【糖果盒盒体注塑模具设计6600字（论文）】

–PAGE12–PAGE2糖果盒盒体注塑模具设计摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类。因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则。详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明，通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识。注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。关键词：五星糖果盒；盒体注塑；模具设计目录20676摘要 I25876Abstract II115791绪论 1249452塑件的工艺分析 328082.1分析塑件使用材料的种类及工艺特征 3141722.2分析塑件的结构工艺性 412732.3工艺性分析 5314133注射机的选择 6145783.1塑件体积的计算 6118653.2计算塑件的质量 6211153.3按注射机的最大注射量确定型腔数目 6232953.4注射机选择 774014浇注系统的设计 10220744.1主流道的设计 10145394.2分型面的选择设计原则 116404.3分流道的设计 12149364.4浇口的设计 13226205结束语 1524665参考文献 161绪论塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一。自从聚氯乙烯塑料问世以来随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改进技术的进步、愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现从而促进塑料工业的发展。模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工艺装备或工具它属于型腔模的范畴。通常情况下，塑件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素占80%。然而模具的质量的好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新换代周期越来越短、用户对塑件的质量要求也越高。因而模具制造与设计的周期和质量要求也相应提高，同时也正是这样促进了塑料模具设计于制造技术不断向前发展。就目前的形式看。可以说，模具技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具技术，便成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具、金属冲压模具、金属压铸模具、橡胶模具、玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，就中国就有比较远大的市场。所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑料模。塑料模具的设计是模具制造中的关键工作。通过合理设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具的加工过程和实施塑件的高效率生产，从而达到降低生产成本和提高附加价值的目的。塑料模的优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品或型材、尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响。除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后。由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，常标志一个国家工业化的发展程度。2塑件的工艺分析2.1分析塑件使用材料的种类及工艺特征该塑件材料选用PPPP聚丙烯典型应用范围:汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP挡泥板、通风管、风扇等），器械(洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等)，日用消费品(草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等)。化学和物理特性:PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度100℃、低透明度、低光泽度、低刚性但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常,采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料,共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高,一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而,它对芳香烃、如苯、溶剂、氯化烃、四氯化碳、溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。聚丙烯PP是常见塑料中较轻的一种，其电性能优异，可作为耐湿热高频绝缘材料应用。PP属结晶性聚合物，熔体冷凝时因比容积变化大、分子取向程度高而呈现较大收缩率(1.0-1.5)。PP在熔融状态下，用升温来降低其粘度的作用不大。因此在成型加工过程中，应以提高注塑压力和剪切速率为主，以提高制品的成型质量。PP成型各阶段所需压力及熔体流动过程PP成型主要包括充模阶段、增密阶段、保压阶段和冷却阶段。每个阶段所需压力各有不同，熔体流动情况也有所不同。保压时间是保压过程中的另一重要工艺参数。在保压初期，制品件重随保压时间而增加，达到一定时间不再增加。延长保压时间有助于减少制品的收缩率，但过长的保压时间会使制品的径向收缩率与轴向收缩率程度不同，令制品各个方向上的内应力差异增大，造成制品翘曲、粘模。在保压压力及熔体温度一定时，保压时间的选择应取决于浇口凝固时间。随着冷却时间的延长，制品凝固层加厚，模腔内熔体在没有外界压力作用下不再流动只进行热传导，直到制品有足够的刚度从模具中脱出。(1)充模阶段应注意调整注塑压力和注射速率，使其配合得当，以控制剪切速率，使熔体在模腔推进过程中每点线速度接近一致。(2)增密阶段是注塑压力向模腔内传递并产生模腔压力的阶段，注塑压力决定模腔压力的大小，用相对偏高的压力注塑，熔体才能被压紧成一整体。(3)保压阶段要以控制保压压力来达到向模腔补料的目的。保压压力一般可取最高注塑压力值的60-70。(4)冷却阶段模腔内熔体会发生倒流，模腔压力下降，控制封口压力，降低封口温度，有利于提高制品成型质量。2.2分析塑件的结构工艺性该塑件尺寸中等整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级5级。2.3工艺性分析为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用直浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处，浇口纵向开设在模具的型腔处，从塑料件底部进料，因而塑件外观不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。注塑模工艺条件:干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：220~275℃注意不要超过275℃。模具温度：40~80℃建议使用50℃。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可大到1800bar。注射速度;通常,使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷,那么应使用较高温度下的低速注塑。

3注射机的选择3.1塑件体积的计算塑件。零件塑件的体积:V=387.2cm3浇注系统的体积:V2=6.9cm3塑件与浇注系统的总体积为V=387.2+6.9=394.1cm3.2计算塑件的质量塑件体积V=387.2cm3。塑件质量根据有关手册查得=0.904g/cm3所以,塑件的重量为:3.3按注射机的最大注射量确定型腔数目根据得k——注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8;Mp——注射机最大注射量cmз或g;m1——浇注系统凝料量cmз或gm——单个塑件体积或质量cm3或g根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用1模1腔。3.4注射机选择1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机,这是注塑成型工艺技术的一大突破,目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%;注塑机的产量占整个塑料机械产量的50%.成为塑料成型设备制造业中增长最快,产量最多的机种之一。注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的说法有:1按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机。2按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。注塑机基本参数注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。(1)公称注塑量；指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。(2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。(3)注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表3-1所示。注射量/CM3125250500100020004000600010000注射速/CM/S125200333570890133016002000注射时间/S11.251.51.752.2533.755塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。(5)锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。(6)合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。(7)开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停。(8)空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。查国产注射机主要技术参数表取CJ325NCII,主要技术参数如下。

4浇注系统的设计浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。4.1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处到分流道为止塑料熔体流动通道根据选用的型号注射机的相关尺寸得喷嘴前端孔径：d0=4.0mm喷嘴前端球面半径：R0=10mm取主流道球面半径：R=11mm取主流道小端直径：d=4.5mm为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为26。此处选用4°，经换算得主流道大端直径为9MM。图4.1主流道示意图4.2分型面的选择设计原则分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。一、分型面的形式该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型。二、分型面的设计原则由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、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。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则①分型面应选在塑件外形最大轮廓处②确定有利的留模方式便于塑件顺利脱模③保证塑件的精度④满足塑件的外观质量要求⑤便于模具制造加工⑥注意对在型面积的影响⑦对排气效果⑧对侧抽芯的影响在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。其分型面如图所示。图4.2分型面示意图14.3分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用。分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表4-1所示。表4-1流道断面尺寸推荐值塑料名称分流道断面直径mm塑料名称分流道断面直径mmABSAS4.8~9.5聚苯乙烯3.5~10聚乙烯1.6~9.5软聚氯乙烯3.5~10尼龙类1.6~9.5硬聚氯乙烯6.5~16聚甲醛3.5~10聚氨酯6.5~8.0丙烯酸8~10热塑性聚酯3.5~8.0抗冲击丙烯酸8~12.5聚苯醚6.5~10醋酸纤维素5~10聚砜6.5~10聚丙烯5~10离子聚合物2.4~10异质同晶体8~10聚苯硫醚6.5~13分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形U形和六角形。要减少流道内的压力损失希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失。因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状流道表面粗糙度。图4.3分流道示意图4.4浇口的设计浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的熔体的通道。也是注塑模进料系统的最后部分。浇口的设计与位置的选择恰当与否,直接关系到塑件能否完好的高质量地注射成型。其基本作用为：1、从流道来的熔融塑料以最快的速度进入充满型腔。2、型腔充满后浇口能迅速冷却封闭防止型腔能还未冷却的塑料回流。图4.4浇口设计浇口的设计和塑件的尺寸、形状模具结构,注射工艺条件及塑件性能等因素有关.但是根据上述两句基本作用来说,浇口截面小,长度要短,因为只有这样才能满足增大流料速度,快速冷却封闭,便于塑件分离以及浇口残痕最小等要求.浇口对於成形性及内部应力有较大的影响，通常依据成形品的形状来决定适当形式，可分为限制浇口与非限制浇口两大类。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位,通过截面尺寸的突然变化使分流道送来的塑料熔体产生突变的流速增加,提高剪切速率,降低粘度,使其成为理想的流动状态,从而迅速均均衡的充满型腔.对于多型腔模具,调节浇口的尺寸,还可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的,提高塑件质量。另外限制性浇口还起着较早固化防止型腔中的熔体倒流的作用,加工容易，易从浇道切断成形品，可减少残留应力。又可分为侧状浇口(SideGate)、重叠浇口(OverlapGate)、凸片浇口(TabGate)、扇形浇口(FanGate)、膜状浇口(FilmGate)、环形浇口(RingGate)、盘状浇口(DiskGate)、点状浇口(PointGate)及潜状浇口(SubmarineGate)等非限制性浇口是由竖浇道直接将塑料注入模穴的浇口。整个浇注系统中截面尺寸最大的部位,它主要是对中大型筒类,壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用.浇口的种类、位置