瓶盖塑料模具设计

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瓶盖塑料模具设计

摘要

塑料在当今世界上无处不用，因此塑料模具有很大发展，特别是注塑模。由此可知，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。

本课题主要是针对瓶盖的模具设计,通过对塑件进行工艺性分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性及具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是茶杯盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产塑料瓶盖的塑件产品，以实现自动化提高产量。

通过本设计，可以对注塑模具有一个较深的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对PROGRAM的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率；通过画装配图、零件图，进一步系统深化CAD熟练程度，加深了对模具各个零件的认识。

关键字：塑料模具，注射机，型腔，浇注系统

目录

1．拟定模具的结构形式 (4)

1.1塑件成型工艺性分析 (4)

1.2分型面位置的确定 (4)

1.3 确定型腔数量和排列方式 (4)

1.3.1型腔数量的确定 (4)

1.3.2 型腔排列形式的确定 (4)

1.4 模具结构形式的确定 (5)

1.5 注射机型号的选定 (5)

1.5.1 注射量的计算 (5)

1.5.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算 (5)

1.5.3选择注射机 (5)

1.5.4 注射机有关参数的校核 (5)

2 浇注系统的设计 (6)

2.1 主流道设计 (6)

2.1.1 主流道尺寸 (6)

2.1.2 主流道衬套形式 (6)

2.1.3 主流道凝料体积 (7)

2.1.4 主流道剪切速率校核 (7)

2.2 分流道设计 (7)

2.2.1 分流道布置形式 (7)

2.2.2 分流道长度 (7)

2.2.3 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积 (7)

2.2.4 分流道剪切速率校核 (8)

2.2.5 分流道的表面粗糙度 (8)

2.3 浇口的设计 (9)

2.3.1 潜伏式浇口尺寸的确定 (9)

2.3.2浇口剪切速率的校核 (9)

2.4 冷料穴的设计 (9)

2.4.1 主流道冷料穴 (9)

2.4.2 分流道冷料穴 (10)

3 成型零件的设计 (10)

3.1成型零件的结构设计 (10)

3.1.1 凹模（型腔） (10)

3.3.2 螺纹型芯径向尺寸 (10)

3.2 成型零件钢材的选用 (10)

3.3 成型零件工作尺寸的计算 (11)

3.3.1型腔径向尺寸 (11)

3.3.2 螺纹型芯径向尺寸 (11)

3.3.3 型腔深度尺寸 (11)

3.3.4型芯高度尺寸 (11)

3.4 成型零件强度及支撑板厚度计算 (12)

3.4.1 型腔侧壁厚度 (12)

3.4.2 支撑板厚度 (12)

4 模架的确定 (13)

5 排气槽的设计 (13)

6 脱模推出机构的设计 (13)

7 温度调节系统的设计 (14)

7.1 冷却水的体积流量 (14)

7.2 冷却管道直径 (14)

7.3 冷却水在管道内的流速 (14)

7.4 冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数 (14)

7.5 冷却管道的总传热面积 (14)

7.6 模具上应开设的冷却水孔数 (15)

8 结论 (16)

参考文献 (17)

致谢 (18)

1 拟定模具的结构形式

1.1塑件成型工艺性分析

该塑件是一塑料瓶盖，如图1所示，塑件壁厚属薄壁塑件，生产批量大，材料为聚乙烯（PE，在高密度聚乙烯中掺入了部分低密度聚乙烯，改善塑件的柔韧性），成型工艺性很好，可以注射成型。

图1 瓶盖图2 分型面及型腔排列

1.2 分型面位置的确定

根据塑件结构形式，分型面选在瓶盖的底平面，如图2所示。

1.3 确定型腔数量和排列方式

1.3.1型腔数量的确定

该塑件精度要求不高，又是大批大量生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费用，设备运转费低一些，初定为一模八腔的模具形式。

1.3.2型腔排列形式的确定

该塑件有两圈内螺纹，要使螺纹型芯从塑件上脱出，必须设计一套自动螺纹的齿轮传动结构，并且型腔的分布圆直径和齿轮分布圆直径相吻合，若采用一模八腔，型腔分布圆直径就相当大了，这样模具结构尺寸就比较大，加上齿轮传动系统，模具结构复杂，制造费用也很高。但该塑件螺纹的牙型不高，且呈圆弧

形牙，内侧突起与直径的比例约为5.26%（

6.

266.

26

28-⨯100% = 5.26%）。因为所用材料为聚乙烯，材料弹性模量比较小，材质硬度不高，课采取强制脱模的方式，这也是注塑厂成型这种类型瓶盖的常用方法。因此本设计采用推件板推出的强制推脱方法，型腔的排列方式采用双列直排，如图2所示。

1.4 模具结构形式的确定

从上面分析中可知，本模具拟采用一模八腔，双列直排，推件板推出，流道采用平衡式，浇口采用潜伏式浇口或侧浇口，定模不需要设置分型面，动模部分需要一块型芯固定板和支撑板，因此基本上可确定模具结构形式为A型带推件板的单分型面注射模。

1.5 注射机型号的选定

1.5.1 注射量的计算

通过计算或Pro/E建模分析，塑件质量m

1为2.8g，塑件体积V

1

=

ρ

1

m

=

91

.0

8.2 = 3.077cm3,流道凝料的

质量m

2

还是个未知数，课按塑件质量的0.6倍来估算。从上述分析中确定为一模八腔，所注射量为

M = 1.6nm

1

= 1.6 ⨯8⨯2.8 = 35.84g 。

1.5.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算

流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A

2

,在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，

A 2是每个塑件在分型面上的投影面积A

1

的0.2倍～0.5倍，因此可用0.35nA

1

来进行估算，所以

A = nA

1

+ A

2

= nA

1

+ 0.35nA

1

= 1.35nA

1

= 8412.336mm2

式中A

1=

4

π

d2 = 0.785 ⨯ 31.52 = 778.92mm2。

F

m

= Ap

型

= 8412.336 ⨯ 30 = 252370N = 252.37KN

式中型腔压力p

型

取30MPa(因是薄壁塑件，浇口又是潜伏式浇口，压力损失大，取大一些)。

1.5.3 选择注射机

根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用SZ-60/450卧式注射机(上海第一塑料机械厂)，见表1。

表1 注射机主要技术参数

（1）由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数n 。

n≤

12

3600 /

m m

kMt-=

8.2

8.2

8

6.0

3600

/

30

3600

6.5

8.0⨯

⨯

-

⨯

⨯

⨯

=43.2>>8,