目 錄
摘要…………………………………………………………………………………………3
關(guān)鍵詞………………………………………………………………………………………3
1 前言………………………………………………………………………………………4
2 制品的分析………………………………………………………………………………4
2.1 制品的簡介………………………………………………………………………4
2.1.1 對制品的分析主要包括以下幾點………………………………………4
2.2 制品的工藝學(xué)及結(jié)構(gòu)分析………………………………………………………4
2.2.1 結(jié)構(gòu)分析…………………………………………………………………4
2.2.2 成型工藝分析……………………………………………………………5
2.2.3 材料的性能分析…………………………………………………………5
2.3 注射成形過程……………………………………………………………………5
2.3.1 PE的注射工藝參數(shù)………………………………………………………5
2.3.2 PE的使用性能……………………………………………………………6
3 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………………………6
3.1 確定型腔數(shù)量及排列方式………………………………………………………6
3.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定……………………………………………………………7
3.2.1 多型腔單分型面模具……………………………………………………7
3.2.2 多型腔多分型面模具……………………………………………………7
3.3 注塑機(jī)型號的確定………………………………………………………………7
3.3.1 有關(guān)制品的計算…………………………………………………………7
3.3.2 注射機(jī)型號的確定………………………………………………………7
3.3.3 注射機(jī)及各個參數(shù)的校核………………………………………………8
3.4 分型面位置確定…………………………………………………………………9
3.4.1 分型面的選擇……………………………………………………………9
3.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計…………………………………………………………………9
3.5.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則………………………………………………………9
3.5.2 主流道的設(shè)計……………………………………………………………10
3.5.3 冷料穴的設(shè)計……………………………………………………………12
3.5.4 分流道的設(shè)計……………………………………………………………13
3.5.5澆口的設(shè)計…………………………………………………………………15
3.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的確定……………………………………………………………16
3.6.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則………………………………………………16
3.6.2 制品推出的基本方式……………………………………………………16
3.6.3 帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu)…………………………………………………17
3.6.4 脫模斜度的確定…………………………………………………………17
3.7 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計……………………………………………………17
3.7.1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的分類及特點……………………………………………17
3.7.2 脫模阻力的計算…………………………………………………………17
3.7.3 抽拔距的計算……………………………………………………………18
3.7.4 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)………………………………………………………18
3.8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計…………………………………………………………………19
3.8.1 模具的排氣引氣方式……………………………………………………19
3.9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………………19
3.9.1 冷卻系統(tǒng)…………………………………………………………………19
3.10 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用…………………………………………………20
3.10.1 定模座板………………………………………………………………20
3.10.2 定模板…………………………………………………………………20
3.10.3 瓣合?！?0
3.10.4 型心固定板……………………………………………………………20
3.10.5 支承板…………………………………………………………………20
3.10.6 墊塊……………………………………………………………………21
3.10.7 動模座板………………………………………………………………21
3.10.8 推件板…………………………………………………………………21
3.10.9 推板……………………………………………………………………21
3.11 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算…………………………………………………21
3.11.1 定模的設(shè)計……………………………………………………………21
3.11.2 型心的設(shè)計……………………………………………………………22
4 總結(jié)……………………………………………………………………………………24
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………25
致謝…………………………………………………………………………………………26
普通茶杯杯蓋注射模設(shè)計
摘要:模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，而塑料模具又是整個模具行業(yè)的霸主。我國的塑料成型模具設(shè)計，制作技術(shù)比較晚，整體水平還比較低。該設(shè)計通過對多種相似塑件的模具結(jié)構(gòu)參考，設(shè)計的是聚乙烯塑件采用的是一模兩腔注射。該產(chǎn)品采用點澆口注射，和整體式型腔設(shè)置。型腔是由兩瓣合模構(gòu)成，利用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型，塑件的螺紋采用強(qiáng)制脫模。
關(guān)鍵詞：杯蓋；注射模；側(cè)向分型；設(shè)計；
Design of Injection mould for normal Cup lid
Abstract:The mold industry is the national economical foundation,and the plastic mold also is the overlord in the entire mold industry. It is quite late which the development of manufacture technology, the overall level is low in our country. By researching many kinds of similarly models, I designed a polyethylene model, which can inject two cavities in one time.The products are pinpoint gated on the side,and adopt integral cavity arrangement.The cavity is formed by two petal mold modules, and side core-pulling is through angle pin. the thread is through forced ejection.
Key words: cup lid; injection mold; petal mold module；side core-pulling；design;
1前言
塑料是當(dāng)今極具活力的一門產(chǎn)業(yè)。塑料是現(xiàn)代主要的工業(yè)結(jié)構(gòu)材料之一，廣泛應(yīng)用于汽車、宇航、電子通信、儀器儀表、文體用品、化工、紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、建筑五金等各個領(lǐng)域。至2004年，我國塑料制件的年產(chǎn)量已突破2500萬噸。展望21世紀(jì)，高分子合成材料將進(jìn)入質(zhì)的飛躍發(fā)展時期。
我國塑料模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比存在很大的差距。但在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之相配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和改革開放方針引導(dǎo)下，我國注塑模得到迅速發(fā)展，高效率、自動化、大型、微型、精密、無流道、氣體輔助、高壽命模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比例越來越大。總體上來看注塑模具發(fā)展趨勢，注塑成型模具正加深理論研究，加速推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，擴(kuò)大研究各種特殊結(jié)構(gòu)注塑模具，全面推廣CAD/CAE/CAM，進(jìn)一步加強(qiáng)快速原型制造技術(shù)。
2 制品的分析
2.1 制品的簡介
制品的分析是對所要成型的產(chǎn)品有個初步的了解，在接受設(shè)計任務(wù)書以后就要對塑料的品種、批量的大小、尺寸精度與技術(shù)條件，產(chǎn)品的功用及工作條件有個整體概念，以便在設(shè)計模具時優(yōu)選各種方式來成型塑件。
2.1.1 對制品的分析主要包括以下幾點
1、產(chǎn)品尺寸精度及其圖紙尺寸的正確性；
2、脫模斜度是否合理；
3、塑件厚度及其均勻性；
4、塑件種類及其收縮率；
5、塑件表面顏色及表面質(zhì)量要求。
2.1.2 塑件要求
1、塑料名稱：聚乙烯(PE)；
2、色調(diào)：淡綠色 不透明；
3、生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批大量。
2.2 制品的工藝性及結(jié)構(gòu)分析
2.2.1 結(jié)構(gòu)分析
該制品為一茶杯蓋,表面有一階梯,小階梯的外圓面有突起,這就增大了成型的難度,兩外圓面分別在兩個型腔成型,必須保證同軸度, 所以在模具設(shè)計和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工藝，以保證傳動精度。內(nèi)部有不規(guī)則螺紋，也給脫模帶來困難。見圖1。
2.2.2 成型工藝分析
1、精度等級：采用一般精度6級
2、脫模斜度：因本設(shè)計中采用的是瓣合模，所以不需要考慮脫模斜度，也就是說脫模斜度為零度。
2.2.3 材料的性能分析
聚乙烯（PE）是由乙烯聚合而成的，聚乙烯的原料來源充足，而且聚乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性能，耐化學(xué)腐蝕性能，耐低溫性能和良好的加工流動性，因此PE及其制品生產(chǎn)非常迅速.
2.3 注射成形過程
由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。
2.3.1 PE的注射工藝參數(shù)
圖1 塑件零件圖
Figure 1 Plastic Parts
注射機(jī)：注塞式
噴嘴形式：直通式
噴嘴溫度:230~ 240
料筒溫度（）： 前段 250 ~ 280
中段 -----
后段 240 ~ 260
模具溫度（）：80 ~ 100
注射壓力（）：80 ~ 130
保壓力（）：40~ 50
成形時間（ s ）：注射 0 ~ 5
保壓時間（ s ）：20 ~ 50
冷卻時間（ s ）：20 ~ 50
成形周期 （ s ）： 50 ~ 140
2.3.2 PE的使用性能
耐腐蝕性,電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,可以氯化,輻照改性.可用玻璃纖維增強(qiáng)其熔點,剛性,硬度和強(qiáng)度較高,吸水性小,有突出的電氣性能和良好的耐輻射性.高壓聚乙烯柔軟性,伸長率,沖擊強(qiáng)度和透明性較好,超高分子量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高,耐疲勞,耐磨,用冷壓燒結(jié)成型.
2.3.3 PE的主要性能指標(biāo)
表1 PE的主要性能指標(biāo)
Table 1 PE key performance indicators顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音?字典
密度g/cm3
0.95
彈性模量MPa
0.84~0.95×103
比容cm3/g
1.03~1.06
彎曲強(qiáng)度MPa
208~400
吸水率%（24h）
小于0.01
抗拉屈服強(qiáng)度MPa
220~390
收縮率%
1.5~3.0
熔點°C
105~137
3 擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式
模具的結(jié)構(gòu)形式，是指設(shè)計過程中的注射機(jī)的確定，澆注系統(tǒng)的形式和澆口位置的選擇，成型零件的設(shè)計，脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計及各個零件的設(shè)計和裝配圖設(shè)計。
3.1 確定型腔數(shù)量及排列方式
當(dāng)塑料制件的設(shè)計已經(jīng)完成，并選定所用塑料后，就需要考慮是采用單型腔模還是多型
腔模。與多型腔模相比，單型腔模具有以下優(yōu)點：
1、塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致；
2、工藝參數(shù)易于控制；
3、模具結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，設(shè)計制造、維修大為簡化。
一般來說，精度要求高的小型制品和中大型制品優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對于精度要求不高的小型制品（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。
由以上分析初步定為一模兩腔, 。
3.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定
3.2.1 多型腔單分型面模具
制品外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要
求一般的小型制品，可采用此結(jié)構(gòu)。
3.2.2 多型腔多分型面模具
制品外觀質(zhì)量要求高，尺寸
精度要求一般的小型制品，可采 圖2 型腔分布示意圖
用此結(jié)構(gòu)。該制品外觀質(zhì)量要求 figure2 Distribution map of the cavity
較高，分析該制品樣品采用的澆口位置、分型面位置、推出機(jī)構(gòu)的痕跡，可知澆口為一般側(cè)澆口，并可初步擬定采用兩型腔雙分型面的模具結(jié)構(gòu)形式，其中雙分型面為：水平、垂直分型面。
3.3 注塑機(jī)型號的確定
注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出符合要求的模具。
3.3.1 有關(guān)制品的計算
根據(jù)零件圖提供的樣品，便可以根據(jù)樣品測繪得出制品體積，同時也可以借助計算機(jī)輔助軟件(如：Pro/E軟件等)建立制品模型（對于沒有提供樣品的設(shè)計，也可以由所提供的制品圖樣建立模型），這樣既便于較精確的計算制品的各個參數(shù)，又更為直觀、形象。因條件所限,本設(shè)計是由測繪所的體積：
1）制品的體積為：V1=36.99（cm3）
質(zhì)量為： m=0.95g/cm336.99 cm3=35.15g
2）初步估計澆注系統(tǒng)的體積約為塑件的0.7倍：
V 2=36.990.7 =24.605（cm3）
本設(shè)計中取 V 2=25（cm3）
3）該模具一次注射共需塑料的體積約為：
V0=2V1+ V2 =98.98（cm3）
3.3.2 注射機(jī)型號的確定
根據(jù)以上的計算初步選定型號為XS—ZY—125的注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下表：
表2 XS—ZY—125注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
Table2 XS-ZY-125 injection machine main technical parameters
額定注射量（cm3）
125
螺桿(柱塞)直徑（mm）
42
注射壓力（MPa）
150
注射行程（mm）
115
注射時間(s)
1.6
鎖模力（kN）
900
最大成型面積（cm2）
320
最大開合模行程（mm）
300
模具最大厚度（mm）
300
模具最小厚度（mm）
200
合模方式
液壓—機(jī)械
噴嘴球頭半徑（mm）
SR12
頂桿中心距（mm）
230
噴嘴孔徑（mm）
4
3.3.3 注射機(jī)及各個參數(shù)的校核
1、注射壓力的校核：
該注射機(jī)的注射壓力為150MPa，PE的注射壓力為80～130MPa，
所以能夠滿足要求。
2、由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n：
（1）
上式右邊=3.652 （符和要求）
式中K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8
M——注射機(jī)的額定塑化量（g/h或cm3/h）
T——成形周期
M2——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或cm3）
M1——單個制品的質(zhì)量和體積（g或cm3）
3、按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量n：
（2）
=2
2.0637.32 （符合要求）
式中 Mn——注射機(jī)允許的最大注射量（g或cm3）
4、按注射機(jī)的鎖模（合模）力的校核：
注射模從分型脹開的力（鎖模力）應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力，既
FP（n A1+ A2）
式子的右面為429932.8（符合要求）
式中F——注射機(jī)的額定鎖模力（N）
A1——單個制品在模具分型面上的投影面積（mm2）
A2——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2）
p——塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（MPa），通常模腔內(nèi)的壓力為20~40Mpa；成型一
般制品為24~34Mpa；精密制品為39~44Mpa。
本設(shè)計中取模腔內(nèi)的平均壓力為40Mpa
n——型腔個數(shù)
5、開模行程的校核：
SmaxS=H1+H2+5～10
上式右邊 S=32+34+46+5 =117mm
而注射機(jī)的最大開模行程是300mm，所以（符合要求）
式中 Smax——注射機(jī)最大開模行程（mm）
H1——推出距離（脫模距離）（mm）
H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（mm）
3.4 分型面位置確定
模具上用以取出制品和（或）澆注系統(tǒng)凝料的，可分離的接觸表面稱之為分型面。
3.4.1 分型面的選擇
從所提供樣品采用的分型面可知：第一分型面與開模方向垂直；進(jìn)行模具設(shè)計時，在考慮設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，可得出：第二分型面與制品推出方向平行。
3.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，其包括：主流道、分流道、冷料穴、澆口。
3.5.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則
1、澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上,應(yīng)有壓降,流量和溫度的分布的均衡布置；
2、結(jié)合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置；
3、盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短充模時間；
4、澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體流動、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動，有利于排氣和補(bǔ)縮，且應(yīng)設(shè)在塑件較厚的部位，以使熔料從后斷面移入薄斷面，以利于補(bǔ)料；
5、避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生；
3.5.2 主流道的設(shè)計
主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。
1、主流道尺寸
1）主流道小端直徑d=注射機(jī)噴嘴直徑+0.5～1
=4+0.5～1 取d =5（mm）
這樣便于噴嘴和主流道能同軸對準(zhǔn),也能使的主流道凝料能順利脫出
2）主流道球面半徑
主流道入口的凹坑球面半徑R,應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑的2～3mm.反之,兩者不能很好的貼合,會讓塑件熔體反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難.
SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+2～3
取SR=12+2=14（mm）
3）主流道長度L
一般按模板厚度確定，但為了減小充模時壓力降和減少物料損耗，以短為好，小模具控制在50之內(nèi)在出現(xiàn)過長流道時，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴伸入模具。本設(shè)計中結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)
取L=35（mm）
4）主流道大端直徑
D=d+2Ltgα（半錐角α為1°～ 2°，取α=2°）
≈8
取D=8（mm）
2、主流道襯套的形式及尺寸
主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進(jìn)行加工和
圖3 澆口套
Figure 3 sets the gate
熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為53～57HRC。由于該模具主流道較長
設(shè)計成分體式較宜。
3、定位圈的結(jié)構(gòu)尺寸
定位圈是對澆口套的固定和對注射方向的導(dǎo)正
圖4 定位圈
Figure 4 Positioning ring
4、主流道襯套的固定
圖 5 主流道襯套的固定
Figure 5 Fixed sprue bushing
3.5.3 冷料穴的設(shè)計
在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約10～25mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成形性能不佳，如果這里相對較低的冷料進(jìn)入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴（冷料井）。
冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動的前鋒冷料，以防止冷料進(jìn)入型腔而影響制件質(zhì)量。
1、主流道冷料穴
主流道冷料穴常設(shè)在主流道的末端，開模時應(yīng)將主流道中的冷凝料拉出,所以冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑.由于該模具具有垂直分型面即側(cè)向分型，冷料穴分別開在左右瓣合模上，開模時，將主流道中的凝料拉出來；側(cè)向分型時，冷料穴中的凝料會制動脫落。
其中D為主流道大端直徑,該模具取d=D=8 (mm),
圖 6 主流道冷料穴
Figure 6 major cold slug
其中2為主流道的冷料穴，這樣設(shè)計的好處是不緊能容納熔料的冷峰，同時還可以配合拉料桿巧妙的拉出凝料，見圖6。
2、分流道冷料穴
當(dāng)分流道較長時，可將分流道的端部沿料流前進(jìn)方向延長作為分流道冷料穴，以儲存前鋒冷料，其長度為分流道直徑的1.5～2倍。
該模具的分流道冷料穴與流道的截面形狀相同，直徑逐漸縮小的半圓形，見圖7。
圖7 分流道冷料穴
Figure 7 shunt cold slug
3.5.4 分流道的設(shè)計
在多型腔或單型腔多澆口時應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的動通道，其作用是通過流道截面及方向變化，使熔料能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向注入型腔。分流道最理想的設(shè)計就是把流動樹脂在流道中的壓降降到最小。在多種常見截面當(dāng)中，圓形截面的壓降是最小的。
1、分流道的形狀及尺寸
為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形、矩形、六角形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，希望流道的截面積大、表面積小。因此可以用流道截面積與其周長的比值來表示流道的效率。本設(shè)計在保證塑件質(zhì)量的前提下，從經(jīng)濟(jì)和加工的角度分析，最終采用了半圓形截面。
因為各種塑料的流動性有差異，所以可以根據(jù)塑料的品種來粗略地估計分流道的直徑，也常用塑料的分流道直徑的推薦值，對于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200克以下的塑件，可以用以下的經(jīng)驗公式確定分流道的直徑：
（3）
式中 B―分流道直徑（mm）
m―流經(jīng)分流道的塑料量（g）
L―分流道的長度（mm）
根據(jù)公式計算得
=9.05（mm）
（故不在適用范圍）
計算結(jié)果不在給定的推薦值內(nèi)，在本設(shè)計中取12mm
表3 部分常用塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍
Table 3 Common section size of plastic commonly used in the recommended range shunt
塑料名稱
分流道斷面尺寸mm
塑料名稱
分流道斷面尺寸mm
ABS、AS
4.8～9.5
聚苯乙烯
3.5～10
聚乙烯
1.6～9.5
軟聚氯乙烯
3.5～10
尼龍類
聚甲醛
1.6～9.5
3.5～10
硬聚氯乙烯
聚氨酯
6.5～16
6.5～8.0
聚丙烯
5～10
聚苯醚
6.5～10
丙烯酸塑料
8～10
聚砜
6.5～10
分流道長度 長度應(yīng)盡量短，且少彎折，該模具分流道的長度為：140。
2、分流道的布置形式
分流道在分型面上的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分為平衡式與非平衡式兩種。不管有多少種布置形式，總的來說應(yīng)遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式
3.5.5 澆口的設(shè)計
澆口是連接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)鍵部位，它的作用是增加和控制塑料進(jìn)入型腔的流速并封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料，以保證充填實，確保制品質(zhì)量。澆口的形狀、位置和尺寸對制品的質(zhì)量影響很大。
1、澆口尺寸的確定
澆口的截面積一般為分流道截面積的3%～9%，截面的形狀多為矩形（寬度與厚度的比為3：1）或圓形；澆口長度約為0.5～2.0mm左右。在設(shè)計的時候一般取小值，在以便在試模時修正。澆口最終的具體尺寸根據(jù)經(jīng)驗和零件的尺寸和形狀的要求確定。
2、澆口結(jié)構(gòu)的形式
對于該模具，是中小型制品的多型腔模具，同時從塑件的形狀等各方面分析知采用的是點澆口。點澆口又稱橄欖形澆口或菱形澆口，是種截面尺寸特小的圓形澆口。點澆口一般設(shè)在型腔底部，排氣暢通，成型良好，塑件無不良痕跡。有利于實現(xiàn)制動化操作，常用于成型如殼盒形等中、小型塑件的一模多腔模具中，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件，能制動切斷澆口凝料，見圖8。
圖 8 點澆口的結(jié)構(gòu)尺寸
Figure 8 point gate structure and size
3、澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗計算
根據(jù)模具的實際情況，點澆口的直徑為1，長度為1。
3.5.6 澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu)
綜合對比各個方式，本設(shè)計中的點澆口的拉斷利用的是側(cè)凹：是在接近分流道的末端鉆一斜孔，開模時保證先從此分型面分開，點澆口被拉斷，流道凝料被中心拉料桿拉向型腔板一側(cè)。拉斷點澆口凝料的側(cè)凹，見圖9。
圖 9 側(cè)凹拉斷點澆口的系統(tǒng)
Figure 9 Breakpoints pull-gate undercut the system
3.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的確定
注射成形每一循環(huán)中，塑料制品必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)，稱為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱為推出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個動作。既首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。
3.6.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則
制品推出（頂出）是注射成形過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設(shè)計推出脫模機(jī)構(gòu)時應(yīng)遵循下列原則：
1、結(jié)構(gòu)可靠：機(jī)械的運動準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度，且推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)；
2、保證制品不因推出而變形損壞；
3、機(jī)構(gòu)簡單動作可靠；
4、保證良好的制品外觀；
5、盡量使塑件留在動模一邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。
3.6.2 制品推出的基本方式
本套模具的設(shè)計中，的推出機(jī)構(gòu)形式不算太復(fù)雜，全部采用推件板推出。每個塑件采用4根推桿推推板推出，推桿與推板采用螺栓連接。推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。此推桿與模板上的推桿孔采用H8/f7或H8/f8的間隙配合；推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙；工作端配合部分的表面粗糙度為Ra0.8，推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度HRC50，
3.6.3 帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu)
選用強(qiáng)制脫螺紋，這種模具結(jié)構(gòu)簡單，通常用于精度不高的塑件。
利用塑件的彈性脫螺紋：對于聚乙烯、聚丙烯等具有彈性的塑料，可以采用脫模板將塑件從螺紋型心上強(qiáng)制脫出。
3.6.4 脫模斜度的確定
在注射模一般的設(shè)計中，為了使塑件成型后易于從模具型腔內(nèi)脫模，在垂直分型面的定模與動模型腔和型心工作面上，必須設(shè)計出脫模斜度。而本設(shè)計因為塑件的形狀尺寸特殊，采用的是瓣合模成型，所以在設(shè)計的過程中就不需要再考慮脫模斜度的問題。
3.7 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計
當(dāng)塑件上具有于開模方向不一致的孔或側(cè)壁有凹凸形狀時，除極少數(shù)情況可以強(qiáng)制脫模外，一般都需要將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可活動的結(jié)構(gòu)，在塑件脫模前，先將其抽出，然后才能將整個塑件從模具中取出，完成側(cè)向活動型心的抽出和復(fù)位的這種機(jī)構(gòu)就叫做抽芯機(jī)構(gòu)。
這種模具脫出塑件的運動有兩種情況：
一是開模時優(yōu)先完成側(cè)向分型和抽芯，然后推出塑件；
二是側(cè)想抽芯分型與塑件的推出同步進(jìn)行。
3.7.1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的分類及特點
側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)按其動力來源可分手動、機(jī)動二大類。
1、手動側(cè)抽芯：這種模具結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)效率低、勞動強(qiáng)度大、抽拔力有一定限制，故只在特殊場合下應(yīng)用，如試制新產(chǎn)品或小批量生產(chǎn)。
2、機(jī)動側(cè)抽芯：開模時，依靠注射機(jī)的開模動力，通過側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)改變運動方向，將活動零件抽出。機(jī)動側(cè)抽芯操作方便、生產(chǎn)效率高、便于實現(xiàn)生產(chǎn)制動化，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。機(jī)動側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)形式主要有：斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯、斜彎銷側(cè)抽芯、斜滑塊側(cè)抽芯、齒輪齒條側(cè)抽芯以及彈簧側(cè)抽芯。
3.7.2 脫模阻力的計算
脫模力是指將塑件從型心上脫出時所需克服的阻力。它是設(shè)計脫模機(jī)構(gòu)的重要依據(jù)之一。脫模阻力的計算式與抽拔力相同，由于影響脫模力的因素很多，例如塑件的壁厚、塑件包容截面形狀的大小、塑件的性能、成型的工藝參數(shù)等，如要全面考慮這些因素較困難，在生產(chǎn)過程中只要考慮主要因素，因此可按簡化公式計算：
Q=Ahq（μcosa-sina） （4）
=105.600（KN）
式中 Q—抽拔力（N）
A— 側(cè)型心被包緊的截面周長（cm）；
h—成型部分深度（cm）；
q—單位面積積壓力，一般取800~1200（N/ mm2）；
μ—摩擦系數(shù)，取0.1~0.2；
a—脫模斜度。
因為本設(shè)計中采用的是瓣合模，所以脫模斜度是零度。
3.7.3 抽拔距的計算
抽拔距：型心從成形位置抽至不妨礙塑件脫模位置所移動的距離稱為抽拔距。當(dāng)原材料確定時，抽拔力的大小與模具的結(jié)構(gòu)和塑件的形狀有密切的關(guān)系。一般抽拔距等于成形側(cè)孔或側(cè)凹的深度加上2~3mm。
其抽拔距按以下公式計算：
（5）
取S=18
根據(jù)計算結(jié)果和塑件的形狀分析本設(shè)計中采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)
3.7.4 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)
斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)是最常用的一種側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、安全可靠等特點。
本設(shè)計中采用的是斜導(dǎo)柱在動模，滑塊在定模的那種。
開模行程及斜導(dǎo)柱的長度的計算
1．開模行程的計算
開模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開合距離，它必須小于注射機(jī)移動模板的最大行程，其計算方式：
對雙分型面注射模，開模行程為：
S≥H=H1+H2+a+（5~10）mm （7）
式中，a—中間板與定模的分開距離（mm）。
根據(jù)以上情況和對塑件的分析得：
S≥H=H1+H2+（5~10）mm
=32+34+（5~10）mm
取開模行程為72mm
2．斜導(dǎo)柱長度的計算
根據(jù)以上的要求，取斜導(dǎo)柱的傾角為22°，故斜導(dǎo)柱用于抽芯的有效長度為
L=18/sina
約為51.5
其中18是瓣合模的厚度
綜合以后的考慮初步確定其總長為70mm
圖 10 斜導(dǎo)柱的設(shè)計
Figure 10 the design angle pin
3.8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計
3.8.1 模具的排氣引氣方式
利用制品推桿的配合間隙，分型面以及瓣合模，
3.9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計
3.9.1 冷卻系統(tǒng)
一般注射到模具內(nèi)塑料溫度為200oC左右，而制品固化后從模具型腔中取出時其溫度在60oC以下。熱塑性塑料在注射成形后，必須對模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模，提高塑件的定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
冷卻介質(zhì)：有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因為水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低。用水冷卻，即在模具型腔周圍或內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。
綜上，該模具塑料釋放的總熱量不大，只在模具型腔周圍開設(shè)冷卻水道即可，均采用簡單流道式水道直徑為8mm，在兩瓣合模上、下各布置一根，左右對稱布置。
3.10 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用
以上內(nèi)容確定之后，便根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計模架。在學(xué)校作設(shè)計時，模架部分要自行設(shè)計；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號。模板周界尺寸使用括號內(nèi)的尺寸時，原組合零件的規(guī)定尺寸允許增減。
模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其時對大型模具，這一點尤為重要。
由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，可選用標(biāo)準(zhǔn)模架180×L，其中L取250mm，可符合要求。模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。
3.10.1 定模座板（250250，厚30mm）
定模座板就是模具與注射機(jī)連接處的板,開模時定模板和定模座板直接分開,構(gòu)成第一分型面.
因?qū)е枪潭ㄔ诙２糠?定模座板與注射機(jī)直接接觸,導(dǎo)柱的臺階被壓在定模座板里,所以這里只采用H7/m6的過渡配合就能達(dá)到要求.主流道襯套與固定孔也采用H7/m6的過渡配合,為不使他們件有較大間隙,而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象.
3.10.2 定模板（180250，厚16mm）
按常規(guī)這應(yīng)該是定模固定板,但是鑒與塑件的特殊性,把型腔和定模板直接做成整體式,故叫做定模板,用以成型塑件的外部部分形狀.
導(dǎo)柱與定模板上的導(dǎo)柱孔采用H7/f6的間隙配和,才能保證導(dǎo)柱自由的來回滑動導(dǎo)正;同時為了順利產(chǎn)生第二次分型,設(shè)置了限位螺釘以控制定模的開模行程,上面還開設(shè)了分流道和澆口.
3.10.3 瓣合模（180250，厚33mm）
在本設(shè)`計中,瓣合模是用以成型塑件的外部表面的,邊上設(shè)有導(dǎo)滑槽起著導(dǎo)軌的導(dǎo)向和定位的作用采用H7/f7的配合.配以瓣合模分型的斜導(dǎo)柱,與瓣合模采用的是H7/m6的配合.板合模的材料是相當(dāng)于是型腔板,故應(yīng)選用型腔的材料.
3.10.4 型心固定板（160250，厚20mm）
在本設(shè)計中，是型心的固定板，也是斜導(dǎo)柱的固定板
3.10.5 支承板（180250，厚20mm）
支承板的作用是防止型腔、型芯、導(dǎo)柱或頂桿等脫出固定板，并承受型腔、型芯或頂桿等的壓力，因此它要具有較高的平行度和硬度。一般采用Q235。還起到了支承的作用，其要承受成形壓力導(dǎo)致的模板彎曲應(yīng)力。
3.10.6 墊塊（38250，厚54mm）
墊塊：是用來連接支承板與動模座板的零件。
主要作用：在動模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。
結(jié)構(gòu)型式：可以是平行墊塊、也可以是拐角墊塊（該模具采用平行墊塊）。
墊塊一般用中碳鋼制造。
墊塊的高度計算：
h墊塊=h1+h2+h3+Δ （8）
=28+8+10
=54mm
式中 h1—被推出塑件的高度；
h2—推桿固定板的厚度；
h3—推板的厚度；
Δ—頂出行程的富裕量，一般為3～8mm，以免頂出板頂?shù)絼幽|板
3.10.7 動模座板（250250，厚25mm）
其所有的尺寸是按標(biāo)準(zhǔn)選取，其注射機(jī)頂桿孔為?40mm；
3.10.8 推件板（78196，厚5mm）
在此模具中不是平常說的完全意義的推板，而是直接和推桿固定的一塊薄板,既推件板.
3.10.8 推板(102250,厚10mm)
用以配合注射機(jī)來推出塑件.
3.11 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算
3.11.1 定模（凹模）的設(shè)計
由于該制品是在比較普通的口杯蓋上多出兩個對稱的凸起，用以裝掛環(huán)，使口杯便于攜帶。所以采用瓣合模。故需要動、定模部分同時設(shè)置型芯。因塑件尺寸不大，出于經(jīng)濟(jì)的考慮把凹模做成整體式。見圖15。
該塑件用與日常生活中，沒有需要配合或裝配的表面，因此選一般的精度等級6級便可，這樣可以降低加工難度，也可以節(jié)約成本。
1．凹模徑向尺寸的計算
查表得，塑件的徑向尺寸公差是 依據(jù)公式有，
（9）
2．凹模深度尺寸的計算
塑件的高度，依據(jù)公式有，
（10）
3.12.2 型心（凸模）的設(shè)計
凸模和型芯都是成型塑件內(nèi)表面的零件。凸模一般是指成型塑件中較大的、主要內(nèi)腔的零件，因此又稱主型芯；型芯一般是指成型塑件中較小的孔、槽的零件。
1.型芯結(jié)構(gòu)
小型芯成型塑件上的小孔或槽。小型芯單獨制造，然后嵌入模板中。對于異型芯，為了方便加工，將型芯設(shè)計成兩段，連接和固定段制成圓形，并用凸肩和模板進(jìn)行連接。
2.螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
螺紋型芯和螺紋型環(huán)是分別用來成型塑件上內(nèi)螺紋和外螺紋的活動鑲塊。另外，螺紋型芯和螺紋型環(huán)還可以用來固定帶螺紋孔和螺桿的嵌件。
①螺紋型芯的結(jié)構(gòu)
螺紋型芯按用途可分為直接成型塑件上螺紋孔和固定螺母嵌件兩種。兩種型芯在結(jié)構(gòu)上沒有原則上的區(qū)別，用來成型塑件螺紋孔的螺紋型芯在設(shè)計時必須考慮塑件收縮率，表面粗糙度要小，螺紋的開始端、末端要按塑料螺紋的機(jī)構(gòu)要求進(jìn)行設(shè)計。而固定螺母嵌件的螺紋型芯不必考慮塑料收縮率，按普通螺紋制造即可。
②螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)
選取整體式螺紋，兩半瓣中間用導(dǎo)向銷定位。成型后塑件外螺紋上留下難修整的拼和縫，僅用于螺紋精度要求不高的場合。
3.型心的計算
1） 查表得塑件內(nèi)腔徑向尺寸是
（11）
2） 查表得塑件內(nèi)腔深度尺寸是
依公式，則
（12）
式中 S—是整個塑件的平均收縮率， ， ；
—模具的制造公差當(dāng)尺寸小于50mm時，δ=1/4Δ；當(dāng)制品尺寸大于50mm時，δ=1/5Δ；
Δ—制品的尺寸公差；
4 總結(jié)
通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對產(chǎn)品分析、模具設(shè)計、模具制造工藝、模具裝配與調(diào)試、模具材料的選用、二維化設(shè)計等知識有了系統(tǒng)的認(rèn)識和把握。同時，使我深刻體會到了模具從產(chǎn)品工藝和結(jié)構(gòu)分析到整副模具的設(shè)計及制造過程的一體性，以及各個部分?jǐn)?shù)據(jù)的相關(guān)性和經(jīng)驗在模具設(shè)計中的重要性。在這個忙碌充實的探索過程中我受益匪淺，同時也暴露出了自己某些方面的不足，簡單的總結(jié)如下：
（1）一開始設(shè)計時思路不夠清晰，對模具的設(shè)計流程不是很清楚，該做的工作沒做，甚至還有順序顛倒的情況。
（2）對模具各部分?jǐn)?shù)據(jù)相關(guān)性認(rèn)識不夠，不懂得利用后面的數(shù)據(jù)，以至在一個環(huán)節(jié)上反復(fù)徘徊，浪費了太多時間。
（3）基礎(chǔ)知識不太扎實，設(shè)計過程中出現(xiàn)過制圖上的錯誤，在繪制零件圖的過程中不懂得形位公差的標(biāo)注等。
（4）解決問題角度過于單一，缺乏多方案分析的意識。
畢業(yè)設(shè)計是完成學(xué)業(yè)走向工作崗位從事實際工作之前的最后一次實戰(zhàn)性演練，通過這次的畢業(yè)設(shè)計，不但完成設(shè)計任務(wù)，還使我處理問題的方法，得到了從單一到系統(tǒng)化的全面提高，領(lǐng)悟了設(shè)計規(guī)范和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的運用的重要性，也使我在文檔的撰寫等方面得到全面的訓(xùn)練和提高，相信這為我以后從事本專業(yè)實際工作和研究工作奠定了重要的思想基礎(chǔ)。
在這次設(shè)計過程中，得到了老師和同學(xué)們的幫助。特別是陳力航老師的悉心指導(dǎo)，使我受益菲淺。在此，對關(guān)心和幫助過我的各位老師和同學(xué)表示衷心的感謝
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致 謝
經(jīng)過了幾個月的時間，終于比較圓滿完成了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)?；厥走@些天來的設(shè)計過程，感覺經(jīng)過了一場艱苦的跋涉，同時也感覺自己的專業(yè)水平也有了一個較大幅度的提升。整個設(shè)計過程中，通過查閱各類專業(yè)參考書籍，進(jìn)一步拓寬了自己的知識面，也加深了自己專業(yè)知識的理解，也加強(qiáng)了對本專業(yè)知識的運用能力。
此時此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師——陳力航老師的精心指導(dǎo)，您不僅指導(dǎo)我解決了關(guān)鍵性的技術(shù)難題，給我傳輸了模具設(shè)計的思路，使我對模具設(shè)計的整個流程有了深刻的把握，從而使我設(shè)計過程中始終保持著清晰的思維而少走了很多彎路，更重要的是教會了我分析問題的方法，提高了我獨立分析和解決實際問題的能力，這在以后的人生中將長期受用。
這次畢業(yè)設(shè)計的順利完成，同時也要感謝所有在我成長道路上交到過我的老師，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們畢業(yè)設(shè)計的重視和關(guān)心，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設(shè)計提供了重要保障。
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