塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計 1本科生畢業(yè)設計題 目： 塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計 學生姓名： 于 浩 學 號： 201215010525 專業(yè)班級： 機自 12105 指導教師： 羅佑新 完成時間： 塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計 2目 錄中文摘要及關鍵詞 .IV英文摘要及關鍵詞 .V1 緒 論11.1 概述11.2 塑料?，F(xiàn)狀.11.3 模具產品發(fā)展趨勢21.4 本課題的設計步驟42 塑件的工藝分析62.1 塑件的工藝性分析.62.1.1 塑件的原材料分析.62.1.2 尼龍的注塑工藝參數(shù).72.2 塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析.82.2.1 結構分析.82.2.2 尺寸精度分析.92.2.3 表面質量分析92.3 計算塑件的體積和質量.93 注塑模設計103.1 注射模具分型面的選擇103.1.1 分型面的基本形式.103.1.2 分型面選擇的基本原則.103.1.3 分型面的選擇.103.2 澆注系統(tǒng)的設計113.2.1 澆注系統(tǒng)的組成.113.2.2 注射模具主流道的設計.113.2.3 分流道的設計.123.2.4 澆口的設計.133.2.5 冷料穴和鉤料脫模裝置.15塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計 33.3 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列163.3.1 型腔數(shù)目的確定.163.3.2 型腔的排列.174 成型零件塑料茶杯蓋和模體的設計184.1 模具型腔的結構設計184.2 型芯的結構設計184.3 成型零件塑料茶杯蓋的尺寸確定185 頂出機構的設計216 冷卻系統(tǒng)的設計237 排氣系統(tǒng)248 注射機有關參數(shù)校核258.1 注塑機注塑容量的校核.258.2 注塑機注塑壓力的校核.258.3 注塑機鎖模力的校核.268.4 注塑機模具厚度校核注塑機模具厚度校核.268.5 注塑機最大開模行程校核.278.6 繪制總裝圖以及零件圖.27總結29參考文獻30致 謝31塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計中文摘要及關鍵詞摘 要：在此設計中，使用的 CAD 模型塑料茶杯蓋設計設計與開發(fā)，包括模具設計設計、 注塑機、 注塑機的選擇和校核，設計的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設計、 模具的選擇和其他工作。在此設計中，設計在注塑件的凸、 凹模設計和澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)的設計。澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設計是設計的靈魂，直接影響到塑料注射成型的質量和生產效率的澆注系統(tǒng)設計。因此，澆注系統(tǒng)設計的注塑模具的工作。同時，模具溫度對塑件的質量和生產效率有著直接的影響，直接影響模具模具溫度校核設置時間和收縮應力，這將影響模具成型周期時間和質量的塑料部件和其表面的粗糙度。在這種設計主要集中在設計模具，注塑系統(tǒng)、 大小及冷卻系統(tǒng)的結構。通過這種結構我們首先了解現(xiàn)實和發(fā)展的中國塑料模具、 注塑模具的基本結構和原則的成形工藝及模具設計的注塑模具。 關鍵詞：塑料茶杯蓋；注射模；設計；PA塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計英文摘要及關鍵詞Abstract：In this design, CAD model using a plastic cup cover design and development, including mold design, injection molding machine, injection molding machine selection and verification, the design of gating system and cooling system design, the selection of mold and other work. In this design, design in injection molded parts of the convex, concave mold design, gating system, cooling system design. Design of gating system and cooling system is the soul of the design, which directly affects the quality and production efficiency of the plastic injection molding design of gating system. Therefore, design of the pouring system of injection mould for work. At the same time, mold temperature on the plastic parts of the quality and production efficiency has a Direct impact, a direct impact on the mold temperature checking set contraction time and stress, which will affect the mold molding cycle time and the quality of plastic parts and the surface roughness. In this design mainly concentrated in the mold design, injection molding system, structure size and cooling system. Through this structure we first understand the reality and development of the Chinese plastic mold, forming process and die design of the basic structure and principle of injection mold injection mold.Keywords: double hole sleeve; injection mold; design; PA塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計001 緒 論1.1 概述塑料模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工具。塑料模具對塑料制品的質量和操作難易程度都有相當?shù)挠绊懸虼艘竽＞咴谏a度，外觀，物理性能等各方面都滿足使用要求并要求其效率高，操作簡便，結構合理，制造容易，成本低廉?，F(xiàn)代塑料制品中合理的加工工藝，高效的設備，先進的模具是必不可少三項重要因素。尤其是塑料模具要實現(xiàn)塑料加工工藝要求，制件使用要求和造型設計起著十分重要的作用。因此，對塑料模具生產也提出了越來越高的要求。因此促使模具生產不斷向前發(fā)展。模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎，它的技術水平很大程度上決定了產品的質量和市場的競爭能力。隨著我國加入“WTO”步伐的日益加快?！叭胧馈睂ξ覈＞吖I(yè)產生重大而深遠的影響，經濟全球化的趨勢日益明顯，同時世界眾多知名公司不斷進行構調整，國內市場的國際性進一步現(xiàn)，該行業(yè)將經受更大的沖擊，競爭也會更加激烈。在如此嚴峻的行業(yè)背景下，我國的技術人員經過不斷的改革和創(chuàng)新使得我國模具水平有了較大的提高，大型，復雜，精密，高效和長壽命模具有上了新的臺階。塑料制品的成型是塑料成為具有實用價值制品的重要環(huán)節(jié)。塑料成型方法已達 40多種。其中最重要的是注射，擠出，吹塑和壓制等。它們幾乎占了整個塑料成型的85%；其中注射尤為突出，占塑料成型的 30%以上。注射模具成形是熱塑性塑料成型的一種方法，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型，有些熱固性塑料也可以用注射模塑成型 [1]。1.2 塑料?，F(xiàn)狀近年來我國塑料模具有了長足的進步，大型，復雜，高效和長壽命模具又上了新臺階，特別體現(xiàn)在高科技應用的深度和廣度上，表現(xiàn)在下列幾個方面：（1）廣泛應用 CAD/CAM/CAE，特別是加工方面，計算機造型，編程并由數(shù)控機床加工已是主要手段，CAE 軟件也已得到廣泛應用，提高了設計水平。（2）熱流道技術的推廣應用更上一層樓，內熱式和外熱式流道裝置，自制熱噴咀和引進熱噴咀都得到了應用，有的已達到國際先進水平。塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計11（3）氣體輔助注射技術已得到應用，不少廠家均采用了此技術，例如熊貓公司開發(fā)氣輔模具是時，采用了 C -MOLD氣輔分析軟件使模具順利研制成功。（4）應用優(yōu)質塑料模具鋼，現(xiàn)注射模較少采用 45鋼，P20 鋼得到廣泛應用，大大提高了使用壽命和表面光潔度。（5）抽芯脫模機構的創(chuàng)新設計，很多廠家已設計出結構新穎，脫模容易，具有創(chuàng)新意識的脫模機構，并解決了很多以前脫模難的問題但與發(fā)達國家。（6）精密，復雜，大型，高壽命模具的制造水平有了很大提高。那些尺寸精度高，模具零件要求互換，塑件形狀復雜的模具由于采用了 CAD三維技術計算機模擬注射成型，氣輔技術等先進的方式，使模具達到了國外同類模具水平。模具的壽命也達到 100萬次或更高。我國的模具工業(yè)在“九五”期間雖有較快發(fā)展，但相比一些發(fā)展較快的國家，我國仍存在相當大的差距。據(jù)資料顯示，CAD，CAE 的應用，發(fā)達國家遠高于中國，而中國大陸的應用程度有遠低于香港，臺灣。特別是 FLOW軟件和 COOL軟件，發(fā)達國家已普及而中國大陸才剛剛起步。差距之大，使人感慨。在模具標準零件及標準模架方面，發(fā)達國家已普及，并實現(xiàn)了商品化，而中國大陸已有國家標準但尚未實現(xiàn)商品化。熱流道及熱管技術發(fā)達國家已大量使用，并形成了系列和標準。而我國大陸 70年代開始研究迄今尚無標準。在發(fā)達國家及發(fā)達地區(qū)塑料模具行業(yè)向小而專的方向發(fā)展；向技術密集方向發(fā)展；高技術與高技藝相結合；生產規(guī)模以小而專見長；專業(yè)化與柔性化相結合。而在中國大陸則恰恰相反。獨立的模具工廠難以生存；多屬于勞動密集型企業(yè)；有忽視高技藝的傾向；大而全居多；尚無專業(yè)化與柔性化相結合的規(guī)劃。而且大型，精密，復雜，長壽命模具產需矛盾仍然十分突出，高檔模具進口的比例達 40%以上，而有些模具已出現(xiàn)過剩 [2]。1.3 模具產品發(fā)展趨勢模具工業(yè)是我國國民經濟的基礎工業(yè)，隨著全球經濟的發(fā)展，新的技命不斷取得新的進展和突破，市場經濟的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產品越來越向多品種，小批量，高質量，低成本的方向發(fā)展，于是對制造各種產品的關鍵工藝裝備-模具的要求越來越苛刻，模具必然會有如下發(fā)展趨勢：塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計221.模具 CAD/CAM/CAE技術將日益深入人心并發(fā)揮越來越重要的作用。基于網絡的一體化系統(tǒng)結構 CAD/CAM/CAE將達到開放性，兼容性和專業(yè)化的統(tǒng)一。CAD/CAM 軟件在智能化，面向對象，基于特征和面向制造方面將獲得長足的進步。模具 3D分析的重要性更加明確。國產軟件 CAXA系統(tǒng)，HSC 系統(tǒng)和 Z-MOLO等軟件的功能和水平將不斷提高和完善。2. 模具的精度將越來越高，并日趨大型化，現(xiàn)在模具精度已達 2—3毫米，不久1毫米精度的模具將上市。隨著零件微化及精度要求的不斷提高，這就要求發(fā)展超精加工。另一方面，由于用模具成型的零件日益大型化以及由于高效率要求而發(fā)展的一模多腔，勢必要求模具隨之大型化。3.隨著熱流道技術的日益推廣應用，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高，由于熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料，因此，熱流道技術的應用將會發(fā)展很快，比例也將逐漸提高。4.隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。氣體輔助注射成型技術能改善塑件的內在和外觀質量。具有注射壓力低，制品變形小，節(jié)約原料，提高制件生產率，從而大幅度降低成本等優(yōu)點。而高壓注射成型可減小樹脂收縮率，增大塑件尺寸的穩(wěn)定性，提高其精度。5.快速經濟制模技術的前景十分廣闊，突出的表現(xiàn)在快速成型（RP）快速模具制造（RT）上。21 世紀，這種生產方式占工業(yè)生產的比例將達 75%以上。模具的生產周期將越來越短，成本也將相應降低。精度和壽命又能滿足生產上的使用要求 RP+RT的研究成為國內外 RPM界十分關注并大力發(fā)生的領域之一，正大力向著快速模具制造（RTM）發(fā)展，一些新的快速成型方法相繼涌現(xiàn)，RPM 是電腦，激光，光學掃描，先進的新型材料，計算機輔助設計（CAD），計算機輔助加工（CAM），數(shù)控（CNC）綜合應用的高進技術。利用它可以直接或間接的快速制模。快速制模技術為適應市場的需求，必然呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢。6.模具標準件的應用將日益廣泛。模具標準件不但能縮短模具制模周期，而且能提高模具質量和降低模具制造成本，因此模具標準件的應用必將日益廣泛，在今后的模具市場中必將成為一類。十分活躍而又高速發(fā)展的產品。7.三維掃描儀的多樣化和高速化將會使模具的逆向工程獲得發(fā)展，逆向工程技術已成為模具制造，信息傳遞的簡便途徑，是模具 CAD/CAM的關鍵技術之一。8.高性能的模具鋼的用量也將以較快速度增長，由于對模具鋼的要求越來越高，塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計33迫切需要研制出高強度，高硬度，高耐磨性愜意加工，熱處理變形小，導熱性優(yōu)良的制模材料，并廣泛的投入應用。如各種導型材模具，PVC 塑料等。隨著以塑料鋼的進一步發(fā)展，塑料模的比例將不斷提高，發(fā)展速度也將高于沖模。對模具的要求也將越來月高，高檔模具在市場上的份額也將逐步擴大 [3]。1.4 本課題的設計步驟本設計要求使用CAD，PROE等軟件對機構進行零件圖紙繪制，設計成型注射模具。帶聯(lián)合頂出機構對于注塑模的設計比較簡單，使用常規(guī)的設計方法就能夠設計出合理簡單有效的模具。機構的材料：尼龍根據(jù)選擇模具要一模四腔，對于模具的基本方案是：（1）對于注塑機的選擇，由于機構的結構和產量以及所給的各項要求，進行綜合的考慮，采用臥式注塑機；（2）模具結構設計 （a）澆注系統(tǒng)設計所給設計要求是一模四腔，因此將型腔對稱放置，使用圓錐型主流道，使用球型頭的拉料桿的冷料井。將分流道對稱設置，分流道截面采用梯形截面，澆口采用潛伏式澆口，利用分型面或配合間隙排氣；（b）成型零件結構設計陰模使用整體嵌入式，上下模板上均嵌入陰模。由于結構的上下結構特征，在上下模板均設計了型芯；（c）合模導向和定位機構設計使用導向柱四根，同時與導套配合，既能夠導向，又能夠定位；（d）脫模機構設計使用推桿進行脫模，同時在噴霧器嘴的下側使用一推環(huán)，雖然塑件有四處筋板，可使用使用四處推桿，但使用一推環(huán)可防止在推模時對塑件造成破壞；（3）零件圖的繪制在對模具的結構進行了基本的設計后，首先要進行三維圖以及零件圖的繪制，以為后一部的加工提供必要的尺寸及一些數(shù)據(jù)參數(shù)。（4）對模具進行模具的CAD設計塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計44在對模具進行基本設計之后，就要進行相關的設計計算，在得到正確的數(shù)據(jù)后，利用CAD進行相關的設計，通過進行人機交互，即可得到簡單又優(yōu)良的設計。在對模具進行設計完成之后，我們得到了模具的三維圖,并生成模具的裝配圖，同時生成我們所需要的所有零件的圖紙。進行以上的工作之后，還要進行注射模具的制造工藝設計,在完成所有的設計之后完成設計說明書的撰寫。塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計552 塑件的工藝分析該塑件是塑料茶杯蓋產品，如圖所示2.1。本塑件的材料采用尼龍，大批量生產。圖2.1 塑料茶杯蓋圖2.1 塑件的工藝性分析2.1.1 塑件的原材料分析選擇材料：尼龍選擇材料：尼龍PA具有良好的綜合性能，包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計66潤滑性，且摩擦系數(shù)低，有一定的阻燃性，易于加工，適于用玻璃纖維和其它填料填充增強改性，提高性能和擴大應用范圍。PA 的品種繁多，有PA6、PA66、PAll、PAl2、PA46、PA610、PA612、PAl010 等，以及近幾年開發(fā)的半芳香族尼龍 PA6T和特種尼龍等很多新品種。 尼龍-6 塑料制品可采用金屬鈉、氫氧化鈉等為主催化劑，N-乙?；簝弱０窞橹呋瘎?δ-己內酰胺直接在模型中通過負離子開環(huán)聚合而制得，稱為澆注尼龍。用這種方法便于制造大型塑料制件 [4]。2.1.2 尼龍的注塑工藝參數(shù)尼龍物性表：表2.1 尼龍物性表密度 g /cm3 1.39吸水率 % 1.2連續(xù)使用溫度 ℃在機械行業(yè)中的概念是說 50在機械行業(yè)中的概念是說110屈服抗拉強度 MPa 63屈服拉應變 % 10極限抗拉強度 MPa 極限拉應變 % 31抗沖擊韌度 Kj/㎡ 缺口沖擊韌度 Kj/㎡ 6洛氏硬度 MPa 135邵氏硬度 MPa 85抗彎強度 MPa 彈性模量 MPa 2600軟化溫度 ℃ 150熱變形溫度 HDT ℃ 155熱線膨脹系數(shù) 1. 1熱導率 W/(m×K) 031摩擦系數(shù) 1. 35塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計771、注塑機類型： 螺桿式 7、保壓力 50~70MPa2、噴嘴形式 直通式 8、注射時間 3~5s3、螺桿轉速（r/min）30~60 9、保壓時間 15~30s4、噴嘴溫度 180~190 C?10、模具溫度 50~705、成型溫度 C?料筒：前 200~210中 210~230后 180~20011、冷卻時間 15~30s6、注射壓力 70~90 MPa12、成型周期 40~70s2.2 塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析2.2.1 結構分析零件塑料茶杯蓋圖形狀是圓形。凸的在中心的高度屬于中等復雜程度.2.2.2 尺寸精度分析摘要分析可以看到，可以保證更好的過程校核和部分成型要求注射。2.2.3 表面質量分析塑料茶杯蓋的表面除要求沒有缺陷﹑毛刺，內部不得有雜質外，沒有什么特別的表面質量要求，故比較容易實現(xiàn)。2.3 計算塑件的體積和質量選擇注塑機并確定模具型腔數(shù)目。塑料零件塑料茶杯蓋的體積的計算：V=46.87cm 3計算的塑件質量：設計手冊，可發(fā)現(xiàn)密度為ρ=1.06kg/dm 3?塑件質量：M=Vρ＝50g(通過3D軟件測量得到)采用一模四腔的模具結構，考慮到其尺寸，用注射壓力和工廠設備時需要最初注塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計88塑機 XS-ZY-125型。塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計993 注塑模設計3.1 注射模具分型面的選擇3.1.1 分型面的基本形式它的形式根據(jù)情況而定，可基本分成以下幾類：1.平面式分型面、2.階梯式分型面、3.斜面式分型面、4.曲面式分型面、5.綜合式分型面。3.1.2 分型面選擇的基本原則分型面的選取不僅關系到塑件的成型和脫模，而且涉及模具結構和制造成本，因此，必須重視選擇分型面。一般來說，分型面選擇的總體原則主要有三： 1)保證塑件質量。這是最基本的一條，必須使塑件質量符合預定要求。 2)便于塑件脫模。易于脫模，可使生產率提高，塑件不易變形，提高正品率。 3)簡化模具結構。同樣一個塑件，因為分型面選擇的不同，使結構的復雜程度有很大不同，合理地選擇，即可簡化模具結構 [5]。 3.1.3 分型面的選擇根據(jù)對工件模型的觀察和分型面選擇的基本原則?，F(xiàn)選擇 A-A′為分型面。如圖3.1。圖3.1 分型面塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計10103.2 澆注系統(tǒng)的設計3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所經的通道，它包括主流道、分流道、澆口及冷料。3.2.2 注射模具主流道的設計主流道是熔融塑料由注射機噴嘴先經過的部位，它與注射機噴嘴在同一軸心線上。熔融噴的主要道路和反復的暴露，由于影響、 在門上沒有打開直接在模型中，為了便于生產，由可移動的門，擰或強迫收集表單模板 。(1) 澆口設計球形噴油嘴接觸位置和安排，要求球 的直澆道半徑模具 1 ~ 2 毫米的噴嘴球面半徑比大。流道表面粗糙度 Ra 值 0.08。(2) 澆口主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如 T8A、T10A 等材料制造，熱處理淬火硬度53HRC—57HRC。澆口套的材料應選用優(yōu)質鋼 T8A，并應進行淬火處理，為了防止注射機噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套的硬度應低于注射機噴嘴的硬度。為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用 α 為 3o～6o 左右的圓錐孔。澆口套于注射機的噴嘴頭的接觸球面必須吻合，由于注射機噴嘴是球面，半徑是固定的，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機噴嘴端的凸面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴的內孔直徑，球面與主流道孔應以清角連接，不應有倒拔痕跡。為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用 α 為 3o～6o 度左右的圓錐孔，對流動性較差的塑料也可取得稍大一些，但過于大則容易引起注射速度緩慢，并容易形成渦流。澆口套與塑料注射區(qū)直接接觸時，其出料端端面直徑應盡量選得小些。澆口套于注射機的噴嘴頭的接觸球面必須吻合，由于注射機噴嘴是球面，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機噴嘴端的凸面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴的內孔直徑，球面與主流道孔應以清角連接，不應有倒塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計1111拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模 [6]。定位環(huán)是模體與注射機的定位裝置，它保證澆口套與注射機的噴嘴對中定位，定位環(huán)的外徑應與注射機的定位孔間隙配合。澆口套端面應與定模相配合部分的平面高度一致。注射機 XS-Z-30的噴嘴球半徑為 12 mm，噴嘴孔徑為 2 mm。所以要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機噴嘴的端凸球面接觸良好，凹球面半徑取 13 mm，圓錐孔的小端直徑則應大于噴嘴口內徑，取 3 mm.如圖 3.2 所示。圖3.2 澆口套3.2.3 分流道的設計分流道是將熔融塑料從主流道截面及其方向的變化，平穩(wěn)進入單腔中的進料澆口或主流道進入多腔的澆口的通道，它是主流道與澆口的中間連接部分，起分流和轉換方向的作用，通常分流道設置在分型面的成型區(qū)域內。在注射過程中，熔融的塑料在流經分流道時，應是它的壓力損失以及熱量損失最小，而以分流道中產生的凝料最少為原則，分流道的設計要點總體歸納如下：分流道的形狀要考慮分流道的截面積與其周邊長度的比最大為好，這樣可以減少熔料的散熱面積和摩擦阻力，減少壓力損失。 在可能情況下，分流道的長度應盡量的短，以減少壓力損失，避免模體過大影響成本，在多型腔模具中和型腔的分流道長度盡量相等，以達到注射大時壓力傳遞的平衡，保證塑料盡可能同時均勻的充滿各個型腔。在有些情況下分流道長度不能相等時，則應在澆口處作必要的補救措施，如果分流道較長時，應在其末端設置冷料穴，放置冷料和空氣進入模腔 [7]。在滿足注射成型工藝的前提下，分流道的截面積應盡量的小，但分流道的截面積塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計1212過小會降低注射速度，使填充時間延長，同時可能出現(xiàn)缺料、焦燒、皺紋、縮孔等塑件缺陷，而分流道過大則增大冷卻時間應比型腔中塑件的冷卻時間要短，才不影響注射時的效率。因此在設計時應采用較小的截面積，以便于在試模是為不要的修正留有余地。分流道和型腔的分布是排列緊湊，距離合理，應采用軸對稱或中心對稱，使其平衡，盡量縮小成型區(qū)域的總面積。最好使型腔和分流道在分型面上的總投影面積的幾何中心和鎖緊力的中心相重合。在分流道上的轉向次數(shù)盡量少，在轉向處應圓滑過渡，不能有尖角，這些都是為了減小壓力損失，有利于物料的流動。當分流道設在定模一側或分流道延伸較長時，應在澆口附近或分流道的交叉處設置鉤料桿，以便于在開模時在鉤料桿的作用下首先從定模中拉出分流道的凝料，并與塑料一起頂出。分流道的內表面不必要求很光，一般表面粗糙度取 1.6μm 即可，這樣可以在分流道的摩擦阻力下使料流外層的流動小些，使其分流道的冷卻皮層固定，有利于熔融塑料的保溫。在總體分布中，應綜合考慮冷卻系統(tǒng)的方式和布局，并留出冷卻水路的空間。3.2.4 澆口的設計（1）澆口的概念澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設計與位置的選擇恰當與否，直接關系到塑件能否被完好、高質量地注射成形。（2）澆口的作用澆口可分成限制性澆口和非限制性澆口兩類。非限制性澆口是整個澆注系統(tǒng)中截面尺寸最大的部位，它主要是對中大型筒類、殼類塑件型腔起引料和進料后的施壓作用。限制性澆口是整個澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位，其作用如下：澆口通過截面積突然變化，使塑料熔體通過撓口的流速有突變性增加，提高塑料熔體的剪切速率，降低黏度，使其成為理想的流動狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。對于多型腔模具，調節(jié)澆口的尺寸，還可以使非平衡布置的型腔達到同時進料的目的。澆塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計1313口還起著較早固化、防止型腔中熔體倒流的作用。澆口通常是澆注系統(tǒng)最小截面部分，這有利于在塑件的后加丁中塑件與澆口凝料的分離[16]。（3）注射模澆口的類型單分型面注射模的澆口可以采用直接澆口、中心澆口、側澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口和爪形澆口。（a）直接澆口直接澆口叉稱為主流道型澆口，它屬于非限制性澆口。這種形式的澆口只適于單型腔模具。特點是：流動阻力小，流動路程短及補縮時間長等；有利于消除深型腔處氣體不易排出的缺點；塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積最小，模具結構緊湊，注射機受力均勻；塑件翹曲變形、澆口截面大，去除澆口困難，去除后會留有較大的澆口痕跡，影響塑件的美觀。 （b）中心澆口當筒類或殼類塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔時，內澆口開設在該孔處，同時在中心處設置分流錐，該澆口稱為中心澆口，是直接澆口的一種特殊形式。它具有直接澆口的優(yōu)點，而克服了直接澆口易產生的縮孔、變形等缺陷。（c）側澆口側澆口一般開設在分型面上，塑料熔體從內側或外側充填模具型腔，其截面形狀多為(扁槽)，是限制性澆口。側澆口廣泛使用在多型腔單分型面注射模上。特點是由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，不留明顯痕跡。側澆口的兩種變異形式為扇形澆口和平縫澆口。扇形澆口是一種沿澆口方向寬度逐漸增加、厚度逐漸減少的呈扇形的側澆口， 平縫澆口又稱薄片澆口，澆口寬度很大，厚度很小。主要用來成形面積較小、尺寸較大的扁平塑件，可減小平板塑件的翹曲變形，但澆口的去除比扇形澆口更困難，澆口在塑件上痕跡也更明顯。（d）環(huán)形澆口對型腔填充采用圓環(huán)形進料形式的澆口稱環(huán)形澆口。環(huán)形澆口的特點是進料均勻。圓周上各處流速大致相等，熔體流動狀態(tài)好．型腔中的空氣容易排出，熔接痕可基本塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計1414避免，但澆注系統(tǒng)耗料較多，澆口去除較難。（e）輪輻式澆口輪輻式澆口是在環(huán)形澆口基礎上改進而成。這種形式的澆口耗料比環(huán)形澆口少得多。 這類澆口在生產中比環(huán)形澆口應用廣泛。多用于底部有大孔的圓筒形或殼形塑件。輪輻澆口的缺點是增加了熔接痕，會影響塑件的強度。（f）爪形澆口爪形澆口加工較困難，通常用電火花成形。型芯可用做分流錐，從而避免了塑件彎曲變形或同軸度差等成形缺陷。爪形澆口的缺點與輪輻式澆口類似，主要適用于成形內孔較小且同軸度要求較高的細長管狀塑件。澆口位置的選擇原則：盡量縮短流動距離；避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷；澆口應開設在塑件厚壁處；考慮分子定向的影響；減少熔接痕。（4）澆注系統(tǒng)平衡設計（a）澆注系統(tǒng)的平衡概念為了提高生產效率，降低成本，小型(包括部分中型)塑件往往采取一模多腔的結構豫應盡量采用型腔平衡式布置的形式。若根據(jù)某種需要澆注系統(tǒng)被設計成型腔非平衡式布置形式，則需要通過調節(jié)澆口尺寸，使?jié)部诘牧髁考俺尚喂に嚄l件達到一致，這就是澆注系的平衡，亦稱澆口的平衡。（b）澆注系統(tǒng)的平衡計算方法澆注平衡計算的思路是通過計算多型腔模具各個澆口的 BGV(Balanced Gate Value)值來判斷或計算。澆口平衡時，BGV 值應符合下列要求：相同塑件的多型腔模具，各澆口計算出的 BGV值必須相等；不同塑件的多型腔模具，各澆口計算出的 BGV值必須與其塑件型腔的充填量成正比。（5）澆口的選擇本模具為一模兩腔，選擇側澆口。側澆口為扁平形狀，可以大大的縮短冷卻時間，縮短成型周期。易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀。澆口設置在塑件表面，澆口截面形狀簡單，容易加工，且注射效率高。3.2.5 冷料穴和鉤料脫模裝置冷料穴設置在主流道的末端，即主流道正對面的動模板上。它的作用是用來儲存注塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計1515射間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產生的冷料。在注射時，如果它們進入流道，將堵塞流道并減緩料流速度。進入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。球形拉料裝置由冷料穴、拉料桿組成，拉料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出系統(tǒng)聯(lián)動 [9]。3.3 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列3.3.1 型腔數(shù)目的確定根據(jù)塑件生產和經濟通過注射卷和計算夾緊的力量，在牙齒來確定盡可能多地，來提高生產力的孔的數(shù)量。在模具中設置的腔數(shù)的方法見表 3.1:表3.1 型腔數(shù)目的確定序號 確定依據(jù) 確定方法 說明1按塑件的經濟性確定型腔數(shù)按總成型加工費用最小的原則，并忽略準備時間和試生產時的原材料費用，僅考慮模具費和成型加工費。其型腔數(shù)量，可用下式計算：N= cPYt60式中 N——每副模具型腔數(shù)；P——計劃生產總件數(shù)；Y——單位小時模具加工費用（元／h）；T——成型周期（min）；c——每個型腔模具加工費用（元）；單型腔模具比多型腔模具制造成本低、周期短，所以批量較少的塑件，不宜采用多型腔特別是形狀復雜、尺寸較大的、精度要求較高、小批量試生產的塑件應選用單型腔模具比較經濟。塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計16162按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)塑件的每次注射量總和不能超過注射機最大額定注射量的 80％，其計算方法是： VsjN??8.0式中 N——每臺模具允許型腔數(shù)；V——注射機最大注射量；Vj——澆注系統(tǒng)凝料量；Vs——單個塑件的容積；或質量（cm 3或 g）若每次注射量總和大于注射機額定注射量，則型腔數(shù)應減小或采用單型腔；此塑件采用第二種方法確定型腔數(shù)目；按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)；根據(jù)公式： VsjN??8.0（取整）594.31.0. ????最終確定采用一模四腔的結構形式；3.3.2 型腔的排列型腔的布置采用對稱分布，以防模具承受偏載而產生溢料。平衡性好，加工容易，使用比較廣泛。圖3.3 型腔的排列塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計17174 成型零件塑料茶杯蓋和模體的設計4.1 模具型腔的結構設計型腔常具有以下結構：整體式、整體組合式、局部組合式和完全組合式。型腔側壁厚度的計算按強度計算其壁厚 S 按下列公式計算????????12][prS?在算術公式里 [σ] 在機械行業(yè)中的概念是說 型腔材料的許用應力，[σ]=156.8MPa p 在機械行業(yè)中的概念是說型腔內單位平均壓力，P=38.4MPar 在機械行業(yè)中的概念是說型腔內半徑，r=10mm代入公式得：S=4mm（2）底板厚度的計算按強度計算其壁厚 H 按下面公式計算][1.?prH?在算術公式里 [σ] 在機械行業(yè)中的概念是說 型腔材料的許用應力，[σ]=156.8MPap 在機械行業(yè)中的概念是說型腔內單位平均壓力，P=38.4MPar 在機械行業(yè)中的概念是說型腔內半徑，r=10mm代入公式得：H=5.5mm4.2 型芯的結構設計型芯的通常分為有：整體式、整體復合式、局部組合式、完全組合式。4.3 成型零件塑料茶杯蓋的尺寸確定（1）型腔尺寸計算型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應選擇塑件公差△的 1/2，取負偏塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計1818差，再加上-1/4△的磨損量，而型芯深度則再加上 -1/6 的磨損量，這樣的型芯的計算尺寸的表述如下。（a）型腔的徑向尺寸的計算式：?????????????0*0431SD在算術公式里 D0 在機械行業(yè)中的概念是說型芯的最小基本尺寸；在機械行業(yè)中的概念是說塑件的最大基本尺寸；S 在機械行業(yè)中的概念是說塑件的平均收縮率，S=0.02 ；△在機械行業(yè)中的概念是說塑件的公差，取八級精度；δ 在機械行業(yè)中的概念是說模具制造公差，按 1/4△選?。桓鶕?jù)公式計算得型腔的徑向尺寸：mD8*0?m16.07?（b）型腔的深度根據(jù)尺寸的計算公式????????????0*0321SH在算術公式里 在機械行業(yè)中的概念是說型腔深度的最小尺寸；在機械行業(yè)中的概念是說塑件的最大基本小尺寸；S 在機械行業(yè)中的概念是說塑件的平均收縮率；△在機械行業(yè)中的概念是說塑件的公差，取八級精度；δ 在機械行業(yè)中的概念是說模具制造公差，按 1/4△選?。桓鶕?jù)公式計算得型腔的深度尺寸：mH6*0?m14.0075??（2）型芯尺寸的計算型芯的計算尺寸表達如下。（a）型芯的徑向尺寸的計算式：??0*0431???????????Sd在算術公式里 在機械行業(yè)中的概念是說型芯的最大基本尺寸；在機械行業(yè)中的概念是說塑件的最小基本尺寸；塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計1919S 在機械行業(yè)中的概念是說塑件的平均收縮率；△在機械行業(yè)中的概念是說塑件的公差，取八級精度；δ 在機械行業(yè)中的概念是說模具制造公差，按 1/4△選?。桓鶕?jù)公式計算得型芯的徑向尺寸：md8*0?md016.78??（b）型芯的高度尺寸的計算：??0*0321??????????Sh在算術公式里 在機械行業(yè)中的概念是說型芯高度的最大尺寸；在機械行業(yè)中的概念是說塑件內形深度的最小尺寸；S 在機械行業(yè)中的概念是說塑件的平均收縮率；△在機械行業(yè)中的概念是說塑件的公差，取八級精度；δ 在機械行業(yè)中的概念是說模具制造公差，按 1/4△選取；根據(jù)公式計算得型芯的高度尺寸：mh4*0?mh014.5??塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計20205 頂出機構的設計頂出機構的分類：按驅動方式分類可分為：手動頂出、機動頂出、啟動頂出。按模具結構分類可分為：一次頂出、二次頂出、螺紋頂出、特殊頂出。（1）推出機構的結構組成 在注射成形的每個周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具巾脫出的機構稱為推出機構，也叫頂出機構或脫模機構。推出機構的動作通常是由安裝在注射機上的機械頂桿或液壓缸的活塞桿來完成的。結構組成：由推出、復位和導向零件組成。（2）結構分類手動推出、機動推出、液壓或氣動推出。（3）結構設計要求塑件留在動模,塑件在推出過程中不變形、不損壞,不損壞塑件的外觀質量,合模時應使推出機構正確復位,動作可靠。（4）結構設計（a）推桿推出機構推桿推出機構是整個推出機構中最簡單、最常見的一種形式。由于設置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，容易達到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度．推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活可靠，因此在生產中廣泛應用。 但是因為推桿的推出面積一般比較小，易引起較大局部應力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。（b）推管推出機構推管推出機構是用來推出圓筒形、環(huán)形塑件或帶有孔的塑件的一種特殊結構形式，其脫模運動方式和推桿相同。由于推管是一種空心推桿，故整個周邊接觸塑件，推出塑件的力量均勻，塑件不易變形，也不會留下明顯的推出痕跡。（c）推件板的推出機構凡是薄壁容器、殼形塑件以及表面不允許有推出痕跡的塑料制品，可采用推件板推出．推件板推出機構義稱頂板頂出機構，它由一塊與型芯按一定配合精度相配合的模板和推桿組成。 特點：推件板推出的特點是頂出力均勻，運動平穩(wěn)，且推出力大。但是對于截面為非塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計2121圓形的塑件，其配合部分加工比較困難。 （d）活動嵌件及凹模推出機構有一些塑件由于結構形狀和所用材料的關系，不能采用推桿、推管、推件板等簡單推出機構脫模時，可用成形嵌件或型腔帶出塑件。（5）頂出機構的設計原則：塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時必須考慮到的問題。一般頂出機構應設在塑件的內表面以及不顯眼的位置。注射設備的頂出裝置都設計在動模一側，因此，在一般情況下開模時，盡量設計使塑件留在動模一側，以便于頂出塑件。這在分型面的選擇時就應充分考慮。在實踐中如果出現(xiàn)塑件并沒有留在動模側的情況時，可設法增加動默一側的阻力，一是將型芯的脫模斜度變小，或增加型芯的表面粗糙度，或者在不影響塑件使用的前提下，在型芯側面人為的開設橫凹槽、凹窩等脫模障礙，以增大動模的阻力。在特殊情況下必須使塑件留在定模時可采用定模頂出機構。塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時必須考慮到的問題。一般頂出機構應設在塑件的內表面以及不顯眼的位置 [10]。頂出零件應有足夠的機械強度和耐磨性能，使其在相當長的運作周期內平穩(wěn)順暢，無卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。頂出裝置力求均勻分布，頂出力作用點應在塑件承受頂出力最大的部件，盡量避免頂出力作用于最薄的部位，防止塑件在頂出過程中的變形和損傷。頂出零件應有足夠的機械強度和耐磨性能，使其在相當長的運作周期內平穩(wěn)順暢，無卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修 [8]。塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計22226 冷卻系統(tǒng)的設計冷卻系統(tǒng)的設計可以使用以下公式計算:設置模具平均溫度為 60 °、 20 ° 模具常溫水作為冷卻介質，出水口溫度是 30 °，收益率 (1 分鐘 2 模) 1000 g/h。求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為 Q3，查有關文獻得尼龍 1010的單位熱流量為Q2=314.3～398.1J/g ,取 Q2=350J/g：Q3=WQ2=1008g/h×350J/h=352800J求冷卻水的體積流量 VV=WQ1/Pc1(T1－T2)=140cm3選中的模具溫度后，應注重對產品質量要求的使用。在上下文中的 20 倍湍流 10 在機械行業(yè)中的概念是說層流冷卻與傳熱特性。我選擇的湍流。表 6.1 中所示:：表6.1 流量表冷卻水道直徑d/（mm）最低流量 v/（m/s）流量qv/（m /min）312 1.10 7.4×10－ ３塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計23237 排氣系統(tǒng)設計的形狀，必須考慮到排氣，他們的配置，或充型在熔融的塑料模具是要建立一個強大和初始流動的空氣，不能在的排氣量較小的融化的泡沫，此外，部分將導致那部分的塑料或塑料泡沫或嚴重燒傷的整形和組件接頭強度退化的熱解氣體。 這些氣體排放，否則是壓縮空氣的溫度，和甚至全部或最高溫度也能導致塑料和焚燒垃圾的不滿 [11]。排氣兩種方法: 1.打開通風排氣 2.使用夾緊的間隙。塑料茶杯蓋造型及注塑模具設計24248 注射機有關參數(shù)校核8.1 注塑機注塑容量的校核模具設計必須在所需的注射塑料材料通過注模內 80％的額定的注塑機容量熔融的模制周期時間的容量或質量，并且在一個周期在注射模具中所要求的容量和塑料熔體質量注塑，部件和流道系統(tǒng)應該是容量這兩部分的質量和，即 V=nVn+Vj或 M=nMn+Mj公式中：V（M）在機械行業(yè)中的概念是說一個成型周期內所需要注塑的塑料容積和質量，cm3 或 g；n在機械行業(yè)中的概念是說 型腔數(shù)目；Vn（Mn）在機械行業(yè)中的概念是說單個塑件的容量或質量，cm3 或 g；Vj（Mj）在機械行業(yè)中的概念是說澆注系統(tǒng)凝料的容量和質量，cm3 或 g；故應使 0.8Vn+Vj≤0.8Vg 或 M=0.8Mn+Mj≤0.8Mg 式中：Vg（Mg）在機械行業(yè)中的概念是說注塑機額定注塑量，cm3 或 g；將數(shù)據(jù)代入以上不等式（取其中之一的質量不等式來對注塑量進行校核）得：M=nMn+Mj=2×18.9+5.5=43.3g≤0.8Mg=0.8×60=48g 滿足要求上式中的：Mj=M主流道+M 橫澆道+M 分流道+M 澆口+M 拉料鉤≈5.5g由于為制件所選的材料為 PP，該材料非熱敏性材料，所以只需對其進行最大注塑量即可，不必對其進行最小注塑量的校核。8.2 注塑機注塑壓力的校核機注射壓力測試的最大噴射壓力的校核能滿足模制品的要求。注塑機的唯一標稱壓力來調整所需的某些部件的注射壓力，注射模塑機的最大注射壓力比的所需的零件中的壓力高。注塑壓力必要的零件，與各種注塑機種的連接，所述噴嘴的形狀，所述部分的形狀和澆注系統(tǒng)和其他因素的復雜性。注射壓力可確定當產品成型塑料成型工藝的參數(shù)的基礎上所需要的數(shù)據(jù)。理查德 PP壓力注塑塑料成型工藝參數(shù)表中的