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一模一腔点浇口
药瓶
注塑
模具设计
一模一腔点
浇口
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药瓶盖注塑模具设计【一模一腔点浇口】,一模一腔点浇口,药瓶,注塑,模具设计,一模一腔点,浇口
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1 绪 论1.1注塑模具的发展趋势观察世界注塑模具的发展变化，从模具的模具设计原理，设计实践和生产技术出发，高分子材料加工技术主要有以下几个方向：（1）提高高分子材料模具的标准化程度在一定意义上显示了国家高分子材料模具行业的发展程度。普通模板的使用和标准件的使用应满足模具批量生产和减少模具生产周期的综合需求。经过三十多年的改革开放，祖国高分子材料和模具的标准化标准不断得到提高。为了适应高分子材料模具行业的变化，必须进一步加强高分子材料模具的标准化工作，进一步提高高分子材料模具的标准化，高分子材料模具标准件的制造必将是未来模具研究和发展的重点Error! Reference source not found.。（2）各种类型，精密和复合注塑模具的开发是为了满足各类设备中高分子材料的要求。聚合物成型技术向多多样化和复合化的方向发展。（3）注塑模具开发和生产中的计算机图形设计工程技术经过几年的实施，模具分析和模具设计“计算机软件”和模具生产“CNC系统”已经在大量模具生产企业安装与运行。先进的 CD技术的使用是模具制造的革命，是模具制造技术发展的一个明显特征。在此期间，计算机图形设计工程技术的进步主要有以下几点：模具CAD技术和应用逐渐成熟;基于数字计算机的图形设计工程集成系统几何已初具规模。电脑辅助制造软件的电子化程度开始逐步提高;数字分析技术开始逐步实施Error! Reference source not found.。1.2模具工作原理注射模具工作原理：注射成型即是先将固体颗粒物加入到注射机的料斗中，通过温度和螺杆的高速旋转，使塑料融化。融化主要靠的是螺杆旋转产生的剪切作用，经过温度的配合使原料融化。然后在压力的作用下，依次经过喷嘴口、主流道、分流道流入模具左右两个型腔中，待熔料完全充满型腔之后停止注射。之后经过冷却系统的冷却，熔料由熔融状态转变成了固态。等到熔料全部凝固之后打开模具，用推杆将塑件推出，最后将模具闭合这就是其工作的主要过程。2 2药瓶盖成型工艺性分析2.1药瓶盖结构分析本次所选课题是药瓶盖注塑模具设计，按照指导老师所给任务书中的药瓶盖二维零件图，进行了药瓶盖三维图的绘制，在展开本次模具结构设计以及拟定研究方案之前需要对药瓶盖的结构进行大致分析，在这个基础上才能设计出合理的模具结构方案，对药瓶盖结构进行分析，此类塑料产品属于盒盖类塑料产品。整体呈圆形，外部和内部结构不复杂，最大直径为80mm，最高处为25mm。完成了药瓶盖二维图和三维图的绘制，如下图所示药瓶盖二维零件图药瓶盖三维图2.2药瓶盖材料选择2.3 塑料水杯材料分析2.3.1 塑料水杯材料选择塑件的材料是由产品使用性质决定的，由于是塑料水杯，首先此产品必须有一定的机械强度和硬度来满足所承受外力起到保护作用。其次还要有良好的耐磨性，不至于在多次使用后，底盖表面出现划痕对使用者皮肤造成伤害，在所发任务书上已经注明本次设计的材质为PP.2.3.2 PP材料性能相关分析而获得优异成型性能与高效使用性能。PP是塑料零件的基础原料之一，使用PP材料是因为它具有优异的无色，无味，无毒，无害，流动性好，具有优异成型性的优点，并且对满足加工塑料水杯的各项要求。下面将详细分析PP材料材料的基本特性和模具的成型特性。 （1）基本特性PP材料的用途广泛，使用程度仅次于塑料制品中的PVC和聚乙烯PE。PP材料的密度为，物理性能良好，但是在化学性能方面存在缺点，例如，PP材料的耐热性低，在会导致模具成型后收缩，将塑料水杯从模具中取出并冷却后，尺寸会适当减小一部分。减小体积虽然不会影响大多数塑料零件的使用，但是当塑料零件的尺寸精度很高时，不建议采用。在正常的成型温度下，对于PP材料，其收缩率仅为至，而这些螺纹塑料零件的成型收缩、壁厚和熔融温度对产品使用的影响很小，综合前文分析PP材料仍是合适选择。此外，PP材料容易产生焊接痕迹，因此在设计注塑模具的注射系统时，必须考虑材料流动的阻力，以减少焊接痕迹的发生。 （2）成型特性塑料的成型性能对塑料零件质量的影响非常重大，本文从以下几个方面进行探讨：（1）吸湿性，表示材料的对水的吸收程度，由于PP材料的低吸湿性故不易分解。 （2）流动性，树脂聚合物的另一个重要特性是塑料的流动性，因为温度高于粘性流动温度，这引起大分子之间的滑动。PP材料具有良好的流动性，溢流值约为0.03mm，可有效防止闪烁。 （3）内应力，由于PP材料容易产生内应力，导致材料易裂或易碎，因此塑料部件的厚度必须较厚，突起，凹槽或倒角必须有平滑的过渡，并且必须是均匀的，才能有效降低内部应力。（4）温度影响，如果温度太低，塑料零件的外观质量可能变差，产生变形或出现收缩孔。为了提高成品率，必须适当提高机筒的温度和注射模具的温度。 2.3.3 PP材料的注射工艺相关参数螺杆转速/(r/min)400喷嘴的形式选用直通式喷嘴温度为： 175185料筒相关温度78摄氏度前料筒 175195中料筒 160185后料筒 149175模具温度 5080oC 注射时间(s)： 35成型周期(s)： 4070注射压力/mpa 6090保压力/mpa3050保压时间长度(秒)：1530秒冷却时间长度(秒)：1530秒注射时间长度/s 20903 注射机型号的选择3.1注射成型机的选择经过三维建模后，通过UG建模设计分析计算得药瓶盖体积：塑件质量属性塑件体积：V=21.9cm；查有关资料可知PP的密度为0.91g/mm 则单件塑件重量m19.9g。由于塑件体积中等，塑件结构简单，按照老师要求拟定型腔数目是一模一腔。对浇注系统凝料体积按照0.3倍的塑件总体积进行估算 （式2-1） (式2-2）得28.5cm，所以35.5cm。根据以上计算，初步选择理论注射量为250cm，注塑机型号为XS-ZY-250。以下是该型号注塑机的主要参数。注射机XSZY250参数： 额定注射量：250mm最大成型面积：500cm 柱塞直径：50mm注射压力：130Mpa模板尺寸：575520（mmmm）拉杆空间：448373(mmmm)锁模力：1800KN喷嘴圆弧半径：12mm喷嘴孔径：3mm定位孔直径：55mm最大开模行程：500mm模具最大厚度：350mm模具最少厚度：200mm 3.2型腔的布置在确定型腔数目多少的时候，不仅要考虑药瓶盖精度，和生产批量，更要考虑塑件体积大小及结构难易程度，和药瓶盖形状，由于塑件体积较大，采用一模一腔结构。产品的中轴线在模具的中轴线下方，型腔排布如图所示。型腔的分布3.3分型面的选择 将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。根据分型面时一般应遵循以下几项基本原则： 1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处； 2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边，尽可能凹模成型塑件外表面 3）保证塑件的精度要求； 4）满足塑件的外观质量要求；依据分型面的设计选择原则和药瓶盖的外形结构，综合分析后决定将分型面选在塑料制品的下表面处，这样的选择方法不仅不会影响产品的外观质量，而且还与分型面最大轮廓原则相符合。相反，如果将分型面选在药瓶盖的上表面处，注塑成型之后不仅会使零件表面有质量问题，而且会使得塑件制品脱模难度加大。因此，选择药瓶盖的下表面作为本次模具设计的分型面。图3.2分型面的位置 3.4 模架的确定 由GB/T12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可选择三板模模架， 由于自己选择的点浇口，自己查阅有关三板模具的资料，相对于二板模具，三板模具更加复杂，多了很多零部件，例如小拉杆，尼龙扣，长导柱等。三板模具大致结构如图所示。模具中的排气缝隙尺寸大小为1mm定模板（A板）的厚度大小为： A=60mm动模板（B板）的厚度大小为: B=90 mm模架的垫块（C板）厚尺寸为: C=80 mm模具的整体厚度尺寸为：H模=316mm由上述数据列表可得知，较为合适的模架可以选择龙记的DCI型号DCI-2730A80B60C90.4.浇注系统设计 浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内留经的通道。浇注系统通常由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成 4.1 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。主流道是熔体最先流经模具的部分,它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。 主流道可以理解成从注塑机喷嘴开始到分流道止的熔融塑料的流动通道。主流道通常位于模具的中心，是塑料熔体的入口，为了便于熔融塑料在注射时能顺利的流入，开模时又能使冷却后的主流道凝料从主浇道中顺利地拔出，主浇道的形状设计成圆锥形，内壁必须光滑，表面光洁度一般应有8。4.1.1主流道尺寸确定 根据选用的XS-ZY-250型号注射机的相关尺寸得： 喷嘴前端孔径：=4mm； 喷嘴前端球面半径：= 12mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系 R =+ (12)mm (4.1) d =+ (0.51)mm (4.2) 取主流道球面半径：R=14mm； 取主流道小端直径：d=5mm 为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为26度，经换算得主流道大端直径为10mm。4.1.2浇口套的设计主流道并不是直接按照整体式来装配在模具座板之上，而是由于其与注射机的喷嘴处要对接，这样便会有接触和摩擦，因此要将其设计为可以随时拆卸的形式，与定位环互相配合然后安装于在定模的座板上面，那么我们应该将固定盘高出定模上端面高度尺寸范围控制在5到10毫米之间。4.2 分流道的设计主流道与浇口之间的通道称为分流道。采用直接浇道的模具可以省去分浇道，但在多型腔模具中分流道是必不可少的。常用的分流道截面形状有圆形、正方形、梯形、U形、半圆形和正六角等。浇道的截面积越大，压力的损失越小；浇道的表面积越小，热量的损失越小。用浇道的截面积和表面积的比值来表示浇道的效率，效率越高，浇道的设计越合理。 不同截面的分流道的效率各类截面中圆形、正方形的效率最高（即比表面积最小），但正方形流道的凝料脱模困难。实际使用的是具有510斜度的梯形流道。U字形是梯形流道的变异。当分型面为平面时，可采用圆形或六角形截面的分流道；三板式模具点浇口类型的分流道截面常常采用梯形截面。这样的截面只需在一侧加工，很容易加工。本模具设计分流道截面也选择梯形形状，所以本模具梯形截面上底宽度D6mm，这也符合加工刀具选择,分流道结构如图所示。4.3 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。浇口的选择与模具和零件的布置有一定关系，本次设计的模具为三板式模具，采用点浇口，原因已经在第二章中阐述，大致确定浇口的形式和位置如下图方式。点浇口位置4.4拉料杆设计三板点浇口模具的冷料穴不同于两板模模具，冷料穴通常设置于分流道的微端，用于存储生产中出现固化的冷料。三板模模具拉料杆不同于两板模模具Z形拉料杆，三板模模具采用的拉料杆是球形拉料杆，球形拉料杆安装在定模板、定模座板和脱料板之间。5 成型零件的设计及尺寸计算模具关起来的时候，填充模具的这些地方就是型腔。成型零部件就是模具型腔里面的零部件。塑料产品跟成型零部件是紧密接触的，成型零部件的一些地方会受到塑料熔体的压力，产品的外形如何，精确度有多高都跟它有很它的关系，所以说在设计成型零部件这个部分是非常关键的。5.1成型零件的结构设计1、 型腔的结构设计型腔分为组合式和整体式，选取方式主要由制品的形状、尺寸、使用要求和生产方式等确定的。药瓶盖设计中采用整体式型腔,充分利用整体式型腔并不复杂的结构形式,而且组合式型腔会在生产塑料制品的时候留下缝痕迹，影响塑料制品的外观质量，所以对于外观件产品不常采用，整体的具有以下特点塑性差,稳定不易变形,制品表面光滑,对零部件的需求量较少,对束缚模具外形有很大的作用的特点。采用4颗M845L螺钉固定于定模板。2、 型芯的结构设计型芯是用来成型塑料制品的内表面的成型零件。对于药瓶盖内部结构也极简单，也采用整体式型芯。采用4颗M845L螺钉固定于动模板。5.2成型零件工作尺寸的计算这个尺寸是指直接参与到生产中的部分零件尺寸，因为与成品的成型直接相关，所以精度的把控十分重要，所以设计过程要十分的谨慎，不能以经验来判定设计的好坏，而是要以数据做支撑进行设计。本设计中零件工作尺寸的计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算，已给出这PP的成型收缩率为0.005，模具的制造公差取z=/3。1、型腔径向尺寸的计算 2、型腔高度尺寸的计算 3、型芯径向尺寸的计算 4、型芯高度尺寸的计算6 推出机构的设计 注塑成型的每一个循环中，都必须使药瓶盖从型芯上脱出，注塑模具上这种脱出药瓶盖的机构称为脱模机构（或称推出、顶出机构）。6.1脱模力的计算像药瓶盖这类盒盖类产品，通常采用下列公式来计算其脱模力： 式中 -药瓶盖包紧型芯部分的断面周长（cm）; -药瓶盖被包紧部分的深度（cm）; -由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取； -磨擦系数，一般取； -脱模斜度；代入数据，通过上述公式计算约为。6.2 脱模机构的选择在塑料冷却后不能直接用手将塑件拿出来，所以需要机械结构的推出系统，常见的推出机构有推杆，推管，推板和推块等，各个推出机构都有自己适合推出的产品结构。比如大型深腔薄壁类的产品适合推板推出，细长螺柱孔、圆筒形和环形制品适合推管推出，所以在选择推出结构的时候，首先要分析药瓶盖的结构，产品属于壳类产品，里面结构不复杂，有足够的空间布置顶杆。所以本次设计的推出机构是采用推杆顶出药瓶盖。 6.4脱模机构的布置 为能使能够顺利顶出药瓶盖，达到良好的退出效果。推出机构的合理分布必不可少，在布置推杆时候应考虑以下布局的原则:(1)应设置在滑块投影面内;(2)有深槽深孔部位附近;(3)加强筋部位;(4)局部壁厚部位;(5)有金属嵌件部位附近;(6)结构复杂部位。将推杆分布如图所示，在依靠5根推杆共同作用下顺利完成药瓶盖的脱模。推杆的分布6.5 导向机构设计我们设置推杆的位置应是最有利于推出成品的位置，一般选择在推出时阻力最大的位置。但因为模具并不是一次性工具，推杆推出塑件时难免会留下划痕，而且反复的开模闭模会导致推杆位置的变化，所以我们需要设置推杆自身的导向还有复位零件。 导向机构在模具中起到了重要的作用，为延长模具寿命和保证塑件精度贡献了巨大的力量。导向机构还克服了模具工作中产生的各种侧向应力，本次设计采用导柱导向机构。在设计导柱结构时应注意以下问题：1. 导柱必须保证能在工作的任何时间将凹模与凸模同时接触。从而避免了凸模等其它零件与凹模发生碰撞从而减少模具的使用寿命。2. 本次设计中为使工作时的模具更容易进入导柱孔，导柱一端采用球面。3. 由于模具应尽可能长久的工作，而工作过程中会有各种各样横向的力，所以导柱应选择强度高的材料。4. 导柱应使端部保持光滑使工作更顺畅。 7冷却系统设计因为每一种塑料产品的性能不一样，加工时候工艺要求不一样，所以模具的温度的需求也就不一样。通常熔体的温度在两百度左右就可以了，固化之后，模具的温度在60度就可以将产品拿出来，对模具进行冷却的时候用的是冷却水进行的，将热量带走。针对模具温度比较低的，只需要将冷却系统设置好就可以了，这样的话只要对水量进行控制就可以了。7.1冷却水道设计的要点 1 进行冷却的孔越多，那么产品冷却的时候就更加的等称。2 用来进行冷却的孔，跟这个型腔的面距离要一样。3 在塑料产品某一处厚的地方，要安装冷却的设备。如果冷却孔直径大小是D,那么孔跟孔之间的距离是5D，孔离型腔是3D。4 加工的塑料产品是比较大的，或者是比较薄的时候，物料流通的距离是非常长的，那么物料的温度就没有那么高了，所以冷却孔的密度就要降低。7.2 冷却系统的简单计算（1）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量Q5 查表4-35直接可知聚乙烯的单位热流量Q5的值的范围在（590-690）KJ/kg 之间。故可取=590KJ/kg。（2）计算冷却水的体积流量qv 设冷却水道入口的水温为,出水口的水温为，取水的密度，水的比热容为C=4.187/(kg),则根据公式可得：Q=3.8410-5（3）确定冷却水路的直径d 当Q=3.8410-3m3/min时，为了使冷却水处于湍流状态，取模具冷却水管的直径 d=mm。（4）冷却水在管内的流速 V=1.5m/s（5）求冷却管壁与水交界面的膜传热系数 h 因为平均水温为3.5，查手册可得，则有=2.85KJ/m（6）计算冷却水通道的导热总面积 A A=0.0038 8 主要参数的校核8.1注射压力的校核塑料成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型，喷嘴形式、塑件形状以及浇注系统的压力损失等因素决定的。对于粘度较大的塑料以及形状细薄、流程长的塑件，注射压力应取大些。注射压力的校核是核定注射机的额定注射压力是否大于成型时所需要的注射压力。注射压力的校核公式为： 式（8-1） 式中，p为注射机的额定注射压力， ； 为注射成型时的所需用的注射压力，；经过查资料，取100MPa 为注射压力安全系数。，常取=1.251.4； ；符合要求。8.2锁模力的校核注塑时塑料熔体进入型腔内仍然存在较大的压力，它会使模具从分型面涨开。为了平衡塑料熔体的压力，锁紧模具保证塑件的质量，注射机必须提供足够的锁模力。锁模力的校核公式为： 式中 F注射机的额定锁模力，KN； A制件和流道在分型面上的投影面积之和，cm；p型腔的平均压力，；经过查资料，取30MPaK安全系数，通常K=1.11.2；将数据带入公式得：,符合要求。8.3模具厚度校核模具的厚度（闭合高度）必须满足下式： HminHm150mm，所以该注塑机的开模行程符合要求。即该注塑机的开模行程符合要求。由以上对各参数的效核可知该8.5开合模原理三板模一共有三次分型，第一次在脱料板与定模座板之间，第二次在脱料板与定模板之间，第三次在定模板与动模板之间1. 当动模侧起始受到注塑机自身提供的拉力时，动模和定模之间由于装有开闭器【阻尼扣】，而脱料板与定模座板之间没有任何连结和阻碍（多数情况下小拉杆上还装有弹簧），这时在拉力作用下，脱料板与定模座板首先分开，定模座板随着公模板一起向后运动，运动到设定距离时，被小拉杆限位块挡住，2. 定模板随注塑机继续向后运动，这样小拉杆也被带动，它又带动脱料板运动一个设定距离，以便将料头打下，这个设定距离运动完后，小拉杆与定模座板都停止运动3. 注塑机继续向后运动，拉力不断加大，超过开闭器锁模力，定模板与动模板分开，分开到设定距离时停止不动4. 在注塑机顶杆的推动下，顶针板带动顶出机构（顶针，司筒，斜顶等）开始顶出运动，将成品顶出（自动落下或由机械手取走）23 结 论课程设计是学生毕业前最后一个重要实践环节，是学习深化与升华的重要过程。它既是学生学习、研究与实践成果的全面总结，又是对学生素质与能力的一次全面检验，而且还是对学生的毕业资格及学位资格认证的重要依据。本课题是为显示器外壳设计一套注射模具，对模具设计的相关原理进行了详细的论述，根据其原理确定了合理的模具方案，并对设计进行了详细的校核，提出了改进方案。论文研究的主要成果有：针对显示器外壳的形状特点，设计出一副注塑模具。并从此显示器外壳的结构工艺性，具体模具结构出发，着重对模具的浇注系统，模具成型部分的结构、自动脱螺纹机构、冷却系统、注塑机的选择都进行了详细的设计，并对关键受压承重部分以及注射机的参数进行反复的校核，同时还编制了典型模具零件的加工工艺。通过对整个设计详细的校核，表明该模具足以达到显示器外壳所要求的加工强度。通过本次课程设计使我对机械设计制造及其自动化专业有了更为深刻的认识，系统的掌握了模具设计过程，使个人能力得到很大的提高。致 谢 非常感谢这次课程设计中，指导老师以及各位评审老师的指导和建议，以及设计过程中遇到难题，各位同学的帮助，让我思路更清晰，方法更可靠的完成了本次设计，掌握了软件功能的熟练使用，和专业知识的深层次理解，让我对这个行业更进一步的了解并且怀有了信心。参考文献 1常芳娥，坚增运.注压成型注塑模具设计.西北工业大学出版社. 2张维合编著，注塑注塑模具设计实用教程M,化学工业出版社，2007.9. 3屈华昌.塑料成型工艺与注塑模具设计.北京:机械工业出版社，1996, 1-3. 4杨洪旗.注塑模具设计与CAD技术J. CAD/CAM计算机辅助设计与制造，2000. 5黄虹.塑料成型加工与注塑模具.北京:化学工业出版社,2003. 6黄雁, 彭华太.塑料注
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