注射器推杆的模具设计与制造

XX职业技术学院

毕 题目系别专业班级姓名学

号指导教师日

期

业 设 计

注射器推杆的模具设计与制造 机电系 模具设计与制造 XXXXXXXXXXXXX XXXXXXX

XXXXXXXXXX学院毕业设计

设计任务书

设计题目：

注射器推杆的模具设计与制造

设计要求：

1. 分析塑件

1）了解制品工艺性 2）了解制品的批量 3）了解塑料制品的用途 2. 确定模具设计的方案

1）确定模具所用的材料 2）确定模具设计的基本结构 3）确定模具选用的标准件型号 4）确定模具型腔的成形尺寸

5) 进行注塑机的强度、刚度校核及冷却系统的排布 6）完成模具图样的设计图纸

设计进度要求：

第一周：查找资料确定题目

第二周：理清设计思路列出提纲初步完成论文撰写 第三周：绘制设计所用图纸 第四周：进一步完善论文 第五周：清查、核对数据

第六周：校正论文格式、复查论文内容

第七周：完成撰写上缴指导教师审核并打印

指导教师（签名）：

I

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摘 要

本次设计的题目是“注射器推杆的模具设计与制造”，设计内容是从零件的工艺分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。开始是零件的材料选择，接下是成型参数、密度、收缩率的确定，模具种类与模具设计的关系、塑件的尺寸精度与结构、注射机的选择、模具设计有关尺寸的计算（主要是型腔的尺寸计算）、注塑机参数的校核、模具结构设计、模具冷却、加热系统计算、模具总装图及模具的装配、试模等内容。

其中模具结构设计是这次设计的主要内容，其内容包含了模具的分型面选择、主流道及分流道的设计与布局，推出机构导向机构等一系列模具的重要零部件的设计加工方法和加工注意要点。这样更有利于加工人员的一线操作，使其通俗易懂加工方便。本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且让我做到所学的运用到实践当中，更让我了解了塑料模具设计的全过程和加工实践的各种要点。

关键词：塑模、型腔、注射器推杆、潜伏式浇口。

II

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目 录

摘 要............................................................. II 1 塑件工艺分析...................................................... 1 1.1 塑件的设计要求 ................................................ 1 1.2 塑件的材料特征及选用 .......................................... 1 1.3 塑件材料的确定 ................................................ 3 1.4 塑料的收缩率及密度确定 ........................................ 3 1.5 塑件的成型要求 ................................................ 4 2 塑件的尺寸精度与结构.............................................. 5 3 注射机及模架的选用................................................ 6 3.1 注射机的选用 .................................................. 6 3.2 模架的选用 .................................................... 6 4 浇注系统的设计.................................................... 8 4.1 主流道、主流道衬套及定位圈的设计 .............................. 8 4.2 模具型腔数的确定、排列和流道布局 .............................. 9 4.3 分流道的形状及尺寸 ........................................... 10 4.4 浇口的形状及其位置选择 ....................................... 11 5 塑件分型面及型腔尺寸的计算....................................... 13 5.1 制品成型位置及分型面的选择 ................................... 13 5.2 型腔工作尺寸计算 ............................................. 13 6 模具结构设计..................................................... 17 6.1 推出机构设计 ................................................. 17 6.2 拉料杆的形式选择 ............................................. 18 6.3 模具排气槽设计 ............................................... 19 7 注塑机参数校核................................................... 20 7.1 最大注射量的校核 ............................................. 20 7.2 锁模力校核 ................................................... 20 7.3 模具闭合高度校核 ............................................. 21 7.4 开模行程校核 ................................................. 21 8 模具冷却系统计算................................................. 22 8.1 冷却回路的设计 ............................................... 22 8.2 冷却回路的总长度的计算 ....................................... 23 8.3 冷却水体积流量的计算 ......................................... 24 9 模具总装图及模具的装配、试模..................................... 26

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9.1 模具总装图及模具的装配 ....................................... 26 9.2 模具的安装试模 ............................................... 26 致 谢........................................................... 29

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3 注射机及模架的选用

3.1 注射机的选用

用天平称出塑件的质量为2g，根据聚丙烯的密度可以求出体积：

V?m?20.93?2.22cm

?2.估算浇注系统总凝料约为5.5cm3

3.该模具为一模十六腔，所以一次注射的总体积为

V总?16?2.22?5.5?41.02cm3

4.注射机的最大注射范围：

41.020.8?Vmax?41.020.25

即51.275cm3?Vmax164.08cm3

5.有以上数据可选择注射机XS-ZY-125型。其性能参数如下： 额定注射量： 125cm 注射压力： 120Mpa 锁模力： 900KN 最大注射面积： 320cm2 最大开模行程： 300mm 模具最大厚度： 300mm 模具最小厚度： 200mm 拉杆间距： 260?290mm 喷嘴直径： 4mm 喷嘴圆弧半径： 12mm

3.2 模架的选用

我国目前标准化注射模零件的国家标准有12个；另外还制订了塑料注射模

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具的标准模架，分《中小型模架》（GB/T12556.1—90）和《大型模架》（GB/T12555.1—90）两种。《中小型模架》标准中规定，模架的周界尺寸范围?560mmx900mm，并规定模架的形式为品种型号，基本型A1、A2、A3、A4四个品种。

表3.1 四种模架的组成、功能及用途

型号 A1型 和卧式注射机。 动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机，可A2型 用于带有斜导柱侧向抽芯的模具，也可用于斜滑块侧向分型的模具 定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件A3型 板件的模具，适用于立式和卧式注射机。 动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，A4型 适用于立式和卧式注射机。 组成、功能及用途 定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构组成模架，适用于立式根据以上四种模架的组成，功能及用途可以看出，A2型模型适用于本次模具的设计，固选用A2模架。

中小型模架的周界尺寸参数规格有：100×L、125×L、160×L、180×L、200×L、250×L、315×L、355×L、400×L、450×L和500×L等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为：A2-315400-15-F1。

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4浇注系统的设计

4.1 主流道、主流道衬套及定位圈的设计

定位圈是使浇口套和注射机喷嘴孔对准定位所用。定位圈直径D为与注射机定位配合直径，应按选用注射机的定位孔直径确定。直径D一般比注射机定位孔直径小0.1～0.3mm，以便装模。定位圈采用45号钢或Q275钢，用六角螺钉固定在模板上时，一般用两个以上的M6～M8的内六角螺钉。这里选用定位圈与浇口套为一体，压配于定模板内。

主流道设在定模板上，并且位于模具的中心，与注射机喷嘴在同一轴线上，其为一圆锥孔，其小头对准注射机的喷嘴。因喷嘴外形为球面，所以主流道小孔端的外形应为一凹陷的球面。为了配合紧密，防止溢料，凹球面的半径应比喷嘴的球面半径略大1~2mm。

主流道衬套的材料常用T8A制造，热处理后硬度为50—55HRC。主流道衬套与定模板采用H7/m6的过渡配合，主流道衬套与定位圈采用H9/f9的过渡配合。由于受型腔或分流道的反压力作用，主流道衬套会产生轴向定位移动，所以主流道衬套的轴向定位要可靠。本模具的主流道衬套如图4.1。

主流道设计应注意的问题：

（1） 便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形。锥角

???2~4 粗糙度Ra?0.63与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴

头半径。

（2） 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材料单独加工和热处理。

（3） 衬套大端高出定模端面5~10mm，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。

（4） 主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从模具中退出，可设计定住。

（5） 直角式注射机中，主流道设计在分型面上，不需沿轴线上拔出凝料可设计成粗的圆柱形。

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D=tg?2×2l+d =tg42×2×70+5=9.886mm

图4.1 主流道衬套图

4.2 模具型腔数的确定、排列和流道布局

根据设计需要和生产效率的要求可知，为满足塑件的使用要求，在同一次的注射成型中，一次成型塑件的个数为十六个，也就是采用一模十六腔的生产方式。型腔的排列根据模具的形状及尺寸排列如图4.2所示。

图4.2 型腔排列图

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浇注系统的作用就是将熔融状态的塑料均匀，迅速地输入型腔，使型腔内气体及时排出（利用分型面排气），并且将注射压力传递到型腔的各个部分，从而得到组织紧密的制品。

4.3 分流道的形状及尺寸

分流道的截面形状有：圆形、梯形、U形、半圆形、矩形；分流道的长度短，弯折少能减少压力损失和热量损失；分流道的表面粗糙度为Ra?1.6mm。如表4.1列出了部分分流道截面形状和特征比较。

表4.1 分流道截面形状和特征比较

特征 截面形状 热量损失 圆形 梯形 矩形 小 较小 大 加工性能 较难 易 易 流动阻力 小 较小 大 效果 最佳 良 不良 通过以上截面形状的对比，显然圆形截面形状效果最佳，但其加工较难，为此选用梯形截面形状。

多腔模中，分流道的排布有平衡式和非平衡式：

平衡式：各个型腔中物料状态参数（P、T）几乎一致，但分流长度大、转向多、不易加工，而且分流道容纳物料多，用料量大。

非平衡式：分流长度小、转向少、易加工，而且分流道容纳物料少，用料量少，但各个型腔中物料状态参数（P、T）不一致

综上所述分流道采用梯形截面非平衡式排布。 分流道计算经验公式：b?0.2654h?23b4mL

式中 b—梯形大底边宽度，mm L—分流的长度, mm m—塑件的质量，g h—梯形的高度，mm 故 b?0.2654 h?2342?16200?5.78mm

?5.78?3.85mm10

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9 模具总装图及模具的装配、试模

9.1 模具总装图及模具的装配

图9.1 模具装配图

模具总装图的技术要求内容： 1 对于模具某些系统的性能要求。

2 对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于0.03mm模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。

3 模具使用，装拆方法。

4 防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。 5 有关试模及检验方面的要求。

9.2 模具的安装试模 9.2.1 试模前的准备

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试模前要对模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查模具各个滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要准确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。

9.2.2 模具的安装及调试

模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地，并安装在指定注射机的全过程。

模具安装到注射机上要注意以下几个问题： 1 模具的安装方位要满足设计图样的要求。

2 模具中有侧向滑动机构时，尽量使其运动方向为水平方向。

3 当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。

4 模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。

模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用4---8块压板，对称布置。

模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用。要注意以下几个方面：

1 合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。

2 活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠。

3 开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。 4 冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。

9.2.3 试模

将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压，低温和较长的时间条件下

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成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效的时，可以适当提高温度条件。试模注射出样件。试模过程中，应进行详细记录，将结果填入试模记录卡，并保留试模的样件。

9.2.4 修模

虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人们的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。发现总是以后，进行排除错误性的修模。

塑件出现不良现象的种类居多，原因也很复杂，有模具方面的原因，也有工艺条件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，应当根据塑件出现的不良现象的实际情况，进行细致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出补救方法。因为成型条件容易改变，所以一般的做法是先变更成型条件，当变更成型条件不能解决问题时，才考虑修理模具。

修理模具更应慎重，没有十分把握不可轻举妄动。其原因是一旦变更了模具条件，就不能再作大的改造和恢复原状。

9.2.5 检验

通过试模可以检验出模具结构是否合理，所提供的样件是否符合用户的要求，模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产的样件满足客户的要求，试模合格的模具，应清理干净，涂防锈油入库保存。

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致 谢

此次毕业设计的顺利完成,我十分感谢陈英老师给我的大力指导，她严谨细致治学态度、一丝不苟的工作作风、渊博的学术知识、和蔼大度的风范在我的心中留下了深深的印象；她循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。我们对任老师耐心细致的讲解、给我们提供相关的材料表示大力的感谢。老师不仅从一开始就非常关注我们的设计,而且在她很忙的情况下还帮我们指导,我们对此衷心的感谢!

在此，对陈老师以及三年当中对我进行教育的各位老师，表示我最真诚

的尊敬和最诚挚的感谢。我的毕业设计在选题及设计过程中得到陈老师的悉心指导，陈老师也多次询问我设计的进程，并为我指点迷津，帮助我开拓设计思路。陈老师严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽然仅仅几个月的时间，却使我受益匪浅。

并向本文所参考的文献的作者们表示我最真诚的谢意。

向在百忙之中评阅本方案并提出宝贵意见的各位评委老师表示最诚挚的谢意，同时向所有关心、帮助和支持我的老师和同学表示衷心的感谢，祝他们工作顺利，万事如意！

由于本人的学识水平、时间和精力有限，文中肯定有许多不尽人意和不完善之处，我将在以后的工作、学习中不断以思考和完善。

最后向三年来教过我、帮助我的所有老师和关心我的同学表示我最真诚的谢意！谢谢你们！

XXXXX 2008.10

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参考文献

[1] 阎亚林. 塑料模具图册.高等教育出版社，2004

[2] 屈华昌. 塑料成形工艺与模具设计.高等教育出版社，2007 [3] 曹宏深. 塑料成形工艺与模具设计.机械工业出版社，1993 [4] 王以华. 现代模塑成型手册.上海交通大学出版社，1993 [5] 李基洪. 注塑成型技术问答. 机械工业出版社，2004 [6] 张国强. 注塑模具设计与生产应用.化学工业出版社，2005 [7] 胡亚民. 塑料模具的设计与制造问答.机械工业出版社，2006 [8] 洪慎章. 实用注塑成型及模具设计.机械工业出版社，2006 [9] 张秀棉. 塑料模设计手册.机械工业出版社，1994

[10] 陈锡栋、周小玉. 实用模具技术手册.机械工业出版社2002。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/w8l2.html