酒瓶內蓋塑料模具設計【畢業(yè)論文答辯資料】

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前 言 ………………………………………………………………………(1) 1 塑件的工藝性分析 ……………………………………………………(3) 1.1 產品技術要求 ………………………………………………………(3) 1.2 塑件工藝分析 ………………………………………………………(3)

2、 1.3 材料收縮率 ………………………………………………………(4) 2 注塑模的設計要點 ……………………………………………………(5) 3 注塑模的設計 …………………………………………………………(6) 3.1 注塑模與注塑機的關系 …………………………………………(6) 3.2 分型面的設計 ………………………………………………………(8) 3.3 澆注系統(tǒng)與排溢系

3、統(tǒng)的設計 ……………………………………(9) 3.4 成型零件的設計 …………………………………………………(13) 3.5 合模導向機構的設計 ……………………………………………(16) 3.6 推出</p><p><b>　　內 容 提 要</b></p><p>　　本模具為一個紅酒酒瓶內蓋的注塑模具。設計分為整體裝配圖設計和

4、所用各零件的設計。本設計從實際生產條件出發(fā)，結合相關理論給出了生產此類塑料制件的模具設計解決方案，涉及塑料的工藝性能、模具設計、以及機械設計等相關知識。</p><p><b>　　關鍵詞：</b></p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This is the injection pla

5、stic 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

6、 properties of plastic mould design, manchining manufacture, design of machinery,the designives one general kind of solution about manufacturing of plastic products by mould.</p><p>　　【Keywords】 Injection pl

7、astic mould Mould design </p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　大學三年時光轉瞬即逝。在驚嘆時光飛逝的同時，我們也面臨著畢業(yè)設計的來臨。畢業(yè)設計作為專科三年的學業(yè)安排，是對大學三年所學知識的一場大檢測，是對大學三年專業(yè)知識的一次全面總結，也是在參加工作前對理論知識的進一步加強和鞏固，并進行的一次

8、全面實踐 ，對模具設計的全過程的學習。</p><p>　　模具是工業(yè)生產中極為廣泛的主要工藝裝備，采用模具生產零部件，具有高效、節(jié)材、成本低、保證質量等一系列優(yōu)點，是當代工業(yè)生產的重要手段和工藝發(fā)展方向。許多現代工業(yè)的發(fā)展和科技水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。因此，模具工業(yè)以成為國民經濟的基礎之一。隨著中國當前的經濟形勢的日趨好轉，在“實現中華民族的偉大復興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬

9、勃發(fā)展；而模具技術已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一，模具工業(yè)能促進工業(yè)產品生產的發(fā)展和質量提高，并能獲得極大的經濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”。可見模具工業(yè)在國民經濟中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關于當前國家產業(yè)政策要點的決定》中，就把模具技術的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要

10、任務。</p><p>　　塑料以成為在鋼鐵、木材、水泥之后的第四代工業(yè)基礎材料，越來越廣泛地在各行各業(yè)應用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大。隨著社會的經濟技術不斷發(fā)展，對注塑成型的制品質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設計和制造有關系，對注塑制品的要求就是對模具的要求。有人說，模具是現代工業(yè)之母。新的世紀已經到來了，世界各國對模具生產技術非常重視，出現許多新

11、工藝、新技術。從而促進模具制造技術的不斷提高和發(fā)展。一個國家模具生產能力的強弱、水平的高低，直接影響著許多工業(yè)部門的新產品更新?lián)Q代，影響著產品質量和經濟效益的提高。</p><p>　　塑料制品生產中先進合理的成型工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少的重要因素。塑料模具對實現塑料成型工藝要求和塑件使用要求起著十分重要的作用。任何塑件的生產和更新?lián)Q代都是以模具更新為提前的，由于目前工業(yè)和民用塑件的產量猛增，質量要

12、求越來越高，因而導致了塑料模具研究、設計和制造技術的迅猛發(fā)展。近年來，塑料模具的產量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內，塑料在其中固化成型。</p><p>　　本次畢業(yè)設計的主要任務是紅酒酒瓶內蓋注塑模具的設計。也就是設計一個注

13、塑模具來生產酒瓶內蓋產品，以實現自動化提高產量。針對酒瓶內蓋的具體結構，通過此次設計，使我對注塑模具設計有了較深的認識。同時，在設計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標準，結合教材上的知識也對注塑模具的組成結構（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導向部分、推出機構、排氣系統(tǒng)、模溫調節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設計積累了一定的經驗。</p><p>　　此次設計是在導師的帶領下通過同學的熱情

14、幫助進行的首次畢業(yè)設計。在此，衷心感謝羅玉梅老師的悉心指導和身邊同學的熱心幫助！對于此次畢業(yè)設計，肯定難免存在很多的錯誤和漏洞，還敬請各位老師和同學給予耐心指正。謹表示感謝！ </p><p>　　1 塑件的工藝性分析</p><p>　　1.1 產品技術要求</p><p>　　(1) 使用性能 </p><p>　　此為酒瓶內蓋，對于

15、表面粗糙度的要求不高，但也不能有粗糙感。</p><p><b>　　(2) 外觀 </b></p><p>　　平整，光滑，不能有制造缺陷，如氣泡、凹陷、燒焦、疤痕、銀紋等。</p><p>　　圖1-1 工件簡圖</p><p>　　1.2 塑件工藝分析</p><p>　　1.2.1.

16、 PE材質簡介</p><p>　　據《注塑制品與注塑模具設計》（化學工業(yè)出版社 付宏生 劉京華 主編2003年辦版）介紹。聚乙烯無味，無毒、呈乳白色。密度為0.91～0.96g/cm³為結晶型塑料。聚乙烯有一定的機械強度，但和其他塑料相比其機械強度低，表面硬度差。</p><p>　　聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他

17、酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。</p><p>　　聚乙烯有高度的耐水性，長期接觸水其性能可保持不變。聚乙烯透水氣性能較差，而透氧氣和二氧化碳以及許多有機物質蒸汽的性能好。</p><p>　　聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會產生老化和變脆。一般高壓聚乙烯的使用溫度約在80℃左右，低壓聚乙烯為100℃左右。</p><p>　　聚乙烯能耐寒，在-60℃時仍有較好的機械性

18、能，-70℃時仍有一定的柔軟性。</p><p>　　聚乙烯成型時，在流動方向與垂直方向的收縮率差異較大。注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率，易產生變形，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加；聚乙烯收縮率的絕對值較大，成型收縮率也較大，易產生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質軟易脫模，塑件有淺的側凹時可強行脫模。</p><p><b>　　1.3 材料收縮率<

19、;/b></p><p>　　據《塑料注射模具設計實用手冊》（宋于恒 主編 航空工業(yè)出版社 1994） 表2－1聚乙烯（PE）1.5%～3.5%。</p><p>　　2 注塑模的設計要點</p><p>　　PE塑料它是屬于通用塑料，該產品是通過注塑成型的。它的原理是將顆粒或粉狀塑料從注塑機的料中送進加熱器中，經加熱熔化，在受壓的情況下，把它注到成型的型腔中

20、，再冷卻成型。注塑成型它的周期短，能成型復雜的、尺寸精確的制件。它的成型工藝過程包括如下：成型前的準備，注塑過程，塑件后處理。注塑過程它是一個比較關鍵的進程，各個步驟都要控制好，這對塑件的質量和形狀起著至關重要的作用。注塑成型的核心問題是：就是采用措施得到良好的塑料熔體，并把它注塑到型腔中去，在控溫下，使塑件達到所要求的質量。溫度、注塑壓力、時間是其最關鍵的工藝參數。</p><p>　　注塑模包括：成型零部件、

21、合模導向機構、澆注系統(tǒng)、側向分型與抽芯機構、推出機構、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支承零部件。只有處理好各個環(huán)節(jié)的制約關系，才能設計出一副較好的模具來，一副模具設計出來，把它裝在注塑機上，還要通過校核，才能投入生產。因此注塑模與注塑機的關系也是至關重要。</p><p><b>　　3 注塑模的設計</b></p><p>　　3.1 注射模與注射機的關系</p&

22、gt;<p>　　注射模具是安裝在注射機上使用的。在設計模具時，除了應掌握注射成型工藝過程外，還應對所選用注射機的有關技術參數有全面的了解，以保證設計的模具與使用的注射機相適應。</p><p>　　3.1.1. 注塑機的選用</p><p>　　塑件體積和質量的確定：</p><p>　　V圓頂=πr²h=3.14×13×

23、;2×13=1061.32mm³</p><p>　　V圓柱1=πr1²h=3.14×9×9×30=7630.2 mm³</p><p>　　V圓柱2=πr2²h=3.14×8.2×8.2×30=6334 mm³</p><p>　　V蓋=V圓頂+

24、V圓柱=1061.32+（7630.2～6334）=1061.32+1296.2=2357.5 mm³</p><p>　　m=ρv=2.358×（0.91～0.96）=2.15g～2.26g</p><p>　　根據前面的分析，塑件的形狀大小，塑件的結構特征及模具最小厚度、最大厚度的估算值選用XS-ZS-22型注射機，該注射機的基本參數如下：</p>&

25、lt;p>　　額定注射量為20cm³,</p><p>　　螺桿直徑D=20mm,</p><p><b>　　注射壓力75MPa</b></p><p>　　鎖模力 F=250KN，</p><p>　　拉桿內間距 d=235mm,</p><p>　　開模行程 s=160mm

26、,</p><p>　　模具最大厚度 d=180mm,</p><p>　　模具最小厚度 d=60mm,</p><p>　　噴嘴球半徑 d=SR12.</p><p>　　3.1.2. 型腔數目的確定</p><p>　　(1) m1澆注系統(tǒng)凝量的計算</p><p><b>　　該

27、注射模采用點澆口</b></p><p>　　d=0.5～1.5mm， L=0.5～2mm， α=6°～15°， β=60°～90°，</p><p>　　V小圓柱=4.71 mm³</p><p>　　V圓臺=43.75 mm³</p><p>　　V澆=2

28、15;V圓臺+ V小圓柱=2×43.75+4.71=92.1 mm³</p><p>　　(2) 按注射機最大注射量確定型腔數量n得：</p><p>　　n≤(Kmp-m1)/m （3.1）</p><p>　　n≤(0.8×22-0.092)/2.358≤7</p><

29、;p>　　其中n是型腔數目，K是注射機的最大注射量的利用系數，取0.8，m是注射機的最大注射量(cm)，m1 是澆注系統(tǒng)的塑料的質量體積。根據對塑件的精度要求及型腔的排布，n=4</p><p>　　3.1.3. 最大注射量的校核</p><p>　　nm+m1≤kmp （3.2） </p><p>　　4

30、15;2.358+0.092=9.5〈17.5</p><p>　　式中mp 是注射機充許的最大注射量(g或cm³)。</p><p>　　滿足nm1+m2≤80%mp，所以能保證注射模內所需熔體總量在注射機的最大注射范圍內。</p><p>　　3.1.4. 鎖模力的校核</p><p>　　當高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產生

31、使模具分型面漲開的力，這個力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應小于注射機的額定鎖模力Fp，才能保證注射時不發(fā)生溢料現象即： </p><p>　　Fz=p(nA+A1)<Fp （3.3）</p><p>　　(其中Fz為熔融塑料在分型面上的漲開力，N) </p&

32、gt;<p>　　A=πr²=3.14×13×13=530.66</p><p>　　A1=πr1²=3.14×1.5×1.5=7.07 </p><p>　　Fz=(10～15)×(4×A+7.07)=21297～31945.5N </p><p>　　Fz<Fp=

33、250KN </p><p>　　其中A是塑件在分型面上的投影面積，A1是澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積。P是塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般約為注射機的80%左右。由上式可得它也是符合要求。</p><p>　　3.1.5. 注射壓力的校核</p><p>　　PE塑料是綜合力學性較好的塑料，粘度不高，精度要求也比較低，根據《塑料模具技術手冊》，它

34、所需的壓力一般選80～100Mpa即可。經查得此注射機的注射壓力為75Mpa,所以由此可得它的壓力也是足夠的。噴嘴尺寸的查表得它的球面半徑為SR12,則R2=SR+0.5-1，這樣有利于主流道的凝料脫出。</p><p>　　3.1.6. 開模行程的校核</p><p>　　注射機的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出時所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。

35、開模行程可按下式校核：</p><p>　　S≥H1+H2+(5～10)+a1+a2 （3.4）</p><p>　　=28+30+10+15+35=118〈160mm</p><p>　　所以也是符合的。由上述數據可以確定，選擇XS-ZS-22型注射機，是合適的。選擇好的注射機是得到高質量塑件的重要前提，因此這個步

36、驟是必不可少的。 </p><p>　　3.2 分型面的設計</p><p>　　打開模具取出塑件或澆注系統(tǒng)的凝料的面，稱之為分型面。分型面是決定模具結構形式的一個重要因素，它的設計受到塑件的形狀、壁厚、和外觀、尺寸精度、及模具型腔的數目等諸多因素的影響。 </p><p>

37、　　3.2.1. 型腔的布局</p><p>　　由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關，因而型腔的排布在設計中加以綜合考慮。由于是一模四腔，應該使型腔的每一處都有足夠的壓力，同時保證塑件充滿型腔每一處，所以，采用短形對稱布置。</p><p>　　圖3-1 型腔排布圖</p><p>　　3.2.2. 分型面設計</p><p>　　該模

38、具采用的是全開分型面，其分型面的設計原則滿足了以下幾項原則：</p><p>　　(1) 有利于塑件的順利脫模。</p><p>　　(2) 應保證塑件的質量要求。</p><p>　　(3) 便于模具的加工制造。</p><p>　　(4) 應保證塑件的精度要求。</p><p>　　(5) 有利于排氣效果。<

39、/p><p>　　該模具的成型面的設計可以見裝配圖，它基本符合上述要求。 </p><p>　　3.3 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設計 </p><p>　　澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。 </p><p>　　3.3.1

40、. 澆注系統(tǒng)的設計</p><p>　　經分析計算，此塑件采用普通流道系統(tǒng)，由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成。其結構圖如下圖所示： </p><p>　　圖3-2 澆注系統(tǒng)示意圖</p><p>　　澆注系統(tǒng)是將來自注塑機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時使型腔的氣體能及時順利排出，在塑件熔體填充凝固的過程中，將注塑壓力有效地傳遞到型腔的各個部位，以

41、獲得形狀完整、內外質量優(yōu)良的塑件。</p><p>　　澆注系統(tǒng)的設計的一般原則：</p><p>　　(1) 了解塑件的成型性能。</p><p>　　(2) 盡量避免或減少產生熔接痕。</p><p>　　(3) 有利于型腔中的氣體排出。</p><p>　　(4) 防止型芯的變形和嵌件的位移。</p>

42、<p>　　(5) 盡量采用較短的流程充滿型腔。</p><p>　　(6) 流動距離比和流動面積比的校核。 </p><p>　　3.3.2. 主流道的設計</p><p>　　主流道是指澆注系統(tǒng)中從注塑機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑件熔體的流通通道，是熔體最先流經模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響。在注塑機

43、上，主流道垂直分型面。為了使凝料從其中順利推出，需設計成圓錐形，錐角為4°，表面粗糙度Ra≤0.8,主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注塑機及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替反復接觸，屬易損件，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設計成可拆，采用碳素工具鋼即T8A，淬火到53～57HRC。</p><p>　　3.3.3. 分流道的設計</p><p>　　分流道是指主

44、流道末端與澆口之間的通道。此副模具采用圓形的截面形狀對于壁厚為0.8mm,質量在20g以下的塑件，分流道的內表面粗糙度Ra要求比較高，一般取1.6um左右。分流道在分型面上的布置的形式，它必須遵循以下兩方面的原則，即一方面排列緊湊，縮小模具板面的尺寸，一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡，該模具采用平衡式的分流道。</p><p>　　分流道的布置，分流道的布置也根據型腔的位置而定，型腔位置確定要考慮模具在分型面上力

45、的平衡問題，它的要求是反作用力，以及鎖模力就作用于主流道中心。</p><p>　　3.3.4. 澆口的設計</p><p>　　澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。它是整個澆注系統(tǒng)的關鍵的部位。其形狀、大小及位置應根據塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術要求等進行而確定。該塑件采用的是點澆口，它一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產生加速度，提高剪切速率和

46、剪切熱，使其順利充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進入型腔的流動特性，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分開的作用。</p><p>　　3.3.5. 澆口的位置的確定</p><p>　　設計中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴格的，初步試模，必要時還需要修改。因此澆口的位置的開設，對成型性能及成型質量的影響是很大的。一般在選擇澆口

47、位置時，需要根據塑件的結構工藝及特征，成型質量和技術要求，綜合分析。一般要滿足以下原則：</p><p>　　(1) 考慮分子定向的影響。</p><p>　　(2) 減少熔接痕提高熔接強度。</p><p>　　(3) 澆口應開設在塑件壁厚處。</p><p>　　(4) 避免熔體破裂現象引起塑件的缺陷。</p><p&

48、gt;　　(5) 盡量縮短流動距離。</p><p>　　經過仔細的考慮，該塑件是均勻壁厚件，又為了不影響塑件的外觀，該塑件采用點澆口，它能保證塑料迅速而且均勻充滿型腔。</p><p>　　3.3.6. 澆注系統(tǒng)的平衡</p><p>　　該塑件是屬于小型塑件，采用一模多腔，這樣有利于提高生產效率。但是在設計時是否能同時達到充滿型腔的目的。這就要對澆注系統(tǒng)的平衡。

49、若澆口平衡則可以得到良好的物理和較精度尺寸的塑件。</p><p>　　分流道的布置分平衡式和非平衡式。平衡式是指從主流道到各分流道，其長度、截面形狀和尺寸均對應相等。非平衡式即上述的參數不相等。</p><p>　　澆口的平衡的經驗公式如下：</p><p>　　BGV=Ag/(Lr)½Lg

50、 （3.5）</p><p>　　Ag澆口的截面面積。</p><p>　　Lr從主流道中心至澆口的流動通道的長度。</p><p><b>　　Lg澆口的長度。</b></p><p>　　此副模具是采用平衡式的，其上面的數據是一樣的。所以澆口是平衡的。</p><p><b>　　分

51、流的平衡的計算：</b></p><p>　　l1/l2=d1/d2=Q1/Q2</p><p>　　=130/130=10/10</p><p><b>　　=1</b></p><p>　　由于采用是一模四腔的，且采取的是平衡式的澆口，所以分流道的長度、和分流道的截面積尺寸也是一樣的。上式的式子它沒有考慮

52、到分流道轉彎部分阻力的影響，以及模具濕度不均勻的影響。L1、L2是流道1和2的長度.</p><p>　　D1,d2 是流道1和2的直徑。</p><p>　　Q1，Q2 別是塑料熔體在流道1和2的流量。</p><p>　　澆注系統(tǒng)的設計后，還要對澆口平衡進行試模。其步驟如下：</p><p>　　(1) 首先將各澆口的長度和厚度加工成對應

53、相等的尺寸。</p><p>　　(2) 試模后檢查每個型腔的塑件的質量。</p><p>　　(3) 將后充滿的型腔的澆口的寬度略為修大一點，盡可能不改變澆口厚度，因為澆口厚度不一，則澆口冷凝封固時間也就不一樣。</p><p>　　(4) 用同樣的工藝條件重復上述步驟直到滿意為止。</p><p>　　3.3.7. 排溢系統(tǒng)的設計<

54、/p><p>　　PE材料在熔化時，會產生氣體，所以當塑料在充滿型腔時及澆注系統(tǒng)內的空氣，如果在型腔中不及時排除干凈，可以會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產生反向壓力而降低充模速度，還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時的排氣可采用如下四種方式排氣：</p><p>　　(1) 利用配合間隙排氣。</p><p>　　(2) 在分

55、型面上開設排氣槽排氣。</p><p>　　(3) 利用排氣守排氣。</p><p>　　(4) 強制性排氣。</p><p>　　該模具是采用利用配合間隙排氣。</p><p>　　3.4 成型零件的設計</p><p>　　成型零件決定了塑件的幾何尺寸和形狀。成型零件它直接與高溫、高壓的塑料流接觸，因此成型零件要求

56、具有較高的強度、剛度和耐磨性能。成型零部件，它包括：型腔、型芯、成型桿、和成型環(huán)等。該產品是IT5級精度制造的，產品外表面要求比較光滑，因此要求成型零件的拋光性能要好，表面應該光滑美觀。表面粗糙度要求Ra0.8。型腔的材料選Cr12MoV,淬火處理，并中溫回火，使其達到硬度達到55HRC以上。</p><p>　　3.4.1. 型腔的結構設計</p><p>　　由于該塑件結構比較復雜，且

57、其精度較要求高，要求其塑件不充許出現表面刮傷，經過仔細的參考，該型腔采用開式較為合理。</p><p>　　查閱資料可得塑件的理想的外壁圓角半徑為塑件的壁厚的1.5倍。即R=1.5×t,</p><p>　　即R=1.2mm,該型腔的加工，先下料，經粗加工后在磨床上進行磨削，使其達到應有的光潔度，然后熱處理，使其硬度達到55HRC以上，再進行精磨，最后用電火花將型腔加工出來并拋光

58、。</p><p>　　3.4.2. 型腔的工作尺寸計算</p><p>　　所謂成型零件工作尺寸是指直接用來構成塑件型面的尺寸。它主要包括型腔的徑向尺寸、型腔的深度、中心距等尺寸。它受到塑件的尺寸精度的影響。型腔的計算公式如下：</p><p>　　型腔的徑向尺寸計算 Dx1=[(1+Scp)Ls-3/4 △]+δz

59、 （3.6）</p><p>　　=[1.025×26-0.75×0.32]+0.011</p><p>　　=26.41+0.011</p><p>　　Dx1=Dx2=Dx3=Dx4 </p><p>　　其中Dx是型腔的徑向尺寸，Da是塑件最大徑向尺寸，△是塑件的設計公差值，Dg是塑件徑向公稱尺寸，Z是模具制

60、造公差，一般取 Z =1/3-1/6△查表得PE塑料的最小收縮率為1.5%，最大的收縮率為3.5%，由公式得Scp=(1.5%+3.5%)/2得Scp為2.5%，至于塑件的精度，在此到△的系數為0.32，當塑件的精度不同時會有變化。</p><p>　　型腔的深度尺寸計算：</p><p>　　Hx1= [(1+Scp)Hs-2/3 △]+δz （3.7）</

61、p><p>　　=[1.025×30-0.32×2/3]+0.011</p><p>　　=30.54+0.011</p><p>　　HX1=Hx2=Hx3=Hx4</p><p>　　其中HM為型腔的深度尺寸，Hd為制品高度最大尺寸，Hg為制品高度公稱尺寸，△的系數取2/3。塑件表面的凹槽是通過在型腔上設一塊鑲塊而得到的。

62、</p><p>　　3.4.3. 型芯的結構設計</p><p>　　型芯是成型塑件的內表面的零件。此塑件用小型芯來成型，主型是用來成</p><p>　　圖3-3 型芯示意圖</p><p>　　型塑件的內壁，塑件的內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點。該芯采用鑲嵌式，它結構牢固，它固定在動模固定板上。其形狀尺

63、寸如</p><p><b>　　上圖所示：</b></p><p>　　其工件角度都是通過核算而得到的。型芯選Cr12MoV，淬火處理，使其硬度達到55HRC以上，不至于使它在注射成型時變彎、變軟。它的加工過程是，先取一段圓棒料，在車床上車削，然后進行熱處理，再進行電火花加工，使其達到所要求的形狀和尺寸，最后進行磨和拋光。</p><p>&

64、lt;b>　　型芯的尺寸計算：</b></p><p>　　型芯的徑向尺寸： </p><p>　　Lm1=〔(1+scp)Ls+3/4△)〕-δz （3.8）</p><p>　　d1=〔(1+scp)Ls+3/4△)〕-δz </p><p>　　=〔(1

65、+0.025)×16.4+0.75×0.24〕-0.009</p><p>　　=16.99-0.009</p><p>　　d2=〔(1+scp)Ls+3/4△)〕-δz</p><p>　　=〔(1+0.025)×16.4+0.75×0.24〕-0.009</p><p>　　=16.99-0.00

66、9</p><p>　　d1= d2= d3= d4</p><p>　　其上面字母所表示的意義和型腔的字母是一樣的。 </p><p>　　型芯的高度尺寸計算如下： </p><p>　　Hx=〔(1+scp)Hs+2/3△)〕-δz （3.9）</p>

67、<p>　　H1=〔(1+scp)Hs+2/3△)〕-δz</p><p>　　=〔(1+0.025)×28+(2/3)×0.32〕-0.011</p><p>　　=28.91-0.011</p><p>　　H2=〔(1+scp)Hs+3/4△)〕-δz</p><p>　　=〔(1+0.025)×

68、28+(2/3)×0.32〕-0.011</p><p>　　=28.91-0.011 </p><p>　　H1=H2=H3=H4</p><p>　　影響塑件尺寸精度的因素較為復雜，主要存在以下幾方面：</p><p>　　(1) 零件的制造公差；</p><p>　　(2) 設計時所估計的收縮率和實際

69、收縮率之間的差異和生產制品時收縮率波動；(3) 模具使用過程中的磨損。</p><p>　　以上三方面的影響表述如下：</p><p>　　(1) 制造誤差： △z=a·i=a(0.45+0.001D) （3.10）</p><p>　　其中，D — 被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸；<

70、;/p><p>　　z — 成型零件的制造公差值； i — 公差單位；</p><p>　　a — 精度系數，對模具制造最常用的精度等級。</p><p>　　(2) 成型收縮率波動影響： （3.11）</p><p>　　其中，— 塑件成型收縮率；LM — 模具成型尺寸；LS — 塑件對應尺

71、寸。</p><p>　　(3) 型腔磨損對尺寸的影響：</p><p>　　為簡便計算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮磨損?？紤]磨損主要從模具的使用壽命來選定，磨損值隨產量的增加而增大；此外，還應考慮塑料對鋼材的磨損情況；同時還應考慮模具材料的耐模性及熱處理情況，型腔表面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹，中小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的1/6(常取0.02～

72、0.05mm)，而對于大的模具則應取1/6以下。但實際上對于聚烯烴(如像PP)、尼龍等塑料來說對模具的磨損是很小的，對小型塑件來說，成型零件磨損量對塑件的總誤差有一定的影響，而對于大的塑件來說影響很小。塑件理想的內角圓半徑應為塑件壁厚的1/3以上。所以取內角圓半徑為0.5mm.</p><p>　　型腔由于受到熔體的高壓作用，應具有足夠的強度和剛度。如果型腔側壁和厚度過下，則會引起溢料和出現飛邊，這樣就降低了塑件

73、的精度，嚴重時還會影響脫模。因此還要計算側壁和底板的厚度。</p><p>　　模具型腔的壁厚的計算，應以最大的壓力為準。此塑件是屬于小尺寸塑件，側壁長L〈370㎜，所以強度不足是主要原因，因此應以強度計算。</p><p>　　型腔側壁尺寸查表可得S=48mm</p><p><b>　　底板厚度的計算：</b></p><

74、;p>　　按強度的條件，最大應力發(fā)生在板中，底板厚度為：</p><p>　　H≥(3Pbl×l/4B[σ])½ （3.12）</p><p><b>　　=6㎜</b></p><p>　　H型腔板的高度，經算得6mm滿足要求了。</p><p>　　3.5 合模導向機構的

75、設計</p><p>　　導向機構是保證動模或上下模合模時，正確定位和導向的零件。本副模具是采用導柱、導套導向。導向機構它起到的作用有：定位作用、導向作用、承載作</p><p>　　用、保持運動平穩(wěn)的作用。</p><p>　　導柱導向通常是由導柱和導套的間隙配合而組成的。</p><p>　　導柱分帶頭導柱和有肩導柱。因為該產品是成批量的

76、生產，導柱經常運動，容易磨損，所以采用導套，這樣導套壞了，可以隨時更換。小型模具采用帶頭導柱。</p><p>　　3.5.1. 導柱的設計</p><p>　　技術要求包括：導柱的長度、形狀、材料、數量及布置。此副模具把導柱設在動模一側，這樣有利于推桿的運動。導柱固定端與模板之間采用H7/m6，而導柱與導套采用H7/f7的間隙配合。導套也分直導套和芾頭導套。其用法與導柱的用法一樣。導套的

77、技術要求的技術要求包括：導套的形狀、導套的材料、及固定形式及配合精度。導套采用H7/r6配合鑲入模板。導柱結構和尺寸如下圖所</p><p>　　圖3-4 導柱示意圖</p><p>　　取導柱的長度為100mm,導柱的材料選20鋼,淬火處理到55～60HRC,導柱的前端做成錐臺形，這樣是為了導柱順利進入導套，導柱固定端粗糙度Ra為1.2，導向部分Ra為0.8該導柱的布置采用階梯導柱對

78、稱分布。</p><p>　　3.5.2. 導套的設計</p><p>　　導套采用直導套，這樣簡單易制作，而且也適用。其結構和形狀如下圖所示： </p><p>　　圖3-5 導套示意圖</p><p>　　導套的前端倒圓角，是為了讓導柱順利進入導套。材料通常也采用20鋼，熱處理

79、，使其硬度達到一定硬度，以利于耐磨。粗糙度為Ra為0.8，固定采H7/r6配合鑲入模板。</p><p>　　3.5.3. 斜導柱的設計</p><p>　　其材料用T8A，硬度HRC≥55，表面粗糙度≤0.8,它與其固定板之間采用H7/m6配合，斜角取25°。</p><p>　　3.6 推出機構的設計</p><p>　　使塑件

80、從成型零件上脫出的機構稱之為推出機構。本副模具是通過注塑機的合模機構，把力傳給推板，然后通過固定板，再通過推桿，最后傳給推件板，把塑件推出的。推出零件常分為推件板、推桿、推管、成型推桿等。此副模具所設計的塑件是屬于薄壁塑件，而且在推出時不允許有推出痕跡，所以該模具采用推件板推出，這樣有利于保證塑件的精度。此模具的設計也要滿足一般推出機構的設計原則：塑件滯于動模一側，這樣有利于設計推出機構，以致于使模具結構簡單、防止塑件變形、力求良好的塑

81、個外觀、結構可靠、脫模時工作可靠，運動平穩(wěn)，制造方便，更換容易。</p><p>　　3.6.1. 脫模力的計算 </p><p><b>　　由下式：</b></p><p><b>　　Ft=Fb</b></p><p>　　Fb=AP

82、 （3.13）</p><p>　　=19140×20 =382KN</p><p>　　其中Ft是脫模力，Fb是塑件對型芯的包緊力，P為塑件對型芯的單位面積的包緊力。模外冷卻取P約為2.4～3.9×107Pa,模內冷卻約取0.8×1.2×107Pa,由此式可以得到，當塑件越大，對型芯的包緊面也越大，因此脫模力也越大，在模內脫出所需的脫模力要少

83、于模外脫出的脫模力。但模內脫模容易使塑件容易變形，因此該模選用模外脫模。</p><p>　　此副模具采用簡單推出機構。它需要設計推桿、推件板、推桿固定板、推板等的設計。 </p><p>　　3.6.2. 推桿的設計</p><p>　　此模具由于塑件是圓形件，各處的脫模力是一樣的，為了各處平衡，設計推桿時應均勻布置推桿。這樣使系統(tǒng)就顯得比較平衡了，增加了推桿的壽

84、命。</p><p>　　推桿在推推件板時，應具有足夠的剛性，以承受推出力，條件充許的話，盡可以把推桿的直徑設得大一點。經過仔細的推算，選推桿的直徑為8，為了保持推桿在工作時具有一定的穩(wěn)定性，把它進行校核。由公式:</p><p>　　直徑d=φ(L2Q/nE)¼ （3.14）</p><p><b>　　=6.5<

85、/b></p><p>　　取直徑為8mm,已經足夠了。進行強度校核。</p><p>　　σ=4Q/n×3.14d2≤σs （3.15）</p><p>　　=4×765/4×3.14×62</p><p>　　=410/452.12<σs</p

86、><p>　　說明它的強度是滿足的。其中d是推桿直徑，φ是安全系數，通常取1.5，L是推桿長度，Q是脫模阻力，E彈性模量，n是推桿的根數，σs是推桿的屈服極限。推桿的材料選用T8A，淬火處理。</p><p>　　推桿的固定形式，推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f7的間隙配合。推桿的工作端面的配合部分的表面粗糙度Ra為0.8。</p><p>　　推件板由一塊與型芯按

87、一定的配合精度相配合的模板，它是在塑件的周邊端面上進行推出，但作用面積小，推出力比較小，且均勻，運動平穩(wěn)，并且在塑件外表面上沒有推出痕跡。配合，這樣可以降低推件板與型芯的配合，以不產生溢料為準，否則推件板復位困難，并且有可能造成模具損壞。復位機構采用彈簧復位，并將彈簧裝在推料桿上。</p><p>　　3.6.3. 推件板的厚度計算</p><p>　　對于筒形或圓形，推件板受力狀況可以簡

88、化為“圓環(huán)形平板周界到集中的載荷。”按強度計算可得厚度為：</p><p>　　h=(K2Q/[σ])½ （3.16）</p><p><b>　　=12</b></p><p>　　所以對推件板采用12mm。其中h是推件板的厚度，K2是系數，Q是脫模阻力。</p><p>　　此副

89、模具是采用點澆口，開模時，塑件包在動模型芯上，并且隨動模一起移動，所以它采用多型面，這樣當動模移動，點澆口被切斷，而分流道、澆口和主流道凝料在冷料井倒錐穴的作用下，拉出定模而隨動模移動。</p><p>　　推桿固定板它只要滿足它的強度和剛度則就可以滿足需要。它的粗糙度要求可以比較低。它是起到固定推桿的作用。它對的設計主要從它的強度和剛度去考慮，只要滿足了，就可以了。經核算推桿固定板和推板它們的厚度均為12mm,

90、采用45。</p><p>　　3.7 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計</p><p>　　注射模具的溫度設計是否恰當，不僅影響塑件的質量，而且對生產效率、充模流動、固化定型都有重要影響。</p><p>　　3.7.1. 模具對塑件質量的影響</p><p>　　主要體現在以下幾個方面：1、改善成形性 2、成形收縮率 3、塑件變形 4、尺寸穩(wěn)定性 5

91、、力學性能 6、外觀質量。</p><p>　　當大批量的生產時，而且又要滿足塑件的質量要求時，增多型腔是不現實的。這時提高生產率顯得尤其重要了。而提高生產率又與模具溫度的控制有密切關系。生產效率主要取決于冷卻介質（一般是水）的熱交換效果。因此縮短注射成形周期的冷卻時間是提高生產效率的關鍵。</p><p>　　根據牛頓冷卻定律，冷卻介質從模具帶走的熱量為</p><p

92、>　　Q=αA△Tθ （3.17）</p><p>　　=4.09×0.09243×(60-45)×35</p><p><b>　　=198.47J</b></p><p>　　α是冷卻管道孔壁與冷卻介質間的傳熱系數。</p><p>

93、　　A冷卻管道壁的傳熱面積。</p><p>　　T模具與冷卻介質溫度之差值。</p><p><b>　　θ冷卻時間(s)。</b></p><p>　　由上述式子可得，當需傳遞熱量不變時，可通過以下三條途徑來縮短冷卻時間。</p><p>　　(1) 提高傳熱系數α。</p><p>　　α=

94、φ(ρv)4/5/d0.2 （3.18）</p><p><b>　　=2.57</b></p><p>　　φ是冷卻介質，ρ是冷卻介質在該溫度下的密度，d是冷卻管道直么，v是冷卻介質的流速。由上式得，只有提高冷卻介質的流速，便可達到傳熱系數。</p><p>　　(2) 提高模具與冷卻介質間的溫差△T</p

95、><p>　　△T=Tw-Tθ （3.19）</p><p><b>　　=60-45</b></p><p><b>　　=15℃</b></p><p>　　式中Tw是模具溫度。Tθ是冷卻介質的溫度。一般模溫是一定，為了提高溫差△T，有利于縮短冷卻時

96、間。從而提高生產率。</p><p>　　(3) 增大冷卻介質的傳熱面積A。</p><p>　　A=n×3.14dL （3.20）</p><p>　　=4×3.14×26×30mm²</p><p>　　=9796.8 mm²<

97、/p><p>　　L模具上一根冷卻水孔的長度。d 是冷卻通道的直徑。n 是模具開設冷卻通道孔數。顯然，應在模具上開盡可能多的冷卻通道，以增大傳熱面積，縮短冷卻時間，提高生產效率。</p><p>　　3.7.2. 冷卻系統(tǒng)的設計原則</p><p>　　(1) 冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大。</p><p>　　(2) 冷卻水道至型腔表面距

98、離應盡量相等。</p><p>　　(3) 澆口處加強冷卻。</p><p>　　(4) 冷卻水道出、入口溫差應盡量小。</p><p>　　(5) 冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置。</p><p>　　(6) 冷卻水道盡量避免在塑件的熔接痕處。</p><p>　　(7) 合理確定冷卻水接頭位置。</p>

99、;<p><b>　　3.8 模架的設計</b></p><p>　　模架技術的標準，是指在模具設計中和制造中所應遵循的技術規(guī)范、基準、和準則。它具有以下義：</p><p>　　(1) 減少了模具設計者的重復性工作。</p><p>　　(2) 改變了模具制造行業(yè)“大而全，小而全”的生產局面，轉為 專業(yè)生產。 </p>

100、;<p>　　(3) 模具的標準化是采用CAD/CAM技術的先決條件。</p><p>　　(4) 有利于模具技術的國際交流和模具出口。</p><p>　　該模具的模架采用A3型，它適應于單分型面的模具的推件板的推出機構，且可以用半開式澆口。其圖可見其裝配圖。根據《塑料模具技術手冊》表9-16的中小型模架的尺寸組合系列：</p><p>　　模寬B=

101、260mm, 模長L=260mm.</p><p>　　模板A=20mm， 材料45鋼。</p><p>　　模板B=25mm， 材料45鋼。</p><p>　　墊塊C=50mm， 材料45鋼。</p><p>　　動模座板的高度為36mm,它的材料為45鋼，定模座板的高度為20mm,它的材料也為45鋼。 </p&g

102、t;<p>　　模架的總高度計算得：</p><p>　　H=25+36+28+20+20+30+50+20</p><p><b>　　=229</b></p><p>　　經校核模具的強度和剛度都是足夠的。且模架的大小也適中，經核算選用該模架是較為合理的。</p><p>　　4 模具裝配的工藝過程設計

103、</p><p>　　模具裝配是模具制造過程的最后階段，裝配質量如何將影響模具的精度、壽命各部分的功能。同時模具裝配過程階段的工作量又比較大，又將影響模具的生產制造和生產成本。因此，模具裝備是模具制造過程中的重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　模具裝配過程是按照模具技術要求和各零件間的相互關系，將合格的零件連接固定為組件、部件，直至裝配成合格的模具。它可以分為組件裝配和總裝配等。</p&

104、gt;<p>　　模具裝配內容包括：選擇裝配基準、組件裝配、調整、修配、研磨拋光、檢驗等環(huán)節(jié)，通過裝配達到模具各項裝配精度指標和技術要求。</p><p>　　4.1 模具總的裝配程序</p><p>　　4.1.1. 模具總的裝配程序如下</p><p>　　(1) 確定裝配基準</p><p>　　(2) 裝配前要對零件進行

105、測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈。</p><p>　　(3) 調整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以保證模板組裝密合，分型面處吻合面積不得小于80%，間隙不得超過溢料最小值，防止產生飛邊。</p><p>　　(4) 配盡量保持原加工尺寸的基準面，以便總裝合模調整時檢查。</p><p>　　(5)裝導向系統(tǒng)，并保證開模、合摸動作靈活

106、，無松動和卡滯現象。</p><p>　　(6) 組裝修整頂出系統(tǒng)，并調好復位及頂出位置等。</p><p>　　(7) 組裝修整型芯、鑲塊，保證配合面間隙達到要求。</p><p>　　(8) 組裝冷卻或加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水、不漏電、閥門動作靈</p><p>　　(9) 組裝液壓或氣動系統(tǒng)，保證運行正常。</p>

107、<p>　　(10) 緊固所有連接螺釘，裝配定位銷。</p><p>　　(11) 試模：試模合格后打上模具標記。如模具編號、合格標記及組裝基面</p><p>　　(12) 最后檢查各種配件、附件及起重吊環(huán)等零件。</p><p>　　4.2 模具裝配要點</p><p>　　4.2.1. 選擇裝配基準面</p>&

108、lt;p>　　該模具選用標準模架和導柱導套，因此以模板相鄰兩兩側面作為裝配基準；將已有導向機構的動模和定模合模后，磨削模板相鄰兩側面呈90度，然后以側面為基準分別安裝定模和動模上的其它零件。</p><p>　　4.2.2. 組件的裝配</p><p>　　(1) 型腔和型芯與模板的裝配</p><p>　　該模具的型芯與固定板之間的裝配采用螺釘固定式。裝配時

109、可按下列順序：</p><p>　?、?在加工好的型芯上壓入實心的定位銷釘套。</p><p>　　② 在型芯螺孔口部抹紅丹粉，根據型芯在固定板上的要求位置，用定位板定位，把型芯與固定板合攏，用平行夾板夾緊在固定板上。將螺釘孔位置復印到固定板上，取下型芯，在固定板上鉆螺釘孔過孔及沉孔，用螺釘將型芯初步固定。</p><p>　?、?在固定板的背面劃出銷孔位置，并與型

110、芯一起鉆、鉸銷釘孔，壓入銷釘。</p><p>　　該模具的型腔凹模較為簡單，該種型腔凹模鑲入模板，關鍵是型腔形狀和模板相對位置的調整及其最終位置?？刹捎貌糠謮喝牒笳{整。調整方法：型腔凹模壓入模板極小一部分時，用百分表校正其直邊部分。當調至正確位置時，再將型腔凹模全部壓入模板。</p><p>　　(2) 裝配時的注意事項 裝配時應注意：</p><p>　?、?

111、型腔凹模和型芯與模板固定孔一般為H7/m6配合，如配合過緊，應進行磨修，否則在壓入后模板變形，對于多型腔模具，還將影響各型芯間的尺寸精度。</p><p>　?、?裝配前，應檢查、修磨影響裝配的清角為倒棱或圓角。</p><p>　?、?為便于型芯和型腔凹模鑲入模板，并防止擠毛孔壁，應在壓入端設計成導入斜度。</p><p>　?、?型芯和型腔凹模鑲入模板時應保持垂

112、直與平穩(wěn)，在壓入過程中應邊檢查邊壓入。</p><p>　　(3) 盈配合零件的裝配</p><p>　　過盈配合零件裝配后，應該緊固，不允許有松動脫出。為保證裝配質量，應有適當的過盈量和較小的粗糙度數值，而且壓入端導入斜度應做得均勻，并與軸線垂直。薄壁精密件，如導套或鑲套壓入模板，除上述要求外，更應該邊檢查邊壓入。在壓入后必須檢查內孔尺寸，如發(fā)現縮小后，應進行研磨到規(guī)定要求?；驂喝朐龠M行

113、精密加工。</p><p>　　(4) 推桿的裝配與修整</p><p>　　推桿的作用是推出制件。推件時，推桿應動作靈活、平穩(wěn)可靠。</p><p>　　(5) 推桿的裝配要求：</p><p>　?、?推桿的導向段與型腔推桿孔的配合間隙要正確，一般用H8/f8配合，注意防止間隙太大漏料。</p><p>　?、?推

114、桿在推桿孔中往復運動應平穩(wěn)，無卡滯現象。</p><p>　?、?推桿和復位桿端面應分別與型腔表面和分型面齊平。</p><p>　　(6) 推桿固定板的加工與裝配</p><p>　　為了保證制作的順利脫模，各推出組件應運動靈活，復位可靠，推桿固定板與推板需要導向裝置和復位支承。其結構式有：用導柱導向的結構、用復位桿導向的結構和用模腳作推桿固定板支承的結構。該模具

115、采用導柱導向結構。為使推桿在推桿孔中往復平穩(wěn)，推桿在推桿固定板孔中應有所浮動，推桿與推桿固定孔的裝配部分每邊留有0.5mm的間隙。所以推桿固定孔的位置通過型腔鑲塊上的推桿孔配鉆而得。其裝配過程：</p><p>　　① 先將型腔鑲塊上的推桿孔配鉆到支承板上，配鉆時用動模板和支承板上原有的螺釘與銷釘作定位和緊固。</p><p>　?、?再通過支承板上的孔配鉆到推桿固定板上。兩者之間可利用已

116、裝配好的導柱、導套定位，用平行夾來夾緊。</p><p>　　(7) 推桿的裝配與修模</p><p>　?、?將推桿孔入口處和推桿頂端倒成小圓角或斜度。</p><p>　?、?修剪推桿尾部臺肩厚度，使臺肩厚度比推桿固定板沉孔的深度小0.05mm左右。</p><p>　　③ 裝配推桿時將有導套的推桿固定板套在導柱上，然后將推桿復位桿穿入推