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畢 業(yè) 設 計（論文） 任 務 書
（學生任務書----指導教師填寫）
茲發(fā)給 08模具 專業(yè) 1 班學生 王錦濤 畢業(yè)設計（論文）任務書，內(nèi)容如下：
一. 畢業(yè)設計：
礦泉水瓶蓋模具設計
二．畢業(yè)設計內(nèi)容及目標
1. 根據(jù)三維實體圖分模；
2. 生成二維平面圖；
3． 書寫設計說明書；
4. 進行答辯；
5. 刻錄光碟，上交設計相關材料；
三．進度安排
時間
（周次）
工作內(nèi)容
預定目標及檢查方式
2010年12月6日前
完成畢業(yè)設計/論文任務書下發(fā)
學生領取畢業(yè)設計任務書
2010 年12 月13 日前
完成開題開題報告
學生通過系統(tǒng)提交開題報告
2011 年01 月8日前
完成畢業(yè)設計/論文第1 稿
學生通過系統(tǒng)提交第1 稿,教師修改、反饋修改意見并填寫指導情況紀錄
2011 年02 月21日前
完成畢業(yè)設計/論文第2 稿，并配合指導教師完成中期檢查
學生通過系統(tǒng)提交第2 稿,教師修改、反饋修改意見并填寫指導情況紀錄，進行畢業(yè)設計中期檢查
2011 年05 月21 日前
完成畢業(yè)設計/論文3 稿
學生通過系統(tǒng)提交第3 稿,教師修改、反饋修改意見并填寫指導情況紀錄
2011 年5月21 日前
完成畢業(yè)設計/論文定稿
學生通過系統(tǒng)提交定稿,教師填寫綜合質(zhì)量評定表
2011年6 月8～11 日
畢業(yè)設計（論文）答辯
學生完成答辯，教師評定成績并錄入系統(tǒng)；
四．本畢業(yè)設計任務書于
2010年 12 月 6 日發(fā)出，設計應于2011年 6 月 1 日前完成，然后提交畢業(yè)設計（論文）指導委員會進行答辯。
五．本畢業(yè)設計必須完成的內(nèi)容（指導教師可根據(jù)實際情況進行適當調(diào)整）
1.畢業(yè)設計（論文）開題報告（紙質(zhì)、電子版1 份）。
2.畢業(yè)設計（論文）說明書（紙質(zhì)、電子版1 份）。
3.畢業(yè)設計（論文）圖紙（紙質(zhì)、電子版1 份）。
4. 刻錄二維零件圖、三維實體圖設計說明書等（刻錄的光碟名以自己的學號命名）。
六．備注
1. 本任務書一式三份，專業(yè)教研室、指導教師、學生各執(zhí)一份；
2. 學生須將此任務書按裝訂要求進行裝訂。
專業(yè)教研室負責人： 審核 2009年 12 月 6 日
指導教師： 簽發(fā) 2009年 12 月 6 日
礦泉水瓶蓋注塑模具設計（論文）
礦泉水瓶蓋注塑模設計
------------------------
院 （系）： 機電工程學院
學生姓名： 李峰
專業(yè)班級： 08模具二班
學 號： 2008301238
指導教師： 曾志文
2011年 5 月27 日
目錄
摘要 4
Abstract 5
第一章 引言 6
第二章 塑件成型工藝分析 8
2.1 產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)用途清單 8
2.2 制品結構和形狀的設計 8
2.3．制品材料選擇 10
2.3.1丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS） 10
2.3.2聚苯乙烯（PS） 11
2.3.3雙酚A型聚碳酸酯（PC） 12
2.4 注射工藝選擇 14
2.4.1 ABS塑料的干燥 14
2.4.2 注射壓力 15
2.4.3 注射速度 15
2.4.4模具溫度 15
2.4.5 料量控制 15
第三章 模具與注射機的關系 16
3.1 塑件的體積計算 16
3.2 注射機的選擇 16
第四章 注射模的結構設計 18
4.1 分型面的選擇 18
4.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式 19
第五章 澆注系統(tǒng)的設計 21
5.1 主流道設計 21
5.3 澆口設計 22
第七章 成型零件的設計 25
7.1型腔徑向尺寸計算 25
7.2型芯外徑尺寸計算 26
7.3型腔深度尺寸計算 26
7.4型芯高度尺寸計算 26
7.5兩成型桿的中心距計算 26
第八章 脫模推出機構的設計與模架的選用 28
8.1脫模推出機構的設計 28
8.2模架的選用 29
第九章 注射機工藝參數(shù)校核 30
9.1 注射壓力的校核 30
9.2 鎖模力的校核 30
9.3 模具厚度的校核 31
9.4 開模行程的校核 31
第十章 模具冷卻系統(tǒng) 32
第十一章 草圖 33
第十二章 試模及模具維修 35
12.1 模具的安裝 35
12.2 試模 35
12.3 模具的維修 36
第十三章 結論 37
致謝 38
參考文獻 39
3
畢業(yè)設計（論文）開題報告
課題名稱： 礦泉水瓶蓋-模具設計
院 （系）： 河源職業(yè)技術學院
專業(yè)班 級： 08模具（1）班
學生姓名： 王錦濤
學 號： 2008301130
指導教師： 曾志文
二零一O年十二月十日
一、課題簡介：
本欄填寫：
課題的基本內(nèi)容。
1.學生自己找零件畫圖，畫出與實體大致一樣的圖
2.通過這次設計加強學生的專業(yè)能力
二、選題依據(jù)（來源）及其意義：
本欄填寫：
1、為什么選這個題。
2、選題是否企業(yè)、公司的課題或項目，是與他人完成，還是獨立完成；或是校內(nèi)課題或?qū)嶒炇医ㄔO項目，或是參與教師的課題
此次選題與本專業(yè)密切相關，能結合社會生產(chǎn)實際或科研實踐，工程性強，現(xiàn)實意義明顯，具有相當?shù)南冗M性、深度和難度。
經(jīng)過本人努力的繪圖設計，對CAD，UG4.0的應用有較大的提高，雖然設計時出現(xiàn)不少的困難，但成績樂觀。對設計步驟、參數(shù)選擇．計算公式以及標準模架等有了更深刻的認識，并認真的學習了指導教師指定的參考資料、文獻，并閱讀了較多的自選資料和較多的外文資料，積極開展調(diào)研論證,此外，還充分利用課余時間，提前學習專業(yè)軟件，能夠熟練運用CAD/CAM/CAE軟件進行設計、分析、加工等操作，使產(chǎn)品提前得到的方案可行性設計。
三、本課題的實施方案
本欄填寫：
1、設計和創(chuàng)作：① 完整描述實現(xiàn)方案，包括完成角度、采用方法、基本步驟等等0
② 最終設計出什么方案，達到什么目的
③ 要有一份設計說明書
2、調(diào)查報告和論文：① 要寫出較詳細的完成方案，例如：先搜集資料，做好調(diào)研準備，然后調(diào)研基本情況，匯總、統(tǒng)計、提取、比較調(diào)研結果，最后再進行論證等
② 準確說明所要使用的方法
③ 最終目標要明確表述出來
在生活中尋找一個礦泉水瓶蓋，測量礦泉水瓶蓋的主要尺寸，考慮產(chǎn)品的進澆口類型，倒角，粗糙度，制造公差等
以下是該套模具的分階段設計過程：
?(1)??繪制礦泉水瓶蓋的實物圖，然后建模-分模?
?(2)模具結構設計(UG4.0、AutoCAD)：根據(jù)塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產(chǎn)批量，模具設計軟件會提供相應的設計步驟、參數(shù)選擇．計算公式以及標準模架等，最后給出全套模具結構設計圖。
(3)塑料制品的設計(UG4.0)：基于特征的三維造型軟件為設計者提供了方便的設計平臺，而且制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)為后續(xù)的模具設計和分析打下了良好的基礎。
(4)模具開合模運動仿真(UG4.0：運用CAD技術可對模具開模、合模具以及制品被推出的全過程進行仿真，從而檢查出模具結構設計的不合理處，并及時更正，減少修正模具的次數(shù)和時間。
(5)注射過程數(shù)值分析：采用CAE方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動與保壓過程，其結果對改進模具澆注系統(tǒng)及調(diào)整注塑工藝參數(shù)有著重要的指導意義，同時還可檢驗模具的強度和剛度、制品的翹曲性等。
四、論文（設計）工作進程：
階 段
日 期 安 排
計劃好設計的流程
10-12-11
找好設計零件
11-1-8
測量零件
11-2-21
設計與繪制零件圖，裝配圖
11-5-21
設計說明書
11-5-31
驗收
11-6-1
五、主要參考文獻：
（注意中文、外文、譯著等各種參考文獻的名稱、作者、出版社等必須寫明的內(nèi)容和排列順序，下列的文獻寫法可供參考）
[1]《塑料模設計手冊》編寫組主編：
《塑料模設計手冊》模具手冊之二 機械工業(yè)出版社 2004年
[2]何文、朱淑君主編《注塑料模設計》遼寧科學技術出版社2009年
[3]李忠文、張洪偉主編《注塑料模設計方法與經(jīng)驗》遼寧科學技術出版社2009年
[4]宋玉恒主編：《塑料注射模具設計手冊》 航天工業(yè)出版社 1994年
[5]朱光力主編：《模具設計與制造實訓》 高等教育出版社 2004年
[6]朱光力、萬金寶主編：《塑料模具設計》 清華大學出版社 2004年
[7]馮炳堯主編：《模具設計與制造簡明手冊》 上?？萍汲霭嫔?1998年
[8]溫松明主編：《互換性測量技術基礎》 湖南大學出版社 1996年
[9]張針主編：《模具設計與制造實例指導》 北京化學工業(yè)出版社 1997年
[10]屈華昌主編:《塑料成型工藝與模具設計》 機械工業(yè)出版社 1996 年
[11]成都科技大學、北京化工學院、天津輕工業(yè)學院合編：
《塑料成型模具》 中國輕工業(yè)出版社 1997年
指
導
教
師
意
見
本欄填寫：
1、 評語：
某某同學的題為《……》的畢業(yè)論文（設計）的開題報告較好（或一般），同意開題。
或此開題報告較好（或一般），同意開題。
2、 說明同意或不同意開題的理由：
3、 建議：
指導教師（簽名）：
年 月 日
專業(yè)意見
專業(yè)主任（簽名）：
年 月 日
6
1 2020 1 3 礦泉水瓶蓋模具設計 模具設計指導教師 曾志文老師專業(yè)班級 模具設計與制造 1 班學號 2008301130姓名 王錦濤 2 2020 1 3 目錄 一 產(chǎn)品信息二 合模導向裝置的設計三 澆注系統(tǒng)設計四 冷卻系統(tǒng)設計五 脫模機構的設計六 模具工作過程概述七 模具設計難點分析八 模具設計心得體 產(chǎn)品信息 材料 ABS 縮水率 1 005 領域 飲料 名稱 礦泉水瓶蓋 模具特點 包膠 模架形式 二板模 入水方式 大水口 模仁數(shù) 2 模架選擇 由CAD排位得出模仁大小為82X91XMM 所以 選擇標準模架CI3040最為合適 澆注系統(tǒng)設計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道 它由主流道 分流道 冷料穴和澆口組成 它向型腔中的傳質(zhì) 傳熱 傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量 它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設計及加工的復雜程度 所以澆注系統(tǒng)是模具設計中的主要內(nèi)容之一 冷卻系統(tǒng)設計 冷卻系統(tǒng)設計原則1 盡量保證塑件收縮均勻 維持模具的熱平衡 2 冷卻水孔的數(shù)量越多 孔徑越大 則對塑件的冷卻效果越好 3 澆口處加強冷卻 冷卻水從澆口處進入最佳 4 應降低進水和出水的溫差 進出水溫差一般不超過5 5 冷卻水的開設方向以不影響操作為好 對于矩形模具 通常沿寬度方向開設水孔 6 避免與模具的其他機構發(fā)生干涉 脫模機構的設計 脫模機構的設計原則有如下1 推出機構應盡量設置在動模一側(cè)2 保證塑件不因推出而變形損壞3 機構簡單動作可靠4 良好的塑件外觀5 合模時的正確復位 模具設計心得體 經(jīng)過幾個星期的畢業(yè)設計 讓我了解了設計注塑模具中要考慮的各項細節(jié) 并且對于注射模的整體的設計過程有了進一步的了解 更有一種將所學的理論知識運用到實踐的體會 同時也鞏固了課程的理論知識 同時也鍛煉了我的繪圖能力 提高了設計計算和查閱參考資料的能力 掌握一般注塑件工藝和模具設計的方法和步驟 致謝 由于此次設計是個人在查閱資料有所欠缺的情況下設計的 在設計過程中不可避免會有一定的不足 有出錯之處 在此希望得到老師的諒解并指出不足之處 從而得到修正 相信只有不斷的改正才能有所提高 并借此之際 我在此向?qū)Ρ敬卧O計提出寶貴意見和悉心指導的曾志文老師及友情幫助的同學們至于衷心的感謝 衷心感謝評審論文的各位老師 敬請對本文提出寶貴的意見 最后祝身體健康 工作順利 王錦濤2011 5 21 礦泉水瓶蓋注塑模具設計（論文）
礦泉水瓶蓋注塑模設計
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院 （系）： 機電工程學院
學生姓名：
專業(yè)班級： 08模具二班
學 號：
指導教師：
2011年 5 月27 日
目錄
摘要 4
Abstract 5
第一章 引言 6
第二章 塑件成型工藝分析 8
2.1 產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)用途清單 8
2.2 制品結構和形狀的設計 8
2.3．制品材料選擇 10
2.3.1丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS） 10
2.3.2聚苯乙烯（PS） 11
2.3.3雙酚A型聚碳酸酯（PC） 12
2.4 注射工藝選擇 14
2.4.1 ABS塑料的干燥 14
2.4.2 注射壓力 15
2.4.3 注射速度 15
2.4.4模具溫度 15
2.4.5 料量控制 15
第三章 模具與注射機的關系 16
3.1 塑件的體積計算 16
3.2 注射機的選擇 16
第四章 注射模的結構設計 18
4.1 分型面的選擇 18
4.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式 19
第五章 澆注系統(tǒng)的設計 21
5.1 主流道設計 21
5.3 澆口設計 22
第七章 成型零件的設計 25
7.1型腔徑向尺寸計算 25
7.2型芯外徑尺寸計算 26
7.3型腔深度尺寸計算 26
7.4型芯高度尺寸計算 26
7.5兩成型桿的中心距計算 26
第八章 脫模推出機構的設計與模架的選用 28
8.1脫模推出機構的設計 28
8.2模架的選用 29
第九章 注射機工藝參數(shù)校核 30
9.1 注射壓力的校核 30
9.2 鎖模力的校核 30
9.3 模具厚度的校核 31
9.4 開模行程的校核 31
第十章 模具冷卻系統(tǒng) 32
第十一章 草圖 33
第十二章 試模及模具維修 35
12.1 模具的安裝 35
12.2 試模 35
12.3 模具的維修 36
第十三章 結論 37
致謝 38
參考文獻 39
摘要
近年來，我國家電工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè)，尤其是塑料模具提出了越來越高的要求，2004年，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比例已上升到30%左右，據(jù)有關專家預測，在未來幾年中，中國塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增長速度達到10%以上的較高速度的發(fā)展。國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。
注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可以一次成型形狀復雜的精密塑件。本課題就是將礦泉水瓶蓋為設計模型，將注射模具的相關知識作為依據(jù)，闡述塑料注射模具的設計過程。
本設計對礦泉水瓶蓋進行注塑模設計，利用UG4.0軟件對塑件進行了實體造型，對塑件結構進行了工藝分析。明確了設計思路，確定了注射成型工藝過程并對各個具體部分進行了詳細的計算和校核。如此設計出的結構可確保模具工作運用可靠，保證了與其他部件的配合。最后用autoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。
本課題通過對礦泉水瓶蓋的注射模具設計，鞏固和深化了所學知識，取得了比較滿意的效果，達到了預期的設計意圖
關鍵詞：塑料模具；注射成型；模具設計；
Abstract
In recent years, the mould industry correctly of high-speed development of our national electric industry, the especially plastic mould has put forward higher and higher requirement, 2004, plastic mould proportion rise to 30% about already among whole mould trade, according to the estimation by relevant experts, during the following several years, Chinese plastic mould industry will also keep the average annual growth rate being up to more than 10% of the development at a high speed continuously. Our country plastic mould market in order to mould plastics mould to be demand most heavy, develop focal point the engineering plastics mould among them.
Inject an important method that shaping is plastic shaping, it is mainly suitable for the shaping of the hot plasticity plastics, the precision of all right shaping with complicated form moulds one. This subject is to regard the storage bucket cup of the juice extractor of the small electrical home appliances as the design model, regard it as the basis to inject the relevant knowledge of the mould, explain the plastics inject the design process of the mould.
Originally design and mould and design the note that feed cup for juice extractor carries on, utilize UG4.0 software to carry on entity's model in moulding one, have carried on craft analysis to a structure of moulding. Have define the mentality of designing, has confirmed that injects the craft course of shaping and carries on detailed calculation and check to each concrete part. The structure designed so can guarantee it is reliable that the mould works and uses, has guaranteed to cooperate with other parts one. Drew a set of moulds installation diagram and part picture with autoCAD finally.
This subject passes the injection mold design of feed cup for juice extractor, has consolidated and deepened a knowledge of studying, have make more satisfactory result, has reached the nticipated design intention
Keyword: Plastic mould; Inject shaping; Mold design;
第一章 引言
畢業(yè)設計(論文)是大學生在學校學習的最后一個重要環(huán)節(jié),既是對學生學習、實踐與研究的全面總結，又是對學生素質(zhì)與能力的一次綜合檢驗，還是學生畢業(yè)資格。其目的有以下幾方面：
（1）培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、專業(yè)知識和基本技能進行分析與解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。
（2）培養(yǎng)學生收集、整理和分析各種資料的能力，全面提高學生分析和解決實際問題的能力。
（3）提高學生設計、計算和繪圖的能力。提高學生實驗研究和數(shù)據(jù)處理的能力。
（4）全面提高學生綜合分析、總結提高、編制設計說明書及撰寫科技論文的能力。
（5）提高學生外語、計算機應用能力。
模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。模具成型已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的總產(chǎn)量中所占的比例越來越大，對經(jīng)濟的發(fā)展起著十分重要的作用。
近年來塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，在工業(yè)生產(chǎn)中對塑料模具的要求是：能高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品。它包括三個方面的內(nèi)容。第一，制品方面要求精度高，外觀美，性能好。第二，制造方面要求結構合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作簡單方便，效率高，容易實現(xiàn)自動化，還有維護保養(yǎng)方便。隨著模具設計與制造技術的迅猛發(fā)展，塑料成型模具將趨向于高效率、自動化、大型、精密、長壽命的方向發(fā)展。
本次設計的題目是“礦泉水瓶蓋模具設計”，其內(nèi)容為：
（1）學會觀察制品，判斷制件是否符合塑料件的成形條件（比如注意拔模斜度），還特別要留意制件影響開模的細部特征；
（2）研究制件的排位方式和進澆方式，畫草圖確定模具的整體結構，保證結構能循環(huán)工作，穩(wěn)定可靠；
（3）在深入研究制件的基礎上確定開模的分型面，以及確定各鑲塊或滑塊、斜頂?shù)姆指蠲娼M或體積塊；
（4）用UG4.0按照上步的結果把模具核心的部分：凸凹模分割出來，接著分出各鑲塊、滑塊和斜頂；
（5）進一步完善凸凹模和各細微結構；
（6）調(diào)用EMX中適合的模架完成模架設計；
（7）在UG4.0中出模具轉(zhuǎn)配圖和模仁圖，以及對模架板塊需要再加工的各組件出工程圖；
（8）把UG4.0工程圖轉(zhuǎn)入AUTOCAD中進行完善。
第二章 塑件成型工藝分析
2.1 產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)用途清單
最大幾何尺寸：52X52X8.3mm
環(huán)境：室內(nèi)，使用溫度范圍-5℃~40℃
無化學品接觸
抗沖擊要求：限定量從1.5m高度，0℃下摔下外殼不出現(xiàn)裂縫或者開裂特征
剛性要求：在4Kg負荷下無變形
電氣性能：電絕緣性好
外觀要求：部件美觀，外部光潔性一般
使用壽命：5年以上
根據(jù)上述使用要求可歸納產(chǎn)品設計要求為制品材料需要具有一定的抗沖擊性并且由于是礦泉水瓶蓋必須有良好的電絕緣性，隨著風扇產(chǎn)品的大量普及價格也不斷下跌要求生產(chǎn)自動化程度高，成型周期短
生產(chǎn)自動化程度高、成型周期短，有較好電絕緣性。
2.2 制品結構和形狀的設計
用UG4.0軟件進行礦泉水瓶蓋的三維建模，三維實體模型更加直觀的表現(xiàn)了產(chǎn)品造型,可以從各個角度對模型進行觀察，軟件可以測量并且還可以根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)使用 UG4.0的CAE分析模塊--塑性顧問進行熔體的充模仿真，可以驗證模具結構的正確性，制品如圖2.2
圖2.2: 礦泉水瓶蓋（用UG4.0設計完成的制品圖）
2.3．制品材料選擇
通用塑料如聚丙烯PP，聚乙烯PE，聚氯乙烯PVC具有應用范圍廣、加工性能良好，價格低廉的優(yōu)點，但由于其力學性能較差且成型收縮率較大不易成型尺寸穩(wěn)定的制品故不選用，以下拿三種常用典型材料比較選取。
2.3.1丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS）
ABS外觀上是淡黃色非晶態(tài)樹脂，不透明，密度與聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的綜合物理力學性能，耐熱，耐腐，耐油，耐磨、尺寸穩(wěn)定，加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所賦予的優(yōu)點。其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油耐腐、良好的著色性和電鍍性；丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性；苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動性。改變?nèi)M分的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能。
ABS為無定形聚合物，無明顯熔點，熔融流動溫度不太高，隨所含三種單體比例不同，在160~190℃范圍即具有充分的流動性，且熱穩(wěn)定性較好，在約高于285℃時才出現(xiàn)分解現(xiàn)象，因此加工溫度范圍較寬。ABS熔體具有明顯的非牛頓性，提高成型壓力可以使熔體粘度明顯減小，粘度隨溫度升高也會明顯下降。ABS吸濕性稍大于聚苯乙烯，吸水率約在0.2%~0.45%之間，但由于熔體粘度不太高，故對于要求不高的制品，可以不經(jīng)干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光澤并可改善內(nèi)在質(zhì)量。在80~90℃下干燥2~3h,可以滿足各種成型要求。ABS具有較小的成型收縮率，收縮率變化最大范圍約為0.3%~0.8%，在多數(shù)情況下，其變化小于該范圍。注塑是ABS塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑機，但更長采用螺桿式注塑機，后者更適于形狀復雜制品、大型制品成型[5]。
2.3.2聚苯乙烯（PS）
聚苯乙烯是無色無臭的透明剛硬固體，制品擲地時有金屬般響鳴。聚苯乙烯透光率不低于80%，霧度約為3%，折射率較大，在1.59~1.60之間，具有特殊光亮性，但儲存時易泛黃。泛黃原因之一是單體純度不夠，特別是在含有微量元素時；二是聚合物在空氣中緩慢老化引起發(fā)黃。聚苯乙烯較輕，密度在1.04~1.065之間。
①力學性能 聚苯乙烯在熱塑性塑料中屬于典型的硬而脆塑料，拉伸、彎曲等常規(guī)力學性能皆高于聚烯烴，拉伸時無屈服現(xiàn)象。
②熱學性能 聚苯乙烯分子鏈雖是剛性鏈，但由于是無定形結構，超過玻璃化溫度即開始軟化，軟化點僅95℃左右，許多力學性能都受到溫度升高的明顯影響。最高連續(xù)使用溫度僅60~80℃。120℃開始成為熔體，180℃后開始具有流動性，其熱穩(wěn)定性較好，超過300℃才開始分解，因此聚苯乙烯具有較高的成型加工區(qū)間。
③電性能 聚苯乙烯是非極性聚合物，具有頗為優(yōu)異的介電、電絕緣性能，由于吸濕性很小，電性能也不受環(huán)境濕度改變的影響。
加工工藝性
吸濕性很小，加工前一般不需要專門的干燥工序
成型溫度范圍較寬
收縮率及其變化范圍都很小，一般在0.2%~0.8%有利于成型出尺寸精度較高
和尺寸較穩(wěn)定的制品[5]
聚苯乙烯制品容易產(chǎn)生內(nèi)應力，并且在空氣中會緩慢老化引起發(fā)黃很顯然不適合選用
2.3.3雙酚A型聚碳酸酯（PC）
雙酚A型聚碳酸酯是無色或者微黃色透明的剛硬、堅韌固體。
①力學性能
雙酚A型聚碳酸酯是典型的硬而韌聚合物，具有良好的綜合力學性能。拉伸、壓縮、彎曲強度均相當于聚酰胺6、聚酰胺66，沖擊強度高于所有脂肪族聚酰胺和大多數(shù)工程塑料，抗蠕變性也明顯優(yōu)于聚酰胺、聚甲醛。力學性能方面缺點是耐疲勞性較差，缺口敏感性較明顯。
②熱性能
有良好的耐熱性，玻璃化溫度較高，高于所有的脂肪族聚酰胺，熔融溫度略高于聚酰胺6但低于聚酰胺66，熱變形溫度和最高連續(xù)使用溫度均高于絕大多數(shù)脂肪族聚酰胺，也高于幾乎所有的熱塑性通用塑料。在工程塑料中，他的耐熱性優(yōu)于聚甲醛、脂肪族聚酰胺和PBT,與PET相當，但遜于其他工程塑料。聚碳酸酯具有良好的耐熱性，脆化溫度為-100℃
③電性能
雙酚A型聚碳酸酯是弱極性聚合物，極性的存在對電性能有一定不利影響，在標準條件下電性能雖不如聚烯烴、聚苯乙烯等，但也不失為是電性能較優(yōu)的絕緣材料，特別是因其耐熱性優(yōu)于聚烯烴，可在較寬溫度范圍保持良好的電性能。由于吸濕性較小，環(huán)境溫度對電性能無明顯影響。
④其他性能
在干燥的氣候條件下物理力學性能基本不變，但在潮濕環(huán)境及強烈日照條件下，會產(chǎn)生表面裂紋并發(fā)暗，在火焰中可緩慢燃燒，離火源后可自熄[5]。
PC剪切黏度高，充模阻力大，并且由于其在力學性能方面的缺點也不選用。
表2.1: 三種材料性能參數(shù)表
ABS
PS
PC
密 度
1.05
1.04~1.06
1.18~1.20
收 縮 率
0.3~0.8
0.2~0.8
0.5~0.7
熔 點
130~160
131~165
220~240
熱變形溫度（45N/cm2）
65~98
65~90
132~138
模具溫度
60~80
40~60
85~120
噴嘴溫度
180~190
160~170
250~300
中段溫度
180~230
170~190
270~320
后段溫度
150~170
140~160
250~270
注射壓力
60~100
60~100
50~110
塑化形式
螺桿式柱塞式
螺桿式柱塞式
螺桿式柱塞式
拉伸強度
33~49
35~63
60~66
拉伸彈性模量
1.8
2.8~3.5
2.3
彎曲強度
80
61~98
105~113
彎曲彈性模量
1.4
-
1.54
壓縮強度
18~39
80~112
85
缺口沖擊強度
11~20
0.25~0.40
不斷
硬 度
R62~86
洛氏M65~80
11.7HB
體積電阻率
1016
1017~1019
1015
介電常數(shù)
60Hz2.4~5.0
106 Hz≥2.7
60Hz3.0
擊穿電壓
-
19~27
20~30
外 觀
淺象牙色或白色不透明
無色透明、摔打音清脆
透明微黃
特 點
耐熱、表面硬度高、，尺寸穩(wěn)定、耐化學及電性能好，易成型加工，可鍍鉻
耐水、耐化學品、絕緣性好、不耐沖擊不耐溫
透明度高、硬而韌、高抗沖、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)電絕緣性和耐熱性好、耐開裂耐藥品性差
材料最終選定為ABS,其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學性能，流動性好，易于成型；成型收縮率小，理論計算收縮率為0．5％ ；溢料值為0．04 mm；比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短。制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。
2.4 注射工藝選擇
2.4.1 ABS塑料的干燥
ABS塑料的吸濕性和對水分的敏感性較大，在加工前進行充分的干燥和預熱，不單能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲，而且還有助于塑料的塑化，減少制件表面色斑和云紋。ABS原料需要控制水分在0.3%以下[5]。
注塑前的干燥條件是：干冬季節(jié)在75～80℃以下，干燥2～3h，夏季雨水天在80～90℃下，干燥4～8h，干燥達8～16h可避免因微量水汽的存在導致制件表面霧斑。在此，由于礦泉水瓶蓋外殼屬批量件要求自動化程度高實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)選用烘干料斗并裝備熱風料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮[。
表2.4: ABS工藝參數(shù)表
工藝參數(shù)
通用型ABS
料桶后部溫度
180~200
料桶中部溫度
210~230
料桶前部溫度
200~210
噴嘴溫度/℃
180~190
模具溫度/℃
50~70
ABS塑料非牛頓性較強，在熔化過程溫度升高時，其熔融降低很小，但一旦達到塑化溫度(適宜加工的溫度范圍，如220～250℃)，如果繼續(xù)盲目升溫，必將導致耐熱性不太高的ABS的熱降解反而使熔融粘度增大，注塑更困難，制件的機械性能也下降。
2.4.2 注射壓力
ABS熔融的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射時要采用較高的注射壓力。但并非所有ABS制件都要施用高壓，考慮到本制件小型、構造不算非常復雜、厚度中等可以用較低的注射壓力。注制過程中，澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小決定了制件的表面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。壓力過小，塑料收縮大，與型腔表面脫離接觸的機會大，制件表面容易霧化。壓力過大，塑料與型腔表面摩擦作用強烈，容易造成粘模[6]。
2.4.3 注射速度
ABS塑料采用中等注射速度效果較好。當注射速度過快時，塑料易燒焦或分解析出氣化物，從而在制件上出現(xiàn)熔接痕、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。
2.4.4模具溫度
ABS的成型溫度相對較高，模具溫度也相對較高。一般調(diào)節(jié)模溫為75～85％，當生產(chǎn)具有較大投影面積制件時，定模溫度要求70～80℃，動模溫度要求50～60℃。臺燈固定夾屬中小型制件，形狀也不算復雜不用考慮專門對模具加熱。
2.4.5 料量控制
注塑機注塑ABS塑料時，其每次注射量僅達標準注射量的75％。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，注射量選為標定注射量的50％[6]。
通常要確保注塑機生產(chǎn)條件及參數(shù)有一個很寬的范圍，使大多數(shù)的產(chǎn)品和生產(chǎn)能力要求包含于這范圍內(nèi)，并且在調(diào)整確定這范圍的過程時盡量按常規(guī)的工藝流程，這種生產(chǎn)條件范圍愈大，生產(chǎn)過程愈穩(wěn)定，使注塑產(chǎn)品愈不容易受到生產(chǎn)條件的改變而產(chǎn)生明顯的質(zhì)量降低。
第三章 模具與注射機的關系
模具型腔能否充滿與注射機允許的最大注射量密切相關，設計模具時，應保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機實際的最大注射的范圍內(nèi)。
3.1 塑件的體積計算
由于塑件上存在一個凸臺、兩個鉤形體和一些曲面，形狀復雜，所以只能近似的計算其體積。在UG4.0ngineer軟件上可算出塑件的總體積
V＝3357mm3
3.2 注射機的選擇
塑件的體積應該小于或者等于注射機的注射量。其關系式為：
V件≤0.8V注
V注——注射機的注射量
所以：V注≥V件÷0.8＝4196.25mm3=4.2cm3
由于模具是一模一腔，所以模具塑件的總體積 V總= 4.2cm3
估算澆注系統(tǒng)的凝料體積V凝料=0.5×V總=0.5×4.2 cm3=2.1cm3
所以估算的總體積為V=4.2+2.1 cm3=6.3cm3
由《塑料模具設計手冊》表2-40 熱塑性塑料注射機型號與主要技術規(guī)格中，根據(jù)以上所得出的體積結果，初步選XS-ZY—500（立式）注射機。其主要技術規(guī)格如表5。
表5 XS-ZY—500（立式）注射機主要技術規(guī)格
螺桿直徑（mm）
Ф65
鎖模力（kN）
3500
注射容量（cm3）
500
最大注射面積（cm2）
1000
注射壓力（MPa）
145
模板行程（mm）
120
模具厚度（mm）
最大
450
噴嘴
（mm）
球半徑
12
最小
300
孔直徑
Ф4.5
定位孔直徑（mm）
Ф1000+0.06
中心孔徑（mm）
Ф30
第四章 注射模的結構設計
注射模的結構設計包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置的設置、模具工件零件的結構設計、側(cè)向分型與抽芯機構的設計等內(nèi)容。
4.1 分型面的選擇
如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、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應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：
1）盡量避免側(cè)凹或內(nèi)凸，盡量選用平面垂直分型面。
2）盡量采用簡單分型面。
3) 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。
4) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊，有利于設推出機構。
5) 保證塑件的精度要求。
6) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。
7) 便于模具加工制造。
8）把抽芯或分型距離長的置于開模方向上。
9) 對成型面積的影響。
10) 對排氣效果的影響。
11）分型面設在臺階或轉(zhuǎn)角處，以免顯現(xiàn)分型痕跡。
12) 對側(cè)向抽芯的影響。
根據(jù)以上原則和結合實際情況下，本設計選用如圖1所示分型面：
圖1 分型面位置
4.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式
該塑件采用一模二穴成型。排列方式如圖2所示。圖2
圖2
第五章 澆注系統(tǒng)的設計
5.1 主流道設計
主流道與注射機噴嘴接觸處多做成半球形的凹坑，兩者應嚴密的配合，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R2應比噴嘴球頭半徑R1大1-2mm。主流道小端直徑應比注射機噴嘴孔直徑大0.5-1mm。大端直徑應比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜太大，一般取20-60。當主流道貫穿幾塊模板時，必須采用主流道襯套，以避免在模板間的拼縫處溢料，以致主流道凝料無法脫出。主流道尺寸如圖3所示：
圖3 主流道設計尺寸
根據(jù)設計手冊查得SYS-10型注射機噴嘴的有關尺寸：
噴嘴前端球面孔徑：d1＝2.5mm；
噴嘴前端球面半徑：SR1＝12mm；
SR2=SR1+（1-2）mm ；
d=d1+（0.5-1）mm；
取主流道球面半徑：SR2=13mm；
取主流道的小端直徑：d=3mm；
定位環(huán)直徑為100mm，定位環(huán)埋入5mm；
球面配合高度：h＝3～5mm。
為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度為30，經(jīng)換算得：
主流大端直徑：D＝12mm;
主流道長度：L＝72mm。
5.3 澆口設計
澆口直接與塑件相連，把塑料熔體引入型腔。澆口是澆注系統(tǒng)的關鍵部位，澆口的形狀和尺寸對塑件質(zhì)量影響很大，澆口在大多數(shù)情況下是整個流道中斷面尺寸最小的部分，對充模流動起著控制作用，成型后制品與澆注系統(tǒng)從澆口處分離，因此其尺寸又影響著后加工工作量的大小和塑件的外觀。
本設計根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想。這類澆口加工容易，修整方便，并可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，從塑件一側(cè)進料，有利于保證塑件的外觀，塑料的流動性也能得到保證。
澆口的斷面形狀常用圓形和矩形，本設計采用斷面形狀為圓形的澆口，其直徑D＝1mm，澆口的長度L盡量短，對減小塑料熔體流動阻力和增加流速均勻有利，通常取L＝0.5～2mm,初選L＝1mm。
如圖4
頂針設計的理由
在塑件中有需要司筒成型的部位，但由于該部位的尺寸太小，所以改為了普通的頂針，利用脫模是塑件的重力來進行分離。其他的部位使用了直徑為6的普通頂針和斜頂來完成推出。
第七章 成型零件的設計
常用型腔成型尺寸的計算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎上，當塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時，這種誤差有可能會顯著增加，這時一些模具設計單位就采用公差帶法來進行尺寸計算，平均收縮率法計算簡單無需驗算而公差帶法計算復雜需要經(jīng)過多次初算驗算，且考慮因素較多[9]。考慮到礦泉水瓶蓋模具較簡單制造成本低，設計時間短故按平均收縮率法計算成型尺寸比較簡單易行[11]。
采用δZ ,δC取固定值的平均收縮率法：
Lm---------型腔的徑向工作尺寸Lm=[Ls+ Ls×Scp-（3/4）△]
Ls---------塑件的徑向圖樣尺寸
Scp--------收縮率的平均值，查表得ABS收縮率范圍是0.03~0.08
△---------塑件尺寸公差
δZ --------型腔制造公差
δC --------型腔最大許用磨損量，δC 取為塑件尺寸公差△的三分之一
表3.4: 公式表
δZ ,δC取固定值的平均收縮率法
型腔內(nèi)徑尺寸
型芯外徑尺寸
型腔深度尺寸
型芯高度尺寸
中心距尺寸
查手冊得ABS塑料收縮率波動為0.3~0.8%。
7.1型腔徑向尺寸計算（此題公差為自己標注）
以最大徑向尺寸計算，測量得Ls為52mm,塑件精度選為MT2對應的型腔加工精度為IT9，以該精度查型腔的尺寸公差表，按照A類受模具活動部分影響的尺寸公差查表得△=0.42mm, δC=△/3=0.14mm
Lm=[52+52×（0.003+0.008）/2-（3/4）×0.42]=51.970+042
7.2型芯外徑尺寸計算
以型芯最大徑向尺寸計算，測量得Ls為52 mm,塑件精度選為MT2對應的型腔加工精度為IT9，以該精度查型腔的尺寸公差表，按照A類受模具活動部分影響的尺寸公差查表得△=0.42mm, δC=△/3=0.14mm
Lm=[52+52×（0.003+0.008）/2+(3/4) ×0.42]=52.60-0.420
7.3型腔深度尺寸計算
由UG4.0測量得型腔深度為7mm，以IT9精度等級制造型腔查手冊，按B類不受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得△=0.32mm，δC =0.1mm
Lm=[7+7×（0.003+0.008）/2-（3/4）×0.32]0+0.32
=6.800+0.32
7.4型芯高度尺寸計算
UG4.0測量得塑件高度尺寸為8mm，以IT9精度等級制造查手冊得，按A類不受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得△=0.20，δZ=0.067mm
hm=[8+8×(0.003+0.008)/2+(2/3) ×0.20] 0-0.067=8.28 0-0.067mm
7.5兩成型桿的中心距計算
Cs=132.3mm, 以IT9精度等級制造查手冊，按B類受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得△=0.30mm，δZ=0.11mm
Cm=[132.3+132.3×(0.003+0.008)/2]±0.055=133.028±0.055mm
第八章 脫模推出機構的設計與模架的選用
8.1脫模推出機構的設計
制件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則。
1）推出機構應盡量設置在動模一側(cè) 由于推出機構的動作是通過裝在注射機合模機構上的頂桿來驅(qū)動的，所以一般情況下，推出機構設在動模一側(cè)。正因如此，在分型面設計時應盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側(cè)。
2）保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應該作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。
3）機構簡單動作可靠 推出機構應使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。
4）良好的塑件外觀 推出塑件的位置應盡量設在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件，尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。
5）合模時的正確復位 設計推出機構時，還必須考慮合模時機構的正確復位，并保證不會與其他模具零件相干涉。推出機構的種類按動力來源可分為手動推出，機動推出，液壓氣動推出機構。
本設計由于塑件一般大小，而且有側(cè)向抽芯，經(jīng)過綜合地考慮，方案1，要設計推出機構只能采用頂針推出；方案2，直接采用手動脫模，但時間會加長要增加勞動力。所以，從經(jīng)濟上和時間上考慮決定采用方案1。
8.2模架的選用
本設計采用大水口CI-3540-A60-B90-C90的標準模架，此模架設計采用自動脫模，所以適合標準模架。
如圖：
第九章 注射機工藝參數(shù)校核
9.1 注射壓力的校核
塑件成型所需要的注射壓力應小于或等于注射機的額定注射壓力，其關系按下式校核：
P成≤P注
式中 P成——塑件成型所需的注射壓力（MPa）；
P注——所選注射機的額定注射壓力（MPa）。
本塑件成型材料為ABS，P成=110—140MPa，對于XS-ZY—500（立式）型注射機，P注=145MPa，因此P成≤P注 ，所以注射壓力滿足要求。
9.2 鎖模力的校核
模具所需的最大鎖模力應小于或等于注射機的額定鎖模力，其關系按下式校核：
P腔×F≤P鎖=150kN
式中 P腔——模具的型腔壓力；
F——塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2）；
P鎖——注射機的額定鎖模力（N）。
P腔=k×P成
k——損耗系數(shù)，這里取1/3；
P成——塑件成型所需的注射壓力（MPa），P成=110—140MPa，這里P成取140MPa。
P腔=k×P成=1/3×140MPa=46.67MPa。
由UG4.0分析測量，估算塑件的表面積：A=7348.8mm2
注射機噴嘴球半徑12mm，孔直徑Ф2.5mm，根據(jù)成型塑料，取主流道直徑D1=3mm，分流道直徑d=6mm，分流道長度L=26mm。故澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A1=3×26.500 形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外
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