礦泉水瓶蓋注射模設(shè)計

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1、第1章緒論 隨著中國當前的經(jīng)濟形勢的日趨好轉(zhuǎn)，在“實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一，模具工業(yè)能促進工業(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)濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力”，德國則冠之為“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)在國民經(jīng)濟中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)丁當前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務(wù)。 近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速

2、，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。 本次畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)是礦泉水瓶蓋注塑模具的設(shè)計。之所以選擇這個設(shè)計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，為今后的實用性模具設(shè)計奠定了基礎(chǔ)以更好的服務(wù)模具制造業(yè)服務(wù)社會。 本次畢業(yè)設(shè)計的主要目的：了解模具設(shè)計的方法與

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準件的設(shè)計；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)計軟件，包括CADCAXAPro/E、UG等；了解模具的發(fā)展狀況與發(fā)展方向。希望通過本次設(shè)計為今后的工作奠定一個良好的基礎(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 此塑件上有三個尺寸有精度要求：零件上有多個尺寸有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，在模具設(shè)計和精度要求，分別是：30±0.75;制造過程中要嚴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。 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較高，無凹痕。采用點澆口流道型腔注射?？梢员ＷC其表面精度。內(nèi)孔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。 （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、塑件采用活動型芯的鑲件結(jié)構(gòu)，簡化結(jié)構(gòu)，降低模具的成本。 塑料零件的材料為PP（聚丙烯）其表面要求無凹痕各方面性能如下：1）物理性能為無蠹、無臭、無味的乳白色高結(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)良的力學性能，有突出的抗彎曲疲勞強度。3）熱性能它熔點為164°C-1700C,制品能在100°C以上的溫度進行消蠹滅菌，在不受外力作用時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 拉伸強度/%Map 30-39 脆性溫度。C -35 彎曲強度/Mpa 42-56 伸長率/% >200 壓縮強度/Mpa 39-56 聚丙烯成型時，在流動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)凹時可強行脫模。 成型工藝性查《模具設(shè)計與制造簡明手冊》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，時間：1-2小時；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;成型時間：注射時間20-60秒，保壓時間0-3秒，冷卻時間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 計算塑件的體積和質(zhì)量 制品的體積計算： 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?shù)丶雍?。塑件最小壁厚取決丁塑料的流動性。 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 塑件在模塑成型過程中，塑料從熔融狀態(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 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)小丁0.5mm凡能設(shè)計成圓角的地反均設(shè)計成圓角，有一系列好處。在塑件成型時熔料流動阻力小，有利丁改善流動沖模特性?？梢苑乐挂蛩芰鲜湛s而導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。本塑件參考表2-2設(shè)計圓角為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級精度，所對應(yīng)的模具精度為IT10級,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準公差數(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確引起的制品尺寸誤差；s一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；c一成型零件的磨損引起的制品尺寸誤差；j一模具活動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一室溫時模具成型零件的尺寸；Ls一室溫時制品的尺寸。 )成型零件的制造偏差在實際生產(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),由模具精度等級和尺寸段m也越大。m 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 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，在生產(chǎn)中實際注射25萬次，型芯徑向尺寸磨損量約為0.02mm-0.04mm )模具活動零件配合的間隙影響在模具成型零件工作尺寸計算時，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 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、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。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則： (1) 保證塑料制品能夠脫模 這是

14、一個首要原則，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，最好在一個平■面上，而且此平面與開模方向垂直。分型的整個廓形應(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)成本。2)模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動、定模越厚。一方面加工比較困難；另一方面各種注射機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

15、模斜度時，同一尺寸上下兩端實際尺寸差值越大。若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時應(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、配合的精度，且耗時耗財，制造成本顯著增加，故在萬不得己的情況下才能使用。 (5) 型分型面容易加工 分型面精度是整個模具精度的重要部分，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)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；另一方面有利丁脫模，保證塑件制品精度。 (7) 有利丁排氣 對中、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，選擇分型面時應(yīng)有利丁排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注射時熔融塑料最后到達的位置，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)簡單制造容易。當選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，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。 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)按注射機的最大注射量確定；2)按注射機的額定鎖模力確定； (2) 本設(shè)

18、計中按制品精度要求初選型腔數(shù)：1)當塑件精度為3級和3a級，重量為5g,注射模型腔數(shù)取為4?6個；2)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至50%本塑件精度等級為6級，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。 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_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)計中由丁采用_X工乂乂四腔可設(shè)計成平衡式排列方式，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充模和補料兩個重要階段，對塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機噴嘴開始，到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，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、冷料井幾部分組成。 3.3.1主流道的設(shè)計 主流道與噴嘴的接觸處多作成半球形的凹坑。二者應(yīng)嚴密接觸以避免高壓

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，其錐角不宜過大一般取2?6°,,但近年來有傾向丁件小錐度的趨勢。熱塑性塑料的主流道，一般由澆口套構(gòu)成。計算主流道的直徑經(jīng)驗公式為： 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)計算在本設(shè)計中小端取直徑為5mn^端取直徑為8mm3.3.2分流道的設(shè)計 在設(shè)計中采用U形截面的分流道，對丁壁厚小丁3mm質(zhì)量在200g以下的塑件，可用下

21、述經(jīng)驗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。 3.3.3 澆口設(shè)計 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、護耳澆口、直澆口等。鑒丁盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，選擇點澆口。 對丁設(shè)計的瓶蓋,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澆口。點交口的特點1）澆口位置限制??；2）去除澆口后殘留痕跡小，不影響外觀；3）開模時澆口可自動拉斷，有利丁自動化操作；4）模具必須采用

22、三板式；5）對丁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。設(shè)計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脫模機構(gòu)的設(shè)計 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)的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。脫模機構(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)計螺紋部分的脫模機構(gòu)。在本設(shè)計中采用非旋轉(zhuǎn)脫出方式一一分瓣可漲縮型芯。這種組合型芯在國外是一類批量生產(chǎn)的標準件，選用來成型中小型塑件，型芯中心有一錐形桿，當中心錐形桿插入后

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 動模繼 續(xù)向后移動開始第三次分型，此次分型將 完成型 芯棒與型芯套的分離，型芯棒抽出后型芯 套的瓣 膜會自動向內(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構(gòu)的作 用下將 塑件從螺紋型芯套上推下，有機器后人工 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)計當中采用推桿推板聯(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，

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號的圓形頂桿4根。推板厚度為15mm3.5成型結(jié)構(gòu)設(shè)計3.5.1動作原理 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同型腔分離，點澆口被拉斷，澆注系統(tǒng)凝料自由脫落，同樣在限距 各部件 復(fù)位進行下一體結(jié)構(gòu)圖見圖 起進行再冷卻、裝箱。最后模具在注射機作用下次注射。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 成型部分：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。脫模機構(gòu)：采用推桿26和推板8聯(lián)合脫出塑件。導向機構(gòu)：此注塑模中的導向部分主要有兩種：一是動、定模之間的導柱24導套21,二是定模座板和定模板之間以及和推板之間采用小導柱15來完成。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 鑒丁瓶蓋的特殊結(jié)構(gòu)，瓶蓋注塑模具的成型零件包括：動模型芯瓣、錐形桿、型腔。這樣選擇的原因在?。汉猩w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)計的最大難點也是最大的不同。而沒有采用旋轉(zhuǎn)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成本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了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丁外型芯瓣，要起到漲縮的作用。 3.5.4限距拉板機構(gòu)設(shè)計 (1) 限距的計算 為了保證開模后既能取出塑件乂能取出流道內(nèi)的凝料同時還要保證型芯中錐形桿的抽出距離，對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)計的有關(guān)計算 4.1塑料注射機參數(shù)查《模具設(shè)計與制造簡明手冊》P.103.表2-33熱塑性塑料注射機型號和主要技術(shù)規(guī)格，根據(jù)(2)計算所得的總體積和質(zhì)量可初選SZ-68-40機。塑料注射機參數(shù)的規(guī)

28、格如下表4-1表4-1注射機基本參數(shù) 螺桿直徑(mm 30 實際注射量(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選標準模架 根據(jù)以上分析，計算以及型腔尺寸

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)，對模具制造最常用的精度等級。 成型收縮率波動影響其中，Sc—塑件成型收縮率； LM一模具成型尺寸； LS—塑件對應(yīng)尺寸。 1) 型腔磨損對尺寸的影響 為簡便計算，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)考慮塑料對鋼材的磨損情況；同時還應(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,而對丁大的模具則應(yīng)取1

31、/6以下。但實際上對丁聚丙稀(如像PP)、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件的總誤差有一定的影響，而對丁大的塑件來說影響很小。 在以上理論基礎(chǔ)上，下面按平均收縮率來計算成型尺寸：制品一般為6級精度，公差數(shù)值為0.36mm查得聚丙烯(PP)的平均收縮率為：Scp=1.5%;考慮到實際的模具制造條件和工件的實際要求，模具制造公差等級取IT10級，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）;m—模具制造公差，（取0.84mm）;一制品公差，(負偏差)。 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算 注射模具長時間承受交變負荷，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，對塑件的質(zhì)量有很大影響，因此模具必須具有足夠的強度和剛度。 （1）側(cè)壁厚度的計算 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)計中P=30mpaE=2.2 cm），對丁一般塑件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 在實際設(shè)計當中我們采用壁厚3cm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 在實際設(shè)計當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的最大注射量相適應(yīng)，否則會影響塑件的生產(chǎn)和質(zhì)量。若注射量過大，注射機利用率降低，浪費材料，而且可能導致塑料分解；最大注射量小丁塑件的質(zhì)量，就會造成塑件的形狀不完整或內(nèi)部組織疏松，以及塑件強度下降等缺陷。為了保證正常的注射成型，注射機的最大注射量應(yīng)稍大丁塑件的質(zhì)量以及流到凝料質(zhì)量的總和。通常注射機的實際注射量最好在注射機的最大注射量的80咖內(nèi)。 當塑料注射成型機最大注射量以最大注射容積標定時，按下式校核： (5-1) kvovViv澆 i1 式中v0一塑料注射成型機最大注射容量，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個塑件的體積，mm3;n一型腔數(shù)；k一塑料注射成型機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的最大注射壓力能否滿足塑件成型的需要。注射機最大注射機最大注射壓力應(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模具與注塑機裝模部位相關(guān)尺寸的校核 各種型號的注塑機安裝部

37、位的形狀尺寸各不相同。設(shè)計模具時應(yīng)校核的主要項目有：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。現(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：動模座板和定模座板的尺寸均是240mm<200mm均小丁注塑機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。作用在這個面上的力應(yīng)小丁注塑機的額定鎖模力F即： F0FP模A#100（5-3）式中F。一注射機的公稱鎖模力（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 注射機開模行程校核 注塑機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丁注塑機的最大開模距離。開模距離可分為兩類情況校核

39、：一是注塑機最大開模行程與模厚無關(guān)；另一種是注塑機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： SH1H2H3a（5-10）（5-4）式中S一注塑機最大開模行程（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)計的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算校核過程。 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)計的

40、結(jié)構(gòu)，和所計算的結(jié)構(gòu)繪制二維草圖進行結(jié)構(gòu)分析，其結(jié)構(gòu)基本合理、確定設(shè)計方案后，應(yīng)用CAg件進行標準二維總裝圖的繪制。并依據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)繪制個零部件的零件圖。 6.2 軟件的三維建模 在本設(shè)計中先后應(yīng)用了Pro/E4.0,UG4.0進行三維造型，為后續(xù)的加工及裝配做了大量準備，并能更加熟練的運用這兩種然件進行模具設(shè)計與三維造型。 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)空銖床進行手動編程對模具中的各塊板進行依次加工，銖床型號：宵海一機數(shù)空機床有限公司XK713系統(tǒng)：FANU(SeriesOiMate-Tc。型芯、導柱等回轉(zhuǎn)體采用普通車床進行車屑加工。 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) 采用有機玻璃專用膠對各塊板進行膠； (4) 模具裝好后,對其外表面進行擦拭即可。 結(jié)論 歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，敬請各位老師對我的設(shè)計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計中通過參考、查閱大量有關(guān)方面的資料、指導老師的悉心指導和自己的努力終丁較圓滿的結(jié)束了大學的最后一課一一畢業(yè)設(shè)計 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是礦泉水瓶蓋注塑模具的設(shè)計。也就是設(shè)計一副注塑模具來生產(chǎn)礦泉水瓶蓋塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。經(jīng)以上設(shè)計分析，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)計模具完全可以在所選注射機內(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)計的難點在丁塑件內(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)計當中大膽采用分瓣式可漲縮型芯，通過型芯的漲縮來實現(xiàn)塑件的成型與脫模。同時采用兩側(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澆口、三次分型這些都突破了常規(guī)模具設(shè)計的慣例，對成型內(nèi)螺紋件的模具設(shè)計結(jié)構(gòu)有了一個更寬廣的探索。 通過此次設(shè)計，使我對點澆口多雙分型面模具的設(shè)計有了較深的認識。同時，在設(shè)計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標準、期刊等，結(jié)合教材上的知識對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件

43、、澆注系統(tǒng)、導向部分、推出機構(gòu)、排氣系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認識，并運用了CADPro/E、UG等設(shè)計軟件使我對軟件的使用更加熟練，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設(shè)計積累了一定的經(jīng)驗。 從陌生到接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。 致謝 在此次設(shè)計過程中得到了**教授的悉心指導和**老師的大力支持與指導在后續(xù)的加工過程中得到了**的大力幫助在此一并表示由衷的感謝，同時還要感謝學院、機電工程系給予我在這次畢業(yè)設(shè)計中實際加工做出產(chǎn)品的寶

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