【正文】 塑料瓶蓋注塑模具設(shè)計 緒論 、目的及應(yīng)達(dá)到的要求 本設(shè)計主要意義是在我們學(xué)習(xí)完模具設(shè)計與制造的所有專業(yè)課之后，總結(jié)條理以前我們所學(xué)的知識，使之成為一個系統(tǒng)的理論體系，以便于我們在以后的工作中使用。同時也讓我們對模具的設(shè)計與制造有了初步的了解，掌握了查閱資料和使用工具書以及手冊的能力?！?1】 本設(shè)計的目的是在學(xué)生畢業(yè)前夕，將通過畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計的實踐性環(huán)節(jié)，對醫(yī)學(xué)知識進行全面的總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合能力的培訓(xùn)以及擴大模具領(lǐng)域的新知識。具體的要求是： 1． 系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識 。 2． 運用所學(xué)的知識解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實際工程問題，以此進行綜合知識的訓(xùn)練。 3． 通過某項具體工程設(shè)計和實驗研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計和科研的基本過程和基本方法。 4． 提高和運用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價值工程和技術(shù)經(jīng)濟的綜合知識。 由于這里不能上傳完整的畢業(yè)設(shè)計（完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計說明書、相關(guān)圖紙 CAD/PROE、中英文文獻(xiàn)及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容（目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要其他資料的朋友，請加叩扣 :貳二壹伍八玖壹壹五一 2 本課題的國內(nèi)外現(xiàn)狀 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可達(dá) ～ ，表面粗糙度 m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá) 10～ 30 萬次，淬火鋼模達(dá) 50～ 1000 萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距， （ 1）成型工藝 方面 ：多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了 CMOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。但總體上熱流道的采用率達(dá)不 到 10%，與國外的 50%～ 80%相比，差距 （ 2）在制造技術(shù)方面 ： CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當(dāng)數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，美國 EDS 的 UGⅡ、美國Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer、美國 CV 公司的 CADS以及一些塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術(shù)對成型過程，如對充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模 CAD/CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 系統(tǒng)及 CAE 軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況 、能在微機上應(yīng)用且價格低等特點，為進一步普及模具 CAD/CAM （ 3）模具材料方面： 近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如： P20，3Gr2Mo、 PMS、 SMⅠ、 SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重 大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在 30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達(dá)到 70%～ 80%相比，仍有差距。 2.. 我國塑料模具工業(yè)今后的主要發(fā)展趨勢 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將 逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC 塑料管材接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電 我國塑料模具工業(yè) 和今后的主要發(fā)展方向 （ 1） 提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計水平及比例 。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所 （ 2） .在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。 CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具 CAD/CAM 技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型 CAD/CAM 系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題； CAD/CAM 軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設(shè)計與成型過程的 3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的 （ 3） 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù) 。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前 在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成 （ 4） .開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具 。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 （ 5） 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量 和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高 （ 6） .應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要 。 （ 7）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程 。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價 3 國外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 （ 1）模具生產(chǎn)效率高，工期短，人均產(chǎn)值高 。各企業(yè)共同之處是廠房設(shè)備密集，顯得十分擁擠，即使在這樣的條件下，車間管理還是有條不紊，生產(chǎn)效率高。一般模具企業(yè)，人均年產(chǎn)值為 5～ 14 萬美元。 （ 2）專業(yè)分工細(xì)，技術(shù)精益求精，客戶相對穩(wěn)定 。模具企業(yè)專業(yè)分工較細(xì)，生產(chǎn)協(xié)作緊密。每家企業(yè)只生產(chǎn)某一類模具，各家都有自己的拳頭產(chǎn)品，這利于在技術(shù)上精益求精，以利在激烈的競爭中生存發(fā)展。模具廠所需的模具標(biāo)準(zhǔn)件都是外購的，有些零件加工業(yè)是由其他廠協(xié)作。 （ 3）模具企業(yè)帶件生產(chǎn)比較普遍，有利于企業(yè)發(fā)展 。模具作為單件或極小批量產(chǎn)品，技術(shù)密集和精密加工設(shè)備密集，與模具成型制品的大批量生產(chǎn)相比，投入大，產(chǎn)出低，因而制約了模具企業(yè)大發(fā)展。他們注重模具與制品一體化，模具與制品相輔相成，互相促進，有利于模具企業(yè)的發(fā)展。 （ 4）緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)模具，重視開拓海外市場 。模具工業(yè)發(fā)展較快，緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)制造模具是一個重要因素。近幾年 3C 電子產(chǎn)品和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，帶動了模具工業(yè)的發(fā)展。目前模具產(chǎn)值的 76%源自 3C 產(chǎn)品和汽車、摩托車提供的產(chǎn)品。模具行業(yè)以很強的市場敏感性，以最短的生產(chǎn)周期滿足了這些行業(yè)的需求。大陸的許多 3C產(chǎn)品和汽車模 具就來自美國，日本和西歐，以及臺灣。 （ 5） CAD/CAE/CAM 和高速切削加工技術(shù)應(yīng)用廣泛 。他們的模具生產(chǎn)效率較高，市場快速反應(yīng)能力強， CAD/CAE/CAM 技術(shù)和高速切削技術(shù)的普及應(yīng)用，無疑是一個重要因素。 （ 6） 模具企業(yè)對管理的重視程度在加大 ，利用軟體包括管理軟件和工藝流程開發(fā)軟件來提高企業(yè)本身的競爭力，而不僅僅是靜態(tài)得考慮模具的開發(fā)和制造成本，對此企業(yè)向更科學(xué)更系統(tǒng)的現(xiàn)代管理模式發(fā)展。 4．本設(shè)計所要解決的問題 現(xiàn)在生活節(jié)奏的加快和人們對生活品質(zhì)要求的提高以及環(huán)境污染給人們心理上早成的 影響 ,使人們更樂于接受經(jīng)過多層過濾更為安全可靠的純凈水或者礦泉水 ,應(yīng)其而生的經(jīng)濟的瓶子和瓶蓋成為大批量需求的產(chǎn)品 . 在瓶蓋塑料模具的設(shè)計與制造過程中， 根據(jù)所學(xué)的知識和我們在畢業(yè)實習(xí)中所積累的經(jīng)驗，所采用方案如下 :生產(chǎn)效率是第一的考慮 ,所以在結(jié)構(gòu)上確定為一模十二腔 ,同時考慮設(shè)計上模具壽命 ,以及一次生產(chǎn)即可使用而不需要多加工序 ,這些都可以是提高效率的因素 . 礦泉水瓶蓋的應(yīng)用是很廣泛的 ,在結(jié)構(gòu)上必要的保留幾種功能 ,一是內(nèi)螺紋用于旋緊 ,二是需要擋水圈的設(shè)計來取代以往加橡皮墊圈的密封方式 ,三是防偽圈的倒扣設(shè)計 以及和其瓶蓋主題的點連接結(jié)構(gòu) ,以方便瓶蓋的壓入和瓶蓋打開時順利脫離防偽圈而不至產(chǎn)生一塊脫離的現(xiàn)象或者難以旋斷的情況 . 一 工藝性分析 : 塑料的原材料分析 [1] (1)塑件材料選用ＰＰ屬于熱塑性塑料，從使用性能上看，該塑料力學(xué)性能好，可以在１００Ｃ以下使用，若不受外力，則溫度在１５０Ｃ時不會變形，化學(xué)穩(wěn)定性好 ． (2)從成型性能上看該塑料