【正文】 .............................................. 39 致 謝 .............................................................. 40 參考資料 ............................................................ 41 I 摘 要 本次設(shè)計(jì)主要對(duì)雪碧瓶蓋注射模的設(shè)計(jì)，包括方案分析及確定、尺寸計(jì)算、 模具結(jié)構(gòu)計(jì)算等內(nèi)容。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)，有 69%～ 90%工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在有大程度上都依賴于模具生產(chǎn)，特別是汽車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。當(dāng)前，整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)劇烈。m－ 3181。m 以內(nèi)，這就要求發(fā)展超精加工工藝。 多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具已有一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠使用率甚至已達(dá) 80%以上，效果十分明顯。在注射成型中，影響成型件精度的 最大因素是成型收縮，高壓注射成型可減小樹脂收縮率，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，因此模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。 目前 是多品種小批量生產(chǎn)的時(shí)代， 在 21世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá) 75%以上。 隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，同時(shí)對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度將提出越來越高的要求。 國(guó)內(nèi)塑性成型技術(shù)與國(guó)外相比還有一定的差距，加入 WTO 后，為了塑性成型技術(shù)逐步提高達(dá)到國(guó)際水平，尚需在如下六方面努力： 3 有限元分析金屬流動(dòng)；數(shù)值仿真金屬流動(dòng)；成型工藝過程模擬；納米材料成型；快速原形成型。 數(shù)控；電火花；線切割；超精密加工；高速銑削；計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)；快速模具制造；柔性制造系統(tǒng)；敏捷制造系統(tǒng)；智能制造系統(tǒng)；協(xié)同制造系統(tǒng)；綠色制造系統(tǒng)；信息管理系統(tǒng)。且塑件本身壁厚較小、均勻，適合于大批大量的注塑模具生產(chǎn)。查相關(guān)手冊(cè)可知，該塑件的壁厚均為 1mm 在其最小壁厚范圍內(nèi)。在無特殊要求時(shí)，塑件連接處均應(yīng)有不小于 ～ 1mm 的圓角。 中文名：低密度聚乙烯。密度為 ～ ，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，具有較好的柔軟性、耐沖擊性及透明性，但和其他塑料相比機(jī)械強(qiáng)度低，表面硬度差。在熱、光、氧氣的作用 下會(huì)產(chǎn)生老化和變脆。冷卻速度快，必須充分冷卻，設(shè)計(jì)模具時(shí)要設(shè)冷料穴和冷卻系統(tǒng)。應(yīng)注意選擇澆口位置。 ～ 82oC 抗拉屈服強(qiáng)度 :22～ 39MPa。 ： 225MPa。 ：直通式。 ： 30～ 45oC。 ： 15～ 60s。 外徑 :28mm 壁厚 :1mm 內(nèi)徑 :16mm 壁厚 :1mm 由體積計(jì)算公式可計(jì)算得塑件的近似體積得 : V 塑 =? S*H = 查得 LDPE(低密度聚乙烯 )密度約為 : 3/ cmg?? 由公式 vw ?? 代入數(shù)據(jù)可得塑件的質(zhì)量為： W 塑 =V 塑 r 塑 =(g)。 ，以便停止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。采用對(duì)稱平衡的排布，如下圖 51示： 圖 51 型腔數(shù)目及排布圖 10 第 6章 分型面的選擇 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面 .一副模具根據(jù)需要可能有一個(gè)或兩個(gè)以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜 . （ 1）開模是應(yīng)盡量使塑件留在動(dòng)模內(nèi)； （ 2）應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯； （ 3）應(yīng)合理塑件在型腔中的方位。 本塑件屬于薄壁殼小型塑件，塑件冷卻時(shí)會(huì)因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模和精度要求角度考慮，應(yīng)有利于塑件滯留在動(dòng)模一側(cè)，以便于脫模，而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀，以及尺寸精度。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件熔體的流動(dòng)平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計(jì)合理、盡量減少塑料的消耗。 本塑件采用無拉料桿的冷料穴。因此可用流道截面積與其周長(zhǎng)的比值來表示流道的效率。 本塑件屬于小型塑件，用一模多腔，其表面要求較高，而點(diǎn)澆口截面積小，對(duì)于纖維增強(qiáng)的塑料，澆口斷開時(shí)不會(huì)損傷塑件表面，故而確定采用點(diǎn)澆口。 （ 7）根據(jù)以上原則，瓶蓋屬于圓筒類制品，故而采用中心澆口。 排氣方式：排氣槽一般通常開設(shè)在分型面上凹模一邊，位置位于塑料熔體流動(dòng)的末端。 注：在工廠中，可以利用推桿和模板間的間隙；模板和型芯定位孔；模板和鑲塊的縫隙；側(cè)抽芯和型腔板的間隙；定?；顒?dòng)型芯和定面板的間隙等排氣。 先將粉狀或粒狀從注射機(jī)的料斗中送進(jìn)配備加熱裝置的料筒中，塑化成熔融狀態(tài)；然后，在柱塞的推動(dòng)下，塑料熔體被壓縮，并以極快的速度向前經(jīng)噴嘴注入到模具型腔中，最后充滿型腔的 熔體經(jīng)過保壓、冷卻而固華成塑件開模取出。料筒內(nèi)同一橫截面上不同徑距的質(zhì) 15 點(diǎn)有著梯度變化的流速，結(jié)果靠料筒軸心的流速快，靠近料筒壁的流速慢。 （ 2）按傳動(dòng)方式可分為 機(jī)械式、液壓式和液壓、機(jī)械聯(lián)合式。而構(gòu)成這個(gè)型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模，凸模、小型芯、螺紋型芯或型環(huán)等。凹模有整體結(jié)構(gòu)式和組合式。 對(duì)于形狀復(fù)雜的塑件或難于機(jī)械加工的整體式凹模，為了節(jié)省貴金屬，便于型腔加工， 減少熱處理，通常采用組合式凹模。 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模，即型芯，是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式。 由瓶蓋的特殊結(jié)構(gòu)，有兩層，內(nèi)有螺絲，采用鑲件組合式凸模。 Smax、 Smin分別是制品的最大收縮率和制品的最小收縮率。 LDPE 制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，預(yù)定的收縮率的最大值和最小值分別取 %和 %。)C1S177。)LM1S+Δ ]0δ z =[(1+%) 26+ ]= (L1)0+δ z=[(1+s175。)CXS177。) ]0+δ z =[(1+%) ]+=+ mmLsLZZ sMM0040202]%)[(]21)1[()(??????????????? ?? mmHsH ZZ MSM04000]%)[(]21)1[()(?????????????? ?? 19 圖A 圖B 圖cl,1 圖 C中，螺紋型芯與大型芯的配合采用 H8/f8。)lQ2S+Δ ]0δ z =[(1+%) 9+]= 計(jì)算螺紋型芯的工作尺寸： （ 1）螺紋型芯大徑： (dM大 )0δ z=[(1+s175。 將數(shù)據(jù)代入以上公式計(jì)算得： (dM大 )0δ z=[(1+%) 14+]= (dM中 )0δ z=[(1+%) +]= (dM小 )0δ z=[(1+%) +]= 注射模在其工作過程需要承受多種外力，如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。 因在設(shè)計(jì)時(shí)采用的是鑲嵌式圓形型腔。 定位 件用 模具閉合后，保證動(dòng)定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確，在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。 。 一般在注射模中，動(dòng)、定模之間的導(dǎo)柱既可 設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，視具體情況而定，通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長(zhǎng)的那一側(cè)。 （ 3）壓入式合模銷 在垂直分型 面的模具中，為了保證錐模套中的對(duì)拼凹模相對(duì)位置準(zhǔn)確，常采用兩個(gè)合模銷。 （ 2）為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱的端部應(yīng)該做成圓錐形或半球形的先導(dǎo)部分。 （ 5）導(dǎo)柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)。 （ 3）凸臺(tái)式導(dǎo)套 主要用于固定式模具中的推出機(jī)構(gòu)。 （ 2）對(duì)于大型注射模，當(dāng)開模力過大時(shí)，為了防止導(dǎo)套拔出，應(yīng)在導(dǎo)套上部加裝蓋板。 導(dǎo)套設(shè)計(jì)及尺寸如下圖 103所示： 圖 103 導(dǎo)套設(shè)計(jì)及尺寸 點(diǎn)澆口形式的雙分型號(hào)面注射模應(yīng)注意使分型面 A的分型號(hào)距離能保證澆注系統(tǒng)凝料順利取出，一般 A分型號(hào)面分型距離為： s=s1+3～ 5mm s—— A 分型面分型距離 (mm)； s1—— 澆注系統(tǒng)凝料在合模方向上的長(zhǎng)度 (mm)。 布局形式如圖 104 所示： 圖 104 導(dǎo)柱排布圖 27 第 11章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成型的每一循環(huán)中，都必須便塑件從模具型腔中型芯上脫出，模具中這種脫出機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)（或推出機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)）。 脫模機(jī)構(gòu)的分類 （ 1）手動(dòng)脫模 它是在開模后，用人工操作推出機(jī)構(gòu)取出塑件。液壓式的頂出力、速度和時(shí)間可通過液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)，但需要專用液壓裝置； （ 4）氣動(dòng)脫模 利用壓縮空氣，通過型腔里微小的頂出氣孔或受氣閥將塑件吹出，氣動(dòng)方式可以真截吹出塑件，且制件表面無任何痕跡，但是需要專用裝置。推管推出機(jī)構(gòu)的常用方式是將主型芯固定于動(dòng)模座板的推管脫模機(jī)構(gòu)。 （ 5）多元聯(lián)合式脫模，對(duì)于某些深腔殼體、薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起、凸肋或金屬嵌件的復(fù)雜制品，為防止其出現(xiàn)缺陷，常采用兩種或兩種以上的推出機(jī) 構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作以完成脫模過程。 二次推出脫模兩次推出的行程一般都有一定的差值，行程大與行程小者既可以同時(shí)動(dòng)作，也可以滯后動(dòng)作。 設(shè)計(jì)原則 ，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作； ，外形良好； :機(jī)械的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度； ： 脫模力是指將塑件從型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力。 經(jīng)計(jì)算 A=，式中 μ 取 ， p 取 1 107Pa，取α = ?45 。 用推件板推出機(jī)構(gòu)中， 為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留～ 的間隙，并用錐面配合，防止推件因偏心而溢料。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或 燒焦（褐色斑紋），同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問題。模具溫度過高，成型收縮 大，脫模后塑件變形率大，而且還容易造成溢料和黏模；模具溫度過低，則熔體流動(dòng)性差，塑件輪廓不清晰，表面會(huì)產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷；當(dāng)模具溫度不均勻時(shí)，型芯和型腔溫度差過大，塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形，會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度。 ，以得到柔軟性、撓曲性、伸長(zhǎng)率較好的塑件。 ，應(yīng)將冷卻管道進(jìn)行串聯(lián)連接。 ，一般為冷卻管道直徑 d的 (1～ 2)倍，管道與管道間的距離一般為 (～ 4)d。 。 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 當(dāng)塑件壁厚均 勻時(shí)，冷卻水道到型腔表面最好距離相等，但是當(dāng)塑件不均勻時(shí)，厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近一些，間距也可適當(dāng)小一些。 合理確定冷卻水管接頭位置 為不影響操作，進(jìn)出口水管接頭通常設(shè)在注射機(jī)背面的模具同一側(cè)。根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)，采用孔徑為 8mm 的冷卻水道。； 螺旋式 其特點(diǎn)是使冷卻水在模具中產(chǎn)生螺旋狀態(tài)回路，冷卻效果好，但制造比較麻煩。 冷卻系統(tǒng)對(duì)應(yīng)不同的 冷卻裝置有不同的零件，主要有以下幾種： ，一般由黃銅制成，對(duì)要求不高的模具也可用一般結(jié)構(gòu)鋼制成。 ，主要用來使螺塞或水管接頭與冷卻通道連接不泄漏。 (模具實(shí)際工作過程中，這些熱量應(yīng)分別由凹模和冷卻系統(tǒng)所帶走，因此此處計(jì)算是個(gè)近似值 )。 確定生產(chǎn)周期： 脫冷注 tttt ??? 式中 t 為生產(chǎn)周期（ s）， t 注為注射時(shí)間， t冷為冷卻時(shí)間， t澆為脫模時(shí)間，由《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》第 237 頁附錄 D 可查得 t注 1560s， t冷 1560s，總周期 t為 40140s； LDPE 的單位熱流量：《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》第 143 頁表 425常用塑料熔體的單位熱流量可查得， LDPE(低密度聚乙烯 )的單位熱流量 Qs為 590690kJ/kg 每小時(shí)需要注射的次數(shù) N=3600/t； 取 t=120s，可求得 N=30 次 . 每小時(shí)的注射量： hkgGNW / ????? 從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量 sQWQ ??總 Qs取 650kJ/kg，代入式中得 hkJkgkJhkgQ /468/650/ ???總 凹模冷卻水質(zhì)體積流量 )( 60/1 進(jìn)出凹 TTCQq v ??? ? 公式參見《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》經(jīng) 145 頁 491 式中 ? 為水的密度 33 /10 mkg ， C1 為水的比熱容 CkgJC ??? / ， T出為水管出口設(shè)定溫度， T進(jìn)為水管進(jìn)口設(shè)定溫度。由以上計(jì)算可得：通水孔直徑取 d=8mm. 如下圖 121： 36 圖 121 中等深度的塑件 37 第 13章 模具的閉模高度和開模行程驗(yàn)算 模具的閉模高度是指模具閉模時(shí)，定模板到模腳下表面的距離，從模具的裝配圖中可知： H=174mm。中間板隨動(dòng)模一起向下運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)行塑料產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)首先要對(duì)成型制品進(jìn)行分析，再考慮澆注系統(tǒng)、型腔的分布、導(dǎo)向推出機(jī)構(gòu)等后續(xù)工作。在設(shè)計(jì)的過程中