1、瓶蓋設計說明書一：瓶蓋的設計依據 瓶蓋的設計與制造是適應時代的發展，現在生活中，大多數的地方均都需要瓶蓋。而且，有了瓶蓋對一些具有揮發性的藥劑、氣體、固體具有一定的隔絕作用。在生活中也有多數需用相應的瓶蓋來量取試劑，如在打農藥時，需要用瓶蓋來量取試劑，以防因用量過多而造成對莊家不必要的傷害。因此在設計制造瓶蓋時，可以根據需用，制造所需的瓶蓋。所以瓶蓋在現在的生活中占有重要的地位。二：瓶蓋的設計過程1瓶蓋的設計與選材1.1實際測量與瓶蓋的三維視圖 用游標卡尺測量出瓶蓋的外徑、內徑大小。再用螺旋測微器測出瓶蓋的圓角。進行草圖繪制。再在電腦上用solidworks繪出瓶蓋的工程圖。瓶蓋三維工程圖如下

2、表。1.2材料的選擇與及其性能參數 瓶蓋的選材是設計中一個重要問題，選用的材料不能有毒、不具有揮發性、要具有抗氧化、抗腐蝕、不吸水、易加工、其機械性能強度硬度應都比較高等特征。因此應選擇聚乙烯（PE）1.3瓶蓋的結構、質量、尺寸精度分析 瓶蓋外形是一個圓柱。外徑為20mm，內徑為19mm，圓角為0.5mm。而且瓶蓋的壁厚均勻。內部有螺紋3圈，外部有豎形槽。該瓶蓋的表面沒有缺陷、毛刺。沒有什么特別的表面質量要求，再設計內螺紋時應注意內螺紋 的螺距不應太大。尺寸精度應為中等偏上，便于加工。1.4計算瓶蓋的體積與質量 聚乙烯的密度為（0.9100.965gcm3）收縮率為0.0050.01.。平均密

3、度為0.9375、平均收縮率為0.0075使用solidworks計算出瓶蓋體積為376mm3 表面積為V塑=v塑=0.0376*0.9375=3.5g注塑機的選擇 根據計算與原材料的注射成型參數初選注塑機為XS-ZY-500參數如下表機型SZ-258/110注射容量258mm³注射重量277g注射壓力161.7Mpa注射行程162mm噴嘴凸球半徑18mm噴嘴直徑4mm鎖模力1100KN鎖模行程340mm開模行程700mm模板尺寸600*560導柱間距410*370最小容模厚度150mm最大容模厚度360mm頂出力27.5KN頂出行程80mm定位環直徑110mm3 型腔數的確定和布局

4、塑件的生產屬中等批量生產，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個數與注塑機的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數有關，此外還受制件精度和生產的經濟性等因素影響，有上述參數和因素可按下列方法確定模腔數量。（1） 按注射機的額定鎖模力確定型腔數量N1N1(F-Pm·B)/Pm·A其中： F 注塑機的鎖模力 N Pm 型腔內的平均壓力MPa A 每個制件在分型面上的面積（） B 流道和澆道在分型面上的投影面積（）在模具設計前為未知量，根據多型腔模具的流動分析B為（0.20.5）A，常取B=0.35A，熔體內的平均壓力取決于注射壓力，一般為2540MPa實際所需鎖模力應小于選定注塑機的名義

5、鎖模力，為保險起見常用0.8F，則：N1（0.8F-30*0.35A）/30*A=（0.8*1100000-30*0.35*86*86）/30*86*86 =3.61（個）（2） 注射機注塑量確定型腔數目N2N2=（0.8GC）/V其中： G 注射機的公稱注塑量（）V 單個制件體積 （） C 流道和澆口的總體積（）生產中每次實際注塑量應為公稱注塑量的0.8倍，同時流道和澆道的體積為未知量，據統計每個制品所需澆注系統是體積的0.21倍，現取C=0.6則： N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=（0.375×258）/17.5 =5.5（個）從以上討論可以看到模具的型腔個數必須取N

6、1，N2中的較小值，在這里可以選取的個數是1，2，3，個，而本次設計采用一模多腔結構，并考慮到型腔的布局，故采用一模兩件的方案。即N=2模具型腔數目確定后，應考慮型腔的布局。由于該塑件輕而小，只需盡量保證各型腔從總壓力中均等分得所需的型腔壓力，同時均勻充滿，并均衡補料，以保證各塑件的性能、尺寸盡可能一致。型腔和澆注系統投影面積的中心應盡量接近注射機鎖模力的中心，一般與模板中心重合。選擇型腔兩點對稱分布。（如下圖所示）4 分型面的位置選擇及設計模具設計中，分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構。應根據分面選原則和塑件的成型要求來選擇分型面。通常有以下原則：（1） 分型面的選擇有利于脫模：分型面應

7、取在塑件尺寸的最大處。而且應使塑件流在動模部分，由于推出機構通常設置在動模的一側，將型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應將凹模也設在動模一側。拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。（2） 分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質量和精度要求。（3） 分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造。（4） 分型面應有利于側向抽芯，但是此模具無須側向抽芯，可以不必考慮。該制品無需側向抽芯，但由于采用一模兩件方案、屬中等生產規模，為提高生產效率，本次采

8、用雙分型面設計，即第一分型面分型時取出澆注系統凝料，第二分型面分型時取出塑件。5 模具澆注系統設計澆注系統的設計是注塑模具設計的一個重要環節，它是塑料熔體自注射機的噴嘴射出后，到進入模具型腔以前所流經的一段路程的總稱。澆注系統一般主要由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。用注塑成型方法加工塑料制品時,注塑機噴嘴中熔融的塑料經過主流道,分流道,最后通過澆口進入模具型腔,然后經過冷卻固化,得到所需要制品。注塑模具的澆注系統是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔為止的塑料熔體的流動的通道。澆注系統在模具中占有非常重要的地位,它的設計合理與否直接對制品的成型起到決定的作用。設計時必須按如下原則：（1） 型腔布

9、置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現象。（2） 型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。（3） 系統流道應盡可能短，斷面尺寸適當（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。（4） 對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內進入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。（5） 滿足型腔充滿的前提下，澆注系統容積盡量小，以減少塑料的耗量。（6） 澆口位置要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應影響塑件的外觀。由于本次設計采用的是一模兩件的方案，且為雙分型面設計，故設計澆注系統是必須考慮到主流道、

10、分流道和冷料井的設計，而無需設計拉料桿。5.1 主流道設計主流道是塑料熔體進入模具型腔時最先經過的部分，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔。主流道為圓錐體，錐度為，對于粘度較大的熔體可以增大到。由于ABS塑料流動性稍差，所以主流道進口端的截面直徑取稍大些。取錐度為6°主流道小端直徑應比注塑機噴嘴的直徑約大0.5-1mm，型號為SZ-258/110注塑機的噴嘴直徑為：d=4 mm。根據塑料模具設計的公式：D1=d+(0.51)mm 可知：D1=d+(0.51)=4mm+(0.51)mm=4.5mm5mm ，取D1=5mm 。主流道凹球半徑R1=噴嘴凸球半徑R+（1-2）mm=

11、18mm+(1-2)mm=19mm-20mm ，取R1=20mm 。由于本次采用雙分型面設計，需選用三板模模架，而三板模澆口套較大，主流道較短，取主流道長度L=14mm 。主流道大端直徑D2=D1+2Ltan（/2）=5+2*14*tan3°=6.5mm 。為了使料能順利的進入分流道，故在主流道的出料端設計半徑r=3mm的圓弧過渡。主流道如下圖所示圖5-1 澆口套5.2 分流道設計由于分流道可將高溫高壓的塑料熔體流向從主流道轉換到模腔，所以，設計時不僅要求熔體通過分流道時的溫度下降和壓力損失都應盡可能小，而且還要求分流道能平穩均衡地將熔體分配到各個模腔。分流道截面形狀可以是圓形、U型

12、、半圓型、梯形和矩形。在分流道設計中既要減少熔體流動的壓力損失；又要流道的截面積小，以減少熔體的傳熱損失。因此，常用流道的截面積與周長之比來表示流道的效率。該值越大，表示流道的效率越高。本次采用雙分型面設計，需選用三板模架，故分流道截面形狀選為梯形，理由如下：梯形分流道只需在一個模板上加工，加工容易，故可選在定模板上加工分流道，即分流道位于三板模的流道推板與定模板之間。且其比表面積不太大，流道效率較高。要確定梯形截面尺寸，需根據與圓形截面比表面積相等原則來確定。對于壁厚小于3mm,質量在200g以下的塑件，可用下述公式確定分流道的直徑：D = 0.2654W L 其中 D流道直徑（mm）；W塑

13、件的質量（g）；L分流道的長度（mm）。此式計算的分流道直徑限于3.2 9.5 mm。D=0.2654*17.5*72=3.5mm3.2mm則其比表面積為（·D）/（D²/4）=4/D=4/3.2=1.25設梯形上底為B，高為H，下底為X，其最佳比例H/B=0.84-0.92，取H/B=0.9，X/B=0.7-0.83，取X/B=0.8 。即H=0.9B , X=0.8B 。由此確定梯形截面尺寸，如下圖所示：圖5-2 分流道截面5.3 澆口的設計澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），它是澆注系統的關鍵部分。其主要作用是：（1） 型腔充滿后，熔

14、體在澆口處首先凝結，防止其倒流。（2） 易于在澆口切除澆注系統的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.030.09，澆口的長度約為0.5mm2mm，澆口具體尺寸一般根據經驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。圖5-5 點澆口5.4 冷料穴的設計冷料穴的作用是存放料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而形成冷接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。但由于在三板模在第一次分型時就能取出澆注系統的凝料，故冷料穴可設計成無拉料桿的冷料穴。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。具體尺寸如下圖所示：圖5-6 冷料穴5.5 澆注系統凝料體積計算（1） 主流道凝料體積

15、1/3×60.7×3.14×3.25²-1/3×46.7×3.14×2.5²=365.56mm³（2）分流道凝料體積 （4+3.2）×3.6/2×72×2+（1/3×83×3.14×2.5²-1/3×30×3.14×0.9²×2= 2901.29mm³（3） 澆口凝料體積由于澆口部分體積很小，可取為0（4） 冷料穴體積1/3×18.7×3.14×4

16、²-1/3×11.7×3.14×2.5²=236.62mm³（5） 澆注系統凝料體積365.56+2901.29+236.62=3503.47mm³3.5cm³澆注系統各截面流過熔體的體積計算（按分流道取其中一個方向計算）（1） 流過澆口的體積V1=V塑=17.5cm³（2） 流過分流道的體積 V2=V塑=17.5cm³（3） 流過主流道的體積 V3=2*V塑=35cm³5.6 排氣系統的設計在注塑模具的設計過程中，必須考慮排氣結構的設計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內，氣體如不能

17、及時排出會使制件的內部有氣泡，甚至會產生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現廢品。6 成型零件的結構設計和計算6.1 凹模結構設計凹模也可以稱為型腔、凹模型腔，用以形成塑件的外形輪廓。按其結構的不同可分為整體式、整體嵌入式、局部嵌入式、大面積嵌入式等。總體來說，整體式強度、剛度好，但不適用于復雜的型腔。整體嵌入式凹模是將結構尺寸較小的整體式凹模嵌入到凹模固定板中進行使用，除具有整體式凹模的優點外，還可以節約貴重模具材料和便于熱處理。故本次將凹模結構設計為整體嵌入式，凹膜用螺釘緊固在定模板上，形式如下圖所示：6.2 凸模結構設計凸模是用于成型塑件內表面的零部件，與凹模配合，直接接觸成型塑料內表面或上下

18、端面。與凹模相類似，凸模也可以分為整體式、整體嵌入式等不同類型。整體式凸模就是把凸模與模板做成整體，結構牢靠、不易變形、成型質量好，但當塑件內表面形狀復雜時難加工，材料消耗量大，適用于內表面形狀簡單的小型凸模。6.3 成型零件鋼材的選用為實現高性能的目的，選用模具材料應具有高耐磨性，高耐蝕性，良好的穩定性和良好的導熱性。必須具有一定的強度，表面需要耐磨，淬火變型要小，但不需要耐腐蝕性，因為ABS沒有腐蝕性。可以采用Cr12，經過調質，淬火加低溫回火，正火。HRC55。6.4 成型零件工作尺寸的計算凹模的工作尺寸計算其工作尺寸屬于包容尺寸，盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。徑向尺寸計算公式：高度

19、尺寸計算公式：其中: 塑件外形最大尺寸； 塑件的平均收縮率0.005； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/6； 塑件高度方向的最大尺寸。H=9mm計算結果如下：凸模的工作尺寸計算其工作尺寸屬于被包容尺寸，盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。徑向尺寸計算公式：高度尺寸計算公式：其中: 塑件外形最大尺寸； 塑件的平均收縮率0.005； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/6； 塑件高度方向的最大尺寸。計算結果如下：型腔側壁和底板厚度的計算在塑料注射充型過程中，塑料模具型腔受到熔體的高壓作用，故應有足夠的強度、剛度。否則可能會因為剛度不足而產生塑料制件

20、變形損壞，也可能會彎曲變形而導致溢料和飛邊，降低塑料制件的尺寸精度，并影響塑料制口的脫模。按整體式的凹模計算側壁厚度：（mm）式中，b凹模側壁理論厚度（mm） h凹模型腔的深度（mm） h=9mm p凹模型腔內熔體壓力（Mpa） p=30Mpa 凹模長邊側壁的允許彈性變形量（mm），一般塑件=0.005mmc=1.08=0.8 E=2.1×10Mpa3.57mm取壁厚大于10mm就能能滿足要求。底板厚度計算，根據公式 （mm）由=2， =0.0277，=0.005，則取實際底板厚度大于10mm就能滿足要求。7 模架的確定和標準件的選用注射模中的各種固定板、墊塊、支承板及模座等均稱為支

21、承零部件，它們與合模機構組裝，便可構成模具的基本骨架。注射模架的作用就是用來安裝和固定注射模具中的各種功能結構，因此，在設計注射模時，必須保證各種支承零部件有足夠的強度和剛度。本次采用的是雙分型面設計，需選用三板模架，且又采用一模兩件方案，并根據塑件的尺寸，最終確定本設計選用龍紀簡化型細水口標準模架中的FCI-2540模架。模胚型號FCI-2540-A60-B70-C80（簡化型細水口模胚）模胚尺寸400(長) ×300(寬) ×297(厚)定模座板400×300×35流道推板400×250×25定模A板400×250

22、15;60動模B板400×250×70墊塊400×48×80動模座板400×300×25推桿固定板400×150×15推板400×150×20模胚重量222 KG表7-1 模架資料圖7-1 標準模胚8 合模導向機構的設計注塑模具的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向機構主要用于動、定模之間的開合模導向。錐面定位機構用于動、定模之間的精密對中定位。導向機構的作用如下：（1） 定位作用 模具閉合后，保證動定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸正確；導向機構在模具裝配過程中也起了定位作用，便

23、于裝配和調整。（2） 導向作用 合模時，首先是導向零件接觸，引導動定模或上下模準確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。（3） 承受一定的側向壓力 塑料熔體在充型過程中可能產生單向側壓力，或者由于成型設備精度低的影響，使導柱承受了一定的側壓力，以保證模具的正常工作。若側壓力很大，不能單靠導柱來承擔，需增設錐面定位機構。（4） 保持機構運動平穩 對于大、中型模具的脫模機構，導向機構有使機構運動靈活平穩的作用。（5） 承載作用 當采用脫模板脫模或雙分型面模具時，導柱有承受脫模板和型腔板的作用。本次設計選用了龍紀的FCI-2540型標準模架，其中已包括導向機構。其導柱為帶頭直導柱，且加有油槽；導

24、套為I型帶頭導套和直導套。其結構尺寸如下圖：圖8-1 導柱圖8-2 I型帶頭導套1圖8-3 I型帶頭導套2圖8-4 直導套圖8-5 導柱與導套的配合形式圖8-6 導柱分布形式9 脫模推出機構的設計從模具中推出塑件及澆注系統凝料的機構稱為脫模機構或推出機構，其基本機構包括推桿、 推桿固定板、推板導套、推板導柱、推板、支承釘和復位桿組成。事實上，脫模機構的分類因成型塑件的形狀、復雜程度以及注射機推出機構形式的不同而異，如按推出零件的類別對機構分類，可以分為推桿推出、推管推出、推件板推出、推塊推出和多元件聯合推出等；如按機構的推出動作特點來分類，可以分為簡單脫模推出、二次推出、順序推出、雙脫模推出、

25、定模推出以及帶螺紋制品的脫模機構等不同類型；另外還可以按推出動作的動力源，可以分為手動脫模、機動脫模、液壓和氣壓推出等不同類型。9.1 頂出機構的設計原則（1） 頂出機構的運動要準確，可靠，靈活，無卡死現象，機構本身要有足夠的剛度和強度，足以克服托模阻力。（2） 保證在頂出過程中塑件不變性，這是對頂出機構的最基本的要求。在設計時要正確估計塑件對模具粘附力的大小和所在位置，合理的設計頂出部位，使頂出力能均勻合理的分布，要讓塑件能平穩的從模具中脫出而不會產生變型。（3） 頂出力的分布應盡量靠近型芯，且定出面積應盡可能大，以防塑件被破壞。（4） 頂出力應作用在不易使塑件產生變形的位置，如加強筋，凸緣

26、，厚壁處等。應盡量避免使頂出力作用在塑件的平面位置上。（5） 若頂出部位需設在塑件使用或裝配的基準面上時，為不影響塑件尺寸和使用，一般使頂桿與塑件接觸部位出凹進塑件0.1mm左右，而頂出桿端面則應高于基準面，否則塑件表面會出現凸起，影響基準面的平整和外觀。9.2 脫模力的計算本制品屬薄壁塑件，且塑件橫斷面為矩形，故脫模力計算公式如下：式中： 查塑料成形加工與模具表83得1.0035； 矩形制件的平均壁厚2mm； 塑料的彈性模量1800 MPa； 塑料平均成型收縮率0.005； 制件對型芯的包容長度7mm； 模具型芯的脫模斜度1°； 制件與型芯的摩擦因數0.21； 塑料的泊松比0.4；

27、322.30N根據上述原則及本零件的形狀，采用推桿脫模機構：推桿脫模機構是典型的簡單脫模機構，它結構簡單，制造容易且維修方便。它是由推桿，推桿固定板，推桿墊板，支承釘和復位桿所組成。在動模一邊施加一次頂出力，就可實現塑件脫模的機構稱為簡單脫模機構。這是一種最簡單的脫模機構，這些推桿一般只起頂出作用。推桿多用T8A或T10A材料頭部淬火硬度答50HRC以上，表面粗糙度值取0.8。和頂桿孔成H7/f8配合。推桿如圖9-1。圖9-1 推桿推桿頂出塑件后，必須回到頂出前的初始位置，才能進行下一循環工作。因此還必須設計復位桿來實現這一動作。復位桿有稱回程桿如圖9-2。圖9-2 復位桿10 注射模溫度調節

28、系統設計高溫塑料熔體在模腔內凝固將釋放熱量。注塑模存在一個合適的模具溫度。模溫調節系統是使整個成型型腔，在整個批量生產中保持這個合適的溫度。(1) 對制品質量的影響模溫的波動及分布不均勻和模溫的不合適這兩方面會使塑料制品質量變壞，模溫直接關系制品的成型收縮率。模溫波動會使批量生產制品尺寸不穩定，從而降低制品尺寸精度，甚至出現尺寸誤差過大的廢品，這對成型收縮率較大的結晶型塑料影響更為明顯。(2) 對生產效率的影響冷卻時間在整個注塑周期中占50-80的時間。在保證塑件質量前提下，限制和縮短時間是提高生產效率的關鍵，讓高溫熔體盡快降溫固化，模溫調節系統應有較高的冷卻效率，注入模具的塑料熔體具有熱量，

29、又模具傳導，對流和輻射散傳于大氣和注射機僅占5-30，熱量大部分由冷水攜走。10.1 冷卻系統設計原則（1） 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；（2） 冷卻水孔的數量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻；（3） 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，當塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應處處相等。當塑件壁厚不均勻時，壁厚處應強化冷卻、水孔應靠近型腔、距離要小，但也不應小于10；（4） 澆口處加強冷卻。一般在注射成型時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度越低，因此要加強澆口處的冷卻；（5） 應降低進水與出水的溫差。如果進水與出水溫差過大，將使模具的溫度分布不均勻，尤其對流程很長的大型塑件，料溫越流越低，對于矩形模具，通常沿模具寬度方向開設水孔，使進水與出水溫度差不大于5；（6） 合理選擇冷卻水道的形式。對收縮大的塑件應沿收縮方向開設冷卻水孔；（7） 合理確定冷卻水管接頭位置。為不影響操作，進出口水管接頭通常設在注射機背面的模具同一側；（8） 冷卻水管進出接頭應埋入模板內，以免模具在搬運過程中造成損壞。10.2 冷卻系統的簡單計算通常對于中小型模具以及對塑料制品要求不太嚴格時，一般可忽略空氣對流、輻射以及與注射機接觸傳走的熱量，同時也忽略高溫噴嘴頭向模具的接觸傳給型腔的熱。所謂簡單計算就是以塑料熔體釋放出的熱量Q1為總熱量，全部由冷卻介質傳走。所以本