毕业设计（论文）护肤品瓶盖注塑模的设计.doc

济源职业技术学院济源职业技术学院 毕毕 业业 设设 计计 题目 护肤品瓶盖注塑模的设计 系别 机 电 系 专业 模具设计与制造 班级 模具 0805 姓名 学号 指 导 教 师 日期 2010 年 12 月 济源职业技术学院毕业设计 I 设计任务书设计任务书 设计题目：设计题目：护肤品瓶盖注塑模的设计 设计要求设计要求：1.确定合理工艺方案 2.设计合理的模具结构 3.设计要全面介绍模具的工作原理 4.内容丰富、文字精练、讲述详细、实用价值高 设计进度要求：设计进度要求：第一至第七周 技能训练 第八周 搜集模具相关资料 第九周 前期准备工作 第十周 模具基本类型与工作部分零件尺寸计算 第十一周 模具整体设计和绘制装备图 第十二周 模具主要零件图的绘制 第十三周 毕业论文的校核、修改 第十四周 打印装订，准备答辩 指导教师（签名）：指导教师（签名）：济源职业技术学院毕业设计 II 摘 要 本次模具设计的内容是“护肤品瓶盖注塑模的设计”。这个制品的结构近似一个壳体，设计内容是从零件的工艺分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。其开始是从零件的材料选择，接下是成型参数、密度、收缩率的确定，模具种类与模具设计的关系、塑件的尺寸精度与结构、注射机的选择、模具设计有关尺寸的计算（包括模具行腔型芯的计算及其公差的确定）、注塑机参数的校核、模具结构设计、模具冷却、加热系统计算、注射模标准件的选用及总装技术要求等内容。其中模具结构设计是这次设计的主要内容，其内容包含了模具的分型面选择、主流道及分流道的设计与布局，推出机构导向机构,零部件的设计加工方法和加工注意要点。这样更有利于加工人员的一线操作，使其通俗易懂加工方便。本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且让我做到所学的运用到实践当中，更让我了解了塑料模具设计的全过程和加工实践的各种要点。使我在本次设计实践当中有一个质的飞跃。关键词：护肤品瓶盖，注塑模，PP 济源职业技术学院毕业设计 I 目 录 摘 要.II 1 塑件工艺分析.1 1.1 塑件设计要求.1 1.2 塑件的材料特征.2 1.3 塑件材料的确定.2 1.4 塑料的收缩率及密度确定.2 1.5 模具种类与模具设计的关系.3 2 塑件的尺寸精度与结构.4 3 注射机及模架的选用.5 3.1 注射机的选用.5 3.2 模架的选用.5 3.3 模架周界尺寸选择.6 4 模具型腔、型芯的有关计算.7 4.1 型腔工作尺寸计算.7 4.2 型芯的工作尺寸计算.8 4.3 模具中孔中心距计算.9 4.4 螺纹型环的计算 10 4.5 螺纹型芯的计算 11 5 注塑机参数校核.12 5.1 最大注射量校核.12 5.2 锁模力校核.12 5.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核.12 5.4 模具闭合高度校核.13 6 模具结构设计.14 6.1 制品成型位置及分型面的选择.14 6.2 模具型腔数的确定、排列和流道布局.14 6.3 主流道、主流道衬套及定位环的设计.14 6.4 分流道的形状及尺寸.16 6.5 浇口的形状及其位置选择.17 6.6 导向机构的设计.18 6.7 推出机构的设计.18 6.8 拉料杆的形式选择.错误错误!未定义书签。未定义书签。济源职业技术学院毕业设计 II 6.9 模具排气槽设计.19 7 模具冷却系统计算.20 7.1 冷却回路所需的总面积计算.20 7.2 冷却回路的总长度的计算.21 7.3 冷却水体积流量的计算.21 8 注射模零件及总装技术要求.23 8.1 零件的技术要求.23 8.2 总装设计要求。26 9 模具外形及工作原理.25 致 谢.26 参考文献.27 济源职业技术学院毕业设计 1 1 塑件工艺分析 1 1.1 1 塑件设计要求塑件设计要求 该产品用于各种护肤品瓶上,对瓶体起到锁合的作用，其零件外形图如图 1.1产品精度及表面粗糙度要求为一般精度,但在加工制造过程中要求各部分有一定配合精度关系。产品为大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用点浇口自动脱模结构。由于该塑件要求批量大，所以模具采用一模四腔、组合型腔结构、浇口形式采用点浇口，以利于充满型腔。相对于大塑件可采用相对于小的塑件大的分流道，以达到同时充模的效果。图 1.1 护肤品瓶盖 塑件表面质量：Ra0.32 塑件颜色：白色 塑件要求：塑件外侧表面光滑，外端不允许有浇口痕迹,塑件允许最大脱模斜度。济源职业技术学院毕业设计 2 1 1.2 2 塑件的材料特征塑件的材料特征 基本特征：聚丙烯无色、无味、无毒的。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更轻。密度为 0.900.91g/cm3。它不吸水、光泽好、易着色。聚丙烯具有聚乙烯的所有优良性能，如卓越的介电性能，耐水性、化学性能稳定。宜于成形加工等；还具有聚乙烯所没有的许多性能，可制做铰链，有教高的抗弯曲疲劳强度，但其在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。主要用途：可用于各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件；可作为各种酸碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里，表面涂层；可制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。成形特点：成形收缩范围及收缩率大，易发生缩孔，凹痕、变形、方向性强，流动性极好，易于成形；热容量大，注射成形必须设计能充分进行冷却的冷却回路；注意控制成形温度。料温低时方向性明显，尤其是低温、高压时更明显。聚丙烯成形的适宜模温为 80 度左右，不可低于 50 度，否则会造成成形塑件表面光泽差，产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲或变形。1 1.3 3 塑件材料的确定塑件材料的确定 考虑到护肤品瓶盖的工作环境以及所受的力的大小来看还有各种塑料的性能来考虑，聚丙烯（PP）具有以上工作环境所需的性能，为此确定使用材料为：聚丙烯（聚丙烯（PPPP）1 1.4 4 塑料的收缩率及密度确定塑料的收缩率及密度确定 表 1.1 材料性能参数 材料 代号 密度（kg.m-3）收缩率（%）模具温度（）注射压力 P注（Mpa）最大不溢料间隙/mm PE 940-960 1.5-3.6 60-70 60-100 0.02 PP 900-910 1.0-2.5 80-90 70-100 0.03 ABS 1030-1070 0.3-0.8 50-80 60-100 0.04 PVC 1380 0.6-1.5 30-60 80-130 0.03 由表 1 知聚丙烯 PP 的收缩率（1.0-2.5）%。由聚丙烯的成形特点可知其成形收缩率范围及收缩率大，所以在选择聚丙烯的收缩率时应考虑使用大的收缩率确定收缩率值为 1.8%，其平均密度为 0.905g/cm3。济源职业技术学院毕业设计 3 1 1.5 5 模具种类与模具设计的关系模具种类与模具设计的关系 不同种类的塑料其工艺性能、成形特性也不相同，因此为了确定塑料的工艺性能、成形特征，并在模具中充分利用以获得优质的塑料制件。表 1.2 塑料种类与模具设计关系 塑料 特征 注意事项 聚丙烯 PP（结晶型）1，点浇口增大塑料熔体的剪切速率，流动性增加 2，冷却速度快 3，流动性好具有铰链性能 1，尽量采用点浇口，尤其是大平面塑料制品 2，浇注系统散热面积要小，以降低冷却速度，保证塑料顺利充填型腔 塑件的成型要求：化学性能稳定，宜于成形加工等，闭合弯折不容易产生损坏和断裂现象。塑件表面要求无飞边或缩孔现象。塑料成型工艺参数：模具温度：40-60 喷嘴温度：190-220 料筒温度：前段温度：200-220 中段温度：220-240 后段温度：180-210 注射压力：4080MPa 注射机类型：螺杆式 保压压力：50-60 MPa 喷嘴形式：直通式 注射时间：05S 保压时间：2060S 冷却时间：1550S 成形周期：40120S 济源职业技术学院毕业设计 4 2 2 塑件的尺寸精度与结构 为了降低模具加工难度和制造成本，在满足塑件使用的前提下，用较低的尺寸公差精度等级。表 2.1 塑件有关尺寸精度等级参数 基本尺寸/mm 精度等级 1 2 3 4 5 6 7 8 公差数值/mm-3 0.04 0.06 0.08 0.12 0.16 0.24 0.32 0.46 36 0.05 0.07 0.08 0.14 0.18 0.28 0.36 0.56 6-10 0.06 0.08 0.10 0.16 0.20 0.32 0.40 0.64 10-14 0.07 0.09 0.12 0.18 0.22 0.36 0.44 0.72 14-18 0.08 0.10 0.12 0.20 0.24 0.40 0.48 0.80 18-24 0.09 0.11 0.14 0.22 0.28 0.44 0.56 0.56 24-30 0.10 0.12 0.16 0.24 0.32 0.48 0.64 0.96 30-40 0.11 0.13 0.18 0.26 0.36 0.52 0.72 1.00 40-50 0.12 0.14 0.20 0.28 0.40 0.56 0.80 1.2 50-65 0.13 0.16 0.22 0.32 0.46 0.64 0.92 1.4 塑件精度等级与塑料品种有关，根据塑料的收缩率的变化不同，塑料的公差精度分为高精度、一般精度、低精度三种。表 2.2 塑件精度等级参数 塑料品种 建议采用精度等级 高精度 一般精度 低精度 聚丙烯 MT2 MT3 MT5 由塑件的工作环境知道工件的精度要求较高，所以精度等级选择一般精度由表2.1、表 2.2 可查得模具加工时的各尺寸工差。济源职业技术学院毕业设计 5 3 3 注射机及模架的选用 3 3.1 1 注射机的选用注射机的选用 由工件可得其质量为 10g，因为采用一模四腔的生产方式，所以四个塑件的总质量为 20g，可计算浇注系统的体积为 7.86cm3 由公式所以：332022.100.905mgVcmgcm塑件 浇塑件总VVV 22.107.8629.96 选用 XS-ZY-60 型卧式注射机，其性能参数如下：额定注射量：360cm 注射压力：Mpa120 锁模力：400KN 最大注射面积：2320cm 最大开模行程：mm300 模具最大厚度：250mm 模具最小厚度：150mm 拉杆间距：330 300mm 喷嘴半径：mm2 喷嘴圆弧半径：10mm 3 3.2 2 模架的选用模架的选用 我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个；另外还制订了塑料注射模具的标准模架，分中小型模架（GB/T12556.190）和大型模架（GB/T12555.190）两种。中小型模架 标准中规定，模架的周界尺寸范围为：560mm，济源职业技术学院毕业设计 6 并规定模架的形式为品种型号，即基本型，A1、A2、A3 和 A4 四个品种。表 3.1 四种模架的组成、功能及用途 型号 组成、功能及用途 A1 型 定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机。A2 型 动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机，可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具，也可用于斜滑块侧向分型的模具 A3 型 定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。A4 型 动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。根据以上四种模架的组成，功能及用途可以看出，A2 型模型适用于本次模具的设计，故选用 A2 模架。3 3.3.3 模架周界尺寸选择模架周界尺寸选择 中小型模架的周界尺寸参数、规格有：100L、125L、160L、180L、200L、250L、315L、355L、400L、450L 和 500L 等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为：mm250mm250，再根据所选取的模架规格可通过标准模架。表查得上、下模板的厚度为mm40，垫板厚度为mm60。济源职业技术学院毕业设计 7 4 4 模具型腔、型芯型腔、型芯的有关计算 4 4.1 1 型腔工作尺寸计算型腔工作尺寸计算 模具型腔是模具和塑件的接触处其尺寸的公差直接影响了塑件工作的性能和表面的粗糙度，为此工件的型腔尺寸应做到在保证工件的质量的前提下有足够的加工余量。由公式得 因为：对于塑件mm25 431 kLL塑件模具 式中 塑件L 塑件形状最大尺寸 k 塑件的平均收缩率 塑件的尺寸公差 模具制造公差，取塑件尺寸公差的 1/31/6 故48.03148.043)015.01(25模具L =16.0015.25 由公式得 因为：对于塑件高度mm25尺寸模具设计 0.15210.443Hhk塑件模具 h塑件塑件最高方向最大尺寸 故15.004.043)015.01(25模具H =15.003.25 型腔形状尺寸如下图:济源职业技术学院毕业设计 8 图 4.1 型腔外形及尺寸图 4 4.2 2 型芯的工作尺寸计算型芯的工作尺寸计算 模具的型芯和型腔一样也是和塑件直接接触，其加工要求和型腔基本上是相同的，但是型芯的加工要保证和塑件的内型腔相同，其制造公差和型芯相反取负偏差。由公式得 因为：对于塑件 25 尺寸的模具设计：431kLL塑件模具 塑件L塑件内形径向的最小尺寸 故 0.153201 0.0150.444L模具 0.1520.36 公式得 因为：对于塑件0.1318 mm尺寸的模具设计 321kLL塑件模具 塑件L塑件内腔的深度最小尺寸 济源职业技术学院毕业设计 9 故 13.040.032015.0125）（模具h =13.066.25 4 4.3 3 模具中孔中心距计算模具中孔中心距计算 由公式得 211kCmC Cm两孔间的距离 故 161 0.0150.2C 16.240.2 4.4 螺纹型环的工作尺寸 由公式得：ZZsMDsD00)1()(中大大 =04.0015.019)015.01(=04.00135.19（2）螺纹型环中 ZZsMDsD00)1(中中中）=03.0015.05.18)015.01(=03.0063.18（3）螺纹型环小径 ZZsMDsD00)1(中小小）=03.0015.018)015.01(=03.0012.18 济源职业技术学院毕业设计 10 上面各式中 大MD螺纹型环大径；中MD螺纹型环中径；小MD螺纹型环小径 大MD塑件外螺纹大径基本尺寸；中MD塑件外螺纹中径本尺寸；s塑件平均收缩率；小MD塑件外螺纹小径基本尺寸；中塑件螺纹中经公差，目前我国尚无专门的塑件螺纹公差标准，可参照金属螺纹公差标准精度最低者选用，其值可参照 GB1972003 Z螺纹型环中径制造公差，其值可取5/或查表 4-4。表 4-4 螺纹型环和螺纹型芯的直径制造公差 螺纹类型 螺纹直径 制造公差Z 螺纹直径 制造公差Z 外径 中径 内径 外径 中径 内径 粗牙 3-12 0.03 0.02 0.03 36-45 0.05 0.04 0.05 14-33 0.04 0.03 0.03 48-68 0.06 0.05 0.06 细牙 4-22 0.03 0.02 0.03 6-27 0.03 0.02 0.03 24-52 0.04 0.03 0.04 30-52 0.04 0.03 0.04 56-68 0.05 0.04 0.05 56-72 0.05 0.04 0.05 济源职业技术学院毕业设计 11 4.54.5 螺纹型芯的工作尺寸螺纹型芯的工作尺寸 （1）螺纹型芯大经 00)1(d(ZZsMds中大大）=004.015.019)015.01(=004.0435.19（2）螺纹型芯中经 00)1(d(ZZsMds中中中）=003.015.05.18)015.01(=003.093.18（3）螺纹型芯小径 00)1(d(ZZsMds中小小）=003.015.018)015.01(=003.042.18 上面各式中大md螺纹型芯大径；中md螺纹型芯中径；小md螺纹型芯小径；大sd塑件内螺纹大径基本尺寸；中sd塑件内螺纹中径基本尺寸；小sd塑件内螺纹小径基本尺寸；中塑件螺纹中径公差；z螺纹型芯中径制造公差，其值可查表 5-10.济源职业技术学院毕业设计 12 5 注塑机参数校核 5 5.1 1 最大注射量校核最大注射量校核 注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及流口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量 80%由公式得 所以，选用的注塑机最大注塑量应 浇塑件机VVV8.0 式中机V注塑机的最大注塑量：单位 3cm 塑料V注塑机的体积，单位 3cm 该产品：V 塑件=22.2163cm 浇V浇注系统体积，单位 3cm 该产品：浇V=7.863cm 故 22.2167.8637.5950.80.8VVV塑件浇机 所以 选择注塑机的注塑量为：603cm。故：满足要求。5 5.2 2 锁模力校核锁模力校核 由公式得 锁机FAP模 模P熔融塑料在型腔内的压力（70100 Mpa）80，选取型腔内压力的 平均值为 35Mpa，所以，计算得 400 KN。A塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和：计算为 5632mm2 锁机F注塑机的额定锁模力 故 锁机FAP模=2070KN 所以选定的注塑机为：400KN 满足条件 5 5.3 3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 即 模具长 x 宽拉杆间距 济源职业技术学院毕业设计 13 模具的长宽为250 250注塑机拉杆间距330 300 5 5.4 4 模具闭合高度校核模具闭合高度校核 模具实际厚度 H模=mm223 注塑机最小闭合厚度 H最小=mm200 即 H模H最小 故满足要求 5 5.5 5 开模行程校核开模行程校核 我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度有关，故注塑机的开模行程应满足下式：最小模机HHSmmHH10521 因为 最小模机HHS200223300 mm277 mmHH161101253510521 H1推出距离 单位mm H2包括注射系统在内的塑件高度 单位mm S机注射机最大开模行程 故 满足要求 济源职业技术学院毕业设计 14 6 6 模具结构设计 6 6.1 1 制品成型位置及分型面的选择制品成型位置及分型面的选择 选择分型面时的考虑方向：1 塑件开模后留在动模上 2 分型面的痕迹不影响塑件的外观 3 浇注系统和浇口的合理安排 4 推杆的痕迹不露在塑件的外观上 5 使塑件易于脱模 根据以上的分型面选择的原则：本塑件的分型面选择在塑件的最下面，这样有利于塑件型腔的加工，更有利于塑件的成形。而塑件的整体将在脱模后留在动模侧，而对于推杆的设计，将采用塑件的底面形状（圆弧度）的面积，这样既增大了推出力，又减小了推杆的痕迹的存在 6 6.2 2 模具型腔数的确定、排列和流道布局模具型腔数的确定、排列和流道布局 根据设计需要和生产效率的要求可知，为满足塑件的使用要求，在同一次的注射成型中，一次成型塑件的个数为四个，也就是采用一模四腔的生产方式。型腔的排列根据模具的形状及尺寸排列。因为一模四腔，所以塑件的尺寸为竖直方向，取得标准模架的周界尺寸为mm400400 浇注系统设计及流道的布局：浇注系统的作用就是将熔融状态的塑料均匀，迅速地输入型腔，使型腔内气体及时排出，并且将注射压力传递到型腔的各个部分，从而得到组织紧密的制品。6 6.3 3 主流道、主流道衬套及定位环的设计主流道、主流道衬套及定位环的设计 主流道设在定模板上，并且位于模具的中心，与注射机喷喷嘴在同一轴线上，其为一圆锥孔，其小头正对注射机的喷嘴。因喷嘴外形为球面，所以主流道小头孔端的外形应为一凹球面。为了配合紧密，防止溢料，凹球面的半径应比喷嘴的球面半径略大mm32。主流道衬套的材料常用 T8A、T10A 制造，热处理后硬度为 5055HRC。主流道衬套与定模板采用 H7/m6 的过渡配合，主流道衬套与定位圈采用 H9/m9 的过渡配合。由济源职业技术学院毕业设计 15 于受型腔或分流道的反压力作用，主流道衬套会产生轴向定位移动，所以主流道衬套的轴向定位要可靠。主流道设计应注意的问题：（1）便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形。锥角42 粗糙度63.0Ra与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。（2）主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材料单独加工和热处理。（3）衬套大端高出定模端面mm105，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。（4）主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从模具中退出，可设计定住。（5）直角式注射机中，主流道设计在分型面上，不需沿轴线上拔出凝料可设计成粗的圆柱形。主流道直径计算的经验公式：由公式得：)(4mmKVD 式中 D主浇道大头直径 mm V流经主浇道的熔体体积 3cm 注射量为 603cm K因熔体材料而异的常数 表6.3塑料种类参考值 塑料种类 PS PE/PP PA PC POM CA K 值 2.5 4 5 1.5 2.1 2.25 故 mmD47.4414.3604 表 6.1 定位环的尺寸参数 d1 16 20 25 30 d 注射机喷嘴直径+（0.51）D 与注射机定位孔间隙配合 SR 注射机喷嘴球面半径+（12）济源职业技术学院毕业设计 16 主流流道的大头直径确定为mm47.4，因为小端直径比注射机喷嘴直径大（0.5-1），由上知注射机喷嘴直径为mm2，所以可得主流道小端直径为mm3，主流道锥度一般取42，根据设计计算可知锥度为 4o,所以符合主流道的选取范围。6 6.4 4分流道的形状及尺寸分流道的形状及尺寸 分流道的截面形状有：圆形、梯形、u 形、半圆形、矩形；分流道的长度应尽可能的短，少弯折的减少压力损失和热量损失；分流道的表面粗糙度为mmRa6.1。表 6.2 分流道截面形状和特征比较 截面形状 特征 热量损失 加工性能 流动阻力 效果 圆形 小 较难 小 最佳 U 形 较小 易 较小 良 矩形 大 易 大 不良 通过以上截面形状的对比，显然圆形截面形状效果最佳，但其加工较难，为此选用 U 形截面形状。多腔模中，分流道的排布：1.平衡式和非平衡式：平衡式：分流道的形状尺寸一致。非平衡式：a、靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸。b、分流道不能太细长，太细长，温度，压加体大会使离主流道较远的型腔难以充满。c、一般需要多次修复，调理达到平衡。d、即使达到料流和填充平衡，但材料时间不相同，制品出来的尺寸和性能有差别，对要求高的制品不宜采用。e、非平衡式分布，分流道长度短。f、如果分流道较长，可将分流道的尺寸头沿熔体前进方向稍征长作冷料穴，使冷料不致于进入型腔。g、分流道和型腔布置时，要使用塑件投影面积总重心与注塑机锁模力的作用线重合。分流道计算经验公式 510bmm 济源职业技术学院毕业设计 17 0.5Rb 1.25hR 式中 b梯形大底边宽度，mm h梯形的高度，mm 故 5bmm 2.5Rmm 6.25hmm U 形分流的侧面斜角常取 5o10o，此取斜角为 6o。分流道截面形状采用 U 形且平衡分布，因为 U 形分流道热量损失较小，易加工，效率较高且可保证各型腔均衡进料，从而保证塑件质量。6 6.5 5 浇口的形状及其位置选择浇口的形状及其位置选择 浇口的作用是使料流加速，并控制衬料时间，控制料流状态。常用的截面形状有圆形和矩形两种。流口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关，而且与塑件的成形质量有着密切的关系。因此浇口的形式与塑料品种要相互适应。根据各种浇口的特征比较可以看出点浇口的各种优越性能，其浇口特征如下：点浇口的特征：1.形状简单，便于加工，而且尺寸精度容易保证 2.试模时，发现不适当，容易及时修改 3.能相对独立的控制充填速度与封闭时间 4.可用于各种塑料 5.对于壳体类塑件，流动填充效果较佳。基于塑件的特点和点浇口的特征来看选择点浇口。点浇口的直径计算公式 4Acnd 式中 d点浇口的直径 mm n系数，依塑料种类而异 PP=0.7 6.5 塑料种类参考值 济源职业技术学院毕业设计 18 塑料种类 PVC PE/PS PP PC POM PVAV n 值 0.9 0.6 0.8 0.7 0.7 0.8 c依塑件壁厚而异，系数为0.2 A型腔表面积 故 0.15 10.13d 1.51mm，表 6.6 点浇口尺寸参数 塑件厚度 塑料种类 5.1 35.1 3 PSPE/7.05.0 9.06.0 2.18.0 PP 8.06.0 0.17.0 2.18.0 PVCPOM/0.18.0 8.19.0 0.20.1 PA 2.19.0 2.10.1 6.12.1 尽量缩短流动距离，保证熔料能迅速地充满型腔。浇口开在塑件壁厚处，且应减少熔痕；有利于型腔气体的排出。所以，塑件的浇口选择在塑件的壁厚处，由于塑件所填充塑料多，为此，在塑件处的两壁厚处各设一浇口，这样可以提高充模速度。6 6.6 6 导向机构的设计导向机构的设计 当动定模合拢后就构成了型腔，为了保证动定模合拢时的导向机构合模导向机构。合模导向机构在模具中的作用，一是定位作用，模具每次合拢时，都有一个唯一的准确方位，从而保证型腔的正确形状；二是导向作用，引导动定模正确闭合，避免凸模式型芯先进入型腔而损坏；三是承受一定的侧压力，在成行过程中承受单向侧压力。导向机构主要由导柱和导套组成。6 6.7 7 推出机构的设计推出机构的设计 塑件在模腔中成形后，便可以从模具中取下，但在塑件取下以前，模具必须完成一个将塑件从模腔中推出的动作，模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构。推出机构的组成：第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件；第二部分是用来固定推出零件的零件，有推杆固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出动作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件。推出机构应使塑件脱模时不发生变形或损伤塑件的外观；推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排；推出机构的结构力求简单，动作可靠，不发生误动作，和模时要正确复位。济源职业技术学院毕业设计 19 推板结构的设计：推板一般适用于塑料制品比较高，难于脱模的塑料注射模具。推扳与凸模接触部分应设有一定的斜度，一般为35，这样可减少推板与凸模壁的摩檫.推管结构设计:根据该塑件的特性,推管须和其它推出元件联合使用.才能够合理的推出.使用推管的优点是推出动作均匀、可靠、塑料制品上不留明显痕迹。对于大塑件而言，因为其内型腔有两个圆孔，所以使用一般的推杆推出机构、推板推出机构等满足不了塑件脱模的要求，为此大塑件的脱模方式采用侧陷槽脱出机构，侧陷槽是指塑件在非开模方向上的凸出或凹进部位，这些部位在脱模时必须采用特殊的方法，推出侧凹陷机构分为用成形嵌件推出，用内倾滑块脱出，用内斜销及滑块脱出等多中方式。根据本模具的成型特点考虑，使用内倾滑块脱出机构，因为其可用滑动的倾斜推杆推出。在大塑件的另一端用一个推杆将其推出。为了使推出元件合模后能回到原来的位置，在设计时应考虑推出机构的复位，推出 机构中常用的复位零件有复位杆和弹簧，对于本模具的形式和结构的综合考虑，选用复位杆推出机构。6 6.8 8 模具排气槽设计模具排气槽设计 当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能顺利地排出，塑件会由于填充不足而出现气泡，接缝式表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑件焦化，为此设置排气槽是很有必要的，通常排气槽设计有多种方式，通过对模具型腔的研究，采用利用配合间隙排气的方式为最优，因为在分型面与模板间的配合间隙进行排气，间隙值为 0.03（聚丙烯的最大不溢料间隙为 0.03mm）。济源职业技术学院毕业设计 20 7 7 模具冷却系统计算 冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热量,使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内,并且要做到使冷却介质在回路系统内流动畅通,无滞留部位.7 7.1 1 冷却回路所需的总面积计算冷却回路所需的总面积计算 冷却回路所需总表面积可按下式计算 3.WMMqA3600 式中 A-冷却回路总表面积，2m M-单位时间内注入模具中树脂的质量，hkg q-单位质量树脂在模具内释放的热量，KgJ，q值可查表；-冷却水的表面传热系数，KmW2 M-模具成形表面的温度，;W-冷却水的平均温度，。PP 成形时放出的热量55.9 10JqKg 故 0.02343600mwMqA 冷却水的表面传热系数可用下式计算 2.08.0d 式中 -冷却水的表面传热系数，KmW2;-冷却水在该温度下的密度，3mKg -冷却水的流速，sm;d-冷却水孔直径,m -与冷却水温度有关的物理系数，值查表 10.1 济源职业技术学院毕业设计 21 表 7.1 水的值与其温度的关系 平均水温/5 10 15 20 25 30 35 40 45 56 值 6.16 6.60 7.06 7.50 7.95 8.40 8.84 9.28 9.66 10.05 故 0.83350.21 101.17 107.065.05 100.008KmW2 7 7.2 2 冷却回路的总长度的计算冷却回路的总长度的计算 冷却回路总长度可用下式计算 dAL1000 式中 L-冷却回路总长度，m;A-冷却回路总表面积，2m;d-冷却水孔直径，mm。故 1000 0.02341.33.14 8Lm 确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于 14mm，否则冷却水难以成为湍流状态，以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为 2mm时，水孔直径可取 1014mm。本模具取10mm。所以由模具的长度可知需要排布 8 根水道才满足冷却水道长度要求。7 7.3 3 冷却水体积流量的计算冷却水体积流量的计算 塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可由公式计算：2160cMqqV 式中 vq-冷却水体积流量，min3m;济源职业技术学院毕业设计 22 M-单位时间注射入模具内的树脂质量，hkg;q-单位质量树脂在模具内释放的热量，KgJ;c-冷却水比热容，KKgJ;-冷却水的密度，3mKg 1-冷却水出口处温度，2-冷却水入口处温度，。min1008.020561000102.460109.54.1223333mqV 当注射成形工艺要求模具温度在 80以上时，模具必需有加热装置，由于 PP 注射成形工艺要求模具温度在 4080，因此模具中不用设置加热装置即可满足需要。济源职业技术学院毕业设计 23 8 8 注射模零件及总装技术要求 8 8.1 1 零件的技术要求零件的技术要求 塑料注射模具应优先按 GB/T12555.190 和 GB4169.111 选用标准模架和标准件。模具成形零件 材料和热处理要求，优先按表 8.1 内容选用。表 8.1 模具成形零件优先选用材料和热处理硬度参数 零件名称 模具材料 热处理硬度 牌号 标准号 HBS HRC 型腔、型芯定模镶件、动模镶件、活动镶件 Q235 GB699 216260 4045 4Cr GB3077 216260 4045 40CrNiMOA GB3077 216260 4045 3Cr2Mo GB1299 预硬状态 3545 4Cr 5MoSiV1 GB1299 246280 4555 3Cr13 GB1220 246280 4555 8 8.2 2 总装技术要总装技术要求求 表 8.2 总装技术要求 条目编号 条目内容 1 定模（式定模板）与动模（式动模应板）安装平面的平行度按 GB/T12555.2和 GB/T125556.2 规定 2 导柱、导套对定、动模安装面（式定、动模座半安装面）的垂直度按GB/T12555.2 和 GB/T125556.2 3 模具所有活动部分应保证位置准确动作可靠，不得有歪斜和卡滞现象。要求固定的零件不得相对窜动 4 塑件的嵌件或机外脱模的成形零件在模具上安放位置应定位准确、安放可靠，具有防止错位措施 5 流道转接处应光滑圆弧连接、镶拼处应密合，浇注系统表面粗糙度为 Ra0.8um 6 热流道模具，其浇注系统不允许有树脂泄露现象 7 滑块运动应平稳，合模后镶块应压紧，接触面积不少于 3/4，开模后定位准确可靠 济源职业技术学院毕业设计 24 8 合模后分型面应紧密结合，成形部位的固定镶件配合处应紧密贴合，其间隙应小于塑料的额最大不落料间隙，其值应符合如下规定：塑料流动性 好 一般 较差 塑料间隙/mm 0.03 0.05 0.08 9 冷却加热（不包括电加热）系统应畅通，不应有泄漏现象 10 气动式液压系统应畅通，不应有泄漏现象 11 电气系统应绝缘可靠，不允许有漏电式短路现象。12 在模具上装有吊环螺钉时，应用符号 GB825 的规定。13 分型面上应尽可能避免有螺钉式销钉的穿孔，以免积存溢料。济源职业技术学院毕业设计 25 9 9 模具装配图及工作原理 1模脚 2支撑板3 动模板 4推件板 5导柱 6限位销 7弹簧 8定距拉板 9凸模10浇口套 11定模板 12中间板 13导柱 14推杆 15推杆固定板 16推板 工作原理：开模时，开合模系统带动动模部分后移，由于弹簧 7 对中间板 12 施压，迫使中间板与定模板 11 首先在 A 处分型，并随动模一起向后移动，主流道凝料随之拉出。当中间板向后移动到一定距离时，安装在定模板上的定距拉板 8 挡住装在中间板上的限位销 6，中间板停止移动。动模继续后移，这时 B 分型面分型，在浇口处自行拉断，然后在 A 分型面之间脱落人工去出。动模继续后移至注射机的顶杆接触推板 16 时，推出机构开始工作，推件板 4 再推杆 14 的推动下将塑件从凸模上推出，塑件由 B 面之间自行落下。济源职业技术学院毕业设计 26 致 谢 时间过得很快，转眼间三年的大学生活就要结束了，在这三年里我学到了很多知识，这首先要感谢教过我的所有老师，时你们细心叫我们知识，让我们懂得了学习知识的重要性，和学到知识是多么的快乐，所以我要感谢我的老师。这次的毕业设计能顺利的完成那要感谢我的指导老师-王军锋老师，他耐心的指导我们的毕业设计使我们能做的很好，没有错误，我们有错误的他耐心的跟我们讲解，知道我们能听懂为止，这次设计我也学到了学到了很多东西，以前我们学习的都是一些理论的东西，可做毕业设计是让我们把学到的东西应用到实践中去，让我们自己设计一个东西，要把我们学到的东西应用综合起来，应用到实践中去，是要我们的综合知识。在学校的三年里，我们学习我们的专业知识，在专业知识中我学到了很多，想想学过的东西，确实收获不小，对模具有了很大的认识，对我所学习的专业产生了很大的兴趣，这要感谢教过我的所有老师，时你们的耐心，细心使我们学到了知识，使我们彻底了解我们学习的专业对我们有多大的用途，特别是我们的指导老师王军峰老师，最后要感谢所有的老师对我们的帮助，使我们在学习上有了很大的进步，没有你们的帮助我们就不能顺利的完成毕业设计，也学不到那么多的知识，在学校我们不光学到了专业上的知识，我们在人际交往中也学懂了很多东西，在朋友中我们懂很和睦，彼此都非常的关心，有需要帮助的都会尽力去帮助的，在学校我们也经常的参加一些学校组织的活动，很开心，也获得了很多知识，认识了很多朋友，所以在大学里我的生活是很充实快乐的，在这次的毕业设计中业有很大的乐趣。三年的大学生活，我们学到了很多，要感谢所有教过我的老师，没有你们的指导细心我们不可能完成这次的毕业设计特别要感谢这次的毕业指导老师，王军锋老师。王晓洁 2010 年 12 月 济源职业技术学院毕业设计 27 参考文献 1 塑料模设计手册编写组编著.塑料模设计手册.模具手册之二第二版.北京.机械工业出版社，1994 2 齐卫东.塑料模具设计与制造.北京.高等教育