 m4L 0.2654 2.8x4x 50 1.996mm 根据参考文献取 B4mm H B x4 2.67mm，取H3mm 1）凝料体积 分流道长度 L (1015.5x2)x2

24、82mm 分流道截面面积 A 43 x3 10.5mm2 2 20 2 3 2 3 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 凝料体积q 分82x10.5861mm 30.861cm3 4) 分流道剪切速率校核 3.3q v4xV 131232.39x10 S在5x10 5x10 之间，剪切速率校核合格。式中q 4x3.07712 3t1R n 22A R n 2 0.1755cm c 式中 t注射时间 取 1s A梯形面积 C 梯形周长 5）分流道的表面粗燥度 分流道表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取0.8m 1.6m （3 3） 、浇口的设计：浇口是连接分流道与型腔的一段细 短通道，

25、他是浇注系统的关键部分。浇口的形状、数量、尺寸 和位臵对塑件的质量影响很大。浇口的主要作用有两个：一是 塑料熔体流经的通道；二是浇口的适时凝固可控制保压时间。 由于塑件要求表面光洁度、平整度较高，再加上采用一模四腔 式，再加上余料去除容易，因此采用潜伏式交口。 潜伏式浇口又名隧道式浇口，该浇口是由点浇口演变 而来的，其分流道的一部分位于分型面上，另一部分程倾斜状 暗藏于分型面的上方或下方塑料件的侧面，浇口程针点状。这 种浇口塑料件从交口处自动切断，省掉切除浇口的工序。适用 于中.小型塑件的侧浇口的典型尺寸。 潜伏式浇口尺寸的确定 21 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 经验公式得 d

26、 nk4A 0.6x0.2724A 1.1mm 式中 A dh r2 2069.456mm2 n塑料材料系数取 0.6 k塑件壁厚的函数值取 0.272. 2）浇口剪切速率的校核 由点浇口的经验公式得 4q4x3.077 141 61244.488s 6.1x10 s 33R3.14x(0.04) 为104s1105s1，剪切速率 3.43.4、分型面、排气槽的设计、分型面、排气槽的设计 （1 1） 、打开模具取出塑件或浇注系统凝料的面叫做分型 面。分型面应设在塑件断面尺寸最大的部位，由于盖底矩形形， 因此将分型面设在塑件的底面， 这样有利于保证塑件注塑完整外 观质量较好，而且有利于排气。 （

27、2 2） 、当塑料熔体注入型腔时，必须将浇注系统和型腔 内的空气以及塑料在成型过程这产生的底分子挥发气体顺利地 排出模外。如果型腔内原有气体、蒸汽不能顺利地排出，将在制 件上形成气孔、接缝、表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时 还会因气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生焦痕。而且 型腔内气体被压缩产生的反压力会降低充模速度， 影响注射周期 和产品质量。因此设计型腔时必须考虑排气问题。注射过程中排 出的气体主要有两种：一是浇注系统和模腔内的空气，二是塑料 熔体分解放出的少量气体和低分子挥发物。 这些气体在成型过程 22 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 中必须及时排出。本设计可利用

28、分型面及配合间隙排气，其配合 间隙在 0.03-0.05mm，因此模具不需另设排气槽。 23 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第四章第四章成型零部件工作尺寸的计算成型零部件工作尺寸的计算 所谓工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺 寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形或异形型芯的长和 宽） ，型腔和型芯的深度尺寸，中心距尺寸等。任何塑料制品都 有一定的尺寸要求，在使用或安装中有配合要求的塑料制品，其 尺寸精度常要求较高。在设计模具时，必须根据制品的尺寸和精 度要求来确定相应的成型零件的尺寸和精度等级。 影响塑料制品 精度的因素较为复杂，主要有以下几方面：首先与成型零件制

29、造 公差有关，显然成型零件的精度愈低，生产的制品尺寸或形状精 度也愈低。其次是设计模具时，估计的塑料收缩率与实际收缩率 的差异和生产制品时收缩率的波动值， 成型收缩率包括设计选取 的计算收缩率与实际收缩率的差异， 以及生产制件时由于工艺条 件波动，材料批号发生变化而造成制件收缩值的波动，前者造成 塑料制品的系统误差，后者造成偶然误差，收缩率波动值s 随 制件尺寸增大而成正比的增加。制造误差z 随制件尺寸成立方 根关系增大，型腔使用过程中的总磨损量c 随制件尺寸增大而 增加的速度也比较缓慢。 生产大尺寸塑料制件时因收缩率波动对 制件公差影响较大， 若单靠提高模具制造精度来提高塑件精度是 很困难的

30、和不经济的，而应着重稳定工艺条件，选用收缩率波动 小的塑料。相反，生产小尺寸塑料制件时，影响塑件公差的主要 因素则是模具成型零件的制造公差和成型零件表面的磨损值。 此 24 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 外型腔在使用过程中不断磨损， 使得同一模具在新和旧的时候所 生产的制品尺寸各不相同。模具可动成型零件配合间隙变化值， 模具固定成型零件安装尺寸变化值，这些度将影响塑件的公差。 由于影响因素甚多，而且十分复杂，因此塑料制品的精度往往较 低，并总是低于成型零件的制造精度，塑料制件尺寸难以达到高 精度。 为了计算简便起见 ,规定凡是孔类尺寸均以其最小尺寸作 为公称尺寸,即公差为正； 凡

31、是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公 称尺寸,公差为负. 该制件材料为 PE,查实用注塑模设计手册 （常用塑料的 成型收缩率、拉伸模量、泊松比、与钢的摩擦因数）得，材料 成型收缩率为 1.5%-3.6%，表 28塑件推荐选用精度等级 得，主要尺寸选用一般精度，即 6 级精度；个别要求高的尺寸 选用高精度，即 5 级精度；所有尺寸计算均按平均收缩率 计算。 平均收缩率为：S CP S Max S Min /21.5%3.6%/2 2.55% （一）（一） 、型腔径向尺寸计算、型腔径向尺寸计算: : L M L S (1 S CP )3/4 0 Z L M型腔径向尺寸 S平均收缩率 L S 塑件的基本尺

32、寸 塑件公差 25 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 (1)型腔长度尺寸 LM1=lS(1+S)-3/4+z 0 =31x(1+2.55%)-3/4x0.8+0.37=31.20.27 0 型腔深度尺寸 LM3=lS(1+S)-3/4+z 0 =【18x(1+2.55%)-3/4x0.54】0.18 0.18 0 =18.06 0 （2 2 螺纹型芯径向尺寸计算螺纹型芯径向尺寸计算: : 螺纹型芯大径 d M大 =(1+s)d s大 + 中 0 z =(1+0.0255)x18+0.350 0.03z =28.550 0.03z 螺纹型芯小径 d M小 =(1+s)d M小 + 中

33、0 z =(1+0.0255)x26.1+0.350 0.03z =27.110 0.03z 式中 d M大 塑件内螺纹大径基本尺寸。 中 塑件内螺纹中径公差。 z 中径制造公差。 d M小 塑件内螺纹小径基本尺寸。 螺距深度尺寸 T z M t s (1 s) 2 4.16 0.015 26 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 式中 t s 塑料内螺纹螺距（取4.5） （四）（四） 、型芯高度尺寸计算：、型芯高度尺寸计算： h M H S 1 S 2/30 Z h M 型芯高度尺寸 H S 塑件的基本尺寸 S塑件的基本尺寸 塑件公差 hM=HS(1+S)+2/30 -z =18x(1

34、+2.55%)+2/3x0.620 0.21z =18.870 0.21z 27 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第五章第五章 强度校核强度校核成型腔壁厚的计算成型腔壁厚的计算 在注射成型过程中，模具的型腔将受到熔体的高压作用， 因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。 如果型腔侧壁和底版 厚度过小,可能因强度不足将导致塑性变形，甚至开裂。也可能 因刚度不足而产生翘曲 ,导致溢料和出现飞边 ,降低塑料件尺寸 精度并影响顺利脱模 ,因此,通过强度和刚度计算来确定型腔壁 厚。 型腔壁厚计算以最大压力为准。理论分析和实践证明；对 大尺寸的型腔，刚度不足是主要矛盾，应按刚度计算；而小尺寸 q

35、 的型腔在发生大的弹性变形前，其内应力往往就超 过作用应力，因此按强度进行计算。强度计算的条件是各种受力 形式下的许用应力。刚度计算的条件则由于模具的特殊性，可从 以下三方面考虑： 1、从模具型腔不发生溢料的角度出发，当高压塑料熔 体注入时，模具型腔的某些配合面会产生足以溢料的间隙，应 根据不同塑料的最大不溢料间隙来决定其刚度条件； 2、从保证制件精度的角度出发，塑料制件均有尺寸的 要求，某些部位的尺寸常要求较高的精度，这就要求模具型腔 有很好的刚性，即塑料注入时不产生过大弹性变形。最大弹性 变形值可以取制件允许公差的五分之一左右。 3、从保证制件顺利脱模出发，型腔允许弹性变形值应 28 浙江

36、工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 小于制件收缩值。但一般来说，塑料的收缩率较大，绝大多数 均在 0.4%以上，当制件某一尺寸同时有几项要求时，应以其中 最苛刻者作为设计标准。 至于型腔尺寸在多大以上应进行刚度计算，而在该值以下 则进行强度计算，这个分界值取决于型腔的形状，模具材料的 许用应力，型腔的允许变形量以及塑料的熔体压力。 因此在进行型腔设计时应分别根据型腔的结构类型，按 强度和刚度条件对侧壁和底板厚度进行计算； 本设计对型腔按整 体式圆形型腔侧壁厚度和底板厚度进行校核计算。 1 成型零件强度及支撑板厚度计算 1） 型腔侧壁厚度 1 5 p E 0.75rp1 0.016x2.1x

37、10 0.75x15.75x30 s r()215.75()218.24mm 5 p E 1.25rp0.016x2.1x10 1.25x15.75x30 式中 p型腔压力（取 30Mpa） E材料弹性模量（取2.1x105Mpa） p 根据注射塑料品种，模具刚度计算许用变形量。 p 25i 1 25x0.6232 15.58m 0.016mm 式中 i 1 0.35W0.001W 0.35x15.75 0.001x15.75 0.6 2 32 m W型腔半径。 型腔侧壁是采用嵌件，嵌件单边厚选 7mm，两型腔质检受力 是大小相等，方向相反的，在合模状态下不会产生变形，因此两型 腔之间壁厚只要

38、满足结构设计的条件就可以了。 型腔与模板周边的 距离由模板外形尺寸来确定， 因模板平面尺寸比型腔布置的尺寸要 29 1 5 1 5 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 大得多，所以完全满足强度和刚度的要求。 2）支撑板厚度 支撑板厚度和所选模架两垫块之间的跨度有关，根据前面的型 腔布置， 模架应选在 200 x250 这个大类范围之类， 垫块之间的跨度 大约为 140mm，根据型腔布置及型芯对支撑板的压力，就可计算 得到支撑板的厚度，既 pl l30 x4923.52 T 0.54L(1 2)3 0.54x140()3 35.5mm 5El 1p 2.1x10 x250 x0.027

39、11 式 中 p 支 撑 板 刚 度 计 算 许 用 变 形 量 ， 1 5 1 5 p 25i 1 25x1.08 27m 0.027mm,i 1 0.35xW0.001xW 0.35x140 0.001x140 1.08m L两垫块之间的距离（约为 140） W影响模具变形的最大尺寸，若圆筒形是r 或 h，若矩形是L L1支撑板长度，取 250mm l 1,l2 4 个型芯投影到支撑板上的面积。 单件型芯所受压力的面积为 A 1 4 个型芯的面积 l 1xl2 4A 1 2461.76mm2 此支撑板厚度计算尺寸为 35.5，对于小型模具还可减少一点， 可利用 两跟推板岛主来对支撑板进行支

40、撑，这样支撑板厚度可近似为 1 3 1 3) T () x35.5 14mmT n ( n 111 44 4 d 1 2 0.785x282 615.44mm2 因此，支撑板厚度可取的稍薄一点，取标准厚度32 30 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 模架的确定 根据型腔的布局可看出，型腔嵌件分布尺寸为115x195，又根据型腔 侧壁最小厚度为 18.24，再考虑到导柱，导套及连接螺钉布置应占的 未知和采用推件板推出等各方面问题，确定选用模架序号为5 号 （200 xL200 x250） ，模架结构为 A4 的形式。 各模板尺寸的确定。 1. 型腔板板尺寸 A 板是定模型腔板，塑件高度

41、 18.5，在模板上还要开设冷却水道， 冷却水道离型腔应有一定的距离，因此A 板厚度取 40mm。 2. 型芯固定板尺寸 B 板是凸模固定板，凸模的成型部分直径为28，因此B 板厚度取 32mm。 3垫块尺寸 垫块推出行程 +推板厚度 +推杆固定板厚度 +（510） 18.5+20+15+（510）58.563.5 根据计算，垫块厚度 C 取 63 上述尺寸确定之后， 就可以确定模架序号为5 号， 板面为 200 x250， 模架结构形式为 A4 的标准模架。 从选定模架可知，模架外形尺寸：宽 x 长 x 高200 x250 x237. 模具平面尺寸 200 x250280 x250 （拉杆间

42、距） ， 合格;模具高度 237， 100237300 合格，模具开模所需行程17.6（型芯高度）+18.5（塑 件高度）+（510）（41.146.1）200（注射机开模行程） ，合格； 其他个参数在前面校核均合格， 所以本模具所选注射机完全满足使用 31 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 要求。 第六章第六章 脱模机构设计脱模机构设计 该塑件有两圈内螺纹，要使螺纹型芯从塑件上脱出，必 须设计一套自动脱螺纹的齿轮传动结构， 并且型腔的分布圆直径和 齿轮分布圆直径相吻合， 若采用一模四腔， 型腔分布圆直径就相当 大了，这样模具结构尺寸就比较大， 加上齿轮传动系统，模具结构 复杂， 制

43、造费用也很高。 但该塑件螺纹的牙型不高， 且呈圆弧形牙， 内侧凸起与直径的比例约为5.26%( 28 26.6 x100% 5.26%)。 因此所用 26.6 材料为聚乙烯，材料弹性模量比较小，材质硬度不高，可采用强制 脱模的方式， 这也是注塑厂成型这种类型瓶盖的常用方法。 因此本 设计采用推件板推出的强制脱模方法。 脱模机构应使塑件留于动模，是指不变形损毁且有良好 的外观。 另外脱模机构应该结构可靠， 此模具采用简单脱模机构， 并采用推料板拉断点浇口凝料自动脱落， 因为制件呈圆形且径向 尺寸不大，因此采用 4 根10顶杆推动推件板将制件顶出，这样 顶出力均匀，运动平稳且顶出力大，顶出制件后外

44、观上几乎不留 痕迹。 32 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第七章第七章合模导向机构合模导向机构 注塑模合模时要求有准确的方向和位臵。 因此在注射模中要 有合模导向装臵来引导动模与定模之间按一定的方向闭合和定 位。合模导向机构的主要功能有： 1.定位作用。为避免在模具装配过程时， 因方向搞错而 损坏成型零件，并在模具闭合后使型腔在工作过程中能保持正 确地形状和位臵，确保塑件壁厚的均匀性。 2.导向作用。在动模向定模闭合过程中，导向机构因首 先接触，引导动模定模沿准确方向和位臵闭合，避免凸模首先 进入型腔而发生损伤事故。 3.承受一定侧压力。高压塑料熔体注入型腔时会产生单 向侧向压力

45、或受成型设备精度低的影响，需有合模导向机构来 承担。 4 支撑动模型腔板或定模型腔板。 对于双分型面注塑模， 导柱还需支撑定模型腔板的重力，也对此板导向和定位。 33 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第八章第八章模温调节系统模温调节系统 塑料注射模具冷却系统的设计， 不仅影响成型塑件的 质量，还直接影响生产效率。 对模具温度调节系统要求： 根据塑料的品种，确定温度调节系统是采用加热方式还是冷却 方式； 1.希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和塑 件质量； 2.采用低的模温，快速、大流量通水冷却一般效果比较好； 3.温度调节系统要尽量做到结构简单、加工容易、成本低 廉。 模

46、具冷却系统设计原则： a.冷却水孔数量尽量多，截面尺寸尽量大； b.浇口处加强冷却； c.降低入水和出水的温度差； d.冷却水通道的开设应该尽可能按照型腔的形状； e.要便于加工和清理； f.应沿着塑料收缩方向设臵。 冷却系统的计算很麻烦， 在此只进行简单计算， 在单位之间内塑料 熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量， 模具温度设为 40 度 （1）冷却水的体积流量 34 浙江工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 WQ 1 0.0513x6.4x102 q v 3 0.00522m3/min 5.2x103m3/m i n c 1 ( 1 2 )10 x4.187(26.525)

47、式中W单位时间 （每分钟） 内注入模具中的塑料质量 （kg/min） ， 按每分钟注射2次，既 28.188cm3x0.91(g /cm3)x2次/min 51.3g /min 0.0512kg /min Q1单位质量的塑件在凝固时所放出的热量，PE 为6.4x102kJ /kg 冷却水的密度 c 1 冷却水的比热容 1冷却水出口温度 1冷却水入口温度 （2）冷却管道直径 为使冷却水处于湍流状态，查资料取 d8mm。 （3）冷却水在管道内的流速 4q v 4x5.2x103 v 2 1.72m/s d3.14x(8/1000)2x60 大于最低流速 1.66m/s。达到湍流状态，所选管道直径合理。 （4）冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数 查表取 f7.22，因此 (v)0.8(103x1.72)0.8 20h 3.6f 3.6x7.22 26463.3kj/(m .h. c) 0.20.2d(8/1000) （5）冷却管道的总传热面积 60W