塑料花瓶的注射模设计.doc

机电工程与自动化学院 毕 业 设 计 题目 塑料花瓶的注射模设计 系别专业班级姓名学号指导教师日期 4设计任务书设计题目：塑料花瓶的注射模设计设计要求：1. 相关流程，以此来确定工艺1. 设计相应的结构合适的模具1. 在模具的设计中应具有一些创新2. 涵盖了模具设计它的工作原理3. 为了丰富文本的内容要简明扼要，详细告知，实用价值高1. 模具设计，有效地反映相应的实用功能设计工期要求：第一周：模具相关信息的采集第二周：敲定题目第三周：计算一般类型的模具的零部件的计算第四周：模具作为一个整体和其相关联的部件的设计和图纸结构尺寸第五周：电子录入和修改草案第六周：检查修改论文，以便最后定稿第七周：论文提交和评估，等待答辩指导教师（签名）： 摘要注塑是塑料在注塑机加热料筒中塑化后，由柱塞或往复螺杆注射到闭合模具的模腔中形成制品的塑料加工方法。此法能加工外形复杂、尺寸精确或带嵌件的制品，生产效率高。大多数热塑性塑料和某些热固性塑料（如酚醛塑料）均可用此法进行加工。用于注塑的物料须有良好流动性，才能充满模腔以得到制品。20世纪70年代以来，出现了一种带有化学反应的注射成型，称为反应注射成型，发展很快。 此次毕业设计为塑料花瓶的设计。塑料瓶重量轻，多色彩，强度高，易于制造，成本低，所以一些功能，办公室和家庭园艺的必备产品，而且在过去的陶壶理想替代品，也是未来的发展方向。 根据产品和工艺的数量，以确定在生产塑料零件的用于塑料注射模制方法的属性。该产品是专为大批量生产，所以模具的设计需要具有高的喷射效率，浇注系统，以便能够做到自动脱模，除了确保塑料零件的使用点浇口的表面质量，所以它使用两分型面的注射成型。点浇口自动脱模结构。模腔是用在一个模块和两个腔的均衡结构中，因为它使用形成的浇注系统点浇口，它在引入两个推动器机构的形式被发射到完全引进塑料件工作。因为工艺性能的塑料部件需要具有一个冷却系统在注塑成型，模具设计，因而它也进行了设计。关键词: 双分型面注射模具；塑料花瓶；硬聚氯乙烯PVCAbstractInjection molding is a granular or powdered plastic injection machine fed from a hopper heated barrel, after heated and melted into a viscous melt plasticized state, and then the next injection plunger or a high-pressure push screw to a very large flow rate through a nozzle into the mold cavity, after a certain amount of dwell time plus cooling setting, can maintain the shape of the mold cavity corresponding conferred, then mold parting can get the desired plastic products .My graduation project is the design of injection mold plastic vase. Plastic vase light weight, multi-color, high strength, ease of manufacture, low cost, and so some of the features, office and home gardening essential products, but also the past clay pots ideal substitute, is the future direction of development.Depending on the number of products and processes, in order to determine the plastic injection molding process for the production of plastic parts of the property. The product is designed for mass production, so the mold design requires a high injection efficiency, gating system to be able to do automatic ejection, in addition to ensuring the use of plastic parts of the gate point surface quality, so it uses two parting injection molding surface. Point gate automatic ejection structure. Cavity structure is in equilibrium and the two chambers of a module, since it uses the gating system point gate formed, it is transmitted to the full introduction of the introduction of two pieces of plastic in the form of a pusher mechanism. Because the process performance plastic components need to have a cooling system in injection molding, mold design, and therefore it has been designed.Keywords: double parting line injection mold; plastic vase; rigid polyvinyl chloride PVC目 录设计任务书1摘要2目 录11 塑料花瓶塑件设计步骤及工艺分析11.1 注塑模具设计步骤1塑料件分析1选择注塑机1有关模具设计的计算1模具结构设计1模架的选择要根据模具总的尺寸1注塑机参数的校核1画模具装配图和需要的加工的全部零件图1全面检查开始制造21.2塑料花瓶塑件成形工艺分析21.3 塑件成形工艺参数确定41.4 注射机的选用5根据计算可知浇注系统一次注塑大约会用到塑料60，而塑件体积67，所以一次注塑所用塑料约为130，查模具设计手册得塑料成型的工艺参数，所以吧注射机选用G54-20051.5 乙烯设计时应考虑的问题52 模具基本结构设计及模架选择62.1确定成形方法62.2型腔布置62.2.1 注意的问题或原则62.2.2 多型腔注射模在排列时要遵循以下的原则63 模具结构尺寸的设计计算83.1 计算型腔尺寸93.1.1 型腔径向尺寸计算93.1.2 计算型腔深度尺寸103.2 计算型芯的尺寸103.2.1计算型芯径向尺寸103.2.2计算型芯高度尺寸104 模具基本设计及模架选择124.1 设计分型面124.4.1 设计分型面124.4.2 排气槽设计134.2 设计浇注系统134.3 分流道设计154.4 浇口设计184.5 脱模机构设计204.6 导向机构的设计214.7 选择模架224.7.1 模架结构224.7.2 塑料注射模具技术要求234.8 模具冷却、加热系统计算244.8.1 模具冷却244.8.2 模具加热275 工艺参数的校核285.1 最大注射量校核285.2 锁模力校核285.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核285.4 模具闭合高度校核285.5 开模行程校核296 模具的工作原理306.1 模具工作原理307 模具总装图及模具的装配、试模327.1 模具总装图及模具的装配32图7.1模具装配图327.2 模具的安装试模337.2.1试模前的准备337.2.2 模具的安装及调试337.2.3 试模347.2.4 修模347.3 检验34致谢35参考文献36361 塑料花瓶塑件设计步骤及工艺分析1.1 注塑模具设计步骤塑料件分析透明塑料件设计的要求透明塑料件生产量体积计算的塑料件和它的质量选择注塑机选择更适用的注射机因此要计算塑件的体积跟质量，也会提高设备的利用率，进而确定模腔数目有关模具设计的计算设计中的凹，凸模所涉及到的零件及其工作尺寸的相关计算来确定型腔壁厚，底版厚度模具的加热跟冷却系统模具结构设计选择塑件的分型面跟成型位置；制定模腔的数目，型腔中浇口的设置、排列、布局相应流道结构设计模具的工作零件设计顶出机构设计排气方式模架的选择要根据模具总的尺寸模架已逐渐开始标准化，根据生产商，来选够模架注塑机参数的校核最大注射量检查注射压力的检查锁模力的检查检查模具跟注射机配合部分的尺寸，包括闭合高度，开模最大最小行程，模座安装尺寸等尺寸检查画模具装配图和需要的加工的全部零件图画模具装配图要符合机械制图国家标准（GB），其画法与不同机械制图原则上并没啥区别，只是为了更加清楚地表达模具中成型制品的浇口位置的设置、形状、在模具结构图的俯视图上，是可以将定模座拿掉，可以只画动模座一部分的俯视图的。模具装配图应包括所有尺寸，如外形尺寸、装配尺寸、闭合尺寸、特征尺寸、极致尺寸、及技术条件等等。加工主要工作零件通常周期较长，需要更加精确的精度，精心的绘制，其他零部件最大的限度的利用标准件。全面检查开始制造1.2塑料花瓶塑件成形工艺分析如图1.1为塑料花瓶的二维工程图, 单位图1.1 塑件图产品名称：塑料花瓶产品材料：硬聚氯乙烯 PVC塑件材料特性：硬聚氯乙烯不含或者含有少量增塑剂。它的机械强度较高，通常温度-15至55，而且有较好的抗拉、弯、压和抗冲击的性能；耐磨强度好、耐化学腐蚀，对酸碱的抵抗能力极强，价格便宜，好的化学性能，比较的困难的成型，不高的耐热性。塑件材料成形性能：聚氯乙烯流动性差，在过热的易分解，稳定剂和润滑剂所必需加入的严格控制的溶解的材料的停留时间和成型温度是必要的。较小范围的成型温度，并严格控制材料温度，模具还应当有一个冷却装置，它是必要的;预塑化装置与螺杆注塑机被选中。压铸系统要大栅横截面，粗而短，死材料可具有滞后性。冷却模具，做到在其表面镀铬。产品数量：大量的生产塑件尺寸： （长*短*高*厚）塑件颜色：白色、淡棕色、墨绿色、蛋黄色、玫红色等各种颜色，这个可以很据需要进行选择的。查文献3可得：塑件材料物理性能：密度：收缩率：熔点：热变形温度：材料力学性能：拉伸强度：拉伸弹性模量：弯曲强度：弯曲弹性模量：压缩强度：缺口冲击强度：硬度：洛氏塑件质量：此塑件为硬聚氯乙烯,由以上得知其密度为,收缩率为，计算其平均密度为,平均收缩率为。可根据塑件形状来计算会得到花瓶的体积。通过计算得：塑件的体积 塑件的重量 式中： 塑料密度塑件要求：塑料花瓶外表面是光滑的，美观上有一定的要求。不可以有较大浇口痕迹，在瓶沿部分最好无飞边或者容易清理。1.3 塑件成形工艺参数确定硬聚氯乙烯成形的工艺参数 查文献2表1-3得：模具温度：喷嘴温度：料筒温度：前段温度：中段温度：后段温度：注射压力：保压压力：塑化形式：螺杆式喷嘴形式：通用式注射时间：保压时间：冷却时间：成形周期：1.4 注射机的选用根据计算可知浇注系统一次注塑大约会用到塑料60，而塑件体积67，所以一次注塑所用塑料约为130，查模具设计手册得塑料成型的工艺参数，所以吧注射机选用G54-200注射机参数如下：注塑机最大注塑量 ： 喷嘴球面半径： 注塑机拉杆的间距：锁模力：注塑压力： 最小模厚：模板最大距离：模板行程：喷嘴前端孔径： 1.5 乙烯设计时应考虑的问题流道和浇口。因为PVC流动性很差，设计流动阻力相对小的浇注系统是必须的，系统内流道有死角要避免。注塑模的浇口跟流道要最大化的短，厚，粗。温度调节系统易控制，灵敏度高对模腔具有腐蚀作用的挥发性气体在PVC分解时会产生，模腔表面需铬或采用耐腐蚀的稳定剂要 适当使用、润滑剂等添加剂。让树脂工艺性能和制品使用性能有所提高，成形预热。排气结构应合理。干燥的原料、料筒温度，模具温度。2 模具基本结构设计及模架选择2.1确定成形方法采用注射成形的方法生产塑料件。塑件大批量生产，设计时会有相对高的注塑效率，必要的自动脱模的浇注系统。同样会采用点浇口来保证塑料件表面质量，确保美观，所以会用到双分型面注射模跟点浇口的自动脱模结构是比较不错的。2.2型腔布置2.2.1 注意的问题或原则产品的产量，塑料件的大小，塑料件的精度，用料以及颜色来确定模具型腔的数量。塑料件的成型工艺，成型设备以及模具的制作等都在设计时需要考虑的。2.2.2 多型腔注射模在排列时要遵循以下的原则致力于平衡，对称。分流道要短，浇注系统凝料比例、成型周期和热损失以此来降低。精度高的制品，尽可能少的腔数。紧凑的结构，节省钢材。模具注射的工艺性要保证模具的压力和温度平衡在排位时必要考虑的。由设计要求知道，塑料件形状简单，质量小，表面精度满足一般要求即可，并且模具选用一模两腔结构且平衡布置，双分型面注射模，点浇口的浇口形式来进料，这样模具制造加工容易，尺寸小巧，有利于充满整个型腔内，塑料件的质量也会高些，效率也会高在生产上，而且塑料件成本降低低。型腔的排列要根据模具的尺寸及形状排列，其排列方法如图2.1所示。 图2.1 型腔布置示意图3 模具结构尺寸的设计计算因为要降低模具在加工时的难度和制造的成本，所以在达到塑料件使用的前提下，用了较为低级的尺寸精度。 塑料品种关系到塑料件的精度，因此根据塑料收缩率的不同变化，塑料的公差精度会有高精度、一般精度、低精度此三种。表3.1 精度等级与公差数值基本尺寸/mm精度等级12345678公差数值/mm-30.040.060.080.120.160.240.320.46360.050.070.080.140.180.280.360.566-100.060.080.100.160.200.320.400.6410-140.070.090.120.180.220.360.440.7214-180.080.100.120.200.240.400.480.8018-240.090.110.140.220.280.440.560.5624-300.100.120.160.240.320.480.640.9630-400.110.130.180.260.360.520.721.0040-500.120.140.200.280.400.560.801.250-650.130.160.220.320.460.640.921.465-800.140.190.260.380.520.761.041.6080-1000.160.220.300.440.600.881.201.80100-1200.180.250.340.500.681.001.362.00120-140-0.280.380.560.761.121.522.20表3.2 硬聚氯乙烯建议采用精度等级表塑料品种建议采用精度等级高精度一般精度低精度硬聚氯乙烯456在塑料件的工作环境下了解到工件的精度要求是不很高的，所以选用了一般精度。3.1 计算型腔尺寸取硬聚氯乙烯的平均收缩率在计算中。公差按照表3-1和表3-2中所查的公差进行计算。模具制造公差，选取塑件尺寸公差的1/5。3.1.1 型腔径向尺寸计算塑料件 塑料件尺寸公差选取0.60式中 塑件形状尺寸 塑件的平均收缩率 塑件的尺寸公差 模具制造公差 对于圆弧 塑件尺寸公差取0.22 3.1.2 计算型腔深度尺寸塑料件高度 塑件尺寸公差取0.52式中 塑料件最高方向的最大尺寸 3.2 计算型芯的尺寸3.2.1计算型芯径向尺寸 塑件尺寸公差取0.46 式中 大塑件内形径向的最小尺寸 3.2.2计算型芯高度尺寸对于塑件尺寸的模具设计，塑件尺寸公差取0.46式中 塑料件内腔的深度最小尺寸 塑料件尺寸的模具设计，塑料件尺寸公差取0.16 4 模具基本设计及模架选择4.1 设计分型面4.4.1 设计分型面热固性塑料注射模的分型面溢料情况是个较为明显的问题。必须减少接触面积并加大接触压力，用此来改善塑料溢边的问题。 选分型面时要考虑的方向须要保证塑料件制品尺寸的精度花瓶要美观，因此保证其外观是必要。所以浇注系统要安排的合理制造要简单，所以尽量的简化模具结构有装饰的地方或有圆弧的转角处不应是分型面的位置 ，不平滑流畅的边边也不要注射机技术规格的有关要求当然要满足同心度 的问题要将要求严格的放于分型面的同一侧在轴芯机构中必涉及到轴芯距离，多加思考设计遇到排气面在分型面的时候，分型面的位置要在料流的尾端设计通常是将塑料件留在动模上，这样也是为了容易脱模塑料花瓶的外观要求比较高，因此分型面跟推杆在设计时要十分的留意图4.1 分型面选择示意图此塑料件的分型面有多样选择,如图4.1a中分型面是在分型轴线上,这会使得塑料件外表面留下分型面的痕迹,塑料件的外表面质量就会受到影响。图4.1b中分型面选择在花瓶的上端面。所以在凹模型腔内形成了整体上的塑料件的外表面，这样也可以是得塑料件整体上的光滑流畅。故塑件选择如图4.1b中所示的分型面。型腔外部周围的平面凹下。分型面上不能有孔穴或凹坑，表面硬度在以上。4.4.2 排气槽设计注射模是型腔模，会有大量的空气在型腔当中，熔料极快的进入型腔时，需要将这些个空气赶快地排出。并且，当这个熔料在型腔内成型固化并开模时，料品和型腔之间就会形成一种真空的环境，这是空气要抓紧的进入。注射模中的排气系统包括将气体排出和引进的结构。详细地说，注塑模的排气系统包括以下两个层面：注塑模在工作时，排气系统会把模具型腔、浇注系统内部的空气还有塑料本身因加热或固化产生的低分子挥发性气体及时的排出之外。改过了哈哈！设计的引气系统是想避免制品黏住定模或者在顶出时不至于让制件变形。在注塑模的设计过程，就应有足够多的重视在排气系统的设计上。当塑料熔融状态下充满型腔时，热固性塑料在固化过程中会放出大量的气体,比较容易堵塞缝隙，如果不及时地排出气体，塑件就会产生一种不满足的状态，进而产生气泡，接缝处的表面轮廓看不清其他的缺陷，很有可能气体在受压下产生高温，使塑件变焦了；因而开设专用排气槽排出气体是必要的。排气槽多数情况下用的是配合间隙排气的方式，又因为硬聚氯乙烯流动性能比较差，所以在分型面上一定要设置排气槽，深度为，宽.这样就方便清理飞边并排出气体。 4.2 设计浇注系统 模具浇注系统的作用：在高压下高速度进入模具型腔的高温熔体，以达到型腔充满。模架的规格型号有模具的浇口形式、模具的数量、模具的进料方式来决定的。直接影响成型品的内部质量、外观、尺寸精度和成型周期的是浇注系统的设计是否达到要求，所以其具有很高的重要性。浇注系统：塑料熔体由注射机的喷嘴射出后，进入模具的型腔以前所经过的一段路程的总称。所以模具浇注系统要达到粗短，采用的流道设计为主流道、分流道、浇口和冷料穴的设计。查2得双分型面注射模使用的浇注系统是点浇口浇注系统。主流道设计： 主流道：紧接注塑机喷嘴到分流道为止的那一段锥形流道。熔体会从喷嘴中以特定的动力能喷出.因为熔体在料筒已经被压缩,会流入模的空腔内,其体积必然要增大,流速也略为有所减小。主流道设计应注意的问题： 便于流道凝料从主流道衬套中脱出，主流道会设计成圆锥形。锥角粗糙度与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。 主流道要足够受得住高温和摩擦，可拆卸的衬套在设计时是必要的，以便选用更好的材料单独加工跟热处理。 衬套大端高出定模端面，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。 查22（5-59）得主流道直径计算的经验公式：式中 主浇道大头直径 流经主浇道的熔体体积 因熔体材料而异的常数 如表表4.1 塑料种类与K值表塑料种类值故 主流道断面尺寸：主流道设在定模板上，并且位于模具的中心，与注射机喷喷嘴在同一轴线上，如下图：图4.2主流道衬套示意图表4.2 主流道衬套中尺寸关系表16202530d注射机喷嘴直径+（0.51）D与注射机定位孔间隙配合SR注射机喷嘴球面半径+（12）主流流道的大头直径确定为6mm ，考虑硬聚氯乙烯流动性较差，所以主流道如下选择，锥度、 4.3 分流道设计 塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道就是分流道，对熔体流动起分流转向的作用，要求熔体压力和热量在分流道中损失小。必须考虑的因素 ：塑料的流动性及制品的形状 对于流动性差的塑料，如PC，HPVC，PPO和PSF等，分流道应尽量地短，尽可能的采用圆弧过渡在分流到拐角处，横截面积宜取较大值，横截面形状应采用圆形（侧浇口分流道）或“U”形（点浇口分流道）。分流道的走向和截面形状取决于浇口的位置和数量，而浇口的位置和数量又取决于制品形状。分流道的大小、长短和走向取决于型腔的数量。浇口的位置和形式取决于壁厚及外观质量，最终决定分流道的走向和大小。注射机的压力及注射速度主流道及分流道的拉料和脱落方式 如果要采用自动化注塑，一定要保证在开模后留在后模的分流道，且容易推落。分流道的截面形状及分布选择：截面形状有圆的、梯状形、U形、半圆的、矩形。分流道的长度要最大化的短，减少弯曲来减少压力损失和热量损失，分流道的表面粗糙度为 。 表4.3 截面形状的对比表截面形状特征热量损失加工性能流动阻力效果圆形小较难小最佳梯形较小易较小良U形较小易小佳矩形大易大不良通过表4-3截面形状的对比，圆形截面形状效果最佳，考虑到经济和加工难易，采用梯形。分流道截面形状采用梯形且平衡分布，因为梯形分流道热量损失较小，易加工，效率较高且可保证各型腔均衡进料，从而保证塑件质量。分流道尺寸经验计算分流道的断面尺寸要视塑件的大小，品种注射速度及分流道的长度而定。一般分流道直径在以下时，对流动性影响较大，当直径大于时，对流动性影响较小。查22 （6.2）得分流道计算经验公式 式中 b梯形大底边宽度，塑件的质量， L分流的长度, h梯形的高度，故 表4.4 各种塑料的分流道推荐值塑料种类梯形分流的侧面斜角常取5o10o，取此斜角为10o ，底部以圆角相连。如图4.3分流道截面示意图4.4 浇口设计浇口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关，而且与塑件的成形质量有着密切的关系。浇口位置尽量选择在分型面上，以便于清除及模具加工，因此能用侧浇口时不用点浇口。浇口位置距型腔各部位距离尽量相等，并使流程最短，使熔胶能在最短的时间内同时填满型腔的各部位。浇口位置应选择对着型腔宽畅、厚壁部位，便于补缩，不致致形成气泡和收缩凹陷等缺陷。熔体由薄壁型腔进入厚壁型腔，会出现再喷现象，使熔体的速度和温度突然下降，而不利于填充。浇口位置应有利于模具排气。熔体进入型腔后，不能先将排气槽（如分型面）堵住，否则型腔内的气体无法排出，会影响熔体流动，使制品产生气泡、熔接痕或填充不足等缺陷。浇口不能影响制品外观和功能。前面说过，任何浇口都会在制品表面留下痕迹，为不影响产品外观，应将浇口设置于制品的隐蔽部位。但有时由于塑件的形状或排位的原因，浇口的位置必须外露，对此，一要将浇口做得漂亮些，二要是将情况预先告诉客户。模具生产的制品有一定的局限性，我们只能做到尽善，做不到尽美。点浇口形式采用带圆角的圆锥过渡式的点浇口，因为这种结构有利于熔料充满型腔。浇口位置的选择：尽量缩短流动距离，保证熔料能迅速地充满型腔。浇口开在塑件壁厚处，且应减少熔痕，有利于型腔气体的排出。所以，塑件的浇口选择在花盆的底部中央处，由于塑件所填充塑料多，这样可以提高充模速度。浇口尺寸计算：查22（5-64）得点浇口的直径计算公式式中 点浇口的直径 系数，依塑料种类而异 查表得依塑件壁厚而异的系数 查22图5-79得型腔表面积表4.5塑料种类与n值表塑料种类值表4.6 点浇口经验直径尺寸 厚度塑料种类综上查表得 与经验尺寸一致，所以点浇口取。由上可知，塑件采用点浇口成形，浇注系统平衡布置，如图4-5所示。主流道为圆锥形，上部直径与注塑机喷嘴相配合，下部直径为，锥角为6o。分流道采用梯形截面流道，斜角为10o，高为，宽为。点浇口直径为，长度为，头部球。图4.4 点浇口示意图4.5 脱模机构设计塑件在模腔中成形后，便可以从模具中取下，但在塑件取下以前，模具必须完成一个将塑件从模腔中推出的动作，模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构。模具开模时，制品必须留在有脱模系统的半模上；防止制品在推出时变形或损坏，正确分析制品对型芯的包紧力和对模腔的粘附力的大小及其所在部位，有针对性地选择合适的推出方式，使脱模力施于制品对模具包紧力最大，以及能够承受脱模力的部位；结构合理工作稳定可靠，脱模系统应推出可靠，复位准确，运动灵活，制造方便，更换容易，且具有足够的强度和刚度；位置合理，推出安全；推出行程合理，制品可自由落下。推出机构的组成：第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件；第二部分是用来固定推出零件的零件，有推杆固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出动作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件。推出机构应使塑件脱模时不发生变形或损伤塑件的外观；推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排；推出机构的结构力求简单，动作可靠，不发生误动作，和模时要正确复位。，推模力的计算要将塑件从模腔中推出必须克服推出所遇到的阻力，因此塑件脱模时必须有一个足够大的脱模力，脱模力可用下式计算： 式中 脱模力 型芯的脱模斜度 塑件包容型芯的面积 塑件对钢的摩擦系数 取0.2 塑件对型芯的单位面积上的包紧力 故 因为本塑件结构简单所以使用一般的推杆推出机构、推板推出机构等既可满足塑件脱模的要求。4.6 导向机构的设计导向机构由导柱及导套等组成。在模具各类机构中都可能设置导向机构，以保证各类机构在工作过程中定位、定向。导向机构主要有导销和导柱导套两种形式。因为导销主要用于移动式小型压模，不符合设计要求，所以本模具中采用导柱导套形式的导向机构。导柱结构的技术要求：形状 导柱前端应倒圆角、半球形或做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导套，导柱表面有多个环形油槽，用于储存润滑油，减小导柱和导套表面的摩擦力。材料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢（经表面渗碳淬火处理）或者T8、T10钢（经淬火处理），硬度为5055HRC。导柱固定部分的表面粗糙度0.8m，导向部分粗糙度Ra为0.4m。公差与配合 导柱与固定板的配合为H7/k6,导柱与导套的配合为H7/f7。易出现的问题 导柱弯曲变形；导柱导套磨损烧死。导套结构的技术要求：形状 为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔最好做成通孔，以利于排出孔内的空气。如果模板较厚，导孔必须做成盲孔时，可在盲孔的侧面打一个小孔排气或在导柱的侧壁磨排气槽。材料 可用于导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造导套，但其硬度应略低于导柱硬度，这样可以减轻磨损，以防止导柱或导套拉毛。固定形式及配合精度 直导套用H7/r6过盈配合镶入模板，为了增加导套镶入的牢固性，防止开模时导套被拉出来，可以用止动螺钉紧固。其他导套一般采用过渡配合H7/m6镶入模板，导套固定部分的粗糙度的Ra为0.8m，导向部分粗糙度Ra为0.4m。模具的导柱和导套的配合形式及设计尺寸如下图 4.5图 4.5导柱和导套的配合形式示意图4.7 选择模架4.7.1 模架结构注射模标准：我国目前标准化注射模零件的国家标准有12个；另外还制订了塑料注射模具的标准模架，分中小型模架（GB/T12556.190）和大型模架（GB/T12555.190）两种。中小型模架标准中规定，模架的周界尺寸范围为：560mmx900mm，并规定模架的形式为品种型号，即基本型，A1、A2、A3和A4四个品种。其四种模架的组成、功能及用途见下表4.7。表4.7注射模标准模架种类型号组成、功能及用途A1型定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机。A2型动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机，可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具，也可用于斜滑块侧向分型的模具A3型定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。A4型动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。根据以上四种模架的组成，功能及用途可以看出，A4型模型适用于本次模具的设计。中小型模架的周界尺寸参数、规格有：100L、125L、160L、180L、200L、250L、315L、355L、400L、450L和500L等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为：模具结构为双分型面注射模采用拉杆和限位螺钉，控制分型面的打开距离，其开距应大于70mm，方便取出制件，周界尺寸250mm250mm，上、下模板的厚度为30mm，垫板厚度为43mm。4.7.2 塑料注射模具技术要求塑料注射模具应优先按GB/T12555.190和GB4169.111选用标准模架和标准件。模具成形零件材料和热处理要求，优先按下表4.8内容选用：表4.8模具成形零件优先选用材料和热处理硬度零件名称模具材料热处理硬度牌号标准号HBSHRC45GB69921626040454CrGB3077216260404540CrNiMOAGB307721626040453Cr2MoGB1299预硬状态35454Cr 5MoSiV1GB129924628045553Cr13GB122024628045554.8 模具冷却、加热系统计算4.8.1 模具冷却冷却回路所需总表面积可按下式计算 式中 冷却回路总表面积， 单位时间内注入模具中树脂的质量，单位质量树脂在模具内释放的热量，冷却水的表面传热系数，模具成形表面的温度，;冷却水的平均温度， 。 冷却水的表面传热系数可用下式计算 式中 冷却水的的表面传热系数 ;冷却水在该温度下的密度 冷却水的流速 冷却水孔直径 与冷却水温度有关的物理系数 表4.9 水的值与其温度的关系表平均水温/5101520253035404556值6.166.607.067.507.958.408.849.289.6610.05冷却回路总长度可用下式计算式中 冷却回路总长度 冷却回路总表面积 冷却水孔直径 计算得 确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于，否则冷却水难以成为湍流状态，以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为时，水孔直径可取。本模具的冷却水孔直径取。冷却水体积流量的计算：塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算 式中 冷却水体积流量 单位时间注射入模具内的树脂质量 单位质量树脂在模具内释放的热量 冷却水比热容 冷却水的密度 冷却水出口处温度 冷却水入口处温度 图4.6 冷却回路排布图4.8.2 模具加热模具温度过高，成型收缩不均，脱模后制品变形大，还容易造成溢料和粘模。模具温度过低，则熔体流动性差，制品轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷。当模具温度不均时，成型制品在模具型腔内固化后的温度也不均匀，从而导致制品收缩不均匀，产生内应力，最终造成制品出模后变形，开裂，制品翘曲变形，因此制品的各部分冷却必须均衡。模具温度的波动对制品的收缩率，尺寸稳定性，变形，应力开裂，表面质量等都有很大的影响。当注射成形工艺要求模具温度在80以上时，模具必需有加热装置，由于硬聚氯乙烯注射成形工艺要求模具温度在2060，因此模具中不用设置加热装置即可满足注射成形需要。5 工艺参数的校核5.1 最大注射量校核 注射机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及流口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量80%。 所以，选用的注塑机最大注塑量应 式中 注塑机的最大注塑量：单位 注塑机的体积，单位 浇注系统体积，单位 故 确定的注塑机注塑量为： 满足要求。5.2 锁模力校核 式中 熔融型料在型腔内的压力（70100 Mpa）80塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和注塑机的额定锁模力故 =75 x 9987=749（KN） 所以选定的注塑机为： 满足要求5.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核即模具长宽拉杆间距模具的长宽为注塑机拉杆间距，满足要求。5.4 模具闭合高度校核 模具实际厚度H模=218 mm 注塑机最小闭合厚度H最小=即 H模H最小 满足要求5.5 开模行程校核我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度无关，故注塑机的开模行程应满足下式： 式中 H1型芯高度 H2包括凝料在内的塑件高度 S注射机最大开模行程a中间板与定模板之间的分开距离满足要求。6 模具的工作原理6.1 模具工作原理AA为第一分型面,BB为第二分型面,模具打开时,注射机开合模系统带动动模部分后移，模具先将 AA第一分型面打开,中间板7随动模后移，与拉料板9做定距分离,供操作工人取出浇注系统凝料.当动模部分移动一定距离后，固定在中间板7上的限位销6与定距拉板3后端接触，使中间板停止移动，动模继续后移，为第二分型面BB打开,塑件包紧在型芯12上，这时浇注系统凝料再浇口处自行拉断，然后在AA分型面之间自行脱落或人工取出。动模继续后移，当注射机的推杆接触推板25时，推出机构开始工作，推杆23将塑件从型芯12上推出，塑件在BB分型面自行落下。模具的组成：成形零部件，型芯12 、中间板7浇注系统 ，浇口套15、中间板7导向部分，导柱19、导套17、中间板7、拉料板9上的导向孔推出部分，推板25、推杆固定板24、推杆23 二次分型部分，定距拉板3、限位销6、销钉8、拉杆4、限位螺钉11结构零部件，动模座板1、支承板5、型芯固定板16、定模座板10图6.1 模具工作原理图7 模具总装图及模具的装配、试模7.1 模具总装图及模具的装配图7.1模具装配图模具总装图的技术要求内容 对有热处理、表面处理要求的零件要注明，例如：淬火4850HRC；氮化700HV；蚀纹面；抛光面等。技术要求应写明模架规格，开框尺寸，内模镶件的材料，定、动模的脱模斜度，备料尺寸以及其亿特别说明等。如果浇口套要偏离模具中心，方铁要加高，导柱要加粗，推板材料有特别要求，需要加先复位机构等，都要在技术要求中详细写明。对于模具某些系统的性能要求。 对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。 模具使用，装拆方法。 防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。 有关试模及检验方面的要求。 7.2 模具的安装试模7.2.1试模前的准备试模前要对模具及试模用的设备进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查模具各个滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要准确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。7.2.2 模具的安装及调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具安装到注射机上要注意以下几个问题： 模具的安装方位要满足设计图样的要求。 模具中有侧向滑动机构时，尽量使其运动方向为水平方向。 当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。 模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用4-8块压板，对称布置。模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用，要注意以下几个方面：合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力；活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠；开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具；冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。7.2.3 试模将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压，低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效的时，可以适当提高温度条件。试模注射出样件。试模过程中，应进行详细记录，将结果填入试模记录卡，并保留试模的样件。7.2.4 修模虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。发现以后，进行排除错误性的修模。 塑件出现不良现象的种类很多，原因也很复杂，有模具方面的原因，也有工艺条件方面的原因，二者往往交织在一起。在修模前，应当根据塑件出现的不良现象的实际情况，进行细致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后，提出补救方法。因为成型条件容易改变，所以一般的做法是先变更成型条件，当变更成型条件不能解决问题时，才考虑修理模具。 修理模具更应慎重，没有十分把握不可轻举妄动。其原因是一旦变更了模具条件，就不能再作大的改造和恢复原状。7.3 检验通过试模可以检验出模具结构是否合理，所提供的样件是否符合用户的要求，模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产的样件满足客户的要求，试模合格的模具，应清理干净，涂防锈油入库保存。致谢三年的大学生活转眼即逝，经过紧张而又忙碌的资料搜集整理设计，一个月多月的时间也匆匆过去，毕业设计的顺利完成也为我们的大学生活画上了圆满的句号。光阴似箭，转眼间就要告别大学这段令人难忘的美好时光，心中有依恋、有遗憾，但更多的是庆幸和感激，因为三年来无论是在学习或工作中都遇到许多的困难和挫折，因此也迷茫过、失落过，但得到那么多师长和学友及时的无私教导和帮助，让我也逐渐地成熟起来。对那些在过去的日子里曾给予过我鼓励、帮助的人们我满怀感激，时刻没有忘记。所经历的一切将让我倍加珍惜未来的生活。 “路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”，毕业设计让我明白了“书到用时方恨少”的痛苦，知识是无穷无尽的，人的一生是一个坚持学习的过程，在以后的工作中，就需要我更加努力地学习。此次毕业设计的顺利完成,我要衷心感谢我的指导老师任艳霞老师，任老师从分组那天开始就非常关注我们的设计,多次对我的设计进行指导，在她兼职带课很忙的情况下,还抽空在办公室解决问题。在此，感谢她在百忙之中给予我的悉心指导。感谢她为我们指点迷律、出谋划策。同时，也感谢我班同学在这次设计中给予我的帮助！谢谢！向本文所参考的文献的作者们表示我最真诚的谢意。向在百忙之中评阅本方案并提出宝贵意见的各位评委老师表示最诚挚的谢意，同时向所有关心、帮助和支持我的老师和同学表示衷心的感谢，祝您们工作顺利，万事如意！由于本人的学识水平、时间和精力有限，文中肯定有许多不尽人意和不完善之处，我将在以后的工作、学习中不断以思考和完善。 参考文献1 编写组编著.塑料模设计手册.北京.机械工业出版社,1994.2 张维合编著.注塑模具设计实用教程.北京.化学工业出版社,2007.3 塑模技