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聚合物成型模具课程设计

（2021级）

题目：眼药水瓶盖成型模具设计

学生姓名

学 号

专业班级 高分子材料2021（）班

学 院 材料科学与工程学院

提交日期 2025年1月

聚合物成型模具课程设计

聚合物成型模具课程设计

目录

一、设计产品与技术要求 1

二、注塑成型CAE分析 2

2.1浇注系统和冷却系统建模 2

2.2成型窗口分析 4

2.3填充保压分析 5

2.4冷却分析 7

2.5翘曲分析 8

2.6小结 10

三、模具成型零件设计和壁厚的确定 11

参考文献 15

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一、设计产品与技术要求

结合所学Pro/E、MoldFlow、ANSYS知识，本次课程设计计划设计一个眼药水瓶盖。首先用ProE软件设计出盖子的大致形状，然后用CAE进行注塑分析，选择最适合的浇注和冷却系统并对其进行翘曲分析。在此基础上，在优化零件尺寸以及确定模具尺寸。

图1-1眼药水瓶盖实物图

如图1-2所示，该设计是一个由几个圆柱体和圆台合并后抽壳而成，最大的圆柱体外围配有螺纹的零件。瓶盖三视图如图1-3所示。

图1-2眼药水瓶盖示意图

图1-3瓶盖零件三视图

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由于塑料制品的相对质量小，做成制品的质量较轻，方便日常使用。另外，从其使用角度考虑，该瓶盖在使用过程中往往只需承受较小的作用力，所以以塑料作为支承座的材料可以满足其使用要求，并且大大节约了产品的成本。此外，从使用安全及成本考虑，我们采用尼聚丙烯作为原料。

采用注塑成型工艺，成型周期短，自动化程度高，加工适应性强，能制造外形复杂的制品。注塑成型的研究方法有实际注塑试模研究和注塑模拟研究，实际注塑试模需要反复进行试模，研究成本高，时间长，而且不容易知道注塑过程产生的原因和解决途径，不适用于紧密注塑零件的加工。注塑模拟研究是在计算机上先进行模拟，将模拟后的最优结果进行实际试验，大大降低了成本，提高了生产效率。

材料选用POLYFPRTFPP20T:ASchulmanGMBH。

技术要求：要写具体内容。

二、注塑成型CAE分析

首先用Moldflow软件建模，浇注系统和冷却管路，选取最适合的浇注口位置以及最佳冷却管路排布方式。然后再进行成型窗口，得到注塑过程的最适宜模具温度以及熔体温度。再进行流动保压分析、冷却分析、翘曲分析。确定成型工艺参数和设计方案。

2.1浇注系统和冷却系统建模

1.首先进行网格划分，选取网格大小为1.5mm，分析得到网格个数为19197个单元，可以在提高分析速度的同时保证分析的精确度。

2.分析最佳浇口位置，默认注塑成型机，模具表面温度及熔体温度都为默认值，浇口定位器算法采用高级浇口定位器，浇口数量为1。浇口分析结果如图2-1-1。

图2-1-1瓶盖浇口分析结果

从图中可以看出，浇口位置在零件顶部都比较好，并结合实际生产过程和设计便利性角度出发，可以将浇口位置设置在零件圆形顶部的中心，如图2-1-2所示，以实现最佳的注塑效果。由于实际加工降低成本提高速率需要，本成品设计实际上为一模四腔，将制品的重复次数改为4，在进行之后的分析。

图2-1-2瓶盖的浇注系统

3.构建浇注系统，如图2-1-3。

（1）创建节点：选择之前确定的最佳浇口位置，利用偏移定义节点，采用相对位移。

（2）生成直线：分别设置其属性为冷浇口，冷流道，冷主流道。

（3）生成网格：划分网格尺寸为1mm。

图2-1-3瓶盖的浇注系统

4.建立冷却系统

为能有高效的创建效率，采用“冷却回路向导”与手动建模相结合的方式来创建冷却

系统。首先通过“冷却回路向导”创建冷却系统。再手动修改冷却系统，由于零件中存在

小型腔，可以通过添加隔水板来提升冷却效果。

图2-1-4瓶盖的冷却回路

2.2成型窗口分析

将分析序列改为成型窗口分析，确定最佳成型工艺参数，如图2-2-1所示。结果显示推荐熔体温度为267.50℃，推荐模具温度为66.67℃，推荐注射时间为0.1331s，最大注射压力为180.00MPa。

图2-2-1瓶盖的成型窗口分析

2.3填压保压分析

设置分析序列为填充+保压，设置模具表面温度为66.67℃，熔体温度为267.50℃，

流动速率为60cm3/s，填充体积为100%，保压压力为80MPa，其他工艺参数为默

认值。经分析得填充时间为0.1372s，顶出时的体积收缩率最大为15.03%，最小为

0.0664%，在填充和保压过程中会出现熔接线