塑料模具说明书

1、前言 .21 对设计任务书的理解 .32 塑件的工艺性分析 .32.1塑件原材料分析 .32.2 塑件结构、尺寸精度及表面质量分析 .42.3塑件的体积与质量 .52.4塑件注塑工艺参数的确定 .52.5选择注射成型设备 .72.5.1依据最大注射量初选设备 .73 拟定成型方案 .83.1分型面的选择 .83.2确定型腔布置 .103.3浇注系统的设计 .103.3.1主流道的设计 .103.3.2浇口设计 .114 模具成型零件的设计 .134.1凹模（型腔）设计 .144.2凸模（型芯）设计 .144.3导向定位机构设计 .144.4推出机构设计 .144.5冷却系统设计 .154.6推

2、出机构的设计 .15设计小结 .16参考文献 .17前言随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下， 中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高， 并能获得极大的经济效益， 因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989 年 3 月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要

3、任务。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后， 在注塑机的螺杆或活塞的推动下， 经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。本次课程设计的主要任务是塑料碗注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产塑料碗塑件产品，以实现自动化提高产量。针对盒盖的具体结构，通过此次设计，使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出

4、机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。1 对设计任务书的理解在进行模具设计之前， 首先仔细认真阅读模具设计任务书，了解塑件的用途及性能要求，了解所用塑料的性能、名称、牌号、分析塑件的形状、结构、尺寸、尺寸精度、表面粗糙度等要求以及其他一些技术要求的合理性。2 塑件的工艺性分析2.1 塑件原材料分析本塑件及塑料碗为日常生活中常见的塑料制品，主要用于盛装食品。根据使用的特殊性，综合分析各塑料的性能，聚丙烯（pp）为最佳材料。PP的主要特点如下：成白色蜡状，无毒，透明;有着极低的密度（ 0.890.92) ，故质量很轻，是大品种

5、塑料中最轻的一种 ;化学稳定性好，在室温下溶剂不能溶解，且有着优良的耐化学药品性；耐热性好，其最高使用温度达150，最低使用温度达15；电性能优异， 耐高频电绝缘性好， 在潮湿环境中也具有良好的绝缘性；有着优异的力学性能，包括拉伸强度、压缩强度和硬度，突出刚性和耐弯曲疲劳性能； PP比 PE容易发生热、光氧化，耐气候老化性差，必须添加抗氧化剂或紫外线吸收剂；耐抗冲击性差，尤其是低温冲击性差，度缺口十分敏感；PP的结晶性能导致制品的不透明性。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，绝缘性好，能耐弱酸、弱碱。但是，聚丙

6、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。 定向拉伸后的聚丙烯可以制作铰链，抗弯曲疲劳强度特别高。 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。2.2 塑件结构、尺寸精度及表面质量分析塑件结构分析：塑件的整体高度42mm，碗底直径 57.9mm，碗口外直径 128mm，碗口内直径 101.06mm，碗厚 1mm，具体形状见图 1。塑件的尺寸精度分析：因塑件材料为 pp，尺寸均无精度要求为自由尺寸。可按照 IT5 精度取其公差值。塑件的表面质量分析： 碗的表面精度要求相对较高， 故采用点浇口流道单分型面型腔注射模可以保证表面精度。2.3 塑件的体积

7、与质量塑件主要尺寸及结构见图1 ，近似计算 V=19852.0697mm 3, 塑件的质量 m v =0.91g/cm3*v= 18.0654g2.4 塑件注塑工艺参数的确定根据情况成型的参数可作如下选择，在试模过程中可做适当的调整。注射模温度包括料筒温度和喷嘴温度。料筒三区： 190205料筒二区： 180190料筒一区： 150170喷嘴采用直通式，温度为170190模具温度： 4070注射压力 :60100MPa保压压力： 5060MPa注射时间： 15s保压时间： 510s冷却时间： 1020s成型周期： 1535s塑料碗成型工艺卡片常州工程职业技术学塑料注射成型工艺卡院片模具 131

8、1资料编号共 页第页零件名称塑料碗材料牌号PC设备型号装配图号材料定额每模制件1 件数零件图号单件质量64.90g工装号材料干燥设备温度/ 时间 /h料筒温度料筒一区150170/ 料筒二区180190料筒三区190220喷嘴180221模具温度 / 4060时间 /s注射15保压510冷却1020压力 MPa注射压力60100保压压力5060背压24后处理温度/ 时间定额辅助0.5时间 /min/min单件12检验编制校对审核组长车间主任编制2.5 选择注射成型设备初选注射机的规格通常依据注射机允许的最大注射量、锁模力及塑件外观尺寸等因素确定。 习惯以其中一个作为设计依据，其余作为校核依据。

9、依据最大注射量初选设备通常保证制品所需要注射量小于等于注射机允许的最大注射量的80%，否则就会造成制品的形状不完整、内部组疏松或制品强度下降等缺陷；而过小，注射机利用率偏低，浪费电能，而且塑件长时间处于高温状态会导致塑料分解和变质，因此，应注意注射机能处理的最小注射量，最小注射量通常应大于额定注射量的20%。计算塑件的体积通过软件分析塑件体积为V=19852.0697mm 3计算塑件的质量。 计算塑件的质量为了选择注射机及确定模具型腔数。由手册查得PP 的塑料密度0.91g/cm3所以塑件的质量为m v =1.2g/cm3*v=18.0654g根据塑件的形状及尺寸（外形为回转体，最大直径为12

10、8mm，高度为42mm，尺寸较大）。同时对塑件原材料的分析得知PP的熔体黏度大，流动性差，所以塑件的成型采用一模一腔的模具结构。塑件成型每次需要注射量（含凝料的质量，初步估算为4g）为 21g。计算每次注射进入需要的注射进入型腔的塑料总体积V=30/0.91=32.967cm3根据注射量查模具手册初选柱塞式，选择XS-ZY-30 型，满足注射量小于或等于注射机的最大注射量的80%的要求，查设备的主参数，见下表额定注射量 cm330螺杆直径 mm28注射压力 Mpa119注射行程 mm130注射方式柱塞式锁模力 kN250最大成型面积90最大合模行程160模具最大厚度180模具最小厚度60喷嘴圆

11、弧半径2顶出形式机械顶出动定固定板250*280拉杆空间235合模方式液压机械液压泵流量50液压泵压力6.5电动机功率5.5机器外形尺寸2340*850*14603 拟定成型方案3.1 分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模 具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中 的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响， 因此在选择分型面时应综合分析比较， 从几种方案中

12、优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：a）、便于塑件脱模：b ）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏c ）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d ）、有利于排气e ）、尽量使模具加工方便、 在开模时尽量使塑件留在动模内 、应有利于侧面分型和抽芯、应合理安排塑件在型腔中的方位；综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点， 再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。对于本塑件，盒口凸边的下缘面为最佳第一分型面。3.2 确定型腔布置确定型腔的方法有：根据锁模力确定

13、；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，本制品采用一模一腔。3.3 浇注系统的设计所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体

14、的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。主流道其主要设计特点： 主流道圆锥角 =2o 6o，对流动性差的塑件可取3 o 6o，内壁粗糙度为 Ra0.63m。主流道大端呈圆角，半径r=13mm，以减小料流转向过渡时的阻力。在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合。主流道衬套一般选用T8、T10 制造，热处理强度为 5256HRC。 本塑件所用浇口套形式及

15、其固定形式见图4和图5。浇口设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道截面积的3%9%，截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为0.5 2mm，表面粗糙度 Ra 不低于 0.4 m。浇口的结构形式很多，按照浇口的形状可以分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及薄片式浇口。浇口的位置及尺寸要求比较严格，合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节， 同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择。浇口位置的选

16、择直接影响到制品的质量问题，所以我们在开设浇口时应注意以下几点：浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。浇口应设在不影响制品外观的部位。不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。根据浇口的成型要求及型腔的排列方式，联系产品实际使用要求，本产品选用点浇口较为合适。具体形式见图 6。由于采用点浇口，所以不设冷料井。4 模具成型零件的设计成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和

17、型芯的径向尺寸（包括矩形和异行零件的长和宽），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。任何塑件制件都有一定的几何形状和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，则精度要求较高。在模具设计时，应根据塑件的尺寸及精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的因素相当复杂，这些影响因素应作为确定成型零件工作尺寸的依据。4.1 凹模（型腔）设计采用整体嵌入式凹模， 放在定模板一侧， 主要是从节省优质模具钢材料、方便热处理、方便日后的更换维修等方面考虑的。注意：凹模镶块的尺寸大小设计出了要考虑壁厚的刚度和强度校核外，还要留有足够的冷却水道位置。4.2 凸模（型芯）设计

18、型芯结构设计也应采用组合式，可节省贵重模具钢， 减少加工工作量。成型塑件内壁的大型芯装在动模板上，成型条形孔和圆孔的小型芯装在定模板上，方便型芯的制作安装、塑件的飞边去除以及塑件内部冷却水道的排布。4.3 导向定位机构设计由于塑件基本对称且无单向侧压力，所以采用直导柱导向便可满足合模导向及闭模后的定位。注意：导柱要比主型芯高出至少68mm。4.4 推出机构设计根据圆形顶盖的形状特点，其推出机构可采用推件板推出或推杆推出。其中推件板推出结构可靠、顶出力均匀，不影响塑件的外观质量，但制造困难，成本高；推杆推出结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件内部型腔上留下顶出痕迹，但不 影响塑件外观，所以

19、采用推杆推出机构。4.5 冷却系统设计采用冷却水道冷却，凹模冷却水道采用环绕型腔布置的单层式冷却回路，水道开设时注意避开安装在定模上的内镶块；型芯冷却采用隔板式管道冷却，在型芯上开设两个孔，孔内插上纵向隔板。4.6 推出机构的设计采用推杆推出机构，由于该塑件的脱模力不是太大，推杆的布置空间足够，所以无须用繁琐的计算方法确定推杆的尺寸大小，可以根据经验选取d=4mm 的推杆，注意保证推出距离略大于型芯的突出长度 23mm，即推出距离大于20mm。具体设计见附件图纸。设计小结一星期的课程设计接近尾声了，期间有过迷茫，苦恼，快乐与喜悦，更多的是收获 了更多的专业知识，熟悉了注塑模具成型的基本原理和过程。 这次课程设计有点特殊，课程设计期间不停课，只能是利用课余时间完成。这对我 们的学习自主性是一次正真的考验，身边的同学们课余时间很少学习的，这一次也不 得不改变下自己的习惯了。自己多少会受周围同学