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计时采用的是环切法，大体图形如10.2：
图10.2
10.6 具体加工程序
表10.1 数控加工步骤
工序号
1
孔 2 3 4
粗加工 精加工 修圆角
T02 ?10铣刀 T03 ?10铣刀 T04 ?2铣刀
300 800 500
70 100 100
容
钻进入工步内
刀号及规格(mm)
T01 ?12钻头
主轴转速(r/min)
600
进
给
速
度
(mm/min)
40
程序：
N005 G90 G49 G40 G80 N010 M06 T01 N015 S600 M03 N020 G43 G00 H01 Z40 N025 X0.Y0.M08 N030 Z32 N035 X27.Y17 N040 G01 Z1 F100
N045 G81 R2.Z-4.F40 N050 G80 N055 G00 Z32
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N060 M06 T02 N065 S300 M03
N070 G43 H02 Z40 N075 X0.Y0.M08 N080 Z32 N085 X27.Y17. N090 Z1
N095 G01 Z-4.F70 N100 Y12 N105 X37 N110 Y22 N115 X17 N120 Y7 N125 X47 N130 Y27 N135 X7 N140 Y5 N145 X25 N150 Y7 N155 X30 N160 Y5 N165 X50 N170 Y30 N175 Y28 N180 X47 N185 Y30 N190 X35 N195 Y28 N200 X30 N205 Y30 N210 X12 N215 Y28 N220 X5 N225 Y30 N230 Y5
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N235 G00 Z40 N240 M06 T03 N245 S800 M03 N250 G43 H03 Z40
N255 按N075~N250的路线走一遍 N260 G00 Z40 N265 G43 H04 N270 M06 T04 N275 S500 F100
N280 按N075~N250的路线走一遍 N285 G00 Z40
N290 M09 N295 M30
第十二章 设计总结
通过这次系统的注射模的设计，我更进一步的了解了注射模的结构及各工作零部件的设计原则和设计要点，掌握了注射模具设计的一般程序。
进行塑料产品的模具设计首先要对成型制品进行分析，再考虑浇注系统、型腔的分布、导向推出机构等后续工作。通过制品的零件图就可以了解制品的设计要求。对形态复杂和精度要求较高的制品，有必要了解制品的使用目的、外观及装配要求，以便从塑料品种的流动性、收缩率，透明性和制品的机械强度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考虑注射成型工艺的可行性和经济性。模具的结构设计要求经济合理，认真掌握各种注射模具的设计的普遍的规律，可以缩短模具设计周期，提高模具设计的水平。在设计的过程中，理论指导实践，将所学的知识应用到实践中，通过这次瓶盖注塑模具的设计，熟悉了基本的设计流程，掌握了一些简单的设计技能。更重要的是进一步锻练
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和加强统筹协调、全盘周到地考虑问题的能力，为今后的工作学习都打下了坚实的基础。也必将对今后的发展产生深远积极的影响。
参考文献
[1]屈华昌主编.塑料成型工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，1995
[2] 叶久新,王群主编.塑料成型工艺及模具设计[M].北京：机械工业出版社,2007. [3] 伍先明,张蓉等编著.塑料模具设计指导（第2版）[M].北京：国防工业出版社,2011. [4] 李绍林，马长福主编.实用模具技术手册.上海科学技术文献出版社，2000. [5]甘永立主编.几何量公差与检测.上海：上海科用技术出版社，2005. [6] 大连理工大学工程画教研室主编.机械制图. 北京:高等教育出版社,2004. [7] 羽田武荣主编.热塑性材料及其注塑.北京:化学工业出版社，1993
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[8] 张荫朗主编.塑料注射模具设计计算简明手册. 北京:中国石化工业出版社 ,1995
致谢
首先要感谢母校对我的培养和教育,在四年的大学生活中,我不仅学会了专业知识,还学会了许多做人处世的道理，提高了自己分析问题和解决问题的能力，为今后走向社会打下了坚实的基础。其次要感谢四年来老师对我的教导,让我从无知走向了成熟,掌握了一门专业知识。因为老师们的默默奉献，才有了我们的今天，我们才能顺利地完成四年的学习生活。特别要感谢我的指导老师毛征宇老师,本次设计是在x老师的悉心指导下才能顺利完成的。同时还要感谢我的班主任和与我同窗的同学们，不管在学习还是在生活中，都给我带来了无穷的帮助和乐趣，正因为有了你们，我的四年学习生活才会如此的五彩滨纷，充满了关爱与友谊。还要感谢今天在坐的各位老师的聆听与指导。
由于我的水平有限，设计中可能还存在许多不足的地方，希望在坐的各位老师、教
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摘要
本设计详细介绍了洗衣液瓶盖的注射模设计过程。包括了塑件结构的分析和材料的选择、拟定模具结构形式、注塑机型号的选择、浇注系统的形式和浇口的设计、成型零件的设计、模架的确定和标准件的选用、合模导向机构的确定、脱模推出机构的确定、排气系统的设计、模具温度调节系统的设计、典型零件制造工艺等。该塑件有内螺纹，模具型腔为一模四腔，采用点浇口设计，需要两次分型。且中间盲孔较深，为保证塑件整体结构及简化模具结构，采用活动螺纹型芯膜外脱的脱出方法。故设计中主要解决了分型面的选择，型腔数目的确定，脱模推出机构的设计，采用了二次脱模机构来脱模，保证塑件能顺利的成型出模。
关键词：洗衣液瓶盖；注射模；活动螺纹型芯；
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ABSTRACT
This paper in detail introduced the injection mold design process of the bottle cap of detergent, including the structure analysis and material selection of the plastic parts, drawing up the mould structure style, the selection of the injection molding machine, the form of pouring system and the design of the runner, the design of shaped parts, mold-determination and selection of standard parts, the oriented institutions to identify for mold clamping, the determination of ejector organization for de-molding, the design of lateral core-pulling organization, the design of the mold pumping system, the design of the system for controlling the mold temperature, the manufacturing processes of typical components and so on. There is some internal thread inside the plastic parts and this four-cavity mold was designed with point runners and two mold joints. We choose to separate the plastic parts from the active threaded cores outside the mold to keep the overall structure and simplify the mold because of the deep middle blind hole. So the paper mainly figured out the determination of joints, the confirm of cavity amount and the design of extrusion device. And two-time demoulding mechanism was used in order to make the plastic parts be shaped up and be demolded successfully.
KeyWords: the bottle cap of detergent；injection mold；the active threaded core；
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目 录
第一章 绪论 ...................................................... - 3 - 第二章 塑件成型工艺分析 .......................................... - 5 -
2.1 塑件分析 ................................................................................................................................... - 5 -
2.1.1壁厚分析 ........................................................................................................................... - 5 - 2.1.2圆角分析 ........................................................................................................................... - 5 - 2.1.3精度等级 ........................................................................................................................... - 5 - 2.2塑件材料的选择及材料特性 ...................................................................................................... - 6 -
2.2.3 PP化学和物理特性 ....................................................................................................... - 6 - 2.2.5注射成型的工艺条件 ..................................................................................................... - 7 - 2.2.6 PP的成型条件 ....................................................................................................................... - 7 - 其成型条件如表2-2所示： ............................................................................................................ - 7 - 2.3分型面位置的确定 ...................................................................................................................... - 8 - 2.4型腔数量、排列方式的确定 ...................................................................................................... - 9 -
第三章 注射机的选择 ............................................. - 12 -
3.1注射机的初步选择 .................................................................................................................... - 12 -
3.2注射机相关参数的校核 ............................................................................................................ - 13 -
第四章 浇注系统的设计 ........................................... - 16 -
4.1浇注系统设计的原则 ................................................................................................................ - 16 -
4.2主流道设计 ................................................................................................................................ - 17 -
第五章 成型零件的设计 ........................................... - 21 -
5．2成型零件工作尺寸计算 ......................................................................................................... - 21 -
5.3成型零件尺寸及动模垫板的计算 ............................................................................................ - 26 -
第六章 模架的确定及标准件的选用 ................................. - 27 -
6.1模架的选定 ................................................................................................................................ - 27 -
6.2模架各尺寸校核 ........................................................................................................................ - 28 -
第七章 合模导向机构的设计 ....................................... - 29 -
7.1导柱导向机构的作用 ................................................................................................................ - 29 -
7.2导柱导套的设计原则 ................................................................................................................ - 30 -
第八章 脱模机构的设计 ........................................... - 35 -
8.1脱模机构的组成 ........................................................................................................................ - 35 -
8.2脱模方式的确定 ........................................................................................................................ - 37 - 8.3推出机构尺寸设计 .................................................................................................................... - 38 -
第十章 排气结构设计 ............................................. - 43 - 第十一章 加工设计 ................................................ - 44 - 第十二章 设计总结 ................................................ - 48 - 参考文献 ......................................................... - 49 - 致谢 ............................................................. - 50 -
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第一章 绪论
模具工业是国民经济的基础工业，被称为“工业之母”.而塑料模具又是整个模具行业的一朵奇葩，其发展极为迅速。在现代化工业生产，有69%~90%工业产品需要使用模具加工，模具已成为工业发展的基础，许多新产品的开发和生产在有大程度上都依赖于模具生产，特别是汽车、轻工、电子、航空等行业尤为突出。自改革开放以来，我国塑料工业发展很快，表现在不仅塑料增加而且其品种更为增多，产量已上升到世界第四位，由此可见，塑料工业已在我国国民经济中发挥越来大的作用。
传统的模具制造技术，主要是根据设计图纸，用仿形加工，成行磨削以及电火花加工方法来制造模具。而现代模具不同，它不仅形状与结构十分复杂，而且技术要求更高，用传统的模具制造方法显然难于制造，必须借助于现代科学技术的发展，采用先进制造技术，才能达到它的技术要求。当前，整个工业生产的发展特点是产品品种多、更新快、市场竞争剧烈。为了适用市场对模具制造的短交货期 ，高精度，低成本的迫切要求，模具将有如下发展趋势：模具的精度将越来越高。10年前，精密模具的制造精度一般为5μm，现在已达2μm－3μm，不久1μm精度的模具即将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在1μm以内，这就要求发展超精加工工艺。不断提高模具的设计、制造技术,使模具能更精确、简易、省料地加工出形状复杂的零件，并提高模具使用的稳定性和寿命。
模具日趋大型化。这一方面是由于运用模具制造的零件日渐大型化，另一方面也是由于高生产率要求而发展的一模多腔（现在有的已达到一个模几百腔）所致。
多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具是在多工位级进模基础上开发出来的，一副多功能模具除了冲压成型零件外，还担负着叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，这种多功能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微小电机、电器及仪表的铁芯组件等，可大大产品的生产和装配周期。
此次的设计任务即洗衣液瓶盖注射模具设计，零件模型摆在面前，如何才能以最快的速度设计出模具来，并降低成本，首先应考虑ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技术如何才能在设计中发挥其主要优势，因此，我使用了强大的模具设计软件——PRO/ENGINEER。因此设计的关键就是PRO/ENGINEER设计软件在注射模设计中的应用问题，并且由于该零件的尺寸及复杂程度，使得分模与型腔及型芯的设计工作变的尤为关键，为圆满完成这次设计任务，我对该软件的几个常用模块，特别是零件、曲面、工程图及模具模块进行了比较深入的学习，相信能借助PRO/ENGINEER，使设计工作达到事半功倍的效果。
在设计过程中，本人遇到了不少的困难，但通过查阅相关资料、虚心请教以及和同学相互讨论，尤其是指导老师的悉心指导，都一一把困难克服了。相信本设计能符合设计要求，顺利完成毕业设计任务。由于本人知识水平不高，设计中肯定还会有不完善的
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地方，恳请老师们批评指正。
第二章 塑件成型工艺分析
2.1 塑件分析
该塑料制品为一塑胶瓶盖，其塑件的结构以及表面形状较为简单，整个塑件呈筒状，中间衔接部分以圆弧过渡。作为实用零件对其尺寸公差没有太严格的要求，故在本次设计中可以忽略此方面的考虑，以降低模具的加工制造成本。且塑件本身壁厚较小、均匀，适合于大批量的注塑模具生产。 2.1.1壁厚分析
塑件的壁厚对塑件质量的影响很大。壁厚过小，成型时熔融塑料流动阻力大，充模困难，特别是大型且形状复杂的塑件更为突出。壁厚过大，不但浪费原料，而且增加冷却时间，更重要的是塑件产生气泡、缩孔、翘曲变形等缺陷。查相关手册可知，该塑件的壁厚介于1~2mm间，在其最小壁厚范围内。因此，该塑件符合注塑模具成型的厚度条件。
2.1.2圆角分析
为了避免应力集中，提高塑件的局部强度，改善熔体的流动情况且便于脱模，在塑件各内外表面的连接处，应采用过渡圆弧。塑件上的过渡圆弧对于模具制造也是必要的。在无特殊要求时，塑件连接处均应有不小于0.5～1mm的圆角。按照圆角的设计原则：一般外圆弧半径应是厚度的1.5倍、内圆弧半径应是厚度的0.5倍。本次设计要求该塑件的内外圆弧半径结合生产实际来设计，根据现有的生产力状况以及条件设备，此塑件的内外过渡圆弧是小半径为0.5mm，适合注塑制品的结构和工艺要求。 2.1.3精度等级
制品的表面质量包括表面粗糙度和外观质量等，制品的外观要求越高，表面粗糙度值应越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等缺陷来保证外，主要取决于模具型腔表面的粗糙度。一般模具表面的 粗糙度要比制品的要求低1～2级。精度要求采用MT5。
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5．导热杆及导热型芯式，是在型芯上镶有导热性能好的铍铜合金，冷却水与铍铜合金的全部接触，以提高冷却效率。
冷却系统的主要零件：
冷却系统对应不同的冷却装置有不同的零件，主要有以下几种：
1．水管接头，一般由黄铜制成，对要求不高的模具也可用一般结构钢制成。 2．螺塞，主要用来构造水路，起截流作用。要求高的模具用黄铜制作。 3．密封圈，主要用来使冷却回路不泄漏。
4．密封胶带，主要用来使螺塞或水管接头与冷却通道连接不泄漏。 5．软管，主要作用是连接并构造模外冷却回路。 冷却系统的计算：
本塑件属于小型模具，可忽略空气对流、辐射以及注射机接触传走的热量，同时也忽略高温喷嘴头向模具的接触传给型腔的热。对其进行简单计算，及以塑料熔体释放出的热Q1作总热量，全部由冷却介质传走。(模具实际工作过程中，这些热量应分别由凹模和冷却系统所带走,因此此处计算是个近似值).
Q凹?nG1?QsQ凸?nG2?Qs
式中G1，G2分别为凹模和型芯所承担制品质量(kg)，而且一般以制品壁厚的中性面作为凹模与型芯冷却的交界面来计算G1、G2。对于圆筒类制品，实验表明约40%的带
走，其
余60% 由型芯带走。
1．单位时间内从型腔中散发的总热量(Q总=Q1), 每次的注射量：
G=nG件+G浇 =24g
G是总的注射量，G件是单位所需注射量，G浇是浇注系统所消耗的注射量 第六部分注射机的选择时已计算得出。 确定生产周期：
t?t注?t冷?t脱
式中t为生产周期（s）,t注为注射时间，t冷为冷却时间，t浇为脱模时间,由《塑料制品成型及模具设计》 第237页附录D可查得t注15-60s,t冷15-60s，总周期t为40-140s;
LDPE的单位热流量：《塑料制品成型及模具设计》第143页表4.25常用塑料熔体的单位热流量可查得,LDPE(低密度聚乙烯)的单位热流量Qs为590-690
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kJ/kg
每小时需要注射的次数N=3600/t;
取t=120s，可求得N=30次.
每小时的注射量：W?N?G?30?24?0.72kg/h
从型腔内发出的总热量Q总?W?Qs Qs取650kJ/kg,代入式中得 Q总?0.72kg/h?650kJ/kg?468kJ/h 2.凹模冷却水质体积流量：
qv?Q凹/60
??C1(T出?T进)公式参见《塑料制品成型及模具设计》经145页4.91
式中? 为水的密度103kg/m3,C1为水的比热容C1?4.187J/kg??C,T出为水管出口设定温度，T进为水管进口设定温度。Q凹为凹模带走的热量。设定水管进口温度T进?23?C，水管出口温度T出?27?C ，则平均水温T平?数据代入得：
qv?468/60?33?0.373?10m/min 310?4.187(27?23)T进?T出?25?C将以上23.根据争qv查《塑料制品成型及模具设计》第146页表4.26可得 冷却管道直径d=8mm;
4.冷却水的平均流速：
v平均4qv4?0.373?10?3?2??0.74m/s ?d3.1415?0.00825．冷却管壁与水交界面的的传热膜系数h3:
4.187f(??)0.8h3?
d0.2式中，f为与冷却介质温度有关的物理系数，查《塑料制品成型及模具设计》第146页表4.27可得，平均水温T平=25摄氏度时,f=6.84,?为冷却介质在一定温度下的密度，此处取??103kg/m3;?为冷却介质在圆管中的流速，取??0.74m/s;d为水孔直径,取d=8mm=0.008m。将以上数据代入上式得：
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4.187?6.84?(103?0.74)0.8h3??1.485?104 0.20.0086．凹模冷却管的总全热面积：
A?Q凹
h3??T式中，△T为模具温度与冷却介质温度之间的平均温差，即:
?T?TM?(T出?T进)/2?45?C?(23?C?27?C)/2?20?C
468?1.576?10?3m2 41.485?10?207．计算凹模上应设冷却管长度：A??dL??L?A/?d
将以上数据代入上式得：A?L?A/?d?1.576?10?3/3.14159?0.008?62.7?10?3m?62.7mm
本塑件是中等深度的塑件，采用点浇口进料的中等深度的壳形塑件，在凹模底部附近采用简单流道式即与型腔表面等距离钻孔的形式。由以上计算可得：通水孔直径取d=8mm
第十章 排气结构设计
排气系统对于让塑料充满型腔，防止产生接缝和表面轮廓不完整等缺陷有着很重要的作用。一般大型模具，要在分型面开设专门的排气槽，以利型腔内气体的排除。
排气方式：排气槽一般通常开设在分型面上凹模一边，位置位于塑料熔体流动的末端。一般情况下，排气槽尺寸以气体能够顺利排出而不产生溢料为原则。排气槽宽度可取1.5～6 mm，深度可取0.025～0.1 mm，长度可取0.8～1.5 mm。
但对于此模具，无需设计专门的排气槽来排气，可通过分型面及活动型芯与模板之间配合间隙来排气，足够能使气体顺利排出。
注：在工厂中，可以利用推杆和模板间的间隙；模板和型芯定位孔；模板和镶块的缝隙；侧抽芯和型腔板的间隙；定模活动型芯和定面板的间隙等排气。甚至当动定模接触表面的粗糙度较大时，动定模之间也可以排气。
在本设计中，可利用顶杆间隙和定模型芯间隙排气，不再开设排气系统。
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第十一章 加工设计
随着生产和科学技术的发展，机械产品的日趋精密、复杂，而且改型频繁，这就对制造机械产品的设备机床提出了高性能、高精度和高自动化的要求。在机械产品中，单件和小批量产品占绝大部分。采用传统的普通加工设备已很难适应高效率 高质量 多样化的加工要求。机床数控技术的应用，一方面促使机械加工的大量前期准备工作与机械加工过程连成一体；另一方面又促使机械加工的全过程与柔性自动化水平不断提高，即提高了制造系统适应各种生产条件变化的能力。数控技术就是以数字量编程实现控制机械或其它设备自动工作的技术。在本设计中，我对型腔等采用数控编程来进行加工，从而可以保证塑件的精度。
10.1 数控机床程序的编制与步骤
在普通机床上加工零件时，首先由工艺人员对零件进行工艺分析，制定零件加工的工艺规程。同样，加工零件时也必须对零件进行工艺分析，制定工艺规程，同时要将工艺参数等进行记录，并将信息传到数控装置，由数控装置完成对零件的加工。它主要包括如下几方面的内容：
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（1）分析零件图； （2）确定工艺过程；
（3）计算加工轨迹和加工尺寸； （4）编写加工程序单和校核； (5）制作控制介质； (6）程序校核和试切削。 10.2 数控编程的方法
数控加工程序的编制方法分为手工编程和自动编程两种；在该设计中采用手工编程（具体程序后面会有）。
10.3 数控加工工艺
该设计中型腔的加工用铣床来完成，根据铣床主轴的位置选用立式数控铣床。它一般选择下列加工部位为其加工内容：
(1）零件上的曲线轮廓
(2）已给出数学模型的空间曲面；
(3）形状复杂，尺寸繁多，划线与检测困难的部位； (4）以尺寸协调的高精度孔或面；
（5）用通用铣床加工难以观察、测量与检测困难的部位； （6）能在一次安装中顺带铣出来的表面。 10.4 零件结构工艺分析
底板与肋板的转接圆弧和零件的关系（如图10.1）：
图10.1
10.5 铣削内槽的进给路线
所谓内槽是指封闭曲线为边界的平底凹槽（次处为型腔）。这种加工一律用平底立铣刀进行加工，刀具圆角半径应符合内槽的图纸要求。其中行切法和还切法都能切净全部内表面，只是行切法在起点与终点有残留面积，为了获得较高的表面质量，该设
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图7.1模具结构图
7.4导柱的设计
7.4.1导柱的结构
（1）铆合式导柱 结构简单，加工方便，但导柱损坏后更换麻烦。
（2）直通式导柱 拆装方便，便于维修，但制造比较费时，且需增加垫板，适用于大型固定式模具。
（3）压入式合模销 在垂直分型面的模具中，为了保证锥模套中的对拼凹模相对位置准确，常采用两个合模销。
本次设计结合零件结构及其它各方面的要求，选用直通式导柱。 7.4.2对导柱的要求
（1）导柱的长度必须比凸模端面的高度高出6～8㎜，以免在导柱未导正方向之前型芯进入型腔时与凹模相碰而损坏。此外，导柱长于凸模端面，脱模后可按任何利于操作的位置放在工作台上，而不致于擦伤凸模成型表面。
（2）为使导柱能顺利地进入导套，导柱的端部应该做成圆锥形或半球形的先导部分。球形先导部分因制造费时，一般很少采用。
（3）导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证导柱具有足够的抗弯强度。 （4）导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的型芯。
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（5）导柱尾部通常应埋入模板内。 （6）导柱配合部分的表面光洁度应高一些。
（7）导柱滑动部分按H8/h8间隙配合，固定部分按H7/m6过渡配合。
该模具选用带头直通式导柱，在与导套配合段加油槽。导柱必须具有足够的抗弯强度，且表面要耐磨，心部要见人，因此导柱的材料大多采用低碳钢（20钢）渗碳淬火，或用碳素工具钢（T8、T10）淬火处理，硬度为50～55HRC，导柱工作部分的表面粗糙度为Ra?0.4?m。另外，导柱的端部常设计成锥形或半球形，便导柱顺利地进入导套。 7.4.3导柱的尺寸确定及计算
（1）定模导柱 导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架可知为d?20mm）。根据GB/T4169.4-1984由基本尺寸d?20mm，
00D?25mms?6?0.2?0.1mm；根据模具模架尺寸，导柱全长设可得：头部直径；头部长度
计为L?93mm；为方便安装及加工设计3×0.5mm退刀槽。导柱尺寸示意图如7.2所示：
图7.2 动定模导柱示意图
（2）推板导柱 推板导柱承受径向力相对较小，故可以根据动定模导柱减小一个型号选取，取d?16mm。根据GB/T4169.4-1984由基本尺寸d?16mm，可得：头部直径D?200?0.20s?6?0.1mm；头部长度根据模具模架尺寸，导柱全长设计为L?115mm；mm；
为方便安装及加工设计3×0.5mm退刀槽。导柱尺寸示意图如7.3所示：
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图7.3 推板导柱示意图
7.5导套的设计
7.5.1导套的结构
（1）套筒式导套 用于模套高度不大的简单模具。
（2）台阶式导套 检修方便，能保证导向精度，主要用于精度要求较高的大型模具。
（3）凸台式导套 主要用于固定式模具中的推出机构。
（4）带油槽的导套 可以改善导向条件，减少磨擦，但增加了制造成本，仅用于模具温度不高的固定式注射模。
结合零件结构及模具整体要求，选用Ⅰ型带头导套。 7.5.2对导套的要求
（1）为使导柱比较顺利地进入导套，在导套的前端应倒有圆角R。
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7.5.3导套的尺寸确定及计算
（1）动定模导套 根据模架结构，动定模导套选取Ⅰ型导套，直径根据导柱或者模架尺寸来确定，该导套内径径为d?20mm，外径为d1?28mm。根据GB/T4169.3-1984
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00d?32mms?6d?20mm?0.2?0.1mm；根据模具由基本尺寸，可得：头部直径；头部长度
模架尺寸，导柱全长设计为L?63mm；导套前端圆角为R=1mm；为方便安装及加工设计3×0.5mm退刀槽。导柱尺寸示意图如7.4所示：
图7.4 动定模导套示意图
（2）推板导套 根据推板与推杆固定板结构，推板导套选取Ⅱ型带头导套，直径根据导柱确定，该导套内径径为d?16mm，外径为d1?24mm。根据GB/T4169.3-1984由基本尺寸d?16mm，可得：头部直径d?280?0.20s?6?0.1mm；根据模具模mm；头部长度
架尺寸，导柱全长设计为L?20mm；导套前端圆角为R=1mm；为方便安装及加工设计2×0.5mm退刀槽。导柱尺寸示意图如7.5所示：
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图7.5 推板导套示意图
第八章 脱模机构的设计
在注射成型的每一循环中，都必须便塑件从模具型腔中型芯上脱出,模具中这种脱出机构称为脱模机构（或推出机构、顶出机构）。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作，即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。
8.1脱模机构的组成
推出机构由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件组成。
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即推件板、推件板紧固螺钉、推板固定板、推杆垫板、顶板导柱、顶板导套以及推板紧固螺钉。
8.1.1按驱动方式分类
（1）手动脱模，它是在开模后，用人工操作推出机构取出塑件。其动作平稳，对塑件无撞击，操作安全，但劳动强度大，生产效率低；
（2）机动脱模，是利用注射机的开模动作使塑件脱离型腔。开模时塑件先随动模一起移动，达到一定位置时，脱模机构被注射机上固定不动的推杆（或顶杆）顶住而不能随动模继续移动，从而使塑件脱离模腔。机动脱模生产效率高，推出力大，生产中被广泛采用；
（3）液压脱模，注射机上设置有专用的液压顶出装置（即液压缸），当开模到一定距离后，通过液压缸活塞驱动而实现脱模动作。液压式的顶出力、速度和时间可通过液压系统调节，但需要专用液压装置；
（4）气动脱模，利用压缩空气，通过型腔里微小的顶出气孔或受气阀将塑件吹出，气动方式可以真截吹出塑件，且制件表面无任何痕迹，但是需要专用装置。 8.1.2按推出零件的类别分类
（1）推杆式脱模，应用广泛，常用圆形截面推杆，其具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点。是推杆直接与塑件直接接触，开模后将塑件推出。
（2）推管推出脱模，又称空心推杆或顶杆.特别适用于圆环形、圆筒形等中心带孔及薄壁圆桶形塑件.推管整个周边推顶塑件，使塑件受力均匀，无变形、无推出痕迹等优点。推管推出机构的常用方式是将主型芯固定于动模座板的推管脱模机构。
（3）推件板推出脱模，又称卸料板或刮板。其特点是推出面积大、推力均匀，塑件不易变形，表面无推出痕迹，结构简单，模具无需设置复位杆，适用于大筒形塑件或薄壁容器及各种罩壳形塑件。
（4）利用成型零件推出制品的脱模，适用于螺纹型环一类的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件。
（5）多元联合式脱模，对于某些深腔壳体、薄壁制品以及带有环状凸起、凸肋或金属嵌件的复杂制品，为防止其出现缺陷，常采用两种或两种以上的推出机构联合动作以完成脱模过程。 8.1.3按脱模动作分类
（1）一次推出脱模，最常用的一种脱模方式，塑件只经过推出机构一次动作就能脱模，故又称简单机构。
（2）二次推出脱模。
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一般的塑件，其推出动作都是一次完成的，但是某些特殊形状的塑件，一次推出动作难以将制品从型腔中推出或者制品不能自动脱落，这时就必须增加一次推出动作才能使制品脱落。
二次推出脱模两次推出的行程一般都有一定的差值，行程大与行程小者既可以同时动作，也可以滞后动作。同时动作时要求行程小者提前停止动作；若不同时动作时，要求行程大者的零件滞后运动。
（3）动定模双向推出脱模，在某些情况下，当塑件被推出后还需延迟动作再推出浇注凝料等，尤其用于潜伏式浇注系统注射模具。
（4）带螺纹塑件的脱模机构可采用强制脱模、活动型芯和型环形式脱螺纹及回转式脱螺纹。 8.1.4设计原则
a、推出机构应尽量设在动模一侧，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作；
b、保证塑件不因推出而变形损坏,外形良好；
c、结构简单可靠:机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度；
8.2脱模方式的确定
8.2.1脱模机构的确定
推出机构按照脱模的步骤及其方式可分：一次脱模机构、二次脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构等。本设计因采用点浇口，虽然有两个分型面，但塑件并无侧向抽芯机构，故选用简单的一次脱模机构。一次脱模机构按照脱模元件的不同又可以分为以下几类：
（1）推杆推出 推杆推出是一种基本的也是一种常用的制品推出方式。常用的推杆形式有圆形、矩形、阶梯形。
（2）推件板推出 对于轮廓封闭且周长较长的制品，采用推件板推出结构。推件板推出部分的形状根据制品形状而定。
（3）推管推出 适用于推出小直径管状塑件，受力均匀而不致于破坏塑件。 （4）气压推出 对于大型深型腔制品，经常采用或辅助采用气压推出方式。 根据本模具及塑件结构特点选用圆形推杆及推件板推出。 8.2.2脱模过程分析
该塑件为二次分型面，在注射机的作用下，动模垫板及其动模向下运动，在初始阶段，由于动模的运动，中间板跟随动模与定模座板分离，为第一次分型。随中间板的运动，弹簧约束中间板的运动，中间板停止移动，推件板开始与中间板分离，为第二次分
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型。随后在推杆及推件板的共同作用下推出塑件，完成脱模动作，进入下一阶段。
8.3推出机构尺寸设计
8.3.1脱模力计算
根据参考文献【2】式（4.27）脱模力为：
F?2?a?b?Esl?f?tan???0.1A ?1???K1?K2其中：a=14.9mm，b=15.8mm；E为塑料弹性模量，根据表2.1有E?1.4?103MPa；
smax?smin0.7%?0.4%??0.55%；L为被包型芯的长度s为塑料成型平均收缩率s?22L=35.6mm；f为塑料与钢的摩擦系数，查表参考文献【2】表4.24得，f=0.45；?为脱模斜度，由前面分析可知，在大型芯处脱模斜度为??0；?为泊松比，查表得??0.3；
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）有：d?k??nE??
??其中：k为安全系数，取k=1.5；L为推杆长度，根据模架各部分尺寸，L=97mm；n为推杆数目，取n=4；E为推杆材料弹性模量，推杆采用碳钢，取E?2.1?10MPa。
145?LF?214则：d?1.5????97?916???2.68mm 圆整取d=3mm。 5?4?2.1?10??2但是因为塑件本身尺寸较小，综合考虑d=2mm
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校核推出机构作用在塑件上的压应力
已知将塑件推出需要的脱模力为F?916N，推杆直径为d=2mm。 （1）推出面积
A?4?（2）推出应力
?4d2?4??4?22?12.56mm
??1.2F1.2?913??87.2MPa?53MPa A12.56因此，推杆无法满足需要，必须加大尺寸或者改进结构，考虑到该塑件模具需要在三个方向进
行侧抽芯，所以可以把主型芯设置在定模上，利用开模初始阶段侧抽芯滑块的压力将主型芯拉出，经校核侧抽芯滑块能够保证开模的需要。 故推出直径选为d=2mm。
推杆尺寸确定
已知推杆直径d=2mm。以d=2mm为基本尺寸，推杆材料选为T8A，查GB/T1298-1986可得：
0?2.0推杆头部直径D?40mm；推杆与模具间?0.2mm；头部长度S?2?0.05mm；长度为L?970隙配合段表面粗糙度为Ra0.8。推杆结构尺寸示意图如8.1所示：
图8.1 推杆结构尺寸示意图
温度调节系统的设计
塑料在成型过程中,模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和黏模；模具温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷；当模具温度不均匀时，型芯和型腔温度差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。高置温度调节系统以达到理想的温度要求。
冷却系统的作用：
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1、防止塑件脱模变形。 2、缩短成型周期。
3、使结晶性塑料冷凝形成较低的结晶度，以得到柔软性、挠曲性、伸长率较好的塑件。
设计冷却系统时应考虑的因素： 1、模具的结构形式。 2、模具的大小。 3、塑件熔接痕的位置。 冷却系统的开设原则：
1、当模具仅设一个入水接口和一个出水接口时，应将冷却管道进行串联连接。 2、采用多而细的冷却管道，比采用独根大冷却管道好，因为多而细的冷却管道扩大了模温调节的范围。
3、在收缩率大的塑料制品模具中，应沿其收缩方向设置冷却回路。
4、普通模具的冷却水应采用常温下的水，通过调节水的流量来调节模具温度。 5、合理地确定冷却管道的中心距以及冷却管道与型腔壁的距离，一般为冷却管道直径d的(1～2)倍,管道与管道间的距离一般为(2.5～4)d。
6、尽可能使所有的冷却管道孔分别到各处型腔表面的距离相等。 7、应加强浇口处的冷却。
8、应避免将冷却管道开设在制品熔合纹的部位。 9、注意水管的密封问题。
10、进、出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，为了不影响操场作，通常应将进、出口水管接头设在注射机背面的模具一侧。
冷却系统的结构设计：
根据塑料制品的形状及其所需的冷却效果，冷却回跟可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋式、喷射式、隔板式等多种样式，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。冷却系统的主要形式有：
1．简单流道式，即通过在模具上直接打孔，并通以冷却水而进行冷却，是生产中最常用的一种形式。适用于成型较浅且面积较大的塑件，对深腔和高度较大的型芯冷却效果好。；
2．螺旋式，其特点是使冷却水在模具中产生螺旋状态回路，冷却效果好，但制造比较麻烦。
3．隔片导流式，一种用于多型芯的冷却形式。
4．喷流式，用于长型芯的冷却形式，是在型芯中间装有一个喷水管，冷却水从喷水管的顶端喷出，向四周分流冷却芯壁。
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