开水瓶盖塑料模具设计说明书

一、拟定模具的结构形式1、塑件的成型工艺性分析该塑件属于薄壁塑件，生产批量不大，材料选用聚已烯（PE），成型工艺性好，可以采用注射成型。

英文名称:Polyethylene（简称PE）比重:0.94-0.96克/立方厘米成型收缩率:1.5-3.6% 成型温度：140-220℃特点：耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化，化学交联、辐照交联改性,可用玻璃纤维增强.低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐射性;高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨.低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;高压聚乙烯适于制作薄膜等;超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件.成型特性1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形.2.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统.3.加热时间不宜过长,否则会发生分解.4.软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模.5.可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂各类聚乙烯产品用途高压聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、电线包裹层等中低、压聚乙烯：以注射成型制品及中空制品为主。

超高压聚乙烯：由于超高分子聚乙烯优异的综合性能，可作为工程塑料使用。

熔点 140摄氏度熔化焓292.88J/g2、分型面的选择根椐塑件的结构形式（如下图所示），分型面选在塑件的底平面。

3、确定型腔的数量和排列方式1）型腔数量的确定该塑件的精度要求不高，属于中小批量生产，而且该塑件的体积比较大，再考虑到模具的制造成本，可以初定为一模一腔的模具形式。

2）型腔排列形式的确定由于是一模一腔的形式，所以采用中央放置。

4、模具结构形式的确定根据以上的分析可知，本设计采用一模一腔的形式，由于该塑件的壁比较的薄，且推出时保持塑件平衡，因此采用推杆推出的形式，流道采用平衡式，浇口采用直浇口的形式，动模部分需要一块垫块和一块型芯固定板，因此可以初步的确定模具的结构形式为Ａ４型带推杆的双分型面模具。

5、注射机型号的选定1）注射量的计算由该塑件图可知，该塑件的体积Ｖ＝Ｖ1－Ｖ2＝45310.2。

因此该塑件的质量为m1＝41.2(g)。

由于流道凝料的质量m2未知，根据经验，可以按照该塑件的质量60%来进行计算，因此注射量为m=m1+m2=1.6m1=66g。

2）塑件和流道在分型面上的投影面积及所需的脱模力流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积Ａ2，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模的统计分析可得，Ａ2是每个塑件在分型面上的投影面积Ａ1的0.2-0.5倍，因此可以用0.35倍的Ａ1来进行估算，所以Ａ＝A1+A2=A1+0.35A1=1.35A1=10597.5m㎡.脱模力Ｆ＝Ａ×Ｐ型=317.925KN其中，Ｐ型＝30Pa3）注射机的选择根据每一生产周期的注射量和所需要的锁模力的计算值，可选用SZ-300/160卧式注射机，该注射机的有关参数见下表4）注射机有关参数的校核1)由注射机的料筒的塑化能力来核模具的型腔的数量n。

n≤(kMT/3600-m2)/m1=(0.8×82×3600×30/3600-0.6×41.2)/41.2=47.1＞＞1,型腔数量校核合格。

式中k——注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8;M——注射机额定塑化量(82)；T——成型周期，取30S。

2）注射压力的校核塑料注射成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机的类型、喷嘴的形式、塑件的形状以及浇注系统的压力损失等因素决定的。

对于粘度大的塑料以及形状细薄、流程长的塑料，注射压力应取大一些。

柱塞式注射机的压力损失比螺杆式的损失要大一些，所以注射压力也应取大些。

注射压力的校核是校核定注射机的额定注射压力是否大于成型时所需的注射压力，由于本设计是是采用聚已烯为材料，螺杆式注射机，并且塑件的结构比较的简单，压力损失较小，因此成型时所需的注射压力取为 1.3×100Pa=130Pa，而该注射机的额定注射压力为150Pa，注射压力较核合格。

3) 锁模力的较核该设计所需要的锁模力为F=KAP型=1.2×635.8<1600,所以锁模力较核合格。

其它安装尺寸的较核要待模架选定之后才能进行。

二、浇注系统的设计1、主流道的设计1）主流道尺寸的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必顺使熔体的温度降和压力损失最小。

在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直分型面，主流道通常设计在模具的浇口套中，但在本设计中，为了便于加工和安装，就把主流道和浇口套设计成整体式，如下图所示，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，锥度为2°-6°，在本设计中取3°，小端的直径比注射机喷嘴的直径大0.5-1 mm,因此小端的直径取为5mm,小端的前面是球面，其深度为3-5mm,在本设计中深度取为4mm,注射机喷嘴的球面在此与浇口套接触并且贴合，因此要求浇口套上主流道前端面为球面，并且半径比喷嘴的半径要大1-2mm 。

取为22mm,材料采用T10A ，淬火后的表面硬度达到53HRC 以上。

2） 主流道凝料的体积q 主=24n d L π=258()4042π+⨯=1326.65=1.333cm 4) 主流道剪切速率的校核由经验公式可得 33.3v q Rγπ==3.32×310在5×210-5×310之间，剪切速率合格。

式中 v q =q q q ++分主塑件=1.33+1.13+2×45.3=93.062、浇口的设计根据塑件的外部结构，要求表面质量比较高，应看不到明显的浇口痕迹，为了便模具的结构简化，又要满足塑件外部表面质量的要求，因此本设计选用直浇口的形式。

1）直浇口尺寸的确定直浇口的直径可由经验公式算得：(0.14~)d A ==1.2mm,式中 δ为塑件在浇口位置的厚度，A 为型腔的表面积；2）浇口剪切速率的校核由经验公式33.3v q R γπ==0.0682在区间[0.005,0.05]之间，剪切速率校核合格， 式中 v q 为单个塑件的体积；R 为浇口的直径；三、 成型零件的设计模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。

在本设计中成型零件指的是成型瓶盖外表面的凹模，成型内表面的凸模。

1、 成型零件的结构设计1）型腔由于塑件的结构比较简单，因此凹模型腔的结构也比较的简单，为了便于安装，因此此凹模采用整体式模具。

2）型芯该型芯是一个带有台阶的轴类零件，并且在顶部倒有圆角，如下图如示：2、 成型零件钢材的选用由于瓶盖是中小批量的生产，成型零件所选的钢的材耐磨性和抗疲劳强度性能应该要求比较良好，机械加工性能应该比较良好，因此构成型腔的凹模选用模具钢SM1。

定模板构成瓶盖顶部的花纹、文字部分，成型时有料流的冲刷，但没有脱模时的塑件的磨擦，因此采用45钢调质处理。

凸模要求有比较高的耐磨性，因此要求凸模要有比较高的硬度，所以凸模采用T10A 钢材，并且淬火后的硬度要求达到58HRC-62HRC 。

3、成型零件的工作尺寸的计算塑件的公差按国标IT6级查取如下图所示：塑件图1）型腔的径向尺寸0.300[(1)]101.86z M s L s L x δ++=+-∆=式中 s ——塑件的平均收缩率取0.025;s L ——塑件的外径尺寸；X ——修正系数（取0.5）；∆——塑件的公差值（1.48）z δ——模具的制造公差 (取5∆)； 2）型芯的径向尺寸000.3[(1)]99.04z z s d s d x δδ---=++∆= 式中 s d ——塑件内径的基本尺寸；3）型腔的深度0.26000[(1)]50.61z z s H s H x δδ+++=+-∆=式中 s H ——塑件的高度；∆——塑件的高度尺寸公差（1.28）；4）型芯的高度000.26[(1)]49.84z z s h s h x δδ---=++∆= s h ——塑件内表面的深度；3、成型零件的强度及支承板厚度的计算1）型腔侧壁的厚度1133530501.14() 1.1450()40.442.1100.02p ph S h E δ⨯==⨯⨯=⨯⨯ 式中 p ——型腔的压力；h ——塑件的高度E ——材料的弹性模量；p δ——根据注射塑料品种，模具刚度计算许用变形量；p δ=25i=25×0.82=20.5m μ=0.02mm 150.350.0010.82i W W m μ=+= ;W ——型腔的半径；2）支承板的厚度支承板的厚度和所选模架两块垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，以及塑件的高度，还有型芯的高度，模架应该选在355×355范围内，两垫块之间的跨度大约为200mm根据型腔的布置及型芯对支承板的压力，就可计算出支承板的厚度，即 112310.54()45.32ppl l T L EL δ== 式中 L ——两垫块之间的距离；1L ——支承板的长度（取400）；12l l ——2个型芯投影到支承板的面积；取标准厚度为T=50。

四、 模架的确定根据型腔的布置、型腔的侧壁的厚度，再考虑到导柱、导套及连接螺钉布置就站的位置和采用推件杆推出等问题，模架结构为A4形式，即动模定模均为两板式模具。

垫块示意图如下：浇口套：GBT 4169.19-2006塑料注射模模零件第19部分喷嘴尺寸的校核浇口套球面R和喷嘴前端球面半径R0喷嘴孔径d0和浇口套小端孔径d正确关系为：d=d0+(0.5～1)=2+(0.5～1)=2.5 ～3mm取 2.8 R=R0+(1～2)=12+(1～2)=16～17mm1、各模板尺寸的确定1）A板的尺寸A板是定模型腔板，塑件的高度为50，在模板上还要开设冷却水道，冷却水道离型腔应有一定的距离，因此A板的厚度取为80。

2）B板的尺寸B板是凸模（型芯）固定板， B板取标准厚度为80。

3）C垫块的尺寸由公式：垫块=推出行程+推板的厚度+推杆固定板的厚度+（5-10）=85，取标准厚度90；上述尺寸确定之后，就可以确定模架2525，板面为250×250，模架结构形式为A4形的标准模架。

从选定的模架可知，模架外形尺寸：250×250×290;2、注射机安装尺寸的校核模具的平面尺寸250×250＜450×450（拉杆间距），合格；模具的高度：250＜290＜450，合格；模具开模所需的开模行程：L=型芯高度+塑件的高度+（5——10）=99.84＜380（注塑的开模行程）;校核合格；所以此模具所选的模架完全符合使用要求。