模具设计与制造专业毕业论文--瓶盖注塑模具设计

第一章绪论1塑料模具设计与制造在国民经济中的地位和作用目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。

特别是在办公机器、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、通信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经想胜利、塑料化方向发展。

近几年来，由于工程塑料制件的强度和精度等都得到很大提高，因而各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大，预计今后随着微型电子计算机的普及和汽车的轻型化，塑料制件的使用范围将会越来越大，塑料工业的生产量也将迅速增长，塑料的应用将覆盖国民经济所以部门，尤其在国防和尖端科学科技领域中有越来越重要的地位。

塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切关系。

塑模是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑模工业是国民经济的基础工业。

用塑模生产成形零件的主要优点是制造简便、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。

塑模也是成型塑料制品的主要工具，它的结构和加工精度对塑件的质量和生产效率等有直接的关系。

因而世界各国对塑模的设计与制造技术都极为关注。

近年来国外对塑模的热浇道系统、温度控制系统、应用数控机床加工及减少热处理变形等方面都作了许多探索，并取得了一定的效果。

2．塑料成型技术的发展趋势在现代塑料制件的生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求，满足塑料制件的使用要求，降低塑料制件的成本起着重要的作用。

一副好的注塑模具可成型上百万次，这与模具的设计，模具材料及模具的制造有很大的关系，从塑料模的设计，制造及模具的材料等方面考虑，塑料成型技术的发展趋势可简单地归纳为以下几个方面。

⑴．刚形表面加工向精密自动化方向发展⑵．光整加工向自动化方向发展⑶．反向制造工程制模技术的发展⑷．模具CAD/CAM技术将有更快发展⑸．模具生产专业化，标准化程度不断提高⑹．模具粗加工向高速方向发展按照塑料制品成型加工方法的不同，通常可将塑料模分为以下6大类型。

3.塑料模分类用于塑料制件注塑成型的模具通称注塑模，或称注塑模。

主要用于热塑性塑料制品成型，近年来也越来越多地用于热固性塑料制品成型。

这是一类用途宽、占有比重大、技术较为成熟、地位尤为显赫的一大类塑料模具。

因材料或塑件结构或成型过程不同，有热固性塑料注塑模，结构泡沫注塑模和反应成型注塑模等之别。

1压塑模用于塑料制件压缩成型的模具简称压塑模，俗称压模。

压塑模主要用于热固性塑料制品的成型，但也可用于热塑性塑料制品成型。

另外，还可用于冷压成型聚四氟已稀坯件，此种模具称为压锭模。

2传递模用于塑料制件传递成型的模具称为传递模或称压注塑，俗称挤胶模。

传递模多用于热固性塑料制品的成型。

3挤塑模用于连续挤出成型塑料型材的模具通称挤塑模，简称模头，俗称机头。

这是又一大类用途很宽、品种繁多的塑料模具。

主要用于塑料棒材、管材、板材、片材、薄膜、电线电缆包覆、带丝、复合型材及异性材的成型加工。

也用于中空制品的制坯成型，此种模具称为型坯模。

4中空吹塑模将挤出或注射出来的尚处于塑化状态的管状型坯，趁热放置于模具型腔内、立即在管状型坯中心通以压缩空气，致使型坯膨胀而紧贴于模腔壁上，经冷却硬化即可得一中空制品。

凡此种塑料制品成型方法所用的模具，称为中空吹塑模。

中空吹塑模主要用于热塑性塑料的中空容器类的制品成型。

5热成型模具热成型模具通常以单一的阴模或阳模形式构成。

将预先制备的塑料片材周边紧压于模具周边上，并加热使之软化，然后于紧靠模具一侧抽真空，或在其反面充以压缩空气，使塑料片材紧贴于模具上，经冷却定型后即得到一热成型制品。

此类制品成型所用的模具通称热成型模具。

第二章模具工艺规程的编制该塑件是带内螺纹的一个瓶盖。

其零件图如下2-1所示，本塑件的材料采用聚苯乙烯生产类型为大批量生产。

图２－１2.1.塑件的工艺性分析2.1.1.塑件的原材料分析塑件的材料采用聚苯乙烯，属热塑件塑料，从使用性能上看，该塑件电绝缘性能（尤其高频绝缘性）优良，无色透明，透光绿仅次于有机玻璃，着色性，耐水性、化学稳定性良好，是理想的绝缘材料；从成型性能上看，该塑料吸水性小，熔料的流动性较好，成型容易，但收缩率大.另外，该塑件强度一般，但质脆，易产生碎裂，不耐苯、汽油等有机溶剂.2.1.2.塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析⑴结构分析.从零件图上分析，该零件总体形状为空心圆筒形，在内侧带有两段螺纹，两段螺纹对应的圆心角为600，因此模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构，该零件属于中等复杂程度.⑵尺寸精度分析.该零件重要尺寸如0.262φ+、0.2370φ+等尺寸材料为MT1级（GB/T14486-1993）次重要尺寸，如0.4676φ-尺寸精度为MT3级（GB/T 14486-1993），由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证.从塑件的壁厚上来看，壁厚为3mm，壁厚均匀有利于零件的成型.⑶表面质量分析.该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺，内部不得有导电杂质外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现.综上分析可以看出，注塑时在工艺参数控制得比较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证.2.2.计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数计算塑件的体积：V=37180mm3(过程略）计算塑件的质量：根据表文献［1］表2-16查的聚苯乙烯的密度31.05/g cm ρ=故塑件的质量为31.0510******* W V g ρ-==⨯⨯=利用一模一件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机XS-Z-60型。

2.3塑件注塑工艺参数的确定查找文献⑵和参考工厂实际应用的情况，聚苯乙烯的成型工艺参数可作如下选择：（试模时，可根据实际情况作适当调整）预热和干燥：70-80o C 时间1小时.注塑温度：包括料筒温度和喷嘴温度.料筒温度：后段温度t选用150o C1选用160o C中段温度t2选用180o C前段温度t3喷嘴温度：选用165o C模具温度：选用50o C注塑压力：选用100MPa(相当于注塑机壳表压35kgf)注塑时间：高压时间选为2s保压时间选用20s冷却时间选用30s成型周期：52s后处理：红外线灯、烘箱 70o C 2-4小时第三章注塑模的结构分析注塑模结构设计主要包括：分型面选择，模具型腔数目的确定，型腔的排列方式，冷却水道布局，浇注系统的设计，模具工作零件的结构设计，侧向分型与抽芯机构的设计，推出机构的设计等内容.3.1 分型面选择模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构，应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面.该塑件为瓶盖，边面质量无特别要求，但在旋转的过程中上端面与手接触较多，因此上端面最好自然形成圆角，此外，该零件高度为18mm，且垂直与轴线的截面，形状比较规范。

若选择如图2-2所示．水平分型方式既可降低模具的复杂程度，减少模具加工难度又便于成型后出件。

故选用如图2-2所示的分型方式较为合理.3.2 确定型腔的排列方式本塑件在注塑时采用一模一件，即模具只需一个型腔，故不需要设计分流道.3.3 浇注系统设计3.3.1.主流道设计 。

根据设计手册⑵表2-40，查得XS-Z-60型浇注机喷嘴的有关尺寸. 0d 4mm φ=喷嘴前端孔径：;喷嘴前端球面半径：R O =12mm; 根据模具主流道与喷嘴的关系： R=R O +（1~2)mm, 0(0.5~1)D d mm =+ 取主流道球面半径R=13mm; φ取主流道的小端直径d= 4.5mm为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为8.5,,mm φo o 1到3,经换算得,主流道大端直径D=为了使熔料顺利进入分流道可在主流道出料端设计半径r=5mm 的圆弧过渡。

3.3.2.主流道衬套的设计选用.主流道衬套定位，既起主流道作用，外径口又起到了注射模与注射机的定位作用，选取A 型主流道衬套，查文献⑶查表19-9选，尺寸如图3-1所示.3.3.3.浇口设计.它是分流道与型腔之间的最狭窄部分，也是浇注系统中最短小的部分，它的作用是使分流道输送来得熔融塑料的流速产生加速度，形成理想的流态顺序，迅速地充满型腔，同时还起着封闭型腔防止塑料倒流的作用，并在成型后便于使浇口与塑件分离。

根据塑件的形状和原料，塑件采用聚苯乙烯原料，流动性较大，选用点浇口较为理想，设计时考虑从塑件的顶端中心进料，料由中心处向四周流，查文献⑵表6-157选尺寸如图3-2所示.3.3.4 排气系统的设计在注射过程中，除模具内部型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑件受热或凝固产生的低分子挥发气体，这些气体如果不及时被熔融塑料顺利的排出形腔，则可能因填充时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，使塑件产生气泡或使塑件熔接不良而引起塑件强度降低，甚至阻碍塑料填充等。

为了使这气体从形腔中及时排出应设计排气系统。

排气方式有：开设排气槽和利用模具分型面或模具零件的配合间隙处自然排气等。

该模具塑件尺寸中小型，模具比较简单，因此采用模具面或配合间隙自然排气即可，不需开设专门排气槽。

排气间隙： 0.03—0.05mm以不产生溢料为限。

3.4 抽芯机构设计该塑件内侧有两段螺纹，它们均垂直于脱模方向，阻碍成型后塑件从模具中取出，因此成型内螺纹的零件必须做成活动的型芯，即需设置抽芯机构。

3.4.1.确定斜滑块倾角。

斜滑块抽芯机构的抽芯动作和塑件的顶出同时进行，而且斜滑块的刚性较大，倾斜角可比斜导柱的倾斜角大，通常不超过30o，这里选20o，斜滑块也是型芯，由两块拼合。

3.4.2.确定斜滑块的尺寸。

如图3-3：3.4.3.滑块与导滑槽设计⑴滑块与型芯的联接方式设计。

本设计中侧向抽芯机构主要用于成型零件的内螺纹，由于内螺纹的尺寸较小，要考虑到型芯强度和装配问题。

⑵滑块的导滑方式。

通过固定在滑块外侧的圆销和在主型芯上对应圆销开设的半圆导滑槽来完成的，圆销和半圆导滑槽的方向与斜滑块的斜面平行。

⑶滑块的导滑长度和定位装置设计。

滑块的导滑长度应大于顶出高度的3/2，顶出高度为（18-3）=15 mm，故导滑槽长度应不小于21mm，在滑块上开设圆槽，由型芯上安装的限位螺钉进行限位．为防止开模时斜滑块的斜向移动，在定模上安装止动销与滑块配合，开模时，由于止动销的作用，斜滑块不能斜向移动，塑件便不会留在定模上，有利于脱模，如图3-4所示图3-43.5 成型零件结构设计3.5.1.凹模的结构设计．本设计中模具采用一模一件的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，凹默采用整体式结构，在定模板上直接加工出型腔．3.5.2.凸模的结构设计．凸模主要是与凹模相结合构成模具的型腔，其凸模结构如图3－5图3-53.6导向零件的设计:导向机构类型的选用,合模导向通常采用导柱导套;导柱数量,大于其布置,根据模具形状和尺寸一副模具导柱数量一般需要2—4个,小型模具通常采用2个导柱,本模具采用4个导柱;导柱直径根据模具尺寸的选用,必须保证足够的强度和刚度。