模具设计大赛论文瓶盖注射模设计

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1、模具设计大赛题 目 瓶 盖 注 射 模班 级 专 业 模具设计与制造学生姓名 日 期 _11年 4 月_10日_ _ 目 录前 言2摘 要3设计任务书1 绪 论1.1 塑料模设计的要点81.2 注射模设计的原则91.3 注射模的设计程序及要点91.4 模具的发展及前景102 塑件工艺分析2.1塑件成型工艺分析142.2塑件结构工艺性142.3注射成型原理、特点及应用153 设计计算内容及步骤3.1塑件设计153.1.1 塑料品种153.1.2外观要求153.1.3壁厚及制件体积计算153.1.4脱模斜度153.2成型工艺设计163.3模具结构设计164 设计计算4.1模具结构设计计算164.2

2、成型零件的工作尺寸计算174.3型腔及模板的刚度及强度计算194.4浇注系统设计计算204.4.1浇注系统的作用204.4.2浇注系统设计原则214.5脱模阻力计算224.6模具冷却水道设计计算225 注射机的选择5.1最大注射量校核235.2注射压力校核245.3锁模力校核245.4开模行程及顶出行程校核245.5模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核256 模具主要零件加工工艺规程6.1模具型芯工艺规程256.2模具型腔工艺规程267 模具装配工艺设计7.1 模具总装图277.2 模具的安装试模291.2 注射模设计原则在设计注射模,一般应遵循下述原则:（1） 选用合理的模具结构.合理的模

3、具结构是获得正确的塑件尺寸和主要条件之一。（2） 塑件的侧孔和侧凹,应考虑嵌镶抽芯机构。（3） 所设计的模具的推杆顶出机构,要在使用时推出迅速可靠。（4） 所设计的模具,在零件成形后,其浇道浇口的去除应容易.在设计时尽量要采用潜伏浇口或能自动脱落的点浇口。（5） 用模具注射成形的零件,其表面粗糙度应细微、硬度要高,使用寿命要长。（6） 所设计的模具应制造容易、生产周期要短、成本要低廉。（7） 在选择分型面时,应确保塑件应在注射后留在动模一侧。（8） 要选择容易成型的浇道和流道。（9） 在设计时,要选择能迅速推动型腔与型芯的背离水道。（10）所设计的模具,应易实现自动化生产,并长期连续运转而不出

4、故障。1.3 注射模设计程序及要点（1） 研究分析产品零件图纸,掌握塑件的用途、使用和外观要求、装配精度及确定所允许的浇口及飞边位置，并要了解塑料品种及其成形的工艺性。（2） 选择注射机规格、型号。（3） 按塑件生产批量、注射机的规格和塑件大小,确定出一模可出几个塑件及位置布置方案。（4） 确定模具结构方案. 在确定时,可构思几种模具结构形式,进行分析比较,最后确定一种容易制造、便于操作、确保成型塑件质量的模具结构。（5） 核定以下几个注射工艺参数. i. 根据塑件大小以及所确定的一模多件状况,核定注射机的容量是否合适。 ii. 计算型腔压力,核定注射机锁模力。 iii.选择与注射机工作台面相

5、适应的标准模架规格,核定模架是否能容纳所定的一模多腔的塑件数量,并考虑模架的安装及固定方法。 iv. 经上述计算和核定后,若不合适,应给以重新确定模具结构方案。 v. 选择推件机构.推出机构一定要设计得合理,不能使塑件变形.并要核对注射机的开模距离能否取出塑件及推出方式。 vi. 在注射机上的定位方法,包括定位直径,喷嘴孔直径及喷嘴定位直径等。（6） 绘制模具总装配图. i. 画出模具中心线及模具主视及侧视图外形线. 确定支模与定模的分型面,确保塑件留在动模一侧。 ii. 画出塑件位置及动模、定模型芯、流道和浇口位置。 iii.在动模投影面上出塑像件位置、动模芯、流道、冷却水道、布置导向孔、复

6、位杆孔、推杆孔及固定螺钉和销钉孔位置。并在主视图上表示各零件的零的装配关系,必要时要加剖面剖视图，有抽芯机构时,要同时出。 iv.填写标题栏及技术要求.（7） 对模具各部位进行必要的强度、刚度计算和核对,不例行时,应给以修订或加深。（8） 画出各零件图,如成型零件的成形尺寸要进行必要的计算,并标出公并非,表面质量及技术要求。（9） 校对、审核并进行必要的修改。（10） 完成设计、制图、校对或审核签字后,可进行描图复印。1.4 模具的发展前景模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展，以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求也越来越

7、高，传统的模具设计方法已无法适应当今的要求。 与传统的模具设计相比，计算机辅助工程（CAE）技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。美国MOLDFLOW上市公司是专业从事注塑成型CAE软件和咨询公司，自1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来，一直主导塑料成型CAE软件市场。MOLDFLOW一直致力于帮助注塑厂商提高其产品设计和生产质量，MOLDFLOW的技术和服务提高了注塑产品的质量，缩短了开发周期，也降低了生产成本，MOLDFLOW已成为世界注塑CAE的技术领袖。利用CAE技术，可以在模具加工前，在计算机上对整个注塑成型过程进行模

8、拟分析，准确预测熔体的填充、保压和冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题并及时进行修改，而不是等到试模后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且在减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等方面，都有着重大的技术、经济意义。塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用CAE技术，这是发展的必然趋势。 21世纪，塑料工业以前所未有的速度高速发展。塑料，在各个领域、各个行业乃至国民经济中已拥有举足轻重的不可替代的地位。模具是工业生产的重要工艺装备。由于用模具加工成形零部件，具有生产高效、质量好、节约原材料和能

9、源、成本低等一系列优点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具制造是一个生产周期要求紧迫，技术手段要求较高的复杂生产过程。总之，模具具有结构复杂、型面复杂、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特点。应用数控加工进行模具的制造可以大幅提高加工精度，减少人工操作，提高加工效率，缩短模具制造周期。同时，模具的数控加工具有一定典型性，并比普通产品的数控加工有更高的要求。在模具的加工中，各种数控加工均有用到，应用最多的是数控铣及加工中心，数控线切割加工与数控电火花加工在模具数控加工中的应用也非常普遍，线切割主要应用在各种直壁的模具加工，如冲压加工中的凹凸模，注塑模中的镶块、滑块，电火花加

10、工用的电极等。对于硬度很高的模具零件，采用机加工办法无法加工，大多采用电火花加工，另外对于模具型腔的尖角、深腔部位、窄槽等也使用电火花加工。而数控车床主要用于加工模具杆类标准件，以及回转体的模具型腔或型芯，如瓶体、盆类的注塑模具，轴类、盘类零件的锻模。在模具加工中，数控钻床的应用也可以起到提高加工精度和缩短加工周期的作用。模具应用广泛，现代制造业中的产品构件成形加工，几乎都需要使用模具来完成。因此，凡制造业发达的国家，模具市场均极为广阔；凡模具发达国家，制造业也必定很发达和繁荣，也必定拥有国内、国外两个市场。所以，模具产业是国家高新技术产业的重要组成部分，是重要的、宝贵的技术资源。优化模具系统

11、结构设计和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趋于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降低型件表面研磨、抛光作业量和制造周期；研究、应用针对各种类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和新产品试制，应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成型冲模、塑料注射模或压铸模等，应当是未来520年的模具生产技术的发展趋势。2 塑件工艺分析塑件设计图 图2-1制件：瓶盖 制件说明：用途：塑料制品的瓶盖要求：制品要保持光滑，有良好外观材料：聚乙烯收缩率: 计算收缩率0.10.22.1塑件成型工艺性分析简称：PE学名：聚乙烯 聚乙

12、烯塑料的产量为塑料工业之冠，其中以高压聚乙烯的产量最大。聚乙烯树脂为无毒、无味，呈白色，柔软、半透明的大理石状粒料，密度为0.91-0.96g/cm3,为结晶型塑料。聚乙烯按聚合时所采用压力的不同，可分为高压、中压和低压聚乙烯。高压聚乙烯的分子结构不是单纯的线型，而是带有许多支链的树枝状分子。因此它的结晶度不高，密度较低，相对分子质量较小，常称为低密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较低。但是它的介电性能好，具有较好的柔软性、耐冲击性及通明性，成形加工性能也较好。中、低压聚乙烯的分子结构是支链很少的线型分子，其相对分子质量、结晶度较高，密度大相对分子质量大，常称为高密度聚乙烯。它的耐热性

13、、硬度、机械强度等都较高，但柔软性、耐冲击性及透明性、成形加工性能都较差。 聚乙烯的吸水性极小、且介电性能与温度、湿度无关。因此，聚乙烯是最理想的高频电绝缘材料，在介电性能上只有聚苯乙烯、聚异乙烯及聚四氟乙稀可与之相比。主要用途低聚压乙稀可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等;中压聚乙烯最适宜的成形方法有高速吹塑成形，可制造瓶类、包装用的薄膜以及各种注射成形制品和旋转成形制品，也可用在电线电缆上面；高压聚乙烯常用于制作塑料薄膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电缆外皮等。 成形特点成形收缩率范围及收缩值大，方向性明显，容易变形、翘曲。应控制模温，保持冷却均匀、稳

14、定；流动性好且对压力变化敏感；宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分；冷却速度慢，因此必须充分冷却，模具应该设有冷却系统；质软易脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。2.2塑件结构工艺性要获得合格的塑料制件，除合理选用塑件的原材料外，还必须考虑塑料制件的结构工艺性。塑件的结构工艺性与模具设计有直接关系，只有塑件设计满足成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构，以防止成型时产生气泡，缩孔，凹陷及开裂缺陷。达到提高生产率和降低成本的目的。在进行塑件结构工艺性设计时，必须遵循以下几个原则：1）在设计塑件时，应考虑原料的成型工艺性，如流动性，收缩率等。2）在保证使用性能、物理与力学性能、电性能、耐化

15、学腐蚀性能和耐热能等的前提下，力求结构简单、壁厚均匀、使用方便。3）在设计塑件时应同时考虑其成型模具的总体结构，使模具型腔易于制造、抽芯和推出机构简单。4）当设计的塑件外观要求较高时，应先通过造型，而后再逐步绘制出图样。5）塑件制品结构工艺性设计的主要内容包括：尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形状、壁厚等。2.3 注射成型原理、特点及应用 注射成型原理是将颗粒状或粉状塑件从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后在柱塞式螺杆的推下，熔融塑料被压缩紧前移动，通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔中，充满型腔的熔料在受压情况下，经冷却固化即可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型面获得成型件。这样，在操