矿泉水瓶坯塑料模具的设计毕业论文设计

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1、 内容摘要 为了保证制造出理想的注射塑件，在这矿泉水瓶瓶坯塑料模具设计中必须考 虑塑件的成型工艺。瓶坯的成型工艺性与模具设计有直接的关系，只有塑件的设计能适应成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构。塑件的材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯。由于此塑件必须大批量生产并且塑件的外观为较长的壳体，因此该设计采用新型的热流道技术和点浇口的单分型面结构形式。考虑到矿泉水瓶瓶坯开口端有一段螺纹结构，因此需要设计侧向分型抽芯机构，该机构由斜导柱与滑块共同实现。其优点在于简化模具结构，大大降低了模具的制造成本。最后对模具与注射机的有关尺寸进行了校核，通过对模具的设计计算表明该设计能满足塑件的质量和加工工艺要求。通过对

2、这矿泉水瓶坯塑料模具的设计，从而对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。关键词：PET 注射模具 侧向抽芯 推出机构 三维造型 AbstractAn injection mold for the mineral water bottle perform is designed in this paper. Plastic material is PET.This is due to the high volume production of plastic parts and the exterior of plastic parts shell for

3、 longer, so the design uses a new type of hot runner technology and the single surface structure of the pin-point gate. Taking into account thread structure in the open end of the mineral water bottle perform, so it is need design lateral sub-type core-pulling mechanism, which is achieved by both ob

4、lique columns and slider guide. The advantage of the core-pulling mechanism is to simplify the mold structure and reduce the manufacturing costs greatly. The dimension of the mold and the pressure machine has been checked finally. This design shows that the mold can achieve the quality and processin

5、g demands of the product.Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work.KEY WORDS: PET Injection mold Side core pulling Three-dimensional modelingIII目 录内容摘要IABSTRACTI

6、I前 言1第一章 塑件的特性与工艺性21.2 产品工艺性与结构分析 21.2.1 塑件形状和结构设计 21.2.2 塑件成形参数 2第二章 塑件在模具中的成型位置42.1 型腔的设计 42.1.1 确定型腔数目 42.1.2分型面及其选择 42.1.3 确定型腔的布置方案 5第三章 浇注系统的设计63.2.1 普通浇注系统设计原则 63.2.2 主流道设计63.2.3 分流道设计73.2.4 浇口设计73.2.5 浇口位置的选择83.3 排气方式和排气槽设计 8第四章 成型零件的设计与计算94.1 成型零件的结构设计 94.1.1 凹模结构设计 94.1.2 凸模结构设计 94.2 成型零部件

7、的工作尺寸计算 94.2.1 模腔工作尺寸的计算 94.2.2 螺纹型环工作尺寸地计算104.2.3 型腔侧壁和底板厚度计算12第五章 结构零部件设计135.1 注射模的标准模架的确定135.2 支承与固定零件的设计135.2.1 动、定模座板135.2.2固定板和支承板135.2.3支承件145.3 合模导向和定位机构的设计165.3.1 导向和定位机构的作用165.3.2 导柱导向机构16第六章 推出机构设计186.1 脱模力的计算186.2 简单脱模机构设计196.2.1推板脱模机构的组成196.2.2 推杆的设计196.2.3 推件板的设计20第七章 侧向分型与抽芯机构的设计217.1

8、 抽芯力与抽芯距的计算217.1.1 抽芯力的计算217.1.2 抽芯距的计算217.1.3 侧向抽芯机构的机构形式217.2 斜导柱侧抽芯机构的设计与计算227.3 滑块与导滑槽的设计247.3.1 侧型腔与滑块的连接形式247.3.2导滑槽结构及滑块的导滑长度247.3.3 滑块的定位装置25第八章 模具加热与冷却系统的设计268.11 冷却参数的计算 268.1.2冷却时间的确定268.1.3 传热面积的计算268.1.4 冷却水孔数的计算278.1.5 冷却水流动状态校核278.1.6 冷却水进口与出口温差校核288.2 冷却系统的设计 288.2.1 设计原则288.2.2 冷却回路

9、的布置形式28第九章 瓶坯注塑机重要尺寸校核299.1 最大注射量的校核299.2 锁模力及注射压力的校核299.3 注射机安装部分尺寸及开模行程校核29结 束 语31参 考 文 献32致 谢33前 言此次毕业设计的任务是设计矿泉水瓶瓶坯模具设计，通过本次设计使我了解塑件的结构工艺性和模具结构设计之间的关系， 掌握了模具设计的一般步骤与方法。塑料模具的设计自目前对我们是非常重要的一门设计，学好本内容才可以对它进行基本的设计，也为今后设计复杂的塑料模具奠定良好的基础。在这矿泉水瓶瓶坯模具设计中，采用了所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注

10、射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。在巩固书本上所学理论知识的同时，加深了对专业知识的理解，将理论知识与实际生产紧密联系起来，大大提高了我们综合能力，为将来的工作打下良好基础。第一章 塑件的特性与工艺性 1.1 产品性能分析该塑料是矿泉水瓶瓶坯塑料,生

11、产批量很大,成型工艺性好,制造成本低,可以注射成型。由于符合以上性能的有多种塑料材料，但从材料的来源以及材料的成本和调配颜色来看，PET比较合适。塑件的材料为PET,学名聚对苯二甲酸乙二醇酯，密度为1.32-1.37g/cm3。其成型特性由文献1表1-14可知如下：结晶型塑料，熔点较高，熔融温度范围较窄，熔融状态热稳定性差。流动性好，溢边值一般为0.02，易溢料，要发生“流涎现象”，用螺杆式注射剂机时宜用自锁式结构，并应加热螺杆应代止回环。成形收缩率范围大、收缩率大，取向性明显，易发生缩孔、凹痕、变形等弊病，成形条件应稳定。塑件不宜取厚，并应均匀，多模斜度不宜取小，尤其对厚壁及深高塑件更应取大

12、。1.2 产品工艺性与结构分析1.2.1 塑件形状和结构设计塑件图及相关尺寸如图1-1所示图 1-1 塑件二维图1.2.2 塑件成形参数塑件为瓶形，瓶口有外螺纹。塑件的收缩率范围：1.8%。工艺斜度30。公差按MT6标注。塑件的脱模斜度由文献1表2-7可得：外表面 1.5020，内表面 2030。塑件质量： （1.1） 塑件材料密度，g/cm3；塑件体积，mm3；由计算可得：=19103mm3。其中=1.35g/cm3。代入式（1.1）可得M=25.65g塑件沿开模方向投影面积：S=14526.72m1.2.3塑件的尺寸、公差、和表面质量 1 塑件的公差 这里的尺寸是指塑件的总体尺寸，塑件的尺

13、寸决定与塑件的流动性。对于流动性差的塑件，在注射时塑件尺寸不宜过大，以免熔体不能完全充满型腔 或成熔接狠而影响塑件质量。2 塑件的公差 模具成型零件的制造误差、装配误差及其使用中的磨损，模塑工艺条件的变化，塑件的形状，脱模斜度及成型后塑件的尺寸变化等因素，都会影响塑件的尺寸公差。因此，工件尺寸公差应根据GB/T144861993 确定。 3 塑件的表面质量 塑件的表面质量是指塑件的表面缺陷。表面光泽性很表面粗糙度。表面缺陷与模塑工艺和工艺条件有关，必须避免。模具成型零件的表面粗糙度是决定塑件的表面粗糙度的主要因素。 第二章 塑件在模具中的成型位置2.1 型腔的设计2.1.1 确定型腔数目为了提

14、高模具与注塑机的生产能力，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，设计模具时应确定型腔的数目。由文献21. 根据注塑机的额定锁模力确定型腔数目 2.(1)n型腔数目F注塑机的额定锁模力，N；A1浇注系统在分型面上的投影面积，mm2；（一般为0.5A2）A2单个塑件在分型面上的投影面积,mm2；Pm型腔内塑料熔体的平均压力，MPa；其中：F=45105N；A1=453.96mm2；A2=907.92mm2；Pm=121=80.7MPa。代入式2.(1)得：n60.92 2. 根据注塑机的最大注塑量确定型腔数目 2.(2) n型腔数目；W1单个塑件的质量，g；W2浇注系统的质量，g；G注塑机的最大注

15、塑量，g；其中：W1=25.65g；W2=0.625.65=24.624g；G=10001.35=1350g。代入式2.(2)得：n15.7综合可得型腔数目取式2.(1)和式2.(2)之中最小值即：n15.7，因型腔数目为偶数，且为2的数量级，所以型腔数目n=8。2.1.2分型面及其选择分型面是动、定模的分界面，即打开模具取出塑件或浇注系统凝料的面。根据塑件情况，一套模具可以只有一个分型面，也可以同时设定两个或多个分型面。常见的取出塑件的分型面与开模方向垂直，也有采用与开模方向一致的侧向主分型面。分型面的位置关系到成型零部件的结构形状、塑件的正常成形、与脱模及模具制造成本，因此，在选择分型面时

16、，应尽量遵循以下原则。（1） 分型面位置应设在塑件截面尺寸最大的部位，便于脱模和加工型腔，这是分型（2） 面选择的首要原则。（3） 有利于保证塑件尺寸精度。若塑件有孔的同轴度要求、台阶尺寸精度的要求， 应使塑件相关尺寸全部在分型面的同一侧成型，以满足要求。（4） 尽量减小塑件在分型面上的投影面积，以减小所需合模力。（5） 有利于脱模。尽量将塑件留在动模一则。（6） 长型芯应置于开模方向。由对塑件的分析可知，塑件为瓶坯，有一定得壁厚、瓶口有外螺纹。减小塑件在分型面上的投影面积，故选择瓶口端面为分型面。这样选择也利于一模八腔的实现。如图2-1所示：图 2-1 塑件分型面的确定2.1.3 确定型腔的

17、布置方案模具型腔确定后，应考虑型腔的布局。各型腔到主流道的的相对位置应满足以下基本要求：（1） 尽量保证各型腔从总压力中均等得到所需的型腔压力，同时均匀充满，并均衡补料，以保证塑件的性能、尺寸尽可能相同。（2） 主流道到各型腔的流程短，以降低废料率。（3） 各型腔距离尽可能大，以便在空间设置水道、推杆等，并有总够的截面积，以承受注射压力。（4） 型腔和浇注系统投影面积的中心应尽量接近注射机锁模力的中心，一般与模板中心重合。综上所述，由塑件分析及文献1表4-8可得，塑件的型腔布置采用如图2-2所示图 2-2 型腔布置方式第三章 浇注系统的设计3.2 普通浇注系统设计 3.2.1 普通浇注系统设计

18、原则浇注系统是指在模具中，从注射机喷嘴进入模具处开始到型腔为止的塑料熔体流动通道，分为普通浇注系统和无流道浇注系统。浇注系统的设计非常重要，设计合理与否对塑件的内在性能质量、尺寸精度、外观质量及模具结构、成型效率、塑料利用率等都有较大影响。浇注系统进行设计时，一般应遵循以下原则。（1） 适应塑料的成型工艺性能。使浇注系统适应于所应用塑料的成型特性要求，以保证塑件质量。（2） 结合型腔布局考虑。进可能保证在同一时间内塑料熔体充满型腔，为此，尽量采用平衡式布局，以便设置平衡式分流道。型腔布置和浇口开设部位力求沿模具轴线对称，避免在模具的单面开设浇口，以防止模具承受偏载而产生溢料现象。使型腔及浇注系

19、统在分型面上投影的中心与注射机锁模机构的锁模力作用中心相重合，以便锁模可靠、锁模机构受力均匀；型腔排列尽可能紧凑，以减小模具外形尺寸。（3） 热量及压力损失小。应该尽量缩短浇注系统的流程，特别是对于较大的模具型腔，增加断面尺寸，尽量减少弯折，控制表面粗糙度。（4） 有利于型腔内气体的排出。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，保证在充填过程中不产生紊流，避免因气体积存而引起凹陷、气泡、烧焦等塑件缺陷。3.2.2 主流道设计主流道是浇注系统从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始，到分流道为止的一段塑料熔体的流动通道。由文献2图4-20（a）确定主流道浇

20、口套的形式。（1） 主流道工作时与热的注射机喷嘴接触，并与一定温度和压力的塑料容易反复接触，冷热交替，属于易损件，对材料的要求较高。采用碳素钢T10材料制造，热处理淬火硬度HRC5057。（2） 为便于主流道顺利拔出和塑料熔体的顺利流出，主流道设计成圆锥形，锥角=40，表面粗糙度 Ra0.8m。主流道衬套内壁沿轴向抛光。（3） 主流道尺寸直接影响塑料熔体的流动速度和充模时间，甚至塑件的内在质量。主流道与喷嘴接触处做成凹球形，主流道凹球与喷嘴的凸球紧密接合。其相关尺寸由文献2确定如下：主流道凹球半径r=喷嘴凸球半径r1+（12）；得：r=18+2=20H=18；流道小端直径d=喷嘴直径d1+（0

21、.51）；得：d=7.5+0.5=8流道大端直径，流道长度L=40；得：D=10.79由分析塑件及腔数可知模具为大中型，且为热流道。所以浇口直接在板上制出。附图如下：图3-1 模具装配图3.2.3 分流道设计分流道是主流道和浇口之间塑料熔体的流动通道，在多型腔或单型腔多浇口时设置。分流道的作用是改变塑料熔体的流向和截面积，使塑料熔体以平稳的流态分配到各型腔，并充满型腔。常见的分流道截面形状有圆形、六角形、梯形、U形及矩形等形式。分流道设计应遵循一下事项：（1） 分流道不必精修得很光（一般Ra为0.8左右），因为流料外层的流动要慢些好，但必须有凸起和凹入，以免分型和脱模不良。（2） 浇口与分流道

22、采用斜面和圆角相接，以便于塑料流动及填充，否则会使塑料流动时产生反压力，消耗动能。由于本模具采用的是分流器，直接采购即可，这里就不设计分流道了。3.2.4 浇口设计浇口是连接分流道和型腔之间的一段细短流道，是塑料熔体进入型腔的入口。浇口位置、形状和尺寸，对塑件的性能和质量影响很大。浇口截面形状有矩形和圆形两种。根据浇口的特点，浇口可分为限制性和非限制性两大类。非限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最大的部分，为主流道的延伸。限制性浇口指流道和型腔之间尺寸突然缩小的阻尼式浇口。包括：点浇口、潜伏式浇口、侧浇口、中心浇口等形式的浇口。由于本模具采用的是热流道无凝料的浇注系统。所有选择点浇口较好，如图

23、3-2图（a）常用，流道圆锥形小端通过一小段截面为圆形的浇口与塑件相连，制造简单，但去除浇口时容易损伤塑件。图（b），与点浇口相连的流道圆锥形小端带有圆角R，增加了此处的截面积，减小了冷凝速度，有利于补料，但制造相对（a）较为困难。图（c）所示，在点浇口底部增加一个小凸台，浇口与塑件相连处采用圆弧或倒角，使浇口拉断时断裂在凸台小端处，塑件表面不受损伤，但塑件表面留有高起的凸台。图（d）为一模多腔或多点浇口的形式。成型大塑件时，点浇口可采用图（d）的形式，设置多个浇口同时进料，以缩短流程，降低进料速度，减少塑件翘曲变形。 10（a） （b） (c) (d) 图 3-2 点浇口3.2.5 浇口位置

24、的选择浇口的开设位置对塑件的成型性能、成型质量及模具结构影响均很大。在选择浇口位置时应遵循以下原则。（1） 避免引起熔体破裂现象。（2） 尽量缩短流动距离。浇口位置的选择应保证塑料熔体均匀地充填型腔，尽量缩短熔体的流动距离，尤其对于大型塑件。（3） 减少熔接痕，增加熔接牢固度。浇口的位置和数量决定熔接痕的数量和位置，一般来说，浇口数增多，熔接痕增多。当流程不太长时，如无特殊要求，最好不要开设多个浇口。综合以上原则：浇口位置的设置只能设置在塑件的顶端。无需设置冷料穴。3.3 排气方式和排气槽设计排气的方式有开设排气槽和利用模具零件配合间隙自然排气，所有排气手段都会在塑件上留下痕迹，因此，在选择开

25、设排气槽的位置时，应遵循以下原则。（1） 排气槽的排气口不能正对操作工作，以防止融料喷出而发生工伤事故。（2） 排气槽最好开在分型面上，因为在分型面上如果因设排气槽而产生飞边，易于塑件的脱出。（3） 排气槽因尽量开设在型腔最后被充满的位置，如流道和冷料穴的终端。因此，采用模具分型面和零件的配合间隙自然排气，不再另设排气槽。第四章 成型零件的设计与计算4.1 成型零件的结构设计在成型零件的结构设计时，首先应根据塑件的性能和塑件的形状、尺寸及其他使用要求，确定型腔的总体结构，浇注系统及浇口位置、分型面、脱模方式等，然后根据塑件的形状、尺寸和成型零件的加工及装配工艺要求进行成型零件的结构设计合肥尺寸

26、计算。4.1.1 凹模结构设计凹模用于成型塑件外表面 ，又称为型腔。按其结构可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式和四壁镶嵌式五种。由分析塑件可知，塑件为轴对称形状，其型腔可在定模部分加工出来，而所用的模具为大中型模具。因此，对于塑件的型腔采用整体嵌入式。由金属材料加工，有较高的刚性和强度，然后嵌入定模板中，采用H7/m6过度配合压入 。 4.1.2 凸模结构设计凸模是指注塑模中成型塑件有有较大内表面的凸状零件，它又又称为主型芯。凸模和成型杆两者并无严格的界限，通常成型杆特指能成型塑件上孔和局部凹槽的小型芯。凸模按结构分为整体式和组合式。小型模具常采用整体式，与模板做成一体，大中型

27、模具采用组合式。所以本模具型芯采用较高刚度和强度的钢材加工，然后采用H7/m6过渡配合嵌入动模板。 4.2 成型零部件的工作尺寸计算工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要报包括型腔、型芯的径向尺寸与高度尺寸，以及中心距尺寸等。为保证塑件的质量，设计模具时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。4.2.1 模腔工作尺寸的计算模腔工作尺寸的计算，塑件公差等级为，采用平均收缩率法进行计算。由文献表-可确定相关计算公式，如表3-1所示表 3-1尺寸名称计算公式型腔径向尺寸型腔深度尺寸型芯径向尺寸型芯高度尺寸符号说明为塑件的平均收缩率/（%）；为模具的制造公差/

28、；为模具磨损公差/；为塑件公差/；下标s、m分别代表塑件和模具，一般取=/3，=/6其中塑件收缩率=1.8%，塑件公差可由文献2表3-1查得。型腔深度尺寸如下： 3.(1) 式中：Hs=88；=2.1；代入式3.(1)得：=88.18。型腔径向尺寸如下： 3.(2) 式中：DS=25；=1；代入式3.(2)得：D1=24.7。型芯径向尺寸如下： 3.(3) 式中：d=20；1=1.08；代入式3.(3)得：d=21.25。型芯高度尺寸如下： 3.(4) 式中：=106；1=2.4；代入式3.(4)得：=109.508。4.2.2 螺纹型环工作尺寸地计算螺纹型环工作尺寸的计算，塑件公差等级为，采

29、用平均收缩率法进行计算。由文献表-10可确定相关计算公式，如表3-2所示 表 3-2尺寸名称计算公式螺纹型环尺寸外径： 中径： 内径： 螺距计算符号说明、为螺纹型环外径、中径、内径公称尺寸/mm；、为塑件外螺纹外径、中径、内径公称尺寸/mm;为塑件外螺纹中径公差/mm;为螺纹型环制造公差/mm，一般取塑件外螺纹中径公差的1/4；为螺纹型环的螺距/mm；为塑件的螺距/mm，对于型环是为螺纹螺距；为塑料平均收缩率/(%)；其中塑件收缩率=1.8%，塑件公差可由文献2表3-1查得。螺纹型环外径： 3.(5) 式中：=28mm, =1； 代入式3.(5)得：=27.304mm。 螺纹型环中径： 3.(

30、6) 式中：=26.5mm, =1； 代入式3.(6)得：=25.977mm。 螺纹型环内径： 3.(7) 式中：=25mm, =1； 代入式3.(7)得：=24.45mm。 螺距计算： 3.(8) 式中：=3mm, =0.25mm； 代入式3.(8)得：=3.054mm。4.2.3 型腔侧壁和底板厚度计算由以上知，塑件型腔为整体式圆形型腔。参考文献2P107页公式。如图3.1侧壁强度计算公式： 3.(9)式中：型腔内熔体压力,MPa； S圆形型腔侧壁厚度mm； r型腔半径，可取塑件半径，mm；模具材料的许用应力MPa；图4-1 整体式圆形型腔侧壁厚度受力图其中：=80MPa；r=10；=30

31、0。代入式3.(9)得：s=5.79。型腔实际侧壁厚度大于5.79。底板强度计算公式： 3.(10) 式中：、 r与式3.(9)相同；其中：=80MPa；r=10；=300MPa。代入式3.(10)得：H=4.49。底板实际厚度大于4.49。第五章 结构零部件设计5.1 注射模的标准模架的确定模具模架已进行标准化，模具标准化是指在模具设计和制造中所应遵循的技术规范、基准和准则。模具标准化有以下优点：（1） 简单边、买来即用、不必库存。（2） 能使模具价格降低。（3） 简化模具设计和制造。（4） 缩短了模具的加工周期，促进塑料产品的更新换代。模具的精度及动作的可靠性得到保障。（5） 提高了模具中

32、易损零件的互换性，便于模具的维修。由分析塑件知，模具为大中型模具，大中型模架可分为以下二种：A型：定模为两块板，动模为一块模板。B型：动模和定模均采用两块模板。由以上分析塑件类型、型腔的布置方案及型芯的抽出方式，确定采用B型模架，动定模各由两块板构成，采用推件板推出机构。由文献1表10-5确定模板尺寸为710800,A=B=160C=160,导柱直径d=80,模架总高度H=560。5.2 支承与固定零件的设计5.2.1 动、定模座板动、定模座板与注射机的动、定模固定板相连接。选用标准动、定模板时，必须保证它们的轮廓形状与注射机的动、定模板相匹配，座板上开设的螺钉孔、压板台阶等安装结构必须与注射

33、机固定板上安装螺钉孔的大小和位置相适应。由文献1表10-2及表10-3所确定的标准模架可知，动模座板厚度为40mm,定模座板厚度为40。长度宽度分别为800和710。参考文献3表3-12确定其材料为45钢，硬度为230270HB。其结构：定模座板如图5-1所示，动模座板如图5-2所示。5.2.2固定板和支承板固定板用于固定成型零部件、合模导向机构和推出脱模机构等。为保证固定零件的稳定性，固定板应具有一定的厚度、足够的刚度和强度。固定板一般采用碳素钢制造。动模板厚度为80mm，定模板厚度为115mm，推杆固定板厚度为40mm,动模固定板厚度为80mm，可以保证有足够的刚度和厚度，所选用材料均为T

34、8。硬度为230300HB.其结构：动模板如图5-3,推杆固定板如图5-4，动模固定板如图5-5。 图 5-1 定模座板 图 5-2 动模座板5.2.3支承件选择垫块和支撑柱作为支承件，作用是在动模座板和动模固定板之间形成脱模机构所需的推出空间，也可以调节模具的闭合高度，以适应注射机模具安装厚度要求。由文献2图4-72（a）和图4-73确定垫块形式如图5-6，支撑柱如图5-7所示。图 5-3 动模板图 5-4 推杆固定板 图 5-5 动模固定板图 5-6 垫块 图 5-7 支撑柱5.3 合模导向和定位机构的设计5.3.1 导向和定位机构的作用导向机构主要作用是导向、定位和承受注射时的侧压力。（

35、1） 导向作用。合模时，导向零件首先接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件的损坏。（2） 定位作用。合模时，维持动、定模之间一定的方位、避免错位；模具闭合后，保证动。定模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精度。（3） 承载作用。塑料熔体在注入型腔过程中可能产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制，使导柱承受了一定的侧压力。5.3.2 导柱导向机构1）导柱的设计导柱的设计应满足下面几点要求。（1） 国家标准规定导柱头部为截锥形，截锥长度为导柱直径的1/3，半锥角为1015。也有头部用半球形的导柱。导柱长度应比主型芯高出至少68，以避免型芯先进入型腔。（2） 导向段与导套间采用

36、间隙配合H7/f6，固定段与模板间采用过渡配合H7/m6。导向段表面粗糙度Ra为0.4m，固定段表面粗糙度Ra为0.8m。（3） 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不宜折断的芯部，采用T8A为材料，表面硬度为5055HRC。（4） 导柱的数量采用24根，采用相同的导柱直径对称布置。参考文献4表7-8，采用I型有肩导柱，采用T8A为材料，其结构和相关尺寸如图5-8和图5-9所示。图 5-8 导柱三维图图5-9 导柱相关尺寸图2) 导套和导向孔的设计导套的设计要点如下。（1） 为了便于导柱进入导套和导套压入模板，在导套端面内外应倒圆角。（2） 导套与模板为较紧的过渡配合，直导套一般用H7/n6等级，

37、带头导套用H7/k6等级。参考文献4表7-6，采用II型带头导套，T8A为材料，其结构和相关尺寸如图5-10和图5-11所示。图5-10 导套三维图 图 5-11 导套相关尺寸图3) 导柱和导套的配合使用导柱导套的配合形式，由文献2图4-79确定其配合形式如图5-12所示。图5-12 导柱导套配合图第六章 推出机构设计脱模机构由一系列推出零件和辅助零件组成。按推出脱模动作特点可分为一次推出脱模，二次推出脱模，动、定模双向推出脱模，带螺纹塑件脱模等。推出按动力来源分类，可分为手动脱模、机动脱模、液压脱模和气压脱模。脱模机构的设计原则如下。（1） 机构运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度、强度来克

38、服脱模阻力。（2） 保证塑件不变形或不损坏。机构推出中心与脱模力中心重合，推出力分布均匀，作用面积尽可能大且作用点靠近型芯，可防止塑件脱模后变形；推出力作用在塑件刚性和强度最大部分，可防止塑件推出时造成损坏。（3） 保证塑件良好外观。顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。同时，与塑件直接接触的脱模零件的配合间隙要保证不溢料，以避免在塑件上留下飞边痕迹。（4） 尽量使塑件留在动模一侧，以便借助注射机的开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，简化模具结构。塑件在确定脱模方式时，可采用斜导柱及推件板的脱模方式。由以上所确定的分型面位置和型腔的布置方案，采用此种脱模方式可使分型面位于塑件最大

39、轮廓处，符合分型面的选择原则。同时采用推件板推出塑件对塑件外观无明显影响。6.1 脱模力的计算将塑件从包紧的型芯脱出时所需克服的阻力称为脱模阻力，它主要由塑件的收缩引起的塑件与型芯的摩擦阻力和大气压力。塑件壁厚为t=2.5，其内孔直径近似为D=20,t/D=2.5/201/20，为厚壁塑件。且塑件为圆形环。由文献2可求得脱模力（N）。 5.(1) 式中：E塑料的拉伸模量，MPa； 塑料成型平均收缩率，%； 塑料的泊松比； L塑件包容型芯的长度，； 模具型芯的脱模斜度，（）； f塑料与模具材料的摩擦因数； r型芯平均半径，； B盲孔制件型芯在脱模方向上的投影面积，2，对于通孔制件，B=0； k1

40、无量纲数，由表4-19选取； k2近似取1。其中：E=2900MPa；=1.8%；=0.43； L=106；=3；f=0.25；r=8；B=907.462；k1=6.052；k2=1；代入式5.(1)得：=16523N。6.2 简单脱模机构设计开模后塑件在推出机构的作用下，通过一次推出动作将塑件脱卸出模具的机构称为一次推出脱模机构。它是最常用的一种脱模机构，有推杆脱模、推管脱模、推板脱模、多元件联合和气动脱模形式。塑件为小型的管形塑件，且一模多腔，因此采用推板推出。推件板又称脱模板、刮板，适用于大筒形塑件、薄壁容器及各类罩壳形塑件。特点：顶出均匀、力量大，运动平稳，塑件不易变形，表面无顶出痕迹

41、，结构简单，勿需设置复位装置。6.2.1推板脱模机构的组成推板脱模机构由推杆、推件板和推杆固定板组成。如图6-1所示。图（a）、（b）推件板与推杆之间采用了固定连接，以防止推板在顶出过程中脱落；图（c）、（d）、（e）推件板与推杆之间无固定连接，通过严格控制顶出距离，导柱有足够长度保证推板不脱落。图（a）应用最广；图（b）推件板镶入动模板中，又称环状推板，结构紧凑；图（c）结构适用于两侧带有顶出杆的注塑机，模具结构可大大简化，但推件板要适当加大和增厚以增加刚性；图（d）用定距螺钉的头部一端顶推板，另一端和顶出板连接，省去顶出固定板；图（e）中推板的导向借助于动、定模的导柱，但当推板和推杆同时使

42、用时，此间隙不允许存在。 本模具导柱设计的足够长可保证推件板不脱落，故用图(e）。（a） （b） (c) (d) (e) 图 6-1 推件板脱模机构1推杆固定板； 2推件板6.2.2 推杆的设计1) 推杆的形式。推杆采用普通推杆，其结构如图6-2所示。材料为T10。图 6-2 推杆2) 推杆尺寸（1） 推杆长度参考文献2可得推杆总长度的计算公式： 5.(2) 式中：推杆的总长度，； 动模板的总高度，； 动模垫板的高度， ； 顶板的厚度，； 垫块的厚度，；其中：=80；=80； =40；=160。代入式5.(2)得：h杆=280。（2） 推杆直径。由文献2可得推杆直径简化欧拉公式： 5.(3)

43、式中：d推杆直径，； 安全系数，范围在1.41.8之间，通常取1.5； L推杆长度，；Q脱模阻力，N； n推杆杆数； E推杆材料的弹性模量，MPa ，由文献5表2.2确定；其中：=1.5； L=280；Q=16523N；n=9；E=216103MPa；代入式5.(3)得:d=2.25。所以d=10。3) 推杆位置推杆要均匀分布，保证推件板顶出受力均匀。 6.2.3 推件板的设计推件板可以直接选用1表10-13。由于本模具为无凝料模具，所以不需用设计拉料杆。第七章 侧向分型与抽芯机构的设计当塑件处在与开模不同的方向时，在其内侧和外侧带有孔、凹槽或凸起时，为了能对所成型的塑件进行脱模，必须将成型侧

44、龙、侧凹或侧凸的部位做成活动零件，即侧型芯或侧型腔，然后在模具开模前将其抽出。完成侧型芯或侧型腔和复位动作的机构称为侧向分型抽芯机构。7.1 抽芯力与抽芯距的计算7.1.1 抽芯力的计算塑件在型腔内冷凝收缩时对型芯侧壁产生包紧力，因此，塑件在脱模时必须克服这一包紧力及侧抽芯机构所产生的摩擦阻力才能抽出侧向型芯或侧向型腔。由文献2可得侧抽芯计算公式如下。 6.(1) 式中：抽芯力，N； 型芯被塑件包紧的端面形状周长，； 塑件对型芯的单位面积的挤压力，一般为812MPa； 摩擦系数，一般取0.10.2； h成型部分的深度，mm；脱模斜度，（）。 其中：=50.24；=10MPa；=0.1；=3；h

45、=106mm。代入式6.(1)得：=5325N。7.1.2 抽芯距的计算侧向分型抽芯机构的抽芯距，是指侧型芯或侧型腔从成型位置抽至或分开至不妨碍塑件脱模位置时，侧型芯或侧型腔在抽拔方向所移动的距离。一般抽芯距取侧孔或侧凸的深度加上23的安全距离。本模具采用两块哈夫丝圈来脱螺纹，类似于两拼块凹模的抽芯距，抽芯距公式: 6.(2) 其中：R=17mm；r=12.5mm。代入式6.(2)得：=14mm。 7.1.3 侧向抽芯机构的机构形式塑件采用斜导柱侧向抽芯机构，在斜导柱和滑块的安装方式为斜导柱在定模、滑块在动模。此类的特点是：可以采用结构比较简单的单分型面模具，应用最为广泛。同时，分析塑件及模具

46、的相关结构，采用次形式的抽芯方式可避免滑块和推杆之间干涉现象。 图 7-1 （ 斜滑块分型抽芯机构）7.2 斜导柱侧抽芯机构的设计与计算（1）斜倾角。斜导柱轴线与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角，它是斜导柱侧抽芯机构中的一个重要参数。由文献2得斜导柱所承受弯曲力的计算公式。 6.(3) 式中：弯曲力，N；抽芯力，N； 斜导柱的斜倾角，一般取1520。其中：=3661.66N；=15。代入式6.(3)得：=5512.85N。斜导柱的斜倾角与斜导柱的有效工作长度、抽芯距之间的关系为 6.(4) 式中：斜导柱的有效工作长度，； 抽芯距，； 斜导柱倾角，（）。其中：=14；=15。代入式6.(4)得：

47、=54.09。（2） 形状和材料。参考文献2图4-147斜导柱的形状如图7-2所示。其材料由文献1表10-37确定为T10A。图 7-2 斜导柱（3） 斜导柱直径。斜导柱主要承受弯曲力，由文献2可得其直径的计算公式。 6.(5) 式中：斜导柱所受的弯曲力，N；斜导柱直径，； 斜导柱伸出部分根部点距弯曲力作用点之间的距离，； 许用弯曲应力，MPa，对于碳钢可取137.2MPa。其中：=5512.85N；=54.09；=137.2MPa。代入式6.(5)得：=27.91。（4） 斜导柱和最小开模行程计算。斜导柱总长度有五部分组成，如图7-3所示。图 7-3 斜导柱长度示意图由文献2斜导柱总长度计算

48、公式为 6.(6)式中：斜导柱的总长度，； 斜导柱大端斜面中心至最高点在轴线上的投影长度，；斜导柱大端面中心至滑块端面交点在轴线上的投影长度；滑块孔半径在斜导柱轴线上的投影长度，；斜导柱的工作长度，；斜导柱端部长度，；斜导柱固定板厚度，；斜导柱固定板厚度，；斜导柱倾角，（）；斜导柱工作部分直径，；其中：D=38；=80；=32；=54.09；=15。代入式6.(6)得：=158.33。查1表10-37，取L=180塑件开模方向与滑块抽拔方向垂直，完成抽芯距模具所需最小的开模行程 6.(7)其中：=14；=15。代入式6.(7)得：H=52.25。（5） 斜导柱孔位置的确定。斜导柱孔位置的确定如

49、图7-4所示图7-4 斜导柱孔位置确定图在滑块顶面长度一半处取B点，通过B点作倾斜角为的点画线与斜导柱固定板顶面相交于A点，取A点到模具型腔中心线距离并调整为整数即为孔心距尺寸,、的尺寸。由文献2表4-23得：=+0.286，=+0.286。 6.(8) 式中：斜导柱固定板的厚度，；滑块的高度，。 其中：=40；=80；=40。代入式6.(8)得：=62.88；=74.32。（6） 斜导柱的安装配合。斜导柱在其固定段与模板之间采用H7/m6过渡配合，由于斜导柱在开、合模过程中主要用来驱动滑块沿导滑槽作往复运动，滑块的运动平稳性由导滑槽与滑块间的配合精度来保证，因此，为了运动灵活，斜导柱与滑块导

50、柱孔间可采用较松的间隙配合H11/a11或在两者之间保留0.51的间隙。7.3 滑块与导滑槽的设计7.3.1 侧型腔与滑块的连接形式哈夫丝圈采用优质模具钢，为节省优质钢材，便于加工维修。因此，侧型芯与滑块的连接形式为组合式。滑块材料由文献1表12-9确定为55钢。热处理硬度为183235HB。 7.3.2导滑槽结构及滑块的导滑长度在抽芯过程中，滑块和导滑槽必须很好的配合，使滑块运动平稳且有一定精度，这样才能保证侧型芯或型腔可靠地抽出和复位。滑块的导滑长度通常大于滑块宽度的1.5倍，高度需为宽的2/3，以避免运动时发生倾斜。滑块完成抽拔动作后，需停留在导滑槽内，保留在导滑槽内的长度不应小于导滑长度的2/3，以避免复位困难。由实际设计需要，参考文献1表10-38。 图 7-5 （滑块的导滑形式图） 7.3.3 滑块的定位装置滑块定位的作用是：保证开模后滑块能停留在与斜导柱刚分离的位置上，不任意滑动，以便合模时斜导柱伸出端能准确可靠地进入滑块的斜孔中，不至于损坏模具。参考文献2