杯盖注射模具

1、1 制品的工艺分析1.1 制品 （某型口杯盖 ）分析1.1.1 见其零件图1.1.2 塑料名称 :聚乙烯 （PE）1.1.3 色调 淡绿色 不透明1.1.4 生产纲领 大批大量1.1.5 制品的工艺性及结构分析1.1.5.1 结构分析 该制品为一口杯盖 ,表面有一阶梯 小阶梯的外圆面有突起 ,这就增大了成型的难度 ,两 外圆面分别在两个型腔成型 ,必须保证同轴度 , 所 以在模具设计和制造上要有精密的定位措施和良 好的加工工艺，以保证传动精度。1.1.5.2 成型工艺分析1.1.5.2.1 精度等级 采用一般精度 6 级1.1.5.2.2 脱模斜度 因本设计中采用的是瓣合模， 所以不需要考虑脱

2、模，也就是说脱模斜度为零度1.2 材料的性能分析聚乙烯（ PE）是由乙烯聚合而成的，聚乙烯的原料来 源充足，而且聚乙烯具有优良的电绝缘性能，耐化学腐蚀性能，耐低温性能和良好的加工流动性，因此PE 及其制品生产非常迅速 .1.2.1 注射成形过程对 PE 的色泽、细度和均匀度等进行检验。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后， 由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。1.2.2PE 的注射工艺参数注射机：注塞式喷嘴形式 :直通式喷嘴温度 :230 240料筒温度（ oC）： 前段 250 280中段 后段 240 260模具温度（ oC）：8

3、0 100注射压力（ MPa ）：80 130保压力（ MPa ）：40 50成形时间（ s ）：注射 0 5保压时间20 50冷却时间20 50成形周期50 1401.2.3 PE的使用性能耐腐蚀性 ,电绝缘性（尤其高频绝缘性 ）优良,可以氯化,辐照改性 .可用玻璃纤维增强其熔点 ,刚性, 硬度和强度较高 , 吸水性小 , 有突出的电气性能和良好的耐辐射性. 高压聚乙烯柔软性 , 伸长率 ,冲击强度和透明性较好 ,超高分子量聚乙烯冲击强度高 ,耐疲劳 ,耐磨,用冷压烧结成型 .1.2.4PE 的主要性能指标PE 的主要性能指标密度 g/cm30.95弹性模量 MPa0.84 0.95 103

4、比容 cm3/g1.03 1.06弯曲强度 MPa208400吸水率 %（ 24h）小于 0.01抗拉屈服强度 MPa220390收缩率 %1.5 3.0熔点 C1051372 拟订模具的结构形式2.1 确定型腔数量及排列方式当塑料制件的设计已经完成，并选定所用塑料后，就需要考虑是采用单型腔模还是多型 腔模。与多型腔模相比，单型腔模具有以下优点：2.1.1 塑料制件的形状与尺寸精度始终一致；2.1.2 工艺参数易于控制；2.1.3 模具结构简单、紧凑，设计制造、维修大为简化。一般来说，精度要求高的小型制品和中大型制品优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型制品（没有配合精度要求） ，形

5、状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。由以上分析初步定为一模两腔见图。2.2 模具结构形式的确定2.2.1 多型腔单分型面模具：制品外观质 量要求不高，尺寸精度要求一般的小型制品， 可采用此结构。2.2.2 多型腔多分型面模具：制品外观质量 要求高，尺寸精度要求一般的小型制品，可 采用此结构。该制品外观质量要求较高，分析该制品样品 所采用的浇口位置、分型面位置、推出机构的 痕迹，可知浇口为一般侧浇口，并可初步拟定 采用两型腔双分型面的模具结构形式，其中双 分型面为：水平、垂直分型面。3 注塑机型号的确定注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计

6、注射模是应该详细了解注射机的技术规范， 才能设计出符合求的模具。注射机规格的确定主要是根据制品的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构型式及初步 估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最 小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具 相匹配的注塑机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足 要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。3.1 注射机的选用原则：3.1.1 计算塑件及浇道凝料的总容量（体积或重量）应小于注射机额定容量（体积或容量）的 0.8 倍；3.1.2

7、 模具成型时需用的注射压力应小于所选用注射机的最大注射压力；3.1.3 模具型腔注射时所产生的压力必须要小于注射机的锁模力；3.1.4 模具的闭模高度应在注射机最大，最小闭合高度之间；3.1.5 模具脱模取出朔件所需的距离应小于所选注射机的开模行程；3.1.6 模具的外形尺寸及安装尺寸必须与所选注射机模板适应，既模具最大外形尺寸安装时应不受 拉杆间距的影响， 模具安装用的定位环尺寸应与机床定位孔直径相配合； 模具的模板各安装孔应与注 射机固定模板的安装孔相对应、 机床喷嘴孔径和球面半径应与模具进料孔相对应， 注射机的开模行程 应满足脱件条件。3.2 有关制品的计算 根据零件图提供的样品，便可以

8、根据样品测绘得出制品体积，同时也可以借助计算机辅助软件（ 如：Pro/E 软件等 ） 建立制品模型（对于没有提供样品的设计，也可以由所提供的制品图样建立模型） ，这 样既便于较精确的计算制品的各个参数，又更为直观、形象。因条件所限 , 本设计是由测绘所的体积3.2.1 制品的体积为： V1=36.99 （cm3）质量为： m=0.95g/cm 3 36.99 cm3=35.15g3.2.2 初步估计浇注系统的体积约为塑件的 0.7 倍：V2=36.99 0.7 =24.605 （ cm3）本设计中取 V2=25（ cm3）3.2.3 该模具一次注射共需塑料的体积约为：V0=2V1+ V 2 =

9、98.98 （ cm3）3.3 注射机型号的确定 根据以上的计算初步选定型号为 XSZY125 的注射机。 近年来我国引进注射机的机型很多，国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌握使用设备的 技术参数是注射模设计和生产所必需的技术准备。 在设计模具时， 最好查阅注射机生产厂家提供的 “注 射机使用说明书”上标明的技术参数。根据以上的计算初步选定型号为 XS ZY125 的注射机，其主要技术参数如下表：XSZY125 注射机主要技术参数额定注射量（ cm3）125螺杆（柱塞）直径（ mm）42注射压力（ MPa）150注射行程（ mm）115注射时间 （s）1.6锁模力（ kN）900最大成型面

10、积（ cm2）320最大开合模行程（ mm）300模具最大厚度（ mm）300模具最小厚度（ mm）200合模方式液压机械喷嘴球头半径（ mm）SR12顶杆中心距（ mm）230喷嘴孔径（ mm）43.4 注射机及型腔数量的校核3.4.1 注射压力的校核： 该注射机的注射压力为 150MPa， PE的注射压力为 80130MPa，所以能够满足要求。3.4.2 由注射机料筒塑化速率校核型腔数量n：KMT /3600 M 2nM1上式右边 =3.65 2 （符和要求）式中 K注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8M注射机的额定塑化量（ g/h 或 cm3/h ）T成形周期M2浇注系统所需塑料质量

11、和体积（ g或 cm3）M1单个制品的质量和体积（ g 或 cm3）3.4.3 按注射机的最大注射量校核型腔数量n：KM n M 2nM1=2.0632.0637.3 2 （符合要求）式中 Mn注射机允许的最大注射量（ g 或 cm3）3.4.4 按注射机的锁模（合模）力的校核 注射模从分型胀开的力（锁模力）应小于注射机的额定锁模力，既F P（ n A1+ A2）式子的右面为 429932.8 （符合要求）式中 F注射机的额定锁模力（ N）A1单个制品在模具分型面上的投影面积（mm2）A2浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2）p塑料熔体在模腔内的平均压力（ MPa），通常模腔内的压力为 2

12、040Mpa；成型一般制品为 2434Mpa；精密制品为 3944Mpa。本设计中取模腔内的平均压力为 40Mpa型腔个数3.4.5 开模行程的校核： Smax S=H1+H2+5 10上式右边 S=32+34+46+5 =117mm（符合要求）式中 Smax注射机最大开模行程（ mm）H 1推出距离（脱模距离） （ mm）H 2包括浇注系统在内的制品高度（ mm）4 分型面位置确定 模具上用以取出制品和（或）浇注系统凝料的，可分离的接触表面称之为分型面。分型面的选 择不紧关系到塑件的正常成型和脱模具 , 而且涉及模具结构与制造成本 . 在制品设计阶段， 就应考虑成 形时分型面的形状和位置，否

13、则无法用模具成形。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后 才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对制品质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很 大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。分型面的选择应遵守如下原则：4.1 分型面应选择在制品的最大截面处 ,无论塑件以何方位布置型腔 , 都应将此作为首要原则；4.2 有利于保证制品的外观质量 , 分型面上型腔壁面稍有间隙 , 熔体就会在塑件上产生飞边；4.3 尽可能使制品留在动模一侧 , 因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便易行；4.4 有利于保证制品的尺寸精度；4.5 尽可能满足制品的使用要求；4.6 尽量减少制品在合模

14、方向上的投影面积, 以减小所需锁模力；4.7 长型芯应置于开模方向 ,当塑件在相互垂直方向都需设置型心时 ,将较短的型心设置在 4 侧抽芯方 向 , 有利于减小抽拔距离；4.8 有利于排气；4.9 有利于简化模具结构 , 应尽量避免侧向分型或抽芯；4.10 在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便。 对于该设计，在进行制品设计时已经充分考虑了上述原则，从所提供样品采用的分型面可知：第一分型面与开模方向垂直；进行模具设计时，在充分考虑上述原则的基础上，可得出：第二分型面 与制品推出方向平行。5 浇注系统的设计 浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的进料通道，

15、具有传质、 传压 和传热的功能，对制品质量影响很大。他的作用是将塑料熔体顺利地充满到模具行腔深处 , 以获得外 形轮廓清晰 , 内在质量优良的塑料制件 .它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。 该模具采用普通流道浇注系统，其包括：主流道、分流道、冷料穴、浇口。5.1 浇注系统设计原则5.1.1 浇注系统与塑件一起在分型面上 , 应有压降 , 流量和温度的分布的均衡布置；5.1.2 结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置；5.1.3 尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间；5.1.4 浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，

16、有利于排气和补缩， 且应设在塑件较厚的部位， 以使熔料从后断面移入薄断面， 以利于补料；5.1.5 避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生；5.1.6 浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或者易于切除和整修；5.1.7 熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔 接痕的部位、形态，以及对制品质量的影响；5.1.8 尽量减少因开设浇注系统而造成的塑料凝料用量；5.1.9 浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇口应有IT8 以上的精度要求；5.1.10 设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施；5.1.11 尽可能使

17、主流道中心与模板中心重合，若无法重合应使两者的偏离距离尽可能小。5.2 主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。5.2.1 主流道尺寸5.2.1.1 主流道小端直径 d= 注射机喷嘴直径 +0.5 1=4+0.5 1 取 d =5 （ mm）这样便于喷嘴和主流道能同轴对准 , 也能使的主流道凝料能顺利脱出不能很5.2.1.2 主流道球面半径 主流道入口的凹坑球面半径 R,应该大于注射机喷嘴球头半径的23mm反. 之, 两者好的贴合 , 会让塑件熔体反喷 , 出现溢边致使脱

18、模困难 .SR= 注射机喷嘴球头半径 +2 3 取 SR=12+2=14（ mm）5.2.1.3 主流道长度 L，一般按模板厚度确定，但为了减小充模时压力降和减少物料损耗，以短为好， 小模具控制在 50 之内在出现过长流道时，可以将主流道衬套挖出深凹坑，让喷嘴伸入模具。本设计 中结合该模具的结构取 L=35（ mm）5.2.1.4 主流道大端直径 D=d+2Ltg （半锥角 为 1 2 ，取 =2）8取 D=8（ mm）5.2.2 主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部 分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质

19、钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A 等，热处理硬度为 5357HRC。由于该模具主流道较长，设计成分体式较宜。其定位圈的结构尺寸插图5.2.3 主流道衬套的固定 主流道衬套的固定 插图，5.3 冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔， 考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要 求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约10 25mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。 位于这一区域内的塑料的流动性能及成形性能不佳， 如果这里相对 较低的冷料进入型腔， 便会产生次品。 为克服这一现象的影响， 用一个井穴将主流道延长以接收冷

20、料， 防止冷料进入浇注系统的流道和型腔， 把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴 (冷 料井)。冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头及熔体流动的前锋冷料， 以防止冷料进入 型腔而影响制件质量。5.3.1 主流道冷料穴主流道冷料穴常设在主流道的末端，开模时应将主流道中的冷凝料拉出 , 所以冷料穴直径宜稍 大于主流道大端直径 . 由于该模具具有垂直分型面即侧向分型，冷料穴分别开在左右瓣合模上，开模 时，将主流道中的凝料拉出来；侧向分型时，冷料穴中的凝料会制动脱落。Z 形冷料穴其中 D 为主流道大端直径 , 该模具取 d=D=8 (mm),插图5.3.2 分流道冷料穴 当分流道

21、较长时，可将分流道的端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，以储存前锋冷料，其长度为分流道直径的 1.52 倍。 该模具的分流道冷料穴与流道的截面形状相同，直径逐渐缩小的半圆形插图5.4 分流道的设计在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑 料熔体的流动通道，其作用是通过流道截面及方向变化，使熔料能平稳地转换流向注入型腔。分流道 最理想的设计就是把流动树脂在流道中的压降降到最小。 在多种常见截面当中， 圆形截面的压降是最 小的。5.4.1 分流道的形状及尺寸 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、 U 形、半圆形、

22、矩形、六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，希望流道的截面积大、表面 积小。因此可以用流道截面积与其周长的比值来表示流道的效率。各种截面的效率见表圆形矩形六角形半圆形梯形四方形效率见课本59 面因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径，也常用塑 料的分流道直径的推荐值，对于壁厚小于3mm ，质量在 200 克以下的塑件，可以用以下的经验公式确定分型面的直径：B 0.2654 m 4 L式中 B 分流道直径（ mm ） m流经分流道的塑料量（ g） L 分流道的长度（ mm）根据公式计算得修改B 0.27 4 2.62 1/ 4100=2.72 （mm

23、）（故不在适用范围）插图计算结果不在给定的推荐值内，在本设计中取 12mm部分常用塑料常用分流道断面尺寸推荐范围塑料名称分流道断面尺寸 mm塑料名称分流道断面尺寸 mmABS、AS4.89.5聚苯乙烯3.5 10聚乙烯1.69.5软聚氯乙烯3.5 10尼龙类1.69.5硬聚氯乙烯6.5 16聚甲醛3.510聚氨酯6.5 8.0聚丙烯510聚苯醚6.5 10丙烯酸塑料810聚砜6.5 105.4.2 分流道长度 长度应尽量短，且少弯折 该模具分流道的长度为： 1405.4.3 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理 想，因此分流道的内

24、表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 0.63 1.6m，这样表面稍不光滑，有 助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。此处取 Ra=0.8m。5.4.4 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分为平衡式 与非平衡式两种。不管有多少种布置形式，总的来说应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩 小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式5.4.5 分流道与浇口部分的连接插图见课本 635.5.5 浇口结构尺寸的经验计算根据模具的实际情况，再结合所提供经验值得侧浇口和点浇

25、口的推荐尺寸制品壁厚 /mm侧浇口尺寸 /mm点浇口的直径 d（ mm）浇口长度 l/mm深度 h宽度 w0.800.501.00.82.40.51.50.82.42.43.21.52.22.43.30.81.31.03.26.42.22.43.36.41.03.0综上得此点浇口尺寸：6.脱模推出机构的确定注射成形每一循环中，塑料制品必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，模具中这种脱 出塑件的机构，称为脱模机构，也常称为推出机构。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。既首 先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。6.1 脱模推出机构的设计原则制品推出（

26、顶出）是注射成形过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量， 因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则：6.1.1. 结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度，且推出机构应尽量设置 在动模一侧；6.1.2. 保证制品不因推出而变形损坏；6.1.3. 机构简单动作可靠；6.1.4. 保证良好的制品外观；6.1.5 尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。6.2 制品推出的基本方式按模具中的推出零件分6.2.1 推杆推出：推杆推出是一种基本的也是一种常用的制品推出方式，常用的推杆形式有圆形、 矩形、“D”形。6.2

27、.2.塑件采用 4 根推杆推推板推出，推杆与推板采用螺栓连接。推杆与推杆固定板，通常采用单 边 0.5mm 的间隙（由于该套模具各制品的6 根推杆分布比较紧凑，故采用单边 0.25mm 的间隙），这样可以降低加工要求， 又能在多推杆的情况下， 不因由于各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致 而发生卡死现象此推杆与模板上的推杆孔采用 H8/f7 或 H8/f8 的间隙配合；推杆与推杆固定板，通常 采用单边 0.5mm 的间隙； 工作端配合部分的表面粗糙度为 Ra 0.8，推杆的材料常用 T8 、T10 碳素工 具钢，热处理要求硬度 HRC 50，插图 1。 4456.3 带螺纹塑件的脱模机构件强

28、迫脱出。因本设计中，塑件所用的材料是聚乙烯，且精度等级要求的不高，所以比较 适合强制脱模，在此其它脱模方式就不再一一介绍。插图6.4 脱模斜度的确定在注射模一般的设计中， 为了使塑件成型后易于从模具型腔内脱模， 在垂直分型面的定模与动模 型腔和型心工作面上，必须设计出脱模斜度。而本设计因为塑件的形状尺寸特殊，采用的是瓣合模成 型，所以在设计的过程中就不需要再考虑脱模斜度的问题。7 侧向分型与抽芯机构的设计当塑件上具有于开模方向不一致的孔或侧壁有凹凸形状时， 除极少数情况可以强制脱模外， 一般 都需要将成型侧孔或侧凹的零件做成可活动的结构，在塑件脱模前，先将其抽出，然后才能将整个塑 件从模具中取

29、出，完成侧向活动型心的抽出和复位的这种机构就叫做抽芯机构。这种模具脱出塑件的运动有两种情况：一是开模时优先完成侧向分型和抽芯，然后推出塑件；二 是侧想抽芯分型与塑件的推出同步进行。7.1 侧向抽芯机构的分类及特点侧向抽芯机构按其动力来源可分手动、机动、气动或液压三大类。7.1.1 手动侧抽芯：这种模具结构简单、生产效率低、劳动强度大、抽拔力有一定限制，故只在 特殊场合下应用，如试制新产品或小批量生产。7.1.2 机动侧抽芯：开模时，依靠注射机的开模动力，通过侧向抽芯机构改变运动方向，将活动 零件抽出。机动侧抽芯操作方便、生产效率高、便于实现生产制动化，但模具结构复杂。机动侧抽芯 机构形式主要有

30、：斜导柱侧抽芯、斜弯销侧抽芯、斜滑块侧抽芯、齿轮齿条侧抽芯以及弹簧侧抽芯。7.1.3 液压或气动抽芯：在模具上配置专门的油缸或气缸，通过活塞的往复运动来进行侧向抽芯。 这类机构的特点是抽拔力大、抽芯距离长、动作灵活且不受开模过程限制，常在大型注射机中使用。7.2 脱模阻力的计算脱模力是指将塑件从型心上脱出时所需克服的阻力。 它是设计脱模机构的重要依据之一。 脱模阻 力的计算式与抽拔力相同， 由于影响脱模力的因素很多， 例如塑件的壁厚、 塑件包容截面形状的大小、 塑件的性能、成型的工艺参数等，如要全面考虑这些因素较困难，在生产过程中只要考虑主要因素， 因此可按简化公式计算：Q=Ahq （ cos

31、a-sina ）=105.600（KN）式中 Q抽拔力（ N ）A 侧型心被包紧的截面周长（ cm）； h成型部分深度（ cm）； q单位面积积压力，一般取 800 1200（ N/ mm2）； 摩擦系数，取 0.1 0.2 ； a脱模斜度。因为本设计中采用的是瓣合模，所以脱模斜度是零度。7.2 抽拔距的确定 抽拔距：型心从成形位置抽至不妨碍塑件脱模位置所移动的距离称为抽拔距。当原材料确定时， 抽拔力的大小与模具的结构和塑件的形状有密切的关系。 一般抽拔距等于成形侧孔或侧凹的深度加上 23mm 。在结构比较特殊时，当成形的塑件是圆形的线圈骨架时，其抽拔距按以下公式计算：S=约为 18计算结果

32、根据计算结果和塑件的形状分析本设计中采用斜导柱侧抽 芯机构7.3 斜导柱侧抽芯机构斜导柱侧抽芯机构是最常用的一种侧抽芯机构，它具有结构简单、制造方便、安全可靠等特点， 斜导柱侧抽芯结构的常见的几种形式：斜导柱在定模，滑块在动模；斜导柱在动模，滑块在定模；斜 导柱和滑块同在定模；斜导柱和滑块同在动模； 本设计中采用的是斜导柱在动模，滑块在定模的那种。7.4 斜导柱抽芯机构的设计要点7.4.1 斜导柱和滑块孔的配合间隙应有 0.51mm 的间隙，以保证开模瞬间使塑件松动，并使锁紧楔先 脱离滑块，避免干涉抽芯动作。7.4.2 斜导柱的倾角 a 一般取 1525，而锁紧楔的楔角应大于 a，一般为 a+

33、（ 23）。7.4.3 活动型心可以与滑块做成一体，也可以将活动型心安装在滑块上成组合式，其连接必须牢固可 靠。7.4.4 滑块在导滑槽中活动必须平稳顺利，不得发生卡死或跳动现象。7.4.5 为防止滑块在成性过程中受力而移动，需用锁紧楔锁紧。7.4.6 为使滑块在抽芯完毕，停留在规定位置上，必须用定位装置。7.4.7 斜导柱在定模，滑块在动模的结构，必须考虑滑块复位时与推出机构发生干涉的现象。7.5 开模行程及斜导柱的长度的计算7.5.1 开模行程的计算 开模行程是指从模具中取出塑件所需要的最小开合距离，它必须小于注射机移动模板的最大行 程，由于注射机的锁模机构不同，开模行程有不同的计算方式：

34、7.5.1.1 对单分型面注射模，所需开模行程 H 为：SH=H 1+H2+（ 510）mm式中， H 1塑件推出距离（也可以作凸模高度） （mm）；H2包括浇注系统在内的塑件高度（ mm）；S注射机移动板最大行程（ mm）； H所需开模行程（ mm）。7.5.1.2 对双分型面注射模，开模行程为：SH=H1+H2+a+（510）mm式中， a中间板与定模的分开距离（ mm）。7.5.1.3 根据以上情况和对塑件的分析得：S H=H 1+H 2+（ 510） mm=32+34+ （ 510） mm初步定为 72mm7.5.2 斜导柱长度的计算 根据以上的要求，取斜导柱的倾角为22，故斜导柱用于

35、抽芯的有效长度为L=18/sina约为 51.5 综合以后的考虑初步确定其总长为 70mm插图8 合模导向机构的设计利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配形式。8.1.1.6 一般导柱的滑动部分的配合形式按 H8/f8 ，导柱和导套固定部分的配合按 H7/k6 ，导套外径 的配合按 H7/k6 。8.1.1.7 除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保 证推出机构的正常运动。8.1.1.8 导柱的直径应根据模具的大小而决定，也可参考标准模架的数据。8.1.2 本设计中导柱的设计 对以上各个条件的综合考虑，本设计中采用了四根导柱，其布置为等直径导柱对称布

36、置。该模 具导柱安装在动模固定板上，因塑件的尺寸不大所以就没有设置导套，这无论是从加工的角度，还是 从经济的角度都是比较合理的。一个合理的导柱应该使整套模具在合模时，保证导向零件首先接触， 避免凸模先进入型腔，导致模具损坏 . 当动定模板采用合并加工时，也可确保同轴度要求。插图导柱示意图9. 温度调节系统设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑料质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和黏模。模具温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷。当模具温度不均匀时，型心和型腔温度差过大，塑件收缩不均匀，导致

37、塑件翘曲变形，会影响塑 件的形状和尺寸精度。所以在模具中需要设置温度调节系统，使在工作过程中达到理想的温度，才能 产出塑件的所需的要求。注射模设计温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成形具 有良好的产品质量和较高的生产率。所以必须用温度调节系统对模具的温度进行控制。通常温度调节系统包括冷却系统和加热系统两种。对模具是加热还是冷却需要根据塑料的品种， 塑件的结构形状，尺寸大小，生产率及塑料成形工艺对模具的要求等来定。9.1 加热系统热浇道模具以及成形热固性塑料模具到需设加热系统。对大多数热塑性塑料，当成形温度80oC以上时，模具应设加热系统。由于该套模具的模温要求无需设置加热装置。

38、60oC以9.2 冷却系统 一般注射到模具内塑料温度为 200oC 左右，而制品固化后从模具型腔中取出时其温度在 下。热塑性塑料在注射成形后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以 使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模，提高塑件的定型质量和生产效率。G 每次注射的塑料量（包括浇注系统，kg ）-3G=94.90510-3 （kg）n 每小时的注射次数H 焓塑料从熔融状态进入型腔的温度到塑料冷却后的脱模温度焓之差（J/kg ）5H 焓 Cs (t1 t0) =4.2 105 (J/kg )其中 C s塑料的比热容，PE 的 Cs=2554若考虑塑料的溶解潜热，则每千克塑料所放出的

39、总热量为：在不考虑其它热量损失时，可认为塑料所放出的热量等于冷却介质带走的热量，由Q cW（t2 t3）W=12.24（ kg/h ）c（t2 t3）时所需冷却介质的质量（ kg/h ） t 2冷却介质的出口温（ K）t3冷却介质的入口温度（ K） c 冷却介质的比热容W每小由以上计算得冷却水的体积流量为W -3 3 V =0.22 10 （ m/min ）由表 5 23得，该模具的冷却管道直径 8mm，冷却水最低流速为 v=1.66 （m/s）冷却水道的长度为 L 4 210=840（ mm）9.2.3. 冷却系统的设计原则尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡。 冷却水孔的数量越多，孔径越

40、大，则对塑件的冷却的效果越均匀。尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件的壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面 的距离应处处相等。浇口处加强冷却，一般在注射成型时，浇口附近的温度最高。 应降低进水与出水的温差，如果进水与出水的温差过大，将使模具的温度分布不均匀。合理选择冷却水道的形式，对于收缩大的塑件应沿收缩方向开设冷却水孔。合理确定冷却水管接头位置。 冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象，设计时要通盘考虑。冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。9.2.4 冷却装置的结构形式 简单流道式：即通过在模具上直接大孔，并通以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的形式。水

41、道直径为 8mm，在两瓣合模上、下各布置一根，左右对称布置。 螺旋式：其特点是使冷却水在模具中产生螺旋状回路，冷却效果较好，但制造较麻烦，所以现场 一般不采用。隔片导流式：用于多型芯的冷却水道。喷流式：是在型心中间装有一个喷水管，用于长型心的冷却形式。导热杆及导热型心式：在型心上镶有导热性好的合金，冷却水与合金的全部或尾部接触，一提高 冷却效率。综上， 该模具塑料释放的总热量不大， 只在模具型腔周围开设冷却水道即可， 均采用简单流道式。10. 模架的确定和标准件的选用以上内容确定之后，便根据所定内容设计模架。在学校作设计时，模架部分要自行设计；在生产 现场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准

42、模架的形式，规格及标准代号。模板周界尺寸使用括 号内的尺寸时，原组合零件的规定尺寸允许增减。模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核所选模架是否适当， 尤其时对大型模具，这一点尤为重要。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，可选用标准模架180 L，其中 L 取250mm，可符合要求。模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁， 加涂防锈油。两模板之间应有分模隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。10.1 定模座板（ 250 250，厚 30mm）主流道衬套与固定孔为 H7/m6 过渡配合）注射机

43、的模具安装厚度要求。 结构型式：可以是平行垫块、也可以是拐角垫块（该模具采用平行垫块） 。 垫块一般用中碳钢制造，也可用Q235A制造，或用 HT200，球墨铸铁等。垫块的高度计算：h垫块 =h 限钉 +h 顶垫 +h 顶固 +s 顶 +=54mm式中 顶出行程的富裕量，一般为3 6mm，以免顶出板顶到动模垫板10.6 动模座板（ 250 250，厚 25mm）其注射机顶杆孔为 ?40mm；其上的推板导柱孔与导柱采用 H7/m6 配合。10.7 瓣合模（ 180 250，厚 33mm）其导柱孔与导柱为 H7/m6 过渡配合。10.8 推板（ 78 196，厚 5mm ） 在此模具中不是平常说的

44、完全意义的推板，而是直接和推杆固定的一块薄板 11 成形零件的结构设计和计算塑料在成型加工过程中， 用来充填塑料熔体以成型制品的空间被称为型腔。 而构成这个型腔的零 件叫做成型零件。注射模的成形零件包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型心、型环或成形杆等。由于这些成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接触，并且脱模时反复与塑件摩檫，因此要求它有足够的强 度、刚度、硬度、耐磨性和较低的表面粗糙度。同时要考虑零件的加工性和模具的制造成本。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成形杆用以形成制品的局部细节。模 具的成形零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算，塑料模具型腔在成形过程中受到熔体的高压作用，

45、 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，降低制品尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通 过强度和刚度计算来确定型腔壁厚， 尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔， 更不能单纯凭 经验来确定型腔壁厚和底板厚度。11.1 定模（凹模）的设计由于该制品是在比较普通的口杯盖上多出两个对称的凸起，用以装挂环，使口杯便于携带。 如果 光凭经验， 看完塑件的第一反映就是这个设计不怎么难。 可是仔细分析一下它的结构便知道需要两个 分型面才能完成零件的注塑。且还有内螺纹，增加了脱模的难度。综合各种因素得，采用

46、瓣合模。故 需要动、定模部分同时设置型芯。因塑件尺寸不大，出于经济的考虑把凹模做成整体式。见图。型芯 1 2mm。若定模部分采用单一的圆柱型芯， 则瓣合模上的型腔或者此圆柱型芯几乎无法加工。 所以采用组 合型芯，即在单一的圆柱型芯上通过配合套上一个开有8 个槽的圆筒形型芯。1.圆柱型芯如图 10-1（1）采用台肩固定的形式，上底面用定模座板压紧。（ 2）尺寸计算（制品尺寸ds=?100+0.20hs=18 0+0.24ds=?70 +0.20 hs=80+0.20) dM(1) ds=10+0.27+0.22 (mm)式中 塑料的平均收缩率， PA66 为 1.5%图 10-1 圆柱型芯模型取

47、值范围为 0.5 ，0.75 ，该处均取 0.6制品的尺寸公差模具成形零件制造误差（其它误差忽略）当尺寸小于 50mm时，=1/4 ；当制品尺寸大于 50mm时， =1/5 dM=(1+)ds+x0- =7 +0.175(mm) h M=(1+)hs+x 0-=18+0.354+0.414(mm) 0 +0.24 h M =(1+ )hs+x - =8 +0.19 (mm)3)加工工艺序号名称加工内容设备1下料准备 ?16 46mm的圆钢坯料2车削平端面，打中心孔车床 C61363车削粗车大头外圆及端面（至 ?15mm）车床 C61364车削粗车小头外圆及端面（至 ?11、?8mm）车床 C6

48、1365车削精车小头外圆及端面（至 ?10.4 、?7.4mm）车床 C61366钻孔钻 ?5 的孔，深度为 2mm车床 C61367车削精车大头端面及外圆（至 ?14.4mm）车床 C61368热处理淬火，表面硬度达 54 58HRC9磨削精磨小头两外圆 ?10.4 、?7.4 至图纸要求MQ1350A10最后检验4）数控程序：图 10-3N01G92X30 Z70N02G00G42 X7 Z60 S31M03N05G01G91 Z-12N08G01X3N10G01Z-33N12G01X4N14G01Z-5N16G01X16N18G00G90 X30 Z70M02圆筒形型芯见图 10-4T1

49、1 M08 F401）采用台肩固定形式，上底面用定模座板压紧。2）尺寸计算（制品尺寸hs=90+0.20）+0.11 ) D s- x 0 =12.5 +0.055 (mm)hs+x - =9+0.255+0.205 (mm)10-4 圆筒型芯模型（3）加工工艺序号 工序名称加工内容及要求1 下料圆钢 ?25x32mm作坯料2 车削车端面，打中心孔车削粗车大头外圆及端面（至 ?23mm）Ds=?12.5 -0.22设备车床 C6136车床 C61364车削粗车小头外圆及端面(至 ?17mm)车床 C61365钻孔先预钻，后分别钻 ?8、 ?14mm的孔车床 C61366车削精车小头外圆及端面(

50、 ?16.4mm)车床 C61367车削精车大头端面车床 C61368扩孔扩孔至 ?9.5mm车床 C61369铰孔铰孔至 ?10H7车床 C613610铣削粗铣 8 个槽铣床11铣削精铣 8 个槽铣床12车削加心轴倒角 1x30o车床 C613613热处理淬火、表面硬度为 54 58HRC14磨削加心轴粗磨各外圆至图纸要求外圆磨床15钳工研磨型芯各表面，达到表面粗糙度要求二、动模部分的型芯与型腔1. 齿轮型腔(1)采用 4 个型腔为整体式，再通过沉头螺钉紧固在动模固定板上。 (2)尺寸计算(制品尺寸 Ds=?14-0.22 0 D s= ?17.6 -0.24 0 H s=3-0.16 0)

51、+ +0.127 DM=(1+ ) D s- x 0 =14 +0.072 (mm) DM=(1+ ) D s- x 0+ =17.6 +0.12+0.18(mm) HM=(1+ ) Hs- x 0+ =3 -0.051 -0.011 (mm)(3)加工工艺 动模固定板上齿轮型腔安装槽的加工： 按齿轮型腔的外形尺寸铣出安装槽，尺寸可略大于齿轮型腔尺寸(即除了槽的底面，其它精度要求不高) ，但上面所钻、攻的 4 个 M3 的螺纹孔必须以中心线为基准准确定位。序号工序名称加工内容及要求设备1下料2锻造锻坯料至尺寸厚 5、宽 35、长 180mm3划线划线、打样冲， 4 个沉头孔的中心钳工台4钻孔钻

52、 4 个沉头孔钻床5铣削以孔定位铣出型腔的外形铣床6刨削精刨上下面使厚度为 3.4mm刨床7插齿插齿插齿机8热处理淬火，表面硬度达 54 58HRC9磨削粗磨底面，使厚为 3.2mm平面磨床10磨削精磨上表面，使厚度达图纸要求平面磨床11珩齿珩齿珩齿机方案二：对齿轮型腔采用线切割加工：选用DK7716A机床；该机床的主要参数为：工作台行程： 200x160mm最大切割厚度为 50mm 最大切割速度大于 30mm2/min 控制器：单板机加工精度： 0.015mm，Ra=1.252.5 m走丝速度：快进 电极丝材料：钼，直径为 ?0.15 0.4mm。 由于表面粗糙度达不到要求，需再进行电解抛光。2. 动模部分型芯见图 10-5（ 1）该型芯通过动模固定板上的安装孔，用六角螺母及弹簧垫圈固定在模板上。（ 2 ）尺寸计算（制品尺寸da=?50+0.18 d b=?70+0.22dc=?110+0.22+0.18 +0.18 +0.16 +0.16 h a=60hb=40h c=20h d=1.5 0 ） d M=(1+ )