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1、 基于UG的2.5升食用油瓶模具设计与加工1.Ug软件的简介UG软件是Unigraphics的缩写，这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。相对于其他三维设计软件而言，我个人认为他最大的特色在于它有很多专业的应用模块，每个应用模块都在他本身的领域中有很广德应用范围。例如我们在设计注塑模具的时候应用ug的注塑模应用模块，注塑模具之中，很多的标准件可以在标准件库中直接打开。这样不仅可以很直观的看到自己的设计是否有错误，而且可以在很短的时间之内设计出形状和架构相对复杂的模具，给与人很大的方便。UG软件进入中国市场以来发展讯
2、速，已经成为社会上机械设计领域中的主流软件之一，并为这些企业带来了可观的效益，这全得益于它各个应用模块中的强大的自我运算功能，以及人们能够根据自身的习惯进行软件的二次开发，开发出各式各样的插件和外挂，为设计提供更结合当地特色对的实际依据。而且，由于电脑硬件的不断升级，制约UG软件的唯一障碍也随之消失，UG软件也已成为中国小型企业的优先之选。2.吹塑模具的背景加扣扣： 1304139763 或 1064457796，购买发CAD图纸及相关文档在千古以来的生活必需品“柴米油盐酱醋茶”中可以看出，瓶子一类的容器已然成为了人们的一种生活的必需品，随着人口数目的不断增加，瓶子的需求量也在不断的增加，这样
3、就会引申出一个问题“如何快速有效的制造出优质而且便于携带的瓶子？”就成为吹塑模具发展的方向与命题。得益于此，近年来，中空成型技术成为了一种发展迅猛的加工方法热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯，趁热（或加热到软化状态），置于对开模中，闭模后立即在型坯内通入压缩空气，使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。吹塑薄膜的制造工艺在原理上和中空制品吹塑十分相似，但它不使用模具，从塑料加工技术分类的角度，吹塑薄膜的成型工艺通常列入挤出中。吹塑工艺在第二次世界大战期间，开始用于生产低密度聚乙烯小瓶。50年代后期，随着高密度聚乙烯的诞生和吹塑成型机的发展，吹塑技术得到了广泛
4、应用。中空容器的体积可达数千升，有的生产已采用了计算机控制。适用于吹塑的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯等，所得之中空容器广泛用作工业包装容器。吹塑成型因为其现在主要用于制造包装容器和吹制中空的制件，因而也叫中空成型技术。中空成型技术根据型坯制作方法，吹塑主要可分为挤出吹塑和注射吹塑，及新发展起来的有多层吹塑和拉伸吹塑。吹塑成型过程大致上可分为四个阶段：1) 型坯形成阶段聚合物在挤出机中的输送、熔融、混炼、泵出成型为型坯的形成阶段。2) 型坯下料阶段型坯从模唇与模芯的间隙中挤出为下料阶段3) 型坯预吹阶段为避免型坯内表面的接触、粘附，改善制品壁厚的均匀性，要对型坯进行预吹胀。在型坯预吹阶段
5、，从型坯下方往型坯内喷气，以护持型坯，减小其垂伸。4) 型坯高压吹阶段高压吹胀型坯，使之贴紧模具型腔，实现产品塑性成型阶段。该阶段，影响产品成型的是型坯受高压吹胀变形、型坯与模腔接触变形。而影响壁厚分布的主要工艺参数有：材料的收缩率；吹气压力、时间；模具材料、结构、模具排气系统以及模具冷却系统，如冷却水道分布、冷却水进水温度等。其中，影响吹塑成型的模具工艺的主要因素有温度、压力、时间。(1)型坯芯棒温度的控制。型坯芯棒温度要经过加热和冷却循环，并在特定时候保持一个极限，以保证吹塑瓶的成品质量。不同材质塑料吹出来的中空瓶，对整个生产过程中的温度分布有不同的要求。而且为了实现型坯的各部位同步吹胀，
6、还要求同一部位的芯棒和模腔的温度差异不能太大，若芯棒温度过高，熔体很容易粘模。在模具生产的后期，使用冷却水控制温度使模具冷却成型，一般要比型坯模具温度低1030摄氏度。(2)气压的控制。吹胀气压是指吹塑模具内将型坯吹胀成容器的压缩空气压力，通常控制在0.81.0MPa左右。提高吹胀气压，可减少型坯吹胀不足，瓶身变形、凹陷等缺陷；提高压缩空气的体积流量可提高生产效率，改善容器的便面光泽度和壁厚均匀性。(3)时间的控制。吹塑工艺对吹塑过程中的每个阶段的时间都有严格的要求，延长保压时间、吹胀时间有利于改善容器的质量；但是为了提高生产效率，生产者必须在保证吹塑成型的质量后，尽量地缩短生产周期，取得最高
7、生产效率的综合平衡时间。在本次的设计过程中，利用已经制造好的型坯。再将型坯到一定的温度，再放到模具中，向型坯内部出入压缩空气，使得型坯的材料能贴紧模具的型腔，然后保压一段时间，使得材料冷却成型后，放出压缩空气，最后将成品取出。由于PET型坯是早已制造好的，所以，在完成吹塑成型的步骤之前，要由加热机将PET瓶坯加热到一个合适的温度。3.材料3.1瓶子的材料本次设计要求的材料是PET塑料，在设计之前要了解清楚PET塑料的物化特性，才能做出准确的模具。PET学名聚对苯二甲酸乙二醇酯属线型饱和聚酯树脂，乳白色或浅黄色高度结晶性聚合物，表面平滑有光泽。耐蠕变、耐抗疲劳性、耐磨擦和尺寸稳定性好，磨耗小而硬
8、度高，具有热塑性塑料中最大的韧性：电绝缘性能好，受温度影响小，但耐电晕性较差。无毒、耐气候性、抗化学药品稳定性好，吸水率低，耐弱酸和有机溶剂。由于PET塑料良好的物化特性，近年来，PET塑料在我国有了很大范围的应用和发展，尤其是在包装这一行业之中有着举足轻重的地位，细数身边的很多东西都是用PET塑料做成的，饮料的容器、纺织、光盘、电气的绝缘材料等等。它在我们的生活之中占有了很大的一部分。3.2模具材料因选材和用材不当致使模具过早失效，大约占失效模具的45 以上。因此，选用优质钢材和应用表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。吹塑生产过程中吹入的压缩空气，压强只有（1.966.86Mpa）所
9、以吹塑模具承受的压力不太大，塑料管坯的温度也不高。为了方便型腔加工，可采用强度稍差的材料如铝，锌合金，铍钢合金、铸铁和钢材制造，对于大批量生产或加工硬质塑料，模具材料可用的工具钢，型腔镀络抛光 因而，总体来说，选择模具材料的首要条件是要有一定的强度，容易加工，热传导性能好，来源广价格低。市面上的模具大都是以铝和钢材为主，对比这两种制材，铝合金具有热传导好，成型周期短，容易加工；钢材则是硬度高，不容易磨损，价格较铝合金低廉。这次毕业设计所选用的模具材料是铝合金。4.工艺分析4.1调查正如为伟人的一句话“没有调查就没有发言权”。毕业设计要做好，首先必不可少的是对油瓶有一个范围广德调查和熟悉的认知。
10、根据我的了解市面上的油瓶根据提手的分类，大致分为两种：一种是提手是套在瓶颈处，利用瓶颈的塑料环卡住瓶颈，从而能提起油瓶，多用于比较大的食用油；另一种则是提手是嵌在油瓶瓶身的位置，多用于2.5L这种不大不小，重量适中的油瓶，同时，这种油瓶根据提手的位置也分为两类，一种是提手在分型面上的，另一种则是不在分型面上。在调查中发现，大部分的提手瓶的提手位置在分型面上，而且其中的很大一部分是中小企业；提手不在分型面上的厂家，大部分是例如海天，李锦记这一类的大型公司。原因是因为，提手不在分型面上的制作工艺是吹好瓶子之后再利用滑块装入提手，工艺速度比较慢，不符中小企业抢占市场为主的目的。而且，滑块不在分型面上
11、，就必须加装气缸或者液压缸作为滑块移动的动力，这样的造价就比较高，不符合经济效益。所以，本次设计我选择的是提手在分型面上的方案。因为，提手设计在分型面上，只要在吹塑之前，把提手放置好，让后再合模、吹入压缩空气、保压就行，极大地节省了时间，同时，这样的模具设计不仅更加简单，生产更有效率，而且，对模具的耗损更加少，更加符合经济效益。4.2实体造型设计4.2.1体积计算:通常容器类塑件对尺寸要求并不严格，成型收缩率对塑件的尺寸影响不大，同时吹塑成型不使用成型塑件内强的模具成型零件，而是以在压缩空气下的型坯自由表面成型。但是对于有容量要求的定量容器，成型收缩率则必须计算。在实际生活中，2.5升的油瓶是
12、指瓶身液面以下的容积为2.5升如图4-1所示，即瓶子的整体容积比2.5升大，其中空白部分大约是瓶子整体的1%到2%，计算时选取1.2%。 图4-1液面下体积 图4-2整体体积由于PET塑料的缩水率为0.7%0.8%，所以将实体进行适当的放大，以补偿出模后的缩水。如图4-2所示，为瓶子最终的设计体积，本次计算我选择的放大系数为0.75% 图4-3实体造型图图4-3为2.5升油瓶的实体，利用UG的转化为工程图的功能，将图片转化为二维图，并且标注尺寸。通过UG软件的测量工具测出瓶子的各项尺寸，图中凹进去的部分是插入提手的地方。实体造型设计后通过抽壳的工序进行抽壳，壳体的厚度为1mm由于实际生产中是通
13、过购买PET型坯来进行下一步的吹塑，所以，必须确定确定PET型坯的各项规格，才能生产处强度合适的油瓶，这就必须通过以下的计算获取型坯的各项信息。4.2.2分析工艺特性本次设计所设计的是整体式圆形的油瓶，内凹的地方装入提手，瓶身的上部分是半径略大于瓶身的外凸，瓶子的下半部分有几个内凹的环。这样的设计有利于加强瓶身的强度，而且上半部分突起的设计，必须要能承受瓶子以及2.5L油的重量，所以，提手部分必须设计在这个突起的地方。4.2.3吹胀比通过吹胀比的计算，可以得到型坯的直径。吹胀比是指塑件最大直径和型坯直径之比，为了能够顺利地成型，并且能够成型出合格的塑件，吹胀比要选择合适的数值，否则加工工艺不易
14、掌握，多采用2：14：1，本次的毕业设计中采用4:1，根据吹胀比的计算公式 （4-1）根据式（4-1）求解得d1=31.5mm所以，本次毕业设计所选用的型坯直径为31.5mm。4.2.4延伸比延伸比是塑件的长度和型坯长度的比值。根据延伸比的计算确定有底型坯的长度，延伸比越大，即塑件的壁厚越薄，塑件的强度越高。为了同时兼顾塑件的强度和壁厚，跟据各项的数据统计，=46本次设计的所选用 （4-2）根据公式（4-2）求解得b=81mm所以，本次设计选用的型坯长度为81mm4.2.5提手部分提手的作用是承受重物，便于手提，因此，提手应有较大的强度和硬度。与此同时，提手是在合模之前就放置在模具上，所以，塑
15、料的材质要有一定的耐热性。由于提手加装在油瓶上，对材质有无毒的要求，所以提手的材质选用ABS如右图4-2，为本次毕业设计的油瓶的提手部分。提手上设置有凹 槽，以及弧形的形状，用于和模具上提手安装位置配合，以保证提手在合模的过程中不会脱落。提手两端的位置，设置有两个倒钩，在吹瓶的过程中，提手能够和瓶身结合，不容易脱落。这样就能达到预期的效果和要求的强度。 图4-2提手部分 5.模具设计模具的结构形式有两种，一种是组合式，另外一种是整体式，本次设计选用的模具结构为整体式。模具设计的主要内容大概分为以下几个方面A模口部分 （口部嵌件）B导柱部分C模体 D底部嵌件 图5-1模具如右图5-1所示，是本次毕业设计的模体部分，整体上包括型腔，导套，排气系统，冷却系统。
