塑料瓶盖注射模设计.docx
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塑料瓶盖注射模设计
目 录
1 绪论………………………………………………………………………………1
1.1我国塑料模具的发展现状……………………………………………………1
1.2国外模具的现状和发展趋势……………………………………………………2
1.3塑料盖注塑模具设计的设计思路………………………………………………2
1.3.2塑料盖注塑模具设计的进度…………………………………………………3
2 塑料盖件工艺分析………………………………………………………………4
2.1塑件的工艺性分析………………………………………………………………4
2.2计算塑件的体积和质量…………………………………………………………5
2.3塑件注塑工艺参数的确定………………………………………………………5
2.4.塑料成型设备的选取……………………………………………………………6
3注塑模的结构设计…………………………………………………………………8
3.1分型面选择………………………………………………………………………8
3.2确定型腔的数目及排列方式……………………………………………………8
3.3浇注系统设计…………………………………………………………………10
3.4抽芯机构设计……………………………………………………………………12
3.5推出机构设计……………………………………………………………………14
4端盖注塑模具的有关计算…………………………………………………………17
5模具加热和冷却系统的设计………………………………………………………20
6模具闭合高度确定…………………………………………………………………21
7注塑机有关参数的校核…………………………………………………………22
8绘制模具总装图和非标零件工作图……………………………………………25
8.1本模具总装图和非标零件工作图………………………………………………23
8.2本模具的工作原理……………………………………………………………23
9结论……………………………………………………………………………24
致谢…………………………………………………………………………………25
参考文献………………………………………………………………………………26
塑料瓶盖注射模设计
1塑件分析
1.1塑件的工艺分析
该塑料制件外形如下图1-1所示（下图1-1是根据实物和产品图用Pro/e进行三维建模和渲染所得），从图中可以看出该制品形
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为圆形。
该制件结构简单;关键是该制件内有螺纹，在一定程度上增加了设计的难度，但总体来看还是很简单的一个塑料制件。
因塑件属于水杯一部分，有一定的配合尺寸精度要求；其外形尺寸如图1-2，。
整个塑件下部厚度为2.00mm,瓶盖顶部厚度为3.00mm.
图1-1制件外观图
图1-2制件尺寸图
塑件设计应本着在保证使用性能，物理性能，力学性能和耐摩擦性能，同时还应力求结构简单、壁厚均匀、成型方便。
在设计塑件时，还要考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于制造，模具脱模和推出机构简单。
塑件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。
此外，在塑件成型以后尽量不再进行机械加工。
该制品结构较简单，内部的螺纹是用来配合的应该有较高的精度。
且中间的螺纹脱模不容易，这两点应该是设计的难点，和重点。
1.2塑件材料的分析
PP通称聚丙烯，因其抗折断性能好，也称“百折胶"。
PP是一种半透明、半晶体的热塑性塑料，具有高强度、绝缘性好、吸水率低、热变形温度高、密度小、结晶度高等特点。
改性填充物通常有玻璃纤维、矿物填料、热塑性橡胶等。
不同用途的PP其流动性差异较大，一般使用的PP流动速率介于ABS与PC之间。
（1）塑料的处理
纯PP是半透明的象牙白色，可以染成各种颜色。
PP的染色在一般注塑机上只能用色母料。
在有些机上有加强混炼作用的独立塑化元件，也可以用色粉染色。
户外使用的制品，一般使用UV稳定剂和碳黑填充。
再生料的使用比例不要超过15％，否则会引起强度下降和分解变色。
PP注塑加工前一般不需特别的干燥处理。
（2）注塑机选用
对注塑机的选用没有特殊要求。
由于PP具有高结晶性，需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。
锁模力一般按3800t／m2来确定，注射量20％--85％即可。
（3）模具及浇口设计
模具温度50-90℃，对于尺寸要求较高的用高模温。
型芯温度比型腔温度低5℃以上，流道直径4—7mm，针形浇口长度1—1.5mm，直径可小至0.7mm。
边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐步增加。
模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038m，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60％）。
均聚PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）。
（4）熔胶温度
PP的熔点为160-175℃，分解温度为350℃，但在注射加工时温度设定不能超过275℃。
熔融段温度最好在240℃。
（5）注射速度
为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用（会出现气泡、 气纹）。
如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。
（6）熔胶背压
可用5bar熔胶背压，色粉料的背压可适当调高。
（7）注射及保压
采用较高注射压力（1500-1800bar）和保压压力（约为注射压力的80％）。
大概在全行程的95％时转保压，用较长的保压时间。
（8）制品的后处理
为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。
1.3塑件的尺寸和精度分析
1.3.1塑件的尺寸
塑件的总体尺寸主要取决于塑料品种的流动性。
在一定的设备和工艺条件下，流动性较好的塑料可以成型较大尺寸的塑件；反之，成型出的塑件较小。
本课题的塑件及所用材料为PP（聚丙稀），它有很好的机械特性，流动性；其光泽性好，外观漂亮，由于收缩率较小，制件细小部位的清晰度好，达到设计的要求。
1.3.2塑件的尺寸精度
一般来讲，为了降低模具的加工难度和模具制造成本。
在满足塑件使用要求大前提下应尽量把塑件尺寸精度设计低一些。
另外，塑件尺寸精度还与塑料品种有关，根据各种塑料收缩率的不同，又将塑料的公差等级分为高精度、一般精度、低精度三种。
依据所选材料查《塑料成型加工与模具》表3－3取其一般精度为6级。
1.4塑料制品结构分析
由图1可知，塑件较小且对称，塑件的最大厚度为3mm，在材料所允许的范围之内。
由于塑件的尺寸分布均匀，无过薄处，无需加强筋。
塑件的尺寸小，为了便于脱模，塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度。
脱模斜度的大小，与塑件的性质、收缩率、摩擦因数、塑件壁厚和几何形状有关。
2、注塑机的选择与校核
2.1型腔数目计算
2.1.1制件特征以及质量与体积的计算
制件的结构如上面的图1-1,1-2由三维软件可得其质量与体积.
ρ=0.90g/cm3,v=16.2cm3,m=14.58g
2.1.2确定型腔数及其排列
根据式5-2（P112），
n≤0.8mg-mj/mn
mg—注射机最大注射量，g
mj—浇注系统凝料量，g
mn—单个塑件的质量，g
及n≤（0.8×125-20）/14.58=5.487，取4个。
型腔的布置如下图
图2-1型腔的布置
2.2选择注塑机
注射机的选择主要是根据制件的质量，体积和模具的整体结构设计来确定的。
主要依据是每次的注射量要大与额定注射量的20%小于额定注射量的80%，模具的整体结构要小于注射机的有效尺寸以便模具能放到注射机上，最重要的是锁模力要大与制件在分型面上的涨模力。
结合本次的设计，由计算的每次的注射量大约在65g左右，模具的整体尺寸在250mm左右，则根据热塑性塑料注射机型号和主要技术规格，选用XS-ZY-125型注射机，这种型号的注射机是卧式的螺杆式注射机。
注射参数如下：
型号
注射容量
注射压力
锁模力
最大注射面积
模具最大厚度
XS-ZY-125
125g
119MPa
900kN
320cm2
300mm
模板行程
喷嘴球半径
推出孔径
推出孔距
定位孔直径
模具最小厚度
300mm
12mm
22mm
230mm
Ф1000+0.054
200mm
这种注射机的脱模机构是机动的自动脱模。
2.2.1螺杆的作用
螺杆的作用：
输送、压实、塑化和施压螺杆转速的选择：
螺杆的最高转速:
n=v/∏d
V-允许的最大线速度
d-螺杆直径
2.2.2锁模力校核
已知注射机的最大锁模力为900kN，而胀模力为制件外形面积与截面面积之差乘以型腔压力，即其中；s=134.36，把这些代入
得其小于注射机的额定锁模力900KN，满足设计的要求。
2.2.3型腔压力计算
根据式p=kp0取压力损耗系数k=0.4,并设注射机使用的注射压力p0=119Mpa，则型腔压力p=kp0=0.4×119=47.6Mpa。
3模具结构设计
3.1分型面的确定
3.1.1分型面的分类
按分型面的位置来分，分型面有垂直于注射机开模运动方向，平行于开模运动方向和倾斜于开模方向的。
按分型面的形状可分为：
平面分型面、曲面分型面和阶梯形分型面。
3.1.2分型面的选择
分型面选择的原则：
（1）分型面选择应便于塑件脱模和简化模具结构，选择分型面应尽可能使塑件开模时留在动模，制件在动模上时有利于脱模。
（2）分型面应尽可能选择在不影响制件外部质量的部位，并使其产生的溢料边易于消除或修整，尤其是表面质量要求高的制件，对于本次的瓶盖要求不高。
（3）分型面的选择应有利于保证塑料制件的尺寸精度。
（4）选择分型面时要考虑行腔内气体的排出。
（5）分型面选择应便于模具零件的加工，尤其是成型零部件的加工。
（6）分型面选择应考虑注射机的技术规格。
根据瓶盖的实际情况，结构简单，选择单分型面。
分型面在制件底面上。
如下图
图3-1分型面的示意图
3.2流道和浇口的设计
3.2.1.浇注系统的组成
浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。
它的作用是使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳而顺利的充模、压实和保压。
其遵循的设计原则如下
（1）注射行程要短。
（2）排气要好。
（3）要防止型芯变形和嵌件位移。
（4）防止塑件翘曲变形。
3.2.2主流道设计
（1）主流道通常设计成圆锥形。
锥角在2～4度，内壁粗糙度为Ra=0.63μm。
（2）为防止主流道与喷嘴处溢料，与主流道对接处紧密对接，主流道连接处应制成半球形凹坑，主流道的小端直径大于注射机的喷嘴直径1-2mm，半球型凹坑的半径应大与注射机喷嘴的球型半径2m左右。
（3）为减小料流转向过渡时的阻力，主流道大端呈圆角过渡，其圆角半径r=1～3mm.
（4）在保证塑料良好成型的前提下，主流道应尽量短，否则将增多流道凝料。
（5）由于主流道
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