矿泉水瓶盖注射模设计

1、河南工业大学课 程 设 计课 题 ： 矿泉水瓶盖注射模设计专 业 ： 材控0803_ 学生姓名 ： 学生学号 ： 指导老师 ： 王 浩 钢 2011年11月25日 河南工业大学塑料成型课程设计任务书机电工程学院姓 名班级材控0803学 号题 目矿泉水瓶盖模具设计来 源设计任务及要求确定塑件件人（A4图纸）；按中批量生产设计；绘制模具装配图，零件图，编写设计说明书。工作量以相当于2张A0 图纸量为准，具体如下：1、 模具总装图（A1）绘图份人；2、 模具零件图（A4）绘图34张人；3、 设计说明书份人（1520页）。进度要求借绘图教室，准备绘图工具，确定题目，收集资料等。工艺分析、计算，设备选择

2、、方案论证和确定。设计模具结构，绘制工程图，撰写说明书。指导教师答辩，并上交工程图和说明书。发放日期：2011/11/15指导老师： 签字日期： 完成日期：2011/11/26注：此表填写后附在设计说明书封面后。目 录一、塑件的分析 (4) 二、确定型腔数量和排列方式(6)三、注射机型号的选定 (7)四、型腔数量及注射机有关工艺参数的校核 （9）五、浇注系统的设计(11)六、分型面设计(17)七、成形零件的设计 (18)八、导向机构的设计 (24)九、脱模推出机构的设计 (27)十、排气槽的设计 （27）十一、冷却系统的设计(28)十二、设计总结 (32)十三、参考文献 (32) 第1章 绪

3、论随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大

4、型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。本次毕业设计的主要任务是矿泉水瓶盖注塑模具的设计。之所以选择这个设计题目的主要有两方面意义：1、瓶盖是带内螺纹的塑件要求设计时要充分考虑到脱模的方式方法，多分型面结构以及点浇口方式的模具结构设计方法；2、瓶盖属中小型件在我们的日常生活中有一定的普遍性和代表性，为今后的实用性模具设计奠定了基础以更好的服务模具制造业服务社会。本次毕业设计的主要目的：了解模具设计的方法与内容；掌握各类型模具的基本结

5、构以及各零部件与非标准件的设计；熟悉模具材料的性能与应用以及加工方法与加工手段；熟练应用各种模具设计软件，包括CAD、CAXA、Pro/E、UG等；了解模具的发展状况与发展方向。希望通过本次设计为今后的工作奠定一个良好的基础。第一部分 塑件的分析零件三维实体图一、塑件的使用要求耐用，密封性比较好，可以承受较大的冲击力，不易摔坏；好看，有光泽，表面较粗糙；化学性质稳定，可以耐高温（一般低于100oC）。 二、塑件的材料选择及其材料的介绍根据塑件的用途及其使用要求，选用PE（低压）塑料。PE的介绍：1.名称 中文名：聚乙烯英文名：PolyEthylene2. 性能和用途 PE（ Polyethyl

6、ene 聚乙烯），有高密度聚乙烯（低压聚合），低密度聚乙烯（高压聚合），线形低密度聚乙烯，超高分子量聚乙烯等多种，密度在0.91-0.97 g/cm³之间，成型收缩率为1.5-3.6%。熔点在120-140左右，分解温度在270以上。PE的耐腐蚀性，电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，并可以通过氯化，辐照，玻璃纤维等改性增强。高密度聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性；低密度聚乙烯的柔软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨 。低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件，高压聚乙烯适于制作薄膜等，超高分子量聚乙烯

7、适于制作减震，耐磨及传动零件。因此本产品选用低密度聚乙烯。3.成型特点 成型前可不预热；收缩大，易变形；冷却时间长，成型效率不高；塑件有浅侧凹可强制脱模。4. 成型注意事项PE的吸湿性很小，成型前可以不要干燥，如果存偖不当，可在70左右干燥2小时。PE的流动性很好，熔体粘度对压力敏感。产品不宜用直接浇口，以防收缩不均，使内应力增大。同时要注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。PE的收缩范围和收缩值大且方向性明显，易变形翘曲。适合采取慢速冷却。软质的PE塑件有较浅的侧凹槽时，可采用强行脱模。5.主要技术指标密度：0.910.97cm3/g。 熔点：105137oC吸水率：<0.01(24h

8、) 比体积：1.031.06收缩率：1.53.533热变形温度：4.6×105Pa- 6082oC 1.85×105Pa- 48oC抗拉屈服强度:2239MPa 拉伸弹性模量：0.840.92×103MPa 抗弯强度：20.840MPa5.PE的注射工艺参数 注射机类型： 柱塞式 螺杆转速（r/min）： 2050 喷嘴形式： 直通式 喷嘴温度（oC）： 150170 料筒温度（oC）： 前 170200 中 后1401600模温（oC）： 3545注射压力（MPa）： 60100保压力（MPa）： 4050注射时间(s)： 05高压时间(s)： 1560冷却时间

9、(s)： 1560成型周期(s)： 40140三、 塑件的形状及其尺寸通过计算或Pro/E建模分析，塑件质量m1为2.028g，塑件体积V1=2.229cm3。 塑件图第二部分 确定型腔数量和排列方式一、 型腔数量的确定该塑件精度要求不高，又是大批量生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具的制造费用、设备运转费用低一些，初定为一模十腔的模具形式。二、 型腔排列形式的确定该塑件有一圈内螺纹，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，若采用一模十腔，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，

10、制造费用也很高。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7.36（×100=7.36）。因为所用材料为聚乙烯，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，型腔的排列方式采用双列直排，如下图所示： 型腔数目及排布图第三部分 注射机型号的选定一、注射量的计算：从上述分析可得，塑件质量m1为2.028g，流道凝料的质量m2还是还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。从上述分析中确定为一模十腔，所以注射量为 m = 1.6nm1 = 1.6 × 10 ×

11、2.028 = 32.5g二、塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.20.5倍，因此可用0.35nA1来进行估算，所以A = nA1 + A2 = nA1 + 0.35nA1 = 1.35nA1 = 1.35 × 10 × 834.27 = 11262.6mm2式中A1 = d2 = 0.785 × 32.62 = 0.785 × 1062.76 834.27mm2 Fm = Ap型 = 11262.6

12、× 30 = 337877.98 337.88kN式中型腔压力p型取30Mpa（因是薄壁塑件，浇口又是点浇口，压力损失大，取大一些）。三、 选择注射机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用XSZY125卧式注射机，见下表：表 注射机主要技术参数理论注射容量/cm360螺杆直径/mm38注射压力/MPa122注射速率/（g/s）60塑化能力/（g/s）4.8螺杆转速/（r/min）14200喷嘴球半径/mm12锁模方式柱塞式锁模力/kN500拉栏内间距/mm190×300移模行程/mm180最大模厚/mm200最小模厚/mm70定位孔直径/mm55喷嘴孔直径/mm4

13、第四部分 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核一、型腔数量的校核 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数nn = = = 5010型腔数校核合格。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（4.8g/s）； t成型周期，因塑件小，壁厚不大，取30s； m1单个塑件的质量和体积（g或cm3），取m1 = 2.028g； m2浇注系统所需塑料质量和体积（g或cm3），取0.6 × 10m1 二、注射机工艺参数的校核1、注射量校核注射量以容积表示最大注射容积为 Vmax = aV = 0.75 × 60 = 45 cm3式中 Vmax模具型腔和流道的最大

14、容积（cm3）； V指定型号与规格的注射机注射量的容积（cm3），该注射机为60 cm3； a注射系数，取0.75 0.85，无定型塑料可取0.85，结晶型塑料可取0.75，该处取0.75。倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长。所以最小注射量容积Vmin = 0.25V = 0.25 ×60= 15cm3。故每次注射的实际注射量容积V应满足VminVVmax，而V= V1 + 10V1 × 0.6 = 2.229 + 10 × 2.229× 0.6 = 16 cm3 ，符合要求。2、锁模力校核锁模力是指注射机的锁模

15、机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充满型腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。因此，注射机的锁模力必须大于该模的胀型力，即： F k0Ap型 = 1.1 × 337.88 = 371.668kN。而F = 500kN，锁模力校核合格。式中 p型型腔的平均压力（参见塑料模具设计指导表22）； k0锁模力安全系数，一般取k0 = 1.11.2。该处取1.1。3、安装尺寸校核1)主流道小端直径d大于注射机喷嘴D,通常为 d = D + (0.5 1)mm对于该模具D=4(见上表),取d=4.5mm,符合要求.2)主流道入口的凹球面半径SR应大于注射机喷嘴球半径SRO,通常为

16、SR = SRO + (1 2)mm对于该模具SRO=12mm(见上表),取SR=14mm,符合要求。3）最大与最小模具厚度模具厚度H应满足 Hmin < H < Hmax式中Hmin = 70mm，Hmax = 200mm（见上表）。而该套模具厚度H = 25+63+32+32+20+40+25 = 237mm，符合要求。4、开模行程校核开模行程校核 H H1 + H2 +（5 10）mm式中 H注射机动模板的开模行程（mm），取180mm（见上表）； H1塑件推出行程(mm)，取20mm； H2包括流道凝料在内的塑件高度(mm)，其值为 H2= 12+ 35 +（5 10）=

17、52mm 57mm 代值计算，符合要求5、模架尺寸与注射机拉杆内间距校核该套模具模架的外形尺寸为200×250 ，而注射机拉杆内间距为190×300，因280mm 250mm，符合要求。第五部分 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的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满型腔各处，以便获得外形轮廓清晰、内在质量优良的塑件。因此要求充模速度快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，且在塑件上留下浇口痕迹小。它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通浇

18、注系统。一、设计时须遵循如下原则1.结合型腔布局考虑；2.热量及压力损失要小；3.确定均衡进料；4.塑料耗量要少；5.消除冷料；6.排气良好。二、浇注系统的组成普通流道浇注系统一般由主流道，分流道，浇口和冷料穴等四部分组成。三、浇注系统设计为使塑件去掉浇口方便，并结合物料特性，以及塑件的形状，以采用潜伏式浇口为宜。1、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。1） 主流道尺寸（1）主流道小端直径根据所选注射机，则主流道小端直径为d = 注射机喷嘴直径 + （0.5 1） =

19、4 + （0.5 1），取d = 4.5mm。（2）主流道球面半径 SR = 注射机喷嘴球头半径 + （1 2） = 12+ （1 2），取SR = 14mm。（3）球面配合高度 h = 3mm 5mm,取h = 3mm。（4）主流道的长度 尽量小于60mm，由标准模架结合该模具的结构，取L = 25mm（5）主流道大端直径d= d + 2Ltana 6.33mm(半锥角a为10 20，取a =20)，取d= 6.5mm。（6）浇口套总长 L0 = 25 + h + 2 = 30mm。2）、主流道衬套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

20、可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处理淬火后表面硬度为53HRC 57HRC，如下图所示： 浇口套图3）、主流道凝料体积 q主 = d2nL = ()2 ×30 =712.3875mm3=0.7 cm3 4）、主流道剪切速率校核由经验公式 = = 1288/s 5 × 103/s式中:qv = q主 + q分 + q塑件 = 0.7+ 2.604 + 10 ×2.229 = 25.5 cm3Rn = = 2.75mm = 0.275cm主流道剪切速率偏小主要是注射量小、喷嘴尺寸

21、偏大，使主流道尺寸偏大所致。2、分流道设计在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）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。它是浇注系统中塑料熔体由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。1） 影响分流道设计的因素（1） 塑件的几何形状、壁厚、尺寸大小及尺寸的稳定性，内在质量及外观质量的要求。（2） 塑料的种类，即塑料的流动性、收缩率、熔融温度、熔融温度区间和固化温度。（3） 注射机的压力、加热温度及注射速度。（4） 主

22、流道及分流道的脱落方式。（5） 型腔的布置、浇口的位置及浇口的形式选择。2） 对分流道的要求（1） 塑料流经分流道时的压力损失要小。（2） 分流道的固化时间要大于塑件的固化时间，以利于压力的传递及保压。（3） 保证塑料熔体迅速而均匀地进入各个型腔。（4） 分流道的长度应尽可能短，其容积小。（5） 便于加工及刀具的选择。（6） 每节分流道要比下一节分流道大10% 20%。3） 分流道长度长度应尽量短，且少弯折第一级分流道 L1 = 74mm第二级分流道 L2 = 10mm4） 分流道的布置形式 分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此采

23、用平衡式分流道。如下图所示：分流道布置5） 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积 （1）形状及截面尺寸 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。梯形截面对塑料熔体及流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式来确定截面尺寸，即 B = 0.2654· = 0.2654 × × = 1.5mm根据参考文献1取B=4mm。 H = B = × 4 = 2.67mm 取H = 3mm 分流道L1截面形状如下图所示分流道截面形状从理论上讲L2分流道可比L1截面小10%，但为了刀具的统一和加工方便，在分型面

24、上的分流道采用一样的截面。（2）凝料体积 分流道长度 L = （74 + 10 × 5）× 2 = 248mm 分流道截面积 A = × 3 = 10.5mm2 凝料体积 q分 = 248 × 10.5 = 2604 mm3 = 2.604 cm36） 分流道剪切速率校核采用经验公式= = =2.17×103/s在5×102 5×103之间，剪切速率校核合格。式中 = = = 5×2.229 = 11.145cm3Rn = = = 0.1755cm式中 t注射时间，取1s； A实际流道的截面面积（cm2），即梯形面

25、积（0.105 cm2）； L实际流道的周边长度（cm），即梯形周长（1.3cm）。7） 分流道的表面粗糙度分流道的表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.8m1.6m 即可，在此取1.6m。3、浇口的设计浇口也称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面尺寸最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。浇口的作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑料以后，浇口应按要求迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的熔体回流。浇口的设计与塑件的形状、截面尺寸、模具结构、注射工艺参数（压力等）及塑料性能等要素有关。浇口的截

26、面尺寸要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭。便于与塑件分离或切除，且浇口的痕迹不明显。塑件的质量缺陷，如憋（困）气、收缩、银丝（夹水纹）、分解、波纹（冲纹）、变形等，往往都是由于浇口设计不合理所造成的。1）浇口选用根据外部特征，外观表面质量要求比较高，应看不到明显的浇口痕迹，圆周上布满了防滑直纹，因此采用点浇口，在开模时浇口自行剪断，几乎看不到浇口的痕迹对于这类小型薄壁塑件。2） 潜伏式浇口尺寸的确定 由经验值，d=2mm,=10°。 浇口截面形状3） 浇口剪切速率的校核由点浇口的经验公式得 = = = 61244.488/s = 6.1 × 104/s为10

27、4/s 105/s，剪切速率校核合格。 4、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小段塑料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10mm25mm的深度有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型性能不佳，如果这段温度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料防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把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）。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相

28、同或略大一些，深度为直径的1倍1.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。冷料穴有6种形式，常用的是端部为Z字形拉料杆的形式，具体要根据塑料性能和模具结构形式合理选用。1）主流道冷料穴如下图所示,采用半球形,并采用球形头拉料杆,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。冷料穴 第六部分 分型面设计分型面为定模与动模的分界面。合理地选择分型面是使塑件能完好的成形的先决条件。分型面的形状一般为平直分型面,有时由于塑件的结构形状较为特殊,需要采用倾斜分型面、曲面分型面、阶梯分型面或瓣合分型面，有多个分型面时，为了便于看清模具的工作过程，应标出模具分型

29、的先后顺序，如I、II、III或A、B、C等。一、分型面的选择原则（1）分型面应选在塑件的最大截面处。（2）不影响塑件外观质量，尤其是对外观有明确要求的塑件，更应注意分型面对外观的影响。（3）有利于保证塑件的精度要求。（4）有利于模具加工，特别是型腔的加工。（5）有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设置。（6）便于塑件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。（7）尽量减小塑件在合模平面上的投影面积，以减小所需锁模力。（8）便于嵌件的安装。（9）长型芯应置于开模方向。二、分型面的设计 如下图所示： 分型面图第七部分 成形零件的设计模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。成型零件包括凹模

30、、型芯、镶件、成型杆和成型环等。成型过程中成型零件受到塑料熔体的高压作用，料流的冲刷，脱模时与塑件间发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状、较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外还要求成型零件具有合理的结构和良好的加工工艺性，具有足够的强度、刚度和表面硬度。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及精度要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位和冷却水道的布置等，然后根据成型零件加工、热处理、装配等要求进行成型零件的结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对重要的成型零件进行刚度和强度的校核。一、成型零件的结构设计1.凹模（型腔）凹模是成型塑件外表面的重要零件，

31、按其结构可分为整体式和组合式两大类。 瓶盖周围上均匀分布着防滑直纹，若凹模制成整体式，则直纹用机械加工方法很困难（没有退刀位置），若制造一个电极来加工防滑直纹，成本也比较高。整体模板都要用价格较贵重的模具钢，维修也不方便。因此，瓶盖圆周部分若采用局部嵌入式凹模，上述存在的问题能够很方便地得到解决，如下图所示，嵌件外径尺寸按经验，取46mm.凹模嵌件2、凸模（型芯） 型芯是一个带有三圈螺纹的、且牙型不高的整体式型芯，如下图所示：螺纹型芯二、成型零件钢材的选用瓶盖是大批量生产，成型零件所选用钢材耐磨性和抗疲劳性能应该良好；机械加工性能和抛光性能也应良好。因此构成型腔的嵌入式凹模钢材选用SM1。定模

32、板构成瓶盖顶部花纹，成型时有料流的冲刷，但没有脱模时塑件的摩擦，因此采用45钢调质。螺纹型芯因为是采用强制脱模，磨损三、成型零件工作尺寸的计算偏1、产生偏差的原因1）、塑料的成型收缩成型收缩引起制品产生尺寸偏差的原因有：预定收缩率（设计算成型零部件工作尺寸所用的收缩率）与制品实际收缩率之间的误差；成型过程中，收缩率可能在其最大值和最小值之间发生的波动。S=(Smax-Smin)×制品尺寸S成型收缩率波动引起的制品的尺寸差。Smax、Smin 分别是制品的最大收缩率和最小收缩率。 2）、成型零部件的制造偏差工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和装配偏差。3）、成型零部件的磨损2、本产品为PE

33、制品，属于大批量生产的小型塑件，预定的收缩率的最大值和最小值分别取.35%和.15。凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数x取值可在0.50.75的范围之间。塑件尺寸公差按SJ137278标准中的6级精度选取。1）型腔径向尺寸：LM = (1 + s)LSx+z0 =(1+0.025×32.50.58×0.52+0.52/50=29.5+0.1040式中 s塑件平均收缩率s = =0.025,根据参考文献2中的附录B（取=0.035，=0.015）； LS塑件外径尺寸（取32.5）； x休正系数（取0.58）； 塑件公差值，根据参考文献2中的表3-9（取0.

34、52） z制造公差（取/5）。2）螺纹型芯径向尺寸（1）螺纹型芯大径 dM大 = (1 + s) dS大 + 中0-z = (1+0.025)×28.5+0.03×50-0.03 = 29.50-0.03式中 dS大塑件内螺纹大径基本尺寸（取28.5）；中塑件内螺纹中径公差（取制造公差z的5倍）；z中径制造公差，根据参考文献1中的表9.4-10（取0.03）。 （2）螺纹型芯小径 dM小 = (1 + s) dS小 + 中0-z = (1+0.025)×26+0.03×50-0.03 = 26.850-0.03式中 dS大塑件内螺纹小径基本尺寸（取28）

35、。 （3）螺距工作尺寸 TM = tS( 1 + s) ± =3.5×(1+0.025) ± =3.613 ± 0.0153）型腔深度尺寸 HM = (1 + s)hx+z0 = (1 + 0.025)×120.56×0.44+0.44/50 =12.254+0.0880式中 h塑件高度最大尺寸（取12）； x修正系数（取0.56）； 塑件公差值，根据参考文献2中的表3.9（取0.44）。 4）型芯高度尺寸 hm = (1 + s) H + x0-z = (1+0.025)×9+0.58×0.440-0.44/5

36、= 9.730-0.088 式中 H塑件孔深最小尺寸（取9）； x修正系数（取0.56）； 塑件公差值，根据参考文献2中的表3.9（取0.44）。注：瓶盖螺纹是一个非标准型螺纹，螺距4.5，牙型高度比较小，在螺纹结构设计上，适合与强制脱模，所以螺纹中径和标准相差很大，就不做计算了，瓶盖在使用中满足要求。四、成型零件强度及支承板厚度计算塑料模具型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用，应具有足够强度和刚度,如果型腔侧壁和底板厚度过薄,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,降低塑件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和底框厚度

37、,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。模具型腔壁厚的计算，应以最大压力为准。理论分析和生产实践表明，大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要矛盾，型腔壁厚应以满足刚度条件为准；而对于小尺寸的模具型腔，强度不足是主要矛盾，设计型腔壁厚应以强度条件为准。以强度计算所需要的壁厚和以刚度计算所需要的壁厚相等时的型腔内尺寸，即为强度计算和刚度计算的分界值。在分界值不知道的情况下，应分别按强度条件和刚度条件计算出壁厚，取其中较大值作为模具型腔的壁厚。1）型腔侧壁厚度（按整体式圆筒形凹模计算） s = 1.14h() = 1.14 × 18.5() =

38、11.57mm式中 p型腔压力（取30MPa）； E材料弹性模量（取2.1 × 105MPa）； P根据注射塑料品种，模具刚度计算许用变形量。 P = 25i1 = 25 × 0.6358 = 15.90 0.016mm式中 i1 = 0.35W + 0.001W = 0.35 × 17.25 + 0.001 × 17.25 0.61862 + 0.01752 = 0.63587mm； W型腔半径。型腔侧壁是采用嵌件，嵌件单边厚度选7mm，两型腔之间受力是大小相等、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满足结构设计的条件就可以了。型

39、腔与模板周边的距离有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大得多（200 115）/2 = 42.511.57，所以完全可以满足强度和刚度的要求。2）支承板厚度支承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 × 250这个大类范围内，垫块之间的跨度大约为140mm，根据型腔的布置及型芯对支承板的压力，就可计算得到支承板的厚度，即 T = 0.54L() = 0.54 × 140() = 37.65mm式中 支承板刚度计算许用变形量， = 25i1 = 25 × 1.08 = 27m = 0.027mm i1 = 0.3

40、5 × W + 0.001 × W = 0.35 × 140 + 0.001 × 140 = 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支承板的长度，取250mm； 10个型芯投影到支承板上的面积。 单件型芯所受压力的面积为 A1 = d = 0.785 × 30.52 = 730.2465mm2 10个型芯的面积为 = 10 A1 = 7302.46 mm2此支承板厚度计算尺寸为37.65，对于小型模具还可减小一点，可利用两根推板导柱来对支承板进行支撑，这样支承板厚度可近似

41、为Tn = （） = （） × 37.65 = 15mm因此,支承板厚度可取得稍薄一点,取标准厚度32.第八部分 导向机构的设计导柱导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种。一、 导柱导向机构的作用1.定位件用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确，在模具的装配过程中也起定位作用，便于装配和调整。2.导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。3.承受一定的侧向压力。二、设计导柱和导套时注意以下几点：（1）导柱应合理地均匀分布在模具分型面的

42、四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。（2）导柱的长度应比型芯端面的高度高出68mm，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。（3）导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，常采用20#低碳钢经渗碳0.50.8mm，淬火4855HRC，也可 T8A碳素工具钢，经淬火处理。（4）为了使导柱能顺利地进行进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。（5）导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。（6）一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径懂得配合按H7/k6。（7）除了

43、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）导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考标准模架数据选取。三、导柱导套的选择1. 导柱导套结构形式及尺寸如下图所示：导柱的结构形式导套的结构形式 其材料采用T8A经淬火处理，硬度为5055HRC。导柱、导套固定部分表面粗糙度Ra为08m，导向部分表面粗糙度Ra为0.80.4m。具体尺寸如上图所示。导柱、导套用H7/k6配合镶入模板。2. 导柱的布置采用等径导柱对称布置，如下图所示：导柱的布置形式第九部分 脱模推出机构的设计 在注射成型的每一个循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中

44、这种脱出塑件的机构称为脱模机构（或称推出、顶出机构）。推出是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出不可忽视的。一、推出机构的组成推出机构由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件组成。即推件板、推件板紧固螺钉、推板固定板、推杆垫板、顶板导柱、顶板导套以及推板紧固螺钉。二、设计原则（1）推出机构应尽量设在动模一侧；（2）保证塑件不因推出而变形损坏；（3）机构简单动作可靠；（4）良好的塑件外观。（5）合模时的正确复位。第十部分 排气槽的设计瓶盖成型型腔体积比较小，约为3.1cm3,注射时间约为1s，采用的是潜伏式浇口向型腔顶部倾斜，塑料熔

45、体先充满型腔顶部，然后充满周边下部，这样型腔顶部不会造成憋气现象，气体会沿着分型面和型芯与推件板之间的轴向间隙向外排出。如果对于中大型塑件一定要通过计算，开设一定量的排气曹，方可保证产品质量。一、开设排气槽应注意以下几点。（1）根据进料口的位置，排气槽应开设在型腔最后充满的地方。（2）尽量把排气槽开设在模具分型面上。（3）对于流速较小的塑料，可利用模具的分型面及零件配合的间隙进行排气。（4）排气槽的尺寸，要视塑料的种类，通常为0.01 0.03。（5）当型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或可活动的型芯时，可在型腔相应部位镶嵌经烧结的金属块（多孔合金块）以供排气。第十一部分

46、冷却系统设计一、注射模冷却系统设计基本原则：熔体热量95%由冷却介质（水）带走，冷却时间占成型周期的2/3。注射模冷却系统设计原则：1、冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大 型腔表面的温度与冷却水道的数量、截面尺寸及冷却水的温度有关。2、冷却水道至型腔表面距离应尽量相等 当塑件壁厚均匀时，冷却水道到型腔表面最好距离相等，但是当塑件不均匀时，厚的地方冷却水道到型腔表面的距离应近一些，间距也可适当小一些。一般水道孔边至型腔表面的距离应大于10mm，常用1216mm.3、浇口处加强冷却 塑料熔体充填型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度就越低，因此浇口附近应加强冷却，通常将冷却水道的入口处设置在浇口

47、附近，使浇口附近的模具在较低温度下冷却，而远离浇口部分的模具在经过一定程度热交换后的温水作用下冷却。4、冷却水道出、入口温差应尽量小 如果冷却水道较长，则冷却水出、入口的温差就比较大，易使模温不均匀，所以在设计时应引起注意。5、冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置 聚乙烯的收缩率大，水道应尽量沿着收缩方向设置。冷却水道的设计必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度；冷却水道要易于加工清理一般水道孔径为10mm左右，不小于8mm。根据此套模具结构，采用孔径为8mm的冷却水道。冷却系统的结构设计：中等深度的塑件，采用点浇口进料的中等深度的壳形塑件，在凹模底部附近采用与型腔表面等距离

48、钻孔的形式A、 冷却系统从模具中带走热量：Q=KATt/3600 (J)A 冷却介质传热面积（m2）:A=dL。 冷却管道直径（m）; L 冷却管长度（m）; K 冷却管壁与介质间的传热膜系数J/（m2hC） K=0.032x/d(vd/)0.8(gC/)0.4 . 冷却水的平均导热系数(w(/mk)；f 与冷却介质温度有关的物理系数；g 重力加速度（m/s） v 冷却介质在管中流速（m/s）; 冷却介质在该温度下的密度kg/m3,水在30时取为0.996×103kg/m3。d. 冷却管直径；T 模温与冷却介质的平均温差（）；t 冷却时间； 水温与f关系平均水温202530354045f6.456.847.227.607.988.31二、冷却管尺寸（直径d，长度L、面积A=dL）1、忽略其他散热，冷却介质流量。V=WQ/（t-t） (m/min)C 介质比热J/kg.C，水为4.187x10；W 单位时间内注入模具中塑料重量（kg/min）;Q