杯盖模具设计说明书

1、图1杯盖模具设计说明书1. 塑料成型工艺性分析本产品采用PS原料，PS是无色 透明并有光泽的非结晶型的线形结构 的高聚物，密度为1.054g/cm3.PS有优 良的电性能和一定的化学稳定性。聚 苯乙烯耐热性低，热变形温度一般在 70 C -98 C所以只能在不高的温度下 使用，PS质地硬而脆，有高的热膨胀 系数，塑件易产生内应力易开裂。PS 成型性能优良具有吸水性好收缩 性好比热容小热膨胀系数高。塑 件壁厚属薄壁塑件，生产批量很大， 采用注射成型。杯盖如图1所示：2. 分型面的分析与确定根据要求该模具采用双分型面，经过两次分型，由塑件的结构形式，塑件3. 确定型腔数量和排列方式根据设计要求，模

2、具采用一模两腔,采用水平排列。型腔布局如图3：4. 注射机型号的选定4.1注射量的计算通过计算可得，塑件的体积v塑件的质量m流道凝料的质量m2还是个未知数，可按塑件质量0.6倍计算，从上述分析中确定为一模两腔，所以注射量为m = 1.6n二 1.6 2 6.26 二 20.0454.2塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所要锁模力计算流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积A2，在模具设计前是个未知数。型多型腔模腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面的投影面积A的0.2 0.5倍，可用0.3nA来进行估算，贝fd ¥A = 丨=3115.66522A = nA + nA = 8412

3、.296mm Fm 二 Ap型二 25 8412.296 = 210.370KN其中P为型腔中的压力取25Mpa，(因为是壁薄零件，浇口为点浇口，压力取大一些，见表11-3)，常用塑料注射成型时所选用的型腔压力值见表1:塑料品种PE高压PE低压PSASABSPOMPC型腔压力10-152015-2020303540表14.3选择注塑机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用SZ - 60/ 450卧式注射机(上海第一塑料机械厂)见表 2 :理论注射容量/cm378锁模力/kN450螺杆直径/cm30拉杆内间距/cm280汉 250注射压力/MPa170移模行程/cm220注射速率/(g

4、/s)60最大模厚/cm300塑化能力/(g/s)5.6最小模厚/cm100螺杆转速/(r/min)14200定位孔直径/cm55喷嘴球半径/cm20喷嘴孔直径/cm3.5锁模方式双曲轴表24.4注塑机有关参数的校核由注射剂料筒塑化速率校核模具的型腔数kg -m20.8 5.6 30-0.6 2 6.26“丨 cn t 220.262m6.26型腔数校核合格式中 k 注射剂最大注射量的利用系数一般为0.8m -注射机的额定塑化量 5.6g /st -成型周期取30s注射压力的校核R _k'T.3 130=169Mpa，而R =170Mpa注射压力校核合格式中k -注射压力安全系数，一般

5、取k:$1.251.4P。-塑件成型时所需的注射力，生产实践中其值一般为70150Mpap0 = 1 3 0M P a锁模力校核F _KAP型 =1.2 210.307 =252.368KN而F = 450KN，则锁模力校核合格式中K -锁模安全系数一般取K=1.11.2P型-型腔的平均压力，选用件表3表3常用塑料注射成型时型腔平均压力塑件特点P型举例用以成型塑件25PD，PS等壁薄均匀用品，管器类一般塑件30在模温较高情况下成型而壁薄的容器类中等粘度及有精度要求塑件35ABS，POM等有精度要求的零件高黏度及高精度难充模塑件40咼精度的机械零件，如齿轮，凸轮等5浇注系统的设计5.1主流道设计

6、主流道尺寸根据所选注射机，则主流道小端尺寸为：d 二喷嘴尺寸0. 5 1 03. 5 0.m5m 4主流道球面半径为：SR=喷嘴球面半径1 -2 -2 0 2i2m主流道衬套形式本设计是小模具，为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈设计成分体式，主流道长度取35,锥度为30，衬套如图4，材料用Tio钢。热处理淬火后，表面硬度为5 3 H RC-57H图4主流道凝料体积q主亍工（叨）40 = 800.7785mm3"5cm33.3q2=1840.19 =1840s：5 103s有经验公式得q2 = q主 q分 q塑件=0.8 2.7722 5.943 二 5.46时少子2.5255

7、.2分流道的设计第一级分流道L| =90mm第二级分流道L2 =10mm1）分流道应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均匀的分配到个个型腔。因此第一级分流道采用半圆形截面。2）分流道的形状，截面尺寸及凝料体积。第一级分流道形状及截面尺寸，为了便于机械加工及凝料脱模。本设计的分流道设置在第一分型面定模板上，截面形状采用加工工艺性良好的半圆形截面，半圆形截面对塑料熔体及流动阻力均不大，对于壁厚小于3mm质量在200g以下的塑件可用下述经验公式确定分流道直径 2.654w"L" : 4式中D分流道的直径mmW塑件的质量gL 分流道长度mm第二级分流道

8、，根据设计要求分流道设计呈锥形，开设在中间板上，其中分流长度为10mm,大端直径为4mm,锥度为170，截面形状如图5:图55.3浇口的设计531根据塑件特征看塑件属于壁薄零件，需要快速注射成型，为了便于使浇注凝料与塑件自动脱落，因此采用点浇口，一般点浇口直径d=0.32mm，综合考虑取浇口尺寸为1mm。根据Proe软件塑料浇注分析如图6，浇口位置选 在杯盖顶部中心。图6浇口截面形状如下图7：1严图7532浇口剪切速率的校核 由点浇口经验公式得：49-6二 R33.4q剪切速率的校核合格5.4冷料穴的设计主流道冷却穴，采用半球形，位于主流道末端，中间析上，中间于分 流道相同分流道冷却穴，在第一

9、级分流道末端加长5mm,做分流道冷却穴5.5成型零件设计凹模结构，由于制作形状分析确定，凹模采用整体式，凹模直接在选 购的模架上开控型腔。如图8图8为了便于模具安装，增加模具的精度，减小切削加工量凸模采用整体式凸模, 凸模具体结构形式如图9。凸凹模的工作尺寸计算通常，凸凹模的工作尺寸根据塑料的收缩率，凸凹模零件的制造公差和磨 损量由三个因素确定1.凹模的工作尺寸：凹模上成型塑件外形的模具零件。其工作尺寸包括属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐的增大, 因此为了模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差凹模材料的选用。杯盖使大批

10、量生产成型零部件所选用钢材耐磨性和抗疲劳性能应该良好，机械加工性能和抛光性能叶应该良好。根据塑料模具技术手册表 24-8成型 零部件选材举例，选用CrWMn，53-56HR。6型腔尺寸的计算型腔尺寸按平均值法计算，根据有关手册查得PS的收缩率为0.5% L 0.6%，故平均收缩率S=（ 0.5+0.6）%/2=0.55%=0.0055。根据塑件公差要求（见表 4）,塑件尺寸精度SJ/T10628-9512345678型腔尺寸精度GB/T1800-1998IT5IT6IT7IT8IT10IT11IT12IT13型腔制造公差也A10A10A8A8A5A4A3A3表4类别塑件尺寸计算公式工作尺寸03

11、00°'131LQ；(1 + S)Ls-：时40 300.39型06300'13Lm =(1 + S)Ls-A 皆40630.5715°n.18Lm =(1 + S)Ls丄皆4150.13腔12 _0.18LQ；(1 + S)LsA产4话09R30；13Lm=(1 + S)Ls-丄砰4R300.39表5模具制造公差取 Sz -"4，尺寸计算见表5：7凸模工作尺寸的计算影响塑件尺寸精度的因素很多，在计算是要考虑塑料材料，塑件结构和成 型工艺过程，模具结构模具装配和制造，模具使用中的磨损等因素。其中塑料 材料方面的因素主要是指收缩率的影响。凸模是成型塑

12、件的内部形状，其尺寸属于被包容尺寸，在使用过程中凸模 的磨损会使被包容尺寸逐渐减小，因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地 以及装配的需要在设计模具时被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。 型芯尺寸计算见表6类别塑件尺寸计算公式工作尺寸027严Lmi；(1 + S)ls+(0.5 0.750；27.22；13型060严Lm i；(1 + S)ls+(0.5L 0.750°SZ60.540.13-H-心13-5 卫.18Lm»(1 + S)ls+(0.5 0.750；13.47°p.18R28.500'13Lm =(1 + S)ls + (0.5L 0

13、.750；28.730q.13表68.导向机构的设计根据模具的大小和形状，可确定该模具使用4个导柱，其布置为等直径、不对称布置，应该采用带头直导柱，如下图所示，带头导柱是常用结构分两段， 近头段为在模板中的安装段，标准采用H7/m6配合，远头段为滑动段，其与导套的配合为H7/f6、更多详细数据参见GB/T4169.4-2006规定的标准带头导柱， 如图10所示：506CD O IOCU0S9&1J图109导套的设计直导套主要使用于厚模板中，可缩短模板的镗孔深度，在浮动模板中使用较多，导套内孔的直径系列与导柱直径相同，由GB/T4169.2-2006确定直导套的设计图。根据要求导套安装在

14、型腔板上，导套安装时模板上与之配合的孔径公差按 H7确定。导套长度取决于含导套的模板厚度，因此L取30mm,直径D取16mm， 则Di=25m,D2=17m。设计图如下图11所示：10.推出机构的设计根据模具设计要求，采用顶杆推出机构，顶杆同时也做型芯使用，顶杆的 长度由将塑件顶出型芯的高度确定。顶杆的尺寸规格见(GB/T4169.1 2006)顶杆设计图 12 如下：L=125、D=25、d=15、9=30°、D,=25、L,=7。11排气系统的设计该模具是小型模具，排气量不大，但分型面较大，型芯之间存在间隙，可 直接利用间隙排气，因此本设计不单独开设排气槽。12温度调节系统塑料在

15、成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期 和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要 求。一般注射模内的塑料熔体温度为200 C左右，而塑件从模具型腔中取出时其 温度在60 C以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却,以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。在注射 过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取 出塑件时止的这一段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一 定的强度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的80%。因为我们所需要的塑件比较薄，故用此公式：2t

16、2L_in二 a兰Is卫1兀 Te-Tm丿式中，a-热塑性扩散系数 ms ；s-制品厚度mm ；现在我们根据已知条件知道 PS的Ts =260 C，Tm =60 C，Te=100 C，而塑 件的厚度为2mm ；22故上一二2 2.4 10鼻ln5 100-60丿=4.5s根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、 多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却 回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。由塑料成型工艺及 模具设计查询可得，PS的单位质量成型时放出的热量为 300KJ-400KJ Kg。放 出热量为60 1.05 1000

17、350KJ =22.05KJ其中，1/3的热量被凹模带走，2 3由型 芯带去。模具冷却在型腔、型芯的合理部位，设置通水冷却水路，并通过调节冷却 水流量及流速来控制温度，冷却水采用室温冷水，水孔边离型腔的距离一般保 持25mm，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率较低，水孔直径一般在.8mm以上，水孔管路应畅通无阻，水孔通过镶块密封严实，冷却水路采用直 通循环式，简图如下图13：M 二二二二二二 入口岀口 二二二二二二二二二丄二二二二二二二二2)图1313模架的确定根据型腔的布局来看，型腔分布尺寸为 63 153，又根据型腔侧壁可知，最 小厚度为11.57mm，再考虑到，导柱、导套及螺钉布置应占的

18、位置和采用2次分型的问题，确定选用模架结构为 A2形式（250 350）。各模板尺寸的确定：1）定模座上安装有浇口套，根据浇口套的尺寸，定模座的厚度为35mm ；2）型腔板，根据型腔高度和分流道浇口的尺寸位置，型腔板的厚度为30mm ；3）型芯板，根据型芯高度13.5mm，因此B板厚度取40mm ;4）动模支承板，取20mm ；5）推板固定板取15mm，推板支撑板取20mm，推出行程根据塑件高度 15mm，取 25mm ；6）根据推出机构的厚度可得垫块的厚度为 90mm。根据选定模架可知，模架外形尺寸为：125 250 205，模具高度为95mm， 模具开模行程=（=40主流道长度-15（型芯高度）（5 10） = （6 L 25）小于注射机 的开模行程，模具上各标准件的尺寸位置，根据基本模架组合尺寸