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1、. 1 塑件成型分析1.1设计概述 随着中国当前的经济形势的高速发展，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。 近年来，塑料模具的产量和水平
2、发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或柱塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，塑料在其中固化成型。 本次课程设计的主要任务是塑料圆盖注塑模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产圆盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对圆盖的具体结构，通过此次设计，使我对轮辐式浇口单分型面模具的设计有了较深刻的认识；同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、侧抽机构、模温调节系统）有了系统的
3、认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。 1.2 塑件成型工艺性分析1.2.1 塑件分析塑件模型如图1-1所示（为计算需要仅标注几个重要尺寸本图见型中图）图1-1 塑料盖子1.2.2塑件的结构及成型工艺性分析 结构分析：该塑件为瓶子罐盖子，其结构应尽可能的简单且维度和钢管应满足需要，塑件的顶部没有两个对称的孔，用于安装提手，部有简单的螺纹，用于和罐子连接紧密。 线性工艺性分析： 1.精度等级：采用一班精度4级 2.脱模斜度：改塑件件壁厚1.5mm，其脱模斜度查表得到塑件材料为聚丙烯pp ，其型腔脱横斜度为：2545.其型蕊脱横斜度为：2045.由于该塑件没有狭小部
4、位，所以脱横斜度取1。1.3 热塑型塑料（PP)能注射成型过程及工艺参数 注射成型工艺进程包括：成型前的准确、注射成型过程以及塑件的最后处理三个阶段。 成型前的准确 1 分析检验成型物料质量：根据塑料工艺性能要求，检验其性能各种指标，如含水量等，对于该塑件材料pp 查表8-6-1的聚丙烯pp吸水率0.03%，允许水含量为0.05%0.20%，由于该塑料不易吸水，故可以不进行干燥处理。 2 料筒的清洗在注射成型过程中，当改变产品、更换原料及颜色时均需清洗料筒。通常，柱塞式料筒可拆卸清洗，而螺杆式料筒可采用对空注射清洗。 结构分析：该塑件为瓶子罐盖子，其结构应尽可能的简单且维度和钢管应满足需要，塑
5、件的顶部没有两个对称的孔，用于安装提手，部有简单的螺纹，用于和罐子连接紧密。 线性工艺性分析： 1.精度等级：采用一班精度4级 （1） 脱模斜度：改塑件件壁厚1.5mm，其脱模斜度查表得到塑件材料为聚丙烯pp 其型腔脱横斜度为：2545.其型蕊脱横斜度为：2045.由于该塑件没有狭小部位，所以脱横斜度取1。 注射成型过程。注射成型工艺进程包括：成型前的准确、注射成型过程以及塑件的最后处理三个阶段。 （2） 成型前的准确 1 分析检验成型物料质量：根据塑料工艺性能要求，检验其性能各种指标，如含水量等，对于该塑件材料pp 查表8-6-1的聚丙烯pp吸水率0.03%，允许水含量为0.05%0.20%
6、，由于该塑料不易吸水，故可以不进行干燥处理。 2 料筒的清洗在注射成型过程中，当改变产品、更换原料及颜色时均需清洗料筒。通常，柱塞式料筒可拆卸清洗，而螺杆式料筒可采用对空注射清洗。 （3） 注射过程。注射过程是塑料转变为塑件的主要阶段。它包括加料、塑化、注射、保压、冷却定型、脱模等步骤。 （4） 塑件后的处理。塑件经注射成型后出去浇口凝料，修饰浇口处余料及飞边毛刺外，常需要进行适当的后处理借以改善和提高塑件的性能，塑件的后处理主要指退火和调湿处理。通过查阅参考文献1得该塑件不需要任何后处理。 （5） 聚丙烯（PP）的注射工艺参数 料筒温度：如图1-1所示 括号的温度作为基本设定值。表1-1料筒
7、温度喂料区3050（50）区1160180（170）区2180200（190）区3200220（205）区4210220(215)区5210220(220)喷喷210220(220) 熔料温度：220250 料筒恒温：220 模具温度：8090 注射压力：PP具有很好的流动性能，避免采用过高的注射压力，一般在80MPa140MPa之间；一些薄壁包装容器除可达到180MPa 保压压力：避免制品产生缩壁，需要较长时间对制品进行保压（约为循环时间的30%）；约为注射压力的30%60% 背压：2MPa5MPa 注射速度：对薄壁包装容器需要高的注射速度；中速比较适用其它 螺杆转速：高螺杆转速（线速度为1
8、.3m/s)是允许的，只要满足冷却时间结束前完成塑化过程就可以。 计量行程：0.5D4D；4D失误计量行程为熔料提供足够长的驻留时间。2 模具结构形式的确定2.1分型面位置的确定 通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图2-1所示图2-1 分型面标示图2.2型腔数量和排列方式的确定 此塑体为的子罐是子，因此需要与其它塑体进行组合，尺寸频度要求高，并且具有侧抽芯机构，故述用单型腔模具2.3模具结构型式的确定 此塑体模具为单型腔，在定模带有抽芯滑块，所以是用单型腔的分型面模具，因为塑体外观质量，对精度要求高而采用点洗D时，或带有抽芯且滑块在定模时
9、可采用此结构3 注射机型号的确定3.1模具所需塑料熔体注射量，注射压力 （3-1） 式中 m 一副模具所需塑料的质量或体积（y或）； N一初步选定的型腔数量； 一 单个塑体的质量成体积（y或）； 一 浇注系统的质量或体积（y或）。首先是个未知量，在设计时以0.6nm作为预测估算即m=1.6nm,用VG软件绘测塑件图分析后得，体积为33 即：m=1.6*33=52.83.2塑体和流道凝科包括浇口在分型面上的投影面积及所需锁模力 （3-2） P型 （3-3） 式中 一 塑体及频道凝料在分型面上的投影面积（）； 一 单个塑体在分型面上的投影面积（）； 一 流道凝料包括浇口在分型面上的投影面积； 一
10、模具所需的锁模为（N）； P型一塑料熔体对型腔的平均压力（M Pa）。 首先在模具设计前是未知值，根据多型腔模的统计分析，大致是每个塑体在分型面上投影面积的0.2倍0.5倍，因此可用0.35nA来估算，P型可查表得到为2.5MPa。 3.3选择注射机型号 根据m与Fm值来选择注射机，注射机最大注射量（额定注射量G）应满足：。 查塑料成型加工与模具书中附录6可选取XS-ZY-125型热塑性塑料注射机。 表3-1 XS-ZY-125型热塑性塑料注射机主要技术规格项目参数项目参数螺杆（柱塞）直径/mm42模板行程/mm300注射容量/（cm3或g)125喷嘴/mm球半径12注射压力/1190孔直径4
11、锁模力/10KN90定位孔直径/mm100+0.054最大注射面积/320推出/mm中心孔径模具厚度/mm最大300两侧孔径22最小200孔距2303.4 校核注射机技术参数 (1) 注射压力的校核 校核所选注塑机的额定压力p能否满足塑件成型时所需要的注射压力p0，设计中要求：式中-注射压力安全系数，常取=1.25 (3-4) 即注射压力适合。 (2) 锁模力的校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。因此，注射机的锁模力必须大于该模的胀型力。即型 式中 型腔的平均计算压力 锁模力安全系数通常取=1.11.2 型= (3-5)即锁模力合适。(3) 注射机安装模具部分相关尺寸的校
12、核由于模具模架未确定，结构尺寸还未涉及，因此，对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。4 浇注系统的设计 浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利地充满到型腔各处，以便获得外形轮廓清晰，在质量优良的塑件。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。4.1主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。 (1)主流道的尺寸 主
13、流道的长度。一般由模具结构确定，对于小型模具L应尽量小于60mm，本次设计中初取45mm进行计算。 主流道小端直径。d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=5mm。 (4-1) 主流道大端直径。D=d+L主tan=8mm，式中=4。 (4-2) 主流道球面半径。SR=注射机喷嘴球头半径+（12）mm=12+2=14mm。 (4-3) 球面的配合高度。h=35mm，取h=3mm。 (4-4) 浇口套总长。L=L主+h=45+3=48mm。 (4-5) (2) 主流道的剪切速率的校核 主流道的凝料体积V主=L主（R主2+r主2+R主r主）/3=1518.975mm3 (4-6) 主流道当量半径 主流道的剪切速率 (4-7) 其中 r 主流道剪切
