PE塑料瓶蓋模具設(shè)計(jì)

1、1.1制品原材料的選擇及對(duì)材料的介紹1.1.1制品為塑料瓶蓋，選擇LDPE材料低密度聚乙烯（LDPE ）是高壓下乙烯自由基聚合而獲得的熱塑性塑料。 烯家族中最老的成員，二十世紀(jì)四十年代早期就作為電線包皮第一次商業(yè)生產(chǎn)。些良好的性能：透明、化學(xué)惰性、密封能力好，易于成型加工。這決定了 工業(yè)中最廣泛使用的材料之一。LDPE是樹脂中的聚乙LDPE綜合了一LDPE是當(dāng)今高分子LDPE級(jí)別可以滿足大部分熱塑性成型加工技術(shù)的要求。 電線電纜貼膠、注射成型、吹塑成型。包括：薄膜吹制、薄膜鑄制、擠壓貼膠、已經(jīng)相對(duì)穩(wěn)定。LDPE0.5 2.0克/ 10克/立方厘米。LDPE模塑應(yīng)用于制作要求擠壓性能的模塑。在聚

2、乙烯樹脂家族的競爭中，吹塑成型與注射成型使用常規(guī)LDPE樹脂由于它的抗曲撓性和加工特性而被用于模塑成型。樹脂熔融指數(shù)范圍為分鐘，密度變化范圍0.918 0.922醫(yī)用和日用消費(fèi)瓶以及封密件。根據(jù)以上材料的性能特點(diǎn)及塑料瓶蓋的一般使用壽命及性能要求，我們完全可以選用 為模塑材料。LDPE 作常用注射工藝參數(shù)：LDPE、柱塞式、直角式噴嘴噴嘴溫度:150-170170-200140-160模具溫度:30-45 C注射壓力:60-100MPa保壓時(shí)間:15-60S注射時(shí)間:0-5S冷卻時(shí)間:15-60S成型時(shí)間:40-140S1.1.2材料性能介紹(1 )聚乙烯是結(jié)晶材料，吸濕性小。(2 )流動(dòng)性能

3、極好，溢邊值為0.02mm 左右，流動(dòng)性能對(duì)壓力變化敏感。(3 )容易發(fā)生熔融破裂，當(dāng)與有機(jī)溶劑接觸時(shí)可發(fā)生開裂。(4 )加熱時(shí)間過長則發(fā)生分解燒傷。(5 )冷卻速度較慢，因此必須充分冷卻，宜設(shè)冷料穴，在模具設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)。(6 )聚乙烯材料的收縮率范圍較大，收縮值也大，方向性明顯，易變形，翹曲。結(jié)晶度及模具 冷卻條件對(duì)收縮率影響大，應(yīng)控制模溫，保持冷卻均勻，穩(wěn)定。(7 )宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度應(yīng)快，保壓應(yīng)當(dāng)充分。(8 )不宜用直接澆口，易增大內(nèi)應(yīng)力，或產(chǎn)生收縮不均勻，方向性明顯增大比變形。應(yīng)當(dāng)注意 選擇進(jìn)料口為止，防止產(chǎn)生縮孔，變形。(9 )質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹槽

4、時(shí)可強(qiáng)行脫模。2確定分型面分開模具能取岀塑件的面，稱作分型面，其它的面稱作分離面或稱分模面，注射模只有一個(gè)分型面。分型面的方向盡量采用與注塑機(jī)開模是垂直方向，形狀有平面，斜面，曲面。選擇分型面的 位置時(shí)，應(yīng)遵照以下原則(1)分型面一般不取在裝飾外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處(2)使塑件留在動(dòng)模一邊，利于脫模(3)(4)抽芯機(jī)構(gòu)要考慮抽芯距離(5)分型面作為主要排氣面時(shí)，分型面設(shè)于料流的末端。一般在分型面凹模一側(cè)開設(shè)一條深 用頂桿，型腔，型芯鑲塊排氣。0.025 0.1mm寬1.56 mm的排氣槽。亦可以利將同心度要求高的同心部分放于分型面的同一側(cè)，以保征同心度本設(shè)計(jì)的塑件無側(cè)抽芯，有螺紋但要求使用手動(dòng)

5、脫模，簡單采用垂直于開模方向。分型面選擇在塑件投影面積最大處，所以選擇在瓶蓋的底部。3選用國產(chǎn)XS Z 30型注射機(jī)確定型腔數(shù)。國產(chǎn)注射機(jī) XS Z 30項(xiàng)目數(shù)據(jù)額定注射30螺桿(柱塞)直徑28注射壓力119注射行程130鎖模250KN最大成型面積90模板最大行程160模具最大厚度180模具最小厚度60噴嘴弧半徑12噴嘴直徑動(dòng)、定模板固定尺寸250x280塑件：V 5.1cm 3，分型方向投影 S=7.74cm 2則 n=a/q=30/(5.1+X)<5由 P=k?P 。F=0.1 P?A T A=31 cm 2 n =A/S=31/7.74=4.05考主澆道、分澆道 n取3型腔數(shù)：n

6、=30/8=3.75鎖模力：n =80% P / P。=80%?250MPa/100MPa=2取2個(gè)型腔校核開模距離:S = H 1+ H 2+5 S 10=22.5+15+5s 10=47.5 m <160 合理4標(biāo)準(zhǔn)模架根據(jù)上述分析，計(jì)算以及型腔尺寸、位置，確定模架結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格采用A1 16016027 Z2定模板厚度：A=32mm動(dòng)模板厚度：B=25mm墊塊厚度：C=50mmGB/T1255.1-1990模具外形尺寸:200X 200X 147 mm5校核5.1型腔校核由于在確定型腔時(shí)，利用注射機(jī)的額定注射量,開模力計(jì)算n。所以不再進(jìn)行校核。5.2開模行程校核S = H 1+ H

7、 2+( 5 S 10 ) =22.5+15+(5s 10 ) =47.5 m<160 合格6分析澆口位置6.1澆口位置的要求:(1 )外觀要求(澆口痕跡，熔接線)(2 )產(chǎn)品功能要求(3)模具加工要求(4)產(chǎn)品的翹曲變形(5)澆口容不容易去除6.2對(duì)生產(chǎn)和功能的影響:6.2.1 流長(Flow Length )決定射岀壓力，鎖模力，以及產(chǎn)品填不填得滿，流長縮短可降低射岀壓力及鎖模力622澆口位置會(huì)影響保壓壓力(1 )保壓壓力大小(2 )保壓壓力是否平衡(3 )將澆口遠(yuǎn)離產(chǎn)品未來受力位置以避免殘留應(yīng)力(4 )位(Core Shaft )(2 )(3 )可能的話，從產(chǎn)品中央進(jìn)澆(4 )將澆

8、口放置于產(chǎn)品中央可提供等長的流長(5 )流長的大小會(huì)影響所需的射岀壓力澆口位置必須考慮排氣，以避免積風(fēng)發(fā)生不要將澆口放在產(chǎn)品較弱處或嵌入處，以避免偏6.3選擇澆口位置的技巧(1 )將澆口放置于產(chǎn)品最厚處，從最厚處進(jìn)澆可提供較佳的充填及保壓效果如果保壓不足，較 薄的區(qū)域會(huì)比較厚的區(qū)域更快凝固 避免將澆口放在厚度突然變化處，以避免遲滯現(xiàn)象或是短射的發(fā)生(6 )中央進(jìn)澆使得各個(gè)方向的保壓壓力均勻，可避免不均勻的體積收縮。在澆口設(shè)計(jì)時(shí)，要求其斷面尺寸為分流道的3% 9%，澆口長度0 . 5 2 . 5mm 根據(jù)分型面的確定，設(shè)計(jì)中采用邊緣澆口。 邊緣澆口有矩形或接近于矩形的斷面形狀，其優(yōu)點(diǎn)是澆便于機(jī)械

9、加工，易保證加工的精度， 而且試模的時(shí)候澆口的尺寸容易修改，使用于個(gè)種塑料品種其最大的特點(diǎn)是可以分別調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間。對(duì)于中小型塑件邊緣澆口的典型尺寸為深0.5 2 mm,寬為1.5 5mm，澆口的臺(tái)階長0.5 2.0mm,設(shè)計(jì)尺寸如圖7頂岀因?yàn)椴捎檬謩?dòng)脫模，所以設(shè)計(jì)如圖頂岀方式為防止模與塑料脫落摔壞，采用頂岀部分，在手動(dòng)拔岀，頂岀14 mm,余mm (防止成型芯脫落)14+12+15+(25-18 ) =48 cm 8冷卻水系統(tǒng)熱塑性塑料熔體注入型腔后，釋放大量熱量而凝固。 不同的塑料品種， 需要模腔維持在某一適當(dāng)溫度。模溫對(duì)塑件質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在如下六個(gè)方面。(1 )改

10、善成型性 每一種塑料都有其適宜的成型模溫，在生產(chǎn)過程中若能始終維持相適宜的模 溫，則其成型性可得到改善。若模溫過低，會(huì)降低塑料熔體流動(dòng)性，使塑料輪廓不清，甚至沖模 不滿；莫文過高，會(huì)使塑件脫模時(shí)和脫模后發(fā)生變形，使其形狀和尺寸精度降低。(2 )成型收縮率 利用模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模溫恒定，能有效減少塑料成型收縮的波動(dòng)，提高塑 件的合格率。采用允許的低模溫，有利于減少塑件的成型收縮率，從而提高塑件的尺寸精度。并可縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。(3 )塑件變形 模具型芯與型腔溫差過大，會(huì)使塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形。尤以壁 厚不均和形狀復(fù)雜的塑件為甚。需采用合適的冷卻回路，確保模溫均勻，消除塑件翹曲

11、變形。(4 )尺寸穩(wěn)定性 對(duì)于結(jié)晶性塑料，使用高模溫有利于結(jié)晶過程的進(jìn)行，避免在存放和使用過 程中尺寸發(fā)生變化；對(duì)于柔性塑料采用低模溫有利于塑件尺寸穩(wěn)定。(5 )力學(xué)性能 適當(dāng)?shù)哪兀墒顾芗W(xué)性能大為改善。例如，過低模溫會(huì)使塑件內(nèi)應(yīng)力增 大，或產(chǎn)生明顯的熔接痕。對(duì)于粘性大的剛性塑料，使用高模溫，可使其應(yīng)力開裂大大降低。過低的模溫會(huì)使塑件輪廓不清,由于制品壁厚較薄，尺寸較小，確定水孔為8 mm。(6 )外觀質(zhì)量適當(dāng)提高模具溫度能有效地改善塑件外觀質(zhì)量。 產(chǎn)生明顯的銀絲，云紋等缺陷，表面無光澤或粗糙度增加等。9主流道、襯套及冷料井拉料桿設(shè)計(jì)主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的部位，它將注塑

12、機(jī)噴嘴注岀的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔。其形狀為圓錐形，便于熔體順利地向前流動(dòng)，開模時(shí)主流道凝料又能順利地拉岀來。主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以在注射模中主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆可更換的主流道襯套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道襯套通常由高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。主流道襯套又稱澆口套， 主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具的對(duì)稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴為同一軸線上。由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以在注射模中主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套。在臥式或立式注射機(jī)上使用的注射模中，主流道垂直于模具分型面。

13、(流道盡量直，盡量短，減少彎曲，光潔度在Ra=1.6 0.8um 之間).考慮模具穴數(shù)，按模具型腔布局設(shè)計(jì)，盡量與模具中心線對(duì)稱.主流道設(shè)計(jì)時(shí)，避免塑料直接沖擊小型芯或小鑲件，以免產(chǎn)生彎曲或折斷.主流道先預(yù)留加工或修正余量，以便保證產(chǎn)品精度以防止熔體冷料冷料井的作用是儲(chǔ)存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭以用熔體流動(dòng)的前鋒冷料， 進(jìn)入型腔，影響塑件的尺寸精度，還可以在開模時(shí)能將主流道的凝料拉岀或推岀。冷料井一般設(shè)在主流道的末端，當(dāng)分流道較長時(shí)，在分流道的末端有時(shí)也開設(shè)冷料井。冷料井的直徑宜大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。根據(jù)推岀機(jī)構(gòu)的選用，可選用冷料井底部帶推料桿的冷料井即在冷料井底部有

14、一根與冷料井圓孔成動(dòng)配合的推桿，其中最常見的是帶Z型頭拉料鉤的推桿，又稱為拉料桿，其結(jié)構(gòu)如圖（b）所示。由于拉料桿頭部的側(cè)凹將主流道凝料鉤住，分模時(shí)即可將凝料從主流道中拉岀。拉料桿的根部固定在推岀板上，在推岀制件時(shí)，冷料也一同被推岀，取產(chǎn)品時(shí)向拉料鉤的側(cè)向稍許移動(dòng)，即可脫鉤將制件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。主流道 尺寸如圖:噴嘴 R=12 ，D=2 則 r =12+2=14 m a = (2° 6° ) =5°d 1=D+(0.51)=3 mm 0 取 5 m拉料桿 合模后 L= (50-16 ) + (25-2 ) =57 m10分流道的設(shè)計(jì)多腔模中，分流道的排布

15、:平衡式和非平衡式:10.1(1)平衡式：分流道的形狀尺寸一致。(2)非平衡式:a?？拷髁鞯罎部诔叽缭O(shè)計(jì)得大于遠(yuǎn)離主流道的澆口尺寸。b。分流道不能太細(xì)長太細(xì)長，溫度、壓加體大會(huì)使離主流道較遠(yuǎn)的型腔難以 滿。C。修復(fù) 一般需要多次修復(fù)，調(diào)理達(dá)到平衡。d。適用范圍 即使達(dá)到料流和填充平衡，但材料時(shí)間不相同，制品岀來的尺寸和性能有區(qū)別, 對(duì)要求高的制品不宜采用。e。分流道長度非平衡式分布，分流道長度短。f。分流道較長可將分流道的尺寸頭沿熔體前進(jìn)方向稍征長作冷料本設(shè)計(jì)用平衡式，的圓形截面分流道的邊緣澆口深值。R 取 2.5mm.1.69.5mm查資料：采用 PE注射推薦分流道的直徑1.69.5mm，

16、中小型模具型腔0.52mm,取5mm 作為直徑的設(shè)計(jì)值，取1mm 深度設(shè)計(jì)其他如圖:11回程推桿L設(shè)計(jì)比拉料桿長 3 mm （保護(hù)作用）12導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用于保證動(dòng)模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零部件之間準(zhǔn)確對(duì)合, 作用。導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)分為有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位，這里我們選用導(dǎo)柱導(dǎo)向。起定位和定向?qū)еO(shè)計(jì)要點(diǎn):(1 )導(dǎo)柱的直徑視模 具大小而定，但必須具有足夠的抗彎強(qiáng)度，且表面要耐磨，芯部要堅(jiān)韌。(2 )導(dǎo)柱的長度 通常應(yīng)高岀凸模端面6-8mm ，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正時(shí)凸模先進(jìn) 入型腔與其碰撞而損壞。(3 )導(dǎo)柱的端面形狀(4 )導(dǎo)柱的配合精度粗糙度為R=0.8 UM導(dǎo)柱的端面常設(shè)計(jì)成錐型或半球形，便于導(dǎo)柱

17、順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔通常采用間隙配合，而與安裝孔采用過渡配合，配合部分(5 )導(dǎo)柱直徑尺寸按模具模板外形尺寸而定所以導(dǎo)柱加長(68 cm)保護(hù)凸模L=25+22.5+6=53.5mm13分流道的設(shè)計(jì)在多型腔模具中， 塑料熔體必須通過設(shè)在模具分型面上的分流道注入各型腔。適用于主流道的基本規(guī)律同樣也適用于分流道的橫斷面。還有一個(gè)附加的因素必須考慮，分流道橫斷面也是其長度的函數(shù)，因?yàn)榭梢约僭O(shè)分流道中壓力損失的增大至少是與分流道長度成正比的。而多半情況壓力損失將更大，因?yàn)槠錂M斷面由于沿流道壁塑料熔體的固化而減小，而且離主流道距離越遠(yuǎn)，壓力損失則更大。另外主流道和分流道系統(tǒng)意味著損耗原料和白費(fèi)

18、了注射成型機(jī)的塑化量，所以分流道應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)得短，橫斷面應(yīng)盡可能最小。分流道的長度是由模具的型腔數(shù)和各型腔的幾何排 列決定的。在塑件生產(chǎn)中為了各塑件的質(zhì)量相差不大一般采用對(duì)稱的分澆道，保證澆道的長度短查：采用PE注射推薦分流道的直徑1.69.5mm，中小型模具型腔的圓形截面分流道的邊緣澆口深0.52mm,取5mm作為直徑的設(shè)計(jì)值，取 1mm深度設(shè)計(jì)值。R取2.5mm.1.69.5mm其他如圖:14型腔及型芯的尺寸設(shè)計(jì)由于塑件簡單，而且采用手動(dòng)脫模， 的連塑件和凸模一起被頂岀機(jī)構(gòu)頂岀， 為了防止成型芯由于自重而摔壞塑件，綜合考慮把凸模做成可以裝卸的活動(dòng)件。在脫模的時(shí)候直接再有人工手動(dòng)卸下塑件，這

19、樣生產(chǎn)較安全。在頂岀的時(shí)候 設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮， 在設(shè)計(jì)頂岀機(jī)構(gòu)時(shí)， 保證開模頂岀成型芯被頂岀，但不會(huì)自動(dòng)的脫落，于工人手動(dòng)取岀。PE塑料瓶蓋采用一般精度制造即MT5,收縮率1.53.5%塑料制造公差等級(jí)MT6GB/T14486-1993對(duì)應(yīng)模具制造公差等級(jí)IT11GB1800-791 )型腔徑向尺寸：£ =? (1.5%+3.5%) =2.5%(1 )塑料尺寸 31.4 +0.52， 5m=IT11=0.16, 5 r=0.074, 5 w=0.087Lpcp=Lp-? =31.4 -(0.52)0.5=31.66LMcp =L pcp?1- £ )=31.74。同時(shí)要注意，

20、要采用適當(dāng)?shù)墓潭ǚ绞椒乐箤?dǎo)柱從安裝孔中脫岀，Lm=(L Mep-0.5 旳-0.5 Sv- Sr) + §m =31.94+0.16w=0.08(2 )塑料尺寸 28 -0.48 , Sm=IT11=0.13, Sr=0.058, SLpep=L P-? A =28 -(0.0.48)5=28.24+0.13Lmcp=L pcp?1- £ )=28.31Lm=(L Me P- 0.5 Sm -0.5 S- Sr) + Sm =28.142 ）型腔深度尺寸:(1 )塑料尺寸 22.5 -0.44 , Sm=IT11=0.13Sr =0.063,Sv/=0.073Lpep=Lp-? A =22.5 -(0.44)05=22.72+0.13LMep =L pep ?1- £ )=22.78L