1、武漢工程大學塑料模具設計課程設計說明書課題名稱：一模一腔點澆口頂板頂出開水瓶蓋模具設計專業班級：09高材03班學生學號:0902020323學生姓名：學生成績：指導教師：劉仿軍課題工作時間：2013-01-08至2013-01-13武漢工程大學教務處課程設計任務書一、設計題目小組同學（每組人數不超過 4 人）自己選定熟悉的塑料制品作為模具課程設計題目（控制題目難度在兩周內完成）二、課題條件1、利用圖書館資料，進行必要的文獻調研；2、利用現有模具教具、生活現場取得的制品進行設計；3、可提供計算機進行模具設計繪圖、說明書編寫等工作。三、設計任務1、根據選定的塑料件， 確定制品的原材料品種， 及制品

2、的尺寸精度要求。2、小組討論確定完成制品模具設計的程序，可以參照附件一。3、小組討論確定該制品模具的基本結構組成及時間進度安排。4 、電腦或手工繪制模具裝配圖，要求模具結構合理，功能完備。（ 1）如果兩視圖不能表達清楚的， 需附加三視圖、 局部剖視圖等；（2）模具裝配圖上應標注所有零件的件號、名稱；（3）模具裝配圖上應有明細表，內容：件號、數量、材料、熱處 理狀態、硬度、規格、備注等內容。5、繪制非標準零件圖，尺寸標注完全合理（包括配合尺寸）6、撰寫設計說明書，應書寫本設計過程中設計結果及參數選用等內容。四、設計說明書內容1、制品使用要求及原材料的工藝性和成型性能；2、模腔數目確定，分型面的選

3、擇，成型零部件設計，合模導向機構，澆注系統類型的確定及脫模方式的設計，溫度調節系統的布排；3、校核注射模與注射機規格的適應性；4、標注參考資料。目錄1.9初步確定模腔數、澆注系統類型（主流道、分流道、澆口形式） 錯誤！未定義書簽。1.10制品分型面的確定 錯 誤！未定義書簽。1.12頂出機構的設計 錯 誤！未定義書簽。1.14完成非標準零件圖的繪制 錯 誤！未定義書簽。摘 要 6第一章 塑料注射模具的設計步驟和結構組成 71.1 塑料注射模具組成和應用 7第二章 開水瓶蓋塑件 82.1 塑件的結構和特點 82.2 制品原材料的選擇 82.3 注射成型工藝條件 112.4 塑件的主要參數 122

4、.4.1 設計的質量和體積 122.4.2 塑件的投影面積 12第三章 注射機的選用 123.1 選用注射機的方法和原則 123.1.1 選用的方法和原則 123.1.2 注射機的選用 133.1.3 最大注射量的校核： 14第四章 塑料注射模具設計 154.1 型腔數目和分布 154.1.1 確定型腔數目時要考慮的因素 154.1.2 數目的確定 164.2 分型面的選擇 164.3 型腔和型芯 174.3.1 型腔和型芯的結構 174.3.2 型腔和型芯的尺寸 17第五章 澆注系統設計 195.1 澆注系統 195.2 澆注系統的設計原則 205.3 澆注系統的設計 20第六章 推出機構

5、236.1 推出機構的作用和種類 236.2 開水瓶蓋推出機構的組成 236.3 開水瓶蓋推出機構的設計 24第七章 導向機構 277.1 導向機構的作用和組成 277.2 導向機構的設計 28第八章 模架的選用 . 308.1 標準模架型號 308.2 模架的長度和寬度 318.3 模具標準零部件的設計 33第九章 模具的工作過程 34第十章 設計小結 34參考文獻 35摘要本次設計的是開水瓶蓋 , 主要介紹了開水瓶蓋的設計思路、加工 過程和開水瓶蓋的注射模的設計。這種聚丙烯開水瓶蓋無毒、無味， 密度小，強度、剛度、硬度、耐熱性都較好，是人們日常生活中常用 的生活用品。本次設計采用的是注射成

6、型。在設計過程中，首先對進行原材料 分析，比較不同塑料的物理和化學性質從而選定開水瓶蓋的最佳原料 為聚丙烯。然后介紹了不同形式的澆口的優缺點，接下來初步選定注 射機和標準模架，再進一步設計模具各個結構，最后對注射機進行校 核。關鍵詞：注塑成型 注射機 模具第一章 塑料注射模具的設計步驟和結構組成1.1 塑料注射模具組成和應用塑料模具的種類很多，比較常見的有注射模、壓縮模、壓注模和擠出 模。本文采用注射模。注射模是安裝在注射機上，完成注射成型工藝所使用的模具。注射模 的種類很多，其結構與塑料的品種、塑件的結構和注射機的種類等很 多因素有關 . 一般情況是由成形部件、 澆注系統、導向機構、調溫系統

7、 和支撐零部件組成，如果有側向的孔或凸臺，注射模還包括側向分型 和抽芯機構。塑料注射模具一般由成形部件、澆注系統、導向機構、推出機構、調 溫系統、排氣系統、支撐零部件、側向分型和抽芯機構組成。 成形部件是指動、定模部分有關組成型腔的零件。澆注系統是將熔融的塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所經的通道，它 包括主流道、分流道、澆口及冷料穴。導向部分在注射模中，用導向部分對模具的定動模導向，以使模具和 模時能準確對合。推出機構是指分型后將塑件從模具中推出的裝置。 調溫系統是為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，需要有條文系統對 模具的溫度進行調整。一般熱塑性塑料的注射模主要是設計模具的冷 卻系統 排氣系統是

8、為了將成形時的塑件本身揮發的氣體排出模外，常常在分 型面上開設排氣槽。對于小塑件的模具，可直接利用分型面或推桿等 與模具的間隙排氣。支撐零部件是用來安裝固定或支撐成形零部件及 前述的各部分機構的零部件。側向分型與抽芯機構是當有些塑件有側向的凹凸形狀的孔或凸臺時， 須先把側向的凹凸形狀的瓣合模或側向的型芯從塑件上脫開或抽出。第二章 開水瓶蓋塑件2.1 塑件的結構和特點本次模具設計的制品是一個開水瓶蓋，開水瓶蓋在生活中較常見，它 結構簡單，輕便易拿。2.2 制品原材料的選擇1. 聚苯乙烯 PS性能：電絕緣（尤其高頻絕緣性）性優良，無色透明，透光率僅 次于有機玻璃，著色性、耐水性、化學穩定性良好，力

9、學強度一般， 剛性好，但性脆，易產生應力碎裂，不耐笨、汽油等有機溶劑。用途：適于制作絕緣透件、透明件、裝飾件日用品、泡沫包裝材 料及建筑隔熱材料等。2. 聚乙烯 PE性能：耐腐蝕性、電絕緣（尤其高頻絕緣性）性優良，可以氯化、 輻照改性，可用玻璃纖維增強。高密度聚乙烯（HDPE熔點、剛性、硬度和強度較高、耐應力開裂性好，吸水性小，有突出的絕緣性能和良好的耐輻照性。低密度聚乙烯（LDPE柔軟性、伸長率、沖擊強度和透明性較好。 線性低密度聚乙烯（LLDPE的性能介于LDPE和HDPE間。 茂金屬聚乙烯（mPE主要用于薄膜，薄膜強度、柔軟性、熱封性 和透明性極好。超高分子量聚乙烯（UHMWPE中擊強度

10、高，耐疲勞，耐磨，用冷 壓燒結成型。用途：高密度聚乙烯適于制作管材、中空瓶、注射制品、重包裝 膜、編織袋、撕裂膜、大包帶、周轉箱及絲類等。低密度聚乙烯用于制作地膜、 大棚膜、 保鮮膜、電纜及注射件等。 線性低密度聚乙烯主要用于薄膜、 注射制品、 編織袋、打包帶等。 超高分子量聚乙烯適于制作減磨、耐磨及傳動零件。3. 聚氯乙烯 PVC（1）硬聚氯乙烯（ HPVC） 性能：力學強度高，硬度大，絕緣性優良，耐酸堿力極強，化學穩定 性好，阻燃性好，印刷及焊接性好，但軟化點低。用途：適于制造型材、管材、棒材、板材、片材、絲類、中空瓶、焊 條及注射制品（管件和閥門等） ，代替木材和金屬材料。2）軟聚氯乙烯

11、（ SPVC） 性能：制品柔軟，斷裂伸長率大，力學強度大、耐腐蝕性、電絕緣性均低于硬聚氯乙烯，且易老化。用途：適于制作大棚薄膜、鹽膜、日用膜、電線電纜絕緣層、革類、鞋類、軟管、軟片及密封材料等。4. 聚丙烯PP性能：性對密度小，強度、剛性、耐熱性均優于低壓聚乙烯，可在100C左右使用。具有優良的耐腐蝕性，耐疲勞性好，良好的高頻 絕緣性，不受濕度影響，但低溫變脆，不耐磨，易光老化。用玻璃纖 維增強后，強度接近工程塑料。聚丙烯的共聚物（PP-C可改善其沖 擊性能，其中無軌共聚物（PP-R主要用于管材，嵌段共聚物（PP-B） 主要用于大型容器、周轉箱等。用途：PP適于制作注射制品、汽車配件、殼體、日

12、用品、打包帶、 編織袋、雙向拉伸膜（煙膜、黏膠帶基膜等）、電容器膜、上水管材、 地熱管、片材（吸塑成保證盒、一次性水杯等）及中空瓶等。經查閱2，由張維合主編注塑模具設計使用教程書中表 1-1 以及表1-4可知PP的計算收縮率及其他性能如表1-1。表1-1 PP的計算收縮率及其他性能性能名稱數值性能名稱數值收縮率1%- 2.5%熔點/c164相對密度/g/cm30.90 0.91流程比250:1模溫/ C160230型腔壓力/MPa20注射壓力MPa70 140玻璃化溫度/c-20綜上所述：根據以上制品性能，綜合參考，特別是聚丙烯具有很 好的耐熱性，正是開水瓶蓋需要的性能，所以選擇PP作為開水瓶

13、蓋的 原材料。2.3注射成型工藝條件干燥處理：如果儲存適當則不需要干燥處理。熔化溫度：220275C，注意不要超過275C。模具溫度：4080C，建議使用50C。結晶程度主要由模具溫度決定。注射壓力：1500-1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使內部壓力減小到最小。如果制 品表面出現了缺陷，那么應使用較高溫度下的低速注塑。流道和澆口 ：對于冷流道，典型的流道直徑范圍是47mm建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆 口直徑范圍是11.5mm但也可以使用小到0.7mm的澆口。對于邊緣 澆口，最小的澆口深度應為壁厚的一半；最小的澆口寬度應至少為壁 厚的兩倍

14、。PP材料完全可以使用熱流道系統。成型時間：注射時間 20s60s高壓時間 0s3s冷卻時間 20s90s總周期 50s160s2.4塑件的主要參數2.4.1設計的質量和體積 此次設計的開水瓶蓋的半徑 50mn,碗壁厚2mm高50mm估算其體積和質量(聚丙烯密度取0.905 g/cm3)塑件體積：V =3.14 (50 -482) 48 3.14 2 50 = 45.24 103mm= 45.24cm3塑件質量：M 二V -0.905 45.24 =40.94g2.4.2塑件的投影面積 塑件成形的最大正面投影面積：S=n R2=78.50 cm 2第三章注射機的選用3.1選用注射機的方法和原則

15、3.1.1選用的方法和原則1. 使用現有設備2. 根據每次成型件數安排最大注射量、鎖模力、經濟性等要求選擇合適的注射機。3.1.2注射機的選用 選PP為材料，注射壓力取80MPa根據塑件的大小和實際中常用的注射機，選用 XSZY125/90 型螺桿式注射機，并采用一模一腔點澆口XS- ZY125型螺桿式注射機的主要參數：額定注射量 /cm3 125 注射重量 /g 114螺桿直徑/mm 42注射壓力 /MPa 116注射行程 /mm 115注射速率 /(g/s) 72 塑化能力 /(kg.h-1 ) 35鎖模力 /kN 900注射方式 螺桿式最大開模行程 /mm 300模具最大厚度 /mm 3

16、00模具最小厚度 /mm 200合模方式肘桿頂出行程 /mm 180結構形式臥式 拉桿間距/ mm 260 X 290定位圈直徑 / mm100電動機功率 /kW 15噴嘴球半徑/mm10噴嘴孔直徑/mm4最大注射成型面積 /cm3 320注射機的頂出方式：機械式頂板頂出3.1.3 最大注射量的校核：1、注射壓力的校核2、鎖模力的校核3、最大成形面積的校核 當上述四個校核都滿足要求時，才能確定注射機選用的合適。注射機的參數校核1、最大注射量的校核注射機的額定注射量為 125cm33塑件體積：3.14 x( 5X 5-4.8 X 4.8 ) X 4.8+5 x 5X 3.14 x 2=45.24

17、cm( 取整 46cm3) , 每次成型 1 個塑件。 假設澆道凝料為 30cm3。實際注射量=46+30=76c125X 80%=100crn 最大注射量滿足要求。2、注射壓力的校核PP塑料的注射成型時的壓力為 70140MPa取80MPaSIZY125注射機的注射壓力為116MPa P注- P成型注射機的注射壓力滿足要求。3、鎖模力的校核注射機的鎖模壓力為1800KN鎖模力為模具型腔內塑料熔體平均壓力(MPa 般為注射壓力的0.30.65倍。PP塑料成型時的注射壓力取80MPa我們選擇塑料熔體平均壓力(MPa P=0.5 x 80=40MPa塑料成型時型腔壓力40MPa塑件在分型面上的投影

18、面積為 78.50cm2鎖模力=78.50 x 40=314KN900KN鎖模力滿足要求。4、最大注射成型面積的校核S) ZY125注射機的最大注射成型面積為 320cm2;塑件在分型面上的投影面積為 78.50cm2;注射時模具的成型面積=78.5cm212U200230250300350400XXX1402302sn27-j300350400XX;R2 mmi?5 mm,圖1帶頭導柱ai 帶頭導柱尺寸單位為堆IS1Gzo3&XXXXXXXXX2&0r*XXXXXXXX6、帶頭導套：D 仁 35mm, D2=40mm,D3=26mm,H=rji,60mm未注表面粗糙度Ra=&. 3 poru

19、木注倒角I mmX45a 可選砂輪越程槽或ROr 5 mmRL mm圓角口Fl叩 址甘 U去裹1帶頭導務尺寸単也為童衆DJ21&202530354050607QSO901001&25n3035424855708090105135125耳2230354047討61池S69611112113113172131364151fil71SI91101h5681012L520RL5-23-478Li124324050607030100120140160ISO第八章模架的選用8.1標準模架型號中小型模具國家標準有四種基本型的結構，分別為A1A2A3A理。設計選用的是A4型標準模架，下圖為典型模架的結構。A4

20、型模架沒有推件板和支撐板。GB/T fl2S581S8300350400-f550k8.3模具標準零部件的設計1、定模座板的設計定模座板設計尺寸為300x 300X 35mm材料為Q2352、定模板的設計定模板設計尺寸為：250x 250x 60mm材料為優質碳素結構鋼 45#,淬火處理中溫回火4550HRC3、動模板的設計動模板設計尺寸為：250X 250X 35mm材料為優質碳素結構鋼 45#, 淬火處理，中溫回火4550HRC4、墊塊墊塊設計尺寸為：250 x 90 x 48mm材料為Q2355、動模座板的設計動模座板設計尺寸為300x 300X 25mm材料為Q2356、動模板，墊塊和動模座板的緊固螺釘 連接動模板，墊塊和動模座板的固定螺釘選用內六角螺釘，直徑為 14mm長度150mn,共四個。7、墊塊和動模座板的緊固螺釘連接墊塊和動模座板的固定