酒瓶内盖注塑模具设计说明书

1、容提要本模具为一个红酒酒瓶盖的注塑模具。 设计分为整体装配图设计和所用各零 件的设计。 本设计从实际生产条件出发， 结合相关理论给出了生产此类塑料制件 的模具设计解决方案， 涉及塑料的工艺性能、 模具设计、 以及机械设计等相关知 识。该产品采用PE塑料进行注塑成型，成型方式为一模四腔。该设计根据产品 材料和结构特点，对产品进行了工艺性分析 , 选用了合理的注射成型工艺参数， 确定了所需的和成型设备模具的总体结构 , 同时对模具的细节部分进行了结构设 计和一些必要的尺寸计算和强度校核此外， 论文还对分型面、 浇注系统、 脱模机 构、成型部件和温度调节系统进行了分析设计， 最终完成了产品的三维实体

2、造型、 二维零件图和装配图，以及加工工艺规程。AbstractThis is the injection plastic mould ,which is the cover of one kind of wines. It inclouds installing drawing and parts of the total drawing ,under the circum stance of real produce mert and associated with referring theory knowledges such as the properties of plastic m

3、ould design, manchining manufacture, design of machinery,the designives one general kind of solution about manufacturing of plastic products by mould.The product is injection molded through PEplastic, and the formation way were four mold cavities. The design analyze the product's process, determ

4、ine the plastic's process parameter and injection-molding machine, determine the mold's overall plan ,analyze and solve the mold's overall structure and each working part's concrete structure, and carry on someessential size calculation and intensity examination. In addition, the des

5、ign also analyze the parting surface、 the gating system 、the mold emptier and the temperature control system, complete the three-dimension model and two-dimension assembly drawing of the product. Finally, the processing flow char of core. To here, the design have completed each work which was reques

6、ted by the mold design.目录容提要 IAbstract n前 言 31 塑件的工艺性分析 51.1 产品技术要求 51.2 塑件工艺分析 51.3 材料收缩率及塑件的尺寸精度分析 2 注塑模的设计要点 83 注塑模的设计 93.1 注射模与注射机的关系 83.2 分型面的设计 103.3 浇注系统与排溢系统的设计 113.4 成型零件的设计 153.5 合模导向机构的设计 193.6 推出机构的设计 213.7 温度调节系统的设计 233.8 模架的设计 254 模具装配的工艺过程设计 254.1 模具总的装配程序 264.2 模具装配要点 265 模具的安装、调试及维护

7、 286设 计 总 结 30参考文献 31附录 .32致 .33大学四年时光转瞬即逝。 在惊叹时光飞逝的同时， 我们也面临着毕业设计的 来临。毕业设计作为本科四年的学业安排， 是对大学四年所学知识的一场大检测， 是对大学四年专业知识的一次全面总结， 也是在参加工作前对理论知识的进一步 加强和巩固，并进行的一次全面实践 ，对模具设计的全过程的学习。模具是工业生产中极为广泛的主要工艺装备， 采用模具生产零部件， 具有高 效、节材、成本低、保证质量等一系列优点，是当代工业生产的重要手段和工艺 发展方向。 许多现代工业的发展和科技水平的提高， 在很大程度上取决于模具工 业的发展水平。 因此， 模具工业

8、以成为国民经济的基础之一。 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

9、。塑料以成为在钢铁、 木材、水泥之后的第四代工业基础材料， 越来越广泛地 在各行各业应用。其中注塑成型在塑料的各种成型工艺中所占的比例也越来越 大。随着社会的经济技术不断发展， 对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同 程度的提高。 塑料制品的造型和精度直接于模具设计和制造有关系， 对注塑制品 的要求就是对模具的要求。 有人说，模具是现代工业之母。 新的世纪已经到来了， 世界各国对模具生产技术非常重视， 出现许多新工艺、 新技术。 从而促进模具制 造技术的不断提高和发展。 一个国家模具生产能力的强弱、 水平的高低， 直接影 响着许多工业部门的新产品更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。塑料制

10、品生产中先进合理的成型工艺、 高效的设备、先进的模具是必不可少 的重要因素。塑料模具对实现塑料成型工艺要求和塑件使用要求起着十分重要的 作用。任何塑件的生产和更新换代都是以模具更新为提前的，由于目前工业和民用塑件的产量猛增，质量要求越来越高，因而导致了塑料模具研究、设计和制造 技术的迅猛发展。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， 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，塑料在其中固化成型。本次毕业设计的主要任务是红酒酒瓶盖注塑

11、模具的设计。 也就是设计一个注 塑模具来生产酒瓶盖产品，以实现自动化提高产量。针对酒瓶盖的具体结构，通 过此次设计，使我对注塑模具设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过 查阅大量资料、手册、标准，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型 零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统 的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。此次设计是在导师的带领下通过同学的热情帮助进行的首次毕业设计。在 此，衷心感何晓明老师的悉心指导和身边同学的热心帮助！对于此次毕业设计， 肯定难免存在很多的错误和漏洞，还敬请各位老师和同学给予耐心指正。 谨表

12、示 感！1塑件的工艺性分析1.1产品技术要求该塑件是酒瓶盖，如图1-1所示为塑件零件图，该塑件材料为PE(聚乙烯)， 塑件要求生产纲领为大批量生产。(1)使用性能对于表面粗糙度的要求不高，但也不能有粗糙感。外观平整，光滑，不能有制造缺陷，如气泡、凹陷、烧焦、疤痕、银纹图1.1工件简图1.2塑件工艺分析1.2.1. PE材质简介据注塑制品与注塑模具设计(化学工业 付宏生 京华 主编2003年办版) 介绍。聚乙烯无味，无毒、呈乳白色。密度为 0.910.96g/cm3为结晶型塑料。 聚乙烯有一定的机械强度，但和其他塑料相比其机械强度低，表面硬度差。聚乙烯的绝缘性能优异，常温下聚乙烯不溶于任何一种已

13、知的溶剂，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸以及各种浓度的碱、盐溶液。聚乙烯有高度的耐水性，长期接触水其性能可保持不变。聚乙烯透水气性能 较差，而透氧气和二氧化碳以及许多有机物质蒸汽的性能好。聚乙烯在热、光、氧气的作用下会产生老化和变脆。一般高压聚乙烯的使用 温度约在80C左右，低压聚乙烯为100C左右。聚乙烯能耐寒，在-60 C时仍有较好的机械性能，-70 C时仍有一定的柔软性。聚乙烯成型时，在流动方向与垂直方向的收缩率差异较大。注射方向的收缩 率大于垂直方向的收缩率，易产生变形，并使塑件浇口周围部位的脆性增加； 聚 乙烯收缩率的绝对值较大，成型收缩率也较大，易产生缩孔；冷却速度慢，必须

14、充分冷却，且冷却速度要均匀；质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。1.3材料收缩率及塑件的尺寸精度分析影响塑料制品的尺寸精度的主要因素是材料的收缩和模具的制造误差。据塑料注射模具设计实用手册(宋于恒 主编 航空工业1994)表2- 1聚乙烯 (PE 1.5%3.5%。，分析时都采用S=2.5%由于对于制品的精度无特殊要求， 参照表3-2精度等级的选用(SJ/T10628-1995 )，则可取精度等级为IT6。根据 GB/T14486-1993规定，参照下表的收缩特性和选用的公差等级表，可得到制件 的公差等级为MT7表收缩特性和选用的公差等级收缩率特性值 S(%)公差等级标准公差尺寸未标准公差

15、尺寸高精度一般精度>01MT2MT3MT5>12MT3MT4MT6>23MT4MT5MT7>3MT5MT6MT7类别塑料品种建议采用的精度等级高精度一般精度低精度1聚苯乙烯（PS）ABS聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA聚碳酸酯（PC聚砜（PSU聚苯醚（PPO酚醛塑料（PF）氨基塑料30%玻璃纤维增强塑料3452聚酰胺 6、66、610、9、1010（ PA氯化聚醚（CPT聚氯乙烯（硬）（HPVC4563聚甲醛（POM聚丙烯（PP）聚乙烯（高密度）（HDPE5674聚氯乙烯（软）（LPVC）聚乙烯（低密度）（LOPE678注：1.其他材料可按加工尺寸稳定性，参照上表选择精度等级

16、。2.1、2级精度为精密技术级，只有在特殊条件下采用。3.选用精度等级时应考虑脱模斜度对尺寸公差的影响。2 注塑模的设计要点PE 塑料它是属于通用塑料，该产品是通过注塑成型的。它的原理是将颗粒 或粉状塑料从注塑机的料中送进加热器中， 经加热熔化， 在受压的情况下， 把它 注到成型的型腔中，再冷却成型。注塑成型它的周期短，能成型复杂的、尺寸精 确的制件。它的成型工艺过程包括如下： 成型前的准备， 注塑过程，塑件后处理。 注塑过程它是一个比较关键的进程， 各个步骤都要控制好， 这对塑件的质量和形 状起着至关重要的作用。 注塑成型的核心问题是： 就是采用措施得到良好的塑料 熔体，并把它注塑到型腔中去

17、，在控温下，使塑件达到所要求的质量。温度、注 塑压力、时间是其最关键的工艺参数。注塑模包括：成型零部件、合模导向机构、 浇注系统、侧向分型与抽芯机构、 推出机构、加热和冷却系统、排气系统、支承零部件。只有处理好各个环节的制 约关系，才能设计出一副较好的模具来， 一副模具设计出来， 把它装在注塑机上， 还要通过校核，才能投入生产。因此注塑模与注塑机的关系也是至关重要。3 注塑模的设计3.1 注射模与注射机的关系注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了 解注射机的技术规，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确 定模具结构形

18、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、 最大和最小模具厚度、 推出形式、 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匹配的注射机， 倘若用户已提供了注射机的型号和规格， 设计人员必须对其他进行校核， 若不能 满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。3.1.1. 注塑机的选用塑件体积和质量的确定：V圆顶=n r2 h=3.14 X 13X2X 13=1061.32mmV 圆柱仁 n ri2 h=3.14 X 9X 9X 30=7630.2 mnBV圆柱 2=n r22 h=3.14 X 8.2 X 8.2 X 3

19、0=6334 mn3V盖=V圆顶 +V 圆柱=1061.32+ (7630.2 6334) =1061.32+1296.2=2357.5 mm3m= p v=2.358 X( 0.91 0.96 ) =2.15g 2.26g根据前面的分析， 塑件的形状大小， 塑件的结构特征及模具最小厚度、 最大 厚度的估算值选用 XS-ZS-22 型注射机，该注射机的基本参数如下： 额定注射量为 20cm3 , 螺杆直径 D=20mm, 注射压力 75MPa 锁模力 F=250KN，拉杆间距 d=235mm,开模行程 s=160mm,模具最大厚度 d=180mm,模具最小厚度 d=60mm,喷嘴球半径 d=S

20、R12.3.1.2. 型腔数目的确定(1) m 1浇注系统凝量的计算该注射模采用点浇口d=0.5 1.5mm L=0.5 2mn,a =6° 15°, B =60° 90V小圆柱=4.71 mm3V 圆台=43.75 mm3V浇=2X V圆台 + V 小圆柱=2X 43.75+4.71=92.1 mm3(2) 按注射机最大注射量确定型腔数量 n 得：n < (Kmm1)/m(3.1 )nW (0.8 X 22-0.092)/2.358 < 7其中n是型腔数目，K是注射机的最大注射量的利用系数，取0.8 , m是注射机的最大注射量 (cm), m1 是浇

21、注系统的塑料的质量体积。根据对塑件的精度 要求及型腔的排布， n=43.1.3. 最大注射量的校核nm+m1Wkmp(3.2)4 X2.358+0.092=9.5 17.5式中mp是注射机充许的最大注射量(g或cm3 )。满足nm+n2<80%rffi所以能保证注射模所需熔体总量在注射机的最大注射 围。3.1.4. 锁模力的校核当高压的塑料熔体充满模具型腔时， 会产生使模具分型面涨开的力， 这个力 的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压力， 它应小 于注射机的额定锁模力FP，才能保证注射时不发生溢料现象即：Fz=p(nA+A1)<Fp(3.3)( 其中 Fz

22、为熔融塑料在分型面上的涨开力，N)A=n r2 =3.14 X 13X 13=530.66A 1=n r12 =3.14 X 1.5 X 1.5=7.07F z=(1015)X (4XA+7.07)=2129731945.5NF z<Fp=250KN其中 A 是塑件在分型面上的投影面积， A1 是浇注系统在分型面上的投影面 积。P是塑料熔体对型腔的成型压力，其大小一般约为注射机的80流右。由上式可得它也是符合要求。3.1.5. 注射压力的校核PE塑料是综合力学性较好的塑料，粘度不高，精度要求也比较低，根据塑 料模具技术手册，它所需的压力一般选80100Mpa即可。经查得此注射机的注 射压

23、力为75Mpa所以由此可得它的压力也是足够的。喷嘴尺寸的查表得它的球 面半径为SR12,则F2=SR+0.5-1,这样有利于主流道的凝料脱出。3.16 开模行程的校核注射机的开模行程是有限制的， 塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小 于注射机的最大开模距离， 否则塑件无法从模具中取出。 开模行程可按下式校核： S> Hi+H2+(5 10)+ai+a2(3.4 )=28+30+10+15+35=11 8 160mm所以也是符合的。由上述数据可以确定，选择 XS-ZS-22型注射机，是合适 的。选择好的注射机是得到高质量塑件的重要前提， 因此这个步骤是必不可少的。3.2 分型面的设计打开

24、模具取出塑件或浇注系统的凝料的面， 称之为分型面。 分型面是决定模 具结构形式的一个重要因素，它的设计受到塑件的形状、壁厚、和外观、尺寸精 度、及模具型腔的数目等诸多因素的影响。 在塑件设计阶段， 就应考虑成型时分 型面的形状和位置， 否则无法用模具成形。 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，对塑件质量、工艺操作 难易程度和模具的设计制造都有很大影响。 因此，分型面对选择是注射模设计中 的一个关键因素。3.2.1. 型腔的布局由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关， 因而型腔的排布在设计中加以综 合考虑。 由于是一模四腔， 应该使型腔的每一处都有

25、足够的压力， 同时保证塑件 充满型腔每一处，所以，采用短形对称布置。图3.1型腔排布图3.2.2. 分型面设计该模具采用的是全开分型面，其分型面的设计原则满足了以下几项原则：(1) 有利于塑件的顺利脱模。(2) 应保证塑件的质量要求。(3) 便于模具的加工制造。(4) 应保证塑件的精度要求。(5) 有利于排气效果。该模具的成型面的设计可以见装配图，它基本符合上述要求。3.3浇注系统与排溢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，对塑件质量的影响很大。它分为普通流道浇注系统和热流道 浇注系统。3.3.1. 浇注系统的设计经分析计算，此塑件采用普

26、通流道系统，由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成。其结构图如下图所示:图3.3 浇注系统示意图浇注系统是将来自注塑机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输教送到型腔， 同时 使型腔的气体能及时顺利排出，在塑件熔体填充凝固的过程中，将注塑压力有效 地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整、外质量优良的塑件。浇注系统的设计的一般原则：(1) 了解塑件的成型性能。(2) 尽量避免或减少产生熔接痕。(3) 有利于型腔中的气体排出。(4) 防止型芯的变形和嵌件的位移。(5) 尽量采用较短的流程充满型腔。(6) 流动距离比和流动面积比的校核。3.3.2. 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注塑机喷嘴与模具接触处开始到分

27、流道为止的塑 件熔体的流通通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的 流动速度和充模时间有较大的影响。 在注塑机上，主流道垂直分型面。为了使凝 料从其中顺利推出，需设计成圆锥形，锥角为4°，表面粗糙度RcK0.8,主流道 部分在成型过程中，其小端入口处与注塑机及一定温度、 压力的塑料熔体要冷热 交替反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成 可拆，采用碳素工具钢即T8A淬火到5357HRC3.3.3. 分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间的通道。 此副模具采用圆形的截面形状对于壁厚为0.8mm,质量在20g以下的塑件，分流道的表面粗糙度

28、Ra要求比较高， 一般取1.6um左右。分流道在分型面上的布置的形式，它必须遵循以下两方面的 原则，即一方面排列紧凑，缩小模具板面的尺寸，一方面流程尽量短，锁模力力 求平衡，该模具采用平衡式的分流道。分流道的布置， 分流道的布置也根据型腔的位置而定， 型腔位置确定要考虑 模具在分型面上力的平衡问题， 它的要反作用力， 以及锁模力就作用于主流道中 心。3.34 浇口的设计浇口亦称进料口， 是连接分流道与型腔的通道。 它是整个浇注系统的关键的 部位。其形状、大小及位置应根据塑件大小、形状、壁厚、成型材料及塑件技术 要求等进行而确定。该塑件采用的是点浇口，它一方面通过截面积的突然变化， 使分流道输送

29、来的塑料熔体的流速产生加速度， 提高剪切速率和剪切热， 使其顺 利充满型腔。 另一方面改善塑料熔体进入型腔的流动特性， 可控制填充时间、 冷 却时间及塑件表面质量， 同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流， 并便于浇口凝 料与塑件分开的作用。3.3.5. 浇口的位置的确定设计中，浇口的位置及尺寸的要比较严格的， 初步试模，必要时还需要修改。 因此浇口的位置的开设， 对成型性能及成型质量的影响是很大的。 一般在选择浇 口位置时，需要根据塑件的结构工艺及特征，成型质量和技术要求，综合分析。 一般要满足以下原则：(1) 考虑分子定向的影响。(2) 减少熔接痕提高熔接强度。(3) 浇口应开设在塑件壁厚处。

30、(4) 避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷。(5) 尽量缩短流动距离。经过仔细的考虑， 该塑件是均匀壁厚件， 又为了不影响塑件的外观， 该塑件 采用点浇口，它能保证塑料迅速而且均匀充满型腔。3.3.6. 浇注系统的平衡该塑件是属于小型塑件， 采用一模多腔， 这样有利于提高生产效率。 但是在 设计时是否能同时达到充满型腔的目的。 这就要对浇注系统的平衡。 若浇口平衡 则可以得到良好的物理和较精度尺寸的塑件。分流道的布置分平衡式和非平衡式。 平衡式是指从主流道到各分流道， 其长 度、截面形状和尺寸均对应相等。非平衡式即上述的参数不相等。 浇口的平衡的经验公式如下：?BGV=Ag/(L r ) Lg(

31、3.5 )Ag 浇口的截面面积。Lr 从主流道中心至浇口的流动通道的长度。Lg 浇口的长度。此副模具是采用平衡式的，其上面的数据是一样的。所以浇口是平衡的。 分流的平衡的计算：l1/l 2=d1/d 2=Q1/Q2=130/130=10/10 =1由于采用是一模四腔的， 且采取的是平衡式的浇口， 所以分流道的长度、 和 分流道的截面积尺寸也是一样的。 上式的式子它没有考虑到分流道转弯部分阻力 的影响，以及模具湿度不均匀的影响。Li、L2是流道1和2的长度.D1,d 2 是流道 1和 2的直径。Q1， Q2 别是塑料熔体在流道 1 和 2的流量。浇注系统的设计后，还要对浇口平衡进行试模。其步骤如

32、下：(1) 首先将各浇口的长度和厚度加工成对应相等的尺寸。(2) 试模后检查每个型腔的塑件的质量。(3) 将后充满的型腔的浇口的宽度略为修大一点，尽可能不改变浇口厚度， 因为浇口厚度不一，则浇口冷凝封固时间也就不一样。(4) 用同样的工艺条件重复上述步骤直到满意为止。3.3.7. 排溢系统的设计PE 材料在熔化时，会产生气体，所以当塑料在充满型腔时及浇注系统的空 气，如果在型腔中不及时排除干净，可以会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等缺陷。 另一方面气体的受压产生反向压力而降低充模速度， 还 可能造成塑件碳化或烧焦。注射成型时的排气可采用如下四种方式排气：(1) 利用配合间隙排气

33、。(2) 在分型面上开设排气槽排气。(3) 利用排气守排气。(4) 强制性排气。该模具是采用利用配合间隙排气。3.4 成型零件的设计成型零件决定了塑件的几何尺寸和形状。 成型零件它直接与高温、 高压的塑 料流接触，因此成型零件要求具有较高的强度、刚度和耐磨性能。成型零部件， 它包括：型腔、型芯、成型杆、和成型环等。该产品是 IT5 级精度制造的，产品 外表面要求比较光滑，因此要求成型零件的抛光性能要好，表面应该光滑美观。表面粗糙度要求Ra0.8。型腔的材料选Cr12MoV淬火处理，并中温回火，使其达 到硬度达到55HRC以上。341.型腔的结构设计由于该塑件结构比较复杂， 且其精度较要求高，

34、要求其塑件不充许出现表面 刮伤，经过仔细的参考，该型腔采用开式较为合理。查阅资料可得塑件的理想的外壁圆角半径为塑件的壁厚的 1.5 倍。即 R=1.5x t,即R=1.2mm该型腔的加工，先下料，经粗加工后在磨床上进行磨削，使其达到 应有的光洁度，然后热处理，使其硬度达到 55HRC以上，再进行精磨，最后用电 火花将型腔加工出来并抛光。3.4.2. 型腔的工作尺寸计算所谓成型零件工作尺寸是指直接用来构成塑件型面的尺寸。 它主要包括型腔 的径向尺寸、型腔的深度、中心距等尺寸。它受到塑件的尺寸精度的影响。型腔 的计算公式如下：型腔的径向尺寸计算+ 8 zDX1=(1+Scp)Ls-3/4(3.6

35、)=1.025X 26-0.75 X 0.32=26.41+0.011+0.011Dxi=DX2=D<3=DX4其中DX是型腔的径向尺寸，Da是塑件最大径向尺寸，是塑件的设计公差 值，Dg是塑件径向公称尺寸，Z是模具制造公差，一般取Z =1/3-1/6 查表得 PE塑料的最小收缩率为1.5%，最大的收缩率为3.5%，由公式得 &P=(1.5%+3.5%)/2得Scp为2.5%,至于塑件的精度，在此到的系数为 0.32， 当塑件的精度不同时会有变化。+ 8z(3.7)型腔的深度尺寸计算：+0.011X 2/3HX1= (1+S cp)Hs-2/3=1.025X 30-0.32+0.

36、011X1=H<2 = kX3=H<4=30.54H其中HM为型腔的深度尺寸，Hd为制品高度最大尺寸，Hg为制品高度公称尺 寸，的系数取2/3。塑件表面的凹槽是通过在型腔上设一块镶块而得到的。3.4.3. 型芯的结构设计型芯是成型塑件的表面的零件。此塑件用小型芯来成型，主型是用来成= CE n3.2i/6.3图3.4 型芯示意图型塑件的壁，塑件的表面精度要求要稍微低一些，因此型芯的表面加工可以稍稍 粗糙点。该芯采用镶嵌式，它结构牢固，它固定在动模固定板上。其形状尺寸如 上图所示：其工件角度都是通过核算而得到的。型芯选 Cr12MoV淬火处理，使其硬度 达到55HRC以上，不至于使它

37、在注射成型时变弯、变软。它的加工过程是，先取 一段圆棒料，在车床上车削，然后进行热处理，再进行电火花加工，使其达到所 要求的形状和尺寸，最后进行磨和抛光。型芯的尺寸计算：型芯的径向尺寸：Lm仁(1 + Scp)Ls+3/4 )- s z(3.8 )=d1= (1 + Scp)Ls+3/4 )- sz(1+0.025) X 16.4+0.75 X 0.24 : -0.009=16.99-0.009d2= (1 + scp)Ls+3/4 )- s z(1+0.025) X 16.4+0.75 X 0.24 -0.009=16.99-0.009d1= d 2= d 3= d4 其上面字母所表示的意义

38、和型腔的字母是一样的。 型芯的高度尺寸计算如下：HX=: (1 + Scp)Hs+2/3 )丨-汽(3.9 )H仁(1 + Scp)Hs+2/3 ) : -s z(1+0.025) X 28+(2/3) X 0.32 -0.011=28.91-0.011H= (1 + scp)Hs+3/4 )- s z(1+0.025) X 28+(2/3) X 0.32 -0.011=28.91-0.011H1=H2=H3=H4影响塑件尺寸精度的因素较为复杂，主要存在以下几方面：(1) 零件的制造公差；(2) 设计时所估计的收缩率和实际收缩率之间的差异和生产制品时收缩率 波动；(3) 模具使用过程中的磨损

39、以上三方面的影响表述如下:(1)制造误差： z=a i=a(0.45 3 D+0.001D)(3.10)其中，D 被加工零件的尺寸，可被视为被加工模具零件的成型尺寸; z 成型零件的制造公差值；i 公差单位；a 精度系数，对模具制造最常用的精度等级。s100%其中，s 塑件成型收缩率;(2)成型收缩率波动影响:(3.11 )Lm 模具成型尺寸；Ls 塑件对应尺寸(3) 型腔磨损对尺寸的影响:为简便计算，凡与脱模方向垂直的面不考虑磨损量， 与脱模方向平行的面才 考虑磨损。考虑磨损主要从模具的使用寿命来选定，磨损值随产量的增加而增大; 此外，还应考虑塑料对钢材的磨损情况；同时还应考虑模具材料的耐模

40、性及热处理情况，型腔表面是否镀铬、氮化等。有资料介绍，中小型模具的最大磨损量可 取塑件总误差的1/6(常取0.020.05mm),而对于大的模具则应取1/6以下。但 实际上对于聚烯烃(如像PP)、尼龙等塑料来说对模具的磨损是很小的，对小型 塑件来说，成型零件磨损量对塑件的总误差有一定的影响，而对于大的塑件来说影响很小。塑件理想的角圆半径应为塑件壁厚的1/3以上。所以取角圆半径为 0.5mm.型腔由于受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度。如果型腔侧壁 和厚度过下，则会引起溢料和出现飞边，这样就降低了塑件的精度，严重时还会 影响脱模。因此还要计算侧壁和底板的厚度。模具型腔的壁厚的计算，应以最

41、大的压力为准。此塑件是属于小尺寸塑件， 侧壁长L 370伽，所以强度不足是主要原因，因此应以强度计算。型腔侧壁尺寸查表可得S=48mm 底板厚度的计算：(3.12 )按强度的条件，最大应力发生在板中，底板厚度为:H> (3Pbl X |/4B (T )=6 mmH型腔板的高度，经算得6mm满足要求了3.5合模导向机构的设计导向机构是保证动模或上下模合模时， 正确定位和导向的零件。本副模具是 采用导柱、导套导向。导向机构它起到的作用有：定位作用、导向作用、承载作 用、保持运动平稳的作用。导柱导向通常是由导柱和导套的间隙配合而组成的。导柱分带头导柱和有肩导柱。因为该产品是成批量的生产，导柱经

42、常运动， 容易磨损，所以采用导套，这样导套坏了，可以随时更换。小型模具采用带头导 柱。3.5.1. 导柱的设计技术要求包括：导柱的长度、形状、材料、数量及布置。此副模具把导柱设在动模一侧，这样有利于推杆的运动。导柱固定端与模板之间采用H7/m6,而导柱与导套采用H7/f7的间隙配合。导套也分直导套和芾头导套。其用法与导柱的 用法一样。导套的技术要求的技术要求包括：导套的形状、导套的材料、及固定 形式及配合精度。导套采用 H7/r6配合镶入模板。导柱结构和尺寸如下图所图3.5导柱示意图取导柱的长度为100mm导柱的材料选20钢，淬火处理到5560HRC导柱的 前端做成锥台形，这样是为了导柱顺利进

43、入导套，导柱固定端粗糙度Ra为1.2 ,导向部分Ra为0.8该导柱的布置采用阶梯导柱对称分布。3.52 导套的设计导套采用直导套，这样简单易制作，而且也适用。其结构和形状如下图所示:导套的前端倒圆角，是为了让导柱顺利进入导套。材料通常也采用 20钢， 热处理，使其硬度达到一定硬度，以利于耐磨。粗糙度为Ra为0.8 ,固定采H7/r6 配合镶入模板。3.5.3. 斜导柱的设计其材料用T8A硬度HRO55,表面粗糙度W 0.8,它与其固定板之间采用H7/m6配合，斜角取25 °。3.6推出机构的设计使塑件从成型零件上脱出的机构称之为推出机构。本副模具是通过注塑机的 合模机构，把力传给推板

44、，然后通过固定板，再通过推杆，最后传给推件板，把 塑件推出的。推出零件常分为推件板、推杆、推管、成型推杆等。此副模具所设 计的塑件是属于薄壁塑件， 而且在推出时不允许有推出痕迹， 所以该模具采用推 件板推出， 这样有利于保证塑件的精度。 此模具的设计也要满足一般推出机构的 设计原则： 塑件滞于动模一侧， 这样有利于设计推出机构， 以致于使模具结构简 单、防止塑件变形、力求良好的塑个外观、结构可靠、脱模时工作可靠，运动平 稳，制造方便，更换容易。3.6.1. 脱模力的计算由下式：Ft=FbFb=AP( 3.13 )Ft =19140X 20 =382KN其中Ft是脱模力，Fb是塑件对型芯的包紧力

45、，P为塑件对型芯的单位面积的包紧力。模外冷却取 P约为2.43.9 X 107Pa,模冷却约取0.8 X 1.2 X 107Pa, 由此式可以得到，当塑件越大，对型芯的包紧面也越大，因此脱模力也越大，在 模脱出所需的脱模力要少于模外脱出的脱模力。但模脱模容易使塑件容易变形， 因此该模选用模外脱模。此副模具采用简单推出机构。它需要设计推杆、推件板、推杆固定板、推板 等的设计。3.6.2. 推杆的设计此模具由于塑件是圆形件， 各处的脱模力是一样的， 为了各处平衡， 设计推 杆时应均匀布置推杆。这样使系统就显得比较平衡了，增加了推杆的寿命。推杆在推推件板时，应具有足够的刚性，以承受推出力，条件充许的

46、话，尽 可以把推杆的直径设得大一点。经过仔细的推算，选推杆的直径为8，为了保持推杆在工作时具有一定的稳定性，把它进行校核。由公式 :?直 径d= ©(L2Q/nE)(3.14)=6.5取直径为8mm已经足够了。进行强度校核。(T =4Q/nX 3.14d2Wc s(3.15 )=4X765/4X 3.14X 62=410/452.12<(TS说明它的强度是满足的。其中d是推杆直径，©是安全系数，通常取 1.5, L是推杆长度，Q是脱模阻力，E弹性模量，n是推杆的根数，c s是推杆的屈服 极限。推杆的材料选用T8A淬火处理。推杆的固定形式， 推杆直径与模板上的推杆孔采用

47、 H8/f7 的间隙配合。 推杆 的工作端面的配合部分的表面粗糙度 Ra为0.8。推件板由一块与型芯按一定的配合精度相配合的模板， 它是在塑件的周边端 面上进行推出，但作用面积小，推出力比较小，且均匀，运动平稳，并且在塑件 外表面上没有推出痕迹。 配合，这样可以降低推件板与型芯的配合， 以不产生溢 料为准，否则推件板复位困难， 并且有可能造成模具损坏。 复位机构采用弹簧复 位，并将弹簧装在推料杆上。3.6.3. 推件板的厚度计算对于筒形或圆形， 推件板受力状况可以简化为 “圆环形平板周界到集中的载 荷。”按强度计算可得厚度为：?h=（K2Q/门）（3.16）=12所以对推件板采用12mm其中h

48、是推件板的厚度，K2是系数，Q是脱模阻 力。此副模具是采用点浇口， 开模时， 塑件包在动模型芯上， 并且随动模一起移 动，所以它采用多型面，这样当动模移动，点浇口被切断，而分流道、浇口和主 流道凝料在冷料井倒锥穴的作用下，拉出定模而随动模移动。推杆固定板它只要满足它的强度和刚度则就可以满足需要。 它的粗糙度要求 可以比较低。 它是起到固定推杆的作用。 它对的设计主要从它的强度和刚度去考 虑，只要满足了，就可以了。经核算推杆固定板和推板它们的厚度均为12mm采用 45。3.7 温度调节系统的设计注射模具的温度设计是否恰当， 不仅影响塑件的质量， 而且对生产效率、 充 模流动、固化定型都有重要影响

49、3.7.1. 模具对塑件质量的影响主要体现在以下几个方面： 1、改善成形性 2 、成形收缩率 3 、塑件变形 4 、 尺寸稳定性 5 、力学性能 6 、外观质量。当大批量的生产时，而且又要满足塑件的质量要求时， 增多型腔是不现实的。 这时提高生产率显得尤其重要了。而提高生产率又与模具温度的控制有密切关 系。生产效率主要取决于冷却介质(一般是水)的热交换效果。因此缩短注射成 形周期的冷却时间是提高生产效率的关键。 根据牛顿冷却定律，冷却介质从模具带走的热量为Q=a AATO(3.17)=4.09X 0.09243 X (60-45) X 35=198.47Ja是冷却管道孔壁与冷却介质间的传热系数

50、。A 冷却管道壁的传热面积。T模具与冷却介质温度之差值。O冷却时间(s)。由上述式子可得， 当需传递热量不变时， 可通过以下三条途径来缩短冷却 时间。(1) 提高传热系数a。0.2a =© ( p v)4/5/d( 3.18 )=2.57©是冷却介质，p是冷却介质在该温度下的密度，d是冷却管道直么，v是冷却介质的流速。由上式得，只有提高冷却介质的流速，便可达到传热系数。(2) 提高模具与冷却介质间的温差厶TT=Tw-TO(3.19)=60-45=15C式中Tw是模具温度。TO是冷却介质的温度。一般模温是一定，为了提高 温差 T，有利于缩短冷却时间。从而提高生产率。(3) 增

51、大冷却介质的传热面积 A。A=nX3.14dL(3.20)=4X3.14X26X30mm2=9796.8 mmL 模具上一根冷却水孔的长度。 d 是冷却通道的直径。 n 是模具开设冷却通 道孔数。显然，应在模具上开尽可能多的冷却通道，以增大传热面积，缩短冷却 时间，提高生产效率。3.7.2. 冷却系统的设计原则(1) 冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大。(2) 冷却水道至型腔表面距离应尽量相等。(3) 浇口处加强冷却。(4) 冷却水道出、入口温差应尽量小。(5) 冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置。(6) 冷却水道尽量避免在塑件的熔接痕处。(7) 合理确定冷却水接头位置。3.8 模架的设计模架技

52、术的标准， 是指在模具设计中和制造中所应遵循的技术规、 基准、和 准则。它具有以下义：(1) 减少了模具设计者的重复性工作。(2) 改变了模具制造行业“大而全，小而全”的生产局面，转为 专业生产。(3) 模具的标准化是采用CAD/CAM技术的先决条件。(4) 有利于模具技术的国际交流和模具出口。该模具的模架采用A3型，它适应于单分型面的模具的推件板的推出机构， 且可以用半开式浇口。其图可见其装配图。根据塑料模具技术手册表 9-16 的中小型模架的尺寸组合系列：模宽 B=260mm, 模长 L=260mm.模板 A=20mm， 材料 45 钢。模板 B=25mm， 材料 45 钢。垫块 C=50

53、m，m 材料 45 钢。动模座板的高度为36mm它的材料为45钢，定模座板的高度为20mm它的材 料也为 45 钢。模架的总高度计算得：H=25+36+28+20+20+30+50+20=229 经校核模具的强度和刚度都是足够的。 且模架的大小也适中， 经核算选用该 模架是较为合理的。4 模具装配的工艺过程设计模具装配是模具制造过程的最后阶段， 装配质量如何将影响模具的精度、 寿 命各部分的功能。 同时模具装配过程阶段的工作量又比较大， 又将影响模具的生 产制造和生产成本。因此，模具装备是模具制造过程中的重要环节。模具装配过程是按照模具技术要求和各零件间的相互关系， 将合格的零件连 接固定为组

54、件、 部件，直至装配成合格的模具。 它可以分为组件装配和总装配等。模具装配容包括：选择装配基准、组件装配、调整、修配、研磨抛光、检验 等环节，通过装配达到模具各项装配精度指标和技术要求。4.1 模具总的装配程序4.1.1. 模具总的装配程序如下(1) 确定装配基准(2) 装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净。(3) 调整各零件组合后的累积尺寸误差， 如各模板的平行度要校验修磨， 以 保证模板组装密合， 分型面处吻合面积不得小于 80%，间隙不得超过溢料最小值， 防止产生飞边。(4) 配尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查。(5) 装导向系统，并保证开模、合摸动

55、作灵活，无松动和卡滞现象。(6) 组装修整顶出系统，并调好复位及顶出位置等。(7) 组装修整型芯、镶块，保证配合面间隙达到要求。(8) 组装冷却或加热系统，保证管路畅通，不漏水、不漏电、阀门动作灵(9) 组装液压或气动系统，保证运行正常。(10) 紧固所有连接螺钉，装配定位销。(11) 试模：试模合格后打上模具标记。如模具编号、合格标记及组装基面(12) 最后检查各种配件、附件及起重吊环等零件。4.2 模具装配要点4.2.1. 选择装配基准面 该模具选用标准模架和导柱导套，因此以模板相邻两两侧面作为装配基准； 将已有导向机构的动模和定模合模后，磨削模板相邻两侧面呈 90 度，然后以侧 面为基准

56、分别安装定模和动模上的其它零件。4.2.2. 组件的装配(1) 型腔和型芯与模板的装配 该模具的型芯与固定板之间的装配采用螺钉固定式。装配时可按下列顺序： 在加工好的型芯上压入实心的定位销钉套。 在型芯螺孔口部抹红丹粉，根据型芯在固定板上的要求位置，用定位板 定位，把型芯与固定板合拢， 用平行夹板夹紧在固定板上。 将螺钉孔位置复印到 固定板上，取下型芯，在固定板上钻螺钉孔过孔及沉孔， 用螺钉将型芯初步固定。 在固定板的背面划出销孔位置， 并与型芯一起钻、 铰销钉孔， 压入销钉。 该模具的型腔凹模较为简单， 该种型腔凹模镶入模板， 关键是型腔形状和模 板相对位置的调整及其最终位置。 可采用部分压入后调整。 调整方法： 型腔凹模 压入模板极小一部分时， 用百分表校正其直边部分。 当调至正确位置时， 再将型 腔凹模全部压入模板。(2) 装配时的注意事项 装配时应注意： 型腔凹模和型芯与模板固定孔一般为 H7/m6 配合，如配合过紧，应进行 磨修，否则在压入后模板变形， 对于多型腔模具， 还将影响各型芯间的尺寸精度。 装配前，应