塑料模具設(shè)計礦泉水瓶坯

1、 . . . 畢業(yè)設(shè)計設(shè)計/論文題目： 飲料瓶胚目錄任務書1.塑件圖的分析41.1塑件的模塑方法41.2塑件材料的性能41.3塑件的結(jié)構(gòu)特性42.初選成型設(shè)備52.1計算塑件體積和體積52.2型腔數(shù)目的確定52.3選擇注射機的型號62.4注射機的參數(shù)62.5確定成型工藝參數(shù)73.模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計83.1分型面的選擇83.2型腔數(shù)目的確定與型腔的排列83.3澆注系統(tǒng)設(shè)計83.4型芯、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計93.5冷卻系統(tǒng)的設(shè)計93.6合模導向機構(gòu)的設(shè)計103.7型芯、型腔尺寸計算123.8推件方式的選擇153.9側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計153.10模架結(jié)構(gòu)的確定163.11模具設(shè)備的校核173.12 模具

2、閉合高度的確定和校核 184.總裝配圖和各零件圖195.重要零件的加工工藝266.致297.參考文獻30任務書: 1.塑件圖2.生產(chǎn)批量：大批量1.塑件圖的分析1.1塑件的模塑方法PET屬于通用工程塑料的一種熱塑性聚酯。可采用注塑成型、擠出成型、吹塑成型，對于瓶胚常采用注射成型，考慮到該材料的性能，采用熱流道注射成型方法，選擇較大的螺桿長徑比。1.2塑件材料的性能1>結(jié)構(gòu)特點：PET的分子為高度對稱芳環(huán)的線型聚合物，易于取向和結(jié)晶，具有較高的強度和良好的纖性，成模性。2>使用溫度：PET的加工圍較窄，一般為270290，接近分解溫度（300）。其的結(jié)晶速度慢，為促進結(jié)晶，常采用高模

3、溫，一般為100130。3>一般性能：PET樹脂為乳白色半透明或無色透明體，屬于中等阻隔材料，吸水性大，加工前必須干燥。4>力學性能：PET模的拉伸強度很高，它的力學性能受溫度的影響較小。 5>電學性能：PET為極性聚合物，電絕緣性優(yōu)良，耐電暈性較差。 6>環(huán)境性能：PET的耐熱性能不高，耐老化性好，不易燃燒，PET中含有脂鍵，在高溫和水蒸氣條件下不耐酸、堿的作用。它的耐侯性優(yōu)良。1.3塑件的結(jié)構(gòu)特性1>塑件的尺寸精度（1）塑件對于、外形尺寸均無特殊要求，根據(jù)材料查塑料模型成型技術(shù)表39，為注公差尺寸按MT6級計算。（2）對于中心距尺寸78查塑料模型成型技術(shù)表37

4、，為MT5MT6級，滿足注射成型要求。 2>表面質(zhì)量分析 該塑件表面光滑、無斑點、條紋、不允許有凹痕等缺陷，表面粗糙度可取Ra0.8um，而塑件部無較高的粗糙度要求。 3 >塑件的結(jié)構(gòu)工藝性（1）該塑件整體為旋轉(zhuǎn)體，瓶胚口有21mm長的M28×2.5的螺紋，瓶胚底有SR8的半球體瓶體光滑，無凹可直接采用整體式型芯成型。（2）從圖紙上分析，塑件制品的壁厚不均勻，但塑件最小壁厚為1mm，符合最小壁厚要求。（3）塑件的型腔尺寸不大，但塑件較高為成型螺紋，采用組合式凹模成型。結(jié)論：綜上所述，該塑件可采用熱流道注射模注射成型，脫模斜度為3°. 2.初選成型設(shè)備2.1計算塑

5、件體積和重量1>計算塑件體積 V=4/3（）+34（）+34（）+21（） =33.65 2>計算塑件重量 根據(jù)塑件材料的選用查表310 =1.38kg/ 所以，一個塑件的重量為m=v=1.38×33.65×=46.44g2.2型腔數(shù)目的確定根據(jù)塑件的形狀與尺寸以與生產(chǎn)批量的要求，采用一模出八件的模具結(jié)構(gòu)。1)利用模流分析軟件對其成型過程作以模擬，如圖： 綜合上述結(jié)果，對其注塑過程中所需時間和物料都有較為準確的判斷和估算。2.3選擇注射機的型號根據(jù)塑件的體積以與型腔數(shù)，查模具設(shè)計與制造簡明手冊表240.初選螺桿式注型號為XSZY500.2.4初選注射機的參數(shù)型號

6、XSZY500螺桿直徑注射容量500注射壓力104MPa鎖模力3500KN最大注射面積1000模具厚度最大450mm模板行程700mm最小300mm噴嘴球半徑18mm孔直徑定位孔直徑mm頂出中心孔徑兩側(cè)孔徑孔距530mm2.5確定成型工藝參數(shù) 查塑料材料的選用 試模時可根據(jù)實際情況作適當調(diào)整塑 件 名 稱礦泉水瓶坯塑件草圖材 料 牌 號PET單 件 重 量46.44g成型設(shè)備型號XSZY500每 模 件 數(shù)8成型工藝參數(shù)材料干燥干燥設(shè)備名稱烘箱溫度 /130150時間 /h34成型過程料筒溫度后段 /250-290中段 /260-295前段 /265-300噴嘴 /260-300模具溫度 /6

7、8-140時間注射 /s3-5保壓 /s15-30冷卻 /s15-30壓力注射 /MPa86-120保壓 /MPa30-50后 處 理溫度 /130-140時間 /h1-2編 制日 期審 核日 期3.模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1分型面的選擇在選擇分型面時，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，有利于側(cè)面分型和抽芯以與成型后能順利塑出塑件，有兩種分型面的選擇方案。 采用方案一分型即便于成型塑件，取出塑件也可以使塑件表面美觀，無毛刺，螺紋也易成型所以方案一分型比較合適。3.2型腔數(shù)目的確定與型腔的排列 由于該塑件采用的是一模出八件，且采用的是熱流道，所以，型腔布置時關(guān)于縱向?qū)ΨQ，排兩排。這不僅有

8、利于澆注系統(tǒng)的排列，而且有利于模具的平衡。3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計1>主流道設(shè)計 熱流道的主流道于普通澆注系統(tǒng)的主 流道一樣。根據(jù)模具設(shè)計與制造簡明手冊 查得XSZY500型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴球面半徑=18mm，噴嘴孔直徑=7.5mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： R=+(12)mm=18+(12)mm=1920mm 取R=19mm d=+0.5mm=7.5+0.5=8mm2>進料位置的確定 根據(jù)塑件外觀質(zhì)量的要求以與型腔的安裝方式，進料位置設(shè)計在瓶胚底部3>熱流道板是標準件外購，且熱流道自帶加熱裝置3.4型芯、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計型芯、型腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu) 由于該塑件的

9、徑向尺寸較小，最大只有33，但塑件較高，塑件部光滑無凸凹，從加工與成型的角度分析，采用整體式型芯?？紤]道零件螺紋的成型，型腔采用組合式。3.5冷卻系統(tǒng)的設(shè)計1）模具溫度調(diào)節(jié)的重要性 模具溫度調(diào)節(jié)是指對模具進行冷卻和加熱，必要時要兩者兼有，從而達到控制模溫的目的。對模具加熱還是冷卻，與塑料的品種、簡單形狀與尺寸，商城效率與成型工藝對模具的溫度要求有關(guān)。2)、注射模冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 1、冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大 2、冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等 3、澆口處加強冷卻 4、冷卻水道出、入口溫差盡量小 5、冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設(shè)置 此外，冷卻水道的設(shè)計必須盡量避免接近塑件的溶解部

10、位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強度，冷卻水道要易于加工清理，一般水道孔徑為10mm左右，不小于8mm。根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)，采用孔徑為8mm的冷卻水道。3)冷卻水道長度的計算：（1） 冷卻水質(zhì)量的計算：M=nm/Cp(t-t) 即：n為單位時間注射次數(shù)為80次/h m包括澆注系統(tǒng)的塑件質(zhì)量為0.037kg為355kj/kg Cp為水溫20度是=4.183kj/kg.c t=20c t=30c t=25 c 得M=77.2 kg（2） 冷卻水孔壁與冷卻水交界處傳導系數(shù)=7348（1+0.015 t）V/d 查表4-15可知V=0.81 d =0.514 所以得=15921.9KJ/mh c (3) 冷

11、卻水總的傳熱面積A m ABS注射成型模溫t =65 c 即公式 A= nm/( t - t) 則可得A=0.00506 m(4)冷卻水孔的長度L 公式L=A/d 即L=0.2686m冷卻系統(tǒng)排布如圖：3.6合模導向機構(gòu)的設(shè)計導向機構(gòu)主要用于保證動模和定模兩大部分或模其他零部件之間準確對合，起定位和定向作用。導向機構(gòu)主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。絕大多數(shù)導向機構(gòu)由導柱和導套組成，稱之為導柱導向機構(gòu)。1)導柱導向機構(gòu)的作用1、 導向作用 當動模和定模上模和下模合模時，首先是導向零件導入，引導動、?；蛏?、模準確合模，避免型芯先進入凹?？赡茉斐尚托净虬寄５膿p壞。2、 定位作用 導向裝置直接起了保

12、證動、定?；蛏?、下模合模位置的準確性保證模具型腔的型腔和尺寸的精確性，從而保證塑料制品的精度。3、 承受一定的側(cè)壓 由于塑料熔體充模過程或由于成型設(shè)備精度低的影響，都可能對導柱在工作過程產(chǎn)生一定側(cè)壓力，因而在模塑過程中需要導向裝置承受有一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作。若側(cè)壓力很大時，不能單靠導柱來承擔，需增設(shè)錐面定位機構(gòu)。2)導柱導向機構(gòu)主要是導柱和導套 1、導柱的形式 有帶頭和帶肩的兩類。帶頭導柱結(jié)構(gòu)簡單，加工方便用于簡單模具。有肩導柱其結(jié)構(gòu)復雜，用于精度高生產(chǎn)大批量的模具，導柱與導套配合，導套固定孔直徑相等，兩孔同時加工，確保同軸度的要求。2、 導柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 （1） 長度 導柱

13、導向部分的長度應比凸模端面的高度高出812mm,以避免導柱未導正方向而型芯先進入型腔。（2） 形狀 導柱前端應做成錐臺或球形，以使導柱順利的進入導向孔。（3） 材料 導柱應具有耐磨的表面，堅韌而不易折斷的芯，因此多采用20鋼經(jīng)滲碳淬火或T8鋼，T鋼經(jīng)滲碳淬火處理，硬度為5055HRC,導柱固定的部分表面粗糙度Ra為0.8um，導向部分便面粗糙度為Ra0.80.4 um. （4） 數(shù)量與布置 導柱應合理均布在模具分型面的四周，導柱中心至模具邊緣應有足夠的距離，一般保證模具強度（導柱中心至模具邊緣距離通常為導柱直徑11.5倍）。為確保合模時只能一個方向合模導柱的布置可采用等直徑導柱不對稱布置或不等

14、直徑對稱布置，導柱可設(shè)置在動模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，應根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來確定，在不妨礙脫模取件的條件下，導柱通常設(shè)置在型芯高出分型面較多的一側(cè)。 （5） 配合精度 導柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過渡配合；導柱的導向部分通常采用H7/f7或H8/ f7間隙配合。 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求，導柱應布置4個，并盡可能對稱布置與分型面的四周，以保證分型時受力均勻，中間板不被卡死。布局圖如下;3.7型芯、型腔尺寸計算查塑料模塑成型技術(shù)表39為注公差按MT6級計算 查模具結(jié)構(gòu)型式與應用手冊PET的收縮率為1%2%故平均收縮率%=（1+2）/2%=1.5%模具的成型零件的制造公差=/31.型

15、芯徑向尺寸 已知塑料制品尺寸為22查塑料模塑成型技術(shù)表37 公差=0.44=（+%+3/4） =（22+22x1.5%+3/4x0.44） =22.66 已知塑料制品尺寸為SR8查塑料模塑成型技術(shù)表37 公差=0.32=（+%+3/4） =（8+8x1.5%+3/4x0.32） =8.36 2.型腔徑向尺寸 已知塑料制品尺寸為22查塑料模塑成型技術(shù)表37 公差=0.44=（+%-3/4） =（22+22x1.5%-3/4x0.44） =22.00 已知塑料制品尺寸為33查塑料模塑成型技術(shù)表37 公差=0.52=（+%-3/4） =（33+33x1.5%-3/4x0.52） =33.11 已知塑

16、料制品尺寸為24查塑料模塑成型技術(shù)表37 公差=0.44=（+%-3/4） =（24+24x1.5%-3/4x0.44） =24.03 已知塑料制品尺寸為25查塑料模塑成型技術(shù)表37 公差=0.48=（+%-3/4） =（25+25x1.5%-3/4x0.48） =25.023. 型芯高度尺寸 已知塑料制品尺寸為78=（+%+2/3） =（78+78x1.5%+2/3x0.64） =79.604. 型芯高度尺寸 已知塑料制品尺寸為90查塑料模塑成型技術(shù)表37 公差=0.88=（+%-2/3） =（90+90x1.5%-2/3x0.88） =90.76已知塑料制品尺寸為21 查塑料模塑成型技術(shù)表

17、37 公差=0.44=（+%-2/3） =（21+21x1.5%-2/3x0.44） =21.02已知塑料制品尺寸為15 查塑料模塑成型技術(shù)表37 公差=0.40=（+%-2/3） =（15+15x1.5%-2/3x0.40） =14.965. 螺紋型環(huán)尺寸 螺紋M28x2.5的大徑d=28 中徑d= d0.6495P=26.39 小徑d= d1.0825P=25.29大徑 查螺紋公差標準GB197-81得 b=0.15mm查塑料模塑成型技術(shù)表42 =0.04mm=（+%-b） =（28+28x1.5%-0.15） =28.27中徑 查塑料模塑成型技術(shù)表42 =0.03mm=（d+ d%-b）

18、 =（26.39+26.39x1.5%-0.15） =26.64 小徑 查塑料模塑成型技術(shù)表42 =0.04mm=（d+ d%-b） =（25.29+25.29x1.5%-0.15） =25.52螺距 查塑料模塑成型技術(shù)表43 =0.04mm=（+%）±/2 =（2.5+2.5x1.5%）±0.02 =2.54±0.023.8推件方式的選擇根據(jù)塑件的形狀特點，模具型芯在動模部分。開模后，塑件對型芯的包緊力大于塑件塑件對型腔的粘附力，塑件留在型芯上。推出機構(gòu)可采用推桿推出或推件板推出。推桿推出結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠但推出時會在塑件上留下頂出痕跡，且該塑件較高包緊力較

19、大 ，需要的推桿數(shù)量太多，推桿直徑也會較大。推件板推出在制品的整個周邊進行推出，因而脫模力大而且均勻，運動平穩(wěn)，無明顯推出痕跡，但為了避免推件板與哈夫塊發(fā)生干涉，必須設(shè)計復位機構(gòu)。在合模過程中，推出板在合模力的作用下依靠彈簧而復位，這不僅可以簡化模具結(jié)構(gòu)而且可以降低成本。從以上分析，該塑件采用推件板推出。3.9側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 該塑件的一端有15mm長的螺紋型環(huán)，在21mm處由一個33的凸起，為了便于成型和型腔板便于加工以與塑件便于推出，采用側(cè)抽芯成型螺紋型環(huán)和凸起。考慮到抽芯距不大，且模具在開模的同時完成側(cè)抽芯，在開模完成后再推出塑件，所以選用哈夫塊抽芯，同時為了避免抽芯與推出塑件發(fā)

20、生干涉，應對哈夫塊采用限位裝置。1）抽芯距的計算： 因該塑件為圓形，采用二等分哈夫塊合模，哈夫塊的抽芯距應為： S=+（23）mm 式中S抽芯距 R制品最大外形半徑 r阻礙制品推出的外形最小半徑 S=+（23）mm =+（23）mm =(13.3214.32)mm 取 S=15mm2）哈夫塊的設(shè)計： a、因哈夫塊的剛性好，能承受較大的抽芯力，所以哈夫塊的斜角比一般的斜導柱的斜角大些，取=20°b、哈夫塊在抽芯時不能脫離限位裝置，以防止哈夫塊脫出模套，哈夫塊的推出長度不超過導滑長度的2/3.3)限位裝置的設(shè)計： 為了便于加工，兩側(cè)各加工一個楔緊塊，中間加工一個楔緊塊，同時完成兩邊的抽芯

21、。為了保證楔緊塊的導滑作用，在兩側(cè)的楔緊塊上各設(shè)置兩個限位銷，中間兩哈夫塊互相限位。因楔緊塊的作用是壓緊哈夫塊，使哈夫塊不致產(chǎn)生位移，保證哈夫塊與其在成型時的位置精度，故楔緊塊的楔角=20°，其固定形式如下圖3.10模架結(jié)構(gòu)的確定根據(jù)塑件的排布情況以與成型要求，選擇GB/T12556.1-90派生P9型200X315的標準模架一副。其中上模座板的尺寸為315X315,厚度為25mm，下模座板的尺寸為315X315,厚度為25mm.3.11模具校核設(shè)備1、根據(jù)最大注射量的校核以注射機最大注射量標定最大注射容積： KVV=V+V V-注射機最大注射容積（mm） V-制品的總體積（包括制品

22、、流道凝料在）（mm） V-一個品的體積（mm） V-流道凝料的體積（mm）n - 型腔數(shù)k 注射機最大注射量的利用系數(shù)，取k=0.8KV=0.8×500 cm=400 cmV=V+V=（8×33.658×33.65×30%）cm=349.96 cm滿足KVV，故XS-ZY-500型注射機能滿足使用要求.2、注射機壓力的校核 校核公式 PP P注射機的最大注射壓力（MPa） （P=220MPa） P塑料制品成型所需的注射壓力（MPa）（對于塑件P一般為40100MPa）滿足PP，故XS-ZY-500型注射機能滿足使用要求.3、鎖模力的校核FF=模AF-注

23、射機的最大鎖模力P-模平均壓力A-制品、流道、澆口在分型面上的投影面積之和經(jīng)計算A=7522.8 mm=75.23cm查塑料模塑成型技術(shù)表5-2得 P=24.5MPaF=P A=24.575.23KN=1843.15KN查模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-40 F=3500KNF故XS-ZY-500型注射機能滿足使用要求.3.12模具閉合高度的確定和校核1)根據(jù)標準模架各模板尺寸與模具設(shè)計的其他零件尺寸：定模座板H=25mm 支架H=55mm 澆口固定板H=10mm凹模板H=69mm 導滑板H=21mm 推件板H=15mm 型芯固定板H=25mm 支撐板H=40mm 墊板H=130mm 動模座板H=

24、25mm模具閉合高度：H=H+ H+ H+H+ H+H+H+H+H+H= 25+55+ 10+69+21+15+25+40+130+25mm=415mm2)模具安裝部分校核該模具的外形尺寸為315mm315mm ， XS-ZY-500型注射機所允許模具的最小厚度為Hmin=300mm,最大厚度Hmax=450mm，即模具滿足HminHHmax的安裝條件。故注射機XS-ZY-500滿足模具安裝要求。3)模具開模行程校核經(jīng)查資料注射機XS-ZY-500型的最大開模行程S=700mm滿足下式計算所需的出件要求:SH1+H2+(510)mm =94+90+7=191mm經(jīng)驗證XS-ZY-500型注射機

25、能滿足使用要求，故可以采用。 4 . 總裝配圖和各零件圖 哈夫塊 型芯固定板 型芯 型腔 楔緊塊 型腔固定板 推件板澆口套 支承板 墊板5、重要零件的加工工藝型芯加工工藝過程 材料：CrWMn 熱處理：HRC54-58 序號工序名稱工序容1下料鋸床下料33X1120 ，8件 2車削按圖車削Ra0.4um與以下，表面留雙邊余量0.3-0.4mm兩端在零件 長度之外做反頂尖3熱處理淬火、回火54-58HRC，彎曲0.1mm4車床加工研磨反頂尖5外磨磨削Ra1.6um與以下表面，尺寸磨至中限圍，Ra為0.4um6線切割切去兩端反頂尖7鉗工拋光Ra為0.4um處8鉗工模具裝配（試壓）9電鍍試壓后Ra為

26、0.4um表面鍍鉻10鉗拋光Ra為0.4um表面凹模加工工藝過程 材料：CrWMn 熱處理：HRC54-58序號工序名稱工序容1下料鋸床下料28X1102鍛造鍛成43X78的圓坯3退火消除應力，并改善加工性能4刨削刨六面，留取雙面磨削余量為0.5mm5磨削六面至規(guī)定尺寸6鉗工劃出凹?？纵喞€與各螺釘孔、銷釘孔位置7工作型孔粗加工按劃線去除廢料，在銑床上按劃線加工型孔（單邊余量0.15-0.25mm）和凹模孔斜度8凹?？拙庸げ捎脡河′S修法按凸模配作，壓印銼修時保證凸凹模間隙值與均勻性9孔加工加工各螺孔、銷孔，并精鉸銷孔和攻絲10熱處理HRC54-5811磨刃口與精修在平面磨床上磨上、下平面后，鉗工修整哈夫塊的加工工藝過程 材料：CrWMn 熱處理：HRC54-58序號工序名稱工序容1下料鋸床下料，4件2鍛造將圓棒料鍛成1000X45X313退火消除應力，并改善加工性能4刨削刨削各表面，245X28X265慢切切外形