塑料瓶内装瓶盖成型技术及注塑模具设计(常用版)

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塑料瓶内装瓶盖成型技术及注塑模具设计（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）塑料瓶内装瓶盖成型技术及注塑模具设计Plasticbottlecapmoldingtechnologyequipmentandinjectionmolddesign作者姓名：贾学科、专业：机械设计制造及其自动化学号：07指导教师：孙完成日期：2021月6月__塑料瓶内装瓶盖成型技术及注塑模具设计摘要：塑料瓶内装瓶盖成型技术及注塑模具设计的步骤主要有以下几个方面：塑件工艺方案的确定，模具的总体设计主要包括：型腔与流道的布置、浇注系统、分流道、浇口、冷料穴、排气系统的设计。同时还进行了模具的结构设计。即：模具工作部分尺寸的计算、模腔的力学设计、脱模力的计算、推出机构的尺寸计算、冷却系统的设计等。最后还进行了模具参数校核、模板的刚度和强度的校核等等。该套模具制造方便，结构特殊，不采用较为昂贵的材料，节省了开支。同时，该套模具能实现自动脱模，减少工人的劳动强度，型芯随模具分型后连同塑件一起顶出，自动脱模，故无须再设计脱螺纹装置，提高效率。关键词：聚乙烯，注塑模具，结构设计，校核PlasticbottlecapmoldingtechnologyequipmentandinjectionmolddesignAbstract：Plasticbottlecapmoldingtechnologyequipmentandinjectionmolddesignstepsinthefollowingareas:PlasticTechnologyprogramtodetermine,molddesigninclude:cavityandtheflowofthelayout,gatingsystem,shunt,gate,coldfeedpoints,exhaustsystemdesign.Atthesametimetocarryoutthestructuraldesignofthemold.Namely:theworkofsomeofdiesize,themoldcavitymechanicaldesign,moldreleaseforce,theintroductionofbodysize,thecoolingsystemdesign.Finally,checktheparametersforthemold,thestiffnessandstrengthofthetemplateofthecheckandsoon.Themoldmanufacturingconvenience,thestructureofthespecial,donotusemoreexpensivematerials,savingexpenses.Atthesametime,themoldcanbesetforautomaticrelease,reducingthelaborintensityofworkers,withthemoldcoreaftertypingtogetherwiththeplasticpartswiththetopup,automaticrelease,sodonotneedtoscrewfromdevicedesignandimproveefficiency

Keywords:polyethylene,injectionmold,structuraldesign,verification目录TOC\o"1-3"\u1.绪论 11.1PE塑料的现状和前景 11.2注塑成型概述 12.注塑模侧分型机构分析 62.1注塑模侧分型机构分析 63.对塑件进行工艺分析及工艺方案的确定 93.1塑件的工艺分析 93.1.1PE的性能及塑件形状分析 93.2确定塑件的工艺方案 124.进行注塑工艺设计 124.1塑件工艺参数计算 124.1.1塑件体积和质量的计算 124.1.2注塑机的选择 124.2塑件注塑成型工艺参数 135.模具的总体设计 145.1浇注系统的设计 145.1.1浇注系统的功能 145.1.2热流道系统设计 155.1.3浇口的设计 175.2分型面和排气槽的设计 195.2.1分型面的设计 19排气槽的设计 205.3成型零件的设计 205.3.1成型零件的结构设计 215.3.2成型零件钢材的选用 225.3.3成型零件工作尺寸计算 235.3.4型腔构件力学计算 325.4模具结构尺寸计算 34直导柱和导套尺寸的确定 345.4.2模板尺寸的选定 355.4.3定距螺钉尺寸的选定 36推杆尺寸、推套尺寸和顶板尺寸的选用 36定位圈和连接件尺寸的确定 36主流道拉料杆尺寸的确定 36推出机构附件尺寸的选用 375.5合模导向机构 375.6脱模机构设计 375.7冷却系统设计 38校核水道流水量 386.模具的校核 396.1工艺参数的校核 39注射量校核 396.1.2锁模力校核 396.1.3最大注射压力校核 406.2安装参数校核 406.2.1模具厚度校核 406.2.2模板尺寸校核 416.2.3开模行程校核 417.结论 41参考文献 42致谢 441.绪论1.1PE塑料的现状和前景塑料的材料有上千种，性能也千差万别。本设计零件所用材料为聚乙烯（PE），聚已烯(PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，是属于热塑性材料，在工业上，也包括乙烯与少量α－烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同密度(0.91～0.96g/cm3）的产物。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，PE是五大通用塑料之一，其产量是第一。1.2注塑成型概述近年来，随着我国经济的腾飞，塑料成型加工机械和成型模具发展十分迅速，高效，自动化，大型，微型，精密，高寿命的模具在整个模具行业中所占的比例越来越大。我国大型、复杂、精密、高效和长寿命模具又上了一个新台阶，不少种类模具已能替代进口模具，模具CAD/CAM技术得到了较快推广应用并取得了良好效果，快速成形制造技术和设备有了长足发展并已开始进入实用推广阶段，高速铣等新一代制造技术已被人们重视并开始应用。从模具使用角度来说，要求高效，自动化，操作简便；从模具制造角度，要求结构合理，制造容易，低成本。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要因素。模具与其它机械产品比较，一个重要特点就是技术含量高、净产值比重大。随着化工、轻工产业的快速发展，我国的模具工业近年来一直以每年13％～15％左右的增长速度高速发展，而各行业对模具的要求也越来越高。面对市场的变化，有着高技术含量的模具正在市场上崭露头角。随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求，更是日趋精美，华气。因此，结合中国具体情况，学习国外模具工业建设和模具生产的经验，宣传、推行科学合理化的模具生产，才能推进模具技术的进步。一直以来我国模具工业在材料选用上由于受售价限制，国产模具的材料多采用2Cr13和3Cr13作精密热处理。国外则采用专用模具材料DINI、2316，在耐磨、耐腐蚀性能及抛光亮度等综合性能上均明显优于国产材料。这从根本上影响了国产模具的外观质量和使用寿命。在生产工艺上，不少厂家由于设备不配套很多工作依赖手工完成，严重影响了精度和质量。国内企业的模具设计体系处在引进、消化和吸收的初级阶段，尚未形成成熟的理论指导和设计体系。缺乏模具调试条件。国内模具企业因受交货期短，试模场地及设备的局限，通常把质量检验工作放在用户处试模，且难以调试出最佳状态，给用户造成大量的损失和浪费。而国外一些发展较好的企业都拥有自己的试模场所和设备，可以模拟用户的工作条件试模，所以能在最短的时限达到很好的效果。从总体情况看，模具工业投入仍旧不足，模具总量供不应求，特别是大型、精密、复杂、长寿命模具能力明显不足的情况在短期内仍难有较大改观。纵观模具行业近年来的发展，塑料模具结构的演变，及制造工艺的改进，归纳起来有以下几点：模具标准化是现代模具设计与制造的基础。推行模具标准化是实现模具合理化生产必备条件。国外对模具标准化工作十分重视，是由于采用标准件不仅能有效提高模具质量、降低成本，而且能大大缩短模具生产周期。美国、德国进行模具标准化工作已有100年的历史。而我们一直以来由于模具标准化程度不高，造成生产供应的标准件品种、规格不齐，质量不高，不能满足互换性要求。现在，我国在标准化方面已经有了很大的改进，随着工业产品多品种、小批量、个性化、短周期的发展趋势变得日益明显，模具标准化工作意义更为重大。据介绍，目前我国模具标准件使用比率有所增加，初步估计在40％～45％之间，与国际上70％～80％的比率还有很大差距，我国不同地区、不同企业之间模具标准件使用覆盖率差异也较明显，三资企业要比其它企业高，南方企业要比北方高，尤其是三资企业集中的广东省，其模具企业的模具标准件使用覆盖率要远高于其它地区。今后我国势必采取相应措施，针对模具生产特点，组织行业力量，进行快捷、适时地对模具生产企业进行标准化生产，以便全面推行模具标准化工作。我国“十五”模具行业发展规划提出，模具标准件要扩大品种、提高精度，其中主要品种要实现经济规模生产。2005年模具标准件使用覆盖率达到60％，2021年达到70％以上。因此，加快模具标准件发展，加强模具产品的技术含量，大力发展热流道模具及CAD／CAE／CAM技术，对于提升我国塑料模具行业的水平、拓展国内外市场具有重要的意义。由于模具和制造之间的关系密切，可以说，制造是设计的延续。而采用人工设计方法比较迟缓，不可能实现模具设计与制造一体化，也不可达到优化设计的要求。实践证明，模具CAD/CAM技术是当代最合理的模具生产方式。模具CAD/CAE/CAM方面成果进一步扩大，模具生产骨干企业大部分都已应用，取得了良好成效。模具生产也将可以实现高度标准化、通用化和系统化，有利于采用先进设计与制造技术，使模具越做越精，同时，有利于缩短生产周期，降低生产费用。模具制造是模具设计的延续，是验证设计正确性的过程。模具制造的规范化有利于使模具生产过程趋于科学化、合理化。在模具企业中，对模具生产过程进行计算机控制与管理，是实现合理化生产的保证和条件。从模具设计、生产准备、加工与装配、试模的全过程始终处于控制与管理之中，因此，推进模具生产过程控制与管理有利于提高模具制造精度与质量，减小生产周期与生产费用。今天的模具，精度将越来越高目前，精密模具已普遍达到了2-3μm的精度。10年前。精密模具的精度一般为5um，现在已达2～3um,虽然生产纳米级模具短期内国内还难以实现，但达到1μm精度的模具是必然趋势。加工精度公差在1μm以下的超精加工也必然得到发展。随着零件形状的复杂化，模具型腔也将随之越来越复杂。多种曲面和沟槽组成的复杂型腔提高了加工难度。能将多种工序及多种材质在一套模具中形成零件或组装成组件的多功能复合模具能有效提高生产率，必将在许多领域得到发展。这固然与模具设计有很大关系，但同时也对模具加工设备提出了更高的要求，即加工一致性和高精度的需求。随着用高新技术和先进适用技术改造传统模具加工模式的不断推广和深入，数字化加工已成为模具加工发展方向。采用数字化技术的模具加工设备顺理成章地成了模具企业提高其装备水平的首选。同时，多功能复合加工能有效提高模具加工效率，因此也大有发展前景。例如，武汉华中数控系统的数控攻关重点项目华中I型（HNC－I）高性能数控系统有多项创新，达到国际先进水平。该项成果中SDI五轴曲面插补控制理论被专家誉为国际首创。HNC—IP数字化纺形加工数控系统是将数控系统与仿形系统集成化、一体化的控制系统，可与各种加工中心、数控铣床和仿形铣床等配套使用，还可作为数字化测量装置对实物模型进行数控测量，并可根据测量数据生成几何模型或模具曲面加工G代码。系统具有仿形速度快、加工精度高、集成度高和功能强的特点。该项成果获国家教委科技进步一等奖，被列入国家级科技成果重点推广计划。这一数控系统已在模具加工中显示出了优越性，推广前景很好。对于塑料制品企业来说，为了使产品质量更好，产率更高，热流道模具是个很好的选择。这种正在兴起的模具品种技术含量高，它不需要更新设备，只需要更新模具或对原有的模具进行改造，就能大大缩短产品的成型时间和表面质量，由于没有料把，它还能节省原料，尤其是对于小而精密的产品，原料节约十分显着。在国外，热流道模具及技术使用率达到50％以上，有的国家可达80％以上，而目前热流道技术在我国还处于推广阶段，应用率不足20％。随着热流道技术的日渐推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，井能大幅度节约制件的原材料，因此，热流道技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。许多塑料模具厂所生产的塑料模具已有一半以上采用了热流道技术，有的厂使用率甚至已80％以上，效果十分明显。国内热流道模具已有生产，有些企业使用率达20％～30％，但总的来看，比例低，亟待发展。随着塑料成形工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。塑料件的精度分为尺寸精度、几何形状精度和外观精度（即光泽、色调等），为了确保这些精度，将继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具，在注射成型中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可减小树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。模具要求刚性好，耐高压，特别是精密模具的型腔应淬火，浇口密封性好，模温能准确控制。气体辅助注射成型技术已比较成熟，它能改善塑件的内在和外观质量，具有注射压力低、制品变形小、易于成型壁厚差异较大的制品等优点，而且可以节约原料及提高制件生产率，从而大幅度降低成本。与之相适应，气辅模具在我国也已出现，并取得了良好效果。如以下所示：(1)模具日趋大型化.(2)模具精度将越来越高.(3)多功能复合模具将进一步发展.(4)热流道、气体辅助注塑成型模具，在塑料模具中的比例逐步增长.(5)模具标准件应用更加广泛.(6)快速经济模具发展前景广阔.在工业经济发展较快时期，产品畅销，要求模具能跟上需求。在工业经济发展滞缓时期，产品不畅销，企业必然千方百计开发新产品，这同样给模具带来强劲的需求。因此，现代模具工业有不衰败工业之美称。注塑成型是热塑性塑料制件最重要的成型方法之一。用此方法加工成型的塑料制件，其品种与样式之多是其它任何成型方法无法比拟的。注塑成型能一次性的成型出外形复杂，尺寸精确，效率高，甚至带有金属嵌件或螺纹的塑料制件。塑料注塑成型的过程是借助于螺杆.（或柱塞）的能力，将已塑化好的塑料熔体注入闭和的模具型腔内，经冷却固化定型后开模获得制件。因此，构成注塑成型的必要条件有三：一是塑料必须以熔融状态进入模腔；二是塑料熔体必须有足够的压力和流速，以确保及时迅速的充满整个行腔的各个角落；三是需要有符合制件形状和尺寸并满足成型工艺要求的模具。这就为住宿成型提出了必须具有塑化，注射和成型这三个基本职能要求。设计注塑模时应考虑以下几方面问题：（1）分析塑件结构及其技术要求塑件的结构决定了模具结构的复杂程度，塑件的技术要求.（如尺寸精度、表面粗糙度等）决定了模具制造及成型工艺的难易，因此对于不符合塑料注塑成型特殊要求、不合理的结构形状等，均应该提出改进塑件涉及的建议，否则会增加模具设计与制造以及注塑成型工艺的难度。（2）了解注射机的技术规格注塑机的技术规格制约了模具的尺寸和所能成型塑件的范围。（3）了解塑料的加工性能和工艺性能主要了解如下几点：①塑料熔体的流动行为，所能达到的最大流动距离比。②分析流道和型腔各处的流动阻力，模腔内原有空气的导出。③塑料在模具内可能的结晶、取向及其导致的内应力。④模具总体结构和零件形状应力求简单合理，容易加工制造。⑤合理选择模具材料。⑥模具的热量损耗，冷却水用量以及塑件生产效率等。2.注塑模侧分型机构分析2.1注塑模侧分型机构分析注塑模是由成型零件、支承零件、合模导向机构、浇注系统、推出结构、侧向分型与抽芯机构、加热和冷却系统和排气系统。当塑料有侧壁孔、凹穴、凸台结构时，采用侧向分型机构。塑料瓶内装瓶盖由于带有侧向螺纹，故采用侧分型机构。根据动力源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为手动、液压或气动及机动等三大类型：（1）手动侧向分型与抽芯机构这一类机构操作麻烦，工人劳动强度大、生产效率低，但模具结构简单、成本低，用于产品试制、小批量生产或无法采用其它侧分型机构的情况。（2）液压或气动侧向分型与抽芯机构用于抽拔力较大，侧拔距离较长的场合，例如大型管状塑件生产，抽拔动作比较平稳，但液压或气压装置成本较高。（3）机动侧向分型与抽芯机构利用注塑机开模力作动力，通过有关传动零件施力于侧分型机构，将模具侧向分型，合模时又靠它使侧分型零件复位。这类机构虽然结构比较复杂，但分型无需手工操作，生产效率高。根据传动零件的不同，又可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块、直导柱等许多不同类型机构。如以下的结构分析：eq\o\ac(○,1)斜导柱抽芯机构图2.1斜滑块侧分型机构1-斜滑块2-定模座板3-斜导柱4-销钉5-侧型芯6-推管7-动模板8-滑块9-限位挡块10-弹簧11-螺钉斜导柱侧分型机构是利用斜导柱等零件把开模传递给侧向成型块使之产生侧向运动完成分型动作。这类侧向分型机构的特点是结构紧凑、动作安全可靠、加工制造方便，是注塑模常用的分型机构但它的抽拔力和抽拔距离受到模具结构的限制，一般使用于抽拔力不大及抽拔距离小于60～80mm的场合。其结构如图2.1所示：由图可看出，斜导柱侧分型机构主要有斜导柱3、楔紧块1、侧型腔或型芯滑块8、导滑槽、侧型芯5以及定距限位装置9、10、11等组成。与模具开合方向成一定角度的斜导柱3固定在定模座板2上，滑块8可以在动模板7的到滑槽内滑动侧型芯5用销钉4固定在滑块8上。开模时，开模力通过斜导柱作用在滑块上，迫使滑块在党独见动模导滑槽内向左滑动，直至斜导柱完全脱离滑块，即完成分型动作塑件由推出机构的推管6推离型芯。在注射成型时，滑块8受到型腔熔体压力的作用，有产生移位的可能，因此用楔紧块1来保证滑块在成型时的位置。限位挡块9、弹簧10即螺钉11组成滑块定位装置，使滑块保持抽芯后的最终位置，以确保再次合模时，斜导柱能顺利的插入滑块地斜导柱孔，是滑块回到成型时的位置。eq\o\ac(○,2)弯销侧分型机构图2.2弯销侧分型机构动模板2-楔紧块3-弯销4-侧型芯滑块5-定模板弯销侧分型机构的工作原理和斜导柱侧分型机构相似，所不同的是在结构上以矩形截面的弯销代替了斜导柱，因此，弯销侧分型机构衽离不开滑块得道滑、注射时侧型芯得锁紧和侧抽芯结束时滑块的定位这三大要素。图2.2所示是弯销侧分型机构的典型结构。合模时，由楔紧块2将侧型芯滑块4通过弯销3锁紧。侧分型时，侧型芯滑块4在弯销3的驱动下在动模板1的倒滑槽侧向抽芯，抽芯结束，侧型芯滑块由弹簧、顶销装置定位。通常，弯销及其导滑孔的制造困难一些，但弯销侧抽芯也有斜导柱不及的优点：一、强度高，可采用较大的倾斜角。弯销一般采用矩形截面，抗弯截面系数比斜导柱大，因此抗弯强度较高，可以采用较大的倾斜角，所以在开模距相同的条件下，使用弯销可比斜导柱获得较大的抽拔距。利用弯销的高抗弯强度，在注射熔料对侧型芯总压力不大时，可在弯销前端设置一个支承块，对侧型芯滑块起到锁紧作用，而简化模具结构；但在熔料对侧型芯总压力较大时，仍应考虑设置楔紧块，以锁紧弯销或直接锁紧滑块。二、可以延时分型。由于塑件的特殊或模具结构的需要，弯销还可以延时侧抽芯。eq\o\ac(○,3)斜滑块内侧分型机构图2.4斜滑块内侧分型机构定模板2-斜滑块3-动模板4-顶杆图2.4为斜滑块内侧分型的示例，斜滑块2的上端为侧向型芯，成型带有内侧凹槽塑件。其特点是推出机构工作时，斜滑块2在顶杆4的作用下，在动模板3的导滑槽里滑动，推出塑件的同时由向内靠拢，从而完成内侧抽芯动作。3.对塑件进行工艺分析及工艺方案的确定3.1塑件的工艺分析3.1.1PE的性能及塑件形状分析塑件的材料采用PE，中文叫做聚乙烯，聚乙烯的密度是0.94~0.96g/cm3，是世界上的产量第一的材料。（一）聚乙烯的性能如下所示：（1）PE属于热塑性塑料，故采用注塑成型。

（2）PE密度小、强度好、刚度好、耐热性强优良的耐腐蚀性、良好的高频绝缘性，介电性能与温度和频率无关，是理想的绝缘材料。（3）结晶性料，吸湿性小。（4）熔料的流动性能好，成型容易。（5）冷却速度快，浇注系统及冷却系统散热应适度。（6）成型收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形、取向性强等缺陷。（7）成型温度低是易产生内应力，所以在成型时应严格控制成型温度，浇注系统应较缓慢冷却。（8）塑件应壁厚均匀，以防止应力集中。（二）聚乙烯的成型特性如下所示：聚乙烯采用国际先进的旋塑设备及工艺一次性模制成型，产品具有整体一次成型无接缝、抗冲击、抗老化、重量轻、不渗漏、耐酸碱、寿命长、符合卫生标准等优点，使用性能大大优于传统的玻璃钢容器、塑料焊接容器、钢衬橡胶等容器，在相当大的范围内可取代不锈钢、钛等金属制品容器，是当今最理想的化工液体的耐腐蚀储运设备。图3.1为塑件的零件图由图3.1可知，本产品是塑料瓶内装瓶盖。零件上的重要尺寸的精度为一般精度，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证.3.2确定塑件的工艺方案塑件有聚乙烯注射而成，(1)零件的外端有G1（1/8）管螺纹，要求一次成型，并与上盖配用，(2)图中尺寸直径26~28显三角形，厚0.5mm是撕裂带尺寸，未使用是要求它能密封完好，使用时，再啦环的带动下有易断裂.(3)瓶盖内侧有15片厚0.5mm的梯形缓冲薄片，它的作用是再倒油是，利用其45度角，对油有缓冲的作用，(4)图中直径40~42mm,间90度有一圈沟槽，目的是在与瓶身配合时，瓶子进入容易自锁(5)直径37.5是密封圈，要求装入油后，能承受600N以上的压力而不漏油。根据塑件形状特点和以上的条件及该塑件为大批量生产的情况，则塑件在模具内的摆放方式应为卧式摆放，塑料瓶内装瓶盖的上端向上，由塑料瓶内装瓶盖的下边出注射成型，采用侧抽芯机构，左右开模，完成塑件的分型，最后由刮料板将塑件顶出。塑件精度等级高尺寸小且带有外螺纹，这里设计一种特殊的脱螺纹机构，则采用活动螺纹型芯设计，使塑件在开模是顶出脱模，省时省力。4.进行注塑工艺设计4.1塑件工艺参数计算4.1.1塑件体积和质量的计算根据塑料瓶内装瓶盖的零件图进行分析，大概把零件图分为以下几个部分：通过对塑件的正确分析，大约算出本塑件的体积为10㎝，通过用Pro/e画出塑件的整体图形，分析出本塑件的体积是10.3㎝，以上的数据大约是相等，则塑件的体积V=10㎝，PE的密度取0.94g/㎝，所以塑件质量为m=9.4g注塑机的选择对塑件的结构和零件图进行分析，同时也对生产的要求(大批量生产)，为了提高工厂的生产率，采用一模四腔。注射量可由公式QUOTE=QUOTE得其中n为型腔数取4，k=0.25~0.8，当k=0.25时，QUOTE=160g，QUOTE当k=0.8时，QUOTE＝50g，取注射量为60g。想到所要的压力及设计等情况，初步选用注塑机为SYZ－60自《模具技术手册》中，查表3－48得型号为SYZ－60结构形式卧式理论注射容量60g螺杆直径30㎜注射压力150MPa模具定位孔直径55mm拉杆空间190mm300mm锁模力500KN最大模具厚度200㎜最小模具厚度70㎜开合模行程40mm喷嘴前端孔直径4mm喷嘴球面半径SR12mm动定模板固定板尺寸330mm440mm4.2塑件注塑成型工艺参数注射机类型：螺杆式螺杆速度：48r/min喷嘴形式：直通式料筒温度：前段260℃；中段240℃；后段220℃喷嘴温度：220℃注塑压力：100Mpa（相当于注塑机表压35kgf）注塑时间：30s保压：72Mpa（相当于注塑机表压25kgf）保压时间：10s冷却时间：30s选自《塑料模具技术手册》5.模具的总体设计模具的总体设计是模具设计的主要内容，本章内容包括浇注系统的设计，分型面合排气槽的设计，成型零件的设计，合模导向机构的设计等。5.1浇注系统的设计浇注系统设计是注射模具设计中最重要的问题之一。浇注系统是指塑料熔体从注塑机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道，分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。它具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量具有决定性的影响。它的设计合理与否，影响着模具的整体结构及其工艺操作的那一程度。注塑模的浇注系统如图所示：5.1.1浇注系统的功能浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利的充满到模腔深处，以获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑料制件。因此要求充模过程快而有序，压力损失小热量散失少，排气条件好，浇筑系统凝料易于与制品分离或切除。（1）浇注系统的组成无论用于何种类型的注塑机模具，其浇注系统一般由四部分组成①主流道指由注射机喷嘴出口起到分流道入口为止的一断流道。它使塑料熔体首要经过的通道，且与注塑机喷嘴在同一条轴线。②分流道支柱流道末端至浇口的整个通道。分流道的功能是使熔体过渡和转向。单型腔模具中分流道是为了缩短流程。多型腔模具中分流道是为了分配物料，通常有一级分流道核二级分流道，甚至多级分流道组成。③浇口指分流道末端与模腔入口之间狭窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内，并有序的填满型腔，且对补缩具有控制作用。④冷料穴通常设置在主流道和分流道转弯处的末端。其功用为“捕捉”和储存熔料前锋的冷料。冷料穴也经常起拉钩凝料的作用。（2）浇注系统设计原则有以下方面：①适应塑料的工艺性②采用尽量短的流程③有利于排气④防止型芯变形和嵌件位移⑤便于修整浇口，保证塑件外观质量⑥浇注系统设计应结合型腔布局⑦校核流动距离比和流动面积比5.1.2热流道系统设计热流道系统包括主流道、分流道和冷料穴及其结构设计。（1）主流道设计主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，它将注射机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道和型腔，其形状为圆锥形，其尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，甚至塑料的内在质量。本设计的主流道形状如图5.1所示。查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第53页得,主流道始端直径主流道的结构图5.1d＝d1＋(0.5～1)=4.5㎜（5.1）式中： d—喷嘴前端孔径。球面凹坑半径SR＝喷嘴球面半径＋(1～2)㎜,因为注塑机喷嘴球面半径是13㎜，这里SR取13㎜；内壁粗糙度Ra=0.63圆锥角α为2°～6°，这里取4°，喷嘴窝深度一般为3～5㎜，这里h取4㎜；流道大端直径为D＝d＋2l(tga/2)＝6mm主流道衬套下端直径D流道长度一般取3d,l由定模坐板厚度决定，通常l≤60㎜。考虑到塑料熔料的流通，在主流道末端设置半径d＝2的倒角。定位圈的外径按注塑机的定位孔直径确定，由M6～M8的螺钉固定在定模固定板上。主流道深度尺寸为34mm。在材料方面，选用优质钢材单独进行加工和热处理。这里采用T8A，淬火热处理硬度为HRC53~HRC57.（2）分流道分流到是主流道与浇口之间的通道。多型腔模具一定设置分流道。大型塑件由于使用多浇口进料也需要设置分流道。分流道的截面形状常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U字形和六角形等。要减少流道内的压力损失，则希望流道的截面积大、流道的表面积小，以减少传热损失。因此可用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率。 分流道截面形状及尺寸应根据塑件的结构所用塑件的工艺特性，成型工艺条件，分流道的长度及制造工艺性等因素来确定，由于塑件所用的材料是聚乙烯，属于热塑性材料，宜用圆形截面分流道，并取较小的截面。若截面过大，不仅积存空气增多，塑件容易产生气泡，而增大塑料耗量，延长冷却时间；若截面过小，会降低单位时间内输送的塑料熔体流量，使填充时间延长，导致塑件常出现波纹等问题。一般去分流道的侧边与垂直与分型面的方向成50至100的角度是最好的，分流道的长度要尽可能短，便与注塑成型的过程中最经济地使用原料和注塑机的能耗，减少压力损失和热量损失，分流道的内表粗糙度Ra一般去1.6um左右即可。对于壁厚小于3mm、质量再200g以下的塑件，采用D=0.2654W1/2L1/4，其中D为分流道的直径，W为流经分流道的塑料量，L为分流道长度，通过对《塑料注塑模具设计》查询表4-1可得PE的直径范围为1.6~9.5，取6mm(0.6cm),W为塑件的塑料量，则0.6=0.2654(9.4)1/2L1/4L=0.3cm（3）分流道的布局形式分流道和型腔的分布有平衡式和非平衡式两种，根据塑件的零件图和采用大批量生产的条件来考虑则采用平衡式，平衡式分布的特点：从主流道到各个型腔的分流道，其长度、断面尺寸及其形状都完全相同，以保证各个型腔同时进料，同时注塑完毕。平衡式分流道大体分为辐射式、单排列式、Y形、H形和X形。据塑件的零件图和采用大批量生产的条件来考虑，则采用H形。（4）冷料穴的设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用是冷料、拉料和顶料。冷料穴直径应大于主流道大端直径主要有以下几类：①底部带有推杆的冷料穴这类冷料穴的地步由一根推杆组成，推杆装于推杆固定板上。因此它常与推杆或推杆脱模机构连用但仅适用于韧性塑料。②底部带有拉料杆的冷料穴这类冷料穴的底部有一根拉料杆组成，装于型芯固定板上，常见结构有球头型，菌头型，倒锥头型，，圆锥头型。③底部无杆的冷料穴对具有垂直分型面的注射模，冷料穴置于左右两半模的中心线上，当开模时分型面左右分开，塑件与流道凝料一起去处，冷料穴底部不用设置杆件。浇口的设计浇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积最小的部分，但却是浇注系统的关键部分。浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量影响最大。浇口分限制性浇口和非限制性浇口两种。非限制性浇口起着引料和进料的作用；限制性浇口一方面通过截面积的变化，使分流道输送来的熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速而均衡地充满型腔；另一方面通过调节浇口尺寸，使多型腔同时充满，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，并便于浇口塑料与塑件分离的作用。（1）浇口形式的确定浇口形势有直接浇口，侧浇口，扇形浇口，环形浇口，盘形浇口，轮辐浇口，点浇口，潜伏浇口等。①直接浇口直接浇口又称主流道型浇口，塑料熔体直接从主流道进入型腔，因而具有流动阻力小、料流速度快及补缩时间长的特点，但注射压力直接作用在塑件晌，容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形，塑件痕迹也较明显。这类浇口大多数用于注射成型大型厚壁，长流程，深型腔的塑件。②侧浇口侧浇口又称边缘浇口，浇口一般开设在分型面上，塑料熔体与型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这类浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活的选取进料位置，因此它使被广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，单深型腔塑件排气不便。③点浇口点浇口又称菱形浇口，其尺寸很小，能有效的增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的粘度下降，流动性增加，利于填充。有利于成型薄壁塑件，但不利于成型平薄及形状复杂的塑件。采用点浇口的模具，以取得浇注系统的平衡，有利于自动化的操作，但压力损失大，浇口凝料脱模需要在定模部分另加一个分型面；塑件浇口残留痕迹小，但收缩率达易变形。④环形浇口环形浇口用来成型圆筒形塑件，它开设在塑件的外侧，采用这类浇口，塑料熔体在充模仕进料均匀，各处料流速度大致相同，模腔内气体易排出，避免了侧浇口容易在塑件上产生的熔接痕，但浇口去除较难，浇口痕迹明显。⑤盘形浇口盘形浇口类似于环形浇口，它与环形浇口的区别在于开设在塑件的内侧，其特点与环形浇口基本相同。本模具浇口形式采用侧浇口的形式。确定侧浇口尺寸，应考虑它们对成型工艺的影响。浇口长度越长，浇口上的压力越下降，浇口的厚度越宽，填充速度越低，流动阻力越小。侧浇口尺寸计算的经验公式如下：b=k/30*A1/2t=1/3b，其中A为塑件的外表面积，b为侧浇口的宽度。t为侧浇口的厚度，K为塑料的系数，k=0.6~0.9PE取0.6，塑件的外表面积为A=3.14*（452-422）/4则b=3.2t=1.1（2）浇口位置的选择浇口位置与数目对塑件质量的影响极大。选择浇口位置时应遵循如下原则：①避免塑件上产生缺陷②浇口应开设在塑件截面最后处③有利于塑料熔体流动=4\*GB3④有利于型腔排气⑤考虑塑件受力状况⑥增加熔接痕牢度5.2分型面和排气槽的设计分型面的设计在注塑模中，用于去除塑件祸浇注系统凝料的面，通称分型面。常见的取出塑件的主分型面，与开模方向垂直。分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且涉及模具结构和成本，在选择分型面时应遵循以下原则：（1）分型面应选在塑件得最大截面处；（2）尽量将塑件留在动模一侧（3）有利于保证塑件的尺寸精度（4）有利于保证塑件的外观质量（5）考虑满足塑件的使用要求（6）尽量减少塑件在合模平面上的投影面积（7）长型芯应置于开模方向（8）有利于排气（9）有利于简化模具结构排气槽的设计从某种角度而言，注塑模也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔同时，必须置换出型腔内空气和从物料中逸出的挥发性气体。排气系统的设计相当重要。（1）排气不良的危害：①增加熔体充模流动的阻力，是型腔充不满；②在制品上呈现明显可见的熔接缝，其力学性能降低；③滞留气体时塑件产生质量缺陷；④型腔内气体受到压缩后产生瞬时局部高温，使塑料熔体分解；⑤由于排气不良，降低了充模速度。（2）排气系统的设计方法①利用分型面排气是最好的方法，排气效果与分型面的接触精度有关；②对于大型模具，可以用镶拼的成型零件的缝隙排气；③利用顶杆与孔的配合间隙排气；④利用球状合金颗粒烧结块渗导排气；⑤在熔合缝位置开设冷料穴.(3)注塑模具成型时的排气通常有四种形式：①利用配合间隙排气②在分型面上开排气槽排气③利用排气塞排气④强制性排气，其中分型面排气的深度为0.01~0.03mm本模具可以利用分型面和成型零件的缝隙排气，通常中小型模具的简单型腔，可利用活动型芯与件的配合间隙进行排气，起间隙为0.03~0.05mm可以满足排气要求，这里不再单独设计排气槽。5.3成型零件的设计注射模具闭合时，成型零件构成了成型塑料制品的型腔。成型零件主要包括凹模、凸模、镶块，成型杆等。成型零件决定塑件的形状与精度，影响模具寿命，是模具设计的重要组成部分。成型零件承受高温高压塑料熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形状，尺寸和表面。在开模和脱模时需克服与塑件的粘着力。成行李零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑料制品的相对质量。成型零件的结构，材料，和热处理的选择及加工工艺性，使影响模具工作寿命的主要因素。成型零件的结构设计（1）凹模结构设计凹模是成型塑件外表面的成型零件。凹模的基本结构可分为整体式和组合式。①整体式凹模它在成型模具的凹模板上加工型腔，具有较高的强度和刚度，但加工困难，需要电火花，立式铣床加工，仅适合形状简单的中小型塑件。②组合式凹模通孔凹模在加工切削，线切割，磨削，抛光和热处理加工时较为方便。组合式凹模又分为整体嵌入式凹模，局部镶嵌式凹模，瓣合式凹模，底部镶拼式凹模和壁部镶拼式凹模等形式。本设计采用弯销侧分型机构，故为瓣合式凹模。为了便于侧螺纹的脱模，成型时瓣块合回，脱模时瓣块分开。两瓣块利用斜滑槽打开。（2）凸模和型芯的结构设计凸模和型芯都是用来成型塑料制品的内表面的成型零件。凸模也称主型芯，用来成型塑件整体的内部形状。小型芯也称成型杆，用来成型局部孔或槽。凸模也分为整体式和组合式两种结构。①整体式凸模整体式结构结构牢固，但不便加工，消耗的模具钢较多，主要用于工艺试验模具或小型模具上的形状简单的凸模。②组合式凸模为了便于加工，节省材料可以采用组合式凸模。如图所示：组合式凸模成型零件钢材的选用（1）选用要求①机械加工性能良好要选用易于切削，且在加工后能得到高精度零件的钢种，为此，以中碳钢和中碳合金钢最常用，这对大型模具尤其重要。对需要电火花加工的零件，还要求该钢种的烧伤硬化层较薄。②抛旋旋光性能优良注射模成型零件工作表面，多需抛光达到镜面，R≤0.05m。要求钢材硬度HRC35～40为宜。过硬表面会抛光困难。刚才的显微结构应均匀致密，极少杂质。③耐磨性和抗疲劳性能好注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变的应以作用。一般的高碳合金钢，可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不宜采用。所选钢种应使注塑模能减少抛光修模的次数，能长期保持型腔的尺寸精度，达到所计划批量生产的使用寿命期限。④具有耐磨性对有些塑料品种，如聚氯乙烯和阻燃性塑料，必须考虑选用有耐腐蚀性的钢材。（2）凸凹模材料的选用我国塑料模具用钢目前还缺乏专用钢，生产部门一般采用工具钢如T10A,T8A,GrWM，Gr12MoV钢等，这些钢由于切削加工性差，难以制造成复杂型腔的模具，而且一旦热处理变形超差，及难以修复使用。考虑到材料的加工性，使用性能及价格，本设计采用中性钢淬火热处理最为凸凹模的材料。成型零件工作尺寸计算成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来成型塑件的尺寸。主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，在使用中有配合要求的尺寸，还有较高的精度要求的尺寸。模具设计时应根据塑件的尺寸及精度等级要求确定模具成型零件的工作尺寸及精度要求。影响塑件尺寸精度的因素相当复杂，主要因素有：（1）塑件收缩率的影响（2）模具成型零件的制造误差（3）模具成型零件的磨损（4）模具安装配合的误差成型零件工作尺寸计算的方法有两种：（1）平均法即按平均收缩率，模具平均制造公差和平均磨损量为基准的计算方法。（2）极限法即按极限收缩率，模具极限制造公差和极限磨损量为基准的计算方法。本设计采用平均法，在平均法计算中，塑料的收缩率指平均收缩率。并规定：塑件外形最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值；与之相应的模具型腔得最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值；与之相应的模具型芯的最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值。塑件的尺寸精度为一般精度，则凸模（型芯）按7级精度，凹模（型腔）按7级精度计算。查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第77页得PE的平均收缩率为：＝（5.3）式中：其中：S—最大收缩率S—最小收缩率查参考资料1表4.2得：S＝0.015S＝0.035＝，则平均收缩率为0.025。模具工作部分尺寸的计算（1）具有斜度的成型尺寸的计算eq\o\ac(○,1)型腔径向尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第78页得（5.4）式中：—平均收缩率L—型腔径向尺寸L—塑件径向外尺寸—模具制造公差—平均磨损率则型腔径向尺寸eq\o\ac(○,2)型腔深度尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第79页得（5.5）式中：其中H—型腔深度尺寸H—塑件高度—塑件公差—模具制造公差则eq\o\ac(○,3)型芯径向尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第79页得（5.6）式中：其中—型芯径向尺寸—塑件内径尺寸—模具制造公差—平均磨损率—塑件公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》表2-2得PE塑件一般精度为MT7，则eq\o\ac(○,4)型芯高度尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第79页得（5.7）式中：其中B—型芯径向尺寸B—塑件高度—塑件公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第14页表2-2得PE塑件一般精度为MT7—模具制造公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第221页则（2）螺纹型环尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第80页得eq\o\ac(○,1)螺纹型环大径的计算公式为（4-18）式中：其中—螺纹型环大径D—塑料外螺纹大径基本尺寸—塑件螺纹中径公差，则eq\o\ac(○,2)螺纹型环中径的计算公式为(4-19)式中：其中D—螺纹型环中径D—塑料外螺纹中径基本尺寸—塑件螺纹中径公差，则eq\o\ac(○,3)螺纹型环小径的计算公式为（4-20）其中D—螺纹型环小径D—塑料外螺纹小径基本尺寸—塑件螺纹中径公差，则（3）具有工作不同尺寸的计算eq\o\ac(○,1)型腔径向尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第78页得（5.4）式中：其中—平均收缩率L—型腔径向尺寸L—塑件径向外尺寸—模具制造公差—平均磨损率则型腔径向尺寸为eq\o\ac(○,2)型腔深度尺寸计算查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第79页得（5.5）式中：其中H—型腔深度尺寸H—塑件高度—塑件公差—模具制造公差则eq\o\ac(○,3)型芯径向尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第79页得（5.6）式中：其中—型芯径向尺寸—塑件内径尺寸—塑件公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》表2-2得PE塑件一般精度为MT7，—模具制造公差—平均磨损率，则eq\o\ac(○,4)型芯高度尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第79页得（5.7）式中：其中B—型芯高度尺寸B—塑件内部高度—塑件公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第14页表2-2得PE塑件一般精度为MT7—模具制造公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第221页则（4）具有工作不同尺寸的计算eq\o\ac(○,1)型腔径向尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第78页得（5.4）式中：其中—平均收缩率L—型腔径向尺寸L—塑件径向外尺寸—模具制造公差—平均磨损率则型腔径向尺寸为eq\o\ac(○,2)型腔深度尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第79页得（5.5）式中：其中H—型腔深度尺寸H—塑件高度—塑件公差—模具制造公差则型腔深度尺寸为eq\o\ac(○,3)型芯径向尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第79页得（5.6）式中：其中—型芯径向尺寸—塑件内径尺寸—模具制造公差—塑件公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》表2-2得PE塑件一般精度为MT7—平均磨损率，则eq\o\ac(○,4)型芯高度尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第79页得（5.7）式中：其中B—型芯高度尺寸B—塑件内部高度—塑件公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第14页表2-2得PE塑件一般精度为MT7—模具制造公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第221页则型芯高度尺寸为（5）15片厚为0.5mm的梯形缓冲薄片的成型尺寸的计算eq\o\ac(○,1)型腔内形尺寸查参考资料《塑料注塑模具设计实用手册》第20页得其中—型芯内形的大端尺寸—塑件内径尺寸—模具制造公差—塑件公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》表2-2得PE塑件一般精度为MT7，—平均磨损率，K的范围是1/4~1/3则型腔内形尺寸=eq\o\ac(○,2)型芯外形尺寸查参考资料《塑料注塑模具设计实用手册》第20页得：—型芯内形的小端尺寸—塑件内径尺寸—模具制造公差—塑件公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》表2-2得PE塑件一般精度为MT7，—平均磨损率，K的范围是1/4~1/3则型芯外形尺寸为（6）塑件中26mm~28mm显三角形，厚0.5mm是撕裂带尺寸的工作尺寸成型的计算eq\o\ac(○,1)型腔尺寸（7）塑件带有拉环的工作尺寸的计算分为：拉环的上部，中部，底部尺寸eq\o\ac(○,1)型腔径向尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第78页得（5.4）式中：其中—平均收缩率L—型腔径向尺寸L—塑件径向外尺寸—模具制造公差—平均磨损率则型腔径向尺寸==eq\o\ac(○,2)型腔深度尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第79页得（5.5）式中：其中H—型腔深度尺寸H—塑件高度—塑件公差—模具制造公差，则==eq\o\ac(○,3)型芯径向尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第79页得（5.6）式中：其中—型芯径向尺寸—塑件内径尺寸—模具制造公差—塑件公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》表2-2得PE塑件一般精度为MT7，—平均磨损率，则eq\o\ac(○,4)型芯高度尺寸查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第79页得（5.7）式中：其中B—型芯高度尺寸B—塑件内部高度—塑件公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第14页表2-2得PE塑件一般精度为MT7—模具制造公差，查参考资料《塑料成型工艺与模具设计》第221页则5.3.4型腔构件力学计算理论分析和生产实践证明，在塑料熔体的高压作用下，小尺寸模具应注意强度问题。首先要防止模具的塑性变形和断裂破坏。因此用刚度条件进行凹模壁厚和底板厚度设计计算，再用强度条件进行校核。（1）壁厚刚度条件计算由参考资料塑料成型工艺与模具设计的表4.7选择整体式圆形型腔类型，则（5.8）式中：S—型腔最小壁厚h—型腔高度p—型腔中最大熔体压力，一般为30～50N/㎜2,这里取50MpaE—模具钢材的弹性模量，一般中碳钢E＝2.1×105Mpa[δ]—模具刚度计算需用变形量，由表4.5得PE材料是属于低粘度塑料，则[δ]＝0.025~0.04由表4.6得[δ]＝i/3表5.1注塑模刚度计算的许用变形量[δ]计算式塑件精度SJ1372—782～3级4～8级模具制造精度GB1800—79IT7～IT8IT9～IT10组合式型腔低粘度塑料如PE,PP,PA15i125i1中等粘度塑料如PS,ABS,PMMA15i225i2高粘度塑料如PC,PSF,PPO15i325i3整体式型腔15i225i2注：W应是影响模具变形的最大尺寸。若圆筒形是r或h，若矩形是l或L0。W用㎜代入，i单位为μm，i1=0.35W+0.001W;i2=0.45W+0.001W;i3=0.55W+0.001W;由计算可得=6.57mm4.57mm4.59mm（2）壁厚强度校核由参考资料塑料成型工艺与模具设计的表4.7选择整体式圆形型腔类型，则式中：(5.10)S—型腔最小壁厚；r—型腔内径；P—模腔内最大的熔体压力,一般为30～50N/㎜2，这里取50N/㎜2；[σ]—许用应力值，一般中碳钢为160N/㎜2。则=6.65㎜=5.38㎜=5.06㎜5.4模具结构尺寸计算直导柱和导套尺寸的确定直导柱是成型塑件的主要零件，直导柱材料选用T8钢，其截面为圆形截面抽拔距离S=S1+(2~3)=8.5+2=10.5mm直导柱倾斜的角度0°抽拔力：（5.11）式中：—塑料对钢的摩擦系数，约为（0.1~0.3）A—塑件包容型芯的表面积p—塑件对型芯单位面积上的包紧力（Mpa）,一般情况下，模外冷却的塑件：p=24~29Mpa,模内冷却的塑件：p=8~12Mpa。=3.14(23/2)210(0.2cos0-0)=83.1N侧抽芯时滑块受到直导柱导柱的作用力：Fw=FC/cos0=83.1N直导柱的截面尺寸计算：（5.12）式中：—弯曲力作用点距直导柱伸出部分根部的距离—直导柱所用材料的弯曲应力，Pa;对硬度在HRC50~88的T8钢，；对硬度在HRC54~58的T10钢，。d==20mm通过查资料（日）白石顺一郎著《注塑成型模具》中国石化出版社可得导柱的基本尺寸：选择A型中的尺寸d为20mm，D为30mm,L为120mm，M为10mm导套的基本尺寸：选择A型中的尺寸D为35mm,H为8mm,d为20mm，L为40mm5.4.2模板尺寸的选定整体考虑模具的结构，模板尺寸选定如下表表5.2模板尺寸表（㎜）模板长度宽度高度材料定模座板2702002545钢，调质动模座板2702002545钢，调质定模板2702002045钢，淬火动模板2702001345钢，淬火由上表模板尺寸可得主流道衬套l=34㎜.5.4.3定距螺钉尺寸的选定由于凸模与动模板之间有一段可相对运动的距离，定距螺钉必须连接再动模板上，使螺钉随着动模一起运动，使侧抽芯机构可以顺利完成抽芯，开模。所以定距螺钉的长度必须大于写导柱的开模行程，所以定距螺钉的长度=开模行程（40mm）+连接板厚度（10mm）+动模板厚度（13mm）=63mm，螺钉已经标准化，所以选取螺钉d=16mm,L=25mm。推杆尺寸、推套尺寸和顶板尺寸的选用通过查唐志玉编著《塑料挤塑模与注塑模优化设计》表18-15，则推杆公称尺寸为d=3mmD=6mmH=4mmL=150mmd1=4mm推套公称尺寸为d=3mmD=6mmD1=10mmH=6mmL=150mmd1=4mm由推板、推杆、支承板、动模板尺寸确定顶板尺寸为长85㎜，直径14mm。5.4.5定位圈和连接件尺寸的确定在定模座板和定模板连接的地方，用六角头螺栓A级。根据模板的厚度确定其规格为d=M6，l=30，采用标准为GB5782-2000。定位圈尺寸标注为JISB5111-1964定位圈的公称尺寸:D=100mm,P=75mm主流道拉料杆尺寸的确定主流道拉料杆是用来从浇口套流道中拉出主流道凝料的零件。为实现这个功能作用，可设计在主流道的下面设计一个拉料杆，通过查唐志玉编著《塑料挤塑模与注塑模优化设计》表18-16，则主流道拉料杆尺寸为：公称尺寸为6mm,D为10mm,H为6mm,L为50mm5.4.7推出机构附件尺寸的选用对于一般模具来说，必须设计推板才能使塑件能够顺利生产出来，则采用推板导柱是最为可靠的方法。通过查唐志玉编著《塑料挤塑模与注塑模优化设计》表18-18，则采用推板导柱的A型尺寸，推板导柱公称尺寸为15mm,d为15mm,L为50mm限位钉安装在动模板底板上，用于确定推板下限位置，通过查唐志玉编著《塑料挤塑模与注塑模优化设计》表18-19，则d基本尺寸为8mm,D为16mm,H为4mm,L为16mm垫板是用于决定推出模塑件距离、调节模具高度的一类板状零件。通过查唐志玉编著《塑料挤塑模与注塑模优化设计》表18-21，则..垫板的宽度为40mm，长度为330mm，高度为50mm，通过查唐志玉编著《塑料挤塑模与注塑模优化设计》表18-23可得底板的长度为270mm，宽度为15mm，厚度为20mm通过查唐志玉编著《塑料挤塑模与注塑模优化设计》表18-23可得压板的长度为40mm，宽度为15mm，厚度为15mm5.5合模导向机构导向机构是保证动,定模或上，下模合模时，正确定位和导向的装置。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向机构，如图所示。导向机构的作用有：（1）导向作用（2）定位作用（3）承受一定的侧向应力5.6脱模机构设计在注塑成型的每一个环节中，塑件必须从模具型腔中取出，完成取出的制件动作的机构称为脱模机构。由于本塑件的形状属于中等复杂的零件，在脱模机关的动作上应采取的延迟动作顶出脱模，制品的脱模机构（对于螺纹型环一类的制品，应利用模具中的某些成型零件顶出制品）。注射模成型过程中的开模力和脱模力，都是由于型腔残余压力使塑料件与型腔和型芯之间产生了接触压力。需要足够的开模力和脱模力，才能让塑件脱离模具。脱模机构的设计原则：eq\o\ac(○,1)机构的运动准确，可靠，灵活，并有足够的刚度，强度克服脱模力。eq\o\ac(○,2)保证塑件不变形的情况下，正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及所在的部位，针对性地选择合适的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心想重合。eq\o\ac(○,3)选择顶出位置时，力求保证良好的塑件外观。eq\o\ac(○,4)尽量使制件留在动模的一侧，以便借助开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，致使模具结构简单。5.7冷却系统设计5.7.1校核水道流水量查参考资料可得（5.21）式中：V—冷却介质的体积流量，m/min;W—单位时间内注入模具中的塑料质量，kg/min;Q—塑件在凝固时所放出的热量,J/kg;—冷却介质的密度,kg/m;C—冷却介质的比热容,kJ/（kg·℃）；t—冷却水出口温度，,这里取30℃；t—冷却水入口温度，一般为20℃塑料熔体的单位热流量Q可表示为Q＝c（t－t）c—塑料的比热容，J/（kg·℃），查表1－9A得1930J/（kg·℃）故Q＝193010＝19300＝1.93，查表可知，如此小的冷却水体积流量根本不需冷却系统。故本设计采用空冷的方式冷却。6.模具的校核6.1工艺参数的校核注射量校核一次注射行程的实际注射量为V＝V1＋V2式中：V1—塑件体积V2—流道塑料体积V2=V主流道+V分流道=30cm3V＝V1＋V2=10㎝3+30㎝3＝40㎝3注射机最大注射容积注射机最小注射容积Vmin<V<Vmax（6.1）所以注射量选择合适。锁模力校核高压塑料熔体刚充满模具型腔时会产生沿开模方向的涨模力。该涨模力大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积，乘以分型面上模腔的平均压力q。模具锁模力必须大于涨模力，才能防止分型面上产生溢边，保证塑件在深度方向的尺寸精度[3]，因此F＝KAq（6.2）式中：其中F—涨模力（N）；K—安全系数，通常取1.1～1.2，这里取K=1.1；A—塑件和浇注系统在分型面上的投影面积；P为平均压力则A=（10.5+8.5）6.4=122mm2F＝1.1×122×100＝13.4KN<所以，锁模力大小合适。最大注射压力校核注射机的额定注射压力即为它的最高压力Pmax，应该大于注射机成型所需调用的注射压力P0，即Pmax≥K′P0（6.3）式中：K′—安全系数，通常取1.25～1.4，这里取K′=1.3。150≥1.3×100所以，注射压力校核合格。6.2安装参数校核6.2.1模具厚度校核模具厚度Hm，也称模具闭合高度，必须满足Hmin≤Hm≤Hmax（6.4）式中：Hmin—注射机合模部件允许的最小模厚；Hmax—注射机合模部件允许的最大模厚。70㎜≤161㎜≤200㎜模具厚度校核合格。模板尺寸校核考虑到模具的安装，应进行模版尺寸的校核。由于在模板尺寸中动、定模座板尺寸最大，这里只校核动、定模座板尺寸270×270㎜。注塑机动、定模固定板尺寸为330×440㎜，完全可以满足动、定座板的安装要求。开模行程校核因为本模具为分型面模具，则校核合格条件为H≥H1＋H2＋＋5～10㎜（6.5）式中：H—注射机动模板开模行程；H1—塑件顶出距离；H2—包括浇注系统在内的塑件高度；—定模座板与定模型腔板分开的距离；40㎜≥5＋18＋10＋5～10㎜所以，开模行程校核合格。7.结论经过一个多月的毕业毕业设计，关于塑料瓶内装瓶盖成型技术及注塑模具设计基本完成。在拿到毕业设计任务书后，通过在任务书上所写的参考资料的题目，我查阅了大量资料，尽肯可能多的掌握了目前有关PE塑料的成型技术及注射模具设计资料，以及目前PE在国内的现状和发展前景。在完成了资料和文献的综述之后，我根据产品的零件图，进行有关塑件的尺寸计算、工艺计算，进一步确定了PE为材料的设计题目《塑料瓶内装瓶盖成型技术及注塑模具技术》方案，对于模具的结构设计和动作原理做了大量的深入研究，选择了合适的成型模具、工件的取出方式、对于型芯和型腔及相关尺寸的确定。经过中期检查，我对自己的设计做了一定的调整，并最终确定模架结构，开始了塑件的零件图和模具结构装配图的绘制。由于模具制造有其独有的特殊性，它不同于一般的机械制造，精度要求高、难度大、材料的硬度要求高、形状结构比较复杂、生产周期长。在进行此套模具的设计过程中，不仅要学习模具制造工艺学，而且要掌握大量的机械和模具学科方面的知识，例如应用到机械制图、成型设备的有关计算及选择、公差、AUTOCAD以及PRO/E等软件，通过这次设计回顾了大学三年所学的专业知识，加深了对专业的认识。模具技术的研究和发展对于促进我国国民经济的发展具有特别重要的意义。模具技术以成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志。我国以将模具技术的发展作为“十一.五”发展的重要项目，把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。现在我国的模具工业初具规模。随着对行业的重视，我国的模具技术将取得极大的提高，给我国国民生产带来巨大的经济效益。参考文献[1]王文平，池成忠编：《塑料成型工艺与模具设计》.北京大学出版社.2005年[2]王伯平编：《互换性与测量技术基础》.机械工业出版社.2004年[3]陈经斗等编：《画法几何及机械制图》.天津大学.1997年[4]文九巴编：《机械工程材料》.机械工业出版社.2003年[5]俞汉青，陈金德编：《金属塑性成型原理》.机械工业出版社.2003年[6]张克惠编：《斜滑块抽芯机构受力分析》.模具工业.1994年[7]王卫卫编：《材料成型设备》.机械工业出版社.2004年[8]奚永生主编：《塑料成型模具设计手册》中国轻工业出版社2000年[9]北京市塑料工业公司编：《塑料模具设计》轻工业出版社1982年[10]宋玉恒主编：《塑料注射模具设计手册》航天工业出版社1994年[11]王文广田宝善田雁晨主编：《塑料注塑模具设计实例》化学工业出版社2003年[12]温松明主编：《互换性测量技术基础》湖南大学出版社1996年 [13]李海梅申长雨主编：《注塑成型及模具设计实用技术》化学工业出版社2002年[14]冯爱新主编：《塑料成型技术》化学工业出版社2003年[15]唐志玉编著《塑料挤塑模与注塑模优化设计》机械工业出版社2000年

致谢经过一个多个月的努力，顺利完成了塑料瓶内装瓶盖成型技术及注塑模具设计的毕业设计。在这里首先要感谢孙淑婷指导老师在收集材料以及设计过程中给予的指导和帮助。通过孙老师的指导，我在这段时间内掌握了注塑模成型与设计基本原则以及设计中参数的如何选择的方法，在这里表示感谢。最后，通过本设计我巩固了所学专业知识，并得到了不少心得。但由于是第一次系统的做这样规模的设计，会有不少缺点和错误，欢迎审核答辩的老师批评指正，在此再次表示感谢。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