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1、注 塑 模 具 设 计 课 程 设 计课程名称：盘子注塑模具设计 姓 名：郭光平指导教师：刘元义学 院：机械工程学院专业班级：材料成型及控制工程 模具1002班 日 期：2014年1月目 录摘要1前言11 工艺分析21.1材料特性分析21.2材料的参数21.3注射参数21.4塑件制作数据31.4.1塑件的尺寸31.4.2塑件尺寸公差标准71.4.3塑件的表面质量71.5确定注射机82 模具结构设计102.1分型面选择102.2浇口设计112.3流道设计132.4浇口套设计133 排气系统和冷却系统设计153.1排气系统设计153.2冷却系统的设计154 脱模结构174.1脱模机构设计的总体原则
2、174.2推件力的计算174.2.1脱模力175 底板设计 195.1凹模尺寸设计195.1.1凹模的径向尺寸计算19 5.1.2凸模的高度尺寸计算195.2凸模尺寸设计205.2.1凸模的径向尺寸计算205.2.2凸模的高度尺寸计算206 模架选择227 导柱设计247.1导柱247.2 导套247.3推杆的选择258 材料选择268.1凹凸模材料的选择269 注射机校核279.1注射量279.2注射压力279.3锁模力279.4开模行程2710 小结 29参考文献30摘 要本设计针对分析盘子的塑件图，完成其造型设计，根据分析盘子的塑件的特点完成其注射模设计，本文主要阐述了塑料盘子注塑成型的
3、基本原理，注射模具的结构设计方法及过程。采用AUTO CAD的软件和UG软件完成对塑料盘子的模具的计算机辅助设计。关键词 计算机辅助设计，注射模具，塑料盘子前 言模具课程设计是在完成冷冲模具设计、塑料模具设计、CAD软件等相关专业课程学习之后,一个重要的综合性的环节。在设计之前,要具备机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、模具制造工艺、塑件成型工艺及模具设计等方面必要的基础知识和专业知识。初步了解塑件的成型工艺和出产过程,认识各类塑料模具的典型结构。（1）综合运用塑料模具设计、机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、模具制造工艺、塑件成型工艺及模具设计
4、等方面必要的基础知识和专业知识,分析和解决塑料模具设计问题,进一步巩固加深和拓宽所学的知识。 (2)通过设计实践,逐步树立正确的设计思想,增强创新意识和竞争意识,基本掌握塑料模具设计的一般规律,培养分析问题和解决问题的能力。 (3)通过计较、绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料,进行塑料模具设计全面的基本技能训练,为毕业设计打下一个良好的实践基础。1 工艺分析1.1材料特性分析PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较
5、低的热扭曲温度（100）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材
6、料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不像PE那样在高温下仍具有抗氧化性。1.2材料的参数PP聚丙烯(纯)的主要技术指标密度（kg/cm3）:0.90-0.91比体积：v/(dm3kg-1)：1.10-1.11吸水率(24h)wpc100:0.01-0.3收缩率s:1.0-2.5熔点t/C：170-176热变形温度t/C0.46mpa 102-115抗拉屈服强度w /mpa:67.5冲击韧度dn/(kJ.m-2)无缺口 78硬度 HB:8.65 1.3注射参数干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：22
7、0275，注意不要超过275。模具温度：4080，建议使用50。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可达到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。流道和浇口：对于冷流道，典型的流道直径范围是47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。成型时间：注射时间 20s60s 高压时间 0s3s 冷却时间 20s90
8、s 总周期 50s160s1.4塑件制作数据1.4.1塑件的尺寸塑件尺寸的大小受制于以下因素：1取决于用户的使用要求。2受制于塑件的流动性。3受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力 根据日常需要取盘子的盘子口半径为228mm，盘子底半径为80mm，盘子高33mm，盘子壁厚3mm。图1.1 盘子的实体模型图1.2 盘子的工程图图1.3 分模图图1.4 模具模架3D图1.4.2塑件尺寸公差标准影响塑件尺寸精度的因素主要有：（1）塑料材料的收缩率及其波动。（2）塑件结构的复杂程度。（3）模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配、模具的合模及模具设计的不合理所可能带来的形位误差等）。（
9、4）成型工艺因素（模塑成型的温度T、压力p、时间t及取向、结晶、成型后处理等）。（5）成型设备的控制精度等。（6）其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。题中没有公差值，则我们按未注公差的尺寸许偏差计算。1.4.3塑件的表面质量塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2级。1.5确定注射机从节省材料的角度我们选择一模一腔的浇注系统估算出制品体积V=132cm3所需熔体PP塑料质量M= 119g制品的正面投影面积S=41
10、5cm2初步选用XS-ZY-250注射机注射机容量250cm3注射压力1300*105pa锁模力 1800N最大注射面积500cm3模具厚度350-250mm模板行程350mm喷嘴球半径 18mm喷嘴孔直径4mm定位孔直径125mm所需注射量80%注射机最大注射量；注射压力；锁模压力根据浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积： V=132+20=152塑件凝料体积（cm3） V/0.8=152/0.8= 190cm3250cm3（2）注射压力 PP塑料成型时的注射压力（3）锁模力： 式中P模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.30.65倍。PP塑料成型时的注射压力，我们选择P=0
11、.65120=80MPaP塑料成型时型腔压力80MPaF塑件在分型面上的投影面积415（mm）F=132000mm=0.132 mP锁模力=80*0.132*100000=105600=105.6KN180KN确定注射机型号 XS-ZY-250XS-ZY-250型注塑机的主要技术规格如下表：表 1-1 注塑机的主要参数 理论注射容积(cm）250 注射压力(MPa)130 锁模力(kN)1800 移模行程(mm)350 模具最大厚度（mm）350 模具最小厚度(mm)250 模具定位孔直径(mm)125 喷嘴口孔径(mm)4喷嘴球半径（mm）152 模具结构设计2.1分型面选择如何确定分型面，
12、需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1保证塑料制品能够脱模 这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。 2使型腔深度最浅 模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下
13、三方面的影响： 目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越长，影响模具生产周期，同时增加生产成本。 模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、定模越厚。一方面加工比较困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜过大。 型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大，如图2。若要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模斜度，而导致塑件脱模困难。因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。3使塑件外形美观，容易清理 尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一圈毛边，我们称之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留
14、下痕迹，影响塑件外观，故分型面应避免设在塑件光滑表面上。4尽量避免侧向抽芯塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，制造成本显著增加，故在万不得己的情况下才能使用。5使分型面容易加工 分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。因此，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证，易造成溢料飞边现象。6使侧向抽芯尽量短 抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度 。7有利于排气 对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此，选择分
