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1、毕业设计毕业设计( (论文论文) )矿泉水瓶瓶盖注塑模设计矿泉水瓶瓶盖注塑模设计系系 别别 ：机械与电子工程系专专业业（班班级级）： 机械设计制造及其自动化 11 级升本作作者者（学学号号） ：任方成（51101090008）指指导导教教师师：王贤才完完成成日日期期：2013 年 5 月 16 日目 录中文摘要中文摘要.3英文摘要英文摘要.41 前言前言.51.1 本研究领域的现状和国内外的发展趋势51.1.1 概述.51.1.2 国外的发展情况.51.1.3 国内的发展情况.61.2 本课题的研究内容、要求、目的及意义61.2.1 本课题的研究内容.61.2.2 本课题的研究要求.71.2.
2、3 本课题的研究目的.71.2.4 研究意义.72 注塑模具设计部分注塑模具设计部分.82.1 塑件分析82.2 塑料材料的成型特性82.3 设备的选择92.3.1 塑件的体积.92.3.2 锁模力的校核.112.3.3 开模行程的校核.122.4 浇注系统的设计122.4.1 主流道的设计.122.4.2 分流道的设计.122.4.3 冷料穴的设计.142.4.4 设计所用的浇口形式.142.4.5 分型面的设计.152.4.6 排气槽的设计.152.5 成型零部件的设计和计算152.5.1 成型零部件的设计.152.5.2 成型零件工作尺寸的计算.152.5.3 型腔壁厚计算.182.6
3、脱模机构的设计和计算202.6.1 脱模阻力的计算.202.6.2 脱模机构的设计.212.7 脱螺纹机构的设计212.7.1 脱螺纹的形式.212.7.2 旋转脱螺纹扭距的计算.212.7.3 对主流道凝料能否脱出的校核.222.7.4 止转装置的设计.232.7.5 驱动装置和传动装置的设计和计算.232.8 合模导向机构的设计272.8.1 顶出系统的导向.272.8.2 成型零件的导向及定位.282.9.1 冷却系统的设计.282.9.2 模具冷却时间的计算.292.9.3 冷却参数的计算.302.10 支承与连接零件的设计与选择312.10.1 非标零件的设计.312.10.2 标准
4、零件的选取.31结论结论.32谢辞谢辞.33参考文献参考文献.34插图清单图 2-1 塑件 2D 图8图 2-2 浇口套.13图 2-3 分流道的设计.14图 2-4 主流道冷料穴和拉料装置.14图 2-5 分流道浇口.15图 2-6 型芯与塑件.16图 2-7 支撑柱.28图 2-8 导柱和导套的设计.28图 2-9 冷却水道的设计.29插表清单表 2-1 聚丙烯的力学性能.8表 2-2 聚丙烯的热性能及电性能.9表 2-3 聚丙烯的物理性能.9表 2-4 聚丙烯的工艺参数.9表 2-5 一模两腔.11表 2-6 设计中所用螺钉.31表 2-7 设计中所用螺母.31矿泉水瓶盖注射模具设计矿泉
5、水瓶盖注射模具设计摘摘 要：要：本文详细介绍了矿泉水瓶盖注射模具的设计。采用一模两腔，边缘式浇口，利用型芯成型塑件的内止转齿，齿条、齿轮脱螺纹，顶杆顶出塑件。并对浇注系统、成型零件、脱模机构、脱螺纹机构、合模导向机构和温度调节系统做了详细设计和计算。关键词：关键词：注射模,螺纹型芯,边缘浇口The design of the bottle lid of the cosmetics injecting moldingAbstract: This text has introduced the design that the bottle lid of the cosmetics injected
6、 the mould in detail . using two cavities, edge gate , the thread plug shape the tooth inside , and turn on the rack. Gear transmission to let the whorl out of the thread ring. using the ejector pin to let it off finally .In this design I check the feed system ,Shaping part. Organization of ejection
7、 force.Organization of taking off the thread ring. Shuting the mould and guide the systematic design and calculation of the organization and temperature control .Key words: injection ,mould threaded core ,edge gate 矿泉水瓶瓶盖注塑模设计矿泉水瓶瓶盖注塑模设计1 前前 言言1.1 本研究领域的现状和国内外的发展趋势本研究领域的现状和国内外的发展趋势1.1.1 概述概述21 世纪模具制
8、造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化，追求的目标是提高产品质量及生产效率、缩短设计及制造周期，降低生产成本、最大限度地提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。1.1.2 国外的发展情况国外的发展情况国外的模具发展状况具体表现为以下七个特征（1）集成化技术 现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成，更应该强调技术人和管理的集成。在开发模式制造系统时强调“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成，这更适合未来制造系统的需要。（2）智能化技术应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化，以及模具设备的智能化，也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥
9、。（3）网络技术的应用网络技术包括硬件与软件的集成实现。各种通讯协议及制造自动化协议，信息通讯接口，系统操作控制策略等，是实现各种制造系统自动化的基础。目前早通过了Internet 实现跨国界模具设计的成功例子。（4）多学科多功能综合产品设计技术产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识，还用到了电磁学、光学、控制理论等，甚至要考虑到经济、心理、环境、卫生及社会等各方面的因素。产品的开发要进行多目标全性能的优化设计，以追求模具产品动静态特性、效率、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合。（5）虚拟现实与多媒体技术的应用虚拟现实在 21 世纪整个制造中都将有广泛的应用，可以用于培训
10、、制造系统、仿真实现基于制造仿真的设计与制造、集成设计与制造、实现集成人的设计等。美国已于 1999 年借助于 VR 技术成功地修复了哈博太空望远镜。多媒体技术采用多种介质来存储、表达处理多种信息，融文字、语音、图象于一体，给人一种真实感。（6）反求技术的应用在许多情况下，一些产品并非来自设计概念，而是起源于另外一些产品或实物，要在只有产品原型或实物模型，而没有产品图样的条件下进行模具设计和制造以便制造出产品。此时需要通过实物的测量，然后利用测量数据进行实物的 CAD 几何模型的重新构造。这种过程就是反求工程 RE。建立了 CAD 几何模型后，就可以依据这种数字化的几何模型用于后续的许多操作。
11、（7）快速成形制造技术快速成形制造技术 RPM 基于层制造原理，迅速制造出产品原型，而与零件的几何复杂程度无关，尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型供设计评估、装配校检、功能实验。而且还可以通过形状复制，快速经济地制造出产品模具，从而避免了传统模具制造的费时和耗成本的 NC 加工，因而 RPM 技术在模具制造中发挥着重要的作用。1.1.3 国内的发展情况国内的发展情况目前国内模具行业的基本情况是，随着轻工业及汽车制造业的迅速发展，模具设计制造日渐受到人们广泛关注，已形成一个行业。但是我国模具行业缺乏技术人员，存在品种少、精度低、制造周期长、寿命短、供不应
12、求的状况。一些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造，需要每年花几百万、上千万美元从国外进口，制约了工业的发展，所以在我国大力发展模具行业势在必行。为了提高模具企业的设计水平和加工能力。中国模具协会向全国模具行业推荐适合于模具企业用的 CAD/CAM 系统。但国内优秀的 CAD/CAM 系统很少，只有少数适合模具行业应用。而国外购买的虽有强大的三维曲面造型能力、强大的结构有限元分所能力、强大的计算机辅助制造能力、产品数据管理能力等，但价格昂贵，一般企业难以支持。1.2 本课题的研究内容、要求、目的及意义本课题的研究内容、要求、目的及意义1.2.1 本课题的研究内容本课题的研究内容做化妆品瓶盖的模
13、具设计，使该化妆品的瓶盖注射模结构简单，型腔、型芯、齿轮传动机构设计合理，并可自动脱模。并书写开题报告，和模具说明书。根据说明书画模具 CAD 图。1.2.2 本课题的研究要求本课题的研究要求（1）此塑件外表面不允许有印迹，并且要光滑。（2）要使注射模结构简单，并可自动脱模。（3）流道设计合理，可保证产品质量并且又节约生产原材料。（4）了解聚丙烯的性能、特性和设计时的要求。1.2.3 本课题的研究目的本课题的研究目的（1）检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。（2）步掌握进行模具设计的方法、过程，为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写科研论文打下基础。（3）培养自己的动手能力、创新能力、计
14、算机运用能力。1.2.4 研究意义研究意义（1）对于模具的设计可以从选材到设计到成型有一个完整的了解和初步的掌握。以进一步的熟练掌握 AuToCAD 的运用。（2）锻炼自己的独立思考能力和创造能力，为更好更快的适应工作作准备。2 注塑模具设计部分注塑模具设计部分2.1 塑件分析塑件分析下图是一矿泉水瓶的瓶盖，从该塑件的外观可以看出为了要使此塑件的外观不留下印迹，可以采用改良的边缘浇口。利用齿轮传动螺纹型芯的结构达到自动脱模。经分析在塑件内的顶面设计一圈防转齿（见图） ，可较好地满足产品的生产要求。图 2-1 塑件 2D 图2.2 塑料材料的成型特性塑料材料的成型特性表 2-1 聚丙烯的力学性能
15、材料性能纯聚丙烯玻纤增强聚丙烯屈服强度/Mpa377890拉伸强度/Mpa7890断裂伸长率/%200 弯曲强度/Mpa67132弯曲弹性模量/Gpa1.454.5简支梁冲击强度(无缺 口)/(kJ/m)7851简支梁冲击强度(缺口)/(kJ/m)3.54.814.1布氏硬度 HBS8.659.1表 2- 2 聚丙烯的热性能及电性能材料性能纯聚丙烯玻纤增强聚丙烯玻璃化温度/-18-10 熔点(粘流温度)/170176170180热变形温度/ 45N/cm 180/cm102115 5667127 127线膨胀系数/(10-/)9.84.9比热容/J/kgK)1930 热导率/W/(mK)0.1
16、18 燃烧性/cm/min)慢 体积电阻/cm1016 击穿电压/(kV/mm)30表 2- 3 聚丙烯的物理性能材料性能纯聚丙烯玻纤增强聚丙烯密度/(g/cm)0.900.91 比体积/(cm/g)1.101.11 吸水性/%(24 小时) 长时间0.010.03 浸水 18d0.50.05 透明度或透光度半透明表 2- 4 聚丙烯的工艺参数材料性能纯聚丙烯玻纤增强聚丙烯成型收缩率/%1.03.00.40.8拉伸模量 E/*10Mpa1.61.73.16.2泊松比 0.43 与刚的摩擦因数 0.490.512.3 设备的选择设备的选择2.3.1 塑件的体积塑件的体积根据塑件的体积可以得出大概的注射量，从而粗略的得出大概的注射量。本课题的塑件体积为：式(2-3a) 3222122205.17)07.1115()2/60(07.11)2/54()2/60()(cmhhRhrRV
