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機電工程與自動化學院 畢 業(yè) 設 計 題目 塑料花瓶的注射模設計 系別 專業(yè) 班級 姓名 學號 指導教師 日期 4 設計任務書 設計題目： 塑料花瓶的注射模設計 設計要求： 1. 相關(guān)流程，以此來確定工藝 1. 設計相應的結(jié)構(gòu)合適的模具 1. 在模具的設計中應具有一些創(chuàng)新 2. 涵蓋了模具設計它的工作原理 3. 為了豐富文本的內(nèi)容要簡明扼要，詳細告知，實用價值高 1. 模具設計，有效地反映相應的實用功能 設計工期要求： 第一周：模具相關(guān)信息的采集 第二周：敲定題目 第三周：計算一般類型的模具的零部件的計算 第四周：模具作為一個整體和其相關(guān)聯(lián)的部件的設計和圖紙結(jié)構(gòu)尺寸 第五周：電子錄入和修改草案 第六周：檢查修改論文，以便最后定稿 第七周：論文提交和評估，等待答辯 指導教師（簽名）：  摘　　要 注塑是塑料在注塑機加熱料筒中塑化后，由柱塞或往復螺桿注射到閉合模具的模腔中形成制品的塑料加工方法。此法能加工外形復雜、尺寸精確或帶嵌件的制品，生產(chǎn)效率高。大多數(shù)熱塑性塑料和某些熱固性塑料（如酚醛塑料）均可用此法進行加工。用于注塑的物料須有良好流動性，才能充滿模腔以得到制品。20世紀70年代以來，出現(xiàn)了一種帶有化學反應的注射成型，稱為反應注射成型，發(fā)展很快。 此次畢業(yè)設計為塑料花瓶的設計。塑料瓶重量輕，多色彩，強度高，易于制造，成本低，所以一些功能，辦公室和家庭園藝的必備產(chǎn)品，而且在過去的陶壺理想替代品，也是未來的發(fā)展方向。 根據(jù)產(chǎn)品和工藝的數(shù)量，以確定在生產(chǎn)塑料零件的用于塑料注射模制方法的屬性。該產(chǎn)品是專為大批量生產(chǎn)，所以模具的設計需要具有高的噴射效率，澆注系統(tǒng)，以便能夠做到自動脫模，除了確保塑料零件的使用點澆口的表面質(zhì)量，所以它使用兩分型面的注射成型。點澆口自動脫模結(jié)構(gòu)。模腔是用在一個模塊和兩個腔的均衡結(jié)構(gòu)中，因為它使用形成的澆注系統(tǒng)點澆口，它在引入兩個推動器機構(gòu)的形式被發(fā)射到完全引進塑料件工作。因為工藝性能的塑料部件需要具有一個冷卻系統(tǒng)在注塑成型，模具設計，因而它也進行了設計。 關(guān)鍵詞: 雙分型面注射模具；塑料花瓶；硬聚氯乙烯PVC Abstract Injection 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 錄 設計任務書 1 摘　　要 2 目 錄 1 1 塑料花瓶塑件設計步驟及工藝分析 1 1.1 注塑模具設計步驟 1 ①塑料件分析 1 ②選擇注塑機 1 ③有關(guān)模具設計的計算 1 ④模具結(jié)構(gòu)設計 1 ⑤模架的選擇要根據(jù)模具總的尺寸 1 ⑥注塑機參數(shù)的校核 1 ⑦畫模具裝配圖和需要的加工的全部零件圖 1 ⑧全面檢查開始制造 2 1.2塑料花瓶塑件成形工藝分析 2 1.3 塑件成形工藝參數(shù)確定 4 1.4 注射機的選用 5 根據(jù)計算可知澆注系統(tǒng)一次注塑大約會用到塑料60，而塑件體積67，所以一次注塑所用塑料約為130，查《模具設計手冊》得塑料成型的工藝參數(shù)，所以吧注射機選用G54-200 5 1.5 乙烯設計時應考慮的問題 5 2 模具基本結(jié)構(gòu)設計及模架選擇 6 2.1確定成形方法 6 2.2型腔布置 6 2.2.1 注意的問題或原則 6 2.2.2 多型腔注射模在排列時要遵循以下的原則 6 3 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設計計算 8 3.1 計算型腔尺寸 9 3.1.1 型腔徑向尺寸計算 9 3.1.2 計算型腔深度尺寸 10 3.2 計算型芯的尺寸 10 3.2.1計算型芯徑向尺寸 10 3.2.2計算型芯高度尺寸 10 4 模具基本設計及模架選擇 12 4.1 設計分型面 12 4.4.1 設計分型面 12 4.4.2 排氣槽設計 13 4.2 設計澆注系統(tǒng) 13 4.3 分流道設計 15 4.4 澆口設計 18 4.5 脫模機構(gòu)設計 20 4.6 導向機構(gòu)的設計 21 4.7 選擇模架 22 4.7.1 模架結(jié)構(gòu) 22 4.7.2 塑料注射模具技術(shù)要求 23 4.8 模具冷卻、加熱系統(tǒng)計算 24 4.8.1 模具冷卻 24 4.8.2 模具加熱 27 5 工藝參數(shù)的校核 28 5.1 最大注射量校核 28 5.2 鎖模力校核 28 5.3 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 28 5.4 模具閉合高度校核 28 5.5 開模行程校核 29 6 模具的工作原理 30 6.1 模具工作原理 30 7 模具總裝圖及模具的裝配、試模 32 7.1 模具總裝圖及模具的裝配 32 圖7.1模具裝配圖 32 7.2 模具的安裝試模 33 7.2.1試模前的準備 33 7.2.2 模具的安裝及調(diào)試 33 7.2.3 試模 34 7.2.4 修模 34 7.3 檢驗 34 致　　謝 35 參考文獻 36 36 1 塑料花瓶塑件設計步驟及工藝分析 1.1 注塑模具設計步驟 ①塑料件分析 透明塑料件設計的要求 透明塑料件生產(chǎn)量 體積計算的塑料件和它的質(zhì)量 ②選擇注塑機 選擇更適用的注射機因此要計算塑件的體積跟質(zhì)量，也會提高設備的利用率，進而確定模腔數(shù)目 ③有關(guān)模具設計的計算 設計中的凹，凸模所涉及到的零件及其工作尺寸的相關(guān)計算 來確定型腔壁厚，底版厚度 模具的加熱跟冷卻系統(tǒng) ④模具結(jié)構(gòu)設計 選擇塑件的分型面跟成型位置； 制定模腔的數(shù)目，型腔中澆口的設置、排列、布局相應流道 結(jié)構(gòu)設計模具的工作零件 設計頂出機構(gòu) 設計排氣方式 ⑤模架的選擇要根據(jù)模具總的尺寸 模架已逐漸開始標準化，根據(jù)生產(chǎn)商，來選夠模架 ⑥注塑機參數(shù)的校核 最大注射量檢查 注射壓力的檢查 鎖模力的檢查 檢查模具跟注射機配合部分的尺寸，包括閉合高度，開模最大最小行程，模座安裝尺寸等尺寸檢查 ⑦畫模具裝配圖和需要的加工的全部零件圖 畫模具裝配圖要符合機械制圖國家標準（GB），其畫法與不同機械制圖原則上并沒啥區(qū)別，只是為了更加清楚地表達模具中成型制品的澆口位置的設置、形狀、在模具結(jié)構(gòu)圖的俯視圖上，是可以將定模座拿掉，可以只畫動模座一部分的俯視圖的。 模具裝配圖應包括所有尺寸，如外形尺寸、裝配尺寸、閉合尺寸、特征尺寸、極致尺寸、及技術(shù)條件等等。 加工主要工作零件通常周期較長，需要更加精確的精度，精心的繪制，其他零部件最大的限度的利用標準件。 ⑧全面檢查開始制造 1.2塑料花瓶塑件成形工藝分析 如圖1.1為塑料花瓶的二維工程圖, 單位 圖1.1 塑件圖 產(chǎn)品名稱：塑料花瓶 產(chǎn)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劑。它的機械強度較高，通常溫度-15℃至55℃，而且有較好的抗拉、彎、壓和抗沖擊的性能；耐磨強度好、耐化學腐蝕，對酸堿的抵抗能力極強，價格便宜，好的化學性能，比較的困難的成型，不高的耐熱性。 塑件材料成形性能： 聚氯乙烯流動性差，在過熱的易分解，穩(wěn)定劑和潤滑劑所必需加入的嚴格控制的溶解的材料的停留時間和成型溫度是必要的。較小范圍的成型溫度，并嚴格控制材料溫度，模具還應當有一個冷卻裝置，它是必要的;預塑化裝置與螺桿注塑機被選中。壓鑄系統(tǒng)要大柵橫截面，粗而短，死材料可具有滯后性。冷卻模具，做到在其表面鍍鉻。 產(chǎn)品數(shù)量：大量的生產(chǎn) 塑件尺寸： （長*短*高*厚） 塑件顏色：白色、淡棕色、墨綠色、蛋黃色、玫紅色等各種顏色，這個可以很據(jù)需要進行選擇的。 查文獻[3]可得： 塑件材料物理性能： 密度： 收縮率： 熔點： 熱變形溫度： 材料力學性能： 拉伸強度： 拉伸彈性模量： 彎曲強度： 彎曲彈性模量： 壓縮強度： 缺口沖擊強度： 硬度：洛氏 塑件質(zhì)量： 此塑件為硬聚氯乙烯,由以上得知其密度為,收縮率為，計算其平均密度為,平均收縮率為?？筛鶕?jù)塑件形狀來計算會得到花瓶的體積。 通過計算得： 塑件的體積 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，美觀上有一定的要求。不可以有較大澆口痕跡，在瓶沿部分最好無飛邊或者容易清理。 1.3 塑件成形工藝參數(shù)確定 硬聚氯乙烯成形的工藝參數(shù) 查文獻[2]表1-3得： 模具溫度： 噴嘴溫度： 料筒溫度：前段溫度： 中段溫度： 后段溫度： 注射壓力： 保壓壓力： 塑化形式：螺桿式 噴嘴形式：通用式 注射時間： 保壓時間： 冷卻時間： 成形周期： 1.4 注射機的選用 根據(jù)計算可知澆注系統(tǒng)一次注塑大約會用到塑料60，而塑件體積67，所以一次注塑所用塑料約為130，查《模具設計手冊》得塑料成型的工藝參數(shù)，所以吧注射機選用G54-200 注射機參數(shù)如下： 注塑機最大注塑量 ： 噴嘴球面半徑： 注塑機拉桿的間距： 鎖模力： 注塑壓力： 最小模厚： 模板最大距離： 模板行程： 噴嘴前端孔徑： 1.5 乙烯設計時應考慮的問題 ①流道和澆口。因為PVC流動性很差，設計流動阻力相對小的澆注系統(tǒng)是必須的，系統(tǒng)內(nèi)流道有死角要避免。注塑模的澆口跟流道要最大化的短，厚，粗。 ②溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)易控制，靈敏度高 ③對模腔具有腐蝕作用的揮發(fā)性氣體在PVC分解時會產(chǎn)生，模腔表面需鉻或采用耐腐蝕的 ④穩(wěn)定劑要 適當使用、潤滑劑等添加劑。讓樹脂工藝性能和制品使用性能有所提高，成形預熱。 ⑤排氣結(jié)構(gòu)應合理。 ⑥干燥的原料、料筒溫度，模具溫度。  2 模具基本結(jié)構(gòu)設計及模架選擇 2.1確定成形方法 采用注射成形的方法生產(chǎn)塑料件。塑件大批量生產(chǎn)，設計時會有相對高的注塑效率，必要的自動脫模的澆注系統(tǒng)。同樣會采用點澆口來保證塑料件表面質(zhì)量，確保美觀，所以會用到雙分型面注射模跟點澆口的自動脫模結(jié)構(gòu)是比較不錯的。 2.2型腔布置 2.2.1 注意的問題或原則 產(chǎn)品的產(chǎn)量，塑料件的大小，塑料件的精度，用料以及顏色來確定模具型腔的數(shù)量。塑料件的成型工藝，成型設備以及模具的制作等都在設計時需要考慮的。 2.2.2 多型腔注射模在排列時要遵循以下的原則 致力于平衡，對稱。分流道要短，澆注系統(tǒng)凝料比例、成型周期和熱損失以此來降低。精度高的制品，盡可能少的腔數(shù)。緊湊的結(jié)構(gòu)，節(jié)省鋼材。模具注射的工藝性要保證模具的壓力和溫度平衡在排位時必要考慮的。 由設計要求知道，塑料件形狀簡單，質(zhì)量小，表面精度滿足一般要求即可，并且模具選用一模兩腔結(jié)構(gòu)且平衡布置，雙分型面注射模，點澆口的澆口形式來進料，這樣模具制造加工容易，尺寸小巧，有利于充滿整個型腔內(nèi)，塑料件的質(zhì)量也會高些，效率也會高在生產(chǎn)上，而且塑料件成本降低低。型腔的排列要根據(jù)模具的尺寸及形狀排列，其排列方法如圖2.1所示。 圖2.1 型腔布置示意圖  3 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設計計算 因為要降低模具在加工時的難度和制造的成本，所以在達到塑料件使用的前提下，用了較為低級的尺寸精度。 塑料品種關(guān)系到塑料件的精度，因此根據(jù)塑料收縮率的不同變化，塑料的公差精度會有高精度、一般精度、低精度此三種。 表3.1 精度等級與公差數(shù)值 基本尺寸/mm 精度等級 1 2 3 4 5 6 7 8 公差數(shù)值/mm --3 0.04 0.06 0.08 0.12 0.16 0.24 0.32 0.46 3—6 0.05 0.07 0.08 0.14 0.18 0.28 0.36 0.56 6--10 0.06 0.08 0.10 0.16 0.20 0.32 0.40 0.64 10--14 0.07 0.09 0.12 0.18 0.22 0.36 0.44 0.72 14--18 0.08 0.10 0.12 0.20 0.24 0.40 0.48 0.80 18--24 0.09 0.11 0.14 0.22 0.28 0.44 0.56 0.56 24--30 0.10 0.12 0.16 0.24 0.32 0.48 0.64 0.96 30--40 0.11 0.13 0.18 0.26 0.36 0.52 0.72 1.00 40--50 0.12 0.14 0.20 0.28 0.40 0.56 0.80 1.2 50-65 0.13 0.16 0.22 0.32 0.46 0.64 0.92 1.4 65-80 0.14 0.19 0.26 0.38 0.52 0.76 1.04 1.60 80-100 0.16 0.22 0.30 0.44 0.60 0.88 1.20 1.80 100-120 0.18 0.25 0.34 0.50 0.68 1.00 1.36 2.00 120-140 -- 0.28 0.38 0.56 0.76 1.12 1.52 2.20 表3.2 硬聚氯乙烯建議采用精度等級表 塑料品種 建議采用精度等級 高精度 一般精度 低精度 硬聚氯乙烯 4 5 6 在塑料件的工作環(huán)境下了解到工件的精度要求是不很高的，所以選用了一般精度。 3.1 計算型腔尺寸 取硬聚氯乙烯的平均收縮率在計算中。公差按照表3-1和表3-2中所查的公差進行計算。模具制造公差，選取塑件尺寸公差的1/5。 3.1.1 型腔徑向尺寸計算 塑料件 塑料件尺寸公差選取0.60 式中 ——塑件形狀尺寸 ——塑件的平均收縮率 ——塑件的尺寸公差 —— 模具制造公差 對于圓弧 塑件尺寸公差取0.22 3.1.2 計算型腔深度尺寸 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 計算型芯的尺寸 3.2.1計算型芯徑向尺寸 塑件尺寸公差取0.46 式中 ——大塑件內(nèi)形徑向的最小尺寸 3.2.2計算型芯高度尺寸 對于塑件尺寸的模具設計，塑件尺寸公差取0.46 式中 ——塑料件內(nèi)腔的深度最小尺寸 塑料件尺寸的模具設計，塑料件尺寸公差取0.16  4 模具基本設計及模架選擇 4.1 設計分型面 4.4.1 設計分型面 熱固性塑料注射模的分型面溢料情況是個較為明顯的問題。必須減少接觸面積并加大接觸壓力，用此來改善塑料溢邊的問題。 選分型面時要考慮的方向 ①須要保證塑料件制品尺寸的精度 ②花瓶要美觀，因此保證其外觀是必要。所以澆注系統(tǒng)要安排的合理 ③制造要簡單，所以盡量的簡化模具結(jié)構(gòu) ④有裝飾的地方或有圓弧的轉(zhuǎn)角處不應是分型面的位置 ，不平滑流暢的邊邊也不要 ⑤注射機技術(shù)規(guī)格的有關(guān)要求當然要滿足 ⑥同心度 的問題要將要求嚴格的放于分型面的同一側(cè) ⑦在軸芯機構(gòu)中必涉及到軸芯距離，多加思考設計 ⑧遇到排氣面在分型面的時候，分型面的位置要在料流的尾端 ⑨設計通常是將塑料件留在動模上，這樣也是為了容易脫模 ⑩塑料花瓶的外觀要求比較高，因此分型面跟推桿在設計時要十分的留意 圖4.1 分型面選擇示意圖 此塑料件的分型面有多樣選擇,如圖4.1a中分型面是在分型軸線上,這會使得塑料件外表面留下分型面的痕跡,塑料件的外表面質(zhì)量就會受到影響。圖4.1b中分型面選擇在花瓶的上端面。所以在凹模型腔內(nèi)形成了整體上的塑料件的外表面，這樣也可以是得塑料件整體上的光滑流暢。故塑件選擇如圖4.1b中所示的分型面。型腔外部周圍的平面凹下。分型面上不能有孔穴或凹坑，表面硬度在以上。 4.4.2 排氣槽設計 注射模是型腔模，會有大量的空氣在型腔當中，熔料極快的進入型腔時，需要將這些個空氣趕快地排出。并且，當這個熔料在型腔內(nèi)成型固化并開模時，料品和型腔之間就會形成一種真空的環(huán)境，這是空氣要抓緊的進入。注射模中的排氣系統(tǒng)包括將氣體排出和引進的結(jié)構(gòu)。詳細地說，注塑模的排氣系統(tǒng)包括以下兩個層面： ①注塑模在工作時，排氣系統(tǒng)會把模具型腔、澆注系統(tǒng)內(nèi)部的空氣還有塑料本身因加熱或固化產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體及時的排出之外。改過了哈哈！ ②設計的引氣系統(tǒng)是想避免制品黏住定?；蛘咴陧敵鰰r不至于讓制件變形。 在注塑模的設計過程，就應有足夠多的重視在排氣系統(tǒng)的設計上。 當塑料熔融狀態(tài)下充滿型腔時，熱固性塑料在固化過程中會放出大量的氣體,比較容易堵塞縫隙，如果不及時地排出氣體，塑件就會產(chǎn)生一種不滿足的狀態(tài)，進而產(chǎn)生氣泡，接縫處的表面輪廓看不清其他的缺陷，很有可能氣體在受壓下產(chǎn)生高溫，使塑件變焦了；因而開設專用排氣槽排出氣體是必要的。排氣槽多數(shù)情況下用的是配合間隙排氣的方式，又因為硬聚氯乙烯流動性能比較差，所以在分型面上一定要設置排氣槽，深度為，寬.這樣就方便清理飛邊并排出氣體。 4.2 設計澆注系統(tǒng) 模具澆注系統(tǒng)的作用：在高壓下高速度進入模具型腔的高溫熔體，以達到型腔充滿。模架的規(guī)格型號有模具的澆口形式、模具的數(shù)量、模具的進料方式來決定的。直接影響成型品的內(nèi)部質(zhì)量、外觀、尺寸精度和成型周期的是澆注系統(tǒng)的設計是否達到要求，所以其具有很高的重要性。 澆注系統(tǒng)：塑料熔體由注射機的噴嘴射出后，進入模具的型腔以前所經(jīng)過的一段路程的總稱。所以模具澆注系統(tǒng)要達到粗短，采用的流道設計為主流道、分流道、澆口和冷料穴的設計。查[2]得雙分型面注射模使用的澆注系統(tǒng)是點澆口澆注系統(tǒng)。 主流道設計： 主流道：緊接注塑機噴嘴到分流道為止的那一段錐形流道。熔體會從噴嘴中以特定的動力能噴出.因為熔體在料筒已經(jīng)被壓縮,會流入模的空腔內(nèi),其體積必然要增大,流速也略為有所減小。 主流道設計應注意的問題： ①便于流道凝料從主流道襯套中脫出，主流道會設計成圓錐形。錐角粗糙度與噴嘴對接處設計成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半徑。 ②主流道要足夠受得住高溫和摩擦，可拆卸的襯套在設計時是必要的，以便選用更好的材料單獨加工跟熱處理。 ③襯套大端高出定模端面，并與注射機定模板的定位孔成間隙配合，起定位隙作用。 查[22]（5-59）得主流道直徑計算的經(jīng)驗公式： 式中 ——主澆道大頭直徑 　——流經(jīng)主澆道的熔體體積 　 ——因熔體材料而異的常數(shù) 如表 表4.1 塑料種類與K值表 塑料種類 值 故 主流道斷面尺寸：主流道設在定模板上，并且位于模具的中心，與注射機噴噴嘴在同一軸線上，如下圖： 圖4.2主流道襯套示意圖 表4.2 主流道襯套中尺寸關(guān)系表 16 20 25 30 d 注射機噴嘴直徑+（0.5～1） D 與注射機定位孔間隙配合 SR 注射機噴嘴球面半徑+（1～2） 主流流道的大頭直徑確定為6mm ，考慮硬聚氯乙烯流動性較差，所以主流道如下選擇，錐度、、、、 4.3 分流道設計 塑料熔體從主流道進入多腔模各個型腔的通道就是分流道，對熔體流動起分流轉(zhuǎn)向的作用，要求熔體壓力和熱量在分流道中損失小。必須考慮的因素 ： ①塑料的流動性及制品的形狀 對于流動性差的塑料，如PC，HPVC，PPO和PSF等，分流道應盡量地短，盡可能的采用圓弧過渡在分流到拐角處，橫截面積宜取較大值，橫截面形狀應采用圓形（側(cè)澆口分流道）或“U”形（點澆口分流道）。分流道的走向和截面形狀取決于澆口的位置和數(shù)量，而澆口的位置和數(shù)量又取決于制品形狀。 ②分流道的大小、長短和走向取決于型腔的數(shù)量。 ③澆口的位置和形式取決于壁厚及外觀質(zhì)量，最終決定分流道的走向和大小。 ④注射機的壓力及注射速度 ⑤主流道及分流道的拉料和脫落方式 如果要采用自動化注塑，一定要保證在開模后留在后模的分流道，且容易推落。 分流道的截面形狀及分布選擇：截面形狀有圓的、梯狀形、U形、半圓的、矩形。分流道的長度要最大化的短，減少彎曲來減少壓力損失和熱量損失，分流道的表面粗糙度為 。 表4.3 截面形狀的對比表 截面形狀 特征 熱量損失 加工性能 流動阻力 效果 圓形 小 較難 小 最佳 梯形 較小 易 較小 良 U形 較小 易 小 佳 矩形 大 易 大 不良 通過表4-3截面形狀的對比，圓形截面形狀效果最佳，考慮到經(jīng)濟和加工難易，采用梯形。分流道截面形狀采用梯形且平衡分布，因為梯形分流道熱量損失較小，易加工，效率較高且可保證各型腔均衡進料，從而保證塑件質(zhì)量。 分流道尺寸經(jīng)驗計算 分流道的斷面尺寸要視塑件的大小，品種注射速度及分流道的長度而定。一般分流道直徑在以下時，對流動性影響較大，當直徑大于時，對流動性影響較小。 查[22] （6.2）得分流道計算經(jīng)驗公式 式中 b——梯形大底邊寬度， ——塑件的質(zhì)量， L——分流的長度, h——梯形的高度， 故 表4.4 各種塑料的分流道推薦值 塑料種類 梯形分流的側(cè)面斜角常取5o—10o，取此斜角為10o ，底部以圓角相連。 如圖4.3分流道截面示意圖 4.4 澆口設計 澆口不僅對塑件熔體的流動性和充模特征有關(guān)，而且與塑件的成形質(zhì)量有著密切的關(guān)系。 ①澆口位置盡量選擇在分型面上，以便于清除及模具加工，因此能用側(cè)澆口時不用點澆口。 ②澆口位置距型腔各部位距離盡量相等，并使流程最短，使熔膠能在最短的時間內(nèi)同時填滿型腔的各部位。 ③澆口位置應選擇對著型腔寬暢、厚壁部位，便于補縮，不致致形成氣泡和收縮凹陷等缺陷。熔體由薄壁型腔進入厚壁型腔，會出現(xiàn)再噴現(xiàn)象，使熔體的速度和溫度突然下降，而不利于填充。 ④澆口位置應有利于模具排氣。熔體進入型腔后，不能先將排氣槽（如分型面）堵住，否則型腔內(nèi)的氣體無法排出，會影響熔體流動，使制品產(chǎn)生氣泡、熔接痕或填充不足等缺陷。 ⑤澆口不能影響制品外觀和功能。前面說過，任何澆口都會在制品表面留下痕跡，為不影響產(chǎn)品外觀，應將澆口設置于制品的隱蔽部位。但有時由于塑件的形狀或排位的原因，澆口的位置必須外露，對此，一要將澆口做得漂亮些，二要是將情況預先告訴客戶。模具生產(chǎn)的制品有一定的局限性，我們只能做到盡善，做不到盡美。 點澆口形式采用帶圓角的圓錐過渡式的點澆口，因為這種結(jié)構(gòu)有利于熔料充滿型腔。澆口位置的選擇： 盡量縮短流動距離，保證熔料能迅速地充滿型腔。澆口開在塑件壁厚處，且應減少熔痕，有利于型腔氣體的排出。所以，塑件的澆口選擇在花盆的底部中央處，由于塑件所填充塑料多，這樣可以提高充模速度。 澆口尺寸計算：查[22]（5-64）得點澆口的直徑計算公式 式中 ——點澆口的直徑 ——系數(shù)，依塑料種類而異 查表得 ——依塑件壁厚而異的系數(shù) 查[22]圖5-79得 ——型腔表面積 表4.5塑料種類與n值表 塑料種類 值 表4.6 點澆口經(jīng)驗直徑尺寸 厚度 塑料種類 綜上查表得 與經(jīng)驗尺寸一致，所以點澆口取。 由上可知，塑件采用點澆口成形，澆注系統(tǒng)平衡布置，如圖4-5所示。主流道為圓錐形，上部直徑與注塑機噴嘴相配合，下部直徑為，錐角為6o。分流道采用梯形截面流道，斜角為10o，高為，寬為。點澆口直徑為，長度為，頭部球。 圖4.4 點澆口示意圖 4.5 脫模機構(gòu)設計 塑件在模腔中成形后，便可以從模具中取下，但在塑件取下以前，模具必須完成一個將塑件從模腔中推出的動作，模具上完成這一動作機構(gòu)稱為脫模推出機構(gòu)。 模具開模時，制品必須留在有脫模系統(tǒng)的半模上；防止制品在推出時變形或損壞，正確分析制品對型芯的包緊力和對模腔的粘附力的大小及其所在部位，有針對性地選擇合適的推出方式，使脫模力施于制品對模具包緊力最大，以及能夠承受脫模力的部位；結(jié)構(gòu)合理工作穩(wěn)定可靠，脫模系統(tǒng)應推出可靠，復位準確，運動靈活，制造方便，更換容易，且具有足夠的強度和剛度；位置合理，推出安全；推出行程合理，制品可自由落下。 推出機構(gòu)的組成：第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件；第二部分是用來固定推出零件的零件，有推桿固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出動作的導向及和模時推遲推出零件復位的零件。推出機構(gòu)應使塑件脫模時不發(fā)生變形或損傷塑件的外觀；推力的分布依脫模阻力的大小合理合理安排；推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)力求簡單，動作可靠，不發(fā)生誤動作，和模時要正確復位。，推模力的計算要將塑件從模腔中推出必須克服推出所遇到的阻力，因此塑件脫模時必須有一個足夠大的脫模力，脫模力可用下式計算： 式中 ——脫模力 ——型芯的脫模斜度 ——塑件包容型芯的面積 ——塑件對鋼的摩擦系數(shù) 取0.2 ——塑件對型芯的單位面積上的包緊力 故 因為本塑件結(jié)構(gòu)簡單所以使用一般的推桿推出機構(gòu)、推板推出機構(gòu)等既可滿足塑件脫模的要求。 4.6 導向機構(gòu)的設計 導向機構(gòu)由導柱及導套等組成。在模具各類機構(gòu)中都可能設置導向機構(gòu)，以保證各類機構(gòu)在工作過程中定位、定向。導向機構(gòu)主要有導銷和導柱導套兩種形式。因為導銷主要用于移動式小型壓模，不符合設計要求，所以本模具中采用導柱導套形式的導向機構(gòu)。 導柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求： 形狀 導柱前端應倒圓角、半球形或做成錐臺形，以使導柱能順利地進入導套，導柱表面有多個環(huán)形油槽，用于儲存潤滑油，減小導柱和導套表面的摩擦力。 材料 導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理）或者T8、T10鋼（經(jīng)淬火處理），硬度為50～55HRC。導柱固定部分的表面粗糙度0.8μm，導向部分粗糙度Ra為0.4μm。 公差與配合 導柱與固定板的配合為H7/k6,導柱與導套的配合為H7/f7。 易出現(xiàn)的問題 導柱彎曲變形；導柱導套磨損燒死。 導套結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求： 形狀 為使導柱順利進入導套，導套的前端應倒圓角。導向孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。如果模板較厚，導孔必須做成盲孔時，可在盲孔的側(cè)面打一個小孔排氣或在導柱的側(cè)壁磨排氣槽。 材料 可用于導柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造導套，但其硬度應略低于導柱硬度，這樣可以減輕磨損，以防止導柱或?qū)桌? 固定形式及配合精度 直導套用H7/r6過盈配合鑲?cè)肽０?，為了增加導套鑲?cè)氲睦喂绦?，防止開模時導套被拉出來，可以用止動螺釘緊固。其他導套一般采用過渡配合H7/m6鑲?cè)肽０?，導套固定部分的粗糙度的Ra為0.8μm，導向部分粗糙度Ra為0.4μm。 模具的導柱和導套的配合形式及設計尺寸如下圖 4.5 圖 4.5導柱和導套的配合形式示意圖 4.7 選擇模架 4.7.1 模架結(jié)構(gòu) 注射模標準：我國目前標準化注射模零件的國家標準有12個；另外還制訂了塑料注射模具的標準模架，分《中小型模架》（GB/T12556.1—90）和《大型模架》（GB/T12555.1—90）兩種?！吨行⌒湍＜堋窐藴手幸?guī)定，模架的周界尺寸范圍為：≤560mmx900mm，并規(guī)定模架的形式為品種型號，即基本型，A1、A2、A3和A4四個品種。其四種模架的組成、功能及用途見下表4.7。 表4.7注射模標準模架種類 型號 組成、功能及用途 A1型 定模采用兩塊模板，動模采用一塊模板，與推桿推件機構(gòu) 組成模架，適用于立式和臥式注射機。 A2型 動、定模均采用兩塊模板，與推件機構(gòu)組成模架，適用于立式和臥式注射機，可用于帶有斜導柱側(cè)向抽芯的模具， 也可用于斜滑塊側(cè)向分型的模具 A3型 定模采用兩塊模板，動模采用一塊模板，它們中間設置了一塊推件板，用于推件板件的模具，適用于立式和臥式注 射機。 A4型 動、定模均采用兩塊模板，它們中間設置了一塊推件板， 用于推件板件的模具，適用于立式和臥式注射機。 根據(jù)以上四種模架的組成，功能及用途可以看出，A4型模型適用于本次模具的設計。 中小型模架的周界尺寸參數(shù)、規(guī)格有：100L、125L、160L、180L、200L、250L、315L、355L、400L、450L和500L等模架規(guī)格。根據(jù)模具型腔布置可以選用的模架規(guī)格為：模具結(jié)構(gòu)為雙分型面注射模采用拉桿和限位螺釘，控制分型面的打開距離，其開距應大于70mm，方便取出制件，周界尺寸250mm250mm，上、下模板的厚度為30mm，墊板厚度為43mm。 4.7.2 塑料注射模具技術(shù)要求 塑料注射模具應優(yōu)先按GB/T12555.1—90和GB4169.1—11選用標準模架和標準件。模具成形零件材料和熱處理要求，優(yōu)先按下表4.8內(nèi)容選用： 表4.8模具成形零件優(yōu)先選用材料和熱處理硬度 零件名稱 模具材料 熱處理硬度 牌號 標準號 HBS HRC 45 GB699 216—260 40—45 4Cr GB3077 216—260 40—45 40CrNiMOA GB3077 216—260 40—45 3Cr2Mo GB1299 預硬狀態(tài) 35—45 4Cr 5MoSiV1 GB1299 246—280 45—55 3Cr13 GB1220 246—280 45—55 4.8 模具冷卻、加熱系統(tǒng)計算 4.8.1 模具冷卻 冷卻回路所需總表面積可按下式計算 式中 ——冷卻回路總表面積， ——單位時間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量， ——單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量，， ——冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， ——模具成形表面的溫度，℃; ——冷卻水的平均溫度，℃ 。 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可用下式計算 式中 ——冷卻水的的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) ; ——冷卻水在該溫度下的密度 ——冷卻水的流速 ——冷卻水孔直徑 ——與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù) 表4.9 水的值與其溫度的關(guān)系表 平均水溫/℃ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 56 值 6.16 6.60 7.06 7.50 7.95 8.40 8.84 9.28 9.66 10.05 冷卻回路總長度可用下式計算 式中 ——冷卻回路總長度 ——冷卻回路總表面積 ——冷卻水孔直徑 計算得 確定冷卻水孔的直徑時應注意，無論多大的模具，水孔的直徑不能大于，否則冷卻水難以成為湍流狀態(tài)，以致降低熱交換效率。一般水孔的直徑可根據(jù)塑件的平均壁厚來確定。平均壁厚為時，水孔直徑可取。本模具的冷卻水孔直徑取。冷卻水體積流量的計算： 塑料樹脂傳給模具的熱量與自然對流散發(fā)到空氣中的模具熱量、輻射散發(fā)到空氣中的模具熱量及模具傳給注射機熱量的差值，即為用冷卻水擴散的模具熱量。假如塑料樹脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導的話，即忽略其他傳熱因素，那么模具所需的冷卻水體積流量則可用下式計算 　 　式中 ——冷卻水體積流量 　　 ——單位時間注射入模具內(nèi)的樹脂質(zhì)量 　　 ——單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量 　　 ——冷卻水比熱容 ——冷卻水的密度 　　 ——冷卻水出口處溫度 ℃ 　　 ——冷卻水入口處溫度 ℃ 圖4.6 冷卻回路排布圖 4.8.2 模具加熱 模具溫度過高，成型收縮不均，脫模后制品變形大，還容易造成溢料和粘模。模具溫度過低，則熔體流動性差，制品輪廓不清晰，表面會產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷。當模具溫度不均時，成型制品在模具型腔內(nèi)固化后的溫度也不均勻，從而導致制品收縮不均勻，產(chǎn)生內(nèi)應力，最終造成制品出模后變形，開裂，制品翹曲變形，因此制品的各部分冷卻必須均衡。模具溫度的波動對制品的收縮率，尺寸穩(wěn)定性，變形，應力開裂，表面質(zhì)量等都有很大的影響。 當注射成形工藝要求模具溫度在80℃以上時，模具必需有加熱裝置，由于硬聚氯乙烯注射成形工藝要求模具溫度在20—60℃，因此模具中不用設置加熱裝置即可滿足注射成形需要。  5 工藝參數(shù)的校核 5.1 最大注射量校核 注射機的最大注塑量應大于制品的重量或體積（包括流道及流口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好在注塑機的最大注塑量80%。 所以，選用的注塑機最大注塑量應 式中 ——注塑機的最大注塑量：單位 ——注塑機的體積，單位 ——澆注系統(tǒng)體積，單位 故 確定的注塑機注塑量為： 滿足要求。 5.2 鎖模力校核 > 式中 ——熔融型料在型腔內(nèi)的壓力（70—100 Mpa）80％ ——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和 ——注塑機的額定鎖模力 故 ＞ =75 x 9987=749（KN） 所以選定的注塑機為： 滿足要求 5.3 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 即模具長寬＜拉桿間距 模具的長寬為＜注塑機拉桿間距，滿足要求。 5.4 模具閉合高度校核 模具實際厚度H模=218 mm 注塑機最小閉合厚度H最小= 即 H模＞H最小 滿足要求 5.5 開模行程校核 我們所選的注塑機的最大行程與模具厚度無關(guān)，故注塑機的開模行程應滿足下式： 式中 H1——型芯高度 H2——包括凝料在內(nèi)的塑件高度 S——注射機最大開模行程 a——中間板與定模板之間的分開距離 滿足要求。  6 模具的工作原理 6.1 模具工作原理 A—A為第一分型面,B—B為第二分型面,模具打開時,注射機開合模系統(tǒng)帶動動模部分后移，模具先將 A—A第一分型面打開,中間板7隨動模后移，與拉料板9做定距分離,供操作工人取出澆注系統(tǒng)凝料.當動模部分移動一定距離后，固定在中間板7上的限位銷6與定距拉板3后端接觸，使中間板停止移動，動模繼續(xù)后移，為第二分型面B—B打開,塑件包緊在型芯12上，這時澆注系統(tǒng)凝料再澆口處自行拉斷，然后在A—A分型面之間自行脫落或人工取出。動模繼續(xù)后移，當注射機的推桿接觸推板25時，推出機構(gòu)開始工作，推桿23將塑件從型芯12上推出，塑件在B—B分型面自行落下。 模具的組成： 成形零部件，型芯12 、中間板7 澆注系統(tǒng) ，澆口套15、中間板7 導向部分，導柱19、導套17、中間板7、拉料板9上的導向孔 推出部分，推板25、推桿固定板24、推桿23 二次分型部分，定距拉板3、限位銷6、銷釘8、拉桿4、限位螺釘11 結(jié)構(gòu)零部件，動模座板1、支承板5、型芯固定板16、定模座板10 圖6.1 模具工作原理圖  7 模具總裝圖及模具的裝配、試模 7.1 模具總裝圖及模具的裝配 圖7.1模具裝配圖 模具總裝圖的技術(shù)要求內(nèi)容 對有熱處理、表面處理要求的零件要注明，例如：淬火48～50HRC；氮化700HV；蝕紋面；拋光面等。 技術(shù)要求應寫明模架規(guī)格，開框尺寸，內(nèi)模鑲件的材料，定、動模的脫模斜度，備料尺寸以及其億特別說明等。如果澆口套要偏離模具中心，方鐵要加高，導柱要加粗，推板材料有特別要求，需要加先復位機構(gòu)等，都要在技術(shù)要求中詳細寫明。 　?、賹τ谀＞吣承┫到y(tǒng)的性能要求。 ②對模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應不大模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對該尺寸的要求。 　　③ 模具使用，裝拆方法。 　?、?防氧化處理、模具編號、刻字、標記、油封、保管等要求。 　?、?有關(guān)試模及檢驗方面的要求。 7.2 模具的安裝試模 7.2.1試模前的準備 試模前要對模具及試模用的設備進行檢驗。模具的閉合高度，安裝與注射機的各個配合尺寸、推出形式、開模距、模具工作要求等符合所選設備的技術(shù)條件。檢查模具各個滑動零件配合間隙適當，無卡住及緊澀現(xiàn)象。活動要靈活、可靠，起止位置的定位要準確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無松動現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門、附件、備件要齊全。對于試模設備也要進行全面檢查，即對設備的油路、水路、電路、機械運動部位、各操縱件和顯示信號要檢查、調(diào)整，使之處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 7.2.2 模具的安裝及調(diào)試 模具的安裝是指將模具從制造地點運至注塑機所在地，并安裝在指定注射機的全過程。 模具安裝到注射機上要注意以下幾個問題： ① 模具的安裝方位要滿足設計圖樣的要求。 ② 模具中有側(cè)向滑動機構(gòu)時，盡量使其運動方向為水平方向。 ③ 當模具長度與寬度尺寸相差較大時，應盡可能使較長的邊與水平方向平行。 ④ 模具帶有液壓油路接頭、氣路接頭、熱流道元件接線板時，盡可能放置在非操作一側(cè)，以免操作不方便。 模具在注射機上的固定多采用螺釘、壓板的形式，一般每側(cè)采用4---8塊壓板，對稱布置。 模具安裝于注射機上之后，要進行空循環(huán)調(diào)整。其目的在于檢驗模具上各運動機構(gòu)是否可靠、靈活、定位裝置是否有效作用，要注意以下幾個方面：合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力；活動型芯、推出及導向部位運動及滑動要平穩(wěn)、無干涉現(xiàn)象，定位要正確、可靠；開模時，推出要平穩(wěn)，保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具；冷卻水要暢通，不漏水，閥門控制正常。 7.2.3 試模 將模具安裝在注射機上，選用合格的原料，根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調(diào)整好注射機，采用手動操作。開始注射時，首先采用低壓，低溫和較長的時間條件下成形。如果型腔未充滿，則增加注射時的壓力。在提高壓力無效的時，可以適當提高溫度條件。試模注射出樣件。試模過程中，應進行詳細記錄，將結(jié)果填入試模記錄卡，并保留試模的樣件。 7.2.4 修模 　　雖然是在選定成型材料、成型設備時，在預想的工藝條件下進行模具設計，但是人的認識往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進行試模試驗，看成型的制件質(zhì)量如何。發(fā)現(xiàn)以后，進行排除錯誤性的修模。 　 塑件出現(xiàn)不良現(xiàn)象的種類很多，原因也很復雜，有模具方面的原因，也有工藝條件方面的原因，二者往往交織在一起。在修模前，應當根據(jù)塑件出現(xiàn)的不良現(xiàn)象的實際情況，進行細致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后，提出補救方法。因為成型條件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當變更成型條件不能解決問題時，才考慮修理模具。 修理模具更應慎重，沒有十分把握不可輕舉妄動。其原因是一旦變更了模具條件，就不能再作大的改造和恢復原狀。 7.3 檢驗 通過試?？梢詸z驗出模具結(jié)構(gòu)是否合理，所提供的樣件是否符合用戶的要求，模具能否完成批量生產(chǎn)。針對試模中發(fā)現(xiàn)的問題，對模具進行修改、調(diào)整、再試模，使模具和生產(chǎn)的樣件滿足客戶的要求，試模合格的模具，應清理干凈，涂防銹油入庫保存。  致　　謝 三年的大學生活轉(zhuǎn)眼即逝，經(jīng)過緊張而又忙碌的資料搜集整理設計，一個月多月的時間也匆匆過去，畢業(yè)設計的順利完成也為我們的大學生活畫上了圓滿的句號。光陰似箭，轉(zhuǎn)眼間就要告別大學這段令人難忘的美好時光，心中有依戀、有遺憾，但更多的是慶幸和感激，因為三年來無論是在學習或工作中都遇到許多的困難和挫折，因此也迷茫過、失落過，但得到那么多師長和學友及時的無私教導和幫助，讓我也逐漸地成熟起來。對那些在過去的日子里曾給予過我鼓勵、幫助的人們我滿懷感激，時刻沒有忘記。所經(jīng)歷的一切將讓我倍加珍惜未來的生活。 “路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”，畢業(yè)設計讓我明白了“書到用時方恨少”的痛苦，知識是無窮無盡的，人的一生是一個堅持學習的過程，在以后的工作中，就需要我更加努力地學習。此次畢業(yè)設計的順利完成,我要衷心感謝我的指導老師——任艷霞老師，任老師從分組那天開始就非常關(guān)注我們的設計,多次對我的設計進行指導，在她兼職帶課很忙的情況下,還抽空在辦公室解決問題。在此，感謝她在百忙之中給予我的悉心指導。感謝她為我們指點迷律、出謀劃策。同時，也感謝我班同學在這次設計中給予我的幫助！謝謝！ 向本文所參考的文獻的作者們表示我最真誠的謝意。 向在百忙之中評閱本方案并提出寶貴意見的各位評委老師表示最誠摯的謝意，同時向所有關(guān)心、幫助和支持我的老師和同學表示衷心的感謝，祝您們工作順利，萬事如意！ 由于本人的學識水平、時間和精力有限，文中肯定有許多不盡人意和不完善之處，我將在以后的工作、學習中不斷以思考和完善。  參考文獻 [1] 編寫組編著.塑料模設計手冊.北京.機械工業(yè)出版社,1994. [2] 張維合編著.注塑模具設計實用教程.北京.化學工業(yè)出版社,2007. [3] 塑模技