礦泉水瓶瓶蓋塑模設(shè)計(jì)論文

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1、、八 、- 前言 隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn)， 在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興” 口號(hào) 的倡引下， 中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展； 而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造 業(yè)水平的重要標(biāo)志之一， 模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高， 并能 獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益， 因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞。 在日本， 模具被譽(yù)為 “進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”，德國(guó)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”?？梢娔＞吖I(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具 工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在 1989年 3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn) 的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。

2、 近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng) 壽命、精密模具在模具產(chǎn)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(jī)的加熱料筒內(nèi)， 塑料受熱熔化后， 在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下， 經(jīng) 過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。 本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是礦泉水瓶蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。 之所以選擇這個(gè)設(shè)計(jì)題 目的主要有兩方面意義： 1、瓶蓋是帶內(nèi)螺紋的塑件要求設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到脫 模的方式方法，多分型面結(jié)構(gòu)以及點(diǎn)澆口方式的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法； 2、瓶蓋屬 中小型件在我們的日常生活中有一定的普遍性和代表性， 為今后的實(shí)用性模具設(shè) 計(jì)奠定了基礎(chǔ)以更好的服

3、務(wù)模具制造業(yè)服務(wù)社會(huì)。 本次設(shè)計(jì)的主要目的： 了解模具設(shè)計(jì)的方法與內(nèi)容； 掌握各類型模具的基本 結(jié)構(gòu)以及各零部件與非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)； 熟悉模具材料的性能與應(yīng)用以及加工方法 與加工手段；熟練應(yīng)用各種模具設(shè)計(jì)軟件，包括 CAD、CAXA、Pro/E 等；了解模 具的發(fā)展?fàn)顩r與發(fā)展方向。希望通過本次設(shè)計(jì)為今后的工作奠定一個(gè)良好的基 礎(chǔ)。 1. 塑件的工藝分析 1.1 塑件的型工藝分析 該塑料制品為瓶蓋，其塑件的結(jié)構(gòu)以及表面形狀較為簡(jiǎn)單， 整個(gè)塑件呈筒狀， 整個(gè)塑件高達(dá)12mm外徑為28mm壁厚1mm作為實(shí)用零件對(duì)其尺寸公差沒有 太嚴(yán)格的要求， 故在本次設(shè)計(jì)中可以忽略此方面的考慮， 以降低模具的

4、加工制造 成本。且塑件本身壁厚較小、均勻，適合于大批大量的注塑模具生產(chǎn)。塑件圖如 下所示： 塑件圖： 塑件的壁厚對(duì)塑件質(zhì)量的影響很大。 壁厚過小，成型時(shí)熔融塑料流動(dòng)阻力大， 充模困難，特別是大型且形狀復(fù)雜的塑件更為突出。壁厚過大，不但浪費(fèi)原料， 而且增加冷卻時(shí)間，更重要的是塑件產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲變形等缺陷。查相關(guān) 手冊(cè)可知，該塑件的壁厚均為1mn在其最小壁厚范圍內(nèi)。因此，該塑件符合注塑 模具成型的厚度條件。 為了避免應(yīng)力集中，提高塑件的局部強(qiáng)度， 改善熔體的流動(dòng)情況且便于脫模， 在塑件各內(nèi)外表面的連接處， 應(yīng)采用過渡圓弧。 塑件上的過渡圓弧對(duì)于模具制造 也是必要的。在無特殊要求時(shí)，塑件連

5、接處均應(yīng)有不小于 0.5?1mm勺圓角。按 照?qǐng)A角的設(shè)計(jì)原則： 一般外圓弧半徑應(yīng)是厚度的 1.5 倍、內(nèi)圓弧半徑應(yīng)是厚度的 0.5 倍。本次設(shè)計(jì)要求該塑件的內(nèi)外圓弧半徑結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際來設(shè)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)有的 生產(chǎn)力狀況以及條件設(shè)備，此塑件的內(nèi)外過渡圓弧是小半徑為 0.5mm適合注塑 制品的結(jié)構(gòu)和工藝要求。 1.2 塑件材料的選擇及材料特性 該塑件在尺寸上要求比較高 , 且在長(zhǎng)期的使用過程中需要較高的強(qiáng)度和硬 度，也要求有一定的耐磨性， 在保證塑料制品的功能和性能的同時(shí)還要考慮到加 工生產(chǎn)、成本和供應(yīng)，綜合上述各方面的考慮和甄選以及結(jié)合工廠的實(shí)際生產(chǎn)， 選用收縮率較小、綜合性能優(yōu)良、在工程技術(shù)中

6、應(yīng)用廣泛的塑料 LDPE（低密度 聚乙烯）。 LDPE中文名：低密度聚乙烯 英文名： Low density polyethylene 聚乙烯（LDPE是高壓下乙烯自由基聚合而獲得的熱塑性塑料。 無毒、無味、 呈乳白色。密度為 0.94?0.965g/cm3, 有一定的機(jī)械強(qiáng)度 ,具有較好的柔軟性、 耐沖擊性及透明性， 但和其他塑料相比機(jī)械強(qiáng)度低， 表面硬度差。 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 何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、 鹽溶液。 聚乙稀有高度的耐水性， 長(zhǎng)期與水 接觸其性能可保持不變。 其透水氣性能較差， 而透氧氣和二

7、氧化碳以及許多有機(jī) 物質(zhì)蒸氣的性能好。在熱、光、氧氣的作用下會(huì)產(chǎn)生老化和變脆。一般使用溫度 約在80 oC左右。能耐寒，在-60 oC時(shí)仍有較好的力學(xué)性能，-70 oC時(shí)仍有一 定的柔軟性。 結(jié)晶形塑料 ,吸濕性小,成型前可不預(yù)熱， 熔體粘度小， 成型時(shí)不易分解， 流 動(dòng)性極好，溢邊值為0.02mm左右,流動(dòng)性對(duì)壓力變化敏感，加熱時(shí)間長(zhǎng)則易發(fā)生 分解。冷卻速度快 , 必須充分冷卻 , 設(shè)計(jì)模具時(shí)要設(shè)冷料穴和冷卻系統(tǒng)。 收縮率大，方向性明顯，易變形、翹曲，結(jié)晶度及模具冷卻條件對(duì)收縮率影響大，應(yīng)控制模 溫。宜用高壓注射，料溫要均勻，填充速度應(yīng)快，保壓要充分。不宜采用直接澆 口注射，否則會(huì)增加內(nèi)

8、應(yīng)力， 使收縮不均勻和方向性明顯。 應(yīng)注意選擇澆口位置 質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。 壓縮比： 1.84~2.30 熱變形溫度： 1.88MPa 48 oC 0.46MPa 60~82 oC 抗拉屈服強(qiáng)度 : 22~39 MPa 拉伸彈性模量： 0.84~0.95GPa 彎曲強(qiáng)度： 25~40MPa 彎曲彈性模量： 1.1~1.4 GPa 壓縮強(qiáng)度： 225 MPa 疲勞強(qiáng)度： 11 Mpa ( 107周） 脆化溫度： -70 1.2.5 LDPE 的注射工藝參數(shù) 注射機(jī)類型： 柱塞式 噴嘴形式：

9、 直通式 噴嘴溫度： 150~170 oC 料筒溫度： 前 170~200 oC 后 140~160 oC 模溫： 30~45 oC 注射壓力： 60~100Mpa 保壓力： 40~50Mpa 注射時(shí)間： 0~5s 保壓時(shí)間： 15~60s 冷卻時(shí)間： 15~60s 成型周期： 40~140s 2. 注射設(shè)備的選擇 2.1 估算塑件的體積和質(zhì)量 塑件的工作條件對(duì)精度要求較高，根據(jù) LDPE的性能可選擇其塑件的精度等 級(jí)為6級(jí)精度（查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 P67表3-9）。 外徑 : 28mm

10、 壁厚 : 1mm 內(nèi)徑 : 24mm 壁厚 : 1mm 由體積計(jì)算公式可計(jì)算得塑件的近似體積得 : V 塑= S*H =2.413cm3 3 v代入數(shù) 查得LDPE低密度聚乙烯）密度約為： °.94g/cm由公式w 據(jù)可得塑件的質(zhì)量為： W塑 =V 塑 X r 塑=2.27（g）。 2.2 選擇注射機(jī) 根據(jù)所選擇的參數(shù)，初步估算澆注系統(tǒng)的 ： 體積：V澆=8~9cm。 其質(zhì)量約為：W澆=V澆X r塑=7.5~8.5g。 S=（nX W塑 + W 澆）/0.8=17-18g 。 可以初步選項(xiàng)注射機(jī)型號(hào)為： XS-Z-60 XS-Z-60 注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格如下 ：

11、 型號(hào)： XS-Z-60 額定注射量 （cm3） ： 60 螺桿直徑 （mm）： 38 注射壓力 （MPa） ： 122 注射行程（ mm）： 170 注射時(shí)間（ s）： 0.7 注射方式： 柱塞式 合模力 kN）： 500 最大注射面積（ cm2）： 130 最大開（合）模行程（ mm）： 180 模具最大厚度（ mm）： 200 模具最小厚度（ mm）： 70 動(dòng)、定模固定板尺寸（ mm）： 300 X 440 噴嘴圓?。?mm）： 12 噴嘴孔徑（ mm）： 4 以上參數(shù)參見《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》第311頁附錄G,部分國(guó)產(chǎn)注射

12、成型機(jī)的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)。 柱塞式注射機(jī)成型原理： 先將粉狀或粒狀從注射機(jī)的料斗中送進(jìn)配備加熱裝置的料筒中, 塑化成熔融 狀態(tài)；然后,在柱塞的推動(dòng)下,塑料熔體被壓縮,并以極快的速度向前經(jīng)噴嘴注 入到模具型腔中,最后充滿型腔的熔體經(jīng)過保壓、冷卻而固華成塑件開模取出。 如此即完成一個(gè)成型周期。 柱塞式成型機(jī)中, 塑料熔化成黏流態(tài)的熱量主要由筒外部的加熱器提供。 在 柱塞的平穩(wěn)推動(dòng)下, 料流是一種平緩的滯流態(tài)勢(shì)。 料筒內(nèi)同一橫截面上不同徑距 的質(zhì)點(diǎn)有著梯度變化的流速,結(jié)果靠料筒軸心的流速快,靠近料筒壁的流速慢。 料筒同一截面上的溫度分布也有差異, 靠近筒壁的料, 因流速慢, 又直接接受外 壁的電熱

13、圈加熱,所以溫度高；而靠近軸心的料,因流動(dòng)快,且又與料筒加熱圈 隔了一層熱阻很大的塑料層, 所以溫度低。 可見在柱塞式料筒內(nèi), 塑料的塑化程 度很不均勻。 注射機(jī)的分類： 按外形可分為：臥式、立式和直角式 按傳動(dòng)方式可分為：機(jī)械式、液壓式和液壓、機(jī)械聯(lián)合式 按用途又可分為：通用型和專用型 所選注射機(jī)的型號(hào)為：XS-Z-30，屬于臥式通用型注射機(jī)。 2.3 模架的選擇 由《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》 214-215 頁可知,我國(guó)注射模架標(biāo)準(zhǔn)有 2 個(gè), 即《注射模中小型模架及技術(shù)條件》（GB/T12556-1990）和《大型塑料注射模架》 （GB/T12555-1990）,本次設(shè)計(jì)為中

14、小型，選擇A4型模架。根據(jù)模具型腔布局的 中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占尺寸為 64*64mm又考慮凹模最 小壁厚，導(dǎo)柱，導(dǎo)套的布置等，再同時(shí)參考，可以確定模架選用序號(hào)為 5。 （1）A板尺寸。A板是定模型腔板，塑件高12mm凹模嵌件深度為12mm 又考慮模板上還要開設(shè)冷卻水道，需要留出足夠距離，故 A板厚度取32mm （ 2） B 板尺寸。 B 板是型芯固定板，按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚取 25mm。 （3）C板（墊塊）尺寸。墊塊二推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+（5~10） mm=12+16+12.5+5~10=45.5~50.5m，初步選 C 為 50mm 經(jīng)上述尺寸計(jì)算，

15、模架尺寸已經(jīng)確 定模架序號(hào)為 5，板面為 200 255 172mm。 . (1) 模具平面尺寸200 255 300 440mm合格 (2) 模具高度尺寸188mm 70<172<200mr合格 (3) 模具開模行程 S=H1+H2+(5~10)=20+32+5~10=57~62<180m合格 2.4 最大注射壓力校核 LDPE勺注射壓力：60~100Mpa 小于 XS-Z-60 注射機(jī)：注射壓力(MPa): 122 Mpa,所以符合要求。 2.5 最大注射量校核 澆注系統(tǒng)體積為2.413*4+8~9=18~19 cm3,而注射機(jī)額定注射量為 60cm3 明顯滿足要求。 2

16、.6 鎖模力校核 由表 4-2 知，型腔平均壓力為 25Mpa， A= 142 4 4.52 2526 mm3 p腔A分25 2526=63.17KN,明顯小于注射機(jī)合模力500Mpa合格。 3. 塑料件勺工藝尺寸勺計(jì)算 成型零件勺工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件勺尺寸 通常包括凹模和 凸模勺徑向尺寸(包括零件勺長(zhǎng)和寬) 、凹模和凸模勺高度尺寸及位置尺寸 故 零件勺工作尺寸計(jì)算主要是凹模和凸模勺尺寸計(jì)算 1 、產(chǎn)生偏差勺原因： ① ．塑料勺成型收縮 成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差勺原因有： 預(yù)定收縮率(設(shè)計(jì)算成型零部件 工作尺寸所用勺收縮率) 與制品實(shí)際收縮率之間勺誤差； 成型

17、過程中 收縮率可 能在其最大值和最小值之間發(fā)生勺波動(dòng)。 (T s = (Smax"S min) X制品尺寸 成型收縮率波動(dòng)引起勺制品勺尺寸偏差 Smax、Smin 分別是制品勺最大收縮率和制品勺最小收縮率。 ② ．成型零部件勺模具制造偏差 工作尺寸勺制造偏差包括模具勺加工偏差和裝配偏差。 加工偏差就是模具在 制造過程中所產(chǎn)生勺尺寸偏差 裝配偏差主要是模具在分型面上勺合模間隙以及 組合模具的配合偏差。 ③ ?成型零部件的磨損 成型零部件的摩損相對(duì)于精度要求不高的大型零部件來說， 可以不考慮，但 對(duì)于精度要求較高的小型零部件，就必須要對(duì)其進(jìn)行考慮。 3.1型腔尺寸 本產(chǎn)品為L(zhǎng)DP

18、E制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，預(yù)定的收縮率的最大值 和最小值分別取1.5%和3.5 %。平均收縮率s為2.5%，此產(chǎn)品采用6級(jí)精度，屬 于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修 正系數(shù)x取值可在0.5~0.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因 一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到 IT 7?IT 8級(jí)，綜合參考，相關(guān) 計(jì)算具體如下： （相關(guān)公式參見《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》第 127頁） 3.2計(jì)算螺紋型芯的工作尺寸 螺紋型芯大徑： （d M大）0- 8z=［（1+ s"）ds大 +△中］0- 8 z 螺紋型芯中徑： （d M中）0

19、- 8z=［（1+ s"）ds中+△中］0-8z 螺紋型芯小徑： （d M小）0- 8 z=［（1+ s"）ds 小 +△中］0-8 z dM大, dM中, dM小 分別為螺紋型芯的大，中，小徑； ds大, ds中, ds小 分別為塑件內(nèi)螺紋大，中，小徑基本尺寸； △中 塑件螺紋中徑公差； S z 螺紋型芯的中徑制造公差，其值取厶 /5。 將數(shù)據(jù)代入以上公式計(jì)算得： （d M大）0- Sz =［（1+2.5%） X 28+0.03］〔。如 0 =29.00 （dM 中）0 sz =［（ 1+2.5%） X 26+0.03］' -0.03/5 0 =26.95 （dM

20、?。?sz =［（ 1+2.5%） X 24+0.03］ -0.03/5 0 =24.90 3.3型腔壁厚和底板厚度計(jì)算 注射模在其工作過程需要承受多種外力， 如注射壓力、保壓力、合模力和脫 模力等。如果外力過大，注射模及其成型零部件將會(huì)產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞， 或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形， 引起成型零部件在它們的對(duì)接面或貼合面處出現(xiàn)較 大的間隙， 由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象， 從而導(dǎo)致整個(gè)模具失效或無法達(dá)到技術(shù) 質(zhì)量要求。因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)， 成型零部件的強(qiáng)度和剛度計(jì)算和校核是必不可 少的。 一般來說，凹模型腔的側(cè)壁厚度和底部的厚度可以利用強(qiáng)度計(jì)算決定， 但凸 模和型芯通常都是由制品內(nèi)

21、形或制品上的孔型決定， 設(shè)計(jì)時(shí)只能對(duì)它們進(jìn)行強(qiáng)度 校核。 因在設(shè)計(jì)時(shí)采用的是鑲嵌式圓形型腔。因此，計(jì)算參考公式如下： 側(cè)壁： 按強(qiáng)度計(jì)算： 按剛度計(jì)算： 底部： 按強(qiáng)度計(jì)算： 按剛度計(jì)算： 凸模計(jì)算： 按強(qiáng)度計(jì)算： 按剛度計(jì)算： 參數(shù)符號(hào)的意義和單位以及經(jīng)查表所得值如下： Pm 模腔壓力（ MPa ）取值范圍 50~70 E 材料的彈性模量（MPa）查得2.06相5 [] 材料的許用應(yīng)力（MPa）查得176.5; [S ] 成型零部件的許用變形量（mm）查得0.05; 將以上值代入公式計(jì)算可得： 按強(qiáng)度計(jì)算得： s 4.93mm hs 4.38mm r 8.52

22、mm 按剛度計(jì)算得： s 0.93mm hs 1.91mm r 3.97mm 模具采用材料為 3Gr2W8 V,淬火中溫回火，》 46HRC 3.4 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 脫模力是指將塑件從型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力。 它是設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的重 要依據(jù)之一 . 當(dāng)塑件收縮包緊型芯時(shí), 2 tESL cos (f 仙)+0.ia (1 )1 f sin cos 2 1 900 0.02 11 cosl (0.4 tan 1) + (1 0.38) 0.4 sin 1 cos1 脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減 小。由于影響脫模力大小的因素很多，如推出機(jī)構(gòu)

23、本身運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力、 塑料 與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動(dòng)等等， 因此要考慮到所有因 素的影響較困難，因此上面計(jì)算出的結(jié)果只是一個(gè)近似值，實(shí)際的脫模力應(yīng)比計(jì) 算出來的要大才合理。 (1) 推出面積：A=—(D2 d2) -(142 122) 40.84mm2 4 4 (2) 推出應(yīng)力： 空 1.2 820.52 24.6Mpa 225Mpa，合格 A 40.84 用推件板推出機(jī)構(gòu)中，為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留 0.20~0.25m m的間隙，并用錐面配合，防止推件因偏心而溢料。 對(duì)于推件板推出機(jī)構(gòu)而言，由于推桿端面與推件板接觸，可以起到復(fù)位

24、桿的 作用。因此，可以不必再另外設(shè)置復(fù)位桿。 4. 型腔數(shù)目的確定及排布 為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配， 提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑 件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目，常用的方法有以下： 1、 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目。 根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則，并忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試生產(chǎn)原材料費(fèi) 用，僅考慮模具加工費(fèi)和塑件成型加工費(fèi)。 2、 根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目。 當(dāng)成型大型平板制件時(shí)，常用這種方法。設(shè)注射機(jī)的額定鎖模力大 小為F (N),型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力為 Pm單個(gè)制品在分型面上的投影面積 為A1,澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積為 A2,貝 (nA1+A2)Pm

25、F 即： n F Pm?A Pm?A 3、 根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在模具中每增加一個(gè)型腔，制品尺寸精度要降低 4%,高 模具中的型腔數(shù)目為n,制品的基本尺寸為L(zhǎng),塑件尺寸公差為 ，單型腔模具 注塑模具生產(chǎn)時(shí)可能性產(chǎn)生的尺寸誤差為 s%( s不同的材料，有不同的值， 如：聚甲醛為 0.2%,尼龍66為0.3% ,聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS等非結(jié)晶型 塑料為0.05%),則有塑件尺寸精度的表達(dá)式為: L s%+ (n-1)L s% 4% 簡(jiǎn)化后可得型腔數(shù)目為： 24 25 s?L 對(duì)于高精度制品，由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致， 故通

26、常推薦型腔數(shù)目不超過4個(gè)。 4、根據(jù)注射機(jī)的額定最大注射量確定型腔數(shù)目。 設(shè)注射機(jī)的最大注射量G(g),單個(gè)制品的質(zhì)量為 W1(g),澆注系 統(tǒng)的質(zhì)量為W2(g),則型腔數(shù)目n為： 0.8G W2 n _ W 型腔的排布設(shè)計(jì)原則： 多型腔有模板上的排列形式通常有圓形、 H形、直線型及復(fù)合型等，在 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則： 1、盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。 _型腔布置與澆口開高部位應(yīng)力求對(duì)稱，以便停止模具承受偏載而產(chǎn)生溢 料現(xiàn)象。 3、盡量使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。 采用對(duì)稱平衡的排布，如下圖示： 型腔數(shù)目及排布圖 5. 分型面的選擇

27、 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面 .一副 模具根據(jù)需要可能有一個(gè)或兩個(gè)以上的分型面 ，分型面可以是垂直于合模方向， 也可以與合模方向平行或傾斜。 分型面的選擇應(yīng)遵循以下原則： 1、 便于塑件脫模： 開模是應(yīng)盡量使塑件留在動(dòng)模內(nèi)； 應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯； 應(yīng)合理塑件在型腔中的方位。 2、 考慮和保證塑件的外觀不遭損害。 3、盡力保證塑件尺寸的精度要求。 4、有利于排氣和盡量使模具加工方便。 本塑件屬于薄壁殼小型塑件，塑件冷卻時(shí)會(huì)因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上， 故從塑件脫模和精度要求角度考慮， 應(yīng)有利于塑件滯留在動(dòng)模一側(cè)， 以便于脫模， 而且不影響塑件的質(zhì)

28、量和外觀形狀，以及尺寸精度。 綜合以上因素，分型面應(yīng)選擇在瓶蓋的下部較為合理，如圖所示 : 分型面圖： 6. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注射模的澆注系統(tǒng)是指從注流道的開始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道。 其作 用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充真到型腔中， 以獲得組織致密、 外形輪廓清晰的 塑件。 澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 設(shè)計(jì)原則： 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件熔體的流動(dòng)平穩(wěn)、 流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、 整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、 應(yīng)與塑件材料品種相適用、 冷料穴設(shè)計(jì)合理、 盡量減少塑料的消耗。 6.1 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是連接注射機(jī)噴嘴與公流道的一段通道，

29、通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸 線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。 本塑件所用的材料為L(zhǎng)DPE(底密度聚乙烯)，根據(jù)其流動(dòng)性特點(diǎn)，主流道設(shè) 計(jì)的主要參數(shù)如下： (1) 主流道長(zhǎng)度：小型模具主流道長(zhǎng)度應(yīng)盡量小于 60mm本次設(shè)計(jì)中取 30mm。. (2) 主流道小端直徑：4=注射機(jī)噴嘴尺寸+ (0.5~1)mm=4+0.5=4.5mm (3) 主流道大端直徑：d d L主tan 7mm，式中 4o。 (4) 主流道球面半徑：SR)注射劑噴嘴球頭半徑+ (1~2)mm=12+2=13mm ( 5)球面的配合高度： h=5mm。 33 =949.5 mm =0.95 cm 6.2 分

30、流道的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低， 同時(shí)要考慮減小分流道的容積壓力和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。 由于流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，根據(jù)四個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道較短，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適 當(dāng)小一些。單邊分流單長(zhǎng)度L分取35mm。 因?yàn)樵撍芗馁|(zhì)量為2.27g<200g,根據(jù)（4-16）,分流道的當(dāng)量直徑為： D分0.265^. m塑勺匸分 0.2654 J227 ^36 1.0mm 但本次設(shè)計(jì)分流道 下還有點(diǎn)交口，因此分流道要適當(dāng)加粗，這里取分流道 4mm 常用的分流道截面形狀有圓形，梯形，U形，六角形等，為了便于加工和凝 料的脫模，分流道大多設(shè)計(jì)在分型

31、面上。本設(shè)計(jì)采用圓形截面，其加工工藝性好， 塑料熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力不大。 2 2 A= R 4 4 50.26mm 分流道下的點(diǎn)交口忽略不計(jì)，凝料體積 6.3澆口設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件質(zhì)量的影響很大。 本塑件屬于小型塑件，用一模多腔，其表面要求較高，而點(diǎn)澆口截面積小， 對(duì)于纖維增強(qiáng)的塑料，澆口斷開時(shí)不會(huì)損傷塑件表面，故而確定采用點(diǎn)澆口。 澆口位置的選擇： 澆口開設(shè)的位置對(duì)制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口時(shí)，應(yīng)遵循以下原則： 澆口應(yīng)開在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置 澆口應(yīng)開設(shè)在制品壁厚較厚的

32、部位，以利于補(bǔ)縮， 澆口的位置應(yīng)選擇在有利于型腔中氣體的排除 澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位， 對(duì)于圓筒類制品，采用 中心澆口比側(cè)澆口好。 對(duì)于帶細(xì)長(zhǎng)的型芯模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式，以避免型芯因沖擊變形。 澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位 根據(jù)以上原則，瓶蓋屬于圓筒類制品，故而采用中心澆口。 基本參數(shù)如下圖所示： 澆注系統(tǒng)圖 根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素，初步取值如下： 由塑件質(zhì)量W塑 =2.27g可得 d 取4 D 取6 d=4mm D=6mm R=13mm h=5mm d1=1mm H1=4mm l=36mm L=30mm a=4 。 a1=

33、4 。 L1=10mm 6.4 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上， 其作用就是存放料流前峰的 “冷料”, 防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成冷接縫；此外，在開模時(shí)又能將主流道凝料從定模 板中拉出。 本塑件采用無拉料桿的冷料穴。 分流道設(shè)計(jì)： 分流道是主流道與澆口之間的通道， 一般開設(shè)在分型面上， 起分流和轉(zhuǎn)向作 用。多型腔模具必定設(shè)計(jì)分流道， 單型腔大型塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口時(shí)也要設(shè)置 分流道。 ① 、分流道截面形狀和尺寸的選擇： 通常的分流道截面形狀有圓形、矩形、梯形、 U形和六角形等，為了減少流 道內(nèi)壓力損失和傳熱損失， 希望流道的截面積大、 表面積小。 因此可用流道截

34、面 積與其周長(zhǎng)的比值來表示流道的效率。 由于正方形流道凝料脫模困難， 六角形流 道效率低而圓形截面流道在加工時(shí)兩半很難對(duì)準(zhǔn)， 在此， 選擇半圓形， 取半圓直 徑4.5mm.參見《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》 59頁表4-3 ② 、分流道的布置 分流道的布置取決于型腔的布局， 兩者相互影響。 分流道的布置分平衡式與 非平衡式兩種，根據(jù)上面所選型腔的布局，分流道采用平衡式的布置如下圖： 7. 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模， 在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 的作用是導(dǎo)向， 定位以及承愛一定的側(cè)向壓力。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定 們兩種，根據(jù)本塑件的實(shí)際情況，采用導(dǎo)柱導(dǎo)

35、向機(jī)構(gòu)。 7.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 1. 定位件用： 模具閉合后，保證動(dòng)定模或上下模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確， 在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。 2. 導(dǎo)向作用： 合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸， 引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合， 避免型芯先 進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。 3. 承受一定的側(cè)向壓力。 7.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則 1、導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距 離，以保證模具的強(qiáng)度。 2、 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出 6-8mm以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相 碰而損壞。 3、 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度。 4、

36、 為了使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)套、導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端 也應(yīng)倒角 . 5、 導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不愛損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模 取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。 6、 一般導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合形式按 H8/f8 ，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按 H7/k6， 導(dǎo)套外徑的配合按 H6/k6; 7、 除了動(dòng)模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外、 ，一般還在動(dòng)模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo) 柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動(dòng)。 8、 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)框架數(shù)據(jù)選取。 7.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 一般在注射模中， 動(dòng)、定模之間的導(dǎo)柱既可設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)， 也可

37、設(shè)置在定 模一側(cè)，視具體情況而定， 通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長(zhǎng)的那一側(cè)。 而雙分型 的注射模，為了中間板在工作過程中的支承和導(dǎo)向， 所以在定模一側(cè)一定要設(shè)置 導(dǎo)柱。 如下圖所示： 模具結(jié)構(gòu)圖 1、 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)： （ 1）鉚合式導(dǎo)柱：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，但導(dǎo)柱損壞后更換麻煩。 （2） 直通式導(dǎo)柱：拆裝方便，便于維修，但制造比較費(fèi)時(shí)，且需增加墊板，適 用于大型固定式模具。 （3） 壓入式合模銷：在垂直分型面的模具中，為了保證錐模套中的對(duì)拼凹模相 對(duì)位置準(zhǔn)確，常采用兩個(gè)合模銷。 本次設(shè)計(jì)結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及其它各方面的要求，選用直通式導(dǎo)柱。 2、 對(duì)導(dǎo)柱的要求： （1）導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比

38、凸模端面的高度高出 6?8伽，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向之 前型芯進(jìn)入型腔時(shí)與凹模相碰而損壞。 此外，導(dǎo)柱長(zhǎng)于凸模端面， 脫模后可按任 何利于操作的位置放在工作臺(tái)上，而不致于擦傷凸模成型表面。 (2)為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱的端部應(yīng)該做成圓錐形或半球形的先導(dǎo) 部分。球形先導(dǎo)部分因制造費(fèi)時(shí)，一般很少采用。 (3) 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證導(dǎo)柱具有足夠的抗彎強(qiáng)度。 (4) 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的型芯。 (5) 導(dǎo)柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)。 (6) 導(dǎo)柱配合部分的表面光潔度應(yīng)高一些。 (7) 導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H8/h8間隙配合，固定部分按H7/m6過渡

39、配合 導(dǎo)柱的尺寸如下圖： 導(dǎo)柱與導(dǎo)套選用間隙配合 . 1、 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)： ( 1)套筒式導(dǎo)套：用于模套高度不大的簡(jiǎn)單模具。 ( 2)臺(tái)階式導(dǎo)套：檢修方便，能保證導(dǎo)向精度，主要用于精度要求較高的大型 模具。 ( 3)凸臺(tái)式導(dǎo)套：主要用于固定式模具中的推出機(jī)構(gòu)。 ( 4)帶油槽的導(dǎo)套：可以改善導(dǎo)向條件，減少磨擦，但增加了制造成本，僅用 于模具溫度不高的固定式注射模。 結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及模具整體要求，選用臺(tái)階式導(dǎo)套。 2、 對(duì)導(dǎo)套的要求： ( 1)為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒有圓角 R。 ( 2)對(duì)于大型注射模，當(dāng)開模力過大時(shí)，為了防止導(dǎo)套拔出，應(yīng)在導(dǎo)套上部加 裝蓋板。

40、 ( 3)導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度， 這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌? ( 4)導(dǎo)套配合部分的表面光潔度不能過低。 (5) 導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按H8/h8間隙配合，導(dǎo)套外徑按H7/m6過渡配合。 導(dǎo)套設(shè)計(jì)及尺寸如下圖所示 : 點(diǎn)澆口形式的雙分型號(hào)面注射模應(yīng)注意使分型面 A的分型號(hào)距離能保證澆注 系統(tǒng)凝料順利取出，一般 A分型號(hào)面分型距離為： s=s1+3~5mm s A分型面分型距離(mm)； s1 ——澆注系統(tǒng)凝料在合模方向上的長(zhǎng)度 (mm)。 雙分型面模具中要注意導(dǎo)術(shù)的設(shè)置及導(dǎo)柱的長(zhǎng)度， 如刻導(dǎo)柱同時(shí)對(duì)動(dòng)模部分 導(dǎo)向，則導(dǎo)柱導(dǎo)向部

41、分的長(zhǎng)度應(yīng)按下式計(jì)算： L> s+H+8~10mm L 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分長(zhǎng)度（mm）; s——A 分型面分型距離 （mm）; H 中間板的厚度（mr） s1=46.5mm s=49.5~51.5mm H=34.5mm L > 92mm 定端與模板間用H7/m6或H7/k6的過渡配合,導(dǎo)向部分通常采用 H7/f7或 H8/f7 的間隙配合。 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求， 與導(dǎo)柱同動(dòng)作的彈簧應(yīng)布置 4個(gè)，并盡可能對(duì)稱布置 于A分型面的四周，以保持分型時(shí)彈力均勻，中間板不被卡死。 布局形式如圖所示： 導(dǎo)柱排布圖 8. 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8.1 排氣系統(tǒng) 當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí) ,

42、 必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱 或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。 如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干 凈 , 一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、 接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷， 另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦（褐色斑 紋），同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須 考慮排氣問題。 有時(shí)在注射成型過程中， 為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑 料熔體匯合處的熔接強(qiáng)度， 還需在塑料最后充填到的型腔部位開設(shè)溢流槽以容納 余料，也可容納一定量的氣體。 通常中小型模具的簡(jiǎn)單型腔， 可利用推桿、活動(dòng)型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯 端部

43、與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙為 0.03~0.05mm。 8.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 塑料在成型過程中 , 模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和 塑件質(zhì)量。模具溫度過高，成型收縮大，脫模后塑件變形率大，而且還容易造成 溢料和黏模；模具溫度過低，則熔體流動(dòng)性差，塑件輪廓不清晰，表面會(huì)產(chǎn)生明 顯的銀絲或流紋等缺陷； 當(dāng)模具溫度不均勻時(shí)， 型芯和型腔溫度差過大， 塑件收 縮不均勻， 導(dǎo)致塑件翹曲變形， 會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度。 高置溫度調(diào)節(jié)系 統(tǒng)以達(dá)到理想的溫度要求。 冷卻系統(tǒng)的作用： 1、防止塑件脫模變形。 2、縮短成型周期。 3、使結(jié)晶性塑料冷凝形成較低的結(jié)晶度，以得到

44、柔軟性、撓曲性、伸長(zhǎng)率 較好的塑件。 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮的因素： 1、模具的結(jié)構(gòu)形式。 2、模具的大小。 3、塑件熔接痕的位置。 1、當(dāng)模具僅設(shè)一個(gè)入水接口和一個(gè)出水接口時(shí)，應(yīng)將冷卻管道進(jìn)行串聯(lián)連 接。 2、采用多而細(xì)的冷卻管道，比采用獨(dú)根大冷卻管道好，因?yàn)槎喽?xì)的冷卻 管道擴(kuò)大了模溫調(diào)節(jié)的范圍。 3、在收縮率大的塑料制品模具中，應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻回路。 4、普通模具的冷卻水應(yīng)采用常溫下的水，通過調(diào)節(jié)水的流量來調(diào)節(jié)模具溫 度。 5、合理地確定冷卻管道的中心距以及冷卻管道與型腔壁的距離，一般為冷 卻管道直徑d的（1?2）倍,管道與管道間的距離一般為（2.5?4）d。 6

45、、 盡可能使所有的冷卻管道孔分別到各處型腔表面的距離相等。 7、 應(yīng)加強(qiáng)澆口處的冷卻。 8、 應(yīng)避免將冷卻管道開設(shè)在制品熔合紋的部位。 9、 注意水管的密封問題。 10、 進(jìn)、出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)， 為了不影響操場(chǎng) 作，通常應(yīng)將進(jìn)、出口水管接頭設(shè)在注射機(jī)背面的模具一側(cè)。 基本原則：熔體熱量 95%由冷卻介質(zhì)（水）帶走，冷卻時(shí)間占成型周期的 2/3 。 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則： 1. 冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大 型腔表面的溫度與冷卻水道 的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。 2．冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水道 到型腔表

46、面最好距離相等， 但是當(dāng)塑件不均勻時(shí)， 厚的地方冷卻水道到型腔表面 的距離應(yīng)近一些， 間距也可適當(dāng)小一些。 一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm 常用 12~15mm. 3．澆口處加強(qiáng)冷卻 塑料熔體充填型腔時(shí)，澆口附近溫度最高，距澆口 越遠(yuǎn)溫度就越低， 因此澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻， 通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆 口附近，使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻， 而遠(yuǎn)離澆口部分的模具在經(jīng)過一 定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。 4．冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小 如果冷卻水道較長(zhǎng)，則冷卻水出、 入口的溫差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。 冷卻水道的總長(zhǎng)度的計(jì)算可公式：L

47、w=Aw/tt Lw 冷卻水道總長(zhǎng)度 Aw 熱傳導(dǎo)面積 Dw 冷卻水道直徑 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，冷卻水道長(zhǎng)度 5．冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 聚乙烯的收縮率大，水道應(yīng)盡量沿著收縮方向設(shè)置。 6．合理確定冷卻水管接頭位置。為不影響操作，進(jìn)出口水管接頭通常設(shè)在 注射機(jī)背面的模具同一側(cè)。 7．冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其它機(jī)構(gòu)（如推桿孔，小型芯等）發(fā) 生干涉現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)要通盤考慮。 8．冷卻水道水管接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在運(yùn)動(dòng)過程中造成損壞。 冷卻水道的設(shè)計(jì)必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低 塑件強(qiáng)度；冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為 10mm左右，不小于

48、8mm 根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)，采用孔徑為 8mm的冷卻水道。 根據(jù)塑料制品的形狀及其所需的冷卻效果， 冷卻回跟可分為直通式、 圓周式、 多級(jí)式、螺旋式、噴射式、隔板式等多種樣式，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種 冷卻回路。冷卻系統(tǒng)的主要形式有： 1 ．簡(jiǎn)單流道式，即通過在模具上直接打孔，并通以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是 生產(chǎn)中最常用的一種形式。 適用于成型較淺且面積較大的塑件， 對(duì)深腔和高度較 大的型芯冷卻效果好。 ； 2．螺旋式，其特點(diǎn)是使冷卻水在模具中產(chǎn)生螺旋狀態(tài)回路，冷卻效果好， 但制造比較麻煩。 3．隔片導(dǎo)流式，一種用于多型芯的冷卻形式。 4．噴流式，用于長(zhǎng)型芯的冷卻形式，是在型芯中間裝有一

49、個(gè)噴水管，冷卻 水從噴水管的頂端噴出，向四周分流冷卻芯壁。 5．導(dǎo)熱桿及導(dǎo)熱型芯式，是在型芯上鑲有導(dǎo)熱性能好的鈹銅合金，冷卻水 與鈹銅合金的全部接觸，以提高冷卻效率。 冷卻系統(tǒng)的主要零件： 冷卻系統(tǒng)對(duì)應(yīng)不同的冷卻裝置有不同的零件，主要有以下幾種： 1．水管接頭， 一般由黃銅制成， 對(duì)要求不高的模具也可用一般結(jié)構(gòu)鋼制 成。 2．螺塞，主要用來構(gòu)造水路，起截流作用。要求高的模具用黃銅制作。 3．密封圈，主要用來使冷卻回路不泄漏。 4．密封膠帶，主要用來使螺塞或水管接頭與冷卻通道連接不泄漏。 5．軟管，主要作用是連接并構(gòu)造模外冷卻回路。 本塑件屬于小型模具，可忽略空氣對(duì)流、輻射以及注

50、射機(jī)接觸傳走的熱量， 同時(shí)也忽略高溫噴嘴頭向模具的接觸傳給型腔的熱。 對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算， 及以塑 料熔體釋放出的熱Q1作總熱量，全部由冷卻介質(zhì)傳走。（模具實(shí)際工作過程中， 這些熱量應(yīng)分別由凹模和冷卻系統(tǒng)所帶走 ,因此此處計(jì)算是個(gè)近似值 ）. 式中G1, G2分別為凹模和型芯所承擔(dān)制品質(zhì)量（kg），而且一般以制品壁厚 的中性面作為凹模與型芯冷卻的交界面來計(jì)算 G1、G2對(duì)于圓筒類制品，實(shí)驗(yàn) 表明約 40%的帶走，其 余 60% 由型芯帶走。 1 .單位時(shí)間內(nèi)從型腔中散發(fā)的總熱量（Q總=Q1）, 每次的注射量： G=nG 件+G澆 =18g G是總的注射量，G件是單位所需注射量，G澆

51、是澆注系統(tǒng)所消耗的注射量 第六部分注射機(jī)的選擇時(shí)已計(jì)算得出。 確定生產(chǎn)周期： 式中 t 為生產(chǎn)周期（ s）,t 注為注射時(shí)間， t 冷為冷卻時(shí)間， t 澆為脫模 時(shí)間,由《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》 第311頁附錄G可查得t注15-60s,t 冷 15-60s，總周期 t 為 40-140S； LDPE 的單位熱流量：《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》 第211頁表4-35常用 塑料熔體的單位熱流量可查得丄DPE（低密度聚乙烯）的單位熱流量 Qs為 590-690 kJ/kg 每小時(shí)需要注射的次數(shù) N=3600/t； 取t=120s，可求得N=30次. 每小時(shí)的注射量： W N ?G 30

52、18 0.54kg / h 從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量Q總 W Qs Qs取650kJ/kg，代入式中得 2. 凹模冷卻水質(zhì)體積流量： 公式參見《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》經(jīng) 1211頁4-58 式中 為水的密度103kg/m3,C1為水的比熱容C1 4.187J/kg? C ,T出 為水管出口設(shè)定溫度，T進(jìn)為水管進(jìn)口設(shè)定溫度。Q凹為凹模帶走的熱量。設(shè) 定水管進(jìn)口溫度T進(jìn)23 C，水管出口溫度T出 27 C ，則平均水溫 T平 殳 ^出 25 C將以上數(shù)據(jù)代入得： 2 3. 根據(jù)爭(zhēng)qv查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》第 200頁表4-30可得 冷卻管道直徑d=8mm; 4. 冷卻水的平均流

53、速： 5. 冷卻管壁與水交界面的的傳熱膜系數(shù) h3: 式中，f為與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù)，查《塑料成型工藝及模具 設(shè)計(jì)》第200頁表4-31可得，平均水溫T平=25攝氏度時(shí),f=6.84, 為冷卻 介質(zhì)在一定溫度下的密度，此處取 103kg/m3;為冷卻介質(zhì)在圓管中的 流速，取 0.74m/s;d為水孔直徑,取d=8mm=0.008m將以上數(shù)據(jù)代入上 式得： 6. 凹模冷卻管的總?cè)珶崦娣e： 式中，△T為模具溫度與冷卻介質(zhì)溫度之間的平均溫差，即： T Tm (T出 T 進(jìn))/2 45 C (23 C 27 C)/2 20 C 將以上數(shù)據(jù)代入上式得：A 遲 1.250 10

54、 3m2 1.404 104 20 7. 計(jì)算凹模上應(yīng)設(shè)冷卻管長(zhǎng)度：A dL L A/ d 本塑件是中等深度的塑件，采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的中等深度的殼形塑件，在凹模 底部附近采用簡(jiǎn)單流道式即與型腔表面等距離鉆孔的形式。 由以上計(jì)算可得：通 水孔直徑取d=8mm. 如下圖： 9. 模具的裝配 裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、 壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合 格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。 在模具裝配過程中，對(duì)模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)， 模具的裝配 精度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的

55、運(yùn)動(dòng)精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度 要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。 9.1 模具的裝配順序 1）確定裝配基準(zhǔn)； 2 ）裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，合格零件必須去磁并將零件 擦拭干凈； 3 ）調(diào)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(yàn)修 磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于 80%，間隙不得小于溢料最 小值，防止產(chǎn)生飛邊。 4 ）在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總 裝合模調(diào)整時(shí)檢查； 5 ）組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動(dòng)作靈活， 無松動(dòng)和卡滯 現(xiàn)象； 6 ）組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動(dòng)作靈活 緊固所連接螺釘， 裝配定位銷

56、。 裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠， 但 應(yīng)防止進(jìn)入系統(tǒng)中； 7 ）試模：試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號(hào)、合模 標(biāo)記及組裝基面。 9.2 模具開閉模過程分析 模具裝配試模完畢之后，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，其基本工作過程如下： 1. 對(duì)塑料LDPB4行烘干，并裝入料斗； 2. 清理模具型芯、型腔，并涂上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱； 3. 合模、鎖緊模具； 4. 對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射； 5. 注射，其過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模； 6. 脫模過程：開模時(shí)， 由于彈簧壓力使中間板 1 0與定模板 11 首先分型， 此 時(shí)凝料留在定模板上。 中

57、間板隨動(dòng)模一起向下運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)中間板運(yùn)動(dòng)到一定距離時(shí)， 安裝在定模板上的定距拉板 1 7擋住安裝在中間板上的限位銷 18，中間板停止移 動(dòng)；動(dòng)模繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)， 此時(shí)在動(dòng)模與中間板處第二次分型， 由于塑件收縮產(chǎn)生 了包緊力，塑件緊包在螺紋型芯 12上，故塑件隨動(dòng)模一起繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)。這時(shí) 頂桿將螺紋型芯向上頂出， 塑件隨螺紋型芯一起脫出， 手動(dòng)將塑件取出， 完成脫 模。 7. 取出塑件，合模 10. 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過這次系統(tǒng)的注射模的設(shè)計(jì)， 我更進(jìn)一步的了解了注射模的結(jié)構(gòu)及各工作 零部件的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，掌握了注射模具設(shè)計(jì)的一般程序。 進(jìn)行塑料產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)首先要對(duì)成型制品進(jìn)行分析， 再考

58、慮澆注系統(tǒng)、 型 腔的分布、 導(dǎo)向推出機(jī)構(gòu)等后續(xù)工作。 通過制品的零件圖就可以了解制品的設(shè)計(jì) 要求。對(duì)形態(tài)復(fù)雜和精度要求較高的制品， 有必要了解制品的使用目的、 外觀及 裝配要求，以便從塑料品種的流動(dòng)性、收縮率，透明性和制品的機(jī)械強(qiáng)度、尺寸 公差、表面粗糙度、 嵌件形式等各方面考慮注射成型工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 模 具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求經(jīng)濟(jì)合理， 認(rèn)真掌握各種注射模具的設(shè)計(jì)的普遍的規(guī)律， 可以 縮短模具設(shè)計(jì)周期，提高模具設(shè)計(jì)的水平。在設(shè)計(jì)的過程中，理論指導(dǎo)實(shí)踐，將 所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中， 通過這次瓶蓋注塑模具的設(shè)計(jì)， 熟悉了基本的設(shè)計(jì)流 程，掌握了一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)技能。 更重要的是進(jìn)一步鍛練和加強(qiáng)

59、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、 全盤 周到地考慮問題的能力， 為今后的工作學(xué)習(xí)都打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 也必將對(duì)今后 的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)積極的影響。 11. 參考文獻(xiàn) 1. 湖南大學(xué)， 久新，王群，主編《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2007 2. 黃毅宏、李明輝主編《模具制造工藝》 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999.6 3. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編著《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002.7 4. 李紹林，馬長(zhǎng)福主編《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》上海：上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社， 2000.6 5. 王樹勛主編《注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)用技術(shù)》廣州：華南理工大學(xué)出版社， 1996.1

60、6. 李紹林主編《塑料?橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2000.9 7. 葉久新 / 王群主編 《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》 湖南 湖南科學(xué)技術(shù)出版社 2005.8 8. 王正遠(yuǎn)主編《工程塑料實(shí)用手冊(cè)》北京 中國(guó)物資出版社 1994 9. 王群、伍先明編著《塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 1997.6 10. 甘永立主編 《幾何量公差與檢測(cè)》 上海 上?？朴眉夹g(shù)出版社 2005.7 11. 大連理工大學(xué)工程畫教研室主編《機(jī)械制圖》 北京 高等教育出版社 2004.9 12. 劉潭玉、黃素華、熊逸珍主編《畫法幾何與機(jī)械制圖》 長(zhǎng)沙 湖南大學(xué)出版社 1999.5

61、 13. 郭廣思主編《塑料成型技術(shù)》 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 14. 李海梅、申長(zhǎng)雨主編《注塑成型及模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)》 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2002 15．羽田武榮 主編《熱塑性材料及其注塑》 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1993 16．馬金峻主編《塑料模具設(shè)計(jì)》 北京 中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社 1997 17. 王旭主編《塑料模結(jié)構(gòu)圖冊(cè)》 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 18．張蔭朗主編《塑料注射模具設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)明手冊(cè)》 北京 中國(guó)石化工業(yè)出版社 1995 西安理工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 題目：礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì) 班級(jí)：09本科機(jī)電班 姓名：侯永民 指導(dǎo)教師

62、：趙春明 完成日期：2013年5月3日 目 錄 前言 錯(cuò)誤!未定義書簽 1.塑件的工藝分析 錯(cuò)誤!未定義書簽 1.1塑件的型工藝分析 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 1.2塑件材料的選擇及材料特性 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 的注射工藝參數(shù) 錯(cuò)誤!未定義書簽。 2.注射設(shè)備的選擇 錯(cuò)誤!未定義書簽 2.1估算塑件的體積和質(zhì)量 錯(cuò)誤！未定義書簽。 2.2選擇注射機(jī) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 2.3模架的選擇 錯(cuò)誤!未定義書簽。

63、錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 2.4最大注射壓力校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。 2.5最大注射量校核 錯(cuò)誤!未定義書簽。 2.6鎖模力校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3. 塑料件的工藝尺寸的計(jì)算 錯(cuò)誤!未定義書簽 3.1型腔尺寸 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 3.2計(jì)算螺紋型芯的工作尺寸 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.3型腔壁厚和底板厚度計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.4脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 4. 型腔數(shù)目的確定及排布 錯(cuò)誤!未定義書簽 5. 分型面的選擇

64、錯(cuò)誤!未定義書簽 6. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽 6.1主流道的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 Rn 2.25 3.5 2 2.875mm 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤！未定義書簽。 6.2分流道的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 6.3澆口設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽。 6.4冷料穴的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽。 7. 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽

65、 7.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 錯(cuò)誤!未定義書簽。 7.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則 錯(cuò)誤！未定義書簽。 7.3導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 8. 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽 8.1排氣系統(tǒng) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 8.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。 9.模具的裝配 9.1模具的裝配順序 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤！未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽 錯(cuò)誤!未定義書簽 9.2模具開閉模過程分析 10. 設(shè)計(jì)總結(jié) 11. 參考文獻(xiàn) 摘要：本次設(shè)計(jì)主要對(duì)礦泉水瓶蓋注射模的設(shè)計(jì)，包括方案分析及確定、尺寸計(jì) 算、模具結(jié)構(gòu)計(jì)算等內(nèi)容。該塑件有內(nèi)螺紋。故設(shè)計(jì)中主要解決了分型面的選擇, 型腔數(shù)目的確定，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).采用了二次脫模機(jī)構(gòu)來脫模，保證塑件能順 利的成型出模. 關(guān)鍵詞：注射模，脫模機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)