點滴瓶蓋注塑模設計

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1、青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設計說明書（論文）摘 要畢業(yè)設計是對點滴瓶蓋的設計及其模具設計，重點是對點滴瓶蓋的模具設計。通過對點滴瓶蓋結構及相關參數(shù)特征分析，設計出該塑件的模具。在整個模具設計過程中，涉及到了塑件的結構設計、注塑機和模架的選擇及注塑機的一些重要工藝參數(shù)的校核，并詳細敘述了模具設計中的分型面設計、澆注系統(tǒng)設計、成型零件設計、側抽機構設計和冷卻系統(tǒng)設計以及模具的各種零件的結構設計。而在此基礎上又增加脫螺紋機構的設計，在整個設計中的重點就是側抽機構和脫螺紋機構。在模具設計過程中，采用了UG、AutoCAD等的設計分析軟件，采用這些軟件進行設計分析，優(yōu)化了設計的參數(shù)和縮短了設計時間，提

2、高了設計效率。通過整個模具設計，本人已經(jīng)能夠熟練地使用當前常用的設計分析軟件，學會了根據(jù)計算或者依據(jù)經(jīng)驗選擇一些參數(shù), 對模具設計經(jīng)歷了由接觸到熟悉再到獨立做出一套模具的過程，對模具設計的各個流程有了很熟悉的了解，對一些模具的標準也有了一定的了解，而付出大部分時間的側抽的設計也取得了比較不錯的效果.在本次設計之后，對模具的各個方面都有了一個全面的了解，為以后打下堅實的基礎。關鍵詞：點滴瓶蓋,模具設計,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青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設計說明書（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 注射成型機的選擇113.1 零件的體積與質量計算113.2 選擇注射機114 成型零件結構設計134.1 成型零件工作尺寸的計算134.2 成型零件的力學計算144.3 分型面的選擇154.5 澆注系統(tǒng)的設計164.6 澆口設計214.7 冷料井設計224.8 排氣槽的設計234.9 凹凸模的結構設計234.10 導向機構的設計244.11 脫模機構的設計264.12 冷卻系統(tǒng)的設計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 注射機參數(shù)的校核396.1 柱設計參數(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)的重要工藝設備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。沒有模具，就沒有高質量的產(chǎn)品。使用模具加工零件，具有生產(chǎn)率高、質量好、節(jié)約材料、成本低等一系列優(yōu)點。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，特別是制造精密、復雜、大型模具的技術，已成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志之一。根據(jù)國際生產(chǎn)協(xié)會報告，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)達國家模具工業(yè)的產(chǎn)值均已超過機床總產(chǎn)值；我國

11、臺灣地區(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，在模具設計和制造水平上都有了長足的進步。注射模具設計的內容主要包括市場調研，塑料的選擇，塑件建模及其設計的工藝分析，注塑機、注射模架及其零部件的選擇，并進行有關的參數(shù)計算和校核，以及工程圖紙的繪制。在模具設計中CAD/CAE 技術的應用，可大量縮短模具設計的時間并使設計參數(shù)標準化。盡管如此，我們在正確地、高水平地使用注塑模具計算機輔助設計的各種軟件的同時，仍必須對模具設計的原則和方法有透徹地了解，以使CAD/CAE 技術在模具的設計、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 國內外注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀近年來我國通過引進國際的先進技術和加工設備，使塑料模具的制造水品比十年前進了一大步，然而由于基礎薄弱、對引進技術的吸收、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技術尚有一段差距。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，國內生產(chǎn)的小模數(shù)塑料齒輪等精密塑料模具已達到國外同類產(chǎn)品水平。在齒輪模具設計中采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型壓縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線造型要求。我國一些精密、復雜、大型模具的設

13、計制造水平也已達到或接近國際水平。使用CAD三維設計、計算機模擬注塑成型抽芯脫模機構設計新穎等對精密、復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計制造也已達到相當高的水平，國內最大的塑料模具已達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)達國家相比仍有較大的差距。特別在大型、精密、復雜和長壽命模具技術上存在明顯差距，這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國內需要，因此需要大量從國外進口。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)絡化。追求的目標是提高產(chǎn)品質量及生產(chǎn)效率。模具企業(yè)在技術上實現(xiàn)了專業(yè)化，在模具企業(yè)的生產(chǎn)管理方面，也有越

14、來越多的采用以設計為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產(chǎn)方式，降低了對模具工人技術全面性的要求，強調專業(yè)化。國外注塑成型技術也在向多工位、高效率、自動化、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)調能力差。3. 多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。4. 供需矛盾一時難以解決。5. 體制和人才問題的解決尚待時日。1.2.2 國內外注塑模具的發(fā)展趨勢 據(jù)國際生產(chǎn)技術協(xié)會預測21世紀機械零部件中60%的粗工，80%的精加工要由模具來完成。所以模具工業(yè)對今后國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展將起到越來越重要的作用。模具的制造技術和成型技

15、術未來有如下的發(fā)展趨勢：1） CAD/CAE/CAM技術在模具設計與制造中的應用經(jīng)過多年的推廣應用。模具設計“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.采用CAD技術是模具生產(chǎn)的一次革命,是模具技術發(fā)展的一個顯著特點。近年來，CAD技術發(fā)展主要有以下特點：模具CAD技術及其應用日趨成熟； 基于網(wǎng)絡化的CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結構初見端倪；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)技術是一種綜合運用計算機輔助設計技術、數(shù)控技術、激光技術和材料科學的發(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,是當代最具有代

16、表性的制造技術之一。利用快速成型技術不需要工裝,可快速制造出任意復雜的工件,這樣大大減少了產(chǎn)品開發(fā)風險和加工費用,縮短了研制周期。3）研究和應用模具的快速測量技術與逆向工程在產(chǎn)品的開發(fā)設計與制造過程中,設計與制造者往往面對的并非是CAD模型描述的復雜曲面實物樣件,這就必須通過一定的三維數(shù)據(jù)采集方法,將這些實物原型轉化為CAD模型,從而獲得零件幾何形狀的數(shù)學模型,使之能利用CAD、CAM、RPM等先進技術進行處理或管理。這樣從實物樣件獲取產(chǎn)品數(shù)學模型的相關技術,稱為逆向工程。4）發(fā)展優(yōu)質模具材料和采用先進的熱處理和表面處理技術模具材料的選用在模具設計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,應發(fā)展設備昂貴、工藝先進的氣相沉積、等離子噴涂等技術。5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率 模具標準化的水平在某種意義上體現(xiàn)了一個國家模具工業(yè)發(fā)展的水平。采用標準模架和使用標準零件,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 本課題的內容和具體要求1.3.1 本課題的內容（1）對點滴瓶瓶蓋的注塑模具進行設計；（2）繪點滴瓶瓶蓋的注塑模具各零件圖和整體裝配圖；（3）分析點滴瓶瓶蓋的注塑模具主要零件的機械加工工藝。 1.3.2 具體要求1. 原始數(shù)據(jù)：圖1-1為某醫(yī)

18、用點滴瓶瓶蓋，材料為聚乙烯。瓶蓋內側主體上有內螺紋與瓶體連接，瓶蓋內部有一凸起的環(huán)形臺，與點滴瓶的長桿有配合關系，瓶蓋具體尺寸零件圖如圖所示； 圖1-1 瓶蓋尺寸2.設計此點滴瓶瓶蓋的注塑模具，要求在滿足模具強度、剛度和壽命等條件下，使體積小，精度高。3.運用本專業(yè)所學知識，結合生產(chǎn)實踐中學到的知識，靈活運用傳統(tǒng)和現(xiàn)代設計方法解決問題的能力，進一步提高讀圖、制圖等基本技能。 4.畢業(yè)設計（論文）的理論依據(jù)充分，數(shù)據(jù)準確，公式推導正確，條理清晰，語言流暢，結構嚴謹； 5.能獨立應用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)檢索文獻資料并恰當運用，具備查閱中外文獻和搜集資料的能力。1.3.3 目的和意義（） 檢驗理論知識掌握

19、情況，將理論與實踐結合。 （） 步掌握進行模具設計的方法，過程，為將來走向工作崗位進行科技開發(fā)工作和撰寫科研論文打下基礎。 （） 培養(yǎng)自己的動手能力、創(chuàng)新能力、計算機運用能力。 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 此零件的材料選用聚乙烯。 聚乙烯簡寫PE，屬于熱塑性材料，其特點如下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；聚乙烯對于環(huán)境應力（化學與機械作用）是很敏感的，耐老化性差1。2.1.2 材料的成型特性 1.結晶料吸濕小，不需充分干燥，流

20、動性極好，流動性對壓力敏感，成型時宜用高壓注射，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，內應力增大，應注意澆口位置，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，模具設冷料穴，并有冷卻系統(tǒng)。 3.加熱時間不宜過長，否則會發(fā)生分解。 4.軟質塑料有較淺的側凹槽時，可強行脫模。 5.可能發(fā)生融體破裂，不宜與有機溶劑接觸，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、電氣性能密度 g/cm30.910.93質量體積 cm3/g1.071.10吸水率 24h 18.24）,所以完全滿足強度和剛度的要求。4.2.2 凹

21、模底板厚度計算根據(jù)底板厚度的剛度公式可得底板厚度： （4-8）式中 常數(shù)，有底板內壁邊長比L/b值選定，查表3-10，其它同上。）代入公式計算：=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，即定模和動模兩大部分。定模和動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：分型面應取在塑件尺寸的最大處。而且應使塑件留在動模部分，由于推出機構通常設置在動模的一側，將型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較

22、大，內孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應將凹模也設在動模一側。拔模斜度小或塑件較高時，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）分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質量和精度要求。 （3）分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造。（4） 分型面應有利于側向抽芯，但是此模具無須側向抽芯，此點可以不必考慮。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 模具型腔的設計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腔的結構,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、對稱排列及復合排列等。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)的設計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噴嘴通向模具型腔的通道，因此它應能夠順利的引導熔體迅速有序地充滿型腔各處，獲得外觀清晰，內在質量優(yōu)良的塑件。對澆注系統(tǒng)設計的具體要求4：（1）對型腔的填充迅速有序；（2）可同時充滿個個型腔；（3）盡可能消耗較少

24、的塑料；（4）對熱量和壓力損失較?。唬?）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）不會使冷料進入型腔；（8）澆口痕跡對塑料外觀影響很小。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 主流道設計 主流道通常位于模具的入口處，其作用是將注射機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔。其形狀為圓錐形，以便于塑料熔體的流動及流道凝料的拔出。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接觸，所以主流道常設計成可拆卸的澆口套。 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，則主流道小端尺寸為d = 注射機噴嘴尺寸 + （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計雖然是小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈還是設計成分體式，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 分流道設計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）分流道設計要點（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，分流道轉折處應以圓弧過度。（2）分流道較長時，在分流道的末端應開設冷料井。對于此模來說在分流道上不須開設冷料井。（3）分流道的位置可單獨開設在定模板上或動模板上，也可以同時開設在動，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，從在輸送熔料時減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應力求縮短。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。 對于壁厚小于，重量在以下的塑件，可用下述經(jīng)驗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注射時間，取1s;A梯形面積（0.105cm）;c梯形周長（1.3cm）。4.6 澆口設計澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。其主要作用是：（1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，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)驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質量。澆口位置的選擇：（1）澆口位置應使填充型腔的流程最短。這樣的結構使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質量都要注意到這些適當值。（2）澆口設置應有利于排氣和補塑。（3）澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側澆口在進料時頂部形成

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

32、槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產(chǎn)生。（5）澆口位置應避免側面沖擊細長型心或鑲件。選擇澆口的種類為側澆口，形狀為矩形，具體位置形狀如圖4-6所示： 圖4-6 側澆口示意圖1凸模 2凹模 3塑件 4側澆口 5分流道 根據(jù)實用模具技術手冊和計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 冷料井設計冷料井位于主流道正對面的動模板上，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”進入型腔而影響塑件質量，開模時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計的模具，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拉料桿構成。拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不能隨脫模機構運動。利用半圓頭型的拉料桿配合冷料井，如圖4-7所示：圖4-7冷料井結構示意圖4.8 排氣槽的設計塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會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，所以無需設計排氣槽。4.9 凹凸模的結構設計 凹模用于成型塑件的的外表面，又稱為陰模、型腔。按其結構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上來說整體式強度、剛度好，但不適宜復雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結構，使復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，模具結構復雜。 由于該模具結構相對簡單，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表面，又稱型芯、陽模。凸模按結構形式分為整體式和鑲拼組合式由于凸模的加工相對凹模容易，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 導向機構的設計4.10.1 導向機構的作用 導向機構是保證塑料注塑模具的動模與定模合模時正確定位和導向的重要零件，通常采用導柱導向，主要零件包括導柱和導套。其具體作用有：定位作用、導向作用、承載作用、保持運動平穩(wěn)作用、錐面定位機構作用。4.10.2 導向機構的設計原則a.導柱（導套）應對稱分布在模具分型面的周圍，其中心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模具強度防止模具發(fā)生變形；b.導柱（導套）的直徑應根據(jù)模具尺寸選定，并應保證有足夠的抗彎強度；c.導柱固定端的直徑和導套的外徑應盡量相等，有利于配合加工并保證同軸度要求；d.導柱

36、和導套應有足夠的耐磨性；e.為了便于塑料制品脫模，導柱最好裝在動模板上，但有時也裝在定模板上，這就要根據(jù)具體情況而定3。4.10.3 導柱的設計 導柱的結構形式有兩種：一種為單節(jié)式導柱，另一種為臺階式導柱。小型模板采用單節(jié)式導柱，大型模板采用臺階式導柱。 在導柱的工作部分上開設油槽，可以改善導向條件，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，導柱結構尺寸如圖4-10所示：圖4-10 導柱結構尺寸圖4.10.4 導套的設計 由于導柱已選定，并且采用定模部分有導套，動模部分無導套的形式，可得導套的結構尺寸如圖4.11所示： 圖4-11 導套結構尺寸圖4.10.5導向孔的總體布局

37、導向零件應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有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導柱和導套后發(fā)生變形。根據(jù)手冊推薦值3選定的導柱分布形狀如圖4-12所示 圖4-12 導柱分布尺寸圖4.11 脫模機構的設計雖然塑件內表面有螺紋，但是由于塑件材料為熱塑性塑料，為了節(jié)約工時，提高生產(chǎn)效率，該模具采用強制脫模，脫模機構為一次頂出脫模機構，它包括常見的推桿、推板、推塊等脫模機構。該機構是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機構的作用下，通過一次動作即可頂出。基于以上原則，該模具的脫模零部件設在動模上，選擇推板頂出形式。4.11.1推桿的設計 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 推桿尺寸圖下面對推桿直徑進行校核：確定推桿橫截面直徑為6mm，下面對其許用應力進行校核。 a、脫模阻力的計算3 脫模阻力 (公斤) （4-9） 式中 C型芯成型部分斷面的平均周長（）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有關，一般可取 4，這里??； 所以，單個塑件的脫模阻力 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)可簡化為兩端固定的壓桿穩(wěn)定性力學模型，由歐拉公式簡化為： （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，對推桿進行強度校核如下： （4-11） 式中，為推桿所受的壓力，； 為推桿材料的許用應力，。由上式得出所以推桿滿足強度要求。4.11.2 推板導柱導套的結構設計 推板導柱為推板動作導向，成滑動配合；推板導套與推板導柱配合，為了防止推板導套的磨損，應制成便于更換的淬火套4。 推板導柱的結構如圖4-14所示：圖4-14 推板導柱結構尺寸圖推板導套選擇一般的標準導套推板導柱導套的結構如圖4-15所示：圖4-15 推板導套結構尺寸圖4.11.3 復位桿的設計a、復位桿的作用 復位桿的作用是使推出機構恢

40、復原位，當開模時推件板在推桿的推動下將塑料制品推出，復位桿也同時凸出模板表面。當再次注射時，在模具閉合過程中，定模表面與反推桿接觸，并使反推桿推動推出機構一起返回推出位置。b、復位桿的設計 在該模具中，沒有單獨設計復位桿，通過推桿完成推出機構的復位，推桿和推件板相接觸，當模具閉合時，定模表面與推件板接觸，進而通過推桿帶動上、下推板復位，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 拉料桿的設計拉料桿的作用是在開模時，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)的設計4.12.1 溫度調節(jié)對塑件質量的影響、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，機械強度高，耐應力開裂性好和表面質量好；、模溫均勻，冷卻時間短，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 對溫度調節(jié)系統(tǒng)的要求、根據(jù)選用的塑料品種，確定溫度調節(jié)系統(tǒng)是采用冷卻方式還是加熱方式；b、希望模溫均勻，塑件各部分同時冷卻，以提高生產(chǎn)率和塑件質量；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、溫度調節(jié)系統(tǒng)要盡量做到結構簡單，加工容易，成本低廉。4.12.3 冷卻裝置的設計要點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，應加強冷卻；d、對熱量積聚大，溫度上升高度的部位應加強冷卻；e、當成型大型塑件或薄壁制品時，熔料流程較長，而料溫愈流愈低，為在整個塑件上取得大致相同的冷卻速度，可以適當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，降低塑件強度；g、冷卻裝置的形式應根據(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)的確定假設模具平均工作溫度為60，用常溫20的水作為模具冷卻介質，其出口溫度為30。由塑料制品在固化時每

43、小時釋放的熱量為 （4-12）查表得聚乙烯單位重量放出的熱量；為單位時間內注入模具中的塑料重量，由已選注射機得其參數(shù)為3.6Kg/min。故 =由冷卻水的體積流量公式 （4-13） 塑料制品在固化時每小時釋放的熱量；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準有兩個，即塑料注射模中小型模架及其技術條件和塑料注射

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。本次設計采用中小型模架，其模板尺寸為：系列。模架的結構組成如圖5-1所示： 圖5-1 模架結構圖1定模座板 2螺釘 3定模板 4導套 5推板 6型芯固定板 7導柱 8支承板 9墊塊 10推桿 11螺釘 12螺釘 13動模座板5.2 模具的尺寸及重要零件的工藝分析 查參考文獻4的表，根據(jù)實際需要確定各模板的尺寸。（1） 定模板的設計 定模板的結構如圖5-2所示：圖5-2 定模板結構圖 定模板的設計尺寸為。 a.以基準角545定位，車削基準面B；然后以基準面B為基準，加工20和31mm 的型型腔固定孔和分流道，可以采用坐標鏜床和加工中心

45、完成。b.以基準面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） 型芯固定板的設計及加工工藝規(guī)程分析型芯模固定板的結構如圖5-3所示：圖5-3 型芯固定板結構圖動模板（型芯固定板）加工工藝如下： a.以基準角545定位，車削基準面C；然后以基準面C為基準，加工29和24mm 的型芯固定孔，可以采用坐標鏜床或加工中心完成。b.以基準面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。凸模固定板的設計尺寸為。（3） 推件板的設計 推件

46、板的結構如圖5-4所示：圖5-4 推件板結構圖推件板的設計尺寸為mm。（4） 支承板的設計支承板的結構如圖5-5所示：圖5-5 支承板結構圖支承板的設計尺寸為。（5） 推板的設計 推板的結構如圖5-6所示：圖5-6 推板結構圖推板的設計尺寸為。（6） 推桿固定板的設計 推板的結構如圖5-7所示：圖5-7 推桿固定板結構圖推桿固定板的設計尺寸為。（7） 墊塊的設計墊塊的結構如圖5-8所示：圖5-8 墊塊結構圖墊塊的設計尺寸為。（8） 定模座板的設計定模座板的結構如圖5-9所示：圖5-9 定模座板結構圖定模座板的設計尺寸為。 （9）動模座板的設計定模座板的結構如圖5-10所示：圖5-10 動模座板結構圖動模座板的設計尺寸為。（10）型芯的機械加工工藝分析型芯的結構如圖5-11所示： 圖5-11 型芯結構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，在坐標鏜床或加工中心加工18mm、12mm和152mm的孔。c.以18mm的孔為基準在數(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）型芯的機械加工工藝分析型芯的結構如圖5-12所示:圖5-12 型腔結構圖型芯加工工藝如下：a.加工外形尺寸，由車床或加工