塑料成形工艺与模具设计课程设计化妆品瓶盖Word下载.docx
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1.塑料成型特征…………………………………………………………………………………………………3
2.塑件的结构工艺性………………………………………………………………………………………3
3.塑件的生产批量……………………………………………………………………………………………4
4.初选注射机………………………………………………………………………………………………………4
三、分型面的选择及浇注系统的设计………………………………………………………………5
1.分型面的选择…………………………………………………………………………………………………5
2.浇注系统的设计……………………………………………………………………………………………5
四、模具设计的方案论证…………………………………………………………………………………………7
1.型腔的布局………………………………………………………………………………………………………7
2.成型零件的结构……………………………………………………………………………………………7
3.推出机构的确定……………………………………………………………………………………………7
4.合模导向机构的设计…………………………………………………………………………………8
5.冷却系统的设计论证…………………………………………………………………………………8
五、主要零部件的设计计算……………………………………………………………………………………8
1.成型零件的成型尺寸计算…………………………………………………………………………8
2.模具型腔厚度的确定…………………………………………………………………………………8
3.模具型腔模板总体尺寸的确定………………………………………………………………8
4.标准模架的确定……………………………………………………………………………………………8
六、注射机有关参数的校核……………………………………………………………………………………8
1.模具闭合高度的确定…………………………………………………………………………………9
2.模具闭合高度的校核…………………………………………………………………………………9
4.模具开模行程的校核…………………………………………………………………………………9
5.注射量的校核…………………………………………………………………………………………………9
七、绘制模具装配图………………………………………………………………………………………………10
八、拆画零件图……………………………………………………………………………………………………13
九、相关表格…………………………………………………………………………………………………………17
十、模具报价单……………………………………………………………………………………………………20十一、参考资料……………………………………………………………………………………………………21
一、设计任务书
塑件名称
化妆品瓶盖
图号
SJ-03
材料
LPDE
生产批量
100万件
技术要求
1.外表面要求光泽美观，无斑点和熔接痕，
粗糙度为0.4μm；
2.未注圆角为R0.2；
3.未标出的拔模斜度取1°
。
二、塑件成型工艺分析
1.塑料成型特征
低密度聚乙烯（LDPE）又称高压聚乙烯，为支链型线性分子结构的热塑性塑料。
其结晶度为55%～65%，相对分子质量较小，密度为0.91～0.94g/cm3，压缩比为1.8～42.3，比热为2.30J/（g·
℃）。
低密度聚乙烯的化学稳定性较高，能耐大多数酸、碱及盐的侵蚀，但不耐强氧化酸的腐蚀；
除苯及汽油外，一般不溶于有机溶剂。
低密度聚乙烯耐低温性能好，在-60℃下仍具有较好的力学性能，但其使用温度不高（在80℃以下）。
低密度聚乙烯在热、光及氧的作用下会发生老化变脆，力学性能和电性能下降。
在成型时，氧化会引熔体黏度下降和变色，产生条纹，影响塑件质量。
因此，需添加抗氧化剂及紫外线吸收剂等。
低密度聚乙烯的成型特性为：
（1）成型性好，可采用注射、挤出及吹塑等成型加工方法。
（2）吸湿性小，成型前可不干燥。
（3）熔体黏度下，流动性好，溢边值为0.02mm;
流动性对压力敏感，宜采用较高的压力注射。
（4）可能发生溶体破裂，与有机溶剂接触会发生开裂。
（5）成型温度范围为160～240℃。
熔融温度低且塑件质量轻，考虑到塑件质量及效率可采用螺旋式注射机成型。
应严格控制模具温度，一般以35～65℃为宜，模具应采用调制处理。
（6）收缩率大而且波动范围大，应严格控制模温，保证冷却均匀稳定。
（7）易产生应力集中，应严格控制成型条件，塑件成型后应进行退火处理，以消除内应力；
塑件壁厚宜小，应避免有尖角，脱模斜度宜取1°
～3°
（8）质软易脱模，当塑件有浅侧凸（凹）时，可强行脱模。
此塑件的螺纹成型应采用强行脱模方式。
2.塑件的结构工艺性
（1）塑件的尺寸精度分析
此塑件的尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT7级精度查取公差，其主要尺寸的公差要求见p18表3-1。
（2）塑件表面质量分析
此塑件的外表面要求光泽美观，无斑点和熔接痕，粗糙度取Ra0.4μm；
内表面无特殊要求粗糙度Ra可取3.2μm。
（3）塑件的结构工艺性分析
从图纸上分析，此塑件的外形为回转体，设计合理易脱模；
壁厚相对均匀，且符合最小壁厚的要求；
在塑件内壁有M6×
1的螺纹孔及加强筋，查有关表可知螺纹牙型强度足够，在推荐范围内，加强筋的设计也符合要求；
低密度聚乙烯为软塑料，螺纹可强制脱模成型，但要注意为了防止螺孔最外圈的螺纹崩裂或变形，螺纹始末端应有0.2～0.8mm的台阶，始末的螺纹应渐渐开始结束，有l=2mm的过渡长度，如图3-3所示。
此塑件端部已开有0.2的台阶，在设计型芯时只需按尺寸即可
综合来看，此塑件结构简单，无特殊的结构要求和精度要求。
在注射成型生产时，制药工艺参数控制得当，此塑件是比较容易成型的。
3.塑件的生产批量
此塑件的生产类型是大批量生产，因此在模具设计中要提高塑件的生产率，倾向于采用多型腔、高寿命自动脱模模具，以便降低生产成本。
4.初选注射机
（1）计算塑件体积和质量
塑件的体积计算：
经计算（计算过程略）得到塑件的体积为V≈1.159×
103mm3
塑件的质量计算：
查有关手册，取低密度聚乙烯的密度为ρ=0.92g/cm3，所以塑件的质量为
ω=Vρ=1.159×
0.92≈1.07g
（2）确定型腔数量
此塑件结构简单，单个塑件的体积较小约为cm3，且此塑件的生产批量为大批量生产，为尽量提高生产率，决定采用一模四件的模具结构，型腔环形分布在型腔板上，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。
（3）确定成型设备
由于塑件采用注射成型加工，使用一模四腔分布，由此可计算出一次注射成型过程所用塑料量为：
W=4ω+ω废料=4×
1.07+1.07×
20%=4.494g
由于塑件的材料为低密度聚乙烯，根据塑件的结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸大小等因素，参考设计手册，初选SZ-25/20柱塞式注射机，据查有关资料可列出该注射机的主要技术参数，见p17表3-2。
确定注射成型的工艺参数
根据所选用材料（LDPE）的特性和此塑件自身的成型特点，查阅有关资料，确定注射成型工艺参数，见p20表3-3
虽然塑件体积、壁厚不大，但次塑件生产类型为大批量，加上低密度聚乙烯比热容大、冷却速度慢，成型时必须充分冷却，模具设计时要去有冷却系统，所以该模具应采用冷却水强制冷却，冷却要均匀，以缩短成型周期，提高生产率。
三、分型面的选择及浇注系统的设计
1.分型面的选择
此塑件为美容护肤品瓶盖，外形表面质量要求较高。
在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处，如图3-4所示。
另外，为了提高自动化程度和生产率，减少低密度聚乙烯的取向变形以及保证塑件表面质量，决定采用点浇口；
而模具采用了双分型面机构，一个分型面用于成型塑件，另一个分型面用于取出浇注系统凝料。
2.浇注系统的设计
（1）主流道设计
由表3-2可知，----型注射机喷嘴的有关尺寸为：
喷嘴孔直径的do=3
喷嘴前端球面半径Ro=10
根据模具主流道与喷嘴的关系得到：
主流道进口端球面半径R=Ro+（1～2）=10+（1～2）mm，取R=12mm
主流道进口端孔直径d=do+0.5=3+0.5mm，取d=3.5mm
为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度取4°
；
同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=5mm的圆弧过渡。
主流道衬套采用可拆卸更换的浇口套，浇口套的形状及尺寸设计采用推荐尺寸的常用浇口套；
为了能与注塑机的定位圈相配合，采用外加定位环的方式，这样不仅减少了浇口套的总体尺寸，还避免了浇口套在使用中的磨损。
（2）分流道设计
此塑件的体积比较小，形状比较简单，壁厚均匀，且塑料的流动性好，可以采用单点进料的方式。
为便于加工，采用最为常用的截面形状为U形的分流道。
查分流道横截面及其尺寸的有关资料，取U形分流道截面半径R=2mm，h=2.55mm。
分流道截面形状及尺寸如图3-5所示。
（3）点浇口设计
由于此塑件外观质量要求较高，所以浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。
同时，也应尽量使模具结构更简单。
根据对此塑件结构的分析，并结合已确定的分型面位置，选择如图3-6所示的点浇口进料方式。
根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件顶部。
点浇口的直径尺寸可以根据塑料按塑件平均厚度查相关表确定。
（4）冷料穴设计
低密度聚乙烯质软高弹的特点要求采用带球头形拉杆的冷料井，定模板的分流道尽头钻小斜孔，一次分型时斜孔内凝料使点浇口与塑件分离，同时球头形拉料杆将主流道的凝料拔出；
而二次分型时凝料被定模板刮掉下来，实现浇注系统与塑件的自动分离与脱出，自动化程度高，劳动强度小。
四、模具设计的方案论证
1.型腔的布局
由于塑件的外形是圆形，各方向尺寸一致，且塑件结构简单，不需要侧向分型，所以型腔的排列方式只有一种，即左右对称分布在模板两侧，如图3-7所示。
2.成型零件的结构
（1）模具的型腔采用整体式
整体式型腔是直接加工在型腔板上的，有较高的强度和刚度，使用中不易发生变形。
由于此塑件尺寸较小，最大处也只有φ24mm，且形状简单，型腔加工容易实现，故可以采用整体式结构。
（2）模具的型芯采用整体镶嵌式
整体镶嵌式型芯可节省贵重模具钢，便于加工和热处理，修理更换方便，同时也有利于型芯冷却和排气。
由于此塑件具有螺纹，考虑到型芯加工制造方便和降低模具成本，故采用整体镶嵌式型芯。
3.推出机构的确定
根据塑件的形状特点，确定模具型腔在定模部分，模具型芯在动模部分。
塑件成型开模后，塑件与型芯一起留在动模一侧。
此塑件有螺纹，螺纹部分是由螺纹型芯成型的。
由于成型此塑件的塑料（LDPE）有很好的弹性，可以采用强制脱模的方式
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