塑料瓶盖注塑毕业设计 毕业设计案例.docx
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塑料瓶盖注塑毕业设计毕业设计案例
塑料瓶盖注塑毕业设计毕业设计案例
编号
淮安信息职业技术学院
题目塑料瓶盖注塑毕业设计
学生姓名
学号********系部机电工程系专业模具设计与制造
241020班级
指导教师
顾问教师
二〇一二年十一月
摘要
摘要
本产品是一个注塑模具，通过对注塑成型的特点、产品的要求、材料的分析等，设计制造出合格的产品。
塑料注塑模的设计计算包括方案论证、确定成型设备、注塑模结构设计、注塑模设计的尺寸计算、注塑机有关参数的校核等方面。
本设计的大体思路及内容是:
首先对塑件的工艺性分析和塑件的尺寸精度分析，从而确定方案。
然后对塑料瓶盖进行造型设计，得到塑件的体积和质量，来初选注塑机。
注塑模结构设计包括:
分型面的选择，型腔数目的确定及型腔的排列，浇注系统的设计，型腔、型芯结构的确定等方面。
本文注塑模设计的尺寸计算主要是成型零件尺寸的计算。
模具闭合高度的确定和校核及模具安装部分的校核，是注塑机有关参数的校核。
关键词:
塑料瓶盖注塑机注塑模
I
摘要................................................................................................................................I
第一章塑件的工艺性分析.........................................................................................1
1.1塑件分析...............................................................................................................11.1.1塑件二维工作图及三维立体图.....................................................................1
1.1.2塑件材料ABS的性能分析..........................................................................11.2壁厚.......................................................................................................................21.3脱模斜度...............................................................................................................21.4塑件的尺寸精度及表面质量分析.......................................................................2
1.4.1尺寸精度........................................................................................................21.4.2塑件表面质量分析........................................................................................31.5塑件的成型工艺参数确定...................................................................................3第二章模具设计.........................................................................................................5
2.1分型面的确定.......................................................................................................52.2型腔数目的确定...................................................................................................5
注塑机的选择.......................................................................................................52.3
2.4成型零件的设计与计算.......................................................................................62.4.1型芯、型腔结构的确定................................................................................62.4.2成型零件的计算............................................................................................72.5模架的选用...........................................................................................................72.6浇注系统的设计...................................................................................................82.6.1主流道............................................................................................................82.6.2主流道衬套的固定........................................................................................92.6.3分流道设计..................................................................................................102.6.4浇口设计......................................................................................................102.6.5冷料穴和拉料杆..........................................................................................102.7脱模机构的设计.................................................................................................112.7.1脱模机构的设计原则及选择......................................................................11
2.7.2脱模力的计算..............................................................................................112.7.3推杆的尺寸计算..........................................................................................122.8排气系统的设计.................................................................................................122.9冷却系统的设计.................................................................................................13第三章注塑机有关参数的校核...............................................................................15
3.1注射量的校核.....................................................................................................153.2模具闭合高度的校核.........................................................................................153.3锁模力的校核.....................................................................................................153.4注射机开模行程的校核.....................................................................................15第四章UG在模具分模中的应用............................................................................17
II
4.1UG的介绍...........................................................................................................174.2分模.....................................................................................................................17
第五章总结与展望....................................................................................................21
致谢..............................................................................................................................23
参考文献......................................................................................................................25
III
第一章塑件的工艺性分析
第一章塑件的工艺性分析1.1塑件分析
1.1.1塑件二维工作图及三维立体图
图1.1塑料瓶盖二维图
图1.2塑件产品名称:
塑料瓶盖
产品材料:
ABS
产品数量:
较大批量生产
塑件尺寸:
见图1.1
塑件重量:
1.66克
塑件颜色:
蓝色
塑件精度要求:
未注公差按MT5
1.1.2塑件材料ABS的性能分析
设计任务书中自选定零件材料为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物（简称
ABS），下面是该材料的简介:
1
淮安信息职业技术学院毕业设计论文
表1.1苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物ABS塑料性能模具设计
成型特点使用温度主要用途品种特点注意事项
广泛应用于
流动性中等，溢
综合性能较机械、汽车、
边值为0.04mm
好，冲击韧电子电器、
左右;收缩率为成型时易取高
ABS（线性、力学强度仪器仪表、
0.4%,0.7%;吸料温、高模温，
性结构较高，尺寸稳使用温度纺织和建筑
湿性强，必须充但料温过高易
非结晶定，耐化学小于70?
C等工业领
分干燥，表面要分解（分解温度
型）性、电性能较域，是一种
求光泽的塑件须?
250OC）
好;易于成型用途极广的
经长时间的预热
和机械加工热塑性工程
干燥
塑料1.2壁厚
各种塑件，不论是结构件还是板壁，根据使用要求具有一定的厚度，以保证其力学强度。
一般地说，在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚，不仅可以节约原材料，降低生产成本，而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短，提高生产率;其次可避免因过厚产生的凹陷，缩孔，夹心等质量上的缺陷。
以下是ABS的壁厚推荐值:
ABS合适壁厚为0.75,3mm
该塑件壁厚为2.0mm
1.3脱模斜度
由于塑件成型时冷却过程中产生收缩，使其紧箍在凸模或型芯上，为了便于脱模，防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损，与脱模方向平行的塑件内，外表面都应具有合理的斜度。
以下是ABS的脱模斜度推荐值:
型腔40′,1.30?
型芯35′,40′。
塑件内表面在造型时就有弧度，如果要有脱模斜度就是在凹槽和锁位处，这不仅对脱模有好处，而且可以更好的锁紧。
1.4塑件的尺寸精度及表面质量分析
1.4.1尺寸精度
，0.220000查表得，图中尺寸Φ19、Φ22、Φ27、Φ3、7均属于MT3,,,,0.160.120.220.240
级塑料件精度，其它未注公差为MT5。
2
第一章塑件的工艺性分析1.4.2塑件表面质量分析
该零件要求外表面光洁，无毛刺、缺陷，粗糙度可取Ra0.8um，零件最终进行表面光度处理，塑件内部没有较高的粗糙度要求。
1.5塑件的成型工艺参数确定
查手册得到ABS塑料的成型工艺参数:
适用注射机类型螺杆式
3密度1.03,1.07g/cm;
收缩率0.3,0.8%;
预热温度80?
85?
，预热时间2,3h;
料筒温度后段150?
170?
，中段165?
180?
，前段180?
200?
;喷嘴温度170?
180?
;
模具温度50?
80?
;
注射压力60,100MPa;
-1螺杆转速30r?
min
成型时间注射时20,90s，保压时间0,5s，冷却时间20,120s。
3
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4
第二章模具设计
第二章模具设计
2.1分型面的确定
分型面的设计原则:
打开模具取出塑件或浇注系统的面，称之为分型面（或称分模面）。
分型面除受排位的影响外，还受塑件的形状、外观、精度、模具浇口位置、抽芯滑块、顶出系统、机械加工等多种因素影响。
合理的分型面是塑件能否完好成型的先决条件。
一般应从以下几个方面综合考虑:
（1）分型面应选择在塑件外形最大轮廓处
（2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模
（3）分型面的选择应保证塑件尺寸精度和表面质量
（4）分型面的选择应有利于模具成型零件的加工
（5）分型面的选择应有利于锁模
（6）分型面的选择应有利于排气
分型面
图2.1分型面的位置
结合该产品的结构，分型面确定在塑件的最大投影面积上，如图2.1所示。
2.2型腔数目的确定
注塑模的型腔数目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素:
（1）塑件的尺寸精度;
（2）模具制造成本;
（3）注塑成型的生产效益;
（4）模具制造难度。
根据大批量生产要求，且塑件的精度要求较低，所以本模具采用一模4腔。
2.3注塑机的选择
由注射量选定注射机:
利用UG建模软件直接查询到塑件的体积为（材料
3密度取ρ=1.05g/cm）:
3体积V=1582.74mm;质量M=1.66g
由于要大批量生产所以初步决定一模4腔;
5
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浇注系统所需塑料质量M=nM+NM;总1
M=21.248g;总
注:
M=0.6M;1
可知ABS注射时所选用的型腔压力P=15,20Mpa;这里就选P=18Mpa;
锁模力F=A×P;A=A+A;A=（0.2,0.5）A;总总11
所以总的锁模力:
F=4×A×P总总
22=4×[3.14×13.5+（0.2,0.5）×3.14×13.5]×18×0.001KN=107.136KN
2注:
A——单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm;
2A——浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm;1
根据浇注系统所需塑料质量和总的锁模力初步选定注射机为XS—Z—60;
表2.1XS—Z—60型注塑机的主要参数
注塑机型号XS—Z—60
3额定注射量60cm
螺杆（柱塞）直径38mm
注射压力122Mpa
注射行程170mm
注射方式螺杆式
锁模力500KN
2最大成型面积130cm
最大开合模行程180mm
模具最大厚度200mm
模具最小厚度70mm
喷嘴圆弧半径R12mm
喷嘴孔直径Φ4mm
动、定模固定板尺寸330×440mm
拉杆空间190×330mm
2.4成型零件的设计与计算
2.4.1型芯、型腔结构的确定
型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。
整体式型腔是直接在型腔板上加工，有较高的强度和刚度。
但零件尺寸较大时加工和热处理较困难。
整体式型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢多，不便加热和
6
第二章模具设计
热处理。
整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。
组合式型腔是由许多拼块镶制而成的，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要。
组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便。
同时也有利于型芯冷却和排气的实施。
由于该塑件尺寸较小，形状简单，故型腔、型芯都采用整体式。
2.4.2成型零件的计算
该塑件的成型零件尺寸按平均法计算。
查有关手册得ABS收缩率为S=0.4,,0.8,，故平均收缩率S=（0.4%+0.7%）/2=0.6%。
根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取δz取1/3Δ。
如下表2.2
表2.2成型零件尺寸计算
序类别塑件尺寸计算公式结果号
0，0.08径向1型腔Φ27Φ26.982,0.240，,尺寸z，,z尺寸，，,,（L）,1，SL,x,SM,,0，0.0732Φ21.967Φ220,0.22
，,深度，0.0332Z，,Z1.952，，,,（H）,1，SH,x,0SM00
型芯，0.2204径向Φ19Φ19.2790,0.073
0尺寸0尺寸（l）,,（1，S）l，x,,,,-m,szz05R16R15.805,0.167
000,6高度33.098（h）,,（1，S）h，x,,,0.12,0.04,,-M,szz尺寸
2.5模架的选用
通过相关计算确定:
?
定模由一块模板组成，动模由一块模板组成;?
采用推杆推出制件。
?
动定模座板厚25mm，垫块厚70mm，动模板厚40mm，定模板厚30mm。
（1）模架尺寸的确定
因为采用的是整体式凹模和整体式凸模，所以模架的大小可以任意制定，模架所承受的力最终是传递到凸、凹模上，从节约材料和见效模具尺寸出发，模架的值取的越小越好，但实际中因为要考虑冷却因素，又因为经过模架的冷却系统比经过模架外部的冷却系统效率高，所以为了给冷却系统留有足够的空间及考虑标准模架规格，故该设计取模架的大小为250×250mm。
确定模架零件尺寸:
动模座板厚H=25mm长L=250mm宽W=250mm
定模座板厚H=25mm长L=250mm宽W=250mm
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垫块高度厚H=70mm长L=250mm宽W=38mm
动模板厚H=40mm长L=200mm宽W=200mm
定模板厚H=30mm长L=200mm宽W=200mm
（2）模具高度尺寸的确定
安装模具的高度应满足:
Hmin,H,Hmax
设计模具高度为H总=190mm
由于XS-Z-60型注射机所允许模具的最小厚度为Hmin70mm，最大厚度为Hmax200mm，所以，模具闭合高度能满足安装要求。
2.6浇注系统的设计
注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由主流道、分流道、冷料穴和浇口组成。
2.6.1主流道
主流道是连接注塑机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注塑机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，有一定的锥度，目的是便于熔体的流动和开模使主流道凝料顺利拔出，同时也改善料流的速度。
主流道设计应注意的问题:
便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形。
锥角粗糙度与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。
主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选用优质材料单独加工和热处理。
衬套大端高出定模端面，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。
因为要和注塑机相配，所以其尺寸与注塑机有关，如图2.2所示:
图2.2主流道
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第二章模具设计
查表得知XS-Z-60型注塑机的喷嘴孔直径d=Φ4mm、喷嘴球半径0
R=12mm，故:
0
主流道小端直径D=注塑机喷嘴直径d+（0.5,1）0
=4+（0.5,1），取D=5mm
主流道球面半径SR=喷嘴球半径R+（1,2）00
=12+（1,2），取SR=14mm0
将主流道设计成圆锥形，锥度为2?
4?
，取4?
球面配合高度h=3,5mm，取h=3mm
主流道长度L=60mm
8.4mmD',D，2Ltan,主流道大端直径2
由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套，以便选用优质的钢材单独加工和热处理。
如下图2.3所示:
图2.3浇口套
2.6.2主流道衬套的固定
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