瓶蓋的塑料模具設(shè)計.doc

南昌航空大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院自考 畢業(yè)論文瓶蓋的塑料模具設(shè)計專 業(yè) 名 稱 模具設(shè)計與制造準(zhǔn) 考 證 號 015810301277 學(xué) 生 姓 名 趙旋指 導(dǎo) 教 師 董躍平 2011 年03月20日南昌航空大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書I、畢業(yè)設(shè)計(論文)題目： 瓶蓋的塑料模具設(shè)計II、畢 業(yè)設(shè)計(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計技術(shù)要求：一、原始資料：零件圖及AutoCAD軟件、PRO/E等軟件二、技術(shù)要求：1.分析模具結(jié)構(gòu)2. 成型方法與設(shè)備：在適當(dāng)?shù)乃芰献⑸錂C(jī)上注射成型；3.選用注射機(jī)III、畢 業(yè)設(shè)計(論文)工作內(nèi)容：2011年1月進(jìn)行資料收集、加工、整理，提出設(shè)計方案2011年2月進(jìn)行并完成畢業(yè)論文2011年3月撰寫畢業(yè)論文2011年4月9日畢業(yè)論文模擬答辯2011年4月22日畢業(yè)論文答辯，成績評定 、主 要參考資料：1：魏春雷 徐慧民主編。沖壓工藝與模具設(shè)計（第三版）。北京理工大學(xué)出版社，2009.82: 謝昱北主編。模具設(shè)計與制造。北京大學(xué)出版社，2005，83: 齊曉杰主編。材料成型工藝與模具設(shè)計。機(jī)械工業(yè)出版社，2005，104:蘇偉 姜慶華主編。模具概論。人民郵電出版社，2009，55：趙世友主編。模具技術(shù)基礎(chǔ)。兵器工業(yè)出版社，2005.96：楊占饒主編。模具設(shè)計與制造。人民郵電出版社，2009.4江西工貿(mào)學(xué)院 院、系(函授站) 模具設(shè)計與制造 專業(yè) 自考 班學(xué)生 趙旋 日期： 自 2011 年 1 月 15 日 至 2011 年 4 月 22 日指導(dǎo)教師 董躍平 兼職教師或答疑教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)： 教研室主任 附注:任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計說明書首頁。摘要一個學(xué)期的課程即將結(jié)束，為檢驗這一個學(xué)期以來對于塑料模設(shè)計的學(xué)習(xí)效果，綜合檢測理論在實際應(yīng)用中的能力，除了平時的考試、實驗測試外，更重要的是理論聯(lián)系實際，即我們將努力認(rèn)真的完成此次課程設(shè)計。本次課程設(shè)計課題來源于生產(chǎn)實際，應(yīng)用廣泛，但成型難度相對較難，模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，對我們初學(xué)模具設(shè)計的學(xué)生是一個很好的考驗。它能加強(qiáng)對塑料模具成型原理的理解，同時鍛煉對塑料成型模具的設(shè)計和制造能力。本次設(shè)計以瓶蓋的注塑模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)分析，最后是模具的設(shè)計計算等一系列模具設(shè)計的所有過程。能很好的達(dá)到學(xué)以致用的效果。在設(shè)計該模具的同時總結(jié)了以往模具設(shè)計的一般方法、步驟，模具設(shè)計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計當(dāng)中來，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時使用了AutoCAD等軟件。由于實際經(jīng)驗和理論技術(shù)有限，設(shè)計的錯誤和不足之處在所難免，希望各位老師和同學(xué)批評指正。關(guān)鍵詞：成型 注塑模 結(jié)構(gòu)目錄1、塑件成形工藝分析81.1塑件的尺寸精度分析91.2 塑件表面質(zhì)量分析91.3塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析91.4生產(chǎn)實際考慮92、分型面的選擇102.1分型面的選擇原則102.2方案分析103、模具的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計133.1 確定型腔布局133.2 確定模板尺寸133.3 確定模架尺寸134、成型零件的設(shè)計154.1 成型零件的結(jié)構(gòu)分析154.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計184.3 成型零件的尺寸計算184.4 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計214.4.1 頂桿設(shè)計214.4.3 凝料的推出224.5 合模定位和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計234.5.1. 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計234.5.2 導(dǎo)柱設(shè)計244.5.3 導(dǎo)套設(shè)計244.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計（冷卻系統(tǒng)）255、澆注系統(tǒng)的設(shè)計275.1 主流道設(shè)計275.1.1 主流道尺寸275.1.2 主流道襯套形式及其固定285.2 分流道的設(shè)計295.3 澆口的設(shè)計305.3.1 澆口形式的選擇316、成型設(shè)備的選擇及校核346.1注射機(jī)的選則346.1.1計算塑件的體積346.1.2計算所需的體積346.1.3選用注射機(jī)346.2注射機(jī)的終選346.3 模具閉合高度的校核356.4 模具安裝部分的校核356.5 模具開模行程的校核356.6鎖模力的校核356.7 注射壓力的校核367、成型工藝參數(shù)的確定378、 模具特點(diǎn)和工作原理398.1 模具的特點(diǎn)：398.2 模具的工作過程398.3 模具的裝配圖和俯視圖：399、 設(shè)計小結(jié)42參考文獻(xiàn)43產(chǎn)品圖 1、塑件成形工藝分析ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化學(xué)和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性： 丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性； 苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。 三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。 ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相 中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場 上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等 到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。 ABS材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高 的抗沖擊強(qiáng)度。 注塑模工藝條件 干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件 為8090度下最少干燥2小時。材料溫度應(yīng)保證小于0.1%。 熔化溫度：210280度；建議溫度：245度。 模具溫度：2570度。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。1.1塑件的尺寸精度分析該塑件無尺寸精度特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，按MT5查取公差。其主要尺寸公差要求如表2.3.11所示：塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差（按MT5級精度）塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差（按MT5級精度）外形尺寸35.535.5-0.56內(nèi)形尺寸3232+0.561313-0.322828+0.5R1R1-0.21616+0.389.79.7-0.327.67.6+0.287.57.5-0.2844+0.243.53.5-0.2466+0.24內(nèi)形尺寸66+0.24R1R1+0.21.2 塑件表面質(zhì)量分析該塑件表面沒有提出特殊要求，一般情況下外表面要求光潔，表面粗糙度可以取到。沒有特殊要求時，塑件內(nèi)部表面粗糙度可取。1.3塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析（1）壁厚分析：設(shè)計合理，壁厚相對均勻，且符合最小壁厚的一昂球。（2）圓角過渡：要從分型面位置、型芯、型腔結(jié)構(gòu)來分析過渡圓角的設(shè)置。根據(jù)本塑件的壁厚，均采用圓角半徑R1mm。（3）脫模斜度：為便于塑件從模腔中取出，塑件的內(nèi)外壁需要足夠的脫模斜度。外形尺寸以大端為基準(zhǔn)，斜度往小處?。粌?nèi)形尺寸以小端為基準(zhǔn)，斜度往大處取。根據(jù)ABS的性能和模具設(shè)計與制造簡明手冊（第三版）P433表2-2-5：型芯脫模斜度為：0.7，型腔脫模斜度為0.51.4生產(chǎn)實際考慮該塑件的生產(chǎn)類型應(yīng)該是大批量生產(chǎn)，因此在設(shè)計模具時，要提要塑件的生產(chǎn)效率，傾向于采用多型腔、高壽命、自動脫模的模具，以降低生產(chǎn)成本。2、分型面的選擇2.1分型面的選擇原則分型面的選擇是模具設(shè)計的第一步，分型面的選擇受塑件形狀、壁厚、成型方法、后處理工序、塑件外觀、塑件尺寸精度、塑件脫模方法、模具類型、型腔數(shù)目、模具排氣、嵌件、澆口位置與形式以及成型機(jī)的結(jié)構(gòu)等影響。分型面選擇的原則是：（1）脫出塑件方便，模具結(jié)構(gòu)簡單。（2）確保塑件尺寸精度。（3）型腔排氣順利。（4）無損塑件外觀。（5）設(shè)備利用合理。2.2方案分析該塑件為家用的旋鈕塑料,要求表面光滑平整；無毛刺無毛邊；不允許縮水、凹坑；無劃傷；無污物。在選擇分型面時，根據(jù)分型面的選擇原則,考慮不影響塑件的外觀以及成型后能夠順利取出制件，有以下幾種方案：分型面選擇的首要原則是必須選擇塑件斷面輪廓最大的地方作為分型面，這是確保塑件能夠脫出模具而必須遵循的基本原則。（1）分型面的方案一：該塑件采用垂直分型，用活動鑲塊垂直分型后，留在包緊在下模的型芯上，在有動模端的推桿將塑件從型芯上脫出，雖然這樣使模具型腔由內(nèi)型變成了外型，可以降低模具型腔的加工難度，但是會在塑件的垂直分型面上產(chǎn)生熔接痕，不能達(dá)到塑件的外觀要求，并且模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以此分型面方案不好。A | A 圖2.1(2) 分型面的方案二：該塑件采用水平分型，定模部分成型塑件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將型芯裝在定模上，型腔做在動模，當(dāng)開模后塑件包緊在型芯，隨型芯留在動模，然后由定模上的推件板將塑件脫出型芯，這樣就可以達(dá)到塑件的外觀的使用要求，但是由于推件板推塑件出容易產(chǎn)生飛邊，就要求推件板的加工難度加大，并且推件板出容易磨損，就要求推件板的材料耐磨，從而增加了模具的成本。此方案不是很好也不采用。AAA | 圖2.23）分型面的方案三：該塑件采用水平分型，型腔在定模，型芯在動模，分型后塑件包緊在型芯上，隨型芯一起留在動模，然后有動模的推管和推桿的共同作用將塑件從動模中脫出，這種分型方式，首先，塑件的外形由定模的型腔成型，這樣不緊能夠保正塑件的外觀質(zhì)量，成型后由而且型腔采用鑲塊式更加節(jié)省材料，便于加工；其次，分型后由動模的推管和推桿作用于塑件內(nèi)部將塑件從動模的脫出，這樣就不會影響塑件的外觀質(zhì)量，而且模具的結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。無論從成型性能上看，還是從經(jīng)濟(jì)性看此方案都較為合理，所以此方案相對前兩個方案來說更加好一些。 圖2.3結(jié)論：綜合上述的三種方案，從塑件的外觀要求，模具的成型性能，以及模具的加工經(jīng)濟(jì)性考慮出發(fā)，還是方案三的分型方案是三者當(dāng)中最好的一種方案，所以采用方案三的分型面。3、模具的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計3.1 確定型腔布局模具采用一模四腔，布局如下圖所示，需要確定圖中尺寸。（1）確定S1和S2查塑料模具設(shè)計指導(dǎo)與范例P120表6-27可得：S1=7 S2=18（2）確定L和bL=4S1+2S2+2d=47+218+235=134b=L=1343.2 確定模板尺寸根據(jù)上面的b和L，考慮注塑機(jī)的大小、導(dǎo)柱、導(dǎo)套和螺釘?shù)炔贾茫鶕?jù)GB/T 12555-2006塑料注射模模架，模架型號為：D型，200mm180mm。3.3 確定模架尺寸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。兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。（1）定模板（150mm200mm、厚40mm）用于固定定模模仁（型腔鑲塊）和導(dǎo)套。應(yīng)該有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度。一般用45鋼。其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用H7/k6配合，定模與定模模仁（型腔鑲塊）采用H7/m6配合。（2） 動模板（150mm200mm、厚40mm）用于固定動模模仁（型芯鑲塊）和導(dǎo)套。一般用45鋼。動模板應(yīng)具有較高的平行度和硬度。動模模仁（型芯鑲塊）通過6個沉頭螺釘M10固定在動模板上面。其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用H7/k6配合，動模與動模模仁（型芯鑲塊）采用H7/m6配合。（3） 墊塊（28mm200mm、厚50mm）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)形式：可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。墊塊材料：墊塊材料為45（4）動模座板（200mm200mm、厚25mm）動模座板上的注射機(jī)頂桿孔為150mm，動模座板上還有四個擋釘孔，動模座板的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)柱采用H7/n6配合。擋釘與擋釘孔采用H7/n6配合，材料為45鋼。（5）推板（90mm200mm、厚13mm）推板上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H7/k6配合。用4個M10的內(nèi)六角圓柱螺釘與推半固定板固定。材料為45鋼。（6）推桿固定板（90mm200mm、厚15mm）材料為45鋼。其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H7/f9配合。圖3.14、成型零件的設(shè)計4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)分析（1） 型腔的設(shè)計1）定模模仁（型腔鑲塊）型腔采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)。整體式型腔有較高的強(qiáng)度和剛度，在使用中不易發(fā)生變形。本模具是一模四腔，四個型腔均做在一個模仁內(nèi)，而不是分別做四個嵌入定模板。4個螺釘緊固圖4.12）定模模仁（型腔鑲塊）的固定由于定模模仁（型腔鑲塊）比較大，而且厚度較厚，故采用螺釘連接，這樣做能夠達(dá)到很好的緊固作用。圖4.2（2） 型芯的設(shè)計1）型芯本塑件考慮到排氣效果，因此，型芯采用鑲拼組合式。共有兩個型芯組成。型芯均為圓形，但較小，因此采用臺階固定，銷釘防轉(zhuǎn)。定模部分的型腔動模部分的型腔一個小型芯成型圖4.32）動模模仁（型芯鑲塊）由于分型面取在塑件最大投影面積處，因此，動模部分也有型腔。由于動模板厚度較厚，因此動模模仁（型芯鑲塊）既采用螺釘緊固。 圖4.4 緊固螺釘 模芯圖4.54.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計在排氣不良的模具中，氣體經(jīng)受很大的壓縮作用而產(chǎn)生反壓力，這種反壓力阻止熔融塑料的正常快速充模，而且，氣體壓縮所產(chǎn)生的熱也能是塑料燒焦。在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮成度下能滲入塑料內(nèi)部，造成熔接不牢、表面輪廓不清、充填不滿、氣孔、組織疏松等缺陷，因此設(shè)計模具時必須考慮型腔的排氣問題。由于該模具的總體尺寸一般，屬于中小型模具，可以利用推桿、活動型芯以及型芯端部與模板的配合間隙、分型面進(jìn)行排氣。其配合間隙為0.030.05mm4.3 成型零件的尺寸計算塑件的尺寸如圖所示平均收縮率尺寸偏差取IT7級（1）型腔尺寸計算： 徑向尺寸計算公式： 高度尺寸計算公式：（2）型芯尺寸計算： 徑向尺寸計算公式： 高度尺寸計算公式：（3）計算結(jié)果如表所示：已知條件：平均收縮率Scp=0.5%；模具的制造公差取對應(yīng)的值類別類型塑件尺寸計算公式工作尺寸型腔計算徑向尺寸35-0.5634.755+0.37-0.286.825+0.1813-0.3212.85+0.21高度尺寸3.5-0.243.3575+0.15型芯尺寸徑向尺寸28+0.528.515-0.2532+0.5632.58-0.316+0.5416.48-0.18高度尺寸3.5+0.243.6775-0.155.5+0. 245.6875-0.154.4 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計4.4.1 頂桿設(shè)計注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上托出，完成拖出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱為推出機(jī)構(gòu)。脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則：（1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)。（2）保證塑件不因推出而變形損壞。（3）機(jī)構(gòu)簡單、動作可靠。（4）良好的塑件外觀。（5）合模時的準(zhǔn)確復(fù)位。本模具采用頂桿頂出，頂出桿頂出出是一種基本的、也是一種常用的塑件頂出方式。常用的頂桿形式有圓形、矩形、階梯形。 4.4.2脫模力的計算因為壁厚與直徑之比0.05，故，該塑件為厚壁制件。該制件為圓環(huán)形截面，脫模力計算公式為式中 r型芯平均半徑 r=16.43mmK2無量綱系數(shù)，其值隨f和而異，查表得，K2=1.0013K1無量綱系數(shù)，其值隨和而異，查表得，K1=1.6S塑料平均成型收縮率 S=0.5%E塑料的彈性模量，MPa，查表得E=2900MPaL塑件對型芯的包容長度，mm，L=9mmf塑件與型芯之間的摩擦因數(shù)，f=0.21模具型芯的脫模斜度，=0.7塑料的泊松比，=無A盲孔塑件型芯在垂直于脫模方向上的投影面積，A=0mm2由上可得，脫模力4.4.3 凝料的推出本模具是兩板模，因此澆注系統(tǒng)凝料的推出需要用頂針推出。 定模模板 分流道 主流道 定模板 型芯 頂料桿圖4.64.5 合模定位和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計。4.5.1. 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計（1）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。（2）該模具采用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱對稱布置。（3）該模具導(dǎo)柱安裝在定模座板上，導(dǎo)套有三個，分別安裝在流道推板、定模板和動模板。（4）為了保證分型面很好接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽，即可削去一個面或在導(dǎo)套的孔口倒角，該模具采用后者。（5）在合模時，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。（6）動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。4.5.2 導(dǎo)柱設(shè)計（1）該模具采用帶頭導(dǎo)柱，不加油槽，如圖所示。（2）導(dǎo)柱的長度必須比凸模斷面高度高出6mm8mm。（3）為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先到部分。（4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度（該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架可知為12mm）。（5）導(dǎo)柱的形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/f7配合，導(dǎo)柱滑動部分按H7/f7配合。（6）導(dǎo)柱工作不分的表面粗糙度為Ra=0.4m。（7）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理，硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度為50HRC以上。本模具采用T8A。4.5.3 導(dǎo)套設(shè)計導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運(yùn)動導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種：直導(dǎo)套（GB/T4169.2-1984）、帶頭導(dǎo)套（GB/T4169.3-1984）。（1）結(jié)構(gòu)形式。采用帶頭導(dǎo)套和直導(dǎo)套，如圖所示。（2）導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排除孔內(nèi)剩余空氣。（3）導(dǎo)套的滑動部分按H7/f7配合，表面粗糙度為0.4m。帶頭導(dǎo)套外徑與動定模板一端采用H7/k6配合；與流道推板一端采用H7/n6配合鑲?cè)肽０濉＃?）導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制造，該模具中采用T8A。導(dǎo)柱導(dǎo)套的裝配布置如下： 導(dǎo)柱 直導(dǎo)套 帶頭導(dǎo)套 帶頭導(dǎo)套定模座板 定模板 動模板 墊塊圖4.74.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計（冷卻系統(tǒng)）該塑件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該盡量縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。LDPE是結(jié)晶型塑料，成型時需要充分冷卻，冷卻要均勻。因此，該模具的凸模和凹模均開設(shè)冷卻水道，采用冷卻水進(jìn)行循環(huán)冷卻。為了使得模具冷卻更快，而且制件不同部位冷卻速度必須相等，則必須采用較為復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)。該冷卻系統(tǒng)分兩部分，第一部分是型腔部分的冷卻，因為定模模仁（型腔鑲塊）是整體嵌入式，因此該部分冷卻系統(tǒng)是在定模板上開設(shè)兩條分別與分型面平行的冷卻水道，水道開設(shè)在型腔上方。第二部分是型芯的冷卻，因為型芯是圓形，而且是鑲拼組合式，因此該部分是環(huán)繞型芯的冷卻水道。冷卻水道直徑按經(jīng)驗取8mm，水嘴采用外置型水嘴。冷卻水道布置如下圖: 水嘴 型芯冷卻 密封圈圖4.8 5、澆注系統(tǒng)的設(shè)計5.1 主流道設(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。5.1.1 主流道尺寸（1）主流道小端直徑d主流道小端直徑d = 注射機(jī)噴嘴直徑+0.5 1= 4 + 0.51 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23mm。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 + 23SR = 12 + 23取d = 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=43（mm）（4）主流道大端直徑 D = d + 2 Ltg（半錐角： 為1 2，取=2） 125.1.2 主流道襯套形式及其固定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。本模具是三板模，因此需要盡量減少主流道長度。方案一：用澆口套標(biāo)準(zhǔn)件，這樣只需購買，但是主流道長度過大，在凝料脫模時會產(chǎn)生困難。固定形式：用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標(biāo)準(zhǔn)件，其形式如下：圖5.1方案二：在定模座板上開設(shè)階梯孔，將澆口套放入減小主流道長度。澆口套自行設(shè)計。在定模座板上在安裝定位圈定位。其形式如下：澆口套 定位圈圖5.2定位圈及澆口套裝配圖： 定位圈（用螺釘固定在定模座板上） 定模座板螺釘固定在定模座板內(nèi)定模板澆口套5.2 分流道的設(shè)計本模具的流道布置形式采用平衡式，如下圖：分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率等因素有關(guān)。該塑件的體積不大而且形狀不復(fù)雜，且壁厚均勻，可以考慮采用點(diǎn)進(jìn)料的方式，有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證。從便于加工的方面考慮，采用截面形狀為0形的分流道.查有關(guān)的手冊,選擇R=5mm。此外該模具是一模4件，型腔的數(shù)量較少,模具的結(jié)構(gòu)簡單而不緊湊，所以采用平衡式，各個型腔的分流道的斷面形狀及大小、分流道長度都取作一致。這樣，熔體就能以相同的成型壓力和溫度同事充滿各個型腔，使一模內(nèi)成型出的各個塑件的尺寸及性能容易保持一致。圖5.45.3 澆口的設(shè)計澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇。通常要考慮以下幾項原則：a.盡量縮短流動距離。b.澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。c.必須盡量減少熔接痕。d.應(yīng)有利于型腔中氣體排出。e.考慮分子定向影響。f.避免產(chǎn)生噴射和蠕動。g.澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。h.注意對外觀質(zhì)量的影響。5.3.1 澆口形式的選擇 由于該塑件外觀質(zhì)量要求高，澆口的位置和大小還是要不能太影響塑件的外觀，同時，也應(yīng)該盡量使模具結(jié)構(gòu)簡單。根據(jù)對塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分型面的位置，可選的澆口形式有幾種方案，如下：（1）方案一：側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，有塑件側(cè)面進(jìn)料，側(cè)澆口斷面易取矩形形狀（必要時用圓形），它能方便地調(diào)節(jié)剪切速率，充模流量速率，流動狀態(tài)和澆口封閉時間，并可以靈活地選擇塑件進(jìn)澆位置，廣泛使用于多腔模中，但此模具的外形有齒，這樣會破壞制件的外觀質(zhì)量，并且在側(cè)面產(chǎn)生痕跡，影響塑件的使用性能以及外觀性能。（適用于表面質(zhì)量要求不高的產(chǎn)品）圖5.5（2）方案二點(diǎn)澆口是一種斷面尺寸很小的澆口,當(dāng)物料通過時產(chǎn)生很高的剪切速率,這對于表觀粘度隨剪切速率變化而明顯變化的塑料熔體和粘度較低的塑料熔體是適合用的.點(diǎn)澆口在開模時容易自行切斷,并且在塑件上留下的殘痕極小,不容易覺察,故無需修剪澆口的工序.點(diǎn)澆口的另一個優(yōu)點(diǎn)是,它很容易向模腔多點(diǎn)進(jìn)料,澆口位置選擇靈活,對于單腔模和多腔模均適用.因此點(diǎn)澆口能實現(xiàn)模具自動化生產(chǎn),生產(chǎn)效率高. 采取雙分型面模具(亦稱三板式模具),可以自動脫膠無需要設(shè)計機(jī)械手或者人工將澆注系統(tǒng)的凝料從主流道中取出，并且塑件的表面經(jīng)過很小的修整就可以達(dá)到塑件的表面質(zhì)量要求。（加工成本比較大）圖5.6綜上所述，對塑件成型性能、澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較,由于塑件的尺寸及表面精度要求不高，從模具的制造及結(jié)構(gòu)考慮，確定成型該塑件的模具采用點(diǎn)澆口的形式。（采用方案一）主流道 分流道 點(diǎn)澆口 塑件圖5.7塑件主流道主流道點(diǎn)澆口圖5.86、成型設(shè)備的選擇及校核6.1注射機(jī)的選則6.1.1計算塑件的體積根據(jù)制件的三維模型，利用三維軟件直接求得塑件的體積為：V1=4426.29mm3。6.1.2計算所需的體積澆注系統(tǒng)凝料按1：1取，故：V2= V1=4426.29mm3塑件和澆注系統(tǒng)凝料總體積為（按一模四腔算）：V= 4（V1 +V2 ）=35410.32 mm3 =35.41032 cm36.1.3選用注射機(jī)根據(jù)總體積V= 8852.58 mm3，初步選取XS-Z-60型螺桿式注射成型機(jī)。XS-Z-60型螺桿式注射成型機(jī)主要參數(shù)如下表所示項 目參 數(shù)項 目參 數(shù)理論注射量60 cm3移模行程180mm注射壓力1220MPa定位孔的直徑55鎖模力500kN噴嘴球半徑SR12mm最大模具厚度200mm噴嘴口孔徑4最小模具厚度70mm6.2注射機(jī)的終選6.2.1注射量的校核公式是（0.8 0.85）式中 注射機(jī)的公稱注射量，cm3 每模的塑料體積量，cm3 如前所述，塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為35.41032 cm3，遠(yuǎn)小于注射劑的理論注射量51 cm3，故滿足要求。6.3 模具閉合高度的校核模具閉合高度的校核公式為：由裝配圖可知模具的閉合高度=250mm，而注射機(jī)的最大模具厚度=300mm，最小模具厚度=250mm，滿足安裝要求。6.4 模具安裝部分的校核模具定位圈的直徑125mm與注射機(jī)定位孔的直徑125相等，滿足安裝要求。澆口套的球面半徑SR1=SR+（12）mm=20mm，滿足要求。澆口套小端直徑R1=R+（12）mm=8mm，滿足要求。6.5 模具開模行程的校核模具開模行程的校核公式為：式中 模具的開模行程，mm 注射機(jī)的移模行程，mm 制件的推出距離，mm 包括流道凝料在內(nèi)的制品的高度，mm 取出凝料所需分開的距離，mm代入數(shù)據(jù)得：，滿足要求。6.6鎖模力的校核鎖模力的校核公式：式中 F注射機(jī)的額定鎖模力，kN A制件和流道在分型面上的投影面積之和，cm2 型腔的平均壓力，MPa K安全系數(shù)，通常取1.11.2代入數(shù)據(jù)得：。滿足要求。6.7 注射壓力的校核注射壓力的校核公式為：式中 注射機(jī)的額定注射壓力，MPa 注射成型時的所需用的注射壓力，MPa 安全系數(shù)代入數(shù)據(jù)得：。滿足要求。綜上所述：選取XS-ZY-250型螺桿式注射成型機(jī)完全符合本模具的使用要求7、成型工藝參數(shù)的確定產(chǎn)品參數(shù)產(chǎn)品名稱及圖號蓋模腔數(shù)4產(chǎn)品單重31.5g總重126g單件體積44.27cm3總體積177.08cm3投影面積804.248mm2總投影面積3216.992mm2外形尺寸（H-V-W)3510最大壁厚4mm最小壁厚2mm抽芯數(shù)0嵌件數(shù)0注塑工藝參數(shù)料筒溫度（前、中、后）后140160 前170200噴嘴溫度220240模具溫度5070注射壓力7090MPa注射時間35s保壓溫度5070保壓壓力4060MPa保壓時間1530s冷卻時間1530s鎖模壓力724.2kN螺桿轉(zhuǎn)速3060r/min成型周期4070s原料參數(shù)名稱