毕业设计论文矿泉水瓶盖注塑模的设计

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1、济源职业技术学院 毕 业 设 计题目 矿泉水瓶盖注塑模的设计 系别 机电工程系 专业 模具设计与制造 班级 模具0802 姓名学号指导教师日期 2010年12月 济源职业技术学院毕业设计设计任务书设计题目：矿泉水瓶盖注塑模的设计设计要求：1. 确定合理工艺方案2. 设计合理的模具结构3. 设计要全面介绍模具的工作原理4. 内容丰富、文字精练、讲述详细、实用价值高设计进度要求：第一至七周 技能训练第八周 搜集模具相关资料第九周 前期准备工作第十周 模具基本类型与工作部分零件尺寸计算第十一周 模具整体设计和绘制装配图第十二周 模具主要零件图的绘制第十三周 毕业论文的校核、修改第十四周 打印装订，准

2、备答辩指导教师（签名）： II摘 要本次模具设计的内容是“矿泉水瓶盖注塑模的设计”。之所以选择这个设计题目主要有两方面意义：1、瓶盖是带螺纹的塑件，要求设计时要充分考虑到脱模的方式方法，多分型面结构以及点浇口方式的模具结构设计方法；2、瓶盖属中小型件，在我们的日常生活中有一定的普遍性和代表性，为今后的实用性模具设计奠定了基础，以更好的服务模具制造业服务社会。设计内容是从零件的工艺分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。其开始是从零件的材料选择，接下是成型参数、密度、收缩率的确定，模具种类与模具设计的关系、塑件的尺寸精度与结构、注射机的选择、模具设计有关尺寸的计算（包括模具行腔型芯的计算及

3、其公差的确定）、注塑机参数的校核、模具结构设计、模具冷却、加热系统计算、注射模标准件的选用及总装技术要求等内容。其中模具结构设计是这次设计的主要内容，其内容包含了模具的分型面选择、主流道及分流道的设计与布局，推出机构导向机构,铰链的设计等一系列模具的重要零部件的设计加工方法和加工注意要点。这样更有利于加工人员的一线操作，使其通俗易懂加工方便。本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且让我做到所学的运用到实践当中，更让我了解了塑料模具设计的全过程和加工实践的各种要点。希望本次设计为今后的工作奠定一个良好的基础。关键词：矿泉水瓶盖，注塑模，铰链，PP目 录摘 要II1 塑件工艺分析11.1 塑件设

4、计要求11.2 塑件的材料特征21.3 塑件材料的确定31.4 塑料的收缩率及密度确定31.5 模具种类与模具设计的关系32 塑件注射工艺参数的确立52.1 计算塑件的体积和质量52.2 制品壁厚52.3 脱模斜度52.4 圆角和螺纹设计62.5 尺寸精度73 注射模的结构设计93.1 分型面的选择93.2 确定型腔的数目及排列方式103.2.1 型腔数目的确定103.2.2 型腔排列方式的确定103.3 浇注系统的设计113.3.1 主流道的设计113.3.2 分流道的设计123.3.3 浇口设计143.4导向机构的设计153.5 推出机构的设计163.6 拉料杆的形式选择173.7 脱模机

5、构的设计173.8 成型结构设计193.8.1 动作原理193.8.2 结构特点203.8.3 型腔和型芯的结构特点203.8.4 限距拉板机构设计204 模具设计的有关计算214.1 塑料注射及参数214.2 选标准模架214.3 型腔和型芯工作尺寸计算214.4 凹模型腔侧壁厚度和底板厚度计算235 注射机有关参数的校核255.1 最大注射量的校核255.2 注射压力校核255.3 模具与注射机装模部位相关尺寸的校核265.4 锁模力的校核265.5 注射机开模行程校核276 模具冷却系统计算286.1 冷却回路所需的总面积计算286.2 冷却回路的总长度的计算296.3 冷却水体积流量的

6、计算307 注射模零件及总装技术要求317.1 零件的技术要求317.2 总装技术要求31致 谢33参考文献34 1 塑件工艺分析1.1 塑件设计要求该产品用于各种矿泉水瓶上,对瓶体起到锁合的作用，其零件外形图如图1.1产品精度及表面粗糙度要求为一般精度,但在加工制造过程中要求各部分有一定配合精度关系。产品为大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用点浇口自动脱模结构。由于该塑件要求批量大，所以模具采用一模四腔、组合型腔结构、浇口形式采用点浇口，以利于充满型腔。相对于大塑件可采用相对于小的塑件大的分流道，以达到同时充模的效果。 图1. 零件图此塑件上有三个尺寸精度

7、要求：零件上有多个尺寸有260.52；120.28；壁厚2mm,均为MT6级塑料精度，属于中等精度等级，在模具设计和精度要求，分别是：300.75；制造过程中要严格保证这些尺寸的精度要求。其余尺寸均无精度要求，为自由尺寸，可按MT10级精度查取公差值。塑件颜色：蓝色瓶盖形状如上图，整体尺寸如上图。瓶盖为底面半径15mm高12mm，瓶盖属于外部配件，表面精度要求较高，尺寸精度要求不高，内孔为螺纹制件，需保证其螺纹顺利旋合 该塑件尺寸中等且要求塑件表面精度等级较高，无凹痕。采用点浇口流道型腔注射模可以保证其表面精度。内螺纹依靠分瓣式可涨缩型芯来成型，模具分三次分型，采用拉板限距式。 该塑件为批量生

8、产，且塑件的形状较复杂。为了加工和热处理，降低成本，该塑件采用活动型芯的镶件结构，简化结构，降低模具的成本。1.2 塑件的材料特征聚丙烯（PP） 塑料零件的材料为PP（聚丙烯）其表面要求无凹痕。各方面性能如下：1）物理性能 为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.9-0.91g/cm,是目前所有塑料中最轻的品种之一。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、但它对水特别稳定，在水中24h 的吸水率仅为0.01%,成型性能好，制品表面光泽好，易于着色。聚丙烯具有聚乙烯的所有优良性能，如卓越的介电性能，耐水性、化学性能稳定。宜于成形加工等；还具有聚乙烯所没有的许多性能，可制做铰链，有教高的抗弯

9、曲疲劳强度，如（盖和本体合一的各种容器，经过7x107次开闭弯折未产生损坏和断裂现象，但其在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。2）力学性能 聚丙烯的结晶性高，结构规整具有优良的力学性能，有突出的抗弯曲疲劳强度。3）热性能 它熔点为164-170，制品能在100以上的温度进行消毒灭菌，在不受外力作用时150不变形，脆化温度-35。主要用途：可用于各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件；可作为各种酸碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里，表面涂层；可制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。成形特点：成形收缩范围及收缩率大，易发生缩孔，凹痕、变形、方向性强

10、，流动性极好，易于成形；热容量大，注射成形必须设计能充分进行冷却的冷却回路；注意控制成形温度。料温低时方向性明显，尤其是低温、高压时更明显。聚丙烯成形的适宜模温为80度左右，不可低于50度，否则会造成成形塑件表面光泽差，产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲或变形。1.3 塑件材料的确定考虑到矿泉水瓶盖的工作环境以及所受的力的大小来看，其在工作过程中需要频繁的开合，所以综上各种塑料的性能来考虑，聚丙烯（PP）具有以上工作环境所需的性能，为此确定使用材料为：聚丙烯（PP） 1.4 塑料的收缩率及密度确定表1.材料性能参数材料代号密度（kg.m-3）收缩率（%）模具温度（）注射压力P注（Mpa）最大

11、不溢料间隙/mmPE940-9601.5-3.660-7060-1000.02PP900-9101.0-2.580-9070-1000.03ABS1030-10700.3-0.850-8060-1000.04PVC13800.6-1.530-6080-1300.03由表1.知聚丙烯PP的收缩率（1.0-2.5）% 。由聚丙烯的成形特点可知其成形收缩率范围及收缩率大，所以在选择聚丙烯的收缩率时应考虑使用大的收缩率确定收缩率值为1.8% ，其平均密度为0.905g/cm3 。1.5 模具种类与模具设计的关系不同种类的塑料其工艺性能、成形特性也不相同，因此为了确定塑料的工艺性能、成形特征，并在模具中

12、充分利用以获得优质的塑料制件。 表2.塑料种类与模具设计关系塑料特征注意事项聚丙烯PP（结晶型）1， 点浇口增大塑料熔体的剪切速率，流动性增加2， 冷却速度快3， 流动性好具有铰链性能1， 尽量采用点浇口，尤其是大平面塑料制品2， 浇注系统散热面积要小，以降低冷却速度，保证塑料顺利充填型腔塑件的成型要求：化学性能稳定，宜于成形加工等，闭合弯折不容易产生损坏和断裂现象。塑件表面要求无飞边或缩孔现象。塑料成型工艺参数：模具温度：40-60喷嘴温度：190-220料筒温度：前段温度：200-220 中段温度：220-240 后段温度：180-210注射压力：4080MPa注射机类型：螺杆式保压压力：

13、50-60 MPa喷嘴形式：直通式注射时间：05S保压时间：2060S冷却时间：1550S成形周期：40120S2 塑件注射工艺参数的确立2.1 计算塑件的体积和质量制品的体积计算： 制品的质量计算： 2.2 制品壁厚塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。热塑性塑料的壁厚一般为2-4mm，小塑件取偏小值，中等塑件取偏大值，大塑件可以适当的加厚。塑件最小壁厚取决于塑料的流动性。最小壁厚与流程的关系： 根据热塑性塑料壁厚推荐值：聚丙烯最小壁厚0.6mm，最大壁厚7.6mm，推荐壁厚2.0mm。本设计中采用2.0mm，满足壁厚要求。2.3 脱模斜度塑件在模塑成型过程中，塑料从融融状态转变为固态，将会产生一定量的尺寸收缩，从而使塑件紧紧地包在模具型芯或型腔中凸起部分。为此必须考虑塑件内外壁有足够的脱模斜度。聚丙烯个情况下脱模斜度见下表。