一模一腔点浇口顶板顶出开水瓶盖模具设计

1、武汉工程大学塑料模具设计课程设计说明书课题名称：一模一腔点浇口顶板顶出开水瓶盖模具设计专业班级：09高材03班学生学号:0902020323学生姓名：学生成绩：指导教师：刘仿军课题工作时间：2013-01-08至2013-01-13武汉工程大学教务处课程设计任务书一、设计题目小组同学（每组人数不超过 4 人）自己选定熟悉的塑料制品作为模具课程设计题目（控制题目难度在两周内完成）二、课题条件1、利用图书馆资料，进行必要的文献调研；2、利用现有模具教具、生活现场取得的制品进行设计；3、可提供计算机进行模具设计绘图、说明书编写等工作。三、设计任务1、根据选定的塑料件， 确定制品的原材料品种， 及制品

2、的尺寸精度要求。2、小组讨论确定完成制品模具设计的程序，可以参照附件一。3、小组讨论确定该制品模具的基本结构组成及时间进度安排。4 、电脑或手工绘制模具装配图，要求模具结构合理，功能完备。（ 1）如果两视图不能表达清楚的， 需附加三视图、 局部剖视图等；（2）模具装配图上应标注所有零件的件号、名称；（3）模具装配图上应有明细表，内容：件号、数量、材料、热处 理状态、硬度、规格、备注等内容。5、绘制非标准零件图，尺寸标注完全合理（包括配合尺寸）6、撰写设计说明书，应书写本设计过程中设计结果及参数选用等内容。四、设计说明书内容1、制品使用要求及原材料的工艺性和成型性能；2、模腔数目确定，分型面的选

3、择，成型零部件设计，合模导向机构，浇注系统类型的确定及脱模方式的设计，温度调节系统的布排；3、校核注射模与注射机规格的适应性；4、标注参考资料。目录1.9初步确定模腔数、浇注系统类型（主流道、分流道、浇口形式） 错误！未定义书签。1.10制品分型面的确定 错 误！未定义书签。1.12顶出机构的设计 错 误！未定义书签。1.14完成非标准零件图的绘制 错 误！未定义书签。摘 要 6第一章 塑料注射模具的设计步骤和结构组成 71.1 塑料注射模具组成和应用 7第二章 开水瓶盖塑件 82.1 塑件的结构和特点 82.2 制品原材料的选择 82.3 注射成型工艺条件 112.4 塑件的主要参数 122

4、.4.1 设计的质量和体积 122.4.2 塑件的投影面积 12第三章 注射机的选用 123.1 选用注射机的方法和原则 123.1.1 选用的方法和原则 123.1.2 注射机的选用 133.1.3 最大注射量的校核： 14第四章 塑料注射模具设计 154.1 型腔数目和分布 154.1.1 确定型腔数目时要考虑的因素 154.1.2 数目的确定 164.2 分型面的选择 164.3 型腔和型芯 174.3.1 型腔和型芯的结构 174.3.2 型腔和型芯的尺寸 17第五章 浇注系统设计 195.1 浇注系统 195.2 浇注系统的设计原则 205.3 浇注系统的设计 20第六章 推出机构

5、236.1 推出机构的作用和种类 236.2 开水瓶盖推出机构的组成 236.3 开水瓶盖推出机构的设计 24第七章 导向机构 277.1 导向机构的作用和组成 277.2 导向机构的设计 28第八章 模架的选用 . 308.1 标准模架型号 308.2 模架的长度和宽度 318.3 模具标准零部件的设计 33第九章 模具的工作过程 34第十章 设计小结 34参考文献 35摘要本次设计的是开水瓶盖 , 主要介绍了开水瓶盖的设计思路、加工 过程和开水瓶盖的注射模的设计。这种聚丙烯开水瓶盖无毒、无味， 密度小，强度、刚度、硬度、耐热性都较好，是人们日常生活中常用 的生活用品。本次设计采用的是注射成

6、型。在设计过程中，首先对进行原材料 分析，比较不同塑料的物理和化学性质从而选定开水瓶盖的最佳原料 为聚丙烯。然后介绍了不同形式的浇口的优缺点，接下来初步选定注 射机和标准模架，再进一步设计模具各个结构，最后对注射机进行校 核。关键词：注塑成型 注射机 模具第一章 塑料注射模具的设计步骤和结构组成1.1 塑料注射模具组成和应用塑料模具的种类很多，比较常见的有注射模、压缩模、压注模和挤出 模。本文采用注射模。注射模是安装在注射机上，完成注射成型工艺所使用的模具。注射模 的种类很多，其结构与塑料的品种、塑件的结构和注射机的种类等很 多因素有关 . 一般情况是由成形部件、 浇注系统、 导向机构、 调温

7、系统 和支撑零部件组成，如果有侧向的孔或凸台，注射模还包括侧向分型 和抽芯机构。塑料注射模具一般由成形部件、浇注系统、导向机构、推出机构、调 温系统、排气系统、支撑零部件、侧向分型和抽芯机构组成。 成形部件是指动、定模部分有关组成型腔的零件。浇注系统是将熔融的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道，它 包括主流道、分流道、浇口及冷料穴。导向部分在注射模中，用导向部分对模具的定动模导向，以使模具和 模时能准确对合。推出机构是指分型后将塑件从模具中推出的装置。 调温系统是为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要有条文系统对 模具的温度进行调整。一般热塑性塑料的注射模主要是设计模具的冷 却系统 排气系

8、统是为了将成形时的塑件本身挥发的气体排出模外，常常在分 型面上开设排气槽。对于小塑件的模具，可直接利用分型面或推杆等 与模具的间隙排气。支撑零部件是用来安装固定或支撑成形零部件及 前述的各部分机构的零部件。侧向分型与抽芯机构是当有些塑件有侧向的凹凸形状的孔或凸台时， 须先把侧向的凹凸形状的瓣合模或侧向的型芯从塑件上脱开或抽出。第二章 开水瓶盖塑件2.1 塑件的结构和特点本次模具设计的制品是一个开水瓶盖，开水瓶盖在生活中较常见，它 结构简单，轻便易拿。2.2 制品原材料的选择1. 聚苯乙烯 PS性能：电绝缘（尤其高频绝缘性）性优良，无色透明，透光率仅 次于有机玻璃，着色性、耐水性、化学稳定性良好

9、，力学强度一般， 刚性好，但性脆，易产生应力碎裂，不耐笨、汽油等有机溶剂。用途：适于制作绝缘透件、透明件、装饰件日用品、泡沫包装材 料及建筑隔热材料等。2. 聚乙烯 PE性能：耐腐蚀性、电绝缘（尤其高频绝缘性）性优良，可以氯化、 辐照改性，可用玻璃纤维增强。高密度聚乙烯（HDPE熔点、刚性、硬度和强度较高、耐应力开裂性好，吸水性小，有突出的绝缘性能和良好的耐辐照性。低密度聚乙烯（LDPE柔软性、伸长率、冲击强度和透明性较好。 线性低密度聚乙烯（LLDPE的性能介于LDPE和HDPE间。 茂金属聚乙烯（mPE主要用于薄膜，薄膜强度、柔软性、热封性 和透明性极好。超高分子量聚乙烯（UHMWPE中击

10、强度高，耐疲劳，耐磨，用冷 压烧结成型。用途：高密度聚乙烯适于制作管材、中空瓶、注射制品、重包装 膜、编织袋、撕裂膜、大包带、周转箱及丝类等。低密度聚乙烯用于制作地膜、 大棚膜、 保鲜膜、电缆及注射件等。 线性低密度聚乙烯主要用于薄膜、 注射制品、 编织袋、打包带等。 超高分子量聚乙烯适于制作减磨、耐磨及传动零件。3. 聚氯乙烯 PVC（1）硬聚氯乙烯（ HPVC） 性能：力学强度高，硬度大，绝缘性优良，耐酸碱力极强，化学稳定 性好，阻燃性好，印刷及焊接性好，但软化点低。用途：适于制造型材、管材、棒材、板材、片材、丝类、中空瓶、焊 条及注射制品（管件和阀门等） ，代替木材和金属材料。2）软聚氯

11、乙烯（ SPVC） 性能：制品柔软，断裂伸长率大，力学强度大、耐腐蚀性、电绝缘性均低于硬聚氯乙烯，且易老化。用途：适于制作大棚薄膜、盐膜、日用膜、电线电缆绝缘层、革类、鞋类、软管、软片及密封材料等。4. 聚丙烯PP性能：性对密度小，强度、刚性、耐热性均优于低压聚乙烯，可在100C左右使用。具有优良的耐腐蚀性，耐疲劳性好，良好的高频 绝缘性，不受湿度影响，但低温变脆，不耐磨，易光老化。用玻璃纤 维增强后，强度接近工程塑料。聚丙烯的共聚物（PP-C可改善其冲 击性能，其中无轨共聚物（PP-R主要用于管材，嵌段共聚物（PP-B） 主要用于大型容器、周转箱等。用途：PP适于制作注射制品、汽车配件、壳体

12、、日用品、打包带、 编织袋、双向拉伸膜（烟膜、黏胶带基膜等）、电容器膜、上水管材、 地热管、片材（吸塑成保证盒、一次性水杯等）及中空瓶等。经查阅2，由张维合主编注塑模具设计使用教程书中表 1-1 以及表1-4可知PP的计算收缩率及其他性能如表1-1。表1-1 PP的计算收缩率及其他性能性能名称数值性能名称数值收缩率1%- 2.5%熔点/c164相对密度/g/cm30.90 0.91流程比250:1模温/ C160230型腔压力/MPa20注射压力MPa70 140玻璃化温度/c-20综上所述：根据以上制品性能，综合参考，特别是聚丙烯具有很 好的耐热性，正是开水瓶盖需要的性能，所以选择PP作为开

13、水瓶盖的 原材料。2.3注射成型工艺条件干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：220275C，注意不要超过275C。模具温度：4080C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：1500-1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制 品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。流道和浇口 ：对于冷流道，典型的流道直径范围是47mm建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇 口直径范围是11.5mm但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘 浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁 厚的

14、两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。成型时间：注射时间 20s60s高压时间 0s3s冷却时间 20s90s总周期 50s160s2.4塑件的主要参数2.4.1设计的质量和体积此次设计的开水瓶盖的半径 50mn,碗壁厚2mm高50mm估算其体积和质量(聚丙烯密度取0.905 g/cm3)塑件体积：222333V =3.14 (50 -48 ) 48 3.14 2 50 =45.24 10 mm 45.24cm塑件质量：M 二 2 =0.905 45.24 =40.94g2.4.2塑件的投影面积塑件成形的最大正面投影面积：S=n R2=78.50 cm 2第三章注射机的选用3.1选用注射机的方

15、法和原则3.1.1选用的方法和原则1. 使用现有设备2. 根据每次成型件数安排最大注射量、锁模力、经济性等要求选择合适的注射机。3.1.2注射机的选用 选PP为材料，注射压力取80MPa根据塑件的大小和实际中常用的注射机，选用 XSZY125/90 型螺杆式注射机，并采用一模一腔点浇口XS- ZY125型螺杆式注射机的主要参数：额定注射量 /cm3 125 注射重量 /g 114螺杆直径/mm 42注射压力 /MPa 116注射行程 /mm 115注射速率 /(g/s) 72 塑化能力 /(kg.h-1 ) 35锁模力 /kN 900注射方式 螺杆式最大开模行程 /mm 300模具最大厚度 /

16、mm 300模具最小厚度 /mm 200合模方式肘杆顶出行程 /mm 180结构形式卧式 拉杆间距/ mm 260 X 290 定位圈直径 / mm100电动机功率 /kW 15喷嘴球半径/mm10喷嘴孔直径/mm4最大注射成型面积 /cm3 320注射机的顶出方式：机械式顶板顶出3.1.3 最大注射量的校核：1、注射压力的校核2、锁模力的校核3、最大成形面积的校核 当上述四个校核都满足要求时，才能确定注射机选用的合适。注射机的参数校核1、最大注射量的校核注射机的额定注射量为 125cm33塑件体积：3.14 x( 5X 5-4.8 X 4.8 ) X 4.8+5 x 5X 3.14 x 2=

17、45.24cm( 取整 46cm3) , 每次成型 1 个塑件。 假设浇道凝料为 30cm3。实际注射量=46+30=76c125X 80%=100crn 最大注射量满足要求。2、注射压力的校核PP塑料的注射成型时的压力为 70140MPa取80MPaSIZY125注射机的注射压力为116MPa P注- P成型注射机的注射压力满足要求。3、锁模力的校核注射机的锁模压力为1800KN锁模力为模具型腔内塑料熔体平均压力(MPa 般为注射压力的0.30.65倍。PP塑料成型时的注射压力取80MPa我们选择塑料熔体平均压力(MPa P=0.5 x 80=40MPa塑料成型时型腔压力40MPa塑件在分型

18、面上的投影面积为 78.50cm2锁模力=78.50 x 40=314KN900KN锁模力满足要求。4、最大注射成型面积的校核S) ZY125注射机的最大注射成型面积为 320cm2;塑件在分型面上的投影面积为 78.50cm2;注射时模具的成型面积=78.5cm2250aoo35040D叩30Q6W10154XXXX-121?X jXXXX1520XXXXXXr-.3、推板推板长、宽、厚分别250mm 150mm 20mm材料选用普通碳素钢 A3.裏1推板尺寸单位为慕米H13152Q253040506090150180200230250XX1 : !110Z0C23025C3003S0X ；

19、 XI1202M23C2503003504Q0Xx k14023025027030C350400X:XX150获）270300菇。400450Xi XX16027Q3&035Q400450500xX450騎D600XX-：220350400450500550600X3604如45Q500萌0600700冥X - -.4,、推杆固定板推杆固定板长、宽、厚与推板相同，分别 250mm 150mm 15mm材料选用普通碳素钢A3。第七章导向机构7.1导向机构的作用和组成1、导向机构的作用：就是在注射模中，用导向部分对模具的动定模导向，以使合模时能准确对合。2、导向机构的组成

20、：导柱、导套7.2导向机构的设计 1、推板导柱：选用带头导柱，直径为25mm长度为150mm材料选用碳素工具钢T8A淬火处理HRC4548表面粗糙度 Ra0.8。可进砂竝罐挺槽戟嗣.5 mm-Rl mm風覓.b允许幵沖找*c尤评猱習対端的中心?I-圏1推板导拄5、带头导柱:D=25mm,D1=30mn长120mm材料选用碳素工具钢 T8A表面粗糙度Ra0.8。耒注裏If權糙度R476* 3 pm；jji注倒角1 mniX45*, 町选砂驼越稈f9或RD. 5 mmJ?I nun圆肃.h允许开油橄.c允许探舸两端的中心孔.IHIJ1 连接 R2 mmi?5 mm,图1带头导柱ai 带头导柱尺寸单

21、位为堆IS1Gzo3&XXXXXXXXX2&0r*XXXXXXXX6、带头导套：D 仁 35mm, D2=40mm,D3=26mm,H=rji,60mma 逹砂轮越理巒或血飞01巾血nwnffli危衰1带买辱套理寸单检为黑狀D12162Qao 1506070WgolooDi1825sa35424855 :70$090105115t2S223035404754ei 76&9SHl131D3131?SI313641SIJn81101 LTh5er!0121520RL5-23-418Li*24321 10J 506070SO100120140uo180200第八章模架的选用8.1标准模架型号中小型模

22、具国家标准有四种基本型的结构，分别为A1A2A3A理。设计选用的是A4型标准模架，下图为典型模架的结构。A4型模架没有推件板和支撑板。GB/T fl2S58 1 SOLIt.匕U200f5fi96Ifl?10H6232一315271275211Z9735531131S2513374001563602ftfi3828.2模架的长度和宽度模架主要尺寸确定的原则模架的长宽取决于型腔、型芯、导柱及推出机构的位置，以各零件不干涉为原则。根据塑料碗的嘴大口径及放置位置，结合标准模具型号,最后选用的模架为250X 250的标准模架A 板：250 X 250 X 60标记示例*=100,601= 的模板：模板

23、 100珂一0 GB 4169.884表1 *型樓梅尺寸单准为尋灌L202530361404S50070so90ICOHO150l&G1B020Q23025&X冥XXXXXXXX“1伽曲ISO硕23Q250300350XXrXXXXXXXXZOO；=.-：Z3O250300S50400XXXXXXXyXXX33023025027030030400XX耳XXXXXXXXX7文5(1却加40045050Q_公1 xXX)lxX XXXXXXB 板：250 X 250 X 110表1 *型樓梅尺寸单愎为尋灌wLH20253036404S50070加90HOIK1501&GI020Q2302&XXXX

24、XXXXXXISOISO20绑250350XXrXXXXX冥XXZOO；：.-：230250300aso4O0XXXXXXXXXyXL30530250270300350400XXRXXlx-XXXXXXL5 Ji fi第cRAOIM400450SOQ_xXx|lxX XXXXXXC板: 48X250X90W l蛰块尺寸wLH506070帥90WQ110120130150ia300 3W281虻180200230250XXX嶷19G200250300Jb；x.XHX38200?3025C300550XlXX43Z3C2SQZ7C 1300350kXT、432.-03003504M/45Gp53270$00350400XX130Q$50400Ifkx、L8.3模具标准零部件的设计1、定模座板的设计定模座板设计尺寸为300x 300X 35mm材料为Q2352、定模板的设计定模板设计尺寸为：250x 250x 60mm材料为优质碳素结构钢 45#,淬火处理中温回火4550HRC3、动模板的设计动模板设计尺寸为：250X 250X 35mm材料为优质碳素结构钢 45#, 淬火处理，中温回火4550HRC4、垫块垫块设计尺寸为：250