瓶蓋塑料模具設(shè)計(jì)重點(diǎn)

1、17/17HYPERLINK / 瓶蓋塑料模具設(shè)計(jì)摘要1瓶蓋塑料模具設(shè)計(jì)1.1擬定模具的結(jié)構(gòu)形式1.1.1 塑件成型工藝性分析該塑件是一塑料瓶蓋，如圖1所示 ，塑件壁厚屬薄壁塑件，生產(chǎn)批量大，材料為聚乙烯（PE，在高密度聚乙烯中摻入了部分低密度聚乙烯，改善塑件的柔韌性），成型工藝性專(zhuān)門(mén)好，能夠注射成型。1.1.2 分型面位置的確定依照塑件結(jié)構(gòu)形式，分型面選在瓶蓋的底平面，如圖2所示。1.1.3 確定型腔數(shù)量和排列方式(1) 型腔數(shù)量的確定該塑件精度要求不高，又是大批大量生產(chǎn)，能夠采納一模多腔的形式?？紤]到模具制造費(fèi)用，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)低一些，初定為一模八腔的模具形式。(2) 型腔排列形式的確定該塑件

2、有兩圈內(nèi)螺紋，要使螺紋型芯從塑件上脫出，必須設(shè)計(jì)一套自動(dòng)螺紋的齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)型腔的分布圓直徑和齒輪分布圓直徑相吻合，若采納一模八腔，型腔分布圓直徑就相當(dāng)大了，如此模具結(jié)構(gòu)尺寸就比較大，加上齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造費(fèi)用也專(zhuān)門(mén)高。但該塑件螺紋的牙型不高，且呈圓弧形牙，內(nèi)側(cè)突起與直徑的比例約為5.26%（100% = 5.26%）。因?yàn)樗貌牧蠟榫垡蚁?，材料彈性模量比較小，材質(zhì)硬度不高，課采取強(qiáng)制脫模的方式，這也是注塑廠成型這種類(lèi)型瓶蓋的常用方法。因此本設(shè)計(jì)采納推件板推出的強(qiáng)制推脫方法，型腔的排列方式采納雙列直排，如圖2所示。1.1.4 模具結(jié)構(gòu)形式的確定從上面分析中可知，本模具擬采納一

3、模八腔，雙列直排，推件板推出，流道采納平衡式，澆口采納埋伏式澆口或側(cè)澆口，定模不需要設(shè)置分型面，動(dòng)模部分需要一塊型芯固定板和支撐板，因此差不多上可確定模具結(jié)構(gòu)形式為A型帶推件板的單分型面注射模。1.1.5 注射機(jī)型號(hào)的選定(1) 注射量的計(jì)算通過(guò)計(jì)算或Pro/E建模分析，塑件質(zhì)量m為2.8g，塑件體積V= = 3.077cm,流道凝料的質(zhì)量m依舊個(gè)未知數(shù)，課按塑件質(zhì)量的0.6倍來(lái)估算。從上述分析中確定為一模八腔，所注射量為M = 1.6nm = 1.6 82.8 = 35.84g 。(2)塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A,在模具設(shè)計(jì)

4、前是個(gè)未知值，依照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，A是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積A的0.2倍0.5倍，因此可用0.35nA來(lái)進(jìn)行估算，因此A = nA + A = nA + 0.35nA = 1.35nA = 8412.336mm式中A= d = 0.785 31.5 = 778.92mm 。F = Ap= 8412.336 30 = 252370N = 252.37KN式中型腔壓力p取30MPa(因是薄壁塑件，澆口又是埋伏式澆口，壓力損失大，取大一些)。(3) 選擇注射機(jī)依照每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值，可選用SZ-60/450臥式注射機(jī)(上海第一塑料機(jī)械廠)，見(jiàn)表1。表1 注射機(jī)要緊技術(shù)參數(shù)

5、理論注射容量/cm78模鎖力/KN450螺桿直徑/mm30拉桿內(nèi)間距/mm280250注射壓力/MPa170移模行程/mm220注射速率/(g/s)60最大模厚/mm300塑化能力/(g/s)5.6最小墨厚/mm100螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)14200定位孔直徑/mm55噴嘴球半徑/mm20噴嘴孔直徑/mm3.5鎖模方式雙曲肘 (4) 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n 。n=43.28,型腔數(shù)校核合格。式中k注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； M注射機(jī)的額定塑化量（5.6g/s）; t成型周期，取30s 。 注射壓力的校核。pkp = 1.3130 = 16

6、9MPa,而p= 170MPa,注射壓力校核合格。式中k取1.3； p取130MPa(屬薄壁窄澆口類(lèi))。 鎖模力校核。F KAp= 1.2 252.37 = 302.84kN,而F = 450kN，鎖模力校核合格。其他安裝尺寸的校核要待模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可進(jìn)行。1.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.2.1 主流道設(shè)計(jì)(1) 主流道尺寸依照所選注射機(jī)，則主流道小端尺寸為d = 注射機(jī)噴嘴尺寸 + （0.51）= 3.5+0.5 = 4mm主流道球面半徑為SR = 噴嘴球面半徑 + （12）= 20 + 2 = 22mm(2)主流道襯套形式本設(shè)計(jì)盡管是小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長(zhǎng)度，襯套和

7、定位圈依舊設(shè)計(jì)成分體式，主流道長(zhǎng)度取40mm，約等于定模板的厚度（見(jiàn)圖3）。襯套如圖5所示，材料采納T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC57HRC 。(3) 主流道凝料體積q = (D + Dd + d) = (6.1 + 6.1 4 + 4) = 812mm0.8cm(4) 主流道剪切速率校核由經(jīng)驗(yàn)公式 = = 1840.19 = 1840s 18.24）,因此完全滿足強(qiáng)度和剛度的要求。(2) 支撐板厚度支撐板厚度和所選模架兩墊塊之間的跨度有關(guān)，依照前面的型腔布置，模架應(yīng)選在200250那個(gè)大類(lèi)范圍之內(nèi)，墊塊之間的跨度大約為140mm,依照型腔布置及型芯對(duì)支撐板的壓力，就可計(jì)算得到支

8、撐板的厚度，即T = 0.54L（）= 0.54 140（）= 35.5mm式中支撐板剛度計(jì)算許用變形量，= 25 = 251.08 = 27m = 0.027mm, = 0.35 W + 0.001 W = 0.35 140 + 0.001 140 = 1.08m； L兩墊塊之間的距離（約為140）； W阻礙模具變形的最大尺寸，若圓筒形是r或h,若矩形是L； L支撐板長(zhǎng)度，取250mm;、8個(gè)型芯投影到支撐板上的面積。單件型芯所受壓力的面積為A = d = 0.785 28 = 615.44mm8個(gè)型芯的面積為 = 8 A = 4923.52 mm此支撐板厚度計(jì)算尺寸為35.5，關(guān)于小型模具

9、還能夠減小一點(diǎn)，可利用兩根推板導(dǎo)柱來(lái)對(duì)支撐板進(jìn)行支撐，如此支撐板厚度可近似為 = = () 35.5 = 14mm因此，支撐板厚度可取得稍薄一點(diǎn)，取標(biāo)準(zhǔn)厚度32 。1.4 模架的確定依照型腔的布局可看出，型腔嵌件分布尺寸為115 195，有依照型腔側(cè)壁最小厚度為18.24，再考慮到導(dǎo)柱、導(dǎo)套及連接螺釘布置應(yīng)占的位置和采納推件板推出等各方面問(wèn)題，確定選用模架序號(hào)為5號(hào)（200 L = 200 250），模架結(jié)構(gòu)為A4的形式，如圖10所示。各模板尺寸的確定。A板尺寸A板是定模型腔板，塑件高度18.5，在模板上還要開(kāi)設(shè)冷卻水道，冷卻水道離型腔應(yīng)有一定的距離，因此A板厚度取40mm。B板尺寸B板是凸模

10、（型芯）固定板，凸模的成型部分直徑為28，因此B板厚度取32mm。C板塊尺寸墊塊 = 推出行程 + 推板厚度 + 推桿固定板厚度 + （510）= 18.5 + 20 + 15 +（510）=58.563.5 依照計(jì)算，墊塊厚度C取63。上述尺寸確定之后，就能夠確定模架序號(hào)為5號(hào)，模面為200 250，模架結(jié)構(gòu)形式為A4的標(biāo)準(zhǔn)模架。從選定模架可知，模架外形尺寸：寬 長(zhǎng)高 = 200 250 237。模具平面尺寸200 250 280 250（拉桿間距），合格；模具高度237,100 237 300合格；模具開(kāi)模所需行程 = 17.6（型芯高度）+ 18.5（塑件高度）+（510）= （41.1

11、46.1） 200（注射機(jī)開(kāi)模行程），合格；其他各參數(shù)在前面校核均合格，因此本模具所選注射機(jī)完全滿足使用要求。1.5 排氣槽的設(shè)計(jì)瓶蓋成型型腔比較小，約為3.1cm,注射時(shí)刻約為1s,采納的是埋伏澆口向型腔頂部?jī)A斜，塑料熔體先充滿型腔頂部，然后充滿周邊下部，如此型腔頂部可不能造成憋氣現(xiàn)象，氣體會(huì)沿著分型面和型芯與推件之間的軸向間隙向外排出。假如關(guān)于中大型塑件一定要通過(guò)計(jì)算，開(kāi)設(shè)一定量的排氣槽，方可保證產(chǎn)品質(zhì)量。1.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推件板推出過(guò)程中，為了減小推件板與型芯的摩擦，采納如圖11所示結(jié)構(gòu)，推件板與型芯間留0.2mm0.25mm的間隙，本設(shè)計(jì)中取0.2mm,并用錐面配合，以防止推件

12、板因偏小而板溢料。1.7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的計(jì)算專(zhuān)門(mén)苦惱，在此只進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，在單位時(shí)刻內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量，模具溫度設(shè)為40。1.7.1 冷卻水的體積流量 = = = 0.00522m/min = 5.2 10 m/min式中 W單位時(shí)刻（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kg/min）,按每分鐘注射2次，即28.188cm0.91(g/cm)2次/min = 51.3g/min = 0.0513 g/min; Q單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量，PE為6.4 10kJ/kg;冷卻水的密度（1000kg/m）;C冷卻水的比熱容（4.187kJ/(kg)）;冷卻水出口溫度（26.5）； 冷卻水入口溫度（25）。1.7.2 冷卻管道直徑為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查資料取d = 8mm。1.7.3 冷卻水在管道內(nèi)的流速由式 大于最低流速1.66m/s,達(dá)到湍流狀態(tài)，所選管道直徑合理。1.7.4 冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)查參考文獻(xiàn)1中的表9.8-5取= 7.22（水溫為30時(shí)），因此h)1.7.5 冷卻管道的總傳熱面積1.7.6 模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻水孔數(shù)從計(jì)算結(jié)果看，因塑件小，單位時(shí)刻注射量小，所需冷卻