塑料旋钮模具设计(常用版)

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塑料旋钮模具设计（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）引言模具制造是重要的工业基础，目前电子、汽车、电机电器，仪器、仪表、家电、通讯和加工等产品中，60%-80%的零部件，都是依靠模具成型的。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法无法比拟的。且模具在很大程度上决定着产品的质量，效益和开发能力。通过设计可以使我巩固所学的专业理论；进一步掌握注射模具设计和成型零加工工艺方法；提升测量、绘图、查阅资料、应用专业软件等方面的能力与水平，是学生能得到全面，系统工程实践能力训练；培养和造就我的创新能力和工程意识、严谨的科学态度逻辑的思维方式、求时的工作作风及正确的科学研究方法。从而增强我的就业竞争力，为今后的实际工作打下良好的基础。本说明书为塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、课程设计指导书、课程设计说明书、参考文献等。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。目录课题设计塑件工艺分析材料的选择及成型性能分析塑件尺寸精度分析3.塑件表面质量分析：三、模具的结构设计及注射机的选取1.选择注射机2.型腔数量及排列方式3.模具结构设计4．浇注系统及排溢系统设计5.推出机构设计6.导向机构7.温度调节系统设计8.模具与注射机的相关参数校核9.模具的工作原理四、模具的工作过程一、课题设计某企业设计的一种塑料旋钮，材料是用黑色塑工程塑料制成，现在要为旋钮设计注射模具。二、塑件的工艺性分析1.塑件的原材料分析如下表一所示表一塑件的原材料分析塑料品种使用温度稳定性性能特点成型特点黑色塑小于70度化学稳定性比较好，并且有高频绝缘性能强度较好，并且有一定的耐磨性，但耐热性比较差。流动性和成型性优良，故成品率高，并且易出现裂纹，所以脱模斜度不宜过小，由于热膨胀系数高，塑件中，不宜有嵌件。结论：该塑料有良好的工艺性能，适合注射成型，成型前原料要干燥处理。2.塑件尺寸精度分析：该零件的重要尺寸如，ψ36mm的尺寸精度为MT3级，次重要尺寸ψ4mm的尺寸精度为MT4级其它尺寸均无公差要求，一般可采用MT5级精度。3.塑件表面质量分析：该塑件要求外表美观，无斑点，无熔接痕，表面粗糙度可取Ra=1.6，而塑件内部没有较高的粗糙度要求。三、模具的结构设计及注射机的选取1注射机的选用注射机的选用包括两方面的内容：一是确定注射机的型号，使塑件、塑料、注射模及注射工艺等所需要求的注射机的规格参数在所选注射机的规格参数范围之内；二是调整注射机的技术参数至所需要的参数。根据产品尺寸和注射机技术规格初步选定注射机的型号为XS-ZY-250。2确定型腔数按注射机的最大注射量确定型腔数得：n≤(KmN-m2)/m1（3-1）式中K—注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；mN—注射机允许的最大注射量（g或cm3）；m2—浇注系统所需塑料质量或体积（g或cm3）；m1—单个塑件的质量或体积（g或cm3）。注射机的最大注射量为250cm3，浇注系统所需塑件体积为5.8cm3,插座的体积为56.8cm3，旋钮的体积为127.4cm3。则：n≤(0.8×250-5.8)/（56.8+127.4）=1.054由上式所的模腔数取1，即一模同时成型旋钮3模具结构设计①型腔的排列方式本设计是在一次注射成型中，同时成型插座及旋钮两个制件，即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素，②分型面选择分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填特征及塑件的脱模。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。由于塑件的径向结构比较简单，所以采用一个分型面。当选择分型面的时候，一般要遵循以下几项原则：=1\*GB2⑴.分型面应选在塑件外形最大轮廓处。=2\*GB2⑵.确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模。=3\*GB2⑶.保证塑件的精度要求。=4\*GB2⑷.满足塑件的外观质量要求。=5\*GB2⑸.便于模具加工制造。=6\*GB2⑹.对成型面积的影响。=7\*GB2⑺.对排气效果的影响。=8\*GB2⑻.对侧向抽芯的影响。综上所述，最佳的方案是将塑件的分型面选在其根部，即塑件的下方。4.浇注系统设计浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内部流经的通道。浇注系统分为普通流道的浇注系统和热流道的浇注系统两大类。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影响，是模具设计的关键环节之一。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下原则：=1\*GB2⑴.了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性。=2\*GB2⑵.采用短的流程，以减少热量与压力损失。=3\*GB2⑶.浇注系统设计应有利于排气。=4\*GB2⑷.防止型芯变形和嵌件位移。=5\*GB2⑸.便于修整浇口以保证塑件外观质量。=6\*GB2⑹.浇注系统应结合型腔布局同时考虑。=7\*GB2⑺.流动距离比和流动面积比的校核。①主流道设计主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的地方开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。按照设计要求，主流道的小端直径d比注射机喷嘴的直径大0.5mm~1mm；主流道球面半径SR比喷嘴球面半径大1mm~2mm；球面配合高度h大致为3mm~5mm；主流道锥角α为2º~6º；主流道长度尽量不大于60mm。按照设计标准，选用的注射机的喷嘴直径为3mm，则注射模具的喷嘴直径为4mm；注射机喷嘴球面半径为18mm，则主流道球面半径为19mm。球配合高度为4.4mm；主流道锥角为2º；主流道长度为100mm，主流道大端直径为7.5mm。②分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道。在多型腔的模具中分流道必不可少，而在单型腔的模具中，有时则可省去分流道。在分流道的设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免温度的降低，同时还要考虑减小流道的容积。1）分流道的截面形状常用的截面形状有圆形，梯形，U形和六角形等。在流道设计中要减少在流道内压力损失，则希望流道的截面积大；要减少传热损失，又希望流道的截面积小。因此，可以用流道截面积与周长的比值来表示流道的效率。2）分流道的尺寸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的估计分流道的直径。分流道长度一般在8mm-30mm之间，一般根据型腔布置适当加长或缩短，但最短不应小于8mm，否则，会给试模合分割带来困难。分流道就是主流道和浇口之间的进料通道。其作用是通过流道截面及方向变化使熔料平稳地转换流向，并均匀分配给各个型腔。综合模具制造工艺因素考虑，决定采用半圆形截面，其主要尺寸为：R=4mm，长度为L=10mm。分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度取Ra1.25-2.5μm。③浇口设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键组成部分。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。浇口的作用主要有以下几点：1.熔体充模后，首先在浇口处凝固，当注射机螺杆抽回时可防止熔体向流道回流。2.熔体在流经狭窄的浇口时产生的摩擦热，使熔体升温，有助于充模。3易于切除浇口尾料，二次加工方便。4对于多型腔模具，用以平衡进料；对于多浇口单型腔模具，用于控制熔接痕的位置。浇口的截面积通常为分流道的截面面积的0.03～0.09。浇口截面积通常有矩形和圆形两种。浇口长度约为0.5～2mm左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步修正。在注塑模具中常用的浇口形式有如下几种：直接浇口、点浇口、潜伏式浇口、侧浇口、重叠式浇口、扇形浇口、平缝式浇口、盘形浇口、圆环形浇口、轮辐式浇口与爪形浇口、护耳浇口。浇口的开设的位置对制品的质量影响很大，在确定浇口的位置时应注意以下几点：1.浇口应设在能使型腔的各个角落都可以同时填满的位置。2.浇口应设置在制品壁厚较厚的部位，使熔体从厚断面流向薄断面，以利于补料。3.浇口的部位应选在易于排除型腔内空气的位置。4.浇口的位置应选在能避免制品表面产生熔合纹的部位。当无法避免产生熔合纹的产生时，浇口的位置的选择应考虑到熔合纹产生的部位是否合适。5.浇口的设置应避免引起熔体断裂的现象。6.浇口应设置在不影响制品外观的部位。7.不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口，一般制品浇口附近的强度较差。综上所述，本设计采用侧浇口。由于本设计是同模生产出不同的塑件，故需对浇口尺寸加以调整，以达到浇注系统的平衡。浇口尺寸的平衡调整可以通过粗略估算和试模来完成。浇口平衡的计算可通过计算各个浇口的BGV值来判断或设计。浇口平衡时，BGV值应符合下述要求：相同塑件多型腔时，各浇口计算的BGV值必须相等；不同塑件多型腔，各浇口计算的BGV值必须与其塑件的充填量成正比。Wa,Wb---分别表示为a,b型腔的充填量（熔体质量或体积）；AGa,AGb---分别表示a,b型腔的浇口截面积（mm2）;LRa,LRb---分别为主流道中心到达a,b型腔的流动的长度；LGa.LGb---分别为a,b型腔的浇口长度。无论是相同塑件还是不同塑件的多型腔，一般在设计是取矩形浇口或圆形点浇口，浇口截面积AG与分流道的截面积AR的比值应取AG:AR=0.07~0.09.矩形浇口的截面的宽度b与厚度t的比值常取b:t=3:1。代入数据可得：插座侧浇口尺寸为：l=1mm,b=2.4mm,t=0.8mm旋钮侧浇口尺寸为：l=1mm,b=3.6mm,t=1.2mm④冷料穴设计冷料穴的作用是贮存因两次注射间隔而产生的冷料头以及熔体流动的前锋冷料，以防止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般设在主流道的末端，当分流道较长时，在分流道的末端有时也开设冷料穴。冷料井位于主流道正对面的模板上，或是处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量；开模时又能将主流道中的冷凝料拉出。冷料井直径宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。1.底部带有推杆的冷料井：这类冷料井的底部有一根推杆组成，推杆装于推杆固定板上，因此它常与推杆或推管脱模机构连用。2.底部带有拉料杆的冷料井：这类冷料井的底部由一根拉料杆构成，拉料杆装于型芯固定板上，因此它不能随脱模机构运动。3.底部无杆的冷料井：对于具有垂直分型面的注射模，冷料井置于左右两半模的中心线上，当开模是分型面左右分开，塑件和流道凝料一起取出，冷料井底部不必设置杆件。4.分流道冷料穴：当分流道较长时，可将分流道的尽头沿料流前进方向延长作为分流道冷料井。以贮存前锋冷料，其长度为分流道直径的1.5～2倍。该模具设计中需要设计冷料井，使用主流道底部带有拉料杆的冷料井。⑤成型零件设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模，型芯，镶块，成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑件接触，承受塑件熔体的高压，料流的冲刷，脱模时与塑件之间还发生摩擦。因此，成型零件要有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要有合理的结构，有较高的强度，刚度和较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑件的特性和塑件的结构及使用要求，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、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。⑥凹模结构设计凹模是成型塑件外表面的主要零件。由于所制造的塑件外型简单，所以采用整体式凹模，以减少加工工艺，以缩短模具制作时间。⑦凸模结构设计凸模是成型塑件内表面的零件。为了便于加工型芯，减少模具钢材的应用，在一般模具中，凸模通常采用单独制造，再通过凸肩结构镶入模板中的结构。⑧模具型腔侧壁和底板厚度的计算塑料模具型腔在成型过程中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，导致溢料和出现飞边，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，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侧壁和底板厚度。型腔壁厚的强度计算条件是型腔在各种受力形式下的应力值不得超过模具材料的许用应力；而刚度计算条件由于模具的特殊性，应从以下三个方面来考虑：模具成型过程中不发生溢料。保证塑件尺寸精度。保证塑件顺利脱模。由于型腔的形状，结构形式是多种多样的，同时在成型过程中模具受力状态也很复杂，一些参数难以确定，因此对型腔壁厚作精确的力学计算几乎是不可能的。只能从实用观点出发，对具体的情况进行分析，建立接近实际的力学模型，确定较为接近实际的计算参数，采用工程上常用的近似计算方法，以满足设计上的需要。(一)、下凹模镶块型腔侧壁厚度及底板厚度计算（二）、上凹模型腔侧壁厚度的计算上凹模镶块型腔为矩形整体式型腔，根据矩形整体式侧壁厚度计算公式。这里不做此计算，而是根据下凹模镶块的外形尺寸来确定。⑨合模导向机构设计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。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向定位。导向机构的作用一般有：1．定位作用模具闭合后，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；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，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塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需增设锥面定位机构。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。⑩导柱1．导柱的结构形式。由于所设计模具结构简单，所以设计为带头导柱。带头导柱具有结构简单，加工方便等优点，主要用于简单模具。小批量生产一般不需要用导套，而是导柱直接与模板中的必向孔配合。生产批量大时，也可在模板中设置导套，导向孔磨损后，（1）长度导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8~12mm，以避免出现在导柱未导正方向而型芯先进入开型腔。（2）形状导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱顺利地进入导向孔。（3）材料导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用粗糙度Ra为0.8m，导向部分表面粗糙度Ra为0.8~0.4m。（4）数量及布置导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度（导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的1~1.5倍）。为确保合模时只能按一个方向合模，导柱的布置可采用等直径导柱不对称布置或不等直径导柱对称布置。导柱既可以设置在动模一侧，也可以设置在定模一侧，应根据模具结构来确定。在不妨碍脱模取件的条件下，导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧。（5）配合精度导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合；导柱的导向部分通常采用H7/f7或H8/f7的间隙配合。⑪导套1．导套的结构形式选用直导套，因为其结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合。2．导套结构和技术要求（1）形状为使导柱顺利进入导套，在导套的前端应倒圆角。导柱孔最好作成通孔，以利于排出孔内空气及残渣废料。如模板较厚，导柱孔必须作成盲孔时，可在盲孔的侧面打一小孔排（2）材料导套用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造，其硬度一般应低于导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8m。（3）固定形式及配合精度导套用H7/r6配合镶入模板。5.推出机构设计塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具的成型零件上脱出的过程，使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或轴压缺来完成的。推出机构主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件等组成。推出机构的分类大致为：推出机构可按其推出动作的动力来源分为手动推出机构、机动推出机构、液压和气动推出机构。手动推出机构是模具开模后，由人工操纵的推出机构推出塑件，一般多用于塑件滞留在定模一侧的情况；机动推出机构利用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模；液压和气动推出机构是依靠设置在注射机上的专用液压和气动装置，将塑件推出或从模具中吹出。推出机构还可以根据推出零件的类别分类，可分为推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、凹模或成型推杆（块）推出机构、多元综合推出机构等。另外还可根据模具的结构特征来分类，如：简单推出机构、动定模双向推出机构、顺序推出机构、二级推出机构、浇注系统凝料的脱模机构；带螺纹塑件的脱膜机构等等。推出机构的设计原则为：1．推出机构应尽量设置在动模一侧由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推动机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。2．保证塑件不因推出而变形损坏为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏、设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置，从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。3．机构简单动作可靠推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利地脱模。4．良好的塑件外观推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。5．合模时的正确复位设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。简单推出机构包括推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块及凹模推出机构，多元综合推出机构等等，这类推出机构最常见，而且应用也最广泛。由于设置推杆位置的自由度很大，因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推出各种塑件。所以本设计采用常用的的推杆顶出机构。推杆的截面开头根据塑件的推出情况而定，可设计成圆形、矩形等等。其中以圆形最为常用，因为使用圆形推杆的地方，较容易达到推杆和模板或型芯上推杆孔的配合精度，加外圆形推杆还具有减少运动阻力、防止卡死现象等优点，损坏后还便于更换。推杆位置的设置应合理地布置。推杆的位置布置是推出机构设计中的重要工作之一，推杆的位置分布得合理，塑件就不致于产生变形或被顶坏。其布置原则大致如下：（1）推杆应设在脱模阻力大的地方型芯周围塑件对型芯包紧力很大，所以可在型芯外侧塑件的端面上设推杆，也可在型芯内靠近侧壁处设推杆。如果只在中心部分推出，塑件容易出现被顶坏的现象。（2）推杆应均匀布置当塑件各处脱模阻力相同时，应均匀布置推杆，保证塑件被推出时受力均匀，推出平稳、不变形。（3）推杆应设在塑件强度刚度较大处推杆不宜设在塑件薄壁处，尽可能设在塑件壁厚、凸缘、加强助等处，以免塑件变形损坏，如果结构需要，必须设在薄壁处时，可能过增大推杆截面积，以降低单位面积的推出力，从而改善塑件的受力状况，使塑件不变形。推杆在推塑件时，应具有足够的刚性，以承受推出力，为此只要条件允许，应尽可能使用大直径推杆，当结构限制，推杆直径较小时，推杆易发生弯曲、变形。在这种情况下，应适当增大推杆直径，使其工作端一部分顶在塑件上，同时，在复位时，端面与分型面齐平。推杆的材料常用T8、T10碳素工具钢，热处理要求硬度HRC50，工作端配合部分的表面粗糙度Ra0.8μm。6.导向机构设置①导向零件和复位零件的设计为了保证推出机构在工作过程中灵活、平衡，每次合模后，推出元件能回到原来的位置，通常还需要设计推出机构的导向与复位装置。推出机构的导向零件，通常由推板导柱与推板导套所组成，简单的小模具也可由推板导柱直接与推板上的导向孔组成。导向零件使各推出元件得以保持一定的配合间隙，从而保证出和复位动作顺利进行。有的导向零件在导向的同时还起支承作用。本设计采用的推出机构的导向装置有四根导柱分布在型芯周围。为了使推出元件合模后能回到原来的位置，推杆固定板上同时装有复位杆，常用的复位杆均采用圆形截面，一般每副模具设置四根复位杆，其位置尽量设在推杆固定板的四周，以便推出机构合模时复位平稳，复位杆端面与所在动模分型面平齐。推出机构推出后，复位杆便高出分型面（其高度即为推出距离的大小）。复位杆复位作用是利用合模动作来完成的，合模时，复位杆先于动模分型面与定模分型面接触，在动模向定模逐渐合拢的过程中，推出机构便被复位杆顶住，从而与动模产生相对移动，直至分型面合拢时，推出机构便回复到原来的位置，这种结构合模和复位同时完成。复位杆的结构形式和推杆的结构一样，但是精度比推杆低。7.温度调节系统设计无论何种塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模具温度范围,，在此温度范围内，塑料熔体的流动性好，容易填充型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量也比较高。为了使模温能控制在一个合理的范围内，必须设计模具温度的调节系统。模具温度的调节是指对模具进行冷却或加热，必要时两者兼有，从而达到控制模温的目的。对模具进行冷却或加热，与塑料品种、塑件的形状与尺寸、生产效率及成型工艺对模温的要求有关。对于粘度低、流动性好的塑料，因为成型工艺要求模温都不太高，所以常常采用常温水对模具进行冷却。对于粘度高、流动性差的塑料，为了提高充填性能，成型工艺要求有较高要求的模温，则需对模具加热。ABS塑料粘度低、流动性好，成型工艺要求模温不高，则需要用常温水对模具进行冷却。冷却系统的设计原则如下：冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大。冷却水道至型腔表面距离应尽量相等。一般水道孔至型腔表面距离应大于10mm，常用12mm~15mm。浇口处应加强冷却。冷却水道出、入口温差应尽量小。冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置。此外，冷却水道的设计还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；冷却水道要易于清理，一般水道孔直径为10mm左右（不小于8mm）；冷却水道的设计要防止冷却水的泄漏，凡是易漏的部位都要加密封圈。按照上述设计原则，设计水道的直径为10mm，在需往复的地方设计直径为14mm，采用直流循环式的冷却形式。①排气系统设计当塑件熔体充填型腔时，必须顺序的排出型腔以及浇注系统内的空气及塑件受热而产生的气体。如果气体不能被顺序的排出，塑件由于填充不足而出现气泡，接缝或表面轮廓不清等缺陷；甚至因气体受压而产生高温，使塑件焦化。考虑该塑件尺寸，属于中小型简单型腔模具，故可以利用推出机构与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值为0.03mm。②标准模架的选取查阅注射机的模具安装尺寸，考虑到模具的总高度，由于塑件较小，故而我们尽量选择合适型号的模架，从而使模具的结构尽量小结构紧奏。查阅标准模架图，所选的摸架模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内。根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的80%，由此有：nm1+nm2≤80%m（7-1）式中m——注射机允许的最大注射量（g或cm3）m2—浇注系统所需塑料质量或体积（g或cm3）；m1—单个塑件的质量或体积（g或cm3）。注射机的最大注射量为250cm3，浇注系统所需塑件体积为5.8cm3,插座的体积为56.8cm3，旋钮的体积为127.4cm3。则：56.8+127.4+5.8≤250x0.8不等式成立即满足注射要求。注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现涨模溢料现象。所以设计注射模时必须满足下面关系：nA1+A2<A（7-2）式中A——注射机允许使用的最大成型面积（mm2）. A1——单个塑件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）注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：(nA1＋A2)p<F（7-3）P——塑料熔体对型腔的成型压力（Mpa）其大小一般是注射压力的80%F——注射机的额定锁模力（N）其他式中符号意义同前。经查相关技术书册得，ABS塑料的注射压力为60Mpa~100Mpa，这里取最大值100Mpa；注射机的额定锁模力1800KN；塑件在模具分型面上的投影面积为9406.49mm2;浇注系统在模具分型面上的投影面积为221.13mm2。(9406.19+221.13)x100=962.8KN<1800KN则满足注射要求。8.模具与注射机的相关参数校核①注射压力校核注射压力的校核是核定注射机的最大注射压力能否满足该塑件成型的需要，塑件成型所需要的压力是由注射机类型、喷嘴形式、塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的。ABS塑料的注射压力为100Mpa，而对应的注射机注射压力为130Mpa，则满足注射要求。②模具与注射机安装部分相关尺寸校核不同型号的注射机其安装模具部位的形状和尺寸各不相同，设计模具时应对其相关尺寸加以校核，以保证模具能顺利安装。需校核的主要内容有喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大厚度与最小厚度及安装螺针孔等。由于本设计在开始就按照注射的安装和标准尺寸设计，则不需要对喷嘴尺寸和定位圈尺寸进行校核，只需要对模具厚度进行校核。模具厚度H（又称闭合高度）必须满足：Hmin<H<Hmax（(7-4)式中Hmin——注射机允许的最小模厚，即动、定模板之间的最小开距；Hmax——注射机允许的最大模厚。注射机允许的最小模厚为200mm,注射机允许的最大模厚为350mm。所设计的模具厚度为305mm，则满足安装要求。另外，所设计的模具采用的安装方法是用螺钉、压板固定。则不需要对安装螺孔尺寸进行校核。③开模行程校核开模行程s（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度。太小则不能成型高度较大的塑件，因为成型后，塑件无法从动、定模之间取出。设计模具时必须校核所选注射机的开模行程，以便使其与模具的开模距离相适应。此模具为单分型面注射模，取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程，由手册得：S≧H1+H2+(5-10)(7-5)式中S----注射机最大开模行程H1----塑件脱出距离H2----包括流道凝料在内得塑件高度代入数据得500≧55+105+10不等式成立则满足开模要求。④顶出装置校核各种型号注射机开合模系统中采用的顶出装置和最大顶出距离不尽相同，设计的模具必须与其相适应。采用注射机XS-ZY-250，为中心顶杆液压顶出与两侧双顶杆机械顶出联合作用。模具设计成推杆顶出，符合要求。③装模1.预检:上机前对模具动、定模及外形装配尺寸进行检测,以免装不上机.2.装模:模具装吊要注意安全.若有侧抽芯的模具,一般滑块要在水平位置上.3.紧固:当模具进入注塑机模板定位圈后闭和模.然后上紧压板.4.校正定杆顶出距:调节机顶杆长短至能顶出塑件为止.要注意模具上的顶出板和动模底板之间尚留大于5mm的间隙,以防撞坏模具.5.闭模松紧度调节:要防止塑件溢边.6.接通冷却水路或加热电路.④试模1.开车前的准备:检查设备完善.2.根据工艺参数加热并检查所用原料:观查料流,如果没有硬块、气泡、银丝、变色而是光滑明亮者,即说明温度合适.3.试模开始:原则上应遵循,压力由小调至大;时间由长调至短;温度由底至高;速度由慢到快.4.试模中产生的缺陷及原因分析:根据原因分析,进行处理.5.填写试模记录,判断模具是否合格,如需返修,提出返修意见,如模具合格,将模具清理干净,编号,涂上防锈油,入库.9.模具的工作原理工作原理：模具安装在注射机上，定模部分固定在注射机的定模板上，动模部分固定在注射机的动模板上面，合模后，注射机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。开模时，动模部分随动模板一起运动渐渐将分型面打开，当分型面打开到170mm时，动模运动停止，在注射机顶出装置作用下，推动推杆运动将塑件顶出。合模时，随着分型面的闭合，复位杆对推杆进行复位。四、模具的工作过程1、模具装配试模完毕后，模具进入正式工作状态，其基本工作过程如下：对塑料进行烘干，并装入料斗中清理模具型芯，型腔，病喷上脱模剂，进行适当的加热。合模，锁紧模具。对塑料进行预塑化，注射装置准备注射。注射过程包括充模，保压，倒流，冷却，和脱模。2、脱模过程：开模时，合模系统带动动模部分后移，弹簧定距拉杆在预压弹簧的作用下推动中间板后退，一定距离后受到定距螺栓的限制中间板停止后移，同时将主流道凝料拉出主流道。模具动模部分继续后移一定距离后推出机构动作，在顶杆的作用下将塑件从型芯上推出，然后将浇注系统凝料取出。最后要对塑件进行后处理。09/2011:46102机体齿飞面孔双卧多轴组合机床及CAD设计09/0820:023kN微型装载机设计09/2015:0945T旋挖钻机变幅机构液压缸设计08/3015:325吨卷扬机设计10/3017:12C620轴拨杆的工艺规程及钻2-Φ16孔的钻床夹具设计09/2113:39CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计83100308/3015:37CPU风扇后盖的注塑模具设计09/2016:19GDC956160工业对辊成型机设计08/3015:45LS型螺旋输送机的设计10/0723:43LS型螺旋输送机设计09/2016:23P-90B型耙斗式装载机设计09/0820:17PE10自行车无级变速器设计10/0709:23话机机座下壳模具的设计与制造09/0820:20T108吨自卸车拐轴的断裂原因分析及优化设计09/2113:39X-Y型数控铣床工作台的设计09/0820:25YD5141SYZ后压缩式垃圾车的上装箱体设计10/0709:20ZH1115W柴油机气缸体三面粗镗组合机床总体及左主轴箱设计09/2115:34ZXT-06型多臂机凸轮轴加工工艺及工装设计10/3016:04三孔连杆零件的工艺规程及钻Φ35H6孔的夹具设计08/3017:57三层货运电梯曳引机及传动系统设计10/2914:08上盖的工工艺规程及钻6-Ф4.5孔的夹具设计10/0413:45五吨单头液压放料机的设计10/0413:44五吨单头液压放料机设计09/0923:40仪表外壳塑料模设计09/0820:57传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计09/0821:00传动系统测绘与分析设计10/0723:46保护罩模具结构设计09/2015:30保鲜膜机设计10/0414:35减速箱体数控加工工艺设计10/0413:20凿岩钎具钎尾的热处理工艺探索设计09/0821:33分离爪工艺规程和工艺装备设计10/3015:26制定左摆动杠杆的工工艺规程及钻Ф12孔的夹具设计10/2914:03前盖板零件的工艺规程及钻8-M16深29孔的工装夹具设计10/0708:44加油机油枪手柄护套模具设计09/2015:17加热缸体注塑模设计10/0709:17动模底板零件的工艺规程及钻Φ52孔的工装夹具设计10/0820:23包缝机机体钻孔组合机床总体及夹具设计09/2115:19升板机前后辅机的设计09/0922:17升降式止回阀的设计09/2218:52升降杆轴承座的夹具工艺规程及夹具设计09/0916:41升降杠杆轴承座零件的工艺规程及夹具设计08/3015:59半自动锁盖机的设计（包装机机械设计）08/3015:57半轴零件的机械加工工艺及夹具设计10/2913:31半轴零件钻6-Φ14孔的工装夹具设计图纸09/2613:53单吊杆式镀板系统设计08/3016:20单级齿轮减速器模型优化设计08/3016:24单绳缠绕式提升机的设计09/0923:08卧式加工中心自动换刀机械手设计09/0822:10厚板扎机轴承系统设计09/1820:56叉杆零件的加工工艺规程及加工孔Φ20的专用夹具设计08/3019:32双卧轴混凝土搅拌机机械部分设计09/0922:33双模轮胎硫化机机械手控制系统设计09/0922:32双辊驱动五辊冷轧机设计09/0820:36变位器工装设计--0.1t普通座式焊接变位机09/2816:50叠层式物体制造快速成型机机械系统设计09/0822:41可急回抽油机速度分析及机械系统设计09/0822:42可移动的墙设计及三维建模10/0413:25右出线轴钻2-Ф8夹具设计10/0413:23右出线轴钻6-Ф6夹具设计09/0822:36咖啡杯盖注塑模具设计10/0708:33咖啡粉枕式包装机总体设计及横封切断装置设计09/0916:15啤酒贴标机的设计（总体和后标部分的设计）10/2913:58喷油泵体零件的工艺规程及钻Φ14通孔的工装夹具设计08/3019:39四工位的卧式组合机床设计及其控制系统设计09/2113:39四方罩模具设计08/3019:42四组调料盒注塑模具设计10/0723:55固定座的注塑模具设计09/0923:52圆柱坐标型工业机器人设计09/0923:48圆珠笔管注塑模工艺及模具设计10/1316:36圆盘剪切机设计09/2113:25基于PLC变频调速技术的供暖锅炉控制系统设计09/0822:20基于pro-E的减速器箱体造型和数控加工自动编程设计08/3018:00基于PROE的果蔬篮注塑模具设计08/3019:37基于UG的TGSS-50型水平刮板输送机---机头段设计09/2115:16塑料油壶盖模具设计09/0922:41塑料胶卷盒注射模设计10/0709:25多功能推车梯子的设计09/0821:25多功能齿轮实验台的设计08/3016:32多层板连续排版方法及基于ＰＬＣ控制系统设计08/3016:30多层板连续排版方法毕业设计08/3016:42多用角架搁板的注塑模具设计及其仿真加工设计08/3016:39多绳摩擦式提升机的设计09/0821:05大型矿用自卸车静液压传动系统设计09/2016:27大型耙斗装岩机设计09/0821:01大批生产的汽车变速器左侧盖加工工艺及指定工序夹具设计10/3015:42套筒的机械加工工艺规程及攻6-M8-6H深10的夹具设计10/3015:38套筒的机械加工工艺规程及钻φ40H7孔的夹具设计10/2914:13套筒零件的工艺规程及钻3-Φ10孔的工装夹具设计塑料瓶盖注塑模具设计绪论1.本课题的意义、目的及应达到的要求本设计主要意义是在我们学习完模具设计与制造的所有专业课之后，总结条理以前我们所学的知识，使之成为一个系统的理论体系，以便于我们在以后的工作中使用。同时也让我们对模具的设计与制造有了初步的了解，掌握了查阅资料和使用工具书以及手册的能力。【1】本设计的目的是在学生毕业前夕，将通过毕业实习和毕业设计的实践性环节，对医学知识进行全面的总结和应用，提高综合能力的培训以及扩大模具领域的新知识。具体的要求是：系统总结，巩固过去所学的基础课和专业课知识。运用所学的知识解决模具技术领域内的实际工程问题，以此进行综合知识的训练。通过某项具体工程设计和实验研究，达到多种综合能力的培养，掌握设计和科研的基本过程和基本方法。提高和运用与工程技术有关的人文科学，价值工程和技术经济的综合知识。由于这里不能上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要其他资料的朋友，请加叩扣:贰二壹伍八玖壹壹五一2本课题的国内外现状2.1我国塑料模具工业的发展现状我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可达0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，（1）成型工艺方面：多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%～80%相比，差距较大。（2）在制造技术方面：CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，美国EDS的UGⅡ、美国ParametricTechnology公司的Pro/Engineer、美国CV公司的CADS5、以及一些塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如对充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。（3）模具材料方面：近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%～80%相比，仍有差距。2.2我国塑料模具工业的发展趋势2..2.1我国塑料模具工业今后的主要发展趋势据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网络机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。我国塑料模具工业和今后的主要发展方向（1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。（2）.在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。（3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。（4）.开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。（5）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。（6）.应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。（7）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。3国外塑料模具的发展现状

（1）模具生产效率高，工期短，人均产值高。各企业共同之处是厂房设备密集，显得十分拥挤，即使在这样的条件下，车间管理还是有条不紊，生产效率高。一般模具企业，人均年产值为5～14万美元。

（2）专业分工细，技术精益求精，客户相对稳定。模具企业专业分工较细，生产协作紧密。每家企业只生产某一类模具，各家都有自己的拳头产品，这利于在技术上精益求精，以利在激烈的竞争中生存发展。模具厂所需的模具标准件都是外购的，有些零件加工业是由其他厂协作。

（3）模具企业带件生产比较普遍，有利于企业发展。模具作为单件或极小批量产品，技术密集和精密加工设备密集，与模具成型制品的大批量生产相比，投入大，产出低，因而制约了模具企业大发展。他们注重模具与制品一体化，模具与制品相辅相成，互相促进，有利于模具企业的发展。（4）紧跟主产品需求开发模具，重视开拓海外市场。模具工业发展较快，紧跟主产品需求开发制造模具是一个重要因素。近几年3C电子产品和汽车工业的迅速发展，带动了模具工业的发展。目前模具产值的76%源自3C产品和汽车、摩托车提供的产品。模具行业以很强的市场敏感性，以最短的生产周期满足了这些行业的需求。大陆的许多3C产品和汽车模具就来自美国，日本和西欧，以及台湾。（5）CAD/CAE/CAM和高速切削加工技术应用广泛。他们的模具生产效率较高，市场快速反应能力强，CAD/CAE/CAM技术和高速切削技术的普及应用，无疑是一个重要因素。（6）模具企业对管理的重视程度在加大，利用软体包括管理软件和工艺流程开发软件来提高企业本身的竞争力，而不仅仅是静态得考虑模具的开发和制造成本，对此企业向更科学更系统的现代管理模式发展。4．本设计所要解决的问题现在生活节奏的加快和人们对生活品质要求的提高以及环境污染给人们心理上早成的影响,使人们更乐于接受经过多层过滤更为安全可靠的纯净水或者矿泉水,应其而生的经济的瓶子和瓶盖成为大批量需求的产品.

在瓶盖塑料模具的设计与制造过程中，根据所学的知识和我们在毕业实习中所积累的经验，所采用方案如下:生产效率是第一的考虑,所以在结构上确定为一模十二腔,同时考虑设计上模具寿命,以及一次生产即可使用而不需要多加工序,这些都可以是提高效率的因素.矿泉水瓶盖的应用是很广泛的,在结构上必要的保留几种功能,一是内螺纹用于旋紧,二是需要挡水圈的设计来取代以往加橡皮垫圈的密封方式,三是防伪圈的倒扣设计以及和其瓶盖主题的点连接结构,以方便瓶盖的压入和瓶盖打开时顺利脱离防伪圈而不至产生一块脱离的现象或者难以旋断的情况.一工艺性分析1.1:塑料的原材料分析[1](1)塑件材料选用ＰＰ属于热塑性塑料，从使用性能上看，该塑料力学性能好，可以在１００Ｃ以下使用，若不受外力，则温度在１５０Ｃ时不会变形，化学稳定性好．(2)从成型性能上看该塑料吸水性小，熔料流动性好，成型容易，但收缩率大，此外，该塑料成型易产生缩孔凹痕变形等缺陷．成型温度底时，方向性明显，凝固速度快，易产生内应力，因此在成型时一注意控制成型温度，浇注系统应缓慢散热，冷却速度不易过快．1.2：塑件的结构和尺寸精度等级及表面质量分析从该制品的零件图可知；形状，结构对制件脱模要求较高，但对尺寸大小，产品精度和表面质量要求都不高。该塑件结构结构工艺分析：此设计任务书中给出的零件图存在若干弊端，给模具结构设计带来一些困难，现在在不影响起使用性能的基础上改进三处．第一是在瓶盖外表表面的防滑竖纹，不应该直接在下面切半通槽，而应该通向型腔，使其在开模时不增加不必要抽芯难度．第二是挡水圈的脱模设计，将其设计为倾斜４５度，并将斜底做在角处，是型芯最大直径变得小一些，便于在强脱之后不至于碰到下边的内螺纹而增加脱模行程,而倾斜的挡水圈会在旋入时压平,第三是防伪圈内恻设计为凸起的倒扣环,间断式.整个修改后的制件如图一:图1制件图制品的精度等级；塑料制件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，此处塑料件未注公差，由于该制件的原材料为聚丙烯，而聚丙烯的制件公差等级较低为MT7级，该塑件的精度等级较低。受模具活动部分的影响，取公差值和附加值之和，MT2级取0.05，MT3-5级取0.1。【2】制品的表面质量；塑料制件的精度等级较低，我们所要获得的制件对制品的表面质量除要求无缺陷，毛刺，无特殊要求，一般的模具制造工艺和注塑工艺就能满足要求。（4）制品的形状结构；制品的最小壁厚为0.5mm。符合聚乙烯的最小壁厚原则，聚丙烯的质软，所以可以强制脱模.所以在模具的设计和加工过程中要特别注意，防止出现缺陷.1.3：计算塑料制件的体积和质量计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数量。计算塑料制件的体积：V=1675*2=3.350cm3查《塑料注塑模结构与设计》知聚丙烯密度为ρ=0.9～0.91g/cm3.这里取ρ=0.905g/cm3由密度可得出单个制件的质量：Q=ρV=0.905×3.35=3.03175g此模具采用一模12腔结构,质量w=3.03175*12=36.381g1.4：聚丙烯塑料注射成型的工艺参数。（注塑工艺卡）注射温度包括料筒温度和喷嘴温度料筒温度：后段温度t1选用220中段温度t2选用240前段温度t3选用260喷嘴温度选用220注塑压力：选用100mpa注塑时间：选用15s保压压力：选用72mpa保压时间：选用10s冷却时间：选用30s总周期:40～130s1.5：塑料成型设备的选取根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为xs-60/450卧式查材料可知：【4】(模具设计大典)注射容量：78cm3注射压力：170mpa锁模力：450KN模具厚度：100～300mm锁模型式:双曲肘喷嘴球半径：SR20mm模具定位孔直径：Ф55mm按注射机的额定锁模力确定型腔数量N1N1=×－其中：F注塑机的锁模力NPC型腔内的平均压力mpaA每个制件在分型面上的面积（m㎡）B流道和浇道在分型面上的投影面积（m㎡）B在模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析B为（0.2～0.5），常取B=0.35，熔体内的平均压力取决于注射压力，一般为25～40mpa实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力，为保险起见常用0.8F则N1==0.6×450000/50×150=36（个）注射机注塑量确定型腔数目N2N2=（G－C）/V其中：G注射机的公称注塑量（cm3）V单个制件体积（cm3）C流道和浇口的总体积（cm3）生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍计算，同时流道和浇道的体积为未知量，据统计每个制品所需浇注系统是体积的0.2～1倍，现取C=0.6则N2===78×0.375=29.5（个）从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取N1，N2中的较小值，在这里可以选取的个数是2，4，6，8，12,16个，考虑的制件的取出和模具的开模等情况。我们所设计的塑料瓶盖模具采用一模十二腔的方案，即N=12【5】2.2分型面的选择以及型腔的排列方式的确定【6】分型面的选择；模具设计的过程中分型面的选择很关键，它决定了模具的结构，应根据分型面选择的原则来确定模具的分型面:（1）塑件脱出方便：尽量使塑件滞留在动模一侧，模具的脱模机构在动模一侧，一般将主型芯装在动模一侧，使塑件的包紧在主型芯上，型腔可以设在定模一侧。（2）模具结构简单，使模具容易切削加工，从简化模具加工来考虑，对要求抽芯的塑件，应尽量避免在定模部分抽芯。其他必须型腔排气顺利，确保塑件质量，无损塑件外观，设备利用合理以及塑件的成型要求来选择分型面。该塑件为瓶盖，表面无特殊的要求，由于制件有侧向抽心的点连接,因此制件需要侧向内抽芯机构，分型比较复杂，可采用滑快侧向分型，故分型面选择如下图所示：图2分型面选择确定型腔的排列方式图3型腔的排列方式本塑件在注塑时采用一模12腔，即综合考虑模具的开模行程较短，注塑机有足够的开模空间，浇注系统符合原则（主流道的长度小于60mm），模具结构简单和制件精读符合图纸要求以制件生产的经济性，可采用上图所示的型腔排列方式和分型面选择。采用上述型腔布置最大优点是便于设置抽芯机构,最大的缺点是熔料进入单个型腔的不均匀性.3、浇注系统的设计3.１：主流道设计根据XS-ZY-125型注塑机喷嘴的有关尺寸喷嘴前瓶孔径：d0=Ф4mm喷嘴前瓶球面半径：R0=12mm根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R0+（1～2）mmD=d0+(0.5～1)mm取主流道的球面半径:R=14mm取主流道的小瓶直径d=Ф4.5mm为了方便将凝料从主流道中拔出，将主流道设计为圆锥形式其斜度取1～3度经换算得主流道大瓶直径D=Ф6.5mm，为了使料能顺利的进入分流道，可在主流道的出料瓶设计半径r=5mm的圆弧过渡。3.２：主流道衬套的选取为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主流道衬套形式，选取材料为T8A，热处理以后的硬度为53～57HRC，主流道衬套和定模的配合形式为H7/m6的过渡配合。图4主流道衬套3.3排气结构的设计在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。排气方式有两种：开排气槽排气，利用和模间隙排气。由于瓶盖注塑模是小型内抽心模具，可直接利用分型面和镶拼间隙进行排气，而不需在模具上开设排气槽。（聚乙烯塑料的最小不溢料间隙为0.02mm，间隙较小，再加上聚丙烯的流动性极好，也不宜开排气槽。）4、侧滑快抽芯机构图5滑块抽芯机构如上图所示的是该模具侧抽芯机构,其依靠斜导柱的上下方向运动使滑快做侧向开模,完成对制件防伪圈点连接的抽拔,长度很小,因此斜角应选取较小值,一般不宜超过25°,这里选择18°.三、模具工作零件的设计1、凹模的设计：本副模具采用整体式凹模结构，由于制件结构简易程度中等，模具牢固，不易变形，制件没拼界逢，适用用于本制件的模具。材料选用T8A,硬度在50HRC以上.根据浇口的设计要求，浇口设在凹模型腔上其结构。凹模板尺寸：根据矩形凹模最小壁厚经验曲线知，此塑件的成型压力小于30MPA.由经验可知：长为500mm.宽为350mm.凹模高为h=50mm制件高为20.91mm加工可以直接用铣刀铣出，也可以用成型电极。为了节约成本。在这里我选用数控加工孔,再用点火花放电加工防滑槽。2、塑料瓶盖注塑模具的工作尺寸（包括型腔和型芯的尺寸）本例中成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸，平均收缩率平均制造公差和平均磨损率来计算。查教材表1-3塑料聚丙烯的成型收缩率为S=1％-2.5％，故平均我们取为Scp=1.75％。考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取Б=Δ/3。表一：凹模工作尺寸的计算：塑件尺寸计算公式型腔工作尺寸31.38Lm=(Ls+LsScp％－3/4Δ)+Б31.2+0.1414.3114.12+0.1430.530.42+0.119+0.113-0.322.95+0.11表二：凸模工作尺寸的计算模具零件名称塑件尺寸计算公式型芯工作尺寸型芯22.3Ln=(Ls+LsScp％+Δ)26.2826.28－0.1323.3827.5328.881.41.4－0.11表三：滑块工作尺寸的计算模具零件名称塑件尺寸计算公式型芯工作尺寸滑块3.3Ln=(Ls+LsScp％+Δ)4.44.4－0.116.631.383、型芯结构的确定：可根据模具的各部分结构确定型芯的尺寸和结构。型芯端面尺寸为,其结构图如下:图6型芯结构材料选用T8A,硬度在50HRC以上.凸模用凸模固定板固定,固定板选用45钢．成型零部件的制造误差：成型零部件的制造误差包括成型零部件的加工误差和安装误差，配合误差等几个方面。设计时一般应将成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右，通常取IT6—9级，综合考虑取IT8级。4.滑块结构确定滑块在此模具加工中难度是比较高的,滑块用于切断瓶盖主题与防伪圈,切口为半圆,两个滑块构成一个整圆,鉴于采用整体式滑块容易报废,采用分体式滑块结构.加工则采用线切割的方式,滑块机体加工则采用加工中心来做,,保证分体滑块的相对位置.四、模具加热和冷却系统的设计注塑模温度调节是采用加热或冷却方式来实现的，确保模具温度在成型范围之内。模具加热方法有蒸汽、热油、热水加热及电加热等方法，最常用的方法是电阻加热；冷却方法则采用常温水冷却、冷却水强力冷却或空气冷却等方法。而大部分采用常温水冷却法。模具温调系统的功用：改善成型条件、稳定制品形状尺寸精度、改善制件物理性能、提高制品表面质量。塑料在生产过程中由于需要对熔融的塑料流体进行冷却，塑料制件不能有太高的温度（防止出模后制件发生翘曲，变形）冷却系统设计可按下式进行计算：设该模具平均工作温度为60°，用20°的常温水作为模具的冷却介质，其出口温度为30°，产量为（1分钟2模）1000g/h。1、计算热流量求塑件在硬化时每小时释放的热量为Q，查有关文献得聚乙烯的单位热流量为Q=420.3～450.1J/g,取Q=430J/g：Q=WQ=1008g/h×430J/h=433440J2、冷却水的体积流量VV=WQ/Pc(T－T)=433440/60×1/1000×4.2×（30－20）=172cm温度调节对塑件的质量影响主要表现在以下几个方面：变形尺寸精度力学性能表面质量在选择模具温度时，应根据使用情况着重满足制件的质量要求。在注射模具中溶体从200C,左右降低到60C左右，所释放的能量5％以辐射，对流的方式散发到大气中，其余95％由冷却介质带走，因此注射模的冷却时间只要取决与冷却系统的冷却效果。模具的冷却时间约占整个循环周期的2/3。缩短循环周期的冷却时间是提高是提高生产效率的关键。在冷却水冷却过程中，在湍流下的热传递是层流的10—20倍。在次我选择湍流。表四冷却水道的选取：（有计算选取）冷却水道直径d/（mm）最低流量v/（m/s）流量Ｖ/（m/min）121.107.4×10冷却回路的布置应根据塑件的形状及所需冷却温度分布要求以及浇口位置等，设计冷却回路为直通式，为使塑件受热均匀，冷却回路应同时开设在动定模两侧.图7冷却水道布置五、模具的合模高度在支撑板与固定零件的设计中根据经验确定：定模板厚度H1=30mm，凹模型腔板厚度为H2=34mm，型芯固定板厚度为H3=30mm，型芯垫板厚度为H4=20mm，垫块厚度H5=73mm(考虑模具的抽芯距)动模板厚度H6=30mm.1、计算模具的闭合高度：H=H1＋H2＋H3＋H4＋H5＋H6=30＋50＋35＋50＋120＋30=360mm2、校核注塑机的开，合模空间A：模具合模时校核：100mm<360mm<500mm注:模具符合注塑机的要求;B：模具开模时校核：100mm<360mm＋80mm<500mm注:模具符合注塑机的要求;六、注塑机有关参数的校核本模具的外形尺寸为500mm×350mm×360mm,SZ-120/450型注塑机模板最大安装尺寸是330mm×240mm。由于上述计算的模具闭合高度为217mm，SZ-120/450型注塑机的最小模具厚度为100mm，最大模具厚度为500mm1、模具合模时校核：100mm<360mm<500mm1.1、模具开模时校核：100mm<360mm＋80mm<500mm其中：80mm为模具的抽拔距经校核SZ-120/450型注塑机能满足使用要求故可以采用。七、模具的装配装配主要要求如下：模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm分模处要求密合。推件时推杆与卸料板要保持同步。上、下模型芯必须紧密接触。装配时以分型面密合作为该模具的装配基准，装配顺序如下：装配前按图检验主要工作零部件及其它零件尺寸。镗导柱、导套孔。将定模板、动模板、型芯固定板叠合在一起，使分模面紧密接触并加紧，镗导柱、导套孔，在孔内压入工艺定位销后，加工侧面的垂直基准。加工定模。用定模侧面的垂直基准确定定模上型芯中心的实际位置，并以次作为加工基准，分别镗型芯孔φ34mm、φ10mm，并锪台肩φ44mm×6mm、φ14mm×6mm。压入导柱、导套。将定模、板动模板、支撑板上分别压入导柱、导套，使其导向可靠，滑动灵活。装配型芯。在定模和型芯固定板孔内压入型芯，用镙孔复印法和压销钉套法使型芯紧固在支撑板上，将其一起磨平。通过型芯钻支撑板上的推杆孔。通过支撑板钻推杆固定板上的孔。在推杆固定板和支撑板和支撑板上加工限位螺钉和复位杆孔。组装垫块和支撑板。加工定模座板。加工螺孔、销钉孔和导柱孔，并将浇口套、导柱套压入定模座板。定模部分的装配。用平行夹头把它们加紧（浇口套的浇道孔与镶块上的浇道口对中，在上面钻固定在注塑机上的孔，使其与注塑机相配合。装配动模部分。修正推杆和复位杆的长度。完成装配后进行试模，并校验入库。八、制件常见缺陷及解决办法:表五：名称注塑机及成型条件问题模具或材料问题填充不满1注塑机的注塑能力不够2加料量不够3注塑压力太低4料温太底使塑料溶体流动不好5注塑速度太慢6注塑机喷嘴有异物阻塞1浇口平衡不好2模具温度太低3排气不良4流道浇口过小5浇口流道有异物阻塞6塑料原料流动性不好飞边1注塑压力太低2锁模力不够3加料量过大4料温过高5保压时间过长1模具配合面不严2成型期间塑料原料粘性太低流痕1料温太低使塑料流动性不好2注塑速度较低3注塑机喷嘴过小4保压压力不够1模具温度过低2模具冷却不良3塑料流动性差龟裂1注塑压力过高2料温太低导致流动不好3保压压力过高4保压时间过长1模具温度过低2型腔设计不良3塑料粘性不良4塑料原料退火不良空洞1注塑压力过低2保压压力不够3注塑速度过快或过慢4保压时间短1模具排气不良2壁厚设计不均3浇口位置不良4浇口浇道尺寸过小九、主要工作零件加工工艺规程在此仅对成型零件型芯、型腔的加工工艺进行分