1、2014屆屆 分 類 號:TG375 單位代碼:10452畢業論文（設計） 脈動蓋的注塑工藝分析及成型模具的設計脈動蓋的注塑工藝分析及成型模具的設計 姓 名 朱朱 禮禮 兵兵 學 號 201203910838201203910838 年 級 20122012 專 業 機械設計制造及其自動化機械設計制造及其自動化 系（院） 機械工程學院機械工程學院 指導教師 張張 建建 梅梅 2014 年 3 月 30 日臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計I摘 要現代塑料模具在社會生產中起到的重中之重的地位的，注塑模具是社會經濟的基礎工業。用注塑模具生產成形塑料制品存在許多優點。如：制造簡便方便、材

2、料利用充分、生產效率高、制品的尺寸統一，尤其是對成批制造的機塑料制品，更能達到意想不到的經濟效益。最近幾年全世界國內外對注塑模具的澆注系統、溫度的控制、用數控來加工注塑模具這樣大大減少了熱處理變形等情況作了大量的研究，并取得了相當好的結果。將來，模具設計將在世界各地占領主導地位，促進我國的經濟的大力發展。本模具的設計是對脈動蓋的設計,包含了方案分析和方案的確定、尺寸計算和結構計算等。該制品內有螺紋，需要進行兩次分型。所以采用了二次來脫模機構來對制品進行脫模，保證塑聊制品能夠容易的成型脫模。關鍵詞：凸凹模結構設計；脫模機構設計；澆注系統 臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計IIAbst

3、ractThe modern plastic mould in the social production of priority among priorities position, injection mold is the foundation of industrial economy. There are many advantages of plastic injection mould forming production. Such as: simple and convenient manufacturing, full use of materials, high prod

4、uction efficiency, product size uniform, especially for machine plastic product batch manufacturing, can achieve more beat all economic benefits. Main methods of manufacture of injection mold and plastic products. So around the world, design of injection mold is very attention. In recent years all o

5、ver the world at home and abroad on the injection mold gating system,temperature control, numerical control machining injection mold which greatly reduced the heat treatment deformation, made a lot of research, and achieved very good results. Future, mold design will occupy a dominant position in th

6、e world, and promote Chinas economic development. Design of the die is designed to cover the pulsation, includes project analysis and scheme, the size of the calculation and structural calculation. The product with inner threads, the need for a two type. So the two times to demoulding mechanism for

7、release of products, ensure molding mold plastic products can be easilyKey Words: Demoulding agencies Plastics injection Mold;Structural design ; The gating system臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計III目 錄1 1 緒緒 論論 .12 2 塑件的工藝分析塑件的工藝分析 .32.1 塑件的壁厚分析 .32.2 塑件的倒角分析.32.3 材料的選擇.42.4 成型特性.42.5 綜合性能.43 3 塑件型腔數目的分析和分布塑

8、件型腔數目的分析和分布 .63.1 型腔數目的確定.63.2 型腔的排布設計原則.64 4 分型面與澆注系統分析分型面與澆注系統分析 .84.1 分型面的選擇應遵循以下原則.84.2 澆注系統的設計.84.3 注射機的型號和規格的選擇 .105 5 凸凹模的結構及工作尺寸的設計凸凹模的結構及工作尺寸的設計 .115.1 零部件的結構設計.115.2 凹凸模的尺寸計算.116 6 導向機構的工藝分析導向機構的工藝分析 .156.1 導向機構的作用.156.2 導柱導套的設計原則.156.3 導柱導套的設計.157 7 脫模機構的工藝分析脫模機構的工藝分析 .177.1 脫模機構的組成.177.2

9、 設計原則.177.3 脫模力的計算.188 8 溫度控制系統的設計溫度控制系統的設計 .208.1 冷卻系統的意義.208.2 設計冷卻系統的基本方式.208.3 冷卻系統的設計.209 9 模具工作流程模具工作流程 .23總總 結結 .24臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計IV致致 謝謝 .25參參 考考 文文 獻獻 .26臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計11 緒 論注塑模具是工業生產重要的一部分，具有相當大社會發展前景。中國的注塑塑料模具制造業發展緩慢,經驗很少,和發達國家相比差距是非常大的。隨著注塑塑具行業的不斷創新和發展，將來注塑模具將會很快的奔向成熟并且很

10、快在社會經濟發展中占據主導地位。所以，在不久將來注塑模具將在市場上變成最常用的的制造工業，遍布世界各地，注塑模具作為模具其中一種，在市場將有很大的需求量。而原始的注塑模具制造方式，主要通過圖紙和仿形加工的方式來完成，費事、費力、精確度不高、產品的誤差比較大。而現代注塑模具于原始相比較有了很大的差別，它不僅在形狀和結構方面與以前相比變得更為復雜，而且在技術方面變得更先進了，用原始的注塑模具制造技術很難制造出高精度模具。當今，全世界的工業生產普遍存在特產品多樣、市場競爭壓力大。為了適應今市場的發展需求注塑模具存在列下發展現狀：1) 現在模具的精度要求將越來越高。20 年前，注塑模具的制造精度要求為

11、 7m，現在已達 1m2m。滿足社會的發展需求，這就是要求我們必須大力發展超精加工。不斷提高注塑模具的制造,使注塑模具能夠生產出形狀更為復雜的產品。2) 注塑模具設計日益變得大型化的趨勢。由于要提高生產率的原因現在出現了一模多腔型的注塑模具。新型注塑模具在多工位級進模的基礎上研發出來的，多功能注塑模具除了注塑成型制品外，還擔負其它許多工作如：攻絲、鉚接、疊壓和鎖緊等其它重要任務，這種多功能的注塑模具生產出來的產品不再是單一的，而是大批量的產品，可大大的提高產品的生產和制造周期。3) 伴著熱流道技術不斷成熟和其廣泛的使用，熱流道注塑模具技術在塑料模具中逐步成熟。所有采用熱流道技術的注塑模具大大提

12、高了生產率和生產的質量，并節約很多的原料，所有，熱流道技術的在工業生產中發展很快。許多注塑塑料模具廠生產的注塑模具已有一半以上采用了該項技術，提高生產率的效果十分明顯。4) 注塑模具的不斷改進和發展，塑件的精度要求越來越高，為了保證產品的精度，注塑模具生產廠家將繼續不斷的研究和創新，提高注射壓縮工藝流程。在注射過程中，影響塑件精度的最大問題就是收縮，高壓快速注射成型工藝可以大大的減小塑件的收縮率，提高塑件尺寸精度。氣輔注射技術已相當較成熟，它能改善塑件的外觀質量，有注射壓力小、制品變形小、易于保證的質量等優臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計2點，還可以節約材料及提高生產率，從而大幅

13、度降低生產的成本。5) 注塑模具的標準件再將市場的應用將會變得更為廣泛。注塑模具標準化生產的應用能極大的提高注塑模具生產時間。使用注塑模具標準化不但能縮短模生產的時間，還提高注塑模具質量和降低注塑模具的成本，因此模具標準化將日漸廣泛的被使用。實現注塑模具行業的標準化生產促進了注塑模具工業在更大的程度上實現資源的融合，提高注塑模具行業發展的。所以，模具標準化生產的運用在“十五”期間將得到很大發展。臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計32 塑件的工藝分析本次設計的產品是脈動蓋注塑模具，該產品的外形輪廓和形狀比較簡易，容易理解和接受。本設計的產品高度 16mm，大徑 40mm，壁厚 1mm

14、，中間連接的部位用圓弧銜接。塑件對其尺寸要求沒有太嚴格的標準，因此，在設計中可以不加太在意此環節的設計，目的是為了降低注塑模具制造成本、節約原料、提高生產效率。該產品圖如下圖: 圖 1 產品圖2.1 塑件的壁厚分析制品的厚度對產品質量的有很大的影響，所以要嚴格的控制塑件的壁的厚度。厚度太大，太浪費材料，還增加了塑件的冷卻時間，更為嚴重是使產品出現氣泡、收縮、變形等質量問題。厚度太小，成型過程中塑料熔體流動阻力太大，充型不完整出現缺陷，尤其是大型注塑模具制品的缺陷更為嚴重。根據相關知識手冊，此產品的厚度應為 1mm 比較合適，在保證塑件形狀完整尺寸精確的同時還能節約材料。2.2 塑件的倒角分析為

15、了保證制品的質量的同時還要是熔液的便于脫模，使其充滿整個型腔。在制品內外表面采用過渡圓弧來連接，目的就是為了提高制品的工藝性能。過渡圓弧對制品的是十分重要的一個要求，所以對于注塑模具的型腔的設計是一個關鍵環節。在無其它特別的要求的條件下，內外表面的連接處均設計倒圓角。通過查找相關資料可知：一般外圓角是壁厚的 1.3 倍、內圓角應是壁厚的 0.6倍。本次脈動蓋的設計要求內外圓弧圓弧的設計結合生產實際來，根據目前的臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計4生產力以及設備，此制品的內外倒角均設為半徑為 0.6mm，適合制品的結構和社會的生產實際。2.3 材料的選擇本塑料制品在尺寸要求較高,而且

16、在長時間的循環利用的過程中必須有較好的物理性能，在保證制品的功能不變條件下，還要保證塑件有很好的外形和尺寸。才能完整的達到塑料制品的加工要求。綜合上所說的條件下在結合廠家的實際生產情況，應選用收縮較小、性能較高的塑料原料本設計采用聚乙烯來作為脈動蓋的加工原料來進行加工制造和生產。聚乙烯是一種沒有毒、沒有味、呈白色的原料。密度為 0.91.0g/cm3,而且還有相當的機械性能,有很好的透明度、柔軟度、耐沖擊度，和其他塑料進行比較機械強度相對較低低，表面硬度低，但柔韌性與其它塑料較好，無毒，對身體不會產生什么傷害。聚乙烯的絕緣很好，常溫下聚乙烯不與任何溶劑互溶，并且有很好的耐酸性、耐堿性、抗腐蝕性

17、很強。聚乙稀有很好的耐水性，長時間和水相接觸其性能人可以保持不變。它的透水氣性能很差，但透氧和二氧化碳以及許多有機物氣體的性能較好。它還在光、熱、的侵蝕下會出現老化現象。2.4 成型特性本制品為結晶型塑料,和一對其進行重復的循環利用，節約資源，保護環境。不吸水,制品不可長時間加熱容易融化失效，粘度小，化學性質穩定不易分解，長時間的氧化除外， 流動性隨壓力的變化較大，加熱時間過長容易出現分解現象。所以我們應控制好模具型腔的溫度。采用高壓注射成型，原料的溫度要均勻，填充速度應快，保壓時間充分。不采用直接注射方式，這樣會使收縮不均稱和方向明顯。所以，澆口位置的選擇很重要。質軟的塑料容易脫模，不影響脫

18、模后制品外觀和形狀。2.5 綜合性能壓縮比例： 1.902.40 抗拉強度: 2340 MPa彈性模量： 0.861.00GPa彎曲強度： 2642MPa壓縮強度： 230 MPa疲勞強度： 12Mpa脆化溫度： -70oC臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計5注射機型號： 柱塞式噴嘴的形式： 直通式模溫： 3546oC注射壓力： 90110Mpa保壓壓強： 4255Mpa注射時間： 08s保壓時間： 1464s冷卻時間： 1560s 成型周期： 40140s 有制品的工作條件可知到對制品的精度要求較高，有聚乙烯的性能可知制品的精度等級為 6 級精度要求外徑: 40mm 厚度: 1m

19、m內徑: 16mm 厚度: 1mm根據實際情況算出制品的體積是: V塑=S*H=2.8cm3 (3-1) 查資料的聚乙烯密度約為: 所以塑件設為的實際質量是： 3/9 . 0cmgW 塑 =V 塑r 塑=2.7(g)。 (3-2)臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計63 塑件型腔數目的分析和分布為了保證注塑模具的生產效和制品的質量及其相應的經濟性，注塑模具在設計時應確定注塑模具的型腔數目，注塑模具色型腔數目的確定方法有以下幾種：3.1 型腔數目的確定1)根據經濟性。根據加工費用的最小原則，不計準備時間和原材料消費，僅考慮注塑模具加工制造的費用和制品的加工費用。2)根據鎖模力。 當制造

20、大注塑模具時常使用這種方法。模具機的鎖模力取 F，模具型腔內熔液的壓力 P0,制品在模具上的投影面為 A0，澆注系統在分型面上的投影面為A1，所以：有公式(nA0+A1)PmF 整理可得：n (4-1)0100APAPF3) 根據制品精度。當注塑模具中每添加一個型腔時制品的精度就會下降,設型腔數為 n,產品的基本形狀尺寸設為 w，公差設為,一個型腔注塑模具可能產生的誤差取則制品精度的公式就為：w%+ （n-1）w% 4%sss公式經化簡可得： n (4-2)242500ws對于有些制品的精度要求較高，由于多型腔的注塑模具不能保證其精度，故一般設少于四個型腔就可以了。4) 根據最大注射量。設注塑

21、機的最大注射塑料溶液量設為 G，一個制品的質量設為 W0，設澆注系統的質量為 W1，所以有以下公式來確定型腔數目 n：n (4-3)018 . 0WWG 3.2 型腔的排布設計原則多型腔在注塑模具上的排布方式有許多種，通常我們選圓形。在設計注塑臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計7模具時應遵循一定的排布原則。已知體積 V塑和質量 W塑 ，由于此制品屬大量生產的小塑件，所以，我們確定用一模四腔對稱的方式來排布型腔,根據制品的外形確定運用點式澆口，根椐制品的材料和制品的尺寸確定澆口直徑為0.91.5mm。排布圖如下： 圖 2 型腔數目及排布方式圖臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業

22、設計84 分型面與澆注系統分析分開注塑模具取出制品和澆注系統凝料的接觸表面為分型面。4.1 分型面的選擇應遵循以下原則1) 制品方便脫模取出。2) 制品的外觀不遭損害。3) 保證制品的精度要求。4) 有利于注塑模具排氣。制品屬于很薄小型塑件，制品在冷卻的過程中由于收縮作用而包在凸模的型芯上，所以，為了保證脫模順利將分型面設在動模上。所以，分型面的選擇如下: 圖 3 分型面選擇方式圖4.2 澆注系統的設計從注流道的始端到型腔之間的熔液流動通道為澆注系統。他的作用是使塑料熔體能順利的充真到型腔中，得到尺寸、形狀完整。澆注系統包括主流道、分流道、澆口和冷料穴。再設計澆注系統時必須使熔體的流動性好穩定

23、、流動平穩、沒有曲翹變形、整理方便，盡量減少塑料的浪費，節約資源。1）主流道的設計主流道的斷面通常是圓形還有一定錐度，還和注射機噴嘴在一條線上，連接噴嘴和分流道的通道稱為主流道。本制品用的材料為聚乙烯，有其流動性質來確定流動參數如下：主流道的錐度取，制品壁的粗糙度取 0.6m。大端圓角取半徑取 6mm,目的是8為了減少塑料熔體的阻力。主流道一定要短，太長會影響充型，此處選主流道的長度為 30mm。襯套和主流道做成一個整體熱處理后的強度為 53-57HRC.2）冷料穴的設計：冷料穴一般設在動模板上，這樣是為了存放料流前峰的冷料防止冷料進入型腔，此為，再開模時還能夠將冷料從中取出來。綜上制造本制品

24、可以使用無臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計9拉料桿的冷料穴。3）分流道設計：主流道和澆口之間的一段通道是分流道。分流道在分型面上，起到分流轉向作用。多型腔注塑模具都設有此系統，大型模具還設有多個分流道，因為它使用多個點澆口，這樣才能保證充型完全，保證塑件質量和尺寸精度。1)分流道的截面和尺寸的確定:分流道形狀包括許多種樣式，通過查閱資料可知塑料溶液在六角形流道流動的慢，塑料溶液在正方形流道中凝固后不容易分型脫模，而圓形流道在加工過程難以保證精度要求，所以本設計選半圓形流道，取半圓直徑 5mm.2）分流道的排布：分流道的排布方式要根據型腔來安排布置的，兩者互不影響。分流道的布置是平

25、衡式根據型腔的排布形式，分流道的布置圖如下：圖 4 分流道的排布4）澆口的設計：連接分流道和模具型腔之間的一段距離是澆口，它是澆注系統重要部位。本制品屬于小型塑件，用的是一模多型腔注塑方式，而點澆口截面積小，澆口斷開時不會損傷制品表面尺寸和形狀，保證塑件質量，故采用點澆口。澆口的確定遵循以下原則：a、澆口設在能使塑料熔體能夠充滿各個型腔的位置 b、澆口應為于制品壁較厚的地方 c、澆口應設在氣體能夠排除的位置。就細長的注塑模具，用頂出頂部的進料，其目的是為了型芯沖擊而變形損壞。澆口的基本尺寸如下圖所示:臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計10圖 5 澆注系統圖 有制品的外形和質量來確定

26、相應的尺寸：由塑件質量 2.7g 可以推測出 d=4mm D=6mm R=15mm h=5mm d=1mmH=4.5mm L=70mm L=26mm a=4。 a1=10。 L1=18mm4.3 注射機的型號和規格的選擇體積: V澆=9cm3。澆注系統質量約為： W澆=V澆r塑=8.8g。 S=(nW塑+ W澆) /0.9=25g。XS-Z-32 注射機的技術規格如下:型號： XS-Z-32注射量： 32螺桿直徑： 30壓力： 120行程： 134時間： 0.8合模力： 260注射面積： 95最大開模行程： 170以上數據是在塑料制品成型及模具設計第 240 頁的附錄中查的。以上參數在資料上查

27、的，其中參數的單位分別是毫米和兆帕。本設計用的是柱塞式注射機來完成注射。臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計115 凸凹模的結構及工作尺寸的設計5.1 零部件的結構設計制品在加工的過程中，是由許多零件組成的。而這些零件叫做注塑模具的成型零件，主要包括凹凸模、型芯等。 1）凹模的結構設計凹模是注塑模具的制品的外輪廓的部件。他是模具的重要組成部分，凹模有整體式和組合式兩種形式。（1）整體式凹模是有一整個金屬加工而成，這種形式的模具結構緊湊簡單不易出現變形塑件質量好，尺寸精確。如果形狀復雜時，易采用結構復雜的注塑模具來完成注塑。所以，整體式適合形狀簡單的注塑制品。（2）組合式凹模是有好幾個

28、金屬組合裝配加工而成，適合形狀復雜的注塑模具塑件的注射。這樣能夠得到精確的塑件制品，保證制品的尺寸精度，和外形的要求。所以，組合式凹模加工性狀復雜的注塑制品。由于本制品的外形結構簡單，所以采用整體式凹模。2）凸模的結構設計 凸模又稱型芯，是注塑模具制品的內輪廓部件，通常也分為整體式和組合式兩種。（1）整體式凸模是對那些結構比較簡單，型腔比較淺的塑件易采用整體式凸模，（2）組合式凸模一般適應于結構復雜，不便于機械加工的注塑制品，特別是有二次分型的塑件，宜采用組合式凸模。然后再將其連接成一個整體，所以適用于大型凸模。由于脈動蓋有螺紋多以本次的設計組合式的凸模。5.2 凹凸模的尺寸計算模具零件的尺寸

29、計算主要是凹凸模的計算，通常包括凹模和凸模的徑向尺寸，凹凸模的高度尺寸，凹凸模的位置尺寸，1）凹凸模產生偏差的主要方面塑料的收縮收縮是制品產生偏差主要因素，要保證收縮率在其最大值和最小值之間變化，不能超過誤差范圍。注塑模具的加工過程中的偏差，還有注塑模具的裝配過程中的誤差。2） 凸凹模的計算臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計12制品為聚乙烯，屬于大量制造的小制品，收縮率的最大值與最小值取1.8%-3.8。平均收縮率=2.8%。所以，要計算凸凹模各個尺寸的制造與作用修正系數的數值在 y=0.60.8 之間取既可以了，綜合所說相關計算尺寸如下：（1）凹模尺寸計算：圖 B:mmLLMZ1

30、2. 00448. 00010189.2848. 02128%)5 . 21(21)1()(mmLsLM008. 00438. 0020268.1336. 02113%)5 . 21(21)1()(mmHHSM1 . 0044 . 000028.154 . 02115%)5 . 21(21)1()(（2）凸模計算:圖 A 中：(L1) 0- = (1+a)LM1+0.5 0-= (1+2.5%)26+0.50.480-0.48/4=26.880-0.12 （L）0+ =(1+ a )lXS - 0.50+=(1+2.5%)2 - 0.50.24+0.24/40=1.98+0.040臨沂大學機械

31、工程學院 2014 屆本科畢業設計13圖A圖B（3）螺紋型芯的尺寸計算：（1）型芯小徑： (d小)0-=(1+ a)d小+ 0-型芯中徑： (d中)0-=(1+ a)d中+ 0-型芯大徑： (d大)0-=(1+ a )d大+ 0-d大, d中, d小 為螺紋型芯的大，中，小徑；d大， d中，d小 為塑件內螺紋大，中，小徑尺寸； 是塑件螺紋中徑公差； 是螺紋型芯的中徑公差，取 /5。將數字代入以上公式得： (d 大)0-=(1+2.5%)14+0.030-0.03/5=15.380-0.006(d 中)0-=(1+2.5%)12.701+0.030-0.03/5=14.0490-0.006(d

32、小)0-=(1+2.5%)11.835+0.030-0.03/5=13.1610-0.0063）注塑模具的壁厚計算以及底板厚的計算如果注塑模具的外力太大，注塑模具將會出現塑性變形或斷裂破壞的嚴重問題，產生塑性變形，使零部件在加工塑件出現較大偏差，影響制品的尺寸和外觀形狀，嚴重會發生溢料問題。所以，在注塑模具的設計時，零部件的強度和剛度校核是一個重要環節。因此，在設計時要對零件進行強度和剛度校核。計算公式如下：側壁：按強度計算：臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計14 (7-1) ) 12(Prs按剛度計算： (7-2) ) 125. 176. 0(rpEErprs底部：按強度計算：

33、(7-3) 21 . 1rphm按剛度計算： (7-4) 349 . 0ErPh 相關符號表示的意義：P 型腔壓力取值范圍 6090E 彈性模量取 2.09105 許用應力取 176.85； 零部件的許用變形量取 0.06；將參數代入（7-4）得：強度計算：s4.95mm 、h4.48mm剛度計算：s0.95mm 、h1.95mm所以注塑模具材料是 3Gr2W9V，對材料進行淬火回火熱處理。臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計156 導向機構的工藝分析注射模具為了保證準確的合模和開模，必須設置導向機構。其作用是導向，定位承受側壓力。導向機構包括導柱導向機構，錐面導向機構兩種方式，根據

34、實際情況選擇導向機構。6.1 導向機構的作用1）導向機構定位作用：注塑模具閉合時，為了確保動定模合模的位置正確性。2）導向機構的導向作用：確保動定模準確合模，避免型芯與型腔碰撞。6.2 導柱導套的設計原則1）導柱均勻的分布在分型面的四周。2）導柱的長度高出型芯 6-8mm 避免凸凹模相碰。3）確保導柱能進入導套導柱做成錐形或半球形并開設倒角。4) 導柱裝在動模一邊其目的是保證型芯不受損壞，當在定模一邊是為了順利脫模。6.3 導柱導套的設計動、定模之間的導柱可以設在動模上也可以在定模上，一般在型芯凸出的最長的那一邊。而雙分型的注射模具， ，導柱通常設在定模一側。如下圖所示： 圖 6 結構圖1）導

35、柱的形式分為鉚合式導柱，直通式導柱。導柱如下圖：臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計16 圖 7 導柱尺寸圖綜上可知:直通式導柱適合本次設計的要求。3）導套的結構形式如下：套筒式導套，臺階式導套，凸臺式導套。4）對導套的要求：（1）導套的端口處設有有圓角。便于導柱能順利進入導套。（2）導套的材料鋼和銅來制造，這樣可以改善導柱和導套之間的摩擦，以防止導柱和導套磨碎。綜上所述：采用臺階式導套布局形式如圖所示： 圖 8 導柱排布圖 臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計177 脫模機構的工藝分析在每一個注塑模具成型的過程中，都必須保證塑件便于從型芯上脫出,注塑模具的這種機構就是脫模

36、機構。其意義是脫出、取出作用，就是說制品和澆注系統與注塑模具分離脫出，然后再把塑件從注塑模具型芯中取出。7.1 脫模機構的組成有推板、推桿板、緊固螺釘、導柱頂板、固定板、導套頂板等零件組成。1）脫模機構的類別：一根據驅動方式分：（1）人工脫模，它是在分模后人工取出塑件。這種方式工作平穩，對制品沒有損壞，但是人工勞動量較大，浪費時間。（2）機動脫模，就是用脫模板將產品推出。機動脫模的生產效很高，推出力較大，在生產過程中被廣泛采用；但對制品的損壞較大。( 3 )液壓脫模，注塑模具機上設有專門的液壓機機構，當開模運動到一定的距離時，通過液壓缸的頂桿將制品頂出。此機構都塑件影響較大。一般用的較少情況下

37、。 二按推出零件方式分：（1）推桿式脫模，應用最廣泛的一種推出機構它有簡單、維修快捷、等特點。他是推桿與塑件直接接觸，開模將其退出型芯。（2）推管式脫模，又叫頂桿，它適合于中心帶孔或圓桶形制品。這種推出機構有許多的優點如：制品受力勻稱，變形小、沒有痕跡等特點。推管式脫模機構是將主型芯固定于動模上。（3）推板式脫模，又叫刮板。刮板的特點是推出的受力面積大，受力均勻，制品的表面沒有劃痕，適用于罩殼類形狀塑件制品。（4）聯合式脫模，對于某些復雜塑件制品，為防止在注塑的過程中有缺陷就采用聯合式脫模。三按脫模動作分：（1）最常用的脫模方式是單次脫模，塑件只要一次動作就能取下來，又稱簡易脫模。（2）二次脫

38、模是某些有著特殊結構的塑件制品，一次脫模難以完成就選擇二次脫模來把塑件從型芯上脫出。二次脫模機構兩次推出的有一定差別。7.2 設計原則（1）推出機構的設計原則要根據實際情況來定，一般將其設在動模板，目的是臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計18再推模力的作用下驅動脫模機構來完成脫模過程。（2）保證制品完好無損。（3）結構簡單盡量簡、可靠、有足夠的機械強度。7.3 脫模力的計算它是脫模機構設計的重要組成部分。制品在冷卻收縮時就會產生包緊力。包包緊力就會緊型芯，對其受力分析：正壓力 F1=F2，正壓力=包緊力，摩擦力為：F4=fF1=fF2。型芯有錐度的時候，故在 F3 的條件下，制品對

39、型芯的正壓力變為：F3sina，所以綜上分析可知：F4=f(F1-F3sina)=fF1-fF3sina上式中：f 摩擦系數取 f=0.16F4 摩擦阻力 F3 脫模力 F1 因制品收縮對型芯產生的包緊的力 A 脫模的傾斜率一般取 1-3 度.根據力的平衡條件可的：F=0F3+F1sin=F3cos由于 A 是很小，上式中的 fsina 約等于 0 所以他們就約等于 0,因此fF3sina 可以不計，所以上式就變成： F3=fF1cosa-F1Sina=F1（fcosa-sina）即為： F3+F1sina=(fF1-fF3sina) cosa (9-1)F3=aafafaFaafaafFco

40、ssin1)tan(cos1cossin1)sincos(1F3=p A上式中：F3 是脫模力P 是制品對型芯的包緊力,一般 p=8-16MPa A 是側壓力對于前后不相通的制品，還要算上大氣壓,其值為：F 阻=0.1A所以脫模力大小是：F=F3+F4臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計19或 F=F3+0.1A p 為制品的包緊力，通常 p 取 2.835.0107Pa;模內冷卻的制品p 約取 1.01.6107Pa。經過仔細計算的 A=618.58mm2 ,式中 =0.26,p 取 1107Pa, 取C。45將以上數字代入（9-1）的：F總=616.4410-61107(0.26

41、cos45-sin45)=1468.90N。臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計208 溫度控制系統的設計模具溫度太高不好，因為太高會使原料溶液從模具中流出，太高還會黏在模具上。溫度太低也不好，是因為溫度太低他流動性差，不容易充滿型腔，是產品出現不合格問題。所以我們嚴格控制模溫。8.1 冷卻系統的意義1）以防塑件變形。2）縮短成型時間。3）使聚乙烯又很低凝結點，得到伸長率較好的制品。8.2 設計冷卻系統的基本方式（1 當只有單個進出水口，管道要串聯起來。（2）合理的安排管道與型腔之間的距離，一般設管道直徑 d 為(23)倍,管道之間的距離一般為(34.5)d。（3）保證冷卻管道孔到各

42、型腔表面的距離一樣。（4）應加強澆口處的冷卻。（5）制品熔合紋的地方不設冷卻管道。（6）進、出口水管接頭設在注塑模具的同一側。熔體溫度 90%由冷卻水帶走，占冷卻時間的 2/3。注射模冷卻系統設計原則：（1）當制品不均勻時，厚的地方冷卻水道近一些。一般情況下水道孔到型腔的距離應大于 10mm。（2）澆口處應加強冷卻力度，是因為澆口處的溫度高冷卻慢，所以才去加強冷卻。保證塑件制品能夠順利的成型，不產生尺寸誤差，外形輪廓的缺陷，保證塑件完好無損。（3）水道順著收縮方向設計。（4）為的不妨礙加工，管道接頭設在注射機的背面。8.3 冷卻系統的設計根據制品的外形輪廓和冷卻的方式可以分為好多種形式。例如：

43、直通的、圓周的、多級的、等多種形式，它們之間互相配合混用，能夠達到更好的冷卻效果。冷卻系統的形式主要有下列幾種：（1）流道式，螺旋式，導流式， 噴流式。冷卻系統的主要零件是有水管接頭、螺塞、密封圈、密封膠帶，軟管等基本零件組成的。臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計21由于脈動蓋是小型制品，可以不計空氣中的熱量和型芯的熱量設總量是q，全部由冷卻系統帶走。 (10-1)QnGQQnGQ21凸凹上式中的 G1，G2 為凹模和型芯所承擔塑件的質量，以制品壁厚的中性交界面來計算 G1、G2。1)單位時間內從注塑模具型腔力出來的熱量 q注射機每一次的注射量： G=nG+G 澆=26gG=總注射

44、量，G 澆=澆注系統所用掉的量確定塑件的生產時間是： (10-2)321tttt上式中 t 是總時間,t1 注為注射時間，t2 冷為冷卻時間，t3 澆為脫模時間,有教材資料可查得 t1=15-60s,t 冷=15-60s，總周期 t=40-140s;有資料可以了解到聚乙烯的單位熱流量 Q 為 600-700 kJ/kg根據注塑模具的注射過程可以推算出注射機（1h=3600s）注射過程;設 t=120s，可求得 N=30 次.所以，注射機一小時完成 30 次注射過程。每小時的注射量：hkgGNW/76. 02430從模具型腔釋放出的熱量 Q=650kJ/kg,代入得sQWq hkJkgkJhkg

45、q/468/650/72. 02)凹模冷卻水質體積流量： (10-3)(60/1進出凹TTCQqv上式中 是水的密度,C 為水的比熱容,T1 是出33/10mkgCkgJC/187. 4水口水的溫度，T2 是進水口水的溫度。為凹模型腔吸收的熱量。令水管進凹Q出去水的溫度分別是：， ，設平均水溫CT 232CT 281將以上數據代入公式：CTTT25221min/10373. 0)2327(187. 41060/468333mqv臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計223)根據上式的計算結果和查閱資料可知：冷卻管道直徑 d=10mm;4)冷卻水的平均流速： (10-4)smdqvv/7

46、5. 0008. 01 . 31037. 044232平有（10-4）公式知，f 是與冷卻水有關的數據，通過查閱資料我們可以知道水的平均溫度 T=25 度時,f 為 6.8,為冷卻水的密度，此處設;33/10mkg為冷卻水的流速，設取 d=8mm=0.008m。將以上數值代入上式：sm/74. 042 . 08 . 033104 . 1008. 0)7 . 010(8 . 618. 4h綜上計算數據可以得出：通水管的孔徑取 d=8mm.如下圖：圖 9 冷料管道臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計239 模具工作流程注塑模具裝配完成后就開始加工塑件了，其基本工作過程只這樣的：1）首先，

47、對聚乙烯的粉末或顆粒進行烘干然后再放入料斗中；2）然后對注塑模具型腔進行清理干凈摸上脫模劑；3）合模、鎖緊模具；4）對塑料進行加熱使其變為熔融狀態，然后柱塞式注射劑準備注射；5）開始注射塑料溶液使其推入型腔中，經過保壓、冷卻之后就開始進入下一個環節，那就是脫模了6）脫模過程就是在彈簧的作用下將使定模板和中間模板首次分開，隨著動模的一起運動，當運動到一定位置時，出現二次分型，由于制品的包緊力，制品就留在了螺紋型芯上隨動模一起運動。此時在頂桿的作用下脫模板被頂出來，型芯隨制品一起脫出，最后手動將制品取出來就完成的脫模的過程。7）取出制品，合模在進入下一個周期。臨沂大學機械工程學院 2014 屆本科畢業設計24總 結通過本次設計，我明白了模具設計的一般流程，這樣給我將來從事模具行業的工作，奠定的很好基礎，這次我要好好把握這次機會。模具將來在世界各地將會產生深遠的影響。對于模具的設計這是一個重要環節，我們必須細心的去完成它，通過本次設計我學會許許多多的專業知識，給我將來在社會的的起步打下了一個很好的基礎，通過本次設計我了解到模具的設計包括