畢業(yè)設(shè)計(jì)瓶蓋的塑料模具設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 疲勞強(qiáng)度： 10 Mpa 拉伸彈性模量： ~ 彎曲彈性模量： ~ GPa 彎曲強(qiáng)度： 25~40MPa 脆化溫度： 70 4 塑件的形狀尺寸的計(jì)算 瓶蓋的工作環(huán)境對(duì)精度有較高要求，按 LDPE 的性能可選擇塑件的精度等級(jí)為 6 級(jí)精度（查閱《塑料成型工藝》）。 外徑 : 28mm 壁厚 : 1mm 內(nèi)徑 : 16mm 壁厚 : 1mm 突起： 9mm 查得 LDPE(低密度聚乙烯 )密度約為 : 33 / mmg???? ,代入公式 vw ?? . 數(shù)據(jù)可得塑件的質(zhì)量為： 6 體積： 由體積計(jì)算公式可計(jì)算得塑件的近似體積得 : V 塑 =? S*H= 310? mm3 質(zhì)量 : 由質(zhì)量計(jì)算公式可計(jì)算得塑件的質(zhì)量得 W 塑 =V 塑 r 塑 =(g) 5 注射機(jī)的選擇及型號(hào)和規(guī)格 塑料成型設(shè)備依據(jù)成型工藝的不同而不同，塑料成型設(shè)備 主要有用于注射成型工藝的注射機(jī)，用于壓縮成型工藝和壓注成型工藝的壓力機(jī)，用于擠出成型的擠出機(jī)。本設(shè)計(jì)采用用于注射成型工藝的注射機(jī)作為成型設(shè)備。 注射成型工藝是塑料成型的一種最常用的方法。它將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射機(jī)的料筒中，經(jīng)過加熱到流動(dòng)狀態(tài)，在注射機(jī)的柱塞或螺桿的推動(dòng)下，以一定的流速，通過噴嘴和閉合模具的澆注系統(tǒng)而充滿型腔，經(jīng)過一定的時(shí)間的冷卻定型，打開模具，從模內(nèi)取出成型的塑件。 估算塑件體積和質(zhì)量 該產(chǎn)品材料是低密度聚乙烯，查有關(guān)數(shù)據(jù)得知其密度 ?? g/cm3。 使用 UG軟件畫出三維圖建模，并可直接用軟件進(jìn)行分析，查詢到塑件的體積 V 件 = cm3。 由ρ =～ 。 根據(jù)塑件制品的體積和質(zhì)量，可選定注射機(jī)型號(hào)為 XSZ30。 注射機(jī)的參數(shù)如下： 額定注射量： 30 cm3 注射 壓力： 120Mpa 注射 行程： 130mm 鎖 模 力： 250KN 最大成型面積： 90cm2 最大 模厚： 180mm 最小 模厚： 60mm 噴嘴圓弧半徑： 12mm 噴嘴孔徑（ mm）： 2 mm 柱塞式成型機(jī)中，塑料熔化成黏流態(tài)的熱量主要由筒外部的加熱器提供。在柱塞的平穩(wěn)推動(dòng)下，料流是一種平緩的滯流態(tài)勢(shì)。料筒內(nèi)同一橫截面上不同徑距的質(zhì)點(diǎn)有著梯度變化的流速，結(jié)果靠料筒軸心的流速快，靠近料筒壁的流速慢。料筒同一截面上的溫度分布也有差異，靠近筒壁的料，因 7 流速慢，又直接接受外壁的電熱圈加熱，所以溫度高；而靠近軸心的料，因流動(dòng)快，且又與料筒加熱圈隔了一層熱阻很大的塑料層，所以溫度低。可見在柱塞式料筒內(nèi)，塑料的塑化程度很 不均勻。 注射機(jī)的分類： 按外形可分為：臥式、立式和直角式 按傳動(dòng)方式可分為：機(jī)械式、液壓式和液壓、機(jī)械聯(lián)合式 按用途又可分為：通用型和專用型 所選注射機(jī)的型號(hào)為： XSZ30，屬于臥式通用型注射機(jī)。 6 型腔數(shù)目的確定及排布 注射模的型腔數(shù)目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ， 在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素： （ 1）塑件的尺寸精度； （ 2）模具制造成本； （ 3） 注射成型的生產(chǎn)效益； （ 4） 模具制造難度。 為了提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性并與注射機(jī)的 生產(chǎn)能力相配合，保證塑件較高的精度， 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目，常用的方法有以下《塑料模具設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》： 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目。 根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則，僅考慮模具加工費(fèi)和塑件成型加工費(fèi)，并忽略試生產(chǎn)原材料費(fèi)用。 根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在模具中每增加一個(gè)型腔，制品尺寸精度要降低 46%,高模具中的型腔數(shù)目為 n,制品的基本尺寸為 L，塑件尺寸公差為 ?? ,單型腔模具注塑模具生產(chǎn)時(shí)可能性產(chǎn)生的尺寸誤差為%s?? ( s? 不同的材料，有不同的值，如：尼龍 66 為 ? % ,聚甲醛為 ? %,聚碳酸酯、聚氯乙烯、 ABS 等非結(jié)晶型塑料為 ? %),則有塑件尺寸精度的表達(dá)式為： L? s? %+ （ n1） L? s? %? 4% ?? 簡化后可得型腔數(shù)目為： n 242500 ???? Ls ? 根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目。 當(dāng)成型大型表面積塑件時(shí)，常用這種方法。設(shè)注射機(jī)的額定鎖模力大小為 F（ N），型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力為 Pm,單個(gè)制品在分型面上的投影面積為 A1，澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積為A2，則： 8 (nA1+A2)Pm? F 即： n12AP APFmm? ??? 對(duì)于高精度制品，由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致，故通常推薦型腔數(shù)目不超過4 個(gè) . 根據(jù)注射機(jī)的額定最大注射量確定型腔數(shù)目。 設(shè)注射機(jī)的最大注射量 G（ g），單個(gè)制品的質(zhì)量為 W1（ g），澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 W2（ g），則型腔數(shù)目 n 為： n1 W WG?? n ? ： 多型腔有模板上的排列形式通常有圓形、 H形、直線型及復(fù)合型等。 在設(shè)計(jì)時(shí)有以下原則： （ 1） 盡量采用對(duì)稱式排布，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。 （ 2） 塑件結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)盡量使型腔緊湊排列，而減小模具的外形尺寸。 （ 3） 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短 。 （ 4） 為了避免 模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，澆口開口部位與型腔布置應(yīng)對(duì)稱。 因?yàn)樵撍芗俅笈可a(chǎn)的小型塑件，但對(duì)產(chǎn)品的精度、表面粗糙度還是有較高的要求，通過前面算出的單個(gè)產(chǎn)品的體積 V 和質(zhì)量 W, 綜合考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素，以及注射機(jī)的類型選擇確定采用一模四腔對(duì)稱排布。 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料 ,參見《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》 P59表 43部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍，分流道直徑可選 ~【 1】 表 61 分流道斷面直徑選擇 塑料名稱 分流道斷面直徑mm 塑料名稱 分流道斷面直徑mm ABS， AS 聚乙烯 (PE) 尼龍類 (PA) 聚甲醛（ POM） 抗沖擊丙烯酸 ～ ～ ～ ～ 10 8～ 聚苯乙烯 (PS) 軟聚氯乙烯 硬聚氯乙烯 聚氨酯 聚苯醚 ～ 10 ～ 10 ～ 16 ～ ～ 10 9 根據(jù)塑件的壁厚（ ）和外形因素和機(jī)械加工因素來確定澆注方式，確定為澆注方式，參見《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》并采用對(duì)稱平衡的排布方式。 如下圖示： 圖 61 型腔布置圖 7 分型面的選擇 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫模和模具的制造工藝的有關(guān)， 一副模具根據(jù)需要可能有一個(gè)或兩個(gè)以上的分型面 ,分型面可以是垂直于合模方向 ,也可以與合模方向平行或傾斜。 因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵 。 根據(jù)分型面的選擇原則： （ 1） 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 ； （ 2）在開模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模； （ 3） 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量 ； （ 4）有利于排氣和模具的加工方便 ； （ 5）有助于避免側(cè)抽芯或便于側(cè)抽芯。 該塑件為瓶蓋對(duì)美觀不太要求，無斑點(diǎn)和熔接痕，表面質(zhì)量要求一般。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量以及成型后能順利取出塑件， 瓶蓋屬于薄壁 殼小型塑件，塑件冷卻時(shí)會(huì)因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上，所以，應(yīng)有利于塑件滯留在動(dòng)模一側(cè)，以便于脫模，并不影響塑件的質(zhì)量和尺寸精度，以及外觀形狀。 綜上所述，瓶蓋合理的分型面應(yīng)選擇在下部。如圖所示： 10 71 分型面圖 8 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注射模的澆注系統(tǒng)是指從注流道的開始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道。 它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳 料 ，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度 。 ： 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng) 保證塑件熔體的流動(dòng)平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計(jì)合理、盡量減少塑料的消耗。 ： 主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑸錂C(jī)相配，所以其尺寸與注射機(jī)有關(guān) 。 本塑件所用的材料為 LDPE（低密度聚乙烯），根據(jù)其流動(dòng)性特點(diǎn)，主流道設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下： 主要參數(shù)： 錐角 ? =4176。；內(nèi)表面粗糙度 Ra= m? ； 主流道大端呈圓角，半徑 r=3mm,以減小料流轉(zhuǎn)過渡時(shí)的阻力， 小端直徑 d = D —(1~2)mm 襯套與主流道設(shè)計(jì)成整體 ,材料 為 T8， 熱處理 要求淬火 為 5357HRC。 流道設(shè)計(jì)： 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U 型等圓形和正方形截面流道的表面積與體積之比最小，塑料熔體的溫度下降小，阻力 小，流道的效率最高，但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U形。 在分流道的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失，盡可能避免熔體溫度的降低，同時(shí)還要考慮減小流道的容積。在此，選擇半圓形，取半圓直徑 《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》。 分流道的布置： 11 分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置分平衡式與非平衡式兩種，根據(jù)上面所選型腔的布局，分流道采用平衡式的布置如下圖： 圖 81分流道 ： 澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的熔體通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 其主要作用是： （ 1）熔體充模后，澆口處首先凝固，可防止其倒流； （ 2）熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模； （ 3）易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積的 ，澆口的長度約為 ,澆口