毕业设计（论文）吉康牌饮水瓶盖的注射模具设计（全套图纸）

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1、 吉康牌饮水瓶盖的注射模具设计摘 要本课题主要是针对吉康牌塑料饮水瓶盖的模具设计，通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是吉康牌塑料饮水瓶盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产吉康牌塑料饮水瓶盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对吉康牌塑料饮水瓶盖的具体结构，该模具是侧浇口的单分型面注射模具。由于塑件两端相通，又有

2、螺纹，并且考虑到材质较软，内螺纹为半圆形且只有二圈，所以采用侧抽芯机构来实现外螺纹，内螺纹采用强制拔模。关键词 塑料模具；饮水瓶盖；模具全套图纸，加153893706ABSTRACT This topic mainly aims at the mold design which The Water Injection bottle top of the label of jikang, through to models to carry on the craft the analysis and the comparison, designs a note mold finally. Thi

3、s topic from the product mix technology capability, the concrete mold structure embarks, to molds gating system, the mold formation parts structure, goes against the system, the cooling system, injection molding machines choice and the related parameter examination, has the detailed design, simultan

4、eously and simple establishment molds processing craft. Through the entire design process indicated that this mold can achieve this to model the processing craft which an institute requests. It is The Water Injection bottle top of the label of jikang according to the topic designs primary mission in

5、jection molds design. It also designs an injection mold to produce The Water Injection bottle top of the label of jikang to attach models a product, realizes the automation to raise the output. Concrete structure which attaches in view of The Water Injection bottle top of the label of jikang, this m

6、old is runner Shan Fen the profile injection mold. Because models both sides to be interlinked, also has the thread, must therefore use revolving to pull out the core organization and the side pulls out the core organization to realize. Considered the structure the particularity, its merit lies in t

7、wo step movement to be possible also to carry on, and the movement is keen. Because the plastic parts connect at both ends, have thread, take into account that the material is soft, and the mould of internal thread is semi-circular and only two laps, it take the way of the core mechanism to achieve

8、external thread, and internal thread use the way of force pull mode.Keywords ：Plastic Mold；Bottle Top；Mold目 录1 塑件工艺分析21.1产品设计图21.2 材料的选用31.3 塑件材质工艺性41.4 成型工艺性41.5 模具的结构形式41.5.1型腔数量的确定及排列方式41.5.2分型面的位置确定52 模具结构及其工作过程63 注塑机型号的确定83.1 注射量的计算确定83.2 注射机的选择93.3 注射机的校核93.3.1 注射量的校核93.3.2 锁模力的校核103.3.3 模具高度与

9、注射机闭合高度关系的校核104 浇注系统的设计与分析114.1 主流道设计114.1.1 主流道的设计要点114.1.2 主流道衬套形式114.1.3 主流道衬套的固定124.2 分流道的设计124.2.1 分流道设计要点124.2.2 分流道布置形式134.2.3 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积134.3 浇口的设计154.3.1 浇口设计的基本要点154.3.2 浇口的形式164.4 冷料穴的设计174.4.1 主流道的冷料穴174.5 拉料杆的设计175 导向、推出及复位机构的设计195.1 导向机构设计195.1.1 导向机构的作用195.1.2 导柱195.1.3 导套205.1

10、.4 导柱与导套的配合215.2 脱模机构设计215.2.1 脱模机构的组成225.2.2 对脱模机构的要求225.2.3 脱模机构的分类225.2.4 推杆推出机构235.3复位机构设计256 侧向分型与抽芯机构的设计266.1 侧向分型与抽芯机构的分类266.1.1确定抽芯机构形式266.1.2斜导柱抽芯的结构尺寸276.1.3 滑槽286.1.4 压紧块286.1.5 定位装置297 冷却系统的设计307.1 冷却系统设计要点307.2 冷却系统的计算307.2.1塑件传给模具的热量307.2.2 冷却水的体积流量计算317.2.3确定冷却水管的直径d317.2.4确定冷却水在管道的流速

11、327.2.5. 求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数327.2.6 .求冷却管道的总传热面积327.2.7. 求模具上应开设的冷却水孔数327.3 冷却系统设计338 成型零件的设计348.1 凹模的结构设计348.2 凸模的结构设计358.3 成型零件工作尺寸的计算359 模具材料的选用389.1 模具材料选用原则389.2 注塑模具常用材料389.2.1型腔、型芯类零件389.2.2导向类零件389.2.3浇注系统零件399.2.4推出机构和抽芯机构零件399.2.5模板类零件399.3 塑料模具的选材399.3.1 模板零件的选材399.3.2 浇注系统零件的选材399.3.3 导向

12、零件的选材399.3.4 推出机构零件的选材409.3.5 其它零件409.3.6 该套模具所用材料的性能比较4010 结论41参 考 文 献42致 谢4436前 言随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视

13、，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。 近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。本次毕业设计的主要任务是吉康牌饮水瓶盖的注塑模具设计。也就是设计一副注塑模具来生产吉康牌饮水瓶盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对吉康牌饮水瓶盖的具体结构，通过此次设计，使我对点浇口单分型面模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过

14、程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。本论文共分了十章，内容包括注塑件结构分析与材料的选择，型腔数量和布局，注射机型号的选择，分型面的设计，浇注系统的设计与分析，排气系统的设计，导向.推出及复位机构的设计，侧向分型与抽芯机构的设计，冷却的计算，有关校核的计算，成型零件的设计，模具动作过程，模具材料选择及数控程序的编制. 由于本人的水平有限，说明书中难免存在错误和不足之处，敬请老师们指正。1. 塑件工艺分析

15、1.1产品设计图图1(1)脱模斜度脱模斜度足为了便于塑件的脱模，以免在脱模过程中擦伤制品表面，其大小取决于塑料的收缩率。脱模斜度的取向要根据塑件的内外型尺寸而定。塑件内孔以型心小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状扩大方向标出，塑件外形以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状减小方向标出。要求开模后塑件留在型芯上，塑件表面的脱模斜度应小于外表面的脱模斜度。根据ABS的性能，型芯的脱模斜度取1。(2)塑件的圆角为了防止塑件转角外产生应力集小，需要在塑件的转角处或内部连接处采用圆角过渡，外径圆角取R5mm，内径圆角取R3mm。塑件形状工艺性复杂，有一个规则的外表面，里面又有螺纹和圆角，使得脱模

16、力增大，塑件的下平面又有仅2mm的壁厚，采用推板推出必然导致螺钉柱拉断，使得注塑工艺无法进行。所以，在下端盖内部必须设有推杆，以便推出塑件。 (3)塑件的壁厚塑件壁厚对塑件的成型、冷却及变形会产生较大的影响。塑件壁厚不均，会导致各个部分固化收缩不均匀，易产生气孔、裂纹、内应力等缺陷。根据饮水瓶盖的材料，结构、强度等方面的要求，下端大圆壁厚取2mm，中间层壁厚取2mm,上端小圆壁厚取1mm。 (4)内，外螺纹制品上的螺纹采用同一导程的螺纹，这样可以提高形腔制造的生产率，螺纹的导程为3mm。 (6)大端外圆的防滑槽在制品脱模时为便于下端的螺纹脱模，在外圆形腔上制出防滑槽，这样在螺纹形芯旋转脱模时，

17、零件在上形芯中保持不旋转，从而可以顺利脱模，而且瓶盖在使用时可以加大摩擦力，还增加了外型的美观性。 1.2 材料的选用塑料零件的材料为ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物) 英文名称：Acrylonitrile Butadiene Styrene，乳白色，其表面要求无凹痕比重：1.07克/立方厘米 成型收缩率：0.4-0.7%成型温度：200-240 干燥条件：80-90 2小时熔点：130-160 热变形温度：90-108 (0.46MPa) 83-103 (0.185MPa)抗拉屈服强度：50MPa拉伸弹性模量：1.8103MPa抗弯强度：80MPa冲击强度：261KJ.m2 （无缺口）

18、11 KJ.m2（缺口）硬度：9.7HB体积电阻系数：6.91016 击穿强度：15.7-19.7KV.mm-1特点：1.综合性能好，冲击强度高，化学稳定性和电性能良好； 2.有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别； 3.流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。成型特性：1.定形料，流动性中等，吸湿大，必须干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度，3小时；2.宜取高料温，高模温，但料温过高易分解（分解温度为270度）对精度较高的塑件，模具温度宜取50-60度，对高光泽、耐热塑件，模具温度宜取60-80度；3.要解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或

19、者改变水位等方法；4.如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。1.3 塑件材质工艺性此饮水瓶盖是采用 ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)注塑成的。查相关手册可知ABS(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)成型特征：非结晶型塑料，吸湿性强，要充分干燥；流动性中等；宜用高料温、高模温、较高压力注射；模具浇注系统对料流阻力较小，应注意选择浇口的位置和形式。脱摸斜度取1。1.4 成型工艺性查型腔模具设计与制造P.459附录 常用热塑性塑料注射成型的工艺参数：表1.1 名称 时间段 时间 预热和干燥料筒温度t()

20、 后段 150-170 中段 165-180 前段 170-180成型时间（s） 注射时间 20-90 高压时间 0-5 冷却时间 20-120 总周期 50-2201.5 模具的结构形式1.5.1型腔数量的确定及排列方式饮水瓶盖为一小型零件，且塑件精度要求不高。多型腔模与单型腔模相比，具有以下优点：（1） 塑料制件的形状与尺寸精度始终一致；（2） 工艺参数易于控制；（3） 模具结构简单、紧凑，设计制造、维修大为简化。 一般来说，精度要求高的小型制品和中大型制品优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型制品（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

21、条件，使生产效率大为提高。由于考虑到加工成本，复杂程度以及与生产纲领等综合因素。我们初步选择为一模两腔的形式。1.5.2分型面的位置确定分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且涉及模具模具结构与制造成本。一般来说在成品设计的时候就要靠虑好分型面的形状和位置，然后才选者模具的结构，因此在选择分型面的时候应遵循以下原则：（1） 分型面应该在塑件的最大截面处。否这会加大脱模和加工型腔的难度，或不能加工；（2） 尽可能地将塑件留在动模一侧。因为在动模具一侧设置和制造脱模机构简便易行；（3）有利于保证塑件的尺寸精度；（4）有利于保证塑件外观的质量；（5）考虑满足塑件的使用要求；（6）长型芯应置于

22、开模方向；（7）有利于排气；（8）有利于简化模具结构；（）尽量减少分型面在合模方向上的投影面积。 2. 模具结构及其工作过程模具的分型面选择在塑件的大平面处，1模2腔，模具的结构如图2-1所示。 模具结构图1动模座板 2 垫块 3 弹簧 4 支撑板 5斜导柱 6定位钢珠 7滑块 8锁紧块 9定模座板 10主流道套 11内六角螺钉 12 螺纹型芯 13定模板 14推杆15复位杆16内六角螺钉 17拉料杆 18推板固定板19推板 9 模具动作过程模具装配试模完毕之后，模具进入正式状态，其基本工作过程如下：1）对塑料PE进行烘干，并装入料斗；2）清理模具型芯、型腔，并喷上脱模剂，进行适当的预热；3）

23、合模、锁紧模具；4）对塑料进行预塑化，注射装置准备注射；5）注射过程包括充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模；6）模具工作过程如下：开模时，在模板受到脱模力的作用下，开合模系统带动动模部分后移，动模座板(1)带动动模移动，在分型面分型，滑块（7）在斜导柱的作用下向二边打开，外螺纹型腔分开，此过程中凝料在拉料杆（17）的作用下，脱松，动模移动到指定距离停下后，侧抽芯完成动作。然后注射机推动推杆固定板，推杆发生作用，推动推环动作，内螺纹被强制拔模，推出塑件脱落。同时拉料杆将凝料推出自动脱落。合模时，复位杆（15）上的弹簧（3）作用在推杆固定板(18)上，使推杆（14）和拉料杆（17）回复初始位

24、置首先复位，继续运动，当滑块（7）在斜导柱（5）的作用下，产生相对运动，压制滑块（7）沿导轨产生横向运动，迫使滑块复位，继续合模动作，当楔块（8），定模座板（9）和滑块（7）完全啮合时，动模板和定模板啮合，最后模腔闭合，合模动作完成。开始下一个工作循环过程。7）塑件的后处理。去掉塑件上的毛刺，对塑件进行调湿处理。结论 该塑件结构特点决定了其模具结构必须采用螺纹抽芯结构，因为是一模两腔，本设计采用了两个一起抽出的侧抽芯结构，即滑块抽出外螺纹，不但简单快捷，而且操作方便。仔细分析内螺纹部分发现，壁薄而且材质较软，而且是半圆型螺纹，只有二圈，所以采用强制拨模方式。经生产实际验证，该模具结构设计合理、

25、紧凑，开合模顺畅，生产效率高，试模一次完成，生产出的塑件完全符合要求。3. 注塑机型号的确定3.1 注射量的计算确定 由pro/e塑件分析知体积 = 1.2609858e+04 毫米3曲面面积 = 1.4808518e+04 毫米2密度 = 1.0700000e-03 公吨 / 毫米3质量 = 1.3497863e+01 公吨 根据_PRT0001坐标边框确定重心:X Y Z -1.2447207e-02 1.1460030e-02 1.4797662e+01 毫米相对于_PRT0001坐标系边框之惯性. (公吨 * 毫米2)惯性张量Ixx Ixy Ixz 7.2745531e+03 3.53

26、35225e+00 -3.1989071e+00Iyx Iyy Iyz 3.5335225e+00 7.2785555e+03 -4.3487049e+00Izx Izy Izz -3.1989071e+00 -4.3487049e+00 7.2675521e+03重心的惯性(相对_PRT0001 坐标系边框) (公吨 * 毫米2)惯性张量Ixx Ixy Ixz 4.4897107e+03 3.5317083e+00 -5.5414048e+00Iyx Iyy Iyz 3.5317083e+00 4.4937128e+03 -2.1919887e+00Izx Izy Izz -5.541404

27、8e+00 -2.1919887e+00 7.2675484e+03主惯性力矩 (公吨 * 毫米2)I1 I2 I3 4.4876477e+03 4.4957631e+03 7.2675612e+03从_PRT0001 定位至主轴的旋转矩阵: 0.86438 0.50284 -0.00200 -0.50284 0.86438 -0.00079 0.00133 0.00169 1.00000从_PRT0001 定位至主轴的旋转角(度):相对 x y z 的夹角 0.000 -0.114 -30.188 相对主轴的回旋半径：R1 R2 R3 1.8784615e+01 1.8801593e+01

28、2.3904919e+01 毫米 查表一可知ABS塑料的密度为=1.07kg/dm3 塑件的质量M=v =1.071012.6110 =13.50g由上面计算可知塑件的总体积为16cm 凝料流到的参数尚未定下，一般估算时采用塑件的0.60.8倍的关系计算，我们选用0.6从以上分析确定一型腔的注射量为M实 =1.613.50=21.60g V =M/1.07 =20.17cm3.2 注射机的选择 根据每一生产周期注射量和锁模力的计算值，查书型腔模具设计与制造（表3-1 常用国产注射机的技术规范）初步定下注射机的型号为 XS-ZY-125，具体参数如表3-1所示.表3.1 名称 数值理论注射容量

29、125cm3螺杆直径 42mm注射压力 119MPa注射行程 115mm注射时间 1.6s锁模力 900KN最大成型面积喷嘴球半径 12mm锁模方式 双曲轴模板尺寸 330440mm模板最大行程 180mm最大模厚 300 mm最小模厚 200mm 模具定位孔直径 100mm 喷嘴孔直径 4 mm注射机与模具是注射模具配套使用的，因此应了解注射的规格与性能，并对选用的注射机 的基本参数进行校核。3.3 注射机的校核3.3.1 注射量的校核必须使用一个成型周期内所需要注塑的塑料熔体的量在注射机额定的注射量的80%以内，按以下关系 ： nVs + Vj=0.8Vg n 模具型腔数量 Vs 单个塑件

30、的容积或质量（mm或g） Vj 浇注系统和飞边所需的塑料的容积或质量 Vg注射机额定注射量由上计算知 ： 12.612+12.610.6=32.78=Pm(n As+Aj)F注射机的合模力As Aj 分别为塑件和浇注系统在分型面上的投影面积。Pm塑件熔体在模具型腔内的平均压力（MP）通常模具压力为2040 MP这里取 Pm 为30 MP900 10=3010(2440+472)10=40560N3.3.3 模具高度与注射机闭合高度关系的校核足要模具的闭合高度应该在注射机最大与最小闭合高度之间，即 HHH H-注射机的最小闭合高度（mm); H-模具的闭合高度（mm); H-注射机的最大闭合高度

31、（mm)由已知得 ： 200252300所以由以上校核得，所选的注射机型号满足要求。4 浇注系统的设计与分析4.1 主流道设计主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度主流道（也叫进料口），它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若

32、主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难。主流道部分在成型过程中，其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较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（俗称浇口套），以便有效地选用钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢T8A、T10A等，热处理要求淬火5357HRC。在一般情况下，主流道不直接开设在定模板上，而是制造成单独的浇口套，镶定在模板上。小型注射模具，批量生产不大，或者主流道方向与锁模方向垂直的模具，一般不用浇口套，而直接开设在定模板上。

33、4.1.1 主流道的设计要点主流道的设计要点有：（1）主流道圆锥角a=2-3，对流动性差的塑料可取3-6，内壁粗糙度为Ra0.63um；（2）主流道大端呈圆角，半径r=1-3，以减小料流转向过渡是的阻力；（3）在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型；(4) 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。主流道衬套与定模座采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。4.1.2 主流道衬套形式主流道衬套俗称浇口套，是注射机喷嘴在注射模具上的座垫，在注射时它承

34、受很大的注射机喷嘴端部的压力，同时由于浇口套末端通过流道浇口与型腔相连接，所以也承受模具型腔压力的反作用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压入模具内，浇口套的结构上要增加台肩，并用螺钉紧固在模板上，这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶出。本设计是小型模具，浇口套的结构形式有两种，一种是整体式，即定位圈与浇口套为一体，并压配于定模板内，一般用于小型模具；另一种为将浇口套和定位圈设计成两个零件，然后配合在模板上，主要用于中、大型模具。本设计的模具为一副小型模具，故采用前一种结构形式。衬套和定位圈还是设计成整体式，主流道长度约等于定模板的厚度（见模架的确定和装配图）衬套如图所示，材料选用T8

35、A钢，热处理淬火后表面硬度为5055HRC。4.1.3 主流道衬套的固定主流道衬套的固定采用四个M620的内六角螺钉与模板相连接，尺寸20处与模板之间采用H7/k6的过渡配合。图4.1 主流道衬套4.2 分流道的设计分流道指主流道末端与浇口之间着一段塑料熔体的流动通道。其基本作用是在压力损失最小的条件下，将来自主流道的熔融塑料，以较快的速度送到浇口处充模。也就是起分流和转向的作用。同时，在保证熔体均匀地分配到各型腔的前提下，要求分流道中残留的熔融塑料最少，以减少冷料的回收。多型腔模具必定设置分流道，单型腔大型塑件在使用多个点浇口是也要设置分流道。4.2.1 分流道设计要点1由于机械加工及凝料脱

36、模，分流道大多设置在分型面上。常用的分流道截面形状一般分为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等；圆形分流道的直径一般在3.29.5mm，对于粘度大透明度要求高的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯等）应采用较大的分流道，但对于流动性好的聚丙烯，尼龙等，分流道短时，可小到直经为2毫米。2在保证正常的注射成型工艺条件下，分流道的截面尺寸应尽量小，长度尽量短。3较长的分流道应在末端开设冷料穴，以便容纳注射开始时产生的冷料和防止空气进入模腔。4在多型腔注射模具中，各分型面的长度均应一致，保持相对平衡，以保证熔融的塑料同时均匀地充满各个型腔。主流道的截面积应大于各分流道截面积之和。5设计分流道时，应先取较小的尺寸，以便

37、于试模后根据实际情况进行修正。6如果分流道较多时，应加设分流锥。7分流道内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6 m 左右即可，这样表面稍不光滑，有助于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，以保证熔体流动有适宜的剪切速率和剪切热。4.2.2 分流道布置形式分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，但根据本塑件的特点以及加工得方便，采用平衡式分流道。 如图4-3所示。 图4.2 分流道形式4.2.3 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积1)形状及截面尺寸分流道截面有圆形、矩形、梯形U形和六角形等等。为了减少流道

38、内的压力损失和传热损失，要尽量把流道的截面积设计得大些，表面积小些。因此可以用流道的截面积与其周长的比值来表示流道的效率，各种截面分流道的效率如图4.3所示。 图4.3 不同截面分流道的效率2）各种截面形式的优缺点比较A、圆形截面流道:优点:表面积与体积之比最小,压力损失及温度损失小,有利于塑料的流动及压力传递缺点: 必须在定模动模上各分一半,这给模具加工带来一定困难B、“U”形截面流道:优点: 其截面形式接近圆形截面,同时只需在模具的一面加工缺点: 与圆形截面相比,热损失较大,流道废料多C、梯形截面流道优点: 便于流道的加工及刀具选择缺点: 热量损失较大从各种截面形状的优缺点可知，圆形和正方

39、形流道的效率最高。一般分型面为平面 时，通常采用圆形截面的流道。为了加工方便，分流道的截面采用半圆形。（1因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料的品种来粗略估计分流道的直径，对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑件，可用以下经验公式确定分流道的直径： D1=0.2654=0.2654=9.2mm取 =10mm 式中 流经分流道的塑料量； 分流道的长度； 分流道的直径。（2) 凝料体积分流道截面积： A=39.25mm分流道长度：L=16mm凝料体积：Q= LA=1639.25=628mm（3) 分流道的表面粗糙度分流道的表面粗糙度并不要求很低，一般取0.8m1.6m即可，在此取1.6

40、m。4.3 浇口的设计 浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注射模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。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，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的热料回流。浇口设计与塑料制品形状、塑料制品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数（压力等）及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭，便于使塑料制品分离，塑料制品的浇口痕迹亦不明显。塑料制品质量的缺陷，如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等，往往都是由于浇口设计不合理而造成的。浇口的主要作用有如下几点：(1)熔体充

41、模后，首先在浇口处凝固，当注射机螺杆抽回时可防止熔体向流道回流；(2)熔体在流经狭窄的浇口时会产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模；(3)易于切除浇口尾料；(4)对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料。对于多浇口的单型腔模具，浇口除了能用来平衡进料外，还能用以控制熔接痕在制品中的位置。4.3.1 浇口设计的基本要点1) 尽量缩短流动距离 浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模具型腔，尽量缩短熔体的流动距离，减少压力损失，有利于排除模具型腔中的气体，这对大型塑件更为重要。2) 浇口应设在塑件制品断面较厚的部位 当塑件的壁厚相差较大时，若将浇口开设在塑件的薄壁处，这时塑料熔体进入型腔后，不但流动

42、阻力大，而且还易冷却，以致影响了熔体的流动距离，难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角度考虑，塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方，若浇口开设在薄壁处，则厚壁处极易因液态体积收缩得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡。因此为保证塑料熔体的充分流动性，也为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因液态体积收缩时所需的补料，一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。3) 必须尽量减少或避免熔接痕 由于成型零件或浇口位置的原因，有时塑料充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤为严重。有时为了增加熔体的汇合

43、，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤其严重。一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生，有时为了增加熔体汇合处的溶接牢度，可以在溶接处外侧设一冷料穴，使前锋冷料引如其内，以提高熔接强度。在选择浇口位置时，还应考虑熔接的方位对塑件质量及强度的不同影响。4) 应有利于型腔中气体的排除 要避免从容易造成气体滞留的方向开设浇口。如果这一要求不能充分满足，在塑件上不是出现缺料、气泡就是出现焦斑。同时熔体充填时也不顺畅，虽然有时可用排气系统来解决，但在选择浇口位置时应先行加以考虑。5) 考虑分子定向影响 充填模具型腔期间

44、，热塑性塑料会在流动方向上呈现一定的分子取向，这将影响塑件的性能。对某一塑件而言，垂直流向和平行于流向的强度、应力开裂倾向等都是有差别的，一般在垂直于流向的方位上强度降低，容易产生应力开裂。6) 避免产生喷射和蠕动（蛇形流） 塑料熔体的流动主要受塑件的形状和尺寸以及浇口的位置和尺寸的支配，良好的流动将保证模具型腔的均匀充填并防止分层。塑料溅射进入型腔可能增加表面缺陷、流线、熔体破裂及气，如果通过一个狭窄的浇口充填一个相对较大的型腔，这种流动影响便可能出现。特别是在使用低粘度塑料熔体时更应注意。通过扩大尺寸或采用冲击型浇口（使料流直接流向型腔壁或粗大型芯），可以防止喷射和蠕动。7) 浇口与塑件连

45、接得部位应成R0.5的圆角或0.545的倒角；浇口和流道连接的部位一般斜度为3045，并以R1R2的圆弧和流道底面相连接。4.3.2 浇口的形式浇口的截面积一般很难用理论公式计算，通常要根据经验公式确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道截面积的3%9%，截面形状通常为矩形或圆形。浇口长度为0.52mm，表面粗糙度Ra不低于0.4m。具体浇口截面尺寸应根据不同的浇口类型来确定。浇口的形式多种多样，但常用的浇口有如下11种：直接浇口、侧浇口、扇形浇口、平缝浇口、环形浇口、盘形浇口、轮辐浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏浇口、护耳浇口等。本次设计采用侧浇口，点浇口是截面形状

46、小如针点的浇口，应用范围十分广泛，一般情况下，侧浇口均开设在模具的分型面，从制品内侧或外侧边缘进料。它能方便的调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，是被广泛采用的一种浇口形式。它的截面形状通常采用矩形。4.4 冷料穴的设计当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低，形成冷料渣，为了集存这部分冷料渣，在进料口的末端的动模板上开设一个洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。在注射时必须防止冷料渣进入流道或模具型腔内，否则将会堵塞流道和减缓料流速度，进入模具型腔就会造成塑料制品上的冷把或冷斑。冷料穴位于主流道正对面的动模板上,或者处于分流道的末端，其作用是收集熔体前锋的冷料,防止

47、冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种,一种专门用于收集、贮存冷料，另外一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的作用。根据需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道转向的位置，甚至在型腔的末端开设冷料穴。冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径d 的1.52倍。有的冷料穴兼有拉料的作用，在圆管形的冷料穴底部装有一根Z形头的拉料杆，称为钩形拉料杆，这是最常用的冷料穴形式。同类形的还有倒锥形和圆环糟形的冷料穴。4.4.1 主流道的冷料穴本设计采用常用的Z形头冷料穴。如下图所示。 图4.3 冷料穴的形式4.5 拉料杆的设计拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料

48、，使其随同塑件一起留在动模一侧，其分为主流道拉料杆和分流道拉料杆，本设计只设计了主流道拉料杆如下图： 材料：T8A 热处理5055HRC图4.6 拉料的杆固定与配合5 导向、推出及复位机构的设计5.1 导向机构设计导向机构对于塑料模具是必不可少的部件，因为模具在闭合时有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构 。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向定位。本设计采用导柱导向。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。5.1.1 导向机构的作用导向机构的主要作用：定位、导向、承受一定侧压等作用。1.定位作用为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，

49、不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。2.导向作用动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔以保证不损坏成型零件。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一定的侧压力，此时，导柱能承担一部分侧压力。若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需设锥面定位机构。5.1.2 导柱1.长度 导柱的长度必须比凸模端面要高出812mm，以避免出现导柱未导正方向而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。2.形状 导柱的端部做成锥形或球形的先导部分，使导柱能顺利进入导柱孔。3.材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多

50、采用20钢渗碳处理淬火处理或碳素工具钢（T8、T10）经淬火处理硬度5055HRC，导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8m，导向部分表面粗糙度Ra为0.80.4m。导柱滑动部位按需要可设油槽。4.数量及布置 导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心到模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度（导柱中心到模具边缘距离为导柱直径的11.5倍）。为确保合模时只能按一个方向合模，导柱的布置可采用等直径不对称布置或不等径导柱对称布置。导柱可以设置在动模一侧，也可设置在定模一侧，应根据模具结构来确定。在不妨碍脱模取件的条件下，导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧。5. 配合精度 导柱固定端与模板之间一般采用

51、H7/m6,或H7/k6的过渡配合；导柱的导向部分通常采用H7/f7或H8/f8的间隙配合。本设计中导柱采用标准件，根据塑料模具设计（刘昌祺 主编）表7-4阶梯形导柱（B型）选用有储油槽导柱如下。尺寸： D = 25mm S = 6 mm L1= 25 m L = 57mm d = 20 mm数目：四个布置：等径对称布置，设置在动模一侧配合精度：固定端与模板之间采用H7k6的过渡配合导向部分采用H7/f7的间隙配合图5.1 导柱5.1.3 导套1.分类 导套有直导套和带头导套，直导套结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；带头导套结构较复杂，用于精度较高的场合，导套的固定孔便

52、于与导柱的固定孔同时加工。也可以直接在模板上开设导向孔，而不用独立的导套，这种形式的孔加工简单，适用于生产批量小，精度要求不高的模具。2.形状 为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒圆角，导柱孔最好打通，否则导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出而产生压力，给导柱的进入造成阻力。3.材料 可用淬火铜或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善磨擦，以防止导柱或导套拉毛。导套的选择应根据模板的厚度来确定，材料为T8A，硬度HRC5055,或采用20钢渗碳0.50.8厚，淬硬到HRC5660。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8m。本设计导套采用标准件，根据GB/

53、T 4169.3-1984选用带头导套型，装在动模垫板上，其主要尺寸如下图所示：图5.2 导套尺寸： D = 36 mm S = 8mm d = 20 mm L = 50 mm d1 =30 mm 数目：四个5.1.4 导柱与导套的配合 由于模具的结构不同，选用的导柱和导套的结构也不同，本设计导柱和导套的配合如下图所示: 图5.3 导柱与导套的配合5.2 脱模机构设计在注射成型的每一循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，脱出塑件的机构称为脱模机构或推出机构。5.2.1 脱模机构的组成由推杆、推杆固定板、推板、复位杆、拉料杆、回程弹簧组成，其中，拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动

54、模一侧；推杆用来顶制品；推杆固定板用来固定推杆，拉料杆；利用回程弹簧起复位导向作用。5.2.2 对脱模机构的要求1.塑件留于动模。2.模具的结构应保证塑件在开模过程中留在具有脱模装置的半模上及动模上，不要出现粘模现象。3.塑件不变形损坏4.具有良好的塑件外观5.结构可靠5.2.3 脱模机构的分类脱模机构可按动力来源分类也可按模具结构分类1.根据动力来源分类，分为手动脱模、机动脱模、液压脱模、气动脱模。2.根据推出零件的类别分类，可分为推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、凹模或成型推杆（块）推出机构、多元综合推出机构等。3. 根据模具结构特征分类，分为简单脱模机构、动定模双向推出机构、顺

55、序推出机构、二级推出机构、浇注系统凝料的推出机构等。推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点。推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出。推杆的截面形状；可分为圆形，方形或椭圆形等其它形状，根据塑件的推出部位而定，最常用的截面形状为圆形；推杆又分为普通推杆和成型推杆两种，前者只是起到将塑件推出的作用，后者不仅如此还能参与局部成型，所以，推杆的使用是非常灵活的。1）推杆尺寸计算：本设计采用的是推环和推杆推出，在求出脱模力的前提下可以对推杆或推管做出初步的直径预算并进行强度校核。本设计采用的是圆形推杆，圆形推杆的直径由欧拉公式简化为：d=k() =1.5() =

56、5.61 mm d推杆直径； n推杆的数量，n取6L推杆长度（参考模架尺寸，估取L=140）； E推杆材料的弹性模量，取E=2.110MPk安全系数，取k=1.5； F总的脱模力，F=33324（N）；实际推杆尺寸直径为6mm，可见是符合要求的。但为了安全起见，再对其进行强度校核，强度校核公式为： d 3mm 满足强度要求。 推杆材料的许用压应力, =150Mpa。2）推杆的固定形式：推杆的固定形式有多种，但最常用的是推杆在固定板中的形式，此外还有螺钉紧固等形式。本设计采用的推出机构是推杆推出机构。5.2.4 推杆推出机构由于设置推杆位置的自由度较大因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来

57、推出各种塑件。推杆推出机构的特点：推杆加工简单，更换方便，脱模效果好。推杆设计的注意事项：1. 推出位置推杆的推出位置应设在脱模阻力大的地方，推杆不宜设在塑作最薄的处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可增加推出面积来改善塑件受力状况。推出面积较少时，一般采用推出盘推出，此设计的推杆放置在产品的中央。2.直径推杆直径不宜过细，应有足够的刚度和强度，能承受一定的推力，一般推杆的直径为2.515mm。为了避免细长杆变形，对于直径为2.5mm以下的推杆最好设计成阶梯形。3.装配位置 推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.051mm，否则，会影响塑件使用。4.数量在保证塑件质量，能够顺利脱模的情况下，