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1、.普通日用品塑料盖注射模设计本课程设计为一普通日用品塑料盖件，如图1-1所示。塑件结构比较简单，塑件的质量要求是不允许有裂纹和变形缺陷，脱模斜度；塑件材料为PP，生产批量为大批量，塑件公差按模具设计要求进行转换。一、 塑件成型工艺性分析1. 塑件的分析(1) 外形尺寸 该塑件壁厚为1.45mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，塑件材料为热塑性塑料，流动性较好，适合于注射成型，如图1-1所示。(2) 精度等级 塑件每个尺寸的公差不一样，任务书已给定尺寸公差，未注公差的尺寸取公差等级为MT5级。(3) 脱模斜度 PP的成型性能较好，成型时收缩率较大，综合各因素并参考文献1表2-10选择该塑件
2、上型芯和凹模的统一脱模斜度为45。2. PP的性能分析(1) 使用性能 力学性能比聚乙烯好，但耐寒性差，光氧作用下易降解老化。(2) 成型性能 1）结晶型塑料，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。 料温低方向方向性明显，低温高压时尤其明显，模具温度低于50度时， 塑件不光滑，易产生熔接不良，留痕，90度以上易发生翘曲变形。 4）塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。图1-1塑料端盖图1-1塑料端盖(3) PP的主要性能指标 其性能指标见表1-1表
3、1-1 PP的性能参数密 度()0.900.91比体积1.101.11吸水率0.010.83收缩率1.31.7熔点170176抗拉屈服强度37抗弯强度67.5硬度（HB）8.65体积电阻系数击穿强度303. PP的注射成型过程及工艺参数(1) 注射成型过程1）成型前的准备。 对PP的色泽、粒度和均匀度进行检验，由于PP吸湿性较少，可不必加热干燥，但预备干燥较为安全，预热温度为80100，预热时间为1h2h。2） 注射过程。 塑料原料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。3） 塑件的后处理。 PP塑件可不进
4、行后处理。 (2) 注射工艺参数 1）注射机： 螺杆式，螺杆转速为48r/min 2）预热温度(t/)： 80100 时间（h）： 12 3）料筒温度（t/）：后段160180 中段180200 前段200220 4）模具温度(t/)：4080 5）注射压力（p/MPa）： 70100 6）成型时间（s）： 注射时间 1.8 冷却时间 8 脱模时间 8.2 总周期 18二、 拟定模具的结构形式和初选注射机1 分型面位置的确定 通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在塑料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1-2所示。2 型腔数量和排列方式的确定（1） 型腔数量的确定 由于该塑件
5、的精度要求一般，配合尺寸为MT3,其它尺寸为MT5,外形尺寸也比较小，且为大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，初步定为一模两腔结构形式。（2） 型腔排列形式的确定 多型腔模具应尽可能采用平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模两腔，故采用直线对称排列，如图1-3所示。图1-2 分型面的选择图1-3 型腔数量的排列布置（3） 模具结构形式的确定 由上面的分析可知，本塑料模具设计为一模两腔，对称直线排列，根据塑件结构形状，推出机构拟采用脱模板推出的推出形式。浇注系统设计时，流道采用对
6、称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和推件板。由上综合分析可确定选用带推件板的单分型面注射模。3. 注射机型号的确定1）注射量的计算通过三维软件建模设计分析计算，如下图所示：塑件体积： =9.814塑件质量：=0.909.814=8.832g 公式中，可根据表1-1取0.90g/2) 浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2倍到1倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.3倍来估算，故一次注入模具型腔塑
7、料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和2个塑件体积之和）为= 25.523) 选择注射机 根据第二步计算得出一次注射过程中注入模具型腔的塑料总体积为25.52，并结合参考文献【1】式（4-18）则有/0.8=25.52/0.8=30.90。根据以上的计算，初步选择公称注射量为125,注射机型号为SZ-125/900卧式注射机，其主要技术参数见表1-2。表1-2 注射机主要技术参数理论注射量/125最大模具厚度/mm300螺杆直径/mm42最小模具厚度/mm200注射压力/MPa150螺杆转速/(r/min)10140注射行程/mm160拉杆空间/mm260360注射时间/s1.8合模方式液压-机械
8、塑化能力/(g/s)16.8推出形式/mm两侧推出注射方式螺杆式喷嘴孔直径/mm4合模力/kN900喷嘴球半径/mm12最大成型面积360定位圈尺寸/mm100移模行程/mm300电动机功率/kW114）注射机的相关参数的校核（1）注射压力校核。 查参考文献【2】表（13-2）可知，所需注射压力为70100Mpa，这里取=100MPa，该注射机的公称注射压力=150MPa，注射压力安全系数=1.251.4,这里取=1.3，则：=130MPa，所以，注射机注射压力合格。（2）锁模力校核塑件在分型面上的投影面积，则=4252浇注系统在分型面上的投影面积，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积数
9、值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。是每个塑件在分型面上的投影面积的0.20.5倍。由于本例中的流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些，这里选取=0.3。塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则=n(+)=n(+0.3)=11055.2模具型腔内的胀型力，则=11055.230N=331656N=331.656KN上式中，是型腔的平均计算压力值。是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%40%，所以大致范围在20Mpa40Mpa。对于粘度较大的精度较高的塑件制品应取较大值。因为材质是PP，根据塑料的黏度和制品的精度要求，所以本塑料模具课程设计选择为30MPA。由表
10、1-2可知该注射机的公称锁模力为=900KN，锁模力安全系数为=1.11.2,这里选取=1.2，则=1.2=1.2331.656=397.987kNF锁 。所以注射机锁模力合格。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。三、 浇注系统的设计 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。主流道的形状一般为圆锥形，以便于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以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）主流道尺寸1) 主流
11、道的长度： 一般由模具结构确定，小型模具应尽量小于60mm，本次设计中初取50mm进行设计。2) 主流道小端直径： d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=4.5mm3) 主流道大端直径 D=d+2tan（/2）=8mm，其中式中选取4。4) 主流道球面半径=注射机喷嘴球头半径+（12）mm=12+2=14mm。5) 球面的配合高度 h=3mm。（2）主流道的凝料体积=（+主+R主r主） =50(+42.25)=1574.07=1.574（3）主流道当量半径 Rn=3.125mm（4）主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损，故对材料的要求比较严格
12、，所以尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。因此，本塑料模具课程设计的浇口套材料选用碳素工具钢T10A，热处理淬火表面硬度为50HRC55HRC。形式如下图1-4所示。图1-4主流道浇口套的结构形式2分流道的设计1）分流道的布置形式在本设计中考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还考虑到减少分流道的容积和压力平衡，所以本设计采用平衡式分流道。2）分流道的长度由于流道设计简单，根据二个型腔的结构设计，分流道较短，因此设时可适当选小一点。本设计的单边分流道长度取
13、25mm，如图1-3所示。3） 分流道的当量直径因为该塑件的质量=0.909.814=8.832g200g，根据参考文献【1】式（4-16），分流道的当量直径为=0.2654=1.78mm.4）分流道的截面形状常用的分流道截面形状有很多种，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上，本设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失和流动阻力均不大。5） 分流道截面尺寸根据参考文献【1】表4-6，常用的分流道的横截面形状及横截面尺寸，选取梯形横截面分流道，其中最小的横截面形状如图1-5所示。图1-5 分流道截面形状 根据所选的最小梯形流道的横截面形状，经过校核各指标都符合要求。6
14、）凝料体积（1）分流道的长度为 =（2）分流道截面积 =（3）凝料体积 =7）校核剪切速率（1）确定注射时间：查表1-2，取t=1.8s。（2）计算分流道体积流量：（3）由参考文献【1】式（4-20）可得到剪切速率=5.43该分流道的剪切速率处于浇口主流道和分流道的最佳剪切速率之间。所以，分流道内熔体的剪切速率合格。8）分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25 2.5m即可。这里我们根据加工实际选取Ra1.6m。另外，脱模斜度一般为510。而之前计算脱模斜度为，脱模斜度满足要求。3浇口的设计根据塑件的要求，不允许出现裂纹和变形缺陷，表面质量要求也较高，并采用一模两腔注射，为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其截面形状简单，易于加工，也便于试模后修正，且开设在分型面上，
