漱口杯塑料模具设计CAD图纸全套注塑模具毕业资料

塑料刷牙杯模具设计前言近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为 30%，在模具进出口中的比重高达 5070%。目前，带嵌件模具发展也是相当的快。现在最常见带嵌件模具是带金属嵌件的模具以及带树脂嵌件的模具。结合 Pro/E、Moldex3D 等 CAE 分析软件一起对带嵌件模具进行模拟分析，从而来指导带嵌件模具设计及其工艺方案的优化，已经成为了当今社会的一个的重要研究手段。但是总体说来，对带嵌件的模具设计仍然还不成熟。塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程，它包括塑料制品设计、模具结构设计、模具加工制造和模塑生产等几个主要方面，它需要产品设计师、模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代，不断优化的过程。传统的手工设计已越来越难以满足市场激烈竞争的需要。计算机技术的运用，正在各方面取代传统的手工设计方式，并取得了显著的经济效益。1 塑件工艺性分析 1.1 塑件的原材料分析产品名称: 塑料刷牙杯型腔数:一模四腔生产类型:大批量材料: PP图 1-1(1) 塑件材料性能分析PP 塑 料 ， 化 学 名 称 ： 聚 丙 烯 英 文 名 称 :Polypropylene（ 简 称 PP） 比 重 :0.9-0.91 克 /立 方 厘 米 成 型 收 缩 率 :1.0-2.5% 成 型 温 度 ： 160-220 。 成分结构PP 为 结 晶 型 高 聚 物 ， 常 用 塑 料 中 PP 最 轻 ， 密 度 仅 为 0.91g/cm3（ 比 水 小 ） 。通 用 塑 料 中 ， PP 的 耐 热 性 最 好 ， 其 热 变 形 温 度 为 80-100 ， 能 在 沸 水 中 煮 。 PP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 ”。 PP 的 综 合 性能 优 于 PE 料 。 PP 产 品 质 轻 、 韧 性 好 、 耐 化 学 性 好 。 PP 的 缺 点 ： 尺 寸 精 度 低 、 刚性 不 足 、 耐 候 性 差 ， 它 具 有 后 收 缩 现 象 ， 脱 模 后 ， 易 老 化 、 变 脆 、 易 变 形 。 成型特性1)结 晶 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 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 4)塑 料 壁 厚 须 均 匀 ,避 免 缺 胶 ,尖 角 ,以 防 应 力 集 中 。 PP 与 其 它 几 种 主 要 的 通 用 塑 料 的 性 能 比 较 表 1-1 材料性能表材料性能、种类 PP PE PVC PS ABS密度 最小 小于 水 较大 略高于 水 略高于 水刚性 较好 差 好 好 好收缩率 差 一般 好 好 好韧性 低温下 差 好 差 差 好强度 较高 低 较高 高 高耐热性 好 一般 差 较差 较差化学稳定性 好 好 好 好 好耐候性 差 差 一般 一般 较差毒性 无毒 无毒 可以无 毒 无毒 无毒粘合剂粘合 差 差 好 一般 一般热合性 一般 好 一般 一般 一般成型加工性 好 好 不易 好 好(2) 成型工艺性分析PP 在 熔 融 温 度 下 有 较 好 的 流 动 性 ， 成 型 性 能 好 ， PP 在 加 工 上 有 两 个 特 点 ： 其一 ： PP 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 ） ； 其 二 ：分 子 取 向 程 度 高 而 呈 现 较 大 的 收 缩 率 。 PP 的 加 工 温 度 在 200-300 左 右 较 好 ， 它 有 良 好 的 热 稳 定 性 （ 分 解 温 度 为310 ） ， 但 高 温 下 （ 270-300 ） ， 长 时 间 停 留 在 炮 筒 中 会 有 降 解 的 可 能 。 因 PP的 粘 度 随 着 剪 切 速 度 的 提 高 有 明 显 的 降 低 ， 所 以 提 高 注 射 压 力 和 注 射 速 度 会 提 高 其流 动 性 ， 改 善 收 缩 变 形 和 凹 陷 。 模 温 宜 控 制 在 30-50 范 围 内 。 PP 熔 体 能 穿 越 很窄 的 模 具 缝 隙 而 出 现 披 锋 。 PP 在 熔 化 过 程 中 ， 要 吸 收 大 量 的 熔 解 热 （ 比 热 较 大 ） ，产 品 出 模 后 比 较 烫 。 PP 料 加 工 时 不 需 干 燥 ， PP 的 收 缩 率 和 结 晶 度 比 PE 低 。 1.2 塑件结构分析塑件的具体结构如图所示。其中塑件外形结构大致圆柱形，带有拔模角度，注塑重点在于，注塑时不能出现浇不足，收缩均匀。同时外观要求不能有熔接痕、脱模痕, 不能有划伤、变形、飞边，必须符合 GB/T 2828.1、QC/T 32-2006 和 GB/T 3730.1-2001。制品尺寸精度分析。该塑件尺寸无特殊要求，尺寸精度按 MT5 查取公差。该塑件内外尺寸均受到模具活动的影响，故为 B 类尺寸。据国家标准塑件尺寸公差（GB/T144486-1993）查得，该零件主要尺寸如下所示：表 1-2塑件标注尺寸 尺寸公差（MT5）塑件标注尺寸 尺寸公差（MT5）18 180.3 1 10.320 200.3 32 320.323 230.3 33 330.325 250.3尺寸27 270.3尺寸图 1-2 水杯三维图2 拟定模具结构形式2.1 分型面位置确定 在模具设计初期阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。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，分型面的选择是在注射模设计中的一个关键因素。 分型面的选择主要应遵循以下原则： （1) 分型面应选在塑件外形最大截面处。 （2) 便于塑件顺利脱模，尽可能使塑件留在动模一侧。 （3) 有利于保证塑件的精度要求。 （4) 满足塑件的外观质量要求。 （5) 有利于简化模具结构。 （6) 尽量减少塑件在合模方向上的投影面积。 （7) 有利于排气。 综合上述的各原则，分型面可取在制件的最大投影面积处。图 2-1 分型面2.2 型腔数量及排列方式确定 该塑件三维是54上40下66高mm，为中小型尺寸工件，采用一模四腔，大批量生产。排列如图所示。图 2-2 型腔排列2.3 注塑机选择和参数校核2.3.1 注射量计算 模具所需塑料熔体注射量 m = nm1 + m2 (3-1) 式中： m 一副模具所需塑料的质量或体积（ g 或 cm3）;n 初步选定的型腔数量；m1 单个塑件的质量或体积（g 或 cm3）m2 浇注系统的质量或体积（g 或 cm3）其中 m2 是个未知值（注塑厂的统计资料） ，在做设计时以 0.6nm1 来估算，即 m = 1.6n m1 (3-2)经 proe 分析，塑件质量 m1= 5.9480.91=5.412g，所以注射量m=1.6nm1=1.64 5.4=34.56g2.3.2 投影面积及锁模力的计算塑件和流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积及所需锁模力为：A = nA1+A2 (3-3) Fm=(nA1+A2)P 型 (3-4)式中： A 塑件及流道凝料在分型面上的投影面积（mm 2）;A1单个塑件在分型面上的投影面积（mm 2） ；A2流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积（mm 2）;Fm 模具所需的锁模力（N） ；P 型 塑料熔体对型腔的平均压力（MPa） 。表 5-1 常用塑料注射成型时型腔平均压力 单位：MPa塑件特点 P 型 举例容易成型塑件 25 PE、PP、PS 等壁厚均匀的日用品，一般塑件 30 容器类中等黏度塑件及有精度要求塑件35 在模温较高的情况下，成型薄壁容器类高黏度塑料及高精度、难充模塑料40 ABS、POM 等有精度要求的零件，如壳类等高精度的机械零件，如齿轮、凸轮等流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积A 2，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，A 2是每个塑件在分型面上的投影面积的0.2倍到0.5倍，因此可用0.45nA 1来估算，另外部分塑料注射压力P可查相关数据。经过 moldex 3D 的计算，总投影面积为：9156mm 2。所以：A=4（3.14*27*27 ）=9156mm 2 Fm =AP型 =915640=366.24kN2.3.3 选择注射机根据上面计算得到的 m 和 Fm 值来选择一种注射机，注射机的最大注射量（额定注射量 G）和额定锁模力 F 满足G m/ (3-5)式中 注射系数，无定型塑料取 0.85，结晶型塑料取 0.75。FFm (3-6)则：Gm/G34.56g/0.85=40.66g 生产原料密度为 1.76g/cm3 注射容量为 23.1 cm3一般注塑机浇注塑料原料时, 其每次注射量仅达标准注射量的75 %。为了提高制件质量及尺寸稳定, 表面光泽、色调的均匀, 要求注射量为标定注射量的50 %为宜，即46.2cm 3。根据注射机的注射容量需大于 46.2cm3、锁模力需大于 366.24kN，又由于模具设计与制造简明手册表 2-40 选择注射机 XS-ZY-1000 螺杆式注射机，其参数如下：额定注射量：1000 3cm螺杆直径： 85mm注射压力：178Mpa锁模力：4500KN模板行程：700-mm模具最大厚度：700mm 模具最小厚度：300mm模板尺寸：700850mm拉杆空间：650550mm定位孔直径： 150mm合模方式：液压机械 2.3.4 注射机有关参数的校核 （1） 最大注塑量校核模具成型塑料制品和流道凝料总质量应小于注塑机的额定注塑量的80%，所以额定注塑量138.24g80%=172.8g，选定的注塑机额定注塑量为1000cm31.76g/cm3=1760g，注塑量校核合格。（2） 锁模力校核FkAp型=1.2*366.24KN =439.482KN，所选注塑机的锁模力为4500KN，锁模力校核合格。（3） 注射压力的校核注射机的最大压力应大于塑件成型所需的压力，即(3-7)ZahP式中： 注射机最大注射压力(Mpa)；Z塑件成型所需的注射压力(Mpa)；ah采用柱塞式注塑机PPA注射压力为140180MPa，螺杆式注塑机则取 120140MPa为宜，因此选定的注塑机的注射压力：178 Mpa，满足要求。3 成型零件有关尺寸的计算（1）型芯设计图 3-1 型芯型芯的尺寸计算型芯的尺寸按以下公式计算D =1+ d +x1s10 式中 D 型芯外径尺寸d 塑件内形尺寸1塑件公差塑料平均收缩率s成形零件制造公差,取 /2 。（2） 型腔设计图 3-2 型腔1）型腔径向尺寸按以下公式计算D =1+ d x2s20式中 D 型腔的内形尺寸d 塑件外形基本尺寸2 塑件公差塑料平均收缩率s成形零件制造公差,取 /2 。2）型腔深度尺寸按以下公式计算=MH0)(xs式中 型腔深度MH塑件外形高度尺寸 塑件公差塑料平均收缩率s成形零件制造公差,取 /3（3） 由于该产品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度要求不需那么高。一般取Ra1.6,在机床上加工就可以直接投入使用，不需要经过其它的特殊加工。考虑模具的修模以及型芯的磨损，在精度范围内，型芯尺寸尽量取大值。而型腔则取大值，型腔的表面粗糟将决定产品的外观，因此型腔的表面粗糙度则要求较高，一般取Ra0.80.4 。在本次设计中，型腔取 Ra0.8。（4） X综合修正系数（考虑塑料收缩率的偏差和波动，成型零件的磨损等因素），塑件精度低、批量较小时，X 取 1/2；塑件精度高、批量比较大，X 取 3/4，根据设计要求取 X 为 0.5。要计算型芯、型腔的工作尺寸，必先确定塑件的公差及模具的制造公差。根据要求塑件精度取五级精度。根据