桶盖塑料注塑模具设计-抽芯塑料注射模

桶盖注塑模具设计摘 要模具是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品，同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具。大到飞机、汽车，小到茶杯、钉子，几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度、高一致性、高生产率是任何其它加工方法所不能比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。所以模具又有“工业之母”的荣誉称号。模具设计与制造专业的培养目标是：培养德、智、体、美等方面全面发展，具有良好的职业素质，面向制造行业，从事模具设计、模具加工工艺编制、冲压和塑料成型加工、数控机床的操作以及生产管理等工作的高等技术应用性专门人才。体现为制造方面达到模具制造的补师水平，设计方面达到助理设计师的水平。 在本设计中，桶盖作为日常用品适宜采用注射方法成型，通过对塑件进行结构和工艺性分析，设计出一套一模一腔的塑料注射模具，并合理编写出成型零件的制造工艺。在设计中，三维软件的应用贯穿到了整个设计过程，首先利用三维软件的零件模块进行桶盖实体模型的创建，然后利用其制造模块对模型进行分模、型芯的设计、浇注系统的设计，最后利用其模具生成标准模架，再进行顶杆、冷却系统、支撑柱等综合布置。在模具的设计过程中，一些重要的尺寸（如壁厚，顶杆直径，流道尺寸等）都经过了理论计算或取一个合理的经验数值，并进行了强度校核和流道剪切速率的校核。 关键词：桶盖；注射模具；型芯；浇注系统；冷却系统IAbstractDie is a kind of industrial product which makes the material shape by a certain way in a specific structure form. It is also a kind of production tool that can produce industrial product parts with certain shape and size requirements in batches. From airplanes and cars to teacups and nails, almost all industrial products must be molded. The high precision, high consistency and high productivity of the parts manufactured by mould are incomparable with any other processing method. To a large extent, mold determines product quality, efficiency and new product development capability. Therefore, the mold has the honor of the mother of industry.The training goal of mold design and manufacturing specialty is to cultivate all-round development of morality, intelligence, physique and beauty, with good professional quality, and to apply advanced technology in mold design, mold processing technology preparation, stamping and plastic forming processing, CNC machine tool operation and production management, etc. for manufacturing industry. Professional talents. Embodies the level of makeup for mold manufacturing, and reaches the level of assistant designer in design.In this design, the barrel cover is suitable for injection molding as a daily product. By analyzing the structure and process of the plastic parts, a set of plastic injection mold with one mold and one cavity is designed, and the manufacturing process of the molding parts is reasonably prepared. In the design, the application of three-dimensional software runs through the whole design process. First, the solid model of the barrel cover is created by the parts module of three-dimensional software, then the model is divided into molds, the core is designed and the gating system is designed by the manufacturing module. Finally, the standard mold frame is generated by the mold, and then the ejector is made. The cooling system, supporting columns and other comprehensive layout. In the process of die design, some important dimensions (such as wall thickness, plunger diameter, runner size, etc.) have been calculated theoretically or taken a reasonable empirical value, and strength checking and runner shear rate checking have been carried out.Key words: barrel cover; injection mold; core; gating system; cooling systemI目 录摘 要IAbstractII1 前言- 1 -2塑件成型工艺分析- 4 -2.1 塑件的使用要求- 4 -2.1.1脱模斜度- 4 -2.1.2塑件的壁厚- 4 -2.1.3塑件的圆角- 4 -2.1.4孔- 5 -2.1.5 塑件尺寸及精度- 5 -2.1.6 塑件表面粗糙度- 5 -2.2 塑件的材料分析- 6 -2.2.1注射成型工艺过程分析5- 6 -2.2.2 浇口种类的确定- 7 -2.3 塑件的尺寸精度、塑件表面质量、塑件的结构工艺性分析- 7 -2.3.1 塑件的尺寸精度分析- 8 -2.3.2 塑件的表面质量分析- 8 -2.3.3 塑件的结构工艺性分析- 8 -2.4 注射机的选择和校核- 8 -2.4.1 注射量的校核- 9 -2.4.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核- 10 -243、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核- 10 -3 成型设备选择与模塑工艺参数的编制- 12 -3.1 塑件的体积和重量- 12 -3.2 型腔数量确定- 13 -3.3 浇注系统凝料的估算- 13 -3.4 注射机的选用及其技术参数- 13 -3.5 成型工艺参数- 14 -4模具结构方案的确定- 16 -4.1 分型面位置确定- 16 -4.2 浇注系统的设计与计算- 17 -4.2.1 主流道设计- 17 -4.2.2 分流道的设计- 19 -4.2.3 浇口的设计- 19 -4.3 成型零件结构的确定- 21 -4.3.1冷料穴的设计- 21 -4.3.2 凹模的结构设计- 21 -4.3.3 凸模（型芯）的结构设计- 22 -4.4 排气与引气系统结构的确定- 24 -5 主要零部件的设计计算- 25 -5.1 成型零件工作尺寸计算- 25 -5.2 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算- 26 -5.3 脱模机构的设计- 27 -5.4 推出方式的确定- 27 -6模具冷却系统的计算- 29 -6.1 冷却介质- 29 -6.2 冷却系统计算- 29 -6.3 水路的布置形式- 30 -7注射机有关参数的校核- 32 -7.1 注射量的校核- 32 -7.2 注射压力的校核- 32 -7.3 合模力校核- 32 -7.4安装部分相关尺寸的校核- 33 -7.5 开模行程的校核- 33 -第8章 模具材料的选用- 34 -81 成型零件材料选用- 34 -82 注射模用钢种- 34 -结论- 35 -致谢- 36 -参 考 文 献- 38 -V1 前言对于国家的经济来说，模具行业现在是非常重要的。 “模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在很多行业的零件生产里面，有六成到八成的产品都要通过模具来加工出来。通过模具加工出来的产品精确度都是很高的，批量生产的零部件都非常一致，生产时候效率很高，并且耗费的能量也不高，这些优势都是别的加工方法没有办法比的。模具产生的效益是非常可观的，通常来说效益都是模具自身价格的成百倍。机械加工行业里面，模具产业是一个基础的行业，也是将技术转变成为效益的一个体现，同时它也是看一个行业是否先进的标准之一。 塑料简介塑料的组成成分就是高分子，在温度还有压力达到要求的时候，它是可以进行流动的。它是可以用来加工成任何需要的形状的，并且固化了之后它的形状是不会发生改变的。塑料的好处是很多的，现在工业化生产还有我们的日常生活里面好多都在使用这种材质，塑料的密度不大，质量也不大，但是比强度是非常高的，还绝缘，介电损耗不高，化学稳定性也是比价好的，减摩耐磨性能都是比较好的，还是隔绝噪音等等。另外，好多塑料还能够防水，防潮，防透气等等这些功能。之前我们生产零部件大多数用的都是金属，木材，皮革等等，现在好多都不用这些材质了，改为使用塑料了，所以说在现代化的生产里面，塑料已经是非常重要的原材料了。 注塑成型及注塑模用塑料来生产加工产品，有很多的方法的，用的最多的就是注射，压缩，压注等等。在这个里面，用的最多的加工方法就是注射。只有含氟的塑料不能进行注射加工，别的所有的热塑性塑料都能用这样的方式来进行生产加工。在生产的时候时间不长，而且可以一次就加工出来需要的产品，就算产品的形状比较复杂，大小精确度要求很高，它也是可以生产出来的，并且在进行生产的时候是全自动化的生产方式。所以说，注射加工现在在塑料产品加工的时候用的是最多的，一般来说塑料产品三成左右都是用这种方法来进行加工。不过注射的机器成本是比较高的，数量不多的塑料产品的生产是不适合用注射的方式生产的。要想知道什么是注射加工还有注射模，一开始要知道关注注射机的一些基本内容，在进行注射加工的时候，主要的机器就是注射机，这个机器就是通过高温对塑料颗粒进行加热，将它变为塑料熔体，然后在进行注射。对注射机进行分类，有三种，一种是立式的，一种是卧式的，还有一种是直角式的，它的组成部分有注射部分，锁模部分，脱模部分还有模板机架。要实际上注射加工的原理就是金属压铸成型的原理，因为塑料是可以挤压，可以塑造的，所以可以用注射机对这个进行挤压还有塑造。一开始，先将注射机里面装好需要加工的塑料颗粒，之后再将这些塑料颗粒送到温度很高的机筒里面进行加热，这个时候塑料颗粒就熔化，编程塑料熔体了，之后再用柱塞或者是螺杆对这个熔体进行推动，讲这些熔体都喷射到温度没有那么高的模具里面，当然这个模具是闭合的，经过一定时间的保压冷却，将产品进行定型之后，将模具打开，就可以从模具里面拿到需要生产加工的产品了。对产品进行注射加工的时候用的模具就是注射模，这是进行注射加工的时候一个必要的生产设备。注射模有很多种，它的构造跟需要加工的产品的构造还有需要加工的产品是否复杂，注射机用的哪一种等都有很大的关系，它的组成部分有两个，一个是定模，一个是动模。一般来说在注射机的固定板上面安装定模，在注射机的移动模板上面安装动模，在进行注射加工的时候跟着注射机上的合模进行系统的动作。对产品进行注射加工的时候，动模还有定模都是通过导柱导向进行闭合的。注射模的组成部分有成型的零部件，合模时候的导向装置，浇注装置，还有侧向分型部分，抽芯装置，推出装置，加热系统，冷却系统，排气系统，还有支撑零部件 2 。因为要进行注射加工，所以说注射模，还有塑料颗粒，还有注射机就连接在一起了。进行注射加工的关键问题就是要将塑料熔体很好的进行塑化，然后再将这些熔体注射到型腔里面去，在一定条件的控制下，对模具进行定型，这样加工出来的产品就可以满足质量要求了。注射成型有三大工艺条件，即：温度、压力、时间。在进行生产的时候，特别是加工的产品精密度要求很高的时候，要想让产品成型时候的条件最佳不是那么简单的，因为受影响的东西实在是很多，比方说产品的形状，模具的构造，注射机，原材料，还有周边的温度等等。在设计塑料模具的时候要用到CAD，还有CAE。这是发展的必然趋势。对产品进行注塑加工的时候有两步，一个是开发设计，还有一个就是投入生产。原来用的注塑加工方式就是在正式进行生产之前，通过设计者的经验，对模具进行设计，再将模具装配好了之后，还要进行试模，在试模的时候发现问题所在，然后将这些存在问题的参数重新进行设置，有的问题大的，整个设计方案要推掉重新再来，这样一来生产成本就变大了，生产产品的时间就变长了。现在在全球市场上用的比较多的分析软件是澳洲，美国，还有我们国家研发的三种软件，分别是MOLDFLOW、CFLOW、H-FLOW。其中MOLDFLOW软件包括三个部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （产品优化顾问，简称MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模拟分析，简称MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型过程控制专家，简称MPX）。使用了CAE之后，试模就没有必要了，用CAE技术之后，产品设计，到产品生产的整个方案就都有了，在对模具进行生产加工之前，在电脑上对整个注射加工过程进行模拟试验，对熔体在填充，保压还有冷却时候的状况做一个模拟，还有产品的应力是怎么去分布的，产品怎么收缩，还有变形是哪一种状况等等，这样设计人员就能及时的将问题找出来，对方案进行修改，对模具重新进行设计，而不是在试模完成之后再对模具进行修改。对于传统的设计模具方式来说这个是颠覆性的改变，这样一来对于模具的成本可以降低很多，生产出来产品的质量还提升了很多。 3。2塑件成型工艺分析2.1 塑件的使用要求设计模具之前要先了解塑料加工产品的工艺，比方说产品的构造，产品的形状，产品的大小，产品质量要求，这些都要分析清楚，这样才能将模具按照产品的要求生产出来。2.1.1脱模斜度因为注射加工的产品在进行冷却的时候会有收缩的状况出现，所以脱离模具之前，它肯定会紧紧的包裹柱模具的型芯，或者是型腔里面突出来的地方，要想让产品从模具里面脱离的时候方便一点，避免因为脱模时候的力量太大，将产品的面弄伤，那么在脱模的这个方向上，跟产品的面肯定要有一个脱模斜度。这个斜度有多大，跟产品的外形，产品的大小，产品的壁厚，还有产品的收缩率有很大的关系。这个斜度很小的话，生产的时候大小很难把握，这样的话产品的面就会出现损伤或者是破裂的情况，斜度很大的话，虽然脱离磨具的时候很便利，不过产品的大小就不能那么精确了，这样肯定会有材料被浪费了。一般来说，塑料加工产品的脱模斜度大小在零点五度到一点五度，查阅有关资料以后，PE的脱模斜度是在0.35130/，型芯脱模斜度为30/12.1.2塑件的壁厚塑料产品的壁厚是一个关键因素，在对塑料产品进行设计的时候这还是一个比较重要的地方。塑料产品壁厚是多少，对于注射生产加工产品的质量有很大的影响，很注射加工时候熔体流动，产品固定成型时候冷却的速度还有冷却耗费的时间，塑料产品的质量，产品使用的原材料，还有生产效率，生产成本的关系都是很大的。通常来说，要求都得到满足的时候，塑料产品的壁厚一定要薄一点。因为如果太厚的话，那么使用的原材料就比较多了，这样一来成本就变大了，最主要的就是产品在模具里面冷却的时间会更加长，而且产品的表面会有气泡，缩孔这些缺陷出现在产品的表面上，那么加工出来的产品质量就达不到要求了。塑料产品的壁厚通常都是一点五毫米到四毫米，用的最多的数值就是两毫米到四毫米。这个管连接产品的壁厚还是比较运城的，周边的壁厚大约是三毫米，底部的壁厚大约也是三毫米。2.1.3塑件的圆角要想避免塑料产品在转角的这个地方应力他国集中，那么在生产的时候充模特性就要进行改善，这样跟它对应的模具就要多一点，要在Sulia产品拐弯的地方还有里面连接的地方过度的时候用圆角。如果没有什么特别的需求，塑料产品的每一个连接角的圆角半径都是在零点五毫米到一毫米。通常来说，外面圆弧半径都比壁厚要厚，差不多是零点五倍，里面的圆角半径也比壁厚厚一些，大约是壁厚数值的零点五倍。 2.1.4孔一般来说在塑料产品的上面有很多的通孔还有盲孔，从一定的规则来说，所有的孔成型都是通过型芯的。不过如果这个孔很复杂的时候，熔体在流动的时候有很大的难度，这样一来加工模具的时候难度就比较大，成本跟着也就变的比较高了，所以说在塑料加工产品上面涉及孔的时候，孔的结构一定不能复杂。因为型芯会对熔体产生分流，那么在孔的周边就会有熔接痕出现，这样一来孔的强度就没有那么大了，所以在对孔进行设计的时候，孔跟孔之间的距离，还有孔道产品边缘的距离，都要比孔的直径还要大，在这个孔的周围壁厚要厚一点，这样一来塑料产品的强度才会变的更好，刚度也会变的更好。2.1.5 塑件尺寸及精度塑料产品外形有多大，主要在于塑料原材料流通性能的好坏，还有用的是哪一种注射机，在使用的注射机，还有加工工艺不变的状况下，流通性比较好的塑料产品，它加工的产品的外形是比较大的，相反的加工出来的产品就是比较小的。要想耗费的材质少一点，能源也耗费的低一点，那么只要达到产品的使用要求之后，产品的构造设计的时候一定要尽可能的紧凑，这样产品的外形看上去就比较小巧了。这个塑料产品的原材料是PE，流动的时候性能是很好的，可以用来对大小不一样的产品进行生产加工。塑料产品的大小精确度对模具的构造，还有模具生产加工的精确度都有很大的影响。要想让模具生产的时候简单一点，生产时候花费的金钱少一点，在塑料产品的要求都达到的情况下，塑料产品的精确度没有必要那么高。因为塑料产品跟金属有很大的区别，所以说不能根据金属材料的精确度等级来确定。按照现在我们国家现在成型的水平，塑料产品的大小查阅有关资料可以进行确定。按照论文的要求，这次设计的塑料产品的精度等级是三级。 2.1.6 塑件表面粗糙度塑料产品面的质量越是要求高，那么它的表面粗糙度数值就越是小。在生产的时候，不能出现冷疤，云纹这些不好的状况，要想不出现这些瑕疵，那么模具型腔的表面粗糙度一定要小。一般来说，塑料加工产品表面粗糙度的数值是在零点零二到一点二五这个范围里面，模腔的表面粗糙度的数值是塑料产品的一般，在用模具进行伸长的时候，因为型腔一直有磨损，所以说导致它的表面粗糙度的数值在变大，那就应该定时对这个面进行抛光复原。这个塑料产品外面的粗糙度的数值要比里面的高很多，一般来说外面的粗糙度数值是零点二，里面的粗糙度数值是零点四。这个塑料产品平常是我们经常用到的，所以不能有毒，一定要安全，化学稳定性要好，不能容易分解。零件采用PE原料2.2 塑件的材料分析文中的产品用的原材料是PE，这种材料对于腐蚀性的抵抗能力是比较好的，绝缘性能也是很好的，氯化能够实现，辐照之后性能可以改变，使用的玻璃纤维是比较强的，刚性，硬度，还有强度都是很高的，防水，压力很高的聚乙烯柔软性好，伸长率，受到冲击时候抵抗强度的性能好，渗透性能也是比较好的，耐磨，耐疲劳。低压的聚乙烯可以用来生产的部件绝缘性能好，耐腐蚀的性能也好，高压聚乙烯可以用来生产薄膜，超高分子聚乙烯可以用来生产传动的零部件。成型特性： 2.2.1注射成型工艺过程分析5按照塑料产品的构造，源材质，还有质量的好坏，下面是它怎么进行加工的步骤： 第一步：要想进行注射加工的时候不出现问题，加工出来产品质量过关，那么对所有的加工机器，还有塑料原材料先进行准备。（1）、进行生产加工之前，先对原材料进行一系列的处理工作按照产品加工的需求，对原材料的含水量，外面看它的色泽，还有塑料颗粒的状况，对它的热稳定性进行测试，对流动性还有收缩率进行测试，之后还要对塑料颗粒进行预热干燥处理， PE材料吸水率极低，成型前一般不必进行干燥处理。如有需要，可在70 80 下干燥24 h。（2）、料筒的清洗在一开始选择塑料的某一种材质的时候，或者确定注射机的型号之前，又或者在进行产品加工的时候产品的型号变了，原料变了，颜色变了，或者是塑料原材料出现分解了，这个时候都应该清洗注射机的料筒，或者之间将这个料筒换掉。在清洗柱塞式注射机的料筒的时候，相比螺杆式的注射机来说要复杂的多，主要原因是柱塞式料筒里面塑料原材料的量是比较多的，并且它转动起来不怎么方便，所以洗料筒的时候，一定要拆下来，或者用的料筒是专门的。但是螺杆式的料筒在清洗的时候直接对它洗就可以了，可能对空注射将料筒清洗干净。（3）、脱模剂的选用 为了让塑料产品从模具里面脱离出来，敷在模具表面上的溶剂就是脱模剂。一般注射加工的产品在脱离模具的时候，关键就在于工艺状况，还有设计的模具方式是不是正确。在和产上为了顺利脱模，常用的脱模剂有：硬脂酸锌，液体石蜡（白油），硅油，针对PE这种，使用的脱模剂就是硬脂酸辛，所以除了聚酰胺这种塑料，基本上所有的塑料都能用。第二步: 注射成型过程 一个整的注射就是加料，塑化，将物料注射进模具，维护压力对模具进行冷却，将产品从模具里面脱离出来，总结起来实际上就两步，一个是塑化成型，还有一个是冷却第三步：制件的后处理注射加工的产品脱离模具之后，或用机械进行生产加工之后，一般都要进行一些后期的处理工作，这样做是为了将内里的应力消除掉，这样产品的性能还有大小稳定性就比较好了。加工产品进行后期处理的方式一般有退火处理，还有调湿处理。2.2.2 浇口种类的确定注射模的浇注系统说的就是模具里面注射机喷嘴到型腔的这段距离。浇口是用来将塑料熔体传送到型腔的每一个地方的。浇注系统设计的好，设计的不好对塑料产品的性能，塑料产品的外表还有成型是不是简单影响都是比较大的。浇注系统的组成部分有主流道，分流道，浇口还有冷料穴。在这个里面浇口设计的好不好，所在的地点合不合适都跟产品的质量有很大的关系。2.3 塑件的尺寸精度、塑件表面质量、塑件的结构工艺性分析图1所示为桶盖的零件图图1 塑件零件图2.3.1 塑件的尺寸精度分析加工产品的大小要求没有那么高，每一个大小都是自由的，所以说精度等级不要太高就能满足日常生活的需要了，根据一定的标准，确定塑料产品大小的公差值精确等级是五级。2.3.2 塑件的表面质量分析文中设计的产品是桶的盖子，这个盖子的面一定要光滑漂亮，产品的表面不能有缺陷。因为塑料产品表面的要求是很高的，所以说模具的造价必然也是比较高的，按照塑料产品在用的时候的需求，还有加工模具时候花费的金钱，塑料产品外面的面粗糙度的数值是一点六，产品里面的面粗糙度要稍微低一点。那么跟它对应的，生产模具的腔室里面的粗糙度是零点八，模具的型芯的表面粗糙度是三点二。2.3.3 塑件的结构工艺性分析看图纸1可以知道这个塑料产品是圆柱的壳类零部件，它的外形构造是非常简单的，并且很等称。腔体是R60mm球体，球体上面提手，中间悬空，零件需要采用两瓣型芯成型球形和提手。这也是本设计的最大难点。塑件中，环形分布着3处阵列型内侧凹，深度为2mm.通过分析，这儿须要三个滑块成型。2.4 注射机的选择和校核 因为用的模具的构造是一个模具一个腔室，注射量要大于等于二十七点五三克，流道口这个地方的废料是六点二九克，注塑加工的时候总的质量达到三十三点八二克，之后按照工艺的要求，确定使用注射机的型号是110XB。注射方式为螺杆式，其有关性能参数为：海天HTF110XB型号 参数单位110B螺杆直径mm36理论注射容量cm3159注射重量PSg182注射压力Mpa183注射行程mm122螺杆转速r/min0220料筒加热功率KW5.7锁模力KN800拉杆内间距(水平垂直)mm450400允许最大模具厚度mm360允许最小模具厚度mm150移模行程mm310移模开距(最大)mm670液压顶出行程mm100液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW11油箱容积l200机器尺寸(长宽高)m4.31.251.8机器重量t3.22最小模具尺寸(长宽)mm2402402.4.1 注射量的校核在对模具进行设计的时候，一定要让注射机里面需要加工的塑料熔体的质量不超过设备的额定注射量的百分之八十。校核公式为： 式中 -型腔数量 -单个塑件的体积（） -浇注系统所需塑料的体积（） 本设计中：n=1 84.001 5.99 M=84.001+5.99X0.91=81.89g注塑机额定注塑量为182g 113X0.8=90.4g81.89g注射量符合要求2.4.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核锁模力的大小跟进行注射加工时候塑料产品在模具分型面上投影面积的大小有很大关系。如果说投影面积比注射机可以的最大成型面积还要大，那么在进行生产加工的时候就会有溢料的情况出现，那么就一定要达到下面的公式要求： 式中 n -型腔数目 -单个塑件在模具分型面上的投影面积 -浇注系统在模具分型面上的投影面积 n=1 =3025.38 =572 =3025.38+572=3597.38在进行注射加工的时候，锁模要想可靠性高，要满足下面的关系式： （）P F式中： P塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）F注射机额定锁模力（N）其它意义同上翻阅书本，型腔里面的压力大小一般是二十到四十兆帕，普通的加工产品压力大小是二十四兆帕到三十四兆帕，精密度要求比较高的产品是三十九兆帕到四十四兆帕（）P=3597.38X30x1.1X0.001=118.71KN800KN锁模力符合要求243、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核（1）、模具厚度（闭合高度） 模具关起来的时候高要达到下面公式的要求在公式里面 -注射机允许的最大模厚 -注射机允许的最小模厚本设计中模具厚度为355mm 105H360符合要求（2）、开模行程（S）的校核模具打开来之后要想拿出产品的时候方便一点，那么这个开模的距离就要够大，说的这个开模行程也就是模具在开还有关的这个过程里面动模固定板移动了多远。注塑机的开模行程是有规定的，在对模具进行设计的时候，一定要对确定的注射机的开模行程进行校核，这样它才能跟模具的开模距离匹配。针对卧式的注射机，它的模具的厚跟开模行程有很大的关系，针对有很多个分型面的注射模要满足下面的公式： 式中 -推出距离2 -包括浇注系统凝料在内的塑件高度 =（水口料的长度+2030）本设计中 =310 =40mm =140+30=170 mm总的开模距离需要H=210mm以上经计算，符合要要求。（3）、顶出装置的校核 对模具的顶出部分进行设计的时候，一定要对注射机顶出的形式进行校核，需要关注的是在两边推出的时候，模具的推板的面积应该能将注射机的两个顶杆都覆盖住，这样一来才能确保塑料产品被顶杆从模具里面脱离出来。海天110XB型注射机的推出装置是在两边的。分析检验之后，它是可以达到论文里面将物料从模具里面脱离的要求的。3 成型设备选择与模塑工艺参数的编制图2是根据塑件要求，用UG三维软件做的一个球盖模型，建模后除了能得到球盖体积，分型面面积等参数外，这个模型也是UG分模时的参照模型。图2 塑件的UG模型3.1 塑件的体积和重量建立好模型了，就能通过UG软件对模型进行分析了，这样就可以将每一个塑料产品的体积算出来。现查得： 确定PE这个材质的密度大小是，那么就可以按照下面公式将一个塑料产品的质量算出来： 3.2 型腔数量确定零件外径155MM 高50MM 体积比较大，成型结构复杂，采用一模一腔结构。3.3 浇注系统凝料的估算算浇注部分的凝料体积的大小，按照过去的经验来看，基本上都是塑料产品体积的零点二倍到一倍，因为这个模具只有一个模具一个腔室，它的流道相对来说不复杂，也没有多长，在这个系统里面凝料是没有多少的，现在一般在算凝料的体积的时候都是用塑料体积的零点二倍来进行计算的，按照下面的公式将模具型腔的注射量算出来： 3.4 注射机的选用及其技术参数按照上面的公式将模具型腔里面塑料的总体积算出来，注射机注入到模具里面的物料的数量应该要比公称注射量的八成来进行计算，那么就是说： 按照上面算出来的结果，现在确定公称注射量的大小就是五百立方厘米，螺杆式注射机的型号就是XSZY500，它的有关的数据在下面列出来： 额定注射量：500mm最大成型面积：1000cm柱塞直径：65mm注射压力：150Mpa模板尺寸：780850（mmmm）柱杆空间：540440（mmmm）锁模力：3500KN喷嘴圆弧半径：16mm喷嘴孔径：2mm最大开模行程：500mm模具最大厚度：450mm模具最少厚度：350mm3.5 成型工艺参数塑料产品进行注射加工的时候工艺数据在下面表格里面都列出来了，在进行试模的时候，按照具体的要求来进行修改。一定要确保加工产品质量达到要求，并且相关的参数标准一定要达到，在对工艺数据进行调整的时候，调试的顺序是压力，时间，温度来进行的，不能对其中两个参数进行同时改动，因为这样的话会导致工艺出现混乱，加工出来的产品质量就得不到保证了。表3 PE塑料的注射成型工艺参数工艺参数规格预热和干燥温度/8085预热和干燥时间/h23料筒温度（后段）/150170料筒温度（中段）/165180料筒温度（前段）/180200喷嘴温度/170180结构直通式注射压力/MPa60100螺杆转速r/min30模具温度/5080成型时间/s注射时间2090保压时间05冷却时间20120成型周期50220后处理方法（温度/，时间/ s）红外线灯、烘箱（70，24）4模具结构方案的确定4.1 分型面位置确定要想从模具里面将产品安然无恙的拿出来，模具一定要分成公母两个部分，这个面也就是分型面，可以对模具进行分开，将气排出去，因为分型面的影响因素是极爱欧多的，有塑料产品的外形，大小精确度，还有脱离模具时候用的方式，后期处理工序，模具的种类，浇口是什么形式等等，在确定分型面的时候要注意下面几个点： （1）分型面所在的这个地方对产品的外形不能有影响。（2）对模具进行分型之后，塑料产品应该跟动模在一边，这样从模具里面将产品拿出来的时候就比较方便了。（3）确定分型面的时候，对模具生产一定要有利才行。（4）轴度一样的，但是产品要求比较高的，容易有错位的状况出现，所以要都在分型面的同一边才可以。（5）分型面应该在塑料产品截面最大的那个地方，也就是在料流的最后的地方，这样排气就比较方便了。这个塑料产品的形状不复杂，只要有一个分型面就能将产品从模具里面拿出来了，按照分型面的需求，确定分型面所在的地方，在图纸3里面的A-A这个地方体现出来。放在这个地方的好处就是排气比较方便，塑料产品成型的时候质量就会好一点，模具进行加工的时候也是很方便的。图3 分型面位置4.2 浇注系统的设计与计算4.2.1 主流道设计主流道就是喷嘴跟分流道入口中间的距离。它的大小跟塑料流动时候的速度还有充模时间的长短都有很大的关系，如果说主流道很长的话，那么回收的冷料就会很多，对模具进行冷却的时间也就变得长了，会有涡流出现，这样加工出来的塑料产品质量就比较差；如果说流动的直径很小的话，那么耗费的热能就比较大，流动性就不快了，这样注射的压力就变大了，产品成型的时候就不那么容易了，并且塑料产品还会出现飞边的状况。主流道设计有以下要点：1）浇口这个地方里面的孔锥度是在两度到六度之间，角度太大的话，压力就会变小，角度太小的话，流动的速度就会很快，这样产品成型的时候就没有那么容易；粗糙度在之间。2）主流道大的那一头跟分流道连接的这个地方要倒一个圆角，数值大小应该在R=13mm，这样可以将物料流动时候的阻力变小。3）主流道不能太长，小的模具应该不能大于六十毫米，这样冷料就可以少一点，耗费的热量也能少一点。4）主流道跟喷嘴连接的这个地方一般都是半球形的一个凹坑，这个坑的深度一般是在三毫米到五毫米之间。（1）主流道尺寸确定1）主流道长度：按照设计主流道时候的要求，还有对模具大小的计算，现在确定L=35mm对它进行设计。2）主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=（3+0.5）mm=3.5mm。3）主流道球面半径：SR=注射机喷嘴球半径+（12）mm=（12+1）=13mm。4）主流道锥角：取。5）主流道大端直径：。6）半球形凹坑深度：取h=5mm。7）主流道大端圆角：取R=2mm。（2） 主流道的凝料体积（3） 主流道当量半径 （4） 主流道浇口套形式主流道小的那一头跟注射机喷嘴这个地方一直在碰触，磨损很容易就出现了，那么材质的使用要求就是很高的，所以在设计的时候要分开来进行，方便拆装。同一时间也方便使用优质钢材进行生产加工还有热处理。我们使用的材质是T8A，进行热处理，还有淬火处理之后，这个材质的表面硬度是在50HRC55HRC。不能让它转动，浇口是固定的，在固定的时候用的是螺钉。跟浇口匹配的定位圈直径大小是一百毫米。各形状如下图5示。图5 浇口套、定位圈形状4.2.2 分流道的设计主流道还有浇口的中间就是分流道，它的作用就是分流，还有转向。由于零件比较大，采用直接浇口，所以不需要分流道4.2.3 浇口的设计对于浇注系统来说，比较重要的就是浇口，浇口在哪，什么类型，还有大小，对于产品的质量有很大的关系。它的好处就是让塑料能够最快速度进到型腔里面去。它可以在最快的时间里面进行冷却，封闭，不能让型腔里面的塑料熔体出现倒流的情况。优点：（1）浇口的截面是比较大的，流动的路程不长，在流动时候阻力不大，可以用的塑料零件是壳类的，腔室比较深的，壁厚比较厚的，材质流动性能不好的。（2）模具的构造是不复杂的，并且紧凑，加工的时候非常方便，流动的路程不长，耗费的压力没有多大。（3）维护压力，补缩的作用是比较好的，可以实现一次成型。（4）有利于排气及消除熔接痕。缺点：（1）将浇口这个地方的凝料去掉的时候有难度，塑料产品上浇口的痕迹是非常明显的。（2）浇口这个地方熔料冷却的时候耗费的时间比较长，产品成型的时间就比较长，这样一来成型的效率就没有多高（3）会有内应力出现，这样一来加工产品的形状就会出现改变，或者表面会有气泡，开裂，锁孔这些状况出现。（4）只适用于单腔模具。 图6 浇注系统与塑件4.3 成型零件结构的确定4.3.1冷料穴的设计主流道最后的这个地方一定要安装一个冷料穴，这样在加工产品的时候出现的冷料就可以放置在这个地方。因为最先流到模具里面的塑料熔体因为温度太低，物料的温度也会变低，这样的塑料流到型腔里面去，产品的质量也不会好，为了避免这种状况的出现，在主流道最后那一个地方安装一个冷料穴，这样就可以将冷料都安放在这个地方。通常都是在主流道对面的动模板的上面安装冷料穴，它的直径要比主流道的直径大一点点，论文里面确定冷料穴的直径大小是五毫米，因为最后放在冷料穴里面的冷料不能比它的体积还要大。冷料穴有很多种的形式，在这里使用的是倒锥形的。在将冷料从模具里面拉出去的时候，要配合推杆，在模具打开来的时候，将主流道里面的凝料从定模里面拉出去，之后用推杆将冷料跟加工产品从动模里面都推出去。4.3.2 凹模的结构设计要想生产起来简单一点，加工时候工艺不能复杂，使用的型芯装置是组合式的，跟整体的型芯比较之后可以发现，组合式的型芯在进行生产加工的时候，工艺没有那么复杂。如图7所示。图7 整体式凹模4.3.3 凸模（型芯）的结构设计分析塑料产品的构造就能知道，这个塑料产品的型芯是有两个部分：一个是成型零件内表面的R60球的型芯，由于里面有把手，采用两瓣型芯成型，所以采用组合式，中心用轴固定，方便旋转。另一个是环形分布着3处阵列型内侧凹，此处需要三个滑块抽芯，所以也采用组合式，各型芯形状如下图8示。图8 型芯4.4 排气与引气系统结构的确定在型腔里面都充满塑料熔体的时候，一定要按照顺序将型腔里面，浇注系统里面的空气，还有熔体受热产生的气体都排出去。在这篇论文里面，因为有很多零部件的滑块，还有抽芯装置是很多的，所以可以通过分型面，推杆活动的间隙，还有型芯中间的间隙将气体都排出去，这样一来产品的质量就能够达到要求，而且成本还不会变高，耗费的时间也没有多长，提高了工作效率。5 主要零部件的设计计算5.1 成型零件工作尺寸计算这个塑料产品的大小精确度是不高的，对于配合要求也没有提出来，所以每一个大小都没有将公差写上去。在实际生产里面，因为想计算简单一点，在算的时候只将收缩量加上去了，公差在计算的时候一般都是根据模具的经济制造精度来进行确定的。现在论文里面塑料产品成型零部件的大小在进行计算的时候也按照这样的方法，公差确定是精度七级，配合成型零部件的精度六级确定。（1）凹模的径向尺寸 L凹=L(1+k)-(3/4) L凹 为型腔內形尺寸(mm)； L为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸； k为塑料平均收缩率(%)，此处取1.5%；为塑件公差，查阅资料确定PE的精度等级是六级；塑件基本尺寸在5065mm公差取0.74mm；塑件基本尺寸在5040mm公差取0.64mm；塑件基本尺寸在3040范围内其公差取0.56mm；在36mm范围内公差取0.24mm；在03mm范围内取0.2mm 。所以凹模尺寸如下： L1=190(1+0.015)-(3/4)1.76=191.53 L2=154(1+0.015)-(3/4)1.44=155.53 L3=5(1+0.015)-(3/4)0.24=4.895深度尺寸 h凸=h(1+k)- (2/3) h凸 为型腔內形尺寸(mm)； h为塑件深度基本尺寸(mm),即塑件的实际深度尺寸； k为塑料平均收缩率(%) 为塑件公差， H= 50(1+0.015)-( 2/3) 0.64 =50.32（2）凸模的径向尺寸计算 L凸=L(1+k)+(3/4) L凸 为型芯內形尺寸(mm)； L为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸； k为塑料平均收缩率(%) 为塑件公差， L1=44（1+0.015）+（3/4）0.64=45.14 L2=120（1+0.015）+（3/4）1.14=122.66深度尺寸 h凸=h(1+k)+ (2/3) h凸 为型芯內形尺寸(mm)； h为塑件深度基本尺寸(mm),即塑件的实际深度尺寸； k为塑料平均收缩率(%) 为塑件公差， H1= 25(1+0.015)+( 2/3) 0.50 =25.705 H2= 3(1+0.015)+( 2/3) 0.20=3.185.2 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算在进行注塑生产的时候，型腔会受到一个熔体产生的压力，所以模具的型腔的强度还有刚度一定要大。假如说型腔的壁厚薄，底部的厚度也比较薄的话，那么型腔里面的内应力就会比型腔材质的许用应力还要大，这个时候塑料产品就会出现形状的改变，有的还会出现开裂的情况。如果刚度达不到要求的话，那么型腔就会向外进行膨胀了，有溢料的状况出现。在现实生产的时候，型腔的壁厚还有支承板的厚度都是按照经验来进行确定的，查阅有关资料就可以确定下面的数据： 型腔侧壁厚度S的经验值为：S0.2L+17L型腔长边的边长底板厚度h的经验数据：h0.13b 侧壁厚度S的值为：S0.2L+17=0.2150+1747mm底板厚度h的数据：h0.13b0.1315019.5mm5.3 脱模机构的设计在进行注射加工的每一步里面，塑料产品从模具里面脱离出来的时候一定要是准确没有失误的，这个将塑料产品从模具里面脱离出来的装置就是脱模装置。脱模机构的设计一般遵循以下原则：塑料产品一直都是在动模这一边的，这样方便在开模力的状况下带动脱模装置进行工作，将脱模的状态完成。因为产品在收缩的时候会将型芯紧紧的包裹柱，所以说推出的时候这个着力点要跟型芯近一点，同时在塑料产品上施加这个力应该是在刚度还有强度比较大的地方。构造是非常合理的，而且可靠性也是很好的，在进行加工还有维护的时候，塑料产品的外形都是非常漂亮的。5.4 推出方式的确定论文里面塑料产品脱模的时候用的是两瓣型的型芯。在开模过程中，由于弹簧作用的力，使分型面分型，契柱脱离锁紧状态，当弹簧弹到45mm的距离后，连杆就有一个阻力出现，两瓣型芯以轴为中心，进行转动，这样芯就可以抽出来了。图14 推出方式的确定6模具冷却系统的计算6.1 冷却介质PE这种材料粘度是中等的，它在成型的时候对于模具的温度要求不是太高，是两百度，模具的温度是五十度到八十度。首先确定这个模具的温度是五十度，因为水比热容是比较大的，进行传热的时候系数是很高的，造价也不高，那么在对模具进行冷却的时候用的是常温水。6.2 冷却系统计算1）在一定的时间里面模具里面注入进去的塑料熔体的总质量W塑料产品壁厚度是六毫米，查阅有关资料以后将它冷却的时间确定下来，注射机已经确定下来了，查阅有关表格就可以将注射时间确定下来，脱离磨具的时候耗费的时间是。所以，进行注射的时候耗费的周期是。按照下面的公式来算单位时间里面模具里面的塑料熔体的总的质量： 2）将单位质量的塑料产品在凝固时释放的热量确定下来，查阅有关资料这个热流量的数值是，那么。3）计算冷却水的体积流量事先确定这个冷却管道里面水的温度，出水的这个地方水的温度是，确定水的密度的大小，水的比热容。则根据公式可得：4）确定冷水路的直径d按照，查阅有关资料将模具冷却水管的直径大小确定下来8mm。5）冷却水在管内的流速在设置水管的时候，要考虑到模具构造还有塑料产品的形状。要想凹模还有型芯进行冷却的时候完全一点，那么就要按照两个模具的腔室的实际状况来进行改正。那么在进行改正之后，冷却水管的直径不能太大，它的数值就是：d=8mm。6.3 水路的布置形式下面的图纸画的是定模还有动模的水路布置。要想不出现漏水的状况，在两个模板之间水路穿过去的时候可靠性要高，密封性要好，已经知道水管的直径大小是八毫米，按照装配要求确定标准大小是D=16，d=2.5的“O”型密封圈进行密封。水路的头上密封的这个地方用螺纹的管塞，这样密封性能就很好了。