洗發(fā)水瓶蓋產(chǎn)品及其注塑模設(shè)計洗發(fā)水瓶蓋產(chǎn)品及其注塑模設(shè)計摘要：本次畢業(yè)設(shè)計課題是洗發(fā)水瓶蓋產(chǎn)品及其注塑模具設(shè)計，分為模具產(chǎn)品設(shè)計、塑件的工藝性分析、二維零件圖繪制、三維立體圖的設(shè)計、裝配圖和零件圖繪制六部分。瓶蓋材料的選擇主要是與多種材料進行對比之后，最終選擇塑件材料為聚丙烯（PP）。模具的型腔使用鑲拼式，型芯使用采用鑲拼式和組合式結(jié)構(gòu)設(shè)計；模具注射成型方式采用點澆口、一模四腔、平衡對排的布置方式進行注塑；模架則使用三板式結(jié)構(gòu)；分型方式采用內(nèi)六角拉桿定距兩次分型。塑件內(nèi)部有小的脹形內(nèi)肋緊鎖在瓶身口的外肋上，脫模時采用頂桿強制性脫模。注射機選用螺桿式注射機，塑件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，形狀不規(guī)則設(shè)置了直通式冷卻系統(tǒng)。采用NX10.0軟件繪制出來塑件的三維立體圖形，應(yīng)用AutoCAD軟件繪制出了裝配圖以及非標準件零件圖。關(guān)鍵詞：洗發(fā)水瓶蓋；產(chǎn)品設(shè)計；注塑模具；模具設(shè)計ProductofShampoo’s

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andDesignofInjectionMoldAbstract:ThisgraduationdesigntopicistheShampoobottlecapproductandinjectionmolddesign,itisdividedintomolddesign,plasticpartsmanufacturabilityanalysis,drawthe2dpartdrawing,3dstereogramdesign,assemblydrawingandpartdrawingdrawsixparts.Theselectionofbottlecapmaterialismainlycomparedwithavarietyofmaterials.Finally,theplasticmaterialisselectedasPolypropylene(PP).ThemoldcavityUSEStheMosaictype,thecoreUSEStheMosaictypeandthecombinationstructuredesign;Moldinjectionmoldingmethodadoptspointgate,afourcavity,balancetothelayoutofthelayoutofinjectionmolding;ThedieframeUSESthreeboardstructure;Thesplittypeadoptstheinnerhexagonalpullrodtobedividedintotwotypes.Insidetheplasticpart,thereisasmallbulginginnerrib,whichislockedontheouterribofthebottlebody.Screwinjectionmachineisusedforinjectionmachine,andthestructureofplasticpartsismorecomplicated.UsingtheNX10.0softwaretodrawthethreedimensionalshapeoftheplasticparts,theassemblydrawingoftheinjectionmoldandthedrawingofnon-standardpartsweredrawnbyAutoCADsoftware.Keyword:Shampoobottlecap;Productdesign;Injectionmold;Molddesign前言模具產(chǎn)業(yè)是許多現(xiàn)代制造業(yè)中的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，在新型技術(shù)領(lǐng)域有著重要的地位。近年來塑料模具在其模具領(lǐng)域的發(fā)展越來越被人們所向往，并且使用的范圍也很廣泛，并被應(yīng)用于在各個行業(yè)。塑料制品成型的途徑有許多種方法。例如：壓制成型模具、鑄壓成型模具、注射成型模具、擠出成型模具、中空制品吹塑成型模具、真空成型模具等等。成型塑料制品的主要裝備工藝之一是塑料制品的成型模具，成型模具不但可以使的制品獲得一定的形狀尺寸，而且還在制品的外觀、物理性能、機械與電性能等許多方面都可以滿足其使用要求[1]?，F(xiàn)在塑料制品有許多各自的形狀也不同與尺寸都不同，因此生產(chǎn)不同的塑件要用的成型模具也就不同，隨著現(xiàn)代技術(shù)不斷發(fā)展生活中出現(xiàn)了各式各樣的塑件，模具的產(chǎn)量也不斷的加大變化、生產(chǎn)出來的塑料制品的結(jié)構(gòu)也就不同、使用的模具設(shè)備也在不斷的變化。模具質(zhì)量的好壞與許多的因素有關(guān)，在模具材料選定、注塑成型工藝確定，模具設(shè)計、制造的是否合理將直接會導(dǎo)致塑件的精度與質(zhì)量[1]。對于模具設(shè)計工作人員來說，除了要對模具材料和成型工藝的了解外，還應(yīng)該對模具制品的結(jié)構(gòu)與模具設(shè)計之間的關(guān)系有所了解，熟悉相應(yīng)機械加工的基礎(chǔ)知識。只有綜合考慮諸多因素才能使塑料模具達到現(xiàn)代生活所預(yù)期的質(zhì)量和效果，這對于塑料模具制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率都有重要的意義。1.1塑料模具的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢塑料成型過程中用到的模具被稱作塑料成型模[2]。主要用作塑件形狀的成型模具，是諸多成型模中的一種類型。塑料成型工業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)中的一種現(xiàn)代化新興工業(yè)、是隨著石油、化工等工業(yè)的發(fā)展而誕生的。在現(xiàn)代化的生活中塑料制品幾乎進入到了各個領(lǐng)域。塑料產(chǎn)業(yè)是一個高速發(fā)展的新型工業(yè)。塑料產(chǎn)業(yè)從20世紀30年代開始研制所經(jīng)歷的歷程為產(chǎn)品系列化、生產(chǎn)工藝自動化、連續(xù)化以及不斷開拓功能塑料新領(lǐng)域的演變。經(jīng)歷了30年代的初創(chuàng)階段、30年代的發(fā)展階段、50、60年代的飛躍性發(fā)展階段和70年代至今的穩(wěn)定增長階段[2]。我國的塑料工業(yè)同樣也經(jīng)歷了這些階段，目前我國石油、化工業(yè)每年生產(chǎn)高分子材料接近500多萬噸。其中大多數(shù)都用于塑料模具，用于成型塑料制品，應(yīng)用于現(xiàn)在的工業(yè)和人們的日常生活中。塑料材料在現(xiàn)代材料業(yè)中作為一種新型的材料，有著好的開發(fā)前景、應(yīng)用。隨著成型技術(shù)的不斷改進、成熟與發(fā)展，很大程度上促進了成型方法的研究與應(yīng)用、成型模具的開發(fā)與制造[2]。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展塑料制品種類和需求量的增長，市場上塑料產(chǎn)品更新的周期比較短，人們對于塑料制品的質(zhì)量、品種以及產(chǎn)量都提出很高的要求。這就對研發(fā)新的模具，設(shè)計新的產(chǎn)品，加工制造時的工藝都有了越來越高的要求。我國現(xiàn)階段的模具業(yè)發(fā)展總體來說處于領(lǐng)先地位，但是在模具的制造精度和模具的標準化程度以及制造的周期，模具的使用壽命和制造模具所用的設(shè)備都與國外的先進技術(shù)有著一定的差距。在模具技術(shù)的精密程度方面、大型塑件和薄壁塑件的制造方面、以及模具使用壽命、自主研發(fā)的生產(chǎn)能力等方面還是比較薄弱。要加速發(fā)展模具工業(yè)，應(yīng)該在模具先進的設(shè)計技術(shù)，制造技術(shù)和開發(fā)研制優(yōu)質(zhì)的模具材料等方面下功夫，以提高模具的整體制造水平在國內(nèi)外市場的競爭能力[2]。模具工業(yè)的發(fā)展過程大致可以分為下面幾個方面：第一：塑料模具越來越趨大型化、自動化、智能化。這是因為塑料模具在生活中的廣泛應(yīng)用，高的生產(chǎn)效率以及模具制造時“一模多腔”工藝所決定的。第二：塑料模具發(fā)展越發(fā)速，模具的精度要求也在高。在90年代時屬于高精密模具的精度大約為5微米，隨著科技的不斷發(fā)展現(xiàn)在的模具精度已達到2微米，相信在以后的模具市場1微米精度的模具也會出現(xiàn)，這就要求對模具有超精密的加工技術(shù)。第三：多功能的先進復(fù)合塑料模具將會得到廣泛的發(fā)展。需要研發(fā)多功能的復(fù)合模，就需要有高性能的制造該模具所用的材料。第四：在現(xiàn)代工業(yè)中新發(fā)展起來的熱流道技術(shù)在模具市場中占有越來越高的地位。在生產(chǎn)中熱模具技術(shù)的使用不僅可以更好的提高塑料制件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，而且在生產(chǎn)時可以很大的節(jié)約制造的原材料。因此熱流道模具技術(shù)在國外迅速發(fā)展，現(xiàn)代的模具生產(chǎn)工廠大多數(shù)都使用熱流道技術(shù)，而且有的生產(chǎn)廠的使用效率達到了以上，在我國的模具生產(chǎn)廠中有許多的企業(yè)的使用率都上升了左右。第五：隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展，在模具生產(chǎn)中許多的零件都在使用標準件。在模具生產(chǎn)中應(yīng)用標準零件與模架不僅可以縮短模具制造周期，減少模具制造成本而且還能提高模具的質(zhì)量與模具數(shù)量，進而模具標準件的使用在國家“十五”期間得到了廣泛的應(yīng)用。1.2本課題研究的內(nèi)容本課題主要目的根據(jù)現(xiàn)有的海飛絲洗發(fā)水瓶蓋設(shè)計出一款潤發(fā)洗發(fā)水瓶蓋。

2瓶蓋產(chǎn)品設(shè)計2.1瓶蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料的選取2.1.1瓶蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計瓶蓋在使用時外表要光滑，不能有毛刺和熔接痕。設(shè)計塑件外觀時為橢圓形。使出液體時能夠合理的流出因此在瓶蓋的上端設(shè)計一個直徑大小合適的小孔用于正常出液體。在翻蓋的上端也需要設(shè)計直徑合適的小孔用來和瓶蓋上的孔合理閉合，瓶蓋的內(nèi)部需要設(shè)計內(nèi)肋要保證瓶蓋的強度，且在底部有很小的圓弧，為了和瓶身固定。瓶蓋在開合處要有足夠的強度和韌性，要保證液體用完之前瓶蓋開合處不能斷裂。瓶蓋內(nèi)部圓孔和瓶身連接處要密封，不能出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。塑件的三維立體圖如圖2.1.所示。圖2.1塑件的三維立體圖2.1.2材料的選取首先選擇的材料必須無毒無味，材料的質(zhì)量要輕，材料選取要滿足注塑件的結(jié)構(gòu)要求，其材料的密度為，所選材料的彎曲強度要適中并且耐熱性要好。因為是注塑成型，熔體在流道中移動因此所選材料的流動性要好，收縮性不能太小，等諸多要求。滿足此要求的材料有：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（）、聚苯乙烯（）、聚丙烯（）等材料，如表2.1所示[3]。表2.1三種材料的性能參數(shù)[3]密度收縮率熔點熱變形溫度模具溫度注射壓力拉伸強度拉伸彈性模量彎曲強度選材時要考慮材料的不僅性能好熔點高，而且價格便宜，注塑時的收縮率較高。通過上述三種材料性能的對比，選定設(shè)計的材料為聚丙烯。2.2尺寸及技術(shù)要求瓶翻蓋出液體小孔直徑要與瓶蓋上的小孔的配合尺寸采用過盈配合。如小孔處的尺寸其精度為；瓶身連接處的尺寸精度為；其余尺寸均未標注公差要求，一般采用。表面光滑無缺陷，材料的收縮率為，瓶身外表面光滑，因此粗糙度應(yīng)達到，內(nèi)表面無特殊要求粗糙度只要不小于即可。如圖2.2所示：圖2.2瓶蓋零件圖3瓶蓋注塑模設(shè)計3.1瓶蓋的注塑工藝性分析3.1.1塑件結(jié)構(gòu)分析本設(shè)計根據(jù)海飛絲洗發(fā)水瓶蓋設(shè)計出了潤發(fā)洗發(fā)水瓶蓋。設(shè)計的塑件屬于小型復(fù)雜零件，材料選為，它柔韌性能好，收縮率較高。塑件的外形為近視橢圓形在瓶蓋的上面有一個小孔用于出液體，塑件由上下兩部分構(gòu)成，可以折疊開合。瓶蓋與瓶身的緊密配合主要是瓶蓋脹形的內(nèi)肋緊鎖在瓶身口的外肋上，在瓶蓋內(nèi)肋圓壁上開有對稱的小口，主要是起瓶蓋在圓壁上的彈性張開作用，瓶蓋的內(nèi)部直徑與高度要能夠合理的保證瓶蓋與瓶身的裝配后能夠伸進瓶蓋口，確保起到密封作用防止溶液留出。塑件三維立體圖及平面圖如上圖2.1和圖2.2所示，本設(shè)計的塑件壁厚為，生產(chǎn)批量較大。3.1.2塑件精度及表面質(zhì)量分析不同塑件的公差尺寸有所不同，查相關(guān)資料可以得知聚丙烯公差等級有：常用塑件公差等級和使用按照標注公差尺寸：一般精度有和，高精度有和；未注公差尺寸：有和。塑件尺寸精度無特別的要求，因此這次設(shè)計標注公差精度選用，未標注公差精度選用。成型塑件的表面要求光滑，無毛刺，無熔接痕，因此表面粗糙度可取到塑件的內(nèi)部無特殊的要求因此其粗糙度可以取到。3.2注塑方案確定3.2.1分型面的選擇注塑模具上定模、動模相接觸并可分離的表面被稱作分型面，也可叫做合模面[4]。分型面選取的是否合理將會直接影響到塑件的質(zhì)量、制造時的成本、生產(chǎn)加工操作的難易程度。按照塑料制件的結(jié)構(gòu)，形狀特點，分型面的形狀來分，可分為平面分型面、傾斜分型面、階梯分型面、曲面型分型面[4]。如圖3.1：圖3.1分型面的幾種形式本設(shè)計的制件的開模方向為垂直開模方式并且為二次開模。由于制件的厚度較小且相對比較深從而設(shè)置了左右的脫模斜度。其分型面的形狀為近似為平直分型面，選擇在瓶蓋B處第二次分型，如圖3.2所示。這樣的選擇不僅利于保證制件外觀質(zhì)量和塑件的脫模，還有利于利用其開模間隙和型芯、推桿等間隙進行排氣，還有瓶蓋處為制件的最大輪廓處有利于模具的加工與制造等諸多優(yōu)點。圖3.2分型面的選擇3.2.2型腔數(shù)量和排列方式的確定由于本設(shè)計的塑件為潤發(fā)洗發(fā)水瓶蓋日常生活中隨處可見，屬于大批量生產(chǎn)塑件，并對于瓶蓋的外表面精度要求較高，可以采用一模多腔的注射形式。除此以外還須考慮塑件的形狀及尺寸等因素，因此初步確定為一模四腔。型腔的布置可以根據(jù)塑料制品有不同的方式，一般有矩形布局和圓形布局。型腔的分布形式有兩種：平衡式、非平衡式布置。平衡式的特點：流料經(jīng)過主流道到達每個型腔的分流道，所經(jīng)過的長度、截面尺寸與形狀都相同，其目的主要是為了保證各型腔進料一致，注射完畢時，要保證各型腔中的熔體溫度與壓力以及充模所需要時間相同叫做平衡式[5]。反之為非平衡式。根據(jù)以上特點本設(shè)計采用矩形布局和平衡式排列方式。排列方式與型腔數(shù)量如圖3.3所示。圖3.3型腔數(shù)量的排列布置3.3注射機的選擇3.3.1確定塑件的相關(guān)參數(shù)通過三維軟件建模分析，可以得到單個塑件的相關(guān)參數(shù)如圖3.4。圖3.4塑件三維圖單個塑件的體積大小為：,本設(shè)計注射時采用一模四腔結(jié)構(gòu)，則總的體積為，主流道及分流的凝料體積還未知，其可以按單個塑件體積的倍來估算。由于設(shè)計的澆注系統(tǒng)較為簡單，所以澆注系統(tǒng)凝料按照倍進行計算，此次設(shè)計已經(jīng)確定制件模具為一模四腔，所以注射容量公式為[6]：（3-1）式中：——；——，取4；——。則注射容量為：3.3.2初選注射機的型號和規(guī)格實際注射量是理論注射量的，理論注射量為：考慮到本設(shè)計的潤發(fā)洗發(fā)水瓶蓋結(jié)構(gòu)為一模四腔，單個塑件要求的注射量比較小，該塑料制件的注射面積比較大，所選用的模具體積較大，因此初選額定注射量為的臥式注塑成型機。該注射機的主要技術(shù)參數(shù)如表3.1[7]。表3.1注塑機主要技術(shù)參數(shù)[7]名稱參數(shù)名稱參數(shù)理論注射量拉桿內(nèi)向距離螺桿柱塞直徑移模行程注射壓力最大模具厚度注射速率最小模具厚度塑化能力鎖模形式液壓—機械注射質(zhì)量頂出力注射方式螺桿柱塞式噴嘴球半徑鎖模力模具定位孔直徑3.3.3注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核①注射量的校核根據(jù)相關(guān)公式[6]：(3-2)式中：——表示塑件與澆注系統(tǒng)的總體體積；——注射機的理論注射量；——最大注射容量的安全系數(shù)。已知②鎖模力的校核塑料制品在其模具分型面上的垂直投影面積為，如圖3.5所示：圖3.5塑件在分型面上的垂直投影面積可知：而澆注系統(tǒng)在分型面上投影面積，主要包括：澆道內(nèi)凝料和澆口的面積，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗可得單個塑料制件在分型面上投影面積為得倍，澆道設(shè)計比較簡單時，流道內(nèi)的凝料投影面積可以適當(dāng)取大一點，本設(shè)計可用：來計算。塑料制件和澆注系統(tǒng)在其分型面上的垂直投影的總面積為：(3-3)按照式（3-4）[8]公式可計算：(3-4)式中：——為注塑機的額定鎖模力；——為塑料制件和澆注系統(tǒng)在其模具分型面上的垂直投影面積總和；估算可得；——為塑料制件在型腔內(nèi)的平均壓力，一般??；——為安全系數(shù)可取范圍為，取1.2。將數(shù)據(jù)代入上式公式可得：因此滿足要求。③注射壓力的校核塑件注射成型時的壓力應(yīng)小于或者等于注射機的最大注射壓力，聚丙烯所需的注射壓力為，取，可以按照（3-5）式校核[6]：(3-5)式中：——成形塑件注射時所需的壓力；——所選注射機的最大注射壓力。已知：；故滿足：④模具厚度的校核模具閉合時的厚度應(yīng)該在注射機動、定模板最大閉合高度與最小閉合高度之間，按照式（3-6）進行校核[6]：(3-6)式中：——注射機所允許的最小模具厚度； ——所設(shè)計模具在閉合狀態(tài)下的厚度；——注射機所允許的最大模具厚度。已知:，；由裝配配圖可知，則滿足要求。⑤模具開模行程的校核在本設(shè)計中采用的是三板式注射模具。開模行程按照式（3-7）[4]進行校核。(3-7)式中：——塑件及流道凝料脫模時開模距離；——塑件的推出距離，??； ——塑件高度，；——取出流道凝料所需的分型距離，；——注射機最大開模行程為。即：，因此滿足開模要求。3.4成型零件的設(shè)計3.4.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模也叫做型腔，是成形塑件的成型零件外表面的模具。按照結(jié)構(gòu)不同可分為：整體式和組合式兩種。而組合式又可分為三種分別為：整體嵌入式、局部鑲嵌式、四壁拼合式[5]。本設(shè)計根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及設(shè)計要求，初步采用整體楔入式型腔，其型腔材料初選為，零件圖如圖3.6所示。圖3.6型腔（2）零件成型工作尺寸計算塑件的公差按照規(guī)定轉(zhuǎn)換為單向偏差，塑件的外部輪廓尺寸取公差的負“”，塑件型芯尺寸取公差的正值取正值“”，如果塑件上原有公差的標注與此不符[7]，應(yīng)按以此規(guī)定進行轉(zhuǎn)換。模具制造公差一般情況下可以取塑件公差的，即,型腔不斷磨損而增大因此取正值“”,型芯尺寸減小取“”。對于中小型的塑件可取塑件公差的，對于大型塑件可取以下即可。塑件的平均收縮率可根據(jù)式(3-8)[4]進行計算得。(3-8)①型腔內(nèi)形尺寸[3]：(3-9)式中：——塑件所對應(yīng)的模具尺寸；——塑件尺寸；——塑件的平均收縮率，??；——塑件公差值；——塑件的制造偏差，一般取。瓶蓋外徑長度方向的公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。瓶蓋外徑寬度方向公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。翻蓋長度方向公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。翻蓋寬度方向公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。瓶蓋翻開后外徑長度方向的最大公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。②型腔深度尺寸[3](3-10)式中：——與塑件相對應(yīng)的模具尺寸；——塑件尺寸；——塑件的平均收縮率，??；——塑件公差值；——塑件的制造偏差，一般取。塑件高度方向公稱尺寸為，精度為，查得塑件公差值為[3]。3.4.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計型芯主要是為了成型工作零件的內(nèi)表面的模具。其形式通常有兩種：整體式和組合式。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)的分析可得，本次設(shè)計采用組合式和鑲拼式型芯，其型芯的材料為，零件圖如圖3.7和3.8所示：圖3.7型芯圖3.8組合式型芯（2）零件成型工作尺寸計算①型芯外輪廓尺寸可以按照式(3-11)[3]就算得。(3-11)式中：——與塑件相對應(yīng)的模具尺寸；——塑件尺寸；——塑件的平均收縮率；為；——塑件公差值；——塑件的制造偏差；一般取。瓶蓋內(nèi)腔長度方向的公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。瓶蓋內(nèi)腔寬度方向公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。翻蓋內(nèi)腔長度方向公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。翻蓋內(nèi)腔寬度方向公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。瓶蓋內(nèi)腔外圓方向公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。瓶蓋內(nèi)腔內(nèi)圓方向公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。②型芯高度尺寸可按照式(3-12)計算得[3](3-12)式中：——與塑件相對應(yīng)的模具尺寸；——塑件尺寸；——塑件的平均收縮率；??；——塑件公差值；——塑件的制造偏差，一般取。塑件型芯高度方向公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。塑件型芯內(nèi)腔外圓公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。塑件型芯內(nèi)腔內(nèi)圓公稱尺寸為：，精度為，查得塑件公差值為[3]。3.5型腔側(cè)壁與底板厚度計算在注射成型過程中，強度不足將導(dǎo)致模具材料塑性變形甚至開裂，剛度不足將導(dǎo)致模具零件彈性變形而產(chǎn)生溢料飛邊[4]。3.5.1型腔側(cè)壁厚度的計算采用組合式矩形型腔，型腔側(cè)壁厚度與型腔的內(nèi)壓力和型腔深度有關(guān)。按照(3-13)[4]剛度公式計算。（3-13）式中：——型腔壓力；——為材料的彈性模量；——為型腔長度；——為型腔板厚度；——為型腔深度；——剛度條件下允許的變形量。型腔側(cè)壁采用嵌件插入，結(jié)構(gòu)緊湊，嵌件單邊插入得厚度初步選取為，模板與型腔一起來受型腔的壓力。型腔與型腔之間的距離為，由于設(shè)計的塑件的深度不深，S1滿足其要求。故模具尺寸比腔足夠滿足其強度要求。3.5.2動模墊板厚度的計算動模墊板厚度與其所選模具兩墊塊之間的距離有關(guān)，根據(jù)初步所選模具型腔的布排，模具的選擇在350×400之間。故查兩墊塊之間的距離大約：W因此，可以根據(jù)其型腔的排布等諸多因素綜合考慮可以計算動模墊板的厚度?？筛鶕?jù)式（3-14）[9]剛度計算動模墊板厚度。(3-14)式中——為型芯在分型面上的垂直投影面積；；——材料的彈性模量；；——兩個墊塊之間的距離；；——是動模墊板的長度；；——用剛度計算時動模墊板的許用變形量：查得塑件等級為級[9]，計算得：(3-15)代入（3-14）公式為：可近似算得動模板厚度：所以動模墊板厚度取。3.6澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)主要是指從注射機噴嘴出口開始到模具型腔入口截止的塑料熔體所流經(jīng)的通道，是注射模具中主要組成部分[5]。主要由四部分構(gòu)成：主流道、分流道、澆口及冷料穴。3.6.1主流道的設(shè)計（1）主流道尺寸設(shè)計主流道長度L通常以小于為最選擇，最長不應(yīng)超過[4]。在此次設(shè)計可取。主流道始端截面直徑通常約為之間[9]。本設(shè)計取。主流道設(shè)計成圓錐形，一般常取，流動性差的塑件錐角可取，塑件流動性適中，在此次設(shè)計中取，計算可得：。澆口套凹球面半徑通常取:；SR為注塑機噴嘴球半徑；凹球面深度：。（2）主流道的凝料體積(3-16)（3）主流道當(dāng)量半徑(3-17)（4）主流道襯套形式主流道襯套為與注射機嘴頭接觸的零件。在模具工作時主流道處的高溫熔體跟注射機入口多次接觸和碰撞，容易造成磨損。因此主流道襯套的材料選擇及其嚴格，澆口襯套與定位環(huán)的固定方式有：澆口襯套與定位環(huán)為一體設(shè)計，澆口襯套與定位環(huán)分開設(shè)計。由于本次設(shè)計的塑件產(chǎn)量比較大，且磨損可能較嚴重，因此澆口襯套與定位環(huán)分開安裝，優(yōu)點安裝簡單，拆卸和更換。還可以選擇更佳優(yōu)質(zhì)鋼材進行加工與熱處理。常用的材料為或來設(shè)計澆口襯套，表面熱處理淬火后硬度可為C。如圖3.9：圖3.9澆口套基本形式3.6.2分流道的設(shè)計分流道主要是指主流道根部與塑件澆口之間的凝料流通道，也是塑料熔體經(jīng)過主流道流入型腔的過渡段，主要作用是將塑料熔體流向進行平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，有時也在多型腔模中也有分配作用，主要是將塑料熔體分配到各個型腔[7]。(1)分流道的布置形式在設(shè)計分流道時應(yīng)考慮以減少流道內(nèi)的壓力損失，在流動過程中降低熔體溫度，因此本次設(shè)計考慮綜合因素，因此選用平衡方式布置。(2)分流道長度設(shè)計根據(jù)模具采用的是一模四腔的設(shè)計結(jié)構(gòu)，則分流道澆道長度選擇如下，如圖3.10所示。圖3.10分流道的形式(3)分流道截面形狀分流道的截面形狀如下：圓形、梯形、矩形、U形等多種型式。因此對于流動性比較好的聚乙烯，尼龍，聚丙烯等高分子塑料材料可采用圓形截面，有時圓形截面的分流道在長度比較短時，其直徑可以小到左右[2],因此這次設(shè)計中橫向分流道采用圓形截面；而縱向分流道采用梯形截面。(4)分流道的直徑根據(jù)塑件的質(zhì)量：，有部分塑料的分流道直徑推薦尺寸[4]。查得聚丙烯的分流道直徑可為，因此橫向分流道直經(jīng)可按照式（3-18）[4]可得。（3-18）本設(shè)計?。??？v向分流道大端直徑為：；小端直經(jīng)則取為；分流道的長度:；橫向分流道的截面積：；橫向分流道凝料體積：。(5)分流道表面粗糙度及脫模斜度在模具工作時為了保證熔體的流速所以分流道的表面粗糙度要求較高，一般取。本設(shè)計取。脫模斜度一般在之間，本設(shè)計則取脫模斜度為。3.6.3澆口的設(shè)計澆口也被稱為進料口，用于連接分流道與型腔之間的熔體通道[2]。常用的澆口形式主要有：點澆口、側(cè)澆口、直接澆口、環(huán)形澆口等[10]。本設(shè)計采用點澆口的形式，因為零件表面精度要求較高，表面無熔接痕，四周無毛刺，選用點澆口的優(yōu)點是，點澆口處痕跡小，不必后續(xù)進行加工，可自動化大批量生產(chǎn)。其基本形式如圖3.11所示:圖3.11澆口形式(1)點澆口的直徑計算：按照公式(3-19)[3]：；（3-19）將數(shù)據(jù)代入可得：；式中：——材料系數(shù)；——塑件壁厚；——塑件的表面積；。(2)點澆口的長度計算；點澆口的長度[9]，取取。3.7模架的選擇模架的形式需要根據(jù)所采用的澆口型式、加工設(shè)備、塑件的結(jié)構(gòu)等諸多要求確定。本設(shè)計采用點澆口，螺桿式注射機?？紤]到模腔所采用的嵌入式鑲拼式結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時又考慮到導(dǎo)套、導(dǎo)柱的排布方式。初步確定注塑模架為DA型。（1）A板尺寸A板是定模板，由于要考慮冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，需要留出足夠的距離保證冷卻放水。因此將A板設(shè)計為。（2）B板尺寸B板是動模板，塑件高度為，動模板之下是墊板，注射時需要承受很大的壓力，而且為動模一側(cè)的頂出機構(gòu)以及冷卻水道留出導(dǎo)向空間，故動模板厚度可取為。（3）C板（墊塊）尺寸所以初定墊塊為。上述已經(jīng)初步確定A，B，C三板的尺寸，初步確定模架的基本型號為：，其模架的基本外部輪廓尺寸為：，如圖3.12所示。圖3.12模架基本形式3.8脫模機構(gòu)設(shè)計塑件在模腔中成形后，需要從模具型腔中脫出，組成脫出塑件的動作機構(gòu)成為脫模機構(gòu)。脫模機構(gòu)主要有三部分組成：首先是直接作用在要推出塑件上的推出零件；其次被用來固定推出零件的零件；主要有推板、推桿固定板；最后是用作合模導(dǎo)向作用的復(fù)位零件。推出機構(gòu)推出塑件時要保證塑件不發(fā)生變形以及損傷塑件的外觀，推出力的大小需要按照脫模阻力的大小進行合理安排，并且推出機構(gòu)的設(shè)置結(jié)構(gòu)要求簡單，推出動作可靠，不能發(fā)生干涉，合模時必須準確復(fù)位[11]。3.8.1脫模力的計算當(dāng)脫模開始時，脫模阻力最大，所以推桿所需的剛度和強度都應(yīng)按此時的受力情況來計算[12]。由于塑料制件的厚度為，屬于薄壁橢圓制件。根據(jù)式（3-20）[3]計算得。（3-20）式中：——脫模力()；——模具型芯的脫模斜度；——塑件的壁厚；；——塑件的彈性模量；——塑件的平均成型收縮率；；——制件對型芯的包容長度；；——塑件與型芯之間的動摩擦因數(shù)；一般為；??；——材料的泊松比；——為不通孔的殼類塑件在脫模方向的投影面積；；——為無量綱數(shù)；代入數(shù)據(jù)可得：因為塑件的底部有小的圓弧為了和瓶身緊密結(jié)合在推出時需要強制性脫模因此其脫模阻力可以取為：3.8.2脫模零件設(shè)計（1）推桿的設(shè)計推桿的長度計算公式[4]：（3-21）式中：——頂桿的總長度；——動模板的高度；??；——推板固定板的厚度；??；——頂出行程；??；——推板厚度；取。代入數(shù)據(jù)可得：（2）推桿直徑的計算根據(jù)塑件的穩(wěn)定性來計算圓形推桿的直徑[4]，即：（3-22）推桿的直徑確定之后還需要對推桿得強度進行校核其計算公式如下[4]：（3-23）式中：——推桿直徑；——安全系數(shù)；——推桿的長度；——脫模阻力；——推桿材料的彈性模量；——推桿根數(shù)；——推桿所受的壓應(yīng)力；——推桿材料的屈服強度。代入式（3-22）得：根據(jù)模具的實際需要取推桿直經(jīng)為：。根據(jù)式（3-23）公式進行校核可得。因此推桿直徑符合設(shè)計要求。3.9冷卻系統(tǒng)設(shè)計在注射成型過程中，塑件成型時的質(zhì)量以及生產(chǎn)時的生產(chǎn)效率將直接受模具溫度的影響[13]。因此在注射模中常需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)來降低模具的溫度以保證塑件的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計包括：冷卻介質(zhì)的選擇，冷卻水道的布排方式等。3.9.1冷卻介質(zhì)的選擇本設(shè)計所選取的材料為聚丙烯其材料的流動性為中等。其中模具溫度為，成型時的溫度為，因此初步選定模具溫度為，選用溫水對模具進行冷卻[14]。其所選材料對模具的溫度要求比較低，可以通過調(diào)節(jié)水的流量來調(diào)節(jié)模具溫度。3.9.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計要求冷卻水道設(shè)置應(yīng)該使得成型零件表面冷卻均勻，各個模具處的溫度不能相差太大[5]。冷卻水道的直徑一般取。冷卻水道的布排要合理，冷卻回路應(yīng)盡可能多。應(yīng)以湍流為主，因為其冷卻液的流速較快。冷卻水道一般需要開設(shè)在澆口部位，這樣可以使冷卻水沿料流方向流動，從而使得冷卻水模具溫度高的區(qū)域流向模具溫度低的區(qū)域[5]。3.9.3冷卻系統(tǒng)的形式冷卻水道的布排形式，應(yīng)根據(jù)所注塑的制品形狀以及所需要的冷卻溫度來確定。冷卻水道的形式一般有：多層冷卻、直通式冷卻、整體組合式冷卻、平面螺旋冷卻等[15]，本設(shè)計選擇直通式冷卻形式。3.9.4冷卻系統(tǒng)得簡單計算（1）已知塑料件總的熔體體積為；（2）總的熔體質(zhì)量為：，（3）總的注塑周期為：式中：——冷卻時間，；——注射時間，；——脫模時間為：。因此可知1小時可以注射的次數(shù)為：次。單位時間內(nèi)可以注射到模具中的總?cè)垠w質(zhì)量為[8]。（4）單位時間內(nèi)固化所放出的熱量Q查的相關(guān)手冊可以知道聚丙烯（PP）單位質(zhì)量單位時間固化放出的熱量為[8]：總的放出的熱量為；。（5）冷卻水的體積流量在計算冷卻水的單位體積流量時，可以近似的按照單位時間中固化時所放出的熱量等于冷卻時冷卻介質(zhì)所帶走的熱量[8]：可以根據(jù)如下公式計算得[8]：（3-25）式中：——單位時間內(nèi)從外部注入到冷卻水道中冷卻介質(zhì)的質(zhì)量，；——單位質(zhì)量塑件制品在冷卻介質(zhì)作用下凝固時放出的熱量，；——冷卻水的密度；——冷卻水的比熱容；——冷卻水的出口溫度；——冷卻水的人口溫度；將數(shù)據(jù)代入式（3-25）可得。（6）冷卻時水道直徑與冷卻水道的個數(shù)的確定。根據(jù)冷卻水的流速可以查的冷卻水路的直徑為：，由于塑件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜因此設(shè)定冷卻水道的條數(shù)為6根。3.10導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計3.10.1導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)為了保證動模、定模以及模中其他零件之間的準確對合，導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)在使用時利用了導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間的合理配合來確保模具在工作時的精度[12]。本設(shè)計則采用標準導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的主要包括：導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)；導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合以及數(shù)量和布排。根據(jù)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的使用程度，其導(dǎo)向機構(gòu)需要足夠的耐磨性，通常是外硬內(nèi)韌。一般選擇導(dǎo)柱、導(dǎo)套的材料為T8A或者為T10A，硬度一般為。除此以外還需要考慮到模具的強度，導(dǎo)柱之間的距離。目的是為了避免在脫模時相互之間干涉。還要注意導(dǎo)柱、導(dǎo)套的同軸度。導(dǎo)柱導(dǎo)入的部分一般要求做成錐狀或者半球狀，而導(dǎo)套前端需要倒圓角。導(dǎo)套的硬度應(yīng)小于導(dǎo)柱的硬度，防止導(dǎo)柱、導(dǎo)套有磨損嚴重。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合通常采用間隙配合。導(dǎo)套固定處與模板安裝處采用過盈配合[9]，3.10.3定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計注射模具的定位系統(tǒng)很多，本設(shè)計采用復(fù)位桿和錐面進行定位，其放置的位置主要是在分型面上。

4模具的使用及維護4.1模具的工作過程圖4.1為注塑模具總裝圖：圖4.1模具總裝圖定模座板2.垃圾釘3.內(nèi)六角螺釘4.墊塊5.支承板定距拉桿7.動模板8.型腔9.大型芯10.定模板11.推桿導(dǎo)柱12.推桿導(dǎo)套13.中間板14.內(nèi)六角螺釘15.定模座板16.彈簧17.內(nèi)六角螺釘18.拉料桿19.內(nèi)六角螺釘20.澆口套定位圈22.帶肩導(dǎo)柱23.導(dǎo)套24.內(nèi)六