雪碧瓶盖注射模设计正文

目录第1章绪论 (1)1. 1 中国塑料模具工业发展现状 (1)1. 2 中国塑料模具的发展市场 (2)第2章塑件的结构分析 (3)2.1 塑件的工艺分析 (3)2.2 塑件材料的分析 (4)2.3塑件的尺寸和精度分析 (5)2.4 塑料制品结构分析 (5)第3章注塑机的选择与校核 (6)3. 1 型腔数目计算 (6)3.2 选择注塑机 (6)第4章模具结构设计 (9)4.1分型面的确定 (9)4.2流道和浇口的设计 (10)4.3 模架的选择和校核 (13)4.4 模板尺寸计算 (15)第5章.导向机构和脱模机构的设计 (20)5.1导向机构的设计 (20)5.2 脱模机构设计 (21)5.3排气系统设计 (25)5.4冷却系统的设计 (25)第6章.零件的加工工艺规程 (30)6.1型腔的加工工艺规程 (30)6.2 型芯的加工 (31)第7章.塑料成型工艺特点的分析 (34)7.1 概述 (34)7.2 注射充模过程 (36)7.3 注射成型的工艺规程 (39)7.4 注射成型工艺条件的选择 (41)总结 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录第1章绪论1.1 中国塑料模具工业发展现状从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。

随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。

整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。

一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。

在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模...整体来看，中塑料模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。

一些大型、精密、复杂、寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。

在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。

加入WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。

由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的1/5～1/3，加入WTO后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具方面，加入WTO前本来就主要依靠进口，加入WTO 后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具才起到了推动作用。

2006年，中国塑料模具总产值约300多亿元人民币，其中出口额约58亿元人民币。

根据海关统计资料，2006年中国共进口塑料模具约10亿美元，约合83亿元人民币。

由此可以得出，除自产自用外，市场销售方面，2006年中国塑料模具总需求约为313亿元人民币，国产模具总供给约为230亿元人民币，市场满足率为73.5%。

进口的塑料模具中，最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。

出口的塑料模具以中低档产品居多。

由于中国塑料模具价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很好，近几年出口年均增长50%以上就是一个很好的证明。

虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。

一状况在2006年已得到改善，逆差略有减少。

1.2 中国塑料模具的发展市场模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。

这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。

二是对模具出口鼓励不够。

现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有13%，而未达17%。

从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。

随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。

第2章塑件的结构分析2.1 塑件的工艺分析该塑料制件外形如下图2-1所示（下图2-1是根据实物和产品图用Pro/e进行三维建模和渲染所得），从图中可以看出该制品形为圆形。

该制件结构简单;关键是该制件内有螺纹，在一定程度上增加了设计的难度，但总体来看还是很简单的一个塑料制件。

因塑件属于水杯一部分，有一定的配合尺寸精度要求；其外形尺寸如图2-2，。

整个塑件下部厚度为2.00mm,瓶盖顶部厚度为3.00mm.图2-1 制件外观图图2-2 制件尺寸图塑件设计应本着在保证使用性能，物理性能，力学性能和耐摩擦性能，同时还应力求结构简单、壁厚均匀、成型方便。

在设计塑件时，还要考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于制造，模具脱模和推出机构简单。

塑件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。

此外，在塑件成型以后尽量不再进行机械加工。

该制品结构较简单，内部的螺纹是用来配合的应该有较高的精度。

且中间的螺纹脱模不容易，这两点应该是设计的难点，和重点。

2.2 塑件材料的分析PP通称聚丙烯，因其抗折断性能好，也称“百折胶"。

PP是一种半透明、半晶体的热塑性塑料，具有高强度、绝缘性好、吸水率低、热变形温度高、密度小、结晶度高等特点。

改性填充物通常有玻璃纤维、矿物填料、热塑性橡胶等。

不同用途的PP其流动性差异较大，一般使用的PP流动速率介于ABS与PC之间。

(1)塑料的处理纯PP是半透明的象牙白色，可以染成各种颜色。

PP的染色在一般注塑机上只能用色母料。

在有些机上有加强混炼作用的独立塑化元件，也可以用色粉染色。

户外使用的制品，一般使用UV稳定剂和碳黑填充。

再生料的使用比例不要超过15％，否则会引起强度下降和分解变色。

PP注塑加工前一般不需特别的干燥处理。

(2)注塑机选用对注塑机的选用没有特殊要求。

由于PP具有高结晶性，需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。

锁模力一般按3800t／m2来确定，注射量20％--85％即可。

(3)模具及浇口设计模具温度50-90℃，对于尺寸要求较高的用高模温。

型芯温度比型腔温度低5℃以上，流道直径4—7mm，针形浇口长度1—1.5mm，直径可小至0.7mm。

边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐步增加。

模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038m，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小(例如是壁厚的50-60％)。

均聚PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡(厚壁制品只能用共聚PP)。

(4)熔胶温度PP的熔点为160-175℃，分解温度为350℃，但在注射加工时温度设定不能超过275℃。

熔融段温度最好在240℃。

(5)注射速度为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用(会出现气泡、气纹)。

如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。

(6)熔胶背压可用5bar熔胶背压，色粉料的背压可适当调高。

(7)注射及保压采用较高注射压力(1500-1800bar)和保压压力(约为注射压力的80％)。

大概在全行程的95％时转保压，用较长的保压时间。

(8)制品的后处理为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。

2.3塑件的尺寸和精度分析2.3.1 塑件的尺寸塑件的总体尺寸主要取决于塑料品种的流动性。

在一定的设备和工艺条件下，流动性较好的塑料可以成型较大尺寸的塑件；反之，成型出的塑件较小。

本课题的塑件及所用材料为PP（聚丙稀），它有很好的机械特性，流动性；其光泽性好，外观漂亮，由于收缩率较小，制件细小部位的清晰度好，达到设计的要求。

2.3.2 塑件的尺寸精度一般来讲，为了降低模具的加工难度和模具制造成本。

在满足塑件使用要求大前提下应尽量把塑件尺寸精度设计低一些。

另外，塑件尺寸精度还与塑料品种有关，根据各种塑料收缩率的不同，又将塑料的公差等级分为高精度、一般精度、低精度三种。

依据所选材料查《塑料成型加工与模具》表4－3取其一般精度为6级。

2.4 塑料制品结构分析由图2-2可知，塑件较小且对称，塑件的最大厚度为3mm，在材料所允许的范围之内。

由于塑件的尺寸分布均匀，无过薄处，无需加强筋。

塑件的尺寸小，为了便于脱模，塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度。

脱模斜度的大小，与塑件的性质、收缩率、摩擦因数、塑件壁厚和几何形状有关。

第3章注塑机的选择与校核3.1 型腔数目计算3.1.1 制件特征以及质量与体积的计算制件的结构如上面的图2-1,2-2由三维软件可得其质量与体积.ρ=0.90g/ cm3,v=16.2cm3,m=14.58g3.1.2 确定型腔数及其排列根据式5-2(P112)，n≤0.8m g-m j/m nm g—注射机最大注射量，gm j—浇注系统凝料量，gm n—单个塑件的质量，g及n≤（0.8×125-20）/14.58=5.487，取4个。

型腔的布置如下图图3-1 型腔的布置3.2 选择注塑机注射机的选择主要是根据制件的质量，体积和模具的整体结构设计来确定的。

主要依据是每次的注射量要大与额定注射量的20%小于额定注射量的80%，模具的整体结构要小于注射机的有效尺寸以便模具能放到注射机上，最重要的是锁模力要大与制件在分型面上的涨模力。

结合本次的设计，由计算的每次的注射量大约在65g 左右，模具的整体尺寸在250mm 左右， 则根据热塑性塑料注射机型号和主要技术规格，选用XS-ZY-125型注射机，这种型号的注射机是卧式的螺杆式注射机。

注射参数如下：型号 注射容量 注射压力 锁模力 最大注射面积 模具最大厚度 XS-ZY-125125g 119MPa 900kN 320cm 2 300mm 模板行程 喷嘴球半径 推出孔径 推出孔距 定位孔直径 模具最小厚度 300mm12mm22mm230mmФ1000+0.054200mm这种注射机的脱模机构是机动的自动脱模。

3.2.1 螺杆的作用螺杆的作用：输送、压实、塑化和施压 螺杆转速的选择：螺杆的最高转速:n=v/∏dV-允许的最大线速度 d-螺杆直径3.2.2 锁模力校核已知注射机的最大锁模力为900kN ，而胀模力为制件外形面积与截面面积之差乘以型腔压力，即F p S =⨯其中20p Mpa =；s=134.363mm ，把这些代入F p S =⨯得134.3620 2.6872F p s Mpa KN =⨯=⨯=其小于注射机的额定锁模力900KN ，满足设计的要求。