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礦泉水瓶蓋注塑模設(shè)計(jì)------------------------院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 08 模具二班 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 年 5 月 27 日礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）2目錄摘要 4Abstract5第一章 引言 6第二章 塑件成型工藝分析 82.1 產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)用途清單82.2 制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì).82.3．制品材料選擇102.3.1 丙烯腈—丁二烯— 苯乙烯三元共聚物（ABS）.102.3.2 聚苯乙烯（PS）.112.3.3 雙酚 A 型 聚碳酸酯（PC）.122.4 注射工藝選擇142.4.1 ABS 塑料的干燥.142.4.2 注射壓力 152.4.3 注射速度 152.4.4 模具溫度.152.4.5 料量控制 15第三章 模具與注射機(jī)的關(guān)系 .163.1 塑件的體積計(jì)算.163.2 注射機(jī)的選擇.16第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .184.1 分型面的選擇.184.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式.19第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .215.1 主流道設(shè)計(jì).215.3 澆口設(shè)計(jì).22第七章 成型零件的設(shè)計(jì) .257.1 型腔徑向尺寸計(jì)算 257.2 型芯外徑尺寸計(jì)算 26礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）37.3 型腔深度尺寸計(jì)算 267.4 型芯高度尺寸計(jì)算 267.5 兩成型桿的中心距計(jì)算 26第八章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與模架的選用 .288.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 288.2 模架的 選用 29第九章 注射機(jī)工藝參數(shù)校核 .309.1 注射壓力的校核.309.2 鎖模力的校核.309.3 模具厚度的校核.319.4 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 .3512.1 模具的安裝3512.2 試模3512.3 模具的維修36第十三章 結(jié)論 .37致謝 .38參考文獻(xiàn) .39礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）4摘要近年來，我國家電工業(yè)的高速發(fā)展對(duì)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(gè)模具行業(yè)中所占比例已上升到 30%左右，據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)，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(dá)到 10%以上的較高速度的發(fā)展。國內(nèi)塑料模具市場(chǎng)以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)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(fù)雜的精密塑件。本課題就是將礦泉水瓶蓋為設(shè)計(jì)模型，將注射模具的相關(guān)知識(shí)作為依據(jù)，闡述塑料注射模具的設(shè)計(jì)過程。 本設(shè)計(jì)對(duì)礦泉水瓶蓋進(jìn)行注塑模設(shè)計(jì)，利用 UG4.0 軟件對(duì)塑件進(jìn)行了實(shí)體造型，對(duì)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析。明確了設(shè)計(jì)思路，確定了注射成型工藝過程并對(duì)各個(gè)具體部分進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和校核。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)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(duì)礦泉水瓶蓋的注射模具設(shè)計(jì)，鞏固和深化了所學(xué)知識(shí)，取得了比較滿意的效果，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)意圖 關(guān)鍵詞：塑料模具；注射成型；模具設(shè)計(jì)；礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）5AbstractIn 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;礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）6第一章 引言畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是大學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié),既是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)踐與研究的全面總結(jié)，又是對(duì)學(xué)生素質(zhì)與能力的一次綜合檢驗(yàn)，還是學(xué)生畢業(yè)資格。其目的有以下幾方面：（1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行分析與解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。（2）培養(yǎng)學(xué)生收集、整理和分析各種資料的能力，全面提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。（3）提高學(xué)生設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖的能力。提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)處理的能力。（4）全面提高學(xué)生綜合分析、總結(jié)提高、編制設(shè)計(jì)說明書及撰寫科技論文的能力。（5）提高學(xué)生外語、計(jì)算機(jī)應(yīng)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(dāng)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(duì)經(jīng)濟(jì)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(duì)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(gè)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(jié)構(gòu)合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作簡(jiǎn)單方便，效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，還有維護(hù)保養(yǎng)方便。隨著模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的迅猛發(fā)展，塑料成型模具將趨向于高效率、自動(dòng)化、大型、精密、長壽命的方向發(fā)展。本次設(shè)計(jì)的題目是“礦泉水瓶蓋模具設(shè)計(jì)” ，其內(nèi)容為：（1）學(xué)會(huì)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(xì)部特征；礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）7（2）研究制件的排位方式和進(jìn)澆方式，畫草圖確定模具的整體結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)能循環(huán)工作，穩(wěn)定可靠；（3）在深入研究制件的基礎(chǔ)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(jié)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(jìn)一步完善凸凹模和各細(xì)微結(jié)構(gòu)；（6）調(diào)用 EMX 中適合的模架完成模架設(shè)計(jì)；（7）在 UG4.0 中出模具轉(zhuǎn)配圖和模仁圖，以及對(duì)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(jìn)行完善。礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）8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(xué)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(fù)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(shè)計(jì)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(fēng)扇產(chǎn)品的大量普及價(jià)格也不斷下跌要求生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，成型周期短生產(chǎn)自動(dòng)化程度高、成型周期短，有較好電絕緣性。2.2 制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì)用 UG4.0 軟件進(jìn)行礦泉水瓶蓋的三維建模，三維實(shí)體模型更加直觀的表現(xiàn)了產(chǎn)品造型,可以從各個(gè)角度對(duì)模型進(jìn)行觀察，軟件可以測(cè)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(jìn)行熔體的充模仿真，可以驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)的正確性，制品如圖 2.2礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）9圖 2.2: 礦泉水瓶蓋（用 UG4.0 設(shè)計(jì)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(yīng)用范圍廣、加工性能良礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）10好，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但由于其力學(xué)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(xué)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(diǎn)。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(dòng)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(diǎn)，熔融流動(dòng)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(dòng)性，且熱穩(wěn)定性較好，在約高于 285℃時(shí)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(huì)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(duì)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(jī)，但更長采用螺桿式注塑機(jī)，后者更適于形狀復(fù)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(shí)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(chǔ)存時(shí)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(shí)；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(xué)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(xué)性能皆高于聚烯烴，拉伸時(shí)無屈服現(xiàn)象。②熱學(xué)性能 聚苯乙烯分子鏈雖是剛性鏈，但由于是無定形結(jié)構(gòu)，超過玻璃化溫度即開始軟化，軟化點(diǎn)僅 95℃左右，許多力學(xué)性能都受到溫度升高的明顯影響。最礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）11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(dòng)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(yīng)力，并且在空氣中會(huì)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(jiān)韌固體。①力學(xué)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(xué)性能。拉伸、壓縮、彎曲強(qiáng)度均相當(dāng)于聚酰胺 6、聚酰胺 66，沖擊強(qiáng)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(xué)性能方面缺點(diǎn)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(dāng)，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(duì)電性能有一定不利影響，在標(biāo)準(zhǔn)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。由于吸濕性較礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）12小，環(huán)境溫度對(duì)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(xué)性能基本不變，但在潮濕環(huán)境及強(qiáng)烈日照條件下，會(huì)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(xué)性能方面的缺點(diǎn)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(diǎn) 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(qiáng)度 33~49 35~63 60~66拉伸彈性模量 1.8 2.8~3.5 2.3彎曲強(qiáng)度 80 61~98 105~113彎曲彈性模量 1.4 - 1.54壓縮強(qiáng)度 18~39 80~112 85缺口沖擊強(qiáng)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礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）13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(diǎn)耐熱、表面硬度高、，尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)及電性能好，易成型加工，可鍍鉻耐水、耐化學(xué)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(xué)性能，流動(dòng)性好，易于成型；成型收縮率小，理論計(jì)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(duì)水分的敏感性較大，在加工前進(jìn)行充分的干燥和預(yù)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(dá)8～16h可避免因微量水汽的存在導(dǎo)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(dòng)化程度高實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)選用烘干料斗并裝備熱風(fēng)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礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）14ABS塑料非牛頓性較強(qiáng)，在熔化過程溫度升高時(shí)，其熔融降低很小，但一旦達(dá)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(dǎo)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(jī)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(shí)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(gòu)造不算非常復(fù)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(jī)會(huì)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(qiáng)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(dāng)注射速度過快時(shí)，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(duì)較高，模具溫度也相對(duì)較高。一般調(diào)節(jié)模溫為75～85％，當(dāng)生產(chǎn)具有較大投影面積制件時(shí)，定模溫度要求70～80℃，動(dòng)模溫度要求50～60℃。臺(tái)燈固定夾屬中小型制件，形狀也不算復(fù)雜不用考慮專門對(duì)模具加熱。2.4.5 料量控制注塑機(jī)注塑ABS塑料時(shí)，其每次注射量?jī)H達(dá)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)定注射量的50％ [6]。通常要確保注塑機(jī)生產(chǎn)條件及參數(shù)有一個(gè)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(shí)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。礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）15第三章 模具與注射機(jī)的關(guān)系模具型腔能否充滿與注射機(jī)允許的最大注射量密切相關(guān)，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射的范圍內(nèi)。礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）163.1 塑件的體積計(jì)算由于塑件上存在一個(gè)凸臺(tái)、兩個(gè)鉤形體和一些曲面，形狀復(fù)雜，所以只能近似的計(jì)算其體積。在 UG4.0ngineer 軟件上可算出塑件的總體積V＝3357mm 33.2 注射機(jī)的選擇塑件的體積應(yīng)該小于或者等于注射機(jī)的注射量。其關(guān)系式為：V 件 ≤0.8V 注V 注 ——注射機(jī)的注射量所以：V 注 ≥V 件 ÷0.8＝4196.25mm 3=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(shè)計(jì)手冊(cè)》表 2-40 熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)與主要技術(shù)規(guī)格中，根據(jù)以上所得出的體積結(jié)果，初步選 XS-ZY—500（立式）注射機(jī)。其主要技術(shù)規(guī)格如表5。 表 5 XS-ZY—500（立式）注射機(jī)主要技術(shù)規(guī)格礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）17螺桿直徑（mm） Ф65 鎖模力（kN） 3500注射容量（cm 3） 500 最大注射面積（cm 2）1000注射壓力（MPa） 145 模板行程（mm） 120最大 450 球半徑 12 模具厚度（mm） 最小 300噴嘴（mm） 孔直徑 Ф4.5定位孔直徑（mm） Ф100 0+0.06 中心孔徑（mm） Ф30第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）18注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)置、模具工件零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(fù)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(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）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(jiǎn)單分型面。3) 分型面應(yīng)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(shí)留在動(dòng)模一邊，有利于設(shè)推出機(jī)構(gòu)。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(duì)成型面積的影響。10) 對(duì)排氣效果的影響。11）分型面設(shè)在臺(tái)階或轉(zhuǎn)角處，以免顯現(xiàn)分型痕跡。12) 對(duì)側(cè)向抽芯的影響。根據(jù)以上原則和結(jié)合實(shí)際情況下，本設(shè)計(jì)選用如圖1所示分型面：礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）19紅 線 處 為 階梯 分 型 面綠 線 處 為 所 設(shè) 的隱 藏 式 的 澆 口圖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(shè)計(jì)礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）205.1 主流道設(shè)計(jì)主流道與注射機(jī)噴嘴接觸處多做成半球形的凹坑，兩者應(yīng)嚴(yán)密的配合，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R 2應(yīng)比噴嘴球頭半徑R 1大1-2mm。主流道小端直徑應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑大0.5-1mm。大端直徑應(yīng)比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜太大，一般取2 0-60。當(dāng)主流道貫穿幾塊模板時(shí)，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(shè)計(jì)尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得SYS-10型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面孔徑：d 1＝2.5mm；噴嘴前端球面半徑：SR 1＝ 12mm；SR2=SR1+（1-2）mm ； d=d1+（0.5-1）mm；取主流道球面半徑：SR 2=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(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為3 0，經(jīng)換算礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）21得：主流大端直徑：D＝12mm;主流道長度：L＝72mm。5.3 澆口設(shè)計(jì)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(guān)鍵部位，澆口的形狀和尺寸對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，澆口在大多數(shù)情況下是整個(gè)流道中斷面尺寸最小的部分，對(duì)充模流動(dòng)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(shè)計(jì)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(jìn)料位置，從塑件一側(cè)進(jìn)料，有利于保證塑件的外觀，塑料的流動(dòng)性也能得到保證。澆口的斷面形狀常用圓形和矩形，本設(shè)計(jì)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(duì)減小塑料熔體流動(dòng)阻力和增加流速均勻有利，通常取 L＝0.5～2mm,初選 L＝1mm。 紅 線 處 為 階梯 分 型 面綠 線 處 為 所 設(shè) 的隱 藏 式 的 澆 口如圖 4頂針設(shè)計(jì)的理由礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）22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(jìn)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(shè)計(jì)常用型腔成型尺寸的計(jì)算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計(jì)算礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）23方法的區(qū)別在于平均收縮率法計(jì)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(chǔ)上，當(dāng)塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時(shí)，這種誤差有可能會(huì)顯著增加，這時(shí)一些模具設(shè)計(jì)單位就采用公差帶法來進(jìn)行尺寸計(jì)算，平均收縮率法計(jì)算簡(jiǎn)單無需驗(yàn)算而公差帶法計(jì)算復(fù)雜需要經(jīng)過多次初算驗(yàn)算，且考慮因素較多 [9]。考慮到礦泉水瓶蓋模具較簡(jiǎn)單制造成本低，設(shè)計(jì)時(shí)間短故按平均收縮率法計(jì)算成型尺寸比較簡(jiǎn)單易行 [11]。采用 δ Z ,δ C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δ Z --------型腔制造公差δ C --------型腔最大許用磨損量，δ C 取為塑件尺寸公差△的三分之一表 3.4: 公式表δ Z ,δ C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(cè)得 ABS 塑料收縮率波動(dòng)為 0.3~0.8%。7.1 型腔徑向尺寸計(jì)算（此題公差為自己標(biāo)注）以最大徑向尺寸計(jì)算，測(cè)量得 Ls 為 52mm,塑件精度選為 MT2 對(duì)應(yīng)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(dòng)部分影響的尺寸公差查表得△=0.42mm, δ C=△/3=0.14mm礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）24Lm=[52+52×（0.003+0.008）/2-（3/4）×0.42]=51.97 0+0427.2 型芯外徑尺寸計(jì)算以型芯最大徑向尺寸計(jì)算，測(cè)量得 Ls 為 52 mm,塑件精度選為 MT2 對(duì)應(yīng)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(dòng)部分影響的尺寸公差查表得△=0.42mm, δ C=△/3=0.14mmLm=[52+52×（0.003+0.008）/2+(3/4) ×0.42]=52.60 -0.4207.3 型腔深度尺寸計(jì)算由 UG4.0 測(cè)量得型腔深度為 7mm，以 IT9 精度等級(jí)制造型腔查手冊(cè)，按 B 類不受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差值查表得△=0.32mm，δ C =0.1mmLm=[7+7×（0.003+0.008）/2-（3/4）×0.32] 0+0.32=6.800+0.327.4 型芯高度尺寸計(jì)算UG4.0 測(cè)量得塑件高度尺寸為 8mm，以 IT9 精度等級(jí)制造查手冊(cè)得，按 A 類不受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差值查表得△=0.20，δ Z=0.067mmhm=[8+8×(0.003+0.008)/2+(2/3) ×0.20] 0-0.067=8.28 0-0.067mm7.5 兩成型桿的中心距計(jì)算Cs=132.3mm, 以 IT9 精度等級(jí)制造查手冊(cè)，按 B 類受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差值查表得△=0.30mm，δ Z=0.11mm礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）25Cm=[132.3+132.3×(0.003+0.008)/2]±0.055=133.028±0.055mm第八章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與模架的選用礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）268.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)制件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個(gè)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(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循下列原則。1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動(dòng)的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。正因如此，在分型面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量注意，開模后使塑件能留在動(dòng)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析塑件對(duì)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(diǎn)應(yīng)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(diǎn)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(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠、靈活，制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)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(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對(duì)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(shí)的正確復(fù)位 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮合模時(shí)機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不會(huì)與其他模具零件相干涉。推出機(jī)構(gòu)的種類按動(dòng)力來源可分為手動(dòng)推出，機(jī)動(dòng)推出，液壓氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)只能采用頂針推出；方案2，直接采用手動(dòng)脫模，但時(shí)間會(huì)加長要增加勞動(dòng)力。所以，從經(jīng)濟(jì)上和時(shí)間上考慮決定采用方案1。礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）278.2 模架的選用本設(shè)計(jì)采用大水口CI-3540-A60-B90-C90的標(biāo)準(zhǔn)模架，此模架設(shè)計(jì)采用自動(dòng)脫模，所以適合標(biāo)準(zhǔn)模架。如圖：礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）28礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）29第九章 注射機(jī)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(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力，其關(guān)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(jī)的額定注射壓力（MPa） 。本塑件成型材料為 ABS，P 成 =110—140MPa，對(duì)于 XS-ZY—500（立式）型注射機(jī)，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(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力，其關(guān)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（mm 2） ；P 鎖 ——注射機(jī)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(cè)量，估算塑件的表面積：A=7348.8mm 2 礦泉水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)（論文）30注射機(jī)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=3×26×2＋π（ 6/2） 2=184.26mm2。所以 F=A+ A1=7348.8mm2+115.07mm2=7463.87mm2P 腔 ×F=46.67MPa×7463.87mm2=34.4×103NP 模 =34.4×103N故 P 腔 ×F＜P 鎖 即所選注射機(jī)的鎖模力能符合要求。9.3 模具厚度的校核模具閉合高度：H＝30＋20＋60＋70+70+25＝275mm對(duì)于注射機(jī) Hmax=450mmHmin=300mm于是 HminHHmax所以，模具的閉合高度滿足。9.4 開模行程的校核塑件加主流道的高度H 2＝108mm塑件頂出距離H 1＝30mm所需的開模行程為：S=H 2+H1 +(5～10)133.5～128mm