矿泉水瓶热流道注射模具设计

成都理工大学工程技术学院毕业论文矿泉水瓶坯热流道注射模具的设计姓名：XXX专业：XXX指导老师：XXX摘要这篇论文是对大批量生产的饮料瓶坯进行了热流道注射模具的设计，瓶坯材料为PETP，其熔点较高（260℃左右）。

注射成型温度范围较窄，如果一模多腔采用普通的浇注系统，PET熔料的流动性大大下降，甚至凝固。

所以只有通过热流道注射成型才可以实现。

采用一模两腔加工。

对流道直径的设计主要参考了苏娟华的一篇相关论文，对直径进行了优化设计，并利用最小二乘法，对PET塑料的表观粘度和剪切速率关系进行公式化拟合。

优化设计的结果与实际应用的热流道之间的最佳经验值接近。

根据塑件的特点，模具的侧向分型采用了两跟斜导柱。

关键词：热流道优化设计PET瓶坯侧向分型AbstractThis paper deals with the injection mould with hot runner to inject PET bottles, which leads to higher productivity.The material of bottles is PETP which with a higher melting point, about 260℃ around, so it has a narrow range of mounding temperature .If we adopt ordinary mounding System to produce bottles which have more moulds in a cavity.The fluidity of the melting material of PET will greatly decline; indeed freeze, so we adopt injection mould with hot runner to complete the production. The design to the diameter of hot runner and hot gate was consult a paper from Su Juanhua. It deals with the optimal diameter design in injection mould. The computational results of the optimal programming are found to be in good agreement with the experiential data. The work performed in this paper will make a contribution to the application of the hot runner in injection mould. The mould adopts two oblique pillars to detach the mould based the characteristic of the bottles.Key words: hot runners, Optimization, PET bottles, lateral detach the mould目录摘要IAbstract II1 前言12 塑件的工艺分析，模具结构方案的确定、设备的校核 22.1 塑料工艺分析、填写工艺卡 22.2 确定模具方案 52.3 注射机的选择和校核73 浇注系统的设计103.1 热流道板的设计103.2 浇口套的设计153.3 定位圈的设计163.4 排溢系统的设计174 成型零部件的设计和校核184.1 凸模的设计和校核184.2 型腔的设计和校核对185 导向机构的设计205.1 导柱导套的配合205.2 导柱的设计和校核205.3 导套的设计与校核216 侧向机构的设计226.1 滑块的设计226.2 斜销的设计与校核227 冷却系统的设计257.1 冷却系统的设计原则257.2 计算258 结构件的设计278.1 模板，固定板，垫块的设计278.2 紧固件和定位件的设计278.3 吊环螺钉的设计278.4 模具加工和注意事项279 结论2810 致谢29参考文献301 前言热流道作为热塑性塑料注射模的一门技术，以其特有的优势，正逐步被应用和推广，发展和普及热流道技术对提高我国的塑料模技术起着关键的作用。

热流道系统与普通流道系统比较有如下特点：（1）无回头料。

热流道系统避免了普通浇注系统中产生的大量浇口系统回头料（有时生产小制品时，回头料的重量甚至超过了塑料制品的重量），因而在制品成型后无须修剪浇口，减少了二次加工，也省去了浇口料的挑选、粉碎和重新染色回收等工序，节省了人力；（2）节省了原材料，降低生产成本。

（3）提高产品质量。

在大量采用热流道模具进行生产的企业，注射用原料中不再大量渗杂经过反复加工已经降解了的浇口料，使产品的质量得到全面提高。

（4）降低了废品率。

热流道系统有利于压力传递，降低注射压力，减少塑件内应力，并在一定程度上克服了制件因不料不足而产生的凹陷，缩孔等缺陷，以达到降低废品率的目的。

（5）缩短制件成型周期，从而提高生产效率、生产利润和企业竞争能力。

（6）可成型较长制品。

由于制品脱模时不再带有主流道和分流道，可以缩短模具的开模距离和合模行程，因而在同一设备上可以成型更长的制品。

（7）可用小型设备生产，有效提高设备利用率。

由于注射压力的降低以及开模距离，合模行程减小等生产条件的改善，使得采用小型设备进行生产成为可能。

（8）有利于实现自动化生产。

由于采用热流道，省去了去除料把。

二次加工等后续工序，因而可以实现自动化生产。

鉴于热流道模具的优势，大部分塑料模具都向这个方向发展，本篇论文就是针对PET 瓶坯的一模多腔进行热流道注射模具的设计。

2 塑件的工艺分析、模具结构方案的确定、设备的校核2.1 1 塑料工艺分析、填写工艺卡2.1.1 1 塑件工艺分析该塑件为日常生活中常用的饮料瓶吹塑之前的瓶坯，管状透明，塑件的结构形状如下图所示，详细尺寸可参见样品和塑件图。

成型难点，侧向分型该塑件为一规则的圆形壳体，最大高度达129.8mm，壁厚1.6mm，塑件精度选8 级。

矿泉水瓶坯示意图2.1.2 2 塑件材质以及成型工艺性该塑件材质选用聚对苯二甲酸乙二醇酯，缩写为PETP。

PETP 材料成型特性如下：1. 具有优良力学性能及化学性能，注射成型可以耐磨。

薄膜可用于吹塑成型，透明度高2. PETP 塑料极易吸水，含水PETP 塑料在高温下极易水解。

当温度超过300℃时，PETP 发生热分解。

3. PET注射成型温度范围较窄。

采用热流道浇注系统解决这个问题。

PETP 塑料成型条件塑料名称聚对苯二甲酸乙二酯醇料筒温度℃后段240—26中段260--280前段260--270缩写PETP 注射压力（MPa）80--120 注射成型类型螺杆式保压时间（S）20--50 密度（g/ cm3） 1.30-1.38 冷却时间（s）20--30 比容（ml/ g） 1 注射时间（s）0--5成型周期（s）50--90 收缩率（%） 1.2保压力（MPa）30--50 喷嘴温度250—260 螺杆转速（r/min ）20--40适用注射机类型螺杆式模具温度℃80—90 后处理——2.1.3 填写工艺卡表 1.2 塑件工艺卡片产品名称零件名称饮料瓶坯设备型号产品图号零件图号PP-00 XS-ZY-125 材材料名称聚对苯二甲酸乙二酯醇收缩量材料预处理材料牌号PETP 1.5～2.0% 预热80～100℃料零件净重27.9g 零件毛重27.9g 每模总重55.8g备注工250~260浇注温度℃艺注射量: 125g 填充时间30-40s加料量: 135g模具预热80~100℃成型时间50～160s参温度压力40~50MPa数成型温度80～90℃取件时间10～20s 压速原料准备核对原料生产厂家原料要预热先烘干工艺规模具准备成型过程生产操作模具预先加热程成形后处理切掉余料工艺说明模具名称饮料瓶坯每模备注2热流道注件数射模具模具图号PP-00-00 件数大批量技术工人等级单位工时班产定级熟练工人职责签字日期工艺员工艺组长更改标记更改号数签字日期审批核准2.2 2 确定模具方案2.2.1 1 初步拟订方案初步决定选用如下图所示方案，采用热流道浇注系统，一模两腔，模具动作过程：注射机内的PET熔料通过热流道板注入模具型腔内，待塑料冷却定型后，注射机动模做开模动作。

在斜导拄作用下将镶块打开。

当模具打开一定距离后，开模停止，用手取出 2 个注塑件。

随后进行合模，斜导拄将镶块合并，镶块的斜面与定模上的斜楔使镶块合并到位。

同时，动模上的四根导柱进入定模上的导套中。

合模完成后，再进行注射。

图见下页。

2.2.1 图凹模采用镶拼结构，便于加工和拆卸，螺纹镶块和斜滑块做成一个整体，使结构简化。

由于侧向抽芯距离比较短，滑块体积较小，所以宜采用斜导柱进行侧向分型和取件。

图中12 和16 为型腔板，20 为热流道板， 1 为冷却水道。

2.2.2 2 分型面的确定分开模具能取出塑件的面，称为分型面，其他的面分离称为分模面，注射模只有一个分型面，如上图所标（P—P 为分型面，V—V 为分模面。

）分型面方向与注射机开模是垂直方向，形状为平面，分型面需满足以下要求：a：分型面不取在装饰外表面或带圆弧的转角处b：使塑件留在动模一边利于脱模c：轴心机构要考虑轴心距离2.2.3 3 型腔数目的确定模具型腔数量的确定主要是根据制品的投影面积、几何形状、制品精度、批量以及经济效益来确定的。

拟选用一模两腔2.3 3 注射机的选择和校核塑件质量为27.9g, 其体积为3 3V 件=m/ =27.9g/1.34g/ cm =20.82 cm3浇注系统的体积估算：V总=2V件X20.82=41.64cm根据塑件的最大长度为129.8mm ，再加上其两侧有抽芯结构，拟选3用125 cm 的注射机，其型号为XS—ZY—125。

制品总质量为27.9X2=55.8g ，注射机的额定注射量为125g，符合。

表1.3 国产注射XS—ZY—125 的技术规格额定注射量G 125螺杆直径Mm 42注射行程Mm 115注射压力MPa 120螺杆转速r/min 29、42、56、69、83、101注射方式螺杆式合模力KN 900最大成型面积 2cm 320最大开（合）模行程Mm 300模具最大厚度Mm 300模具最小厚度Mm 200合模方式机械定位圈尺寸Mm 100喷嘴球头半径Mm SR12顶杆中心距Mm 230机器外形尺寸Mm 3310X750X1550喷嘴空直径Mm 422.3.1 1 注射机校核1、大注射压力的校核选用的 XS — ZY —125 型注射机的最大注射压力（见表 1 .3 ）为P 机 = 120MpaPETP 的成型注射压力（见表 1.1 ）为P 型 = 80 —120 Mpa因为 P 机 P 型 所以最大注射压力合格2、模力的校核塑件投影面与锁模力的估算 ：投影面积A=2X789=1578 mm取型腔压力 Pc=30Mpa ，取安全系数 K=1.1计算锁模力：T 计=K ·Pc · A =1.1X30Ma X1578 mm2= 52.074KNT 机=900 KN （见表 1.3 ）因为 T 计<T 机 ，所以锁模力合格3、开模行程的校核模具最大开模行程 S =H 1+H2+a+5~10 式中 H 1 ：浇注凝料 （ mm ）H 2 ：顶出距离 （ mm ）a ：件厚 （mm ）式中： H 1 =0mm ， H2 =2X129.8=259.6mm ，a=1.6mmS=259.6 +1.6+5=266.2 （ mm ），注射机的最大开模行程（见表 1.3 ）为 300mm因为 266.2<300 ，所以开模行程合格4、成型面积校核A件= A=2X789=1578 mm注射机最大成型面积A =32000 mm 2， 因为 A件<A ， 所以成型面积合格25、模具厚度的校核选用的XS-ZY-125 注射机的许用的最大、最小模具高度为Hmax=300mm；Hmin=200mm；Hm=278mm。