清风Get螺纹盖注射模.docx

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清风Get螺纹盖注射模

螺纹盖注射模

摘要

注塑模具是塑料工业中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。

本文讨论了应用Pro/E微机辅助设计螺纹盖注塑模具的设计方法，介绍了注射成型的基本原理,特别是双分型面注射模具的结构与工作原理。

注塑成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，本设计进行了螺纹盖的注塑模设计，对模具结构与注射机的匹配进行了校核；对零件结构进行了工艺分析；确定了分型面、浇注系统等；选择了注射机；简单计算了成型零部件的尺寸；并用AUTOCAD绘制了一套模具装配图，介绍了装配图中各部分的名称，简要说明了此模具的工作过程。

如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。

通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。

关键词：

注塑模；型腔；分型面；浇注系统；注塑机。

Abstract

Injectionmouldplasticindustryisthefastestgrowingindustrialcategories,oneofinjectionmoldisoneofthetypesofthefastdevelopment,therefore,thestudytounderstandplasticinjectionmoldproductionprocessandimprovethequalityofproductshasgreatsignificance.ThispaperdiscussestheapplicationPro/Ecomputeraideddesignthreadcoverthedesignmethodoftheinjectionmould,thispaperintroducesthebasicprincipleofinjectionmolding,especiallythepartingsurfaceoftheinjectionmouldstructureandworkprinciple.Injectionmoldingisthemainmethodofthermoplasticmoulding,oneofthedesignofinjectionmolddesignthreadcover,thediestructureandthematchingoftheinjectionmachinevirwpoint;Theprocessofpartsstructureanalysis;Surethepartingsurface,gatingsystem,etc.;Choosetheinjectionmachine;Asimplecalculationofthemoldingpartssize;AnddrawasetofAUTOCADmoldassemblydrawing,introducesthenameofeachpartofassemblydrawings,simplyexplainstheworkingprocessofthedie.Sothestructureofthedesigntoensurereliablemouldwork.Throughthedesign,canhaveapreliminaryinjectionmouldsknow,payattentiontothedetailsofthedesign,knowledgeofthemouldstructureandworkprinciple.

Keywords:

injectionmold;Cavity;Partingsurface;Pouringsystem;Injectionmachines.

1、现代模具产业5

2、螺纹盖结构7

2.1螺纹盖的结构分析7

参考文献16

前言

在这两周的零件测量与绘图中，我们首先选定测量、绘图零件，对其进行了解并这套塑料注射模主要用来成型螺纹盖塑料件，螺纹盖注射模的结构由动模和定模两大部分组成，动模安装在注射机的移动模板上，定模安装在注射机的固定模板上。

注射时动模与定模闭合构成型腔和浇注系统，开模时动模与定模分离以便取出塑件。

根据模具中此零部件所起的作用，螺纹盖注射模又可细分为以下几个基本组成部分：

1.型腔:

此套螺纹盖注射模的型腔主要由凹模以及螺纹型的芯等成。

2.浇注系统:

它是将熔融塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道。

此套螺纹盖注射模的浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴4个部分组成，起到输送管道的作用。

3.导向机构:

它通常由主导和导套组成,但此套螺纹盖注射模的导向机构与推出机构组合为一体。

4.推出机构:

在开模过程中将塑料件以及浇注系统凝料推出或拉出的装置。

5.冷却装置:

使注射成型螺纹盖塑料件快速成形，模具上设有冷却装置。

在模具型腔或型芯周围开设冷却通道。

6.排气系统:

在注射过程中，为将型腔内的空气以及塑料在受热和冷凝的过程中产生的气体排出去而开设的气流通道。

排气系统通常是在分型面处开设排气槽。

7.支承零件:

其主要起装配、定位和连接的作用。

包括定模座板、型芯或动模固定板、垫块、木承板、定位环、销钉和螺钉等。

此注射模按所用的注射机的种类分为卧式注射机用注射模，按其在注射机上的安装方式可分为移动式注射模；按照模具的型腔数目可分为多型腔注射模；按模具的分型面的特征可分为水平型面注射模。

1、测绘整个过程及其步骤：

根据螺纹盖注射模实物，分析其工作原理、画装配示意图、进行零件测绘、画出零件草图、再根据草图使用绘图软件画零件图及装配图。

草图的绘制步骤：

（1）分析了解零件

（2）确定表达方案（3）绘制零件草图（4）对草图进行全面审核、补充、修改2、实训测绘过程所使用的工具：

（1）游标卡尺:

主要测量孔径与深度2钢直尺:

主要测量长度、螺距、宽度、内孔、深度

在实训过程中我们只需钢直尺测量长度。

3、绘图工具介绍本次实训用到了AutoCAD，PRO/E等绘图软件。

（1）AutoCAD：

画螺纹盖注射模零件图和装配图并标注尺寸，绘制各类明细表，及技术要求等，明细表及技术要求均由参考文献所得。

（2）PRO/E：

画螺纹盖注射模三维零件图，并进行装配。

1、现代模具产业

1.1模具工业在国民经济中的地位

模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。

用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。

模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。

模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。

振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。

早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。

模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。

模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％~90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。

模具制造的重要性主要体现在市场的需求上,目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。

中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。

研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义.

1.2各种模具的分类和占有量

模具主要类型有：

冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。

除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。

（1）冲模：

冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。

冲模占模具总数的50％以上。

按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。

按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。

（2）锻模：

锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。

按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。

按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。

（3）塑料模：

塑料模是塑料成型的工艺装备。

塑料模约占模具总数的35％，而且有继续上升的趋势。

塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。

（4）压铸模：

压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。

压铸模约占模具总数的6％。

（5）粉末冶金模：

粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：

压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。

模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。

1.3我国模具工业的现状

自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。

20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，

目前，我国17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。

除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。

其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。

例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。

在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。

例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。

中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。

在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。

其中，冲压模具约占50％（中国台湾：

40％），塑料模具约占33％（中国台湾：

48%），压铸模具约占6％（中国台湾：

5%），其他各类模具约占11（中国台湾：

7％）。

中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（1961——1981），成长期（1981——1991），成熟期（1991——2001）三个阶段。

1.4世界塑料生产国

美国塑料（原料）的产量多年来一直雄居各国之首,德国是世界最大的塑料（原料）生产国之一，日本在很长的时期内都是仅次于美国的世界第2大塑料生产国,韩国塑料产量增长十分迅速，为世界5大塑料生产国之列。

塑料产量位居世界前10名的国家和地区还有法国、比利时、中国台湾、加拿大和意大利。

1.5我国模具技术的现状及发展趋势

20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。

改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。

近年来，每年都以15％的增长速度快速发展。

许多模具企业十分重视技术发展。

加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。

此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。

模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。

今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。

中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。

在大型模具方面已能生产48"（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。

经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。

尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。

与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。

今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。

（1）注重开发大型，精密，复杂模具；

（2）加强模具标准件的应用；

（3）推广CAD/CAM/CAE技术；

（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；

2、螺纹盖结构

2.1螺纹盖的结构分析

该塑件是螺纹盖，零件总高16mm,上10mm、下6mm，直径最大处为40mm，厚度最大为3mm,上部分内部有M36的螺纹，上部均匀分布8个φ4mm的半圆凸台与上盖边缘，如图2-1所示。

图2-1

2.2螺纹盖的三维图

2-2螺纹盖三维图

在PRO/E的零件（Part）模块中，创建螺纹盖的实体模型，如图2-2所示。

2.3螺纹盖的浇口位置分析

根据此塑件的形状及结构，浇口的位置位于板中侧。

3.1分型面

分型面的选择原则：

（1）便于塑件脱模；

（2）在开模时尽量使塑件留在动模；

（3）外观不遭到损坏；

（4）有利于排气和模具的加工方便。

结合该产品的结构,分型面于在与注射机开模方向垂直的平面。

3.2型腔数目的确定与排列形式

由于制件比较小，考虑诸多因素后,此零件采用一模二腔。

定位后零件如图3-1所示。

3.3.1主流道

主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。

主流道小端尺寸为5mm,内壁粗糙度Ra0.63μm，主流道的大端呈圆角，以减小料流转向过渡时的阻力。

主流道衬套与定模板成一整体。

3.3.2分流道

（1）在一模二腔设置分流道，分流道指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。

它是浇注系统中空融状态的过渡段。

因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。

（2）主分流道长度，分流道尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。

此设计中将主流道设计成直的，总长50mm,主流道断面直径5~9mm,分流道的断面形状为圆形。

3.3.3浇口

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:

形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证；

试模时如发现不当，容易及时修改；

能相对独立地控制填充速度及封闭时间；

对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。

图3-2浇口图如图3-2所示：

冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝，此外，开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出，冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径，冷料穴的尺寸如图3-3所示：

图3-3冷料穴

4成型零件

模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯和成型环等。

成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。

因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理,有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。

成型零件根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。

成型零件的工作尺寸是指凹模和型芯直接构成塑件的尺寸。

凹、型芯工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。

塑料在成型加工过程中，用来充填塑料熔体以成型制品的空间被称为型腔。

而构成这个型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模、型芯、小型芯、螺纹型芯或型环等。

由于这些成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接触，并且脱模时反复与塑件磨擦，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性和较低的表面粗糙度。

同时还应该考虑零件的加工性及模具的制造成本。

4.1凹模

凹模又称为阴模，它是成型塑件外轮廓的零件。

凹模是成型塑件外形的模具零件，它一般装在定模板上。

根据塑件成型的需要和加

工装配的工艺要求，凹模又有整体式和组合式两类。

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。

模具具体如图4-1所示。

图4-1凹模

4.2型芯

型芯是成型塑件内表面的成型零件，其工作尺寸属被包容尺寸。

成型的型芯与动模板用弹簧垫圈连接成一体，结构牢固，可省材料。

在使用过程中型芯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，尺寸公差取下偏差。

考虑到此设计中型芯含有螺纹，具有很大的加工难度，故采用小型芯固定式型芯，型芯在开模后可与动模板脱离，从而可实现模外手工脱螺纹。

因型芯需从模具中脱离出来，所以，为效率着想，每个型腔需配备两个型芯。

型芯具体如图4-2所示:

图4-2型芯

4.3导向与定位机构

注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。

导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。

锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。

导柱：

国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。

若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。

导套：

导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。

设计导柱和导套需要注意的事项有：

1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。

通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。

导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。

2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出6～8mm，以确保其导向与引导作用。

3）导柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用H7/k6；导套外径的配合精度采取H7/k6。

配合长度通常取配合直径的1.5～2倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。

4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。

5）导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件。

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/k6。

7）除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套。

图4-3

8）导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考标准模架数据选取。

此螺纹盖注射模的导向与定位机构如图4-3所示

4.4顶出系统

注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。

脱模机构的设计一般遵循以下原则：

1）塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。

2）由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位。

3）结构合理可靠，便于制造和维护。

此螺纹盖注射模的顶出系统如图4-4所示

图4-4

4.5排气系统

在注塑成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体，这些气体若不能顺利排出，则可能因弃填时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。

通常，选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则：

1）排气口不能正对操作者，以防熔料喷出而发生工伤事故；

2）最好开设在分型面上，如果产生飞边易随塑件脱出；

3）最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便；

4）开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的终端；

5）开设在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕；

6）若型腔最后充满部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或活动的型芯时，可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块，以供排气。

7）高速注射薄壁型制件时，排气槽设在浇口附近，可使气体连续排出；

若制件具有高深的型腔，那么在脱模时需要对模具设置引气系统，那是因为制件表面与型芯表面之间在脱模过程中形成真空，难于脱模，制件容易变形或损坏。

热固性塑料制件在型腔内的收缩小，特别是不采用镶拼结构的深型腔，在开模时空气无法进入型腔与制件之间，使制件附粘在型腔的情况比热塑性制件更甚，因此，必须引入引气系统。

由于本模具体积小，其排气孔设计在分型面上。

4.6冷却系统

设计原则:

1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；

2）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；

3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距B大约为2.5～3.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.8～1.5B，最小不要小于10。

4）浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；

5）应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过5℃

6）冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。

7）合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。

此螺纹盖注射模的冷却系统如图4-5所示：

图4-5

5、模具总装图及工作原理

模架关系到塑件的成型、流道的分布形式以及顶出机构的形式，有抽芯的有滑块。

1-定模座板2-热流道板3-浇道板4-凹模5-动模板6-固定板

7-支撑板8、11、15、16-螺钉9-套筒10-动模座板12-冷却水嘴

13-型芯14-弹簧垫圈17、18、19-螺栓、垫圈、螺母20-推板

21-复位杆22-推杆固定板23-推杆24-销25-定位卡26-垫块

图5-1模架图

本模具选用定模座板的厚度为20mm,凹模固定板的厚度为20mm,动模座板厚度为20mm，整个模具的厚度是226mm。

模架的形状及尺寸见CAD螺纹盖注射模装配图。

合模，对模具进行预热一定的时间