【設(shè)計(jì)】微波爐用飯盒模具設(shè)計(jì)

1、微波爐用飯盒模具設(shè)計(jì)自己寫2021 年 12 月 30 日目錄摘要本文主要闡述和說明微波爐用飯盒成型零部件和結(jié)構(gòu)零 部件模具設(shè)計(jì)的過程， 通過運(yùn)用塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)等這些課程的學(xué)問去做一次模具設(shè)計(jì)的實(shí)踐； 此次所設(shè)計(jì)的模具是注射模具，工作原理：模具在開模過程中分型兩次，分模時，動模部 分后退，帶動凸模、動模板、推出機(jī)構(gòu)等后退，這是第一次分型；其次次是推板帶動推桿推動推件板將塑件推出，使塑件與凸模分別；之后各部件復(fù)位，動定模和模進(jìn)行下一次注射；在pp 轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉t用飯盒的成型過程中， 成型零部件的設(shè)計(jì)、 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)是這次設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，其中成型零部件中的凹模、 凸模的設(shè)計(jì)是此次設(shè)計(jì)的關(guān)

2、鍵點(diǎn)；關(guān)鍵字：結(jié)構(gòu)零部件；凹模；凸模；設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 引言微波爐用飯盒注射模具設(shè)計(jì)是日常產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的典型實(shí)例，此次設(shè)計(jì)可以使我們更加明白注射模具成型的基本原理、工藝過程和工藝參數(shù)，正確分析成型工藝對模具的要求， 并把握成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)運(yùn)算方法，在查閱設(shè)計(jì)資料的基礎(chǔ)上能設(shè)計(jì)一般程度的模具；塑料成型加工技術(shù)進(jìn)展很快， 塑料模具的各種結(jié)構(gòu)也在不斷地創(chuàng)新，我們在學(xué)習(xí)成型工藝與模具設(shè)計(jì)的同時， 有助于我們明白塑料的新技術(shù)、新工藝和新材料的進(jìn)展動態(tài)， 學(xué)習(xí)和把握新學(xué)問； 此次模具設(shè)計(jì)對我們以后的設(shè)計(jì)水平有肯定的提高與幫忙， 讓我們在實(shí)踐中錘煉自己用理論學(xué)問來解決實(shí)際問題的才能，同時也相應(yīng)帶動了工業(yè)產(chǎn)

3、品高速與連續(xù)進(jìn)展； 期望以后為人們設(shè)計(jì)出更多更好的產(chǎn)品， 造福人類，造福社會，為我國塑料成型加工技術(shù)作出奉獻(xiàn)；2. 塑件的工藝分析2-1. 塑件原材料分析；塑件原材料采納聚丙烯，屬熱塑性塑料，具有無 色、無味、無毒的特性；從使用性能上看，該材料具有 密度小，剛度好、耐水、耐熱性強(qiáng)、高的抗彎曲疲憊強(qiáng) 度，可以 100 c 左右使用，優(yōu)良的耐腐蝕性，其介電性能與溫度和頻率無關(guān)， 是抱負(fù)的絕緣材料， 但聚丙烯低溫會變脆，不耐磨，易老化；從成型性能上看，該材料吸水性小，熔料的流淌性好，成型簡潔，但收縮率大；另外，該塑料成型時易產(chǎn)生縮孔、凹痕、變形等缺陷，成型溫度低時，方向性明顯；凝固速度較快， 易產(chǎn)生

4、內(nèi)應(yīng)力； 故在型時應(yīng)留意掌握成型溫度，澆注系統(tǒng)應(yīng)較緩慢散熱，冷卻速度不宜過快；聚丙烯主要技術(shù)指標(biāo)注射機(jī)類型：螺桿式模具溫度 / c ： 40 : 80噴嘴形式：直通式注射壓力 /mpa ： 70 : 120噴嘴溫度 / c :170 : 190保壓力/mpa ：50 : 60料筒溫度前段/c ： 180:220注射時間 /s： 0 : 5料筒溫度中段/c ： 200:220保壓時間 /s： 20 : 60料筒溫度后段 / c ： 160: 170冷卻時間 /s： 15 : 50成型周期 /s： 40: 120密度 g / cm3 ：0.90: 0.91收縮率% ：1.0: 2.5熔點(diǎn) / c

5、：170: 176吸水性% ：0.01: 0.03抗拉屈服強(qiáng)度105 pa：370彎曲強(qiáng)度 105 pa：675硬度 hb ：8.65r95 : 105沖擊韌度n . dm /cm2 ： 78（無缺口） 3.5: 4.8（有缺口）比體積cm3 /g ：1.10: 1.112-2.塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析：2-2-1 結(jié)構(gòu)分析； 從零件圖分析， 微波爐用飯盒總體外形是下底面 134.5，拔模角是 4 ，高是 66，壁厚是 1.2 的圓臺，在上底面上有98.5，高 1，壁厚 1.25 的凸臺，在距離下底面 5.5 處的圓臺側(cè)壁上有145 的外圓端和兩個對稱復(fù)雜的端耳；2-2-2.尺寸精度

6、分析；塑件上只有134.5 和 5.5 兩個尺寸標(biāo)有公差，公差等級分別是mt2b 、mt3 （ a ），尺寸精度要求較高；其余尺寸未標(biāo)，公差等級都按mt5 ；塑件的壁厚都是 1.2， 厚度較小；塑件的脫模斜度是 4 ；2-2-3.表 面質(zhì)量分析； 塑件表面的 表面粗糙度要求 都按ra=0.4，表面仍要求沒有缺陷、 毛刺；由于微波爐用飯盒表面與人的手指接觸較多， 故表面最好自然形成圓角， 塑件未注圓角半徑的都按 0.5；3. 估算塑件的體積和重量運(yùn)算塑件的重量是為了選用注射機(jī)及確定型腔數(shù)； 塑件的體積 v44cm3 ，密度0.91 g/ cm3 ，估算出塑件的重量為 m=40g4. 注射機(jī)的挑選

7、；依據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸、注射時所需壓力等情形，初步選用注射機(jī)型號為xs-yz-1000xs-yz-1000 注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格額定注射量 /cm3 ：1000螺桿直徑 /mm：65注射壓力 /mpa ：注射時間 /s： 3.0121注射行程 /mm ：260注射方式：螺桿式和模力/kn ：4500最大成型面積 /cm2 ：1800最大開（合）模行程 /mm ： 700 模具最大厚度 /mm:700模具 最 小 厚度/mm:300動 定 模 固 定板尺 寸 /mm ：900 1000拉桿空間 /mm：650 550和模方式：兩次動作液壓式噴嘴孔徑 /mm： 7.5噴嘴球徑 /mm ： s

8、r185. 注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5-1. 型腔數(shù)目和分型面的挑選5-1-1.依據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目n=nyt60c1式中n型腔數(shù)目n塑件的生產(chǎn)批量總數(shù)n=100000y單位時間的加工費(fèi)用（元 /min ） y=0.6t 成型周期t=1minc1 預(yù)備時間及試模是原料的費(fèi)用（元）c1 =1000依據(jù) n=100000,y=0.6,t=1min, c1 =1000 算出 n=1，故模具結(jié)構(gòu)采納一模一件；5-1-2.分型面的挑選挑選分型面的原就1. 分型面應(yīng)挑選在塑件外形最大輪廓處；2. 確定有利的留模方式，便于塑件順當(dāng)脫模；3. 保證塑件的精度要求4. 滿意塑件的外觀質(zhì)量要求5. 便于模具加工制造6

9、. 減小成型面積7. 有利于提高排氣成效8. 減小側(cè)抽芯行程依據(jù)此塑件的特點(diǎn)，綜合考慮以上幾種原就，分型面挑選如下5-2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)5-2-1.主流道設(shè)計(jì)；依據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系主流道小端直徑=注射機(jī)噴嘴直徑+0.51mm ，主流道球面半徑 =噴嘴球面半徑 +（12） mm；取主流道小端直徑 d=8mm ，主流道球面半徑 sr=20mm， 主流道垂直于分型面， 為了便于將凝料從主流道中拔出， 將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為 2 度，球面協(xié)作高度 h=3mm ，主流道的長度 l=32mm ，為了使熔料順當(dāng)進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑 r=5mm的過渡圓弧；主流道表面粗糙度小于 0.

10、8；主流道部分在成型過程中，其小端入口與注射機(jī)噴嘴以一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復(fù)接觸， 屬易損件， 對材料的要求較高， 因而模具的主流道部分設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式（俗稱澆口套） ，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)剛材單獨(dú)進(jìn)行加工和 熱處理 ； 一般 采納碳素工具鋼 ， 熱處 理要求 淬火5357hrc ；澆口套應(yīng)設(shè)置在模具的稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴為同一軸心線；定位圈與澆口套之間的協(xié)作采納h9/f9, 澆口套與定模座板之間的協(xié)作采納 h7/m6 ；5-2-2.澆口設(shè)計(jì)此模具設(shè)計(jì)成一模一腔，可用直澆口，但由于塑件壁厚是1.2，屬于薄壁塑件，聚丙烯縱向與橫向收縮率有較大

11、差異，因而不適合直澆口；聚丙烯的表觀粘度隨剪切速率變化而敏銳轉(zhuǎn)變，可用點(diǎn)澆口；點(diǎn)澆口的截面為圓形，直徑 d 取 1.4,其余尺寸如上圖所示；5-2-3,；澆口位置的挑選通常下述幾項(xiàng)原就在設(shè)計(jì)實(shí)踐中可供參考盡量縮短流淌距離澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最厚處必需盡量削減或防止熔接痕 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除 考慮分子定向的影響防止產(chǎn)生噴射和蠕動不在承擔(dān)彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口澆口位置的挑選留意塑件外觀設(shè)置澆口依據(jù)以上原就，綜合塑件的特性將澆口設(shè)置在塑件底面中心處；5-3 成型零部件的設(shè)計(jì)此模具成型零部件包括凹模、凸模和端耳處的成型零部件；為了使零件能夠簡潔取出，在凹模和凸模上取一個拔模角， 此模具的凹

12、模和凸模的拔模角都是 4 度；5-3-1 凹模和凸模尺寸的運(yùn)算5-3-2 凹模的設(shè)計(jì)凹模采納整體式圓形型腔， 外形是長和寬相等的長方體； 查塑料成型工藝和模具設(shè)計(jì)中表5-19 得凹模型腔側(cè)壁厚度是60mm，考慮成型零部件上安放導(dǎo)柱和推桿，依據(jù)選用的模架，凹模外形尺寸為 300x300mm ；凹模底板的厚度 h= r0.75 p ,式中 r 是型腔內(nèi)半徑， p 是型腔內(nèi)塑料熔體壓力，是強(qiáng)度；=160mpa,r=67.25mm,p=56mpa運(yùn)算得 h=34,考慮模具的整體結(jié)構(gòu)和諧， 取 h=33mm, 那么凹模的厚度為 90mm，凹模所在的板相當(dāng)于中間板；5-3-3.端耳處的成型部件的設(shè)計(jì)端耳處

13、的成型部件外形才尺寸是300x300x30；如下圖所示端耳成型零部件又可作為推板， 推出塑件；端耳處的成型零部件的設(shè)計(jì)，可簡化模具結(jié)構(gòu)，制造簡潔；5-3-4.凹模的設(shè)計(jì)凹模設(shè)計(jì)采納的是將凹模鑲?cè)雱幽０逯校?用通孔凸肩式， 凸模用臺肩和模板連接 ,凸模和動模板之間的協(xié)作采納 h7/m6 ；下面在安置一支撐板， 來固定凸模， 保持穩(wěn)固； 凸模尺寸如下； .6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射成型過程中，為了將凹模中的氣體及注射成型過程 中塑件本身揮發(fā)出來的氣體排出模具外， 以防止它們在塑料熔體充型過程中造成氣孔或充不滿等缺陷， 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣，排氣槽是在離開凹模約 58mm 后設(shè)計(jì)成開放的燕尾式，以

14、便排氣順當(dāng)、通暢；在凹模出排氣孔深度是0.010.02mm，長58mm；分型面上的排氣槽如下；7.冷卻水道的設(shè)置為了滿意注射成型工藝對模具溫度的要求而設(shè)置冷卻水 道，以保證塑料熔體的順當(dāng)充型和塑件的固化定型；在凹模上設(shè)置對稱 6 條運(yùn)水通道， 它們相互貫穿， 可以全方位的冷卻， 冷卻速度快，采納兩個進(jìn)水口和兩個出水口，水通道孔的直徑都是10mm，在中間板上開設(shè)，運(yùn)水的接口是pt/10 英制內(nèi)螺紋，用來接水；冷卻水道分布如下；8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)式保證動模和定模在合模是精確對 合，以保證塑件外形和尺寸的精度， 并防止模具中其他零部件發(fā)生碰撞和干涉， 常用的合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)式導(dǎo)柱和導(dǎo)套；

15、8-1.導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計(jì)8-1-1.在雙分型面的注射模中， 為了中間板在工作過程中支承和導(dǎo)向， 在定模一側(cè)設(shè)置導(dǎo)柱； 導(dǎo)向部分的長度 l 的運(yùn)算公式 l=s+h+h+810mms第一次分型面距離h 中間板的厚度h 凸模凸出分型面的長度l=115+90+10mm=215mm由于此模具的動模部分是推件板脫模，就動模部分也設(shè)置導(dǎo)柱，用以對推件板進(jìn)行支承和導(dǎo)向；導(dǎo)柱導(dǎo)向部位的長度也是 215mm；8-1-2 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求如下導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)置成帶頭導(dǎo)柱， 結(jié)構(gòu)簡潔，加工便利， 設(shè)置此導(dǎo)柱不需要用導(dǎo)套， 導(dǎo)柱直接與模板中的導(dǎo)向孔協(xié)作；導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出812mm，以防止顯現(xiàn)導(dǎo)柱

16、未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔；導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺，以使導(dǎo)柱順當(dāng)?shù)剡M(jìn)入導(dǎo)向孔；導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)強(qiáng)而不易折斷的 內(nèi)芯， 多采納 20 號 鋼晶滲碳淬火處理， 硬度為5055hrc ；導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度值為0.8，導(dǎo)向部分表面粗糙度值為 0.80.4 ；導(dǎo)柱應(yīng)合理勻稱布置在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度；協(xié)作精度，導(dǎo)柱固定端與模板之間采納 h7/m6 的過渡協(xié)作，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采納 h7/f7 的間隙協(xié)作；8-1-3 模板中導(dǎo)向孔的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求導(dǎo)柱孔布局如下圖， 為了使導(dǎo)柱順當(dāng)進(jìn)入導(dǎo)套， 在導(dǎo)柱孔的前端應(yīng)倒角， 導(dǎo)柱孔設(shè)置成通孔， 以便排出孔內(nèi)

17、的空氣及殘料廢渣； 導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱導(dǎo)向部位的孔的表面粗糙度值是 0.80.4 ，導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱固定部位的孔表面粗糙度是 0.8 ；8-2.此模具的澆注系統(tǒng)點(diǎn)澆口形式是雙分型面注射 模，應(yīng)留意使分型面的分型距離保證澆注系統(tǒng)凝料順當(dāng) 取出，第一次分型距離s=澆注系統(tǒng)凝料在合模方向上的長度+35mm ，運(yùn)算得到 s=60mm；在第一次開模時， 凝料脫離中間板， 為了使中間板停止運(yùn)動， 在導(dǎo)柱上開限位槽，并通過定鋸釘來達(dá)到限制中間板移動距離的目 的；9. 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；9-1.推件板設(shè)計(jì)推件板是一塊與凸模按肯定協(xié)作精度相協(xié)作的模板，在 塑件的整個周邊端面上進(jìn)行推出， 作用面積大， 推出力大而勻稱， 運(yùn)動

18、平穩(wěn)， 并且塑件上無推出痕跡； 推件板推出機(jī)構(gòu)如下圖，這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)柱足夠長，并且要掌握好推出形程， 以防止推件板脫落；在推出過程中，由于推件板和型芯有摩擦，故推件板須進(jìn)行淬火處理，以提高耐磨性，推件板和凸模留有0.200.25mm 的間隙，以防止推件板因偏心而益料；9-2.推桿的設(shè)計(jì)9-2-1.推桿位置的設(shè)置如下9-2-2.推桿的尺寸推桿在推出推板時，應(yīng)具有足夠的剛性，以承擔(dān)推出力； 推桿的外形采納最常用， 結(jié)構(gòu)簡潔， 尾部采納臺肩式， 臺肩的直徑與推桿的直徑差 46mm，推桿直徑與模板上的推桿孔采納 h8/f7h8/f8 的間隙協(xié)作； 推桿固定端與固定板通常采納單邊 0.5mm 的間隙，這樣

19、既可降低加工要求，又能在多推桿的情形下， 不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一樣而發(fā)生卡死現(xiàn)象；推桿的外形尺寸如下；9-3推板導(dǎo)柱和導(dǎo)向的設(shè)計(jì)為了保證推出機(jī)構(gòu)在工作過程中敏捷、平穩(wěn)，每次合 模后，推出元件能回到原先的位置， 通常設(shè)置推板導(dǎo)柱和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)；推板導(dǎo)柱和導(dǎo)套的表面粗糙度和協(xié)作要求均按模具導(dǎo)柱和導(dǎo) 套的要求；下圖是推板導(dǎo)柱和推板導(dǎo)套相協(xié)作的形式， 而且推板導(dǎo)柱除了起導(dǎo)向作用外， 仍支承動模支承板， 從而改善了支承板的受力狀況， 大大提高支承板的剛性； 在動模座板上仍設(shè)置了支承柱，使推出機(jī)構(gòu)在合模時保證推板的位置精確， 防止與動模座板發(fā)生碰撞；10. 模架的挑選根 據(jù) 以 上 模

20、具 部 件 的 設(shè) 計(jì) ， 選 定 龍 記 模 架bi-3030-a90-b-90-c90 ；即定模座板 （定模板）、中間板、推板、動模板、支承板、推出機(jī)構(gòu)、墊塊、動模座板；11. 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核；11-1.最大注射量的校核注射機(jī)的最大注射量標(biāo)志著注射機(jī)所能加工塑件的最大 重量或體積，挑選注射時，必需保證塑件所需的注射量 小于注射機(jī)的最大注射量，當(dāng)注射機(jī)的最大注射量的最 大容積標(biāo)定時，注射機(jī)的最大注射量wmax= 成型塑件所需的體積 vs,klwmax=w, 式中 w 是塑件的重量， kl 是注射機(jī)最大注射量利用系數(shù), kl=0.8此模具澆注系統(tǒng)中凝料和塑件的體積約是 88cm3,重量是

21、 80g，xs-zy-1000 注射機(jī)供應(yīng)的注射量是 1000cm3, klwmax=1000x0.9x0.8=720g80g,故，xs-zy-1000 注射機(jī)的最大注射量滿意塑件的要求11-2.模具厚度的校核由于注射機(jī)可安裝模具的厚度有肯定的局限性，故模具設(shè)計(jì)的閉合厚度hm 必需在注射機(jī)答應(yīng)安裝的最大模具 厚 度 hmax和 最 小 模 具 厚 度 hmin之 間 ， 即hmin=hm=hmax,此 模 具 厚 度hm=365mm, xs-zy-1000 注射機(jī)供應(yīng)的模具最大厚度是700mm，最小厚度是 300mm ， 300365365+122+56+67+10mmxs-zy-1000 注

22、射機(jī)的最大開模行程符合注射要求；12. 小結(jié)微波爐用飯盒的模具設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)是由定模和 動模兩大部分組成的； 定模部分安裝在注射機(jī)的固定模板上， 動模部分安裝在注射機(jī)的移動模板上， 在注射成型過程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動；在注射成型時，動模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合， 塑料熔體從注射機(jī)噴嘴經(jīng)模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔； 注射成型冷卻后開模， 第一次分型在中間板和定模座板之間， 凝料脫出，通過定鋸釘限位；其次次分型是中間板和推板之間， 塑件留在凹模上與凸模分別； 最終模具推出機(jī)構(gòu)將塑件推出模外；致謝詞經(jīng)過一個星期的努力，課程設(shè)計(jì)最終畫 上了圓滿的句號； 對于此次設(shè)計(jì)， 我可謂是感受甚深，同時也在此設(shè)計(jì)中學(xué)到了許多的學(xué)問； 雖此次設(shè)計(jì)尚存在不足之處， 但通過這段時間的學(xué)習(xí)，從中熟識和學(xué)習(xí)到了許多關(guān)于注塑模設(shè)計(jì)和 應(yīng)用的相關(guān)學(xué)問和體會； 這對以后的工作和學(xué)