1、化妆品包装瓶瓶身注塑模设计专业:模具设计与制造学生:指导教师:摘 要本论文将详细说明聚丙烯（PP）为材料的小型化妆品瓶身的注塑模具的详细设计过程、设计思路以及参数计算等。本模具采用了侧滑块成型瓶口螺纹，采用热流道技术以保证生产效率和品质关键词：聚丙烯 注塑模具 小型化妆品瓶身 热流道1、 模塑工艺规程的编制该塑件是化妆品包装瓶中的瓶身，其零件图如下图 1-1 所示，本塑件的材料采用增强聚丙烯，生产类型为大批量生产。螺纹参数如下：大径：33.5，小径：31.5 ，螺距：1.5 ，升角：0.84图 1-1（1） 塑件的工艺性分析1） 塑件的原材料分析。塑件的材料采用增强聚丙烯（本色），属热塑性塑料
2、。从使用性能上看，该塑件具有刚度好，耐水，耐热性强，其介电性能与温度和频率无关等优点，是理想的绝缘材料；从成型性能上看，该塑件吸水性小，熔料的流动性较好，成型容易，但收缩率大。另外，该塑料成型时易产生缩孔，凹痕，变形等缺陷，成型温度低时，方向性明显，凝固速度较快，易产生内应力。因此，在成型时应注意控制成型温度，浇注系统应较缓慢散热，冷却速度不宜过快。2） 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 结构分析。从零件图上分析，该零件总体形状为圆柱体，外围半径为 17mm，从瓶口起有深 6mm 的瓶盖螺纹，瓶身高 17mm，瓶内半径（瓶口）为14.5mm，（底部）为 14.25mm，因此，在瓶盖螺纹处采用
3、侧滑块成塑，该零件属于中等复杂程度。 尺寸精度分析。该零件重要尺寸，如：17mm、34mm、6mm，等尺寸精度为 MT2 级（GB/T14486-2008）,次重要尺寸，如：29.5mm ，等的尺寸精度为 MT3 级(GB/T14486-2008)。有以上分析可见，该零件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。从塑件的壁厚上来看，壁厚最大处为 2.5mm，最小处为 0.5mm，壁厚差为 2mm，因小壁处较少，因此壁厚视为较均匀，有利于零件的成型。 表面质量分析。该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺，内部不得有导电杂质外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。综合以上分析可以看出
4、，注塑时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。（2） 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积：V4.23mm，（过程略）计算塑件的质量：根据设计手册可查得增强聚丙烯的密度为=1.04kg/dm 故塑件的质量为：W = V =4.23 X 1.04kg/dm=4.4g采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机为 XS-ZY-125 型。（3） 塑件注塑工艺参数的确定查找相关文献和参考工厂实际应用的情况，增强聚丙烯的成型工艺参数可作如下选择：（试模时，可根据实际情况作适当调整）注塑温度：
5、包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度 t=180， 中段温度 t=200，前段温度 t=220；喷嘴温度：选用 180注塑压力：选用 100MPa注塑时间：选用 30s保压：选用 72MPa保压时间：选用 10s冷却时间：选用 30s2、 注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定、型腔数的排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与侧滑块的设计、推出机构的设计以及热流道设计等内容。（1） 分型面选择模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。该塑件为化妆品瓶身，要求表面粗糙
6、度 Ra0.4 以外，该零件高度 17mm，且垂直于轴线的截面形状简单，规范，若使用下图 2-1 所示分型方式图 2-1减少模具加工难度又便于成型后出件，故选用如图所示分型方式较为合理。（2） 确定型腔的排列方式本塑件在注塑时采用一模两件，即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素采取并排排列的型腔排列方式（3） 浇注系统设计1）主流道设计：根据设计手册查得 XS-ZY-125 型注塑机喷嘴有关尺寸：喷嘴前端孔径：d=4mm；喷嘴前端球面半径 Ro=12；根据模具主流道与喷嘴的关系：R=Ro+（12 ）mmD=d+（0.51）mm取主流道球面半径 R=13mm取主流道的小端
7、直径 d=5mm2）热流道设计：本模具采用热流道技术，熔料经过主流道后进入模具热流道，考虑保热性，热流道采用电热棒加热。考虑绝热性，尽量避免热量传递到成型腔，于是采用加装隔热板隔离热量3）浇口设计：本模具使用热流道点浇口，浇口利用空气间隙隔热（4）侧滑块设计本设计的瓶口处有处螺纹，阻碍成型后塑件从模具脱出，因此外螺纹处采用两个侧滑块成型本模具使用斜销锁芯机构。1） 确定抽芯距。本塑件最大壁厚为 2.5mm，加上抽芯安全系数，设抽芯距为 4mm，足够满足侧滑块抽离塑件螺纹。2） 确定斜销倾角。斜导柱的倾斜角 a 是斜抽芯机构的主要技术数据之一，它与抽拔力以及抽芯距有直接关系。一般取 a=1520
8、，因为侧滑块较薄，本例选取 a=15，使滑块充分移动。3） 确定斜销的尺寸，斜导柱的直径取决于抽拔力及其倾斜角度，可按设计资料的有关公式进行计算。本例经验估值，取斜导柱的直径d=6mm；斜销的长度根据抽芯距、固定端模板的厚度、斜销直径及倾斜角大小确定，其计算如下式所示。根据公式：其中 L 为斜导柱总长度；d2 为斜导柱固定部分大端直径；h 为斜导柱固定板的厚度d1 为斜导柱工作部分直径S 抽芯距。由于上模座板和上凸模固定板尺寸尚不确定，即 h 不确定，故暂选用 h=20mm。如果该设计中 h 有变化，则就修正 L 的长度；综上可算出斜导柱长度选为 40mm。4） 滑块与导滑槽设计 滑块的滑导方
9、式。本例中为使模具结构紧凑，降低模具装配复杂程度，拟采用整体式滑块和整体导向槽的形式，其机构如图 2-2 所示。为提高滑块的导向精度，装配时可对导向槽或滑块采用配磨、配研的装配方法。 滑块的导滑长度和定位装置设计。本例中由于测抽芯距较短，故导滑长度只要符合滑块在开模时的定位要求即可。滑块的定位装置采用弹簧与圆头销顶的组合形式，如图 2-2 所示。（5）成型零件结构设计1）凹模的结构设计。本例中模具采用一模两件的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，凹模拟采用整体式结构，其结构形式如图2-3 所示。图 2-3图 2-4 中的两对凹槽用于安防侧型芯。图 2-4根据本例热流道与浇口的设
10、计要求，浇口设在上凹模板上，其结构如图2-4 所示。2）凸模结构设计。凸模主要是与凹模相结合构成模具的型腔，其凸模和侧滑块的结构形式如图 2-5 所示。图 2-53、模具设计的相关计算本例中成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来计算。查表 14-1 得增强聚丙烯的收缩率为 S=0.40.8，故平均收缩率为 Scp=（0.4+0.8）/=0.6 ，考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取 z = / 3。（1）型腔和型芯工作尺寸计算型腔、型芯工作尺寸计算见表。类别 序号 模具零件名称 塑件尺寸 计算公式 型腔或型芯的工作尺寸0.234 03(LS%)4Z
11、mCP0.73511 凹模 0.187 0.6982型腔的计算2 侧滑块 0.12602(H)3ZmSCP0.450.2695 0(LS%)4ZmCP0.87293 凸模 .180 2h3Z0.61.263 0()ZmSCP.8735型芯的计算 4 定模型芯 0.1 Z0.433.5 zz_0 0=sMD大 大 中（ ） （ +） .30632.5 zz_00s中 中 中（ ） （ 1） 0.3279螺纹型环的工作尺寸5 侧滑块 31.5 zz_00=MsD小 小 中（ ） （ +） 0.316（2）型腔侧壁厚度和底板厚度计算1）凹模板型腔侧壁厚度及底板厚度计算下凹模镶块型腔侧壁厚度计算。凹模
12、镶块型腔为组合式圆形型腔，根据塑料成型工艺与摸具表 5-19 可知凹模型腔壁厚为 8mm凹模底板厚度计算。根据根据塑料成型工艺与摸具表 5-18 可得底板厚度至少需要 15mm4、模具加热与冷却系统的计算本模具在注射成型时加热板需保持高温，按经验法计算 P=mq，加热板 m约为 5.1kg， q35w/kg，则电热板加热所需功率为 178.5w。是否需要冷却系统可作如下设计计算：设定模具平均工作温度为 40C，用 20C 的常温水作为模具冷却介质，其出口温度为 30C，产量为（初算每 2 分钟 1 套） 0.45kg/h。（1） 求塑件在硬化时每小时释放的热量 查有关文献得聚丙烯的单位热流量为
13、 59x10J/kg。（2） 求冷却水的体积流量：=由体积流量 V 查表可知所需的冷却水管直径非常小。由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积流量非常小，本可不设冷却系统，但本模具使用热流道，于是应增设冷却水道带走热流道多余热量。5、模具闭合高度的确定在支承与固定零件的设计中，根据经验确定：定模座板 =20，加热板=20，隔热板 =15，凹模板 =20，凸模固定板 =30，支承板 =30，垫块高 60，因而闭合高度：6、注塑机相关参数的校核本模具的外形尺寸为 230x180x170。XS-ZY-125 型注塑机模板最大安装尺寸为 360x260,故能满足模具的安装要求。由上述计算模具的闭合高度 H=215mm，XS-ZY-125 型注塑机所允许模具的最小厚度 Hmin =200mm，最大 Hmax-Hmin mm，即模具满足安装条件。经查资料 XS-ZY-125型注塑机的最大开模行程 S=300mm，满足式顶出塑件要求。此外，由于侧分型抽芯距较短，不会过大增加开模距离，注塑机的开模行程足够。经验证，XS-ZY-125 型注塑机能满足使用要求，故可采用。参考文献和资料：塑料模具课程设计指导书 温志远塑料成型工艺与模具设计第二版 屈华昌塑料模具设计指导第三版 国防工业出版社互换性与技术测量第二版 杨好学GB/T14486-2008 塑料模塑件尺寸公差
