注塑模课程设计说明书

目录摘要...............................................错误！未定义书签。1前言.............................................................12塑件的工艺分析....................................................32.1塑件原材料分析..................................................32.2塑件结构、尺寸精度及表面质量分析................................42.3塑件的体积与重量................................................52.4塑件注塑工艺参数的确定..........................................23拟定成型方案......................................................63.1分型面的选择....................................................63.2确定型腔布置....................................................73.3浇注系统的设计..................................................83.3.1主流道的设计..................................................83.3.2浇口设计......................................................84.模具成型零件的设计与计算..........................................94.1凸模、凹模、型芯设计与计算......................................94.2型腔侧壁厚度和底板的计算.......................................105.脱模机构的设计与计算.............................................125.1脱模机构的设计原则.............................................125.2脱模力的计算...................................................126.合模导向机构设计.................................................137.注塑机的选定与相关参数的校核.....................................147.1注塑机初步的选定...............................................147.2注塑机相关参数的校核...........................................148.设计小结.........................................................15参考文献...........................................................15塑料饭盒注塑模设计1前言工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。本次课程设计的主要任务是塑料饭盒注塑模具的设计。也就是设计一副注塑过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。2塑件的工艺分析2.1塑件原材料分析本塑件及塑料饭盒为日常生活中所常见的塑料制品，主要用于盛装食品。根据其使用的特殊性，综合分析各种塑料的性能，聚丙烯（pp）为最佳材料。PP的主要特点如下：①成白色蜡状，无毒，透明；0.89～0.92种；④耐热性好，其最高使用温度达150ºC，最低使用温度达-15ºC；1⑤电性能优异，耐高频电绝缘性好，在潮湿环境中也具有良好的电绝缘性；⑥有着优异的力学性能，包括拉伸强度、压缩强度和硬度，突出的刚性和耐弯曲疲劳性能；⑦PP比PE容易发生热、光氧化，耐气候老化性差，必须添加抗氧剂或紫外线吸收剂；⑧耐抗冲击性能较差，尤其是低温冲击性差，对缺口十分敏感；⑨PP的结晶性能导致制品的不透明性。此外，聚丙烯的屈服强度、弹性、硬度及抗拉、抗压强度等都高于聚乙烯，其拉伸强度甚至高于聚苯乙烯和ABS弱碱。但是，聚丙烯在氧、热、光的作用下极易降解老化，所以必须加入防老化时收缩率较大，易导致成型加工出来的制件出现变形、缩孔等缺陷。2.2塑件结构、尺寸精度及表面质量分析（1）塑件结构分析：塑件整体高度为74.5mm，厚度为3mm，盒体底部有一个截面半径为1.5mm的半圆环的凸台。饭盒的内径为150mm，外径为，盒口有厚度为3mm、宽4mm、半径82mm的方形截面的圆环型凸边。（2）塑件尺寸精度分析：因塑件材料为PP,此塑件上有两个尺寸有精度要求，分别是Φ和Φ，属于高等精度等级，在模具设计和制造过程中要严格保证这些尺寸的精度要求。其余尺寸均无精度要求为自由尺寸，可按IT7精度查取公差值。（3）塑件表面质量分析：饭盒表面精度要求不高，采用点浇口流道的双分型面型腔注射模可以保证其表面精度。2.3塑件的体积与重量塑件主要尺寸及结构由见图3，查手册聚丙烯密度，故塑件质量。／2.4塑件注塑工艺参数的确定根据情况，PP的成型工艺参数可作如下选择，在试模时可根据实际情况作适当的调整。注射温度包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：前段温度为180200C中断温度为220C2后段温度为160170C喷嘴：喷嘴选用直通式，喷嘴温度为190C注射压力：选用100注射时间：选用s保压时间：选用40s保压压力：选用60冷却时间：选用30s成型周期：80s3拟定成型方案3.1分型面的选择可以与合模方向平行或倾斜。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应以下几项原则：aⅠ、在开模时尽量使塑件留在动模内Ⅱ、应有利于侧面分型和抽芯Ⅲ、应合理安排塑件在型腔中的方位；bcde综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。对于本塑件，盒口凸边的下缘面为最佳第一分型面。3.2确定型腔布置3确定型腔的方法有：根据锁模力确定；根据最大注射量确定；根据塑件精度确定和经济性确定等。根据设计说明书的设计要求、塑件的几何结构特点及尺寸精度要求，本制品采用一模一腔。3.3浇注系统的设计所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。浇口和冷料穴四部分组成。3.3.1主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑主流道其主要设计特点：⑴主流道圆锥角α=2～6，对流动性差的塑件可取3～6，内壁粗糙度为ooooRa0.63μm。⑵主流道大端呈圆角，半径r=1～3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。⑶在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。定模座板采用H7/m6过渡配合。⑸主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为52～56HRC。本塑件所用浇口套形式及其固定形式见图4和图5。图4浇口套形式图5浇口套固定形式43.3.2浇口设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道截面积的3%～9%，截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为0.5～，表面粗糙度Ra不低于0.4m。口、环形浇口、及薄片式浇口。浇口的位置及尺寸要求比较严格，合理选择浇口要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择。以下几点：①浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。②浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。③浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。④浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。形。⑥浇口应设在不影响制品外观的部位。⑦不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。浇口较为合适。具体形式见图6。图6由于采用点浇口，所以不设冷料井。54模具成型零件的设计与计算寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，则精度要求较高。在模具设计时，应尺寸精度的因素相当复杂，这些影响因素应作为确定成型零件工作尺寸的依据。4.1凸模、凹模、型芯设计与计算型塑件上外螺纹的称螺纹型环。凹、凸模按结构不同可分为整体式和组合式。78所示。均磨损量来进行计算，查表取PP的成型收缩率为0.015，模具制造公差取z=Δ/3。考虑到实际的模具制造条件和工件的实际要求，成型零件是公差等级取IT7级。由图1可知塑件只有两处有精度要求：=和=，故只需计算型腔工作尺寸L和型芯l，其余尺寸均无精1m度要求，可按塑件尺寸近似取得。6图8凹模形式图9凸模形式根据塑件尺寸可得出以下尺寸：;);4.2型腔侧壁厚度和底板的计算该塑件模具型腔壁结构为组合式圆形侧壁，其结构及受力情况如图9所示。（1）型腔壁厚计算大会导致溢料。式中——型腔单位面积熔体压力，MPa；p——型腔材料泊松比，碳钢取0.25；E——型腔材料拉伸弹性模量，钢弹性模量取；5R——型腔外壁半径；r——型腔内壁半径；则壁厚壁半径r78，取，p50E[]0.055型腔壁厚s19mm，模套壁厚s55mm12（2）型腔底板厚度计算22h[]式中[]为模具材料许用应力，碳钢材料[]1605脱模机构的设计与计算75.1脱模机构的设计原则（1由于推出机构的动作是通过装在注射机此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。（2式及推出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。（3）机构简单动作可靠推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构件顺利脱模。（4塑件的外观质量。（5并保证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出，机动推出，液压气动推出机构。本塑件模具采用推件板推出机构。5.2脱模力的计算模斜度。另外，塑件刚开始脱模时所需的脱模力最大，其后，推出力的作用仅仅克服了推出机构的移动摩擦力。图11所示为塑件脱模时型芯的受力分析。由于推出力F的作用，使塑件对t型芯总压力降低了Fsin，因此，推出时摩擦力F(FFsin)tmbt式中F——脱模时型芯受到的摩擦阻力；mF——塑件对型芯的包紧力；b8F——脱模力；t——脱模斜度；——塑件对钢的摩擦系数，一般为0.1～0.3。根据力的平衡原理，可得：FcosFFsin0mtbF(bcossin)故有F，因实际上摩擦系数较小，更小，也小cos1cossint于1，故可简化为FAp(cossin)，其中A为塑件包络型芯的面积，p为t塑件对型芯单位面积上的包紧力，一般情况下，模外冷却的塑件，p取(2.4~2.9)10Pa；模内冷却的塑件，p取(0.8~1.2)10Pa。本设计中的塑件77采用模内冷却，A，取p10，脱模斜度0.5，。由2于塑件为底部无孔制件，脱模时还应考虑克服大气压力F，即0FAp(tcossin)F(54223100.24.54554223)N350kN06合模导向机构设计在模具进行装配或成型时，合模导向机构主要用来保证动模和定模两大部分模内各零部件发生碰撞和干涉。合模导向机构主要有导柱导向和锥定位两种形式。本设计采用导柱导向机构，其结构如图12所示。图11导柱导向机构形式7注塑机的选定与相关参数的校核7.1注塑机初步的选定前面已计算的出塑件体积V46.7，且该塑件采用单型腔制造。根据计算3的制品体积及质量来确定注射机的型号和规格。为了保证注射成型的正常进行，根据生产经验，一次注射成型所需塑料的总量宜为最大注射量的80%，最大注塑9量VV/58.4cm3，查手册初步选定选定XS-Z-60型注塑机。该型号注塑的规格和性能见下表。3mmkN31608501550外形尺寸mmm7.2注塑机相关参数的校核（1）注塑压力的校核查手册可得