1、湖南工业大学课 程 设 计资 料 袋机械工程学院 学院（系、部） 20122013 学年 第 1 学期 课程名称 注塑成型工艺及模具设计 指导教师 陈吉平 职称 教授 学生姓名 薛开勇 专业班级 学号 题 目 大口桶盖塑料成型加工及模具 成 绩 起止日期 2012 年 12 月 02 日至 2012 年 12 月 25 日目 录 清 单序号 材 料 名 称 资料数量 备 注1 课程设计任务书 12 课程设计说明书 13 课程设计图纸 4 45- 1 -塑料成型模具设计课程设计设 计 说 明 书大口桶盖注塑成型工艺与模具设计起止日期： 2012 年 12 月 03 日 至 2012 年 12 月
2、 25 日学 生 姓 名 班 级 学 号成 绩 指 导 教 师 (签 字 )- 2 -机械工程学院2012 年 12 月 22 日目录课程设计任务书 1大口桶盖附图 2第 1 章 塑料成型工艺性分析 31.1 塑件分析 3 1.2 性能分析 3 1.2.1 成型性能 31.2.2 使用性能 31.2.3 主要性能指标 41.3 注射工艺参数 4第 2 章 分型面位置的分析和确定 42.1 分型面的选择原则 42.2 分型面选择方案 5第 3 章 塑件型腔数目及排列方式的确定 53.1 型腔数目的确定 53.2 型腔的排列方式 5第 4 章 注射机的选择和有关工艺参数的校核 64.1 所需注射量
3、的计算 64.1.1 塑件质量和体积 64.1.2 浇注系统凝料体积 64.1.3 所需总注射量 64.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 64.3 注射机型号的选择 74.4 有关工艺参数的校核 74.4.1 按注射机的额定注射量校核型腔数量 74.4.2 注射量的校核 74.4.3 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 84.4.4 注射压力的校核 84.4.5 安装部分的尺寸校核 8第 5 章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算 105.1 主流道的设计 105.2 冷料穴的设计 115.3 浇口设计 115.3.1 浇口类型及位置的方案选择 115.3.2 浇口
4、的结构尺寸 12第 6 章 成型零件的设计及力学计算 126.1 成型零件的结构设计 126.2 成型零件工作尺寸计算 13- 3 -6.3 成型零件的强度及支撑板厚度计算 156.3.1 成型壁厚 156.3.2 型腔底板厚度 156.4 成型零件的钢材的选用 16第 7 章 模架的确定和标准件的选用 16第 8 章 导向机构的设计 16第 9 章 脱模机构的设计 179.1 脱模机构的设计原则 179.2 塑件的脱模机构 179.3 复位机构及其他机构 17第 10 章 温度调节系统的设计 1810.1 加热系统 1810.2 冷却系统 1810.2.1 冷却介质 1810.2.2 冷却系
5、统的简单计算与核验 18第 11 章 排气槽的设计 19第 12 章 模具总体结构 20第 13 章 设计总结 22第 14 章 参考文献 23- 4 -湖南工业大学课程设计任务书2011-2012 学年第 1 学期机械工程学院(系、部) 专业材料成型 班级材料 094 班课程名称：塑料成型加工与模具设计题目：大口桶盖注塑成型工艺及模具设计完成期限：自 2011 年 12 月 12 日至 2011 年 12 月 25 日共 2 周内容及任务1、独立拟订塑件(见产品附图)的注塑成型工艺，正确选用成型设备；2、合理设计模具结构，绘制注射模具总装图 1 张（CAD 绘制成 A1 图幅） ；3、合理设
6、计模具零件图结构，绘制注射模具零件图纸 3 张（CAD 绘制成 A4 图幅） ；4、编写设计计算说明书一份（A4 幅面，20 页左右）起止日期 工作内容12.12 设计准备工作12.13 拟订设计方案12.14 至 12.16 装配草图的绘制12.17 至 12.18 装配图的绘制12.19 至 12.21 零件工作图的绘制12.22 至 12.24 编写设计说明书进度安排2011.12.25 答辩参考资料1黄虹主编.塑料成型加工与模具.北京:化学工业出版社.2008.122冯爱新主编.塑料成型技术.北京:化学工业出版社 2004.73何忠保等编.典型零件模具图册.北京:机械工业出版社.200
7、0.114赵大兴主编.工程制图.北京:高等教育出版社.2004.75徐学林主编.互换性与测量技术基础.长沙:湖南大学出版社.2009.76冯新爱主编.塑料模具工程师手册.北京：机械工业出版社.2009.17张玉龙主编.塑料品种与性能手册.北京：化学工业出版社.2006.78北京意达利技术开发有限责任公司 编.塑料模具设计与制造过程仿真.北京：化学工业出版社.2007.1指导教师（签字）：_ 年 月 日- 5 -教研室主任(签字)：_ 年 月 日大口桶盖附图大桶盖二维图大桶盖三维图技术要求：1、塑件材料为 PP(聚丙烯)；2、塑件外表要求光滑；3、脱模斜度 30-1；4、中批量生产；5、未注圆角
8、 R1-R2。- 6 -第 1 章 塑料成型工艺性分析1.1 塑件分析如图 1.1 所示，塑件为大口桶盖，塑件材料为 PP（聚丙烯） ，中批量生产。由图可知，主要尺寸组成：塑件主体是厚度为 2.5mm 的薄壳体，圆柱侧面均匀分布着 12 跟 R3.5 的防滑圆柱，其他圆角为 R1-R2，结构简单，便于加工成型。图 1-1 塑件工艺图1.2 性能分析 1.2.1 成型性能该塑件材料选用 PP（聚丙烯） ，聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解；流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔、凹痕、变形；冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注
9、意控制成型温度；料温低温高压时容易取向,模具温度低于 50 度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕，90 度以上易发生翘曲变形；塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。1.2.2 使用性能 聚丙烯（PP）是热塑性塑料，耐腐蚀性和聚乙烯相似，且较优。除浓硝酸、发烟硫酸、氯磺酸等强氧化性酸外，能耐大多数的有机和无机酸、碱、盐，也适- 7 -于在室外大气中暴露（加入 2炭黑的品种） 。对应力腐蚀破裂的抗蚀性良好，但能被某些强有机溶剂破坏。聚丙烯比重小，强度高于聚乙烯，常温下耐冲击性能良好，0以下则变差。耐温高性，在低于应力下可长期使用于 110120，因此，广用于聚乙烯和聚氟乙烯不适用的较高温
10、度的环境。加工成型方法和一般热塑性塑料相同，可制成管、槽、排烟道、实验室设备等，也可作这热喷或流化涂层。1.2.3 主要性能指标表 1-1 聚丙烯主要性能指标密度 1.041.06g/cm 3 玻璃化温度 100116 oC熔点 160175 oC 计算收缩率 1 2 %比热容 2800J/(kg.k) 拉伸屈服强度 31.0MPa拉伸强度 3039MPa 冲击强度（缺口） 2.22.5 2mkJ弯曲强度 4256MPa 弯曲模量 1.11.4MPa1.3 注射工艺参数表 1-2 塑件注射工艺参数注射成型机类型 螺杆式 转速 r/min 3060机筒前段温度/ oC 180200 机筒中段温度
11、/ oC 200220机筒后段温度/ oC 160170 喷嘴温度/ oC 170190模具温度/ oC 4080 喷嘴形式 直通式注射压力 MPa 70120 保压力 MPa 5060注射时间 s 05 保压时间 s 2060冷却时间 s 1550 成型周期 s 40120第 2 章 分型面位置的分析和确定2.1 分型面的选择原则 分型面的选择是否合理对于塑件质量、模具制造与使用性能均有很大影响，它决定了模具的结构类型，是模具设计工作中的重要环节。模具设计时应根据塑件的结构形状、尺寸精度、浇注系统形式、推出形式、排气方式及制造工艺等多- 8 -种因素，全面考虑，合理选择。选择分型面的总原则是
12、保证塑件质量，且便于塑件脱模和简化模具结构，具体映遵循以下原则:1）分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构,选择分型面应尽量使塑件开模时留在动模；2）分型面应尽可能选择在不影响外观的部位,并使其产生的溢料边易于消除和修整；3）分型面的选择应保证塑件尺寸精度；4）分型面选择应有利于排气；5）分型面选择应便于模具零件的加工；6）分型面选择应考虑注射机的规格。7)分型面选择尽可能满足制件的使用要求。9）分型面选择要有利于保证制品的外观质量。 2.2 分型面选择方案由塑件形状及加工要求，可以采用如下图两种分型面方案：方案 方案图 2-1 分型面方案 方案中分型面与开模方向平行,置于最大截面处,塑件包
13、紧在动模型芯上。利用推出机构易于推出,开模行程合理,模具结构简单,制造方便,塑件成型精度高,能够满足要求；案与方案很类似,但是方案多了一块型腔底板，加大了模具的制造复杂性和成本，所以方案不如方案好。综上所述,分型面采用方案。第 3 章 塑件型腔数目及排列方式的确定3.1 型腔数目的确定- 9 -为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应合理确定型腔数目。模具型腔数目可选择一模一腔或者一模两腔。由于该塑件尺寸较大，结构不是很复杂，精度要求较高，再结合经济性，可以确定采用一模一腔的结构。3.2 型腔的排列方式由于采用的是一模一腔式结构，故排列结构是单一的。点浇口适用
14、于壳类、盒类塑件，故选用点浇口，模具结构为三板式直浇道推杆推出形式。第 4 章 注射机的选择和有关工艺参数的校核注射模是安装在注射机上使用的工艺装备,因此设计注射模是应该详细了解现有注射机的技术规格才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是依据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下,设计人员应对模具所需的注射量,锁模力,注射压力,拉杆间距,最大和最小模具厚度,推出形式,推出位置,开模距离等进行计算。4.1 所需注射量的计算4.1.1 塑件质量和体积根据体积公式 ,初步算得结果如下：HSV塑件体积： 315.02cm塑件密度：1.041.06g/cm
15、 3 ，取 3.05g/cm1塑件质量： V28.9/.c.3314.1.2 浇注系统凝料体积流道凝料的质量（包括浇口） 可按塑件质量的 0.6 倍计算,由于该模具采2用一模一腔,所以浇注系统凝料质量为： gm9.56.0g8.936.012 体积为： 312 .12. cmcV4.1.3 所需总体注射量该模具一次注射所需塑料质量和体积分别为：- 10 -gm25.1498.361.21 36500 cmcV4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积为 ,在模具设计前是个未知数,2A根据单型腔模的设计分析,塑件在分型面上的投影面积为 ，
16、 是 的 0.2-0.5121A倍,因此可用 0.35 来进行计算，故1A12121 350A221.0715386. mA型腔压力： MPaPK5.89.0型式中：K压力损耗系数，可在 的范围内选取，此时取 0.3；4.2为注射压力，为 70120 ，取 95 ； 0P则 KNPAFm0.594.3 注射机型号的选定由上述数据查参考文献【1】附录 6 选注射机型号为 XS-ZY-250,基本参数如下：表 4-1 注射机的基本参数螺杆直径/ m50额定注射量/ 3cm250额定注射压力/ MPa130 锁模力/ KN1800最大注射面积/ 2500 模板行程/ 350最大模具厚度/ 350 最
17、小模具厚度/ 250定位孔直径/ 0.615推出孔径/ 40两侧孔距/ m280 喷嘴球半径/ m18喷嘴孔直径/ 4推出孔距/ 2804.4 有关工 艺参数的校221 15386401.3/dA- 11 -核4.4.1 按注射机的额定注射量校核型腔数量由参考文献【1】中 5-2 式可知， njgV8.0式中： 注射机额定注射量 ， ；gV3cm浇注系统凝料量， ； j单个塑件的体积， ；n 3易算得，1 ，符合条件。5.15.1026-8.3cm4.4.2 注射量的校核模具设计时，必须使得在一个注射成型周期内所需要注射的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的 80%以内，取最大值为 80%
18、，则njgV 80%式中： 注射机允许的最大注射量， ；gV3cm浇注系统所需塑件的体积， ；j单个塑件的体积， 。n 3则：(102.5 +61.5 =164 ) (80%250 =200 )3cm3c3c3故满足要求。4.4.3 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核计算投影面积与锁模力远小于所选注射机的投影面积和锁模力，故满足要求。4.4.4 注射压力的校核所选注射机额定注射压力为 130 ,该塑件的注射压力为 70-120 ,由MPaMPa于选用的是螺杆式注射机,其注射压力的传递比柱塞式要好,PP 的流动性能好,故注射压力选用 95 ,注射应满足Pa0maxk式中: 注射机额定注射压力
19、；max注射成型时所用的注射压力；0K安全系数,常取 ,取 1.3。4.125K- 12 -则： 130 ，符合要求。MPaMPa5.12393.14.4.5 安装部分的尺寸校核为了使注塑模能够顺利地安装在注射机上并生产出合格的产品，在设计模具时必须校核注射机上与模具安装有关的尺寸，因为不同型号和规格的注射机，其安装模具部分的形状和尺寸各不相同。一般情况下设计模具时应校核的部分包括模具最大和最小厚度、模具的长度和宽度、喷嘴尺寸、模板上的螺孔尺寸等。1) 喷嘴尺寸一般喷嘴头部的球面半径应比主流道的球面半径小 ，否则主流道内m21的塑料凝料将无法脱出。本注射机的喷嘴球面半径为 ,而主流道始端的球8
20、面半径为 。m202) 最大与最小模具厚度在模具设计时应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大模厚与最小模厚之间。同时应校核模具的外形尺寸，使得模具可从注射机的拉杆之间装入。本设计所选用的注射机的最大模厚为 350 ，最小模厚为 250 ，设计的模具厚mm度为 321 ，满足要求。m3) 螺孔尺寸注射模具的动模和定模的固定板上的螺孔尺寸应分别与注射机动模板和定模板上的螺孔尺寸相适应。模具在注射机上的安装方法有用螺栓固定和用压板固定两种。当用螺栓直接固定的时候模具固定板与注射机模板上的螺孔要完全吻合；而用压板固定的时候，只要在模具固定板需要安放压板的外侧附近有螺孔就能固紧，因此压板方式有较大的
21、灵活性。对于重量较大的大型模具，采用螺栓直接固定较为安全。鉴于本模具属于小型模具，考虑到安装的灵活性，故优先采用的是压板固定方式。4) 开模行程模具开模后为了便于取出塑件，要求有足够的开模距离，而注射机的开模行程是有限的，因此模具设计时必须进行注射机开模行程校核。由于已经选择的注射机型号为 XSZY250 型，属直角式注射机和全液压式合模注射机，其最大开模行程等于注射机移动末班与固定模板之间的最大开距减去模具闭合厚度 ，其校核可按下式： kSmHSHSmkmk 或式中： 注射机移动模板与固定模板之间的最大距离， ；k塑件脱模所需顶出的距离， ；mS模具所需开模距离， 。由于本设计中采用的是双分
22、型面注射模，模具所需开模行程需增加浇口板与定模- 13 -板间为取出浇注系统凝料所需分开的距离 a，故： mHS)105(21式中： 塑件脱模需要的顶出距离， ；1H塑件厚度（包括浇注系统凝料） ， 。2而对最大开模行程与模具厚度有关的情况按下式校核： aSmk )105(21根据产品结构知道 =101 ，经过分析开模顺序后，设定 ，2 mH10=50 ，a=10 1Hm则： HSk )()05(03521符合要求。5) 顶出装置的校核在设计模具时，需校核注射机顶出的顶出形式，弄清楚所使用的注射机是中心顶出还是两侧顶出，最大的顶出距离、顶杆直径、双顶杆中心距等，并要注意在两侧顶出时模具推板的面
23、积能覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出等。第 5 章 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，注射成型对浇注系统的基本要求是在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔。影响顺利充模的关键之一是浇注系统的设计，普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。浇注系统的作用是使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳而顺利的充模、压实和保压。5.1 主流道的设计主流道是浇注系统中从喷嘴与模具相接触部位开始,到分流道为止的塑料熔体的流动通道,属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具中的过渡阶段,因此它的形状和尺寸非常重要
24、。主流道部分在成型过程中,其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度和压力的塑料熔体冷热交换的反复接触,属于易损件,对材料的要求高,因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式浇口套。结合所选注射机型基本参数，可得主流道部分尺寸如下：1）主流道通常设计成圆锥形，对于 PP 流动性较好的材料，其锥角；422）为防止主流道与喷嘴处溢料，喷嘴与主流道对接处紧密对接，主流道对接处应制成半球形凹坑，其半径 ，其小端直径mR2018)2(12 - 14 -=注射机喷嘴直径+(0.5 1)=4+1=5 ；1dm3）球面配合高度 ，取 ；h53h54）在保证塑料良好成型的前提下，主流道长度 L 应尽量短，否则
25、将增多流道凝料，且增加压力损失，使塑料降温过多而影响注射成型。通常主流道长度由模板厚度确定，一般取 ，取 45 ；L605）主流道大端直取 md726）衬套材料采用 T10A 钢，热处理淬火后表面硬度为 53HRC-57HRC。将定位环与衬套分开设计，防止浇口套受到模腔内塑料的反压增大，从而易推出模具的情况。衬套如下图： 40525+0.18376.A图 5-1 主流道形状与其注射机喷嘴的配合关系5.2 冷料穴的设计冷料穴的作用是贮存两次注射间隔而产生的冷料及熔体流动前锋冷料,以防止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般设置在主流道的末端,当分流道较长时,在分流道的末端有时也设冷料穴。同时冷料穴兼有分模
26、时将主流道凝料从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧。本设计中采用推杆脱模机构,点浇口，因此不用设计冷料穴。5.3 浇口设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道,是浇注系统的关键部分,起着调节控制料流速度,补料时间及防止倒流等作用。浇口的形状、尺寸和进料位置对d08.751tan4025tan212 - 15 -塑件的成型质量影响很大，浇口设计与塑料性能、塑件形状、截面尺寸、模具结构及注射工艺参数等因素有关。5.3.1 浇口类型及位置的方案选择1) 直接浇口：这种浇口由主流道直接进料，故熔体的压力损失小，成型容易，适用于任何塑料，常用于成型大而深的塑件。但浇口处固化慢，故成型周期延长，易产生较大
27、的残余应力；超压填充，浇口处易产生裂纹，浇口凝料切除后塑件上疤痕较大；2) 矩形侧浇口：一般开设在模具的分型成上，从塑件的边缘进料，它广泛应用于中小型塑件的的多型腔注射模；3) 扇形浇口：适用于大平板状及薄壁塑件；4) 潜伏式浇口：为了不影响产品外观，要开设二次浇口，但其二次浇口加工困难，且不经济；5) 点浇口：一种在塑件中央开设浇口时使用的圆形限制浇口，常用于成型各类壳类、盒类塑件。可灵活确定浇口位置，浇口附近变形小，成型后表面质量好，但采用点浇口时，为了能取出流道凝料，必须使用三板式双分型面模具或二板式热流道模具，费用较高。除了上述浇口类型，另外还有膜状浇口、轮辐浇口、爪形浇口、护耳浇口等
28、，考虑带本设计中的模具是中型塑件的一模一腔模具，结合塑料性能、塑件尺寸、生产批量、成型周期、生产成本、生产效率等因素，选择点浇口类型。优点：成型质量好、精度高，而且很适合 PP 这类流动性能良好的塑料；缺点：必须使用三板式双分型面模具，制造成本高。5.3.2 浇口的结构尺寸一般情况下，点浇口的截面积与矩形侧浇口的截面积相等，设点浇口直径为，则：）（ md即 （5-1）4206.Atnd式中：n与塑料品种有关的系数，见表 6-4；t塑件壁厚， ；mA塑件外表面积， 。 2注:点浇口的直径结果应该在 才合理8.150将数据带入式 5-1 中，得 ，故取 ；浇口长度d.md8.1，取 ；锥角取 8o
29、。l0.25l.32t- 16 -第 6 章 成型零件的设计及力学计算构成模具型腔的零部件称为成型零部件，一般包括凹模、凸模、型芯、型环和镶件等。成型零部件直接与塑料接触，成型塑件的某些部分，承受着塑料熔体压力，决定着塑件形状与精度。本设计中，成型零件由桶盖外壁的凹模和桶盖内孔的型芯组成。6.1 成型零件的结构设计1) 型腔：型腔即凹模，是成型塑件外表面的零部件。本设计中采用整体式，用机械加工方法易于成型，结构简单，牢固不易变形。塑件无拼接缝痕迹,适用于简单形状的塑件。2) 型芯：型芯即凸模，是用于成型塑件内表面的零部件。由于制品间断内螺纹的成型需要，型芯采用组合式。如下图所示：图 6-1 成
30、型部件的结构图6.2 成型零件工作尺寸计算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上与塑料接触并直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括型腔和型芯的径向尺寸与高度尺寸，以及中心距尺寸等。成型零部件工作尺寸计算方法有平均值法和公差带法两种，在此为了便于计算采用平均值法。由文献【1】中表 3-2 得塑件尺寸精度等级为 MT7 级 ,由文献【1】表 7-2 得模具制造公差应为 IT12，且由文献【1】中表 3-3 可得塑件各尺寸的尺寸公差值，- 17 -如下： 、 、 、 、 、 、 、08.214034.108.234.1056034.18.2006.213.1) 型腔直径： ,而对于中小型塑件可以取m08.
31、2 3zZCPSL043式中： 塑件外形基本尺寸 ,为 130；SL塑件平均收缩率 1%2%,取 = 1.5%；CP P塑件外形公差值 。8.2则： mLm 93.0301 144%5.104 2) 型腔直径： 8.23则： Lm 093.038.22 145.1 3) 型腔直径： 06.2则： mLm 087.036.23 5194%5.1 4) 型腔直径： 03.2则： Lm 07.03.24 8945.1 5) 型腔深度： 034.1 ZCPSmH03则： mHm 45.04.108932%5.1406) 型腔高度： 34.1则： m 45.034.10625. 7) 型芯直径： 8.2
32、01- 18 -043ZCPSmL则： mLm 093.038.26174%5.128 8) 型芯高度： 3.0603ZCPSmh则： mhm 045.034.16272%5.136. 9) 螺纹部分 根据文献【8】中表 2.2-18 可知，粗 牙 螺 纹128MdS4小， ，则：S5中 m128大螺纹型环中径： ZZCPDZ0)(m08.08.21735%. 螺纹型环小径： dZdCPS)1(Z09.09.624. 螺纹型环大径： )(XZCPDm09.09.241318%5. 6.3 成型零件的强度及支撑板厚度计算6.3.1 成型壁厚注射成型时，为了承受型腔高压熔体的作用，型腔侧壁与底板应
33、该有足够的强度和刚度，以免因刚度或强度不够而破裂或失效。该型腔侧壁厚,因其直接为定模板,可按整体式圆形型腔，由于型腔半径为70mm 小于 86mm，故按强度计算凹模侧壁厚度参考文献【1】公式 7-48HprhS式中：P塑料熔体对型腔的压力，一般为 ，取 ；MPa5023r型腔内半径, ；m- 19 -h型腔深度, ；m型腔材料的许用压力 一般中碳钢为 ； MPa180H型腔外壁高度 为 60 。 mS7.061843考虑到导柱的长度和安装尺寸,预定的 40 显然满足上述尺寸 ,完全可以满足强度和刚度条件。6.3.2 型腔底板厚度参考文献【1】中的厚度计算公式 7-57 式，可得： mt 58.
34、210473Pr2所以对于型腔取厚度 60 ，满足要求。同时型腔为小型型腔，型腔支脚跨m度较小，不需要添加支撑板。6.4 成型零件的钢材的选用本设计中塑件是中批量生产，成型零件的所选钢材耐磨性和抗疲劳性能良好；机械加工性能和抛光性能也应良好，则：1) 定模板选用：45 刚 热处理方法为调质、表面淬火、低温回火。2) 直流道衬套采用：T10A，表面淬火。3) 两半螺纹型芯采用：45 刚，热处理方法为调质、氮化。4) 推杆、导柱采用：T10A ，表面淬火；表面耐磨、有韧性、抗曲、不易折断。5) 其他材料的选用查看装配图。第 7 章 模架的确定和标准件的选用以上计算内容确定以后,便可根据计算结果确定
35、模架。在生产中尽量选用标准模架,这样可大大缩短模具制造周期,提高企业经济效益。由于该模具直接采用定模板作型腔以节省材料,选用 A4 型标准模架，在定模板上直接作型腔，型腔分布尺寸为 ，又根据型腔侧壁最小厚度，再考虑到导柱、导套集连接螺m140- 20 -钉布置应占的位置和采用推件板推出等各方面问题，确定选用模架序号为 6 号，（ ） 。27030L各模板尺寸的确定：1) A 板尺寸A 板是定模型腔板，塑件高度为 40mm，型腔底板厚度为 20mm，在模板上还要开设冷却水道，冷却水道离型腔应有一定的距离，因此，A 板的厚度取 60mm。2) B 板尺寸B 板是凸模固定板，凸模的成型部分直径为 ，
36、因此 B 取 60mm。 m128第 8 章 导向机构的设计导向机构主要用于保证动模和定模两大部分及其他零部件之间的准确对合。导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式,设计的基本要求是导向精确,定位准确,并且有足够的强度,刚度和耐磨性,多采用导柱导向机构。1) 动定模合模导向机构设计时将导柱置于动模,其导向部分尺寸由资料查得直径为 25mm。导柱与动模板的配合精度及导套与定模板的配合精度在装配图中得以体现。2) 推板的导向推出杆在推出塑件过程,必须采用导向机构以使塑件受力均匀,保证塑件不变形, 由于设计时虽然采用顶杆和顶出杆推出机构,顶出杆不仅起了推出塑件的作用,还起了导向作用，但推杆也是型芯
37、的一部分，为了保证成型塑件精度，因此在推板上设计了导柱和导套。第 9 章 脱模机构的设计注射成型每一循环中,塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出,完成脱出塑件的装置称为脱模机构也称推出机构。9.1 脱模机构的设计原则塑件推出(顶出)机构是注射成型过程中最后一个环节,推出质量的好坏将最- 21 -后决定塑件的质量,因此,塑件的推出不可忽视。在设计推出脱模机构时应遵循以下原则：1) 尽量设置在动模的一侧。2) 保证塑件不因推出而变形损坏。3) 机构简单,动作可靠。4) 良好的塑件外观。5) 合模时的准确复位。9.2 塑件的脱模机构由于本塑件体积很大，且要求表面光洁，所以采用推杆推出机构。由
38、于推杆推出机构位于塑件内壁，所以在塑件表面不留推出痕迹,同时受力均匀,推出平稳,且推出力大,结构简单,塑件不易变形,对于此塑件合理适用简单。9.3 复位机构及其他机构推出及复位时,推杆始终在成型套内运动,能够起导向作用,并且在顶杆固定在推板上，在复位时能够利用顶杆上的弹簧和顶出杆使推件板复位。 第 10 章 温度调节系统的设计10.1 加热系统由于该套模具的要求在 70以下,又是小型模具,所以无需设计加热装置。10.2 冷却系统对热塑性塑料,注射成型后必须对模具进行有效的冷却,使熔融塑料的热量尽可能的传给模具,以使塑料可靠冷却定型并迅速脱模。对于黏度低,流动性好的塑料(如聚乙烯,聚丙烯等),因
39、成型工艺要求模温不太高,所以常用温水进行冷却。10.2.1 冷却介质冷却介质有水和压缩空气，但用冷却水较多,因为水的热量大,传热系数大,成本低。决定用水冷却,即在模具型腔周围开设冷却水道。10.2.2 冷却系统的简单计算与核验1) 塑件固化每小时释放的热量查表 10-4 查得 HDPE 的单位热流量Q1=590KJ/kg- 22 -Q=WQ1式中：W单位时间(每分钟)内注入模具的塑料质量(Kg/min), 由塑料的成型周期知 1.5min 完成一次。W=1.50.1292kg/min=0.1938kg/minQ=0.1938 kg/min590KJ/kg=114.34KJ/min2) 冷却水的
40、体积流量，查式 10-12式中： 冷却介质的体积流量, ；Vqmin/3Q1单位重量的塑件在凝固时所放出的热量 KJ/min；冷却介质的密度 , kg/m3；冷却介质的出口温度,；1冷却介质的进口温度,。23) 冷却水管直径,查表 10-1 得：为使冷却水处于湍流状态,取 d=8 。m4) 冷却水在管道内的流速 V，查式 10-16smdqv/91.06103827.42式中： v 冷却介质的流速，m/s； 冷却介质的体积流量,m 3/s；Vqd冷却水管的直径,mm。5) 冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热模系数 h，查表 10-5,取水温 时 f 30= 7.22，由 10-2 式)2(148
41、5.1082.9136.02.718.42.0187.4 chmkJdvfh 式中：f 与冷却介质温度有关的物理系数；冷却介质在一定温度下的密度,kg/m 3；v冷却介质在圆管中的流速,m/s；d冷却水管的直径,m。6) 冷却水管总传热面积，由式 10-14mthQA 2019.2/3061485W60in/107.20187.403321c - 23 -式中： h冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热膜系数,KJ/(m2h)；模温与冷却介质温度之间的平均温差, 。t7) 应开的孔数，查式 10-17 得： 21.60/521/8.9dLAn式中：L冷却管道开设方向上模具长度或宽度，m。8) 冷却水
42、道的布置考虑到塑件球体部分和深孔部分的冷却效率,在定模板两侧各设两个水管,就能够满足设计要求。第 11 章 排气槽的设计此塑件成型型腔体积比较小，注射时间短，分流道设在分型面上，塑料的注入会使气体不会在型腔顶部造成憋气，气体会沿着分型面和型芯与顶出杆之间的间隙向外排出。第 12 章 模具总体结构由以上设计步骤，综合得设计的模具机构如下：- 24 -1动模座板 2，3，15，17螺钉 4推板 5推板固定板 6垫块 7，23，28弹簧 8动模固定板 9拉杆 10动模板 11导套 12定模板 13导柱 14定模座板 16主流道衬套 18主型芯 19螺纹型芯 20，30圆柱销钉 21顶杆 22内六角螺钉 24推板导柱 25推板导套 26水嘴 27限位柱 29顶出杆 31螺钉图 12-1 模具总体结构工作原理为：该结构采取内缩式斜滑块抽芯，适用于可断开螺纹（或内壁有凸凹物）的制品。斜螺纹滑块（件 19）在顶杆（件 21）的作用下沿主型芯（件18）的燕尾槽滑动，作内向斜抽芯。闭模时，螺纹斜滑块靠拉杆（件 9）与弹簧- 25 -（件 7）的力复位，推板（件 4）靠弹簧（件 23）也同时
