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1、目录第一章 塑料成型工艺性分析21.1 塑件分析21.2 注射成型过程及工艺参数21.3 PP的性能分析3第二章 拟定模具结构形式42.1 分型面位置的确定42.2 确定型腔数量和排列方式52.3 模具结构形式的确定5第三章 注射机型号的确定63.1 所需注射量的计算63.2 注射机型号的选定63.3 型腔数量及注射机有关工艺参数校核6第四章 浇注系统的形式和浇口的设计94.1 主流道的设计94.2 冷料穴的设计114.3 分流道的设计114.4 浇口的设计134.5 浇注系统的平衡134.6 浇注系统凝料体积的计算144.7 浇注系统各截面流过熔体的体积计算144.8 普通浇注系统截面尺寸的
2、计算与校核14第五章 成型零件的结构设计和计算165.1 定模部分的型芯与型腔165.2 动模部分的型芯185.3 成型零件的强度及支撑板厚度校核20第六章 模架的确定和标准件的选用20第七章 导向机构的设计21第八章 脱模推出机构的设计23第九章 排气系统的设计25第十章 温度调节系统的设计2510.1 冷却系统2510.2 加热系统26第十一章 模具总体结构27设计总结28参考文献29第一章 塑料成型工艺性分析1.1 塑件分析该塑件为塑料套，如图1-1所示，图1-1 塑件零件图 图1-2 塑件三维图 分析该塑料可知，本塑料套为阶级圆筒直壁塑件，中间为一台阶，而且有一个20的圆环，周边是四个
3、加强筋。该塑件为塑料套,所用材料为PP(聚丙烯),无颜色要求,生产批量为中批量。由塑件图分析可知,精度未注,采用一般经济级精度6级。所用塑料为聚丙烯,该塑料流动性好,注射充型流动平稳,塑件外设置有脱模斜度,脱模斜度为30-11.2 注射成型过程及工艺参数1) PP成型特性(1) .结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解. (2) 流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形.(3) 冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料 温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流 痕,90度以上易发生翘曲变形(4) 塑料壁厚
4、须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中.2) 注射工艺参数表1-1 PP注射工艺参数注射成型机类型螺杆式转速（3060）r/min料筒温度 后段160170 中段200220前段180200喷嘴温度250260模具温度4080喷嘴形式直通式注射压力70120Mpa保压力5060MPa注射时间05s成型周期40120s保压时间2060s冷却时间1550s注：源自参考文献1中的表4-181.3 PP的性能分析1) 使用性能由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。有等规物、无规物和间规物三种构型，工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整
5、而高度结晶化,故熔点高达167,耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度0.91g/cm3,是最轻的通用塑料。耐腐蚀,抗张强度30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。2) PP的主要性能指标表1-2 PP的主要性能指标密度0.91屈服强度37MPa比体积1.10抗拉强度40MPa吸水率0.010.83拉伸弹性模量1.11.6玻璃化温度-18-10抗弯强度67.5熔点170176弯曲弹性模量1.45计算收缩率1.03.0抗压强度69MPa比热容1762线膨胀系数注：源自参考文献3中的表12-3第二章 拟定模具结构形式2.1
6、 分型面位置的确定在塑件设计阶段，就应该考虑成型时分型面的形状数量，否则就无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面选择是否合理，对塑件质量工艺，操作难易程度和模具设计制造有很大影响。因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。1) 分型面的选择原则1：(1) 分型面的选择应便于塑件脱模和简化模具结构，选择分型面应尽量使塑件开模时留在动模;(2) 分型面应尽可能选择在不影响外观的部位，并使其产生的溢料边易于消除和修整;(3) 分型面的选择应保证塑件尺寸精度;(4) 分型面选择应有利于排气;(5) 分型面选择应便于模具零件的加工;(6) 分型面选择应考
7、虑注射机的规格2) 分型面的选择方案(1) 分型面选择方案。分型面与开模方向垂直，位置选在直径为33的端面如图2-1所示，动模上的型芯凸出，开模后，塑件包紧型芯，留于动模，然后采用脱模板将塑件推出，整个塑件成型精度较高，模具也比较简单。 图2-1 分型面形式与位置1 动模部分 2 分型面3 定模部分(2) 分型面选择方案。分型面与开模方向垂直，位置选在直径为33与25的相交处如图2-2所示，33和25分别在动模和定模内成型，这将由于合模误差不利于保证其同轴度要求。采用圆筒形推杆将塑件推出，整个塑件成型精度较方案低，模具也较方案复杂。 图2-2 分型面形式与位置1 定模部分 2 分型面3 动模部
8、分综上所述，分型面选择方案，模具结构相对简单，塑件成型精度可靠，因此采用方案。2.2 确定型腔数量和排列方式该塑件为小型塑件，精度要求不高，又是中等批量生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些，初定为一模四腔的模具形式。如图2-3所示。图2-3 型腔的排列2.3 模具结构形式的确定从上面分析中可知，本模具拟采用一模四腔，推件板推出，流道采用平衡式，浇口采用侧浇口，定模不需要设置分型面，动模部分需要一块型芯固定板和支撑板，因此基本上确定模具结构形式为A4型带推件板的单分型面注射模。第三章 注射机型号的确定3.1 所需注射量的计算1) 塑件质量、体积计算对于该设计，提供
9、了塑件图样，据此建立塑件模型并对此模型用Solid Edge建模分析得：塑件体积 塑件质量 2) 浇注系统凝料体积的初步估算可按塑件体积的0.6倍估算，由于该模具采用一模四腔，所以浇注系统凝料体积为3) 该模具一次注射所需塑料PP体积 质量 3.2 注射机型号的选定根据以上的计算初步选定型号为XS-ZY-125，型卧式注射机，查表2其主要技术参数见表3-1。表3-1 XS-ZY-125型注射机主要技术参数额定注射量125cm3锁模力900KN螺杆直径42mm拉杆内间距260360mm额定注射压力150MPa最大开模行程300mm注射时间1.8s最大模具厚度300mm塑化能力50kg/h最小模具
10、厚度200mm螺杆转速10140r/min定位孔直径100mm喷嘴球半径SR12mm喷嘴孔直径4mm合模方式液压-机械注：该注射机由上海塑料机械厂生产3.3 型腔数量及注射机有关工艺参数校核1) 型腔数量的校核(1) 按注射机的最大注射量校核型腔数量式中 K 注射机最大注射量的利用系数，结晶型塑料一般取0.8； 注射机允许的最大注射量，=125cm3； 浇注系统所需要的塑件体积，=20.736 cm3； 单个塑件的质量或体积，=8.64g； 上式中 左边=4; 右边= 满足要求 (2) 由注射机料筒塑化速率校核型腔数量式中 K 注射机最大注射量的利用系数，结晶型塑料一般取0.8； M 注射机的
11、额定塑化量，该注射机为50kg/h=13.89g/s；t 成型周期，因塑件小，壁厚不大，取50s； m1 单个塑件的质量和体积，取； m2 浇注系统所需塑件质量和体积，取。上式中 左边=4; 右边= 满足要求2) 注射机工艺参数的校核(1) 注射量的校核注射量以容积表示，最大注射容积为 式中 模具型腔和流道的最大容积； V 指定型号与规格的注射机注射量容积，该注射机为125cm3; 注射系数，取0.750.85，无定型塑料取0.85，结晶型塑料取0.75，该处取0.75。倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑件在料筒中停留的时间就会过长。所以最小注射容积。故每次注射的实际注射容积应
12、满足，而，符合要求。(2) 锁模力的校核当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力，其大小等于制件浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和乘以型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应小于注射机额定的锁模力，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。型腔内塑料熔体的推力：式中 型腔内塑料熔体沿注射机轴向的推力； A 塑料与浇注系统在分型面上积投影面积； 型腔内塑料熔体的平均压力，一般是注射压力的30%50%，PP流动性好，所薄壁容器类，取型腔平均压力为50Mpa； 型腔内塑料熔体的压力； 注射压力； K 压力损失系数，可在0.20.4的范围内选取，此处选0.4。上式左边=50A60
13、A=右边，符合要求。(3) 最大注射压力校核注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力（见表3-1），应该大于注射成型是所需调用的注射压力，即式中 安全系数，常取。 注射成型是所需调用的注射压力实际生产中，该塑件成型时所需注射压力为70120Mpa,由于选用的是螺杆式注射机,其注射压力的传递比柱塞式要好,同时PP流动性好,因此注射压力选用90 Mpa。代值计算:左边=150MPa 右边=符合要求。3) 安装尺寸校核(1) 喷嘴尺寸 主流道的小端直径D大于注射机喷嘴，通常为对于该模具，取，符合要求。 主流道入口的凹球面半径应大于注射机注射机喷嘴球半径SR，通常为对于该模具SR=12mm，取，符合要求。(2) 最大与最小模具厚度模具厚度H应满足式中 ，而该套模具厚度，符合要求。4) 开模行程和推出机构的校核(1) 开模行程的校核式中 H 注射机动模板的开模行程，取300mm，见表3-1；
