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1、 学院学院 毕毕 业业 设设 计计 题目 塑料饭盒盒盖模具设计 系别 机电系 专业 模具设计与制造 班级 姓名 学号 指导教师 日期 I 设计任务书 设计题目：设计题目： 塑料饭盒盒盖设计 设计要求：设计要求： 1. 确定合理工艺方案 2. 设计合理的模具结构 3. 设计要全面介绍模具的工作原理 4. 内容丰富、文字精练、讲述详细、实用价值高 5. 模具的设计有效地体现出实用的特色 设计进度要求：设计进度要求： 第一周：确定并上交毕业设计题目 第二周：查找资料，相关数据的计算 第三周：电子稿的初步整理，装配图草图的绘制 第四周：修改数据，继续整理电子稿，装配图电子稿完成 第五周：对电子稿中出现
2、的问题进一步计算、设计 第六周：毕业设计上交电子稿 第七周：毕业设计电子稿打印 指导教师（签名）：指导教师（签名）： II 摘 要 本次设计的是“塑料饭盒盒盖” ，主要介绍了塑料饭盒盒盖的设计思路和加工过 程，主要设计的是饭盒盒盖的注塑模的设计，塑料饭盒盒盖具有重量轻、易清洁、 耐腐蚀老化、强度高、使用寿命长，制作方便、价格低廉等特点，是值得人们信赖、 喜欢用的产品，它具有非常大的发展前途。 本次设计采用的是注射成形，注射成形是成形热塑加工的主要方法，就是把塑 料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压 工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝
3、固阶段，而后 从模具中脱出，成为塑料制品。 在设计过程中，首先对塑料饭盒盒盖塑件进行工艺分析，了解此类型塑料的特 性、用途等；在对模具的结构进行分析，根据模具的基本结构来进行对模架的选取， 然后再对各种相关的工艺参数进行校核，以及根据书上的和图书馆丛书的公式和一 系列表、参数等进行对型腔和型芯等的计算，最后进行模具的加热、试模等主要内 容。 此次设计不仅使我对书本有了进一步的了解，而且让我了解到许多书本上没有 的东西，更让我让我所学到的理论与实际结合起来，这为我以后的工作铺下了重要 基础，从而让我在此次设计中收益很多。 关键词： 注射成形，彩色，聚苯乙烯 I 目 录 摘 要.II 1 塑料饭盒
4、盒盖塑件的工艺分析1 1.1 塑件成形工艺分析 1 1.2 塑件成形工艺参数确定 3 2 模具成型设备和基本结构的选择4 2.1 模具成形设备的选择 4 2.2 模具的基本结构 4 2.3 脱模机构设计 9 2.4 导向机构的设计 .10 2.5 模具结构形式 .11 2.6 选择模架 .11 3 模具结构尺寸的设计计算 .13 3.1 模具结构设计计算 .13 3.2 模具成形尺寸设计计算 .13 4 注射机工艺参数的校核.18 4.1 最大注射量校核 .18 4.2 锁模力校核 .18 4.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 .18 4.4 模具闭合高度校核 .18 4.5 注开模行程的
5、校核 .18 4.6 模具加热、冷却系统计算 .19 5 模具总装图.22 6 模具的装配、试模.23 6.1 试模前的准备 .23 6.2 模具的安装及调试 .23 6.3 试模 .23 致 谢.26 参考文献.27 1 1 塑料饭盒盒盖塑件的工艺分析 1.11.1 塑件成形工艺分析塑件成形工艺分析 1.1.11.1.1 塑件的成形工艺性分析塑件的成形工艺性分析 塑件如图 1.1 所示 图 1.1 塑件图 产品名称：塑料饭盒盒盖 产品材料： 聚苯乙烯PS 产品数量：大批量生产 塑件质量：g30 塑件尺寸：17512515mm 塑件质量：该产品材料为聚苯乙烯,查产品说明得知其密度,收 3 /9
6、6 . 0 94 . 0 cmg 缩率为，计算出其平均密度为,平均收缩率为。我们使%6 . 3%5 . 1 3 /95 . 0 cmg%25 . 2 用 UG 或软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形的体积，也可根Eo/Pr 据形状进行手动几何计算得到塑料饭盒盒盖的体积。 通过计算塑件的体积: 3 5 . 31 cmV 塑 塑件的重量 : = 30 塑 M 塑 V g 式中： 塑料密度。 2 塑件颜色：绿色、橘黄色、白色等。 (1)塑件材料特性： 聚苯乙烯塑料的产量为塑料工业之冠，其中以高压聚乙烯 产量最大。聚苯乙烯 树脂为无毒、无味，呈白色或乳白色，柔软、半透明的大理石状粒料，密度为
7、为结晶型塑料。cmg /96 . 0 91 . 0 聚苯乙烯按聚合时所采用的压力的不同，可分为高压、中压和低压聚苯乙烯高 压聚苯乙烯的分子结构不是单纯的线型，而是带有许多支链的树枝状分子。因此它 的结晶度不高（） ，密度较低，相对分子质量较小，常成为低密度聚苯乙%70%60 烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较低。但是它的介电性能好，具有较好的柔 软性、耐冲性及透明性，成形加工性能也较好，中、低压聚苯乙烯的分子结构是支 链很少的线型分子，其相对分子质量、结晶度较高（高达） ，密度大，相%95%87 对分子质量大，常称为高密度聚苯乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较高， 但柔软性、耐冲性及透明
8、性、成形加工性能都较差。 聚苯乙烯的吸水性极小，且介电性能与温度、湿度无关。因此，聚苯乙烯是最 理想的高频电绝缘材料，在介电性能上只有聚苯乙烯、聚异丁烯及聚四氟乙烯与之 相比。 （2）主要用途： 低压聚苯乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿 轮；中压聚苯乙烯最适宜的成形方法有高速吹塑成形，可制造瓶类、包装用的薄膜 以及各种注射成形制品，也可用在电信电缆上面；高压聚苯乙烯常用于制造塑料薄 膜（理想的包装材料） 、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电缆外衣等。 （3）成形特点： 成形收缩率范围及收缩值，方向性明显，容易变形、翘曲。应控制模温，保持 冷却均匀、温定；流动性好
9、且对压力变化敏感；宜用高压注射，料温均匀，填充速 度应快，保压充分；冷却速度慢，因此必须充分冷却，模具应设有冷却系统；质软 易脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。 （4）注射机的型号： 400/20054SG 1.1.21.1.2 塑件要求塑件要求 （1）塑件材料特性： 聚苯乙烯不含或含有少量增塑剂，它的机械强度高，有较好的抗拉、抗弯、抗 3 压和抗冲击性能、对酸碱的抵抗能力极强，化学稳定性好，价格低廉，但成形比较 困难，耐热性不高。 （2）塑件材料成形性能： 它的流动性差，过热时极易分解，所以必须加入稳定剂和润滑剂并严格控制成 形温度及溶料的滞留时间。成形温度范围小，必须严格控制料温，模具应
10、有冷却装 置；采用带预塑化装置的螺杆式注射机。模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不 得有死角滞料。 1.21.2 塑件成形工艺参数确定塑件成形工艺参数确定 查表得成形工艺参数得： 密度：cmg /96. 094 . 0 收缩率：%6 . 3%1 预热温度： 预热时间为8010h21 料筒温度：前段200170 中段200170 后段160140 喷嘴温度：240230 模具温度：7060 注射压力：MPa10060 成形时间：注射时间s6015 保压时间s30 冷却时间s6015 成型周期s1340 设计时应考虑的问题： （1）合理使用稳定剂、润滑剂等各种添加剂改善树脂工艺性能和制品使用性能，
11、成 形前进行预热。 （2）流道和浇口的设计应考虑尽量减少阻力。 （3）采用不锈钢制做型腔或采用镀铬进行型腔表面耐腐蚀处理。 4 2 模具成型设备和基本结构的选择 2.12.1 模具成形设备模具成形设备的选择的选择 根据塑料制品的体积或重量查有关手册选定注塑机型号。选用 XS-ZY-125 型卧 式注射机，其性能参数如下： 额定注射量： 3 125cm 螺杆（注射）直径：mm42 注射压力：Mpa120 注射行程：mm115 注射方式：螺杆式 锁模力：KN900 最大成形面积： 2 900cm 最大注射面积： 2 320cm 最大开模行程：mm300 模具最大厚度：mm300 模具最小厚度：mm
12、200 拉杆间距：mm290260 喷嘴直径：mm4 喷嘴圆弧半径：mm12 顶出形式 ：两侧设有顶杆,机械顶出 动、定模固定板尺寸/： mmmm458428 合模方式：液压机械 液压泵流量/：100、12min)/(L 液压泵压力/：6.5MPa 机器外形尺寸：3340/1550750mmmmmm 2.22.2 模具的基本结构模具的基本结构 2.2.12.2.1 确定成形方法确定成形方法 塑件采用注射成形法生产。该产品设计为大批量生产，故设计的模具要有较高 的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用点浇口自动脱模结构。 5 2.2.22.2.2 型腔布置型腔布置 据设计需要可知，由于该塑件形状
13、较简单，质量较小，需要大批量生产，浇口 形式采用点浇口进料，这样模具尺寸较小，制造加工方便，利于充满型腔，塑件质 量高，生产效率高，塑件成本低。型腔的排列根据模具的形状及尺寸排列，其排列 方法如下图 2.1 所示： 图 2.1 型腔的排列图 2.2.32.2.3 确定分型面确定分型面 为了塑件及浇注系统凝料的脱模和安放嵌件的需要,将模具型腔适当地分成两个 或更多部分,这些可以分离的接触表面,通称为分型面。 分型面的基本形式： (1)制件全部在上模(或定模)内成型 (2)制件全部在下模(或动模)内成型 (3)制件同时在上、下模内成型 一副模具根据需要可能有一个或两个以上分型面。分型面可以是垂直于
14、合模方 向或倾斜于合模方向，也可能是平行于合模方向。 分型面的形状很多，可以是平面，斜面，阶梯面，也可以是曲面。分型面应尽 量选择平面形状，但为了适应塑件成型的需要和便于塑件脱模，也可以采用后三种 分型面。后三种分型面虽然加工困难，但型腔加工却比较容易。根据需要和工艺要 求本模具采用平面。 6 分型面选择的一般原则： 1分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处。 2分型面的选取应有利于塑件的留模方式，便于塑件顺利脱模。 3分型面的选取应有利于浇注系统和浇口的合理安排。 4推杆的痕迹不露在塑件的外观上。 5使塑件易于脱模。 6满足塑件的外观要求，保证塑件的精度要求。 7便于模具制造。 8减小成型面积。
15、 9增强排气效果。 分型面设计：分型面溢料是热固性塑料注射模的突出问题。因此要求减接触面 积，增加接触压力，以改善塑料溢边问题。型腔周围外部的平面凹。分0 . 15 . 0mm 型面上不允许有孔穴或凹坑，表面硬度在以上。30HRC 排气槽设计：热固性塑料在固化时会放出大量的气体物质，易阻塞缝隙，所以 必须开设专用排气槽。排气槽深度为，宽，距型腔以外可mm3 . 01 . 0mm105mm6 加深到。当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及mm8 塑料受热而产生的气体。如果气体不能顺利地排出，塑件会由于填充不足而出现气 泡，接缝式表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑件焦化，为此设 置排气槽是很有必要的，通常排气槽设计有多种方式，通过对模具型腔的研究，采 用利用配合间隙排气的方式为最优，因为在分型面与模板间的配合间隙进行排气， 间隙值为 0.03。 2.2.42.2.4 浇注系统选择浇注系统选择 浇注系统的作用就是将熔融状态的塑料均匀，迅速地输入型腔，使型腔内气体 及时排出，并且将注射压力传递到型腔的各个部分，从而得到组织紧密的制品。模 具浇注系统应尽量粗短。 流道设计：
