防偽瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)說明書

1、摘 要隨著工業(yè)化與塑料加工技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)對注塑件以及注塑模具設(shè)計(jì)的要求越來越高，研究設(shè)計(jì)符合實(shí)際生產(chǎn)要求的模具尤為重要。本課題設(shè)計(jì)了一款防偽瓶蓋注塑模具，通過注塑件工藝性分析即材料分析和結(jié)構(gòu)形狀分析確定了注塑模具設(shè)計(jì)方案，是包含側(cè)向分型的注射模。設(shè)計(jì)過程中分別對型腔數(shù)目、分型面選擇、澆注系統(tǒng)、成型零部件、結(jié)構(gòu)零部件和脫模機(jī)構(gòu)做了詳細(xì)的闡述。另外，對側(cè)向分型和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)也做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。同時(shí)，利用模流分析軟件對塑件的成型工藝進(jìn)行仿真分析，得到最優(yōu)的工藝參數(shù)。在注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，塑料制件需用到側(cè)向分型機(jī)構(gòu)，型腔數(shù)目確定為一模兩腔；其澆注系統(tǒng)是帶有點(diǎn)澆口的普通澆注系統(tǒng)，此種方式完全滿足工藝生

2、產(chǎn)需求；然后對成形零部件包括凹模和凸模做了詳細(xì)闡述。采用機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，利用注射機(jī)的開模力，通過傳動(dòng)件使模具中的側(cè)向分型零件移動(dòng)一定距離而完成側(cè)向分型與抽芯，能夠?qū)崿F(xiàn)塑件的自動(dòng)化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率的同時(shí)節(jié)約了人工成本；制件最大直徑為26mm，高為24mm，厚度為3.5mm，制件厚度不大、重量輕，但需強(qiáng)制脫內(nèi)螺紋，因此采用推板作為脫模機(jī)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，對注塑模具結(jié)構(gòu)的總體布局和主要零部件進(jìn)行了三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該結(jié)構(gòu)方案結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，滿足注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，比較符合實(shí)際生產(chǎn)需求。關(guān)鍵詞: 螺紋；防偽瓶蓋；注塑模具；三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)AbstractWith

3、 the development of industrialization and plastic processing technology, the society has higher and higher requirements for injection parts and injection mold design. This topic has designed an anti-counterfeiting bottle cap injection mold, through the injection molding part technology analysis name

4、ly the material analysis and the structure shape analysis has determined the injection mold design plan, is the injection mold which includes the side parting. In the design process, the number of cavities, parting surface selection, casting system, forming parts, structural parts and demoulding mec

5、hanism are described in detail. In addition, the side parting and temperature regulating system are also designed in detail.In the structural design of injection mold, the side parting mechanism is needed for plastic parts, and the number of cavity is determined as one mold and two cavities. The pou

6、ring system is a common pouring system with a point gate, which fully meets the production requirements of the process. Then the forming parts including die and punch are described in detail, and the structural parts including injection mold frame, support plate, pad, seat plate and mold guide mecha

7、nism are described in detail. In addition, detailed side parting design and temperature regulation system design are also done. By using the side parting and core-pulling mechanism, the side parting and core-pulling can be completed by moving the side parting parts in the mould by a certain distance

8、 through the driving parts by using the opening force of the injection machine. The automatic production of plastic parts can be realized, which improves the production efficiency and saves the labor cost at the same time. The maximum diameter of the workpiece is 26mm, the height is 24mm, the thickn

9、ess is 3.5mm, the workpiece thickness is not big, the weight is light, but need to force off the internal thread, so the push plate as the stripping mechanism. On this basis, the injection mold structure of the overall layout and the main parts of the three-dimensional structural design. The structu

10、re scheme has the advantages of simple structure, low cost, simple operation, easy to realize mechanization and automation, and can meet the requirements of injection mold structure design and actual production requirements. Key words: thread; anti-fake bottle cap; injection mould; structure design第

11、 第 頁目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc26159 1 緒論 PAGEREF _Toc26159 4 HYPERLINK l _Toc20057 1.1 課題的背景及意義 PAGEREF _Toc20057 4 HYPERLINK l _Toc26698 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc26698 4 HYPERLINK l _Toc12635 1.3 課題研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線 PAGEREF _Toc12635 5 HYPERLINK l _Toc9957 2 防偽瓶蓋的工藝分析 PAGEREF _Toc9957 6 HYPERLINK

12、l _Toc21443 2.1 對塑件材料進(jìn)行分析 PAGEREF _Toc21443 6 HYPERLINK l _Toc26023 2.2 對塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 PAGEREF _Toc26023 6 HYPERLINK l _Toc25524 3 注射模結(jié)構(gòu)方案與注射機(jī)的確定 PAGEREF _Toc25524 7 HYPERLINK l _Toc5846 3.1 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 PAGEREF _Toc5846 7 HYPERLINK l _Toc23616 3.2注射機(jī)型號的確定 PAGEREF _Toc23616 7 HYPERLINK l _Toc31611 4 模具總體結(jié)

13、構(gòu)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc31611 9 HYPERLINK l _Toc27534 4.1 型腔數(shù)目的確定 PAGEREF _Toc27534 9 HYPERLINK l _Toc7545 4.2 分型面選擇 PAGEREF _Toc7545 9 HYPERLINK l _Toc32510 4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc32510 10 HYPERLINK l _Toc15248 4.3.1 澆注系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc15248 10 HYPERLINK l _Toc19878 4.3.2 澆口的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc19878 11 HYPER

14、LINK l _Toc15983 4.4 成型零部件與結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc15983 11 HYPERLINK l _Toc15272 4.4.1 型腔的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc15272 11 HYPERLINK l _Toc18226 4.4.2 型芯的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc18226 12 HYPERLINK l _Toc1317 4.4.3 注塑模架的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc1317 12 HYPERLINK l _Toc11016 4.4.4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc11016 14 HYPERLINK l _Toc219

15、80 4.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc21980 14 HYPERLINK l _Toc3286 5 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc3286 16 HYPERLINK l _Toc23225 7 模流分析 PAGEREF _Toc23225 18 HYPERLINK l _Toc3337 7.1 初步擬定方案 PAGEREF _Toc3337 18 HYPERLINK l _Toc1246 7.2 分析前處理 PAGEREF _Toc1246 18 HYPERLINK l _Toc2304 7.3 設(shè)置工藝參數(shù)開始分析 PAGEREF _Toc2304 19

16、 HYPERLINK l _Toc12778 7.4 結(jié)果查看與分析 PAGEREF _Toc12778 19 HYPERLINK l _Toc28333 7.5 保壓曲線的優(yōu)化 PAGEREF _Toc28333 20 HYPERLINK l _Toc19342 8 總結(jié)與展望 PAGEREF _Toc19342 21 HYPERLINK l _Toc3683 致謝 PAGEREF _Toc3683 22 HYPERLINK l _Toc16556 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc16556 231 緒論1.1 課題的背景及意義當(dāng)今，工業(yè)是代表國家的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)實(shí)力，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)

17、。伴隨著中國的工業(yè)化進(jìn)程，中國塑料制作行業(yè)迅速發(fā)展并不斷壯大，在工業(yè)中占有不可或缺的地位，世界各個(gè)國家和地區(qū)都能看到中國塑料生產(chǎn)的產(chǎn)品。注塑模具加工技術(shù)是塑料加工生產(chǎn)技術(shù)中具有代表性的技術(shù)之一，對我國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了巨大的發(fā)展，促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。注塑件的需求量越來越大，質(zhì)量要求也越來越高，注塑工藝在基礎(chǔ)工業(yè)中的地位和對社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響顯得日益重要。1眾所周知，注塑模是制作塑料制品的主要加工方法。塑料分為兩大類，其中一種是熱塑性塑料，在一定的溫度范圍內(nèi)，它能夠回收利用是因?yàn)榭梢苑磸?fù)加熱變軟和冷卻變硬。此類產(chǎn)品有聚碳酸酯PC、聚苯乙烯PS、ABS塑料、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC等等；另外一種是熱固性塑

18、料，與熱塑性塑料的特性正好相反，不能夠回收利用是因?yàn)椴荒軌蚍磸?fù)加熱，加熱后不能夠重塑，此類產(chǎn)品有聚胺酯、酚醛樹脂、發(fā)泡聚苯乙烯、環(huán)氧樹脂等等。注塑是產(chǎn)品成型方法之一，是將塑料放入成型模具中，獲得所需特定形狀和尺寸的塑件。所以注塑的加工方法需要對原材料進(jìn)行加熱，對生產(chǎn)設(shè)備要求稍高，所以成本更低、效率更高，是現(xiàn)代化加工中更為常用的加工方法。在日常生活用品中注塑產(chǎn)品隨處可見。如：鞋子、相機(jī)外殼、鼠標(biāo)外殼、塑料飯盒、玩具、風(fēng)機(jī)葉片、油筒、塑料杯、鍵盤外殼、電腦外殼、手機(jī)外殼、鐘表、燈飾、塑料文具盒、塑料碗、塑料筐、塑料洗臉盆、風(fēng)機(jī)風(fēng)閥附件、注塑螺絲螺母等等。在日常生活用品的注塑產(chǎn)品就高達(dá)80%以上為注

19、塑所生產(chǎn)，另外，在電子附件中高達(dá)70%的產(chǎn)品也由注塑所生產(chǎn)，其應(yīng)用范圍廣范程度僅次于沖壓制品。與五金模具生產(chǎn)加工相比，雖然塑料模具的設(shè)備要求較高，但是原材料成本更低，在產(chǎn)品需求和尺寸精度允許的情況下，可以將部分五金產(chǎn)品用塑料產(chǎn)品代替，以大大降低生產(chǎn)成本。塑料模具的種類繁多，常見的種類有塑料注塑模（也稱之為注射模）、塑料壓塑模、塑料擠出模，其他種類還有塑料吹塑模、塑料吸塑模等等。其中使用最為廣泛的類型是塑料注塑模，對于員工來說，注塑工藝操作更為簡單，只需設(shè)置好注塑工藝的相關(guān)參數(shù)，一定時(shí)間內(nèi)完成加熱、成型、保壓、冷卻、出件的工序。其生產(chǎn)效率高，材料利用率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。另外，注塑工藝產(chǎn)

20、生的廢料極少，便于組織生產(chǎn)，大批量生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品成本低。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來，我國注塑模水平有了很大提高，不斷滿足用戶質(zhì)量好、價(jià)格低的需求；在精度和粗糙度方面，國內(nèi)多家企業(yè)能夠生產(chǎn)高精度的精密模具；在尺寸方面，已經(jīng)能夠生產(chǎn)大型化的塑料模具，為模具制造業(yè)邁出新的臺(tái)階。目前我國注塑模的設(shè)計(jì)與制造能力已經(jīng)有較高水平，江浙一帶以及珠江三角洲一帶是許多企業(yè)進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)與制造的集中區(qū)域，注塑模具無論在數(shù)量、質(zhì)量方面還是在技術(shù)和生產(chǎn)方面都有明顯的進(jìn)步和發(fā)展，但是與部分發(fā)達(dá)國家相比，仍存在著差距，部分注塑模具以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具仍然需要參考國外的相關(guān)資料和數(shù)據(jù)，所以，我們更應(yīng)該快速發(fā)展模具設(shè)計(jì)與模具制

21、造的發(fā)展水平，通過不斷提高設(shè)計(jì)能力和制造能力縮短與世界的差距。在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，在國家政策下，不斷提高我國的自主創(chuàng)新能力和自主研發(fā)能力，不斷提高塑料模具的發(fā)展，我國的注塑 HYPERLINK /gb/news_list.aspx?kind=1&action=search&keyword=%e6%a8%a1%e5%85%b7 t /gb/_blank 模具的水平也必然會(huì)提高一個(gè)臺(tái)階。1.3 課題研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線本課題將對防偽瓶蓋的注塑模具進(jìn)行完整的設(shè)計(jì)，通過查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，在已有的模具設(shè)計(jì)研究基礎(chǔ)上，擬定模具設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行工藝參數(shù)計(jì)算，設(shè)計(jì)一款適應(yīng)目前生產(chǎn)技術(shù)的防偽瓶蓋的注塑模具。

22、首先，根據(jù)防偽瓶蓋的使用和用途對調(diào)節(jié)器附件進(jìn)行材料分析；其次，確定防偽瓶蓋注塑方案，方案的合理性與可行性關(guān)系著防偽瓶蓋的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，是整個(gè)課題的關(guān)鍵內(nèi)容；確定注塑模具總體結(jié)構(gòu)，包括模具型腔數(shù)目的確定、分型面的確定、澆注系統(tǒng)的選擇、成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)和脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，用于成型防偽瓶蓋的外圍鋸齒圈，也是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一；溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。為了控制溫度對塑件質(zhì)量的影響，所以對防偽瓶蓋注塑模具增加了溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，管道呈左右對稱，結(jié)構(gòu)簡單，制作方便。圖1.1 防偽瓶蓋模具設(shè)計(jì)技術(shù)路線2 防偽瓶蓋的工藝分析2.1 對塑件材料進(jìn)行分析防偽瓶蓋塑件的材料

23、應(yīng)當(dāng)是具有良好的物理性能和化學(xué)性能，物理性能方面能夠耐磨耐摔耐碰不易損壞，在化學(xué)性能方面，瓶蓋的材料應(yīng)當(dāng)具有耐酸、耐堿和抗腐蝕性能，以使瓶蓋獲得良好的使用性能和成型性能。而ABS作為常用的塑件原材料之一，其無色無味無毒無害，流動(dòng)性好，加工成型性能好，具備加工防偽瓶蓋的各項(xiàng)產(chǎn)品要求，所以選用ABS作為原材料。2.2 對塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析圖2.1 防偽瓶蓋塑件三維模型圖防偽瓶蓋塑件的三維模型如圖2.1所示，以下將從塑件的尺寸及精度、表面粗糙度、形狀和厚度幾個(gè)方面進(jìn)行結(jié)構(gòu)性分析。在塑件尺寸及精度方面，塑件高度為24mm，螺紋口部最大直徑為26mm。塑件的尺寸精度要求MT5，對塑件成型工藝與注塑模具

24、的加工精度要求不高；在塑件厚度方面，為了減小內(nèi)應(yīng)力應(yīng)使塑件壁厚均勻一致，從工件圖上可以看出防偽瓶蓋薄厚比較均勻，厚度為3.5mm，所以壁厚符合注塑工藝要求。3 注射模結(jié)構(gòu)方案與注射機(jī)的確定3.1 模具結(jié)構(gòu)形式的確定由于塑件內(nèi)部帶有螺紋，外部是一圈鋸齒形倒扣，所以需用側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)來成型外部鋸齒形倒扣，在斜導(dǎo)板作用下，滑塊與契緊塊沿開模垂直方向移動(dòng)。3.2注射機(jī)型號的確定注射機(jī)種類多種多樣，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、成型特性以及模具的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合各個(gè)注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇適合該塑件成型的注塑機(jī)，常用的注塑機(jī)有兩種結(jié)構(gòu)，其中一種是柱塞式注塑機(jī)，另一種是螺桿式注塑機(jī)，本文選用螺桿式注塑機(jī)，此類注塑機(jī)

25、注射量大，工作平穩(wěn)，操作維修方便，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，以下將對注塑機(jī)的有關(guān)工藝參數(shù)最大注射量以及鎖模力進(jìn)行校核。在選用注塑機(jī)時(shí)應(yīng)確保注塑機(jī)的最大注射量大于成型塑件的容量包括注塑系統(tǒng)、形成飛邊的量在內(nèi)，否則會(huì)因?yàn)樽⑸淞窟_(dá)不到而不能獲得特定形狀和尺寸的塑件。隨著注塑機(jī)使用年限的增加，設(shè)備老化程度加大，所以注塑機(jī)的最大注射量可能會(huì)小于其理論注射量，所以在進(jìn)行參數(shù)校核時(shí)，加入系數(shù)K，最大注射量的校核公式如3.1所示：nmi+mjkmmax （3.1）式中n型腔數(shù)目；mi單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積，單位為克或立方厘米；mj注塑系統(tǒng)及飛邊的質(zhì)量或體積，單位為克或立方厘米；k校核系數(shù)，一般取0.8；Mmax注射機(jī)

26、允許的理論最大注射量，克或立方厘米。鎖模力校核公式如3.2所示： FZ=KpSFp （3.2）式中 FZ 為熔融塑料在分型面上的漲開力；S 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和；Kp鎖模力常數(shù)，一般取經(jīng)驗(yàn)值，對于ABS可以取值為0.32。另外需要考慮分析的幾點(diǎn)如下，由于適當(dāng)提高料筒溫度可以提高熔料的流動(dòng)性，塑料溫度應(yīng)高于塑料的粘流溫度或熔點(diǎn)利于充模成型，所以噴嘴溫度略低于料筒前端的溫度；還需要考慮注塑機(jī)的注射力和注射速度。而塑料熔融體的流動(dòng)速度和流動(dòng)能力受注射力的影響，注射力越大，塑料熔融體的流動(dòng)性能越好。注塑機(jī)的注射速度是指螺桿或柱塞在注射時(shí)的移動(dòng)速度，注塑機(jī)的注射速度影響著塑料熔融體進(jìn)入

27、型腔的速度以及型腔內(nèi)的壓力，影響著對塑件的質(zhì)量和外觀，所以應(yīng)當(dāng)設(shè)置合適的注塑機(jī)注射速度； 保壓壓力一般等于注射壓力，也可小于注射壓力；經(jīng)綜合分析及查表得到的注射機(jī)型號及規(guī)格如表3.1所示。 表3.1 注射機(jī)型號及規(guī)格參數(shù)、型號XS-ZY-1000額定注射量（cm）1000螺桿直徑（mm）85注射壓力（MPa）121注射行程（mm）260注射時(shí)間（s）3注射方式螺桿式鎖模力（kN）4500最大成型面積（）1800最大開合模行程（）700模具最大厚度（）700模具最小厚度（）300拉桿空間（）650550合模方式液壓-機(jī)械液壓泵流量（L/min）200、18、1.8壓力（MPa）14電動(dòng)機(jī)功率（k

28、W）40加熱功率（kW）16.5機(jī)器外形尺寸（）767017402380電源壓力（V）380電源頻率（Hz）504 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1 型腔數(shù)目的確定對于注塑模具型腔數(shù)目的確定，應(yīng)考慮許多方面，其中比較重要是塑件的結(jié)構(gòu)形狀和模具的對塑件成型難度的影響。另外還需要考慮模具的制造加工難度以及塑件的尺寸精度等等，應(yīng)當(dāng)合理選擇型腔數(shù)目。型腔的數(shù)目不能太多，否則精度不高，注射量大，注射困難。型腔數(shù)目也不能太少，否則成型周期會(huì)延長。結(jié)合塑件分為瓶蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，最終選擇一模兩件，型腔數(shù)目確定為二。4.2 分型面選擇為了保證塑件在冷卻完成后能夠順利脫模，需要根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)膶⑿颓环譃閹讉€(gè)部分，這些被分

29、離的型腔的表面叫做分型面，對于注塑模具，其分型面至少有兩個(gè)，也可以更多，但是過多的分型面導(dǎo)致塑件表面質(zhì)量差，外觀不光滑，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)產(chǎn)品加工需求適當(dāng)選擇分型面的數(shù)目和位置。塑件結(jié)構(gòu)不單一，尺寸精度要求不同，所以分型面形狀也不相同，常見的分型面有平直分型面和傾斜分型面。在進(jìn)行注塑模分型面選擇時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的原則：若分型面不在塑件尺寸最大的位置，由于凹槽或是凸起的更大尺寸的阻擋導(dǎo)致塑件不能夠從型腔與型芯上脫離，模具的凸模和凹模無法打開，或者即使打開也必然損壞塑件，所以注塑模的分型面應(yīng)當(dāng)選在塑件尺寸最大的地方，這是選擇分型面的首要原則，也是最重要的原則；其次是分型面的位置應(yīng)能夠保證塑件脫模的

30、有利進(jìn)行，在一般情況下，塑件脫模時(shí)要留在動(dòng)模，因?yàn)樽⑺苣＞叩耐瞥鰴C(jī)構(gòu)一般固定在動(dòng)模上，這樣有利于塑件冷卻完成后的推出與脫模；在選擇分型面的位置時(shí)，應(yīng)考慮到塑件的尺寸加工精度和塑件的表面質(zhì)量，即使保證了塑件順利脫模，但是導(dǎo)致塑件表面不光滑，連接痕跡較多，塑件精度和質(zhì)量下降的分型面也很少選用，比如塑件有加工精度要求較高的螺紋、方孔、凹槽或凸起等等；在選擇注塑模分型面位置時(shí)，還應(yīng)考慮到是否有側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)，避免側(cè)向分型與主型芯脫模發(fā)生干涉；另外，還有幾個(gè)方面需要注意，比如是否有利于塑件的排氣，是否有利于模具的加工制造等等。若分型面的位置不利于塑件排氣，則嚴(yán)重影響塑件的內(nèi)部質(zhì)量與表面質(zhì)量，造成廢品

31、。若模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具加工制造困難無疑會(huì)增加塑件的生產(chǎn)成本，并且模具維修不方面，間接影響生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)率。通過第三章鎖模力的校核可知，鎖模力與塑件在分型面上的投影面積成正比，所以，在選擇注塑模的分型面時(shí)，還應(yīng)考慮到分型面對鎖模力的影響，否則會(huì)導(dǎo)致塑料熔融體張力過大而從分型面位置溢出。防偽瓶蓋注塑模的分型面如圖4.1所示：圖4.1 防偽瓶蓋注塑模具的分型面4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.3.1 澆注系統(tǒng)概述澆注系統(tǒng)是塑料熔融體由注射機(jī)傳入到型腔的管道，合理的布置澆注系統(tǒng)能夠減少原材料的浪費(fèi)。普通的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成，由于本文的防偽瓶蓋注塑模有兩個(gè)型腔，所以設(shè)置主流道和分流道

32、。綜合塑件的成型特點(diǎn)和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，本文防偽瓶蓋的注塑模具澆注系統(tǒng)采用普通澆注系統(tǒng)，點(diǎn)澆注系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)較為簡單。在設(shè)計(jì)注塑模具進(jìn)料口時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到噴嘴對進(jìn)料口的影響，為了防止注射機(jī)的噴嘴損壞進(jìn)料口，進(jìn)料口與噴嘴均可以采用圓弧的配合方式，保證了塑件的完整性。主流道進(jìn)口端如下圖4.2所示：圖4.2 主流道進(jìn)口端示意圖由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，容易損壞，所以一般不將主流道直接開放在模板上，而是將它單獨(dú)設(shè)在一個(gè)主流道襯套中。定位圈與主流道襯套如圖4.3所示。圖4.3 定位圈與主流道襯套4.3.2 澆口的設(shè)計(jì)流道與型腔相連接的部分稱為澆口，其類型可以分為直接澆口、側(cè)澆口和點(diǎn)澆口，點(diǎn)

33、澆口是塑料熔融體通過分流道進(jìn)入型腔，澆口痕跡小，是最為常見的澆口形式.結(jié)合防偽瓶蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們選用點(diǎn)接澆口，澆口位置選在瓶蓋底部中心，如圖4.4所示。圖4.4 點(diǎn)澆口4.4 成型零部件與結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) 構(gòu)成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱為成型零部件。成型零部件有凸模和凹模，亦稱作型芯和型腔，在塑料熔融體通過射速機(jī)注塑到型腔內(nèi)時(shí)，對型腔產(chǎn)生巨大的壓力和沖擊，所以成型零部件不但要具有一定的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度，還應(yīng)當(dāng)具有較大的強(qiáng)度、剛度，以減少成型零部件的損壞甚至報(bào)廢，延長模具壽命。4.4.1 型腔的設(shè)計(jì)凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，常用的型腔結(jié)構(gòu)有整體式型腔、組合式型腔和潛入式型腔。由于防

34、偽瓶蓋的結(jié)構(gòu)簡單，型腔數(shù)目少，分型面少，綜合各類凹模的特點(diǎn)，本注塑模具采用的是整體式型腔，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖4.5所示。圖4.5 防偽瓶蓋注塑模具的型腔4.4.2 型芯的設(shè)計(jì) 與凹模相對，成型塑件內(nèi)表面的零件稱凸?；蛐托?，型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)。整體式型芯是用一整個(gè)鋼塊加工而成，常用在結(jié)構(gòu)簡單的中小型注塑模具中。組合式型芯是將型芯與模板結(jié)合，在型芯損壞后，只更換型芯部分即可，減少生產(chǎn)成本，是最常用的方法。綜合兩種凸模的特點(diǎn)，本注塑模具圓盒主體部分采用的是整體式型芯，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖4.6所示。圖4.6 防偽瓶蓋注塑模具的型芯4.4.3 注塑模架的設(shè)計(jì)注射模具的基本結(jié)構(gòu)有很多共

35、同點(diǎn)，所以模具標(biāo)準(zhǔn)化的工作已經(jīng)基本形成。在設(shè)計(jì)模具各個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，應(yīng)當(dāng)向國家標(biāo)準(zhǔn)化的模架靠攏，這樣模具的技術(shù)資料更全面，模具加工制造更簡單，模具的加工周期更短。但也應(yīng)適當(dāng)創(chuàng)新，以推動(dòng)模具行業(yè)的發(fā)展與前進(jìn)，處理好兩者之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)符合塑料制品使用性能和質(zhì)量要求的注塑模具。 在設(shè)計(jì)模具各個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，還應(yīng)確保模具的厚度在注射機(jī)的最大閉合距離與最小距離之間。其校核公式如4.1所示： LHL （4.1）式中 H 模架厚度； L注射機(jī)最大閉合距離； L注射機(jī)最小閉合距離。通過以上要求和計(jì)算分析，塑料模具各個(gè)結(jié)構(gòu)零件的尺寸如下所示，定模板、動(dòng)模板、定模座板和動(dòng)模座板的結(jié)構(gòu)尺寸如圖4.7、4.8、4.9所

36、示。圖4.7 定模板三維示意圖圖4.8 動(dòng)模板三維示意圖圖4.9 定模座板（上）與動(dòng)模座板（下）的三維示意圖4.4.4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是注塑模具必不可少的結(jié)構(gòu)，在模具的動(dòng)模與定模合模時(shí)起導(dǎo)向作用，使其合在特定的位置，防止動(dòng)模與定模的錯(cuò)位而導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，甚至發(fā)生塑料熔融體大量溢出或是型芯型腔的損壞。常用的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有兩種形式，導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位，本文注塑模具選用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，由于動(dòng)、定模尺寸較大，采用四個(gè)導(dǎo)柱作為導(dǎo)向，導(dǎo)柱導(dǎo)套材料選用GCr15，具有一定強(qiáng)度和耐磨性，4個(gè)導(dǎo)柱分布在四個(gè)角上，呈對稱分布，其導(dǎo)向更為平穩(wěn)，滿足其使用性能要求。導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用如圖4.9所示：圖

37、4.10 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配用示意圖4.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注塑模具的推出機(jī)構(gòu)是指將塑件從型腔或是型芯上順利脫出的機(jī)構(gòu)，以獲取塑件，以便在型腔留出位置繼續(xù)下一個(gè)塑件的注塑。推出機(jī)構(gòu)也常叫做脫模機(jī)構(gòu)，脫模機(jī)構(gòu)的動(dòng)作與結(jié)構(gòu)影響著塑件的加工效率與加工質(zhì)量。常見的塑件推出基本方式有三種：推桿脫模機(jī)構(gòu)、推件板脫模機(jī)構(gòu)、推管脫模機(jī)構(gòu)。推桿脫模機(jī)構(gòu)是用推桿推出塑件，其結(jié)構(gòu)簡單,放置位置的自由度較大，因而推桿脫模機(jī)構(gòu)是最常用的脫模機(jī)構(gòu)；推件板脫模機(jī)構(gòu)是用推件板從型芯上推出塑件。其主要特點(diǎn)是脫模力大而均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、不需設(shè)置復(fù)位裝置；推管脫模機(jī)構(gòu)是用推管通過頂整個(gè)周邊來推頂塑件，具有使塑件受力均勻，無變形、無推出痕跡

38、等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合塑件的特點(diǎn)，決定需用推板推出的方式。圖4.11 推板推出機(jī)構(gòu) 推出力，也稱脫模力，指塑件從型芯上推出時(shí)所需克服的阻力，其計(jì)算方式按公式4.2所示。 F=F() （4.2） =Ap() 式中：A塑件包絡(luò)型芯的面積； P塑件對型芯單位面積上的包緊力，一般取0.81.2MPa； 摩擦系數(shù)，一般取0.10.2； 脫模斜度。 因此，推出力為3.1103 N.5 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注塑模具的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)多種多樣，其中最常用的是機(jī)械傳動(dòng)形式，開模時(shí)，開模力通過斜導(dǎo)柱作用于滑塊，迫使滑塊在動(dòng)模板的導(dǎo)滑槽內(nèi)向兩邊移動(dòng)，完成抽芯動(dòng)作；另外還有液壓傳動(dòng)的方式，此種結(jié)構(gòu)比機(jī)械傳動(dòng)的方式較為復(fù)雜

39、，需要添加液壓系統(tǒng)裝置，增加了生產(chǎn)成本，一般用在塑件尺寸較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抽芯力與抽芯距較大的場合；側(cè)向分型與抽芯還可以選用手動(dòng)操作，但是手動(dòng)操作的方式需要人力物力，不但增加人工成本，而且效率較低，所以除非結(jié)構(gòu)特殊需要很少選擇手動(dòng)的傳動(dòng)方式。綜合這幾種側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的特性與應(yīng)用場合，本文選用機(jī)動(dòng)的帶滑塊的分型機(jī)構(gòu)，因?yàn)檫@類機(jī)構(gòu)的勞動(dòng)強(qiáng)度小，操作方便，生產(chǎn)率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，故生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛，所以本設(shè)計(jì)選用機(jī)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，且選用最常用的斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)。側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)必不可少的結(jié)構(gòu)就是滑塊，滑塊在另一方向上起到型腔或型芯的作用。在此注塑模的滑塊結(jié)構(gòu)中，此滑塊的螺紋起到型腔的作用，用于成

40、型鋸齒的哈弗滑塊分為兩部分，呈左右對稱，最大厚度為15mm，并設(shè)計(jì)有底腳，增加了滑塊移動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性。注塑模具中，最常用的側(cè)向分型與抽芯零件是斜導(dǎo)板，它利用注塑模具的開模力，通過斜導(dǎo)柱將力傳遞給滑塊，完成側(cè)部鋸齒的成型。此種斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)原理簡單、結(jié)構(gòu)簡單，加工制造簡單，不需額外的傳送力的裝置。但是對于尺寸比較大的分型或抽芯表現(xiàn)出不足的地方，所以一般適用與抽芯距和抽芯力不大的場合。防偽瓶蓋注塑模的左右斜導(dǎo)板、滑塊如圖5.1所示。圖5.1 防偽瓶蓋注塑模的左右斜導(dǎo)柱、滑塊6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)此防偽瓶蓋模具設(shè)置了溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，以提高塑件質(zhì)量和生產(chǎn)率。不但注塑

41、機(jī)的注射力和螺桿的注射速度影響著塑件內(nèi)部質(zhì)量和外表面質(zhì)量，模具溫度也是影響塑件質(zhì)量的主要因素之一，塑料熔融體通過注塑機(jī)注入到型腔內(nèi)其熱量必然傳遞給模具的凸模和凹模，模具溫度就是指注塑模具型腔和型芯的表面的溫度。若使塑件獲得更好的質(zhì)量，就需要對模具的溫度進(jìn)行控制，比如對注塑模具的加熱或冷卻，就需要設(shè)置注塑模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以在型腔或型芯內(nèi)部設(shè)置不同的管路，管路的設(shè)置不影響模具結(jié)構(gòu)以及塑件的脫模。本文偽瓶蓋注塑模的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置在了定模的型腔內(nèi)部，管路呈左右對稱分布，根據(jù)塑件的尺寸以及型腔的尺寸將管路直徑設(shè)置6mm，管路加工方便，且不影響模具的正常動(dòng)作。根據(jù)塑件材料的要求，因此不

42、需要加熱系統(tǒng)，但是為了縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)率所以需要設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，防偽瓶蓋注塑模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖6.1所示。圖6.1 防偽瓶蓋注塑模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)7 模流分析模流分析在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用越來越廣泛，在模具生產(chǎn)之前可以利用模流分析軟件MOLDFLOW進(jìn)行成型仿真分析，提前規(guī)避一些工藝性問題，得到最優(yōu)的成型方案。7.1 初步擬定方案產(chǎn)品屬于小型產(chǎn)品，結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，得到以下成型方案。前文已經(jīng)提到過，模具結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)澆口、一模兩件的生產(chǎn)方式。如圖7.1。圖7.1 成型方案 7.2 分析前處理當(dāng)前主要的的成型分析軟件是Moldflow，利用該軟件進(jìn)行成型仿真分析之前，需要對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分對于塑

43、件。Moldflow主要能接收以下三種網(wǎng)格劃分方式：中型層、雙層面、3D實(shí)體。本次設(shè)計(jì)劃分的網(wǎng)格時(shí)雙層面。如圖7.2所示。圖7.3 劃分網(wǎng)格7.3 設(shè)置工藝參數(shù)開始分析設(shè)定分析序列為：冷卻+填充+保壓+翹曲設(shè)定分析材料為：ABS：NA-3820-2該材料推薦工藝：模具溫度50 模具溫度范圍2578 熔體溫度230 熔體溫度范圍200280 最大剪切應(yīng)力0.28MPa 最大剪切速率12000 1/s設(shè)置注射位置、冷卻液出口和入口開始分析7.4 結(jié)果查看與分析分析結(jié)果中的體積收縮率是對塑件成型影響最大的一項(xiàng)。本節(jié)將針對體積收縮率結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。圖7.4 體積收縮率 從體積收縮率結(jié)果來看，塑件的收縮不

44、是很均勻，而保壓曲線是影響體積收縮率的重要指標(biāo)。7.5 保壓曲線的優(yōu)化保壓曲線的設(shè)置對產(chǎn)品充填完成后的保壓補(bǔ)縮有著非常關(guān)鍵的影響，合理的保壓曲線能夠得到更好的產(chǎn)品質(zhì)量。按照ABS塑料的特性，以下有三種保壓曲線方案： 圖7.5 方案一 圖7.6方案二 圖7.7 方案三設(shè)置三種保壓曲線分析之后得到的結(jié)果如下圖所示： 圖7.8 方案一 圖7.9 方案二 圖7.10 方案三從圖中來看，三種保壓曲線下產(chǎn)品的體積收縮率最均勻的是方案三。方案三的保壓曲線如圖7.11所示。圖7.11 方案三保壓曲線8 總結(jié)與展望本次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的主要任務(wù)是防偽瓶蓋的注塑模的設(shè)計(jì)。在模具設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，首先對模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

45、，然后進(jìn)行零部件的設(shè)計(jì)，并運(yùn)用三維軟件進(jìn)行了三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)用二維軟件AutoCAD繪制了工程圖，整個(gè)研究課題我完成了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：第一，防偽瓶蓋的注塑工藝分析，包括工件的材料分析和結(jié)構(gòu)分析，同時(shí)結(jié)合以上內(nèi)容設(shè)計(jì)了本課題的技術(shù)路線，制定了防偽瓶蓋的注塑模具方案，并利用模流分析軟件對塑件的成型工藝進(jìn)行仿真分析，得到最優(yōu)的工藝參數(shù)。第二，設(shè)計(jì)了防偽瓶蓋的注塑模具的總體結(jié)構(gòu)，包括型腔數(shù)目的確定、分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等，在此過程中充分考慮到加工精度、加工成本和加工效率，設(shè)計(jì)出了符合生產(chǎn)需求的總體結(jié)構(gòu)。第三，成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)中我們采用了螺紋上部為分型面的設(shè)計(jì)方案，確定

46、了型腔、型芯、動(dòng)定模板、動(dòng)定模座板的結(jié)構(gòu)和尺寸。然后進(jìn)行了注射模架的選取以及合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；第三，塑件有內(nèi)螺紋，對外圍的鋸齒倒扣采用側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，詳細(xì)設(shè)計(jì)了滑塊和斜導(dǎo)板；另外，對防偽瓶蓋的注塑模具增加了溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，呈左右對稱分布，保證了圓盒塑件的質(zhì)量。第四，運(yùn)用二維軟件AutoCAD以及三維軟件繪制模具總裝圖和零件圖。防偽瓶蓋的注塑模具設(shè)計(jì)過程中借鑒參考了模具設(shè)計(jì)手冊中的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，在原有的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新和改進(jìn)，本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是利用側(cè)向分型機(jī)構(gòu)來成型鋸齒部分，模具結(jié)構(gòu)簡單，模具加工制造方便，操作方便，提高了模具的生產(chǎn)效率，同時(shí)提高了塑件的質(zhì)量，塑件精度比較高。致謝在防偽瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)中，我收獲頗多，雖然在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中遇到許多困難，但是通過自己不懈的努力和他人的熱心幫助，順利完成了課題的研究與設(shè)計(jì)。在此，我想能夠幫助我順利完成學(xué)業(yè)的人們表示衷心的感謝！在設(shè)計(jì)中，我偶爾會(huì)遇到問題從而導(dǎo)致課題停滯不前，通過不斷的向各位老師請教，通過老師不斷的耐心講解，終于打開了思路，明確了方向，掌握了方法，得到了解答。通過老師對自己的繪