(精编)矿泉水瓶盖注射模具设计说明书

(精编)矿泉水瓶盖注射模具设计说明书

毕业设计(论文)

矿泉水瓶瓶盖注塑模设计

系别：机械与电子工程系

专业（班级）：机械设计制造及其自动化11级升本

作者（学号）：任方成（51101090008）

指导教师：王贤才

完成日期：2013年5月16日

目录

中文摘要3

英文摘要4

1 前言5

1.1 本研究领域的现状和国内外的发展趋势5

1.1.1 概述5

1.1.2 国外的发展情况5

1.1.3 国内的发展情况 (6)

1.2 本课题的研究内容、要求、目的及意义6

1.2.1 本课题的研究内容 (6)

1.2.2 本课题的研究要求7

1.2.3 本课题的研究目的7

1.2.4 研究意义7

2 注塑模具设计部分8

2.1 塑件分析8

2.2 塑料材料的成型特性8

2.3 设备的选择9

2.3.1 塑件的体积9

2.3.2 锁模力的校核11

2.3.3 开模行程的校核12

2.4 浇注系统的设计 (12)

2.4.1 主流道的设计12

2.4.2 分流道的设计12

2.4.3 冷料穴的设计14

2.4.4 设计所用的浇口形式14

2.4.5 分型面的设计 (15)

2.4.6 排气槽的设计15

2.5 成型零部件的设计和计算15

2.5.1 成型零部件的设计15

2.5.2 成型零件工作尺寸的计算15

2.5.3 型腔壁厚计算18

2.6 脱模机构的设计和计算20

2.6.1 脱模阻力的计算20

2.6.2 脱模机构的设计21

2.7 脱螺纹机构的设计21

2.7.1 脱螺纹的形式21

2.7.2 旋转脱螺纹扭距的计算21

2.7.3 对主流道凝料能否脱出的校核22

2.7.4 止转装置的设计23

2.7.5 驱动装置和传动装置的设计和计算23

2.8 合模导向机构的设计27

2.8.1 顶出系统的导向27

2.8.2 成型零件的导向及定位28

2.9.1 冷却系统的设计28

2.9.2 模具冷却时间的计算29

2.9.3 冷却参数的计算30

2.10 支承与连接零件的设计与选择31 2.10.1 非标零件的设计31

2.10.2 标准零件的选取31

结论32

谢辞33

参考文献34

图2-1塑件2D图8

图2-2浇口套13

图2-3分流道的设计14

图2-4主流道冷料穴和拉料装置14 图2-5分流道浇口15

图2-6型芯与塑件16

图2-7支撑柱28

图2-8导柱和导套的设计28

图2-9冷却水道的设计29

表2-1聚丙烯的力学性能8

表2-2聚丙烯的热性能及电性能9 表2-3聚丙烯的物理性能9

表2-4聚丙烯的工艺参数9

表2-5一模两腔11

表2-6设计中所用螺钉31

表2-7设计中所用螺母31

矿泉水瓶盖注射模具设计

摘要：本文详细介绍了矿泉水瓶盖注射模具的设计。采用一模两腔，边缘式浇口，利用型芯成型塑件的内止转齿，齿条、齿轮脱螺纹，顶杆顶出塑件。并对浇注系统、成型零件、脱模机构、脱螺纹机构、合模导向机构和温度调节系统做了详细设计和计算。

关键词：注射模,螺纹型芯,边缘浇口

任方成：矿泉水瓶盖注塑模设计

Thedesignofthebottlelidofthecosmeticsinje ctingmolding

Abstract:Thistexthasintroducedthedesignthatthebottlelidofthecosmeticsinjec https://www.360docs.net/doc/1615012087.html,ingtwocavities,edgegate,thethreadplugshapethe toothinside,andturnontherack.Geartransmissiontoletthewhorloutofthet

https://www.360docs.net/doc/1615012087.html,ingtheejectorpintoletitofffinally.InthisdesignIcheckthefeeds ystem,https://www.360docs.net/doc/1615012087.html,anizationoftakingof fthethreadring.Shutingthemouldandguidethesystematicdesignandcalcu lationoftheorganizationandtemperaturecontrol.

Keywords:injection,mouldthreadedcore,edgegate

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矿泉水瓶瓶盖注塑模设计

1前言

1.1本研究领域的现状和国内外的发展趋势

1.1.1概述

21世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化，追求的目标是提高产品质量及生产效率、缩短设计及制造周期，降低生产成本、最大限度地提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。

1.1.2国外的发展情况

国外的模具发展状况具体表现为以下七个特征

（1）集成化技术

现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成，更应该强调技术人和管理的集成。在开发模式制造系统时强调“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成，这更适合未来制造系统的需要。

（2）智能化技术

应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化，以及模具设备的智能化，也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。

（3）网络技术的应用

网络技术包括硬件与软件的集成实现。各种通讯协议及制造自动化协议，信息通讯接口，系统操作控制策略等，是实现各种制造系统自动化的基础。目前早通过了Internet

任方成：矿泉水瓶盖注塑模设计

实现跨国界模具设计的成功例子。

（4）多学科多功能综合产品设计技术

产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识，还用到了电磁学、光学、控制理论等，甚至要考虑到经济、心理、环境、卫生及社会等各方面的因素。产品的开发要进行多目标全性能的优化设计，以追求模具产品动静态特性、效率、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合。

（5）虚拟现实与多媒体技术的应用

虚拟现实在21世纪整个制造中都将有广泛的应用，可以用于培训、制造系统、仿真实现基于制造仿真的设计与制造、集成设计与制造、实现集成人的设计等。美国已于1999年借助于VR技术成功地修复了哈博太空望远镜。多媒体技术采用多种介质来存储、表达处理多种信息，融文字、语音、图象于一体，给人一种真实感。

（6）反求技术的应用

在许多情况下，一些产品并非来自设计概念，而是起源于另外一些产品或实物，要在只有产品原型或实物模型，而没有产品图样的条件下进行模具设计和制造以便制造出产品。此时需要通过实物的测量，然后利用测量数据进行实物的CAD几何模型的重新构造。这种过程就是反求工程RE。建立了CAD几何模型后，就可以依据这种数字化的几何模型用于后续的许多操作。

（7）快速成形制造技术

快速成形制造技术RPM基于层制造原理，迅速制造出产品原型，而与零件的几何复杂程度无关，尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型供设计评估、装配校检、功能实验。而且还可以通过形状复制，快速经济地制造出产品模具，从而避免了传统模具制造的费时和耗成本的NC加工，因而RPM

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技术在模具制造中发挥着重要的作用。

1.1.3国内的发展情况

目前国内模具行业的基本情况是，随着轻工业及汽车制造业的迅速发展，模具设计制造日渐受到人们广泛关注，已形成一个行业。但是我国模具行业缺乏技术人员，存在品种少、精度低、制造周期长、寿命短、供不应求的状况。一些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造，需要每年花几百万、上千万美元从国外进口，制约了工业的发展，所以在我国大力发展模具行业势在必行。

为了提高模具企业的设计水平和加工能力。中国模具协会向全国模具行业推荐适合于模具企业用的CAD/CAM系统。但国内优秀的CAD/CAM系统很少，只有少数适合模具行业应用。而国外购买的虽有强大的三维曲面造型能力、强大的结构有限元分所能力、强大的计算机辅助制造能力、产品数据管理能力等，但价格昂贵，一般企业难以支持。

1.2本课题的研究内容、要求、目的及意义

1.2.1本课题的研究内容

做化妆品瓶盖的模具设计，使该化妆品的瓶盖注射模结构简单，型腔、型芯、齿轮传动机构设计合理，并可自动脱模。并书写开题报告，和模具说明书。根据说明书画模具CAD图。

1.2.2本课题的研究要求

（1）此塑件外表面不允许有印迹，并且要光滑。

（2）要使注射模结构简单，并可自动脱模。

任方成：矿泉水瓶盖注塑模设计

（3）流道设计合理，可保证产品质量并且又节约生产原材料。

（4）了解聚丙烯的性能、特性和设计时的要求。

1.2.3本课题的研究目的

（1）检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。

（2）步掌握进行模具设计的方法、过程，为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写科研论文打下基础。

（3）培养自己的动手能力、创新能力、计算机运用能力。

1.2.4研究意义

（1）对于模具的设计可以从选材到设计到成型有一个完整的了解和初步的掌握。以进一步的熟练掌握AuToCAD的运用。

（2）锻炼自己的独立思考能力和创造能力，为更好更快的适应工作作准备。

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2注塑模具设计部分

2.1塑件分析

下图是一矿泉水瓶的瓶盖，从该塑件的外观可以看出为了要使此塑件的外观不留下印迹，可以采用改良的边缘浇口。利用齿轮传动螺纹型芯的结构达到自动脱模。经分析在塑件内的顶面设计一圈防转齿（见图），可较好地满足产品的生产要求。

图2-1塑件2D图

2.2塑料材料的成型特性

表2-1聚丙烯的力学性能

任方成：矿泉水瓶盖注塑模设计表2-2聚丙烯的热性能及电性能

表2-3聚丙烯的物理性能

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表2-4聚丙烯的工艺参数

2.3设备的选择

2.3.1塑件的体积

根据塑件的体积可以得出大概的注射量，从而粗略的得出大概的注射量。

本课题的塑件体积为：

式(2-3a)

又由于聚丙烯的密度

并且在注入模具时由于流动阻力增加，加大了沿螺杆逆流量，再考虑安全系数，实际注射量M取为机器最大注射能力的85%。

式（2-3b）

假设采用的是SZ-60/450卧式注塑机，理论注射量为105cm3；锁模力为450kN。

根据锁模力确定型腔的数目：

式（2-3c)

其中锁模力为F(N)；型腔压力为p()；每个塑件的投影面积为A1()；浇注系统的投影面积为A2()。

任方成：矿泉水瓶盖注塑模设计

已知锁模力为450kN；型腔压力为25或30。

通过计算得：

假设浇注系统的投影面积和塑件投影面积相等即：

则：

根据最大注射量确定型腔数目：

式（2-3d)

其中最大注射量为m(g)；单个塑件的质量为m1(g)；浇注系统的质量为m2(g) 已知最大注射量为105，假设浇注系统质量为1.7倍塑件质量。

单个塑件质量为：

则：

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表2-5现决定采用一模两腔，所以可以采用SZ-60/450卧式注塑机

2.3.2锁模力的校核

锁模力为注射机锁模装置用于夹紧模具的力。所选注射机的锁模力必须大于由于高压熔体注入模腔而产生的胀模力，此胀模力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积。

即：

式(2-3e)

任方成：矿泉水瓶盖注塑模设计

上式中

F——锁模力，KN

p——型腔压力，

A——塑件及流道系统在分型面上的投影面积，mm

已知型腔压力为25或30；浇注系统的投影面积为1倍的塑件投影面积；塑件及流道系统在分型面上的投影面积为：

式(2-3f)

上式中

S——流道系统在分型面上的投影面积，

n——模腔数

则：

即：

所以锁模力符合要求。

2.3.3开模行程的校核

开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于液压-机械式锁模机构注塑机，其最大开模行程由注塑机曲肘机构的最大行程决定，与模具厚度无关。

单分型面注射模，其开模行程按下式校核：

式(2-3g)

上式中

S——注塑机的最大开模行程(移动模板台面行程)，mm

H1——塑件脱出距离，mm

H2——包括流道凝料在内的塑件高度，mm

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