毕业设计（论文）-矿泉水瓶吹塑模设计.doc

摘要根据矿泉水瓶的用途和使用要求进行分析，合理设计矿泉水瓶的形状造型结构，包括容积、壁厚、外形、底部和瓶口螺纹等的设计，并根据吹塑工艺选择制矿泉水瓶的材料。矿泉水瓶吹塑模设计，采用平行移动式模具，设计内容包括模具材料选择、模具型腔、模具主体、冷却系统、切口部分、嵌块部分、排气孔槽和导向部分等。根据本次设计的矿泉水瓶的功能、材料及各个工艺特点，吹塑工艺采用挤出吹塑，矿泉水瓶的成型包括成型设备和成型工艺条件等的分析设计。关键词矿泉水瓶；吹塑模；挤出吹塑；模具设计。Abstract:Basedontheanalysisofthefunctionandusagerequirementsofmineralwaterbottles,properlydesigneditsshapeandmodelingstructure,includingthedesignofitsvolume,wallthickness,shape,thebottomandmouththread,etc.Meantime,choseitsmaterialaccordingtotheblowmouldprocessofmineralwaterbottles.Themineralwaterbottleblowmoulddesignselectedparallelmovemold.Thedesignincludedmouldmaterialselection,moludcavity,mouldmainbody,coolingsystem,incision,embeddedblock,ventgroove,orientationandsoon.Accordingtothefunction,materialandprocesscharacteristsofmineralwaterbottles,theblowprocessusedextrusionblowinthispaper,Theformingofmineralwaterbottlescontainedtheanalysisanddesignofmouldingequipments,mouldingprocessconditions,etc.Keywords:mineralwaterbottles；blowmolding；Extrusionblowmolding；moulddesign.目录1引言12吹塑件结构与材料分析22.1吹塑件的结构分析22.2吹塑件的材料分析33吹塑模具的结构与材料分析53.1吹塑模结构分析53.11手动铰链式模具53.12平行移动式模具53.13挤出吹塑模具63.2吹塑模具的材料分析74挤出吹塑机头尺寸计算74.1出模膨胀系数选择84.2挤出机头设计原则85吹塑模具的型腔的设计105.1分型面选择105.2型腔表面处理105.3型腔尺寸计算106吹塑模具的颈部及底部嵌块设计137吹塑模具的夹坯口与余料槽设计157.1剪口尺寸157.2剪口部位158吹塑模具的冷却系统设计168.1冷却系统设计原则168.2开设冷却系统179吹塑模具的排气系统设计1910成型设备选择2011中空制品缺陷的产生原因及解决措施20参考文献24致谢2511引言中空吹塑成型主要适合加工包装容器和中空制品适于该种成型的原料有：高压聚乙烯(HDPE)、低压聚乙烯(LDPE)、硬聚氯乙烯(HPVC)、软聚氯乙烯(SPVC)、纤维紊塑料、聚苯乙烯(Ps)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(Pc)等。目前常用的吹塑制品原料是以聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)为主。因为聚乙烯制品无毒，容易加工，聚氯乙烯价廉，透明性和印刷性能较好。中空成型是把熔融状态的塑料制成型坯，置入模具内闭合模具通入压缩空气(气压为2.75Kgcm2)，将型坯吹胀成模腔形状制品在模内保压条件下，冷却定型开模取出。根据成型方法的不同，可以分为以下五种形式。（1）挤出吹塑成型目前我国以该种方法为主。熔融型坯是用挤出机挤出。其优点是设备和模具简单，缺点是型坯壁厚不易均匀，从而引起塑件壁厚差异。（2）注射吹塑成型利用注射模制成型坯，然后把热型坯移入中空吹塑模进行吹塑成型。其优点是壁厚均匀无飞边，不需后加工。由于坯料有底，因此制件底都无拼合缝，强度好生产效率也高。但设备与模具价格较贵。多用于小而精度高的制件且大批量生产。（3）拉伸吹塑成型这种方法是在注吹的基础上，增加了将型坯延伸的工序。该方法和双向拉伸模的原理相同。可使分子双轴取向、塑件透明度提高，强度增加。尤其是可以利用这种方法使聚丙烯取代聚氯乙烯透明制品。多用于高精度高强度高透明度的制品。（4）多层吹塑成型该方法有共挤吹塑法和多段注吹法。现在实用还是共挤吹塑法。其原理是挤出机头挤出多层型坯，供中空吹塑。多层化的目的，无非是改善容器性能：降低渗透性(加入聚偏氯乙烯层PVDC)，遮光(黑色层)、绝热层(发泡层)，降低可燃性(充填层)花色装饰(着色装饰层)等。（5）片材吹塑成型将压延、挤出成型的片材再加热，使之软化放入型腔，闭模后在片材中间吹入压缩空气，定型后取出制品。本方法进一步发展即是目前的吸塑成型。22吹塑件结构与材料分析2.1吹塑件结构分析塑件主要根据使用要求设计，由于塑料有其特殊物理机械性能，因此在塑件设计时必须充分发挥其性能上的优点，避免和补偿其缺点，在满足要求的前提下，塑件设计应尽可能简化模具结构，符合成型工艺要求。a塑件设计尽量壁厚均匀，无过薄过厚的部分。外径设计应考虑吹胀比(图1中Bd=BR)BR=2.14.1，多取BR=2:1。这样可缩小机头尺寸。b塑件长度也应考虑延伸比SR(图1中SR=cb)，SR越大塑件强度越高，但也要结合保证塑件的实用剐度和实用壁厚，因此延伸比取SRBR=46较合适。c瓶盖与瓶口部分应采用螺纹结合，也有采用凸缘或凸环结合的如图2，一般采用梯形螺纹，不选用细牙螺纹，为了使合模面上的飞边不致影响螺纹旋合，螺纹可设计成断续状。d塑件侧壁与底部的交接部分，一般不允许设计成尖角，二界面角采用圆弧过渡，三界面角可用球面过渡。（R=0.32B)只有造型装饰部分可采甩尖角。e.塑件支承面，特别注意要减少结合缝与支承面的重合部分。因切口的存在将影响塑件放置的平稳性。同时也要增加底部刚度。f塑件的外表面，在无特殊的要求时，应做粗糙的外表面。尖似磨沙玻璃，或做成绒面，木纹面，皮革面等。容积：V=750ml容器的平均壁厚：t=1mm外形：采用椭圆形容器，这种形状的吹塑制品是针对圆形和方形制品的缺点进行改进的。它综合了它们的优点，在强度和刚度、变形性等力学性能方面都较好；外观造型好，开发应用颇多。吹塑制品的外形的几何外形设计除了考虑其实用性外，还应注意美术造型、装饰图案、花纹，以增加制品的直观美.底部：通常很少以整个平面作为制品的支承面，并要尽量减小支承面。对于瓶类制品来说，一般采用环形支承面，若以整个平面作为支承面。在钳贴熔接部分因存在钳切毛边而凸起，制品放置不稳，采用环形支承面，情况大为改善，且增加了制品底部的刚度。3从生产工艺可知，挤出吹塑制品的底部，一般都是型坯的夹断处，是制品力学性能的薄弱部位。制品在底部夹缝处的壁厚，比其他部位厚，收缩率也较大，故容易产生翘曲现象，影响制品的直立。因此，制品底部应设计成内凹形。制品的转角处及内凹处，均作较大的圆弧过渡。口部：为使容器口部能更好地与盖及密闭器配合，容器口部有螺纹结构设计。在挤出吹塑成型中，容器口部的外直径是由吹塑模具的模腔尺寸决定的；容器口部的内直径由吹塑模具的吹气型芯的外直径尺寸决定的。这时，容器口部的厚度是由型坯压缩形成的。若型坯壁的厚度发生变化，容器口部的内径也会发生变化。生产时，容器口部还会产生收缩、凹陷等不良现象。为使容器口部与密封盖或封闭器配合紧密，需对容器口部进行二次切削加工。挤压式的柔性瓶，如眼药水瓶、滴液瓶，其容器孔口的直径很小，可采用吹气针方式。图1矿泉水瓶结构图2.2吹塑件的材料分析4吹塑用塑料的性能比较见表1表1吹塑用塑料的性能比较材料密度刚度耐冲击强度耐热性透明性POM116612ABS67677CA381171PC36324LDPE11111417HDPE9103310PP129617PS659810PVC249121材料选择聚丙烯。聚丙烯的性能：聚丙烯（PP）是塑料中的后起之秀。是由丙烯单体（CH3CHCH2）聚合而成。是无毒、无味、半透明塑料。具有质轻的特点，其密度为0.900.91g/cm3，是通用塑料中密度最低的一种。聚丙烯具有优良的耐热性，长期使用温度可高达100120，短期使用温度为140，无载荷时使用温度可达150，聚丙烯是通用塑料中唯一能在水中煮沸，并能经受135的消毒温度的品种。以PP为基材的多层容器可在温度高达90条件下进行热灌装或消毒处理。聚丙烯的耐低温性不如聚乙烯，力学强度、刚性和耐应力开裂性都超过高密度聚乙烯，聚丙烯是一种非极性塑料，具有优良的化学稳定性，并且结晶度越高，化学稳定性越好。聚丙烯具有有优良的耐弯曲疲劳性，很适宜制造盖体合一的容器，带铰链的双层壁的吹塑工具箱等。聚丙烯的成型性能：聚丙烯的熔点较高，冷却速率较大，型坯热封性差，易在闭模时夹断。聚丙烯的收缩率较大，约为1.0%2.5%，收缩会随制品壁厚、成型工艺、填料加入量的不同而变化。5聚丙烯具有良好的成型性，可采用挤出吹塑、注射吹塑、注射拉伸吹塑等方法制成中空容器。聚丙烯中空制品的应用：聚丙烯制得的容器广泛用于食品（如番茄酱、调味品的包装）、药品、化妆品、化学试剂包装；它更适宜要求热灌装、高接触透明度时使用；聚丙烯还可用来吹塑工业制件，如双层壁中空制件、带铰链的工具箱、箱包、耐热容器等。3吹塑模具的结构与材料分析3.1吹塑模具结构分析3.11手动铰链式模具该种结