畢業(yè)設(shè)計(jì)----開水瓶蓋塑料模具設(shè)計(jì)

1、<p>　　開水瓶蓋塑料模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><p><b>　　擬定模具的結(jié)構(gòu)形式</b></p><p>　　1、塑件的成型工藝性分析</p><p>　　該塑件屬于薄壁塑件，生產(chǎn)批量不大，材料選用聚已烯（PE），成型工藝性好，可以采用注射成型。</p><p><b>　　2、分型面的選擇&l

2、t;/b></p><p>　　根椐塑件的結(jié)構(gòu)形式（如下圖所示），分型面選在塑件的底平面。</p><p>　　3、確定型腔的數(shù)量和排列方式</p><p><b>　　1）型腔數(shù)量的確定</b></p><p>　　該塑件的精度要求不高，屬于中小批量生產(chǎn)，而且該塑件的體積比較大，再考慮到模具的制造成本，可以初定為

3、一模兩腔的模具形式。</p><p>　　2）型腔排列形式的確定</p><p>　　由于是一模兩腔的形式，因此本設(shè)計(jì)采用并排的形式。</p><p>　　4、模具結(jié)構(gòu)形式的確定</p><p>　　根據(jù)以上的分析可知，本設(shè)計(jì)采用一模兩腔的形式，并列排列的形式，由于該塑件的壁比較的薄，因此采用推件板推出的形式，流道采用平衡式，澆口采用點(diǎn)澆口的

4、形式，動(dòng)模部分需要一塊墊塊和一塊型芯固定板，因此可以初步的確定模具的結(jié)構(gòu)形式為Ａ４型帶推件板的雙分型面模具。</p><p>　　5、注射機(jī)型號(hào)的選定</p><p><b>　　1）注射量的計(jì)算</b></p><p>　　由該塑件圖可知，該塑件的體積Ｖ＝Ｖ1－Ｖ2＝45310.2。因此該塑件的質(zhì)量為m1＝41.2(g)。</p>

5、<p>　　由于流道凝料的質(zhì)量m2未知，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以按照該塑件的質(zhì)量60%來(lái)進(jìn)行計(jì)算，因此注射量為m=m1+m2=1.6nm=132g。</p><p>　　2）塑件和流道在分型面上的投影面積及所需的脫模力</p><p>　　流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積Ａ2，在模具設(shè)計(jì)前是個(gè)未知數(shù)，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析可得，Ａ2是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積Ａ1的0.2-0

6、.5倍，因此可以用0.35倍的Ａ1來(lái)進(jìn)行估算，所以Ａ＝nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1=21195m㎡.</p><p>　　脫模力Ｆ＝Ａ×Ｐ型=635.850KN</p><p>　　其中，Ｐ型＝30Pa</p><p><b>　　3）注射機(jī)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)每一生

7、產(chǎn)周期的注射量和所需要的鎖模力的計(jì)算值，可選用SZ-300/160臥式注射機(jī)，該注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)見下表</p><p>　　4）注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核</p><p>　　由注射機(jī)的料筒的塑化能力來(lái)核模具的型腔的數(shù)量n。</p><p>　　n≤(kMt/3600-m2)/m1=(0.8×82×3600×30×3600-0.6&

8、#215;2×41.2)/41.2=46.4＞＞2,型腔數(shù)量校核合格。</p><p>　　式中　　k——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8;</p><p>　　M——注射機(jī)額定塑化量(82)；</p><p>　　T——成型周期，取30S?！?lt;/p><p><b>　　2）注射壓力的校核</b>&l

9、t;/p><p>　　塑料注射成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機(jī)的類型、噴嘴的形式、塑件的形狀以及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。對(duì)于粘度大的塑料以及形狀細(xì)薄、流程長(zhǎng)的塑料，注射壓力應(yīng)取大一些。柱塞式注射機(jī)的壓力損失比螺桿式的損失要大一些，所以注射壓力也應(yīng)取大些。注射壓力的校核是校核定注射機(jī)的額定注射壓力是否大于成型時(shí)所需的注射壓力，由于本設(shè)計(jì)是是采用聚已烯為材料，螺桿式注射機(jī)，并且塑件的結(jié)構(gòu)比較的簡(jiǎn)單，壓力損

10、失較小，因此成型時(shí)所需的注射壓力取為1.3×100Pa=130Pa，而該注射機(jī)的額定注射壓力為150Pa，注射壓力較核合格。</p><p><b>　　3) 鎖模力的較核</b></p><p>　　該設(shè)計(jì)所需要的鎖模力為F=KAP型=1.2×635.8<1600,所以鎖模力較核合格。其它安裝尺寸的較核要待模架選定之后才能進(jìn)行。</p

11、><p><b>　　二、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　主流道的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1） 主流道尺寸的設(shè)計(jì)</p><p>　　主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的

12、流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響，因此，必順使熔體的溫度降和壓力損失最小。</p><p>　　在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直分型面，主流道通常設(shè)計(jì)在模具的澆口套中，但在本設(shè)計(jì)中，為了便于加工和安裝，就把主流道和澆口套設(shè)計(jì)成整體式，如下圖所示，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐度為2°-6°，在本設(shè)計(jì)中取3°，小端的直徑比注射機(jī)噴嘴的直徑大0.5-1

13、mm,因此小端的直徑取為5mm,小端的前面是球面，其深度為3-5mm,在本設(shè)計(jì)中深度取為4mm,注射機(jī)噴嘴的球面在此與澆口套接觸并且貼合，因此要求澆口套上主流道前端面為球面，并且半徑比噴嘴的半徑要大1-2mm。取為22mm,材料采用T10A，淬火后的表面硬度達(dá)到53HRC以上。 </p><p>　　2） 主流道凝料的體積</p><p>　　==1326

14、.65=1.33</p><p>　　主流道剪切速率的校核</p><p>　　由經(jīng)驗(yàn)公式可得 3.32×在5×-5×之間，剪切速率合格。</p><p>　　式中 ==1.33+1.13+2×45.3=93.06</p><p><b>　　分流道的設(shè)計(jì)</b>&l

15、t;/p><p>　　分流道的作用是改變?nèi)垠w的流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到每個(gè)型腔，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少流動(dòng)過(guò)程中的熱量和壓力損失，并且分流道應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。因此采用平衡式分流道，為了便于模具的加工和安裝，分流道的形狀采用U型截面分流道，由于聚已烯的流動(dòng)性比較好，因些U型截面分流道的寬度取為6，半徑R=0.5×b=0.5×6=3,濃度h=1.25R=1.25×

16、3=3.75,斜角取6°。</p><p><b>　　分流道的長(zhǎng)度：</b></p><p>　　為了減少熱量和壓力損失，分流道的長(zhǎng)度盡可能短且少?gòu)澱郏虼嗽诒驹O(shè)計(jì)中一級(jí)分流道的長(zhǎng)度取L1=1.5D=1.5×100=150。二級(jí)分流道L2=10。如下圖所示：</p><p>　　3）分流道剪切速率的校核</p>

17、<p>　　也可采用經(jīng)驗(yàn)公式0.0892,也在區(qū)間[0.05,0.005]之間，剪切速率校核合格。</p><p>　　4）分流道的表面粗糙度</p><p>　　分流道的表面粗糙度并不要求很高，一般而言取0.8-1.6即可，在本設(shè)計(jì)中，取1.6。</p><p><b>　　澆口的設(shè)計(jì)</b></p><p&

18、gt;　　根據(jù)塑件的外部結(jié)構(gòu)，要求表面質(zhì)量比較高，應(yīng)看不到明顯的澆口痕跡，為了便模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，又要滿足塑件外部表面質(zhì)量的要求，因此本設(shè)計(jì)選用點(diǎn)澆口的形式。</p><p><b>　　點(diǎn)澆口尺寸的確定</b></p><p>　　點(diǎn)澆口的直徑可由經(jīng)驗(yàn)公式算得：</p><p><b>　　=1.2mm,</b></

19、p><p>　　式中 為塑件在澆口位置的厚度，</p><p><b>　　A為型腔的表面積；</b></p><p><b>　　澆口剪切速率的校核</b></p><p>　　由經(jīng)驗(yàn)公式0.0682在區(qū)間[0.005,0.05]之間，剪切速率校核合格，</p><p>

20、　　式中 為單個(gè)塑件的體積；</p><p><b>　　R為澆口的直徑；</b></p><p><b>　　成型零件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。在本設(shè)計(jì)中成型零件指的是成型瓶蓋外表面的凹模，成型內(nèi)表面的凸模。</p><p>

21、;<b>　　成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　型腔</b></p><p>　　由于塑件的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因此凹模型腔的結(jié)構(gòu)也比較的簡(jiǎn)單，為了便于安裝，因此此凹模采用整體式模具。</p><p><b>　　型芯</b></p><p>　　該型芯是一個(gè)帶

22、有臺(tái)階的軸類零件，并且在頂部倒有圓角，如下圖如示：</p><p><b>　　成型零件鋼材的選用</b></p><p>　　由于瓶蓋是中小批量的生產(chǎn)，成型零件所選的鋼的材耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度性能應(yīng)該要求比較良好，機(jī)械加工性能應(yīng)該比較良好，因此構(gòu)成型腔的凹模選用模具鋼SM1。</p><p>　　定模板構(gòu)成瓶蓋頂部的花紋、文字部分，成型時(shí)有料流

23、的沖刷，但沒(méi)有脫模時(shí)的塑件的磨擦，因此采用45鋼調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　凸模要求有比較高的耐磨性，因此要求凸模要有比較高的硬度，所以凸模采用T10A鋼材，并且淬火后的硬度要求達(dá)到58HRC-62HRC。</p><p>　　成型零件的工作尺寸的計(jì)算</p><p>　　塑件的公差按國(guó)標(biāo)IT6級(jí)查取如下圖所示：</p><p><

24、b>　　1）型腔的徑向尺寸</b></p><p>　　式中 s——塑件的平均收縮率取0.025;</p><p>　　——塑件的外徑尺寸；</p><p>　　X——修正系數(shù)（取0.5）；</p><p>　　——塑件的公差值（1.48）</p><p>　　——模具的制造公差 (取)；<

25、;/p><p><b>　　2）型芯的徑向尺寸</b></p><p>　　式中 ——塑件內(nèi)徑的基本尺寸；</p><p><b>　　型腔的深度</b></p><p>　　式中 ——塑件的高度；</p><p>　　——塑件的高度尺寸公差（1.28）；</

26、p><p><b>　　型芯的高度</b></p><p>　　——塑件內(nèi)表面的深度；</p><p>　　成型零件的強(qiáng)度及支承板厚度的計(jì)算</p><p><b>　　型腔側(cè)壁的厚度</b></p><p>　　式中 p——型腔的壓力；</p><p&

27、gt;<b>　　h——塑件的高度</b></p><p>　　E——材料的彈性模量；</p><p>　　——根據(jù)注射塑料品種，模具剛度計(jì)算許用變形量；</p><p>　　=25i=25×0.82=20.5=0.02mm</p><p><b>　　;</b></p>&

28、lt;p><b>　　——型腔的半徑；</b></p><p><b>　　支承板的厚度</b></p><p>　　支承板的厚度和所選模架兩塊墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，以及塑件的高度，還有型芯的高度，模架應(yīng)該選在355×355范圍內(nèi)，兩墊塊之間的跨度大約為200mm</p><p>　　根據(jù)

29、型腔的布置及型芯對(duì)支承板的壓力，就可計(jì)算出支承板的厚度，即</p><p>　　式中 ——兩墊塊之間的距離；</p><p>　　——支承板的長(zhǎng)度（取355）；</p><p>　　——2個(gè)型芯投影到支承板的面積；</p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)厚度為T=50。</p><p><b>　　模架的確定<

30、;/b></p><p>　　根據(jù)型腔的布置、型腔的側(cè)壁的厚度，再考慮到導(dǎo)柱、導(dǎo)套及連接螺釘布置就站的位置和采用推件板推出等問(wèn)題，可以初步的確定模架序號(hào)為10號(hào)（355×355），模架結(jié)構(gòu)為A4形式，即動(dòng)模定模均為兩板式模具。</p><p><b>　　各模板尺寸的確定</b></p><p><b>　　1）A板的

31、尺寸</b></p><p>　　A板是定模型腔板，塑件的高度為73，在模板上還要開設(shè)冷卻水道，冷卻水道離型腔應(yīng)有一定的距離，因此A板的厚度取為80。</p><p><b>　　B板的尺寸</b></p><p>　　B板是凸模（型芯）固定板， B板取標(biāo)準(zhǔn)厚度為80。</p><p><b>　　

32、C墊塊的尺寸</b></p><p>　　由公式：墊塊=推出行程+推板的厚度+推桿固定板的厚度+（5-10）=120，取標(biāo)準(zhǔn)厚度125；</p><p>　　上述尺寸確定之后，就可以確定模架序號(hào)為10號(hào)模架，板面為355×355，模架結(jié)構(gòu)形式為A4形的標(biāo)準(zhǔn)模架。</p><p>　　從選定的模架可知，模架外形尺寸：355×355

33、15;355;</p><p>　　注射機(jī)安裝尺寸的校核</p><p>　　模具的平面尺寸355×355＜450×450（拉桿間距），合格；</p><p>　　模具的高度：250＜355＜450，合格；</p><p>　　模具開模所需的開模行程：L=型芯高度+塑件的高度+（5——10）=155.4＜380（注塑的開模

34、行程）;校核合格；</p><p>　　所以此模具所選的模架完全符合使用要求。</p><p><b>　　排氣槽的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　瓶蓋的成型體積比較小，而且澆口開設(shè)在瓶蓋的頂部，塑料熔體先充滿型腔的頂部，然后充滿型腔周邊的下部，這樣的話，型腔的頂部不會(huì)造成憋氣的現(xiàn)象，氣體會(huì)沿著分型面和型芯與推件板之間的軸向的間隙向外排出，&

35、lt;/p><p><b>　　脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　推件推出的機(jī)構(gòu)中，為了減少推件板與型芯之間的磨擦，常采用如圖所示的結(jié)構(gòu)，推件板與型芯之間的間隙常為0.2——0.25之間，在本設(shè)計(jì)中，采用0.2的間隙，并且采用錐面配合，錐角為10°，用以防止推件板因偏心而導(dǎo)致板溢料。</p><p><b>　　溫

36、度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　冷卻系統(tǒng)的計(jì)算比較的麻煩，在此只進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，在單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)當(dāng)?shù)扔诶鋮s水所帶走的熱量，查表得到模具要求的溫度為40℃</p><p><b>　　冷卻水的體積流量</b></p><p>　　式中 ——單位時(shí)間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量，按每分鐘兩

37、注射兩次，即 =132×2=264=0.264;</p><p>　　——單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量，PE為</p><p>　　——冷卻水的比熱容（</p><p>　　——冷卻水的出口的溫度（26.5℃）</p><p>　　——冷卻水的進(jìn)口的溫度（25℃）</p><p><b>　　

38、冷卻管道直徑的計(jì)算</b></p><p>　　為了讓冷卻水處于湍流狀態(tài)，查表得冷卻管道的直徑為d=8mm。</p><p>　　冷卻水在管道內(nèi)的流速</p><p><b>　　由經(jīng)驗(yàn)公式可得：</b></p><p>　　2.33＞1.66(最低的流速)，達(dá)到湍流狀態(tài)，的選和管道的合理，</p>

39、;<p>　　冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱模系數(shù)</p><p>　　查相關(guān)的資料得到f=7.22(水溫為30℃)，因此</p><p>　　冷卻管道的總傳熱面積</p><p><b>　　㎡=15700</b></p><p>　　模具上應(yīng)開設(shè)冷卻水道的數(shù)量</p><p>　

40、　從計(jì)算的結(jié)果來(lái)看，冷卻水道的數(shù)量應(yīng)該取2，為了冷卻均勻，所以就采用循環(huán)布置，如下圖所示： </p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上發(fā)展最快的工業(yè)門類之一，對(duì)于我國(guó)面言，它在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門發(fā)揮了越來(lái)越大的作用，我們大學(xué)生對(duì)于塑料工業(yè)的認(rèn)識(shí)還是很膚淺的，但是通過(guò)這次塑料模具課程設(shè)計(jì)，讓我們更多的了解有關(guān)塑料模具設(shè)計(jì)

41、的基本知識(shí)，更進(jìn)一步掌握了一些關(guān)于塑料模具設(shè)計(jì)的步驟和方法，對(duì)塑料有了一個(gè)更高的認(rèn)識(shí)，這對(duì)我們?cè)诮窈蟮纳a(chǎn)實(shí)踐工作中無(wú)疑是個(gè)很好的幫助，也間接地為今后的工作經(jīng)驗(yàn)有了一定的積累。</p><p>　　塑料制品成型及其模具的設(shè)計(jì)還是個(gè)很專業(yè)性，實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)，而它的主要內(nèi)容都是在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中逐步積累和豐富起來(lái)的，因此，我們要學(xué)好這項(xiàng)技術(shù)光靠書本上的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們更多的還應(yīng)該將理論和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，這還需要