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1、12011 4 21 项目1 beer cup注射模设计 单分型面 塑件产品图 三维图 22011 4 21 二维图 32011 4 21 模具设计步骤 1 塑件的工艺性 1 塑料 品种 PP 颜色 天蓝色 基本特性 聚丙烯无色 无味 无毒 外观似聚 乙烯 但比聚乙烯更透明 更轻 密度仅为 0 90 0 91g cm3 它不吸水 光泽好 易着色 聚丙烯具有聚乙烯所有的优良性能 如卓越 的介电性能 耐水性 化学稳定性 宜于成形加 工等 还具有聚乙烯所没有的许多性能 如屈服 强度 抗拉强度和硬度及弹性比聚乙烯好 定向 拉伸后聚丙烯可制作铰链 有特别高的抗弯曲疲 劳强度 熔点为164 170 耐热性
2、好 能在 42011 4 21 100 以上的温度下进行消毒灭菌 其低温使用温 度达 15 低于 35 时会脆裂 聚丙烯的高温 绝缘性能好 而且由于其不吸水 绝缘性能不受 湿度的影响 但在氧 热 光的作用下极易解聚 老化 所以必须加入防老化剂 成形特点 1 成形加工性好 可以用注射 挤出 吹塑及真空成形等方法加工 2 吸湿性小 可能 发生熔体破裂 长期与热金属接触容易分解 3 比聚乙烯流动性好 溢边值0 03mm 压力对熔体 粘度比温度影响显著 应在较高压力下成形 4 冷却速度快 浇注系统及冷却系统应缓慢散热 适当延长冷却时间 以稳定尺寸 5 收缩率大且 波动范围大 方向性明显 易发生缩孔 凹
3、陷及 变形 6 应注意控制成形温度 料温低时 52011 4 21 方向性明显 尤其低温高压时更显著 模温低于 50 时 塑件表面不光泽 易产生熔接不良和流 痕 模温高于90 时易发生翘曲和变形 7 塑件 壁厚应均匀 避免缺口和尖角 防止应力集中 塑件内不能有铜质嵌件 聚丙烯与铜接触后会变 脆 8 取向显著 不宜采用直接浇口 否则浇口 附近残余应力大 易使塑件翘曲变形 相关知识链接相关知识链接 62011 4 21 2 塑件 尺寸精度 此塑件有三个尺寸标注公差 分别是 63 0 56 65 6 0 64 150 0 82 按GB T14486 1993为 MT4级精度 属于一般精度 其余尺寸未
4、注公 差 按GB T14486 1993中MT6级精度 表面质量 塑件表面不得有气孔 熔接痕 飞边 等缺陷 表面粗糙度可取Ra1 6 结构工艺性 此塑件为回转体壳类零件 腔体深 146 5mm 壁厚均匀1 5mm 大于最小壁厚要求 总体尺寸不大不小 侧壁斜度5 可以顺利脱模 塑件口部两处圆角R0 5 底部圆角R1 5 72011 4 21 可以提高强度 改善熔体的流动情况和便于脱模 塑件底部有高2mm的边框凸起支承面 以保证放 置时的稳定性 通过以上分析可知 此塑件可采用注射成形 生产 又因产量为100 000件 属于大批量生 产 采用注射成形具有较高的经济效益 相关知识链接相关知识链接 82
5、011 4 21 2 注射机的选择 1 计算塑件的体积 质量 经UG软件测得塑件的体积V 61 9cm3 PP的密度 为0 9 0 91g cm3 则质量M 61 9 0 9 55 7g 2 确定模具型腔数量 塑件的生产批量为100 000件 属于大批量生产 现已知塑件的生产效率要求不高 为简化模具结 构 采用直接浇口 型腔数目确定为一模一腔 相关知识链接相关知识链接 92011 4 21 3 选择注射机 根据公式 Vmax Vs Vj K 式中 Vmax 注射机的最大注射量 cm3 Vs 塑件体积 cm3 Vj 浇注系统凝料体积 cm3 K 注射机最大注射量利用系数 一般取K 0 8 已知V
6、s 61 9cm3 估计Vj 5cm3 则 Vmax 61 9 5 0 8 83 6cm3 查教材中表2 8 初步选择注射机XS ZY 125 102011 4 21 明确注射机的规格参数 最大注射量 125cm3 注射压力 120MPa 最大开模行程 300mm 模板尺寸 428mm 458mm 锁模力 900kN 模具厚度 最大300mm 最小200mm 拉杆空间 260mm 290mm 喷嘴尺寸 圆弧半径R12mm 孔直径 4mm 定位孔直径 100mm 顶出形式 两侧顶出 孔径 22mm 孔距230mm 相关知识链接相关知识链接 112011 4 21 4 制定注射成形工艺参数 查表1
7、 3 PP的注射成形工艺参数如下 温度 喷嘴温度 170 190 料筒温度 前段180 200 中段200 220 后 段160 170 模具温度 40 80 压力 MPa 注射压力 70 120 保压压力 50 60 122011 4 21 时间 S 注射时间 0 5 保压时间 20 60 冷却时间 15 50 成形周期 40 120 相关知识链接相关知识链接 132011 4 21 3 模具结构设计 1 分型面的选择 首先确定模具的开模方向为塑件的轴线方向 根据 分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则 则 此塑件的分型面选在杯口的圆弧处 如图1所示 相关知识链接相关知识链接 图1 分型面
8、142011 4 21 2 型腔布局 由于采用一模一腔模具结构 型腔居中布置 3 确定模具总体结构类型 此模具采用直接浇口 推板推出塑件 因此总体结 构类型为单分型面注射模 相关知识链接相关知识链接 相关知识链接相关知识链接 152011 4 21 4 成型零件设计 A 结构设计 型腔和型芯的结构有两种基本形式 即整体式与组 合式 考虑到塑件大批量生产 则应选用优质模 具钢 为节省贵重钢材 型腔和型芯都宜于采用 组合式结构 此外 组合式结构还可减少热处理 变形 利于排气 便于模具的维修 型腔尺寸较小 结构简单 适于采用整体嵌入式 为装拆方便 选通孔台肩式 其零件图见图2 型芯结构简单 选择通孔
9、台肩式 其为最常用的方 法 其零件图见图3 相关知识链接相关知识链接 162011 4 21 图2 型腔镶块 172011 4 21 图3 型芯 182011 4 21 B 工作尺寸计算 对于标注公差的型芯 型腔尺寸按相应公式进行尺 寸计算 其余则按简化公式计算 查表可知PP的收缩率Smin 1 8 Smax 2 5 则其 平均收缩率 Scp Smin Smax 2 1 8 2 5 2 15 63 0 56 型芯径向尺寸 LM LS LS Scp 3 4 z 63 63 2 15 0 56 3 4 0 56 4 64 775 0 14 192011 4 21 65 6 0 64 型芯径向尺寸
10、LM LS LS Scp 3 4 z 65 6 65 6 2 15 0 64 3 4 0 64 4 67 490 0 160 150 0 82 型腔深度尺寸 HM HS HS Scp 2 3 z 150 150 2 15 2 0 82 3 0 82 4 152 678 0 205 0 5 1 5 2 95 四个尺寸未注公差 按简化公式 LM LS LS Scp 计算 型腔R0 5 LM LS LS Scp z 0 5 0 5 2 15 0 01 0 511 0 01 型芯R0 5 LM LS LS Scp z 0 5 0 5 2 15 0 01 0 511 0 01 202011 4 21 型
11、腔R1 5 LM LS LS Scp z 1 5 1 5 2 15 0 01 1 532 0 01 壁厚1 5 LM LS LS Scp 1 5 1 5 2 15 1 532 0 005 型芯高度2 LM LS LS Scp z 2 2 2 15 0 01 2 043 0 01 95 角度不变 相关知识链接相关知识链接 2 01 0 2 z 212011 4 21 C 型腔侧壁和底板厚度计算 此模具采用组合式圆形型腔 也可用矩形型腔 查表3 22 已知圆形型腔内壁直径为94mm 则型 腔壁厚S1 14mm 模套壁厚S2 40mm 底板厚度应用公式计算 表3 17中公式3 35整体嵌 入式组合型
12、 t 0 87 p 0 5r 0 87 40 300 0 5 47 15mm 相关知识链接相关知识链接 222011 4 21 5 选择标准模架 此设计中模架标准采用GB T12556 1 1990 塑料注 射模中小型模架 1 确定模架组合形式 采用直接浇口 推板推出机构 定模和动模均由两 块模板组成 则应选择A4型 2 计算型腔模板周界 长度L 40 14 94 14 40 202 宽度N 40 14 94 14 40 202 图4 型腔模板周界 232011 4 21 3 选取标准的型腔模板周界尺寸 首先确定模架宽度 N 202接近于标准尺寸200 则可 选200 L 然后从L系列标准尺寸
13、中选择接近于L 202的200或大于L 202的250 本设计中选250 最终 确定的模架规格为200 250 4 确定模板厚度 A板定模板 用来嵌入型腔镶块 因型腔镶块采用 通孔台肩式 则A板厚度等于型腔镶块厚度 型腔镶 块厚度 型腔深度 底板厚度 150 15 165 标准 中A板厚度最大为80 则应在购买模架时单独提出要 求A板厚度HA 180mm B板动模板 用来固定型芯 采用通孔台肩式 B 板厚度 0 5 1 型芯高度 型芯高度146 5mm 则B板厚度HB在73 146之间 标准化取B板厚度 242011 4 21 HB 80mm C板垫块 形成推出机构的移动空间 理论上其厚 度
14、推杆垫板厚度 推杆固定板厚度 塑件推出距 离 保证把塑件完全推离型芯 此模架推杆垫板厚 度 20mm 推杆固定板厚度 16 mm 塑件推出距 离 型芯高度 5 10 146 5 5 151 5mm 标准中最大为80mm 则C板厚度 20 16 151 5 187 5 应在购买模架时单独提出要求C板厚度Hc 190mm 5 选定模架 模架标记 A4 200250 XX Z2 GB T12556 1 1990 如图5所示 252011 4 21 6 检验模架与注射机的关系 模具外形尺寸250 250 拉杆空间260 290 适合 模具厚度552 最大模具厚度300 不合理 开模行程 146 5 1
15、50 5 301 5 最大开合模行程 300 不合理 图5 标准模架 190 552 262011 4 21 以上检验说明需要重新选择注射机 XS ZY 250注 射机的最大模具厚度350 最小模具厚度250 XS ZY 500最大模具厚度450 最小模具厚度 300 考虑到设备要充分应用其生产能力 所选 用注射机规格不能过大 因此要调整模具各模 板厚度 A板厚度不能缩小 B板厚度可适当减小 塑件脱 离型芯一定距离即可手工或机械取出 而且直 接浇口与塑件结合强度较高 不会拉断 因 此 将 C板取标准中的最大值80 计算得模具 厚度 442mm 注射机应选XS ZY 500 新的模 架尺寸如图6
16、所示 272011 4 21 图6 标准模架 相关知识链接相关知识链接 282011 4 21 XS ZY 500注射机规格参数 最大注射量 500cm3 注射压力 145MPa 开模行程 500mm 模板尺寸 700mm 850mm 锁模力 3500kN 模具厚度 最大450mm 最小300mm 拉杆空间 540mm 440mm 喷嘴尺寸 圆弧半径R18mm 孔直径 5mm 定位孔直径 150mm 顶出形式 中心液压顶出 两侧顶杆机械 顶出 孔径 24 5mm 孔距530mm 292011 4 21 6 浇注系统 由于采用直接浇口 此模具的浇注系统只有主流 道 模具结构紧凑 熔体流动阻力小 有利于消 除深型腔处气体 主流道圆锥形 锥角a 3 表面粗糙度Ra0 63um 主流道进口端直径D1 6mm 长度L 62 5mm 如 图7所示 设计成浇口套形式 节约优质钢材 便 于拆卸和更换 相关知识链接相关知识链接 图7 浇口套 302011 4 21 7 推出机构 采用推板推出机构 其优点是作用面积大 推出力 大 脱模力均匀 运动平稳 塑件上无推出痕迹 注意事项 1 导柱长度为224mm
