毕业设计（论文）-矿泉水瓶盖注塑模的设计.doc

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1、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 矿泉水瓶盖注塑模的设计 系别 机电工程系 专业 模具设计与制造 班级 模具 0802 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： 矿泉水瓶盖注塑模的设计 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

2、第十一周 模具整体设计和绘制装配图 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“矿泉水瓶盖注塑模的设计” 。之所以选择这个设计题 目主要有两方面意义：1、瓶盖是带螺纹的塑件，要求设计时要充分考虑到脱模的方 式方法，多分型面结构以及点浇口方式的模具结构设计方法；2、瓶盖属中小型件， 在我们的日常生活中有一定的普遍性和代表性，为今后的实用性模具设计奠定了基 础，以更好的服务模具制造业服务社会。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

3、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,铰链的设计等一系列模具的重要 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

4、 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。 希望本次设计为今后的工作奠定一个良好的基础。 关键词：矿泉水瓶盖，注塑模，铰链，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 3 1.4 塑料的收缩率及密度确定 3 1.5 模具种类与模具设计的关系 3 2 塑件注射工艺参数的确立.5 2.1 计算塑件的体积和质量 5 2.2 制品壁厚 5 2.3 脱模斜度 5 2.4 圆角和螺纹设计 6 2.5 尺寸精度 7 3 注射模的结构设计9 3.1 分型面的选择 9

5、3.2 确定型腔的数目及排列方式 .10 3.2.1 型腔数目的确定 .10 3.2.2 型腔排列方式的确定 .10 3.3 浇注系统的设计 .11 3.3.1 主流道的设计 .11 3.3.2 分流道的设计 .12 3.3.3 浇口设计 .14 3.4 导向机构的设计 .15 3.5 推出机构的设计 .16 3.6 拉料杆的形式选择 .17 3.7 脱模机构的设计 .17 3.8 成型结构设计 .19 3.8.1 动作原理 .19 3.8.2 结构特点 .20 3.8.3 型腔和型芯的结构特点 .20 3.8.4 限距拉板机构设计 .20 4 模具设计的有关计算21 济源职业技术学院毕业设计

6、 II 4.1 塑料注射及参数 .21 4.2 选标准模架 .21 4.3 型腔和型芯工作尺寸计算 .21 4.4 凹模型腔侧壁厚度和底板厚度计算 .23 5 注射机有关参数的校核.25 5.1 最大注射量的校核 .25 5.2 注射压力校核 .25 5.3 模具与注射机装模部位相关尺寸的校核 .26 5.4 锁模力的校核 .26 5.5 注射机开模行程校核 .27 6 模具冷却系统计算.28 6.1 冷却回路所需的总面积计算 .28 6.2 冷却回路的总长度的计算 .29 6.3 冷却水体积流量的计算 .30 7 注射模零件及总装技术要求.31 7.1 零件的技术要求 .31 7.2 总装技

7、术要求 .31 致 谢.33 参考文献.34 济源职业技术学院毕业设计 1 1 塑件工艺分析 1.11.1 塑件设计要求塑件设计要求 该产品用于各种矿泉水瓶上,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. 零件图 此塑件上有三个尺寸精

8、度要求：零件上有多个尺寸有 260.52；120.28；壁 厚 2mm,均为 MT6 级塑料精度，属于中等精度等级，在模具设计和精度要求，分别是： 300.75；制造过程中要严格保证这些尺寸的精度要求。其余尺寸均无精度要求， 为自由尺寸，可按 MT10 级精度查取公差值。塑件颜色：蓝色 济源职业技术学院毕业设计 2 瓶盖形状如上图，整体尺寸如上图。瓶盖为底面半径 15mm高 12mm，瓶盖属于 外部配件，表面精度要求较高，尺寸精度要求不高，内孔为螺纹制件，需保证其螺 纹顺利旋合 该塑件尺寸中等且要求塑件表面精度等级较高，无凹痕。采用点浇口流道型腔 注射模可以保证其表面精度。内螺纹依靠分瓣式可涨

9、缩型芯来成型，模具分三次分 型，采用拉板限距式。 该塑件为批量生产，且塑件的形状较复杂。为了加工和热处理，降低成本，该 塑件采用活动型芯的镶件结构，简化结构，降低模具的成本。 1.21.2 塑件的塑件的材料特征材料特征 聚丙烯（聚丙烯（PPPP） 塑料零件的材料为 PP（聚丙烯）其表面要求无凹痕。各方面性能如下：1）物 理性能 为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有 0.9-0.91g/cm,是 目前所有塑料中最轻的品种之一。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、但它对水特 别稳定，在水中 24h 的吸水率仅为 0.01%,成型性能好，制品表面光泽好，易于着色。 聚丙烯具有聚乙烯的所有优

10、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，如（盖和本体合一的各种容器，经过 7x107次开闭弯折未产生损坏和断 裂现象，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。2） 力学性能 聚丙烯的结晶性高，结构规整具有优良的力学性能，有突出的抗弯曲疲劳 强度。3）热性能 它熔点为 164-170，制品能在 100以上的温度进行消毒灭菌， 在不受外力作用时 150不变形，脆化温度-35。 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

11、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。 济源职业技术学院毕业设计 3 1.31.3 塑件材料的确定塑件材料的确定 考虑到矿泉水瓶盖的工作环境以及所受的力的大小来看，其在工作过程中需要 频繁的开合，所以综上各种塑料

12、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） 1.41.4 塑料的收缩率及密度确定塑料的收缩率及密度确定 表 1.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 PE940-9601.5-3.660-7060-1000.02 PP900-9101.0-2.580-9070-1000.03 ABS1030-10700.3-0.850-8060-1000.04 PVC13800.6-1.530-6080-1300.03 由表 1.知聚丙烯 PP 的收缩率

13、（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 。 1.51.5 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 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

14、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 济源职业技术学院毕业设计 4 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 5 2 2 塑件注射工艺参数的确立

15、2.12.1 计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量 制品的体积计算： 12 VV -V 总 22 12 Vrhrh 总 22 V3.14 1.51.23.14 1.31 总 V8.475.3 总 2 V3.17cm 总 制品的质量计算： M=V 2 M=0.9 3.17=2.85g/cm 2.22.2 制品壁厚制品壁厚 塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。热塑性 塑料的壁厚一般为 2-4mm，小塑件取偏小值，中等塑件取偏大值，大塑件可以适当 的加厚。塑件最小壁厚取决于塑料的流动性。 最小壁厚与流程的关系： 0.5) 0.6 100 l s （ 53 0.5) 0.

16、6 100 （ 0.86mm 根据热塑性塑料壁厚推荐值：聚丙烯最小壁厚 0.6mm，最大壁厚 7.6mm，推荐壁 厚 2.0mm。本设计中采用 2.0mm，满足壁厚要求。 2.32.3 脱模斜度脱模斜度 塑件在模塑成型过程中，塑料从融融状态转变为固态，将会产生一定量的尺寸 收缩，从而使塑件紧紧地包在模具型芯或型腔中凸起部分。为此必须考虑塑件内外 壁有足够的脱模斜度。聚丙烯个情况下脱模斜度见下表。 济源职业技术学院毕业设计 6 图 2. 脱模斜度示意图 表 3.聚丙烯选用脱模斜度 最小脱模斜度 项目 一般情况特殊情况 一般情况 32 脱模斜度不能太大时 0.50.25 本塑件采用：外表面 30-

17、50；内表面 35-1的脱模斜度，满足要求。 2.42.4 圆角圆角和螺纹设计和螺纹设计 在塑件的角隅处，既内外表面的交接转折处，加强筋的顶端及根部等处都应有 设计成圆角，而且圆角的半径不应小于 0.5mm。凡能设计成圆角的均设计成圆角， 有一系列好处。 。在塑件成型时熔料流动阻力小，有利于改善流动冲模特性。可以防 止因塑料收缩而导致的塑件变形或者因锐角而引起的应力集中，使塑件的强度增大， 模具使用寿命延长，塑件外形也因圆弧过渡而显得更为美观。本塑件参考下表设计 圆角为 1mm。 济源职业技术学院毕业设计 7 表 4.塑料内外边缘处的最小许可圆角半径 塑料名称最下许可圆角 聚乙烯、聚丙烯、聚苯

18、乙烯 1.0-1.5 聚酰胺、聚丙酰胺 0.5-1.0 酚醛塑料、氨基塑料 0.5 用于塑件的螺纹通常有普通米制螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹、圆 弧形螺纹等，在设计时需满足以下两个方面的要求：（1）保证塑件螺纹顺利脱模； （2）保证塑件及螺纹的强度；本塑件采用普通米制可满足这两方面的要求。 2.52.5 尺寸精度尺寸精度 （1）根据 SJ1372 表查的 pp 制品一般为 6 级精度，所对应的模具精度为 IT10 级，塑件公差数值为 0.36mm。 根据 GB/1800.3-1998 查得注射成型零件的标准公差数值为：基本尺寸 18mm- 30mm，模具精度 IT10，其成型零件的公差

19、数值为 0.84mm。 影响制品尺寸误差的因素及其控制： 引起制品产生尺寸误差的原因有很多，但制品尺寸可能出现的误差 主要是如 下五个方面因素综合作用的结果。 sszcj 式中 因采用的成型收缩率不准确引起的制品尺寸误差； s 因制品的成型收缩波动引起的制品尺寸误差； s 模具成型零件的制造偏差； z 成型零件的磨损引起的制品尺寸误差； c 模具活动零件的配合间隙引起的尺寸误差； j 1）制品的成型收缩率 换算后100% ms m LL s L 1 m Ls L s 式中 -室温时模具成型零件的尺寸； -室温时制品的尺寸。 m L s L 2）成型零件的制造偏差 在实际生产中，一般要不大于制品

20、尺寸公差的， z 1 3 济源职业技术学院毕业设计 8 模具成型零件工作尺寸的公差，由模具精度等级和尺寸段决定，工作尺() mzm 寸越大，实际制造偏差越大，其相应的制造公差也越大。与的关系：塑件 m m 基本尺寸 0-50，/=。 m 11 34 3）成型零件的磨损 根据经验，在生产中实际注射 25 万次，型芯径向尺寸磨 损量约为 0.02mm-0.04mm。 4）模具活动零件配合的间隙影响 在模具成型零件工作尺寸计算时，必须保证 证件制品总的尺寸误差不大于制品尺寸允许的误差,既 济源职业技术学院毕业设计 9 3 3 注射模的结构设计 3.13.1 分型面的选择分型面的选择 如何确定分型面，

21、需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的 成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌见位置形状以及推出方 法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合 分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几 项原则： （1）保证塑料制品能够脱模 这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中 脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个 平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型面的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影 响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。 （2）使型腔深度最浅 模具型腔深度

22、的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：1）目前模具型腔 的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越长，影响模具生产周期，同时 增加生产成本。2）模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、定模越厚。一 方面加工比较困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制，故型 腔深度不宜过大。3）型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺 寸差值越大。若要控制规定的尺寸公差值越大。若要控制规定的尺寸公差，就要减 少脱模斜度，而导致塑料脱模困难。因此在选择分型面时应可能使型腔深度最浅。 （3）使塑件外形美观，容易清理 尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会保

23、留有一圈 毛边，我们称之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹， 影响塑件外观，故分型面应避免设在塑件光滑表面上。如图 3 的分型面 a 位置，塑 件割除毛边后，在塑件光滑表面留下痕迹：图 3 的分型面 b 处于截面变化的位置上， 虽然割除毛边后仍有痕迹，但看起来不明显，故应选择后者。 （4）尽量避免侧向抽芯 塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并 且直接影响塑件尺寸、配合精度，且耗时耗材，制造成本显著增加，故在万不得已 济源职业技术学院毕业设计 10 的情况下才能使用。 （5）使分型面容易加工 分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和

24、动、定模配合面的平行度 在公差范围内。因此，分型面应该是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到 保证，易造成溢流飞边现象。 （6）使侧向抽芯尽量短 抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺 寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度。 （7）有利于排气 对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此， 选择分型面时应有利于排气。按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的 位置，而不把型腔封闭。 综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑 件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些 缺

25、点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。本设计中 采用在瓶盖口最大截面出处设置分型面。 3.23.2 确定型腔的数目及排列方式确定型腔的数目及排列方式 3.2.13.2.1 型腔数目的确定型腔数目的确定 为了提高生产率，保证塑件精度，模具设计时应合理确定型腔数目。 （1）确定型腔数目常用方法：1)按注射机的最大注射量确定；2）按注射机的额 定锁模力确定； （2）本设计中按制品精度要求初选型腔数：1）当塑件精度为 3 级和 3a 级，重 量为 5g，注射模型腔数取为 4-6 个；塑件为一般精度 4-5 级，重量为 12-16g，型腔 数取 8-12 个；重量为 50-100

26、g，型腔数取 4-8 个；3）塑件精度为 7-9 级，型腔数 比 4-5 级精度的塑件最多增值 50%。本塑件精度等级为 6 级，重量为 3g，考虑技术 不是很成熟，生产批量为中小批量，故此型腔数初选 4 个。 3.2.23.2.2 型腔排列方式的确定型腔排列方式的确定 （1）尽可能采用平衡式排列 平衡式浇注系统可确保塑件质量均匀一致和稳定。 济源职业技术学院毕业设计 11 （2）型腔布置和浇口开设部位应力求对称 可防止模具承受偏载产生溢料，影 响冲模效果和塑件质量。 （3）尽量使型腔排列紧凑 可减少模具的外形尺寸。模板总面积小，可节省钢 材，减轻模具质量。因此优化型腔布局就显得格外重要，本设

27、计中由于采用四腔， 可设计成平衡式。采用排列方式如下图所示。 图 3. 型腔的排列图 3.33.3 浇注系统的设计浇注系统的设计 浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统控制着塑件 成型过程中冲模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。浇注系统是指从注射 机喷嘴开始，到型腔入口为止的塑件熔体的流动通道，或在此通道内的冷凝的固体 塑料。 普通模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成。 3.3.13.3.1 主流道的设计主流道的设计 主流道设计应注意的问题： 济源职业技术学院毕业设计 12 （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 粗糙度

28、与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半 4263 . 0 Ra 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，并与注射机定模板的定位孔成间隙配 mm105 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。 主流道与喷嘴的接触处多做成半球形的凹坑。二者应严密接触以避免高压塑料 的溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大 1-2mm；主流道小端直径应比

29、喷嘴孔直径约 大 0.5-1mm，常取4-8mm，视制品大小及补料要求决定。大端直径应比分流道深 度大 1.5mm 以上，其锥角不宜过大一般取 2-6，但近年来有趋向于小锥度的趋 势。热塑性塑料的主流道，一般由交口套构成。计算主流道的直径公式为： 4V D K 式中 主流道大端直径（mm）D 流经主流道的熔体体积V 因熔体材料而异的常数（查表得 PP 材料值取 4）KK 经计算在本设计中小端取直径为 5mm，大端取直径为 8mm 3.3.23.3.2 分流道的设计分流道的设计 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

30、道的表面粗糙度为。mmRa6 . 1 表 5.分流道截面形状和特征比较 特征 截面形状 热量损失加工性能流动阻力效果 济源职业技术学院毕业设计 13 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

31、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 5 10bmm 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

32、料，从而保证塑件质量。 济源职业技术学院毕业设计 14 在本设计中采用 U 型截面的分流道，对于壁厚小于 3mm，质量在 200g 以下的塑 件，可用下述经验公式确定分流道的直径： 11 24 0.2654DW L 式中 分流道直径（mm）D 塑件的质量（g）W 分流道的长度（mm）L 最终确定分流道长度 35mm，直径 3mm，采用平衡式布置，一模四腔。 3.3.33.3.3 浇口设计浇口设计 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。浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、 圆环浇口、轮辐浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口

33、等。浇口不仅对塑 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。鉴于盒盖的具体结构，选择点浇口。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 4 Acnd 式中 点浇口的直径 dmm 系数，依塑料种类而异 PP=0.7n 表 6.塑料种类对应的 n

34、 值 塑料种类 PVCPE/PSPPPCPOMPVAV n 值 0.90.60.80.70.70.8 依塑件壁厚而异，系数为0.2c 济源职业技术学院毕业设计 15 型腔表面积A 故 ，0.15 10.13d 1.51mm 表 7.点浇口尺寸参数 塑件厚度 塑料种类 5 . 135 . 13 PSPE /7 . 05 . 09 . 06 . 02 . 18 . 0 PP8 . 06 . 00 . 17 . 02 . 18 . 0 PVCPOM /0 . 18 . 08 . 19 . 00 . 20 . 1 PA2 . 19 . 02 . 10 . 16 . 12 . 1 对于设计的瓶盖，由于其

35、内形状虽然规则但较复杂，属于小批量生产。故宜采 用双分型面点浇口。点浇口的特点 1）交口位置限制小；2）去除浇口后残留痕迹小， 不影响外观；3）开模时浇口可自动拉断，有利于自动化操作；4）模具必须采用三 板式；5）对于投影面积大的塑件及容易变形的塑件应采用多点浇口，以免翘曲。 3.43.4 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

36、过程中承 受单向侧压力。导向机构主要由导柱和导套组成。 济源职业技术学院毕业设计 16 图 4. 导柱导套的配合形式 3.53.5 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

37、构力求简单，动作可靠，不发生误动作，和模时要正确复位。 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，这样可减少推板与凸模壁的摩35 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。 济源职业技术学院毕业设计 17 图 5.推杆的形式 3.63.6 拉料杆的形式选择拉料杆的形式选择 拉料杆可分为球形拉料杆、z 形拉料杆和薄片式拉料杆，根据对各种拉料杆的 对比分析和对本模具成型特点考虑用 z 形拉料杆。 图 6. 拉料杆的形式

38、3.73.7 脱模机构的设计脱模机构的设计 在注射成型的每一循环中，都必须是塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中 济源职业技术学院毕业设计 18 这种脱出塑件和浇注系统的机构称为脱模机构。脱模机构的动作包括脱出和取出， 即首先塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具 内取出。 由于本塑件带有内螺纹，所以需要设计螺纹部分的脱模机构。在本设计中采用 非旋转脱出方式-分瓣可涨缩型芯。这种组合型芯在国外是一类批量生产的标准 件，用来成型中小型塑件，型芯中心有一锥形杆，当中心锥形杆插入后型芯各瓣紧 密排成一圈，将螺纹线加工成在外表面，成型后先抽回中心锥形杆，型芯各瓣由于 弹性向

39、内侧间隔错开回缩而与塑件分离，缩回距离为 e 这种结构需配合推件板使用。 故在设计当中采用推杆推板联合脱出方式。从瓶盖的具体形状和结构来看，其 尺寸不大，因此，采用四杆推出即可。普通的圆形顶杆按 GB/T4169.1-1984 选用， 均可满足要求。查表 7-13，选用10mm59mm 型号的圆形顶杆四根。推板厚度为 15mm。 济源职业技术学院毕业设计 19 3.83.8 成型结构设计成型结构设计 3.8.13.8.1 动作原理动作原理 图 7. 装配图 1.动模座板 2.支撑板 3.复位杆 4.导柱 5 垫块 6.支撑板 7.锥形杆 8.支撑板 9. 推板 10 动模型芯 11.螺钉 12

40、.定模版 13.型芯 14.定模座板 15.小导柱 16.型腔板 17.螺钉 18.主流道 19.主流道衬套 20.拉料杆 21.导柱 22.导套 23.动模版 24.导柱 25.支撑板 26.推杆 27.推杆固定板 28.推板 该注塑模具采用点浇口式三分型面模具。开模时，在第一分型面首先开始分型， 主流道凝料被拉出主流道，分流道凝料断留在定模板里，在定距拉板的限距作用下 完成第一次分型同时第二分型面开始分型，塑件包夹在型芯上向动模方向移动同型 腔分离，点浇口被拉断，浇注系统凝料自由脱落，同样在限距拉板的限距作用下完 成第二次分型，此时动模继续向后移动开始第三次分型，此次分型将完成型芯棒与 济

41、源职业技术学院毕业设计 20 型心套的分离，型芯棒抽出后型心套的瓣膜会自动向内收缩，使成型螺纹型芯与塑 件离开一定间隙。推板由于推杆在液压机构的作用下将塑件从螺纹型心套上推下， 人工再将其收起进行冷却、检验、装箱。最后模具各部件在注射机作用下进行下一 次注射。 3.8.23.8.2 结构特点结构特点 成型部分：由动模型芯 10、锥形杆 7 来形成塑件产品的内部结构，由型腔板 16 来形成塑件产品的外部结构。浇注系统：采用点浇口结构，脱落浇注系统凝料需一 定开模行程。由限距拉板确定分模行程。脱模机构：采用推杆 26 和推板 8 联合脱出 塑件。导向机构：此注塑模中的导向部分主要有两种：一是动、定

42、模之间的导柱 24 和导向 21，二是定模座板和定模板之间以及和推板之间采用小导柱 15 来完成。排 气系统：分型面排气。 3.8.33.8.3 型腔和型芯的结构特点型腔和型芯的结构特点 鉴于瓶盖的特殊结构，瓶盖注塑模具的成型零件包括：动模型芯瓣、锥形杆、 型腔。这样选择的原因在于：盒盖的外形虽然规则，但内部结构复杂。因此采用分 瓣可涨缩型芯。采用旋转型芯来脱模势必要增加齿轮齿条或借助外动力来旋转型芯 这样增加了模具成本和大量的计算造成繁重的工作量影响模具设计周期，和加工周 期。综上所述本模具采用简单的分瓣可涨缩型芯。技术要求：锥形杆的头部直径和 锥度均要大于外型芯瓣，要起到涨缩的作用。 3.

43、8.43.8.4 限距拉板机构设计限距拉板机构设计 （1） 限距的计算 为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料同时还要保证型芯中锥形 杆的抽出距离，对于三分型面注射模具，需要在开模距离中增加两次限距，一次定 模板与中间板的分开距离，二次定模与动模之间的分开距离。一次分开的大小应该 保证可以方便的取出流道内的凝料。凝料的长度为 d=40mm，因此，a42mm。第二次 应保证塑件的脱出，应为塑件高度的二倍=2h=212=24，因此26。 2 d 2 a （2） 限距拉板的选择 限距拉板的长度 s=45+45+20+30+20=160mm。限距拉板的宽度 采用一块拉板 两次限距，所以 S=3

44、搭边值+2螺栓直径+4=30mm。 济源职业技术学院毕业设计 21 4 模具设计的有关计算 4.14.1 塑料注射及参数塑料注射及参数 查模具设计与制造简明手册P.103.表 2-33 热塑性塑料注射机型号和主要技 术规格，根据（2）注射所得的总体积和质量可初选 SZ-68-40 机。塑料注射机参数 的规格如下表 表 8.注射机基本参数 螺杆直径（mm） 30 实际注射量（g） 68 塑化能力（g/s） 8.3 注射速率（g/s） 78 注射压力（mpa） 123 螺杆转速(r/min) 40-250 螺杆行程（mm） 110 锁模力（KN） 400 模板行程（mm） 220 模具最小厚度(m

45、m) 130 模具最大厚度（mm） 240 最大开距（mm） 460 模板尺寸（mm） 410390 顶出行程（mm） 40 喷嘴球半径（mm） SR18 喷嘴空直径（mm） 4 4.24.2 选标准模架选标准模架 根据以上分析，计算以及型腔尺寸及位置尺寸可确定模架的结构形式和规格。 模具设计手册选用 A3-200200-Z2 型模架，定模板厚度：A=25mm； 动模板厚度： B=20mm; 垫块厚度：C=60mm； 模具厚度：H=25+A+B+32+C+25=215mm 模具外形尺 寸：200mm200mm215mm 4.34.3 型腔和型芯工作尺寸计算型腔和型芯工作尺寸计算 影响塑件尺寸精

46、度的因素较为复杂，主要存在以下几方面： （1）零件的制造公差 济源职业技术学院毕业设计 22 （2）设计时所估计的收缩率和实际收缩率之间的差异和生产制品时收缩率波动： （3）模具使用过程中的磨损。以上三方面的表述如下： 1）制造误差：z=ai=a（0.45+0.001D） 其中 D被加工零件的尺寸，可被视为被加工模具零件的成型尺寸； z成型零件的制造公差值； i公差单位； a精度系数，对模具最常用的精度等级； 2）成型收缩率波动影响 其中， Scp塑件成型收缩率 LM模具成型尺寸 LS塑件对应尺寸 3）型腔磨损对尺寸的影响 为简便计算，凡与脱模方向垂直的面不考虑磨损量，与脱模方向平行的面才考

47、虑磨损。考虑磨损主要从模具的使用寿命来选定，磨损值随产量的增加而增大；此 外，还应考虑塑料对钢材的磨损情况；同时还应考虑模具材料的耐磨性及热处理情 况，型腔表面是否镀铬、氮化等。有资料介绍，中小型模具的最大磨损量可取塑件 总误差的六分之一(常取 0.02-0.05mm)，而对于大的模具则应取六分之一以下。但 实际上对于聚丙烯、尼龙等塑料来说对模具的磨损是很小的，对小型塑件来说，成 型零件磨损量对塑料的总误差有一定的影响，而对于大的塑料来说影响很小。 在以上理论基础上，下面按平均收缩率来计算成型尺寸：制品为 6 级精度，公 差数值为 0.36mm。查得聚丙烯（PP）的平均收缩率为 Scp=1.5

48、%；考虑到实际的模具 制造条件和工件的实际要求，模具的制造公差等级取 IT10 级，直径 18-30mm，公差 数值为：0.84mm 1）凹模径向尺寸 0 1 m mcp DSdx 0.84 0 1 0.015300.5 0.36 m D 0.84 0 1.015 300.18 m D 0.84 0 30.63 m D 济源职业技术学院毕业设计 23 式中：凹模径向名义尺寸（最小尺寸） m D 所采用的塑料平均成型收缩率，取 1.5% cp S 制品的名义尺寸（最大尺寸）d 修正系数，x=0.5（精度不高时）x 模具制造公差（取 0.84mm） m 制品公差（负偏差） 2)型芯径向尺寸 0 1 mcp m dSDx 0 0.84 1 0.015 260.5 0.36 m d 0 0.84 26.57 m d 式中: 制品名义尺寸（最小尺寸）D 3