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课程设计中空吹塑成型模具设计姓名郭胜学号11051021032院系机电工程学院专业材料成型及控制工程年级2011级指导教师贾焕丽2015年1月15日目录摘要……………………………………………………………………11吹塑件结构与材料分析……………………………………………31.1软件简介………………………………………………………31.2模具设计与制造的一般流程…………………………………31.3吹塑件结构分析…………………………………………51.4吹塑件材料分析…………………………………………72吹塑模具的结构与材料分析………………………………………82.1吹塑模结构分析…………………………………………………82.2吹塑模具的材料分析…………………………………………93挤出吹塑机头尺寸计算……………………………………………113.1出模膨胀系数选择………………………………………………113.2挤出机头设计原则……………………………………………114吹塑模具的型腔的设计……………………………………………144.1分型面选择………………………………………………………144.2型腔表面处理……………………………………………………144.3型腔尺寸计算…………………………………………………145吹塑模具的颈部及底部嵌块设计………………………………166吹塑模具的夹坯口与余料槽设计………………………………186.1剪口尺寸…………………………………………………………186.2剪口部位…………………………………………………………197吹塑模具的冷却系统设计…………………………………………207.1冷却系统设计原则……………………………………………207.2开设冷却系统…………………………………………………218吹塑模具的排气系统设计…………………………………………229成型设备选择………………………………………………………23参考文献…………………………………………………………………24致谢………………………………………………………………………25新乡学院本科课程设计1摘要根据矿泉水瓶的用途和使用要求进行分析，合理设计矿泉水瓶的形状造型结构，包括容积、壁厚、外形、底部和瓶口螺纹等的设计，并根据吹塑工艺选择制矿泉水瓶的材料。矿泉水瓶吹塑模设计，采用平行移动式模具，设计内容包括模具材料选择、模具型腔、模具主体、冷却系统、切口部分、嵌块部分、排气孔槽和导向部分等。根据本次设计的矿泉水瓶的功能、材料及各个工艺特点，吹塑工艺采用挤出吹塑，矿泉水瓶的成型包括成型设备和成型工艺条件等的分析设计。关键词：矿泉水瓶;吹塑模;挤出吹塑；模具设计新乡学院本科课程设计2AbstractBasedontheanalysisofthefunctionandusagerequirementsofmineralwaterbottles,properlydesigneditsshapeandmodelingstructure,includingthedesignofitsvolume,wallthickness,shape,thebottomandmouththread,etc.Meantime,choseitsmaterialaccordingtotheblowmouldprocessofmineralwaterbottles.Themineralwaterbottleblowmoulddesignselectedparallelmovemold.Thedesignincludedmouldmaterialselection,moludcavity,mouldmainbody,coolingsystem,incision,embeddedblock,ventgroove,orientationandsoon.Accordingtothefunction,materialandprocesscharacteristsofmineralwaterbottles,theblowprocessusedextrusionblowinthispaper,Theformingofmineralwaterbottlescontainedtheanalysisanddesignofmouldingequipments,mouldingprocessconditions,etc.Keywords:mineralwaterbottles;blowmolding;Extrusionblowmolding;moulddesign新乡学院本科课程设计31吹塑件结构与材料分析1.1软件简介Cro/E（Cro/Engineer操作软件，以下简称Cro/E）是美国参数技术公司（ParametricTechnologyCorporation，简称PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。Cro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用[4]。1.2模具设计与制造的一般流程在模具设计与制造过程中，从产品设计、模具设计到模具制造一般按照以下的流程来进行：图1设计与制造流程接受订单产品模型设计分析模具结构加工产品模型设计模具结构设计试模检验合格模具结构设计分析析省模、装配修模客户跟踪服务客户认可、交货新乡学院本科课程设计4使用Pro/E进行中空塑料吹塑模具设计的流程如下图2所示.1.2.1模具设计(1)饮料瓶零件分析在对制品设计之前，充分了解制品的用途及特性和设计参数及要求，根据用途与特性和设计参数确定制品工艺条件，如表1所示。表1饮料品制品工艺表材料脱模斜度尺寸精度壁厚/mm圆角/mm收缩率pp1IT100.5R0.50.006（2）饮料瓶零件设计应用Cro/E进行产品零件设计的流程如图3所示.设计制品建立模具装配模型并设置收缩率型并设置收缩率分别设计型腔、型芯的模口、模底设计分型面拆模，完成模具成型零件三维模型设计模具冷却系统和导套、导柱修改制品图2中空吹塑模具设计流程新乡学院本科课程设计51.3吹塑件结构分析塑件主要根据使用要求设计，由于塑料有其特殊物理机械性能，因此在塑件设计时必须充分发挥其性能上的优点，避免和补偿其缺点，在满足要求的前提下，塑件设计应尽可能简化模具结构，符合成型工艺要求。a．塑件设计尽量壁厚均匀，无过薄过厚的部分。外径设计应考虑吹胀比(图1中B／d=BR)BR=2.1～4.1，多取BR=2:1。这样可缩小机头尺寸。b．塑件长度也应考虑延伸比SR(图1中SR=c／b)，SR越大塑件强度越高，但也要结合保证塑件的实用剐度和实用壁厚，因此延伸比取SR·BR=4～6较合适。c．瓶盖与瓶口部分应采用螺纹结合，也有采用凸缘或凸环结合的如图2，一般采用梯形螺纹，不选用细牙螺纹，为了使合模面上的飞边不致影响螺纹旋合，螺纹可设计成断续状。d．塑件侧壁与底部的交接部分，一般不允许设计成尖角，二界面角采用圆弧过渡，三界面角可用球面过渡。（R=0.3×2B)只有造型装饰部分可采甩尖角。e.塑件支承面，特别注意要减少结合缝与支承面的重合部分。因切口的存在将影响塑件放置的平稳性。同时也要增加底部刚度。f．塑件的外表面，在无特殊的要求时，应做粗糙的外表面。尖似磨沙玻璃，或做成绒面，木纹面，皮革面等。容积：V=500ml容器的平均壁厚：t=0.5mm外形：否正确正确与否添加特征和修改特征创建制品主体特征是图3Cro/E设计产品零件流程图新乡学院本科课程设计6采用椭圆形容器，这种形状的吹塑制品是针对圆形和方形制品的缺点进行改进的。它综合了它们的优点，在强度和刚度、变形性等力学性能方面都较好；外观造型好，开发应用颇多。吹塑制品的外形的几何外形设计除了考虑其实用性外，还应注意美术造型、装饰图案、花纹，以增加制品的直观美.底部：通常很少以整个平面作为制品的支承面，并要尽量减小支承面。对于瓶类制品来说，一般采用环形支承面，若以整个平面作为支承面。在钳贴熔接部分因存在钳切毛边而凸起，制品放置不稳，采用环形支承面，情况大为改善，且增加了制品底部的刚度。从生产工艺可知，挤出吹塑制品的底部，一般都是型坯的夹断处，是制品力学性能的薄弱部位。制品在底部夹缝处的壁厚，比其他部位厚，收缩率也较大，故容易产生翘曲现象，影响制品的直立。因此，制品底部应设计成内凹形。制品的转角处及内凹处，均作较大的圆弧过渡。口部：为使容器口部能更好地与盖及密闭器配合，容器口部有螺纹结构设计。在挤出吹塑成型中，容器口部的外直径是由吹塑模具的模腔尺寸决定的；容器口部的内直径由吹塑模具的吹气型芯的外直径尺寸决定的。这时，容器口部的厚度是由型坯压缩形成的。若型坯壁的厚度发生变化，容器口部的内径也会发生变化。生产时，容器口部还会产生收缩、凹陷等不良现象。为使容器口部与密封盖或封闭器配合紧密，需对容器口部进行二次切削加工。挤压式的柔性瓶，如眼药水瓶、滴液瓶，其容器孔口的直径很小，可采用吹气针方式。图4矿泉水瓶结构图新乡学院本科课程设计71.4吹塑件的材料分析表2吹塑用塑料的性能比较材料密度刚度耐冲击强度耐热性透明性POM116612ABS67677CA381171PC36324LDPE11111417HDPE9103310PP129617PS659810PVC249121聚丙烯（PP）是塑料中的后起之秀。是由丙烯单体（CH3—CH＝CH2）聚合而成。是无毒、无味、半透明塑料。具有质轻的特点，其密度为0.90～0.91g/cm3，是通用塑料中密度最低的一种。聚丙烯具有优良的耐热性，长期使用温度可高达100～120℃，短期使用温度为140℃，无载荷时使用温度可达150℃，聚丙烯是通用塑料中唯一能在水中煮沸，并能经受135℃的消毒温度的品种。以PP为基材的多层容器可在温度高达90℃条件下进行热灌装或消毒处理。聚丙烯的耐低温性不如聚乙烯，力学强度、刚性和耐应力开裂性都超过高密度聚乙烯，聚丙烯是一种非极性塑料，具有优良的化学稳定性，并且结晶度越高，化学稳定性越好。聚丙烯具有有优良的耐弯曲疲劳性，很适宜制造盖体合一的容器，带铰链的双层壁的吹塑工具箱等。聚丙烯的成型性能：聚丙烯的熔点较高，冷却速率较大，型坯热封性差，易在闭模时夹断。聚丙烯的收缩率较大，约为1.0%～2.5%，收缩会随制品壁厚、成型工艺、填料加入量的不同而变化。聚丙烯可采用挤出吹塑、注射吹塑、注射拉伸吹塑等方法制成中空容器。新乡学院本科课程设计82吹塑模具的结构与材料分析2.1吹塑模具结构分析2.1.1平行移动式模具该种结构由两半个相同模腔构成，通过合模机使之闭合。模具(如图5)的安装采用直接安装法为好，即在模具上做出螺纹孔，用螺钉穿过合模机安装板直接紧固。目前生产几乎都采用该种结构形式。图5平行移动式模具图综合考虑，采用平行移动式模具，其基本结构包括两半部分。它是由模具型腔、模具主体、冷却系统、切口部分、排气孔槽和导向部分等组成。与注射成型模具相比，挤出吹塑模具有以下特点：吹塑模具型腔受到的压力为型坯的吹胀压力，而注射模具型腔内的压力要高得多（10～40MPa）。因此，吹塑模具对材料的要求较低，选择范围较宽。吹塑模具只有凹模，且其型腔一般不需经硬化处理，除非要求长期生产。而注射模包括型芯与型腔。注射模腔内熔体通过流动来成型，吹塑模腔内型坯则通过膨胀来成型，这可减小制品上的流痕与结合缝及模腔的磨损等问题。新乡学院本科课程设计9由于没有型芯，吹塑制品上较深的凹陷也能脱模，不需设置像注射模所广泛采用的滑块、顶杆或凸轮等。另外，吹塑模与真空成型模有相似之处，但其造价较低。2.2吹塑模具的材料分析吹塑模具材料的选择要综合考虑导热性能、强度、耐磨性能、抛光性能、成本以及所用塑料与生产批量等因素。例如，对会产生腐蚀性挥发物的塑料（PVC），要采用耐腐蚀性材料来制造模具或最在模腔上镀耐腐蚀金属。下面介绍吹塑模具采用的几