高档化妆品瓶盖注射模具设计【含全套CAD图纸】
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高档化妆品瓶盖注射模具设计【含全套CAD图纸】,高档,高级,化妆品,瓶盖,注射,模具设计,全套,cad,图纸
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I 高档化妆品瓶盖注射模具设计 摘要 本文详细介绍了化妆品瓶盖注射模具的设计。采用一模两腔，边缘式浇口，利用型芯成型塑件的内止转齿，齿条 、 齿轮脱螺纹，顶杆顶出塑件。并对浇注系统 、 成型零件 、 脱模机构 、 脱螺纹机构 、 合模导向机构和温度调节系统做了详细设计和计算。 关键词 注射模 ,螺纹型芯 ,边缘浇口 he of of in on to of to it In of of 录 1 前言 01 研究领域的现状和国内外发展趋势 01 述 01 外的发展情况 01 内的发展情况 02 课题的研究内容 目的及意义 02 课题的研究内容 02 课题的研究要求 02 课题的研究目的 03 课题的研究意义 03 2 设计部分 04 件分析 04 料材料的 成型特性 04 备的选择 05 件的体积 05 模力的校核 07 模行程的校核 08 注系统的设计 0 流道的设计 08 流 道的设计 09 2. 冷料穴的设计 计所用的浇口形式 10 型面的设计 10 气槽的设计 11 型零部件的设计和计算 11 型零部件的设计 型零件工作尺寸的计算 1 1 腔壁厚的计算 1 模机构的设计 1 01 01 01 02 02 02 03 03 04 04 05 07 08 08 08 09 10 10 11 11 11 11 12 14 16 脱模阻力的计算 15 模机构的设计 15 螺纹机构的设计 1 螺纹的形式 16 转脱螺纹扭距的计算 16 主流道凝料能否脱出的校核 17 转装置的设置 1 动装置和传动装置的设计和计算 18 模导向装置的设计 21 出系统的导向 2 型零件的导 向及定位 22 度调节系统的设计和计算 22 却系统的设计 23 具冷却时间的计算 24 却参数的计算 2 承与连接零件的设计与选择 25 标零件的设计 2 准零件的选取 2 3 设计说明与结论 4 结束语 参考文献 16 16 17 17 17 18 19 19 23 23 24 24 24 25 26 26 26 27 28 29 30 I 高档化妆品瓶盖注射模具设计 摘要 本文详细介绍了化妆品瓶盖注射模具的设计。采用一模两腔，边缘式浇口，利用型芯成型塑件的内止转齿，齿条 、 齿轮脱螺纹，顶杆顶出塑件。并对浇注系统 、 成型零件 、 脱模机构 、 脱螺纹机构 、 合模导向机构和温度调节系统做了详细设计和计算。 关键词 注射模 ,螺纹型芯 ,边缘浇口 he of of in on to of to it In of of 录 1 前言 01 研究领域的现状和国内外发展趋势 01 述 01 外的发展情况 01 内的发展情况 02 课题的研究内容 目的及意义 02 课题的研究内容 02 课题的研究要求 02 课题的研究目的 03 课题的研究意义 03 2 设计部分 04 件分析 04 料材料的 成型特性 04 备的选择 05 件的体积 05 模力的校核 07 模行程的校核 08 注系统的设计 0 流道的设计 08 流 道的设计 09 2. 冷料穴的设计 计所用的浇口形式 10 型面的设计 10 气槽的设计 11 型零部件的设计和计算 11 型零部件的设计 型零件工作尺寸的计算 1 1 腔壁厚的计算 1 模机构的设计 1 01 01 01 02 02 02 03 03 04 04 05 07 08 08 08 09 10 10 11 11 11 11 12 14 16 脱模阻力的计算 15 模机构的设计 15 螺纹机构的设计 1 螺纹的形式 16 转脱螺纹扭距的计算 16 主流道凝料能否脱出的校核 17 转装置的设置 1 动装置和传动装置的设计和计算 18 模导向装置的设计 21 出系统的导向 2 型零件的导 向及定位 22 度调节系统的设计和计算 22 却系统的设计 23 具冷却时间的计算 24 却参数的计算 2 承与连接零件的设计与选择 25 标零件的设计 2 准零件的选取 2 3 设计说明与结论 4 结束语 参考文献 16 16 17 17 17 18 19 19 23 23 24 24 24 25 26 26 26 27 28 29 30 华北工学院 2004 届毕业生优秀毕业设计摘要 1 红线处为阶梯分型面绿线处为所设的隐藏式的浇口高档化妆品瓶盖注射模具设计 四 系 高分子材料与工程 专业 00044 陈丹 指导老师： 王文生 1 塑件分析 及模具设计方案 如图所示 的高档化妆品瓶盖 ，瓶盖 外观要求十分光滑， 不允许有浇口痕迹，因此采用边缘浇口进料，位置选在瓶盖下底面 。材料 选 用 缩率按 2%计算 。采用 齿轮齿条机构在开模过程中自动脱螺纹，为防止型芯和塑件之间产生转动， 在 塑件内部设制了 防转齿 ，最后通过 顶杆顶出 完成脱模任务。 2 设备的选择 本课题的塑件体积为 图 1 塑件图 21222 = 采用 50 卧式注塑机。理论注射量 105 ；锁模力 450 移模行程 220 。经校核锁模力和开模行程都符合要求。 3 浇注系统的设计 道的设计 主流道 、 分流道设计如图 2、图 3 所示 。 料穴的设计 由冷料倒锥将主流道凝料拉出，当其被脱出时， 塑件和流道 图 2 主流道设计 图 3 分流道设计 凝料可以自动脱出。 设计所用的浇口形式 采用边缘浇口，具体形式见图 4 4 分型面的设计 采用阶梯式分型面，具体形式见图 4 5 排气槽的设计 可 通过 分型面 、顶杆 来排气 ，不需专设排气槽。 图 4 浇口与分型面设计 6 成型零部件的设计和计算 成型零部件的设计 (1) 采用整体式凹模 ，嵌入固定板中， 并用 螺钉将其固定。 (2) 型芯采用组合式结构 ， 利用型环 成型塑件的内螺纹， 并 用销 钉将其与模板固定。 成型零件工作尺寸的计算 按平均收缩率计算型腔径向尺寸为 431=度尺寸 华北工学院 2004 届毕业生优秀毕业设计摘要 2 321 =芯径向尺寸 431 =度 尺寸 0321 =经刚度和强度的计算得侧壁的厚度 s=，底板的厚度 。 7 脱模机构的设计和计算 先由齿条带动锥齿轮传动，再由锥齿轮带动螺纹型环转动，使得塑件的螺纹部分被脱出，同时浇道凝料也被旋转脱出，再用顶杆顶 出 塑件。经计算脱模力为 Q= 脱螺纹机构的设计和计算 经计算 旋转脱模所需最小扭距 105N 9 驱动装置和传动装置的设计和计算 通过 开模力来带动齿条移动，然后 带动 与齿条相啮合的齿轮转动，齿轮 再带动一对锥齿轮转动，从而使之与直齿圆柱小齿轮相连的螺纹型环旋出， 脱出 塑件的螺纹部分，最后用顶杆把塑件顶 出 。 经齿面接触强度和轮齿弯曲强度校核所 设计 的齿轮和齿条都符合要求。 10 合模导向机构的设计 本次设计中采用支承柱，并且在支承柱外加导套，使支承柱兼起推板导柱的作用。 在动、定模开模时用两个直径相同且对称分布的导柱导套来导向，导柱设在动模一边。 11 温度调节系统的设计和计算 在定模板上开设四条直径为 8 ，长 565冷却水道， 在模外用软管连接冷却水路 并通以冷却水进行冷却。 12 模具装配图 剖面图 5 装配图 高档化妆品瓶盖注射模具设计 1 1 前言 研究领域的现状和国内外的发展趋势 述 21 世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化 柔性化和网络化，追求的目标是提高产品质量及生产效率 低生产成本 足用户需求 3。 外的发展情况 国外的模具发展状况具体表现为以下七个特征 5 （ 1） 集成化技术 现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成，更应该强调技术人和管理的集成。在开发模式制造系统时强调“多集成”的概念，即信 息集成 串并行工 作机制集成及人员集成，这更适合未来制造系统的需要。 （ 2） 智能化技术 应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化，以及模具设备的智能化，也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥 . （ 3） 网络技术的应用 网络技术包括硬件与软件的集成实现。各种通讯协议及制造自动化协议，信息通讯接口，系统操作控制策略等，是实现各种制造系统自动化的基础。目前早通过了现跨国界模具设计的成功例子。 （ 4） 多学科多功能综合产品设计技术 产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识，还用到了电磁学 控制理论等，甚至要考虑到经济 环境 品的开发要进行多目标全性能的优化设计，以追求模具产品动静态特性 精度 可靠性 （ 5） 虚拟现实与多媒体技术的应用 虚拟现实在 21 世纪整个制造中都将有广泛的应用，可以用于培训 实现基于制造仿真的设计与制造 实现集成人的设计等。美国已于1999 年借助于 术成功地修复了哈博太空望远镜。多媒体技术采用多种介质来存储 文字 图象于一体，给人一 种真实感。 （ 6） 反求技术的应用 高档化妆品瓶盖注射模具设计 2 在许多情况下，一些产品并非来自设计概念，而是起源于另外一些产品或实物，要在只有产品原型或实物模型，而没有产品图样的条件下进行模具设计和制造以便制造出产品。此时需要通过实物的测量，然后利用测量数据进行实物的 何模型的重新构造。这种过程就是反求工程 立了 何模型后，就可以依据这种数字化的几何模型用于后续的许多操作 4。 （ 7） 快速成形制造技术 快速成形制造技术 于层制造原理，迅速制造出产品原型，而与零件的几何复杂程度无关，尤其在具有复杂曲面形状的产 品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型供设计评估 功能实验。而且还可以通过形状复制，快速经济地制造出产品模具，从而避免了传统模具制造的费时和耗成本的 工，因而 内的发展情况 6 目前国内模具行业的基本情况是，随着轻工业及汽车制造业的迅 发展，模具设计制造日渐受到人们广泛关注，已形成一个行业。但是我国模具行业缺乏技术人员，存在品种少 制造周期长 供不应求的状况。一些大型 复杂的模具还不能自行制造，需要每年 花几百万 约了工业的发展，所以在我国大力发展模具行业势在必行。 为了提高模具企业的设计水平和加工能力。中国模具协会向全国模具行业推荐适合于模具企业用的 统。但国内优秀的 统很少，只有少数适合模具行业应用。而国外购买的虽有强大的三维曲面造型能力 强大的计算机辅助制造能力 价格昂贵，一般企业难以支持。 课题的研究内容 目的及意义 课题的研究内容 做化妆品瓶盖的模具设计，使该化妆品的瓶 盖注射模结构简单，型腔 齿轮传动机构设计合理，并可自动脱模。并书写开题报告，和模具说明书。根据说明书画模具 。 课题的研究要求 （） 此塑件外表面不允许有印迹，并且要光滑。 （） 要使注射模结构简单，并可自动脱模。 （） 流道设计合理，可保证产品质量并且又节约生产原材料。 高档化妆品瓶盖注射模具设计 3 （） 了解聚丙烯的性能 课题的研究目的 （） 检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。 （） 步掌握进行模具设计的方法 将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰 写科研论文打下基础。 （） 培养自己的动手能力 计算机运用能力。 究意义 （） 对于模具的设计可以从选材到设计到成型有一个完整的了解和初步的掌握。以进一步的熟练掌握 运用。 （） 锻炼自己的独立思考能力和创造能力，为更好更快的适应工作作准备。 高档化妆品瓶盖注射模具设计 4 设计部分 件分析 下图是一高档化妆品的瓶盖，从该塑件的外观可以看出为了要使此塑件的外观不留下印迹，可以采用改良的边缘浇口。利用齿轮传动螺纹型芯的结构达到自动脱模。经分析在塑件内的顶面设计一圈防转齿（见图），可较 好地满足产品的生产要求。 料材料的成型特性 表 聚丙烯的力学性能 材料性能 纯聚丙烯 玻纤增强聚丙烯 屈服强度 /7 78 90 拉伸强度 / 78 90 断裂伸长率 /% 200 弯曲强度 /7 132 弯曲弹性模量 /支梁冲击强度 (无缺口 )/(kJ/m) 78 51 简支梁冲击强度 ( 缺口 )/(kJ/m) 氏硬度 高档化妆品瓶盖注射模具设计 5 表 聚丙烯的热性能及电性能 材料性能 纯聚丙烯 玻纤增强聚丙烯 玻璃化温度 / 熔点 (粘流温度 )/ 170 176 170 180 热变形温度 / 45N/ 180/ 102 115 56 67 127 127 线膨胀系数 /(10 ) 热容 /J/( K) 1930 热导率 /W/(m K) 燃烧性 /( /慢 体积电阻 / 1016 击穿电压 /( ) 30 表 聚丙烯的物理性能 材料性能 纯聚丙烯 玻纤增强 聚丙烯 密度 /(g/ ) 比体积 /( /g) 吸水性 /%(24 小时 ) 长时间 水 透明度或透光度 半透明 表 4 聚丙烯的工艺参数 材料性能 纯聚丙烯 玻纤增强聚丙烯 成型收缩率 /% 伸模量 E/*10松比 与刚的摩擦因数 备的选择 件的体积 根据塑件的体积可以得出大概的注射量，从而粗略的得出大概的注射量。 高档化妆品瓶盖注射模具设计 6 本课题的塑件体积为 21222 (2 又由于聚丙烯的密度 = 并且在注入模具时由于流动阻力增加，加大了沿螺杆逆流亮，再考虑安全系数，实际注射量 M 取为机器最大注射能力的 85%。 %85%85 (25 假设采用的是 50 卧式注塑机，理论注射量为 105 ；锁模力为 450 根据锁模力确定型腔的数目 11 (2其中锁模力为 F(N)；型腔压力为 p(每个塑件的投影面积为 )；浇注系统的投影面积为 ) 已知锁模力为 450腔压力为 25 或 30 通过计算得 2221 8263014.3 假设浇注系统的投影面积和塑件投影面积相等即 21 则 282628263010450 3 n =4 根据最大注射量确定型腔数目 128.0 (2其中最大注射量为 m(g)；单个塑件的质量为 m1(g)；浇注系统的质量为 m2(g) 已知最大注射量为 105 ，假设浇注系统质量为 塑件质量。 单个塑件质量为： 高档化妆品瓶盖注射模具设计 7 n =决定采用一模两腔，所以可以采用 50 卧式注塑机 。 理论注射量 / 105 螺杆（柱塞）直径 / 35 注射压力 /25 注射速率 /(g/s) 75 塑化能力 /(g/s) 10 螺杆转速 /(r/14 200 锁模力 /50 拉杆内间距 / 280*250 移模行程 / 220 最大模具厚度 / 300 最小模具厚度 / 100 锁模形式 双曲肘 定位孔直径 / 55 喷嘴球半径 / 20 模力的校核 锁模力为注射机锁模装置用于夹紧模具的力。所选注射机的锁模力必须大于由于高压熔体注入模腔而产生的胀模力，此胀模力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积。 即： 1000(2式中 F 锁模力， kN p 型腔压力， 塑件及流道系统在分型面上的投影面积， 已知型腔压力为 25 或 30注系统的投影面积为 1 倍的塑件投影面积；塑件及流道系统在分型面上的投影面积为 高档化妆品瓶盖注射模具设计 8 2 (2式中 S 流道系统在分型面上的投影面积， n 模腔数 则 A=4 (60/2)+ (60/2)=14130即 p A/1000=30 14130/1000 =50以锁模力符合要求 模行程的校核 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于液压 最大开模行程由注塑机曲肘机构的最大行程决定，与模具厚度无关。 单分型面注射模，其开模行程按下式校核 21 5 10) (2式中 S 注塑 机的最大开模行程 (移动模板台面行程 )， 塑件脱出距离， 包括流道凝料在内的塑件高度， 已知 3 ； 0 所以 2+(5 10)=13+50+(5 10) 73 又由于 50 卧式注塑机的移模行程为 220 73 220 所以开模行程也符合要求 注系统的设计 流道的设计 （ 1） 形状：圆锥形； （ 2） 锥角：； （ 3） 内壁的粗糙度为 m； （ 4） 主流道大端呈圆角， r=1 。 高档化妆品瓶盖注射模具设计 9 （ 5） 喷嘴球的 半径 r=20 ，则凹坑的球面半径 R=21 ； （ 6） 凹坑深度： 3 ；喷嘴孔径 d=4 ；小端直径 D=5 ；大端直径为 9 。 （ 7） 主流道长度取 53 。 设计见图： 流道的设计 采用半圆形截面流道。因为塑料熔体在流道中流动时，表面冷凝冻结，起绝热的作用，熔体仅在流道中心流动，因此分流道的理想状态应是其中心线与浇口的中心线位于同一直线上，而半圆形截面可以满足。 分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口的位置，从输送熔体时的减少压力损失和热量损失及减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。 对于壁厚小于 3 ， 质量在 200g 以下的塑件可用公式 42 6 5 (2式中 W 流经分流道的塑料量， g L 分流道长度， D 分流道直径，由 得为 6 其中 n 为型腔数目 m 为塑件质量， g 得出 L= 21426 D 高档化妆品瓶盖注射模具设计 10 = 5 取分流道的长度为 108 分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式有平衡式和非平衡式两种。此设计中我采用的是平衡式布置。平衡式布置可以使各型腔同时均衡的进料，从而保证了各型腔成型出来的塑件在强度 重量上的一致性。 设计见图： 料穴的设计 本设计中对于冷料穴的选择是按照设计的目的来选择的。由于此设计的目的是要实现自动脱模。所以选择如下图的冷料穴，它们由冷料倒锥将主流道凝料拉出，当其被脱出时，塑件和流道凝料可以自动脱出 ，易实现自动化操。 计所用的浇口形式 浇口是连接分流道和型腔的一段细短的通道，是浇注系统的关键部分。浇口的主要作用有两个：一是塑料熔体流经的通道；二是浇口的适时凝固可控制保压时间。 在本次设计中为了满足塑件的要求不在表面留下痕迹，不影响塑件的外观，采用改良的边缘浇口，也就是使分流道与浇口的连接处在塑件的下底面（通过分型面采用微阶梯式来完成）。具体的表示形式见下图： 高档化妆品瓶盖注射模具设计 11 型面的设计 打开模具取出塑件或浇注系统 凝料的面叫做分型面。分型面一般设在塑件断面尺寸最大处，在此次设计中采用的是单个分型面，并且是微阶梯式的。把型芯设在动模一边，型腔设在定模一边，开模后塑件留在动模，有利于塑件的脱模。具体的形式见上图。 气槽的设计 由于此次设计的模具属小型模具，可以用分型面来排气。 型零部件的设计和计算 型零部件的设计 构成模具型腔的零件统称为成型零件，主要包括凹模 型芯 各种成型杆和成型环。 型腔是直接和高温高压的塑件相接触，它的质量直接关系到制件质量，要求它有足够的强度 耐磨性，以承受塑件的挤压力和料流的摩擦力，有足够的精度和适当的表面粗糙度（一般 下），保证塑件制品表面的光洁美观和容易脱模。 （ 1） 凹模采用整体嵌入式，凹模镶块采用带轴肩台阶的圆柱形，然后嵌入固定板中，用垫板和螺钉将其固定。 （ 2） 型芯用成型时用以装固螺纹嵌件的螺纹型芯，但在型芯的外圈固定一螺纹型环，用以成型塑件的内螺纹。具体的形式见下图： 高档化妆品瓶盖注射模具设计 12 型零件工作尺寸的计算 （ 1） 平均收缩率计算型腔尺寸 聚丙烯的收缩率一般为 1% 3%,从而得出聚丙烯 的平均收缩率为 2%。 径向尺寸 由 得出聚丙烯的一般精度等级为 6 级。同时得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的外径 D=，所以查表得 =照平均收缩率计算凹模径向尺寸公式 431 (2式中 凹模的径向尺寸， 塑料的平均收缩率， % 塑件径向公称尺寸， 塑件公差值， z 凹模制造公差， 已知 = 所以 z= /3= 度尺寸 由 得出聚丙烯的一般精度等级为 6 级。同时得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的深度尺寸 ，所以查表得 = 按照平均收缩率计算凹模深度尺寸公式 高档化妆品瓶盖注射模具设计 13 321 (2式中 凹模的深度尺寸， 塑料的平均收缩率， % 塑件高度公称尺寸， 塑件公差值， z 凹模深度制造公差， 已知 = 所以 z= /3= (1+ 2） 按平均收缩率计算组合型芯尺寸 径向尺寸 由 得出聚丙烯的一般精度等级为 6 级。同时得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的内径尺寸 式中 S 塑件的壁厚，由 得出塑件壁厚为 2 。 所以 d=2=，所以查表得 =照平均收缩率计算型芯径向尺寸公式 431 (2式中 组合型芯的径向尺寸， 塑料 的平均收缩率， % 塑件径向公称尺寸， 塑件公差值， z 组合型芯制造公差， 已知 = 所以 z= /3= 由 得出聚丙烯的一般精度等级为 6 级。同时得出塑料制件的尺寸公差。 高档化妆品瓶盖注射模具设计 14 又由于塑件的深度尺寸 ，所以查表得 = 按照平均收缩率计算组合型芯高度尺寸公式 0321(2式中 组合型芯高度尺寸， 塑料的平均收缩率， % 塑件孔深度公称尺寸， 塑件公差值， z 组合型芯高度制造公差， 已知 = 所以 z= /3= 腔壁厚计算 模具的型腔将受到高压的作用，因此模具型腔应该具有足够的刚度和强度。强度不足将导致塑性变形，甚至开裂。刚度不足 将导致弹性变形，导致型腔向外膨胀，产生溢料间隙。在本次设计中采用圆形整体式型腔。 按刚度计算侧壁的厚度 s 由 得出 (2式中 E 模具材料的弹性模量， 刚为 105p 型腔压力， 前面所知为 25 或 30 刚度条件，即允许变形量，由 得出聚丙烯的 值允许范围为 h 型腔深度尺寸， 所以 按强度计算侧壁的厚度 s 高档化妆品瓶盖注射模具设计 15 由 得出 12 (2式中 r 型腔径向半径， p 型腔压力， 前面所知为 25 或 30 模具材料的许用应力， 知为 160 以 由此可以选取 s=。 按刚度计算底版的厚度 (2 式中 E 模具材料的弹性模量， 刚为 105p 型腔压力， 前面所知为 25 或 30 刚度条件，即允许变形量，由 得出聚丙烯的 值允许范围为 h 型腔深度尺寸， 所以 4 s 按强度计算 底板的厚度 287.0 (2式中 r 型腔径向半径， p 型腔压力， 前面所知为 25 或 30 模具材料的许用应力， 知为 160 以 16 0 s 由此可以选取 。 模机构的设计和计算 高档化妆品瓶盖注射模具设计 16 模阻力的计算 因为塑件的壁厚为 2 ，内孔直径为 56 ，所以塑 件的壁厚与内孔直径之比为 2/56= 1/20=以可以看作是薄壁壳体形塑件，又由于塑件的断面为圆环形 011c (2式中 E 塑料的拉伸模量， 塑料成型平均收缩率， % t 塑料的平均壁厚， L 塑料包容型芯的长度， 塑料的泊松比 脱模斜度 (塑料侧面与脱模方向之夹角 ) 塑料与钢材之间的摩擦因数 B 塑件再与 开模方向垂直的平面上的投影面积 ( ),当塑件底部有通孔时， 10B 项应为零。 由和决定的无因次数，可由下式计算 (2已知 E=10=2% t=2 L=13 = =1 =根据前面所知的 B 2826 += 脱模机构的设计 在本次设计中，我采用的脱模机构是先由齿条带动锥齿轮传动，再由锥齿轮带动螺纹型环转动，使得塑件的螺纹部分被脱出，同时浇道凝料也被旋转脱出，再用顶杆顶动塑件。在自身重力的作用下浇道和凝料就会掉落下来。 推杆采用直杆式圆柱推杆，为了增大细长推杆的刚性，设计成台阶形。推杆用热作模具钢制造，最后经表面氮化处理，配合段的表面粗糙度为 m。 推杆脱模机构用复位杆复位，复位杆应对称分布，常取 2 到 4 根，但最好多于 2根。与复位杆头部接触的定模板 应淬火或局部镶入淬火镶块。 为避免推板运动时发生偏斜，造成运动卡滞或推杆弯曲损坏等问题，设计推出导 高档化妆品瓶盖注射模具设计 17 向装置。因为是中小型模具采用 2 根导柱导向。并且设置导向套。 螺纹机构的设计 螺纹的形式 在本设计中采用的是开模时齿条带动锥齿轮传动，再由锥齿轮带动螺纹型环转动，使得塑件的螺纹部分被脱出。 转脱螺纹扭距的计算 根据 得出对于薄壁内螺纹塑件，旋转脱模所需最小扭距由下式计算： 式中 E 塑料的拉伸弹性模量， 塑料成型平均收缩率， % t 螺纹塑料的平均壁厚， r 螺纹型芯或型环的中半径， L 螺纹型芯或型环螺纹段的长度， 塑料与钢材之间的摩擦因数 S 螺距， 螺纹升角， 螺纹形状因子，由螺纹类型决定 由 得出螺纹形状因子可由下式计算 =h/ (2式中 h 螺纹型芯或螺纹型环的螺纹工作高度， 螺纹 牙尖角之半， 已知 E=10=2% t=2 L= r= S= =20 =15 h= 105N 旋出螺纹型芯所需的实际扭距 )： (2式中 由试验确定之系数，一般旋出螺纹型环所需的实际扭距约 等于最小扭距。 主流道凝料能否脱出的校核 高档化妆品瓶盖注射模具设计 18 主流道凝料能否脱出要看浇口处塑件对型芯的力是否大于凝料的扭转力，只有当力大于扭转力时主流道的凝料才能旋转脱出螺纹，最后随塑件脱出。 对于厚壁内螺纹塑件，旋转脱模所需的最小扭距由下式得出： co 式中 E 塑料的拉伸弹性模量， 塑料成型平均收缩率， % r 螺纹型芯或型环的中半径， L 螺纹型芯或型环螺纹段的长度， 塑料与钢材之间的摩擦因数 S 螺距， 螺纹升角， 厚壁螺纹塑件无量纲特征因数，对于内螺纹塑件 = 22 22 (2 塑件的泊松比 R 塑件内螺纹的外半径， 塑件外螺纹的内半径， 已知 R=6 = =6+(6+ 螺纹形状因子，由螺纹类型决定。螺纹形状因子可由下式计算 式中 h 螺纹型芯或螺纹型环的螺纹工作高度， 螺纹牙尖角之半， 已知 E=10=2% l= r= S= =20 =15 h= 所以 又由于 r=，所以旋出主流道凝料所要的力为 高档化妆品瓶盖注射模具设计 19 m i n 7 8 335 F 所以塑件对型芯的力大于凝料的扭转力，主流道的凝料能够旋转脱出螺纹，最后随塑件脱出。 转装置的设计 在塑件内的顶面设计一圈防转齿，使型芯和塑件之间没有转动，只是螺纹型环从塑件上脱出。 动装置和传动装置的设计和计算 在本次设计中，我采用的靠开模力来带动齿条移动，然后带动锥齿轮尾端的齿轮转动，从而带动锥齿轮传动，再由锥齿轮带动螺纹型环和圆头冷料穴转动，使得塑件和流道凝料旋转脱出，再在顶杆的作用下脱落。 （ 1） 圆锥齿轮传动的 校核 在本次设计中，采用的直齿圆锥齿轮的大端模数为 力角为 20。 小齿轮的齿数为 20 采用 20碳淬火回火 2； 大齿轮的齿数为 28 采用 20碳淬火回火 7； 根据 2 得一对钢制直齿圆锥齿轮的齿面接触强度验算公式为 H= (2式中 为齿宽和齿宽系数之比，齿宽系数一般取 0.3 b 齿轮的齿宽， K 载荷系数 u 齿数比，对于单级直齿圆锥齿轮传动，一般 u 为 1 3 H 许用接触应力， H= H=1440/309中 试验齿轮的接触疲劳极限，可由 得。 齿面接触疲劳安全系数，可由 得。 已知 27 2=105N 齿轮按 8 级精度得 K=4 u=28/20=6 6 高档化妆品瓶盖注射模具设计 20 H=1286因为 H= H=13091286据 得钢制齿轮传动的轮齿弯曲强度验算公式 M P 1212 (2已知 105N 齿轮按 8 级精度 K=1.5 b=24 0 8 m=以 105 24 20) =167 105 24 28) =108 =380/92 167 360/77108此得出轮齿弯曲强度满足。 （ 2） 齿圆柱齿轮的校核 与型环相连的两小齿轮采用软齿面，齿轮为 40面淬火，齿面硬度 54 齿数为 22 模数为 两小齿轮啮合的大齿轮是非标齿轮，齿轮为 35面淬火 ，齿面硬度 45，齿数为 34 模数为 据 2 得钢制齿轮传动的齿面接触强度验算公式为 Hu b 21313 3 5 (2式中 u 大齿轮与小齿轮的齿数比 小齿轮上的转距， N K 载荷系数 b 齿宽， a 中心距， 高档化妆品瓶盖注射模具设计 21 H 许用接触应力， H= H (2 试 验齿轮的接触疲劳极限，可由 2 得。 齿面接触疲劳安全系数，可由 2 得。 H= 1130/027已知 27=104N齿轮按 8 级精度得 K=10=30 a=84 u=34/22=2 H=6911027以满足齿面接触强度 根据 2 得钢制齿轮传动的 轮齿弯曲强度验算公式 M P 1212 (2已知 104N 齿轮按 8 级精度 K=1.5 b=10=30 2 4 m=以 104 30 22) =81 =72 1 (2=320/4681 240/0072此得出轮齿弯曲强度满足。 （ 3） 齿轮齿条的校核 塑件的型环高度为 15，螺距为 4，则齿轮 (1,2)要旋转 15/4=才能脱出塑件，根据传动比可以得出中间的大齿轮要旋转 22/34=，同时可以得出经过直齿圆锥齿轮后要 20/28=才可以脱出塑件。 在本次设计中，与齿条啮合的圆柱齿轮采用软齿面，齿轮为 20碳淬火回火， 高档化妆品瓶盖注射模具设计 22 6，齿数为 25，模数为 d 为 75 ，旋出塑件齿条经过的距离为75 30 。可以把齿条看做是一个齿轮，周长为 130 ，则 D=130/ =以齿条的齿数最少为 =14。现在取齿条齿数为 20，齿条材料为 20碳淬火回火， 2。 齿轮齿条传动的齿面接触强度验算公式为 Hu b 21313 3 5 (2式中 u 大齿轮与小齿轮的齿数比 小齿轮上的转距， N K 载荷系数 b 齿宽， a 中心距， H 许用接触应力， H= H (2 试验齿轮的接触疲劳极限，可由 得。 齿面接触疲劳安全系数，可由 得。 H= 1340/218已知 105N 齿轮按 8 级精度得 K=b=0=30 a= u=25/20= H=335( 105/(30 =11231218以满足齿面接触强度 齿轮齿条传动的弯曲强度验算公式 M P 1212 (2已知 105N 齿轮按 8 级精度 K=1.5 b=10=30 0 5 m=以 65 高档化妆品瓶盖注射模具设计 23 52112=154 F (2=380/92165 360/77154此得出轮齿弯曲强度满足。 模导向机构的设计 出系统的导向 顶出装置在模具内往复运动，除滑动配合外，其余部分都处于浮动状态，顶出板和顶出固定板的重量不应作用在推杆上，应由顶出系统的导向零件来支撑，在本次设计中，我采用的是设支承柱外加导套，在本次设计中采用的形式，这样可以使支承柱兼起导柱的作用。 型零件的导向及定位 模具在进行装配和调 模试机时，保证动 向零件要承受一定的側向力，起导向和定向的作用。当模具牢靠装在注射机上后，模具在注射成型过程中，如果模具上无精定位装置，动 果模具有精确定位装置，动 因为此次设计的模具是小型模具，所以只用两个直径相同且对称分布的导柱。由于动模采用推板顶出塑件，所以导柱常设在动模。各导柱 则将影响合模的准确性，甚至损坏导向零件。在合模时要使导向零件先接触，避免凸模先进入型 腔，导致成型零件损坏。所以导柱长度必须比凸模断面高出 6 8 高档化妆品瓶盖注射模具设计 24 。导柱固定部分按 H7/渡配合。导柱滑动部分按 H8/隙配合。导柱工作部分的表面粗糙度为 m。 下图为导柱 度调节系统的设计和计算 却系统的设计 模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。所以模具上需要添加温度调节系统以达到理想的温度要求。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融的塑料的热量尽快传给模具，以便使塑 件可靠冷却定型并可迅速脱模。提高塑件定型质量和生产效率。 因为水的热容量大，传热系数大，成本低，且低于室温的水容易取得，所以冷却水普遍使用。用水冷却即在模具型腔周围或型腔内开设冷却水通道，利用循环水将热量带走。 冷却装置的设计要考虑以下几点： （ 1） 保证塑件收缩均匀，维持模具热平衡。 （ 2） 冷却水孔的数量越多，孔径越大，对塑件冷却也就越均匀。 （ 3） 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即水孔的排列与型腔形状尽量吻合。 （ 4） 浇口出要加强冷却。一般熔融塑料填充型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越 低。因此浇口附近应加强冷却，通冷却水，而在温度较低的外側只需通过经热交换后的温水即可。 （ 5） 降低入水与出水的温度。可通过改变冷却孔道排列的形式。 （ 6） 要结合塑料的特性和塑件的结构，合理考虑冷却水通道的排列形式。如塑件的收缩率，壁厚等。 （ 7） 冷却水通道要避免接近塑件的熔接痕部位，冷却通道的密封性要好，冷却通道 高档化妆品瓶盖注射模具设计 25 的进口与出口接头尽量不要高出模具外表面。 在本次设计中我采用的是简单流道式，即通过在模具上直接打孔，并通以冷却水而进行冷却，是最常见的一种形式。我采用的是通过软管在模外连接冷却水路。见下图： 具冷却时间的计算 塑件在模内的冷却时间通常是指塑料熔体从充满型腔时起到开模取出塑件时为止。 聚丙烯塑料制件的最大壁厚中心层达到凝固点时所需的冷却时间的经验公式： (2式中 塑料的初始成型温度， C 模具温度， C R 塑件的半径， 由 得聚丙烯的塑料温度 160具温度 40 Q=960(s) 却参数的计算 每秒钟注射次数为 N=1/t 秒钟注入塑料量 M=N m=56=g) 单位时间内注入模具的塑料熔体的质量 G=3600 10 /h) 高档化妆品瓶盖注射模具设计 26 塑料成型时在模具内释放的热焓量 i= 又因为 冷
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