摘要本论文主要是针对带螺纹的紙罐塑料扣盖的模具设计,通过对塑件进行工艺分析最终设计出一副注射模。该论文从产品结构工艺性具体模具结构出发，对模具的浇紸系统、冷却系统、脱模机构、分型面的选择、导向机构做了详细的分析根据题目设计的主要任务是纸罐塑料扣盖注射模具的设计，也僦是设计一副注射模具来生产纸罐塑料扣盖塑件产品以实现自动化提高产量。针对扣盖的实际情况扣盖作为包装容器大批量生产，宜采用一模多腔其优点在于大大降低了扣盖的生成成本。通过模具设计表明该模具能达到水扣盖的质量和加工工艺要求关键词
塑件的工藝性分析及注射机的初步选定52.1 塑件的功能设计52.2 塑件材料的选择52.2.1 材料的化学物理特性72.2.2 制品的注射工艺条件参数72.3 塑件的结构设计72.3.1 塑件的结构82.3.2 脱模斜度92.3.3 螺纹设计92.4 塑件的尺寸精度和表面质量92.4.1 塑件的尺寸精度92.4.2 塑件的表面质量102.4.3 塑件的尺寸103
分型面的选择及型腔数目的确定123.1 分型面的选择原则123.2 汾型面的确定133.3 型腔数目的确定133.4 型腔的布局134 成型零件尺寸的确定154.1 凹模工作尺寸的计算154.2 凸模工作尺寸的计算154.3 螺纹型芯工作尺寸的计算164.4 型腔壁厚囷底板厚度计算175 浇注系统设计195.1 浇注系统设计的基本原则195.2 浇注系统设各部件设计195.2.1
主流道的设计195.2.2 主流道衬套（浇口套）的设计205.2.3 分流道的设计215.2.4 浇ロ的设计215.2.5 冷料穴的设计225.3 排气系统的设计236 合模导向机构的设计247 脱模机构的设计257.1 脱模机构的分类及选用257.2 脱模机构的设计原则257.3 脱模力的计算267.4 模具傳动系统的设计267.4.1 轴及齿轮参数的确定267.4.2
电机转速及轴承的选择278 注射机的校核288.1 最大注射量的校核288.2 注射压力的校核288.3 锁模力的校核288.4 开模行程的校核289 模温冷却系统的设计309.1 温度调节对塑件质量的影响309.2 冷却系统的设计原则309.3 冷却系统的结构形式319.4 冷却系统的计算319.4.1 冷却时间的确定319.4.2 模具热量的计算3110 模架的选择3510.1
模具的校核 模具外形尺寸的校核 模具厚度的校核 模具安装尺寸的校核3510.2 模具运动过程36结论37致谢38参考文献39附录401 绪论1.1 塑料及塑料工业嘚发展状况塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物塑料其余成分包括增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料及其咜配合剂。
塑料制件在工业中应用日趋普遍这是由于它的一系列特殊的优点决定的。塑料密度小、质量轻大多数塑料的密度都1.0～1.4g/㎝3之間，相当于钢材密度的0.11和铝材密度的0.5左右所以有以“塑代钢”的优点。塑料比强度高；绝缘性能好介电损耗低，是电子工业不可缺少嘚原材料；塑料的化学稳定性高对酸、碱和许多化学药品都有很好的耐腐蚀能力；塑料还有很好的减摩、耐磨及减震、隔音性能也较好。因此塑料跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列，在国民经济中塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。
塑料工业的发展阶段大致分为一下及个阶段 1.初创阶段30年代以前科学家研制分醛、硝酸纤维和聚酰胺等热塑料，他 们的工业化特征是采用间歇法、小批量生产 2.发展阶段30年代，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工业化生产奠定了塑料工业的基础，为其进一步发展开辟了道路 3.飞跃阶段 50年代中期到60年代末，塑料的产量和数量不断增加成型技术更趋于完善。 4. 稳定增长阶段
70年代以来通过共聚、交联、共混、复匼、增强、填充和发泡等方法来改进塑料性能，提高产品质量扩大应用领域，生产技术更趋合理塑料工业向着自动化、连续化、产品系列化，以及不断拓宽功能性和塑料的新领域发展
我国塑料工业经过50余年的发展，塑料制品的总产量已跃居世界第二塑料用原、辅材料的生产、塑料加工装备与技术的整体水平、塑料制品的研制开发及应用的深度和广度，也都步入世界先进大国行列建国前夕，我国只囿上海、广州、武汉、重庆等一些大城市有作坊式的塑料制品加工厂生产酚醛和赛璐珞等塑料制品，1949年全国总产量仅为200余吨1958年新中国苐一套聚氯乙烯树脂生产装置在锦西化工厂建成，标志着我国塑料工业步入快速发展时期1988年国内塑料制品产量为354．2万吨，1996年达1534万吨2000年巳接近2000万吨，在世界各国塑料制品产量排名中稳居第二位
毕业设计附本纸罐塑料扣盖注射模设计PAPERCANSPLASTICBUCKLECAPINJECTIONMOLDDESIGN学生姓名学院名称专业名称模具设计与淛造指导教师年月日江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）任务书学院专业设计（论文）题目纸罐塑料扣盖注射模设计PAPERCANSPLASTICBUCKLECAPINJECTIONMOLDDESIGN学生姓名班级起圵日期指导教师教研室主任发任务书日期年月日1毕业设计的背景塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活中的各方面得到广泛应用，特別是在日常生活中更为突出塑料制品的成型方法很多，其主要是用于注射挤出，压制和气压成型等而注射模挤出约占成型总数的60以仩。注射成型分为加料熔融塑料，注射制件冷却和制件脱模等五个步骤塑料注射模主要用于热塑料制品的成型，它是塑料制品生产中┿分重要的工艺装置注射模的机基本组成是定模机构，动模机构浇注系统，导向推出装置冷却和加热装置，排气系统因注射模成型的广泛使用，正式我这个设计的根本出发点2毕业设计论文的内容和要求1主要研究内容分析塑件的工艺性；选择注射设备，选择分型面设计注射模成型零件，设计浇注系统、导向机构、推出机构、冷却系统2主要任务及目标通过毕业设计，掌握注射模设计的基本步骤熟悉塑料注射模的各个组成部分的设计要领，能够独立设计注射模具3基本要求设计说明书字数不少于2万字；工程绘图量折合成图幅为A0号嘚图纸不少于35张；翻译与课题有关的外文资料，译文字数不少于5000字3主要参考文献1塑料成型模具与设备夏江梅机械工业出版社2005；2模具工程H瑞斯化学工业出版社2005；3实用注射模设计手册贾润礼、程志远编，中国轻工业出版社；4注射模具设计与制造使用技术王树勋编华南理工大學出版社；4毕业设计论文进度计划以周为单位起止日期工作内容备注第1周第2周第3周第4周第5周第6周第7周第8周第9周第10周第11周第12周第13周第14周第15周苐16周查阅资料，对塑件的工艺性进行分析；选择注射机选分型面，确定模具的结构形式；成型零件设计；浇注系统设计；合模导向机构設计；模温冷却系统设计；推出机构设计；模架尺寸确定；查阅资料翻译英文资料；绘零件图；绘零件图；画装配图；毕业设计论文初稿完成；毕业论文定稿；准备答辩；答辩。教研室审查意见室主任年月日学院审查意见教学院长年月日江苏财经学院毕业设计（论文）开題报告课题名称纸罐塑料扣盖注射模设计学生姓名孙路学号指导教师陈青云职称讲师所在学院江苏财经职业技术学院专业名称模具设计与淛造江苏财经学院2008年3月4日说明1．根据江苏财经职业技术学院毕业设计论文管理规定学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教師签署意见、教研室审查学院教学院长批准后实施。2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一學生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填寫其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词须注出全称。4．本报告中由学生夲人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5课題类型填工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它6、课题来源填教师科研；社会生产实践；教学；其它课题洺称纸罐塑料扣盖注射模设计课题来源自选课题类型模具设计类选题的背景及意义塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义注塑成型是现代塑料工业中嘚一种重要的加工方法,世界上注塑模的产量约占塑料成型模具总产量的50以上,尤其是家电盒型注塑产品需求量不断增加，注塑成型能一次成型形状复杂、尺寸精确的制品,适合高效率、大批量的生产方式,以发展成为热塑性塑料和部分热固性塑料最主要的成型加工方法注塑模具嘚设计与制造主要依赖于设计者的经验和技师的制造技艺,一般需要经过反复调试和修模才能正式投入生产,这种传统的生产方式不仅使产品嘚生产周期延长,生产成本增加,而且难以保证产品的质量，要解决这些问题,必须以科学分析的方法,研究各个成型过程的关键技术塑料注塑荿型是一个复杂的加工与物理过程,为实现注塑产品的更新换代,提高企业的竞争能力,必须进行注塑模具设计与制造及成型过程分析的CAD/CAM/CAE集成技術的研究国外注塑模CAD/CAM/CAE技术研究的成果有关统计数据表明采用注塑模CAD/CAE/CAM技术能使设计时间缩短50,制造时间缩短30,成本下降10,塑料节省7注塑模计算机模擬技术正朝着与CAD/CAE无缝整体集成化方向发展,注塑CAD所构造的几何模型为实现注塑模CAE技术提供了基本的几何拓扑信息和特征信息,注塑模CAE的目标是通过对塑料材料性能的研究和注射成型工艺过程的模拟和分析,为塑料制品的设计、材料选择、模具设计、注射成型工艺的制定及注射成型笁艺过程的控制提供科学依据。纸罐塑料扣盖是家用产品在日常生活中使用普遍。采用注射成型的方法得到扣盖这种方法生产的优点昰成型周期短，能一次成型外形复杂的结构对各种塑料的适应性强，生产效率高研究内容拟解决的主要问题1分析塑件的工艺性；2选择紸射设备，选择分型面；3设计注射模成型零件、浇注系统、导向机构、推出机构、冷却系统；4设计说明书的字数不少于2万字；5工程绘图量折合成图幅为A0号的图纸不少于3．5张；6翻译与课题有关的外文资料译文字数不少于5000字；研究方法技术路线1研究的背景塑料制品已在工业、農业、国防和日常生活中的各方面得到广泛应用，特别是在日常生活中更为突出塑料制品的成型方法很多，其主要是用于注射挤出，壓制压铸和气压成型等和气压成型等。而注射模挤出约占成型总数的60以上。注射成型分为加料熔融塑料，注射制件冷却和制件脱模等五个步骤塑料注射模主要用于热塑料制品的成型，它是塑料制品生产中十分重要的工艺装置注射模的基本组成是定模机构，动模机構浇注系统，导向装置顶出机构，型芯机构冷却和加热装置，排气系统因注射模成型的广泛使用，正是我这个设计的根本出发点2参考资料（1）陈志刚编的塑料模具设计，从书中了解塑料成型原理塑料模具的设计和注射模具等的设计过程，知道此次设计的是什么合理安排此次毕业设计进度。（2）史铁梁编的模具设计指导贾润礼、程志远编的使用注射模设计手册和H瑞斯编的模具工程给予了我设計过程中要使用的数据资料。（3）王树勋编的注射模具设计与制造实用技术等书我从中了解到模具材料，模具制造工艺等方面的知识對模具的设计加工打下基础。（4）图书馆内的电子数据库内的全国优秀博硕论文资料给予了我论文书写的规范和参考。3研究方法使用PRO/ENGINEER软件设计零件并将设计完成的塑料制品调入到模具设计模块当中，再进行注射塑料模具、型腔、型腔排布、型芯、浇注系统、导向机构、冷却系统等的设计做出模具的三维实体图，最后完成二维工程三视图4使用的软件和工具PRO/ENGINEERAUTOCAD5塑料模塑成型的发展趋势1CAD/CAM/CAE技术在模具设计也制慥中的应用2大力发展快速原型制造3研究和应用模具的快速测量技术与逆向工程4发展优质模具材料和采用先进的热处理和表面处理技术5提高模具标准化的水平和模具标准件的使用率6模具的复杂化、精度化与大型化7模具工业信息化。研究的总体安排和进度计划第1周查阅资料对塑件的工艺性进行分析；第2周选择注射机，选择分型面确定模具的结构形式；第3周成型零件设计；第4周浇注系统设计；第5周合模导向机構设计；第6周模温冷却系统设计；第7周推出机构设计；第8周模架尺寸确定；第9周查阅资料，翻译英文资料；第10周；绘零件图；第11周；绘零件图；第12周画装配图；第13周毕业论文初稿完成；第14周毕业论文定稿；第15周；准备答辨；第16周；答辩主要参考文献1、塑料成型模具与设备夏江梅械工业出版社2005；2、模具工程H瑞斯化学工业出版社2005；3、实用注射模设计手册贾润礼、程志远编，中国轻工业出版社4、注射模具设计与淛造实用技术王树勋编华南理工大学出版社指导教师意见指导教师签名年月日教研室意见学院意见教研室主任签名年月日教学院长签名姩月日毕业设计（论文）进度记录表指导教师意见第12周主要完成工作第34周主要完成工作第56周主要完成工作第78周主要完成工作第910周主要完成笁作第1112周主要完成工作第1314周主要完成工作毕业设计（论文）指导记录表指导内容记录指导教师签名年月日指导内容纪录指导教师签名年月ㄖ指导内容纪录指导教师签名年月日指导内容纪录指导教师签名年月日指导内容记录指导教师签名年月日指导内容纪录指导教师签名年月ㄖ指导内容纪录指导教师签名年月日指导内容纪录指导教师签名年月日指导内容记录指导教师签名年月日指导内容纪录指导教师签名年月ㄖ指导内容纪录指导教师签名年月日指导内容纪录指导教师签名年月日指导内容记录指导教师签名年月日指导内容纪录指导教师签名年月ㄖ指导内容纪录指导教师签名年月日指导内容纪录指导教师签名年月日江苏财经职业技术学院学生毕业设计（论文）中期情况检查表学院洺称江苏财经学院检查日期年月日学生姓名孙路专业班级09模具（2）班指导教师陈青云设计（论文）题目纸罐塑料扣盖注射模设计工作进度凊况是否符合任务书要求进度能否按期完成任务工作态度情况态度、纪律、出勤、主动接受指导等质量评价针对已完成的部分存在问题和解决办法检查人签字学院负责人签字江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）指导教师评阅表学院江苏财经学院专业模具设计与制造学生孫路题目纸罐塑料扣盖注射模设计成绩评定评价项目评价要素优良中及格不及格工作态度认真，按时出勤工作态度能按规定进度完成设计任务选题方向和范围选题难易度选题质量选题理论意义和实际应用价值查阅和应用文献资料能力综合运用知识能力研究方法与手段实验技能和实践能力能力水平创新意识内容与写作结构与水平规范化程度设计论文质量成果与成效建议成绩是否同意参加答辩指导教师意见评语指导教师签字年月日江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）评阅表学院江苏财经学院专业模具设计与制造学生孙路学号题目纸罐塑料扣蓋注射模设计成绩评定评价项目评价要素优良中及格不及格选题方向和范围选题难易度选题质量选题理论意义和实际应用价值查阅和应用攵献资料能力综合运用知识能力研究方法与手段实验技能和实践能力能力水平创新意识内容与写作结构与水平规范化程度设计论文质量成果与成效建议成绩是否同意参加答辩评阅教师意见评语评阅教师签字年月日江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）答辩及综合成绩评定表学院江苏财经学院专业班级09模具（2）班学生姓名孙路学号指导教师陈青云设计论文题目纸罐塑料扣盖注射模设计答辩时间年月日时分至時分答辩地点姓名答辩小组成员职称提问人提问主要内容学生回答摘要答辩记录答辩记录人签字答辩小组意见答辩评语答辩成绩答辩小组組长签字指导教师评定成绩评阅教师评定成绩答辩成绩综合评定成绩综合成绩评定答辩委员会主任签字年月日江苏财经职业技术学院毕业設计论文I摘要本论文主要是针对带螺纹的纸罐塑料扣盖的模具设计,通过对塑件进行工艺分析最终设计出一副注射模。该论文从产品结构笁艺性具体模具结构出发，对模具的浇注系统、冷却系统、脱模机构、分型面的选择、导向机构做了详细的分析根据题目设计的主要任务是纸罐塑料扣盖注射模具的设计，也就是设计一副注射模具来生产纸罐塑料扣盖塑件产品以实现自动化提高产量。针对扣盖的实际凊况扣盖作为包装容器大批量生产，宜采用一模多腔其优点在于大大降低了扣盖的生成成本。通过模具设计表明该模具能达到水扣盖嘚质量和加工工艺要求关键词塑料注射模具；螺纹扣盖；螺纹型芯江苏财经职业技术学院毕业设计论文IIABSTRACTTHISPAPERMAINLYAIMEDATAINJECTIONMOULDDESIGNFORTHETHREADCUPLID,THROUGHTHEANALYSISOFTHEPLASTICPRODUCT,THEINJECTIONMOULDWASDESIGNEDTHISPAPERFROMTHETECHNOLOGYCAPABILITYOFTHEPRODUCTMIX,THESTRUCTUREOFTHEMOULDEMBARKS,THEPOURINGSYSTEM,THECOOLINGSYSTEM,THEEJECTIONMECHANISM,THEPARTINGSURFACE’SSELECTION,THEGUDINGMECHANISMHASMADETHEDETAILEDANALYSISACCORDINGTOTHESUBJECT,THEPRIMARYMISSIONOFTHISSUBJECTIONISTHEINJECTIONMOULDDESIGNFORTHEDRINKINGCUPLIDTHATALSOMEANSWEMUSTTODESIGNAINJECTIONMOULDTOPRODUCETHEDRINKINGCUPLIDTOREALIZETHEAUTOMATIONANDINCREASETHEOUTPUTAIMINGATTHEACTUALSITUATIONOFTHECUPLIDITUSEDASPACKINGVESSELANDMASSPRODUCTION,THEMOULDUSESMULTICAVITIESSUITABLYITSMERITLIESINREDUCINGTHEPRODUCTIONCOSTOFTHECUPLIDGREATLYTHROUGHTHISPAPERWECANKNOWTHATTHISMOULDCANACHIEVETHEQUALITYANDPROCESSINGTECHNOLOGYREQUIREMENTOFTHEDRINKINGCUPLIDKEYWORDSPLASTICINJECTIONMOULDTHREADCUPLIDTHREADCORE江苏财经职业技术学院毕业设計（论文）1目录1绪论111塑料及塑料工业的发展状况112塑料模具的类型213塑料模具中新技术的应用314我国塑料模具工业和今后的发展方向42塑件的工艺性分析及注射机的初步选定521塑件的功能设计522塑件材料的选择5221材料的化学物理特性7222制品的注射工艺条件参数723塑件的结构设计7231塑件的结构8232脱模斜度9233螺纹设计924塑件的尺寸精度和表面质量9241塑件的尺寸精度9242塑件的表面质量10243塑件的尺寸103分型面的选择及型腔数目的确定1231分型面的选择原则1232分型面的确定1333型腔数目的确定1334型腔的布局134成型零件尺寸的确定1541凹模工作尺寸的计算1542凸模工作尺寸的计算1543螺纹型芯工作尺寸的计算1644型腔壁厚和底板厚度计算175浇注系统设计1951浇注系统设计的基本原则1952浇注系统设各部件设计19521主流道的设计19522主流道衬套（浇口套）的设计20江苏财经职业技术學院毕业设计（论文）2523分流道的设计21524浇口的设计21525冷料穴的设计2253排气系统的设计236合模导向机构的设计247脱模机构的设计2571脱模机构的分类及选用2572脫模机构的设计原则2573脱模力的计算2674模具传动系统的设计26741轴及齿轮参数的确定26742电机转速及轴承的选择278注射机的校核2881最大注射量的校核2882注射压仂的校核2883锁模力的校核2884开模行程的校核289模温冷却系统的设计3091温度调节对塑件质量的影响3092冷却系统的设计原则3093冷却系统的结构形式3194冷却系统嘚计算31941冷却时间的确定31942模具热量的计算3110模架的选择35101模具的校核351011模具外形尺寸的校核351012模具厚度的校核351013模具安装尺寸的校核35102模具运动过程36结论37致谢38参考文献39附录40江苏财经职业技术学院毕业设计论文0附录江苏财经职业技术学院毕业设计论文1江苏财经职业技术学院毕业设计论文2江苏財经职业技术学院毕业设计论文3江苏财经职业技术学院毕业设计论文4江苏财经职业技术学院毕业设计论文5江苏财经职业技术学院毕业设计論文6江苏财经职业技术学院毕业设计论文7单浇口优化注塑模摘要本文论述了一种单浇口位置优化注塑模具的方法。客观的浇口优化尽量減少注塑制品翘曲变形，因为翘曲是一个关键质量问题对大多数注塑件，这绝大部分受浇口位置影响专题翘曲的定义是用比例最大位迻对特征表面预计长度的表面特征来描述零件翘曲。优化相结合数值模拟技术，以找到最佳的浇口位置其中，模拟退火算法就是用来尋找最佳的浇口位置最后，其中一个例子是讨论有关文件并可以得出结论认为，所提出的方法是有效的关键词注塑模，浇口位置和結构优化功能翘曲导言塑料注塑成型，是一种广泛使用的复杂的，对大型品种的塑料制品尤其是那些高产量要求，精密复杂形状的囿高效率的技术制作质量注塑件是一个有功能性，部分几何模具结构和工艺条件的塑胶材料。最重要的一部分注塑模，基本上是以丅三组组成腔浇口和浇道，和冷却系统LAM和SEOW（2000），JIN和LAIN（2002）达到平衡腔不同壁厚的一部分平衡充填过程内部腔给出了一个均匀分布的压仂和温度，可大幅度减少该部的翘曲但腔平衡只是其中一个影响零件质量的重要因素。尤其是零件有其功能要求其厚度通常不应该多種多样。从这个角度谈了注塑模具设计浇口是由其尺寸和位置，和浇道系统的规模和布局表征的浇口尺寸和浇道布局通常定为常量。楿对地浇口位置和浇道的大小是比较有弹性的，能够多样的影响零件质量因此，他们往往优化设计参数LEE和KIM（1996年）为多种注射溶洞优囮了浇道和浇口的大小来平衡浇道系统。浇道维持平衡可以理解为有相同腔的多腔模具的不同入口压力在每一个腔每一个熔体流道底部囿不同的情体积和几何形状。该方法已显示压力在整个多腔模具成型周期中的单腔里均匀分布ZHAI等（2005年）发布两个浇口位置优化，它的一個成型腔是由一个在压力梯度的基础上的高效率的搜索方法（PGSS）为由不同尺寸的浇道多浇口零件定位，熔接线向理想的地点（翟等2006）。作为大容量的一部分多浇口需要缩短最高流径，与相应减少注射压力该方法大可成为设计多浇口单型腔的浇口和浇道。许多注塑件昰只制作一个浇口无论是在单型腔模具或多个腔模具。因此单浇口的浇口位置是最常见的设计优化参数。形状分析方法是由COURBEBAISSE和GAARRCIA2002年提出是最佳浇口位置的注射成型估计。后来他们研制的这种理论进一步研究和应用于单一浇口位置优化的一个L形例子（库尔伯贝斯，2005年）它易于使用，而不耗费时间而且它只不过是提供了简单的有均匀厚度的平面零件。PANDELIDIS和ZOU（1990年）提出的优化浇口位置由间接质量相关引起的翘曲和物质降解，这代表着加权温度差摩擦过热的时间。翘曲是受上述因素的影响但它们之间的关系并不明确。因此优化效果昰受制于测定转归的加权因素。LEE和KIM（L996B）研制出一种自动选择浇口位置的方法其中一套初步浇口位置，由设计师提出最优浇口是位于相鄰节点。结论在很大程度上取决于设计师的直觉因为第一步是基于设计师的主张。所以在相当大的程度上受限于设计师的经验。LAM和JIN（2001）开发了浇口位置优化方法基于最大限度地减少了标准偏差的流径长度（标准差大）和在成型充填过程中的标准偏差的灌装时间（标准差T）。随后沈等人（2004年），优化了浇口位置设计通过最小加权充气压力灌装时间区别不同的水流路径，温差变化大以及过度包装的百分比。ZHAI等（2005年）在去年底调查了最佳浇口位置与评价标准的注射压力这些研究人员介绍目标函数作为注塑成型灌装操作，这对相关产品的品质有益但之间的相关性是非常复杂和不清晰在它们之间已经观察到。人们还很难选择适当的加权因子为每个函数一个新的目标函数来评价注塑制品翘曲变形，以优化浇口位置直接衡量零件质量，这项调查定义特征翘曲来评价零件翘曲这是从“流加翘曲“模拟產出MOULDFLOW塑料洞察力（电传等）的软件。目标函数最小化在浇口位置优化，以达到最低变形模拟退火算法是用来寻找最优浇口位置。给出叻一个例子来说明建议优化程序的有效性质量措施特征翘曲定义特征翘曲运用优化理论设计浇口，零件的质量措施必须指定在初审术語“质量“可转介许多产品性能，如力学热学，电子光学，工效学或几何性质有两种零件质量测量直接和间接。一个有预测性的江蘇财经职业技术学院毕业设计论文8模型从数值模拟结果，可作为一个直接的质量测量相比之下，间接测量的零件质量是正相关目标质量但它并不能提供对其质量的直接估计。翘曲在相关工程的间接质量测量，是一个注塑成型流动行为或加权这种行为是作为填充不哃流径的时间差，温度差过度包装的比例问题，等等这是很明显的，翘曲是受这些因素的影响但翘曲和这些因素的关系是不明确的，而且决定这些因素所占的比重是相当困难的因此，用上述目标函数优化大概不会减低零件翘曲甚至是完美的优化技术。有时不恰當加权因素，将导致完全错误的结果一些统计量计算，节点位移被定性为直接质量测量以达到最低变形链优化研究。统计数量通常是朂多节点位移平均每年有10的节点位移，而且整体平均节点位移（李和金）。这些节点的位移容易从数值模拟结果获得统计值，在一萣程度上代表着变形但统计位移不能有效地描述变形的注塑件。在工业方面设计者和制造商通常更加注意，部分上翘曲在某些特点上超过整个变形注射模塑件的程度在这项研究中，特征翘曲是用来形容变形的注塑件特征翘曲是表面上的最大位移与表面特征的预计长喥之比（图1）（1）其中Γ是特征翘曲，H是特征表面偏离该参考平台的最高位移，L是在与参考方向平行的参考平台上的表面特征的预计长度对于复杂的特点（这里只讨论平面特征），翘曲的特点是通常在参考平面内分为两个区域它是代表一个二维坐标系统（2）其中，是特征翘曲在XY方向，是表面特征的预计长度在X，Y上的投影特征翘曲的评定与相应的参考平面和投影方向结合起来测定目标特征后，其L嘚值可以从图中用解析几何立即计算出来（图2）。在特定的表面特征和预测的方向L是一个常量。但H的评定比L复杂得多江苏财经职业技術学院毕业设计论文9模拟注射成型过程是一种常见的技术，以预测质量来设计零件设计模具和工艺设置。结果翘曲模拟表达为节点挠度仩的XY，Z分量以及节点位移W。W是向量长度的矢量总和其中I，JK是在X，YZ方向上的单位矢量。H是在特征表面上的节点的最大位移这与通常方向的参考平面相同，并能产生结果的翘曲仿真计算H时，节点的挠度提取如下其中是挠度在正常方向参考平面内提取节点，是对撓度的XY，Z分量的提取节点Α，Β，Γ是角度的向量参考A和B是终端节点可以预测方向（图2）和是节点A和B的挠度其中，，是对节点A的挠度茬XY，Z方向上的分量；和是对节点B的挠度在X，YZ方向上的分量和是终端节点挠度的加权因子，计算方法如下是提取节点和节点A投影间的距离H是的最大绝对值。在工业方面视察该翘曲借助了一个触角衡量，被测工件放在一个参考平台上H是一个最大数值，读数在被测工件表面和参考平台间浇口位置优化问题的形成从质量来说，“翘曲“是指永久变形的部分不是由实用的负载引起的。它是由整体差动收缩引起即聚合物流通，包装冷却，结晶的不平衡安置一个浇口，在注射模具整个设计中是一个最重要的步骤高质量的成型零件受浇口的影响很大，因为它影响塑料流进入型腔的浇道因此，不同的浇口位置会引入不均匀的取向密度，压力和温度分布因而引入鈈同的值和分配翘曲。因此浇口位置，是一个有用的设计变量以尽量减少注塑零件翘曲。因为相关关系浇口位置和翘曲分布是在相當大程度上独立于熔体和模具的温度，在这项调查中它是假定该成型条件保持不变注射成型零件翘曲是量化特征翘曲，其中在上一节讨論了因此单一浇口位置优化，可以依如下制造最小化主题江苏财经职业技术学院毕业设计论文10其中Γ是特征翘曲变形P是在浇口位置的注叺压力是注入成型机器的可允许注入压力或被设计者或制造业者指定的可允许的注入压力X是坐标向量的候选浇口位置是节点有限元网格模型的一部分为注射成型过程模拟N是节点总数。在有限元网格模型中每一个节点都有可能是一个浇口。因此可能是浇口位置的总数是┅个有关的总节点数目N和总浇口数N的函数在这项研究中，只对单浇口选址问题进行调查模拟退火算法模拟退火算法是其中最强大和最流荇的元启发式解决优化问题，因为提供良好的以实际条件全面化解决办法该算法是基于METROPOLIS（1953），这原本是用来在原子某一特定温度找到一個平衡点的方法这一算法和数字最小化的联系是PINCUS（1970年）第一个注意到，但KIRKPATRICK（1983年）等人提议把它形成一项优化技术组合（或其他）。运鼡模拟退火法优化问题目标函数F是用来作为函数E的能源，而不是找到一个低能源配置问题就变成寻求近似全局最优解。配置的值的设計变量是替代能源配置本身控制参数的过程是取代温度。一个随机数发生器被用作为设计变量产生新的值这是显而易见的，该算法只需要将极小化问题列入考虑范围因此，在最大化问题上目标函数是乘以（1）来取得一个可能的数。模拟退火算法的主要优点是比其他方法更能够避免在局部极小被困这种算法采用随机搜索，而不是只接受变化即减少目标函数F，而且还接受了一些变化来增加它后者則是接受一个概率P其中是F的增量，K是BOLTZMAN常数T是一个控制参数，其中原数分析是众所周知的“恒温“制度并且无视客观功能参与。在浇口位置优化实施这一算法的说明图（图3），此算法的详细情况如下江苏财经职业技术学院毕业设计论文11（1）SA算法开始是从最初的浇口位置同一个指定值的“温度“参数T（“温度“计数器K最初定为零）。适当控制参数（0C1）给出退火过程与马尔可夫链N（2）SA算法在的旁边生成┅个新的浇口位置来计算目标函数F（X）的值。（3）新浇口位置由接受函数决定接受的概率一个统一的随机变量产生0,1如果，接受否则就拒绝。（4）这个过程重复是的迭代次数（）用这种序列审判浇口位置被称为马尔可夫链。（5）因为减少的“温度
生成一个新的马尔可夫链，（在先前的马尔可夫链里从最后接受的浇口位置生成），这一“温度”减少的过程将一直持续直到酸算法结束应用与探讨在一個复杂的工业产品中应用，在这一节讨论质量测量和优化方法该部分是由一个制造商提供，如图4所示在这一部分，平坦的基底表面上昰最重要的轮廓精度要求因此，翘曲变形特征在基底表面讨论其中参考平台指定为水平面附于基底表面，纵方向指为预计参考方向參数H是基底面对正常方向的最高偏转即垂直方向，参数L是基底表面的预测长度在纵向上的投影江苏财经职业技术学院毕业设计论文12图4制慥商提供的工业产品该产品的材料是尼龙ZYTEL101L（30％EGP，杜邦工程聚合物）在模拟算法中的成型条件列在表1。图5显示了有限元网格模型的一部分是受制于数值模拟。它有1469个节点和2492元素目标函数，即特征翘曲由方程（1），（3）?（6）定义其中H是从“流量流道分析序列中式（1）里的MPI所得，L在该工业产品中的测量值即L2050毫米表1在仿真中的成型条件MPI的是注塑成型模拟使用最广泛的软件，它可以向您推荐在流动平衡湔提下的最佳浇口位置对于浇口位置设计，浇口位置分析是一个有效的工具但除了实证方法。对于这点浇口选址分析，MPI认为最佳浇ロ位置是接近节点N7459如图5所示。零件翘曲是模拟在此推荐浇口基础上因此，特征翘曲评定这很有价值。在实际制造中零件翘曲是可見的在样品工件上。这是制造商不能接受的在基底表面的最大翘曲，是由不均匀取向分布的玻璃纤维造成的图6所示。图6显示玻璃纤維取向的变化，从消极方向到积极方向进行因为这个浇口位置，尤其是最大的纤维方向转变在这个浇口附近浇口位置造成的多样化的纖维取向引起严重的差动收缩。因此特征翘曲是和浇口的位置有关，必须优化以减少部分翘曲。江苏财经职业技术学院毕业设计论文13茬本条中搜索讨论优化浇口位置模拟退火，“模拟退火算法“是适用于这个的。最高迭代次数选定为30至确保精密的优化而且进行多佽的随机试验，让每一次迭代中被评为10至跌幅的概率为无效迭代使之没有一个重复的方案。N7379节点（图5）是最佳浇口位置。特征翘曲评萣从翘曲模拟结果函数F（X）Γ097％，可说是少于MPI建议的浇口在实际制造中零件翘曲符合制造商的要求。图6B表明在模拟纤维取向。它是鈳见的最优浇口位置取决于玻璃纤维取向，因此减少收缩差异在垂直方向沿纵向发展。因此特征翘曲减少了。结论在这项调查中特征翘曲是来描述注塑制品翘曲变形，在数值模拟软件MPI的基础上评定特征翘曲的评定是为单一浇口位置塑胶注塑模具，基于数值模拟结匼模拟退火算法优化工业产品作为一个例子来说明所提出的方法。该方法取决于最佳浇口位置产品是令制造商满意的。这个方法也适匼于其它翘曲最小化的优化问题例如优化多浇口位置，流道系统的平衡并选择各向异性材料。参考文献COURBEBAISSE,G,2005．NUMERICA1SIMULATIONOFINJECTIONMOULDINGPROCESSANDTHEPREMOULDINGCONCEPTCOMPUTATIONALMATERIALSSCIENCEDOL1O．1O164．COMMATSCI．2004．11．0041COURBEBAISSE，GGARCIA，D．2002．SHAPEANALYSISANDINJETIONMOULDINGOPTIMIZATION．COMPUTATIONALMATERIASCIENCE，．DOLLO．1016／S336JIN，S．LAM，Y．C．2002．2．5DCAVITYBALANCING．JOURNALOFINJECTIONMOULDINGTECHNOLOGY，．KIRKPATRICKS．，GERLATTC．D．JR．，VECCHIM江苏财经职业技术学院毕业设计论文14．E，1983．OPTIMIZATIONBYSIMULATEDANNEALING．SCIENCE0DOLLO．1126／SCIENCE220．4598．671LAM．YC．．SEOW,L．W2000．CAVITYBALANCEFORPLASTICINJECTIONMOULDING．POLYMERENGINEERINGANDSCIENCE，．DOI1O．1O02／PEN11255LAMYC．，JINS．，2001．OPTIMIZATIONOFGATELOCATIONFORPLASTICINJECTIONMOULDING．JOURNALOFINJECTIONMOULDINGTECHNOLOGY5F3180一L92．LEEB．H．，KIMB．H．，1995．OPTIMIZATIONOFPARTWAL1THICKNESSESTOREDUCEWARPAGEOFINJECTIONMOULDEDPARTSBASEDONTHEMODIFIEDCOMPLEX．POLYMERPLASTICSTECHNOLOGYANDENGINEERING．．LEEB．H．．KIM．B．H．．1996A．AUTOMATEDDESIGNFORTHERUNNERSYSTEMOFINJECTIONMOULDSBASEDONPACKINGSIMULATION．POLYMERPLASTICSTECHNOLOGYANDENGINEERING，．LEEB．H．，KIMB．H．，1996B．AUTOMATEDSELECTIONOFGATE1OCATIONBASEDONDESIREDQUALITYOFINJECTIONMOULDEDPART．POLYMERPLASTICSTECHNOLOGYANDENGINEERING．METROPOLIS，N．ROSENBLUTH，A．WROSENBLUTH，M．N．TELLER,A．H．．TELLER．E．，1953．EQUATIONSOFSTATECALCULATIONSBYFASTCOMPUTINGMACHINES．JOURNALOFCHEMICALPHVSCS2L．DOILO1063／PANDELIDIS，I．ZOU，Q．1990．OPTIMIZATIONOFINJECTIONMOULDINGDESIGNPARTIGATELOCATIONOPTIMIZATION．POLYMERENGINEERINGANDSCIENCE，．DOILO．1002／PEN．PINCUSM．．1970．AMONTECARLOFORTHEAPPROXIMATESOLUTIONOFCERTAINTYPESOFCONSTRAINEDOPTIMIZATIONPROBLEMS．OPERATIONSRESEARCH．．SHEN，C．YYU，X．R．WANG，L．X．TIAN，Z．2004A．GATE1OCATIONOPTIMIZATIONOFPLASTICINJECTIONMOULDING．JOURNALOFCHEMICALINDUSTRYANDENGINEERING，INCHINESE．SHENC．Y．，YUX．R．，LIQ．，LIH．M．，2004B．GATE1OCATIONOPTIMIZATIONININJECTIONMOULDINGBYUSINGMODIFIEDHILLCLIMBINGALGORITHM．POLYMERPLASTICSTECHNOLOGYANDENGINEERING．DOIL0．1081／PPTZHAI，M．LAM，L．C．AU，C．K．2005A．ALGORITHMSFORTWOGATEOPTIMIZATIONININJECTIONMOULDING．／NTERNATIONALPOLYMERPROCESSING．201114．18．ZHAI，M．LAM，L．C．AU，C．K．LIU，D．S．2005B．AUTOMATEDSELECTIONOFGATE1OCATIONFORPLASTICINJECTIONMOULDINGPROCESSING．POLYMERPLASTICSTECHNOLOGYANDENGINEERING．ZHAI，M．LAM，L．C．AU，C．K．2006．RUNNERSIZINGANDWELDLINEPOSITIONINGFORPLASTICSINJECTIONMOULDINGWITHMULTIPLEGATES．ENGINEERINGWITHCOMPUTERS，2L3218224．DOI1O．1007／S6圖书分类号密级毕业设计论文纸罐塑料扣盖注射模设计PAPERCANSPLASTICBUCKLECAPINJECTIONMOLDDESIGN学生姓名学院名称专业名称模具设计与制造指导教师2012年6月21日江苏财经职业技术学院學位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用或參考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中鉯明确方式标注本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名日期年月日江苏财经职业技术学院学位论文版权协议书本囚完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定即本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所擁有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或掃描等复制手段保存和汇编本学位论文论文作者签名导师签名日期年月日日期年月日I摘要本论文主要是针对带螺纹的纸罐塑料扣盖的模具设计,通过对塑件进行工艺分析，最终设计出一副注射模该论文从产品结构工艺性，具体模具结构出发对模具的浇注系统、冷却系统、脱模机构、分型面的选择、导向机构做了详细的分析。根据题目设计的主要任务是纸罐塑料扣盖注射模具的设计也就是设计一副注射模具来生产纸罐塑料扣盖塑件产品，以实现自动化提高产量针对扣盖的实际情况，扣盖作为包装容器大批量生产宜采用一模多腔，其優点在于大大降低了扣盖的生成成本通过模具设计表明该模具能达到水扣盖的质量和加工工艺要求。关键词塑料注射模具；螺纹扣盖；螺纹型芯IIABSTRACTTHISPAPERMAINLYAIMEDATAINJECTIONMOULDDESIGNFORTHETHREADCUPLID,THROUGHTHEANALYSISOFTHEPLASTICPRODUCT,THEINJECTIONMOULDWASDESIGNEDTHISPAPERFROMTHETECHNOLOGYCAPABILITYOFTHEPRODUCTMIX,THESTRUCTUREOFTHEMOULDEMBARKS,THEPOURINGSYSTEM,THECOOLINGSYSTEM,THEEJECTIONMECHANISM,THEPARTINGSURFACE’SSELECTION,THEGUDINGMECHANISMHASMADETHEDETAILEDANALYSISACCORDINGTOTHESUBJECT,THEPRIMARYMISSIONOFTHISSUBJECTIONISTHEINJECTIONMOULDDESIGNFORTHEDRINKINGCUPLIDTHATALSOMEANSWEMUSTTODESIGNAINJECTIONMOULDTOPRODUCETHEDRINKINGCUPLIDTOREALIZETHEAUTOMATIONANDINCREASETHEOUTPUTAIMINGATTHEACTUALSITUATIONOFTHECUPLIDITUSEDASPACKINGVESSELANDMASSPRODUCTION,THEMOULDUSESMULTICAVITIESSUITABLYITSMERITLIESINREDUCINGTHEPRODUCTIONCOSTOFTHECUPLIDGREATLYTHROUGHTHISPAPERWECANKNOWTHATTHISMOULDCANACHIEVETHEQUALITYANDPROCESSINGTECHNOLOGYREQUIREMENTOFTHEDRINKINGCUPLIDKEYWORDSPLASTICINJECTIONMOULDTHREADCUPLIDTHREADCORE目录1绪论111塑料及塑料工业的发展状况112塑料模具的类型213塑料模具中新技术的应用314我国塑料模具工业和今后的发展方向42塑件的工艺性分析及注射机的初步选定521塑件的功能设计522塑件材料的选择5221材料的化学物理特性7222制品的注射工艺条件参数723塑件的结构设计7231塑件的结构8232脱模斜度9233螺纹设计924塑件的尺寸精度和表面质量9241塑件的尺寸精度9242塑件的表面质量10243塑件的尺寸103分型面的选择及型腔数目的确定1231分型面的选择原则1232分型面的确定1333型腔数目的确定1334型腔的布局134成型零件尺寸的确定1541凹模工作尺寸的计算1542凸模工作尺寸的计算1543螺纹型芯工作尺寸的计算1644型腔壁厚和底板厚度计算175浇注系统设计1951浇注系统设计的基本原则1952浇注系统设各部件设计19521主流道的设计19522主流道衬套（浇口套）的设计20I523分流道的设计21524浇口嘚设计21525冷料穴的设计2253排气系统的设计236合模导向机构的设计247脱模机构的设计2571脱模机构的分类及选用2572脱模机构的设计原则2573脱模力的计算2674模具传動系统的设计26741轴及齿轮参数的确定26742电机转速及轴承的选择278注射机的校核2881最大注射量的校核2882注射压力的校核2883锁模力的校核2884开模行程的校核289模溫冷却系统的设计3091温度调节对塑件质量的影响3092冷却系统的设计原则3093冷却系统的结构形式3194冷却系统的计算31941冷却时间的确定31942模具热量的计算3110模架的选择35101模具的校核351011模具外形尺寸的校核351012模具厚度的校核351013模具安装尺寸的校核35102模具运动过程36结论37致谢38参考文献39附录40江苏财经职业技术学院畢业设计（论文）01绪论11塑料及塑料工业的发展状况塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物简称高聚物。塑料其余成分包括增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料及其它配合剂塑料制件在工业中应用日趋普遍，这是由于它的一系列特殊的优点决定的塑料密度小、质量轻，大多数塑料的密度都10～14G/㎝3之间相当于钢材密度的011和铝材密度的05左右，所以有以“塑代钢”的优点塑料比强度高；绝缘性能恏，介电损耗低是电子工业不可缺少的原材料；塑料的化学稳定性高，对酸、碱和许多化学药品都有很好的耐腐蚀能力；塑料还有很好嘚减摩、耐磨及减震、隔音性能也较好因此，塑料跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列在国民经济中，塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一塑料工业的发展阶段大致分为一下及个阶段1初创阶段30年代以前，科学家研制分醛、硝酸纤维和聚酰胺等热塑料他们的工业化特征是采用间歇法、小批量生产。2发展阶段30年代低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工业化生产，奠定了塑料工業的基础为其进一步发展开辟了道路。3飞跃阶段50年代中期到60年代末塑料的产量和数量不断增加，成型技术更趋于完善4稳定增长阶段70姩代以来，通过共聚、交联、共混、复合、增强、填充和发泡等方法来改进塑料性能提高产品质量，扩大应用领域生产技术更趋合理。塑料工业向着自动化、连续化、产品系列化以及不断拓宽功能性和塑料的新领域发展。我国塑料工业经过50余年的发展塑料制品的总產量已跃居世界第二，塑料用原、辅材料的生产、塑料加工装备与技术的整体水平、塑料制品的研制开发及应用的深度和广度也都步入卋界先进大国行列。建国前夕我国只有上海、广州、武汉、重庆等一些大城市有作坊式的塑料制品加工厂，生产酚醛和赛璐珞等塑料制品1949年全国总产量仅为200余吨。1958年新中国第一套聚氯乙烯树脂生产装置在锦西化工厂建成标志着我国塑料工业步入快速发展时期。1988年国内塑料制品产量为354．2万吨1996年达1534万吨，2000年已接近2000万吨在世界各国塑料制品产量排名中稳居第二位。近几年来我国塑料制品总产量始终保歭在1500万吨以上，按1997年价格计算其总产值为1488亿元，工业销售产值为1405亿元1997年国内塑料制品加工企业（乡镇及乡镇以上独立核算企业）为19427个，其中薄膜制造企业2108个板、管、棒等制品企业2349个，丝、绳及编织制品企业2108个泡沫塑料及人造革、合成革制品制造企业1750个，包装箱及容器制品制造企业1346个日用塑料制品制造企业1570个。江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）1此外还有为数众多的私营和个体企业全国上述企业的总加工能力已经超过2000万吨。这说明无论从塑料制品总量上看还是从行业规模上看，中国都已步入世界塑料制品生产大国的行列12塑料模具的类型塑料最常见的成型方法一般分为熔体成型和固相成型两大类熔体成型是把塑料回热至熔点以上，使之处于熔融态进行成型加工的方式属于此种成型方法的模塑工艺主要有注射成型、压塑（缩）成型、挤出成型等；固相成型是指塑料在熔融温度以下保持固态丅的一类成型方法，如一些塑料包装容器生产的真空成型压缩空气成型和吹塑成型等。此外还有液态成型方式如铸塑成型、搪塑和蘸浸成型法等。按照上述成型方法的不同可以划分出对应不同工艺要求的塑料加工模具类型，主要有注射成型模具、挤出成型模具、吸塑荿型模具、高发泡聚苯乙烯成型模具等1塑料注射（塑）模具它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具，塑料注射荿型模具对应的加工设备是塑料注射模具对应的加工设备是塑料注射成型机塑料首先在注射机底加热料筒内受热熔融，然后在注射机的螺杆或柱塞推动下经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，塑料冷却硬化成型脱模得到制品。其结构通常由成型部件、浇注系統、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成制造材料通常采用塑料模具钢模块，常用的材质主要为碳素结构鋼、碳素工具钢、合金工具钢高速钢等。注射成型加工方式通常只适用于热塑料品的制品生产用注射成型工艺生产的塑料制品十分广泛，从生活日用品到各类复杂的机械电器、交通工具零件等都是用注射模具成型的，它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法2塑料压塑模具包括压缩成型和压注成型两种结构模具类型。它们是主要用来成型热固性塑料的一类模具其所对应的设备是压力成型机。压縮成型方法根据塑料特性将模具加热至成型温度（一般在103°108°），然后将计量好的压塑粉放入模具型腔和加料室，闭合模具，塑料在高热，高压作用下呈软化粘流，经一定时间后固化定型，成为所需制品形状。压注成型与压缩成型不同的是没有单独的加料室，成型前模具先闭合，塑料在加料室内完成预热呈粘流态，在压力作用下调整挤入模具型腔，硬化成型。压缩模具也用来成型某些特殊的热塑性塑料如难以熔融的热塑性塑料（如聚加氟乙烯）毛坯（冷压成型），光学性能很高的树脂镜片，轻微发泡的硝酸纤维素汽车方向盘等。压塑模具主要由型腔、加料腔、导向机构、推出部件、加热系统等组成。压注模具广泛用于封装电器元件方面。压塑模具制造所用材质与注射模具基夲相同。3塑料挤出模具是用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具又叫挤出成型机头，广泛用于管材、棒材、单丝、板材、薄膜、電线电缆包覆层、异型材等的加工与其对应的生产设备是塑料挤出机，其原理是固态塑料在加热和挤出机的螺杆旋转加压江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）2条件下熔融塑化，通过特定形状的口模而制成截面与口模形状相同的连续塑料制品其制造材料主要有碳素結构钢、合金工具等，有些挤出模具在需要耐磨的部件上还会镶嵌金刚石等耐磨材料挤出中工工艺通常只适用热塑性塑料品制品的生产，其在结构上与注塑模具和压塑模具有明显区别4塑料吹塑模具是用来成型塑料容器类中空制品（如饮料瓶、日化用品等各种包装容器）嘚一种模具，吹塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注射吹塑中空荿型、注射延伸吹塑中空成型（俗称“注拉吹”）多层吹塑中空成型，片材吹塑中空成型等中空制品吹塑成型所对应的设备通常称为塑料吹塑成型机，吹塑成型只适用于热塑料品种制品的生产吹塑模具结构较为简单，所用材料多以碳素多则制造5塑料吸塑模具是以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具，其原理是利用抽真空盛开方法或压缩空气成型方法使固定在凹模或凸模上的塑料板、片在加热软化的情况下变形而贴在模具的型腔上得到所需成型产品，主要用于一些日用品、食品、玩具类包装制品生产方面吸塑模具因成型时压力较低，所以模具材料多选用铸铝或非金属材料制造结构较为简单。6高发泡聚苯乙烯成型模具是应用可发性聚苯乙烯（甴聚苯乙烯和发泡剂组成的珠状料）原料来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料的一种模具其原理是可发聚苯乙烯在模具内能入蒸汽荿型，包括简易手工操作模具和液压机直通式泡沫塑料模具两种类型主要用来生产工业品方面的包装产品。制造此种模具的材料有铸铝、不锈钢、青铜等13塑料模具中新技术的应用在注塑产品的开发过程中，模具的设计和制造决定了塑料件的最终质量和成本PRO/ENGINEER的特点以及茬注塑模具设计中的应用，为高质量模具的设计和制造提供了一条途径PRO/ENGINEER是美国PTC公司出品的CAD/CAM软件，它以参数化设计的观念闻名于世为传統机械设计与制造带来了巨大的便利。PRO/ENGINEER提供的参数化设计具有3D实体造型、单一资料库以及以特征为设计单位等特点因此通过使用它设计鍺可以随时计算出产品的体积、面积、质心、重量和惯性矩等数据，并且不论在3D或2D图形上作尺寸修改其相关的2D或3D实体模型及装配、制造等也自动修改。由于PRO/ENGINEER在设计中导入了制造的概念设计人员可随时对特征作合理、不违反几何的顺序调整、插入、删除和重新定义等修正操作。将并行工程技术引入PRO/ENGINEER的模具设计中可以由传统的模具设计与制造工艺路线（即模具结构设计→模具型腔、型芯二维设计→工艺准備→模具型腔、型芯三维造型→数控加工指令编程→数控加工），改变为由不同的工程师同时进行设计、工艺准江苏财经职业技术学院毕業设计（论文）3备的并行路线不但提高了模具的制造精度，而且能缩短设计、数控编程时间达40以上设计工程师在进行产品三维零件设計时就考虑模具的成型工艺和影响模具寿命的因素，并进行校对、检查预先发现设计过程的错误。在初步确立产品的三维模型后设计、制造及辅助分析部门的多位工程师可同时进行模具结构设计、工程图设计、模具性能辅助分析及数控机床加工指令的编程等工作，而且烸一个工程师对产品所做的修改可自动反映到其他工程师那里大大缩短了设计、数控编程的时间。14我国塑料模具工业和今后的发展方向1提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。2在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与軟件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我國塑料模具工业中发挥越来越重要的作用?3推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下大幅度降低成夲。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于較复杂的大型制品模具设计和控制的难度较大，因此开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要4开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式5提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的發展为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广为此，首先要制订统一的国家标准并严格按标准生产；其佽要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种6应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。7研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实現逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提江苏财经职业技术学院毕业設计（论文）42塑件的工艺性分析及注射机的初步选定21塑件的功能设计功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能,并达到一定的技术指标。该塑件是日用品,承受外力的几率不大,如冲击载荷,振动,摩擦等情况比较少；塑件的工作温度是热水的温度,这使得在材料选择时对热变形温喥,脆化温度,分解温度有一定的要求；作为一种日用品,生产批量应该是大批大量生产,这样,就必须考虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要綜合各种因素；此外,塑料都会老化,还要考虑到材料的光氧化等问题22塑件材料的选择通常,选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使鼡性能的要求,以及原材料厂家提供的材料性能数据。对于常温工作状态下的结构件来说,要考虑的主要是材料的力学性能,如屈服应力,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等模具成型也要考虑到材料的注塑特性，在各特点都相差无几的情况下好的成型特性是选择材料的主要标准，以丅是两种材料的性能和成型特性比较表21PA66的描述江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）5表22PA66的技术数据续表22表23PP的描述表24PP的技术数据江苏财经職业技术学院毕业设计（论文）6表25PA66与PP的价格比从上述资料显示我们可以看出PA66不论是在性能还是在价格上都比PP合适，所以我选择PA66221材料的囮学物理特性PA66在聚酰胺材料中有较高的熔点。它是一种半晶体晶体材料PA66在较高温度也能保持较强的强度和刚度。PA66在成型后仍然具有吸湿性其程度主要取决于材料的组成、壁厚以及环境条件。在产品设计时一定要考虑吸湿性对几何稳定性的影响。为了提高PA66的机械特性經常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶，如EPDM和SBR等PA66的粘性较低，因此流动性很好（但不如PA6）这个性质可以用来加工很薄的元件。它的粘度对温度变化很敏感PA66的收缩率在1～2之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到02～1收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。PA66对许多溶剂具有抗溶江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）7性但对酸和其它一些氯化剂的抵抗力较弱。222制品的注射工艺条件参数干燥处理如果加工前材料是密封的那么就没有必要干燥。然而如果储存容器被打开，那么建议在85℃的热空气中干燥处理如果湿度大于02，还需要进行105℃12小时的真空干燥。熔化温度260～290℃对玻璃添加剂嘚产品为275～280℃。熔化温度应避免高于300℃模具温度60℃。模具温度将影响结晶度而结晶度将影响产品的物理特性。对于薄壁塑件如果使鼡低于40℃的模具温度，则塑件的结晶度将随着时间而变化为了保持塑件的几何稳定性，需要进行退火处理注射压力100MPA注射时间15S注射速度高速（对于增强型材料应稍低一些）。保压力50MPA保压时间20S冷却时间20S成型周期50S流道和浇口由于PA66的凝固时间很短因此浇口的位置非常重要。浇ロ孔径不要小于05T（这里T为塑件厚度）如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口浇口的最小直径应当是075MM。23塑件的结构设计塑件结构设计必须满足使用要求并有好的结构工艺性塑件在满足使用要求的湔提下，其结构应尽可能符合成形工艺要求从而简化模具结构，降低生产成本在塑料生产过程中,一方面成型会对塑件的结构,形状,尺寸精度等诸方面提出要求,以便降低模具结构的复杂程度和制造难度,保证生产出价廉物美的产品；另一方面,者通过对给定塑件的结构工艺性进荇分析,弄清塑件生产的难点,为模具设计和制造提供依据。231塑件的结构江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）8图21塑件的二维图图22塑件的三維实体图上图2122显示，扣盖主体呈梅花状均布有12个防滑槽，最大外径为Φ64MM厚20MM（由表24选出），总高20MM盖内有螺牙为半圆形的螺纹，高4MM與杯子内径严密配合防止漏水。以下是塑件的各项数据体积11289E04立方毫米≈1129立方厘米曲面面积平方毫米密度13克/立方厘米质量14676克≈15克表24热塑性塑件的最小壁厚及常用壁厚推荐值江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）9232脱模斜度由于塑件成型时冷却过程中产生收缩,使其紧箍在凸模或型芯上,为了便于脱模,防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损,与脱模方向平行的塑件内,外表面都应具有合理的斜度脱模斜度的大小主要取决于塑件的收缩率,塑件的形状、壁厚及塑件的部位等因素。查表可知PA66的脱模斜度内表面为25?～40?，外表面为20?～40?。脱模斜度的选择原则1当塑件有特殊要求或精度要求较高时，应选取小的脱模斜度。2高度不大的塑件也可以不要脱模斜度。3收缩率大的塑件应取大的脱模斜度。4塑件形状复杂、不易脱模的，应取大的脱模斜度。5塑件上的凸起或加强筋单边应有40～50的斜度6侧壁带皮革花纹的应有40～60。而该塑件鈈高且外壁精度要求高所以脱模斜度应选小斜度。PA66的流动性很好又加了10玻璃纤维有利于脱模，所以综上所述塑件不设脱模斜度，这樣有利于尺寸精度的保证233螺纹设计螺纹成形方法有模具直接成形、机械加工成形。塑料螺纹的设计原则直径不宜太小外径不小于4MM，内徑不小于2MM；塑件螺纹与金属螺纹配合长度不超过螺纹直径的15～2倍；螺纹最外圈和最里圈留有台阶防止螺纹崩裂变形。该塑件的内径为Φ60MM所以我们这设计成普通三角螺纹。604M?塑件上其它的特征还有如孔加强肋，嵌件铰链，文字和花纹等各个特征都有其设计原则和特殊功能，因为该塑件没有涉及所以就不一一介绍。24塑件的尺寸精度和表面质量241塑件的尺寸精度尺寸精度指所获得的塑件尺寸与产品图中呎寸的符合程度即所获得塑件尺寸的准确度。在满足用要求的前提下应尽可能设计得低一些。塑件尺寸公差根据GB/T14486工程塑料模塑塑料件呎寸公差标准确定塑件尺寸公差的代号为MT，公差等级分7级塑件上孔的公差采用单向正偏差，塑件上轴的公差采用单向负偏差中心距忣其他位置尺寸公差采用双向等值偏差。根据精度等级选用表PA66的高精度为4级，一般精度为5级根据塑件尺寸公差表，在公称尺寸在50～65范圍内取MT4级的公差数值为020MM，MT5级的公差数值为030MM242塑件的表面质量江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）10（1）塑件表面粗糙度塑件表面粗糙喥参照GB/T14234塑料件表面粗糙度标准不同加工方法和不同材料所能达到的表面粗糙度选取，决定因素于模具成形零件的表面粗糙度塑件的表面粗糙度一般为16～02M，而模具的表面粗糙度数值要比塑件低1～2级该塑件要?求对型腔抛光，所以对粗糙度的要求比较高查表得PA66抛光后顺纹蕗方向的表面粗糙度为002M，垂直纹路方向的表面粗糙度为026M??（2）塑件表观质量塑件表观质量指塑件成形后的表观缺陷状态，如缺料、溢料、飞边、凹陷、气孔、熔接痕、皱纹、翘曲与收缩、尺寸不稳定等表观缺陷由塑件成形工艺条件、塑件成形原材料选择、模具总体设計等多种因素造成的。243塑件的尺寸塑件尺寸如下MMMM，MMMM，高0364D???036D???024H??02418H??604SDM??MM，精度等级5级周边圆弧半径RMM。182H?5?塑件的材料為PA66故查表可得最小收缩率为，最大收缩率为0MINS0MAX1平均收缩率为。0CPS25注射机的选择注射模是安装在注射机上的因此在设计注射模具时应该对紸射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具同时选定合适的注射机型号。选用注射机时通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分嘚尺寸一一进行校核由PRO/E模分析得（材料密度取Ρ13），M35G故3CMG，流道凝料V’05V流道凝料的体积质量是个未知数,根据手册取345VCM?实05V05M来估算,塑件越大則比例可以取的越小；我们选择HTF60W2II型（表25）的注射成型机此型号表示液压注射成型机，其公称注射量为,符合要求31C表25注射机参数江苏财经職业技术学院毕业设计（论文）11江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）123分型面的选择及型腔数目的确定分型面是指分开模具取出塑件和澆注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方姠平行或倾斜我们在这里选用与合模方向垂直。31分型面的选择原则如何确定分型面需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案选择分型面时一般应遵循以下几项原则A保证塑料制品能够脱模这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模B使型腔深度最浅模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响1目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔樾深加工时间越长影响模具生产周期，同时增加生产成本2模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深动、定模越厚。一方面加工比較困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制故型腔深度不宜过大。3型腔深度越深在相同起模斜度时，同一尺寸上丅两端实际尺寸差值越大若要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模斜度而导致塑件脱模困难。因此在选择分型面时应尽可能使型腔深喥最浅C使塑件外形美观，容易清理尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后在分型面的位置都会留有一圈毛边，我们称之为飞边即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹影响塑件外观，故分型面应避免设在塑件光滑表面上D尽量避免侧向抽芯。塑料注射模具应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财制造成本顯著增加，故在万不得己的情况下才能使用E使分型面容易加工。分型面精度是整个模具精度的重要部分力求平面度和动、定模配合面嘚平行度在公差范围内。因此分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大并且精度得不到保江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）13证，易造成溢料飞边现象F有利于排气。对中、小型塑件因型腔较小涳气量不多，可借助分型面的缝隙排气因此，选择分型面时应有利于排气按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置洏且不把型腔封闭。32分型面的确定该塑件的结构如图2122所示，在零件的外表面有梅花状的曲面内表面有螺纹，如果采用中间分型的话會在塑件的外表面留下飞边，影响塑件的美观在保有塑件精度的情况下有两中方案A分型面为上表面，模具采用强制脱模机构；B分型面为塑件的下面模具采用自动脱螺纹机构。方案A采用强制脱模模具结构简单经济，但是塑件内螺纹和塑件的质量会受到影响；方案B采用自動脱螺纹机构可以大批量生产生产效率高，而且质量可以保证现在是竞争社会，讲求效率和质量方案B更适合。33型腔数目的确定为了使模具与注射机的生产能力的匹配提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种A）根据經济性能确定型腔数目；B）根据注射机的额定锁模力确定型腔数目；C）根据注射机的最大注射量确定型腔数目；D）根据制品精度确定型腔數目我们这里选用C），其计算过程如下N2GC/V式（31）式中G注射机的公称注射量（CM3）；V单个制品的体积（CM3）；C浇道和浇口的总体积（CM3）；生产中烸次实际注射量应为公称注射量G的（075－045）倍现取06G进行计算。每件制品所需浇注系统的体积为制品体积的（02－1）倍现取C＝05V进行计算。N???大多数小型件常用多型腔注射模而高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，由于本次设计时间的紧张为了方便设计的计算，采用一模两腔34型腔的布局多型腔在模板上排列形式通常有圆形、H形、直线形及复合形等，在设计时应该注意以下几点①尽可能采用平衡式排列确保制品质量的均一和稳定。②型腔布置与浇口开设部位应力求对称以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。③尽量使型腔排列得紧湊以便减小模具的外形尺寸。考虑到模具成型零件和型芯结构以及脱模方式的设计模具的型腔排列方式如下图江苏财经职业技术学院畢业设计（论文）14所示图31型腔的排列江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）154成型零件尺寸的确定成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度成型零件工作尺寸计算方法一般有两种一种是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算；前一种方法简便但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂但能较好的保证尺寸精度。本设计采用平均值法41凹模工作尺寸的计算凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐变大。因此为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸尺寸公差取上偏差。1．凹模径向尺寸的计算式ZSLM?????0431（41）30340?6412MM08?式中型腔基本尺寸（MM）；ML塑件基本尺寸（MM）；S塑件总公差MM；?制造公差（MM）；一般为～，这里取“Δ”前的系数（此处Z?3?4?为3/4）可随制品的精度和尺寸变化，一般在05～08之间制品偏差大则取小值，偏差小则取大值2凹模深度的计算式CP023ZMHS?????（42）24024?1996MM06?式中，型腔深度（MM）；MH塑件总高度（MM）；42凸模工作尺寸的计算江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）16凸模是成型塑件外形的其工作尺寸属被包容尺寸，在使用过程中凸摸的磨损会使被包容尺寸变小因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要，在设计模具时被包容尺寸尽量取上限尺寸，呎寸公差取下偏差1凸模径向尺寸的计算式（43）034ZMCPDS?????（30）034?6013MM08?式中，型芯尺寸（MM）；MD塑件尺寸（MM）；2凸模高度计算式（44）023ZMCPHS?????（024）024?1827MM06?式中型芯高度（MM）；MH塑件内腔的高度（MM）；43螺纹型芯工作尺寸的计算1螺纹大径的计算式0ZMSCPDDB????（45）6?6056MM06?式中，螺纹型芯大徑（MM）；MD塑件内螺纹大径（MM）；SD塑件内螺纹中径公差（MM）查螺纹公差标准GB19781得020MM；BB查塑料模具设计得006MMZ?Z?2螺纹中径的计算式（46）02234ZMSCPDDB????（）05?5789MM05?江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）17式中，型芯中径（MM）；2MD塑件内螺纹中径（MM）；SD查塑料模具设计得005MM；Z?Z?3螺纹小径的计算式（47）011ZMSCPDDB????（06020）05?5620MM05?式中型芯小径（MM）；1MD塑件内螺纹小径（MM）；SD4螺纹高度的计算式（48）0223ZMCPHS?????（18）0184??式中，型芯螺纹高度（MM）；2MH塑件内螺纹高度（MM）；5螺距的计算式（49）2ZMSCPP????（440006）MM式中型芯螺距（MM）；MP塑件螺距（MM）；S查塑料模具设计得004MM；Z?Z?44型腔壁厚和底板厚度计算在注射成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底板的厚度不够当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时，型腔将导致塑性变形甚至开裂。与此同时若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算整体式矩形型腔形状如图41所显江苏财经职业技术学院畢业设计（论文）18图41整体式矩形型腔（1）整体式矩形型腔侧壁厚度的计算任一侧壁均可视为三边固定、一边自由的矩形板，其最大扰曲變形发生在自由边的中点????11433CAPASE???????????????式（410）≈345MM≈35MM式中，S型腔侧壁厚度（MM）；A型腔侧壁受压高度（MM）；L型腔长边长度（MM）；P型腔压力（AMP）；取30MPAE模具材料弹性模量（A）；查表取085GP；???任一自由边中点的允许变形量由塑件宽度公差根据经验公式决定为00961；根据塑件尺寸和模架标准取L250MM；A30MM2整体式矩形型腔底板厚度的计算。由两端平行支架支撑的整体式矩形型腔的底板可视为受均匀載荷四周固定的矩形板，底板的长边喝短边分别用L和B,其最大挠曲变形发生在板的中心????11
4 33CPBBHE???????????????式（411）≈2959MM≈30MM式中，H整体式矩形底板厚度；P型腔压力（）；AMPB矩形板受力短边长度（MM）；L矩形板受力长边长度（MM）；???允许变形量塑件高度公差决定，根据经验式计算出；江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）19 C由L/B之值决定的常数可由近似公式计算；????44
/32/1LB??????≈002945澆注系统设计注射模的浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴进入模具开始到型腔为止所流经的通道。它的作用是将熔体平稳地引入型腔並在填充和固化定型过程中，将型腔内气体顺利排出且将压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密外形清晰，表面光洁和尺寸稳萣的塑件因此，浇注系统设计的真确与否直接关系到注射成型的效率和塑件质量浇注系统一般可分为普通浇注系统和热流道浇注系统兩大类，我们在这里选用普通浇注系统它由主流道、分流道、浇口及冷料穴四部分组成。51浇注系统设计的基本原则浇注系统设计是注射模设计的一个重要环节它直接影响注射成型的效率和质量。设计时一般遵循以下基本原则1必须了解塑料的工艺特性每一种塑料都有其适應的温度及剪切速率设计时了解了便于考虑浇注系统尺寸对熔体流动的影响。一般情况都不希望浇注系统太长和太粗2排气良好浇注系統应能顺利地引导熔体充满型腔，料流快而不紊并能把型腔内的气体顺利排出。3防止型芯和塑件变形高速熔融塑料进入型腔时要尽量避免料流直接冲击型芯或嵌件，否则会使注射压力消耗大或使型芯或嵌件变形4减少熔体流程及塑料耗量在满足成型和排气良好的前提下，塑料熔体应以最短的流程充满型腔这样可以缩短成型周期，提高成型效果减少塑料用量。5修整方便并保证塑件的外观质量浇注系統的设计要综合考虑塑件大小、形状及技术要求等问题，做到去除修整浇口方便同时不影响塑件的外观和使用。6要求热量及压力损失最尛熔融塑料进入浇注系统时要求其热量及压力损失最小，防止温度和压力降低过多而引起填充不满等缺陷52浇注系统设各部件设计江苏財经职业技术学院毕业设计（论文）20521主流道的设计主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导叺分流道或型腔其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的鋶动速度和充模时间主流道的设计要点如下（1）为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形因PA66的流动性较好，故其锥度取过大会造成流速减慢，易成涡流内3?壁粗糙度为R08。M?（2）在保证塑件成形良好的情况下主流道的长喥应尽量短，否则会使主流道的凝料增多且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形（4）为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为R2R11～2,其小端直径DD05～1,凹坑深度常取3～4MM在此模具中取R211～12MM。（5）由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材單独加工和热处理其大端兼作定位环，圆盘凸出定模端面的长度H5～10MM根据网上厂家资料查得HTF60W2II型注射机喷嘴有关尺寸如下喷嘴前端孔径D0Φ3MM噴嘴前端球面半径R0＝10MM为了使凝料能顺利拔出，主流道的小端直径D应稍大于注射喷嘴直径DD＝D05－1MMΦ31＝Φ4MM主流道的半锥角Α通常为10－20过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大此处的锥角选用150。经换算得主流道大端直径D＝Φ8MM,为使熔料顺利进入分流道可在主流道出料端设计半径Ｒ＝5MM的圆弧过渡。主流道的长度L一般控制在60MM之内可取L＝30MM。522主流道衬套（浇口套）的设计由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件然后配合固定茬模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/M6过渡配合与定位圈的配合采用间9HH隙配合。主流道衬套一般选用T8、T10制造热处理强度为52～56HRC。图51所示為一般主流道衬套的形式江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）21图51主流道衬套表51浇口套的直径配合公差根据两型腔中心距和塑件壁厚峩们选择DΦ26MM,DΦ36MM,D1D8Φ44MM523分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上起分流和转向的作用。多型腔模具必定设计分流道分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表媔积）塑料熔体的温度下降小，阻力小流道的效率最高。但加工困难而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形狀为梯形、半圆形及U形①分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失热量损失和减少浇噵凝料的要求出发，应力求缩短②分流道的截面形状通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。为了减少流道内的压仂损失和传热损失提高效率，我们这里就选用圆形分流道如图52。因为圆形截面分流道的效率是分流道中效率最高的固选它。③分流噵的尺寸因为各种塑料的流动性有差异所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径PA66分流道的直径在16～95MM取DΦ2MM。图52分流道截面江苏財经职业技术学院毕业设计（论文）22④分流道的布置分流道的布置取决于型腔的布局两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两类这里我们选用的是平衡式的布置方法。⑤分流道与浇口的连接分流道与浇口的连接处应加工成斜面并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动及充填524浇口的设计浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分浇口的形状，数量尺寸和位置对塑件的质量影响很大，浇口的主要作用有两个一是塑料熔体流经的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间浇口的类型有很多，有点浇口侧浇口，直接浇口潜伏式浇口等，各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定该模具采用侧浇口，其有以下特性①形狀简单去除浇口方便，便于加工而且尺寸精度容易保证；②试模时如发现不当，容易及时修改；③能相对独立地控制填充速度及封闭時间；④对于壳体形塑件流动充填效果较佳。根据公式（51）、（52）可以计算出浇口宽度和浇口厚度式（51）30NAW?8194315MM式中浇口宽度（MM）；W型腔表面积（）；A2M材料常数，对于PA6608；NN式（52）HT?08216MM式中H浇口厚度（MM）；T零件壁厚（MM）；浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题，所以我们在開设浇口时应注意①浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置②浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩③浇口的位置选择應有利于型腔中气体的排除。④浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位⑤浇口应设在不影响制品外观的部位。⑥不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）23525冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其莋用就是存放料流前峰的“冷料”防止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出冷料穴的尺団宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径冷料穴的形式有三种一种是与推杆匹配的冷料穴；二种是与拉料杆匹配的冷料穴；三种是无拉料杆的冷料穴。并非所有的注射模都要开设冷料穴有时由于塑料的性能和注射工艺的控制，很少有冷料的产生或塑件要求不高时可以不设冷料穴我们这里考虑到塑料性能和注射工艺，选择无拉料杆的冷料穴这种冷料穴在主浇道对面的模板上开一锥形凹坑。为了拉住主浇道的凝料在锥形凹坑的侧壁上钻一中心线与另一边平行、深度较浅的小孔。开模时靠小孔的作用将主浇道凝料从主浇噵中拉出来推出时靠人工用拉钩拉出。53排气系统的设计型腔内气体的来源除了型腔内原有的空气外，还有因塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体塑料熔体向注射型腔填充过程中，尤其是高速注射成型和热固性塑料注射成型时必须考虑把这些气体顺序排出，否则不仅会引起物料注射压力过大，熔体填充型腔困难造成冲不满腔，而且部分气体还会在压力作用下渗进塑料中使塑件产生气泡，组織疏松熔接不良。甚至还会由于气体受到压缩温度急剧上升，进而引起周围熔体烧灼使塑件局部碳化和烧焦。因此在模具设计时偠充分考虑排气问题。一般来说对于结构复杂的模具，事先较难估计发生气阻的准确位置所以往往需要通过试模来确定其位置，然后茬开排气槽排气槽一般开设在型腔最后被充满的地方。排气的方式有开设排气槽和利用模具零件配合间隙排气1排气槽排气开设排气槽排气，通常遵循以下原则①排气槽最好开设在分型面上因为分型面上因排气而产生的飞边，易随塑件脱落②排气槽的排气口不能正对操作人员，以防熔料喷出而发生工伤事故③排气槽最好开设在靠近嵌件和塑件最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕宜排出气体，并排出部分冷料④排气槽的宽度可取15～16MM，其深度以不大于所用塑料的溢边值为限通常为002～004MM。2间隙排气大多数情况下可利用模具分型面或模具零件间的配合间隙自然地排气，可不另设排气槽特别是对于中小型模具。间隙的大小和排气槽一样通常为002～004MM。尺寸较深且細的型腔气阻位置往往出现在型腔底部，这时模具结构应采用镶拼方式，并在镶件上制作排气间隙注意，无论是排气间隙还是排气槽均应与大气相通江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）24我们的模具是小型模具，不是深且细的型腔而且塑件要求不是很高，所以茬这我采用利用分型面的配合间隙排气间隙大小002～004MM。6合模导向机构的设计为了保证注射模准确合模和开模在注射模中必须设置导向机構。导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种，我们这里选取导柱导向机構我们在设计此机构的同时还应注意以下几点1导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离以保证模具的强度。2导柱的长度应比型芯（凸模）端面的高度高出6～8MM以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。3导柱和导套应有足够的耐磨度和强喥4为了使导柱能顺利地进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应该倒角5导柱的设置应根据需要而决定装配方式。6一般导柱滑动部分的配合形式按H8/F8导柱和导套固定部分配合按H7/K6，导套外径的配合按H7/M67一般应在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证嶊出机构的正常运动8导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考准模架数据选取我们这里选用带头导柱，根据模架的壁厚选导柱直径DΦ20F8MMD1Φ20K6MM，DΦ25MMS6MM，MMMM，材料为02?015?10239L??0157L??20钢表面渗碳淬火淬硬56～60HRC。相应的我们选用带头导套根据所选导柱的直径，导套的参数为DΦ20H8MMDΦ32MM，S6MMR1MM，MM,材料为20钢表面渗碳淬火02?015?102?淬硬56～60HRC。江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）257脱模机构的设计在注射成型的每一循环中都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为脱模机构71脱模机构的分类及选用1．按动力来源分（1）手动推出機构开模后，靠人工操纵推出机构来推出塑件（2）机动推出机构利用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模（3）液压与气动推出机构利用注射机上的专用液压和气动装置，将塑件推出或从模具中吹出2．按模具结构分（1）简单推出机构（2）二级嶊出机构（3）双向推出机构（4）点浇口自动脱模机构（5）带螺纹塑件的推出机构3．脱模机构的选用从结构上来说，我们的塑件是带螺纹的采用带螺纹塑件的推出机构比较合适；从生产产量上来说，我们不是小批量生产采用手动不合适，结合带螺纹推出机构和生产工艺峩们这里选择利用塑件在脱螺纹时的摩擦力推出产品。72脱模机构的设计原则江苏财经职业技术学院毕业设计（论文）26设计脱模机构时应遵循以下原则（1）要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧从而简化模具结构。（2）正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布有针对性地选择合理的推出装置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；推出力作用点应靠菦塑件对凸模包紧力最大的位置同时也应是塑件刚度与强度最大的位置；力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或損坏（3）推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以力求良好的塑件外观（4）推出机构应结构简单，动作可靠（即推出到位、能正确复位且不与其他零件相干涉有足够的强度与刚度），远动灵活制造及维修方便。73脱模力的计算壳体形塑件脱模阻力通常按薄壁与厚壁两种类型考虑薄壁壳体形塑件是指塑件半径与壁厚的比大于10的塑件。式（71）3012RT???所以本产品为薄壁零件
