瓶蓋注塑模具各個系統的設計計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u257321.1瓶蓋注塑模具中澆注系統的設計 1160811.2瓶蓋注塑模具的成型系統設計 47021.3模具溫度系統的設計 71.1瓶蓋注塑模具中澆注系統的設計1.1.1澆注系統的組成簡單來說，澆注系統就是一段通道，這段通道指的是PP材料從注塑機上的噴嘴噴出來以后的PP材料到瓶蓋注塑模具型腔這部分的距離。通常來說，在工業生產中，最常見的就是冷流道系統。冷流道系統包括了幾個重要部分，有冷料穴，分流道以及澆口和主流道。通常把其稱之為普通流道。另一種就是無流道系統，而在那些大型的，精密的模具中，才會用到這種的無流道系統。這種無流道系統需要建設專用的熱流道澆注系統來配合使用，所以說這種澆注系統的造價比較貴，而一般的公司又沒那么多錢，所以對于正常生產來說不考慮。1.1.2在設計模具的澆注系統時注意事項在設計模具的澆注系統的過程中，我們應該要遵循以下幾個原則，這樣才能保證澆注系統的合理性：在澆注系統中，為了讓熱量和壓力少損失一點，應該讓表面的粗糙度低一點，而且流道一定要盡量的短，流道中的彎折要少一點，然后斷面尺寸應該適當；分流道應該采用平衡式的布置，因為這樣才能保證PP材料的熔融體在同一時間內充滿各個角落；對于模具的外形和尺寸要盡可能的減少；在實際生產中，工廠為了防止模具因為里面的PP材料太多了而造成材料向外溢出的情況發生，一般都會把型腔的布置以及澆口部位應該要形成對稱才行。1.1.3澆注系統中流道的設計（1）澆注系統中主流道的設計在設計主流道時，我們需要注意一些事項。主流道在澆注系統是非常重要的一環，一般位于模具的中心線上。凝料從注塑機出來以后，首先就要經過它，是熔融塑料的重要流動通道。其會與噴嘴中心線呈現出重合的狀態，一般會與分型面相互垂直。

注塑機噴嘴與澆口套應該滿足以下關系式：（3-1）（3-2）（2）澆注系統中分流道的設計塑料熔融體在經過主流道之后，就要進入分流道了，澆口和主流道之間的熔料通道稱之為分流道。分流道可以讓熔融體布滿整個模具型腔，并且在此過程中會保持平穩的流態，而且分配的會很均勻。分流道有一些常用的截面形狀，比如梯形和圓形等幾種形式，各有各的優缺點。本次設計采用梯形截面的分流道，因為要考慮到熔融材料在流動過程中，要避免彎曲和轉向，還要盡可能的減少在流動過程中的阻力，所以應該選擇梯形分流道。查表可以取值截面高=6mm，寬度=7.4mm。（3）澆注系統中冷料穴的設計為了避免澆注系統中跑在前面的溫度已經下降的物料進入型腔我們通常會設計一個冷料穴，不然如果型腔里面進入那些溫度已經下降的物料的話，整個塑件的質量都會受到冷料的影響，從而降低產品的質量。通常會在主流道的末端設計一個冷料穴。但是在實際生產中，有點分流道較長，這個時候為了方便生產，一般會在其末端也設計一個冷料穴。（4）澆注系統中澆口的設計在澆注系統中，有一個非常重要的位置，就是澆口。我們所說的進料口就是澆口，本質上就是一個一段通道，這一段指的是從分流道通往模具型腔的渠道，可以加速物料流動。這一部分在整個澆注系統中最小巧的部分。

澆口的設計在整個工藝系統中很重要，因為它會影響到產品的外觀和功能等。如果設計不好的話，還會影響到模具的加工，也可能會使產品翹曲變形。如圖3-2所示為此次設計的澆注系統。采用點澆口模式的澆注系統，直徑取值為0.5mm。 圖3-2澆注系統結構形式1.1.4澆注系統標準件的選用在實際生產中，采用標準件有諸多優點。比如方便采購以及維修，還能縮短設計時間。在零件損壞時，也方便更換。而且標準件的價格偏低，可以降低生產成本，更能夠提高生產效率。所以在本次設計采用標準的定位環和澆口套。下圖3-3所示為澆口套與定位環的結構形式。 圖3-3定位環與澆口襯套的結構形式1.2瓶蓋注塑模具的成型系統設計1.2.1系統中的型腔結構設計通俗來說，型腔就是模具中凹下去的部分，主要用于飲料瓶瓶蓋的外表面的成型。這種在本次設計中，我們采用整體式的型腔結構。這種結構容易制造，而且容易加工，在發生零件損壞時也容易更換。它的裝配工藝較為簡單。如下圖3-4為本次設計的模具型腔結構。圖3-4模具型腔結構設計1.2.2模具中型芯的結構設計我們把模具中凸出來的部分稱之為模芯。瓶蓋里面的結構特征就是用模芯來塑型的。為了能夠順利脫模，一般都會設計一個頂出式的脫模機構，還能冷卻水道。在本次設計中，我們采用整體式的型腔結構。這種結構容易制造，而且容易加工，在發生零件損壞時也容易更換。它的裝配工藝較為簡單。如圖3-5為本次設計的模具型腔結構圖，它的結構簡單，適合本次模具設計。 PAGE8圖3-5模具型芯結構設計圖1.2.3計算模具中各種零件尺寸（1）計算直徑這次采用平均尺寸法來計算型腔的直徑尺寸，其公式如下：（3-3）因為產品是一個圓柱形殼體，所以長寬都相同，其式中，L是型腔徑向尺寸（mm)，L作為塑件徑向公稱尺寸（mm)，S作為塑件的平均收縮率（1.5%），Δ作為塑件公差值（mm)，δ作為型腔制造公差（mm)。型腔徑向尺寸：（2）型腔模具深度尺寸的計算此次型腔深度的尺寸采用了平均尺寸法，其公式如下：（3-4）在此式中,H作為型腔深度尺寸(mm)，H作為塑件高度公稱尺寸(mm)，其它的符號意義同（1）所訴。1.2.4型芯成型零件尺寸計算（1）型芯徑向尺寸計算此次型芯徑向尺寸的計算應該采用平均尺寸法，其公式如下：（3-5）在此式中，L作為型芯徑向尺寸(mm)，δ作為型芯制造公差(mm),其他符號意義同上所訴，由此，型芯徑向尺寸計算為：（2）型腔模具深度的尺寸計算此次型芯深度尺寸應該采用平均尺寸法，其公式如下：（3-6）在此式中，H作為塑件孔深度尺寸(mm),H作為型芯深度尺寸，其他的符號意義同上所訴。1.2.6模具成型零件的強度校核（1）強度和剛度的校核要素模具的剛度和強度統稱為模具的強度。在模具加工瓶蓋的實際生產中，對其是有一定技術要求的。想要模具能夠正常的工作生產，只有先確保此模具具有足夠的強度和剛度才行。（2）模具型腔側壁以及底板厚度的計算在實際生產瓶蓋的時候，瓶蓋快成型的時候，PP材料的熔融體對型腔的壓力是最大的，所以對模具中的型腔就很高的工藝要求。因為當模具型腔中的內應力超過材料本身所能承受的最大限度時，就會對產品造成非常嚴重的質量問題，嚴重的還可能會造成安全問題，但是也不能盲目的選擇最好的材料，因為這樣會使生產成本增加，不能達到最大的生產效益，甚至可能會虧本。所以在設計時校核型腔的剛度和強度是很有必要的。此模仁側壁厚度強度計算采用組合式型腔側壁厚度以長邊為計算對象(3-7)因為此次采用預硬化鋼718H作為模仁的材料，所以式中σ=290~330MPa，P作為模具中的型腔壓力，一般都在22~45MPa之間取值,而在本設計計算中取P=35MPa；模仁的總高度表示為H，S作為模仁側壁厚度。此模仁側壁厚度的剛度校核：(3-8)式中在設計這個模具的時候，結構形式設計主要采用了包夾滑塊的結構。滑塊因為有傾斜度，不方便計算，而在工作生產中，定、動模板承受了所有的力，所以本質上我們只需要校核這兩個的側壁就行了。經過之前的計算，側壁厚度要大于68.86mm，而此次設計達到102mm，所以綜上所述，此次設計可以達到生產要求。1.3模具溫度系統的設計1.1.1模具中溫度調節系統模具溫度系統是模具設計中的一個重要組成部分。模具溫度系統設計合理的話，可以提高瓶蓋的外觀和質量，還能夠提高瓶蓋的尺寸精度。1.1.2模具中冷卻系統的設計要求在模具中的水道系統，我們把它稱之為冷卻系統。冷卻系統是和外面的水源相連接的，會有一個或者多個水道，這是根據實際生產需要來設計的。在設計冷卻系統的時候，我們要遵循幾個原則：冷卻水入口的溫差要進行控制，讓它的溫度差盡可能的小，這樣才能有利于產品制造；冷卻時，澆口處應該要強一點；因為各個模具材料的原因，在設計的時候要充分利用和考慮到其導熱性；冷卻水道里面的水流動的時候，應該控制它形成湍流狀態；在設計布局的時候一定要合理，不能影響到其他系統的布局；在距離方面，型腔的表面應該與水道保持一個合理的距離，排布和形狀也要盡可能的保持一致；冷卻系統整體要保持一個閉合的回路；要考慮到制造成本，這樣才能夠有更高的經濟效益1.1.3模具中冷卻水道的形式類型在設計模具時，冷卻水道為了能夠讓模具中的各個區域都能冷卻均勻，一定要形成一個完整的閉合回路。在生產時，比較常見的回路形式有很多，而且都有各自的優缺點，所以要根據塑件來設計。此次設計采用環繞式設計，如下圖3-7所示。圖3-7模具冷卻系統設計1.1.4模具中冷卻水道的計算校核結合熱平衡公式可以得到：PP材料在凝固的時候，其每秒放出來的熱量與冷卻系統中得到的能量相等，所以可以以此校核公式：（3-9）在此公式中，冷卻系統中所流動的冷卻水的體積流量為qv，其單位為M/Min，W為單位時間內注入模具中的塑料質量，其單位kg/Min；Q1作為每千克的PP材料制品在冷卻凝固時所釋放出來的熱量，它的單位表示為KJ/kg；冷卻系統中所用的冷卻水密度為r，其比熱容為，作為冷卻水出口溫度，冷卻水入口溫度為。（1）飲料瓶瓶蓋在模具型腔中冷卻成型時，設其在一個小時內放出來的熱量為Q。校核Q，查閱資料可以知道，在生