毕业设计26喷雾浇花瓶上半瓶体的注射模具设计1

1、前前 言言 模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同， 成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。 因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，所以模具制造业 已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑 料模.塑料模优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大的发展。在大型模具方面，已经生产大屏幕彩电 塑壳注塑模具等。精密塑料模具方面，已经生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封

2、模具。用这些模具生产的一些塑料制品制件达到了国外同类产品的水平，但总体和国外相比仍有较 大差距。塑料模的设计、制造技术、CAD 技术、CAPP 技术，已有相当规模的开发和应用。在设计 技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不 全、质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化、商品化尚待规模化；CAD、CAE、Flow Cool 软 件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全不多，多属劳 动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的. 设计的过程是一个学习、总结的过程，在这个过程中，会有一定

3、的困难，但我相信，在指导老 师和同学的悉心指导、帮助和自己的努力下，会很圆满地完成毕业设计任务的，由于学生专业水平 有限，而且缺乏设计经验，设计中难免有不够完善的地方，恳请各位老师批评、指正。 1 1 模具结构型式及注射机的确定模具结构型式及注射机的确定 1.1 塑件成型工艺性分析 1.1.1 塑料的选用及其性能 喷雾浇花瓶上半瓶体外观为曲面锥体，有外螺纹，底边外圆侧有直纹，主要起防滑作用。所以 要求所选的材料成型性能佳，流动性好，化学性能稳定，同时又有一定的硬度，通过对几种性能相 近的塑料的对比，选用低压聚合方法得到的高密度聚乙烯（HDPE） 。 聚乙烯是一种高分子量的直链烷烃，外观上是白色

4、蜡状固体，微显角质状，无臭无味无毒，除 薄膜外，其他制品皆不透明，这是由于聚乙烯制品具有较高的结晶度之故。高密度聚乙烯（HDPE） 具有良好的耐热性和耐寒性，力学性能优于低密度聚乙烯（LDPE） ，介电性能优良，耐磨性及化学稳 定性良好，能耐多种酸、碱、盐类，吸水性和水蒸气渗透性很低，其相关性能参数如表 1 所示： 表 1-1 HDPE 各项性能参数表 主要技术指标 密度 /（kg.dm-3） 0.9410.965 比体积 /（dm3.kg-1） 1.03-1.06 吸水率（24h） 0.01 收缩率 S (%) 1.5-3.0 熔点 t(oC) 105-137 抗弯强度 1（MPa） 20.

5、8-40 拉伸弹性模量 E1（MPa） 0.84-0.95103 硬度 HBD60-70（邵氏） 体积电阻系数 （ ） 1015-1016 抗拉屈服强度 1（MPa） 22-39 0.46 MPa60-82 无缺口 n/（kJ.m- 2） 不断 热变形温度 t(oC) 0.185MPa48 冲击韧度 缺口 K/（kJ.m- 2） 65.5 成型条件 注射机类型计算收缩率预热温度螺杆转速 r/min模具温度 螺杆式2-3 80-8530-6030-60 料桶温度喷嘴温度 后段中段前段 140-160180-190180-220 180-190 成型周期 注射时间 s保压时间 s冷却时间 s其他时

6、间 s周期 s 15-600-315-6010-2040-140 性能与用途 性能特点质软，机械性能差，表面硬度低，化学稳定性较好，但不耐强氧化剂，耐水性好 成型特点成型前可不预热，收缩大，易变形，冷却时间 长，成型效率不高，塑件有浅侧凹可强制脱模 模具设计 的注意事项 浇注系统应尽快保证充型，需设冷却系统，采用螺杆式注射机 收缩率：料流方向 2.75%，垂直料流方向 2.0%，注意防变形 使用温度 oC 80 主要用途容器，薄膜，管，绳，电器绝缘零件，日用品等 1.1.2 HDPE 的成型特点 a、 聚乙烯的吸水性极小，不超过 0.01%，无论采用何种成型方法，皆不需要先对粒料进行干 燥。

7、b、 聚乙烯分子链柔性好，链间作用力小，熔体粘度低，成型时无需太高的成型压力，很容易 成型出薄壁长流程制品，也适用与多种工艺，成型出多种形状和尺寸的制品。 c、 聚乙烯熔体的非牛顿性不明显，剪切速率的改变（成型工艺中往往是通过改变成型压力） 对粘度影响小。聚乙烯熔体粘度受温度影响也较小。 d、 聚乙烯的比热容较大，尽管它的熔点并不高，塑化是仍需要消耗较多热能，要求塑化装置 应有较大的加热功率。 e、 聚乙烯的结晶能力高，成型工艺参数，特别是模具温度及其分布对制品结晶度影响很大， 因而对制品性能影响很大。 f、 宜用高压注射，料温要均匀，填充速度应快，保压要充分。 g、 不宜采用直接浇口注射，否

8、则会增加内应力，使收缩不均匀和方向性明显。应注意选择浇 口位置。 h、 聚乙烯的收缩率绝对值及其变化范围很大，在塑料材料中很突出，低密度聚乙烯收缩率在 之间，这是由其具有较高的结晶度及结晶度会在很大范围内变化所决定的。 i、 聚乙烯熔体容易氧化，成型加工中应尽可能避免熔体与氧直接接触。 j、 聚乙烯的品级，牌号极多，应按熔融指数大小选取适当的成型工艺。 1.2 塑料制件的结构设计 本次设计任务是设计喷雾浇花瓶上半瓶体注射模，其形状如图 1-1 所示： 图 1-1 塑件图 1.2.1 尺寸及精度 塑件总体尺寸的大小受到塑料流动性的限制。在一定的设备和工艺条件下，流动性差的塑料及 薄壁复杂塑件等的

9、尺寸不能设计的太大。大而薄的塑件在塑料尚未充满型腔时已经固化，或勉强能 充满但料的前锋已不能很好的熔合而形成冷接缝影响塑件的外观和结构强度。此外，塑件外形尺寸 还受到成型设备的限制，如注塑成型的塑件尺寸要受到注塑机的注射量、锁模力和模板尺寸的限制； 压缩及传递成型的塑件尺寸要受到压力机吨位及工作台面尺寸的限制。 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。 影响塑件的精度的因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨损程度，其次是塑料收缩率的波动 以及成型工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化和模具的结构等。因此，塑件的尺寸精度一般不 高。在生产过程中，为了降

10、低模具的加工难度和模具的生产成本，应在满足塑件使用要求的前提下 尽可能选用低级精度。根据我国目前塑件的成型水平及不同的塑料原材料，塑件的公差等级和尺寸 公差可依据 GB/T144861993 确定。该标准将塑件分成 7 个等级，每种塑料可选其中三个等级，即 高精度、一般精度及未标公差尺寸的精度。MT1 级精度要求较高，一般不采用。对孔类尺寸数值冠 以（+） ；对于轴类尺寸数值冠以（-） ；对于中心距尺寸及其他位置尺寸可取表中数值之半冠以 （）号。 按 GB/T144861993，HDPE 的公差等级高精度：MT5，一般精度：MT6，未注公差尺寸：MT7，因 为喷雾浇花瓶上半瓶体采用螺纹连接，而

11、对外观除了保证其光洁度外没有严格的尺寸要求，所以选 用一般精度，即 MT6 级。 1.2.2 塑件的表面质量 制品表面质量包括表面粗糙度和外观质量等。制品的外观要求越高，表面粗糙度值应越低。塑 件的表面粗糙度值的大小，主要取决于模腔的表面粗糙度。在成型工艺上尽可能的避免冷疤、云纹 等缺陷，同时提高模具的型腔表面的粗糙度。一般模腔的表面粗糙度值应该比塑件的表面粗糙度值 小一个系列。从塑件的外观和塑料的充模流动角度考虑，希望其表面粗糙度值尽可能小些，通常应 小于 Ra0.8,有时需小于 Ra0.1。为了便于模具的加工，对非透明塑件，可将外观要求不高的内侧表 面粗糙度值取大些，而透明塑件，内、外表面

12、粗糙度值应相同。在本设计中，选用的 HDPE 为非透明 塑料，采用注射成型能达到的表面粗糙度为：0.16.3，对喷雾浇花瓶上半瓶体的外观要求较 高，所以外表面选用较高的粗糙度，而内侧表面的要求较低，故选用较低的粗糙度。 1.2.3 脱模斜度的设计 由于制品冷却后会产生收缩，从而紧紧包在型心上，或由于黏附作用而紧贴在型腔内。为了便 于脱模和减小脱模力，防止脱模时拉伤塑件，在设计时要使塑件内外表面沿脱模方向留有足够的脱 模斜度。脱模斜度取决于制品的性质、收缩率大小、摩擦系数大小、制品壁厚和几何形状等。取斜 度的方向一般内孔以小端为准，符合图样要求斜度由扩大方向取得；外形以大端为准，符合图样要 求，

13、斜度由缩小方向取得，而且脱模斜度不包括在塑料制品公差范围内。在本设计中按如下范围的 值取得： 型腔：25-45 型心：20-40 1.2.4 壁厚的设计 塑料制件规定它的最小壁厚值，它随塑件大小不同而异。应根据塑件的使用要求，如强度、刚 度、尺寸大小、电气性能及装配要求等确定，塑件壁厚过厚不但造成原料浪费，而且对热塑性塑料 增加了冷却时间，降低了成型效率，另外也影响了产品的质量，如易产生气泡、缩孔、凹陷、翘曲 等缺陷。塑件壁厚过薄，脱模易变形或破裂，不能满足使用要求，且成型困难。同时塑件的壁厚应 尽可能一致，否则因冷却或固化的速度不同产生附加内应力，使塑件产生翘曲、缩孔、裂纹甚至开 裂。塑料制

14、件壁厚一般在 16mm.大型塑件的壁厚可达 8mm。最小壁厚还可以随成型条件做相应的一 点调整。 热塑性塑料易于成型薄壁塑件，最小壁厚达到 0.25mm，但一般不宜小于 0.60.9mm，常取 24mm，对聚乙烯（PE）而言，最小壁厚为 0.6mm，小型塑件推荐壁厚为 1.25mm,中型塑件推荐壁厚 为 1.6mm,大型塑件推荐壁厚为 2.4-3.2mm. 在本设计中， 喷雾浇花瓶上半瓶体壁厚取为 2mm。 1.2.5 圆角的设计 在塑料制品设计中，为了使其成型时流动性能好，成型顺利进行，制品的转角处应尽可能采用 圆弧过渡。因为带有尖角的塑件，往往会在尖角处产生应力集中，在受力或受冲击振动时会

15、发生破 裂，甚至在脱模过程由于成型内应力而开裂，特别是塑件的内角处，理想的内圆角半径应为壁厚的 1/3 以上。这样避免应力集中，提高塑料制品的强度，改善制品成型时的塑料流动情况及脱模。此 外，有了圆角，模具在淬火或使用时不致因应力集中而开裂。但是，采用圆角会使凹模型腔加工复 杂化，使钳工劳动量增大。通常内壁圆角半径应是壁厚的一半，而外壁圆角半径可为壁厚的 1.5 倍， 一般圆角半径不应小于 0.5mm。壁厚不等的两壁转角可按平均壁厚确定内、外圆角半径。圆角半径 和厚度与应力的关系如下： 当 R/T0.8 时，很少出现应力集中。 R-圆角半径，T-厚度。 由上面关系得出：R0.8T。 本设计中

16、T=2mm，则 R1.6mm。 对于塑件的某些部位，在成型必须处于分型面、型芯与型腔配合处等位置时，则不便制成圆角， 而采用尖角。 1.2.6 螺纹的设计 塑件零件上的螺纹可以在成型时直接成型，也可以用后加工的办法机械加工成型。在本设计中 采用直接成型的方式。 塑件零件成型螺纹的精度要求不能过高，一般低于 3 级。塑料零件螺纹的机械强度一般仅相当 于金属件螺纹的 1/51/10 倍。成型过程中螺距易发生变化，因此，一般塑件螺纹的螺距不小于 0.7mm，注塑成型的螺纹直径不小于 2mm。如果模具的螺纹螺距末加上收缩值，则塑料螺纹与金属螺 纹的配合就不应该太长，一般是螺纹直径的 1.5 倍，否则会

17、因收缩引起塑件上螺距小于与之相旋合 的金属螺纹的螺距，造成连接时塑件上的螺纹的损坏及连接强度的降低。 本设计中螺纹为三角形螺纹，塑件的螺纹长度小于螺纹的直径长度（18mm80时，应设置加热装置。 压力：注射模注射过程中的压力包括注射压力、塑化压力和型腔压力三种，他们直接影响塑料 的塑化和塑件质量。 （1）注射压力 注射机的注射压力是指螺杆头部对塑料熔体所施加的压力。在注射机上常用表 压指示注射压力的大小，一般在 70150MPa 之间。其作用是克服塑料熔体一定的充型速率以及对熔 体进行压实等。 （2）塑化压力 塑化压力又称为背压，是指采用螺杆式注射机时，螺杆头部熔料在螺杆转动后 退时所受到的压

18、力。它的大小靠调节排油阀，改变排油速度来控制。通常在保证塑件的质量的前提 下，背压一般不大于 2MPa。 （3）型腔压力 型腔压力是注射压力在经过注射机喷嘴、模具的流道、浇口等的压力损失后， 作用在型腔单位面积上的压力。其大小一般视情况而定，一般为 2040MPa，或为注射压力的 0.30.65 倍。 时间：完成一次注射成型过程所需的时间称为成型周期，它包括以下各部分： (1) 注射时间 (2) 保压时间 (3) 模内冷却时间 (4) 其它时间(含开模、脱模、喷涂脱模剂、放嵌件等) 即： T=t注+t保+t冷+t其他 按照表 1-1 的参数，取合适的值有：t注=20s t保=3s t冷=20s

19、 t其它=15s T=58s 成型周期直接影响到劳动生产率和注射机使用率，因此生产中，在保证质量的前提下，应尽量 缩短成型周期中各阶段的有关时间。在整个成型周期中，以注射时间和冷却时间最重要，对塑件的 质量均有决定性影响。冷却时间主要决定于塑件的厚度、塑料的热性能和结晶性能以及模具温度等。 冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则。冷却时间过长，不仅延长生产周期，降低生产 效率，对复杂塑件还将造成脱模困难。成型周期中的其他时间则与生产过程是否连续化和自动化以 及这两化的程度等有关。 1.4 注射机的选择及工艺参数的校核 1.4.1 塑件的计算 通过计算和 Pro/E 建模分析，塑件质量及体

20、积，在分型面上的投影面积如下表 1-2： 表 1-2 模型分析报告 塑件质量属性喷雾浇花瓶上半瓶体（单件） 体积 mm3 58105.8 质量 g 55.2 塑件在分型面上的投影面积 mm2 11309.4 流道凝料的质量 M 可按塑件质量的 0.6 倍来估算。根据上表及型腔数目，所以总注射量 M=1.655.2=88.32g 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）在分型面的投影面积按塑件在分型面的投影面积的 0.20.5 倍，因此取 0.35 来进行估算： A=1.35 11309.4=15267.69mm2 F=AP=15267.6925=381.69K

21、N 式中 p-型腔压力,取 25MPa，A-单个塑件及流道的投影面积。 1.4.2 注塑机的选择 注射机有柱塞式和螺旋式两种，柱塞式注射机的热量主要由料筒外部的加热器提供，因此，其 靠近轴心处的塑料速度较快而温度较低，相反，筒壁处的塑料速度较慢而温度较高，造成料筒内塑 料的塑化程度很不均匀。与柱塞式注塑机相比，螺旋式注塑机头部堆积的熔体充型时本身只作平移 而不转动，塑料的加热由外加热圈和螺杆剪切摩擦生热共同完成。整个塑料熔体在料筒内壁与螺槽 之间的空隙造成一个向前卷进的薄扁带，所以塑化能力强，塑化效果好，压力损失小及注射速度高， 且充模均衡。由于它们各自不同的加热与注射原理，根据本模具的设计方

22、案与塑件的要求，初步选 定注射机为国产的型号为 XS-ZY-250 型卧式注塑机。其基本参数如下： 表 1-3 XS-ZY-250 型卧式注塑机的基本参数表 理论注射量 2503 注射时间 1.8 s 注射压力1274 MPa最大成形面积 550 cm2 锁模力 1800KN 最大开距 700 mm 拉杆内间距 370448 mm 最大模具厚度 350 mm 喷嘴孔直径 4 mm 最小模具厚度 200 mm 定位孔直径 125 mm 喷嘴球半径 SR18 mm 螺杆转速 10-140 r/min 模板尺寸 520598 mm 1.4.3 注射量校核 为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑料质量（塑

23、件和流道凝料质量之和）应在公称注射量的 35%-75%范围内，最大可达 80%，最小应不小于 10%。 最大注射量：VmaxV25080%200Error!Error! NoNo bookmarkbookmark namename given.given.3 最小注射量：VminV25010%253 实际注射量：VSV1 + V2=58.1（塑件）+5（分流道与浇口）+0.4（主流道）=63.53 最小注射量 实际注射量 1556 KN 所以，锁模力足够 1.4.6 投影面积的校核 A= 15267.69mm2=152.7cm2 A额=550cm2152.7cm2 符合使用要求。 1.4.7

24、开模行程的校核 XS-ZY-250 型卧式注塑机可安装的模具最大厚度为 350mm，最小厚度为 200mm。模板的最大行程 为 700mm。 所设计的模具厚度：Hm=20+20+160+25+30+30=285mm 塑件所需的开模行程：H=H1+H2+a+(5-10) =30+120+30+10 =190mm 式中， H1塑件推出距离（mm） ； H2包括浇注系统在内的塑件高度（mm） ； a 中间板与定模板的分开距离（mm） ； 200mmHm350mm H=190700mm 经过以上的校核计算,该注塑机的工艺参数满足要求。 1.5 模具结构及分型面位置的分析和确定 1.5.1 分型面的确定

25、 分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。分型面可以是多个，分型 面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。 如何确定分型面，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 系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件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。 一般来说，分型面的总体选择原则是：保证塑件质量、便于制品脱模和简化模具结构。具体包括以 下几条 ： 1)分型面位置应设在塑件截面尺寸最大的部位，便于脱模与加工型腔，这是分型面选择的首 要原则； 2)应

26、合理安排塑件在型腔中的方位； 3)有利于保证塑件尺寸精度； 4)有利于保证塑件的外观质量； 5)考虑满足塑件的使用要求； 6)考虑注塑机的技术规格，使模板间距大小合适； 7)考虑锁模力，尽量减小塑件在分型面的投影面积； 8)尽可能将塑件流在动模一侧，易于设置和制造简便易行的脱模机构； 9)考虑侧向抽拔距，一般机械式抽芯机构的侧向抽拔距都较小，因此，选择的分型面应使抽 拔距离尽量短； 10) 尽量方便浇注系统的布置； 11） 有利于排气； 12） 模具零件易于加工。 模具结构主要分为整体式与镶拼式两种，它们各有优缺点。 整体结构的优点有：(1) 成型零件的刚性好；(2) 模具分解组合容易；(3)

27、 模具成型零件数量 少；(4) 制品表面无分型痕迹；(5) 模具外形尺寸可以减小。缺点有：(1) 难以排气；(2) 需要采 用精密磨床加工电极；(3) 制品的棱边、拐角难以加工成“角形” 。 镶拼结构的优点有：(1) 可以对应需要合理选择材料；(2) 可以选择耐磨性好的钢材，钢材的 耐磨性与其所含的合金元素有关，但大致与硬度成正比；(3) 可以选择耐腐蚀性好的钢材；(4) 可 以对应不同部位的镶拼件的使用要求设定热处理条件，给予不同的强度或韧性，如易变形部位的镶 拼件硬度高一些，薄弱易断裂处的镶拼件韧性好一些。 在本设计中，采用整体式模具结构。若分开加工，则表面质量很难保证，相比而言，采用整体

28、 式结构更适合；其次，塑件的外表面采用对合式螺纹型环成型。把分型面选择在零件环形底平面上， 这在各方面的原则都比较适合。 1.5.2 型腔数量的确定 根据模具理论和现场工作的经验，我们知道精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模 一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求） ，形状简单，又是大批量生产时， 若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。 型腔数量确定之后，便进行型腔的排列。型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系 统的平衡、抽芯机构的设计、镶件及型芯的设计以及温度调节系统的设计。以上这些问题又与分型 面及浇注口的位置选择有关，所以在具体设计过

29、程中，要进行必要的调整，以达到比较完善的设计。 在本设计中，由于塑件属于中型塑件，精度要求不是非常高，而且生产批量不大，因此本设计 采用了一模一腔的结构方式。 2 2 浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算 浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道，其作用是将塑料熔体充满型腔，并 将注射压力传到模腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑件。浇注 系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最 佳的成型效率有直接影响，是模具设计人员十分重视的技术问题。 浇注系统可分为普通浇注系统和无流道浇注系统

30、，该模具采用普通流道浇注系统。 2.1 普通流道浇注系统设计 普通流道浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统设计是否合 理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用塑料的利用率、成型 生产效率等相关，因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时一般遵循 以下原则： （1）重点考虑型腔布局，包括以下三点： 尽可能采用平衡式布置，以便设置平衡式分流道； 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象； 型腔排列要尽可能紧凑，以减少模具外形尺寸。 （2）塑料耗量要少，在满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少

31、塑料的耗量。 (3) 了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性：固体颗粒状或粉末状的塑料经过加热，在注射 成型时已呈熔融状态（粘流态） ，因此对塑料熔体的流动性如温度、粘度、剪切速率及型腔内的压力 周期等进行分析，显得十分重要。 (4) 采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失：浇注系统作为塑料熔体填充型腔的流动通道 要求流经其内的塑料熔体热量损失减少到最低限度，以保持理想的流动状态以及传递最终压力。 (5) 浇注系统设计应有利于良好的排气：浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔的各个角 落，使型腔及浇注系统中的气体有序的排出以保证填充过程中不产生紊流或涡流，也不会导致因气 体积存而引起的凹陷、气泡

32、、烧焦等塑件成型质量。 (6) 防止型芯变形和嵌件位移：浇注系统的设计应尽量避免塑料熔体直接冲击细小型芯和嵌件， 以防止熔体冲击使细小型芯变形或嵌件位移。 (7) 便于修整浇口以保证塑件外观质量：脱模后，浇注系统凝料要与成型后的塑件分离，为保 证塑件的美观和使用性能等，应该使浇注系统凝料与塑件易于分离，且浇口痕迹易于清除修整。 (8) 浇注系统应结合型腔布局：浇注系统的分布形式与型腔的排布密切相关，应在设计时尽可 能保证在同一时间内塑料熔体充满各型腔，并且使型腔及浇注系统在分型面上的投影面积总重心对 注射机锁模机构的锁模的可靠性以及锁模机构受力的均匀性都最有利。 (9) 流动距离比与流动面积比

33、的校核：大型或薄壁塑料制件在注射成型时，塑料熔体有可能因 其流动距离过长或流动性较差而无法充满整个模腔，为此，在模具设计过程中，先对其注射成型时 的距离比或流动面积比进行校核，这样，就可避免充填不足现象的发生。 （10）生产效率，尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成型周期短，效率高。 （11）消除冷料，浇注系统应能收集温度较低的“冷料” ，防止进入型腔，影响塑件质 2.2 主流道设计 主流道是连接注射机喷嘴与分流道或型腔的流动通道，与注射机喷嘴一般在同一轴线上，断面 一般为圆形。在卧式或立式注射机用的模具中，主流道一般垂直于分型面。主流道的设计要注意： （1）与喷嘴接触的始端直接与喷嘴直径的关

34、系为 D=d+(0.51)mm （2）对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多说情况下是将主流道衬套和 定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上，采用 H7/m6 过度配合。另外主流道衬套受到塑料 熔体的推力，衬套与模板间连接要可靠。 (3) 为便于将凝料从主流道中拉出，主流道通常设计成圆锥形，其锥角 a=3-6，内表面粗糙 度一般为 Ra=0.8; (4) 为减小物流的流动阻力，主流道末端与分流道连接处呈圆角过渡，其圆角半径 r=1-3mm; (5) 为防止主流道与喷嘴处溢料及便于将主流道凝料拉出，主流道与喷嘴应紧密对接，主流道 进口处应制成球面凹坑，其球面半径比注射机的球头

35、半径约大 1mm，半锥角 a=2。4。, (6) 主流道长度应尽量短，一般由模具结构和模板厚度所确定，一般不大于 60mm; (7) 因主流道与塑料熔体反复接触，进口处与喷嘴反复碰撞，因此，常将主流道设计成可拆卸 的主流道衬套，用较好的钢材制造并进行热处理，一般用 T8、T10 制造，热处理硬度为 HRC52-56； 对小型模具，可将主流道衬套和定位圈设计成整体式的结构，但在大多数情况下是将主流道衬 套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上，图 21 为主流道套结构形式，具体尺寸如下： 图 21 主流道套结构形式 主流道小端尺寸： D=注射机喷嘴直径+（0.51）=4+1=5mm 主流道

36、球面半径： SR=喷嘴球面半径+（12）=18+2=20mm 锥度： a=4。 主流道大端倒圆角： r=2mm 主流道长度： L=25mm 主流道大端直径： D= D +2Ltg(/2)=6.75mm 主流道垂直于分型面,表面粗糙度 Ra=0.8m。 2.3 分流道设计 2.3.1 分流道的形状及尺寸 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。通常分流道 的断面形状有圆形、矩形、梯形、U 形和六角形等。选择分流道一般是希望流道的截面积大、表面 积小。一般用流道截面积与周长的比值来衡量流道。生产中常采用梯形或 U 形截面的分流道。采用 梯形时，其最佳比例为 h/D=

37、0.840.92,x/D=0.70.83.其中 h 为梯形高，x 为梯形下底宽。 分流道长度取 L=20mm 一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸： （式 1） 4 2654 . 0 LmD 4 2654 . 0 LmD 此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包，此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包， 里面有说明书和里面有说明书和 CAD 装配图和零件图图纸，翻译，开题装配图和零件图图纸，翻译，开题 报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材 料可以联系我，料可以联系我，qq 号号 944439233 或或 7345707

38、78，我这里还，我这里还 有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。注塑模注塑模 具还可以定制哦！具还可以定制哦！欢迎下次光临！欢迎下次光临！ 图 2-2 分流道截面图 2.3.2 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想， 因此分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 Ra=1.60m 左右就可以，这样表面稍不光滑， 有助于增大塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证 熔体流动时具有适宜的剪切速度和剪切热。 2.4 浇口的设计 浇口亦称进料口

39、，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部 分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。浇口的 作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑料后，浇口应按要求迅速 冷却封闭，防止型腔内还未冷却的熔体回流。 2.4.1 浇口的选用 一般，直径很大的筒形塑件或带更大的中心孔的塑件，宜采用辐射形浇口，对普通塑件广泛采 用侧浇口或潜伏式浇口，对于特大型塑件，因成型面积很大，须采用多点进料而采用侧浇口或点浇 口，对外表面要求较高的中小型塑件，可采用点浇口或潜伏式浇口。 在本设计中，采用的是辐射形浇口。把浇口设在喷雾浇花瓶上

40、半瓶体孔端内侧面上，这样不会 对塑件的外观影响很大,并且不影响塑件的使用要求。其形状和尺寸如下： 图 2-3 辐射形浇口示意图 2.4.2 浇口的位置 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采 用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质 量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定 要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则： (1) 浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置； (2) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷 (3) 尽量缩短流动距离； (4) 浇口应开设在

41、塑件壁厚最大处； (5) 必须尽量减少熔接痕； (6) 应有利于型腔中气体排出； (7) 避免产生喷射和蠕动； (8) 浇口应设在不影响制品外观的部位； 2.5 浇注系统的平衡 对于中小型塑件的注射模具，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的填充和成型。一般在 塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺 寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条 件达到一致，这就是浇注系统的平衡。为了达到各型腔同时充满的目的，可通过调整分流道的长度 及截面面积，改变熔融塑料在各分流道中的流量。本设计是通过采用辐射形浇口使浇

42、注系统达到平 衡的目的。 2.6 冷料穴和拉料杆的设计 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于 所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约 1025mm 的深度有个温度逐渐升高的区 域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这 里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延 长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井 穴称为冷料穴。 冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处） ，其标称直径与主流道大

43、端 直径相同或略大一些，深度约为直径的 11.5 倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。 冷料穴主要有三种形式： 1、底部带有推杆的冷料穴，常有形状有 Z 形、倒锥形、槽形。 2、底部带有拉料杆的冷料穴，拉料杆位于型芯固定板上。拉料杆头部常做成带有侧凹的形式， 常见的有球形、伪菌形、倒锥形、和圆锥形。 3、底部无杆的冷料穴，对于具有垂直分型面的注塑模，冷料穴置于左右两半模的中心线上，当 开模时分型面左右分开，塑件与流道凝料同时取出，冷料穴底部不设杆件。 4、无拉料杆的冷料穴，在主流道对面的动模板上开一锥形凹坑，再在凹坑的锥形壁上钻一深度 不大的小孔。脱模时靠小孔作用将主流道凝料拉出，当塑件

44、被推出时，冷料穴头部先沿着小孔轴线 移动，然后被全部拉出。 为了保证使浇注系统在浇口处与塑料断开，使主流道凝料脱落定模座板，并使分流道凝料拉出 斜孔，当第一次分型结束后，拉料杆从浇注系统的主流道凝料末端退出，从而达到浇注系统凝料的 自动脱落，我在本设计中采用了在动模板上设计圆头主流道拉料杆一个；为了保证主流道可以从模 具中取出以及分模的先后顺序，采用限位螺钉，保证了模具从第二分型面是可靠的，及时的分模。 2.7 排气系统的设计 当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分 子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净，一方面将会在塑件形成气泡、

45、接 缝、表面轮廓不清及填充缸料等缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部炭 化或烧焦（褐色斑纹） ，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计时必须考虑排 气问题。 一般情况下，排气槽尺寸以气体能顺利排出而不产生溢料为原则，排气槽宽度可取 1.56mm， 深度可取 0.0250.1mm，长度可取 0.81.5mm；其中排气槽深度取值因材料的不同而产生差异。 该注射模成型时的排气主要采用如下两种方式进行： (1) 利用配合间隙排气 喷雾浇花瓶属于中小型模具的简单型腔，所以可利用活动型芯以及固定型芯端部与模板的配合 间隙进行排气，其间隙为 0.030.05mm。 (2)

46、 在分型面上开设排气槽排气 在排气槽离开型腔约 58mm 后设计成开放的燕尾式，以使排气顺利、通畅。 3 3 模架的确定模架的确定 以上内容确定之后，便根据所定内容设计模架。在学校作设计时，模架部分要自行设计；在生 产现场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式，规格及标准代号。 标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定 位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件，顺序分型机构及精密 定位用标准组件等。 在设计模具时，应尽可能地选用标准模架和标准件，因为标准件有很大一部分已经商品化，随 时可在市场上买到，这对缩短制造周

47、期，降低制造成本时极其有利的，提高公司在市场中的竞争力。 设计模具时，开始就要选定模架。当然选用模架时要考虑到塑件的成型、流道的分布形式以及 顶出机构的形式，有抽芯的还要考虑滑块的大小等等因素。 4 4成型零件的设计及计算成型零件的设计及计算 4.1 模具材料的选择 对塑料模成型零件用材料有以下基本要求： 1. 具有足够的强度和表面硬度。 2. 热处理变形小，尺寸稳定性好。 3机械加工性能好。要选用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的钢种。 4抛光性能优良。注射模成型零件工作表面，多需要抛光达到镜面，Ra0.05m。要求钢材 硬度在 HRC3540 为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组

48、织应均匀致密，极少杂质，无疵斑 和针点。 5耐磨性和抗疲劳性能好。注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变应力 作用。一般的高碳合金钢可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不以采用。所选钢种 应使注塑模能减少抛光修模次数，能长期保持型腔的尺寸精度，达到所计划批量生产的使用寿命期 限。 6耐腐蚀性好。对有些塑料品种，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必须考虑选用有耐腐蚀性能的 钢种。 由于塑件结构比较复杂，要求所选用的模具钢加工成型性能好，通过对比，选择 40Cr，40Cr 是 机械制造业使用最广泛的钢种之一，调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧度和 低的缺口敏感性，

49、钢的淬透性好，水淬时可淬透到2860mm，油淬时可淬透到1540mm，这种钢 除调质外还可以渗氮和高频淬火处理，切削性能好，当 174229HBS 时，相对切削加工性为 60%，适 合于制作中型塑料模具。 表 4-1 化学成分（%） CSiMnCrSPNiCu 0.370.450.170.370.500.800.801.100.0300.0300.250.30 表 4-2 室温力学性能（不小于） s/MPab/MPa/%/%Ak/J 905113010101200949.563.560139 4.2 成型零件工作尺寸的计算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来成型塑件的尺寸，主要有型腔和型芯

50、径向尺寸、型 腔的深度尺寸和型芯高度尺寸以及型芯和型芯之间的位置尺寸和孔位尺寸等。任何塑料制件都有一 定的几何形状和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，则精度要求较高。影响塑件尺寸精度 的主要因素如下： 1.塑件的公差： 塑件的公差规定按单向极限制，制品的外轮廓尺寸公差取负值“” ，制品- D 的内腔尺寸取正值“” ，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而+D 制品孔的中心距尺寸工厂按对称分布原则计算，即取“” 。 2 D 2.模具制造公差： 实践证明，模具制造公差可取塑件公差的 1/31/6，即取， 11 () 36 Z d=D 而且按成型加工过程中的增减趋向取“

51、+” 、 “-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“” ，型芯尺寸 Z d+ 不断减小则取“” ，中心距尺寸取“” 。 Z d- 2 Z d 3.模具的磨损量： 实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的 1/6，即 ，对于大型塑件则取以下。另外对于型腔底面（或型芯端面） ，因与脱模方向垂直， 1 6 c d=D 1 6 D 故磨损量。0 c d= 4.塑件的收缩率： 塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。查手册可知 HDPE 的成型收缩率为 S=1-3%，所以： =2% maxsin 2 SS S + = 5.模具在分型面上的和模间隙： 由于注射压力及模具分型面平面

52、度的影响，会导致动模、定模 注射时存在着一定的间隙，一般当模具分型面的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边 也小。飞边厚度一般应小于 0.020.1mm。 图 4-1 喷雾浇花瓶 (1) 按 MT6 精度等，塑件的主要的基本尺寸及其偏差为： 52 . 0 0 381 D 0 1 1122 D 1 0 1143 D 0 1 1184 D 0 12 . 1 1215 D 0 56 . 0 426 D 0 24 . 0 5 . 11 H 0 36 . 0 132 H 0 76 . 0 713 H 0 88 . 0 984 H (2)凹模径向尺寸的计算 0 3 (1) 4 Z MS LLS d

53、+ - =+-D 式中，标注制造公差后的尺寸； M L 制品的名义尺寸； S L 塑件的公差；D 下同。 2 . 0 0 3 4 102 . 1 1122 D =1 Z=/5=0.2 2 . 0 0 49.113 (3) 此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包，此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包， 里面有说明书和里面有说明书和 CAD 装配图和零件图图纸，翻译，开题装配图和零件图图纸，翻译，开题 报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材 料可以联系我，料可以联系我，qq 号号 944439233 或或 73457077

54、8，我这里还，我这里还 有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。注塑模注塑模 具还可以定制哦！具还可以定制哦！欢迎下次光临！欢迎下次光临！ 0 2 (1) 3 Z MS HHS d+ - =+-D 048 . 0 0 2 3 24 . 0 02 . 1 5 . 1 1 H =0.24 Z=/5=0.048 048 . 0 0 47 . 1 072 . 0 0 2 3 36 . 0 02 . 1 132 H =0.36 Z=/5=0.072 072 . 0 0 02.13 152 . 0 0 2 3 76 . 0 02 . 1 713 H =0.7

55、6 Z=/5=0.152 152 . 0 0 913.71 176 . 0 0 2 3 88 . 0 02 . 1 984 H =0.88 Z=/5=0.176 176 . 0 0 373.99 (4) 型芯径向尺寸的计算 0 3 (1) 4 Z MS llS d- =+D 0 104 . 0 3 4 52 . 0 02 . 1 381 D =0.52 Z=/5=0.104 0 104 . 0 15.39 0 2 . 0 3 4 102 . 1 1143 D =1 Z=/5=0.2 0 2 . 0 03.117 (5) 螺纹型环尺寸的计算 螺纹型环用于成型塑件上的外螺纹，外螺纹规定有大径和中径

56、公差，无小径公差。 按 平均收缩率计算螺纹型环的计算公式如下： 0 )1 ( 中平中中 SDDM 此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包，此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包， 里面有说明书和里面有说明书和 CAD 装配图和零件图图纸，翻译，开题装配图和零件图图纸，翻译，开题 报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材 料可以联系我，料可以联系我，qq 号号 944439233 或或 734570778，我这里还，我这里还 有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。注塑模注塑模

57、 具还可以定制哦！具还可以定制哦！欢迎下次光临！欢迎下次光临！ 金属型环 塑件（外螺纹） 图 4-2 螺纹型芯的几何参数 式中， 、塑件螺纹的中、大径公差，按金属标准螺纹 8 级公差考虑。 中 大 根据螺纹大径，查表可得本设计中径制造公差=0.04，大、小径制造公差=0.05 04 . 0 0 039 . 0 02 . 1 42 中M D 04 . 0 0 801.42 05 . 0 04 3 039 . 0 02 . 1 44 大M D 此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包，此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包， 里面有说明书和里面有说明书和 CAD 装配图和零件图图纸，翻译

58、，开题装配图和零件图图纸，翻译，开题 报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材 料可以联系我，料可以联系我，qq 号号 944439233 或或 734570778，我这里还，我这里还 有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。注塑模注塑模 具还可以定制哦！具还可以定制哦！欢迎下次光临！欢迎下次光临！ 02 . 0 06 . 3 4.3 模具型腔壁厚刚度和强度计算： 按刚度计算： 侧壁厚： =11.4mm 3 1 4 ) (15 . 1 dE ph S 底版厚度： mm dE ph hs5

59、5 . 5 ) (56 . 0 3 1 4 按强度计算： 侧壁厚： =1.71mm 1) 2 ( 2 1 p rS 底板厚度： mm pr hs62 . 8 ) (87 . 0 2 1 2 式中，E模具材料的弹性模量（MPa） ，碳钢为 2.1105MPa; p型腔压力，一般取 2545MPa,查得此处为 30MPa； 刚度条件，即允许变形量（mm）,查表得，PE 的=0.0250.04mm,用=0.03mm 计算。 d d d 此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包，此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包， 里面有说明书和里面有说明书和 CAD 装配图和零件图图纸，翻译，开题装配

60、图和零件图图纸，翻译，开题 报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材 料可以联系我，料可以联系我，qq 号号 944439233 或或 734570778，我这里还，我这里还 有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。注塑模注塑模 具还可以定制哦！具还可以定制哦！欢迎下次光临！欢迎下次光临！ 5 侧向分型与抽芯机构的设计 当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等的塑料制件时，模具上成型该处的零件就必须制成可 侧向移动的零件，以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件，否则就无法脱模，带动侧向成型零件作 侧