塑料模具设计矿泉水瓶坯.docx

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塑料模具设计矿泉水瓶坯

毕业设计

设计/论文题目：

饮料瓶胚

班级：

模具3092班

姓名：

孙晓杰29号

指导老师：

乔女

任务书

3.12模具闭合高度的确定和校核18

任务书:

1.塑件图

2.生产批量：

大批量

1.塑件图的分析

1.1塑件的模塑方法

PET属于通用工程塑料的一种热塑性聚酯。

可采用注塑成型、挤出成型、吹塑成型，对于瓶胚常采用注射成型，考虑到该材料的性能，采用热流道注射成型方法，选择较大的螺杆长径比。

1.2塑件材料的性能

1>结构特点：

PET的分子为高度对称芳环的线型聚合物，易于取向和结晶，具有较高的强度和良好的纤性，成模性。

2>使用温度：

PET的加工范围较窄，一般为270℃～290℃，接近分解温度（300℃）。

其的结晶速度慢，为促进结晶，常采用高模温，一般为100℃～130℃。

3>一般性能：

PET树脂为乳白色半透明或无色透明体，属于中等阻隔材料，吸水性大，加工前必须干燥。

4>力学性能：

PET模的拉伸强度很高，它的力学性能受温度的影响较小。

5>电学性能：

PET为极性聚合物，电绝缘性优良，耐电晕性较差。

6>环境性能：

PET的耐热性能不高，耐老化性好，不易燃烧，PET中含有脂键，在高温和水蒸气条件下不耐酸、碱的作用。

它的耐侯性优良。

1.3塑件的结构特性

1>塑件的尺寸精度

（1）塑件对于内、外形尺寸均无特殊要求，根据材料查《塑料模型成型技术》表3—9，为注公差尺寸按MT6级计算。

（2）对于中心距尺寸78查《塑料模型成型技术》表3—7，为MT5～MT6级，满足注射成型要求。

2>表面质量分析该塑件表面光滑、无斑点、条纹、不允许有凹痕等缺陷，表面粗糙度可取Ra0.8um，而塑件内部无较高的粗糙度要求。

3>塑件的结构工艺性

（1）该塑件整体为旋转体，瓶胚口有21mm长的M28×2.5的螺纹，瓶胚底有SR8的半球体瓶体内光滑，无凹可直接采用整体式型芯成型。

（2）从图纸上分析，塑件制品的壁厚不均匀，但塑件最小壁厚为1mm，符合最小壁厚要求。

（3）塑件的型腔尺寸不大，但塑件较高为成型螺纹，采用组合式凹模成型。

结论：

综上所述，该塑件可采用热流道注射模注射成型，脱模斜度为3°.

2.初选成型设备

2.1计算塑件体积和重量

1>计算塑件体积

V=4/3（－）+34π（）+34π（）+21π（－）

=33.65

2>计算塑件重量

根据《塑件材料的选用》查表3—10=1.38kg/

所以，一个塑件的重量为m=v=1.38×33.65×=46.44g

2.2型腔数目的确定

根据塑件的形状及尺寸以及生产批量的要求，采用一模出八件的模具结构。

1）利用模流分析软件对其成型过程作以模拟，如图：

综合上述结果，对其注塑过程中所需时间和物料都有较为准确的判断和估算。

2.3选择注射机的型号

根据塑件的体积以及型腔数，查《模具设计与制造简明手册》表2—40.初选螺杆式注型号为XS—ZY—500.

2.4初选注射机的参数

型号

XS—ZY—500

螺杆直径

注射容量

500

注射压力

104MPa

锁模力

3500KN

最大注射面积

1000

模具厚度

最大

450mm

模板行程

700mm

最小

300mm

喷嘴

球半径

18mm

孔直径

定位孔直径

mm

顶出

中心孔径

两侧

孔径

孔距

530mm

2.5确定成型工艺参数

查《塑料材料的选用》试模时可根据实际情况作适当调整

塑件名称

矿泉水瓶坯

塑件草图

材料牌号

PET

单件重量

46.44g

成型设备型号

XS—ZY—500

每模件数

8

成型工艺参数

材料干燥

干燥设备名称

烘箱

温度/℃

130～150

时间/h

3～4

成型过程

料筒温度

后段/℃

250-290

中段/℃

260-295

前段/℃

265-300

喷嘴/℃

260-300

模具温度/℃

68-140

时间

注射/s

3-5

保压/s

15-30

冷却/s

15-30

压力

注射/MPa

86-120

保压/MPa

30-50

后处理

温度/℃

130-140

时间/h

1-2

编制

日期

审核

日期

3.模具的结构设计

3.1分型面的选择

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，有

利于侧面分型和抽芯以及成型后能顺利塑出塑件，有两种分型面的选择方案。

采用方案一分型即便于成型塑件，取出塑件也可以使塑件表面美观，无毛刺，螺纹也易成型所以方案一分型比较合适。

3.2型腔数目的确定及型腔的排列

由于该塑件采用的是一模出八件，且采用的是热流道，所以，型腔布置时关于纵向对称，排两排。

这不仅有利于浇注系统的排列，而且有利于模具的平衡。

3.3浇注系统的设计

1>主流道设计

热流道的主流道于普通浇注系统的主流道相同。

根据《模具设计与制造简明手册》查得XS—ZY—500型注射机喷嘴的有关尺寸：

喷嘴球面半径=18mm，喷嘴孔直径=7.5mm

根据模具主流道与喷嘴的关系：

R=+（1～2）mm=18+（1～2）mm=19～20mm取R=19mm

d=+0.5mm=7.5+0.5=8mm

2>进料位置的确定

根据塑件外观质量的要求以及型腔的安装方式，进料位置设计在瓶胚底部

3>热流道板是标准件外购，且热流道自带加热装置

3.4型芯、凹模的结构设计

型芯、型腔可采用整体式或组合式结构

由于该塑件的径向尺寸较小，最大只有33，但塑件较高，塑件内部光滑无凸凹，从加工与成型的角度分析，采用整体式型芯。

考虑道零件螺纹的成型，型腔采用组合式。

3.5冷却系统的设计

1）模具温度调节的重要性

模具温度调节是指对模具进行冷却和加热，必要时要两者兼有，从而达到控制模温的目的。

对模具加热还是冷却，与塑料的品种、苏简单形状与尺寸，商城效率及成型工艺对模具的温度要求有关。

2）、注射模冷却系统的设计原则

1、冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大

2、冷却水道至型腔表面距离应尽量相等

3、浇口处加强冷却

4、冷却水道出、入口温差尽量小

5、冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置

此外，冷却水道的设计必须尽量避免接近塑件的溶解部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度，冷却水道要易于加工清理，一般水道孔径为10mm左右，不小于8mm。

根据此套模具结构，采用孔径为8mm的冷却水道。

3）冷却水道长度的计算：

（1）冷却水质量的计算：

M=nm/Cp（t-t）

即：

n为单位时间内注射次数为80次/h

m包括浇注系统的塑件质量为0.037kg

为355kj/kg

Cp为水温20度是=4.183kj/kg.c

t=20ct=30ct=25c

得M=77.2kg

（2）冷却水孔壁与冷却水交界处传导系数

=7348（1+0.015t）V/d

查表4-15可知V=0.81d=0.514

所以得=15921.9KJ/mhc

（3）冷却水总的传热面积Am

ABS注射成型模温t=65c

即公式A=nm/（t-t）

则可得A=0.00506m

（4）冷却水孔的长度L

公式L=A/d

即L=0.2686m

冷却系统排布如图：

3.6合模导向机构的设计

导向机构主要用于保证动模和定模两大部分或模内其他零部件之间准确对合，起定位和定向作用。

导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。

绝大多数导向机构由导柱和导套组成，称之为导柱导向机构。

1）导柱导向机构的作用

1、导向作用当动模和定模上模和下模合模时，首先是导向零件导入，引导动、模或上、模准确合模，避免型芯先进入凹模可能造成型芯或凹模的损坏。

2、定位作用导向装置直接起了保证动、定模或上、下模合模位置的准确性保证模具型腔的型腔和尺寸的精确性，从而保证塑料制品的精度。

3、承受一定的侧压由于塑料熔体充模过程或由于成型设备精度低的影响，都可能对导柱在工作过程产生一定侧压力，因而在模塑过程中需要导向装置承受有一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。

若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需增设锥面定位机构。

2）导柱导向机构主要是导柱和导套

1、导柱的形式有带头和带肩的两类。

带头导柱结构简单，加工方便用于简单模具。

有肩导柱其结构复杂，用于精度高生产大批量的模具，导柱与导套配合，导套固定孔直径相等，两孔同时加工，确保同轴度的要求。

2、导柱结构和技术要求

（1）长度导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8～12mm,以避免导柱未导正方向而型芯先进入型腔。

（2）形状导柱前端应做成锥台或球形，以使导柱顺利的进入导向孔。

（3）材料导柱应具有耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢经渗碳淬火或T8钢，T钢经渗碳淬火处理，硬度为50～55HRC,导柱固定的部分表面粗糙度Ra为0.8um，导向部分便面粗糙度为Ra0.8~0.4um.

（4）数量及布置导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，一般保证模具强度（导柱中心至模具边缘距离通常为导柱直径1~1.5倍）。

为确保合模时只能一个方向合模导柱的布置可采用等直径导柱不对称布置或不等直径对称布置，导柱可设置在动模一侧，也可设置在定模一侧，应根据模具结构来确定，在不妨碍脱模取件的条件下，导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧。

（5）配合精度导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合；导柱的导向部分通常采用H7/f7或H8/f7间隙配合。

根据模具结构的要求，导柱应布置4个，并尽可能对称布置与分型面的四周，以保证分型时受力均匀，中间板不被卡死。

布局图如下;

3.7型芯、型腔尺寸计算

查《塑料模塑成型技术表3—9为注公差按MT6级计算

查《模具结构型式与应用手册》PET的收缩率为1%～2%

故平均收缩率%=（1+2）/2%=1.5%

模具的成型零件的制造公差=/3

1.型芯径向尺寸

已知塑料制品尺寸为22查《塑料模塑成型技术》表3—7公差=0.44

=（+%+3/4）

=（22+22x1.5%+3/4x0.44）

=22.66

已知塑料制品尺寸为SR8查《塑料模塑成型技术》表3—7公差=0.32

=（+%+3/4）

=（8+8x1.5%+3/4x0.32）

=8.36

2.型腔径向尺寸

已知塑料制品尺寸为22查《塑料模塑成型技术》表3—7公差=0.44

=（+%-3/4）

=（22+22x1.5%-3/4x0.44）

=22.00

已知塑料制品尺寸为33查《塑料模塑成型技术》表3—7公差=0.52

=（+%-3/4）

=（33+33x1.5%-3/4x0.52）

=33.11

已知塑料制品尺寸为24查《塑料模塑成型技术》表3—7公差=0.44

=（+%-3/4）

=（24+24x1.5%-3/4x0.44）

=24.03

已知塑料制品尺寸为25查《塑料模塑成型技术》表3—7公差=0.48

=（+%-3/4）

=（25