塑料模具设计项目2-a(糖盒)PPT课件.ppt

1 2020 3 26 项目2糖盒注射模具设计与制造 双分型面 任务1 1 接受任务书成型塑件任务书成型塑件任务书通常由塑件设计者提出 内容如下 1 经过审签的正规塑件图纸 并注明塑料的牌号 透明度等 2 塑件说明书或技术要求 3 生产批量 4 塑件样品 当生产配件时 2 2020 3 26 技术要求1 材料 PP2 产量 10万件3 未注公差尺寸按GB T14486 1993中MT6 4 要求塑件表面不得有气孔 熔接痕 飞边等缺陷 不得有明显的浇口痕迹 图1成型塑件任务书 3 2020 3 26 技术要求1 材料 PP2 产量 10万件3 未注公差尺寸按GB T14486 1993中MT6 4 要求塑件表面不得有气孔 熔接痕 飞边等缺陷 不得有明显的浇口痕迹 图2成型塑件任务书 4 2020 3 26 5 2020 3 26 模具设计任务书模具设计任务书参考下表 图3模具设计任务书 6 2020 3 26 模具设计步骤 1 塑件的工艺性 1 塑料品种 PP颜色 天蓝色基本特性 聚丙烯无色 无味 无毒 外观似聚乙烯 但比聚乙烯更透明 更轻 密度仅为0 90 0 91g cm3 它不吸水 光泽好 易着色 聚丙烯具有聚乙烯所有的优良性能 如卓越的介电性能 耐水性 化学稳定性 宜于成形加工等 还具有聚乙烯所没有的许多性能 如屈服强度 抗拉强度和硬度及弹性比聚乙烯好 定向拉伸后聚丙烯可制作铰链 有特别高的抗弯曲疲劳强度 熔点为164 170 耐热性好 能在 7 2020 3 26 100 以上的温度下进行消毒灭菌 其低温使用温度达 15 低于 35 时会脆裂 聚丙烯的高温绝缘性能好 而且由于其不吸水 绝缘性能不受湿度的影响 但在氧 热 光的作用下极易解聚 老化 所以必须加入防老化剂 成形特点 1 成形加工性好 可以用注射 挤出 吹塑及真空成形等方法加工 2 吸湿性小 可能发生熔体破裂 长期与热金属接触容易分解 3 比聚乙烯流动性好 溢边值0 03mm 压力对熔体粘度比温度影响显著 应在较高压力下成形 4 冷却速度快 浇注系统及冷却系统应缓慢散热 适当延长冷却时间 以稳定尺寸 5 收缩率大且波动范围大 方向性明显 易发生缩孔 凹陷及变形 6 应注意控制成形温度 料温低时 8 2020 3 26 方向性明显 尤其低温高压时更显著 模温低于50 时 塑件表面不光泽 易产生熔接不良和流痕 模温高于90 时易发生翘曲和变形 7 塑件壁厚应均匀 避免缺口和尖角 防止应力集中 塑件内不能有铜质嵌件 聚丙烯与铜接触后会变脆 8 取向显著 不宜采用直接浇口 否则浇口附近残余应力大 易使塑件翘曲变形 9 2020 3 26 2 塑件尺寸精度 塑件1有6个尺寸标注公差 分别是13 5 0 24 15 0 28 77 0 64 80 0 64 131 0 64 131 0 64 按标准GB T14486 1993中为MT4级精度 属于一般精度 其余尺寸未注公差 按MT6级精度 塑件2所有尺寸都未注公差 按MT6级精度 表面质量 塑件表面不得有气孔 熔接痕 飞边等缺陷 表面粗糙度可取Ra1 6 结构工艺性 塑件1和2都为矩形壳体零件 腔体深分别为13 5mm和18 5mm 壁厚均匀1 5mm 大于最小壁厚要求 总体尺寸134 80 15 20 属于小型塑件 侧壁无斜度 由于高度较小 可以顺 10 2020 3 26 利脱模 塑件圆角R0 5 R1 R1 5 R2 R2 2 R3 R4 5 可以提高模具强度 改善熔体的流动情况和便于脱模 通过以上分析可知 以上两个塑件可采用注射成形生产 又因产量为100 000件 属于大批量生产 采用注射成形具有较高的经济效益 11 2020 3 26 2 注射机的选择 1 计算塑件的体积 质量经UG软件测得塑件的体积V1 23cm3 V2 27cm3 PP的密度为0 9 0 91g cm3 则质量M 0 91 50 45 5g 2 确定模具型腔数量由于糖盒的盒盖与盒体成对使用 生产数量相同 因此 两个塑件可以放在同一模具内 塑件的生产批量为100 000件 属于大批量生产 且塑件精度要求不高 因此 应采用一模多腔 为使模具尺寸紧凑 确定型腔数目为一模两件 12 2020 3 26 3 选择注射机根据公式Vmax n Vs Vj K式中Vmax 注射机的最大注射量 cm3 n 型腔数量Vs 塑件体积 cm3 Vj 浇注系统凝料体积 cm3 K 注射机最大注射量利用系数 一般取K 0 8已知nVs 23 27 50cm3 估计Vj 5cm3则Vmax 50 5 0 8 69cm3查教材中表2 8 初步选择注射机XS ZY 125 13 2020 3 26 明确注射机的规格参数 最大注射量125cm3注射压力120MPa最大开模行程300mm模板尺寸428mm 458mm锁模力900kN模具厚度最大300mm 最小200mm拉杆空间260mm 290mm喷嘴尺寸圆弧半径R12mm 孔直径 4mm定位孔直径 100mm顶出形式两侧顶出 孔径 22mm 孔距230mm 14 2020 3 26 4 制定注射成形工艺参数查表1 3 PP的注射成形工艺参数如下 温度 喷嘴温度170 190料筒温度前段180 200 中段200 220 后段160 170模具温度40 80压力 MPa 注射压力70 120保压压力50 60 15 2020 3 26 时间 S 注射时间0 5保压时间20 60冷却时间15 50成形周期40 120 16 2020 3 26 3 模具结构设计 1 分型面的选择首先确定模具的开模方向为塑件的高度方向 根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则 则此塑件的分型面选在盒盖和盒体的下底面处 如图4所示 图4分型面 17 2020 3 26 2 型腔布局由于采用一模两件模具结构 型腔间隔20mm布置 图4型腔布局 图5型腔布局 18 2020 3 26 3 确定模具总体结构类型由于点浇口的浇口痕迹小 不会在塑件表面留下明显的浇口痕迹 且点浇口可以自动拉断 利于自动化生产 因此 本设计采用点浇口浇注系统 即三板模结构 模具总体结构类型为双分型面注射模 19 2020 3 26 4 成型零件设计A 结构设计型腔和型芯的结构有两种基本形式 即整体式与组合式 考虑到塑件大批量生产 则应选用优质模具钢 为节省贵重钢材 型腔和型芯都宜于采用组合式结构 此外 组合式结构还可减少热处理变形 利于排气 便于模具的维修 型芯尺寸较小 结构简单 适于采用整体嵌入式 为使模具结构紧凑 选择盲孔式 其结构形式见图6 型腔尺寸较小 结构简单 适于采用整体嵌入式 为使模具结构紧凑 选择盲孔式 其结构形式见图7 20 2020 3 26 图6型芯结构形式 图7型腔结构形式 21 2020 3 26 B 工作尺寸计算对于标注公差的型芯 型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算 其余则按简化公式计算 查表可知PP的收缩率Smin 1 8 Smax 2 5 则其平均收缩率Scp Smin Smax 2 1 8 2 5 2 15 77 0 64型芯径向尺寸LM LS LSScp 3 4 z 77 77 2 15 0 64 3 4 0 64 4 79 14 0 16 22 2020 3 26 131 0 92型芯径向尺寸LM LS LSScp 3 4 z 131 131 2 15 0 92 3 4 0 92 4 134 51 0 2313 5 0 24型芯高度尺寸HM HS HSScp 2 3 z 13 5 13 5 2 15 2 3 0 24 0 24 4 13 95 0 04 23 2020 3 26 80 0 64型腔径向尺寸HM HS HSScp 3 4 z 80 80 2 15 3 4 0 64 0 64 4 81 24 0 16134 0 92型腔径向尺寸HM HS HSScp 3 4 z 134 134 2 15 3 4 0 92 0 92 4 136 19 0 2315 0 28型腔深度尺寸HM HS HSScp 2 3 z 15 15 2 15 2 3 0 28 0 28 4 15 14 0 07 24 2020 3 26 其余尺寸未注公差 按简化公式LM LS LSScp 计算 制造公差取IT7级 型芯圆角R1 5LM LS LSScp z 1 5 1 5 2 15 0 01 1 53 0 01型腔圆角R3LM LS LSScp z 3 3 2 15 0 01 3 06 0 01 25 2020 3 26 型腔深度1 5LM LS LSScp z 1 5 1 5 0 55 0 01 1 51 0 013 5型芯高度LM LS LSScp z 3 5 3 5 2 15 0 01 3 58 0 0178 4型芯高度LM LS LSScp z 78 4 78 4 2 15 0 03 80 09 0 03 26 2020 3 26 132 4型芯高度LM LS LSScp z 132 4 132 4 2 15 0 04 135 25 0 04依此计算 27 2020 3 26 C 型腔侧壁和底板厚度计算此模具采用组合式矩形型腔 查表3 21 已知矩形型腔内壁短边80mm 则型腔壁厚S1 12 13mm 模套壁厚S2 35 40mm 查表3 44 l b 134 80 1 7 则a 0 4872 已知p 40MPa b 80mm 300MPa 带入公式t a p 0 5b 0 4872 40 300 0 5 80 20mm 28 2020 3 26 5 选择标准模架此设计中采用龙记 LKM 标准模架 1 确定模架组合形式由于采用点浇口 因此 选择细水口模胚 考虑到模具结构中有流道推板 动模没有支承板 推杆推出塑件 则选择DCI型模胚 2 计算型腔模板周界长度L 35 12 80 20 80 12 35 274宽度N 35 12 134 12 35 228 29 2020 3 26 图8型腔模板周界 30 2020 3 26 3 选取标准的型腔模板周界尺寸首先确定模架宽度 N 228 选标准尺寸230 L 274 选标准尺寸300 最终确定模架规格为230 300 4 确定模板厚度A板定模板 用来嵌入型腔镶块 因型腔镶块采用盲孔式 则A板厚度 型腔深度 2 底板厚度 20 2 20 60 选取标准中A板厚度HA 60mm B板动模板 用来固定型芯 采用盲孔式 型芯高度18 5mm 则型芯嵌入B板厚度在9 3 18 5之间 B板厚度 2 型芯嵌入B板厚度 2 18 5 37 标准化取HB 40mm 31 2020 3 26 C板垫块 形成推出机构的移动空间 其厚度 推杆垫板厚度 推杆固定板厚度 塑件推出距离 保证把塑件完全推离型芯 此模架推杆垫板厚度 20mm 推杆固定板厚度 15mm 塑件推出距离 型芯高度 5 10 18 5 10 28 5mm 则C板厚度 20 15 28 5 63 5 选标准Hc 80mm 5 选定模架模架标记 2330 DCI 60 40 80LKM如图9所示 32 2020 3 26 图9标准模架 33 2020 3 26 6 检验模架与注射机的关系模具外形尺寸280 300 拉杆空间260 290 显然280 290 合理 最大模具厚度300 模具厚度255 最小模具厚度200 合理 开模行程 18 5 22 10 50 5 最大开合模行程300 合理 34 2020 3 26 6 浇注系统型腔布局为一模两件 点浇口浇注系统 浇注系统组成为主流道 分流道 浇口 冷料井 主流道圆锥形 锥角a 2 表面粗糙度Ra0 63um 主流道进口端直径D1 4 5mm 长度L由装配决定 完整尺寸见附录浇口套零件图 设计成浇口套形式 节约优质钢材 便于拆卸和更换 如图10所示 图10浇口套 35 2020 3 26 分流道选用圆形截面分流道 直径d ts 1 5 1 5 1 5 3 查表dmin 4mm 则取d 4mm 长度取116mm 36 2020 3 26 浇口采用点浇口 查表4 1 点浇口直径尺寸 已知材料为PP 塑件壁厚1 5mm 则浇口直径d 0 7 1 0 mm 取d 1 0mm L 1mm a 15 浇注系统详细结构见图10 37 2020 3 26 图10浇注系统 38 2020 3 26 7 推出机构采用推杆推出机构 每个塑件设置4颗 6圆形推杆 推出力均匀 运动平稳 但塑件上留下推出痕迹 39 2020 3 26 8 温度调节系统注射模的温度对塑料熔体的充模流动 固化定形 生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响 因此应设置冷却系统 由于此塑件为小型 45 5g 薄壁 1 5mm 塑件 且成形工艺对模温要求不高 也可以采用自然冷却 此模具设计中采用人工冷却 冷却系统设计如图11所示 40 2020 3 26 图11冷却水道 41 2020 3 26 9 排气系统由于此模具属于中小型模具 且模具结构较为简单 可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气 间隙通常为0 02 0 03mm 不必设排气槽 42 2020 3 26 4 注射机的校核 1 最大注射量已知Vs Vj 27 23 3 53 Vmax 125 K取0 8则Vs Vj KVmax 适合 2 注射压力已知P注 70 120MPa P公 120MPa则P注 P公 适合