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江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
綜合畢業(yè)實踐說明書（論文）
標(biāo)題： 塑料套筒注射模設(shè)計
系 別： 機電工程系
專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造
學(xué) 號： 0810403226
姓 名： 王晶晶
指導(dǎo)教師： 陳青云
2011年 5月 15日
28
摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)是完成塑料套筒注射模設(shè)計。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求及企業(yè)生產(chǎn)的實際情況，和應(yīng)用CAD進行塑料套筒的注射模設(shè)計。本次設(shè)計通過分析塑料套筒的工藝性，結(jié)構(gòu)性，從而設(shè)計出塑料套筒的注塑模具結(jié)構(gòu)，并通過型腔壓力和鎖模力的計算，選擇注塑機，給出了相關(guān)工藝參數(shù)，為了降低模具成本，提高生產(chǎn)效率、對于有國家標(biāo)準(zhǔn)的零件，本設(shè)計均采用標(biāo)準(zhǔn)件，其中包括注塑模標(biāo)準(zhǔn)模架；標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱、導(dǎo)套等。對于有推薦尺寸的零件，均選用推薦值設(shè)計，如澆口套等。
關(guān)鍵詞：塑料套筒、注塑機、分型面、凹模、型腔
目 錄
摘 要 1
目 錄 2
引 言 5
1 塑件工藝性分析 6
1.1塑件成型工藝分析 6
1.1.1材料的基本性能 6
1.1.2材料的成型工藝特性 6
1.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 6
1.2.1塑件的尺寸精度分析 6
1.2.2塑件表面質(zhì)量分析 8
1.2.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 8
1.2.4塑件的生產(chǎn)批量 9
2 關(guān)于注射機 9
2.1計算塑件體積和質(zhì)量 9
2.1.1塑件的體積計算 9
2.1.2塑件的質(zhì)量計算 9
2.2初選注射機 9
2.3確定型腔數(shù)量 10
2.4確定注射成型的工藝參數(shù) 10
3 分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 11
3.1分型面的選擇 11
`3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計 11
3.2.1主流道和定位圈的設(shè)計 12
3.2.2澆口的設(shè)計 13
3.2.3分流道的設(shè)計 13
3.2.4冷料穴的設(shè)計 14
4 模具設(shè)計方案論證 14
4.1型腔布置 14
4.2成型零件的結(jié)構(gòu)確定 15
4.2.1凹模設(shè)計 15
4.2.2凸模設(shè)計 15
4.3導(dǎo)向定位機構(gòu)的設(shè)計 15
4.4推出機構(gòu)設(shè)計 15
5 主要零部件的設(shè)計計算 16
5.1成型零件尺寸計算 16
5.1.1型腔計算 16
5.1.2型芯計算 16
5.1.2型芯計算 18
5.2模具型腔壁厚的確定 18
6 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 18
6.1模板的周界尺寸的確定 18
6.2 A板厚度的確定 19
6.3 B板厚度的確定 19
6.4 C板厚度的確定 19
6.5 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 19
7 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的加工 19
7.1導(dǎo)柱的加工 19
7.1.1用兩頂尖孔定位裝夾 20
7.1.2用外圓柱表面定位裝夾 20
7.1.3外圓與頂尖相結(jié)合的定位裝夾 20
7.1.4影響導(dǎo)柱車削加工質(zhì)量的因素 20
7.2導(dǎo)套的加工 21
8模具總裝圖 21
8.1 模具總裝圖 21
8.2 模具的安裝試模 23
結(jié)束語 25
致 謝 26
參考文獻 27
塑料套筒注射模設(shè)計
引 言
塑料制品在人們的生活中以及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的到日益廣泛的運用。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，社會對塑料制品的需求也越來越大，若要生產(chǎn)出比較好的塑料制品，那就必須有先進的塑料模具，因此，對模具的設(shè)計和生產(chǎn)又成為人們關(guān)注的焦點。
該零件是套筒，該產(chǎn)品目前的市場需求很大，價格較低，市場競爭力大，改進前該產(chǎn)品的模具采用側(cè)澆口，虛人工切除凝料，提高了成本。從模具的角度考慮，要想降低成本，需設(shè)計全自動脫落式的模具。該產(chǎn)品要求精度一般，結(jié)構(gòu)簡單，可設(shè)計成多模腔以提高生產(chǎn)率。關(guān)鍵是怎樣實現(xiàn)全自動脫模，從而省去人工切除凝料的過程。本文還論述塑料零件的注射成型工藝的選擇、模具主要零部件的加工工藝規(guī)程的編制及模具裝配與試模的工藝方法等。
1 塑件工藝性分析
1.1塑件成型工藝分析
1.1.1材料的基本性能
聚丙烯無色、無味、無毒、密度僅為0.90～0.91g/cm3。它不吸水，光澤好易著色。
聚丙烯屈服強度、抗拉強度、抗壓強度和硬度及彈性比聚乙烯好。聚丙烯熔點為164～170°C以上的溫度下進行消毒滅菌。其低溫使用溫度過-15°C低于-35°C時會脆裂。聚丙烯的高頻絕緣性能好，絕緣性能不受溫度的影響，但在氧、熱、光的作用下極易解聚，老化，所以必須加入防老化劑。
1.1.2材料的成型工藝特性
成型收縮率大，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形，方向性強；流動性極好，易于成型；熱容量大，注射成型模具必須設(shè)計能充分進行冷卻的冷卻回路，注意控制成型溫度。聚丙烯成型的適宜模溫為80°C左右，不可低于50°C，否則會造成成型制件表面光澤差或產(chǎn)生熔接痕等缺陷。溫度過高會產(chǎn)生翹曲和變形。
1.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性
1.2.1塑件的尺寸精度分析
1）型芯徑向尺寸22+0.25 -0.2
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT4；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT4等于材料的精度等級故該尺寸公差合理。
2)型芯徑向尺寸28+0.28 -0.24
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT4；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT4等于材料的精度等級故該尺寸公差合理。
3）型芯深度尺寸32+0.25 -0.2
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT4；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT4等于材料的精度等級故該尺寸公差合理。
4）型芯深度尺寸14+0.28 -0.26
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT5；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT5小于材料的精度等級故該尺寸公差合理
5）型芯深度尺寸22+0.34 -0.24
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT5；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT5小于材料的精度等級故該尺寸公差合理
6）型芯高度尺寸10+0.28 -0.26
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT4；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT4等于材料的精度等級故該尺寸公差合理。
7）型芯高度尺寸5+0.34 -0.24
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT6；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT6小于材料的精度等級故該尺寸公差合理
8）型腔徑向尺寸24+0.25 -0.24
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT4；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT4等于材料的精度等級故該尺寸公差合理。
9)型腔徑向尺寸30+0.36 -0.14
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT4；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT4等于材料的精度等級故該尺寸公差合理。
10）型腔徑向尺寸34+0.28 -0.24
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT4；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT4等于材料的精度等級故該尺寸公差合理。
11）型芯深度尺寸16+0.34 -0.24
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT5；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT5小于材料的精度等級故該尺寸公差合理
12）型芯深度尺寸24+0.25 -0.20
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT5；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT5小于材料的精度等級故該尺寸公差合理
13）型芯高度尺寸12+0.18 -0.14
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT4；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT4等于材料的精度等級故該尺寸公差合理。
14）型芯高度尺寸5+0.28 -0.26
由模具材料及熱處理中表1-2查得該尺寸的精度等級為MT6；
由模具材料及熱處理中表1-3查得聚丙烯塑料的一般精度為MT4；
由于尺寸的精度等級MT6小于材料的精度等級故該尺寸公差合理
1.2.2塑件表面質(zhì)量分析
對該塑件表面沒有特殊要求。一般情況下，外表面要求光潔，表面粗糙度Ra可以取1.6um，沒有特殊要求的塑件內(nèi)部表面粗糙Ra可取32um。
1.2.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
①脫模斜度分析
由模具材料及熱處理表1-5查得該制件行腔脫模斜度一般為25′～45′，型芯的脫模斜度為20′～45′，而該制件的脫模斜度為35′，滿足要求。
②壁厚分析
制件的厚度大小一樣，都是5mm，比較均勻，有利于成型。
③加強肋分析
該制件高度較小，壁厚適中，可不設(shè)加強肋。
④支承面和凸臺
該制無整體支承面和凸臺
⑤圓角分析
該制件內(nèi)外表面連接處有圓角。
⑥孔的分析
該制件的表面有一個∮12+0.18 -0.14mm的孔成型方便。
⑦塑件的側(cè)孔和側(cè)凹分析
該制件無側(cè)孔和側(cè)凹。
⑧塑件的金屬鑲嵌件分析
該塑件無金屬鑲嵌件。
⑨塑件的螺紋分析
該塑件無螺紋。
⑩塑件的文字、符號及標(biāo)記分析
該塑件無文字、符號及標(biāo)記。
通過以上分析可見，注射時在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，制件的成型要求得到保證。
1.2.4塑件的生產(chǎn)批量
該塑件的生產(chǎn)類型的大批量生產(chǎn)，因此在模具設(shè)計中要求高塑件的生產(chǎn)率、傾向于采用多型腔，高壽命，自動脫模模具，以便降低成本。
2 關(guān)于注射機
2.1計算塑件體積和質(zhì)量
2.1.1塑件的體積計算
經(jīng)計算（計算過程略）得到塑件的體積為V≈11201mm3
2.1.2塑件的質(zhì)量計算
經(jīng)計算W=0.9x11.021≈9.9g
由于塑件采用注射成型加工，使用一模四腔分布，因此可計算出一次注射成型過程所用塑料量為：W=4w+w廢料=4*9.9=9.9*20%=41.58g。
2.2初選注射機
根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑件的品種，塑件結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)，注射模具尺寸大小因素，參考現(xiàn)有設(shè)備，初選HCHT5型螺桿式注塑機。注射劑的主要參數(shù)的選擇如表所示。
表2-2
主要參數(shù)項目
參數(shù)數(shù)值
最大注射量/cm3
122
注射壓力/mpa
181
鎖模力/kn
75
最大模具厚度/mm
320
最小模具厚度/mm
100
最大開模行程/mm
70
定位圈直徑/mm
100
2.3確定型腔數(shù)量
考慮到該注射機的額定注射量為122cm3，本設(shè)計中的塑件結(jié)構(gòu)簡單，單個塑件的體積約為11cm3，注射機的額定注射量限制成型該塑件的最多數(shù)量為4，而該塑件的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，為滿足注射機要求決定采用一模四件的模具結(jié)構(gòu)，型腔布置在型腔版的兩側(cè)這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。
2.4確定注射成型的工藝參數(shù)
根據(jù)所選用塑件的特性和本設(shè)計中塑件自身的成型特點，查閱資料[I]得注射成型工藝參數(shù)見下表：
表2-4塑件的注射成型工藝參數(shù)
工藝參數(shù)
內(nèi)容
工藝參數(shù)
內(nèi)容
預(yù)熱和干燥
成型時間/s
注射時間
1～5
料筒溫度t/℃
后段
150～170
保壓時間
5～10
中段
180～190
螺桿溫度n/(r/min)
前段
190～205
續(xù)表2-4
噴嘴溫度t/℃
170～190
后處理
方法
—
模具溫度t/℃
40～60
溫度t/℃
—
注射溫度t/℃
60～100
時間/h
—
雖然塑件體積、壁厚不大，但該塑件生產(chǎn)類型為大批量，加上低密度聚丙烯比熱容大，冷卻速度慢，成型時必須充分冷卻，模具設(shè)計時要求有冷卻系統(tǒng)，所以該模具應(yīng)采用冷卻水強制冷卻，冷卻要均勻，以縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。
3 分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計
3.1分型面的選擇
該塑件為塑料套筒注射模，外形表面質(zhì)量要求高，在選擇分型面時，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，便于清除毛刺及飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，分模后塑件留在動模一側(cè)及便于取出塑件等因素，分型面選擇在塑件外形輪廓的最大處。分型面的結(jié)構(gòu)尺寸圖如下圖所示。
圖1分型面的結(jié)構(gòu)圖
`3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計
澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成，考慮到塑件的外觀要求較高，外表面不允許有成型斑點和熔接痕，以及一模四腔的布置等因素，澆口采用方便加工修整，凝料去除容易且不會在塑件外壁留下痕跡的側(cè)澆口，模具采用單分型面結(jié)構(gòu)兩板模，模具制造成本比較容易控制在合理范圍內(nèi)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計如圖2所示。
圖2澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖
3.2.1主流道和定位圈的設(shè)計
主流道與注射機的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計成獨立可折卸更換的澆口套分開設(shè)計。澆口套的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3澆口套結(jié)構(gòu)圖
查資料得到HCHT5型注射機與噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面半徑SR0=8mm，噴嘴孔直徑d0=16mm，定位圈直徑為∮100為保證模具主流道與噴嘴的緊密接觸，避免溢料，主流道與噴嘴的關(guān)系為SR=SR0+(1～2)，d=d+0.5。因此，取主流道球面半徑SR=2mm，主流道的水端直徑d=2.5mm。
為了便于將凝料從主流道中拔出，應(yīng)將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為2°～4°，計算其大端直徑約為∮10mm，為避免模內(nèi)的高壓塑料產(chǎn)生過大的反壓力，配合段直徑D不宜過大，取D=25mm，同時為了使熔料順利進入分流道出料端設(shè)計R2的圓弧過渡；為補償在注射機噴嘴沖擊力作用下澆口套的變形，將澆口套的長度設(shè)計得比模板厚度短0.02mm；澆口套外圓盤軸肩轉(zhuǎn)角半徑R宜大一些，取R=3mm，以免淬火開裂和應(yīng)力集中。
定位圈是安裝模具時做定位用的，查資料得HCHT5型螺桿式注射機的定位圈直徑為∮100mm，一般定位圈高出定模座板表面5～10mm。
由于澆口套與定位圈均屬于注射模具的通用件，所以澆口套和定位圈應(yīng)采用推薦尺寸。澆口套和定位圈的詳細設(shè)計見后面的介紹零件圖。
3.2.2澆口的設(shè)計
根據(jù)塑件的外觀要求及型腔分布情況，選用如下圖所示的側(cè)澆口，從塑件的底側(cè)中部進料，去除凝料時不會在塑件的外壁留下澆口痕跡，不影響塑件的外觀。
圖4澆口結(jié)構(gòu)圖
Ⅱ=2.0～3.0mm，取l1=2.5mm；
Ⅰ=（0.6～0.9）+b/2,取l=2mm；
澆口深度t=0.5～2.0mm，取t=1.0mm；
澆口寬度b=（0.6～0.9）﹢A/30mm取b=4mm。
3.2.3分流道的設(shè)計
本方案采用U形斷面分流道，在一塊模板切削加工容易實現(xiàn)，且比表面積不大，熱量損失和阻力損失太大。查相關(guān)經(jīng)驗表格得聚丙烯的分流道推薦直徑為5～10mm內(nèi)取∮8mm。分流道的結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。
圖5分流道結(jié)構(gòu)圖
3.2.4冷料穴的設(shè)計
采用帶Z形頭拉料桿的冷料穴，將其設(shè)置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼起開模分型時將凝料從主流道中拉出留在動模一側(cè)，稍做側(cè)向移動便可取出凝料的作用。冷料穴的結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。
圖6 l-主流道；2-冷料穴；3-拉料桿
4 模具設(shè)計方案論證
4.1型腔布置
對于一模多件的模具型腔布置，在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短，模具結(jié)構(gòu)緊湊，模具能正常工作的前提下，盡可能使模具型腔對稱均衡、取件方便。本方案的模具采用一模四腔、型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)。型腔嵌件如下圖7所示。
圖7型腔嵌件
4.2成型零件的結(jié)構(gòu)確定
動模固定板如下圖8所示
圖8動模固定板
4.2.1凹模設(shè)計
采用整體嵌入式凹模，放在定模板一側(cè)，主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材料，方便熱處理、方便日后的更換維修等方面考慮的。
4.2.2凸模設(shè)計
型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計采用組合式，可節(jié)省貴重模具鋼，減少加工工作量。成型塑件內(nèi)壁的大型芯裝在動模板上方便型芯的制作安裝，塑件飛邊的去除。
4.3導(dǎo)向定位機構(gòu)的設(shè)計
由于塑件基本對稱且無單向側(cè)壓力，所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可滿足合模導(dǎo)向及閉模的定位。
4.4推出機構(gòu)設(shè)計
根據(jù)塑件套筒的形狀特點，其推出機構(gòu)可采用推件板推出或推件桿推出。其中推件板推出結(jié)構(gòu)可靠，頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量，但制造困難，成本高；推桿推出結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件內(nèi)部型腔上留下頂出痕跡，但不影響塑件外觀，所以采用推桿推出機構(gòu)。
5 主要零部件的設(shè)計計算
5.1成型零件尺寸計算
成型零件尺寸均按平均值法計算，查有《塑料模具設(shè)計指導(dǎo)與資料匯編》表7-7得pp的收縮率為1.0%～2.5%，故平均收縮率SCP=（1.0+2.5）%/2=1.75%=0.0175，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取&z=△/3。成型零件尺寸計算：
5.1.1型腔計算
徑向尺寸：
(1)32+0.25 -0.2.mm→32.250 -0.450mm
LM1=(LS+LS*SCP-3/4△)+&z 0
=(32.25+32.28*0.0175%-3/4△) +&z 0
=32.48+0.15 0mm
(2)28+0.28 -0.24mm→28.280-0.52mm
LM2=(LS+LS*SCP-3/4△) +0.17 0
=(30.36+30.36*1.75%-3/4*0.5)+0.17 0
=28.38+0.17 0mm
深度尺寸：
(1)14+0.28 -0.26mm→14.28+0 -0.54mm
HM1=(HS+HS*SCP-2/3△) +&z 0
=(16.34+16.34*1.75%-2/3*0.6)+0.2 0
=14.17+0.18 0mm
(2)22+0.24 -0.24mm→22.280 -0.58mm
HM2=(HS+HS*SCP-2/3△) +&z 0
=(24.25+24.25*0.0175-2/3*0.45)+0.15 0
=22.28+0.11 0mm
由上計算可得型腔的徑向尺寸為32.48mm、28.38mm；深度尺寸為14.17mm、22.28mm.
5.1.2型芯計算
徑向尺寸計算：
(1)∮22+0.25 -0.20mm→∮21.8+0.45 0mm
lm1=(ls+ls*scp+3/4△)0 -&z
=(24.20+24.20*0.0175+3/4*0.45)0 -0.15
=22.520 -0.15mm
(2)∮10+0,28 -0.26mm→∮9.74+0.54 0mm
lm2=(ls+ls*scp+3/4△) 0 -&z
=(11.86+11.86*0.0175+3/4*0.32)0 -0.10
=10.320 -0.18mm
高度尺寸計算
5+0.34 -0.24mm→4.76+0.58 0mm
hm=（hs+hs*scp+2/3△）0 -&z
=(4.74+4.74*0.0175+2/3*0.54)0 -0.18
=5.230 -0.18mm
徑向尺寸：
(1)34-0.24 +0.28mm→340.28 -0.520mm
LM1=(LS+LS*SCP-3/4△)+&z 0
=(34.28+34.28*1.75%-3/4*0.52)+0.17 0
=34.49+0.17 0mm
(2)30+0.36 -0.14mm→30.360 -0.50mm
LM2=(LS+LS*SCP-3/4△)+&z 0
=(30.36+30.36*1.75%-3/4*0.5)+0.17 0
=30.52+0.17 0mm
深度尺寸：
(1)16+0.34 -0.24mm→16+0.34 -0.60mm
HM1=(HS+HS*SCP-2/3*△)+&z 0
=(16.34+16.34*1.75%-2/3*0.6)+0.2 0
=16.22+0.2 0mm
(2)24+0.25 -0.20mm→24.250 -0.45mm
HM2=(HS+HS*SCP-2/3*△)+&z 0
=(24.25+24.25*0.0175-2/3*0.45)+0.15 0
=24.37+0.15 0mm
由上計算可得：型芯的徑向尺寸為22.52mm、10.32mm、34.49mm、30.52mm；深度尺寸為16.22mm、24.37mm；高度尺寸為52.23mm.
5.1.2型芯計算
徑向尺寸計算：
(1)∮24+0.25 -0.20mm→∮24.20+0.45 0mm
lm1= (ls+ls*scp+3/4△)0 -&z
=(24.20+24.20*0.0175+3/4*0.45)0 -0.15
=24.960 -0.15mm
(2)∮12+0,18 -0.14mm→∮11.86+0.32 0mm
lm2=(ls+ls*scp+3/4△) 0 -&z
=(11.86+11.86*0.0175+3/4*0.32)0 -0.10
=12.030 -0.10mm
高度尺寸計算
5+0.28 -0.26mm→4.74+0.54 0mm
hm=（hs+hs*scp+2/3△）0 -0.18
=(4.74+4.74*0.0175+2/3*0.54)0 -0.18
=5.180 -0.18mm
由上計算可得：型芯的徑向尺寸為24.96mm、12.03mm；高度尺寸為5.18mm.
5.2模具型腔壁厚的確定
采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)法，依據(jù)直徑∮34mm查閱《塑料模具設(shè)計指導(dǎo)與資料匯編》表9-25得該型腔的推薦壁厚為36mm。
6 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇
6.1模板的周界尺寸的確定
模板周界尺寸如圖9所示。
圖9 模板周界尺寸圖
由《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表1-27查得S=8+18=26mm；
t=（1/3～1/4）S=1/3*26=8mm；
l=2S+2A+t=2*26+2*34+8=128mm；
N=2S+2B+t=2*26+2*34+8=128mm；
因此型腔板周界尺寸為N*L=128*128；
模板周界的調(diào)整：
如圖分流道的分布:一級分流寬度為8mm
二級分流寬度為8mm
交口長度為1mm
由上述得L=128+（26-10）=146
由《塑料成型工藝與模具設(shè)計》[II]表8-27查得L為180mm、W為200mm。
6.2 A板厚度的確定
由型腔深度24mm查得《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表8-27得A取30mm。
6.3 B板厚度的確定
由《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表8-27查得B取30mm。
6.4 C板厚度的確定
由《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表8-27查得H5=13mm、H6=15mm。
推出空間=24+5+5=34mm；
C=13+15+34=62mm；
C取70mm。
6.5 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇
綜合考慮，本塑件采用一模四腔平衡布置直澆口一次分型結(jié)構(gòu)，推出機構(gòu)為推桿推出，且型芯的形式為鑲拼組合式。
因此選用A型模架，標(biāo)記為：
模架A1818—30*30*70 GB/T12555-2006。
7 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的加工
7.1導(dǎo)柱的加工
為了保證導(dǎo)向精度，除了要求保證導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合部分的尺寸精度外，還應(yīng)保證配合表面間的同心度以及導(dǎo)套內(nèi)外表面的同心度。
導(dǎo)柱用棒料車制，熱處理后修復(fù)中心孔，在外圓磨床上磨削，磨削時，應(yīng)在一次裝夾中將導(dǎo)柱的表面磨出，以保證兩個配合面的同心度。
導(dǎo)套也是用棒料車制，熱處理后進行磨削。磨削時，首先在內(nèi)圓磨床上以外圓定位磨內(nèi)孔，然后將導(dǎo)套固定在心軸上，以內(nèi)孔定位在外圓磨床上磨外圓，這樣就保證了內(nèi)外表面間的同心度，符合互為基準(zhǔn)原則。
為保證導(dǎo)柱、導(dǎo)套耐磨且中心部分具有良好的韌度，通常采用20號低碳鋼制造。熱處理時一般進行滲碳淬火，其表面滲碳深度為0.8～1.2mm。導(dǎo)柱零件的材料還有T8A及T10等，對于這些材料，采用熱處理淬火即可達到規(guī)定的硬度要求。
導(dǎo)柱外圓柱配合表面的加工路線為：粗車—半精車—熱處理—粗磨—精磨（IT6～IT7，Ra0.4～0.8um）
對于一般精度要求的導(dǎo)柱，其外圓配合表面可按上述加工路線加工至精磨即可。
7.1.1用兩頂尖孔定位裝夾
導(dǎo)柱零件的設(shè)計基準(zhǔn)通常為軸心線，所以用兩端頂尖孔裝夾符合基準(zhǔn)原則同
時用作基準(zhǔn)面的頂尖孔可在后續(xù)的磨削加工中心重復(fù)使用，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，同時用作基準(zhǔn)面的頂尖孔裝夾加工導(dǎo)柱可以有效地消除加工誤差。該裝夾方式在導(dǎo)柱零件加工中應(yīng)用非常普遍。
兩頂尖孔裝夾導(dǎo)柱，不需要找正。，用精度較高，但必須通過雞心夾頭或拔盤帶動導(dǎo)柱旋轉(zhuǎn)，用雞心夾頭裝夾時會增加加工頂尖孔的工序和工步。
7.1.2用外圓柱表面定位裝夾
用三爪卡盤直接裝夾不需要找正，加工出的回轉(zhuǎn)表面與夾持表面的同軸度誤差一般在0.05mm內(nèi)。
7.1.3外圓與頂尖相結(jié)合的定位裝夾
當(dāng)導(dǎo)柱直徑與長度均較大時，通常采用一端用三爪卡盤，另一端用頂尖（簡稱一夾一頂）裝夾，一夾一頂裝夾可提高導(dǎo)柱在加工過程中的剛性。
7.1.4影響導(dǎo)柱車削加工質(zhì)量的因素
車削毛坯的準(zhǔn)備工作主要有校直，切斷，加工端面和鉆孔等。校直分別為冷校直和熱校直兩種方法，目的在于減少毛坯的彎曲度。熱校直是熱加工工序，在毛坯車間進行；冷校直可在壓力機上進行，細長的棒料用專用的校直機校直。冷校直后，毛坯內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力，會使零件在加工或使用過程中產(chǎn)生新的變形，因此，對于技術(shù)要求非常高的導(dǎo)柱零件一般不允許采用冷校直。在鉆頂尖孔前，要特別注意，先加工端面，以免鉆頭引偏或打斷。
頂尖孔的幾何形狀誤差過大，會加速頂尖孔的磨損，使工件旋轉(zhuǎn)中心位置不穩(wěn)定而造成外圓柱表面的跳動和圓柱度誤差等；頂尖孔的深度不一致時，會引起導(dǎo)柱的軸向誤差等。此外，若導(dǎo)柱兩端面的頂尖孔軸線不重合，工作時定錐面只與頂尖的一邊相接觸，如圖7-4所示，在切削力與重力的作用下，磨損面將很快失去原有的定位精度，使加工誤差加大，重復(fù)使用時還會因定位軸線的變動而增加新的誤差。因此，頂尖孔的加工必須保證同軸度。
7.2導(dǎo)套的加工
導(dǎo)套的加工路線如下：鉆孔—粗車（鏜孔）—半精車（鏜孔）—熱處理—粗磨—精磨（IT6～IT7，Ra0.4～0.8um）。
導(dǎo)套的磨削是先鏜內(nèi)孔，再穿芯棒磨削外圓，以保證內(nèi)外圓同軸度要求，其中∮16孔內(nèi)表面滲碳淬火：58～62HRC；深度0.6～1.0mm.
8模具總裝圖
8.1 模具總裝圖
模具總裝圖如下圖10所示。
圖10模具總裝圖
裝配要求：塑料注射模具的質(zhì)量，取決于模具零件的加工制造質(zhì)量和裝配質(zhì)量。因此，提高裝配質(zhì)量是非常重要的。在模具裝配時應(yīng)注意以下幾點：
（1）成形零件及澆注系統(tǒng)
① 成形零件的形狀、尺寸必須符合圖樣要求。一般型腔盡量取下偏差尺寸，型芯盡量取上偏差尺寸，以延長模具的使用壽命。
② 成形零件及澆注系統(tǒng)的表面應(yīng)平整、光潔。成形零件表面要經(jīng)過拋光或鍍鉻，使表面平整、光潔。拋光時，其拋光紋路應(yīng)與脫模方向一致。
③ 互相接觸承壓零件應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙或合理的承壓面積。合理的承壓面積可以防止模具使用的零件互相擠壓而損壞。
（2）推出系統(tǒng)零件
① 推出系統(tǒng)的位置要求 推出系統(tǒng)在模具打開時能順利推出制件，并方便取出制件和廢料，閉模時能準(zhǔn)確回復(fù)到初始位置。
② 推出系統(tǒng)零件動作靈活 各推出零件在裝配后要動作平衡、靈活，不得卡住及發(fā)澀出現(xiàn)。
（3）滑塊及活動零件
① 保證裝配精度 滑塊及活動零件裝配后要間隙適當(dāng)，起止位置要安裝正確。不準(zhǔn)有卡住、歪斜現(xiàn)象。
② 保證運動精度 滑塊及活動零件運動時要保證動作平衡、可靠，動作靈活、協(xié)調(diào)、準(zhǔn)確。
③ 保證裝配可靠 各緊固螺釘、銷釘要擰緊，保證安全可靠，不松動。
（4）導(dǎo)向機構(gòu)
① 保證裝配垂直度 導(dǎo)柱、導(dǎo)套在安裝后要垂直于模座，不得歪斜。
② 保證配合精度 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向精度要滿足設(shè)計圖樣的要求。
（5）加熱與冷卻系統(tǒng)
① 冷卻水路要通暢，不漏水，閥門控制可靠。
② 電路加熱系統(tǒng)要絕緣良好，無漏電現(xiàn)象，并且安全可靠，能達到模具溫度的要求。
(6)模具外觀
① 為搬運安裝方便，模具上應(yīng)沒有起重吊孔或吊環(huán)。
② 模具裝配后其閉合高度，安裝尺寸等要符合設(shè)計圖的要求。
③ 模具閉合后，分型面、承壓面之間要閉合嚴密，模具外露部分的棱邊要倒角。
④ 裝配后的模具應(yīng)打印標(biāo)記、編號及合模標(biāo)記。
8.2 模具的安裝試模
試模是模具制造中的一個重要環(huán)節(jié)，試模中的修改、補充和調(diào)整是對于模具設(shè)計的補充。
試模前的準(zhǔn)備
試模前要對模具及試模用的設(shè)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，模具工作要求要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各滑動零件配合間隙適當(dāng)，無卡住及緊澀現(xiàn)象。活動要靈活、可靠，止位置的定位要正確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無松動現(xiàn)象。對于試模設(shè)備也要進行全面檢查，即對設(shè)備的油路、水路、電路、機械動力部位、各操作件和顯示信號要檢查和調(diào)整，使之處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
模具的安裝與調(diào)試
模具的安裝是指將模具從制造地點運至注射機所在地，并安裝在指定注射機的全過程。
模具安裝在注射機上要注意以下幾個方面：
① 模具的安裝方位要滿足設(shè)計圖樣的要求。
② 模具中有側(cè)向滑塊結(jié)構(gòu)時，盡量使其運動方向為水平方向。
③ 當(dāng)模具長度與寬度尺寸相差較大時，應(yīng)盡可能使較長的邊向水平方向運動。
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，且對稱布置。
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?zāi)＞呱细鬟\動機構(gòu)是否可靠、靈活，定位裝置是否能夠有效作用。要注意以下幾點：
① 合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力。
② 活動型芯、推出及導(dǎo)向部位運動要平衡，無干涉現(xiàn)象，定位正確、可靠。
③ 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。
試模
模具安裝調(diào)整后即可進行試模。
① 加入原料
原料的品種、規(guī)格、牌號應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣中的要求，成形性能應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。原料一般要預(yù)先進行干燥處理。
②調(diào)整設(shè)備
按照工藝條件調(diào)整注射壓力、注射速度、注射量、成形時間、成形溫度等工藝參數(shù)。
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。在提高壓力無效時，可以適當(dāng)提高溫度條件。試模注射出樣品。
檢驗
通過試?？梢詸z驗出模具結(jié)構(gòu)是否合理；所提供的樣品是否符合用戶要求，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)出的樣品滿足客戶的要求，試模合格的模具，應(yīng)清理干凈，涂防銹油入庫保存。
結(jié)束語
通過本次塑料模的設(shè)計，使我對注射模有了更多的了解，在老師和我的共同努力下，終于結(jié)束了。通過這次實習(xí)，使我在原來的理論基礎(chǔ)上增加了不少實戰(zhàn)性的知識。
經(jīng)過兩個月的模具設(shè)計，使我大大提高了綜合應(yīng)用所學(xué)的基本理論和專業(yè)知識的能力； 理論聯(lián)系實際，分析、思考和解決實際問題的能力；調(diào)查研究、整理資料、分析論證和論文寫作的能力；運用所學(xué)知識進行設(shè)計、計算和解決實際問題的綜合能力。更重要的是知道了模具的設(shè)計必須做到大膽謹慎，大膽的想象，謹慎的布局。嚴格遵循量和單位及其符號均應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，國家標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定的，應(yīng)執(zhí)行國際標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；不同的量必須用不同的符號表示，不得一符多義，含義相同的量則必須用同一符號表示。在設(shè)計中，我們利用計算機輔助設(shè)計CAD來進行塑料模的設(shè)計，計算機輔助設(shè)計，是在設(shè)計時，把原始數(shù)據(jù)圖形數(shù)據(jù)化的參數(shù)輸入計算機對其進行分析和處理并通過顯示器給出分析結(jié)果和圖形，同時還可在顯示器上對分析結(jié)果和圖形進行補充修改和完整，使設(shè)計達到最佳水平，比動手畫圖更省時和省力，而且清晰明了，可見CAD技術(shù)在塑料模設(shè)計中已從研究階段走上了實用階段。
這次設(shè)計得到老師的幫助和輔導(dǎo)，在這里我向老師表示衷心的感謝。使我們明白了CAD在模具設(shè)計時的總體流程，以后我一定更加努力學(xué)習(xí)，為將來打下堅固的基礎(chǔ).
致 謝
通過這次設(shè)計加深了對模具如何用頂針推出，如何冷卻，型芯、型腔加工容易程度的理解，使我對模具設(shè)計理念有了更深的認識，熟練使用各種繪圖軟件對模具進行設(shè)計，同時也使我的實踐與理論結(jié)合更加符合實際，對運用工具書查資料等等能力都得到了加強。也使我對塑料注射模有了個全新的認識。以前，我對著一副模具圖紙或一套模具形體。我總以為它的構(gòu)成是模具設(shè)計者隨意設(shè)計成的，是一件很簡單的事情，不需要耗費什么精力的。可是，經(jīng)過這次塑料注射模設(shè)計，我才意識到以前一直在犯這樣一個錯誤。一套模具的設(shè)計從開始到結(jié)束都是根據(jù)現(xiàn)在市場需要所決定的。就此次瓶蓋塑料注射模設(shè)計來說，任何一個模具設(shè)計者不可能憑空想象就能做出整套模具的，還可以讓它正常工作。一套模具的設(shè)計，除了選材外，還要根據(jù)塑件的材料，工藝性能以及尺寸精度等來確定設(shè)計那種模具，以及該模具適合于那種型號的注塑機。從這次模具設(shè)計來看，我的收獲是不小的，至少它讓我了解到模具設(shè)計所需要考慮的各種因素。對于這次塑料注射模設(shè)計來說，取的什么成果不敢說，但是至少我對其設(shè)計的內(nèi)容和步驟有了充分了認識，可以使我以后的學(xué)習(xí)有了明確的目標(biāo)。
本設(shè)計的完成是在我們的指導(dǎo)師老師的細心指導(dǎo)下進行的。在每次設(shè)計遇到問題時老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計順利的進行。從設(shè)計的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計的修改的整個過程中，花費了指導(dǎo)老師很多的寶貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！
還要感謝和我同一設(shè)計小組的幾位同學(xué)，是你們在我平時設(shè)計中和我一起探討問題，并指出我設(shè)計上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設(shè)計順利的進行下去，沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。
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