礦泉水瓶蓋注射模設(shè)計(jì)

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1、第1章緒論 隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號(hào)的倡引下，中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”，德國(guó)則冠之為“金屆加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼業(yè)則更為直接：“模具就是黃金”?？梢娔＞吖I(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)丁當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。 近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速

2、，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是礦泉水瓶蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。之所以選擇這個(gè)設(shè)計(jì)題目的主要有兩方面意義：1、瓶蓋是帶內(nèi)螺紋的塑件要求設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到脫模的方式方法，多分型面結(jié)構(gòu)以及點(diǎn)澆口方式的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法；2、瓶蓋屆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(shí)用性模具設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)以更好的服務(wù)模具制造業(yè)服務(wù)社會(huì)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的：了解模具設(shè)計(jì)的方法與

3、內(nèi)容；掌握各類型模具的基本結(jié)構(gòu)以及各零部件與非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)；熟悉模具材料的性能與應(yīng)用以及加工方法與加工手段；熟練應(yīng)用各種模具設(shè)計(jì)軟件，包括CADCAXAPro/E、UG等；了解模具的發(fā)展?fàn)顩r與發(fā)展方向。希望通過(guò)本次設(shè)計(jì)為今后的工作奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 2.12.1 圖2-1產(chǎn)品3D圖俯視圖圖2-2產(chǎn)品3D圖仰視 第2章成型工藝規(guī)程編制 產(chǎn)品技術(shù)要求和工藝分析1產(chǎn)品技術(shù)要求 產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖見圖2-1、圖2-2、圖2-3 零件圖輪rm 圖2-3產(chǎn)品2D圖 此塑件上有三個(gè)尺寸有精度要求：零件上有多個(gè)尺寸有26土0.52;12土0.28;壁厚2mm均為MTG^塑料精度，屆丁中等

4、精度等級(jí)，在模具設(shè)計(jì)和精度要求，分別是：30±0.75;制造過(guò)程中要嚴(yán)格保證這些尺寸的精度要求。其余尺寸均無(wú)精度要求為自由尺寸，可按MT10級(jí)精度查取公差值。 2.1.2 塑件的工藝分析 瓶蓋形狀見圖一、圖二，整體尺寸見圖三，為底面半徑15m心高12mm瓶蓋屆丁外部配件，表面精度要求較高，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。 （1）該塑件尺寸中等且要求塑件表面精度等級(jí)較高，無(wú)凹痕。采用點(diǎn)澆口流道型腔注射模可以保證其表面精度。內(nèi)孔螺紋依靠分瓣式可漲縮型芯來(lái)成型，模具分三次分型，采用拉板限距式。 （2）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，降低成本，該

5、塑件采用活動(dòng)型芯的鑲件結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低模具的成本。 塑料零件的材料為PP（聚丙烯）其表面要求無(wú)凹痕各方面性能如下：1）物理性能為無(wú)蠹、無(wú)臭、無(wú)味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，密度只有0.9-0.91g/cm,是目前所有塑料中最輕的品種之一。它對(duì)水特別穩(wěn)定，在水中24h的吸水率僅為0.01%，成型性能好，制品表面光澤好，易丁著色。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(diǎn)為164°C-1700C,制品能在100°C以上的溫度進(jìn)行消蠹滅菌，在不受外力作用時(shí)150°C不變形，脆化溫度-350C。其它綜合性能見表2-1表2-1聚丙烯的各項(xiàng)性能

6、性能 指數(shù) 性能 指數(shù) 密度/g.cm-3 0.9-0.91 硬度（R） 95-105 吸水率/% 0.03-0.04 熱變形溫度/0C 56-67 成型收縮率/% 1.0-2.0 拉伸強(qiáng)度/%Map 30-39 脆性溫度。C -35 彎曲強(qiáng)度/Mpa 42-56 伸長(zhǎng)率/% >200 壓縮強(qiáng)度/Mpa 39-56 聚丙烯成型時(shí)，在流動(dòng)方向與垂直方向上的收縮差異較大。注射方向的收縮率大丁垂直方向上的收率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加;聚丙烯收縮率的絕對(duì)值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；

7、質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。 成型工藝性查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.280表2-31常用塑料注射成型工藝參數(shù)：預(yù)熱和干燥溫度：80-120C，時(shí)間：1-2小時(shí)；料筒溫度：后段160-180C，中段：180-200C，前段200-220C;模具溫度：80-90C；注射壓力：700-1000公斤力/cm2;成型時(shí)間：注射時(shí)間20-60秒，保壓時(shí)間0-3秒，冷卻時(shí)間20-90秒，總周期50-160秒；螺桿轉(zhuǎn)速：48轉(zhuǎn)/分。不需后處理。 2.2 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 制品的體積計(jì)算： V總=V-V2(2-1) V總=-r2-h1--r2-h2 V 總=3.14X1.5

8、2X1.2-3.14X1.32X1 V 總=8.47-5.3 V 3 總=3.17cm 制品的質(zhì)量計(jì)算： M=p-V(2-2) M=0.9 -一--一3 X3.17=2.85g/cm 2.2.1 塑件注射工藝參數(shù)的確立制品壁厚 塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問(wèn)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)丶雍?。塑件最小壁厚取決丁塑料的流動(dòng)性。 最小壁厚與流程的關(guān)系：s(一匚0.5)0.6(2-3)100 53 (——0.5)0.61000.86mm 根據(jù)熱塑性塑料壁厚推薦值：聚丙烯最小壁厚0.6m

9、m最大壁厚7.6mm推薦壁厚2.0mm本設(shè)計(jì)中采用2.0mm滿足壁厚要求。 2.2.2 脫模斜度 圖2-4脫模斜度示意圖 塑件在模塑成型過(guò)程中，塑料從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，將會(huì)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部分。為此必須考慮塑件內(nèi)外壁有足夠的脫模斜度。聚丙烯各情況下脫模斜度見表2-2。 表2-2聚丙烯選用脫模斜度 項(xiàng)目 最小脫模斜度 一般情況 特殊情況 一般情況 3° 2 脫模斜度不能太大時(shí) 0.50 0.250 2.2.3 本塑件采用：外表面30'-50';內(nèi)表面35'-1。的脫棋斜度，滿足要求圓角 在塑件的角隅處，既內(nèi)外表面的交

10、接轉(zhuǎn)折處，加強(qiáng)筋的頂端及根部等處都應(yīng)有設(shè)計(jì)成圓角，而且圓角的半徑不應(yīng)小丁0.5mm凡能設(shè)計(jì)成圓角的地反均設(shè)計(jì)成圓角，有一系列好處。在塑件成型時(shí)熔料流動(dòng)阻力小，有利丁改善流動(dòng)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(zhǎng)，塑件外形也因圓弧過(guò)渡而顯得更為美觀。本塑件參考表2-2設(shè)計(jì)圓角為1mm表2-3塑件內(nèi)外邊緣處的最小許可圓角半徑 塑料名稱 最小許可圓角 聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯 1.0-1.5 聚酰胺、聚丙酰胺 0.5-1.0 酚醛塑料、氨基塑料 0.5 螺紋設(shè)計(jì)用丁塑件的螺紋通常有普通米制螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋、

11、鋸齒形螺紋、 圓弧螺紋等，在設(shè)計(jì)時(shí)需滿足以下兩個(gè)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。 2.2.4 尺寸精度 (1) 根據(jù)SJ1372表查得PP?品一股為6級(jí)精度，所對(duì)應(yīng)的模具精度為IT10級(jí),塑件公差數(shù)值為0.36mm 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：基本尺寸18mm-30mrmi具精度IT10,其成型零件的公差數(shù)值為0.84mm (2) 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(gè)方面因素綜合作用的結(jié)果。 sscj

12、(2-4)式中s一因米用的成型收縮率不準(zhǔn)確引起的制品尺寸誤差；s一因制品的成型收縮波動(dòng)引起的制品尺寸誤差；—模具成型零件的制造偏差；c一成型零件的磨損引起的制品尺寸誤差；j一模具活動(dòng)零件的配合間隙而引起的尺寸誤差。 )制品的成型收縮sL、Ls100%換算后Lm盧二(2-5)式中Lm一室溫時(shí)模具成型零件的尺寸；Ls一室溫時(shí)制品的尺寸。 )成型零件的制造偏差在實(shí)際生產(chǎn)中，一般要不大丁制品尺寸公差嗎，模具成型零件工作尺寸的公差m(|m),由模具精度等級(jí)和尺寸段m也越大。m 決定，工作尺寸越大，實(shí)際制造偏差越大，其相應(yīng)的制造公差 一，一,,,,11 的關(guān)系：塑件基本尺寸0-50,m/=11

13、 )成型零件的磨損根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在生產(chǎn)中實(shí)際注射25萬(wàn)次，型芯徑向尺寸磨損量約為0.02mm-0.04mm )模具活動(dòng)零件配合的間隙影響在模具成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)，必須保證制品總的尺寸誤差不大丁制品尺寸允許的誤差，即。 第3章注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1分型面的選擇 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由丁分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件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(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： (1) 保證塑料制品能夠脫模 這是

14、一個(gè)首要原則，因?yàn)槲覀冊(cè)O(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(gè)原則，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個(gè)平■面上，而且此平面與開模方向垂直。分型的整個(gè)廓形應(yīng)呈縮小趨勢(shì),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(duì)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(shí)間越長(zhǎng)，影響模具生產(chǎn)周期，同時(shí)增加生產(chǎn)成本。2)模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動(dòng)、定模越厚。一方面加工比較困難；另一方面各種注射機(jī)對(duì)模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過(guò)大。3)型腔深度越深，在相同起

15、模斜度時(shí)，同一尺寸上下兩端實(shí)際尺寸差值越大。若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導(dǎo)致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使型腔深度最淺。 (3) 使塑件外形美觀，容易活理 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(huì)留有一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會(huì)在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上，如圖3的分型面a位置，塑件割除毛邊后，在塑件光滑表面留下痕跡；圖3的分型面b處丁截面變化的位置上，雖然割除毛邊后仍有痕跡，但看起來(lái)不明顯，故應(yīng)選擇后者。 (4) 盡量避免側(cè)向抽芯 塑料注射模具，應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯，

16、因?yàn)閭?cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且直接影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時(shí)耗財(cái)，制造成本顯著增加，故在萬(wàn)不得己的情況下才能使用。 (5) 型分型面容易加工 分型面精度是整個(gè)模具精度的重要部分，力求平面度和動(dòng)、定模配合面的平■行度在公差范圍內(nèi)。因此，分型面應(yīng)是平■面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。 (6) 使側(cè)向抽芯盡量短 抽芯越短，斜抽移動(dòng)的距離越短，一方面能減少動(dòng)、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利丁脫模，保證塑件制品精度。 (7) 有利丁排氣 對(duì)中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助

17、分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時(shí)應(yīng)有利丁排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注射時(shí)熔融塑料最后到達(dá)的位置，而且不把型腔封閉。 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(jiǎn)單制造容易。當(dāng)選定一個(gè)分型面方案后，可能會(huì)存在某些缺點(diǎn)，再針對(duì)存在的問(wèn)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(jì)中采用在瓶蓋口最大截面出處設(shè)置分型面。 3.2.1 確定型腔的數(shù)目及排列方式型腔數(shù)目的確定 為了提高生產(chǎn)率，保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)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)

18、計(jì)中按制品精度要求初選型腔數(shù)：1)當(dāng)塑件精度為3級(jí)和3a級(jí)，重量為5g,注射模型腔數(shù)取為4?6個(gè)；2)塑件為一般精度4?5級(jí)，重量為12?16g,型腔數(shù)取8?12個(gè)；重量為50?100g，型腔數(shù)取4?8個(gè)；3)塑件精度為7?9級(jí)，型腔數(shù)比4?5級(jí)精度的塑件最多增至50%本塑件精度等級(jí)為6級(jí)，重量為3g,考慮技術(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(gè)。 3.2.2 型腔排列方式的確定 (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(duì)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。 盡量使型腔排列緊湊可減

19、小模具的外形尺_(dá)寸。模板總面積小，可節(jié)省鋼材，減輕模具質(zhì)量。因石#軍N此優(yōu)化型腔布局就顯的格外重要，本設(shè)計(jì)中由丁采用_X工乂乂四腔可設(shè)計(jì)成平衡式排列方式，采用排列方式如】「I圖3-1所示。圖3-1型腔的排列3.3澆該系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(guò)程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段，對(duì)塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機(jī)噴嘴開始，到型腔入口為止的塑料熔體的流動(dòng)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、冷料井幾部分組成。 3.3.1主流道的設(shè)計(jì) 主流道與噴嘴的接觸處多作成半球形的凹坑。二者應(yīng)嚴(yán)密接觸以避免高壓

20、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)比噴嘴孔直徑約大0.5-1mm,常取中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1.5mm以上，其錐角不宜過(guò)大一般取2?6°,,但近年來(lái)有傾向丁件小錐度的趨勢(shì)。熱塑性塑料的主流道，一般由澆口套構(gòu)成。計(jì)算主流道的直徑經(jīng)驗(yàn)公式為： D寸亥(3-1)式中卜主流道大端直徑(mm； V一流經(jīng)主流道的溶體容積；K—因溶體材料而異的常數(shù)（查表得PP材料K值取4）。 經(jīng)計(jì)算在本設(shè)計(jì)中小端取直徑為5mn^端取直徑為8mm3.3.2分流道的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)中采用U形截面的分流道，對(duì)丁壁厚小丁3mm質(zhì)量在200g以下的塑件，可用下

21、述經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑： 11D0.2654W"4（3-2）式中A分流道直徑（mm；WJ塑件的質(zhì)量（g）;L一分流道的長(zhǎng)度（mm）。 最終確定分流道長(zhǎng)度35mm直徑3mm采用平衡式布置，一模四腔。 3.3.3 澆口設(shè)計(jì) 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(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口、直澆口等。鑒丁盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，選擇點(diǎn)澆口。 對(duì)丁設(shè)計(jì)的瓶蓋,由丁其內(nèi)形狀雖然規(guī)則但較復(fù)雜，屆丁小批量生產(chǎn)。故宜采用雙分型面點(diǎn)澆口。點(diǎn)交口的特點(diǎn)1）澆口位置限制??；2）去除澆口后殘留痕跡小，不影響外觀；3）開模時(shí)澆口可自動(dòng)拉斷，有利丁自動(dòng)化操作；4）模具必須采用

22、三板式；5）對(duì)丁投影面積大的塑件及容易變形的塑件應(yīng)采用多點(diǎn)澆口，以免翹曲。設(shè)計(jì)的瓶蓋注塑模具的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布如下圖3-2所示。圖3-2澆注系統(tǒng)示意圖3.4脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成型的每一循環(huán)中，都必須事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(dòng)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(dòng)分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。 由丁本塑件帶有內(nèi)螺紋所以需要設(shè)計(jì)螺紋部分的脫模機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中采用非旋轉(zhuǎn)脫出方式一一分瓣可漲縮型芯。這種組合型芯在國(guó)外是一類批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件，選用來(lái)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

23、型芯各瓣緊密排成一圈，將螺紋線加工在外表面，成型后先抽回中心錐形桿，型芯各瓣由丁彈性向內(nèi)側(cè)間隔錯(cuò)開回縮而與塑件分離，縮回距離為e這種結(jié)構(gòu)需配合推件板使用，其具體結(jié)構(gòu)見圖3-3圖。 拉板的限距作用下完成第二次分型，此時(shí) 動(dòng)模繼 續(xù)向后移動(dòng)開始第三次分型，此次分型將 完成型 芯棒與型芯套的分離，型芯棒抽出后型芯 套的瓣 膜會(huì)自動(dòng)向內(nèi)收縮，使成型螺紋型芯與塑 件離開 定間隙。推板由丁推桿在液壓機(jī)構(gòu)的作 用下將 塑件從螺紋型芯套上推下，有機(jī)器后人工 將其收 圖3-3分瓣可漲縮型芯的三維結(jié)構(gòu)圖故在設(shè)計(jì)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(lái) 看，其尺寸不大，

24、因此，采用4桿推出即可。普通的圓形頂桿按GB/T4169.1-1984選用，均可以滿足要求。查表7-13,選用410m林59mnffl號(hào)的圓形頂桿4根。推板厚度為15mm3.5成型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.5.1動(dòng)作原理 該注塑模具采用點(diǎn)澆口式三分型面模具。開模時(shí)，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(shí)第二分型面開始分型，塑件包夾在型芯上向動(dòng)模方向移動(dòng)同型腔分離，點(diǎn)澆口被拉斷，澆注系統(tǒng)凝料自由脫落，同樣在限距 各部件 復(fù)位進(jìn)行下一體結(jié)構(gòu)圖見圖 起進(jìn)行再冷卻、裝箱。最后模具在注射機(jī)作用下次注射。模具整3-4圖3-5圖3-

25、4模具整體結(jié)構(gòu)三維圖 圖3-5模具整體結(jié)構(gòu)二維圖 3.5.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 成型部分：由動(dòng)模型芯10、錐形桿7來(lái)形成塑件產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由型腔板16來(lái)形成塑件產(chǎn)品的外部結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)：采用點(diǎn)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)合脫出塑件。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：此注塑模中的導(dǎo)向部分主要有兩種：一是動(dòng)、定模之間的導(dǎo)柱24導(dǎo)套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(lái)完成。排氣系統(tǒng)：分型面排氣。 3.5.3型腔和型芯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 鑒丁瓶蓋的特殊結(jié)構(gòu)，瓶蓋注塑模具的成型零件包括：動(dòng)模型芯瓣、錐形桿、型腔。這樣選擇的原因在丁：盒蓋的外

26、形狀雖然規(guī)則，但內(nèi)部較復(fù)雜。因此采用分瓣可漲縮型芯，這是本次設(shè)計(jì)的最大難點(diǎn)也是最大的不同。而沒(méi)有采用旋轉(zhuǎn)型芯。采用旋轉(zhuǎn)型芯來(lái)脫模勢(shì)必要增加齒輪齒條或借助外動(dòng)力來(lái)旋轉(zhuǎn)型芯這樣增加了模具成本和大量的計(jì)算造成繁重的工作量影響模具設(shè)計(jì)周期，和加工周期。綜上所述本模具采用了簡(jiǎn)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丁外型芯瓣，要起到漲縮的作用。 3.5.4限距拉板機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) (1) 限距的計(jì)算 為了保證開模后既能取出塑件乂能取出流道內(nèi)的凝料同時(shí)還要保證型芯中錐形桿的抽出距離，對(duì)丁三分型面注射模具，需要在開模距離中增加兩次限距,一次定模板與中間板之間的分開距離，二次定模與動(dòng)模之間的分

27、開距離。一次分開的大小應(yīng)該保證可以方便地取出流道內(nèi)的凝料。凝料的長(zhǎng)度為d=40mm因此，a>42mm第二次應(yīng)保證塑件的脫出，應(yīng)為塑件高度的二倍d2=2h=212=24,因此a2>26。 (2) 限距拉板的選擇 限距拉班的長(zhǎng)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故S=3搭邊值+2螺栓直徑+4=30mm拉板結(jié)構(gòu)如圖3-6所示。圖3-6限距拉板 第4章模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 4.1塑料注射機(jī)參數(shù)查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.103.表2-33熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)和主要技術(shù)規(guī)格，根據(jù)(2)計(jì)算所得的總體積和質(zhì)量可初選SZ-68-40機(jī)。塑料注射機(jī)參數(shù)的規(guī)

28、格如下表4-1表4-1注射機(jī)基本參數(shù) 螺桿直徑(mm 30 實(shí)際注射量(g) 68 塑化能力(g/s) 8.3 注射速率(g/s) 78 注射壓力(mpa) 123 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 40-250 螺桿行程(mm) 110 鎖模力(KN) 400 模板行程(mm) 220 模具最小厚度(mm) 130 模具最大厚度 (mm) 240 最大開距(mm) 460 模板尺寸(mm) 410390 頂出行程(mm) 40 噴嘴球半徑(mm) SR18 噴嘴空直徑(mm) 4 4.2選標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)以上分析，計(jì)算以及型腔尺寸

29、及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。模具設(shè)計(jì)手冊(cè)選用A3-200200-Z2型模架，定模板厚度：A=25mm動(dòng)模板厚度：B=20mm墊快厚度C=60m楨具厚度H=25+A+B+32+C+25=215mft具外形尺寸200mm<200mm<215mm4.3型腔和型芯工作尺寸計(jì)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(jì)時(shí)所估計(jì)的收縮率和實(shí)際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時(shí)收縮率波動(dòng)； (3) 模具使用過(guò)程中的磨損。以上三方面的影響表述如下： 制造誤差：△z=ai=a(0.45+0.001D)(4-1)其中D—被加工零件的尺寸，可被視為被加

30、工模具零件的成型尺寸； △z—成型零件的制造公差值； i一公差單位； a一精度系數(shù)，對(duì)模具制造最常用的精度等級(jí)。 成型收縮率波動(dòng)影響其中，Sc—塑件成型收縮率； LM一模具成型尺寸； LS—塑件對(duì)應(yīng)尺寸。 1) 型腔磨損對(duì)尺寸的影響 為簡(jiǎn)便計(jì)算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮磨損?？紤]磨損主要從模具的使用壽命來(lái)選定，磨損值隨產(chǎn)量的增加而增大；此外，還應(yīng)考慮塑料對(duì)鋼材的磨損情況；同時(shí)還應(yīng)考慮模具材料的耐模性及熱處理情況，型腔表面是否鍍銘、氮化等。有資料介紹，中小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的1/6(常取0.02?0.05mm,而對(duì)丁大的模具則應(yīng)取1

31、/6以下。但實(shí)際上對(duì)丁聚丙稀(如像PP)、尼龍等塑料來(lái)說(shuō)對(duì)模具的磨損是很小的，對(duì)小型塑件來(lái)說(shuō)，成型零件磨損量對(duì)塑件的總誤差有一定的影響，而對(duì)丁大的塑件來(lái)說(shuō)影響很小。 在以上理論基礎(chǔ)上，下面按平均收縮率來(lái)計(jì)算成型尺寸：制品一般為6級(jí)精度，公差數(shù)值為0.36mm查得聚丙烯(PP)的平均收縮率為：Scp=1.5%;考慮到實(shí)際的模具制造條件和工件的實(shí)際要求，模具制造公差等級(jí)取IT10級(jí)，直徑18-30mm公差數(shù)值為：0.84mm. 1) 凹模徑向尺寸 Dm [(1Scp)d x]o m Dm [(10.015) 30 0.84 0.50.36]o Dm 1.01530 0.

32、18] 0.840 Dm 30.6300.84 式中：Dm一凹模徑向名義尺寸（最小尺寸）；SCp一所采用的塑料平均成形收縮率，取1.5%;d一制品的名義尺寸（最大尺寸）；—修正系數(shù)，x=0.5（精度不高時(shí)）;m—模具制造公差，（取0.84mm）;一制品公差，(負(fù)偏差)。 2)型芯徑向尺寸 dm[(1Scp)Dx]0m(4-3) dm[(10.015)260.50.36]0o.84dm26.5700.84式中：D一制品名義尺寸(最小尺寸)； 3)凹模深度尺寸Hm[(1Scp)hsx]0m(4-4)Hm12.36o0.84 型芯高度尺寸hm[(1Scp)hx]0m(4-5

33、,，，一0hm11.330.84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(jì)算 注射模具長(zhǎng)時(shí)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(duì)塑件的質(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)壁厚度的計(jì)算 1cph33 (4-6) 式中b一凹模側(cè)壁的理論寬度（cm；h一凹模型腔的深度（cm）；p一凹模型腔內(nèi)的溶體壓力（mpa;y一凹模長(zhǎng)邊側(cè)壁的允許彈性變形量（c—系數(shù)，查得c=0.8;一系數(shù)，查得=0.75;E一鋼材的抗拉彈性模量（設(shè)計(jì)中P=30mpaE=2.2 cm），對(duì)丁一般塑件y=0.005

34、cm; 105 mpa，預(yù)硬化塑料模具鋼E=2.2h=1.2cmy=0.005cmc=0.8 105。 =0.75 1b亞3=1.2Ey〔 10.8301.23八° 5=0.53cm2.2100.750.005 在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中我們采用壁厚3cm完全可以滿足要求。 （2）整體凹模無(wú)支撐板時(shí)，底部厚度的計(jì)算1四—（4-7） Ey 式中一凹模底部的厚度（cm；i一凹模型腔的短邊長(zhǎng)度（cm； y一凹模底部中央允許的彈性變形量（cm）；11cpl431.330343擋=_°°—=0.43cmEy2.2100.005 在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中我們采用底部厚度為0.8cm,完全滿足要求

35、 第5章注射機(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)，否則會(huì)影響塑件的生產(chǎn)和質(zhì)量。若注射量過(guò)大，注射機(jī)利用率降低，浪費(fèi)材料，而且可能導(dǎo)致塑料分解；最大注射量小丁塑件的質(zhì)量，就會(huì)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。為了保證正常的注射成型，注射機(jī)的最大注射量應(yīng)稍大丁塑件的質(zhì)量以及流到凝料質(zhì)量的總和。通常注射機(jī)的實(shí)際注射量最好在注射機(jī)的最大注射量的80咖內(nèi)。 當(dāng)塑料注射成型機(jī)最大注射量以最大注射容積標(biāo)定時(shí)，按下式校核： (5-1) kvovViv澆 i1 式中v0一塑料注射成型機(jī)最大注射容量，mn3;3,mm；

36、 v一塑件的體積（包括塑料制品、澆道凝料和飛邊）vi—1個(gè)塑件的體積，mm3;n一型腔數(shù)；k一塑料注射成型機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，取k=0.8 故由上式得：0.887v3.178.13滿足要求。 69.6v20.815.2注射壓力的校核 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)最大注射機(jī)最大注射壓力應(yīng)稍大丁塑件成型需要的注射壓力即： 滿足要求 (5-2) P0p 式中P0—注射機(jī)的最大注射壓力（mpa;p—塑件成型所需的注射壓力（mpa。 故由上式得：123（mpa65（mp?5.3模具與注塑機(jī)裝模部位相關(guān)尺寸的校核 各種型號(hào)的注塑機(jī)安裝部

37、位的形狀尺寸各不相同。設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)校核的主要項(xiàng)目有：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用螺釘位置尺寸等?，F(xiàn)校核如下： 1）噴嘴直徑：主流道始端口徑5mm映嘴孔直徑4mm合乎要求。 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）,合乎要求。 3）、模板平■面尺寸和模具安裝用螺釘位置尺寸校核：動(dòng)模座板和定模座板的尺寸均是240mm<200mm均小丁注塑機(jī)四根棱柱之間的尺寸值，合乎要求。5.4鎖模力的校核 鎖模力是指當(dāng)高壓熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)在型腔內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)很大的力，力圖使模具分型面漲開，其值等丁塑件和流道

38、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(gè)面上的力應(yīng)小丁注塑機(jī)的額定鎖模力F即： F0FP模A#100（5-3）式中F。一注射機(jī)的公稱鎖模力（N）; P莫一模內(nèi)平均壓力（型腔內(nèi)的溶體平均壓力mpa，一般為30mpa A分一塑件、流到、澆口在分型面上的投影面積之和，mm； F一注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力X100 故由上式得：400KNF=30X（29.3+8.6） 400000N F=113700N 所以，鎖模力合乎要求 5.5 注射機(jī)開模行程校核 注塑機(jī)開模時(shí)的行程是有限的，取出制件所需要的開模距離必須小丁注塑機(jī)的最大開模距離。開模距離可分為兩類情況校核

39、：一是注塑機(jī)最大開模行程與模厚無(wú)關(guān)；另一種是注塑機(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(lái)校核，其校核依據(jù)為： SH1H2H3a（5-10）（5-4）式中S一注塑機(jī)最大開模行程（mm）；Hi-塑件脫模（推出距離）距離（mm；H2一塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)（mm；H3—錐形桿抽出距離（mm； a一取出凝料所需要的最短距離（mm；故由上式得：S20+12+30+40+8220mm120mm合乎要求。 到此，注塑機(jī)的各項(xiàng)相關(guān)工藝參數(shù)均已校核通過(guò)。 完成了模具設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算校核過(guò)程。 第6章模具的繪圖造型加工以及裝配 6.1 繪制模具總裝圖和零件圖 根據(jù)所設(shè)計(jì)的

40、結(jié)構(gòu)，和所計(jì)算的結(jié)構(gòu)繪制二維草圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，其結(jié)構(gòu)基本合理、確定設(shè)計(jì)方案后，應(yīng)用CAg件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)二維總裝圖的繪制。并依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)繪制個(gè)零部件的零件圖。 6.2 軟件的三維建模 在本設(shè)計(jì)中先后應(yīng)用了Pro/E4.0,UG4.0進(jìn)行三維造型，為后續(xù)的加工及裝配做了大量準(zhǔn)備，并能更加熟練的運(yùn)用這兩種然件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)與三維造型。 6.3 模具零件的加工 依據(jù)零件圖及技術(shù)要求采用數(shù)空銖床進(jìn)行手動(dòng)編程對(duì)模具中的各塊板進(jìn)行依次加工，銖床型號(hào)：宵海一機(jī)數(shù)空機(jī)床有限公司XK713系統(tǒng)：FANU(SeriesOiMate-Tc。型芯、導(dǎo)柱等回轉(zhuǎn)體采用普通車床進(jìn)行車屑加工。 6.4 模具的裝配 (1)

41、 活理模板平■面定位孔及模具安裝表面上的污物、毛刺; (2) 因模具的外形尺寸不大，故采用整體安裝法； (3) 采用有機(jī)玻璃專用膠對(duì)各塊板進(jìn)行膠； (4) 模具裝好后,對(duì)其外表面進(jìn)行擦拭即可。 結(jié)論 歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱大量有關(guān)方面的資料、指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力終丁較圓滿的結(jié)束了大學(xué)的最后一課一一畢業(yè)設(shè)計(jì) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是礦泉水瓶蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)礦泉水瓶蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。經(jīng)以上設(shè)計(jì)分析，本模具符合產(chǎn)品的工藝要求，模具結(jié)構(gòu)滿足加工及生產(chǎn)要求，經(jīng)校核

42、所設(shè)計(jì)模具完全可以在所選注射機(jī)內(nèi)成型塑件，其注射量、注射壓力鎖模力及開模行程等均合乎要求。本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在丁塑件內(nèi)需成型螺紋，故選擇合適的脫模方式與方法就顯得由為重要，設(shè)計(jì)當(dāng)中大膽采用分瓣式可漲縮型芯，通過(guò)型芯的漲縮來(lái)實(shí)現(xiàn)塑件的成型與脫模。同時(shí)采用兩側(cè)限距拉板，在同一塊拉板上完成兩次限距這也是在現(xiàn)有資料上少有的。以及本模具采用的點(diǎn)澆口、三次分型這些都突破了常規(guī)模具設(shè)計(jì)的慣例，對(duì)成型內(nèi)螺紋件的模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有了一個(gè)更寬廣的探索。 通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)點(diǎn)澆口多雙分型面模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件

43、、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，并運(yùn)用了CADPro/E、UG等設(shè)計(jì)軟件使我對(duì)軟件的使用更加熟練，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。 從陌生到接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來(lái)的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 致謝 在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了**教授的悉心指導(dǎo)和**老師的大力支持與指導(dǎo)在后續(xù)的加工過(guò)程中得到了**的大力幫助在此一并表示由衷的感謝，同時(shí)還要感謝學(xué)院、機(jī)電工程系給予我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中實(shí)際加工做出產(chǎn)品的寶

44、貴機(jī)會(huì)，使我受益匪淺了解了更多書本上學(xué)不到的東西，真正做到了學(xué)以致用。在此，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我的各位老師和幫助過(guò)我的同學(xué)表示衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn) 1潭雪松等.新編塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè).人民郵電出版社，2007:11-252中國(guó)模具工程大典編委會(huì)李德群.中國(guó)模具工程大典第3卷塑料與橡膠模具設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社，2007.03:313-4083中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典遍委會(huì).中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典第2卷輕工模具設(shè)計(jì).江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003.09:322-3634塑料模具技術(shù)編委會(huì).塑料模具技術(shù)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2005.05:234-2395張玉龍.塑料品種與性能手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2007.01:219-2556申開智.塑料模具設(shè)計(jì)與制造.化學(xué)工業(yè)出版社，2006.04:103-1357屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2007.08:183-231