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1、康师傅矿泉水瓶盖注塑模设计前 言五年的大学生活眨眼的功夫就要结束了，回头想想自己这五年收获了什么，我觉得很多，知识、朋友、成长以及如何做人等等，这将是我一生最宝贵的财富。而毕业前夕的这次毕业设计将是对我五年本科所学知识最好的检验。通过这次毕业设计可以很好的检验出这五年来的学习效果，以及理论在实际应用中的能力。本次设计的课题为康师傅矿泉水瓶盖注塑模设计。本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以注射闹钟后盖模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最
2、后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、Pro/E等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。本次设计中得到了戴老师的指点。同时也非常感谢邵阳学院各位老师的精心教诲。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。目 录前言. 1绪论2 1 塑料的工艺分析41.1塑件成形工艺分析41
3、.2闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数42 注塑设备的选择72.1 估算塑件体积72.2 选择注射机72.3 模架的选定72.4 最大注射压力的校核83 塑料件的工艺尺寸的计算103.1 型腔的径向尺寸103.2 型芯的计算103.3 模具型腔壁厚的计算114 浇注系统的设计124.1 主流道的设计124.2 冷料井的设计134.3 分流道的设计134.4 浇口的选择145 分型面的选择与排气系统的设计175.1 分型面的选择175.2 排气槽的设计176 合模导向机构的设计187 脱模机构的设计208 温度调节系统的设计218.1 模具冷却系统的设计228.2 模具加热系统的设计22
4、9 模具的装配 239.1 模具的装配顺序 239.2 开模过程分析24设计总结 25参考资料26致 谢27摘 要塑料制品具有原料来源丰富，价格低廉,，性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。 注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 本产品是日常应用的塑料瓶盖，且实用性强。该产品设计为大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率
5、，浇注系统要能够自动脱模，此外为保证塑件表面质量采用侧浇口，因此选用单分型面注射模，侧浇口自动脱模结构。模具的型腔选择一模四腔结构，浇注系统采用侧浇口成形，推出形式为推件板推出机构完成塑件的推出。塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计查阅了大量的专业资料和书籍，丰富了设计过程。关键词： 注射成型，侧浇口，型芯ABSTRACT Here to enter the need to turn over a source of plastic materials, low price, quality and performance characteristic
6、s. it is in computers and mobile phones, cars and electrical and electronics, instruments, appliance and products manufacturing is an alternative to the role of the most widely used. an injection is a thermoplastic - concrete shape of the main method, the scope of application is very large.Been shap
7、ing the plastic materials in rolls of the material being heated, which has become a highly fluid bolts, or as the pressure of tools, the melted by regulated by a high pressure injection mould of form, after a cooling and solidify, and then die from the adjustment, as of plastic.The product is of dai
8、ly use of plastic bottle, and with high practicability. the product design for mass production, the design molds to have high molding efficiency, the system can automatically release, in addition to ensure the quality of the surface forms a side gate and therefore use single cent for the injection,
9、the side gate automatically release the structure of the type. the machine mold is a choice of a module four chambers structure, the system uses the side gate to push out of shape, form a board with the agency to complete the forms of the launch of the process. Key words:injection;side gate;a core.绪
10、论1.本课题的意义、目的及应达到的要求本设计主要意义是在我们学习完模具设计与制造的所有专业课之后，总结条理以前我们所学的知识，使之成为一个系统的理论体系，以便于我们在以后的工作中使用。同时也让我们对模具的设计与制造有了初步的了解，掌握了查阅资料和使用工具书以及手册的能力。 【1】 本设计的目的是在学生毕业前夕，将通过毕业实习和毕业设计的实践性环节，对医学知识进行全面的总结和应用，提高综合能力的培训以及扩大模具领域的新知识。具体的要求是：1 系统总结，巩固过去所学的基础课和专业课知识。2 运用所学的知识解决模具技术领域内的实际工程问题，以此进行综合知识的训练。3 通过某项具体工程设计和实验研究，
11、达到多种综合能力的培养，掌握设计和科研的基本过程和基本方法。提高和运用与工程技术有关的人文科学，价值工程和技术经济的综合知识。2 本课题的国内外现状 2.1我国塑料模具工业的发展现状我国的模具工业的发展,日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电器、仪器仪表、家电和通讯等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形这些行业是模具行业的主要服务领域。用模具生产的制件具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点，是其他加工方法所不及的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量和新
12、产品的开发能力。从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模.整体来看，中
13、塑料模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。2.2我国塑料模具工业的发展趋势据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近
14、年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网络机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点
15、。逆向工程2.5实体三维数据的扫描在进行逆向工程时，三维扫描是最基本的一步。它是获得原始点云数据的最直接的方法，也是最理想的方法。原始点云数据是后面进行逆向处理的根本依据，因此三维扫描得到点云数据的好坏直接影响到逆向建模的成功与否。本课题是使用三坐标扫描仪对实体康师傅瓶盖进行全方位扫描，最终获得点云数据：2.6点云处理通常扫描后得到的测量数据是由大量的三维坐标点所组成，根据扫描仪的性质、扫描参数和被测物体的大小，由几百点到几百万点不等，这些大量的三维数据点称为点云测量数据处理在反求工程CAD建模过程中占有重要地位是关键技术之一；由三坐标测量机或激光扫描仪所测得的数据点之间，通常没有相应的显示拓
16、扑关系。只是一大群空间散乱点。扫描得到的产品外形数据会不可避免的引入数据误差，尤其是尖锐边和边界附近的测量数据，测量数据中的坏点，可能使该点及其周围的曲面片偏离原曲面，所以要对原始点云数据应进行预处理，在进行CAD模型重建之前需要对其进行预处理。数据预处理包括：多视拼合、噪声处理、精减数据点云、数据点云分割与重组、特征抽取、对点云数据的排序矢量化。(1)多视拼合：用于将多次测量获得数据融合到统一坐标系中，即进行坐标归一化处理。(2)消除噪声：由于实际测量中受到各种人为和随机因素的影响，使得测量结果包含噪声，有必要对测量的点云进行平滑滤波，通常采用高斯、平均或中值滤波，提高点云的光顺程度。(3)
17、精减点云：测量中的高密度点云，由于存在大量的冗余数据，会影响后期建模的光滑度，并影响加工质量。不同类型的点云可用不同的精减方式：对散乱点云可用随机采样法；对扫描线点云和多边形点云可用等间距缩减、倍率缩减、等量缩减、弦偏差等方法；对网格化点云可用等分布密度和最小区域法。(4)点云的排序：将原始测量点云按一定规则排序，使之在存储方向上具有方向性；多边形的点云经过排序后，可按排序方向判断轮廓的内外关系。本文中，同样要对各个“新云”进行排序操作，这样建立出来的曲面才有可能光顺。(5)点云的分割：点云数据分割是对测量数据按照一定原则划分为特征单一、互不重叠的区域，使每一块点云都能用一个数学函数来描述，是
18、反求工程CAD建模的关键。通常可用数学捕述的曲面类型有：解析曲面f平面、圆锥面、圆柱面、球面等)和自由曲面两种。对自由曲面分块的原则要求是：区域内的点云曲率没有突变，或是曲率虽有变化，但是沿某一方向上的变化情况一致。点云数据分割的关键是找到块的边界，分块时应注意块的数量要尽可能较少，以减少曲面拼接带来的困难。(6)特征抽取：对分块后的点云数据，构造出能表现曲面形状的空间曲线根据曲率变化，寻找点云中的边界、尖角、棱边、孔等突变特征再投影到点云，求出给定空间范围内的数据点，选取一定方式f插值或者拟合)建立边界线、特征线、截面线，根据这些已建立的大量曲线建立曲面的特征网格模型，形成模型框架。处理后的
19、点云图形如下：2.7曲面重构曲面重建可以说是逆向工程的另一个核心及主要的目的，是依据扫描得到的点云数据恢复曲面形状建立CAD数学模型的过程。在得到产品的数据后，以逆向工程软件进行点数据的处理，经过分门别类、群组分隔、点线面与实体误差的比对后，再重新建构曲面模型，产生CAD数据、制造或NC加工。目前在点云生成曲面的过程中，主要有三种曲面构造的方案：其一是以B-Spline或NURBS曲面为基础的曲面构造方案；其二是以三角Bezier曲面为基础的曲面构造方案；其三是以多面体方式来描述曲面物体。在逆向工程的技术发展中重要的是建立产品的CAD 模型，并由此可再进一步的到CAM处理和快速成型制造，而仿制
20、出产品的外形。一般而言，CAD模型是由许多不同的几何形状所组合而成，而每一种几何形状都有其特性。因此若要将产品应用逆向工程的技术，反求出此产品的原CAD 模型，并非单纯的使用一种方法即可完成，而须视此产品外形的几何特性，选择适当的处理方法，方可得出良好的几何形状，以满足产品外形的几何特性。由此可知，在曲面重建的过程中了解其曲面的特性及其曲面的数学模式，在对于我们重新建构曲面时可以帮助我们节省很多的时间以及提高将效率。2.8实体建模运用UG软件进行实体造型，两方面的良好结合才能构造精确的实体模型。(1)基于曲面的实体造型：如果曲面重构生成的曲面，其间隙在规定允许的范围内可将曲面沿着法线方向产生一
21、定的厚度，从而生成实体。此方法一般用于复杂自由曲面组成的实体，也是在反求工程中常用的实体造型方法。(2)基于体素特征的实体造型：通常将实体定义为简单的实体素的组合，采用布尔运算交、并、差实现这种组合此建模方式通常用于规则表面构成的实体。对于散乱型、网格型、线型等点云，很难用这种方法生成实体模型。使用UG进行实体建模的最终三维图形如下：2 塑件成型的工艺性分析一 工艺性分析 2.1 塑件的分析（1）外形尺寸 该模具壁厚1.0mm，塑件的尺寸不大，塑料的熔体流程不太长，适合于注射成型。（2） 精度分析 每个尺寸的公差不一样。有的属于一般的精度，有的属于高精度，就按实际公差进行计算。脱模斜度 PP属
22、于无定型塑料，成型收缩率较大，参考教材表2-10选择该塑件上型芯和凹模斜度为。1.1: 塑料的原材料分析 1(1)塑件材料选用HDPE是热塑性塑料，从使用性能上看，该塑料无毒，无味，无臭的白色颗粒，熔点为130，相对密度为0941-0960，它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好，介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。(2)从成型性能上HDPE熔点为142，分解温度为300；注塑温度的可调区间较大。注塑时，一般使用温度为180-230；因是烯烃类塑料，它不吸水，生产时，不需烘干，但为了产品质量，可用60温度烘干1hr，以排出浮水；聚乙烯的熔体粘度大，流长比小，
23、薄壁制品可能缺胶，因此，浇口和流道相对较大；制品易带静电，表面易吸埃。收缩率为16。1.2：塑件的结构和尺寸精度等级及表面质量分析（1）外形尺寸 该模具壁厚1.0mm，塑件的尺寸不大,符合HDPE的最小壁厚原则，HDPE的质软，所以可以强制脱模.所以在模具的设计和加工过程中要特别注意，防止出现缺陷,塑料的熔体流程不太长，适合于注射成型.从该制品的零件图可知；形状，结构对制件脱模要求较高，但对尺寸大小，产品精度和表面质量要求都不高。（1） 制品的精度等级；塑料制件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，此处塑料件未注公差，每个尺寸的公差不一样,有的属于一般的精度，有的属于高精度，就按
24、实际公差进行计算。（2） 制品的表面质量；塑料制件的精度等级较低，我们所要获得的制件对制品的表面质量除要求无缺陷，毛刺，无特殊要求，一般的模具制造工艺和注塑工艺就能满足要求。2.3 HDPE的注射成型过程及工艺参数2.3.1注射成型过程1） 成型前的准备。对HDPE的色泽、粒度和均匀度等进行检测，由于HDPE吸水性极小，成型前无需进行干燥。2） 注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。3） 塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为3050，处理时间为1620s。2.3.2注塑工艺参数1)
25、注塑机：螺杆式，螺杆转速为高螺杆转速（线速度为1.3m/s）是允许的，只要满足冷却时间结束前就完成塑化过程就可以；螺杆的扭矩要求为低1） 料筒恒温（）：220。2） 熔料温度（）：220280。3） 模具温度（）：2060。4） 注射压力（MPa）：80140MPa。5） 保压压力（MPa）：约为注射压力的30606） 注射速度：对薄壁包装容器需要高注射速度。7） 收缩率 1.22.5；8） 成型时间（S）：24.6（注射时间取1.6，冷却时间15，辅助时间8）。1.3：计算塑料制件的体积和质量计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数量。计算塑料制件的体积：V1= 2.254565
26、9 cm3=2.26 cm3查塑料注塑模结构与设计知HDPE密度为=0.940.97g/ cm3 .这里取=0.95g/cm3 由密度可得出单个制件的质量： W1=V=0.952.26 =2.147g3 行腔数目的决定及排布已知的体积V1或质量W1 ，又因为此产品属大批量生产的小型塑件，综合考虑生产率和生产成本等各种因素，初步确定采用一模十六腔平衡排布。排布图如下图所示：V塑=16 V1=162.26=36. 16 cm3W塑=16W1=162.147=34.35 g3.3.2 浇注系统凝料体积的初步估算由于浇注系统凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.21倍来估
27、算。由于本次设计采用了一级分流道、二级分流道、三级分流道和四级分流道，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.8倍来估算，故一次注入模具的型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统凝料和n个塑件体积之和）为 V总=1.8nV塑=1.836.16=65.088 cm34 注射机的初步选择根据上步计算出来的一次注入模具型腔的塑料总质量V总 =65.088cm3，并结合教材公式V公=V总/0.8得V公=81.36 cm3.。根据以上的计算，初步选定公称注射量为125 cm3 ，注射机型号为SX-ZY-125型注射机，其主要技术参数见下表3-1SX-ZY-125型注射机额定注射量(cm3)： 125螺杆直径(mm)：
28、 42注射压力(MPa)：120注射行程(mm)：115注射时间(s)：1.5注射方式：螺杆式 合模力kn：900最大注射面积(cm2)：320最大开（合）模行程(mm)：300模具最大厚度(mm)：300模具最小厚度(mm)：200喷嘴圆弧半径(mm)：12喷嘴孔径(mm)：43.3.4 注塑机的相关参数的校核1）注射压力校核。HDPE所需要的注射压力为80140Mpa，这里取P0=90Mpa，该注塑机的公称注射压力P公=120Mpa，注射压力安全系数k1=1.11.3，这里取1.2，则：k1 P0 =1.290=108P公，所以，注塑机注射压力合格。2）锁模力校核单个塑件在分型面上的投影面
29、积约为A1=915mm2，则 A塑=n A1=16915=14640mm2浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A浇数值，可以按照单型腔模的统计分析来确定。A浇是塑件在分型面上的投影面积A浇的0.10.3倍。这里取A浇=0.3 A塑 。塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积A总，则A总= A塑+ A浇=1.3A塑=19032 mm2=190.32 cm2320 cm2模具型腔内的膨胀力F胀 P模为型腔的平均注射压力。P模是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%40%，大致范围为1836Mpa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。HDPE属于高粘度
30、塑料及有精度要求的塑件，故P模取36Mpa F胀=A总P模=3619032=685152N=685.152kN查表可得该注塑机的公称锁模力F锁=900kN，锁模力的安全系数为k2 =1.11.2这里取1.2，则k2F胀=1.2 F胀=1.2685.152=822.182F锁，所以该注射机锁模力合格。结论：经校核螺杆式注塑机: SX-ZY-125.它的注射容量为125 cm3,注塑压力为120MPa,锁模力为900KN,均满足以上条件.4 浇注系统的设计3：浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井组成。浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的部分，设计时必须按如下原则：（1） 适
31、应塑料的工艺性（2） 排气良好（3） 流程要短（4） 避免料流直冲型芯或嵌件（5） 休整方便、保证塑件的外观质量（6） 防止塑件变形（7） 浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小，容积也应尽量小，这样可以减少塑料的耗量，又可以减少所需锁模力。（8） 浇注系统的位置应尽量与模具的轴线对称，浇注系统与型腔的布置应尽量减少模具的尺寸。1 主流道尺寸主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。根据XS-ZY-125型注塑机喷嘴的有关尺寸 喷嘴前
32、瓶孔径： d0=4mm 喷嘴前瓶球面半径： R0=12mm 根据模具主流道与喷嘴的关系： R=R0+（12）mm D=d0+(0.51)mm 取主流道的球面半径: R=14mm 取主流道的小瓶直径d=4.5mm 为了方便将凝料从主流道中拔出，将主流道设计为圆锥形式其斜度取13度经换算得主流道大瓶直径D=8mm。3.：主流道衬套的选取为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主流道衬套形式，选取材料为T8A，热处理以后的硬度为5357HRC，主流道衬套和定模的配合形式为H7/m6的过渡配合。分流道的设计：分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射率、分流道
33、的长度等因素来确定。由于该塑件的形状简单，熔料填充比较容易，为了加工容易起见，选用截面形状为半圆分流道，查表4-2（塑料成型工艺与模具设计83页）可知，HDPE塑料的分流道直径，取一级分流道半径R1=6mm，二级分流道半径R2=5mm，三级分流道半径R3=4mm，四级分流道半径R4=3mm.截面形状如下图：3.浇口设计：本设计采用点浇口注射模具，可以实现塑料件与浇口凝料的自动拉断，减少人工操作，使塑料注射成型生产的自动化程度提高。浇口最小半径为：0.5mm，由于浇口小，熔体通过点浇口时流速增大，前后压差大，提高了充模的速度，从而可获得外表清晰，有光泽的制品。1 分型面的选择分型面为定模与动模的
34、分界面。合理地选择分型面是使塑件能完好的成形的先决条件。分型面的选择原则l 使塑件在开模后留在有动模上；l 分型面的痕迹不影响塑件的外观；l 浇注系统，特别是浇口能合理的安排；l 使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；l 使塑件易于脱模。根据模具分型面的选择原则，选择下图所示两种分型方式：经分析如照左图分型，型腔结构简单，降低了模具加工的难度，有利与推出机构的设计，但需要较大的注射压力，如照右图分型，塑件能够较好的留在型芯上，但是塑件的外观质量不好，容易在分型面处形成飞边，且加大了模具的加工难度。经考虑后，选左图的分型方式比较好。4.排气系统的设计在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则
35、，熔融的塑料流体进入模具型腔内，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。排气方式有两种：开排气槽排气，利用和模间隙排气。由于瓶盖注塑模是小型内抽心模具，可直接利用分型面和镶拼间隙进行排气，而不需在模具上开设排气槽。5 成型零件的结构设计5.1成型零件的结构设计（1）凹模的结构设计凹模是成型制品的外表面的成型零件。根据对塑件的结构分析，本设计采用整体嵌入式凹模。 （2）凸模的结构设计凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析，凸模需要加工一个深而且窄的凹槽，如果选择整体式加工工艺较复杂，选用组合式加工工艺
36、就简单的多，经分析选择组合式凸模，图形如下：5.2 成型零件钢材的选用根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型塑件要有足够的刚度、强度、耐磨性以及良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能选用选用45号钢。6成型零件尺寸的计算1：型芯、型腔尺寸的计算查表1-3（塑料注射模具设计技巧与实例）可知，查得HDPE塑料的收缩率q=1.5%3.0%，故平均收缩率为q=S+S=（1.5+3.0）%/2=2.25%，考虑到工厂模具制造的条件，模具制造公差取z=/3。 、凹模有关尺寸的计算径向尺寸D=D(1+S)-(3/4)= 34(1+0.0225)-(3/4)0.86=34.12深度尺寸H=H(1
37、+S)-(2/3)= 12(1+0.0225)-(2/3)0.50=11.94 、凸模有关尺寸的计算径向尺寸d=d(1+S)+(3/4) = 32（1+0.0225）+（3/4）0.86=33.37深度尺寸h=h(1+S)+ (2/3)= 11(1+0.0255)+( 2/3) 0.50=11.587导向机构的设计导柱导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱导套。导向机构的主要作用是：a、 定位作用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确，在模具的装配过程中也起定位作用，便于装配和调整。 b 、导向作用 合模时，首先
38、是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。c 、承载作用 承受一定的侧向压力。d 、保持运动平衡作用 保证开合模时运动平衡。本模具所形成型的塑件比较简单，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模具本身自带的导柱导套定位机构。8 脱模推出机构的设计7.1 脱模机构设计原则（1）塑件滞留于动模边，模具开启后应使塑件及浇口凝料滞留于带有脱模装置的动模上，以便脱模装置在注射机推杆的驱动下完成脱模动作。（2）保证塑件不变形损坏，正确分析塑件对凹模或型芯的附着力的大小及其所在部位，有针对性的选择合适的脱模方法和脱模位置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。型芯由于塑件收缩时
39、对其包紧力最大，因此推出的作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应该作用于塑件刚度和强度最大的部位，作用面也应该尽可能大一些。（3）力求保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，在采用推杆脱模时尤其要注意这个问题。7.2 推出方式的确定本塑件采用推杆脱模机构。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。由于该零件尺寸较小，为保证脱模时塑件运动平稳，凭经验确定顶杆直径为d=8mm.7.3 顶杆截面直径的校核 （1）脱模力的计算顶杆的受力状态可简化为一端固定一端铰支的压杆稳定性力学模型，其脱模力的
40、计算公式为：式中 E-塑料的弹性模量（911MPa）；L -型芯或凸模被包紧部分的长度（118）；-脱模斜度（）；S -塑料成型的平均收缩率（2.25%）；f-摩擦系数，一般取0.5；t-塑件的壁厚(1.0)；-由与f决定的无因次数，；-塑料的泊松比（0.43）；A-塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（915）。代入数据得： F脱=17631.48N7.4推杆的直径计算及强度校核1 推杆的直径计算d=k( L2 F脱)/(nE) 1/4式中L-推杆长度（123）；-推杆数量为1；E-推杆材料的弹性模量（）；k是安全系数，取k=1.5。代入数据得： d=8.60mm2 推杆强度校核d4 F脱
41、/（3.14n） 1/2=8.37mm经校核合格。其中，是推杆材料的许用压应力值（），查塑料模设计手册。7.5 推出机构的复位脱模机构在完成塑件的顶出运动后，为进行下一个循环运动必须回复到初始位置，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。本设计采用复位杆加弹簧复位。8.2 冷却系统的简单计算（1）单位时间内注入模具中的塑料熔体总质量W1）塑料制品的体积 V总=V塑+V主=36. 16+28.93=65.0882）塑料制品的质量 m= V总=65.0880.95=61.83g=0.06183kg3）由于塑件的壁厚为1mm，可查表，取综合冷却时间t冷=15s，取注塑时间t注=1.6s，辅助时
42、间t辅=8s，则注塑周期：t= t冷+ t注+ t辅=15+1.6+8=24.6s。由此得每小时注射次数：N=(3600/24.6)次=146次 4）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量：=1460.06183=9.03kg/h（2）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量Q5 查表4-35直接可知聚乙烯的单位热流量Q5的值的范围在（590-690）KJ/kg 之间。故可取=650KJ/kg。（3）计算冷却水的体积流量qv 设冷却水道入口的水温为,出水口的水温为，取水的密度，水的比热容为C=4.187/(kg),则根据公式可得：=(9.03650)/(6010004.1873)=7.7810-
43、3m3/min（4）确定冷却水路的直径d 当=7.7810-3m3/min时，为了使冷却水处于湍流状态，取模具冷却水管的直径 d=6mm。（5）冷却水在管内的流速 =(47.780.001)/(603.140.0060.006)=4.59m/s（6）求冷却管壁与水交界面的膜传热系数 h 因为平均水温为23.5，查表4-31可得，则有： =4.19KJ/m（7）计算冷却水通道的导热总面积 A A=9.03650/(4190023.5)=0.0060m2（8）计算模具所需冷却水管的总长度 L L= =0.0060/(3.140.008)=0.238m=238mm（9）冷却水路的根数X设每条水路的长度为=446mm.则冷却水路的根数为 X=238/44