畢業(yè)設(shè)計（論文）_礦泉水瓶蓋注塑模的設(shè)計

1、濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計題目 礦泉水瓶蓋注塑模的設(shè)計 系別 機(jī)電工程系 專業(yè) 模具設(shè)計與制造 班級 模具0802 姓名學(xué)號指導(dǎo)教師日期 2021年12月 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：礦泉水瓶蓋注塑模的設(shè)計設(shè)計要求：確定合理工藝方案設(shè)計合理的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計要全面介紹模具的工作原理內(nèi)容豐富、文字精練、講述詳細(xì)、實用價值高設(shè)計進(jìn)度要求：第一至七周 技能訓(xùn)練第八周 搜集模具相關(guān)資料第九周 前期準(zhǔn)備工作第十周 模具根本類型與工作局部零件尺寸計算第十一周 模具整體設(shè)計和繪制裝配圖第十二周 模具主要零件圖的繪制第十三周 畢業(yè)論文的校核、修改第十四周 打印裝訂，準(zhǔn)備辯論指導(dǎo)教師簽名： 摘 要本次模具設(shè)計的內(nèi)容是

2、“礦泉水瓶蓋注塑模的設(shè)計。之所以選擇這個設(shè)計題目主要有兩方面意義：1、瓶蓋是帶螺紋的塑件，要求設(shè)計時要充分考慮到脫模的方式方法，多分型面結(jié)構(gòu)以及點澆口方式的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計方法；2、瓶蓋屬中小型件，在我們的日常生活中有一定的普遍性和代表性，為今后的實用性模具設(shè)計奠定了根底，以更好的效勞模具制造業(yè)效勞社會。設(shè)計內(nèi)容是從零件的工藝分析開始的，根據(jù)工藝要求來確定設(shè)計的大體思路。其開始是從零件的材料選擇，接下是成型參數(shù)、密度、收縮率確實定，模具種類與模具設(shè)計的關(guān)系、塑件的尺寸精度與結(jié)構(gòu)、注射機(jī)的選擇、模具設(shè)計有關(guān)尺寸的計算包括模具行腔型芯的計算及其公差確實定、注塑機(jī)參數(shù)的校核、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具冷卻、加熱

3、系統(tǒng)計算、注射模標(biāo)準(zhǔn)件的選用及總裝技術(shù)要求等內(nèi)容。其中模具結(jié)構(gòu)設(shè)計是這次設(shè)計的主要內(nèi)容，其內(nèi)容包含了模具的分型面選擇、主流道及分流道的設(shè)計與布局，推出機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu),鉸鏈的設(shè)計等一系列模具的重要零部件的設(shè)計加工方法和加工注意要點。這樣更有利于加工人員的一線操作，使其通俗易懂加工方便。本次設(shè)計不僅讓我熟悉了課本所學(xué)的知識，而且讓我做到所學(xué)的運用到實踐當(dāng)中，更讓我了解了塑料模具設(shè)計的全過程和加工實踐的各種要點。希望本次設(shè)計為今后的工作奠定一個良好的根底。關(guān)鍵詞：礦泉水瓶蓋，注塑模，鉸鏈，PP目 錄 TOC o 1-3 u 摘 要 PAGEREF _Toc279072710 h II1 塑件工藝分析

4、PAGEREF _Toc279072711 h 11.1 塑件設(shè)計要求 PAGEREF _Toc279072712 h 11.2 塑件的材料特征 PAGEREF _Toc279072714 h 21.3 塑件材料確實定31.4 塑料的收縮率及密度確定 PAGEREF _Toc279072716 h 31.5 模具種類與模具設(shè)計的關(guān)系32 塑件注射工藝參數(shù)確實立52.1 計算塑件的體積和質(zhì)量 PAGEREF _Toc279072719 h 52.2 制品壁厚 PAGEREF _Toc279072727 h 52.3 脫模斜度 PAGEREF _Toc279072733 h 52.4 圓角和螺紋設(shè)

5、計 PAGEREF _Toc279072749 h 62.5 尺寸精度 PAGEREF _Toc279072760 h 73 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc279072764 h 93.1 分型面的選擇 PAGEREF _Toc279072765 h 93.2 確定型腔的數(shù)目及排列方式 PAGEREF _Toc279072766 h 103.2.1 型腔數(shù)目確實定 PAGEREF _Toc279072767 h 103.2.2 型腔排列方式確實定103.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 PAGEREF _Toc279072769 h 113.3.1 主流道的設(shè)計113.3.2 分流道的設(shè)計123

6、.3.3 澆口設(shè)計14導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計153.5 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計163.6 拉料桿的形式選擇 PAGEREF _Toc279072775 h 173.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計173.8 成型結(jié)構(gòu)設(shè)計193.8.1 動作原理193.8.2 結(jié)構(gòu)特點203.8.3 型腔和型芯的結(jié)構(gòu)特點203.8.4 限距拉板機(jī)構(gòu)設(shè)計204 模具設(shè)計的有關(guān)計算214.1 塑料注射及參數(shù)214.2 選標(biāo)準(zhǔn)模架214.3 型腔和型芯工作尺寸計算214.4 凹模型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計算235 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核255.1 最大注射量的校核255.2 注射壓力校核255.3 模具與注射機(jī)裝模部位相關(guān)尺寸的校核265.4 鎖模力

7、的校核265.5 注射機(jī)開模行程校核276 模具冷卻系統(tǒng)計算286.1 冷卻回路所需的總面積計算286.2 冷卻回路的總長度的計算296.3 冷卻水體積流量的計算307 注射模零件及總裝技術(shù)要求317.1 零件的技術(shù)要求317.2 總裝技術(shù)要求31致 謝33參考文獻(xiàn)34 1 塑件工藝分析1.1 塑件設(shè)計要求該產(chǎn)品用于各種礦泉水瓶上,對瓶體起到鎖合的作用，其零件外形圖如圖1.1產(chǎn)品精度及外表粗糙度要求為一般精度,但在加工制造過程中要求各局部有一定配合精度關(guān)系。產(chǎn)品為大批量生產(chǎn)，故設(shè)計的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能自動脫模，可采用點澆口自動脫模結(jié)構(gòu)。由于該塑件要求批量大，所以模具采用一模四

8、腔、組合型腔結(jié)構(gòu)、澆口形式采用點澆口，以利于充滿型腔。相對于大塑件可采用相對于小的塑件大的分流道，以到達(dá)同時充模的效果。 圖1. 零件圖此塑件上有三個尺寸精度要求：零件上有多個尺寸有260.52；120.28；壁厚2mm,均為MT6級塑料精度，屬于中等精度等級，在模具設(shè)計和精度要求，分別是：300.75；制造過程中要嚴(yán)格保證這些尺寸的精度要求。其余尺寸均無精度要求，為自由尺寸，可按MT10級精度查取公差值。塑件顏色：藍(lán)色瓶蓋形狀如上圖，整體尺寸如上圖。瓶蓋為底面半徑15mm高12mm，瓶蓋屬于外部配件，外表精度要求較高，尺寸精度要求不高，內(nèi)孔為螺紋制件，需保證其螺紋順利旋合 該塑件尺寸中等且要

9、求塑件外表精度等級較高，無凹痕。采用點澆口流道型腔注射模可以保證其外表精度。內(nèi)螺紋依靠分瓣式可漲縮型芯來成型，模具分三次分型，采用拉板限距式。 該塑件為批量生產(chǎn)，且塑件的形狀較復(fù)雜。為了加工和熱處理，降低本錢，該塑件采用活動型芯的鑲件結(jié)構(gòu)，簡化結(jié)構(gòu)，降低模具的本錢。1.2 塑件的材料特征聚丙烯PP /cm,是目前所有塑料中最輕的品種之一。外觀似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、但它對水特別穩(wěn)定，在水中24h 的吸水率僅為0.01%,成型性能好，制品外表光澤好，易于著色。聚丙烯具有聚乙烯的所有優(yōu)良性能，如卓越的介電性能，耐水性、化學(xué)性能穩(wěn)定。宜于成形加工等；還具有聚乙烯所沒有的許多性能，可制做鉸鏈，有教

10、高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度，如蓋和本體合一的各種容器，經(jīng)過7x107次開閉彎折未產(chǎn)生損壞和斷裂現(xiàn)象，但其在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須參加防老化劑。2力學(xué)性能 聚丙烯的結(jié)晶性高，結(jié)構(gòu)規(guī)整具有優(yōu)良的力學(xué)性能，有突出的抗彎曲疲勞強(qiáng)度。3熱性能 它熔點為164-170，制品能在100以上的溫度進(jìn)行消毒滅菌，在不受外力作用時150不變形，脆化溫度-35。主要用途：可用于各種機(jī)械零件如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車零件；可作為各種酸堿等的輸送管道，化工容器和其他設(shè)備的襯里，外表涂層；可制造蓋和本體合一的箱殼，各種絕緣零件，并用于醫(yī)藥工業(yè)中。成形特點：成形收縮范圍及收縮率大，易發(fā)生縮孔，凹痕、變形、方向性

11、強(qiáng)，流動性極好，易于成形；熱容量大，注射成形必須設(shè)計能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路；注意控制成形溫度。料溫低時方向性明顯，尤其是低溫、高壓時更明顯。聚丙烯成形的適宜模溫為80度左右，不可低于50度，否那么會造成成形塑件外表光澤差，產(chǎn)生熔接痕等缺陷。溫度過高會產(chǎn)生翹曲或變形。1.3 塑件材料確實定考慮到礦泉水瓶蓋的工作環(huán)境以及所受的力的大小來看，其在工作過程中需要頻繁的開合，所以綜上各種塑料的性能來考慮，聚丙烯PP具有以上工作環(huán)境所需的性能，為此確定使用材料為：聚丙烯PP 1.4 塑料的收縮率及密度確定表1.材料性能參數(shù)材料代號密度-3收縮率%模具溫度注射壓力P注Mpa最大不溢料間隙/mmPE940-

12、96060-7060-100PP900-91080-9070-100ABS1030-107050-8060-100PVC138030-6080-130由表1.知聚丙烯PP的收縮率1.0-2.5% 。由聚丙烯的成形特點可知其成形收縮率范圍及收縮率大，所以在選擇聚丙烯的收縮率時應(yīng)考慮使用大的收縮率確定收縮率值為1.8% ，其平均密度為/cm3 。1.5 模具種類與模具設(shè)計的關(guān)系不同種類的塑料其工藝性能、成形特性也不相同，因此為了確定塑料的工藝性能、成形特征，并在模具中充分利用以獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制件。 表2.塑料種類與模具設(shè)計關(guān)系塑料特征考前須知聚丙烯PP結(jié)晶型點澆口增大塑料熔體的剪切速率，流動性增加

13、冷卻速度快流動性好具有鉸鏈性能盡量采用點澆口，尤其是大平面塑料制品澆注系統(tǒng)散熱面積要小，以降低冷卻速度，保證塑料順利充填型腔塑件的成型要求：化學(xué)性能穩(wěn)定，宜于成形加工等，閉合彎折不容易產(chǎn)生損壞和斷裂現(xiàn)象。塑件外表要求無飛邊或縮孔現(xiàn)象。塑料成型工藝參數(shù)：模具溫度：40-60噴嘴溫度：190-220料筒溫度：前段溫度：200-220 中段溫度：220-240 后段溫度：180-210注射壓力：4080MPa注射機(jī)類型：螺桿式保壓壓力：50-60 MPa噴嘴形式：直通式注射時間：05S保壓時間：2060S冷卻時間：1550S成形周期：40120S2 塑件注射工藝參數(shù)確實立 計算塑件的體積和質(zhì)量制品的

14、體積計算： 制品的質(zhì)量計算： 2.2 制品壁厚塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計塑件時必須考慮的問題之一。熱塑性塑料的壁厚一般為2-4mm，小塑件取偏小值，中等塑件取偏大值，大塑件可以適當(dāng)?shù)募雍?。塑件最小壁厚取決于塑料的流動性。最小壁厚與流程的關(guān)系： 根據(jù)熱塑性塑料壁厚推薦值：聚丙烯最小壁厚，最大壁厚，推薦壁厚。本設(shè)計中采用，滿足壁厚要求。2.3 脫模斜度塑件在模塑成型過程中，塑料從融融狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，將會產(chǎn)生一定量的尺寸收縮，從而使塑件緊緊地包在模具型芯或型腔中凸起局部。為此必須考慮塑件內(nèi)外壁有足夠的脫模斜度。聚丙烯個情況下脫模斜度見下表。 圖2. 脫模斜度示意圖表3.聚丙烯選用脫模斜度工

15、程最小脫模斜度一般情況特殊情況一般情況32脫模斜度不能太大時 本塑件采用：外外表30-50；內(nèi)外表35-1的脫模斜度，滿足要求。 圓角和螺紋設(shè)計在塑件的角隅處，既內(nèi)外外表的交接轉(zhuǎn)折處，加強(qiáng)筋的頂端及根部等處都應(yīng)有設(shè)計成圓角，而且圓角的半徑不應(yīng)小于。凡能設(shè)計成圓角的均設(shè)計成圓角，有一系列好處。在塑件成型時熔料流動阻力小，有利于改善流動沖模特性?？梢苑乐挂蛩芰鲜湛s而導(dǎo)致的塑件變形或者因銳角而引起的應(yīng)力集中，使塑件的強(qiáng)度增大，模具使用壽命延長，塑件外形也因圓弧過渡而顯得更為美觀。本塑件參考下表設(shè)計圓角為1mm。 表4.塑料內(nèi)外邊緣處的最小許可圓角半徑塑料名稱最下許可圓角聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯聚酰胺

16、、聚丙酰胺酚醛塑料、氨基塑料 用于塑件的螺紋通常有普通米制螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋、鋸齒形螺紋、圓弧形螺紋等，在設(shè)計時需滿足以下兩個方面的要求：1保證塑件螺紋順利脫模；2保證塑件及螺紋的強(qiáng)度；本塑件采用普通米制可滿足這兩方面的要求。 尺寸精度1根據(jù)SJ1372表查的pp制品一般為6級精度，所對應(yīng)的模具精度為IT10級，塑件公差數(shù)值為。根據(jù)GB/1800.3-1998查得注射成型零件的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值為：根本尺寸18mm-30mm，模具精度IT10，其成型零件的公差數(shù)值為。影響制品尺寸誤差的因素及其控制：引起制品產(chǎn)生尺寸誤差的原因有很多，但制品尺寸可能出現(xiàn)的誤差主要是如下五個方面因素綜合作用的結(jié)果。

17、 式中 因采用的成型收縮率不準(zhǔn)確引起的制品尺寸誤差； 因制品的成型收縮波動引起的制品尺寸誤差； 模具成型零件的制造偏差； 成型零件的磨損引起的制品尺寸誤差； 模具活動零件的配合間隙引起的尺寸誤差；1制品的成型收縮率 換算后式中 -室溫時模具成型零件的尺寸； -室溫時制品的尺寸。2成型零件的制造偏差 在實際生產(chǎn)中，一般要不大于制品尺寸公差的，模具成型零件工作尺寸的公差，由模具精度等級和尺寸段決定，工作尺寸越大，實際制造偏差越大，其相應(yīng)的制造公差也越大。與的關(guān)系：塑件根本尺寸0-50，/=。3成型零件的磨損 根據(jù)經(jīng)驗，在生產(chǎn)中實際注射25萬次，型芯徑向尺寸磨損量約為。4模具活動零件配合的間隙影響

18、在模具成型零件工作尺寸計算時，必須保證證件制品總的尺寸誤差不大于制品尺寸允許的誤差,既3 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 分型面的選擇如何確定分型面，需要考慮的因素比擬復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌見位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比擬，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原那么： 1保證塑料制品能夠脫模這是一個首要原那么，因為我們設(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個原那么，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個平面上，而且

19、此平面與開模方向垂直。分型面的整個廓形應(yīng)呈縮小趨勢，不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。2使型腔深度最淺模具型腔深度的大小對模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響：1目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時間越長，影響模具生產(chǎn)周期，同時增加生產(chǎn)本錢。2模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動、定模越厚。一方面加工比擬困難；另一方面各種注射機(jī)對模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過大。3型腔深度越深，在相同起模斜度時，同一尺寸上下兩端實際尺寸差值越大。假設(shè)要控制規(guī)定的尺寸公差值越大。假設(shè)要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減少脫模斜度，而導(dǎo)致塑料脫模困難。因此在選擇分型面時應(yīng)可能使型

20、腔深度最淺。 3使塑件外形美觀，容易清理盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會保存有一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應(yīng)防止設(shè)在塑件光滑外表上。如圖3的分型面a位置，塑件割除毛邊后，在塑件光滑外表留下痕跡：圖3的分型面b處于截面變化的位置上，雖然割除毛邊后仍有痕跡，但看起來不明顯，故應(yīng)選擇后者。4盡量防止側(cè)向抽芯 塑料注射模具，應(yīng)盡可能防止采用側(cè)向抽芯，因為側(cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且直接影響塑件尺寸、配合精度，且耗時耗材，制造本錢顯著增加，故在萬不得已的情況下才能使用。5使分型面容易加工分型面精度是整個模具精

21、度的重要局部，力求平面度和動、定模配合面的平行度在公差范圍內(nèi)。因此，分型面應(yīng)該是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證，易造成溢流飛邊現(xiàn)象。6使側(cè)向抽芯盡量短抽芯越短，斜抽移動的距離越短，一方面能減少動、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度。7有利于排氣 對中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時應(yīng)有利于排氣。按此原那么，分型面應(yīng)設(shè)在注射時熔融塑料最后到達(dá)的位置，而不把型腔封閉。 綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易。中選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺

22、點，再針對存在的問題采取其他措施彌補(bǔ)，以選擇接近理想的分型面。本設(shè)計中采用在瓶蓋口最大截面出處設(shè)置分型面。 確定型腔的數(shù)目及排列方式 型腔數(shù)目確實定為了提高生產(chǎn)率，保證塑件精度，模具設(shè)計時應(yīng)合理確定型腔數(shù)目。1確定型腔數(shù)目常用方法：1)按注射機(jī)的最大注射量確定；2按注射機(jī)的額定鎖模力確定；2本設(shè)計中按制品精度要求初選型腔數(shù)：1當(dāng)塑件精度為3級和3a級，重量為5g，注射模型腔數(shù)取為4-6個；塑件為一般精度4-5級，重量為12-16g，型腔數(shù)取8-12個；重量為50-100g，型腔數(shù)取4-8個；3塑件精度為7-9級，型腔數(shù)比4-5級精度的塑件最多增值50%。本塑件精度等級為6級，重量為3g，考慮技

23、術(shù)不是很成熟，生產(chǎn)批量為中小批量，故此型腔數(shù)初選4個。 型腔排列方式確實定1盡可能采用平衡式排列 平衡式澆注系統(tǒng)可確保塑件質(zhì)量均勻一致和穩(wěn)定。2型腔布置和澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對稱 可防止模具承受偏載產(chǎn)生溢料，影響沖模效果和塑件質(zhì)量。3盡量使型腔排列緊湊 可減少模具的外形尺寸。模板總面積小，可節(jié)省鋼材，減輕模具質(zhì)量。因此優(yōu)化型腔布局就顯得格外重要，本設(shè)計中由于采用四腔，可設(shè)計成平衡式。采用排列方式如下列圖所示。 圖3. 型腔的排列圖 3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)控制著塑件成型過程中沖模和補(bǔ)料兩個重要階段，對塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)是指從注射機(jī)

24、噴嘴開始，到型腔入口為止的塑件熔體的流動通道，或在此通道內(nèi)的冷凝的固體塑料。 普通模具的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井幾局部組成。 主流道的設(shè)計主流道設(shè)計應(yīng)注意的問題：1 便于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形 。 錐角 粗糙度與噴嘴對接處設(shè)計成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半徑。 2 主流道要求耐高溫和摩擦，要求設(shè)計成可拆卸的襯套，以便選 用優(yōu)質(zhì)材料單獨加工和熱處理。 3 襯套大端高出定模端面，并與注射機(jī)定模板的定位孔成間隙配合，起定位隙作用。 4 主流道襯套與塑料接觸面較大時，由于腔體內(nèi)反壓力的作用使襯套易從模具中退出，可設(shè)計定住 。 5 直角式注射機(jī)中，主流道設(shè)計在分

25、型面上，不需沿軸線上拔出凝料可設(shè)計成粗的圓柱形。 主流道與噴嘴的接觸處多做成半球形的凹坑。二者應(yīng)嚴(yán)密接觸以防止高壓塑料的溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大1-2mm；主流道小端直徑應(yīng)比-1mm，常取4-8mm，視制品大小及補(bǔ)料要求決定。大端直徑應(yīng)比分流道深度大mm以上，其錐角不宜過大一般取2-6，但近年來有趨向于小錐度的趨勢。熱塑性塑料的主流道，一般由交口套構(gòu)成。計算主流道的直徑公式為： 式中 主流道大端直徑mm 流經(jīng)主流道的熔體體積 因熔體材料而異的常數(shù)查表得PP材料值取4經(jīng)計算在本設(shè)計中小端取直徑為5mm，大端取直徑為8mm 分流道的設(shè)計分流道的截面形狀有：圓形、梯形、u形、半圓形、矩形；分

26、流道的長度應(yīng)盡可能的短，少彎折的減少壓力損失和熱量損失；分流道的外表粗糙度為。表5.分流道截面形狀和特征比擬截面形狀特征熱量損失加工性能流動阻力效果圓形小較難小最正確U形較小易較小良矩形大易大不良通過以上截面形狀的比照，顯然圓形截面形狀效果最正確，但其加工較難，為此選用U形截面形狀。多腔模中，分流道的排布： 1.平衡式和非平衡式： 平衡式：分流道的形狀尺寸一致。 非平衡式：a、靠近主流道澆口尺寸設(shè)計得大于遠(yuǎn)離主流道的澆口尺寸。 b、分流道不能太細(xì)長，太細(xì)長，溫度，壓加體大會使離主流道較遠(yuǎn)的型腔難以充滿。 c、一般需要屢次修復(fù)，調(diào)理到達(dá)平衡。 d、即使到達(dá)料流和填充平衡，但材料時間不相同，制品出

27、來的尺寸和性能有差異，對要求高的制品不宜采用。 e、非平衡式分布，分流道長度短 。 f、如果分流道較長，可將分流道的尺寸頭沿熔體前進(jìn)方向稍征長作冷料穴，使冷料不致于進(jìn)入型腔。 g、分流道和型腔布置時，要使用塑件投影面積總重心與注塑機(jī)鎖模力的作用線重合。分流道計算經(jīng)驗公式 式中 b梯形大底邊寬度， h梯形的高度， 故 U形分流的側(cè)面斜角常取5o10o，此取斜角為6o 。分流道截面形狀采用U形且平衡分布，因為U形分流道熱量損失較小，易加工，效率較高且可保證各型腔均衡進(jìn)料，從而保證塑件質(zhì)量。 在本設(shè)計中采用U型截面的分流道，對于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200g以下的塑件，可用下述經(jīng)驗公式確定分流道的直

28、徑： 式中 分流道直徑mm 塑件的質(zhì)量g 分流道的長度mm最終確定分流道長度35mm，直徑3mm，采用平衡式布置，一模四腔。 澆口設(shè)計澆口的作用是使料流加速，并控制襯料時間，控制料流狀態(tài)。常用的截面形狀有圓形和矩形兩種。澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、輪輻澆口、點澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口、直澆口等。澆口不僅對塑件熔體的流動性和充模特征有關(guān)，而且與塑件的成形質(zhì)量有著密切的關(guān)系。因此澆口的形式與塑料品種要相互適應(yīng)。鑒于盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，選擇點澆口。根據(jù)各種澆口的特征比擬可以看出點澆口的各種優(yōu)越性能，其澆口特征如下：點澆口的特征：1.形狀簡單，便于加工，而且尺寸精度容

29、易保證2.試模時，發(fā)現(xiàn)不適當(dāng)，容易及時修改5.對于殼體類塑件，流動填充效果較佳?；谒芗奶攸c和點澆口的特征來看選擇點澆口。點澆口的直徑計算公式 式中 點澆口的直徑 表6.塑料種類對應(yīng)的n值塑料種類PVCPE/PSPPPCPOMPVAVn值依塑件壁厚而異，系數(shù)型腔外表積 故 ，表7.點澆口尺寸參數(shù) 塑件厚度塑料種類對于設(shè)計的瓶蓋，由于其內(nèi)形狀雖然規(guī)那么但較復(fù)雜，屬于小批量生產(chǎn)。故宜采用雙分型面點澆口。點澆口的特點1交口位置限制??；2去除澆口后殘留痕跡小，不影響外觀；3開模時澆口可自動拉斷，有利于自動化操作；4模具必須采用三板式；5對于投影面積大的塑件及容易變形的塑件應(yīng)采用多點澆口，以免翹曲。

30、當(dāng)動定模合攏后就構(gòu)成了型腔，為了保證動定模合攏時的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具中的作用，一是定位作用，模具每次合攏時，都有一個唯一的準(zhǔn)確方位，從而保證型腔的正確形狀；二是導(dǎo)向作用，引導(dǎo)動定模正確閉合，防止凸模式型芯先進(jìn)入型腔而損壞；三是承受一定的側(cè)壓力，在成行過程中承受單向側(cè)壓力。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。 圖4. 導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合形式3.5 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計塑件在模腔中成形后，便可以從模具中取下，但在塑件取下以前，模具必須完成一個將塑件從模腔中推出的動作，模具上完成這一動作機(jī)構(gòu)稱為脫模推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的組成：第一局部是直接作用在塑件上將塑件推出的零件；第二局部是用來固定推出零件

31、的零件，有推桿固定板、推板等；第三局部是用作推出零件推出動作的導(dǎo)向及和模時推遲推出零件復(fù)位的零件。推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使塑件脫模時不發(fā)生變形或損傷塑件的外觀；推力的分布依脫模阻力的大小合理合理安排；推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)力求簡單，動作可靠，不發(fā)生誤動作，和模時要正確復(fù)位。推板結(jié)構(gòu)的設(shè)計：推板一般適用于塑料制品比擬高，難于脫模的塑料注射模具。推扳與凸模接觸局部應(yīng)設(shè)有一定的斜度，一般為，這樣可減少推板與凸模壁的摩檫.推管結(jié)構(gòu)設(shè)計:根據(jù)該塑件的特性,推管須和其它推出元件聯(lián)合使用.才能夠合理的推出.使用推管的優(yōu)點是推出動作均勻、可靠、塑料制品上不留明顯痕跡。 圖5.推桿的形式3.6 拉料桿的形式選擇拉料桿可分為球形拉料

32、桿、z形拉料桿和薄片式拉料桿，根據(jù)對各種拉料桿的比照分析和對本模具成型特點考慮用z形拉料桿。 圖6. 拉料桿的形式 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計在注射成型的每一循環(huán)中，都必須是塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件和澆注系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的動作包括脫出和取出，即首先塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動別離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。由于本塑件帶有內(nèi)螺紋，所以需要設(shè)計螺紋局部的脫模機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計中采用非旋轉(zhuǎn)脫出方式-分瓣可漲縮型芯。這種組合型芯在國外是一類批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件，用來成型中小型塑件，型芯中心有一錐形桿，當(dāng)中心錐形桿插入后型芯各瓣緊密排成一圈，將螺紋線加工成在外外表，成型

33、后先抽回中心錐形桿，型芯各瓣由于彈性向內(nèi)側(cè)間隔錯開回縮而與塑件別離，縮回距離為e這種結(jié)構(gòu)需配合推件板使用。故在設(shè)計當(dāng)中采用推桿推板聯(lián)合脫出方式。從瓶蓋的具體形狀和結(jié)構(gòu)來看，其尺寸不大，因此，采用四桿推出即可。普通的圓形頂桿按GB/T4169.1-1984選用，均可滿足要求。查表7-13，選用10mm59mm型號的圓形頂桿四根。推板厚度為15mm。 成型結(jié)構(gòu)設(shè)計.1 動作原理圖7. 裝配圖該注塑模具采用點澆口式三分型面模具。開模時，在第一分型面首先開始分型，主流道凝料被拉出主流道，分流道凝料斷留在定模板里，在定距拉板的限距作用下完成第一次分型同時第二分型面開始分型，塑件包夾在型芯上向動模方向移動

34、同型腔別離，點澆口被拉斷，澆注系統(tǒng)凝料自由脫落，同樣在限距拉板的限距作用下完成第二次分型，此時動模繼續(xù)向后移動開始第三次分型，此次分型將完成型芯棒與型心套的別離，型芯棒抽出后型心套的瓣膜會自動向內(nèi)收縮，使成型螺紋型芯與塑件離開一定間隙。推板由于推桿在液壓機(jī)構(gòu)的作用下將塑件從螺紋型心套上推下，人工再將其收起進(jìn)行冷卻、檢驗、裝箱。最后模具各部件在注射機(jī)作用下進(jìn)行下一次注射。.2 結(jié)構(gòu)特點 成型局部：由動模型芯10、錐形桿7來形成塑件產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由型腔板16來形成塑件產(chǎn)品的外部結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)：采用點澆口結(jié)構(gòu)，脫落澆注系統(tǒng)凝料需一定開模行程。由限距拉板確定分模行程。脫模機(jī)構(gòu)：采用推桿26和推板8聯(lián)

35、合脫出塑件。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：此注塑模中的導(dǎo)向局部主要有兩種：一是動、定模之間的導(dǎo)柱24和導(dǎo)向21，二是定模座板和定模板之間以及和推板之間采用小導(dǎo)柱15來完成。排氣系統(tǒng)：分型面排氣。.3 型腔和型芯的結(jié)構(gòu)特點 鑒于瓶蓋的特殊結(jié)構(gòu)，瓶蓋注塑模具的成型零件包括：動模型芯瓣、錐形桿、型腔。這樣選擇的原因在于：盒蓋的外形雖然規(guī)那么，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此采用分瓣可漲縮型芯。采用旋轉(zhuǎn)型芯來脫模勢必要增加齒輪齒條或借助外動力來旋轉(zhuǎn)型芯這樣增加了模具本錢和大量的計算造成繁重的工作量影響模具設(shè)計周期，和加工周期。綜上所述本模具采用簡單的分瓣可漲縮型芯。技術(shù)要求：錐形桿的頭部直徑和錐度均要大于外型芯瓣，要起到漲縮的作用。

36、.4 限距拉板機(jī)構(gòu)設(shè)計 1 限距的計算 為了保證開模后既能取出塑件又能取出流道內(nèi)的凝料同時還要保證型芯中錐形桿的抽出距離，對于三分型面注射模具，需要在開模距離中增加兩次限距，一次定模板與中間板的分開距離，二次定模與動模之間的分開距離。一次分開的大小應(yīng)該保證可以方便的取出流道內(nèi)的凝料。凝料的長度為d=40mm，因此，a42mm。第二次應(yīng)保證塑件的脫出，應(yīng)為塑件高度的二倍=2h=212=24，因此26。 2 限距拉板的選擇 限距拉板的長度 s=45+45+20+30+20=160mm。限距拉板的寬度 采用一塊拉板兩次限距，所以 S=3搭邊值+2螺栓直徑+4=30mm。4 模具設(shè)計的有關(guān)計算4.1

37、塑料注射及參數(shù) 查?模具設(shè)計與制造簡明手冊?P.103.表2-33熱塑性塑料注射機(jī)型號和主要技術(shù)規(guī)格，根據(jù)2注射所得的總體積和質(zhì)量可初選SZ-68-40機(jī)。塑料注射機(jī)參數(shù)的規(guī)格如下表 表8.注射機(jī)根本參數(shù)螺桿直徑mm30實際注射量g68塑化能力g/s注射速率g/s78注射壓力mpa123螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)40-250螺桿行程mm110鎖模力KN400模板行程mm220模具最小厚度(mm)130模具最大厚度mm240最大開距mm460模板尺寸mm410390頂出行程mm40噴嘴球半徑mmSR18噴嘴空直徑mm44.2 選標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)以上分析，計算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和

38、規(guī)格。模具設(shè)計手冊選用A3-200200-Z2型模架，定模板厚度：A=25mm； 動模板厚度：B=20mm; 墊塊厚度：C=60mm； 模具厚度：H=25+A+B+32+C+25=215mm 模具外形尺寸：200mm200mm215mm4.3 型腔和型芯工作尺寸計算影響塑件尺寸精度的因素較為復(fù)雜，主要存在以下幾方面：1零件的制造公差2設(shè)計時所估計的收縮率和實際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時收縮率波動：3模具使用過程中的磨損。以上三方面的表述如下：1制造誤差：z=ai=a0.45+0.001D其中 D被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸； z成型零件的制造公差值； i公差單位； a精

39、度系數(shù)，對模具最常用的精度等級；2成型收縮率波動影響其中， Scp塑件成型收縮率 LM模具成型尺寸 LS塑件對應(yīng)尺寸3型腔磨損對尺寸的影響)，而對于大的模具那么應(yīng)取六分之一以下。但實際上對于聚丙烯、尼龍等塑料來說對模具的磨損是很小的，對小型塑件來說，成型零件磨損量對塑料的總誤差有一定的影響，而對于大的塑料來說影響很小。在以上理論根底上，下面按平均收縮率來計算成型尺寸：制品為6級精度，公差數(shù)值為。查得聚丙烯PP的平均收縮率為Scp=1.5%；考慮到實際的模具制造條件和工件的實際要求，模具的制造公差等級取IT10級，直徑18-30mm，公差數(shù)值為：凹模徑向尺寸 式中：凹模徑向名義尺寸最小尺寸 所采

40、用的塑料平均成型收縮率，取1.5% 制品的名義尺寸最大尺寸 修正系數(shù)，x=0.5精度不高時 模具制造公差取 制品公差負(fù)偏差 2)型芯徑向尺寸 式中: 制品名義尺寸最小尺寸3凹模深度尺寸 4型芯高度尺寸 其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放。4.4 凹模型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計算注射模具長時間承受交變負(fù)荷，并且伴有溫度冷熱交替，工作環(huán)境惡劣，工作狀態(tài)下所發(fā)生的彈性變形或塑性變形，對宿建德質(zhì)量有很大影響，因此，模具必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。1側(cè)壁厚度計算 式中 凹模側(cè)壁的理論寬度mm 凹模型腔的深度cm 凹模型腔內(nèi)的熔體壓力mpa 凹模長邊側(cè)壁的允許彈性變形量cm，對于一般塑件 y= 系數(shù)，查得 鋼材

41、的抗拉彈性模量mpa，預(yù)硬化塑料模具鋼 h= y= c=0.8 在實際設(shè)計當(dāng)中我們采用壁厚2mm完全可以滿足要求。 2整體凹模無支撐板時，底部厚度的計算 式中 -凹模底部的厚度cm -凹模型腔的短邊長度cm -凹模底部中央允許的彈性變形量cm 在實際設(shè)計當(dāng)中，我們采用底部厚度為0.8cm，完全滿足要求。5 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核5.1 最大注射量的校核塑件的質(zhì)量必須與所選擇的注射機(jī)的最大注射量相適應(yīng)，否那么會影響塑件的生產(chǎn)和質(zhì)量。假設(shè)注射量過大，注射機(jī)利用率降低，浪費材料，而且可能導(dǎo)致塑料分解；最大注射量小于塑件的質(zhì)量，就會造成塑件的形狀不完整或內(nèi)部組織疏松，以及塑件強(qiáng)度下降等缺陷。為了保證正常

42、的注射成型，注射機(jī)的最大注射量應(yīng)稍大于塑件的質(zhì)量以及流道凝料質(zhì)量的總和。通常注射機(jī)的實際注射量最好在注射機(jī)的最大注射量的80%以內(nèi)。當(dāng)塑件注射成型機(jī)最大注射量以最大注射容積標(biāo)定時，按下式校核： 式中 -塑料注射成型機(jī)最大注射容量，mm； -塑件的體積包括塑料制品、澆道凝料和飛邊，mm；-一個塑件的體積，mm； -型腔數(shù)； -塑料注射成型機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，取=0.8； 故由上式得： 滿足要求。5.2 注射壓力校核 注射壓力校核的目的是校核注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足塑件成型的需要。注射機(jī)最大注射壓力應(yīng)稍大于塑件成型需要的注射壓力。即： 式中 注射機(jī)的最大注射壓力mpa 塑件成型所需要的注射

43、壓力mpa故由上式得：123mpa65(mpa) 滿足要求。5.3 模具與注射機(jī)裝模部位相關(guān)尺寸的校核 各種型號的注塑機(jī)安裝部位的形狀尺寸各不相同。設(shè)計模具時應(yīng)該校核的主要工程有：噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板的平面尺寸和模具安裝的螺釘位置尺寸等?，F(xiàn)校核如下：1噴嘴直徑：主流道始端口徑5mm噴嘴孔直徑4mm；符合要求。2 最大模厚與最小模厚的校核：從模具裝配圖中可以看出：模具厚度為215mm最小130，最大240，符合要求。3模板平面尺寸和模具安裝用螺釘位置尺寸校核；動模座板和定模座板的尺寸均是240mm200mm，均小于注塑機(jī)四根棱柱之間的尺寸值，符合要求。5.4 鎖模力的校

44、核鎖模力是指當(dāng)高壓熔體充滿模具型腔時，會在型腔內(nèi)產(chǎn)生一個很大的力，力圖使模具分型面漲開，其值等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上總的投影面積乘以型腔內(nèi)塑料壓力。作用在這個面上的力應(yīng)小于注塑機(jī)的額定鎖模力F，即： 式中 -注射機(jī)的公稱鎖模力N -模內(nèi)平均壓力型腔內(nèi)的熔體平均壓力mpa，一般為mpa； -塑件、流道、澆口在分型面上的投影面積之和，mm； -注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力。 故由上式得： 所以，鎖模力符合要求。5.5 注射機(jī)開模行程校核 注塑機(jī)開模時的行程是有限的，取出制件所需要的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模距離。開模距離可分為兩類情況校核：一是注塑機(jī)最大開模行程與模厚無關(guān)；另一種是注塑

45、機(jī)最小開模行程與模厚有關(guān)。我們的校核應(yīng)該按照第一種情況來校核，其校核依據(jù)為： 式中 -注塑機(jī)最大開模行程mm -塑件脫模推出距離距離mm -塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)mm -錐形桿抽出距離mm -取出凝料所需要的最短距離mm 故有上式得： 到此，注塑機(jī)的各項相關(guān)工藝參數(shù)均已校核通過。 完成了模具設(shè)計的根本結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算校核過程。6 模具冷卻系統(tǒng)計算冷卻回路的設(shè)計應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質(zhì)能充分吸收成形塑件所傳導(dǎo)的熱量,使模具成形外表的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi),并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動暢通,無滯留部位.6.1 冷卻回路所需的總面積計算 冷卻回路所需總外表積可按下式計算 式中

46、-冷卻回路總外表積，-單位時間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量， -單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量，值可查表； -冷卻水的外表傳熱系數(shù)， -模具成形外表的溫度，; - 冷卻水的平均溫度， 。 PP成形時放出的熱量 故 冷卻水的外表傳熱系數(shù)可用下式計算 式中 -冷卻水的外表傳熱系數(shù)，; -冷卻水在該溫度下的密度， -冷卻水的流速，; -冷卻水孔直徑, 表9.水的值與其溫度的關(guān)系平均水溫/5101520253035404556值 故 6.2 冷卻回路的總長度的計算 冷卻回路總長度可用下式計算 式中 -冷卻回路總長度，; -冷卻回路總外表積，; -冷卻水孔直徑，。 故 確定冷卻水孔的直徑時應(yīng)注意，無論多大的模

47、具，水孔的直徑不能大于14，否那么冷卻水難以成為湍流狀態(tài)，以致降低熱交換效率。一般水孔的直徑可根據(jù)塑件的平均壁厚來確定。平均壁厚為2時，水孔直徑可取1014。本模具取10 。所以由模具的長度可知需要排布8根水道才滿足冷卻水道長度要求。圖8.冷卻水道排布圖6.3 冷卻水體積流量的計算塑料樹脂傳給模具的熱量與自然對流散發(fā)到空氣中的模具熱量、輻射散發(fā)到空氣中的模具熱量及模具傳給注射機(jī)熱量的差值，即為用冷卻水?dāng)U散的模具熱量。假設(shè)塑料樹脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導(dǎo)的話，即忽略其他傳熱因素，那么模具所需的冷卻水體積流量那么可由公式計算： 式中 -冷卻水體積流量，; -單位時間注射入模具內(nèi)的樹脂質(zhì)量，

48、; -單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量，; -冷卻水比熱容，; -冷卻水的密度， -冷卻水出口處溫度， -冷卻水入口處溫度， 。當(dāng)注射成形工藝要求模具溫度在80以上時，模具必需有加熱裝置，由于PP注射成形工藝要求模具溫度在4080，因此模具中不用設(shè)置加熱裝置即可滿足需要。7 注射模零件及總裝技術(shù)要求7.1 零件的技術(shù)要求11選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件。模具成形零件 材料和熱處理要求，優(yōu)先按表7.1內(nèi)容選用。表10.模具成形零件優(yōu)先選用材料和熱處理硬度參數(shù)零件名稱模具材料熱處理硬度牌號標(biāo)準(zhǔn)號HBSHRC型腔、型芯定模鑲件、動模鑲件、活動鑲件Q235GB69921626040454CrGB3077216260404540CrNiMOAGB307721626040453Cr2MoGB1299預(yù)硬狀態(tài)35454Cr 5MoSiV1GB129924628045553Cr13GB1220