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1、塑料乐扣饭盒盒盖注塑模具设计小组成员：孟昭强小组成员：孟昭强 曾昱曾昱 魏志军魏志军王杰王杰 王凯王凯 塑料塑件的工艺性分析及注射机初选 2.1：塑件的原材料：塑件的原材料 ：本塑件饭盒为日常生活中所常见的塑料制品，主本塑件饭盒为日常生活中所常见的塑料制品，主要用于盛装食品。考虑其使用的特殊性，综合要用于盛装食品。考虑其使用的特殊性，综合分析各种塑料的性能，选用材料为聚丙烯分析各种塑料的性能，选用材料为聚丙烯（PP）。）。 聚丙烯聚丙烯(PP塑料塑料)是一种高密度、无侧链、高结是一种高密度、无侧链、高结晶必的线性聚合物，具有优良的综合性能。晶必的线性聚合物，具有优良的综合性能。 2.2塑件成型
2、工艺分析l2.2.1塑件结构分析塑件结构分析查文献，取聚丙烯小型塑件壁厚推荐值为：查文献，取聚丙烯小型塑件壁厚推荐值为：1.45mm；饭盒基本尺寸设计为：饭盒基本尺寸设计为：180mm120mm15mm；取饭盒盖内壁尺寸为：取饭盒盖内壁尺寸为：107mm；内外壁之差则；内外壁之差则为：为：5mm；取外壁圆角为：；取外壁圆角为：10mm，内壁圆角，内壁圆角为：为：10/3mm；盒盖的一角有一个半径为；盒盖的一角有一个半径为4mm的环形凸台。的环形凸台。因为塑件为薄壁容器，为了防止其刚度、强度不足而引起塑件变形，故塑件顶部设计为一个高5mm的弧形圆，如图21所示：图21 塑料饭盒盒盖的两面2.2.
3、2塑件尺寸精度分析l饭盒盒盖的两个尺寸有精度要求，即尺寸饭盒盒盖的两个尺寸有精度要求，即尺寸107mm和和120mm，精度要求为，精度要求为MT3，因塑件，因塑件的外形尺寸受模具活动部分影响尺寸的公差的外形尺寸受模具活动部分影响尺寸的公差（如飞边），故公差种类选为（如飞边），故公差种类选为B级。公差等级级。公差等级无要求的选为无要求的选为MT5，查文献得：塑件如图22所示: 图22 塑料饭盒俯视图和剖视图2.4初选注塑机的型号和规格l根据塑件的成型工艺参数查文献，初步选择根据塑件的成型工艺参数查文献，初步选择国产国产G54S200/400型号的注塑机，其规格型号的注塑机，其规格和性能如下表和性
4、能如下表24所示：所示： 表24 国产G54S200/400型号注塑机规格和性能3： 注塑模的结构设计l3.1分型面的确定分型面的确定l为为了了保保证证塑塑件件的的顺顺利利脱脱模模和和塑塑件件的的技技术术要要求求及及模模具具的的制制造造简简单单，分分型型面面选选择择为为饭饭盒盒盒盒盖盖下下表表面。如下图面。如下图31所示：所示： 图31 分型面示意图 3.2型腔数目的确定和配置 此次根据塑件设计说明书的设计要求、塑件的此次根据塑件设计说明书的设计要求、塑件的几何结构特点及尺寸精度要求和生产的经济性几何结构特点及尺寸精度要求和生产的经济性要求，确定采用一模一腔。要求，确定采用一模一腔。3.3 浇
5、注系统设计l3.3.1 浇注系统设计原则浇注系统设计原则l3.3.2主流道设计主流道设计l3.3.3分流道设计分流道设计l3.3.4浇口设计浇口设计3.3.2主流道设计l主流道要求浇注系统对塑料的温度降和压力损主流道要求浇注系统对塑料的温度降和压力损失最少。失最少。l主流道设计如下图主流道设计如下图32所示所示 图32 主流道的设计浇口套的结构形式是：浇口套与定位圈设计成两个零件，以台阶的形式固定在定模座板上。 l浇口套的使用形式和参数如下图所示浇口套的使用形式和参数如下图所示：浇口套的固定形式和定位圈尺寸如图 ：3.3.3分流道设计l由于此次设计是一模一腔，分型面为盒盖底面，由于此次设计是一
6、模一腔，分型面为盒盖底面，而浇口选择为点浇口直接式，故分流到不必设而浇口选择为点浇口直接式，故分流到不必设计。计。3.3.4浇口设计l考虑塑件的成型要求、浇口的加工方便与否和考虑塑件的成型要求、浇口的加工方便与否和实际使用情况，此次点浇口为直接式点浇口。实际使用情况，此次点浇口为直接式点浇口。l考虑塑件的成型要求和模具的加工方便与否及考虑塑件的成型要求和模具的加工方便与否及实际的使用情况，此次设计浇口的位置选为饭实际的使用情况，此次设计浇口的位置选为饭盒盖顶部中心。盒盖顶部中心。l点浇口直径通常为点浇口直径通常为0.51.5mm，取为，取为0.5mm，角度，角度通常为通常为6o15o，取为，取
7、为14o。浇口的设计如下图所示：3.4冷料穴和拉料杆的设计l设计采用的是一模一腔，点浇口直接式浇注，设计采用的是一模一腔，点浇口直接式浇注，故冷料穴和拉料杆不必设计。故冷料穴和拉料杆不必设计。3.5成型零部件的设计l因为是小型塑件，一模一腔，又为了加工效率因为是小型塑件，一模一腔，又为了加工效率高，拆装方便，还保证塑件的形状和尺寸精度，高，拆装方便，还保证塑件的形状和尺寸精度，此次设计选择整体嵌入式凸模，凹模选择为整此次设计选择整体嵌入式凸模，凹模选择为整体式。凸模用单独加工的方法加工制成，然后体式。凸模用单独加工的方法加工制成，然后采用采用H7/m6过渡配合压入模板中过渡配合压入模板中 凸、
8、凹模的结构设计示意图如下图：3.5.1型腔和型芯结构设计计算模具零件的工作尺寸和塑件尺寸关系如图模具零件的工作尺寸和塑件尺寸关系如图 ：型腔径向尺寸型腔径向尺寸计算：算：型芯径向尺寸计算：型腔深度尺寸计算：型芯高度尺寸计算：型芯高度尺寸计算：3.6模架的选择l由于此次设计为中小型塑件，模架选由于此次设计为中小型塑件，模架选择择P4-250355-26-Z1 GB/T12556.1-90型型l选择模架的规格选择模架的规格 ： B0L为为250mm355mm， 模架的具体参数如下表31所示 ：导柱、复位杆、内六角螺钉布置的位置关系如下表32所示 ：模具装配示意图如下图 ：3.7结构零部件设计l3.
9、7.1导柱结构设计导柱结构设计l3.7.2导套结构设计导套结构设计由表31模架的组合尺寸知导柱直径为20，导柱的结构形式和参数，部分技术要求见下图 ：由表31模架的组合尺寸知导套直径为28，查得导套的结构形式和参数，部分技术要求如图：3.8推出机构设计l3.8.1推出机构的设计原则推出机构的设计原则l3.8.2推出力的计算推出力的计算l3.8.3推杆的结构设计推杆的结构设计l3.8.4复位杆的结构设计复位杆的结构设计3.8.2推出力的计算l塑件注射成型后在模内冷却定形，因体积收缩塑件注射成型后在模内冷却定形，因体积收缩而对型腔产生包紧力，推出机构的设计就是为而对型腔产生包紧力，推出机构的设计就
10、是为了克服因包紧力而产生的摩擦力。脱模力：了克服因包紧力而产生的摩擦力。脱模力：式中：式中：A塑件的包络型芯的面积，用塑件的包络型芯的面积，用solidworks测量出来为测量出来为0.034m2、 P塑件对型芯单位面积上的包紧力，在一般情况下，模内冷却的塑件对型芯单位面积上的包紧力，在一般情况下，模内冷却的 塑件塑件p取为（取为（0.81.2）107Pa，此次设计取为，此次设计取为1.0107Pa。因塑件底部无孔，脱模推出时还要考虑克服大气压压力，则塑件的脱模力为：因塑件比较薄，在尽量保证塑件的外观质量情况因塑件比较薄，在尽量保证塑件的外观质量情况下，此次推出机构的设计采用顶杆将塑件推出，下
11、，此次推出机构的设计采用顶杆将塑件推出，推出机构示意图如图推出机构示意图如图3-11所示：所示：图311 推出机构设计示意图3.8.3推杆的结构设计l由图由图311知此次设计的为有肩推杆，其直径知此次设计的为有肩推杆，其直径为为4mm 推杆的结构形式和参数，部分技术推杆的结构形式和参数，部分技术要求见下图要求见下图312, 图312 推杆的结构形式及参数3.8.4复位杆的结构设计由表由表31模架的组合尺寸知复位杆直径模架的组合尺寸知复位杆直径12.5，查，查得复位杆的结构形式和参数，部分技术要求见图得复位杆的结构形式和参数，部分技术要求见图313图313 复位杆的结构形式及参数3.9冷却系统的
12、设计l冷却系统的设计会减少塑件成型的时间，提高冷却系统的设计会减少塑件成型的时间，提高生产效率，塑件的表面光洁度也会得到提升。生产效率，塑件的表面光洁度也会得到提升。聚丙烯由于粘度低、流动性好，故此次设计考聚丙烯由于粘度低、流动性好，故此次设计考虑冷却系统的设计。冷却介质可用水、压缩空虑冷却系统的设计。冷却介质可用水、压缩空气和冷凝水冷却，由于水的热容量大，传热系气和冷凝水冷却，由于水的热容量大，传热系数大，成本低廉，故此次设计采用常温水对模数大，成本低廉，故此次设计采用常温水对模具冷却。具冷却。由于冷却不均匀，冷却系统的冷却水道应尽由于冷却不均匀，冷却系统的冷却水道应尽量的多，此次设计选择为
13、量的多，此次设计选择为4道。水道距离型腔道。水道距离型腔表面的距离相等，浇口处也加强冷却。冷却表面的距离相等，浇口处也加强冷却。冷却系统采用直流循环式，其结构简单，加工方系统采用直流循环式，其结构简单，加工方便。便。冷却系统的设计如下图314所示。4 注塑模的校核计算l4.1.1最大注射量的校核最大注射量的校核l 最大注射量是指注射机对空注射时，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程，注射装置所能到达的最大注射量，其须大于注射成型塑件所需要的总注射量，其校核公式为：4.1.2锁模力的校核l注射时塑料熔体进入型腔内会存在较大的压力注射时塑料熔体进入型腔内会存在较大的压力而使模具从分型面涨开，足够大的锁
14、模力可以而使模具从分型面涨开，足够大的锁模力可以平衡塑料熔体的压力而保证塑件的质量，故在平衡塑料熔体的压力而保证塑件的质量，故在进行注塑模的设计时，需要对注射机提供的锁进行注塑模的设计时，需要对注射机提供的锁模力进行校核，其校核公式为：模力进行校核，其校核公式为：4.1.3开模行程的校核l注射机的开模行程是受合模机构限制的，注射注射机的开模行程是受合模机构限制的，注射机的最大开模距离必须大于脱模距离，否则塑机的最大开模距离必须大于脱模距离，否则塑件将无法顺利的从模具中取出。其校核公式如件将无法顺利的从模具中取出。其校核公式如下：下： 双分型面注射模的开模行程4.2矩形型腔侧壁和底板厚度校核 矩
15、形型腔结构及受力情况 4.2.1整体式矩形型腔侧壁厚度校核l刚度条件校核：刚度条件校核： 整体式矩形型腔最大的变形量应小于其许可整体式矩形型腔最大的变形量应小于其许可变形量，其校核公式如下：变形量，其校核公式如下：l强度条件校核：强度条件校核：强度条件校核公式为：强度条件校核公式为：4.2.2整体式矩形型腔底板厚度校核l刚度条件校核： 型腔底板按刚度厚度的按刚度校核公式为：l强度条件校核：强度条件校核： 型腔底板按刚度厚度的按强度校核公式为：型腔底板按刚度厚度的按强度校核公式为：综上所述：注射机的各项参数都满足要求，综上所述：注射机的各项参数都满足要求，说明此设计合理。说明此设计合理。小结小结l通过本学期在王老师的带领下，我顺利的完成塑料注射模具设计这门课程的学习，对注塑模具设计的基本知识有了初步的了解，对简单的注塑件的模具设计的流程有所了解，由于生产实践的缺乏，所设计的模具不一定能投入于生产，希望在今后不断的学习中，对塑料模具设计这一块有进一步的提高。
