有柄盖注塑模具设计说明书

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1、毕业设计（论文）标 题： 茶瓶有柄盖 学生：军 系 部：机电工程系专 业：模具设计与制造 班 级： 0901 指导教师： 程文 株洲职业技术学院教务处制摘要近几年，随着机械工业技术的发展，注塑成型技术在世界围也得到了迅猛发展。注塑模具应用领域广泛，相应的客户群对注塑模具设计的快速性和可行性，以与产品质量的要求也不断提高。塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用围很广。本课题是对集成有柄盖注塑模具设计，利用UG来完成制件的三维模型，利用CAD来完成注塑模

2、的装配图和零件图。模具采用了侧抽芯，模具结构紧凑、工作可靠、操作方便、运转平稳、冷却效果好、劳动强度低、生产效率高、精度高、生产成本低。通过对塑件进行工艺分析和比较，最终设计出一副注塑模。从产品结构工艺性和模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、分型面的选择、冷却系统、注塑机的选择与有关参数的校核都有详细的分析设计说明。通过完成该课题设计，熟悉了塑料模具设计的一般方法和流程。本次设计分析了有柄盖的塑件的工艺特点，详尽的介绍了有柄盖的结构设计和模具设计的注意点和整个过程。着重阐述有柄盖的设计思路，注塑成型机的选择，模腔数目和模架的确定，分型面以与模具排气系统，浇注系统等重要设计细节。

3、用UG绘制了一份制件三维图，用AutoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。同时，在设计中衡量了产品质量和成本的关系，尽量做到模具的结构简单，成本低，易加工，使用性高。关键词 : 有柄盖；塑料注塑模，模具结构，点浇口28 / 33目 录摘要I目录II1.引言12.塑料工艺分析与模具方案确定22.1 制件的分析22.2 模具方案的初步确定32.3总装图33. 塑料的成型特性与工艺参数44. 注塑设备的选择44.1 计算塑件的体积和重量44.2 选择设备型号、规格、确定型腔数45. 浇注系统55.1 确定成型位置55.2 分型面的选择55.3 浇口套的选用65.4 流程比的校核76. 脱模机构的设计

4、86.1 顶出机构86.2 脱模力的计算87. 侧向抽芯机构的设计97.1 抽拔距与抽拔力的计算107.1.1抽芯距107.1.2抽芯力的计算107.2 抽芯机构的设计117.2.1滑块与滑块槽的设计117.2.2定位装置的设计127.2.3斜导柱的设计与计算128. 温度调节机构的选择138.1模具温度调节对塑件质量的影响138.2冷却系统的设计原则138.3冷却装置的布置如下149塑件的Moldflow分析159.1 有限元法介绍159.2 有柄盖模型前处理159.3初始方案分析结果输出179.4制定优化方案2010. 注射机有关工艺参数的校核2210.1 注射量的校核2210.2 锁模力

5、与注射压力的校核2210.2.1锁模力的校核2210.2.2注射压力的校核2310.3 材料厚度与注射机开模行程的校核2411. 成型零部件的设计与计算机构形式2411.1 成型零部件的结构形式2411.1.1凹模的结构设计2411.1.2型芯的结构设计2411.2成型零部件的工作尺寸的计算2512. 模架、支承与连接零件的设计与选择2812.1定模座板（250mm315mm25mm）2812.2定模板（250 mm250mm25mm）2912.3动模板（250mm250mm50mm）2912.4 动模座板（250mm315mm25mm）2913. 合模导向与定位机构的设计2913.1 导柱导

6、向机构3013.2 导向孔、导套的结构与要求3013.3 导柱布置3014. 排气与引气系统3114.1.1排气系统的作用与气体来源3114.1.2排气系统的设计要点3114.2引气装置31结论33辞34参考文献351.引言近几年来我国塑料工业生产的发展很快，塑料的应用正普与到国名经济领域的各个部门。采用塑料成型模具加工的塑件也很多，如各种管材、板材、异型材、复合管材、发泡型材与棒材等，都广泛用于纺织品、医药品、化学物品、精密仪器、日用品与机械工业中的齿轮、轴承等机械零件，在汽车、飞机、造船业中的仪表、车门、衬，化学工业的贮槽、贮罐、填料等，电子与电信工业中的电线、电缆绝缘层与护套层等也得到广

7、泛应用，特别是在建筑工业中应用更为广泛，“以塑代木，以塑代金属”，为人类在寻求解决替代有限的木材和贵重金属材料开辟了新途径。注塑模具在注射制品成型中起着极其重要的作用，除了塑料制品的表面质量、成型精度完全由模具决定之外，塑料制品的在质量、成型效率也受模具左右，所以如何高质量、简明、快捷、规化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺的优越性，扩大注塑制品的首要问题。传统的注塑模具设计，主要是依赖设计人员的经验，设计的速度、质量与可靠性的程度，因设计人员的经验而异。又因模具是单品或极少批量的产品，采用传统设计方法，每一图纸都需要手工绘制，设计人员的工作强度大，设计工作难以达到规化、标准化。目前世界上工

8、业发达的国家和地区都已相继采用计算机技术进行注塑模具设计，其主要是采用计算机辅助设计即CAD与计算机辅助工程CAE。随着市场的发展，塑料新材料与多样化成型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展。超大型、超精密、长寿命、高效模具；多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。更高性能与满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的、更为先进的加工方法。各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到发展。2.塑料工艺分析与模具方案确定2.1 制件的分析

9、如下图所示，该制件为有柄盖，使用材料为PVC。图2-1制件图图2-2制件三维图2.2 模具方案的初步确定由于塑件属于圆筒形薄壁深壳状零件，我们采用哈夫机构成型塑件的手柄，考虑到实际使用情况，杯口和杯外表面必须有很高的光滑度，可见用顶杆或者推件板顶出是不可行的，这里我们使用气动顶出装置。并用气阀引导防止塑件在脱模时由于型腔外的气压差导致变形。工作过程：开模后，气泵往型芯鼓高压气体，气阀杆的弹簧受到压缩，气体冲出气阀将塑件吹出，鼓气结束，受到压缩的弹簧回复原始状态。合模时，哈夫机构在斜导柱的引导下复位，顺利完成合模。2.3总装图总装图如图2-3所示。图2-3总装图15.水嘴 16.螺塞 17.弹簧

10、 18.钢珠 19.薄壁水管 20.右滑块 21.水嘴 22.定模座板 23.浇口套 24.定位环 25. 六角圆柱头螺钉 26.楔紧块 27.斜导柱28.左滑块 29.水嘴 30.型芯 31.封水胶垫 32.水嘴 33.螺塞 34.气压泵接口3. 塑料的成型特性与工艺参数PVC的材料名称是聚氯乙烯。PVC具有良好的加工性能，制造成本低，耐腐蚀，绝缘性等良好特点，主要用于制作：卡片、贴牌，发泡板，水管等，还可用于制作制服和专用保护设备的皮带。PP的最大缺点就是PVC是热敏性塑料，过热或剪切过度会引致分解，并迅速蔓延，因为其中一种分解物（例如酸或HCI）会产生催化作用，引致流程进一步分解，酸性物

11、质更会侵蚀金属，使之变成凹陷，又会使金属的保护层剥落，引致生锈，对于人体更加有害。收缩率：1.7% 熔融温度：160210 成型温度：150180比重：1.38 成型压力：80120MPa 结晶性：半结晶性 射速：高速注射 4. 注塑设备的选择4.1 计算塑件的体积和重量体积：通过prroe软件的“质量属性”分析塑件，得到塑件的体积为=46813.2061mm3=46.813cm3。质量：材料PP的密度取=0.38g/ cm3，则单个塑件的质量m=V=42.6g。4.2 选择设备型号、规格、确定型腔数根据以上所计算的结果，可选择设备型号、规格、确定型腔数。注射机的额定注射量为Vb，每次的注射量

12、不超过它的80%，即n=(0.8-)/(4-1)式中n型腔数；Vj浇注系统的体积（g）；塑件体积。估算浇注系统的体积Vj：根据浇注系统初步方案进行估算浇注系统体积。=0.78由于该塑件外形较大，且需要比较复杂的抽芯机构，因此采用一模一腔，即n=1则 Vb=(nVg+Vj)/0.8= 59.5 (4-2)根据所计算的各项参数，选用J54-S200/400型注塑机，注塑机的参数如下：表4-1注塑机主要参数标称注射量(cm3)400注射行程(mm)160注射压力(Mpa)109合模力/N螺杆直径(mm)55最大成型面积（cm2）645模板厚度/mm最大406螺杆转速(r/min)16,28,48最小

13、165喷嘴球半径（mm）12注射时间(s) 1.8喷嘴孔直径（mm）45. 浇注系统5.1 确定成型位置由于塑件的手柄处有侧凹，我们使用哈夫机构来成型，将两个滑块安排在手柄的两侧，每个滑块成型手柄的一半侧凹。5.2 分型面的选择选择分型面的原则：(1)有利于脱模；(2)有利于保证塑件的外观质量和精度要求；(3)有利于成型零件的加工制造；(4)分型面数目与形状通常采用平行分型面，即采用一个与注射机开模运动方向垂直的分型面；(5)型腔方位的确定：在决定型腔在模具的方位时，分型面的选择应尽量防止形成侧孔或侧凹，以避免采用比较复杂的模具结构；(6)有利于侧向抽芯；(7)考虑侧向抽拔距；(8)应将抽芯或

14、分型距离长的方向置于动、定模的开合模方向上，而将短抽拔距作为侧向分型芯或抽芯，并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯；(9)锁紧模具的要求；(10)有利于排气；(11)分型面的选择应考虑注射机的技术参数。综上所述，结合本塑件实际情况，将分型面定为如图5-1所示图5-1 分型面为了避免A板和滑块有尖角产生，分型面应在边倒圆底端。5.3 浇口套的选用由于采用直接浇口，在有柄盖底部的花纹需要成型，所以交口套底面必须加工出所需要的花纹，详细数据请参见浇口套零件图，示意图如下5-2所示图5-2 浇口套由于主流道与高温塑料熔体与注射机喷嘴反复接触和碰撞,所以常将主流道设计成可拆卸的浇口套，材料为T10A钢

15、,并淬火处理到洛氏硬度5055HRC.T10A钢适于制造切削条件差、耐磨性要求较高，且不受忽然和剧烈振动，需要一定韧性与具有锋利刀口的各种工具，可用作不受较大冲击的耐磨零。5.4 流程比的校核在确定浇口位置与数量时，对于大型塑件还应该考虑所允许的最大流程比。因为当塑件壁厚较小，而流程较长时，不但应力增大，而且会因为料流温度降低较多而造成注射不满，这时必须增大塑件的壁厚，或增加浇口数量、改变浇口位置，以缩短最大流程。流程比是指塑料熔体在型腔流动的最大流程与其厚度之比。即：（5-1）B流程比；各段流程长度；各段流程的型腔厚度；允许的流程比，（这里塑料PP的允许流程比为280）所以在允许的围，可行。

16、6. 脱模机构的设计6.1 顶出机构有柄盖属于薄壁、深腔壳状物件，故采用气动顶出，可简化模具结构，缩短模具闭合时间，同时塑件无顶痕，保证了有柄盖表面的光滑度。气动顶出的设计要点：(1)压缩空气供应充足。多腔模具中各腔供应的压缩空气必须均衡。(2)气道阀门密封良好避免塑料溢入；气道密封应良好，防止泄漏影响顶出力；(3)带底孔的塑件尽量不用气动顶出；(4)采用气动顶出时，型芯脱模斜度应尽量的小；(5)采用锥形阀气动顶出时，应根据塑件底部面积选择合适的锥阀直径和锥度；(6)矩形塑件采用两或多个气动顶出，以免塑件受力不均。气动顶出装置如图2-3所示6.2 脱模力的计算脱模力是指将塑件从型芯上脱出时所需

17、克服的阻力。塑件在模具冷却定型时，由于体积收缩，其尺寸逐渐缩小，而将型芯或凸模包紧，在塑件脱模时必须克服这一包紧力。对于不带通孔的壳体类塑件，脱模时还要克服大气压力；此外，尚需克服机构本身运动的摩擦阻力几塑料和钢材之间的粘附力。一般而论，制品刚刚开始脱模之瞬间的摩擦力最大。由于=2.5mm，d=90mm；/d=0.02780.05所以该塑件为薄壁塑件，又因为塑件的断面为圆环形，根据参考知其计算公式： F=+0.1A （6-1）式中，S是塑料平均成型收缩率（%）；E是塑料的弹性模量（MPa）;是塑件对型芯的包容长度（mm）;是模具型芯的脱模斜度（）；是塑料的泊松比；是塑件的平均壁厚；f是塑件与型

18、芯之间的静摩擦力，常取0.10.2;A是盲孔塑件型芯在脱模方向上的投影面积，=1+fsincos1。本塑件的材料选择为PP（百折胶），有关参数为S=1.75%,E=950MPa,=40mm，=0.392，A=276.46mm2，=3；代入求得：脱模力F=81.65kN。7. 侧向抽芯机构的设计当注射成型侧壁带有孔，凹穴，凸台等的塑件时，模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件，以便在脱模前先抽调侧向成型零件，否则就无法脱模。带动侧向成型零件作侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。按动力来源可分为：手动抽芯机构、液动或气动抽芯机构和机动抽芯机构等三大类型。其中机动抽芯机构是利用注射机的

19、开模运动和动力，通过传动零件将侧型芯或侧型腔抽出。这种机构结构比较复杂，但抽芯不需要人工操作，生产效率高，与液压或气动抽芯机构相比较无须另行设计液压或气压抽芯系统，成本较低。根据传动零件的不同，机动抽芯又可分为斜导柱抽芯、斜滑块抽芯、弯销抽芯、斜导槽抽芯、弹簧抽芯、齿轮齿条抽芯等多种抽芯形式。本次设计根据模具的结构，采用斜导柱抽芯机构。斜导柱抽芯机构是最常用的一种抽芯机构，具有结构简单、制造方便、安全可靠等特点；其工作原理是：斜导柱固定在定模板上，滑块在动模板的导滑槽可以移动。开模时，开模力通过斜导柱作用于滑块，迫使滑块在动模板的导滑槽向两边移动，完成抽芯动作；塑件由推板推出型腔；挡板、弹簧与

20、螺钉是滑块保持抽芯后的最终位置，保证合模时斜导柱能准确地进入滑块的斜孔，使滑块回到成型位置；在注射成型时，滑块受到型腔熔体压力的作用，有产生位移的可能，因此用楔紧块来保证滑块在成型时的准确位置。斜导柱抽芯机构主要由滑块、滑块槽、滑块固定板和斜导柱等零件组成。由于本塑件两侧有和一端有凹槽，阻碍成型后塑件直接从模具里脱模，所以必须采用侧抽芯机构。又因为抽芯距不是很大，侧凸的成型面积较小，故可采用斜滑块侧抽芯机构。斜滑块应考虑分型与与抽芯方向的要求，并尽量保证塑件具有较好的外观质量，不要使塑件表面留有明显的拼缝痕迹。另外，还应使斜滑块的组合部分具有足够的强度。图7-1 抽芯机构7.1 抽拔距与抽拔力

21、的计算7.1.1抽芯距抽芯距是指型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，滑块所移动的距离。一般抽芯距等于侧孔深加23mm。则 S=S1+（1+3)mm=10mm+3mm=13mm （7-1）7.1.2抽芯力的计算查表得抽芯力Q的计算公式9： （7-2）式中 l活动型芯被塑件包紧的断面形状周长；h型腔部分的深度；塑件对型芯单位面积的挤压力，一般取812MPa；塑料与钢的摩擦系数，一般取0.10.2；侧孔或侧凹的脱模斜度()，本设计中取=。则=（10.2315+24.0785+11.4292+18.0456+3）458（0.1cossin）=125189.1N7.2 抽芯机构的设计1. 螺塞 2.

22、弹簧 3.钢珠 4.右滑块 5.压紧块 6.斜导柱 7.左滑块图7-1斜导柱抽芯机构塑件的侧向抽芯机构如上图所示，开模时，斜导柱随定模一起运动，其带动滑块运动，直到运动到定位装置的位置；闭模时，斜导柱先进入斜导柱孔，在斜导柱和楔紧块的作用下，使侧向机构顺利合模。7.2.1滑块与滑块槽的设计(1)滑块与侧向型芯的连接斜导柱抽芯机构的滑块分为整体式和组合式两种，考虑到节约材料和机械加工容易，本次设计中的滑块采用整体式，侧向型芯作为滑块的一部分一起加工。(2)滑块槽的设计侧向抽芯过程中，滑块必须在滑槽运动，并要求运动平稳且具有一定的精度。本次设计采用“T”形组合式的导滑槽，其由一块板做成滑槽板，导滑

23、部分容易磨削，精度也容易保证。设计滑槽时还应注意下面问题： 滑块完成抽拔动作后，其滑动部分仍应有全部或部分长度留在滑槽，滑块的滑动配合长度常大于滑块宽度的1.5倍；滑块完成抽拔动作后，其滑动部分留在导滑槽中的长度不应小于滑块配合长度的2/3，否则，滑块复位时容易倾斜，甚至破坏模具。为不增大模具体积又要保证导滑槽长度，可在模具上采用局部加长导滑槽的方法； 滑槽对滑块的导滑部分采用间隙配合，配合特性可选用H8/g7或H8/h8，其它各部分均留有间隙，滑块的滑动部分和滑槽导滑面的粗糙度Ra为0.8；由于模具工作时，滑块在导滑槽要往复移动，为降低磨损，滑块的材料可用T8A、T10A、或45钢，导滑部分

24、淬火硬度在40HRC以上，导滑槽的材料可用耐磨材料或铜滑板，淬火硬度为5458HRC。在本设计中，查阅模具设计与制造简明手册表2-4-74，选定滑槽高度为12mm，滑槽宽度为9mm，材料选为T10A，热处理5458HRC。7.2.2定位装置的设计侧抽芯动作完成后，滑块应留在所要求的位置上，不可任意滑动，以便合模时斜导柱能准确地进入滑块的斜孔中，该设计采用钢珠联合弹簧定位形式。钢珠直径7mm，弹簧丝直径1mm。7.2.3斜导柱的设计与计算综合实际情况，本模具采用斜导柱安装在定模，滑块安装在动模的。斜导柱倾斜角选为20，则斜导柱有效工作长度为L=S/sin20，其中S为抽芯距。即 L2=13/si

25、n20=38mm 斜导柱直径取决于斜导柱所受的最大弯曲力，按斜导柱所受的最大弯曲应力小于其许用弯曲应力的原则，直径的计算公式为d=m=14.97mm （7-3）其中P为斜导柱所受的弯曲力,主要取决于抽拔力Q和倾斜角，其简化计算公式为 ； （7-4）在这里P=125189.1/cos=133223.46NH是抽芯孔中心与A点的垂直距离（mm）；是斜导柱材料的许用弯曲应力（MPa），可取=300MPa。经计算与校核，斜导柱直径选则d=16mm。8. 温度调节机构的选择8.1模具温度调节对塑件质量的影响(1)尺寸精度 对一般塑件,必须使模温较低,并保持恒定温度,以减少塑件成型收缩率的波动,提高塑件尺

26、寸稳定性；(2)形状精度 模具型芯和型腔的各部分温差太大,会使塑件收缩不均匀导致翘曲变形,特别是对于壁厚不一致和形状复杂的塑件,常常会出现因收缩不均匀而变形的情况,因此,必须设计合适的冷却回路,使模具型腔、型芯各个部分的温度基本一致，从而使塑件各部分的冷却速度一样；(3)力学性能 对于结晶型塑料冷却速度影响其结晶度，而结晶度又影响其力学性能。冷却速度快，结晶度低，应力开裂的倾向小。一般可采用较高的熔体温度、较低的模具温度、较短的保压时间和快速填充，这样成型条件来减少塑件应力开裂的倾向。(4)表面质量 当模具的温度过低时，会使塑料熔体粘度提高，流动阻力增大，从而出现填充不满，塑件轮廓不清，或者产

27、生熔接痕或振动痕；提高模具温度即可改善塑件表面状态，使塑件表面粗糙度降低。8.2冷却系统的设计原则(1)冷却系统的布置应先于脱模机构(2)合理地确定冷却管道的直径中心距以与与型腔壁的距离(3)降低进出水的温度差，普通模具的进出水温差不应超过5(4)浇口处应加强冷却(5)应避免将冷却水道开设在塑件熔接痕处(6)冷却水路应便于加工和清理。8.3冷却装置的布置如下图8-1型腔冷却系统 图8-2滑块冷却系统图8-3 型芯的冷却系统9塑件的Moldflow分析9.1有限元法介绍Moldflow软件的原理是有限元法，有限元法是力学、计算方法和计算机技术相结合的产物，由于它在解决工程技术问题时的灵活性、快速

28、与有效性，发展非常神速，其解题围包括了各个领域（固体力学、流体场、电磁场、温度场、声场）的数理方程；其计算机程序几乎能求解数理方程中的各类问题，是工程技术人员必备工具，是力学、机械、土木工程、水力等专业的学生的必修课。有限元法是求解复杂工程问题的一种近似数值解法，现已广泛应用到力学、热学、电磁学等各个学科，主要分析工作环境下物体的线性和非线性静动态特性等性能。有限元法求解问题的基本过程主要包括：分析对象的离散化，有限元求解，计算结果的处理三部分。曾经有人做过统计：三个阶段所用的时间分别占总时间的40%50%、5%与50%55%。也就是说，当利用有限元分析对象时，主要时间是用于对象的离散与结果的

29、处理。如果采用人工方法离散对象和处理计算结果，势必费力、费时且极易出错，尤其当分析模型复杂时，采用人工方法甚至很难进行，这将严重影响高级有限元分析程序的推广和使用。因此，开展自动离散对象与结果的计算机可视化显示的研究是一项重要而紧迫的任务。有限元分析的基本步骤和几个问题：离散化：（1）单元怎样划分？编排单元码和节点码有什么原则？（2）荷载如何移置？单元分析：（1）节点力怎样用节点位移表示？（2）如何建立以节点位移表示的节点平衡 方程式？（3）怎样去求单元的力（应力）？整体分析：如何以最快的速度、最少的时间、最好的方案解出方程组，以得到最佳（可行精度）的结果？9.2有柄盖模型前处理（1）网格的划

30、分，处理，诊断导入有柄盖模型，并选择网格类型为表面模型，设置全局网格边长为10mm接着开始划分网格。划分完成后进行网格数据统计，网格数量8853，无自由边，无交叉边，最小纵横比1.15，最大纵横比22.21。可以看出，对于之后要进行的翘曲分析，纵横比过大，需要调整。进行网格的纵横比诊断，调整网格纵横比为小于18。最后进行网格配向诊断，连通性诊断，自由边诊断等，均没有问题。（2）分析类型与材料选择双击Moldflow左边任务栏的填充，选择分析类型为“浇口位置”，然后选择材料为“TaiwanPP”牌号为6331。双击任务栏的“立即分析” 。图9-1 最佳浇口位置分析查看分析结果，如图9-1所示，蓝

31、色显示的即为最佳浇口位置。修改分析类型为“冷却+流动+翘曲”，为接下来的分析做准备。（3）浇注系统，冷却系统创建右键点击任务栏中的注射位置，放置注射位置在杯底中心。点击“建模”菜单的流道系统向导，选择浇口位置中心作为主流道位置，设置入口直径为3mm，拔模角3度，长度为52mm。接着进行连通性诊断，连通性良好。继续分析。用手工方式创建冷却系统：使用复制/移动命令复制、移动节点，并将它们按顺序连接成线，接着选择网格菜单中的“生成网格”，网格边长选择默认。放置水路进出口：右键点击“创建冷却回路”，放置冷却液入口，从而完成创建浇注系统和冷却系统。如图9-2所示。图9-2 冷却回路9.3初始方案分析结果

32、输出进行工艺参数的设置：双击工艺设置，弹出工艺设置向导。在冷却设置中，设置模具表面温度设为50；熔体温度230，开模时间5s，注射+保压+冷却时间为自动，查看顶出条件为顶出温度93，顶出冻结百分比为100%；在流动设置中，参数均为自动；在翘曲设置中，勾选分离翘曲原因复选框。准备就绪，进行有柄盖的“冷却+流动+翘曲”分析。得出分析结果。首先查看分析日志，在分析日志中查出最大注塑机锁模力为7吨；最大注射压力为1.8MPa，充填时间为1.5s，在充填阶段的1.48s，流动速率为33.46立方cm每秒时，发生速度与压力的切换，保压阶段从1.5s开始，在11.49s时，压力完全释放，在28.14s保压结

33、束。 生成分析报告：选择需要的分析容并添加生成报告，报告如下： 图9-9 制品温度在报告中可以看出，不同的冷却引起的变形比较大，需要改进冷却系统，充填时间为1.5s，旋转塑件选择塑件上不同的点，发现充填时间的差值不超过0.2s，没有问题。产生气穴的位置均在分型面上或者在左右滑块缝隙，杯口边缘位置，易于排气，所以没有问题。在手柄位置有明显的熔接痕产生，需要改进工艺参数。需求的锁模力远小于注塑机的最大锁模力，所以可行。查看回路管壁温度的温度偏差为摄氏度，可见冷却效果是非常好的。制品的上下温度偏差过高，导致冻结时间不同，影响塑件的顶出，所以冷却系统需要改进。10. 注射机有关工艺参数的校核10.1

34、注射量的校核本塑件采用一模一腔的结构，由上面的计算结果可知：=46.813；=0.78故每次注射需要的塑料为：G=0.78+46.813=47.593由于注射机J54-S200/400的标称注射量为400，大于47.593，所以满足要求。10.2 锁模力与注射压力的校核10.2.1锁模力的校核由于高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个很大的推力，这个力应小于注射机的公称锁模力，否则将产生溢料现象即：（10-1）式中注射机的公称锁模力（N），本次设计中，=900KN；P注射时型腔注射压力，由下表10-1得：p =25MPa；表10-1 常用塑料注射成型时型腔平均压力 单位：MPa塑件特点举例容易成型

35、的塑件一般塑件中等粘度与有精度要求的塑件高粘度与高精度、难充模塑料25303540PE、PP、PS等壁厚均匀的日用品、容器类在模温较高的情况下，成型薄壁容器类ABS、POM等有精度要求的零件、如壳类高精度的机械零件，如齿轮、凸轮等塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和（mm2）。 则= nA1+A2 (10-2)其中单个塑件在分型面上的投影面积（mm2）流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积（mm2）本模具采用一模一腔，因此=602.74mm2 则=1506.9KN (10-3)得知N所以注塑机的锁模力能够满足要求。10.2.2注射压力的校核J54-S200/400注射机的最大注射压力为

36、109MPa，能够满足ABS塑料成型所需要T的注射压力80140MPa的要求。10.3 材料厚度与注射机开模行程的校核材料厚度的校核查文献17得材料校核的公式： (10-4) 式中注射机允许的最小厚度（J54-S200/400注射机的165mm）；注射机允许的最大厚度(J54-S200/400注射机的406mm)。则 H=204mm所以能够满足上面的要求。注射机开模行程应大于模具开模时取出塑件(包括浇注系统)所需要的开模距，即满足下式： (10-5) 式中 Sk注射机的行程(J54-S200/400注射机的Sk160mm)；H1脱模距离(顶出距离),H140mm；H2塑件高度+浇注系统高度，H

37、2(46+52)mm=98mm则 H1+ H2+10mm148mm160mm所以能够满足要求。11. 成型零部件的设计与计算机构形式11.1 成型零部件的结构形式11.1.1凹模的结构设计中小型凹模宜采用整体式凹模，本设计采用整体式凹模，这是因为凹模板厚度为25mm，比较薄，模板尺寸也较小，采用整体式并不会浪费材料，整体式凹模的优点是：强度大，塑件上不会产生拼模缝痕迹。11.1.2型芯的结构设计凸模的装配形式有模体与底板一体式，底板装配式，螺钉配合底板式。本模具属于小型模具，为了减少模具零件的加工量和便于加工，采用过渡配合（H7/m6）将型芯压入模具，型芯底部用凸肩固定。11.2成型零部件的工

38、作尺寸的计算成型零部件中与塑件接触并决定塑件几何形状的各处尺寸，称为工作尺寸，它包括型腔深度与型芯高度尺寸、型腔和型芯径向尺寸、成型零件中心距。根据与塑件熔体或塑件之间产生摩擦磨损之后尺寸的变化趋势，可将工作尺寸分为三类：1) 孔类尺寸(A类)；2)轴类尺寸(C类)；3)中心距类尺寸(C类).任何制品都有一定的尺寸要求，制品成型后的实际尺寸与基本尺寸之间的误差叫制品的尺寸偏差。引起制品产生尺寸偏差的原因很多，据目前的生产经验来说，主要的原因是来自塑件的收缩率、成型零部件的制造偏差与其在使用过程中的磨损等三方面。生产中一般根据制品尺寸允许的公差来确定成型零部件的制造偏差与其磨损量，它们关系如下：

39、; 。利用平均收缩率来计算，平均收缩率(Scp)是塑件的最大收缩率(Scpmax)与最小收缩率(Scpmin)的和的一半，即： Scp（Scpmax + Scpmin）/2 (11-1)=(0.3%+0.8%)/2=0.0055该塑件尺寸较大，因此精度要求较低，查表（SJ/T106281995），选用6级精度。因此每个尺寸的公差均可由表中查出。已知塑件尺寸如下：图11-1 制件图 表11-1 尺寸计算类型塑件尺寸计算公式计算结果型腔表11-1续型芯中心距12. 模架、支承与连接零件的设计与选择注射模中的各种固定板、垫块、支承板与模座等均称为支承零部件，它们与合模机构组装，便可构成模具的基本骨架

40、。注射模架的作用就是用来安装和固定注射模具中的各种功能结构，因此，在设计注射模时，必须保证各种支承零部件有足够的强度和刚度。12.1定模座板（250mm315mm25mm）定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢。通过8个16的斜导柱与定模固定板连接，定位圈通过4个M4的六角螺钉与其连接，定模座板与浇口套为H6/f5配合。12.2定模板（250 mm250mm25mm）用于固定型腔、导套、楔紧块、斜导柱。厚度经计算校核应大于12，取标准值25。采用45钢制成，调质230HB270HB。其上的导套孔与导套一端采用H7/r6配合，另一端采用H8/h7配合；定模板与浇口套采用H6/f5配合。

41、注射模中的各种固定板、垫块、支承板与模座等均称为支承零部件，它们与合模机构组装，便可构成模具的基本骨架。注射模架的作用就是用来安装和固定注射模具中的各种功能结构，因此，在设计注射模时，必须保证各种支承零部件有足够的强度和刚度。12.3动模板（250mm250mm50mm）用于固定型芯，厚度经计算采用50mm12.4 动模座板（250mm315mm25mm）模座是与注射机相联的模具底板，其作用是支承所有零部件、传递合模力与承受成型力。设计要点：(1)应有一定厚度；(2)轮廓形状和尺寸应与注射机上的动定模固定板相匹配；(3)模座上开设的安装结构（螺栓孔、压板台阶等）必须与设备上安装的螺孔的大小和位

42、置相适应；(4)材料：碳钢、45钢、合金结构钢，调质230270HBS。13. 合模导向与定位机构的设计注射模在工作中周期性地开模、合模。当动、定模完全分开时，可依靠注射成型机的拉杆导向，但仅靠注射成型机的拉杆导向并不能保证注射模具正常工作，注射模本身必须设置导向与定位机构。导向机构的作用是：(1)定位作用：为了避免模具装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状，不至于因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均，或者模塑失效；另外，导向机构在模具的装配过程中也起定位作用，方便模具的装配和调整；(2)导向作用：在动定合模时，首先导向机构接触，引导动模、定模正确闭合，避免凸模或型芯撞击型

43、腔，损坏零件；(3)承受一定侧压力：塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制，使导柱在工作中承受了一定的侧压力；(4)保持运动平稳作用：对于大、中型模具的脱模机构，有保持机构运动灵活平稳的作用。13.1 导柱导向机构考虑到塑件的精度要求和生产批量大小，故导柱要有导套配合，导套的外径与导柱的相等，也就是导柱的固定孔与导套的固定孔同径，两孔可以一刀加工，以保证位置精度。导柱同导套的配合都是间隙配合H7/h6或H8/f8，间隙小于0.04mm，导柱装入模板多用过渡配合H7/m6或H7/r6。导柱的端部做成锥形或半球形的先导部分，使导柱能顺利进入导向孔。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳

44、素工具钢（T8A、T10A）经淬火处理，硬度为5055HRC18，以保证导柱具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的芯。13.2 导向孔、导套的结构与要求考虑到装配方便，把导套的前面倒一个圆角，孔有一定锥度；为避免孔空气无法排出而产生反压力，给导柱的进入造成阻力，合模时有较大噪声，设计时把导柱孔打通。该设计中，采用了有肩导柱和带头导套。13.3 导柱布置根据模具的大小，选用了四根等直径导柱，它们合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘有足够的距离，以保证模具的强度。14. 排气与引气系统14.1.1排气系统的作用与气体来源为了防止塑件出现气泡，疏松等缺陷，在注射过程中应该将型腔中的气体排出。

45、模具型腔中的气体来源主要有以下几个方面： (1)浇注系统和型腔中原有的气体；(2)塑料中的水分在注射温度下蒸发的水蒸汽；(3)塑料熔体受热分解产生的挥发气体；(4)熔体中某些添加剂的挥发和化学反应生成的气体；14.1.2排气系统的设计要点(1)保证迅速，有序，通畅，排气速度应该与注射速度相适应；(2)排气槽设在塑料流末端；(3)应设在主分型面凹模一侧，便于加工和修整，飞边容易脱模和去除；(4)尽量设在塑件较厚的部位；(5)设在便于清理的位置，以免积存冷料；(6)排气方向应避开操作区，以防高温熔体溅出伤人；(7)其深度与塑料流动性、注射压力以与温度有关；在本模具中，型芯和型腔之间有较大的间隙，故

46、不但图开设排气槽。14.2引气装置引气装置的作用与排气系统的作用相反，是为了顺利脱模而采取的一种措施。大型深腔底部密封的壳型塑件，成型后型腔被塑料充满，气体被排出，塑件孔表面与型芯间形成真空，使脱模困难。本模具由于塑件属于底部密封的壳型塑件，如不加引气装置，会使塑件变形。引气阀如图14-1所示 .图14-1 引气阀结 论在本次模具设计中，我结合实际情况，综合考虑了塑件材料的安全性（无毒），可成型性，塑件的质量要求，模具的制造成本，模具的可加工性等要素，本着一切从实际出发的原则进行设计。由于塑件是圆筒形薄壁深壳状零件，我采用哈夫机构成型手柄并用气动顶出装置顶出塑件，这即简化了模具结构又节省了制造

47、成本，最主要的是使塑件表面无顶痕，保证了塑件的表面质量，也符合了人们生活的安全原则，在模具设计的后期，我用Moldflow软件对塑件进行分析，模拟了塑件在模具初始方案时的浇注系统和冷却系统下的成型情况，查出缺陷并在模具优化方案中重新设置工艺参数，消除缺陷或将缺陷控制在围。这对模具后期调试提供了参考，节约了时间和劳动成本。辞经过两个多月时间的努力，我终于完成了毕业设计。开始的时候我对一些知识不是很清楚，所以我阅读了大量和模具，机械相关的书籍，花费了很大的时间来系统地学习专业知识，在这个过程中我充实了自己，并为自己的进步感到喜悦。在这期间有很多人给予了我莫大的帮助，特别是微微指导老师，老师在每个星

48、期都给我们布置工作，并定期检查我们的工作情况，在一些不符合要求的地方与时给我们指正，这对我顺利完成设计帮助很大。同时，在老师的指导下，我在这次过程中巩固了书本知识，并深入理解，使自己提高了一个层次。在设计中我不断改进设计中的机构，使它更符合实际。还有很多同学在设计期间也给我答疑解惑，我由衷的感他们，祝福他们在之后的道路上一切顺利！参考文献1 凤琴. 模具制造工艺与设备M.：中国轻工业，2003.2 贾润礼. 实用注塑模具设计手册M.：中国轻工业，2002.3 朱光力，万金保. 塑料模具设计M.：清华大学，2003.4 许鹤峰，言秋. 注塑模具设计要点与图例M.：化学工业,2000.5 卫兵工作

49、室.Moldflow注塑流动分析案例导航M.：清华大学，2001.6 齐晓杰.塑料成型工艺与模具设计M.：机械工业，2003.7 于萍，周兆元.互换性与测量技术基础M.：机械工业，2006.8 炳尧.模具设计与制造简明手册M.：科学技术，2005.9侯洪生，董国耀.机械工程图学M.科学，2001.10 伍先明，王群.塑料模具设计指导M.：国防工业，1996.11 骆俊廷，丽丽.塑料成型模具设计M.：国防工业，2005.12 焦永和，林宏.画法几何与工程制图M.：理工大学，1996.13 朱家诚.机械设计课程设计M.：工业大学，2002.14 濮良贵.机械设计M.：高等教育，2003.15 邹继强.塑料模具参考资料汇编M.：清华大学，2005.16 志刚.塑料模具设计M.：机械工业，2002.17 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.：机械工业，2000.18 佑生.塑料模具计算机辅助设计M.：机械工业，1999.19 王兴天.注塑成型技术M.：化学工业,1989.20 王文俊.实用塑料成型工艺M.国防工业,1999.21 洪慎章.使用注射成型与模具设计M.，机械工业,2006.22 屈华.塑料成型工艺与模具设计M.：机械工业，1998.23 付建军.模具制造工艺M.：机械工业，2006.24 骆志斌.模具工实用技术手册M.江科技，2003.