1、課 程 設 計題 目 飲料瓶托 成型（形）方案擬定及模具設計與制造系 機 電 工 程 系 專 業 模 具 設 計 與 制 造 學生姓名 班級 模具092 學 號 指導教師 職稱 教授 完成日期 年 月 日課 程 設 計 評 閱 書學生姓名 班 級 模具092 題 目 飲料瓶托 成型（形）方案擬定及模具設計與制造指導教師 職稱 教授 1、指導教師評語： 簽名： 年 月 日課 程 設 計 明 細 表計：封 面 張說 明 書 頁 表 格 張 插 圖 幅附 設 計 圖 張完成日期 年 月 目 錄一、塑件成型的工藝分析3 1)、塑件的原材料分析3 2)、塑件的結構、尺寸精度、表面質量分析二、注射成型機的

2、選擇三、注射模的結構設計1）、分型面的選擇 2）、確定型腔的排列方式四、澆注系統設計 1）、主流道設計 2）、分流道的設計 3）、澆口套的設計4）、冷料穴的設計五、成型零件的設計設 計 任 務 書按照圖1的要求，進行飲料瓶托塑件造型及注射模具行腔 型芯零件設計。材料：abs，收縮率0.5% 精度：mt7 表面粗糙度ra1.6一、 塑件成型工藝分析1) 塑件的原材料分析(1) 使用性能該產品用的abs料,屬于熱塑性塑料.它是聚苯乙烯的改性產品,是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體組成的共聚物, 其化學結構式為： ( ch2 ch )x ( c2h3 c2h3 )y ( ch2 ch )z n cn

3、 它綜合了三種成分的特性,具有良好的綜合性能.其中丙烯腈使abs具有良好的表面硬度、耐熱性及耐化學腐蝕性, 丁二烯使abs堅韌,苯乙烯使abs具有優良的成型加工性和著色性能.加上abs原料易得,價格低廉,因此abs是目前產量最大、應用最廣的工程塑料.abs是不透明非結晶型聚合物,無毒、無味,密度為1.021.05g/cm,供給原料為微黃色或白色不透明粒料,可燃燒,但燃燒緩慢且伴有特殊味道.abs具有突出的力學性能,堅固、堅韌、堅硬; 具有一定的化學穩定性和良好的介電性能; 具有較好的尺寸穩定性,易于成型和機械加工;成型表面有較好的光澤,經過調色可配成任何顏色,表面可鍍鉻.其缺點是耐熱性不高,連

4、續工作溫度為70左右,熱變形溫度約為93左右,但熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍都高;耐氣候性差,在紫外線作用下易變硬發脆.(2) 成型性能 可采用注射、擠出、壓延、吹塑、真空、電鍍、焊接及表面涂飾等多種成型加工. 易吸水,成型加工前應進行干燥處理,表面光澤要求高的塑件應長時間預熱干燥. 流動性中等,溢邊值為0.04左右. 壁厚、熔料溫度對收縮率極小,塑件尺寸精度高. 比熱容低,塑化效率高,凝固也快,故成型周期短. 表觀黏度對剪切速率的依賴性很強,因此模具設計中大都采用點澆口形式. 頂出力過大或機械加工時塑件表面會留下白色痕跡,脫模斜度宜取2以上. 易產生熔接痕,模具設計時應注意盡量減少澆

5、注系統對料流的阻力. 宜采用高料溫、高模溫和高注射壓力成型.在要求塑件精度高時,模具溫度可控制在5060;而在強調塑件光澤和耐熱進,模具溫度應控制在6080.2) 塑件的結構、尺寸精度、表面質量分析1. 結構分析從零件圖上分析，該塑件總體形狀為長方形蓋體，形狀對稱，壁厚均勻。圓角過渡，沒有尖角，可避免因尖角引起的應力集中，提高 塑件的強度，減少轉折處對塑料流動的阻力，改善熔體在型腔中的流動狀況，有利于充滿型腔，便于脫模。2. 尺寸精度分析零件尺寸按mt7選取外形尺寸： 內形尺寸： 從塑件壁厚來看，壁厚均為5mm，有利于零件的成型。3. 表面質量分析該零件表面質量沒特殊要求，精度要求不高，故比較

6、容易實現。4. 生產批量該零件生產批量大，可采用一模兩件，提高塑件的生產效率，降低成本。由上分析可見，該零件的尺寸精度不高，對應的模具零件的尺加工容易保證。注射時，在工藝參數控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。二、 注射成型機的選擇1) 計算塑件的體積和質量計算塑件的質量是為了援用注射機及確定型腔數量。經計算，塑件的體積v=49045abs密度為1.02-1.16，選1.04塑件的質量ww=v=49.051.04=51.012g該模具幾何形狀簡單，尺寸精度和表面質量都不很高，且abs這種材料中壓力對流動性的影響較敏感，宜采用高壓成型。所以考慮采用一模兩腔，型腔平均分布在型腔板兩側，

7、保證模具的平衡。初步選用注射機為一、 塑件的注射工藝參數的確定根據設計手冊并參考abs的特性和成型特點，查閱資料，可確定abs工藝參數。三、 注射模的結構設計1) 分型面的選擇 分型面是決定模具結構形式的一個重要因素,它受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統的設計、塑件結構工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響,因此在選擇分型面時應遵循以幾項基本原則:(1) 分型面應選在塑件外形最大輪廓處.(2) 為了便于脫模,分型面的選擇應盡可能使塑件留在動模一側.(3) 應保證塑件的精度要求.(4) 應滿足塑件的外觀質量要求.(5) 應便于模具的加工制造.(6) 應有利于排氣.該塑件

8、，表面沒有特殊要求，形狀對稱垂直于軸線的截面形狀比較簡單和規整，可采用水平分型的方法，可降低降低模具的復雜程度，減少模具的加工難度，便于成型后脫模，所以采用如圖1（b）所示的分型方式較為合理。圖12) 確定型腔的排列方式型腔數目的確定，應根據塑件的幾何形狀及尺寸、質量、批量大小、交貨時間、注射能力、模具成本等要求來綜合考慮。根據注射機的額定鎖模力f的要求來確定綜上最終采用一模兩腔，型腔的排列方式如圖2：圖2四、 澆注系統設計澆注系統由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成?？紤]到塑件的外觀要求較高，外表面不允許有成型斑點和熔接痕，以及一模兩腔的布置、abs對剪切速率較為敏感等因素，澆口采用方便

9、加工整理、凝料去除容易且不會在塑件外壁留下痕跡的側澆口，模具采用單分型面的兩板模，模具制造成本比較容易控制在合理的范圍內。1） 主流道設計主流道是熔體最先流經模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此必須是熔體的溫度降低和壓力損失最小。主流道通常設計在模具的澆口套中，為了能讓主流道凝料能順利地從澆口套中拔出，主流道應設計成圓錐形，其錐角為26，小端直徑d比注射機噴嘴直徑大0.51mm。查閱資料可得型注射機與噴嘴的有關尺寸：噴嘴前端球面半徑s=12mm噴嘴直徑=4mm定位圈直徑為120mm根據模具主流道與噴嘴的關系得到：sr= s+（12） =12+（12）=14

10、mm主流道進口端孔直徑：d=+0.5=4+0.5=4.5mm為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，斜度取4，同時為了使熔料順利進入分流道，在主流道出料端設計r=5mm的圓訃度過渡，主流道襯套用可拆卸更換的澆口套，澆口套的形狀尺寸設計采用推薦尺寸的常用澆口套，為了能與注射機的定位圈相配合，采用外加定位環方式，這樣不僅減少了澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用中的磨損。2） 分流道的設計在設計對于多型腔或多澆口單型腔的澆注系統時，應設置分流道。分流道的作用是改變熔體流向，使其以平穩的流態均勻分配到各個型腔。設計分流道時應盡量減少流動過程中的熱量損失和壓力的損失。分流道開設在動、定模

11、的兩側或任意一側，其截面形狀應盡量使其比表面積（流道表面積之比）小，在溫度較高的塑料熔體和穩定較低的模具之間提供較小的接觸面積，以減少熱量的損失。該塑件的體積比較小，形狀比較簡單，壁厚均勻，且塑料的流動性好，可以采用單點進料的方式。為便于加工，采用最常用的u形的截面分流道。這種分流道的流動效率為0.186d，流動阻力小，脫模效果好，加工性好。查閱資料，取分流道截面半徑r=3mm，深度h=3.75mm，分流道截面形狀及尺寸如下圖所示：3） 澆口套的設計澆口的作用是使從分流道來的熔體產生加速，以快速充滿型腔。注射模具的澆口形式較多，應根據塑料的成型特點、制件的幾何形狀、尺寸、生產批量、成型條件、注

12、射機結構等因素綜合考慮并合理選用。根據對該塑件結構的分析，并結合已確定的分型面的位置，選擇如下圖的側澆口進料方式。從制品的外側邊緣進料，它能方便調整充模的時的剪切速率和澆口封閉時間，適用于一模多件，能大大提高生產率，去除澆口凝料方便，單壓力損失大，保壓補縮作用比直接用澆口小。4） 冷料穴的設計采用帶z形拉桿的冷料穴，如圖所示，將其設置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，有兼起開模分型時將凝料從主流道中拉出留在動模一側，稍做側向移動便可取出凝料的作用。五、 成型零件的設計1) 型腔設計采用整體式型腔，它是直接加工在型腔板上的，有較高的強度和剛度，使用中不易發生變形。由于該塑件尺寸較小，且形狀簡單

13、，型腔加工容易實現。2) 型芯設計整體鑲嵌式型芯可節省貴重模具鋼，有較高的強度和剛度，便于機加工熱處理，修理更換方便，同時也有利于型芯冷卻和排氣，考慮到型芯加工制造方便和降低模具成本，故采用整體鑲嵌式型芯。3) 推出機構設計根據塑件形狀特點，其推出機構可采用推件板或推桿推出。其中推件板推出機構可靠，頂力均勻，不影響塑件外觀質量，但制造困難，成本高；推桿推出結構簡單，推出平穩可靠，雖然推出時會在塑件內部型腔上留下頂出痕跡，但不影響塑件外觀，所以采用推桿推出機構。4) 導向定位機構設計該塑件精度要求不高，形狀對稱，無明顯單邊注射側向力，可擦用最常見的導柱導向定位機構。在動模板、定模板間使用四根導柱

14、，導柱長度要確保推桿推出塑件后不脫落。5) 冷卻系統的設計該塑件采用大批量生產，應盡量縮短成型周期，提高生產率，且abs成型時充分均勻冷卻。采用冷卻水冷卻，型腔冷卻水道采用環繞型腔布置的兩層式冷卻回路，水道開設時應注意避開定模上的型芯。型芯采用管道冷卻。六、 主要零部件的設計計算1) 成型零件的成型尺寸該塑件的成型零件尺寸按平均值法計算，查表得abs的收縮率為0.4%0.7%，故平均收縮率s=（0.4+0.7）%/2=0.0055，根據塑件尺寸公差要求，模具制造公差取=/3，成型零件尺寸計算見表成型零件尺寸計算mm類別塑件尺寸計算尺寸工作尺寸型芯型腔2) 模具型腔壁厚的確定采用經驗數值法，根據

15、8035mm查閱資料，得該型腔的推薦壁厚為25mm3) 模具型腔模板總體尺寸的確定該模具型腔為35mm，根據確定的型腔壁厚尺寸25mm，綜合以上數據，查閱資料，確定型腔模板的總體尺寸為260mm270mm70mm4) 標準模架的確定綜合考慮本塑件采用一模兩腔平衡布局，側澆口一次分型結構型腔的壁厚要求，塑件尺寸大小，冷卻水道的布置等因素，估算型腔模板的概略尺寸，查表選取標準模板的尺寸為280mm300mm70mm，選用a2型模架。七、 注射機有關參數的校核1) 模具閉合高度的確定組合模具閉合高度的模板及其他零件尺寸有：定模座板=30mm型腔板=35mm型芯固定板=30mm支撐板=30mm墊鐵=60mm動模座板=30mm則該模具閉合高度為h=+=200mm2) 模具閉合高度的校核由于szy-300型注射機所允許的模具最小厚度=135mm，最大模具厚度=355mm，而計算得模具閉合高度h=200mm，因此模具閉合高度滿足h+a+(510)=35+20+15+10=8