塑料瓶盖模具设计及其型腔仿真加工设计说明书

塑料瓶盖模具设计及其型腔仿真加工设计说明书内容摘要：

射机的参数有关，而工厂里的注射机的规格又是确定的，根据文献 [6]中的 P574， 表 529 常用注射机技术规格及特性中查出 ,使用的注射机型号为 XSZY60。 下表为 XSZY60 型注射机的参数： 螺杆直径  38mm 最大注射容量 60g 注射压力 122MPa 锁模力 500kN 最大注射面积 130cm2 最大模具厚度 200mm 最小模具厚度 70mm 模板最大距离 380mm 模板行程 180mm 喷嘴圆弧半径 12mm 喷嘴孔径 4 mm 喷嘴移动距离 120mm 定位孔直径  mm 顶出形式 中心 顶杆，机械顶出 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2020 93 具体设计 分型面的确定 分型面的确定要遵守以下原则： （ 1） 分型面塑件应尽可能留在动模或下模，以便从动模或下模顶出，简化模具结构。 （ 2） 分型面塑件留于动模时，应考虑最简顶出形式，简化模具结构。 （ 3） 塑件有侧抽芯时，应尽可能放在动模或下模部分，避免定模或下模侧抽芯。 （ 4） 塑件有多组抽芯时，应尽量避免长端侧抽芯。 （ 5） 头部有圆弧的塑件，采用圆弧部分分型会损伤塑件外观。 一般应选择在头部下端分型。 （ 6） 一般塑件分型面的选择，应考虑到塑件的外观，尽量避免塑件表面留有分型痕迹。 （ 7） 有同心度要求的塑件，应尽可能将型腔设在同一分型面上。 （ 8） 一般分型面应尽可能设在塑料流动方向的末端，以利于排气。 本模具设计分型面选择塑件的主体与仿伪圈之间的平面，如下图所示： 图 31 分型面位置 分型结构 的设计 由于本设计采用的三 分型面结构，所以在模具分型时必须要注意几个点，一 是第一次分型的位置，二是第二次分型的位置， 三是第三次分型的位置。 其结构如下图： 塑料瓶盖 模具设计 及其型腔仿真加工 10 32 装配示意图 开模时定模座板、拉板、和拉料销同时动作，实现 一 分型面分型；模具继续分模，待拉板与挡销接合时，由于锁扣组件的作用，拉板开始被强制分开，实现 二 分型面分型，随着分模的继续进行，浇口会在自重的作用下落入收集箱；模具继续分模，待垫圈与定模板接合时，锁扣组件开始被强制分开，实现 三 分型面分型。 浇注系统的设计 浇 注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，到进入模具型腔以前所流经的一段路程的总称。 浇注系统是由主流道、分流道、进料口、冷料穴等组成。 根据文献[6]中的 P559，在设计浇注系统时应考虑以下设计原则： （ 1） 浇口要设在不影响塑件外观质量的地方及部位； （ 2） 浇注系统应适应塑料的成型特性，以保证成型周期及塑件质量； （ 3） 浇注系统根据型腔数的多少和布局确定； （ 4） 浇注系统根据成型塑件的形状及尺寸确定； （ 5） 浇注系统尽量采用短流程，以减少热量和压力的损耗及节约原材料； （ 6） 浇注系统应有利于良好的排气，并防止型芯 的变形及嵌件的位移； （ 7） 浇注系统的确定应考虑注射机的安装尺寸，防止单边安装。 主流道的设计 主流道为从注射机喷嘴开始到分流为止的熔融塑料的流动通道。 它与注射机喷嘴在同一直线上。 本模具设计采用浇口套的形式镶入模板中。 如下图所示。 为防止浇口套被注射机喷嘴撞伤，应采取淬火处理使其具有一定的硬度。 主流道的基本尺寸通常取决于两个方面：第一个方面是所使用的塑料种类，所成型的制品质量和壁厚大小。 关于主流道的基本尺寸的选定参考下表： 表 31主流道直径参考表 制品质量 /g D/mm R/mm 0～ 20 3 20～ 40 4 1 40～ 150 5 1 150～ 300 6 2 300～ 500 8 2 500～ 1500 10 2 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2020 11 第二个方面，注射机喷嘴的几何参数与主流道尺寸的关系，如图所示。 a） 与喷嘴接触的始端直径与喷嘴直径的关系为 D = d + ( ～ 1)㎜ =4+1=5㎜； b） 球面凹坑半径 R2 = R1 + (1 ～ 3)㎜ =12+2=14㎜ 半锥角α = 2176。 ～ 4176。 取 4176。 ； c） 尽可能缩短主流道的长度 L 图 33 浇口套与注 塑机喷嘴关系 为防止注射机喷嘴与浇口套两部分相接触处由于有间隙而产生的溢料，浇口套的球半径应比喷嘴的球半径大 2mm～ 5mm，主流道的小端尺寸应比喷嘴孔尺寸稍大，这样可以使喷嘴与浇口套对位容易。 本模具设计采用的 注射机是 XS－ ZY－ 60，其喷嘴球径为 12mm，取 浇口套的球半径为 20mm。 另外，为使浇口套中的塑料容易脱离主流道，应设有脱模斜度，这个斜度一般最小不小于 1176。 ，最大不超过 4176。 主流道的脱模斜度不能过大，否则在注塑时会产生涡流和流速过慢等现象。 主流道应保持光滑的表面，避免留有影响塑料流动和脱模的尖角毛刺等。 分流道的设计 分流道是指主流道与浇口 (进料口 )之间的一段通道。 分流道的表面不必要求很光，因为分流道表面不很光滑，能使熔融塑料的冷却皮层固定，有利于保温。 分流道的截面宜采用梯形及圆形截面，其作用是通过流道截面及方向变化，使熔料能平稳地转换流向注入型腔。 设计时，分流道应平衡布置，特别是对于多型腔模具，应尽量使其布置均衡，使熔料几乎能同时到达每个型腔的进料口。 并且，分流道截面积应为各进料口截面积之和，各分流道的截面积和长度应与塑件相适应，即大塑件取大截面短流道，小塑件取小截面长流道，以保证成型不同形状 和重量的塑件时所有型腔能同时充满。 本模具设计中所有型腔体积相同，所以分流道设计采用等截面和等距离。 如果各型腔体积形状不相等，则分流道设计必须在流速相等的条件下，采用不等截面来达到流量不等，这样也可以达到同时填充的目的。 同时，还要用改变流道长度的办法来调节阻力大小，以保证各个型腔同时填充。 本设计中，分流道塑料瓶盖 模具设计 及其型腔仿真加工 12 的排列方式是 H 形排列，以保证所有型腔同时充满。 根据文献 模具设计与加工速查手册 中 的 P561，分流道直径计算如下： 分流道直径 ( 1 / 2 1 ) ( 1 / 2 1 ) 11 ( 5. 5 11 )d D m m       （ 36） 式中 D—— 主流道的大端直径 常用分流道尺寸，根据文献 [5]中的 P561,可从下表中查出， 所以选择 6d mm 表 32 常用分流道系列尺寸 D（ MM） 4 6 8 10 12 图 34 分流道的排布 浇口的设计 浇口是连接分流道与型腔的一段细短通道。 它的作用是增加和控制塑料进入型腔的流速并封闭装填在型腔内的塑料，以保证充填实，确保制品质量。 浇口类型的选择取决于制品外观的要求、尺寸和形状的制约以及所使用的塑料种类等因素。 浇口的截面积一般为分流道截面积的 3% 9%，截面形状多为矩形或圆形，浇口的长度约为。 在设计浇口时，应取较小值，以便在试模时加以逐步修正。 冷却装置设计 本机构的冷却装置采用 环形 冷却水道，如图： 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2020 13 图 35 冷却水道的 设计 推出机构设计 推出机构的作用是塑件成型后，顺利地把塑件及浇道凝料推出模外。 推出机构一般由推杆、推管、推板、推杆固定板等零件组成。 在设置推出机构时，首先需要确定当模具开启后，制品的留模形式（留动模部分或留定模部分），推出机构必须是建立在制品所滞留的模具部分中。 通常，由于注塑机的推出机构设置在动模板一侧，因此大多数模具的推出机构是安装在动模中的。 根据文献 [6]中的 P590P593。 推出机构的设计原则： (1)模具的推出机构必须有足够的强度及刚度，使塑件出模后不致于变形； (2)推力要均匀。 推 力面尽可能要大，其推力应设计在塑件承受力较大的地方如筋部、凸缘及壳体壁部等部位； (3)推件不应设计在零件外表面，以免影响塑件外观质量； (4)推出系统要动作灵敏可靠、动作平稳并便于更换与维修。 推出机构的类型： (1)推杆推出机构的结构特点：塑件成型后，能一次被推出。 设计要点：推杆的直径不要过细，应有足够的强度承受推力；推杆的端面应距离型腔或镶件的平面；推杆应作淬硬处理。 (2)推管推出机构 适用于环形、桶形塑件或塑件上中心带孔部分的顶出，过薄的塑件尽量不要用这种机构，因为过薄的推 管加工困难，且易损坏。 (3)推板推出机构 其主要特点是在制件表面不留下顶出痕迹，同时塑件受力均匀，顶出平稳，适用于各种容器、桶形制品及中心带孔塑件。 (4)气压推出机构 它是推出薄壁深腔壳型塑件最简单有效的方法，特别是成型车间设有压缩空气管路，采用此法更加经济合理。 (5)推块推出机构 中间有孔的平块状带凸缘塑件，易采用这种机构，它的结构形式及与推出板的固定方法与推杆相似。 根据以上原则及推出机构的类型，以及制品的结构特征，选用推杆推出机构。 塑料瓶盖 模具设计 及其型腔仿真加工 14 推杆 推杆多为圆形结构，细长杆可将后部加粗成台阶形，配 合间隙要求小的推杆，其推杆端部应设计成锥形。 推杆应尽量短，推出时，一般将塑件推到高于型腔（或型芯） 10mm 左右即可。 推杆的端面应高出所在型腔的底面或型芯顶面。 推杆与其配合孔采用 H6/f6 配合，保持一定同轴度。 推杆数量在保证推出前提下，越少越好。 在推杆推出机构中一定要设计复位机构。 推杆需要进行淬火处理，使其具有足够的强度和耐磨性。 本设计采用φ 16mm 的圆形推杆。 复位杆 推 杆在将制品顶出后，其顶端位置会高于型芯（型腔）表。