塑料碗课程设计说明书

1、塑料碗课程设计说明书模具是制造业的一种差不多工艺装备，它的作用是操纵和限制材料(固态或液态)的 流淌，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低， 生产成本低而广泛应用于制造业中。模具要紧类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶 瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一样差不多上依靠三 维的模具形腔是材料成型。(1) 冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的 50%以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模， 卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压

2、印模，胀形模。按组合工序不同, 冲模分为单工序模，复合模，连续模。(2) 锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备 不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用 锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，輕锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用 途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。(3) 塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35%,而且有连 续上升的趋势。塑料模要紧包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡潔塑 料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。(4) 圧铸模：

3、压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温顺高速下充 填铸型，在高压下成型和结晶的一种专门制造方法。压铸模约占模具总数的6%。(5) 粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模， 精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造(凝 固理论)，塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并进展成 为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业进展 也十分迅速。近年来

4、，每年都以15%的增长速度快速进展。许多模具企业十分重视技术进 展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业进展的重要动力。此外，许多 科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速进展是使我国成为 世界超级制造大国的重要缘故。今后，我国要进展成为世界制造强国，仍将依靠于模具工 业的快速进展，成为模具制造强国。中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了专门大进展，模具水平有了 较大提高。在大型模具方面已能生产48(约122CM)大屏幕彩电塑壳注射模具，6. 5KG大 容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体外表板等塑料模具，周密塑料模方面，以 能生产照相机塑料

5、件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。通过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具 材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了奉献。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但不管是数量依 旧质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10多亿美元的各类大型，周密，复杂模 具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应 在以下儿方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。(1) 注重开发大型，周密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快

6、速进展，成型 零件的大型化和周密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和周密化。(2) 加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制 造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。(3) 推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术进展的一个重要里程 碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的进展方向，可显著地提高模具设 计制造水平。(4) 重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断显现，模 具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铳削加工技术，以及 自动研磨抛光技

7、术将在模具制造中获得更为广泛的应用。1塑料的工艺性设计1.1制品外形设计依照要求和使用情形制品外形如图1.1所示:图1.1塑料碗1.2塑件的原材料分析该制品选用PP为要紧材料。PP为结晶型高聚物，无色、无味、无毒，外观似聚乙 烯，但比聚乙烯更透亮、更轻，密度仅为0. 91g/cm3 （比水小）。从使用性能上看，PP具 有刚度好、耐水、耐热性强，其介电性能与温度和频率无关，是理想的绝缘材料；从成 型性能上看，PP吸水性小，熔料的流淌性好，成型容易，但收缩率大。另外，PP成型时 易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷，成型温度低时，方向性明显，凝固速度较快，易产生 内应力。因此，在成型时应操纵成型温度，浇注

8、系统应较缓慢散热，冷却速度不宜过快。 PP的加工温度在200-300°C左右较好，它有良好的热稳固性（分解温度为310°C）,但高 温下（270-300°C）,长时刻停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的 提高有明显的降低，因此提高注射压力和注射速度会提高其流淌性，改善收缩变形和凹 陷。模温宜操纵在30-50°C范畴内。PP熔体能穿越专门窄的模具缝隙而显现披锋。PP在 熔化过程中，要吸取大量的熔解热（比热较大），产品出模后比较烫。PP料加工时不需 干燥，PP的收缩率和结晶度比PE低。1.3塑件的尺寸与公差1、塑件尺寸的大小受制于以下因素：

9、1）取决于用户的使用要求。2）受制于塑件的流淌性。3）受制于塑料熔体在流淌充填过程中所受到的结构阻力。2、阻碍塑件尺寸精度的因素要紧有：1）塑料材料的收缩率及其波动。2）塑件结构的复朵程度。3 ）模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配、模具的合模及模具设计的 不合理所可能带来的形位误差等）。4）成型工艺因素（模塑成型的温度T、压力p、时刻t及取向、结晶、成型后处理等）。5）成型设备的操纵精度等。3、塑件的表面质量塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、 塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。模具型腔的表面 粗糙度通常应比塑件对应部位

10、的表面粗糙度在数值上要低1-2级。综上所述，山于该制品属于完整部件，无需配合，固釆纳一样精度，更据所用材 料查简明塑料模具有用手册取公差等级为MT4,品表面粗糙度为0.08umo1.4塑件注射工艺参数的确定：查找简明塑料模具有用手册和参考工厂实际情形，PP的成型工艺参数可作如 下选择。试模时，可依照实际情形作适当调整。注射温度：料筒温度：后段温度选用180°C；中段温度选用200°C；前段温度选用210°C；喷嘴温度：选用180°C；注射压力：选用90MPa：注射时刻：选用3s；保压圧力：选用55MPa;保压时刻：选用20s：冷却时刻:选用30s。1.5

11、注塑机的选用塑件体积V Q 34.4塑件质量 M Q 0. 91g/cm3X34. 4cm3=31. 3g塑件最大正面投影面积S=7854.Omnr塑件胀模力为 f=0.007854 m2X 55NIPa=432KN考虑其外形尺寸、注射时所需压力和工厂现有设备等情形，初步选用的注射机为 XS-XY-125 型。表1、XS-XY-125型注塑机要紧技术参数注射容量(cm3)注射压力(MPa)锁模力(KN)模具最大厚度(mm)模具最小厚度(mm)125119900300200模板行程(mm)喷嘴球半径(mm)喷嘴孔直径(mm)3001242、型腔数目确定与分型面设计2.1、型腔数目的确定型腔数LI

12、的确定，应依照塑件的儿何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、 注射能力、模具成本等要求来综合考虑。依照注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数n ,即n<F _叫Mi式中F注射机额定锁模力（N）P型腔内塑料熔体的平均压力（MPa）A】、A2分不为单个塑件和浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm?） 大多数小型件常用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，生产中假如交货承诺，我们依照上述公式估算，采纳一模一腔。2. 2、分型面的设计分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结 构，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

13、、 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阻碍，因此 在选择分型面时应综合分析比较具体能够从以下方面进行选择。a）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。b）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。c）保证塑件的精度要求。d）满足塑件的外观质量要求。e）便于模具加工制造。f）对成型面积的阻碍。g）对排气成效的阻碍。h）对侧向抽芯的阻碍。综上所述，该制品的分型面选择如图2.1：图2分型面3、浇注系统设计浇注系统：塑料熔体从注塑机喷嘴出来后，到达模腔之前在模具中流经的通道。组成：主流道、分流道、浇口、冷料穴。作用：将熔体平稳地引入型腔，使之充满型腔内各个角落，在熔体填充和

14、凝固过程中, 能充分地将压力传递到行腔的各个部位，获得组织致密、外形清晰、尺寸稳固 的塑件。浇注系统的设计原则：1确保塑料充满整个型腔2. 保证塑料熔体流淌平稳3. 应尽量减短流程4. 流道表壁的粗糙度要低5. 防止制品变形和翘曲6. 防止型芯变形和嵌件位移7. 去除浇口应尽量方便，且不阻碍制品质量8. 合理设计冷却穴3.1浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。由于该模具是一模一腔，且制品底部 不阻碍外观和使用情形，为使模具尽可能的简单固采纳直截了当浇口。确定浇口位置通常要考虑以下儿项原则：1、尽量缩短流淌距离。2、浇口应开设在塑件壁厚最大处。3、必须尽量减少熔接痕。4、应有利于

15、型腔中气体排出。5、考虑分子定向阻碍。6、幸免产生喷射和蠕动。7、浇口处幸免弯曲和受冲击载荷。8注意对外观质量的阻碍。依照以上原则浇口位置如图3.1：图3. 1浇口位置3. 2主流道设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的连续，另一端与 分流道相连的一段带有锥度的流淌通道。依照简明塑料模具有用手册查得XS-ZY-125型注射机喷嘴的有关尺寸为：喷嘴前端孔直径为4mm；喷嘴前端球面半径为12 m m ；主流道设计要点：a）主流道设计成圆锥形，其锥角可取2° 6。，流道壁表面粗糙度取Ra=0.4 Um,且加工时应沿道轴向抛光。b）主流道如端凹坑球面半径R2比注射机

16、的、喷嘴球半径R1大12 mm：球 面凹坑深度35mm；主流道始端入口直径d比注射机的喷嘴孔直径大0.5-1 mm： 一样 d 二 2.55mm。c）主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=N3mmod）主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。e）主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用T8A,热处理淬火后硕度5357HRC。依照模具实际情形，主流道直截了当用主流道衬套代替，其样式如图3.2：图3.2主流道衬套3. 3主流道衬套的固定主流道衬套用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为100mm。如图3.3：1Z/Z711$/"图3. 3主流道衬套固定图

17、4、成型零件的设计模具中决定塑件儿何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、 成型杆和成型环等。成型零件工作时，直截了当与塑料接触，塑料熔体的高压、料流 的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的儿何形状，较高 的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、 刚度及较好的耐磨性能。设汁成型零件时，应依照塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体 结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后依照成型零件的加 工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，运算成型零件的工作尺寸，对关键 的成型零件进行强度和刚度校核。4.

18、1成型零件的结构设计1、凹模结构设计凹模是成型产品外形的要紧部件。其结构特点：随产品的结构和模具的加工方 法而变化。镶拼的组合方式的优点：关于形状复杂的型腔，若采纳整体式结构，比较难加工。因此采纳组合式的凹模 结构。同时能够使凹模边缘的材料的性能低于凹模的材料，幸免了整体式凹模釆纳 一样的材料不经济，山于凹模的镶拼结构能够通过间隙利于排气，减少母模热变形。 关于母模中易磨损的部位采纳镶拼式，能够方便模具的修理，幸免整体的凹模报废。 组合式凹模简化了复杂凹模的机加工工艺，有利于模具成型零件的热处理和模具的 修复，有利于采纳镶拼间隙来排气，可节约贵重模具材料。模具型腔如图（6）：图4. 1凹模结构

19、图2、 型芯结构设计整体嵌入式型芯，适用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。最常用的嵌入 装配方法是台肩垫板式，其他装配方法还有通孔螺钉联接式，沉孔螺钉联接式。模具型芯如图（7）：图4. 2凸模结构图4. 2成型零件工作尺寸运算所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直截了当构成型腔腔体的部位的尺 寸，其直截了当对应塑件的形状与尺寸。鉴于阻碍塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑 件本身精度也难以达到高精度，为了运算简便，规定：塑件的公差：塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“-”，制品叫做腔 尺寸公差取正值“ +”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进 行转换。而制品孔中

20、心距尺寸公差按对称分布原则运算，即取±空。2模具制造公差：实践证明，模具制造公差可取塑件公差的即而且按成型加3 636工过程中的增减趋向取“ + ”、符号，型腔尺寸不断增大，则取“+6z”，型芯尺寸 不断减小则取中心距尺寸取“ 土冬”。现取°。23模具的磨损量：实践证明，关于一样的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的丄，关于大型塑6件则取g以下。另外关于型腔底面（或型芯端面），因为脱模方向垂直，故磨损量8C=OC6塑件的收缩率：塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率运算。S max+ S min 2.5 + 1.0S =x 100%= 1.75%2 2图1. 1

21、制品查简明塑料模具有用手册可得型腔径向尺寸公式为:Lm= L5(1 + 5)-|amm(4-1)依照公式（41）可得型腔最大径向尺寸Dm为:Dim= D1s(1 + S)-Amm其中：DIS = 100. S=l75%、A =0.72. 6 =0.24；代入数据得:Dim =101.21 24 m依照公式（4-1）可得型腔底部径向尺寸D2M为:mm3i+4D?m= D?s(l + S) 其中： D2S=40. S=1.75%s A =0.42. S=0.14；代入数据得:D?m =40.39 o mm查简明塑料模具有用手册可得型芯径向尺寸公式为：(4-2)3 T/ m= /5(1 + 5) +

22、 A mmL *4 丄-依照公式(4-2)可得型芯径向尺寸dm为：3 Td im= ds (1 + S) + - mm其中：dS =40. S=1.75%、A =0.728 =0.24；代入数据得：d im =97.20,24 mm依照公式(4-2)可得型腔底部型芯径向尺寸d2m为：3 Td ->m=(1 + S) + mmL -4 丄 q其中：2S=35、S=1.75%、a =0.42s 6=0.144；代入数据得：查简明塑料模具有用手册可得型腔深度尺寸公式为:(4-3)依照公式(43)可得型腔深度尺寸Hn为:其中：H1S =52、S=l75%、A =0.56. S=0.19；代入数据

23、得:H,m =52.53 *95、型腔壁厚和底板厚度运算5. 1型腔壁厚运算型腔为回转体结构可采纳圆形凹模的运算方法，考虑到侧璧要紧咨询题是开裂，因此按照强度运算。查简明塑料模具有用手册可得：型腔侧壁壁厚公式：tc=r J-1|mm（5-1）式中r一型腔内壁半径（mm）；。一为型腔材料的许用应力（MP&）；Px为型腔内塑料熔体压力（MPa）;其中：r=50.5mm、 Pm 二55MPa查简明塑料模具有用手册得：3Cr2Mo的许用应力。二350MP&；代入公式（5-1）得tc =10. 3mm考虑到加工和其它零件的放置，固取凹模镶块的外形尺寸为140mmX140mmo5. 2型腔

24、底板厚度的运算山于型腔的要紧咨询题是变形，固采纳刚度条件运算，查简明塑料模具有用手册可得：型腔底板厚度公式r 3,'°-175S/a/ mm（5-20） Ed式中E为型腔材料的弹性模量（MPa）；6为承诺的型腔弹性变形值；其中：r=50.5mm、 Pm =55MPa查简明塑料模具有用手册得：钢的弹性模量为E二210X lOIPa；型腔承诺弹性变形值8二0. 03mm；代入公式(5-20)得：th =21.2 mm考虑到模具的整体结构和谐，取th二28mm6、合模导向机构的设计导柱导向机构设计要点：1、小型模具一样只设置两根导柱，当其元合模方位要求，采纳等径且对称布置的方法,

25、若有合模方位要求时，则应采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。大中型模具 常设置三个或四个导柱，釆取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。2、直导套常应用于简单模具或模板较薄的模具；I型带头导套要紧应用于复杂模具或 大、中型模具的动定模导向中：1型带头导套要紧应用于推出机构的导向中。3、导向零件应合理分布在模具的周圉或靠近边缘部位；导柱中心到模板边缘的距离§ 一样取导柱固定端的直径的11.5倍；其设置位置可参见标准模架系列。4、导柱常固定在方便脱模取件的模具部分；但针对某些专门的要求，如塑件在动模侧 依黑推件板脱模，为了对推件板起到导向与支承作用，而在动模侧设置导柱。5、为了

26、确保合模的分型面良好贴合，导柱与导套在分型面处应设置承屑槽：一样差不 多上削去一个面，或在导套的孔口倒角，6、导柱工作部分的长度应比型芯端面的高度高出68mm,以确保其导向作用。7、应确保各导柱、导套及导向孔的轴线平行，以及同轴度要求，否则将阻碍合模的准 确性，甚至损坏导向零件。8、导柱工作部分的配合精度采纳H7/f7 （低精度时可釆纳H8/f8或H9/f9）；导柱固定 部分的配合精度采纳H7/k6 （或H7/m6）o导套与安装之间一样用H7/m6的过渡配合，再用 侧向螺钉防止其被拔出。9、关于生产批量小、精度要求不高的模具，导柱可直截了当与模板上加工的导向孔 配合。通常导向孔应做志通孔；假如

27、型腔板特厚，导向孔做成盲孔时，则应在盲孔侧壁增 设通气孔，或在导柱柱身、导向孔开口端磨出排气槽；导向孔导滑面的长度与表面粗糙度 可依照同等规格的导套尺寸来取，长度超出部分应扩径以缩短滑配面。6. 1导柱的结构带头导柱如图5所示:6. 2导套的结构带头导套如图5.2所示图5.2导套7脱模机构的设计7.1脱模机构设计的总体原则a）要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧，从而简化 模具结构。b）正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针对性地选择合理的推出装 置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；推岀力作用点应靠近塑件对凸模 包紧力最大的位置，同时也应是塑

28、件刚度与强度最大的位置；力的作用面尽可能大一些， 以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。c）推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观阻碍不大的部位，以力求良好的塑件 外观。d）推出机构应结构简单，动作可靠（即：推出到位、能正确复位且不与其他零件相干 涉，有足够的强度与刚度），远动灵活，制造及修理方便考虑到制品受力咨询题，固该模具釆纳推件板推出机构。7. 2推件板设计的要点a）推件板与型芯应呈3° 10。的推面配合，以减少远动摩擦，并起辅助定位以防止 推件板偏心而溢料；推件板与型芯侧壁之间应有0.200.25mm的间隙，以防止两者间的擦 伤而或卡死，推件板与型芯间的配合间隙以不产生塑料溢

29、料为准，塑料的最大溢料间隙可 查表，推件板与型芯相配合的表面粗糙度能够取Ra0.80.4 P mob）推件板可用经调质处理的45钢制造，对要求比较高的模具，也能够采纳T8或T10 等材料，并淬硕到5355HRC,有时也能够在推件板上镶淬火衬套以延长寿命。c）当用推件板脱出元通孔的大型深腔壳体类塑件时，应在型芯上增设一个进气装置， 以幸免塑件脱模时在型芯与塑件间形成真空。推件板复位后，在推板与动模座板间应留有为爱护模具的23mm间隙8、加热、冷却系统的设计本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要 冷却系统可作如下设运算计。设定模具平均匸作温度为60 /C,用常温

30、20 /C的水作为模具冷却介质，其岀口温度 为30 /Co产量为（初算没加ini套）lkg/ho8.1求塑件在硬化时每小时开释的热量©查简明塑料模具有用手册得PP的单位流量为59xl04g& =WQ2 = kgx59xl04j/kgQ =59x10°焙82求冷却水的体积流量V查简明塑料模具有用手册得冷却水的体积流量公式为“誌诂m3/min(8-1)其中：a =59x104j/x Cp=0.91X 10 tl=30°C> t2=20°C; 代入公式（&1）得V=l. 08X10-3 m3/min查简明塑料模具有用手册可知所需的冷却水管

31、直径较小。 由上述可知，设计冷却水直径为6符合要求。9、注射机有关参数的校核9.1模具闭合高度的校核模具选用的模架为futaba_s尺寸为230mmX 270mm,如图9. 1所示:定模座板H1二25mm；定模固定板H2=80mm：推件板H3=20mm；动模固定板H4二30mm；动模板H5二30mm；动模座板H7二25mm。依照推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块H6=70mnio因而模具的闭合高度:H二H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7=25mm+8Omm+2 Omm+3Omm+3Omm+7Omm+25mm =280mm因为XS-ZY-125型注射机承诺的最小厚度为200mm,最大厚度为300mm,既满足Hmin=200mmH二280mmHL：尸300mm 的安装要求。9. 2模具开模行程的校核注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距离 即满足下式SHl+H2+（510）式中S注射机最大开模行程，mm：0-推出距离（脱模聚居），mm：日2一包括浇注系统在