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1、成 都 纺 织 高 等 专 科 学 校设计说明书题 目 ：矿 泉 水 瓶 吹 塑 模 具 设 计系 院 ：机 械 系专 业 ：模 具 设 计 与 制 造班 级 ：模 具 091姓 名 ：钟 阳 波指 导 教 师 ：罗 岗时 间 ：2011 年 11 月 8 日各 种 矿 泉 水 瓶 广 泛 运 用 于 社 会 生 活 之 中 ， 合 理 设 计矿 泉 水 瓶 的 形 状 造 型 结 构 ， 包 括 容 积 、 壁 厚 、 外 形 、 底部 和 瓶 口 螺 纹 等 的 设 计 ， 其 形 状 能 吸 引 大 众 的 眼 球 是 我们 设 计 者 所 追 求 的 最 高 境 界 。矿 泉 水 瓶
2、吹 塑 模 设 计 ， 采 用 平 行 移 动 式 模 具 ， 设 计内 容 包 括 模 具 材 料 选 择 、 模 具 型 腔 、 模 具 主 体 、 冷 却 系统 、 切 口 部 分 、 嵌 块 部 分 、 排 气 孔 槽 和 导 向 部 分 等 。根 据 本 次 设 计 的 矿 泉 水 瓶 的 功 能 、 材 料 及 各 个 工 艺特 点 ， 吹 塑 工 艺 采 用 挤 出 吹 塑 ， 矿 泉 水 瓶 的 成 型 包 括 成型 设 备 和 成 型 工 艺 条 件 等 的 分 析 设 计 。1 引 言目 前 常 用 的 吹 塑 制 品 原 料 是 以 聚 乙 烯 (PE)和 聚 氯乙 烯
3、(PVC)为 主 。 因 为 聚 乙 烯 制 品 无 毒 ， 容 易 加 工 ， 聚氯 乙 烯 价 廉 ， 透 明 性 和 印 刷 性 能 较 好 。 中 空 成 型 是 把 熔融 状 态 的 塑 料 制 成 型 坯 ， 置 入 模 具 内 闭 合 模 具 通 入 压 缩空 气 (气 压 为 2.7 5Kg cm )， 将 型 坯 吹 胀 成 模 腔 形 状2制 品 在 模 内 保 压 条 件 下 ， 冷 却 定 型 开 模 取 出 。根 据 成 型 方 法 的 不 同 ， 此 次 的 设 计 采 用 挤 出 吹 塑 成型 ， 其 熔 融 型 坯 是 用 挤 出 机 挤 出 ， 优 点 是 设
4、 备 和 模 具 简单 ， 缺 点 是 型 坯 壁 厚 不 易 均 匀 ， 从 而 引 起 塑 件 壁 厚 差 异 。2 吹 塑 件 结 构 与 材 料 分 析2.1 吹 塑 件 结 构 分 析a 塑 件 设 计 尽 量 壁 厚 均 匀 ， 无 过 薄 过 厚 的 部 分 。b 塑 件 长 度 也 应 考 虑 延 伸 比 。c 瓶 盖 与 瓶 口 部 分 应 采 用 螺 纹 结 合 。d 塑 件 侧 壁 与 底 部 的 交 接 部 分 ， 一 般 不 允 许 设 计 成尖 角 ， 二 界 面 角 采 用 圆 弧 过 渡 ， 三 界 面 角 可 用 球 面 过 渡 。e.塑 件 支 承 面 ，
5、特 别 注 意 要 减 少 结 合 缝 与 支 承 面 的重 合 部 分 。 因 切 口 的 存 在 将 影 响 塑 件 放 置 的 平 稳 性 。 同时 也 要 增 加 底 部 刚 度 。容 积 ：V=555ml容 器 的 平 均 壁 厚 ：t=1mm外 形 ：采 用 圆 形 容 器底 部 ：采 用 环 形 支 承 面制 品 底 部 应 设 计 成 内 凹 形 。 制 品 的 转 角 处 及 内 凹 处 ，均 作 较 大 的 圆 弧 过 渡口 部 ：为 使 容 器 口 部 能 更 好 地 与 盖 及 密 闭 器 配 合 ， 容 器 口部 有 螺 纹 结 构 设 计 图 1 矿 泉 水 瓶 结
6、 构 图 2.2吹 塑 件 的 材 料 分 析吹 塑 用 塑 料 的 性 能 比 较 见 表 1表 1 吹 塑 用 塑 料 的 性 能 比 较材 料 密 度 刚 度 耐 冲 击强 度耐 热 性 透 明 性POM 1 1 6 6 12ABS 6 7 6 7 7CA 3 8 11 7 1PC 3 6 3 2 4LDPE 11 11 1 4 17HDPE 9 10 3 3 10PP 12 9 6 1 7PS 6 5 9 8 10PVC 2 4 9 12 1材 料 选 择 聚 丙 烯 。聚 丙 烯 的 性 能 ：聚 丙 烯 （ PP） 是 由 丙 烯 单 体 （ CH CH CH ） 聚32合 而 成
7、 。 是 无 毒 、 无 味 、 半 透 明 塑 料 。 具 有 质 轻 的 特 点 ，其 密 度 为 0.90 0.91g/cm ， 是 通 用 塑 料 中 密 度 最 低 的3一 种 。聚 丙 烯 具 有 优 良 的 耐 热 性 ， 长 期 使 用 温 度 可 高 达100 120 ， 短 期 使 用 温 度 为 140 ， 无 载 荷 时 使 用 温度 可 达 150 ， 聚 丙 烯 是 通 用 塑 料 中 唯 一 能 在 水 中 煮 沸 ，并 能 经 受 135 的 消 毒 温 度 的 品 种 。 以 PP为 基 材 的 多层 容 器 可 在 温 度 高 达 90 条 件 下 进 行
8、热 灌 装 或 消 毒 处理 。聚 丙 烯 的 耐 低 温 性 不 如 聚 乙 烯 ， 力 学 强 度 、 刚 性 和耐 应 力 开 裂 性 都 超 过 高 密 度 聚 乙 烯 ， 聚 丙 烯 是 一 种 非 极性 塑 料 ， 具 有 优 良 的 化 学 稳 定 性 ， 并 且 结 晶 度 越 高 ， 化学 稳 定 性 越 好 。 聚 丙 烯 具 有 有 优 良 的 耐 弯 曲 疲 劳 性 ， 很适 宜 制 造 盖 体 合 一 的 容 器 ， 带 铰 链 的 双 层 壁 的 吹 塑 工 具箱 等 。聚 丙 烯 的 成 型 性 能 ：聚 丙 烯 的 熔 点 较 高 ， 冷 却 速 率 较 大 ，
9、 型 坯 热 封 性 差 ，易 在 闭 模 时 夹 断 。 聚 丙 烯 的 收 缩 率 较 大 ， 约 为1.0% 2.5%， 收 缩 会 随 制 品 壁 厚 、 成 型 工 艺 、 填 料 加 入量 的 不 同 而 变 化 。聚 丙 烯 具 有 良 好 的 成 型 性 ， 可 采 用 挤 出 吹 塑 、 注 射吹 塑 、 注 射 拉 伸 吹 塑 等 方 法 制 成 中 空 容 器 。3 吹 塑 模 具 的 结 构 与 材 料 分 析3.1吹 塑 模 具 结 构 分 析3.11 平 行 移 动 式 模 具该 种 结 构 由 两 半 个 相 同 模 腔 构 成 ， 通 过 合 模 机 使 之闭
10、合 。 模 具 (如 图 3)的 安 装 采 用 直 接 安 装 法 为 好 ， 即 在模 具 上 做 出 螺 纹 孔 ， 用 螺 钉 穿 过 合 模 机 安 装 板 直 接紧 固 。 目 前 生 产 几 乎 都 采 用 该 种 结 构 形 式 。图 3 平 行 移 动 式 模 具 图此 次 采 用 平 行 移 动 式 模 具 ， 其 基 本 结 构 包 括 两 半 部分 ， 其 中 一 半 作 为 定 模 ， 另 一 半 作 为 动 模 。 它 是 由 模 具型 腔 、 模 具 主 体 、 冷 却 系 统 、 切 口 部 分 、 排 气 孔 槽 和 导向 部 分 等 组 成 。3.12 挤
11、出 吹 塑 模 具挤 出 吹 塑 模 具 的 结 构 ：吹 塑 模 具 主 要 由 两 半 凹 模 构 成 。 因 模 颈 圈 与 各 夹 料块 较 易 磨 损 ， 故 一 般 做 成 单 独 的 嵌 块 ， 以 便 于 修 复 或 更换 。挤 出 吹 塑 模 具 的 特 点 ：与 注 射 成 型 模 具 相 比 ， 挤 出 吹 塑 模 具 有 以 下 特 点 ：吹 塑 模 具 对 材 料 的 要 求 较 低 ， 选 择 范 围 较 宽 。吹 塑 模 具 只 有 凹 模 ， 且 其 型 腔 一 般 不 需 经 硬 化 处 理 ，除 非 要 求 长 期 生 产 。吹 塑 模 腔 内 型 坯 则
12、通 过 膨 胀 来 成 型 ， 这 可 减 小 制 品上 的 流 痕 与 结 合 缝 及 模 腔 的 磨 损 等 问 题 。由 于 没 有 型 芯 ， 吹 塑 制 品 上 较 深 的 凹 陷 也 能 脱 模 ，不 需 设 置 像 注 射 模 所 广 泛 采 用 的 滑 块 、 顶 杆 或 凸 轮 等 。4 矿 泉 水 瓶 挤 出 吹 塑 机 头 尺 寸 计 算4.1 出 模 膨 胀 系 数 选 择表 2为 总 结 出 来 的 系 数 。 聚 丙 烯 的 出 模 膨 胀 系 数 取1.6。表 2 材 料 的 出 模 膨 胀 系 数塑 料 名 称 代 号 出 模 膨 胀 系数高 密 度 聚 乙烯H
13、DPE 1.04 1.90低 密 度 聚 乙烯LDPE 1.30 1.65聚 氯 乙 烯 PVC 1.05 1.10聚 丙 烯 PP 1.55 1.80聚 苯 乙 烯 PS 1.30 1.60聚 对 苯 二 甲酸 乙 二 酯PET 1.10 1.355 吹 塑 模 具 的 型 腔5.1 分 型 面 选 择设 计 吹 塑 模 具 时 首 先 要 考 虑 的 一 个 问 题 是 分 型 面 的选 择 ， 其 位 置 由 吹 塑 制 品 的 形 状 确 定 。 对 横 截 面 为 圆 形的 容 器 ， 分 型 面 通 过 其 直 径 设 置 ；本 塑 件 为 圆 形 容 器 ， 分 型 面 通 过
14、圆 形 的 直 径 则 可 。5.2 型 腔 表 面 处 理本 塑 件 在 外 表 面 上 雕 刻 图 案 以 增 强 制 品 的 刚 度 和 强度5.3 型 腔 尺 寸 的 计 算容 器 类 的 制 件 一 般 要 求 不 严 格 ， 成 型 收 缩 率 影 响 不大 ， 但 对 有 刻 度 的 部 分 或 螺 纹 处 ， 收 缩 率 就 有 相 当 的 影响 ， 体 积 越 大 影 响 也 越 显 著 。型 腔 结 构 如 下 图 6所 示 ：6吹 塑 模 具 的 颈 部 嵌 块 及 底 部 嵌 块 设 计本 次 矿 泉 水 瓶 螺 纹 镶 块 设 计 采 用 锥 形 结 构 ， 如 下
15、图 9所 示 ：图 9 螺 纹 镶 块吹 塑 模 具 底 部 一 般 设 置 单 独 的 嵌 块 ， 以 挤 压 、 封 接型 坯 的 一 端 ， 并 切 去 尾 料 。设 计 模 底 块 时 应 主 要 考 虑 夹 料 口 刃 与 尾 料 槽 ， 它们 对 吹 塑 制 品 的 成 型 与 性 能 有 重 要 影 响 。本 次 矿 泉 水 瓶 底 部 嵌 块 设 计 如 下 图 10所 示 ： 图 10 底 部 嵌 块7 吹 塑 模 具 的 冷 却 系 统 设 计为 了 缩 短 制 品 在 模 具 内 的 冷 却 时 间 并 保 证 制 品 的 各个 部 位 都 能 均 匀 冷 却 ， 模 具
16、 冷 却 管 道 应 根 据 制 品 各 部 位的 壁 厚 进 行 布 置 。 例 如 ， 塑 料 瓶 口 部 位 一 般 比 较 厚 ， 在设 计 冷 却 管 道 时 就 应 加 强 瓶 口 部 位 的 冷 却 。7.1 冷 却 系 统 设 计 原 则1） 一 般 塑 件 的 壁 厚 越 后 ， 水 管 孔 径 越 大 。 其 塑 件 的壁 厚 、 孔 径 的 大 小 以 及 孔 的 位 置 关 系 可 参 考 表 5选 取 。表 5 塑 件 的 壁 厚 、 孔 径 的 大 小 以 及 孔 的 位 置壁 厚 回 路 直 径2 8 104 10 126 12 15D=（ 1 3） dp=(3 5) d本 塑 件 壁 厚 为 2mm,参 考 表 2， 选 取 回 路 直 径 8mm9 吹 塑 模 具 的 排 气 系 统 设 计吹 塑 模
