高速塑料瓶盖压塑模具设计与加工

摘要

本文介绍了饮料包装行业的发展现状，阐述了制盖工艺的特点，指出了压盖工艺是未来发展的方向。在此基础上，对目前瓶盖压塑模具制造的现状进行了分析，指出我国目前压塑模具制造与国际先进水平之间的主要差距所在-模具材料的选用、材料热处理、特殊形状的加工以及加工的精度控制等几个方面，并将其作为研究改进的方向。
　　 本课题以《高速塑料防盗瓶盖压塑成型模具》项目为背景，设计完成整套瓶盖压塑模具，选取典型零件“型芯”，制定其完整加工流程，并针对该零件加工中所遇到的几项关键问题-材料的选用、材料热处理、螺纹的加工及高精度内圆磨削加工进行了理论研究及加工实验。
　　 通过分析“型芯”工作状况、结构特点及性能要求，选用粉末冶金M390作为零件材料，并进行合理的热处理方案及整体加工方案设计，保证零件加工精度。实验过程中对热处理方案进行了改进，消除了残余应力，保证了零件的尺寸稳定性。
　　 对“型芯”零件中螺纹曲面的加工，制订了基于球头刀曲面加工方案和常规刀具角度偏摆的两种加工方法，分别在D M G五轴加工中心及D M G车铣复合中心设备上进行加工实验，对加工结果进行对比、分析，最终制定了基于常规刀具偏摆方法的新型加工方案，提高了螺纹的加工精度及效率，降低了加工成本。
　　 对“型芯”加工中的内圆精密磨削，选用CBN砂轮在Studer万能磨床为实验设备进行加工实验，设计了正交实验方案，较详细的分析了磨削参数-砂轮线速度、工件磨削深度以及进给速度对粗糙度、尺寸精度的影响规律，并通过以上的研究结果，提出了该材料的内圆磨削参数优化方案。研究表明，为获得理想的表面粗糙度值、生产效率，M390粉末冶金内圆磨削存在一个较优的砂轮线速度、进给速度等参数。
　　 本文的研究结果对解决压塑模具设计加工中的典型问题，提升我国压塑模具加工水平具有一定的指导意义。