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1、第1章 绪论随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口 号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家 制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高， 并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具 被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马 尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。 我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产 业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分
2、迅速，高效率、自动化、大型、 长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料 先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动 下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。本次毕业设计的主要任务是矿泉水瓶盖注塑模具的设计。之所以选择这个 设计题目的主要有两方面意义：1、瓶盖是带内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。本次毕业设计的主要目的：了解模具设
3、计的方法与内容；掌握各类型模具 的基本结构以及各零部件与非标准件的设计；熟悉模具材料的性能与应用以及 加工方法与加工手段；熟练应用各种模具设计软件，包括CAD、CAXA、Pro/E、 UG等；了解模具的发展状况与发展方向。希望通过本次设计为今后的工作奠定 一个良好的基础。第2章 成型工艺规程编制产品技术要求和工艺分析产品技术要求产品设计图见图2-1、图2-2、图2-3。图2-3产品2D图此塑件上有三个尺寸有精度要求：零件上有多个尺寸有26； 12+ ；壁厚产品3D图仰视2-1产品3D图俯视图图2-22mm,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：30+ ；制造过
4、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。塑件的工艺分析瓶盖形状见图一、图二，整体尺寸见图三，为底面半径15mmX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。（1）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。内孔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。（2）该塑件为批量生产，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。塑料零件的材料为PP
5、（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，是目前所有塑料中最 轻的品种之一。它对水特别稳定，成型性能好，制品表面光泽好，易于着色。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 C -170 C，制品能在100 C以上 的温度进行消毒灭菌，在不受外力作用时150C不变形，脆化温度-35C。其 它综合性能见表2-1表2-1聚丙烯的各项性能性能指数性能指数密度/硬度（R）95-105吸水率/%热变形温度/ C56-67成型收缩率/%拉伸强度/%Map30-39脆性温度。C-35弯曲
6、强度/Mpa42-56伸长率/%200压缩强度/Mpa39-56聚丙烯成型时，在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大。注射方向的收 缩率大于垂直方向上的收率，易产生变形，并使塑件浇口周围部位的脆性增加; 聚丙烯收缩率的绝对值较大，成型收缩率也较大，易产生缩孔；冷却速度慢，必须充分冷却，且冷却速度要均匀；质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱 模。成型工艺性查模具设计与制造简明手册常 用塑料注射成型工艺参数：预热和干燥温度： 80-120C，时间：1-2小时；料筒温度：后段 160-180C，中段:180-200C，前段 200-220C ；模 具温度：80-90C；注射压力：700-1000公斤力
7、/cm2 ；成型时间：注射时间20-60 秒，保压时间0-3秒，冷却时间20-90秒，总周期50-160秒；螺杆转速：48 转/分。不需后处理。计算塑件的体积和质量制品的体积计算:制品的质量计算:V V总二兀 r2 h兀r2h2V =XXXX1总V =总V 总二 cm3M=PV(2-1)(2-2)M=X 二塑件注射工艺参数的确立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 可以适当地加厚。塑件最小壁厚取决于塑料的流动性。(2-3)最小壁厚与流程的关系：s =（二+ 0.5） x 0.61005
8、3=(+ 0.5) x 0.6 100=0.86mm根据热塑性塑料壁厚推荐值：，。，满足壁厚要求。脱模斜度塑件在模塑成型过程中，塑料从熔融状态转变为固态，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。聚丙烯各情况下脱模斜度见表2-2。图2-4脱模斜度示意图表2-2聚丙烯选用脱模斜度项目最小脱模斜度一般情况特殊情况一般情况32脱模斜度不能太大时本塑件采用：外表面30-50；内表面35-1的脱模斜度，满足要求。圆角在塑件的角隅处，既内外表面的交接转折处，加强筋的顶端及根部等处都 应有设计成圆角，。凡能设计成圆角的地反均设计成圆角
9、，有一系列好处。在塑 件成型时熔料流动阻力小，有利于改善流动冲模特性。可以防止因塑料收缩而 导致的塑件变形或者因锐角而引起的应力集中，使塑件的强度增大，模具使用 寿命延长，塑件外形也因圆弧过渡而显得更为美观。本塑件参考表2-2设计圆 角为1mm。表2-3塑件内外边缘处的最小许可圆角半径塑料名称最小许可圆角聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯聚酰胺、聚丙酰胺酚醛塑料、氨基塑料螺纹设计用于塑件的螺纹通常有普通米制螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹、 圆弧螺纹等，在设计时需满足以下两个方面的要求：（1）保证塑件螺纹顺利脱 模；（2）保证塑件及螺纹的强度；本塑件采用普通米制可满足这两方面的要求。尺寸精度（1）根
10、据SJ1372表查得PP制品一般为6级精度，所对应的模具精度为IT10级，。(2) 根据GB/:基本尺寸18mm-30mm,模具精度IT10,。(3) 影响制品尺寸误差的因素及其控制引起制品产生尺寸误差的原因有很多，但制品尺寸可能出现的误差5主要 是如下五个方面因素综合作用的结果。5=5 +5 +5 +5 +5(2-4)s s Z c j式中5 ：一因采用的成型收缩率不准确引起的制品尺寸误差；5 S 一因制品的成型收缩波动引起的制品尺寸误差；5：一模具成型零件的制造偏差；5C 一成型零件的磨损引起的制品尺寸误差；5 j 一模具活动零件的配合间隙而引起的尺寸误差。1) 制品的成型收缩s= 虹x
11、100%换算后L = Ls(2-5)Lm 1 一 sm式中Lm 一室温时模具成型零件的尺寸；Ls 一室温时制品的尺寸。2) 成型零件的制造偏差 在实际生产中，一般要5：不大于制品尺寸公差 的3，模具成型零件工作尺寸的公差七(| 5jA m)，由模具精度等级和尺寸段 决定，工作尺寸越大，实际制造偏差越大，其相应的制造公差Am也越大。Am与1 1A的关系：塑件基本尺寸0-50，A / A =-。3) 成型零件的磨损 根据经验，在生产中实际注射25万次，。4) 模具活动零件配合的间隙影响在模具成型零件工作尺寸计算时，必须 保证制品总的尺寸误差5不大于制品尺寸允许的误差A，即5 A。第3章注射模的结构
12、设计分型面的选择如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具 中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及 推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型 面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一 般应遵循以下几项原则：（1）保证塑料制品能够脱模这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型 腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最 好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势， 不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。（2）使型腔
13、深度最浅模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：1）目前模具 型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越长，影响模具生产周 期，同时增加生产成本。2）模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、 定模越厚。一方面加工比较困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有 一定的限制，故型腔深度不宜过大。3）型腔深度越深，在相同起模斜度时，同 一尺寸上下两端实际尺寸差值越大。若要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模 斜度，而导致塑件脱模困难。因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。（3）使塑件外形美观，容易清理尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一 圈毛边
14、，我们称之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留 下痕迹，影响塑件外观，故分型面应避免设在塑件光滑表面上，如图3的分型 面a位置，塑件割除毛边后，在塑件光滑表面留下痕迹；图3的分型面b处于 截面变化的位置上，虽然割除毛边后仍有痕迹，但看起来不明显，故应选择后 者。（4）尽量避免侧向抽芯塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂， 并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，制造成本显著增加，故在 万不得己的情况下才能使用。（5）使分型面容易加工分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的 平行度在公差范围内。因此，分型面应是平面且与脱模
15、方向垂直，从而使加工 精度得到保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不 到保证，易造成溢料飞边现象。（6）使侧向抽芯尽量短抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑 件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度。（7）有利于排气对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因 此，选择分型面时应有利于排气。按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最 后到达的位置，而且不把型腔封闭。综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多， 总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构 简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存 在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补， 以选择接近理想的分型面。本设计中采用在瓶盖口最 大截面出处设置分型面。确定型腔的数目及排列方式型腔数目的确定为了提高生产率，保证塑件精度，模具设计时应合理确定型腔数目。（1）确定型腔数目常用方法：1）按注射机的最大注射量确定；2）按注射 机的额定锁模力
