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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除摘要本课题主要是针对塑料饭盒的注塑模设计。该塑料饭盒材料采用聚丙烯（PP）材料，是常见的一种日用塑料产品。该课题着重介绍了设计的整个流程，包括产品造型及材料性能分析、注塑机的选择、分型面、浇注系统、成型零部件、合模导向和定位机构、脱模机构、排气系统等的设计及相关参数的计算和校核。通过对塑料件进行工艺分析、设计和比较，最终设计出一副合适的注塑模具来生产塑料饭盒塑件产品，以实现自动化，提高产量。关键词：塑料饭盒、注塑模、设计目录摘要：11、前言32、塑件的工艺分析42.1塑件原材料分析42.2塑件的尺寸、体积和质量。42.3结构工艺性分析52.4.注
2、塑成型工艺分析62.2确定型腔布置及数目62.3初选注塑成型机的型号和规格63、模具结构设计73.1分型面的选择73.2浇注系统设计83.2.1主流道设计83.2.2分流道设计83.2.3冷料穴设计93.2.4浇口设计93.2.5进料口及位置的确定104、成型零部件设计104.1凹模尺寸设计114.2凸模尺寸设计124.3型腔侧壁及底板厚度设计134.4模具材料确定145、合模导向及定位机构设计155.1导柱导套设计155.2脱模机构设计165.2.1推杆位置设计165.2.2推杆尺寸设计165.3排气系统设计165.4温度调节系统设计175.5模架选择176、校核计算187、设计小结19参考
3、文献：191、 前言塑料饭盒是我们日常生活中比较常见的一种产品，质轻、不易打碎的特点让其成为很多小孩和学生的首选餐具。本次课程设计，我们通过对产品及塑料模具的分析设计，最终设计出一款结构工艺合理，外观质量较好，能够实现产品自动化提高产量的注塑模具。通过本次设计任务的全过程，有利于培养实践工作能力。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。 另外，本次设计还需具备一定的计算机应用能力。能够运用AutoCAD绘制二维图形，并运用Pr
4、o/E建饭盒模型，并最终完成凹凸模具的设计。通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识，我们对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部件、脱模机构、排气系统、温度调节系统）有了更为系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识。通过对一个课题的仔细研究设计，使我们对课程设计的流程更加熟悉，为即将到来的毕业设计打下了良好的基础。同时，以两人为一小组共同完成设计，加强了我们沟通、合作的能力。2、 塑件的工艺分析2.1塑件原材料分析 （1）、本塑料饭盒为日常生活中所常见的一类塑料制品，主要用于盛装食物。根据其使用的特殊性，综合分析各种塑料的性能，最终确定用聚丙烯（PP）最为合适。聚丙烯为结晶型高聚
5、物，常用塑料中PP最轻，密度仅为0.91g/（比水小）。其密度低，无色，无味，无毒，透明度较聚乙烯高，透气性低。此外，聚丙烯的屈服强度、弹性、硬度及抗拉、抗压强度等都高于聚乙烯，其拉伸强度甚至高于聚苯乙烯和ABS。聚丙烯吸水率低，绝缘性能好，能耐弱酸、弱碱。聚丙烯在100C以上的温度下进行消毒灭菌，熔点为164170C，其最高使用温度达150C，最低使用温度达-15C。聚丙烯材料有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”。 （2）、缺点在于：聚丙烯在氧、热、光的作用下极易降解老化，所以必须加入防老化剂。聚丙烯成型加工时收缩率较大，易导致成型加工出来的制件出现变形、缩孔等缺陷。（
6、3）、成型特性：吸湿性小、流动性好,但收缩范围和收缩值大,易发生缩孔、凹痕、变形。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。料温低温高压时容易取向；模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良、流痕；90度以上易发生翘曲变形 。塑料壁厚须均匀,避免缺胶、尖角,以防应力集中。（4）、工艺特性：聚丙烯在熔融温度下有较好的流动性，成型性能好。在加工上有两个特点：聚丙烯熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降（受温度影响较小）；分子取向程度高而呈现较大的收缩率。 2.2塑件的尺寸、体积和质量。（1）、图2-1是塑件主要尺寸图。图2-1（2）、体积和质量：通过运用Pro/E软件分
7、析得出塑料饭盒的体积v=94059.7即94.0597，质量m=v=0.91g/94.0597= 85.5943g。 2.3结构工艺性分析通过查表及对产品本身特性的分析，饭盒模型壁厚采用2mm。塑件壁厚均匀，所有壁厚均大于最小壁厚0.85mm。拔模角度为1，能够正常拔模。图2-2和2-3分别是壁厚检测图和拔模角度检测图。 图2-2 图2-32.4.注塑成型工艺分析（1）、材料注塑温度分析通过查表得，聚丙烯材料的热变形温度为5667（1.82MPa），102115（0.45MPa）。成型时注射温度为250270；模腔表壁温度为2060。聚丙烯塑料适用的料筒温度：前段为150210，中段为1702
8、30，后段为190250。（2）、材料注塑压力分析通过查表得，聚丙烯的注射压力为49MPa时，流动比为140100；注射压力为68.6MPa时，流动比为240200；注射压力为117.6MPa时，流动比为280240。PP材料的保压力为5060MPa，保压时间为2060s。背压力为3.46.9，转速50150r/min。（3）、材料注塑时间分析 通过查表得，PP的注射时间为2060.根据注塑成型周期经验，制件壁厚为2.0mm时，确定成型周期为28s。2.2确定型腔布置及数目确定型腔的方法有：根据锁模力确定；根据最大注射量确定；根据塑件精度确定和经济性确定等。根据课题设计要求、塑件的几何结构特点
9、及尺寸精度要求，本制品采用一模一腔。2.3初选注塑成型机的型号和规格从实际注塑量应在公称注塑量的35%-80%之间考虑，初步选定用SZ-160/100（卧式）注塑机。表2-1是注塑机主要参数表。螺杆直径/mm40螺杆转速/（r/min）0200理论注塑容量/cm3160注射压力/Mpa150注射速率/（g/s）105塑化能力/（kg/h）45锁模力/kN100拉杆间距（HV）/(mmmm）345345模板行程/mm325模具最大厚度/mm300模具最小厚度/mm200定位孔直径/mm100定位孔深度/mm10喷嘴伸出量/mm20喷嘴球半径/mm15顶出行程/mm100顶出力/kN表2-115外
10、形尺寸（LWH）/(mmm)4.41.51.83、 模具结构设计3.1分型面的选择塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两个部分，即定模和动模两大部分，而分型面就是动模和定模或合模的接触面。分型面的选择好坏对塑件质量、操作难易、模具结构及制造都有很大影响。通常遵循以下原则：（1）、有利于脱模1）、分型面应取在塑件尺寸最大处。2）、分型面应使塑件留在动模部分。由于推出机构通常设置在动模一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利于脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般将凹模也设在动模
11、一侧。3）、拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可讲分型面选在塑件的中间部位，但此时塑件外形有分型痕迹。（2）、有利于保证塑件的外观质量和精度要求。塑件有同轴度要求时，为防止两部分错型，一般将型腔放在模具的同一侧。（3）、有利于成型零件的加工制造。（4）、有利于侧向抽芯。塑件有侧凹或侧孔时，侧向滑块型芯宜放在动模一侧，这样模具结构简单。由于侧向抽芯机构的抽拔距离都较小（除液压抽芯机构外），选在分型面时应将抽芯距离小的方向放在侧向。但是，对于投影面积较大而又需侧向分型抽芯时，由于侧向滑块合模时的锁紧力较小，这时应将投影面积较大的分型面设在垂直于合模方向上。（5）、有利于排气。分型面应尽量与最后
12、才能充填熔体的模腔表壁重合，这样对注塑成型过程中的排气有利，图3-1为分型面图形。图3-13.2浇注系统设计注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道。它的作用是将塑料熔体顺利地重满型腔的各个部位，并在填充及保压得过程中，将注射压力传递到型腔的各个部位，以获得外形清晰、内在质量优良的塑件。由于塑粘熔体在模具浇注系统中和型腔内的温度、压力和剪切速率都是随时随处变化的，在设计浇注系统时，应综合加以考虑。以期在充模阶段，熔体以尽可能低得表观粘度和较快的速度充满整个型腔；在保压阶段，又能通过浇注系统使压力充分地传递到型腔内的各处，同时通过交口的适时凝固来控制补料时间，
13、以获得外观清晰、尺寸稳定、内应力小且无气泡、缩孔和凹陷的塑料制件。3.2.1主流道设计主流道是连接注塑机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注塑机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆线，带有一定锥度。为了便于从主流道中拉出浇注系统的凝料，以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，图3-2为主流道图形。 图3-2锥角=3，内壁表面粗糙度=0.63。主流道大端呈圆角，其半径r=2mm。为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注塑机的喷嘴紧密对接。根据注塑机参数查询可知=15mm。主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径=+（12）mm=15mm+（12）mm=1617mm。此处选取=17mm。大
14、端直径为8mm。查书得d常取48mm,此处选d=4mm，因而小端直径D=d+（0.51）mm=4mm+（0.51）mm=(4.55)mm，取D=5mm。凹坑深度取经验值3mm，大端直径为6mm。3.2.2分流道设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面，起分流和转向作用。分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，因而分流道长度L=60mm1/2mm=96.897mm，因而合适。 对于分型面的断面形状，我们采用圆形截面（见实用注塑成型及模具设计图6-15），因其最能减少热量损失，效率最高。通过查实用注塑成型及模具设计表6-1得：聚丙烯分流道断面直径为510mm，因此取值D=6m
15、m。 分流道的布置，采用平衡式，分流道的长度、形状、断面尺寸等都对应相等，达到各个型腔的热平衡和塑料流动平衡。3.2.3冷料穴设计 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道的末端。其作用在于存放料流前端的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝，开模时又能将主流道中的凝料拉出。冷料穴的尺寸应稍大于主流道直径，长度约为主流道大端直径，得冷料穴直径9mm，长度为8mm。图3-3为冷料穴,其中b=0.5mm。 图3-33.2.4浇口设计 浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的位置及其形状、尺寸的设计正确与否将直接决定着塑件质量、注塑效果和注塑效率。点浇口是常用的一种浇口形式，又称橄榄形浇口或菱形浇口，是一种截面
