2011塑料油壶盖模具说明书

毕业设计说明书塑料油壶盖模具设计PAGE20-摘要本课题主要是塑料成型的工艺设计及制造，也就是注塑模的工艺设计方案分析及确定工艺计算，模具结构设计计算等内容。生产主要是为了提高生产效率，因此在设计是要力求结构简单，但是一定要保证其精度要求。先对塑件进行结构分析，确定型腔的布局，从各方面考虑其结构布局，了解本课题一些相关技术要求及注意事项。油壶盖的模具设计主要分为六个步骤。1分析制品及材料工艺性，2初选注射机的型号和规格，3.塑件注射工艺参数的确定，4.注射模的结构设计，5.模具装配和试模，6.校核计算。关键词：塑料油壶盖模具；细水口；；二次开模；拉料杆，螺纹强脱，试模目录中文摘要……………目录………………引言………………1.分析制品及材料工艺性………1.1PP材料分析…………………1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析…………1.3塑件体积和重量的计算……………2.初选注射机的型号和规格……………3.塑件注射工艺参数的确定……………4.注射模的结构设计……………………4.1分型面确定…………4.2确定浇注系统………………………4.2.1主流道设计………………………4.2.2点浇口设计料穴设计…………4.3确定型腔、型芯的结构及固定方式………………4.3.1型腔、型芯的结构设计…………4.3.2固定方式………………………4.4型腔和型芯的工作尺寸计算……………………4.5型腔壁厚和底版厚度计算………4.5.1型腔壁厚………………………4.5.2型腔底版厚……………………4.6螺纹脱出方式的设计………………4.7确定模具的导向机构……………5.模具装配和试模………….6.校核计算……………小结……………………谢辞……………参考文献……………1.分析制品及材料工艺性1.1PP材料工艺分析聚丙烯（PP）是由丙烯单体聚合而成。以聚丙烯树脂为基材，通过共聚、接枝、氯化和共混、增强、填充等方法，又可得到多种改变性能的聚丙烯，以扩大聚丙烯的用途。聚丙烯树脂的缩写代号为PP。目前，国内生产的聚丙烯树脂品种比较多，生产批量比较大的有扁丝级聚丙烯、双向拉伸聚丙烯专用树脂（BOPP专用料）、注塑级聚丙烯和经乙烯改性而成的无规共聚聚丙烯（PP-R）。化学和性能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0C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（100C）、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150C。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。

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：220~275C，注意不要超过275C。

模具温度：40~80C，建议使用50C。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。

流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统表1

聚丙烯树脂性能项目性能参数项目性能参数密度/(g/cm3)0.90〜0.91脆化温度/℃-10吸水率/%0.02〜0.03线膨胀系数/X10-5℃-16〜10成型收缩率1.0〜2.5热导率/[W/(m•K)]8.8×10-2拉伸强度/MPa30〜40比热容/[J/(g•K)]1.92拉伸模量/GPa1.1〜1.6体积电阻率/Ω•cm≥1016伸长率〉200介电强度/(kV/mm)32冲击强度（缺口）/(kJ/m2)2.2〜6.4相对介电常数（106Hz)2.25洛氏硬度（R)95〜105介电损耗因数（106Hz)0.0005〜0.00181熔融温度/℃165〜170热变形温度（1.86MPa)/℃56〜67耐电弧性/s125〜185连续耐热温度/℃1201.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析产品如下图：图2-二维图图3-三维模型图产品结构较为简单，主要结构特点表现为，外侧有12个防滑筋，内侧有内螺纹M50X3。该零件尺寸均为一般重要性尺寸，这些尺寸精度为MT5级（GB/T1486—1993）便可，螺纹主，大径，小径要控制好，保证以后好装配。产品外面要求较高，所以采用细水口进料，去浇口后，浇口痕很小该零件不属于受力部件，无特殊受力要求。1.3计算塑件的体积和重量：查设计手册后得知LDPE的密度为0.91g/cm^3,通过三维软查询本产品的质量特性得知产品体积V=23817.240850588mm^3=23.8cm3，根据公式M=ρV=0.89x23.8=106.37.85=21.66(g) 3.塑件注射工艺参数的确定注塑模工艺条件:干燥：一般不需要熔化温度：180~280C模具温度：20~40C为了实现冷却均匀以及较为经济的去热，建议冷却腔道直径至少为8mm，并且从冷却腔道到模具表面的距离不要超过冷却腔道直径的1.5倍。注射压力：最大可到1500bar。保压压力：最大可到750bar。注射速度：建议使用快速注射速度。4.注射模的结构设计4.1确定分型面确定分面选择原则如下：分型面的选择应便于脱模,此为必要条件。分型面的选择应有利于保证塑件的精度要求有利于塑料充模成型,有利于排气。分型面的选择应有利于侧向抽芯。不影响制品外观,尤其對外观有明确要求的制品,更应该注意分型面。分型面的选择应便于模具加工制造。有利于保证开模后产品留在动模侧。本模具的分型面为产品底面，如下图：图4-分型面4.2确定浇注系统4.2.1主流道设计喷嘴前端孔径：d2=Φ3。6mm；喷嘴前端球面半径：SR1=16mm；主流道锥度为2度，为便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为2°~4°，取2°，，浇口套热处理要求淬火50-60HRC。为减少熔体充模时的压力损失和塑料损耗，应尽量缩短主流道的长度，浇口套主要有如下三种样式，在模具设计中可根据实际须要选择图5-浇口套4.2.2点浇口设计料穴设计点浇口优点：开模时浇口自动拉断，浇口处的掺于应力小，可实现自动化生产，提高生产效率，便模具制造成本相对较高。为了模具结构简单本点浇品拉断采用如下图方式，图6-点浇品拉断点浇口入胶处如下。如上图进胶处选用0。6mm图7-浇口简图4.3确定型腔、型芯的结构及固定方式4.3.1型腔、型芯的结构设计为了加长模个使用寿命，型腔采用P20镶块结构.。4.3.2固定方式：如下图型腔镶块用碰模好后用螺钉紧固在动模模板上。图8-型腔镶块的固定4.4型腔和型芯的工作尺寸计算成型零件工作尺寸计算公式如下型腔径向尺寸计算公式为L+δz=[(1+)L－χΔ]+δz型腔深度尺寸计算公式为H+δz=[(1+)H－χΔ]+δz型芯径向尺寸计算公式为=型腔深度尺寸计算公式为=其中为L+δz模具型腔的径向尺寸；H+δz为模具型腔的深度尺寸；为模具型芯的径向尺寸；为模具型芯的高度尺寸；本模个设计中,产品成形部分的工作尺寸按产品的收缩值计算,这种方法实用,且效率高4.5型腔壁厚和底板厚度计算4.5.1动模垫板厚度理论计算公式如下h=K（FL/2B[δ弯]）1/2F=Aph——动模垫板厚（mm）；K——修正系数，取0.6~0.75；F——动模垫板受的总压力（N）；L——支承块间距（mm）；B——动模垫板宽度（mm）；[δ弯]——弯曲许用应力（MPa）；A——塑件及浇注系统在分型面上的投影面积（mm2）；p——型腔压力，一般取25~45MPa。在本模具设计中采用下面的经验数把确定图9-经验数据4.6螺纹强脱方设计内螺纹采用推件板强脱方式，如下图图10-螺纹强脱方设计动定模分开后，由注塑机上的顶棍通过顶动推板，推板向上运动带动推件板上运动，使产品脱离型芯。4.7确定导向机构导向机构主要就是导柱和导套配合，通常配合公差带取H7/h6，导套和模板配合公差带取为H7/n6。另为了更好的证合模精度，模具还设计了辅助导向机构—矩形精定位组件，如下图:图12-导柱，导套零件图图11-导向机构图13-导套导柱外圆要求用磨削加工到尺寸，表面粗糙度在0.8以内。直线度，圆度在0.01以内，与导大套配合处要求开设油槽。导套内孔研磨到尺寸，粗糙度在0.6以内。5模具装配和试模模具装配是模具制造过程中的关键工序。模具装配的质量将影响制件的质量及模具的使用、维修和模具的寿命，又将影响模具的制造周期和生产成本，是模具制造中的重要环节。A,装配目的模具装配是根据模具的结构特点、各零件间的相互关系和技术条件，以一定的装配顺序和方法，将符合图样技术要求的模具零件连接固定为组件、部件，直至装配成满足使用要求的模具。模具装配可分为组件装配、部件装配和总装配等。B,装配内容选择装配基准，组件装配、调整，修配、研磨抛光、检验和试模等环节，通过装配达到模具各项精度指标和技术要求2，试模产品质量分析当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。（1）注射填充不足所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有：a.熔料流动阻力过大这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。b.型腔排气不良这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。c.锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。（2）溢边（毛刺、飞边、批锋）与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有：a.注射过量b.锁模力不足c.流动性过好d.模具局部配合不佳e.模板翘曲变形（3）制件尺寸不准确初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因。a.尺寸变大注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可得到改善。b.尺寸变小注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸京华，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。对以上出现的缺陷调试时，尽可能先采用改变成形工艺条件，后采用修正模具来消除成形缺陷。以下的内容均从这两个方面来讨论。热塑性塑料注射成形件的常见缺陷及消除措施如下。缺料（注射量不足）消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；调整材料供给；提高熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的熔料。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；加大喷嘴；增加排气槽；改变浇口位置。气孔消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；调整材料供给；降低熔料温度；降低模具温度。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；改变冷却水道位置；改变浇口位置。溢料飞边消除措施如下：工艺条件：减小注射压力；缩短保压时间；降低熔料温度；增大合模压力。模具条件：矫正修理分型面。着色不均匀消除措施如下：工艺条件：缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料；物料不得带有杂质、灰尘。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积。翘曲变形消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；降低熔料温度；降低模具温度；使用矫正框架。模具条件：加大喷嘴；改变冷却水道位置。波状痕迹消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；调整原料供给；降低熔料温度；降低模具温度。模具条件：加大喷嘴；改变冷却水道位置。尺寸不稳定消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；降低熔料温度；降低模具温度。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；加大喷嘴；改变冷却水道位置；改变浇口位置。熔接痕强度低消除措施如下：工艺条件：减小注射压力；延长保压时间；降低熔料温度；减慢注射速度。模具条件：增加排气槽；检查喷嘴加热部分。表面质量差消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；缩短保压时间；增大合模压力；提高模具温度；降低模具温度；减慢注射速度；物料不得带有杂质、灰尘；使用矫正框架。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；改变冷却水道位置；增加排气槽；改变浇口位置；研磨模腔表面；增加冷料穴容量；研磨主流道、分流道和浇口。塑件粘模消除措施如下：工艺条件：减小注射压力；缩短保压时间；降低熔料温度；降低模具温度。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；研磨模腔表面。主流道凝料粘模消除措施如下：工艺条件：缩短保压时间。模具条件：改变喷嘴位置；研磨主流道衬套；改变主流道拉料杆形式。脆消除措施如下：工艺条件：缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料。模具条件：加大主流道、分流道和浇口。表面硬度、强度不足消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长保压时间；缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料；减慢注射速度；物料不得带有杂质、灰尘。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；改变冷却水道位置；增加排气槽；改变浇口位置；研磨模腔表面；增加冷料穴容量；研磨主流道、分流道和浇口。3、注塑机操作过程注意事项养成良好的注塑机操作习惯对提高机器寿命和生产安全都大有好处。开机之前：（1）检查电器控制箱内是否有水、油进入，若电器受潮，切勿开机。应由维修人员将电器零件吹干后再开机。（2）检查供电电压是否符合，一般不应超过±15%。（3）检查急停开关，前后安全门开关是否正常。验证电动机与油泵的转动方向是否一致。（4）检查各冷却管道是否畅通，并对油冷却器和机筒端部的冷却水套通入冷却水。（5）检查各活动部位是否有润滑油（脂），并加足润滑油。（6）打开电热，对机筒各段进行加温。当各段温度达到要求时，再保温一段时间，以使机器温度趋于稳定。保温时间根据不同设备和塑料原料的要求而有所不同。（7）在料斗内加足足够的塑料。根据注塑不同塑料的要求，有些原料最好先经过干燥。（8）要盖好机筒上的隔热罩，这样可以节省电能，又可以延长电热圈和电流接触器的寿命。操作过程中：（1）不要为贪图方便，随意取消安全门的作用。（2）注意观察压力油的温度，油温不要超出规定的范围。液压油的理想工作温度应保持在