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1、目录一、 摘要二、 引言三、 产品结构使用要求及成型工艺性分析3.1 产品结构使用要求3.2 塑件成型工艺性分析3.2.1 PE的注射成型过程3.2.2 PE的性能分析3.2.3 PE的主要成型条件3.2.4热塑性塑料注塑成型常见缺陷及消除措施四、模具总体方案设计4.1 分析分型面位置及型腔数目确定，初选注塑机4.1.1 分型面位置确定4.1.2 确定型腔数目及模具结构形式4.1.3 初选注塑机4.2 浇注系统设计 4.2.1 主流道设计4.2.2 浇口的设计4.3 型芯、型腔结构设计4.3.1 型芯、型腔结构设计4.3.2 型芯、型腔钢材的选用4.3.3 型芯、型腔工作尺寸的计算4.4 侧抽
2、芯结构设计4.5 脱模机构设计4.6 排气系统设计4.7 冷却水路设计4.8 合模导向机构设计4.9 模架选择4.10 成型零件强度及支承板厚度计算4.11 模具与注塑机相关技术参数校核五、 结论六、 致谢七、 参考文献摘 要 本次课程设计的主要内容是针对老师所给的塑件进行注塑模的设计，首先确定塑件的材料及分析其成型工艺性能，初选其成型设备为SZ60/450A型卧式注射机。紧接着根据塑件的结构形状对分型面位置、型腔数目和浇注系统进行确定，通过对模具设计方案的论证，确定了型腔的布局、成型零件的结构、导向定位机构、推出机构以及浇注系统。然后进行了主要零部件的设计计算，确定了型腔的壁厚，推出机构的相
3、关参数，综合考虑塑件的型腔布局、分型机构、壁厚要求、塑件尺寸大小、冷却水道的布置等多项因素，选择合适的标准模架。最后对成型设备进行校核，以确保设计选择的准确性。关键词：注射成型、PE材料、模具结构、浇注系统、冷却系统引言 模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业生产的重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。用模具加工的零件，具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。因此已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。因此，模具技术，特别是制造精密、复杂、大型模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。 本次设计以注射盒顶盖模具为主线，综合了成型工艺
4、分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程，模具结构的设计包括分型面位置及型腔数目的确定、浇注系统设计、型芯型腔结构设计、侧抽芯结构设计、脱模机构设计、冷却水路设计及模架选择等方面。这次设计有较好的学以致用的效果，设计该模具时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。三、产品结构使用要求及成型工艺性分析 3.1 产品结构使用要求该塑件是一个塑料盒顶盖，其结构如图1所示，塑件壁厚属薄壁塑件，材料为聚乙烯（PE），成型工艺性很好，可以注射成型。 图1 盒顶盖零件图3.2 塑件成型工艺性分析 3.2.1 PE的注射成型
5、过程 （1）成型前准备。由于PE为结晶型聚合物，在熔融时晶粒要吸收一定热量，因此料筒温度应高于它的熔点10度。另外PE为结晶型塑料，吸湿性极小，加工前无需进行干燥处理。 （2）注射过程。塑料在注射机料筒内经加热、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，其过程有充模、压实、保压、倒流、冷却及脱模等阶段。 3.2.2 PE的性能分析 （1）使用性能 为白色蜡状半透明材料，柔而韧，无味、无毒，耐低温，耐化学药品电绝缘性好，吸水率低，因此符合此塑件作为盒顶盖的要求。适用于做薄膜、电线电缆护套、管材、各种中空制品、注塑制品及纤维等。广泛用于机械、汽车、包装、日用杂品等方面。 （2）成型性能
6、 结晶型塑料，结晶能力高，模温对塑件结晶状况影响较大，因此要求有较高的模温，模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高。吸湿性极小 ，不超过0.01%，加工前无需干燥处理。 熔体粘度低，流动性极好，成型温度较宽，热稳定性较好，一般在300度以下无明显的分解现象。熔体易氧化，加工中应尽可能避免与氧接触。熔体熔点不高，但比热容较大，因此塑化时仍需要消耗较多的热量，这就要求塑化装置要有较大的加热功率，以便提高生产效率 收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率影响较大，故应控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定。 熔体冷却速度较慢，因此必须充分冷却，模具应该有较好的冷却
7、系统。质地较软，易脱模。另外若注射时采用直接进料口进料，易增大应力和产生收缩不均匀及方向性明显的增大变形，因此应注意选择进料口参数。 3.2.3 PE的主要成型条件 料筒温度：料筒温度主要是与PE的密度高低和熔体流动速率大小有关，另外还与注塑机的类型和性能，以及塑件的形状有关。由于PE为结晶型聚合物，在熔融时晶粒要吸收一定热量，因此料筒温度应高于它的熔点10度。对于LDPE来说，料筒温度控制在140-200，HDPE的料筒温度控制在220，料筒后部取最小值，前端取最大值。模具温度：模温对塑件的结晶状况有较大影响，模温高，熔体结晶度高，强度高，但收缩率也会增大。通常LDPE的模具温度控制在30-
8、45，而HDPE的温度相应再高10-20。 注塑压力：提高注塑压力有利于熔料的充模，由于PE的流动性很好，因此除薄壁细长制品外，应该精良选择较低的注射压力，一般注射压力为50-100MPa。形状简单。壁后较大的塑件，注射压力可以低些，反之则高。 3.2.4 热塑性塑料注塑成型常见缺陷及消除措施 主要缺陷及消除措施： 制品填充不足（适当提高注射压力及注射速度等）； 制品有溢边（适当降低料温、模温及喷嘴温度，适当减小注射压力及锁模力等） 制品有气泡（增加排气槽，使塑料干燥等）； 制品凹陷（调整壁厚比例，选择合适的浇口位置等）； 制品有明显的熔合纹（适当提高模温、注射压力及注射速度等）； 制品翘曲变
9、形（适当减小模具温度，充分冷却等）； 制品的表面有银丝及波纹（排出塑料中水分或挥发物，选择适当料温，不要太高或太低等）等等四、模具总体方案设计4.1 分析分型面位置及型腔数目确定，初选注塑机 4.1.1 分型面位置的确定 在塑件设计阶段，应该考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注塑模设计的一个关键因素。 分型面选择原则 有利于保证塑件的外观质量；分型面应选择在塑件的最大截面处。 尽可能使塑件留在动模一侧；有利于保证塑件尺寸精
10、度。 尽可能满足塑件的使用要求；尽量减少塑件在合模方向上的投影面积。 长型芯应置于开模方向；有利于排气。 有利于简化模具结构。 该塑件进行模具设计时已经考虑了上述原则，从塑件图样中可以看出此塑件四边有四个凸起，因此需要使用侧抽芯机构，综合考虑侧向抽芯和分型，选择了如图2 所示的分型面选择方案。 图2 分型面形式与位置1动模部分 2分型面 3定模部分 4.1.2 确定型腔数目及模具结构形式（1）型腔数目确定 当塑件分型面确定之后，就需要考虑型腔是采用单型腔模还是多型腔模。一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构；对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又
11、是大批量生产时，采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产率大大提高。此塑件属于大中型塑件，虽尺寸精度要求不高，但对于塑件结构四面都需要侧抽芯机构，因此采用一模一腔的模具结构。（2） 模具结构形式的确定 该塑件外形是个简单的盒顶盖形状，但塑件四边有侧向凸起，这些地方需要侧向成型，侧向成型方法有多种样式，如斜导柱、斜道槽和弯销驱动侧向成型滑块定型，斜滑块侧向成型，斜顶杆侧向成型等方法。本次采用的是斜顶杆侧向成型，盒顶盖采用整体模腔成型，成型顶杆与型芯拼合形成凸模。其结构形式如图3所示。成型斜顶杆 图3 模具结构形式4.1.3 初选注塑机注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详
12、细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。 （1）注射量的计算通过Pro/E建模分析，得知塑件质量为3.88 g，流道凝料的质量m2还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。从之前所述可知为一模一腔，所以注射量为 m = nm1 + m2 = 1.6nm1 = 1.6 1 3.88 = 6.21 g （2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.20.5倍，因此可用0.35nA1来进行估算，所以投影面积为 A1 = 3286.36 mm2A = nA1 + A2 = 1.35nA1 = 1.35 1 3286.36 = 4436.59 mm2所需锁模
