塑料水杯课程设计新2

1、塑料水杯注塑模设计< 一>塑件成型工艺性分析1、产品基本要求： 最大几何尺寸：汽80X57 使用环境：-15 C 100C以上，抗酸碱腐蚀性 精度要求：一般3级 外观要求：外表面无瑕疵、美观、性能可靠 物理性能：无毒、无味、密度较小、耐热性、耐磨性、耐冲击性好、容易着色具有 足够的强度和耐磨性 化学性能： 稳定，抗酸碱腐蚀性2、塑件结构和形状的设计该塑件为塑件水杯，其结构应尽可能简单，且强度和刚度应满足需要，塑件如下图3、塑件材料选择(详细过程见选材)此塑件是要求：无毒、无味、密度较小、耐热性、耐磨性、耐冲击性好、容易着色具有 足够的强度和耐磨性能，外表面无瑕疵、美观、性能可靠 即

2、通过：分析制件材料的常用性能和使用性能分析塑料工艺性能综合性能比较塑料的物理性能、化学性能、成型特点等多方面比较，选出最合适成型此 塑料水杯的塑料。材料最终选择聚丙烯(PP)。PP成型特点：如果储存适当则不需要干燥处理；成型过程：收缩范围大1.02.5%，容易产生缩孔、凹痕及变形，模温在80 C,低于50 C，产生熔接痕还，过高会产生翘起变形，；成型后进行退火处理；设备宜选用螺杆式注射机。4、成型方法及其工艺选择根据塑件选用的材料为(PP)，根据塑件外形特征和使用要求，选择最佳的成型方法就是注塑成型。(一) 成型工艺分析(1) 外观要求：外形为曲面圆形、外表面无瑕疵、美观、壁厚为2mm，塑件外

3、形尺寸不大，材料为热塑性材料，流动性好(2 )等级精度：此塑料对精度要求一般，3级(3)脱模斜度：该塑件平均壁厚2mm, PP材料的流动性好，参考塑料成型工艺及模具设计表2-10选择塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度1°。(二)注塑成型工艺过程及工艺参数r 1、原料的检验、染色和干燥（PP材料不需要干燥）2、嵌件预热（内应力）成型前的准备 3、脱模剂的使用（硬脂酸锌、硅油）4、料筒清洗I 5、模具清洗注塑成型工艺过程注射过程1、塑化注塑过程2、注射 Y3、模塑充模保压倒流浇口冻结后的冷却脱模塑件的后处理去毛刺-热处理w退火处理：消除应力，提高洁晶度调湿处理：稳定尺寸 干燥处理：PP材料如

4、果储存适当，则不需要干燥处理 PP染色性较差，色粉在塑料中扩散不够均匀（一般需加入扩散油），塑件表面需移 印装饰，须用PP底漆（俗称PP水）擦拭 注塑成型时各段温度：因 PP高结晶，所以加工温度需要较高工艺参数通用型PP料筒后段温度/C160190料筒中段温度/C170220料筒前段温度/c200240喷嘴温度/c170190模具温度/c4080 注射压力：PP收缩率大，尺寸不稳定，塑件容易变形收缩，可采用提高注塑压力 及注塑速度，减少层间剪切力使成型收视率降低，但PP流动性好，注射压力大时易出现飞边且有方向性强的缺陷，注射压力一般为：70140MPa太小压力会收缩明显），保压压力取注射压力的

5、 80%左右，宜取较长的保压时间补缩及较长的冷却时间保证塑件尺 寸、变形程度。 注射速度：PP冷却速度快，宜快速注射，适当加深排气槽来改善排气不良。如果 制品表面出现了缺陷，也可使用较高温度下的低速注塑。二 、拟定模具的结构形式和初选注射机1）分型面位置的确定如左图所示：OD-D分型面：要侧抽，模具结构复杂，熔接痕较 明显、飞边，不易清除种 无 侧 抽 比 较C-C分型面：优点：便于模具加工制造缺点：难以脱模B-B分型面：优点：便于模具加工制造 缺点：熔接痕、飞边面积大， 不易清除，影响外观、难以脱模A-A分型面：优点：有利于排气、外观 质量好、保证塑件精度缺点：边缘有飞边：但容易清除结论：通

6、过以上对塑件分型面形式的分析，分型面应选在A-A分型面：有利于脱模、外观质量较好、模具结构简单、容易制造、有利于排气，虽有些飞边，但容易清除2）型腔数量和排位方式的确定（1 ）型腔数目的确定由于该塑件的精度要求一般，塑件尺寸较小，且大批生产，可用一模多腔的结构形 式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的关系，以及制造费用和各种成本费用等因素， 初步采用一模四腔的结构形式。（2）型腔排列形式的确定由于该模具选择的是一模四腔，其型腔中心距的确定见下图及说明，故流道采用H形对称排列，使型腔进料平衡。中心距：40X2+25=105mm其中25mm由注塑模具设计 P85页可知：“各型腔之间的钢板厚度 B

7、可根据型腔深度取 1225 ”为安全起见取 25mm。（3）模具结构形式的初步确定由以上分析可知，本模具设计为一模四腔，对称H型直线排列，根据塑件结构形状，推出机构初选推件板推出或推杆推出方式。浇注系统设计时，留道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要改设单独分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板或推件板。由综上分析可确定采用大水口（推件板）的单分型面注射模。3）注射机型号的确定注射量的计算通过Pro/E建模分析得塑件质量属性如下图所示。熏副性5r#r ,#tiE坐祢泵 迭取更目2.2T71T6fe*fl4 2.31121711- OiOOdOChe

8、-HlO2 3-582037e-fl4叩对亍DDL?尘娠乘亡空二7岂逸吨* >-2|1ft据.00012尘悸塩IG适走亶亡.?； T Z fl. KlQQOMe-flQ Q.0MQMJ0e-M -2. gSTmieOL 3茗宜1. MOMOOO精室 LOODEHDOO£- kT-一査7惶冃議呂首1快連 I JfeSS_.FtCiE_L画牛*X4inQ3塑件体积：V塑=22.771cm塑件质量： m塑=卩密度V塑料仁23.681g式中p密度根据参考文献塑料模具设计指导表 9-6取1.04g/cm3 浇注系统凝料体积的初步估算由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定的数值，但是可以根据

9、经验按照塑件体积的0.2倍1倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑 件体积的0.3倍来估算，故一次注入模具型腔塑料的总体积（即浇注系统的凝料和四个 塑件体积之和）为：3V 总=1.3nV 塑料=1.3x4x22.771=118.4cm 选择注射机根据以上计算机得出子一次注射机过程中注入模具型腔的塑料的总体积V总=118.4cm3由参考文献塑料成型工艺及模具设计式（4-18） V公刃总/0.8=148cm3根据以上的计算，初步选择公称量为200cm3，注射机型号为 SZ-200/120卧式注射机，其主要技术参见下表：注射机主要技术参数理论注射量/cm3200拉杆内向

10、距/mm355x385螺杆柱塞直径/mm42移模行程/mm350注射压力/MPa150最大模具厚度/mm400注射速率/g/s120最小模具厚度/mm230塑化能力/Kg.h70锁模形式双曲肘螺杆转速/r/mi n0220模具定位孔直径/mm125锁模力/KN1200喷嘴球半径/mm15喷嘴孔直径/mm4 注射机的相关参数校核（1）注射压力校核：（参考塑料成型工艺和模具设计）表 3-1可知，PP所需注射压 力为90130MPa，取Po=100MPa,该注射机的公称注射压力 P公=150MPa,注射压力安全 系数K1=1.251.4，这里取 心=1.3,则K1Po=1.3x100=130MPa&

11、lt;P公=150MPa，所以，注射机注射压力合格。（2）锁模力校核塑件在分型面上的投影面积2 2 2 2A 塑=（70 -8 -4x4）n/4=4772mm浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即浇道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A浇数值，可以按照多型腔模具的统计分析来确定。是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.20.5倍。由于本设计的流道较简单，分流道相对教短，因此流道凝料投影面积可以适当取小些。这里取 A浇=0.2A 塑.塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则2A 总=门（A 浇 +A 塑）=n（A 塑 +0.2A 塑）=4x1.2A 塑=22905.6mm 模具型腔内的胀型力 F

12、胀，则F 胀=A 总 P 模=22905.6x30=687.168KN式中，是型腔中的平均压力值。P模是模具型腔内的压力， 通常取注射压力的 20%40% 大致范围为25MPa40MPa。对于黏度较小的精度较高的塑料水杯应取中间值30MPa由上表中可知该注射机的公称锁模力F锁=1200KN，锁模力安全系数 K2=1.11.2，这里取 a=1.2，则取K2F锁=1.2F锁=1.2x687.168=824.601KNF锁，所以注射机锁模力满足要求。对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。 三 、浇注系统的设计1、主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷

13、嘴注射出的熔体导入分 流道或型腔中。主流道的行政为圆锥形，以便于熔体的流动和开模是主流道凝料的顺序拔出， 主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于主流道和高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。1）主流道尺寸L应尽量小于60mm，本1、主流道的长度。一般由模具结构确定，对于小型模具 次设计中初选50mm进行计算。2、主流道小端直径。3、主流道大端直径。4、主流道球面半径。d=注射机喷嘴尺寸+ （ 0.51） mm=4.5mm 。D=d+L 主 tan a =8mm 式中 a =4 °。SR=注射机喷嘴球头半径 + （12） mm=15

14、+2=175、球面的配合高度。h=3mm2）主流道的凝料体积2 2 2V 主=L 主(R 主+r 主+R 主 r 主)n/3=50x(16+2.25 +4x2.25)x3.14/3=1573.27mm3）主流道当量半径Rn=2.25 42=3.125mm4）主流道浇口套的形式主流道称套为标准件可选购。主流道小端入口处和注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注塑模可以将主流道衬套和定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆装更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。本设计中浇口套采用碳素工具钢T10A，热处理淬火表面硬度为50HRC55HR

15、C。如下图所示。定位圈的结构由总装图来确定。2、分流道的设计1）分流道的布置形式为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低, 分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。同时还要考虑减少2）分流道的长度3）分流道的当量直径4）分流道的截面形状本设计采用梯形截面，优点：在模具的单侧加工，较省时虽然，和同一截面积和圆形流道比较，有较大的接触面积，加大了熔体和分流道的摩擦力及温度损失。但是，圆形流道需在凸凹模上都要加工，而且要互相吻合，故制造较困难。5）分流道界面尺寸6）凝料体积7）校核剪切速率8）分流道的表面粗造度和脱模斜度3、浇口的设计1）侧浇口尺寸的确定2）侧浇口剪切速率的校核4

16、、校核主流道的剪切速率1）计算主流道的体积流量2）计算主流道的剪切速率5、冷料穴的设计及计算四 、成型零件的结构设计及计算1、成型零件的结构设计1 ）凹模的结构设计凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑料水杯的结构分析，本设计中采用整体式凹模。如下图所示：2 ）凸模的结构设计（型芯）凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。该塑料水杯采用整体式嵌入式型芯，如下图，因下图的包紧力较大，所以设在动模部分。2、成型零件钢材的选用3、成型零件工作尺寸的计算4、成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算1）型腔内模镶件边经验数值A因为塑料水杯最大几何尺寸：=80X57 ,故由塑料模具设计实用教程 表6-1得：A=3550取 35mm2）内模镶件的长、宽、高长：2x80+50x2+20=280mm宽：2x80+50x2+20=280mm高：57+15=72mm3）凸、凹模尺寸凸模：长：280+50x2=380mm宽：280+50x2=380mmA 板厚度：72+18=90mm凹模：长：280+50x2=380mm宽：280+50x2=380mmB板厚度：60mm高，由塑料模具设计实用教程表 6-2 （200x