1、陕西理工学院毕业论文 I 基于 PRO/E 矿泉水瓶盖注塑模具改进设计 摘要 此次设计是对矿泉水瓶盖注塑模的设计，包括对它的工艺分析，材料性能，设备选择，尺寸计算等内容。由于此塑件内部有螺纹，所以主要解决了塑件脱模方式的选择，脱模机构的设计，型腔的设计，以及模腔数目的确定等问题。经过对比采用螺牙旋转出模具，已达到预期目的。 关键词 ： 注塑模 ，脱模机构， 螺纹 陕西理工学院毕业论文 II Improvement Based on PRO/E mineral water bottle injection Molds Abstract :The designis amineral water b
2、ottleinjection molddesign, includingitsprocess analysis,material properties, equipment selection,sizingand so on.Becauseinside thisplastic partsare threaded, so the mainchoiceto solve theplasticstrippingmethods,designreleasingmechanism, cavity design, andmoldcavityto determine thenumber ofother issu
3、es.After comparingthe use ofthreadrotated out ofthe mold, it has reached theintended purpose. Key words:Injection mold, ejection mechanism, thread 陕西理工学院毕业论文 III 目录 摘要 . I Abstract . II 1 前言 . 1 2 塑件的工艺分析 . 2 2.1 塑件的型工艺分析 . 2 2.1.1 壁厚分析 . 2 2.1.2 圆角分析 . 3 2.2 塑件材料的选择及材料特性 . 3 2.2.1 材料的选择 . 3 2.2.2 材
4、料特性 . 3 2.3 方案选择 . 4 3 注射设备的选择 . 6 3.1 估算塑件的体积和质量 . 6 3.2 选择注射机 . 6 3.3 注塑机相关参数的校核 . 7 3.3.1 最大注射量的校核 . 7 3.3.2 注射压力的校核 . 7 3.3.3 锁模力的校核 . 7 4 塑料件的工艺尺寸的计算 . 8 4.1 型腔尺寸 . 8 陕西理工学院毕业论文 IV 4.1.1 型腔径向尺寸 . 8 4.1.2 型腔深度尺寸 . 8 4.2 计算螺纹型芯的工作尺寸 . 9 4.3 脱模机构的设计 . 10 4.3.1 脱模力计算 . 10 5 型腔数目的确定及排布 . 10 6 分型面的选择
5、 . 11 7 浇注系统的设计 . 12 7.1 主流道的设计 . 12 7.2 分流道的设计 . 12 7.3 浇口设计 . 13 7.4 冷料穴的设计 . 14 8 导向机构的设计 . 15 8.1 导柱导向机构的作用 . 15 8.2 导柱导套的设计原则 . 15 8.3 导柱导套的设计 . 15 8.3.1 导柱的设计 . 15 8.3.2 导套的设计 . 16 9 排气系统和温度调节系统设计 . 16 9.1 排气系统 . 16 9.2 温度调节系统 . 16 陕西理工学院毕业论文 V 9.2.1 冷却系统的开设原则 . 17 9.2.2 冷却系统的结构设 计 . 17 10 模具的
6、装配 . 18 10.1 模具的装配顺序 . 18 10.2 模具开闭模过程分析 . 18 11 基于 Moldflow 的模流分析 . 19 11.1 导入三维模 型 . 19 11.2 基于 Moldflow 的冷却系统分析 . 33 11.2.1 冷却水道的创建 . 33 11.2.2 冷却系统的分析 . 34 参考文献 . 36 致谢： . 37 陕西理工学院 毕业论文 第 1 页 共 37 页 1 前言 随着中国 的改革开放以来经济形势的日益好转，各种制造产业也随着蓬勃发展其中模具产业发发展也比较迅速。在世界上模具技术的先进与否对这个国家的工业水平有着重要标志。模具行业能促进工业水平
7、的发展，并且能获得极大的经济效益，因此在各国都比较重视模具的发展。 因为塑料在生活中的普及性特别高，近年来塑料模具的发展也比较迅猛， 其中用到最多的就是注塑模具。生活中人们常用到的矿泉水瓶盖、手机后盖、鼠标、杯子之类的都是通过注塑模完成的，因此对于注塑模的改进与发展人们都是比较重视的。 经过近几年的发展，塑料模具已显示出一些新的发展趋势： 大力提高注塑模开发能力。 注塑模具从依靠钳工技艺转变为依靠现代技术。 模具生产正在向信息化迅速发展。 注塑模向更广的范围发展。 中国塑料模具行业和国外先进水平相比， 我们国家主要 存在以下问题： 发展不平衡 工艺装备落后，组织协调能力差。 供需矛盾短期难以缓
8、解。 大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。 本次论文设计的主要内容是对矿泉水瓶盖进行注塑模设计，因为瓶盖有没螺纹所以其设计还是有一定的难度，需要充分考虑到以哪种方式开模，如何开模，分型面的选择，型腔如何设计，型腔数目如何选择等问题。由于饮料瓶盖也是生活中 比较常见的注塑模制品，这样更容易让我们把所学的知识用于生活实践之中，以更好的服务于模具行业之中。 本次毕业设计的主要目的是了解模具设计的方法与内容；掌握各种零件的选择与应用以及如何去装配；熟悉所需加工塑件的材料的性能以及一些模具材料的性能以及处理方式；熟练应用各种模具设计软件，如 CAD、 CAXA、 Pro/E、 UG 等；了解模具的发
9、展状况与发展方向。 通过该课题的毕业设计可以对我们在大学所学的知识进行一次全面的综合运用和系统实践，培养了将 智慧 转化为生产力的能力。，培养对产品进行功能分析和性能分析的能力， 检索 和 理 解 相关资料和文献的能力以及与同学之间的沟通配合能力，能够根据 所给 产品特点 独立 设计出 一套 模具图纸，并且为模具一些非标准件选择合适的材料以为加工方式和后处理方式 ， 通过模具设计软件制作出成品模具图， 最终具备 独立完成模具设计的能力、 严谨 的工作态度和科学的工作方法。 陕西理工学院 毕业论文 第 2 页 共 37 页 2 塑件的工艺分析 2.1 塑件的型工艺分析 此 塑件制品为矿泉水瓶盖
10、，其结构较为简单，整个塑件 为空心柱状 ，整个塑件高达 12mm，外径为 30mm，壁厚 1mm。 由于实际生活中矿泉水瓶盖的作用仅用于密封，所以对其的公差要求比较小，因此对于模具的要求也会适当减 小，用于减少成本。并且瓶盖在日常 生活中需求量大，尺寸公差小，所以适合于大批量生产产品塑件图如 图 1.1 和 1.2 所示 。 图 2.1 塑件三维图 图 2.2 塑件尺寸图 2.1.1 壁厚分析 塑件的壁厚对塑件质量的影响很大。壁厚过小，成型时熔融塑料流动阻力大，充模困难，特别是大型且形状复杂的塑件更为突出。壁厚过大，不但浪费原料，而且增加冷却时间，更重要的是塑件产生气泡、缩孔、翘曲变形等缺陷。
11、该塑件的壁厚均为 1mm 在其最小壁厚范围内。因此，该塑件符合注塑模具成型的厚度条件。 陕西理工学院 毕业论文 第 3 页 共 37 页 2.1.2 圆角分析 为了避免应力集中，提高塑件的局部强度，改善熔体的流动情况且便于脱模，在塑件各内外表面的连接处，应采用过渡圆弧。塑件上的过渡圆弧对于模具制造也是必要的。在无特殊要求时，塑件连接处均应有不小于 0.5 1mm 的圆角。按照圆角的设计原则：一般外圆弧半径应是厚度的 1.5倍、内圆弧半径应是厚度的 0.5 倍。本次设计要求该塑件的内外圆弧半径结合生产实际来设计，根据现有的生产力状况以及条件设备，此塑件的内外过渡圆弧半径为 0.5mm，适合注塑制
12、品的结构和工艺要求。 2.2 塑件材料的选择及材料特性 2.2.1 材料的选择 该塑件在 尺寸上要求不是太高 ,在保证塑料制品的功能和性能的同时还要考虑到加工生产、成本和供应，综合上述各方面的考虑和甄选以及结合工厂的实际生产，选用收缩率较小、综合性能优良、在工程技术中应用广泛的塑料聚丙烯（ pp）。 2.2.2 材料 特性 塑料零件的材料为 PP(聚丙烯 )其表面要求无凹痕各方面性能如下： 表 2.1 聚丙烯的力学性能 材料性能纯聚丙烯 玻纤增强聚丙烯 屈服强度 /MPa37 78 90 拉伸强度 /MPa 78 90 断裂伸长率 /% 200 弯曲强度 /MPa67 132 弯曲弹性模量 /
13、GPa1.45 4.5 简支梁冲击强度 (无缺口 )/(kJ/m)78 51 简支梁冲击强度 (缺口 )/(kJ/m)3.5 4.8 14.1 布氏硬度 HBS8.65 9.1 表 2.2 聚丙烯的热性能及电性能 材料性能纯聚丙烯 玻纤增强聚丙烯 玻璃化温度 / -18 -10 熔点 (粘流温度 )/ 170 176 170 180 陕西理工学院 毕业论文 第 4 页 共 37 页 热变形温度 / 45N/ 102 115 180/ 56 67 127 127 线膨胀系数 /(10- / )9.8 4.9 比热容 /J/( K)1930 热导率 /W/(mK)0.118 燃烧性 /( /min
14、)慢 体积电阻 / 1016 击穿电压 /(kV/ )30 表 2.3 聚丙烯的物理性能 材料性能纯聚丙烯 玻纤增强聚丙烯 密度 /(g/ )0.90 0.91 比体积 /( /g)1.10 1.11 吸水性 /%(24 小时 ) 0.01 0.03 长时间浸水 18d0.5 0.05 透明度或透光度半透明 2.3 方案选择 （ 一 ） ：强脱出模 陕西理工学院 毕业论文 第 5 页 共 37 页 图 2.3 带滑块的强脱出模 图 2.4 二级顶出强脱出模 （ 1） 带滑块的强脱出模： 结构相对较简单，有滑块侧面抽芯。不足之处是：模具横向体积较大，腔数受到了一定的限制，相同腔数的模具重量大，要
15、求注塑机的规格相应提高。 （ 2） 二级顶出强脱出模 ：直接强脱螺纹。优点是：模具相对稳定，且同样的大小的模具（长、宽）可做更多腔数。 （ 二 ） 螺牙旋转出模 螺牙旋转出模： 俗称 “绞牙模 ”，采用齿轮、齿条、油马达等，在开模后（或开模前）螺纹模芯旋转脱出螺纹。此种结构螺牙可以做得相对较深，瓶盖材料选择面宽，可以选择较硬的塑料。一般脱出后，螺牙变形小，比较漂亮。主要用于化妆品、药品等螺纹较深或材料较硬的不能强行脱模的瓶盖。 图2 .5 螺牙旋转出模 该工件由于生产量大，所以对于模具的寿命要求较高，虽然螺牙旋转出模这种脱模方式对于模具的的设计要求比较复杂一点，但是其生产精度相对较高，寿命也相对较高，所以相对比较选择此种脱模方式。
