护肤霜容器注塑模具设计

学生毕业论文设计作业名称： 护肤霜容器姓 名： 所学专业： 模具设计及制造班 别： 模具（4）班学 号： 年 级： 20 级目 录一塑件工艺性分析2（一）塑件原材料分析（二）塑件尺寸精度分析（三）塑件表面质量分析（四）塑件结构工艺分析二成型设备选择与模具工艺参数编制2（一）塑件体积计算（二）塑件质量计算（三）型腔数的确定（四）模塑成型工艺参数几工艺卡3模具机4构方案的选定 5（一）分型面的选择（二）型腔排列及布置四浇住系统设计5（一）浇口设计（二）分流道设计（三）主流道设计五成型零件的设计计算7（一）型芯与型腔结构确定（二）成型零件工作尺寸计算六推出机构设计7七模架型号、规格选择8（一）确定模架组合形式（二）查表初步确定型腔壁厚 S（三）计算型腔板周界的尺寸（四）确定模架型号（五）模架装配图（六）检验所选模架的合适性八排气系统的设计10九冷却与加热系统的设计10十数据与注塑机有关参数校核11（一）最大注射量校核（二）最大注射压力校核（三）最大锁模力校核（四）模具与注塑机安装部分相关尺寸校核（五）最大开合模行程校核（六）顶出机构校核任务：已知塑件材料为 PS，塑件名称为盖塞，生产批量为大批量生产，请设计相应的注射模具，画出装配图，拆画主要零件工作图并编出相关成型工艺卡。设计步骤:一、塑件工艺性分析（一）塑件原材料分析如下表所示表一塑件品种 结构特点 使用温度 化学稳定性 性能特点 成型特点PP(热塑性塑料)支链线性结构结晶性材料不超过80较好（比较稳定）耐腐浊性与耐冲击性优良，耐寒性与耐水性好，机械强度良好，但是耐热性不好成型熔体粘度小，流动性好；成型前原材料一般不用干燥结论 该塑料有良好的成型工艺性，快速注射成型，成型前毛坯一般不用干燥（二）塑件尺寸精度分析由于此塑料图中没有标注尺寸公差，则根据 PP 的性能可以选择其塑料精度等级为 6 级精度。（三）塑件表面质量分析该塑料为护肤霜容器盒，表面粗糙度有要求，取 Ra1.6mm,内部取 Ra0.8mm（四）塑件结构工艺分析此塑料外形为圆型类零件，腔体深 12mm，20mm，壁厚 1.5mm，总体尺寸不大，塑料成型性能好。二、成型设备选择与模具工艺参数编制（一） 塑件体积 V：由 UG 造型可得， =11.857cmS3（2） 塑件质量： = =0.9*11.857=10.6713gGSSP（三）型腔数的确定结合本厂（校）现有设备，实训车间注射机型号为无锡海天牌 PL1000 型。其主要技术参数如下螺杆直径（mm） 40注射容量（理论）(cm3) 188注射重量（PS）(g) 171注射压力(MPa) 140注射行程（mm） 150螺杆转速(r/min) 0-230料筒加热功率(KW) 6.2额定锁模力(KN) 1000拉杆内间距（mm） 360360允许模具厚度（最大） （mm） 380允许模具厚度（最小） （mm） 150开模行程（mm） 320模板开距（最大） （mm） 700液压顶出行程（mm） 100液压顶出力(KN) 33液压顶出杆数量 5最小模具尺寸（长宽） （mm） 250250可按注射机公称注射量和注射机最大锁模力确定及塑件精度确定型腔数，具体是:（1）模具型腔数按注射机公称注射量计算时, 型腔数，估算浇注系统 =0.4 cm ，则 （0.8188-VVnSjBjB8.08.0 j3n10.4）/11.857=12.7，取 =12n1（2）模具型腔数按注射机最大锁模力计算时, 型腔数 (Q/P)- )/ ，2Ajs额定锁模力 Q=1000 KN= N，型腔注射压力 P=20MPa= ，估算浇注系统06 mN0=（0.20.5） ，本题 ，则Aj sAs 2246.5931,取 =48mAj 27.046.593.073846.59.2078.10nn2（3）按塑件精度，每增加一个型腔，塑件精度下降 4%，塑件基本尺寸为 ，塑0件尺寸偏差只有偏差按 H7 计算，单型腔可能达到的尺寸偏差%=0.05%，则2500x/L-24=25001/(0.0530)-24 69， 选 、 中最小的数n3 n312字取整，由于考虑到不是批量生产，取模具型腔数 =2（四）开始试模的塑件成形工艺参数如表二所示，生产过程中需进行调整，直到生产出合格塑件，这时的模塑成形工艺参数才可写入模塑成形工艺卡（表三） ，以便批量生产表二 PP 塑料注射成型工艺参数工艺参数 规格 工艺参数 规格预热和干燥 温度：80时间：2-3h料筒温度 后段：160-190中段：170-220前段：200-240成型时间冷却时间：1550s注射时间：05s保压时间：2060s总周期 40-120s喷嘴温度（） 170-190模具温度（） 40-80螺杆转速r/min 30注射压力（MPa） 70-120表三 模塑成形工艺卡 单位名称： 资料编号车间 模具实训车间盒盖注射工艺卡片共 页 第 页零件名称 护肤霜盒子 材料牌号 PP 设备型号 PL1000装配图号 材料定额 每模件数 2零件图号 单位重量 工装号设备型号温度 70-80材料干 燥时间 1-2h后段 160-190中段 170-220前段 200-240料筒温度喷嘴 170-190模具温度 40-80三、模具机构方案的选定（一）分型面的选择分型面的选择要便于留模，使模具分型后，塑件留在带型芯一侧（即动模部分） ，所以选在图 2 所示，图 3 为型芯与型腔装配简图（二）型腔排列布置 型腔采用平衡式布置,有利于浇注系统的平衡及模具锁模力的平衡。四、浇注系统设计（一）浇口（形式、浇口截面形状、浇口截面尺寸）设计1、浇口形式分析：（1）直浇口特点：不宜用于小件，用于高粘度塑件（如 PC、PSF） ，而此塑件尺寸小，流动性好，故不宜用此种浇口。（2）侧浇口：可用。（3）扇形浇口：用于平板薄片状塑件，不宜此塑件。（4）平缝浇口：用于平板薄片状塑件，不宜此塑件。注射（S） 0-5保压（S） 20-60时间冷却（S） 15-50注射压力 70-120MPa压力背压辅助 min时间定额 单件 min 检验编 制 校 对 审 核 组 长 车间主任 检验组长 主管工程师（5）环形浇口：用于薄壁圆筒形塑件单型腔模，而此处为多型腔模不适合。（6）轮幅式浇口：用于底部有大孔的塑件，不适合此塑件（底部无孔） 。（7）爪形浇口：用于塑件内孔小的管状塑件及内、外同轴度要求高的塑件，不适合此塑件。（8）盘形浇口：去除浇口困难，用于单型腔模，不适合此模具。（9）点浇口：用于成形壳，盒类塑件，模具结构为三板式模具，模具结构复杂，成本高，一般用于 PE，PS，PP 等类塑件成型，可用。（10）潜伏式浇口：一般采用两板式单型腔模，不适合此塑件。从以上分析知，点浇口与侧浇口可采用。2、点浇口与侧浇口比较，我们倾向于用侧浇口，原因有三个：（1）塑件表面粗糙度一般，不需要采用点浇口。（2）侧浇口制造成本低。（3）侧浇口采用两板式注射模，模具结构简单。从以上分析，显然，浇口选择侧浇口形式。3、浇口截面形状及尺寸浇口截面形状取圆形，据课本第 98 页点浇口经验数据知，点浇口尺寸为：深=0.6mm 宽 =2mm长取 0.8mm 。型腔浇口截面积与分流道截面积之比为a1b10.070.09，现浇口截面面积 S 浇口 = ，mba21.1260分流道截面形状、截面尺寸设计分流道截面形式为半圆形，形状如图分流道截面面积 S 分流 = ，此时 S / mr2213.41浇 口S =1.2/14.13=0.08（介于 0.070.09 之间） ，满足浇口截面面积和分流道截面积之分 流比要求。根据 f 分流道的计算要求，分流道长取 L 610mm 取 L 8mm 分 分（三）主流道设计查 PL1000 型注射机，其喷嘴球面半径 Sr=10mm ，直径 d=3mm（1)模具浇口套主流道球面半径 SR=Sr+(12)mm=10+2=12mm（2)模具浇口套主流道小端直径 D=d+(0.51)mm=3+0.5=3.5mm 查标准浇口套，其主流道小端直径尺寸取 D=5mm，主流道形状呈圆锥形，其锥度为2-4，取锥度为 3,模具定位、浇注系统图如下五、成型零件的设计计算（一）型芯与型腔结构的确定此塑件型芯形状简单、尺寸小，将型芯做成整体嵌入式。型腔形状简单，型腔也采用整体式结构，结构型式为课本 P107 图 3.27,这种型腔特点是:牢固不易变形，塑件不会产生拼接线痕迹。（二）成型零件工作尺寸的计算（1)未标注公差塑件尺寸这类尺寸属塑件上次要尺寸，要求比较低的尺寸,在实际上生产过程中为简化计算,这一类尺寸在计算时,往往加上它的收缩量，公差则按模具经济制造精度取得，这类尺寸计算如下表类型 塑件上尺 寸 计算公式 制造公差 收缩率 Scp 计算结果R2.5R210.518.25LM= LS(1+Scp%)h7按 IT7 级精度Scp1.02.5取 Scp22.55h72.04h710.71h718.615h7型芯尺寸474848.4LM= LS (1+ Scp%)h7按 IT7 级精度取 Scp247.94h748.96h749.368h7R2R4R0.75122014.2518.25LM= LS(1+Scp%)H7按 IT7 级精度取 Scp22.04H74.08H70.765H712.24H720.4H714535H718615H7型腔尺寸474848.4LM= LS(1+Scp%)H7按 IT7 级精度取 Scp247.94H748.96H749.368H7六、推出机构设计模具在动模、定模分型后,塑件紧包住型芯，塑件应留在设在动模部分的型芯一侧，由于塑件材料为 PS，强度好，塑件壁厚为 2mm，塑件推出方式采用推杆形式，模具结构简单。型芯型腔及推出机构如下图所示七、模架型号、规格选择（一）确定模架组合形式据塑件推出形式，应采用带推件板的模架, 基本型 D2。（二）确定型腔模板尺寸查模板上各型腔之间壁厚 S1=1525，取 25，则型腔模板长 L=150+50=200 型腔模板宽 D=2*25+40=90（三）确定模架型号（1)确定模板周界尺寸根据上步计算出来的模板长 200 和宽 90，把数据加圆整并考虑安放其它一些零件（导柱、导套等） ，查塑料模具标准件及设计应用手册P62（图 a）选模板宽 B=150 L=200（2)确定动 定模板厚度及模架型号 定模板厚度= 20+20=40 mm 取 50mm 故定模板尺寸为 30015040动模板厚度= 10+20=30 mm 取 30mm 故动模板尺寸为 30015030垫高块厚度=推板厚度+推板固定板厚度+推出行程+(510)=15+13+22+(510)=60mm查塑料模具标准件及设计应用手册 ，选模架型号 D 及模板周界尺寸得: 模架标记应为 45302 206156045203TGBD（3）模架上所有零件尺寸包括（联系尺寸）如下：动模座板 厚 =30 长=300；宽=200； 垫 块 厚度 C=80 长=300；宽=25；H1推 板 厚 =15 长=300；宽=80； 推杆固定板 厚 =13 长=300；宽=80；6 H5动模板 厚 B =30 长=300；宽=150； 定模板 厚 A=40 长=300；宽=150；50 LM= LS(1+Scp%)H7 按 IT7 级精度取Scp2 51H7定模座板 厚 =30 长=300；宽=200 流道板 厚 =20 长=300；宽=150；H4 H3推件板 厚 =20 长=300；宽=150； 支撑板 厚 =30 长=300；宽=150；7 2（4）各模板之间联系尺寸如下： 安装导柱导套用: 中心距为 、 ；（导柱直径 导套直径 ）1346W204L0d281d安装复位杆用： 中心距为 、 ；（复位杆直径 ） 8482 12安装定模座板与定模套板用螺钉孔：中心距为 、 ；（螺钉直径 6M14）157143安装推板与推杆固定板用： 中心距为 、 ；（螺钉直径 4M12）905W201L模架装配图：15 推件板 1 3001502016 支撑板 1 3001503014 流道板 1 300150307 定模座板 1 3002003013 GB/T70.1-2000内六角螺钉M141604 6 定模板GB/T70.1-2000内六角螺钉M8254 5 动模板复位杆 4 4 推杆固定板 1300801310 GB/T4169.4-2006导柱 420903 推板 130080159 GB/T4169.3-2006导套 420452 垫高块 130080258 GB/T70.1-2000内六角螺钉M14304 1 动模座板 130020030序号代号 名称 数量尺寸 序号 代号名称 数量尺寸（5)检验所选模架的合适性:a.最大注射量校核已知注射机型号为 PL1000 最大额定注射量为 ，其一次注射量应大于cm318，由注射机最大注射量校核公式知,0.8 V 最大 =0.8188=150.4 故注射机cm31 3最大注射量满足本模具注射量要求。b.模具厚度 与注射机装模高度校核Hm据模具设计与制造P383 图 6-62 知 ，mABCHHm 17865而前面所选的 PL1000 注射机最大模厚 =380 ，最小模厚 =150，故 ：ax min，模架厚度满足注射机装模要求。minaxc.注射机开模行程校核查课本 P69 得，PL1000 注射机最大开模行程为 300，由课本 P72 得，模具开模所需行程 SH 1+H2+（510） ，由于定模部分为两板，浇注系统取课本上 P95 图 3.8C形式,这样 H2 由两部分组成： H2=H 塑件 +H 浇注 ；H 塑件 =20 ；H 浇注 =H 定模板 +H 定模座板=40+30=70mm所以 H2=20+70=90 型芯高度 H1=22，这时推出塑件所需最大开模行程SH 1+H2+（510）=22+90+10=122，而注射机开模行程为 320, 满足本模具所需开模行程要求.八、排气系统的设计由于此模具非高速注射，且模板尺寸500*500，属于中小型模具。故不需要专门设计排气装置，可以利用模具分型面和推杆与模具间隙排气。九、冷却与加热系统的设计由于 PP 属于热塑性塑料，模具温度在成形时为小于 80，可以不设计加热和冷却系统十、数据与注塑机有关参数校核PL1000 注射机主要技术参数如下表螺杆直径（mm） 40注射容量（理论）(cm3) 188注射重量（PS）(g) 171注射压力(MPa) 140注射行程（mm） 150螺杆转速(r/min) 0-230料筒加热功率(KW) 6.2额定锁模力(KN) 1000拉杆内间距（mm） 360360允许模具厚度（最大） （mm） 380允许模具厚度（最小） （mm） 150开模行程（mm） 320模板开距（最大） （mm） 700液压顶出行程（mm） 100液压顶出力(KN) 33液压顶出杆数量 5最小模具尺寸（长宽）（mm） 250250（1）最大注射量校核在检验模架合适性中已验证（2）最大注射压力校核塑料所需注射压力 2060MPa，PL1000 注射机的最大注射压力为 140MPa，满足要求（三）最大锁模力校核（1)塑件在分型面上投影面积 A 塑件单件塑件在分型面上投影面积为： ，一模两腔，mrs225.196A 塑件 35.1962（2)浇注系统在分型面上的总投影面积 A 浇注计算浇口在分型面上的投影面积 A 浇口据前面（四、浇注系统设计）有，浇口宽 2mm，浇口长 0.8mm,则单个浇口部分在分型面上的投影面积为：A 浇口 =宽*长 ；m26.1802计算分流道在分型面上的投影面积 A 分流道单个分流道宽为 10mm，长 8mm,则单个分流道在分型面上的投影面积为：A 分流道 =宽*长 ；m2801 算主流道在分型面上的投影面积 A 主流道据前面主流道中浇注系统图，结合模架中动模座板厚度为 30mm，查浇口套标准零件尺寸，浇口套总长为 70mm，则主流道大端直径为：D=小端直径+ mL 7.851tan7025.41tan2 A 主流道 ；D22 4938浇注系统在分型面上的总投影面积 A 浇注 =2A 浇口 +2A 分流道 + A 主流道；m26.4598026.1（3)计算塑件及浇注系统在分型面上的总投影面积 A 总据前面的型腔排列布置图图 4，一模两腔，则 A 总 =A 塑件 + A 浇注 ；m26.4172395（4)塑件合模所需锁模力计算F 锁=PA 总 查得 PP 成型模内平均压力为 20MPa，即 20N/ mm2则 F 锁=PA 总 KNN95.8263912.0注射机额定锁模力为 ，最大可提供 的锁模力KN01.0（5)最大锁模力校核据锁模力校核公式，塑件成型所需锁模力 F 锁0.8F 注射机PL1000 注射机最大锁模力 F 注射机=1000KN，则 0.8*F 注射机=0.8*1000=800KNF 锁 0.8*F 注射机 ，选用 PL1000 注射机能够锁紧模具。N952.8N80该注射机锁模力能够