4504517009益达口香糖塑料瓶模具的设计与工艺

1、机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 1 2014届届 分 类 号 ： 单位代码 ：10452 毕业设计 益达口香糖塑料瓶模具的设计与工艺益达口香糖塑料瓶模具的设计与工艺 姓 名 李李 栋栋 学 号 201203910839201203910839 年 级 20122012 专 业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 系（院） 机械工程学院机械工程学院 指导教师 张张 建建 梅梅 2014 年 3 月 30 日 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -2 摘 要 本次设计的课题为益达口香糖塑料瓶模具的设计与工艺。塑料制品具有原料来 源

2、丰富，价格低廉，性能优良等特点。他在电脑、手机、汽车制造中具有不可 代替的作用，应用极其广泛。注射成形式成形热塑件的主要方法，因此应用范 围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的 流体，用柱塞作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中， 经过冷却，凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。益达塑料瓶的形状 是腔大口小，要是采用普通的注射模设计，型芯将难以脱离。虽然可以采用变 型芯，但那样会使模具成本大幅度增加，且设计难度比较大。因此益达塑料瓶 模具为上吹型中空吹塑模具，采用嵌块式结构，铸造水路冷却，结构简单，耐 用，便于更换部件，生产效率比较高。模具由动

3、模板、定模板、切割环、模口 嵌块、模底嵌块、密封垫板以及固定板等部件组成。瓶盖可以采用普同注射设 计，但由于其内部有螺纹，不易采用强行脱模。因此瓶盖模具是两板式，采用 旋转脱模的注射模具。该模具自动化程度比较高，效率比较高。该模具由定模 板、动模板、支撑板、齿轮轴 圆柱齿轮、圆锥齿轮、齿条等一系列零部件组成。 关键词：定模板；动模板；嵌块；旋转脱模 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 3 abstract the design issues for the benefit of plastic bottles and caps of plastic mol

4、d design. plastic products have a rich source of raw materials , low prices, excellent performance characteristics. he has an irreplaceable role in the computer, mobile phone , automobile manufacturing , the application is extremely broad. the main method in the form of thermoplastic injection molde

5、d parts , so a wide range of applications . injection molding the plastic material is heated to melt into the barrel , so that a high viscosity fluid , a piston with the pressing tool , the higher the melt through the nozzle into the mold cavity pressure , after cooling , solidification phase, and t

6、hen removed from the mold , the plastics products. the benefits of plastic bottle shape is a small chamber big mouth , if the ordinary injection mold design , the core will be difficult to escape. although core variants can be used , but that would make a substantial increase in tooling costs and de

7、sign more difficult. so for the benefit of the blow mold plastic bottles hollow blow molds, using embedded block structure, casting cooling water , simple structure , durable, easy to replace parts, production efficiency is relatively high. die by the moving platen , set the template , cutting ring

8、, die insert blocks , embedded block mold bottom , seal plate and the fixed plate and other components. p can be used with the injection cap design , but because of its internal threaded , easy using forced ejection. so cap mold is two plate , rotary stripping injection mold. the relatively high deg

9、ree of automation of the mold , more efficient. the mold set by the template , move the template , the support plate , gear shafts , spur gear , bevel gear , rack and a series of component parts . keywords: the fixed die board；board of movable mould；inlay piece；spin take off 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：22158

10、91151 机械毕业设计 1 目 录 前言前言.1 1 1.1. 总体方案说明总体方案说明.3 3 1.1 益达瓶的模具方案说明 .3 1.1.1 益达瓶的设计原理.3 1.1.2 益达瓶的选择方案.3 1.2 益达瓶盖的模具方案论证 .4 1.2.1 益达瓶盖的模具原理 .4 1.2.2 益达瓶盖的模具方案对照 .4 2 2 益达瓶的模具设计工艺说明益达瓶的模具设计工艺说明 .6 6 2.1 中心入料式机头 .6 2.2 材料的选择和益达瓶的测绘 .6 2.3 注射机的选择 .7 2.4 型坯下垂与膨胀比 .7 2.4 模具型腔 .8 2.4.1 分型面.8 2.4.2 型腔表面.8 2.4

11、.3 型腔尺寸.9 2.5 模具底部嵌块 .9 2.6 模具颈部嵌块 .10 2.7 模具排气 .10 2.8 模具的冷却 .12 2.9 挤出吹塑机械的操作与保养 .13 2.9.1 开机与停机.13 2.9.2 吹塑模具的保养.14 3 3 益达瓶盖的模具设计工艺益达瓶盖的模具设计工艺 .1515 3.1 注塑机的选择与型腔个数的计算 .15 3.2 浇注系统设计.1717 3.3 冷料井及浇注系统的拉料杆 .19 3.4 浇口的设计 .20 3.5 制品形状的冷却 .21 3.6 导向装置的设计 .22 3.7 螺纹退芯的设计 .22 3.8 注塑机操作过程注意事项 .24 3.9 模具

12、的保养 .24 4.4.预期效果预期效果.2525 5.5.结论结论.2626 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -2 6.6.工作小结工作小结.2727 致致 谢谢.2828 参考文献参考文献.2929 附件清单附件清单.3030 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 1 前言前言 12 月 11 日，中国正式成为世贸组织成员。中国加入 wto 这个被称为“经 济联合国”的组织，中国的各个行业将被进一步开放。作为机械工业行业之一 的模具行业也将受到影响。总体来说，应是机遇大于挑战。 加入世贸组织后，我国将获得一个更加稳定的国际经贸环境，从

13、而有利于 我国的改革开放有利于我国与各国、各地区的经济贸易合作，有利于世界经 济的稳定发展。我国在制定法律法规时要遵守 wto 的规则，增加透明度，减少 行政干预等；在市场开放方面，需要逐步降低关税，取消非关税措施，开放服 务业市场等。这无论在观念上还是在体制上都会带来一定的变化。我国加入 wto 同时也将为各国、各地区的贸易伙伴提供更好、更稳定的市场进入机会。 使我国的投资环境将更为宽松、透明、稳定，我国的利用外资领域将进一步扩 大，我国的市场体系将更加完善和发达。国内和国外模具企业都可以从中得到 更多的机会和收益。 由于国内某些模具在技术上和质量上与国外先进水平存在着较大的差距， 使短期内

14、国内模具难以与国外先进模具的抗衡。这对我国模具产业将产生一定 的冲击。另一方面也促进国内行业优化资源配置、调整经济结构、提高社会劳 动效率，促使企业苦练内功，提高管理水平。应该清醒地认识到竞争才会带来 更快的发展只要发挥自身优势，减少技术差距，我国的模具必将逐步占领国 内市场，并拓展国际空间 塑料模是应用最广泛的一类模具。在国外，塑料模占模具行业的 50%以上， 而我国只有 30%左右，因而有较大的发展空间。近年来，我国塑料模有长足的 进步。但模具制造周期仍比国外长 2-4 倍，模具的质量稳定性较差，总体水平 与国外比尚有较大差距。而塑料模的主要应用领域：汽车摩托车行业，家电电 子行业在加入

15、wto 后将会有更多的新产品开发，对各个档次的模具需求均有大 幅增长。总体来说，塑料模将是发展最快的一类模具。 加入 wto 之后，模具企业将在开放的环境中与国外的企业在同一市场上展开 竞争。模具企业必须做到以下几项，才能在激烈的竞争获得一席之地： 1、加强吸收和引进国外先进技术，尽量提高产品的技术含量； 2、提高管理水平，抓好模具的质量，提高生产率，保证模具准确的交货期； 3、增加科技术方面的投入，加强人才培养，提高职工的工作积极性； 4、做好模具的售后服务，建立长期稳定的客户关系。 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -2 同时，模具企业之间应建立一种合作的关系，共同提高竞

16、争力，以舰队的形 式应战。 目前，塑料工业已形成设计、生产、检测、标准以及教学等一套完整的工业 体系。就其制品而言，如木材般轻盈、钢铁般坚强、石头般坚硬、青铜般耐磨、 玻璃般透明、鲜花般艳丽，以其优越的性能深入到了各个领域，从航天火箭到 人们的日常生活用品，无所不有。 面对如此大的市场，如何能快捷、高效的设计出模具已是当今模具的头等课 题。第一个设计出模具的人，就意味着第一个抢占了市场。wto 的加入，我国 的模具设计行业受到了前所未有的挑战，提高模具的设计技术含量已迫在眉睫。 我国模具生产能力和水平，与国外相比则差距颇大，造成上世纪九十年代模 具进口量占全国模具销售总额的三分之一以上，达 6

17、-10 亿美元。 因此，结合我国具体情况，学习国外模具工业建设和模具生产的经验，宣传、 推行科学合理化的模具和产工程，推行科学合理化的模具生产工程，应当是我 国当前模具工业建设中的重要任务 50 年以前，模具生产一直延用单件生产方式， 但是，经过长其他期、大量生产实践，模具设计师们在模具生产实践中，经总 结、研究、分析与设计，将其中通用、常用结构件，制订成系列化标准件和通 用件，并组织批量生产和商品化供应，从而改变了模具完全处于单位生产的状 态。大幅度地提高了模具设计水平与制造质量，大幅度地缩短了模具设计与制 造周期。 美国、德国进行模具标准化工作已有 100 年的历史。日本在二战后，也进 行

18、了全面推行模具标准化工作。故而这些国家已全面实现了模具标准化。其中， 中草益达小型模具中 90%以上的零、部件，中大型模具中的 60%以上的零、部件， 均已实现了标准化、通用化、系列化和商品化供应。故而，日本、美国模具的 平均生产周期已缩短到 1.5-2.5 个月，百我国模具的平均生产周期在 4-5 个月 以上，其主要原因之一是模具标准化程度和水平不高！目前，我国中小模具中， 标准零、部件使用覆盖率尚不到 30%。生产供应的标准件品种、规格不齐，质 量不高，不能满足互换性要求。从而造成我国模具生产水平，仍基本上处于极 不合理的单件生产状态。为此，应当采取相应措施，针对模具生产特点，组织 行业力

19、量，进行标准件的“快捷、适时、定点、优质、安全、配套”地对模具 生产企业进行和产和商品化服务，以便全面推行模具标准化工作。 本作者的毕业设计课题是 146.6 的益达瓶设计，为了更好的完成设计，我 们在还亲自参观学习了多家注塑厂,查阅了一系列相关资料当然，由于个人能力 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 3 有限，书中缺点和错误在所难免，望各位评审老师批评指正。 1. 总体方案论证 1.1 益达瓶的模具方案论证 1.1.1 益达瓶的设计原理益达瓶的设计原理 益达瓶采用上吹型中空吹塑，嵌块式结构。中空吹塑的基本工作过程主要包 括以下几个步骤： 1挤出管状熔坯

20、（或称型坯） ； 2模具夹住型坯； 3通入压缩空气，将型坯吹胀成模腔形状，空气压力一般为 0.260.49 兆帕； 4制品在模内充分冷却，保持压力； 5放出制品内的压缩空气； 6开模时取出制品。 1.1.2 益达瓶的方案选择益达瓶的方案选择 方案一、采用上吹型中空吹塑，在瓶口和瓶底分别设有模口嵌块和模底嵌 块。由于模口和模底磨损比较快，易于更换就可以延长模具的使用寿命，节省 资金。 方案二、采用吹型中空吹诉，但不设有嵌块结构，由于瓶口螺纹和瓶底凹 坑易使其相应部位磨损，一旦磨损，便要全部更换，即不经济也不省时。 综上所述，采用方案一。具体结构如下： 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设

21、计 - -4 益达瓶模具示意图 1.2 瓶盖的模具方案论证 1.2.11.2.1 瓶盖的模具设计原理瓶盖的模具设计原理 瓶盖模具为注射模具，采用旋转螺纹脱模，两板式。在注射成型后，动模 与定模分开的过程中，由固定的齿条迫使与之相连的齿轮旋转，然后通过一系 列的齿轮传动，最后使型芯旋转。瓶盖由于受到侧浇口和本身止滑条纹的约束， 不能旋转，于是型芯和瓶盖可以自动分离。 1.2.21.2.2 瓶盖的模具方案比较瓶盖的模具方案比较 方案一、模具采用螺纹旋转脱模，通过齿条带动齿轮旋转脱模。该模具自动 化程度高，效率高，节省了人力物力。 方案二、模具采用螺纹旋转脱模，通过手工把瓶盖和螺纹一起拧下，然后再

22、交给其他人用扳手脱模。该模具费时，且须多个型芯，办事效率低。 综上所述，采用第一方案。具体结构如下： 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 5 瓶盖模具示意图 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -6 2 益达瓶的模具设计说明 2.1 中心入料式机头 本套模具为上吹型中空吹塑模具，选用中心入料式机头，其采用支架来支 撑分流体与芯棒，支架设置有若干条分流肋。这样，熔体流经支架时被分成了 若干股，之后重新汇合。因此，这类机头又可称为支架式机头。 这类机头的流径较短，各熔体的停留时间相差较小，型坯周向壁厚较均匀，熔 体降解的可能性较小。因此。这累机

23、头可用于 pvc 等热敏性塑料。 熔体流经支架后形成的汇合线会降低制品性能，尤其对薄壁制品。在分流 肋表面上，熔体所受的剪切速率较大，其分之取向也较大，这会降低熔体汇合 线的强度。为提高熔体汇合线的强度，要使聚合物分子重新缠结，在支架后开 设 u 形流道以延长熔体的停留时间。 2.2 材料的选择和益达瓶的测绘 采用高密度聚乙烯（hdpe）树脂，密度为 0.940.7g/cm,雾状半透明，湿 气渗透性很低，氧气渗透性很高，co 很高，吹涨气压 p= 0.40.7mp. 2 最小合模力 f=1.2nap=25.16kn min n 型坯模具（吹塑模具）数量 a 型坯（或容器）在分型面上的投影 p

24、型坯模具型腔内的熔体压力（或型坯的吹胀压力） 益达瓶的模具测绘尺寸如下图： 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 7 2.3 注射机的选择 该益达瓶重量为 38g,故选用 xs-z-60 型注射机 一次注射量 125cm 3 螺杆直径 38mm 注射压力 119.6mpa 锁模力 49010n 3 压板行程 180mm 模具最大厚度 200mm 模具最小厚度 70mm 压板尺寸 330440mm 拉杆空间 190300mm 模具主要由以下部分组成： 动模部分；2.定模部分；3.冷却部分；4.切口部分；5.导向部分。 2.4 型坯下垂与膨胀比 型坯挤出后，仍处

25、于熔融状态，其自身的重量会造成型坯下垂伸长，通常称 之为型坯下垂。 型坯下垂会造成壁薄或壁厚不均。因此，在可能的条件下，要尽力控制型坯 下垂伸长。通常用加快挤出型坯速度、减少型坯在空间停留的时间等方法来解 决。 型坯自机头挤出后，因压力消除而膨胀，其膨胀的计算方法可按下面经验公 式 d dd x 式中 x-膨胀比(hdpe 膨胀率为 15%65￥，取 50%) d-型坯离口模后的实际直径 d-机头口模直径 在生产中，型坯离模膨胀现象应控制，通常采用升高料温、选择合适的办法。 5= mmd d d 3 . 66 5 . 99 2.4 模具型腔 2.4.12.4.1 分型面分型面 设计吹塑模具首先

26、要考虑的一个 问题是分型面的选择，其一般在于使两半 模对称，减小吹胀比，易于制品拖模。因此，分型面的位置由吹塑制品的形状 确定。 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -8 对横截面为圆形的容器，分型面通过其直径设置，因此益达瓶采用过中心对 称分型。 2.4.22.4.2 型腔表面型腔表面 吹塑的模具腔表面应稍微有点粗糙。否则，会造成模具型腔的排气不良，夹 留有气泡，使制品出现“桔皮纹”的表面缺陷，还会导致系统的冷却速度低而 且不均匀，使制品上各处的收缩率不一样。由于 pe 吹塑模具的温度较低，加上 型坯吹胀压力较小，吹胀的型坯不会楔入至粗糙型腔表面的波谷，而是位于并 跨过波峰，

27、这样，可保证制品有光滑的表面，并提供微小的网状通道，使模强 易于排气。 对模腔作喷沙处理，就可以形成粗糙的表面。可用金刚石、石英沙、或硬沙 砾来喷沙，喷沙沙砾要适当。对小 pe 瓶，可采用 60#120#的粒度，较大的粗 度，ldpe 要采用较细的粒度。 2.4.32.4.3 型腔尺寸型腔尺寸 尺寸主要由制品的外行尺寸 并同时考虑制品的收缩率来确定。收缩率一般 是指室温（22 摄氏度）下模腔尺寸与成型 24h 后制品尺寸之间的差异。以 hdpe 其收缩率的 80%90%是在成型后的 24h 内发生的。 影响吹塑制品收缩率的因素有多种。结晶制品的制品收缩率要比非结晶的大； 对结晶塑料（例如 pe

28、） ，收缩率随着制品的壁厚而增加，这是因为冷却速率较 小会导致有序的晶体增加；提高型芯的熔体温度虽然不会明显影响制品的外部 尺寸，但会使较多的收缩出现在壁内，这是因为较高的熔体温度可减小应变恢 复与吹胀应力；吹胀气压较高或模具温度较低，可减少收缩率；加入的填料也 会影响制品的收缩率；吹塑制品的收缩率还有方向性，纵向的收缩率要比横向 的少大些。 2.5 模具底部嵌块 吹塑底部一般设置单独的嵌块，以挤压、封接型坯的一端，并切除尾料。 设计模具嵌块时应主要考虑夹坯口刃与尾料槽，它们对吸塑制品的成型与性 能有重要的意义。因此，对它们的下述四个方面的要求。 有足够的强度、刚性与耐磨性，在以后的反复合模过

29、程中承受压模型坯熔体 产生的压力。 坯区的厚度一般比制品壁的大些，积聚的热量较多。为此，夹坯嵌块要选用 热导性能高的材料来制造。同时考虑嵌块耐用性的话，铜铍合金是一种理想的 材料。当然，由钢制成的嵌块使用寿命会更长，但导热性能较差。 接合缝通常是吹塑容器最薄弱的部位，故要在合模后但末切断尾料前把少量 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 9 熔体挤入接合缝，以适当增加其厚度与强度。 应切断尾料。 夹坯口刃的设计： 夹坯口刃是一个重要的参数。b 过小会减小容器接合缝的厚度，降低其接合 强度，甚至切断接合缝，无法吹胀型坯；b 过则无法切断尾料，甚至无法使模 具闭

30、合。要根据塑料特性、容器壁厚与容积、合模厚度与尾料夹角来确定 b 值。 对任性较大的塑料， b 要小些；合模速度较低时，b 也可以取小些。 根据经验，用 hdpe 吹塑的容积小于 200l 的大桶、容器时，可这样来确定 b: b=v 3/1 式中，b 的单位为 mm,v 的单位为 l。对于小瓶（10ml） ，b 可取 00.3） 。大 于 200ml 的取 0.54mm 之间。 因此益达瓶的切口宽取 b=2 尾料槽的设计： 在夹坯口刃的下方开设尾料槽，其位于模具分横面上。下图给出了尾料 槽的结构。 尾料槽的深度对吹塑的成型与制品自动休整有很大的影响，尤其对直径 大、壁厚小的型坯。槽深过小使尾料

31、受到过大的压力的挤压，是模具尤其是夹 坯口刃受到过高的应变，甚至则不能与完全闭和，难以切断尾料；若槽深过大， 尾料则不能与槽壁接触，无法快速冷却，其热量会传至容器结合缝，使之软化， 休整时，会对接合缝产生拉伸。每半边模具的尾料槽深度最取型坯壁厚的 80%90% 尾料的夹角 也要适当，常取 3090夹坯口刃宽度较大时 一般 取大值。 较小 时有助于把少量熔体挤入接合缝中。 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -10 2.6 模具颈部嵌块 成型容器颈部的嵌块主要有模颈圈与剪切块，剪切块位于模颈圈之上，有助 于切去颈部余料，减小模颈圈的磨损。剪切块的开口可为锥形的，夹角一般为 60。

32、模颈圈与剪切块由工具钢制成，并硬化至 hrc5658。 定颈进气杆插入型坯时，可把型坯挤入模颈圈的螺纹槽内，形成实心螺纹， 进气杆端部则可成型容器颈部的内表面。剪切块口刃与进气杆的剪切套配合， 切断颈部余料。 2.7 模具排气 成型容积相同的容器时，吹塑模具内要排出的空气量要比注射成型的大许多。 注射成型的模具要排出的空气量最多等于注射模具内的熔体量。而对吹塑模具， 要排除的空气体积等于模腔容积减去完全合模瞬时型坯已被吹胀后的体积，其 中后者占较大比例，但仍有一定的空气夹留在型坯与模腔之间，尤其对桶、罐、 燃油箱之类的大容积吹塑制品。以吹塑 120l 大桶为例，模腔容积为 145l，完 全合模

33、瞬时型坯已被吹胀成体积约 90l。此外，与注射成型模具相比，吹塑模 腔内的压力很小（一般等于 1mp ） 。因此，对吹塑模具的排气性能要求较高 a （尤其是形腔抛光的模具） 。 若夹留在型腔与型坯之间的空气无法完全或尽快排出，型坯就不能快速地吹 胀，吹胀后不能与模腔良好的接触（尤其是棱角部位） ，会使制品表面粗糙、凹 痕等缺陷，表面文字、图案不够清晰，影响制品的外观性能与外部形状，尤其 当型坯挤出时，出现条痕或发生溶体断裂。排气不良还会延长制品的冷却时间， 降低其机械性能，造成其壁厚不均匀。为此，要设法提高吹塑模具的排气性能。 瓶体部分在闭模时有大量空气，在吹账时应尽快把空气排出，以使瓶体能完

34、 整地成型，紧贴于模腔壁上。如果某一局部有空气滞留，外形即不完整成为废 品。 最有效的办法 是在分型面上设排 气槽，而截面突然 改变处也应设排气 孔。 1.分型面上的 排气槽 分型面是模具 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 11 主要的排气部位，合模后应尽可能多快的排出空气。否则，会在制品上对应分 型面部位出现纵向凹痕。这是因为制品上分型面处因夹留空气而无法快速冷却、 温度尚较高的部位产生了拉力。 排气槽的选取要恰当，不应在制品上留下痕迹，尤其对外观要求较高的制品 （例如化装品瓶） ，这于塑料特性、吹胀气压及容器的闭厚和容积有关。型腔的 分型面的接触面上

35、应适当减小，以使两个半模能密合。因为吹塑机的琐模远小 于注射机，为了增大分型面的锁模压强，一般都沿型腔周围留有 310 的空隙。 而排气槽则开在留下的接触面上。槽深 0.1mm，一般用平面磨床精磨而成，槽 宽 1025mm,依模具大小而定。而一付模具在分型面上的槽数也依型腔的容积 而定，在型腔的两边各开三条以上的排气槽。 2.隅角部的排气 在瓶肩及瓶底的周围，是容易滞留空气的所在。而瓶肩及瓶底有时是用嵌件 组成的，不便设排气槽。即便可以设排气槽，而有时由于瓶底的造型不同，往 往在这些部位易使空气滞留。因此必须设排气孔。大致有以下几种方式：a)为 盲孔排气，用于型腔小的模具，储留气量不大。盲孔径

36、为 0.61.2，深 2535mm.一般都在试模后发现有局部憋气时采用，新模不用。b)为漏斗形，型 腔有深凹的最凹处，径孔自 0.20.5mm，根据所用的材料而定，如聚乙烯，聚 丙烯，pet,孔径要小。制造时应先钻小洞，待试模后决定。孔径的大小虽然与 排气快慢有关系，但孔的位置更是关键。如果孔的位置正确，孔径虽小也可以 排出储留的气体。c)为排气栓塞，一般作成六角形柱体，用圆柱在六角上削去 0.10.2 平面，嵌入需要排气的部位。由于型腔表面多为弧面，所以栓塞型腔 精加工以前嵌入。但应注意在精加工时不可被切屑堵塞气息。d)为烧结金属通 气塞，一般用铜烧结合金。 本套模具在试模后，若发现憋气，可

37、采用，盲孔排气。 2.8 模具的冷却 模具的冷却效果量否直接影响瓶子的表面质量，所以冷却系统的设计在吹塑 中很重要.如果冷却不均匀,吹出的成品质量的表面便有明显的差异，十分影响 外观。 模具的冷却方法可分为外冷法、内冷法与后冷却这三种。外冷法较为常用， 其又可以分为以下四种： 第一种方式是在模具入口引入较大流量的冷却流体，设置的折流板形成的迷 宫式流道有助于形成湍流状态，提高冷却效果。密封端板打开后即可清理冷却 通道。象铝。铜铍合金这类材料具有多孔性，因此其铸造通道一般要用环氧树 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -12 脂浸渍，以防止冷却流体渗入模腔内，但这会降低热传导性。

38、 第二种方法是在模腔内从纵、横方向钻出冷却通道。模具由机械加工制造时， 就可以用这种方式。在孔内设置螺旋铜片可以加剧流体的湍流速度。冷却通道 一般取 10 没扎15mm，对大型模具可达 30mm.。孔径较大时要求冷却流体有较 高的流率，既要求配置大功率的泵送装置。两相邻孔道之间的孔径的 35 倍 （例如 3550） ，孔壁与模腔之间的距离为孔径的 12 倍，以均匀、充分地冷 却制品。钻孔式冷却通道易于清理，设计不合理时便于修改。 第三种方式，在模壁内嵌入冷却弯管，这主要用于铝、铜铍合金或锌合金铸 造的模具中。这里弯管之间的距离对应上述孔道之间的距离。弯管用铜制成时 具有高的热性能。这种方式比较

39、简单，可提高冷却流体的湍流程度与传热性能， 避免其泄露，但管道不易清理。 第四种方式为喷雾冷却，在模壁空腔内通过一组喷管喷射出水雾。此方式主 要用于大型模具，以减少模具质量。 吹塑制品各部位的壁厚一般是有差异的，而冷却时间由最厚的部位确定，且 冷却不均匀会使制品产生翘曲与残余应力。通过以上分析，第一种铸造水路简 单方便，易于加工，故采用此种方式。 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 13 铸造式冷却通道 1-冷却流体出口；2-模腔；3-冷却流体入水口；4-折流板； 5-密封端板 2.9 挤出吹塑机械的操作与保养 2.9.12.9.1 开机与停机开机与停机

40、挤出吹塑机械的启动要按下述步骤进行。 a.按要求设定各加热段温度； b.各加热段达到预定温度并保温一定时间，螺杆开始以最低的速度连续地旋 转，然后逐渐提高转速至要求的值； c.型坯挤出稳定后，开始吹塑操作。 停止吹塑生产时要按以下步骤进行： a.暂停生产 1h 以内时，停止螺杆转动，机筒与机头的各加热段仍按加工要 求设定温度； b.暂停生产 18h 时，停止螺杆转动，各加热段设定较低温度（例如 hdpe135） ； 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -14 c.停止生产 8h 以上时，停止螺杆的转动及机筒与机头的加热。但这样，留 在机筒的熔体会冷却、收缩，产生氧化、降解。为此

41、，最好的操作：适当降低 机筒上对应过度段与计量段的温度（例如对 hdpe 为 160） ，螺杆低速转动， 以把机筒内的熔体排出，最后停止螺杆及加热。 2.9.22.9.2 吹塑模具的保养吹塑模具的保养 吹塑模具夹坯口刃磨损后，要由熟练的制模工人来修复。 吹塑模具颈部的剪切块与进气杆上的剪切套是关键部件，要保持良好状态， 必要时更换。例如，剪切口刃被不均匀磨损后，成型的容器在使用时颈部会发 生泄露现象。 吹塑模具冷却孔道因堵塞或腐蚀而影响冷却介质的流动时，应立即清洗。 吹塑模具的导销要定期润滑，每工作一年，至少要工作一次，以确保两半模 对准，提高模具寿命。 每当停机生产或吹塑模具要库存时，要用压

42、缩空气吹净里面的冷却孔道，模 腔要涂上防护剂。 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 15 3 瓶盖的模具设计 材料的选择和瓶盖的测绘 瓶盖的材料和益达瓶的材料相同（见益达瓶的设计） 平盖的测绘如下 3.1 注塑机的选择与型腔个数的计算 瓶盖的质量为 12g，选用 xs-zy-125 注射机。 一次注射量 125cm 3 螺杆（柱塞）直径 42mm 注射压力 116.6mpa 锁模力 88210 n 3 最大注射面积 320 cm 2 压板行程 300mm 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -16 模具最大厚度 300mm 模具最小厚度 2

43、00mm 压板尺寸 450420mm 拉杆尺寸 260290mm 定位圈尺寸 100mm 顶出形式 两侧顶出，中心距 230mm 选用注射机的锁模力必须大于型腔压力产生的开模力，不然模具分型面要分 开面产生溢料。注射时产生的型腔压力对柱塞式注射机压力损失较大，所以， 型腔压力均为注射压力的 4060%；而有预装置的注射机及螺杆式注射压力损 失较小，所以型腔压力较大。另外，对不同流动性的塑料，喷嘴和模具结构形 式。其压力损失也不一样，一般熔料经喷嘴时其注射压力达 6080mpa，经浇注 系统入型腔时则型腔压力一般设为 2550mpa; 锁模力和成型面积的生态系统由下式确定： 1000/app 腔

44、锁 式中 -锁模力，kn; 锁 p -型腔压力，一般取 4050mpa； 腔 p a-浇道进料口和塑件的投影面积，m: 则 1000/app 腔锁 =4.5x5000/1000 =225(kn) xs-zy-125 锁模力为 882（kn）; 另外，锁模力与成形面积的生态系统可直接查表。 额定注射压力 如果只考虑注射机的最大注射量，最大成型面积和锁模力来确定注射， 这还不是够的。有些塑件由于形状及塑料的品种等因素，需用很高的注射压力 才能顺利成形，为此选用的注射机注射压力必须大于成形所需的注射压力。即 应满足下人的公式： 成注 pp 式中 -选用的注射机的最大注射压力； 注 p -成形时需用的

45、注射压力 ，mpa； 成 p 高密度聚乙烯成形时所需的注射压力为（70100）mpa,xs-zs-22 型注射机 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 17 的注射压力为 750 mpa =750 mpa(70100) mpa 注 p 型腔的计算 以机床注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的 80%，按公 式计算： 件 浇 w ws n 8 . 0 式中 n型腔数： s注射机的注射量（g）： -浇注系统的注射量（g） 浇 w -塑件重量（g）; 件 w 初定注射 机为 xs-zs-22 型，该注射机的注射量为 30g，即 s=30g，初估浇 注系

46、统的重量为 5g，即 =5g，塑件的重量 =12g 浇 w 件 w 所以 5 . 1 12 5308 . 0 n 因此，模具的型腔数初定为 1 3.2 浇注系统设计 浇注系统设计应注意的几个问题 1.首先根据塑料制品的结构分析其充填过程，以保证塑料制品的内在质量和 尺寸稳定。这一点在大型塑料模具制品及其功能性塑料制品上尤为重要。 2.在设计浇系统时，应当非常注意浇注系统对制品外观的影响。在设计过程 中经常会遇到这样的情况，某一塑料制品的浇口影响制品外观，只能将浇口该 设在其他部位。若实在无法处理时，可通过改变制品的结构来解决。上述问题， 对有外观质量要求的塑料制品尤为重要。 3.在设计浇注系统

47、时，应考虑到模具在注射时，是否能适应全自动操作。要 达到全自动操作，必须保证在开模时，制品与浇注系统能自动脱落，浇口与制 品亦要尽可能自动分离。 4.浇注系统的设计，必须考虑到塑料制品的后续工序。如因后续工序在加工、 装配、管理上需要，往往须设置辅助流道，将多件制品联成一体。 5.在设计浇注系统时，应留有一定的余地，这样在使用是即使有些不足，亦 可以比较方便的解决。 6.多观察分析各类塑件制品的浇注系统和浇口位置的选择，吸取其成功之处， 提高浇注系统的可靠性。 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -18 7.设计浇注系统时，其主流道进口应尽量与模具中心重合。 垂直式主流道的设计

48、 上图是主流道的形式及设计参数 d-主流道小端直径，既主流道与注射机喷嘴接触处的直径。 d=注射机喷嘴的孔径+（0.51）=3mm l-主流道长度。根据模具的具体结构，在设计时确定。 -主流道的锥度。 一般在 2-4对粘度较大的塑料， 可取 36。但由于受标准锥刀的限制，应尽量选用标准度值，故取 =4。 浇口套的设计 主浇道是浇注系统的第一个组成部分，这部分的具体设计都集中在浇口套上， 模具在工作时，浇口套直接与注射机喷嘴接触，浇口套本身的工作条件比较苛 刻，所以应选用较好的钢材来制造，并应有 5055hrc 的硬度。 浇口套与注射机喷嘴的接触部分有两种形式，一种为平面接触，另一种为球 面接触

49、。平面接触的主要特点是面积较大，密封较好，塑料不易外溢.其缺点是,若 注射机的精度不高,容易造成喷嘴孔与浇口套孔不同轴.球面接触喷嘴与浇口套 的接触面积较小,若配合不当,容易造成塑料外溢,但由于它能自动调节注射机的 偏差,所以在注射机精度不高的情况下亦能正常应用.在国外,特别是西欧国家, 使用平面接触的浇口套较多,我国绝大部分使用的是球面接触的浇口套。 球面接触的浇口套，在正常情况下，浇口套端部的球面半径应大于注射机喷 嘴的球面半径，浇口套锥孔的小端直径应大于注射机喷嘴孔径 浇口套与定模部分装配后，必须与分型面有一定的间隙，其间隙 a=0.050.15mm。因为该处受喷嘴的压力影响，在注射时会

50、产生变形。有时在 试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现飞边，就是由于没有间隙的原因。 浇口套的凸肩处必须有圆弧过度，否则会因为应力集中而在工作时损坏。圆 弧半径 35mm 之间。 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 19 3.3 冷料井及浇注系统的拉料杆 冷料井的位置及其作用 1.冷料井分为主流道冷料井和分流道冷料井。冷料井的位置一般都设计在主 流道或分流道的末端，亦即塑料最先到达的部位。 2.冷料井的作用是防止在注射时将冷料注入型腔，而使制品产生缺陷。 3.冷料井的大小要适宜，一般情况下，主流道冷料井圆柱的直径为 612mm，其深度为 610mm。对于

51、大型制品，冷料井的具体尺寸可适当加大。 分流道冷料井，其长度 l=58mm。 4.在三板式模具上一般不设计主流道冷料井，只在分流道上设计冷料井，其 尺寸与上述相同。 通过以上分析，本模具的冷料井的设计如下图： 3.4 浇口的设计 浇口设计包括浇口截面形状及浇口截面尺寸的确定，浇口位置的选择。 影响浇口的截面形状及其尺寸确定的因素，就制品而言，包括制品的形状、 大小、壁厚、尺寸精度、外观质量及力学性能等，制品所用塑料特性对浇口设 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -20 计的影响因素是塑料的成型温度、粘度（流动性） 、收缩率及有无填充物等。此 外，在浇口设计时，还应考虑浇口的加

52、工、脱模及清除浇口的难易程度。 浇口的截面尺寸宜小不宜大。在确定尺寸时，先确定得小一些，然后试模时， 根据对型腔的充填情况在进行修正。特别是一模多腔的模具，通过修正可使各 型腔同时均匀充填。 小浇口可以增加熔料流速，并且熔料经过小浇口时产生很大的摩擦而使熔料 温度升高，其表观粘度降低，有利于充填。另外，由于小浇口的固化较块，不 会产生过量补缩而降低制品的内应力，同时可以缩短注射成型周期，浇口过小 会造成浇口处过早固化，使补料困难而造成制品缺陷。 在选择浇口位置时,还应注意以下几点: 1.浇口位置应设在制品最大壁厚处,使塑料从壁厚流向壁薄,并保持浇口至型 腔的流程基本一致。 2.防止浇口处产生喷

53、射而在充填过程中产生蛇行。 3.浇口位置应设置在制品的主要受力方向上，因为塑料的流动方向上所承受 的拉应力和压应力最高，特别是带填料的增强塑料，这种情况更加明显。 4.在选择浇口位置时应考虑制品的尺寸要求，因为塑料经浇口充填时，在塑 料的流动方向与垂直方向上的收缩不尽相同，所以应考虑到变形和收缩的方向 性。 本模具设计选择侧浇口浇注。侧浇口亦称普通浇口，侧浇口在一个制品上可 以开设一个也可以开设多个，这种浇口的主要特点：形状比较简单，加工较方 便；在一模多腔的非平衡布置的模具上，修正这种浇口也比较容易，有时在生 产现场也可以；几乎各种塑料都可以使用这种浇口。其不足之处是：制品和浇 口不能自行分

54、离，若要使其分离必须特殊设计；浇口痕迹虽然没有直接浇口那 样明显，但还是留下一定的痕迹。 侧浇口的长度 l 中小型模具 l=0.50.8mm.批量大，要求不高的制品， l=0.250.40mm。这样做有两个优点，其一可以减小摩擦阻力，便于充填；其 二可以直接用手工去除浇口，不需要任何工具，而在制品上几乎不留浇口的残 余部分。 对于大型制品 l 可在 1.01.5mm 之间根据具体情况进行设计。 浇口厚度 h 主要根据制品的最大壁厚，一般取 1/31/2 的壁厚，通常可 取 0.51.5mm。 浇口宽度 b 对于中小型制品，b=1.02.0mm；大型制品 b3mm. 机械毕业设计需 cad 图纸

55、加 qq：2215891151 机械毕业设计 21 下图是本模具浇口的示意图： 侧浇口示意图 3.5 制品形状的冷却 由于在整个成型周期中，50%60%的时间用于对制品的冷却，因此，在成型 过程中冷却时间的长短的重要意义是不言而遇的。制品的最短冷却时间可按下 面的公式计算： t= (s) mc mx tt tt 4 ln 2 2 -制品最大厚度 （mm） -塑料热扩散系数 （mm /s） 2 t -塑料脱模温度 （） x t -模具温度 （） m t -塑料注射温度 （） c 冷却水道应设置在塑料向模具热传导困难的地方，根据冷却系统的设计原则， 冷却水道应围绕模具所成型的制品，且尽量排列均匀一

56、致。由于采用旋转脱模， 不宜在型芯开设冷却水道，但为了达到冷却效果，节省冷却时间，本模具采用 了嵌块式螺旋冷却水道。为了确保冷却水道的密封性，在水道的上下端处都加 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -22 了密封垫圈。具体如下图： 冷却系统示意图 3.6 导向装置的设计 导向装置主要由导柱和导套构成。导柱分为普通导柱和阶梯导柱，由于阶梯 导柱在制造上较普通型导柱难度大，对导柱中两段不同的直径部分的同轴度要 求较高，因此，在这次设计中采用普通导柱，其制造简单、省时，适合普通的 模具。 在设计中，导柱的长度也是一个不可忽视的重要参数，即导柱的长度要比模 具中最长的凸器部分长些，以

57、免在组装时因对位不准而碰伤模具。 3.7 螺纹退芯的设计 由于瓶盖有两圈内螺纹，且螺纹较大，不可以强行脱模，因此采用旋转 脱模。为提高生产效率，节省人力物力，放弃手动手动旋转退芯方法，采用机 动旋转退芯机构。 本模具采用齿条齿轮式，在注射成型后，动模与定模分开的过程中，由固定 的齿条迫使与之相连的齿轮旋转，然后通过一系列的齿轮传动，最后使型芯旋 转。瓶盖由于受到侧浇口和本身止滑条纹的约束，不能旋转，于是型芯和瓶盖 可以自动分离。 衬套可延长模具的使用寿命，齿轮传动系统要保持啮合良好。 机械毕业设计需 cad 图纸加 qq：2215891151 机械毕业设计 23 螺纹型芯退芯结构示意图 圆柱齿

58、轮的设计计算 取齿轮的模数为 m=2，d=46mm, h=1, c =0.25 a * 齿轮的齿数 z=d/m=46/2=23 齿数为奇数，分度圆直径 d=46mm 齿顶高 h =hm=12=2mm aa * 齿跟高 h =(h +c )m=2.5mm f a * 齿全高 h= h + h =(2 h + h )m=4.5mm a f a f 齿顶圆直径 d =d +2 h = a 1 a mmmhz a 502 1 齿跟圆直径 d = f mmmhhzhd caf 41222 11 基圆直径 d = dcos=46/cos20= b 齿距 p=mm 28 . 6 214 . 3 m 齿厚 s

59、= mm m 14 . 3 2 214 . 3 2 齿槽宽 e= mm m 14 . 3 2 214 . 3 2 顶隙 c=c 5 . 0 * mmm 3.8 注塑机操作过程注意事项 养成良好的注塑机操作习惯对提高机器寿命和生产安全都大有好处。 开机之前：（1）检查电器控制箱内是否有水、油进入，若电器受潮，切勿 开机。应由维修人员将电器零件吹干后再开机。 （2）检查供电电压是否符合， 临沂大学机械工程学院 2014 届本科毕业设计 - -24 一般不应超过15%。 （3）检查急停开关，前后安全门开关是否正常。验证电动 机与油泵的转动方向是否一致。 （4）检查各冷却管道是否畅通，并对油冷却器 和

60、机筒端部的冷却水套通入冷却水。 （5）检查各活动部位是否有润滑油（脂） ， 并加足润滑油。 （6）打开电热，对机筒各段进行加温。当各段温度达到要求时， 再保温一段时间，以使机器温度趋于稳定。保温时间根据不同设备和塑料原料 的要求而有所不同。 （7）在料斗内加足足够的塑料。根据注塑不同塑料的要 求，有些原料最好先经过干燥。 （8）要盖好机筒上的隔热罩，这样可以节省电 能，又可以延长电热圈和电流接触器的寿命。 操作过程中：（1）不要为贪图方便，随意取消安全门的作用。 （2）注意观 察压力油的温度，油温不要超出规定的范围。液压油的理想工作温度应保持在 4550之间，一般在 3560范围内比较合适。