矿泉水瓶盖注射模设计(毕业设计)

第1章绪论

随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。

近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。

本次毕业设计的主要任务是矿泉水瓶盖注塑模具的设计。之所以选择这个设计题目的主要有两方面意义：1、瓶盖是带内螺纹的塑件要求设计时要充分考虑到脱模的方式方法，多分型面结构以及点浇口方式的模具结构设计方法；2、瓶盖属中小型件在我们的日常生活中有一定的普遍性和代表性，为今后的实用性模具设计奠定了基础以更好的服务模具制造业服务社会。

本次毕业设计的主要目的：了解模具设计的方法与内容；掌握各类型模具的基本结构以及各零部件与非标准件的设计；熟悉模具材料的性能与应用以及加工方法与加工手段；熟练应用各种模具设计软件，包括CAD、CAXA、Pro/E、UG等；了解模具的发展状况与发展方向。希望通过本次设计为今后的工作奠定一个良好的基础。

第2章成型工艺规程编制

2.1 产品技术要求和工艺分析

2.1.1 产品技术要求

产品设计图见图2-1、图2-2、图2-3。

图2-1 产品3D图俯视图图2-2 产品3D图仰视

图2-3 产品2D图

此塑件上有三个尺寸有精度要求：零件上有多个尺寸有26±0.52；12±

0.28；壁厚2mm,均为MT6级塑料精度，属于中等精度等级，在模具设计和精度要求，分别是：30±0.75；制造过程中要严格保证这些尺寸的精度要求。其余尺寸均无精度要求为自由尺寸，可按MT10级精度查取公差值。

2.1.2 塑件的工艺分析

瓶盖形状见图一、图二，整体尺寸见图三，为底面半径15mm×高12mm，瓶盖属于外部配件，表面精度要求较高，尺寸精度要求不高，内孔为螺纹制件，需保证其螺纹顺利旋合。

(1) 该塑件尺寸中等且要求塑件表面精度等级较高，无凹痕。采用点浇口流道型腔注射模可以保证其表面精度。内孔螺纹依靠分瓣式可涨缩型芯来成型，模具分三次分型，采用拉板限距式。

(2) 该塑件为批量生产，且塑件的形状较复杂。为了加工和热处理，降低成本，该塑件采用活动型芯的镶件结构，简化结构，降低模具的成本。

塑料零件的材料为PP(聚丙烯)其表面要求无凹痕各方面性能如下：1) 物理性能为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.9-0.91g/cm,是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中24h的吸水率仅为0.01%，成型性能好，制品表面光泽好，易于着色。2）力学性能聚丙烯的结晶性高，结构规整具有优良的力学性能，有突出的抗弯曲疲劳强度。3）热性能它熔点为164°C -170°C，制品能在100°C以上的温度进行消毒灭菌，在不受外力作用时150°C不变形，脆化温度-35°C。其它综合性能见表2-1

表2-1 聚丙烯的各项性能

聚丙烯成型时，在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大。注射方向的收缩率大于垂直方向上的收率，易产生变形，并使塑件浇口周围部位的脆性增加；

聚丙烯收缩率的绝对值较大，成型收缩率也较大，易产生缩孔；冷却速度慢，

必须充分冷却，且冷却速度要均匀；质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱

模。

成型工艺性 查《模具设计与制造简明手册》P.280表2-31 常用塑料注射

成型工艺参数：预热和干燥温度：80-120℃，时间：1-2小时；料筒温度：后

段160-180℃，中段：180-200℃，前段200-220℃；模具温度：80-90℃；注射

压力：700-1000公斤力/cm 2；成型时间：注射时间20-60秒，保压时间0-3

秒，冷却时间20-90秒，总周期50-160秒；螺杆转速：48转/分。不需后处理。

2.2 计算塑件的体积和质量

制品的体积计算： V 总=V 1-V 2 (2-1)

V 总=π·r 2·h 1-π·r 2·h 2

V 总=3.14×1.52×1.2-3.14×1.32×1

V 总 =8.47-5.3

V 总 =3.17 cm 3

制品的质量计算： M=ρ·V (2-2)

M=0.9×3.17=2.85g/cm 3

2.3 塑件注射工艺参数的确立

2.3.1 制品壁厚

塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。热

塑性塑料的壁厚一般为2-4mm ，小塑件取偏小值，中等塑件取偏大值，大塑件

可以适当地加厚。塑件最小壁厚取决于塑料的流动性。

最小壁厚与流程的关系： )5.0100

(+=l s 0.6⨯ (2-3) mm

86.06.0)5.010053(=⨯+=

根据热塑性塑料壁厚推荐值：聚丙烯最小壁厚0.6mm ，最大壁厚7.6mm ，推荐壁

厚2.0mm 。本设计中采用2.0mm ，满足壁厚要求。

2.3.2 脱模斜度

塑件在模塑成型过程中，塑料从熔融状态转变为

固态，将会产生一定量的尺寸收缩，从而使塑件紧紧

地包在模具型芯或型腔中凸起部分。为此必须考虑塑

件内外壁有足够的脱模斜度。聚丙烯各情况下脱模斜

度见表2-2 。图2-4 脱模斜度示意图

表2-2 聚丙烯选用脱模斜度

项目最小脱模斜度

一般情况特殊情况一般情况3°2°

脱模斜度不能太大时0.5°0.25°本塑件采用：外表面30′-50′；内表面35′-1°的脱模斜度，满足要求。

2.3.3 圆角

在塑件的角隅处，既内外表面的交接转折处，加强筋的顶端及根部等处都应有设计成圆角，而且圆角的半径不应小于0.5mm。凡能设计成圆角的地反均设计成圆角，有一系列好处。在塑件成型时熔料流动阻力小，有利于改善流动冲模特性。可以防止因塑料收缩而导致的塑件变形或者因锐角而引起的应力集中，使塑件的强度增大，模具使用寿命延长，塑件外形也因圆弧过渡而显得更为美观。本塑件参考表2-2设计圆角为1mm。

表2-3 塑件内外边缘处的最小许可圆角半径

塑料名称最小许可圆角

聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯 1.0-1.5

聚酰胺、聚丙酰胺0.5-1.0

酚醛塑料、氨基塑料0.5

2.3.4 螺纹设计

用于塑件的螺纹通常有普通米制螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹、圆弧螺纹等，在设计时需满足以下两个方面的要求：（1）保证塑件螺纹顺利脱