點(diǎn)滴瓶蓋注塑模設(shè)計(jì)

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1、青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）摘 要畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)點(diǎn)滴瓶蓋的設(shè)計(jì)及其模具設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是對(duì)點(diǎn)滴瓶蓋的模具設(shè)計(jì)。通過對(duì)點(diǎn)滴瓶蓋結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)特征分析，設(shè)計(jì)出該塑件的模具。在整個(gè)模具設(shè)計(jì)過程中，涉及到了塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、注塑機(jī)和模架的選擇及注塑機(jī)的一些重要工藝參數(shù)的校核，并詳細(xì)敘述了模具設(shè)計(jì)中的分型面設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、成型零件設(shè)計(jì)、側(cè)抽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及模具的各種零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在此基礎(chǔ)上又增加脫螺紋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)就是側(cè)抽機(jī)構(gòu)和脫螺紋機(jī)構(gòu)。在模具設(shè)計(jì)過程中，采用了UG、AutoCAD等的設(shè)計(jì)分析軟件，采用這些軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，優(yōu)化了設(shè)計(jì)的參數(shù)和縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，提

2、高了設(shè)計(jì)效率。通過整個(gè)模具設(shè)計(jì)，本人已經(jīng)能夠熟練地使用當(dāng)前常用的設(shè)計(jì)分析軟件，學(xué)會(huì)了根據(jù)計(jì)算或者依據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇一些參數(shù), 對(duì)模具設(shè)計(jì)經(jīng)歷了由接觸到熟悉再到獨(dú)立做出一套模具的過程，對(duì)模具設(shè)計(jì)的各個(gè)流程有了很熟悉的了解，對(duì)一些模具的標(biāo)準(zhǔn)也有了一定的了解，而付出大部分時(shí)間的側(cè)抽的設(shè)計(jì)也取得了比較不錯(cuò)的效果.在本次設(shè)計(jì)之后，對(duì)模具的各個(gè)方面都有了一個(gè)全面的了解，為以后打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：點(diǎn)滴瓶蓋,模具設(shè)計(jì),分型面 Abstract Graduation design is the design of remote shell and its die design, the focus is on t

3、he 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 the design, selection of injection molding machine and mold frame and

4、 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 system design and the structure of various parts of the mold design. An

5、d 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 analysis software, using the software to design analysis, optimize the design p

6、arameters 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 some of the parameters on the basis of experience, familiar with mould design

7、 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 design of side smoke also relatively good results have been achieved. In this

8、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-pulling2青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）目 錄摘 要I1 前 言41.1 模具概況41.2 模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向41.3 本課題的內(nèi)容和具體要求62 零件的工藝過程分析82.1 零件的材料及材料的特性82.2 注射成型的原理及

9、工藝過程93 注射成型機(jī)的選擇113.1 零件的體積與質(zhì)量計(jì)算113.2 選擇注射機(jī)114 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)134.1 成型零件工作尺寸的計(jì)算134.2 成型零件的力學(xué)計(jì)算144.3 分型面的選擇154.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)164.6 澆口設(shè)計(jì)214.7 冷料井設(shè)計(jì)224.8 排氣槽的設(shè)計(jì)234.9 凹凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)234.10 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)244.11 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)264.12 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)295 模具總體尺寸的確定325.1 模架的選用325.2 模具的尺寸及重要零件的工藝分析3226 注射機(jī)參數(shù)的校核396.1 柱設(shè)計(jì)參數(shù)的校核397 模具的裝配417.1 模具的裝配順序417.2開

10、模試模過程分析42參考文獻(xiàn)43附 錄44481 前 言1.1 模具概況模具是汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品的工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝設(shè)備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。沒有模具，就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品。使用模具加工零件，具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、節(jié)約材料、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此已經(jīng)成為現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。因此，模具技術(shù)，特別是制造精密、復(fù)雜、大型模具的技術(shù)，已成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。根據(jù)國際生產(chǎn)協(xié)會(huì)報(bào)告，在目前階段，工業(yè)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，美國、日本、德國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家模具工業(yè)的產(chǎn)值均已超過機(jī)床總產(chǎn)值；我國

11、臺(tái)灣地區(qū)模具工業(yè)也以每年35%以上的年增長率迅速發(fā)展；我國大陸地區(qū)模具工業(yè)近幾年更是獲得了飛速發(fā)展，尤其是塑料模具，在模具設(shè)計(jì)和制造水平上都有了長足的進(jìn)步。注射模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括市場(chǎng)調(diào)研，塑料的選擇，塑件建模及其設(shè)計(jì)的工藝分析，注塑機(jī)、注射模架及其零部件的選擇，并進(jìn)行有關(guān)的參數(shù)計(jì)算和校核，以及工程圖紙的繪制。在模具設(shè)計(jì)中CAD/CAE 技術(shù)的應(yīng)用，可大量縮短模具設(shè)計(jì)的時(shí)間并使設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。盡管如此，我們?cè)谡_地、高水平地使用注塑模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的各種軟件的同時(shí)，仍必須對(duì)模具設(shè)計(jì)的原則和方法有透徹地了解，以使CAD/CAE 技術(shù)在模具的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造過程中發(fā)揮最大的作用。1.2 模具發(fā)

12、展現(xiàn)狀及發(fā)展方向1.2.1 國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀近年來我國通過引進(jìn)國際的先進(jìn)技術(shù)和加工設(shè)備，使塑料模具的制造水品比十年前進(jìn)了一大步，然而由于基礎(chǔ)薄弱、對(duì)引進(jìn)技術(shù)的吸收、掌握，尚有一段距離，而且發(fā)展也十分不平衡，因而，我國塑料模具總體水平與世界先進(jìn)技術(shù)尚有一段差距。塑料成型模具可分為三大類，即注射成型模具、中空成型模具和擠出成型模具。我國現(xiàn)有的制造水平，以注射成型模具為最高，中空成型模具為最低。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的小模數(shù)塑料齒輪等精密塑料模具已達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。在齒輪模具設(shè)計(jì)中采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型壓縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線造型要求。我國一些精密、復(fù)雜、大型模具的設(shè)

13、計(jì)制造水平也已達(dá)到或接近國際水平。使用CAD三維設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)模擬注塑成型抽芯脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎等對(duì)精密、復(fù)雜模具的制造水平提高起到了很大作用。20噸以上的大型塑料模具的設(shè)計(jì)制造也已達(dá)到相當(dāng)高的水平，國內(nèi)最大的塑料模具已達(dá)50噸。雖然近幾年注塑模具工業(yè)區(qū)的令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。特別在大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具技術(shù)上存在明顯差距，這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國內(nèi)需要，因此需要大量從國外進(jìn)口。國外注塑模具制造行業(yè)的最基本特征是高度集中化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。模具企業(yè)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化，在模具企業(yè)的生產(chǎn)管理方面，也有越

14、來越多的采用以設(shè)計(jì)為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產(chǎn)方式，降低了對(duì)模具工人技術(shù)全面性的要求，強(qiáng)調(diào)專業(yè)化。國外注塑成型技術(shù)也在向多工位、高效率、自動(dòng)化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。我國注塑模具行業(yè)與國外先進(jìn)水平相比，主要存在五大問題：1. 發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平低。2. 工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。3. 多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。4. 供需矛盾一時(shí)難以解決。5. 體制和人才問題的解決尚待時(shí)日。1.2.2 國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展趨勢(shì) 據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)21世紀(jì)機(jī)械零部件中60%的粗工，80%的精加工要由模具來完成。所以模具工業(yè)對(duì)今后國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展將起到越來越重要的作用。模具的制造技術(shù)和成型技

15、術(shù)未來有如下的發(fā)展趨勢(shì)：1） CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用經(jīng)過多年的推廣應(yīng)用。模具設(shè)計(jì)“軟件化”和模具制造“數(shù)控化”已經(jīng)在我國模具企業(yè)中成為現(xiàn)實(shí).采用CAD技術(shù)是模具生產(chǎn)的一次革命,是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)。近年來，CAD技術(shù)發(fā)展主要有以下特點(diǎn)：模具CAD技術(shù)及其應(yīng)用日趨成熟； 基于網(wǎng)絡(luò)化的CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪；CAD/CAM軟件的智能化程度正在逐漸提高。2）大力發(fā)展快速原型制造快速成型制造(RPM)技術(shù)是一種綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)和材料科學(xué)的發(fā)展成果,采用分層增材制造的新概念取代了傳統(tǒng)的去材或變形法加工,是當(dāng)代最具有代

16、表性的制造技術(shù)之一。利用快速成型技術(shù)不需要工裝,可快速制造出任意復(fù)雜的工件,這樣大大減少了產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和加工費(fèi)用,縮短了研制周期。3）研究和應(yīng)用模具的快速測(cè)量技術(shù)與逆向工程在產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)與制造過程中,設(shè)計(jì)與制造者往往面對(duì)的并非是CAD模型描述的復(fù)雜曲面實(shí)物樣件,這就必須通過一定的三維數(shù)據(jù)采集方法,將這些實(shí)物原型轉(zhuǎn)化為CAD模型,從而獲得零件幾何形狀的數(shù)學(xué)模型,使之能利用CAD、CAM、RPM等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行處理或管理。這樣從實(shí)物樣件獲取產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型的相關(guān)技術(shù),稱為逆向工程。4）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和采用先進(jìn)的熱處理和表面處理技術(shù)模具材料的選用在模具設(shè)計(jì)與制造中是涉及模具加工工藝、模具使用壽命、塑料

17、制件成型質(zhì)量和加工成本等的重要問題。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常用表面處理方法外,應(yīng)發(fā)展設(shè)備昂貴、工藝先進(jìn)的氣相沉積、等離子噴涂等技術(shù)。5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 模具標(biāo)準(zhǔn)化的水平在某種意義上體現(xiàn)了一個(gè)國家模具工業(yè)發(fā)展的水平。采用標(biāo)準(zhǔn)模架和使用標(biāo)準(zhǔn)零件,可以滿足大批量制造模具和縮短模具制造周期的需要。1.3 本課題的內(nèi)容和具體要求1.3.1 本課題的內(nèi)容（1）對(duì)點(diǎn)滴瓶瓶蓋的注塑模具進(jìn)行設(shè)計(jì)；（2）繪點(diǎn)滴瓶瓶蓋的注塑模具各零件圖和整體裝配圖；（3）分析點(diǎn)滴瓶瓶蓋的注塑模具主要零件的機(jī)械加工工藝。 1.3.2 具體要求1. 原始數(shù)據(jù)：圖1-1為某醫(yī)

18、用點(diǎn)滴瓶瓶蓋，材料為聚乙烯。瓶蓋內(nèi)側(cè)主體上有內(nèi)螺紋與瓶體連接，瓶蓋內(nèi)部有一凸起的環(huán)形臺(tái)，與點(diǎn)滴瓶的長桿有配合關(guān)系，瓶蓋具體尺寸零件圖如圖所示； 圖1-1 瓶蓋尺寸2.設(shè)計(jì)此點(diǎn)滴瓶瓶蓋的注塑模具，要求在滿足模具強(qiáng)度、剛度和壽命等條件下，使體積小，精度高。3.運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐中學(xué)到的知識(shí)，靈活運(yùn)用傳統(tǒng)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法解決問題的能力，進(jìn)一步提高讀圖、制圖等基本技能。 4.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的理論依據(jù)充分，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，公式推導(dǎo)正確，條理清晰，語言流暢，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)； 5.能獨(dú)立應(yīng)用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)檢索文獻(xiàn)資料并恰當(dāng)運(yùn)用，具備查閱中外文獻(xiàn)和搜集資料的能力。1.3.3 目的和意義（） 檢驗(yàn)理論知識(shí)掌握

19、情況，將理論與實(shí)踐結(jié)合。 （） 步掌握進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的方法，過程，為將來走向工作崗位進(jìn)行科技開發(fā)工作和撰寫科研論文打下基礎(chǔ)。 （） 培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。 2 零件的工藝過程分析2.1 零件的材料及材料的特性2.1.1 零件的材料及其特點(diǎn) 此零件的材料選用聚乙烯。 聚乙烯簡(jiǎn)寫PE，屬于熱塑性材料，其特點(diǎn)如下3：耐腐蝕性、電絕緣性優(yōu)良，無臭無毒，具有優(yōu)良的耐低溫性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕，常溫下不容于一般的溶劑，吸水性小，電絕緣性能優(yōu)良；聚乙烯對(duì)于環(huán)境應(yīng)力（化學(xué)與機(jī)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.結(jié)晶料吸濕小，不需充分干燥，流

20、動(dòng)性極好，流動(dòng)性對(duì)壓力敏感，成型時(shí)宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度快，保壓充分，不宜用直接澆口，以防收縮不均，內(nèi)應(yīng)力增大，應(yīng)注意澆口位置，防止產(chǎn)生縮孔和變形。 2.收縮范圍和收縮值大，方向性明顯，易變形翹曲，冷卻速度宜慢，模具設(shè)冷料穴，并有冷卻系統(tǒng)。 3.加熱時(shí)間不宜過長，否則會(huì)發(fā)生分解。 4.軟質(zhì)塑料有較淺的側(cè)凹槽時(shí)，可強(qiáng)行脫模。 5.可能發(fā)生融體破裂，不宜與有機(jī)溶劑接觸，以防開裂。2.1.3 塑件材料的物理性能、熱性能表2-1塑件材料的力學(xué)、電氣性能密度 g/cm30.910.93質(zhì)量體積 cm3/g1.071.10吸水率 24h 18.24）,所以完全滿足強(qiáng)度和剛度的要求。4.2.2 凹

21、模底板厚度計(jì)算根據(jù)底板厚度的剛度公式可得底板厚度： （4-8）式中 常數(shù)，有底板內(nèi)壁邊長比L/b值選定，查表3-10，其它同上。）代入公式計(jì)算：=6.0mm暫取H=15mm。4.3 分型面的選擇4.3.1 分型面的選擇原則塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動(dòng)模兩大部分。定模和動(dòng)模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則4： （1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件留在動(dòng)模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動(dòng)模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動(dòng)模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較

22、大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時(shí)，為了使塑件留在動(dòng)模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時(shí)，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。 （2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。 （3）分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。（4） 分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯，但是此模具無須側(cè)向抽芯，此點(diǎn)可以不必考慮。4.3.2 分型面的確定鑒于以上的要求，在該模具中分型面設(shè)在瓶蓋口所處平面位置，如圖4-1所示： 圖4-1分型面示意圖1凹模 2分型面 3推件板 4凸模固定板 5凸模4.4 模具型腔的設(shè)計(jì)4.4.1 模具型腔數(shù)的確定由于瓶蓋為小型塑件，可采用一模多腔，

23、由于瓶蓋的使用量大，為提高注塑的效率，在注射條件許可的情況下希望腔數(shù)盡可能多，初步確定為1模16腔的結(jié)構(gòu),模腔的間距為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圓形排列、形排列、直線排列、對(duì)稱排列及復(fù)合排列等。本模具型腔采用形分布，分布形式如圖4-2所示。圖4-2 型腔分布形式示意圖4.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.5.1 澆注系統(tǒng)的作用 澆注系統(tǒng)是塑料熔體由注射機(jī)噴嘴通向模具型腔的通道，因此它應(yīng)能夠順利的引導(dǎo)熔體迅速有序地充滿型腔各處，獲得外觀清晰，內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。對(duì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體要求4：（1）對(duì)型腔的填充迅速有序；（2）可同時(shí)充滿個(gè)個(gè)型腔；（3）盡可能消耗較少

24、的塑料；（4）對(duì)熱量和壓力損失較??；（5）能夠使型腔順利排氣；（6）澆注道凝料容易與塑件分離或切除；（7）不會(huì)使冷料進(jìn)入型腔；（8）澆口痕跡對(duì)塑料外觀影響很小。4.5.2 澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)的組成是：主澆道、分流道、澆口、冷料井。4.5.3 主流道設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具的入口處，其作用是將注射機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔。其形狀為圓錐形，以便于塑料熔體的流動(dòng)及流道凝料的拔出。熱塑性塑料注塑成型用的主流道，由于要與高溫塑料及噴嘴反復(fù)接觸，所以主流道常設(shè)計(jì)成可拆卸的澆口套。 定位圈與澆口套的裝配如圖4-3所示：圖4-3 定位圈與澆口套位置示意圖1定位圈 2澆口套 3螺釘主流道尺寸根

25、據(jù)所選注射機(jī)，則主流道小端尺寸為d = 注射機(jī)噴嘴尺寸 + （0.51）= 3.5+0.5 = 4mm （4- 9）主流道球面半徑為SR = 噴嘴球面半徑 + （12）= 18 + 2 = 20mm （4-10）主流道襯套形式本設(shè)計(jì)雖然是小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈還是設(shè)計(jì)成分體式，主流道長度取40mm，約等于定模板的厚度。襯套如圖4-4所示，材料采用T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC57HRC 。 圖4-4 澆口套形狀尺寸主流道凝料體積q = (D + Dd + d) = (6.1 + 6.1 4 + 4) = 812mm （4-11）主流道剪切速率校核由

26、經(jīng)驗(yàn)公式 = = 1823.3= 1823s 5 10s （4-12） 式中 q = q+ q+ q= 0.8 +5.544+ 161.38 = 27.929mR = = = 0.2525cm主流道剪切速率偏小主要是注射量小、噴嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。4.5.4 分流道設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最小（流道表面積于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯

27、形、半圓形及形。1）分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。（2）分流道較長時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。對(duì)于此模來說在分流道上不須開設(shè)冷料井。（3）分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。（4）分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。2）分流道的長度分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時(shí)減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。由模腔的分布得，分流道的長度為538mm。3）分流道的截面形狀

28、 根據(jù)注塑材料的特性，初步確定分流道的截面形狀為梯形，位于模腔所在的凹模板。具體形狀如圖4-5所示：圖4-5 分流道示意圖分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成型體積、壁厚、形狀，所用塑料的工藝性能，注塑速率以及分流道的長度等因素來確定。 對(duì)于壁厚小于，重量在以下的塑件，可用下述經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑： B = 0.2654= 0.2654= 1.58mm （4-13）根據(jù)參考文獻(xiàn)1取B = 4mm 。 H = B = 4 = 2.67mm ,取H = 3m （4-14） 式中B為分流道的直徑（）； m為塑件的質(zhì)量1.27g； L為分流道的長度538mm；凝料體積。分流道長度 L =（50 + 10

29、 2 + 15.5 4）2 = 264mm （4-15） 分流道截面積 A = 10.5mm凝料體積 q= 528 10.5 = 5.544cm分流道剪切速率校核 采用經(jīng)驗(yàn)公式 = = 1.073 10S在510510之間，剪切速率校核合格。式中q = = = 4 1.38 = 5.52cmR= = 0.1755cm式中 t注射時(shí)間，取1s;A梯形面積（0.105cm）;c梯形周長（1.3cm）。4.6 澆口設(shè)計(jì)澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：（1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。（2）易于在澆口切除澆注

30、系統(tǒng)的凝料。澆口的長度約為，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會(huì)使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口位置的選擇：（1）澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個(gè)型腔，同時(shí)流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們?cè)诳紤]塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。（2）澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。（3）澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進(jìn)料時(shí)頂部形成

31、閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點(diǎn)澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補(bǔ)縮，可避免縮孔、凹痕產(chǎn)生。（4）澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對(duì)接部位，它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會(huì)很多。流程不長時(shí)應(yīng)盡量采用一個(gè)澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對(duì)于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強(qiáng)度低，會(huì)形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜

32、槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會(huì)使熔接痕產(chǎn)生。（5）澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長型心或鑲件。選擇澆口的種類為側(cè)澆口，形狀為矩形，具體位置形狀如圖4-6所示： 圖4-6 側(cè)澆口示意圖1凸模 2凹模 3塑件 4側(cè)澆口 5分流道 根據(jù)實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)和計(jì)算分析確定澆口的尺寸為長度為2.5mm，高度為1.5mm，寬度為2mm。4.7 冷料井設(shè)計(jì)冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出冷料井的直徑宜大于大端直徑，長度約為主流道大端直徑?；诒敬卧O(shè)計(jì)的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料井

33、，這類冷料井的底部由一個(gè)拉料桿構(gòu)成。拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不能隨脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。利用半圓頭型的拉料桿配合冷料井，如圖4-7所示：圖4-7冷料井結(jié)構(gòu)示意圖4.8 排氣槽的設(shè)計(jì)塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時(shí)要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會(huì)產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時(shí)排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會(huì)引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿。因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣，所以無需設(shè)計(jì)排氣槽。4.9 凹凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模用于成型塑件的的外表面，又稱為陰模、型腔。按其結(jié)構(gòu)的不同可分為整體式，整體嵌入式、局

34、部鑲嵌式和四壁鑲嵌式4種?？傮w上來說整體式強(qiáng)度、剛度好，但不適宜復(fù)雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結(jié)構(gòu)，使復(fù)雜型腔加工比較容易，可避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但剛度較差，易于在塑件表面留下拼接痕跡，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 由于該模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，又屬于中小型模具，所以凹模板采用嵌入組合式。 凸模用于成型塑件的內(nèi)表面，又稱型芯、陽模。凸模按結(jié)構(gòu)形式分為整體式和鑲拼組合式由于凸模的加工相對(duì)凹模容易，所以大多數(shù)的凸模采用整體式，尤其是小型模具中型芯、模板常做成一體的，大、中型模具采用鑲拼組合式。 由于該模具中采用推板脫模，為小型模具，采用圓柱形單個(gè)型芯。凹模嵌件形狀示意圖如圖4-8所示： 圖4-8

35、凹模示意圖凸模形狀示意圖如圖4-9所示：圖4-9 凸模示意圖4.10 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.10.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證塑料注塑模具的動(dòng)模與定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要零件，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套。其具體作用有：定位作用、導(dǎo)向作用、承載作用、保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用、錐面定位機(jī)構(gòu)作用。4.10.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則a.導(dǎo)柱（導(dǎo)套）應(yīng)對(duì)稱分布在模具分型面的周圍，其中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度防止模具發(fā)生變形；b.導(dǎo)柱（導(dǎo)套）的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸選定，并應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度；c.導(dǎo)柱固定端的直徑和導(dǎo)套的外徑應(yīng)盡量相等，有利于配合加工并保證同軸度要求；d.導(dǎo)柱

36、和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性；e.為了便于塑料制品脫模，導(dǎo)柱最好裝在動(dòng)模板上，但有時(shí)也裝在定模板上，這就要根據(jù)具體情況而定3。4.10.3 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種為單節(jié)式導(dǎo)柱，另一種為臺(tái)階式導(dǎo)柱。小型模板采用單節(jié)式導(dǎo)柱，大型模板采用臺(tái)階式導(dǎo)柱。 在導(dǎo)柱的工作部分上開設(shè)油槽，可以改善導(dǎo)向條件，減少摩擦，但增加了成本，由于該模具要求不高，所以不再加油槽，導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)尺寸如圖4-10所示：圖4-10 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)尺寸圖4.10.4 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 由于導(dǎo)柱已選定，并且采用定模部分有導(dǎo)套，動(dòng)模部分無導(dǎo)套的形式，可得導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)尺寸如圖4.11所示： 圖4-11 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)尺寸圖4.10.5導(dǎo)向孔的總體布局

37、導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻的分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心距模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)手冊(cè)推薦值3選定的導(dǎo)柱分布形狀如圖4-12所示 圖4-12 導(dǎo)柱分布尺寸圖4.11 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)雖然塑件內(nèi)表面有螺紋，但是由于塑件材料為熱塑性塑料，為了節(jié)約工時(shí)，提高生產(chǎn)效率，該模具采用強(qiáng)制脫模，脫模機(jī)構(gòu)為一次頂出脫模機(jī)構(gòu)，它包括常見的推桿、推板、推塊等脫模機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機(jī)構(gòu)的作用下，通過一次動(dòng)作即可頂出。基于以上原則，該模具的脫模零部件設(shè)在動(dòng)模上，選擇推板頂出形式。4.11.1推桿的設(shè)計(jì) 推桿可以分為普通推桿、成形推桿、錐

38、面推桿，該模具的推桿形式選擇普通推桿，如圖4-13所示：圖4-13 推桿尺寸圖下面對(duì)推桿直徑進(jìn)行校核：確定推桿橫截面直徑為6mm，下面對(duì)其許用應(yīng)力進(jìn)行校核。 a、脫模阻力的計(jì)算3 脫模阻力 (公斤) （4-9） 式中 C型芯成型部分?jǐn)嗝娴钠骄荛L（）這里； h型芯被塑料包緊部分的長度（），這里; 單位面積的包緊力，其值與塑件的幾何形狀及塑件的性質(zhì)有關(guān)，一般可取 4，這里??； 所以，單個(gè)塑件的脫模阻力 則，模具的脫模阻力為Nb、推桿直徑的校核推桿的受力狀態(tài)可簡(jiǎn)化為兩端固定的壓桿穩(wěn)定性力學(xué)模型，由歐拉公式簡(jiǎn)化為： （4-10） 式中，為推桿直徑,； 為安全系數(shù)4，范圍在之間，此處??； 為推桿長度，

39、L=95； 為脫模阻力，； 為推桿根數(shù)，n=8； 為推桿材料的彈性模量（），該材料為 4。由于d=6，對(duì)推桿進(jìn)行強(qiáng)度校核如下： （4-11） 式中，為推桿所受的壓力，； 為推桿材料的許用應(yīng)力，。由上式得出所以推桿滿足強(qiáng)度要求。4.11.2 推板導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 推板導(dǎo)柱為推板動(dòng)作導(dǎo)向，成滑動(dòng)配合；推板導(dǎo)套與推板導(dǎo)柱配合，為了防止推板導(dǎo)套的磨損，應(yīng)制成便于更換的淬火套4。 推板導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)如圖4-14所示：圖4-14 推板導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)尺寸圖推板導(dǎo)套選擇一般的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)套推板導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)如圖4-15所示：圖4-15 推板導(dǎo)套結(jié)構(gòu)尺寸圖4.11.3 復(fù)位桿的設(shè)計(jì)a、復(fù)位桿的作用 復(fù)位桿的作用是使推出機(jī)構(gòu)恢

40、復(fù)原位，當(dāng)開模時(shí)推件板在推桿的推動(dòng)下將塑料制品推出，復(fù)位桿也同時(shí)凸出模板表面。當(dāng)再次注射時(shí)，在模具閉合過程中，定模表面與反推桿接觸，并使反推桿推動(dòng)推出機(jī)構(gòu)一起返回推出位置。b、復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 在該模具中，沒有單獨(dú)設(shè)計(jì)復(fù)位桿，通過推桿完成推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位，推桿和推件板相接觸，當(dāng)模具閉合時(shí)，定模表面與推件板接觸，進(jìn)而通過推桿帶動(dòng)上、下推板復(fù)位，具體位置如圖4-16所示：圖4-16 推桿位置示意圖1推件板 2凸模固定板 3支承板 4推桿 5推桿固定板 6推板 4.11.4 拉料桿的設(shè)計(jì)拉料桿的作用是在開模時(shí)，將主澆道凝料從定模中拉出。本模具采用半圓形拉料桿，其形狀及尺寸如圖4-17所示：圖4-17 拉料

41、桿的形狀尺寸4.12 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.12.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響、采用較低的模溫可以減小塑料制品的成型收縮率；即收縮率小，變形小，尺寸穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，耐應(yīng)力開裂性好和表面質(zhì)量好；、模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減小塑件的變形，其中均勻一致的模溫尤為重要。4.12.2 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求、根據(jù)選用的塑料品種，確定溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是采用冷卻方式還是加熱方式；b、希望模溫均勻，塑件各部分同時(shí)冷卻，以提高生產(chǎn)率和塑件質(zhì)量；c、采用較低的模溫，快速、大流量通水冷卻一般效果比較好；d、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)要盡量做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低廉。4.12.3 冷卻裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)a、冷卻水孔的數(shù)量愈多

42、，多塑件的冷卻也就愈均勻；b、水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔形狀相吻合；c、塑件局部壁厚處，應(yīng)加強(qiáng)冷卻；d、對(duì)熱量積聚大，溫度上升高度的部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻；e、當(dāng)成型大型塑件或薄壁制品時(shí)，熔料流程較長，而料溫愈流愈低，為在整個(gè)塑件上取得大致相同的冷卻速度，可以適當(dāng)改變冷卻水道的排水密度，在料流末端冷卻水道可以排列的稀一些。f、冷卻水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，降低塑件強(qiáng)度；g、冷卻裝置的形式應(yīng)根據(jù)模腔的幾何形狀而定；h、便于加工清理。4.12.4 冷卻系統(tǒng)的確定假設(shè)模具平均工作溫度為60，用常溫20的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30。由塑料制品在固化時(shí)每

43、小時(shí)釋放的熱量為 （4-12）查表得聚乙烯單位重量放出的熱量；為單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料重量，由已選注射機(jī)得其參數(shù)為3.6Kg/min。故 =由冷卻水的體積流量公式 （4-13） 塑料制品在固化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量；冷卻水的密度，為；冷卻水的比熱容，為；冷卻水出口溫度；冷卻水入口溫度。得 表4.1 冷卻系統(tǒng)與流量關(guān)系冷卻通道直徑（）流量30由表4.1 選出冷卻水道的直徑為10mm，冷卻系統(tǒng)的示意圖如圖4-18所示：圖4-18 冷卻系統(tǒng)示意圖1推板2凸模3密封圈 4水道 5水嘴 6支承板5 模具總體尺寸的確定5.1 模架的選用注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件和塑料注射

44、模大型模架。前者適用于模板尺寸為；后者的模板尺寸為（）（）4。本次設(shè)計(jì)采用中小型模架，其模板尺寸為：系列。模架的結(jié)構(gòu)組成如圖5-1所示： 圖5-1 模架結(jié)構(gòu)圖1定模座板 2螺釘 3定模板 4導(dǎo)套 5推板 6型芯固定板 7導(dǎo)柱 8支承板 9墊塊 10推桿 11螺釘 12螺釘 13動(dòng)模座板5.2 模具的尺寸及重要零件的工藝分析 查參考文獻(xiàn)4的表，根據(jù)實(shí)際需要確定各模板的尺寸。（1） 定模板的設(shè)計(jì) 定模板的結(jié)構(gòu)如圖5-2所示：圖5-2 定模板結(jié)構(gòu)圖 定模板的設(shè)計(jì)尺寸為。 a.以基準(zhǔn)角545定位，車削基準(zhǔn)面B；然后以基準(zhǔn)面B為基準(zhǔn)，加工20和31mm 的型型腔固定孔和分流道，可以采用坐標(biāo)鏜床和加工中心

45、完成。b.以基準(zhǔn)面B定位，加工4-24mm、4-28mm、4-M10mm、4-16mm、4-21mm的孔，可采用鏜床或鉆床完成。c.鉗工裝配型腔。 （2） 型芯固定板的設(shè)計(jì)及加工工藝規(guī)程分析型芯模固定板的結(jié)構(gòu)如圖5-3所示：圖5-3 型芯固定板結(jié)構(gòu)圖動(dòng)模板（型芯固定板）加工工藝如下： a.以基準(zhǔn)角545定位，車削基準(zhǔn)面C；然后以基準(zhǔn)面C為基準(zhǔn)，加工29和24mm 的型芯固定孔，可以采用坐標(biāo)鏜床或加工中心完成。b.以基準(zhǔn)面C定位，加工4-6mm、4-11mm、4-M16mm、4-16mm、4-21mm的孔，可采用鏜床或鉆床完成。c.鉗工裝配型芯。凸模固定板的設(shè)計(jì)尺寸為。（3） 推件板的設(shè)計(jì) 推件

46、板的結(jié)構(gòu)如圖5-4所示：圖5-4 推件板結(jié)構(gòu)圖推件板的設(shè)計(jì)尺寸為mm。（4） 支承板的設(shè)計(jì)支承板的結(jié)構(gòu)如圖5-5所示：圖5-5 支承板結(jié)構(gòu)圖支承板的設(shè)計(jì)尺寸為。（5） 推板的設(shè)計(jì) 推板的結(jié)構(gòu)如圖5-6所示：圖5-6 推板結(jié)構(gòu)圖推板的設(shè)計(jì)尺寸為。（6） 推桿固定板的設(shè)計(jì) 推板的結(jié)構(gòu)如圖5-7所示：圖5-7 推桿固定板結(jié)構(gòu)圖推桿固定板的設(shè)計(jì)尺寸為。（7） 墊塊的設(shè)計(jì)墊塊的結(jié)構(gòu)如圖5-8所示：圖5-8 墊塊結(jié)構(gòu)圖墊塊的設(shè)計(jì)尺寸為。（8） 定模座板的設(shè)計(jì)定模座板的結(jié)構(gòu)如圖5-9所示：圖5-9 定模座板結(jié)構(gòu)圖定模座板的設(shè)計(jì)尺寸為。 （9）動(dòng)模座板的設(shè)計(jì)定模座板的結(jié)構(gòu)如圖5-10所示：圖5-10 動(dòng)模座板結(jié)構(gòu)圖動(dòng)模座板的設(shè)計(jì)尺寸為。（10）型芯的機(jī)械加工工藝分析型芯的結(jié)構(gòu)如圖5-11所示： 圖5-11 型芯結(jié)構(gòu)圖型芯加工工藝如下：a.加工外形尺寸，由車床或加工中心完成。b.以28mm的外圓柱面為基準(zhǔn)，在坐標(biāo)鏜床或加工中心加工18mm、12mm和152mm的孔。c.以18mm的孔為基準(zhǔn)在數(shù)控車床或加工中心加工24mm、19.22mm、17.99mm、6.15mm、8.87mm等外形尺寸（11）型芯的機(jī)械加工工藝分析型芯的結(jié)構(gòu)如圖5-12所示:圖5-12 型腔結(jié)構(gòu)圖型芯加工工藝如下：a.加工外形尺寸，由車床或加工