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目 錄
內 容 提 要 2
Abstract 3
前 言 4
1 塑件的工藝性分析 6
1.1 產品技術要求 6
1.2 塑件工藝分析 6
1.3 材料收縮率 7
2 注塑模的設計要點 8
3 注塑模的設計 9
3.1 注射模與注射機的關系 9
3.2 分型面的設計 11
3.3 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設計 12
3.4 成型零件的設計 16
3.5 合模導向機構的設計 20
3.6 推出機構的設計 22
3.7 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 24
3.8 模架的設計 26
4 模具裝配的工藝過程設計 26
4.1 模具總的裝配程序 27
4.2 模具裝配要點 27
5 模具的安裝、調試及維護 29
設 計 總 結 31
內 容 提 要
本模具為一個紅酒酒瓶內蓋的注塑模具。設計分為整體裝配圖設計和所用各零件的設計。本設計從實際生產條件出發(fā)，結合相關理論給出了生產此類塑料制件的模具設計解決方案，涉及塑料的工藝性能、模具設計、以及機械設計等相關知識。
關鍵詞：注塑模具 模具設計 塑料
Abstract
This is the injection plastic mould ,which is the cover of one kind of wines. It inclouds installing drawing and parts of the total drawing ,under the circum stance of real produce mert and associated with referring theory knowledges such as the properties of plastic mould design, manchining manufacture, design of machinery,the designives one general kind of solution about manufacturing of plastic products by mould.
【Keywords】 Injection plastic mould Mould design Plastic
前 言
大學三年時光轉瞬即逝。在驚嘆時光飛逝的同時，我們也面臨著畢業(yè)設計的來臨。畢業(yè)設計作為專科三年的學業(yè)安排，是對大學三年所學知識的一場大檢測，是對大學三年專業(yè)知識的一次全面總結，也是在參加工作前對理論知識的進一步加強和鞏固，并進行的一次全面實踐 ，對模具設計的全過程的學習。
模具是工業(yè)生產中極為廣泛的主要工藝裝備，采用模具生產零部件，具有高效、節(jié)材、成本低、保證質量等一系列優(yōu)點，是當代工業(yè)生產的重要手段和工藝發(fā)展方向。許多現代工業(yè)的發(fā)展和科技水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。因此，模具工業(yè)以成為國民經濟的基礎之一。隨著中國當前的經濟形勢的日趨好轉，在“實現中華民族的偉大復興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一，模具工業(yè)能促進工業(yè)產品生產的發(fā)展和質量提高，并能獲得極大的經濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”。可見模具工業(yè)在國民經濟中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關于當前國家產業(yè)政策要點的決定》中，就把模具技術的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務。
塑料以成為在鋼鐵、木材、水泥之后的第四代工業(yè)基礎材料，越來越廣泛地在各行各業(yè)應用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大。隨著社會的經濟技術不斷發(fā)展，對注塑成型的制品質量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接于模具設計和制造有關系，對注塑制品的要求就是對模具的要求。有人說，模具是現代工業(yè)之母。新的世紀已經到來了，世界各國對模具生產技術非常重視，出現許多新工藝、新技術。從而促進模具制造技術的不斷提高和發(fā)展。一個國家模具生產能力的強弱、水平的高低，直接影響著許多工業(yè)部門的新產品更新換代，影響著產品質量和經濟效益的提高。
塑料制品生產中先進合理的成型工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少的重要因素。塑料模具對實現塑料成型工藝要求和塑件使用要求起著十分重要的作用。任何塑件的生產和更新換代都是以模具更新為提前的，由于目前工業(yè)和民用塑件的產量猛增，質量要求越來越高，因而導致了塑料模具研究、設計和制造技術的迅猛發(fā)展。近年來，塑料模具的產量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內，塑料在其中固化成型。
本次畢業(yè)設計的主要任務是紅酒酒瓶內蓋注塑模具的設計。也就是設計一個注塑模具來生產酒瓶內蓋產品，以實現自動化提高產量。針對酒瓶內蓋的具體結構，通過此次設計，使我對注塑模具設計有了較深的認識。同時，在設計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標準，結合教材上的知識也對注塑模具的組成結構（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導向部分、推出機構、排氣系統(tǒng)、模溫調節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設計積累了一定的經驗。
此次設計是在導師的帶領下通過同學的熱情幫助進行的首次畢業(yè)設計。在此，衷心感謝羅玉梅老師的悉心指導和身邊同學的熱心幫助！對于此次畢業(yè)設計，肯定難免存在很多的錯誤和漏洞，還敬請各位老師和同學給予耐心指正。謹表示感謝！
1 塑件的工藝性分析
1.1 產品技術要求
(1) 使用性能
此為酒瓶內蓋，對于表面粗糙度的要求不高，但也不能有粗糙感。
(2) 外觀
平整，光滑，不能有制造缺陷，如氣泡、凹陷、燒焦、疤痕、銀紋等。
圖1-1 工件簡圖
1.2 塑件工藝分析
1.2.1. PE材質簡介
據《注塑制品與注塑模具設計》（化學工業(yè)出版社 付宏生 劉京華 主編2003年辦版）介紹。聚乙烯無味，無毒、呈乳白色。密度為0.91～0.96g/cm3為結晶型塑料。聚乙烯有一定的機械強度，但和其他塑料相比其機械強度低，表面硬度差。
聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。
聚乙烯有高度的耐水性，長期接觸水其性能可保持不變。聚乙烯透水氣性能較差，而透氧氣和二氧化碳以及許多有機物質蒸汽的性能好。
聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會產生老化和變脆。一般高壓聚乙烯的使用溫度約在80℃左右，低壓聚乙烯為100℃左右。
聚乙烯能耐寒，在-60℃時仍有較好的機械性能，-70℃時仍有一定的柔軟性。
聚乙烯成型時，在流動方向與垂直方向的收縮率差異較大。注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率，易產生變形，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加；聚乙烯收縮率的絕對值較大，成型收縮率也較大，易產生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質軟易脫模，塑件有淺的側凹時可強行脫模。
1.3 材料收縮率
據《塑料注射模具設計實用手冊》（宋于恒 主編 航空工業(yè)出版社 1994） 表2－1聚乙烯（PE）1.5%～3.5%。
2 注塑模的設計要點
PE塑料它是屬于通用塑料，該產品是通過注塑成型的。它的原理是將顆?；蚍蹱钏芰蠌淖⑺軝C的料中送進加熱器中，經加熱熔化，在受壓的情況下，把它注到成型的型腔中，再冷卻成型。注塑成型它的周期短，能成型復雜的、尺寸精確的制件。它的成型工藝過程包括如下：成型前的準備，注塑過程，塑件后處理。注塑過程它是一個比較關鍵的進程，各個步驟都要控制好，這對塑件的質量和形狀起著至關重要的作用。注塑成型的核心問題是：就是采用措施得到良好的塑料熔體，并把它注塑到型腔中去，在控溫下，使塑件達到所要求的質量。溫度、注塑壓力、時間是其最關鍵的工藝參數。
注塑模包括：成型零部件、合模導向機構、澆注系統(tǒng)、側向分型與抽芯機構、推出機構、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支承零部件。只有處理好各個環(huán)節(jié)的制約關系，才能設計出一副較好的模具來，一副模具設計出來，把它裝在注塑機上，還要通過校核，才能投入生產。因此注塑模與注塑機的關系也是至關重要。
3 注塑模的設計
3.1 注射模與注射機的關系
注射模具是安裝在注射機上使用的。在設計模具時，除了應掌握注射成型工藝過程外，還應對所選用注射機的有關技術參數有全面的了解，以保證設計的模具與使用的注射機相適應。
3.1.1. 注塑機的選用
塑件體積和質量的確定：
V圓頂=πr2h=3.14×13×2×13=1061.32mm3
V圓柱1=πr12h=3.14×9×9×30=7630.2 mm3
V圓柱2=πr22h=3.14×8.2×8.2×30=6334 mm3
V蓋=V圓頂+V圓柱=1061.32+（7630.2～6334）=1061.32+1296.2=2357.5 mm3
m=ρv=2.358×（0.91～0.96）=2.15g～2.26g
根據前面的分析，塑件的形狀大小，塑件的結構特征及模具最小厚度、最大厚度的估算值選用XS-ZS-22型注射機，該注射機的基本參數如下：
額定注射量為20cm3,
螺桿直徑D=20mm,
注射壓力75MPa
鎖模力 F=250KN，
拉桿內間距 d=235mm,
開模行程 s=160mm,
模具最大厚度 d=180mm,
模具最小厚度 d=60mm,
噴嘴球半徑 d=SR12.
3.1.2. 型腔數目的確定
(1) m1澆注系統(tǒng)凝量的計算
該注射模采用點澆口
d=0.5～1.5mm， L=0.5～2mm， α=6°～15°， β=60°～90°，
V小圓柱=4.71 mm3
V圓臺=43.75 mm3
V澆=2×V圓臺+ V小圓柱=2×43.75+4.71=92.1 mm3
(2) 按注射機最大注射量確定型腔數量n得：
n≤(Kmp-m1)/m （3.1）
n≤(0.8×22-0.092)/2.358≤7
其中n是型腔數目，K是注射機的最大注射量的利用系數，取0.8，m是注射機的最大注射量(cm)，m1 是澆注系統(tǒng)的塑料的質量體積。根據對塑件的精度要求及型腔的排布，n=4
3.1.3. 最大注射量的校核
nm+m1≤kmp （3.2）
4×2.358+0.092=9.5〈17.5
式中mp 是注射機充許的最大注射量(g或cm3)。
滿足nm1+m2≤80%mp，所以能保證注射模內所需熔體總量在注射機的最大注射范圍內。
3.1.4. 鎖模力的校核
當高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產生使模具分型面漲開的力，這個力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應小于注射機的額定鎖模力Fp，才能保證注射時不發(fā)生溢料現象即：
Fz=p(nA+A1)
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