点滴瓶盖注塑模设计

《点滴瓶盖注塑模设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《点滴瓶盖注塑模设计（53页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文） 摘 要 毕业设计是对点滴瓶盖的设计及其模具设计，重点是对点滴瓶盖的模具设计。 通过对点滴瓶盖结构及相关参数特征分析，设计出该塑件的模具。在整个模具设计过程中，涉及到了塑件的结构设计、注塑机和模架的选择及注塑机的一些重要工艺参数的校核，并详细叙述了模具设计中的分型面设计、浇注系统设计、成型零件设计、侧抽机构设计和冷却系统设计以及模具的各种零件的结构设计。而在此基础上又增加脱螺纹机构的设计，在整个设计中的重点就是侧抽机构和脱螺纹机构。 在模具设计过程中，采用了UG、AutoCAD等的设计分析软件，采用这些软件进行设计分析，优化了设计的参

2、数和缩短了设计时间，提高了设计效率。 通过整个模具设计，本人已经能够熟练地使用当前常用的设计分析软件，学会了根据计算或者依据经验选择一些参数, 对模具设计经历了由接触到熟悉再到独立做出一套模具的过程，对模具设计的各个流程有了很熟悉的了解，对一些模具的标准也有了一定的了解，而付出大部分时间的侧抽的设计也取得了比较不错的效果.在本次设计之后，对模具的各个方面都有了一个全面的了解，为以后打下坚实的基础。 关键词：点滴瓶盖,模具设计,分型面 Abstract Graduation design is th

3、e design of remote shell and its die design, the focus is on the remote control on the shell mold design. Based on the remote control on the analysis of characteristics of shell structure and related parameters, design the plastics mold. In the mold design process, involving the structure of th

4、e design, selection of injection molding machine and mold frame and check some important process parameters of injection molding machine, and describes the parting surface of mould design in detail design, gating system design, molding parts design, the side pumping mechanism design and cooling syst

5、em design and the structure of various parts of the mold design. And on the basis of the increase off thread mechanism design, in the whole design of the key is the side pumping mechanism and take off thread mechanism. In the process of die design, using the UG, AutoCAD and other design analysi

6、s software, using the software to design analysis, optimize the design parameters and shorten the design time, improve the design efficiency. Through the mould design, I have been able to skillfully use the current common design analysis software, learned according to the calculation or choose

7、some of the parameters on the basis of experience, familiar with mould design experienced by exposure to to make a set of independent mould process, familiar with mould design for each process with understanding, on some mould standard also had certain understanding, to pay most of the time of the d

8、esign of side smoke also relatively good results have been achieved. In this design, to all aspects of the mold have a comprehensive understanding, to lay a solid foundation for later. Keywords: remote controldie; die design; Parting surface; Side core-pulling 2 青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文） 目

9、 录 摘 要 I 1 前 言 4 1.1 模具概况 4 1.2 模具发展现状及发展方向 4 1.3 本课题的内容和具体要求 6 2 零件的工艺过程分析 8 2.1 零件的材料及材料的特性 8 2.2 注射成型的原理及工艺过程 9 3 注射成型机的选择 11 3.1 零件的体积与质量计算 11 3.2 选择注射机 11 4 成型零件结构设计 13 4.1 成型零件工作尺寸的计算 13 4.2 成型零件的力学计算 14 4.3 分型面的选择 15 4.5 浇注系统的设计 16 4.6 浇口设计 21 4.7 冷料井设计 22 4.8 排气槽的

10、设计 23 4.9 凹凸模的结构设计 23 4.10 导向机构的设计 24 4.11 脱模机构的设计 26 4.12 冷却系统的设计 29 5 模具总体尺寸的确定 32 5.1 模架的选用 32 5.2 模具的尺寸及重要零件的工艺分析 322 6 注射机参数的校核 39 6.1 柱设计参数的校核 39 7 模具的装配 41 7.1 模具的装配顺序 41 7.2开模试模过程分析 42 参考文献 43 附 录 44 48 1 前 言 1.1 模具概况 模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品的工业生产的重要工艺设备，模具工业

11、是国民经济的基础工业。没有模具，就没有高质量的产品。使用模具加工零件，具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。因此已经成为现在工业生产的重要手段和工艺发展方向。因此，模具技术，特别是制造精密、复杂、大型模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。 根据国际生产协会报告，在目前阶段，工业品零件粗加工的75%、精加工的50%都是由模具成型完成的。目前，美国、日本、德国等工业发达国家模具工业的产值均已超过机床总产值；我国台湾地区模具工业也以每年35%以上的年增长率迅速发展；我国大陆地区模具工业近几年更是获得了飞速发展，尤其是塑料模具，在模具设计和制造水平上都有了长足的进步

12、。 注射模具设计的内容主要包括市场调研，塑料的选择，塑件建模及其设计的工艺分析，注塑机、注射模架及其零部件的选择，并进行有关的参数计算和校核，以及工程图纸的绘制。在模具设计中CAD/CAE 技术的应用，可大量缩短模具设计的时间并使设计参数标准化。尽管如此，我们在正确地、高水平地使用注塑模具计算机辅助设计的各种软件的同时，仍必须对模具设计的原则和方法有透彻地了解，以使CAD/CAE 技术在模具的设计、生产、制造过程中发挥最大的作用。 1.2 模具发展现状及发展方向 1.2.1 国内外注塑模具的发展现状 近年来我国通过引进国际的先进技术和加工设备，使塑料模具的制造水品比十年前进了一大步

13、，然而由于基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握，尚有一段距离，而且发展也十分不平衡，因而，我国塑料模具总体水平与世界先进技术尚有一段差距。塑料成型模具可分为三大类，即注射成型模具、中空成型模具和挤出成型模具。我国现有的制造水平，以注射成型模具为最高，中空成型模具为最低。 目前，国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。在齿轮模具设计中采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型压缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线造型要求。我国一些精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。使用CAD三维设计、计算机模拟注塑成型抽芯脱模机构设计新颖等对精密、复杂模具的制造水平提高起到了

14、很大作用。20吨以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平，国内最大的塑料模具已达50吨。 虽然近几年注塑模具工业区的令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需要，因此需要大量从国外进口。 国外注塑模具制造行业的最基本特征是高度集中化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品质量及生产效率。 模具企业在技术上实现了专业化，在模具企业的生产管理方面，也有越来越多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对模具工人技术全面性的要求，强调专业化。 国外注

15、塑成型技术也在向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。 我国注塑模具行业与国外先进水平相比，主要存在五大问题： 1. 发展不平衡，产品总体水平低。 2. 工艺装备落后，组织协调能力差。 3. 多数企业开发能力弱。 4. 供需矛盾一时难以解决。 5. 体制和人才问题的解决尚待时日。 1.2.2 国内外注塑模具的发展趋势 据国际生产技术协会预测21世纪机械零部件中60%的粗工，80%的精加工要由模具来完成。所以模具工业对今后国民经济和社会的发展将起到越来越重要的作用。模具的制造技术和成型技术未来有如下的发展趋势： 1） CAD/CAE/CAM技术在模具设计与制造

16、中的应用 经过多年的推广应用。模具设计“软件化”和模具制造“数控化”已经在我国模具企业中成为现实.采用CAD技术是模具生产的一次革命,是模具技术发展的一个显著特点。近年来，CAD技术发展主要有以下特点：模具CAD技术及其应用日趋成熟； 基于网络化的CAD/CAE/CAM一体化系统结构初见端倪；CAD/CAM软件的智能化程度正在逐渐提高。 2）大力发展快速原型制造 快速成型制造(RPM)技术是一种综合运用计算机辅助设计技术、数控技术、激光技术和材料科学的发展成果,采用分层增材制造的新概念取代了传统的去材或变形法加工,是当代最具有代表性的制造技术之一。利用快速成型技术不需要工装,可快

17、速制造出任意复杂的工件,这样大大减少了产品开发风险和加工费用,缩短了研制周期。 3）研究和应用模具的快速测量技术与逆向工程 在产品的开发设计与制造过程中,设计与制造者往往面对的并非是CAD模型描述的复杂曲面实物样件,这就必须通过一定的三维数据采集方法,将这些实物原型转化为CAD模型,从而获得零件几何形状的数学模型,使之能利用CAD、CAM、RPM等先进技术进行处理或管理。这样从实物样件获取产品数学模型的相关技术,称为逆向工程。 4）发展优质模具材料和采用先进的热处理和表面处理技术 模具材料的选用在模具设计与制造中是涉及模具加工工艺、模具使用寿命、塑料制件成型质量和加工成本等的重要问题。

18、模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法外,应发展设备昂贵、工艺先进的气相沉积、等离子喷涂等技术。 5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率 模具标准化的水平在某种意义上体现了一个国家模具工业发展的水平。采用标准模架和使用标准零件,可以满足大批量制造模具和缩短模具制造周期的需要。 1.3 本课题的内容和具体要求 1.3.1 本课题的内容 （1）对点滴瓶瓶盖的注塑模具进行设计； （2）绘点滴瓶瓶盖的注塑模具各零件图和整体装配图； （3）分析点滴瓶瓶盖的注塑模具主要零件的机械加工工艺。 1.3.2 具体要求 1. 原始数据：图1-1

19、为某医用点滴瓶瓶盖，材料为聚乙烯。瓶盖内侧主体上有内螺纹与瓶体连接，瓶盖内部有一凸起的环形台，与点滴瓶的长杆有配合关系，瓶盖具体尺寸零件图如图所示； 图1-1 瓶盖尺寸 2.设计此点滴瓶瓶盖的注塑模具，要求在满足模具强度、刚度和寿命等条件下，使体积小，精度高。 3.运用本专业所学知识，结合生产实践中学到的知识，灵活运用传统和现代设计方法解决问题的能力，进一步提高读图、制图等基本技能。 4.毕业设计（论文）的理论依据充分，数据准确，公式推导正确，条理清晰，语

20、言流畅，结构严谨； 5.能独立应用图书馆、互联网检索文献资料并恰当运用，具备查阅中外文献和搜集资料的能力。 1.3.3 目的和意义 （１） 检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。 （２） 步掌握进行模具设计的方法，过程，为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写科研论文打下基础。 （３） 培养自己的动手能力、创新能力、计算机运用能力。 2 零件的工艺过程分析

21、 2.1 零件的材料及材料的特性 2.1.1 零件的材料及其特点 此零件的材料选用聚乙烯。 聚乙烯简写PE，属于热塑性材料，其特点如下[3]： 耐腐蚀性、电绝缘性优良，无臭无毒，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，常温下不容于一般的溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良；聚乙烯对于环境应力（化学与机械作用）是很敏感的，耐老化性差[1]。 2.1.2 材料的成型特性 1.结晶料吸湿小，不需充分干燥，流动性极好，流动性对压力敏感，成型时宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分，不宜用直接浇口，以防收缩不均，内应力增大，应注意浇口位置，防止产

22、生缩孔和变形。 2.收缩范围和收缩值大，方向性明显，易变形翘曲，冷却速度宜慢，模具设冷料穴，并有冷却系统。 3.加热时间不宜过长，否则会发生分解。 4.软质塑料有较浅的侧凹槽时，可强行脱模。 5.可能发生融体破裂，不宜与有机溶剂接触，以防开裂。 2.1.3 塑件材料的物理性能、热性能 表2-1塑件材料的力学、电气性能 密度 g/cm3 0.91～0.93 质量体积 cm3/g 1.07～1.10 吸水率 24h <0.01 熔点 ℃ 105～125 热变形温度 ℃ 40～50 线膨胀系数

23、 10-5℃ 16~18 比热容 J/(kg·K) 2310 热导率 W/(m·K) 0.335 2.1.4 塑件材料的力学、电气性能 表2-2 塑件材料的力学、电气性能 抗拉强度 Mpa 7~16 断裂伸长率 % 90~650 抗弯强度 Mpa 25 屈服强度 Mpa 7 弯曲弹性模量 Gpa 0.24 抗压强度 Mpa 22 冲击韧度 KJ/m2 无缺口 78 有缺口 48 布氏硬度 HBS 8.65 电阻率 Ω·m ＞1014 2.1.6 PE的

24、注射成型工艺参数 聚乙烯的成型工艺参数如下[3]： 密度（）: 0.91～0.93； 计算收缩率（%）：1.5～3.6％； 注射机类型：螺旋式； 螺杆转速（r/min）：20～50； 料筒温度（℃）：后段240～250，中段260～280，前段255～265； 喷嘴温度/：250～260； 模具温度/：60～120； 注射压力/：80～130； 保压压力/：40～50； 成型时间（S）：注射0～5； 保压时间/：20～50； 成型周期/：50～100； 冷却时间/S:20～40。 2.2 注射成型的原理及工艺过程 2.2.1 注射成型的原理 将塑料颗粒定

25、量注入，加入大注塑机的料筒内，通过料筒的传热，以及螺杆转动时产生的剪切摩擦作用是塑料逐渐融化成流动状态，然后在螺杆的推挤下塑料以高压和较快的速度通过喷嘴注入到温度较低的闭合模具的型腔中，由于模具的冷却作用，使模腔内的熔融塑料逐渐凝固并定型，最后开模取出塑件[4]。 2.2.2 注射成型的工艺过程 注塑成型的工艺过程如图2-1： 图2—1 注塑成型的工艺过程 3 注射成型机的选择 3.1 零件的体积与质量计算 3.1.1 计算零件体积 通过计算或Pro/E建模分析塑件体积为 = 1.38cm,流道凝料的质量还是个未知数，课按塑件体积的2

26、0%来估算。从上述分析中确定为一模16腔，所注射量为 V= 1.2n = 1.2 161.38 = 26.50 cm。 （3-1) 3.1.2 计算零件的质量 取PE的密度为0.92g/ cm. 所以，塑件的质量为ρ×=1.27g (3-2) 总的质量为=16×1.2×1.27=24.38g 3.2 选择注射机 3.2.1注射机的选择 根据之前所查PE材料的成形工艺参数，查《实用模具技术手册》，初选SZ-60/450型卧式注射机(上海第一塑

27、料厂)。 3.2.2 SZ-60/450型注射机的主要参数 注射机的主要参数[4]如下 结构形式：卧式 注射方式：螺旋式 螺杆直径/：30 最大注射量/ ：78 注射压力/：170 注射速率/(g/s)：60 塑化能力/(g/s)；5.6 锁模力/ ：450 最大注射面积/ ： 模具最大厚度/ ： 模具最小厚度/ ：100 最大开模行程/ ：220 喷嘴球半径/ ：SR18 喷嘴孔半径/ ：Φ3.5 定位圈直径/ ：Φ55 顶出形式：中心顶出 4 成型零件结构设计

28、 4.1 成型零件工作尺寸的计算 4.1.1 影响塑件尺寸精度的因素 （1） 模具成型零件尺寸精度； （2） 模具成型零件的磨损量； （3） 毛边厚度对塑件尺寸精度的影响； （4） 成型工艺条件的控制及操作技术对塑料塑件尺寸精度的影响。 4.1.2 模具成型零件的工作尺寸计算 塑料的收缩率是1.5%3.6%[2]。 平均收缩率 （4-1） 取S=2.5%。 型腔工作部位尺寸计算公式[3]如下： 型腔径向尺寸 （4-2） 型腔深度

29、尺寸 （4-3） 型心径向尺寸 （4-4） 型心高度尺寸 （4-5） 式中 —塑件型腔径向基本尺寸的最大尺寸（mm）； —塑件型芯径向基本尺寸的最小尺寸（mm）； —塑件型腔深度基本尺寸的最大尺寸（mm）； —塑件型芯深度基本尺寸的最小尺寸（mm）； —塑件公差（m

30、m）,成型零件精度等级取级[3]； —平均收缩率，取； —修正系数，取 [3]； —模具制造公差，取。 即，型腔径向尺寸为： 同理得，型腔深度尺寸为： 型心径向尺寸为： 型心高度尺寸为： 4.2 成型零

31、件的力学计算 在塑料模过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力。在塑料熔体的压力作用下，型腔将产生内应力及应变。如果型壁厚和底版厚度不够，当行型腔中产生的内应力超过型5材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。因此，有必要建立型腔强度和刚度的科学的计算方法，尤其对重要的、塑件精度要求高的和大型塑件的型腔，不能单凭经验确定凹模侧壁和底版厚度，而应通过强度和刚度的计算来确定。型腔刚度和强度计算的依据归纳为如下几个方面： （1）成型过程不发生溢料。当型腔内受塑料熔体高压作用下，模具成型零件产生弹性变形而在某些分型面和配合面可能产生足以溢料的间隙。这是，应根据塑料的粘度不同，在不产生溢流的情况下，将允许的最

32、大间隙[δ]作为塑料模型腔的刚度条件。 （2）保证塑件的精度要求。型腔侧壁及其底版应有较好的刚度，以保证在型腔受到熔体高压作用时不产生过大的、使塑件超差的弹性变形。此时，型腔的允许变形量受塑件尺寸和公差值的限制。一般取塑件允差值的1/5左右，或0.025mm以下。 （3）保证塑件顺利脱模。型腔的刚度不足，模塑成型时变形大，不利用塑件脱模。当变形量大于塑件的 收缩值时，塑件将被型腔包紧而难以脱模。此时，型腔的允许变形量[δ]受塑件收缩值限制，即[δ]=St，式中S为塑件材料的成型收缩率（％），t为塑件的壁厚（），在一般情况下，其变形量不得大于塑料的收缩量。 （4）型腔力学计算的特征和性质，

33、随型腔尺寸及结构特征而异。对大尺寸型腔，一般以刚度计算为主；对小尺寸型腔，因在发生大的弹性变形前，其内应力往往已超过材料许用应力，当以强度计算为主。其力学计算的尺寸分界值取决于型腔的形状、型腔内熔体的最大压力、模具材料的许用应力及型腔允许的变形量等。当以强度计算和刚度计算，算出的型腔尺寸，取大者为型腔壁厚尺寸。刚度条件通常是保证不溢料，但当塑件精度要求较高的应按塑件精度要求确定刚度条件。 4.2.1 型腔侧壁厚度 按组合式圆筒形凹模计算: S = r= 10.5（）= 13.10mm （4-6） 式中 p──型腔压力（取30MPa）; E──材料弹性模量（取2.110MPa

34、） ──根据注射塑料品种，模具刚度计算许用变形量。 = 25 = 250.57 = 14.25µm0.014mm （4-7） 式中 = 0.35W + 0.001W = 0.35 10.5 + 0.00110.5 = 0.57µm; W──型腔半径。 型腔侧壁是采用嵌件，嵌件单边厚选5mm,两型腔之间受力是大小相等、方向相反的，在和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。型腔与模板周边的距离由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（36> 18.24）,所以完全

35、满足强度和刚度的要求。 4.2.2 凹模底板厚度计算 根据底板厚度的刚度公式可得底板厚度： （4-8） 式中 常数，有底板内壁边长比L/b值选定，查表3-10，其它同上。） 代入公式计算： =6.0mm 暂取H=15mm。 4.3 分型面的选择 4.3.1 分型面的选择原则 塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则[4

36、]： （1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件留在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。 （2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。 （3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。 （4） 分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考虑。

37、 4.3.2 分型面的确定 鉴于以上的要求，在该模具中分型面设在瓶盖口所处平面位置，如图4-1所示： 图4-1分型面示意图 1—凹模 2—分型面 3—推件板 4—凸模固定板 5—凸模 4.4 模具型腔的设计 4.4.1 模具型腔数的确定 由于瓶盖为小型塑件，可采用一模多腔，由于瓶盖的使用量大，为提高注塑的效率，在注射条件许可的情况下希望腔数尽可能多，初步确定为1模16腔的结构,模腔的间距为36mm。 4.4.2 模具型腔的排列形式 模具型腔在模板上的排布形式通常有圆形排列、形排列、直线排列、对称排列及复合排列等。 本

38、模具型腔采用形分布，分布形式如图4-2所示。 图4-2 型腔分布形式示意图 4.5 浇注系统的设计 4.5.1 浇注系统的作用 浇注系统是塑料熔体由注射机喷嘴通向模具型腔的通道，因此它应能够顺利的引导熔体迅速有序地充满型腔各处，获得外观清晰，内在质量优良的塑件。对浇注系统设计的具体要求[4]： （1）对型腔的填充迅速有序； （2）可同时充满个个型腔； （3）尽可能消耗较少的塑料； （4）对热量和压力损失较小； （5）能够使型腔顺利排气； （6）浇注道凝料容易与塑件分离或切除； （7）不会使冷料进入型腔； （8）浇口痕迹对塑料外观影响很小。 4.5.2 浇注系

39、统的组成 浇注系统的组成是：主浇道、分流道、浇口、冷料井。 4.5.3 主流道设计 主流道通常位于模具的入口处，其作用是将注射机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。其形状为圆锥形，以便于塑料熔体的流动及流道凝料的拔出。热塑性塑料注塑成型用的主流道，由于要与高温塑料及喷嘴反复接触，所以主流道常设计成可拆卸的浇口套。 定位圈与浇口套的装配如图4-3所示： 图4-3 定位圈与浇口套位置示意图 1—定位圈 2—浇口套 3—螺钉 主流道尺寸 根据所选注射机，则主流道小端尺寸为 d = 注射机喷嘴尺寸 + （0.5～1）= 3.5+0.5 = 4mm

40、 （4- 9） 主流道球面半径为 SR = 喷嘴球面半径 + （1～2）= 18 + 2 = 20mm （4-10） 主流道衬套形式 本设计虽然是小型模具，但为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度取40mm，约等于定模板的厚度。衬套如图4-4所示，材料采用T10A钢，热处理淬火后表面硬度为53HRC～57HRC 。 图4-4 浇口套形状尺寸 主流道凝料体积 q = (D + Dd + d) = (6.1 + 6.1 4 + 4) =

41、812mm （4-11） 主流道剪切速率校核 由经验公式 = = 1823.3= 1823s < 5 10s （4-12） 式中 q = q+ q+ q= 0.8 +5.544+ 161.38 = 27.929m R = = = 0.2525cm 主流道剪切速率偏小主要是注射量小、喷嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。 4.5.4 分流道设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比

42、表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及形。 1）分流道设计要点 （1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。 （2）分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。 （3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。 （4）分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。 2）分流道的长度 分流道的长度取决于模具型腔的总体

43、布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。由模腔的分布得，分流道的长度为538mm。 3）分流道的截面形状 根据注塑材料的特性，初步确定分流道的截面形状为梯形，位于模腔所在的凹模板。 具体形状如图4-5所示： 图4-5 分流道示意图 分流道的截面尺寸应根据塑件的成型体积、壁厚、形状，所用塑料的工艺性能，注塑速率以及分流道的长度等因素来确定。 对于壁厚小于，重量在以下的塑件，可用下述经验公式确定分流道的直径： B = 0.2654·= 0.2654= 1.58mm （4-

44、13） 根据参考文献[1]取B = 4mm 。 H = B = 4 = 2.67mm ,取H = 3m （4-14） 式中B为分流道的直径（）； m为塑件的质量1.27g； L为分流道的长度538mm； 凝料体积。 分流道长度 L =（50 + 10 2 + 15.5 4）2 = 264mm （4-15） 分流道截面积 A = 10.5mm 凝料体积 q= 528 10.5 = 5.544cm 分流道剪切速率校核 采用经验

45、公式 = = 1.073 10S在510～510之间，剪切速率校核合格。 式中q = = = 4 1.38 = 5.52cm R= = 0.1755cm 式中 t──注射时间，取1s; A──梯形面积（0.105cm）; c──梯形周长（1.3cm）。 4.6 浇口设计 浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。其主要作用是： （1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。 （2）易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口的长度约为，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。 当塑料熔

46、体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口位置的选择： （1）浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。 （2）浇口设置应有利于排气和补塑。 （3）浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁

47、厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。 （4）浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。 （5）浇口位置应避

48、免侧面冲击细长型心或镶件。 选择浇口的种类为侧浇口，形状为矩形，具体位置形状如图4-6所示： 图4-6 侧浇口示意图 1—凸模 2—凹模 3—塑件 4—侧浇口 5—分流道 根据《实用模具技术手册》和计算分析确定浇口的尺寸为长度为2.5mm，高度为1.5mm，宽度为2mm。 4.7 冷料井设计 冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“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的凝料拉出冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。基于本次设计的模具，可采用底部带

49、有拉料杆的冷料井，这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。拉料杆装于型芯固定板上，因此它不能随脱模机构运动。利用半圆头型的拉料杆配合冷料井，如图4-7所示： 图4-7冷料井结构示意图 4.8 排气槽的设计 塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。 因该模具为小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气，所以无需设计排气槽。 4.9 凹凸模的结构设计 凹模用于成型塑件的的外

50、表面，又称为阴模、型腔。按其结构的不同可分为整体式，整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式4种。总体上来说整体式强度、刚度好，但不适宜复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，使复杂型腔加工比较容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差，易于在塑件表面留下拼接痕迹，模具结构复杂。 由于该模具结构相对简单，又属于中小型模具，所以凹模板采用嵌入组合式。 凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯、阳模。凸模按结构形式分为整体式和镶拼组合式由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模采用整体式，尤其是小型模具中型芯、模板常做成一体的，大、中型模具采用镶拼组合式。 由于该模具中

51、采用推板脱模，为小型模具，采用圆柱形单个型芯。 凹模嵌件形状示意图如图4-8所示： 图4-8 凹模示意图 凸模形状示意图如图4-9所示： 图4-9 凸模示意图 4.10 导向机构的设计 4.10.1 导向机构的作用 导向机构是保证塑料注塑模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。其具体作用有：定位作用、导向作用、承载作用、保持运动平稳作用、锥面定位机构作用。 4.10.2 导向机构的设计原则 a.导柱（导套）应对称分布在模具分型面的周围，其中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具强度防

52、止模具发生变形； b.导柱（导套）的直径应根据模具尺寸选定，并应保证有足够的抗弯强度； c.导柱固定端的直径和导套的外径应尽量相等，有利于配合加工并保证同轴度要求； d.导柱和导套应有足够的耐磨性； e.为了便于塑料制品脱模，导柱最好装在动模板上，但有时也装在定模板上，这就要根据具体情况而定[3]。 4.10.3 导柱的设计 导柱的结构形式有两种：一种为单节式导柱，另一种为台阶式导柱。小型模板采用单节式导柱，大型模板采用台阶式导柱。 在导柱的工作部分上开设油槽，可以改善导向条件，减少摩擦，但增加了成本，由于该模具要求不高，所以不再加油槽，导柱结构尺寸如图4-1

53、0所示： 图4-10 导柱结构尺寸图 4.10.4 导套的设计 由于导柱已选定，并且采用定模部分有导套，动模部分无导套的形式，可得导套的结构尺寸如图4.11所示： 图4-11 导套结构尺寸图 4.10.5导向孔的总体布局 导向零件应合理的均匀的分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心距模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。 根据手册推荐值[3]选定的导柱分布形状如图4-12所示 图4- 12 导柱

54、分布尺寸图 4.11 脱模机构的设计 虽然塑件内表面有螺纹，但是由于塑件材料为热塑性塑料，为了节约工时，提高生产效率，该模具采用强制脱模，脱模机构为一次顶出脱模机构，它包括常见的推杆、推板、推块等脱模机构。该机构是最常用的顶出方式。即塑件在顶出机构的作用下，通过一次动作即可顶出。基于以上原则，该模具的脱模零部件设在动模上，选择推板顶出形式。 4.11.1推杆的设计 推杆可以分为普通推杆、成形推杆、锥面推杆，该模具的推杆形式选择普通推杆，如图4-13所示： 图4-13 推杆尺寸图 下面对推杆直径进行校核： 确定推杆横截面直径为6mm，下面对其许用应力进行校核。

55、 a、脱模阻力的计算[3] 脱模阻力 (公斤) （4-9） 式中 C——型芯成型部分断面的平均周长（）这里； h——型芯被塑料包紧部分的长度（），这里; ——单位面积的包紧力，其值与塑件的几何形状及塑件的性质有关，一般可取 [4]，这里取； 所以，单个塑件的脱模阻力 则，模具的脱模阻力为N b、推杆直径的校核 推杆的受力状态可简化为两端固定的压杆稳定性力学模型，由欧拉公式简化为

56、： （4-10） 式中，为推杆直径,； 为安全系数[4]，范围在之间，此处取； 为推杆长度，L=95； 为脱模阻力，； 为推杆根数，n=8； 为推杆材料的弹性模量（），该材料为 [4]。 由于d=6，对推杆进行强度校核如下： （4-11） 式中，为推杆所受的压力，；

57、 为推杆材料的许用应力，。 由上式得出所以推杆满足强度要求。 4.11.2 推板导柱导套的结构设计 推板导柱为推板动作导向，成滑动配合；推板导套与推板导柱配合，为了防止推板导套的磨损，应制成便于更换的淬火套[4]。 推板导柱的结构如图4-14所示： 图4-14 推板导柱结构尺寸图 推板导套选择一般的标准导套 推板导柱导套的结构如图4-15所示： 图4-15 推板导套结构尺寸图 4.11.3 复位杆的设计 a、复位杆的作用 复位杆的作用是使推出机构恢复原位，当开模时推件板在推杆的推动下将塑料制品推出，复位

58、杆也同时凸出模板表面。当再次注射时，在模具闭合过程中，定模表面与反推杆接触，并使反推杆推动推出机构一起返回推出位置。 b、复位杆的设计 在该模具中，没有单独设计复位杆，通过推杆完成推出机构的复位，推杆和推件板相接触，当模具闭合时，定模表面与推件板接触，进而通过推杆带动上、下推板复位，具体位置如图4-16所示： 图4-16 推杆位置示意图 1—推件板 2—凸模固定板 3—支承板 4—推杆 5—推杆固定板 6—推板 4.11.4 拉料杆的设计 拉料杆的作用是在开模时，将主浇道凝料从定模中拉出。本模具采用半圆形拉料杆，其形状及尺寸如图4-17所示： 图4-1

59、7 拉料杆的形状尺寸 4.12 冷却系统的设计 4.12.1 温度调节对塑件质量的影响 、采用较低的模温可以减小塑料制品的成型收缩率；即收缩率小，变形小，尺寸稳定，机械强度高，耐应力开裂性好和表面质量好； 、模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减小塑件的变形，其中均匀一致的模温尤为重要。 4.12.2 对温度调节系统的要求 、根据选用的塑料品种，确定温度调节系统是采用冷却方式还是加热方式； b、希望模温均匀，塑件各部分同时冷却，以提高生产率和塑件质量； c、采用较低的模温，快速、大流量通水冷却一般效果比较好； d、温度调节系统要尽量做到结构简单，加工容易，成本低廉。

60、 4.12.3 冷却装置的设计要点 a、冷却水孔的数量愈多，多塑件的冷却也就愈均匀； b、水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型腔形状相吻合； c、塑件局部壁厚处，应加强冷却； d、对热量积聚大，温度上升高度的部位应加强冷却； e、当成型大型塑件或薄壁制品时，熔料流程较长，而料温愈流愈低，为在整个塑件上取得大致相同的冷却速度，可以适当改变冷却水道的排水密度，在料流末端冷却水道可以排列的稀一些。 f、冷却水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，降低塑件强度； g、冷却装置的形式应根据模腔的几何形状而定； h、便于加工清理。 4.12.4 冷却系统的确定

61、 假设模具平均工作温度为60℃，用常温20℃的水作为模具冷却介质，其出口温度为30℃。 由塑料制品在固化时每小时释放的热量为 （4-12） 查表得聚乙烯单位重量放出的热量； 为单位时间内注入模具中的塑料重量，由已选注射机得其参数为3.6Kg/min。 故 = 由冷却水的体积流量公式 （4-13） —塑料制品在固化时每小时释放的热量；

62、 —冷却水的密度，为； —冷却水的比热容，为； —冷却水出口温度； —冷却水入口温度。 得 表4.1 冷却系统与流量关系 冷却通道直径（） 流量 30 由表4.1 选出冷却水道的直径为10mm，冷却系统的示意图如图4-18所示： 图4-18 冷却系统示意图 1—推板2—凸模3—密封圈 4—水道 5—水嘴 6—支承板 5 模具总体尺寸的确定 5.1 模架的选用 注塑模模架国家标准有两个，即《塑料注射模中小型模架及其技术条件》和《塑料注射模大型模架

63、》。前者适用于模板尺寸为；后者的模板尺寸为（）～（）[4]。 本次设计采用中小型模架，其模板尺寸为：系列。 模架的结构组成如图5-1所示： 图5-1 模架结构图 1—定模座板 2—螺钉 3—定模板 4—导套 5—推板 6—型芯固定板 7—导柱 8—支承板 9—垫块 10—推杆 11—螺钉 12—螺钉 13—动模座板 5.2 模具的尺寸及重要零件的工艺分析 查参考文献[4]的表，根据实际需要确定各模板的尺寸。 （1） 定模板的设计 定模板的结构如图5-2所示： 图5-2 定模板结构图

64、 定模板的设计尺寸为。 a.以基准角5×45°定位，车削基准面B；然后以基准面B为基准，加工ф20和ф31mm 的型型腔固定孔和分流道，可以采用坐标镗床和加工中心完成。 b.以基准面B定位，加工4-24mm、4-ф28mm、4-M10mm、4-ф16mm、4-ф21mm的孔，可采用镗床或钻床完成。 c.钳工装配型腔。 （2） 型芯固定板的设计及加工工艺规程分析 型芯模固定板的结构如图5-3所示： 图5-3 型芯固定板结构图 动模板（型芯固定板）加工工艺如下： a.以基准角5×45°定位，车削基准面C；然后以基准面C为基准，加工ф29和ф24

65、mm 的型芯固定孔，可以采用坐标镗床或加工中心完成。 b.以基准面C定位，加工4-ф6mm、4-ф11mm、4-M16mm、4-ф16mm、4-ф21mm的孔，可采用镗床或钻床完成。 c.钳工装配型芯。 凸模固定板的设计尺寸为。 （3） 推件板的设计 推件板的结构如图5-4所示： 图5-4 推件板结构图 推件板的设计尺寸为mm。 （4） 支承板的设计 支承板的结构如图5-5所示： 图5-5 支承板结构图 支承板的设计尺寸为。 （5） 推板的设计 推板的结构如图5-6所示： 图5-6 推板结构图 推板的设计尺寸为。 （6） 推杆固定板的设计 推

66、板的结构如图5-7所示： 图5-7 推杆固定板结构图 推杆固定板的设计尺寸为。 （7） 垫块的设计 垫块的结构如图5-8所示： 图5-8 垫块结构图 垫块的设计尺寸为。 （8） 定模座板的设计 定模座板的结构如图5-9所示： 图5-9 定模座板结构图 定模座板的设计尺寸为。 （9）动模座板的设计 定模座板的结构如图5-10所示： 图5-10 动模座板结构图 动模座板的设计尺寸为。 （10）型芯的机械加工工艺分析 型芯的结构如图5-11所示： 图5-11 型芯结构图 型芯加工工艺如下： a.加工外形尺寸，由车床或加工中心完成。 b.以ф28mm的外圆柱面为基准，在坐标镗床或加工中心加工ф18mm、ф12mm和15×2mm的孔。 c.以ф18mm的孔为基准在数控车床或加工中心加工ф24mm、19.22mm、17.99mm、6.15mm、8.87mm等外形尺寸 （11）型芯的机械加工工艺分析 型芯的结构如图5-12所示: 图5-12 型腔结构图 型芯加工工艺如下： a.加工外形尺寸，由车床或加工