塑料飯盒盒蓋注塑工藝分析及模具設(shè)計(jì)

1、濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1目 錄摘 要 2前 言 31 塑料飯盒盒蓋塑件的工藝分析 41.1 塑件成形工藝分析41.2 塑件成形工藝參數(shù)確定62 2 模具基本結(jié)構(gòu)及模架選擇模具基本結(jié)構(gòu)及模架選擇 72.1 模具的基本結(jié)構(gòu)72.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)122.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)132.4 模具結(jié)構(gòu)形式132.5 選擇成形設(shè)備132.6 選擇模架143 3 注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 174 4 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算模具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 194.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算194.2 模具成形尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算204.3 模具加熱、冷卻系統(tǒng)計(jì)算235 模具總裝圖 266 模具的裝配、試模 27總結(jié) 30致謝 31參考文獻(xiàn)

2、 32濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2摘 要本次設(shè)計(jì)的是“塑料飯盒盒蓋” ，主要介紹了塑料飯盒盒蓋的設(shè)計(jì)思路和加工過(guò)程，主要設(shè)計(jì)的是飯盒盒蓋的注塑模的設(shè)計(jì)，塑料飯盒盒蓋具有重量輕、易清潔、耐腐蝕老化、強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)，制作方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，是值得人們信賴(lài)、喜歡用的產(chǎn)品，它具有非常大的發(fā)展前途。本次設(shè)計(jì)采用的是注射成形，注射成形是成形熱塑加工的主要方法，就是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過(guò)加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過(guò)噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先對(duì)塑料飯盒盒蓋塑件進(jìn)行工藝分析，了解此類(lèi)型塑料的

3、特性、用途等；在對(duì)模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，根據(jù)模具的基本結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行對(duì)模架的選取，然后再對(duì)各種相關(guān)的工藝參數(shù)進(jìn)行校核，以及根據(jù)書(shū)上的和圖書(shū)館叢書(shū)的公式和一系列表、參數(shù)等進(jìn)行對(duì)型腔和型芯等的計(jì)算，最后進(jìn)行模具的加熱、試模等主要內(nèi)容。此次設(shè)計(jì)不僅使我對(duì)書(shū)本有了進(jìn)一步的了解，而且讓我了解到許多書(shū)本上沒(méi)有的東西，更讓我讓我所學(xué)到的理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái)，這為我以后的工作鋪下了重要基礎(chǔ)，從而讓我在此次設(shè)計(jì)中收益很多。關(guān)鍵詞： 注射成形 型腔 型芯濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3前 言模具制造業(yè)是重要的基礎(chǔ)裝備，是國(guó)家發(fā)展的重要支柱，隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，尤其是塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，質(zhì)

4、量要求也越來(lái)越高，在國(guó)家發(fā)展中占有重要地位。本設(shè)計(jì)介紹了塑料模具的一般設(shè)計(jì)方法，以及塑料模具的設(shè)計(jì)步驟，材料的選取，了解材料的性能、結(jié)構(gòu)和用途等。展現(xiàn)出了塑料模具在實(shí)際應(yīng)用中的廣泛性，熟練掌握利用 AUTOCAD 繪制所需圖紙，詳細(xì)介紹了注射成形的成形工藝和模具設(shè)計(jì)。還介紹了模架選取的方法，以及塑料注射模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)模架的種類(lèi)等，此次設(shè)計(jì)除文字?jǐn)⑹鐾猓鋽?shù)字計(jì)算公式均課本和圖書(shū)館叢書(shū)中查取，并采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。還介紹了分型面的選取原則以及澆口的選取原則，模具結(jié)構(gòu)的計(jì)算、型腔和型芯的計(jì)算等。以及模具的加熱和冷卻和各種工藝參數(shù)的確定、校核等。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到老師和同學(xué)的不少幫助，老師和同學(xué)幫我

5、解決了很多在設(shè)計(jì)中不懂的問(wèn)題，在此我向他們表示忠心的感謝。同時(shí)，特別感謝李秀副老師在百忙之中對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)逐一作了仔細(xì)地審閱，并提出了許多問(wèn)題和建議，使本次的設(shè)計(jì)質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高。由于時(shí)間倉(cāng)促、水平有限，錯(cuò)誤和欠妥之處在所難免，懇請(qǐng)廣大教師讀者批評(píng)指正。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)41 塑料飯盒盒蓋塑件的工藝分析1.11.1 塑件成形工藝分析塑件成形工藝分析1.1.11.1.1 塑件的成形工藝性分析塑件的成形工藝性分析塑件如圖 1.1 所示圖 1.1 零件圖 產(chǎn)品名稱(chēng)：塑料飯盒盒蓋產(chǎn)品材料：PE 聚乙烯產(chǎn)品數(shù)量：大批量生產(chǎn)塑件質(zhì)量：30g塑件尺寸：190*130*10mm塑件質(zhì)量：該產(chǎn)品材料為

6、聚乙烯,查產(chǎn)品說(shuō)明得知其密度 0.94-0.96g/cm3,收縮率為1.5% -3.6%，計(jì)算出其平均密度為 0.95 g/cm3,平均收縮率為 2.25%。我們使用 UG 或Pro/E 軟件畫(huà)出三維實(shí)體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫(huà)圖形的體積，也可根據(jù)形狀進(jìn)行手動(dòng)幾何計(jì)算得到塑料飯盒盒蓋的體積。通過(guò)計(jì)算塑件的體積: 式（1.1） 35 .31 cmV塑塑件的重量 : = 30 式塑M塑V g（1.2）式中： 塑料密度。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)5塑件顏色：綠色、橘黃色、白色等。(1)塑件材料特性：聚乙烯塑料的產(chǎn)量為塑料工業(yè)之冠，其中以高壓聚乙烯 產(chǎn)量最大。聚乙烯樹(shù)脂為無(wú)毒、無(wú)味，呈白色或乳白色，柔軟

7、、半透明的大理石狀粒料，密度為 0.910.96g/cm 為結(jié)晶型塑料。聚乙烯按聚合時(shí)所采用的壓力的不同，可分為高壓、中壓和低壓聚乙烯高壓聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)不是單純的線(xiàn)型，而是帶有許多支鏈的樹(shù)枝狀分子。因此它的結(jié)晶度不高（60%70%） ，密度較低，相對(duì)分子質(zhì)量較小，常成為低密度聚乙烯。它的耐熱性、硬度、機(jī)械強(qiáng)度等都較低。但是它的介電性能好，具有較好的柔軟性、耐沖性及透明性，成形加工性能也較好，中、低壓聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)是支鏈很少的線(xiàn)型分子，其相對(duì)分子質(zhì)量、結(jié)晶度較高（高達(dá) 87%95%） ，密度大，相對(duì)分子質(zhì)量大，常稱(chēng)為高密度聚乙烯。它的耐熱性、硬度、機(jī)械強(qiáng)度等都較高，但柔軟性、耐沖性及透明性、

8、成形加工性能都較差。聚乙烯的吸水性極小，且介電性能與溫度、濕度無(wú)關(guān)。因此，聚乙烯是最理想的高頻電絕緣材料，在介電性能上只有聚苯乙烯、聚異丁烯及聚四氟乙烯與之相比。（2）主要用途：低壓聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料繩以及承載不高的零件，如齒輪；中壓聚乙烯最適宜的成形方法有高速吹塑成形，可制造瓶類(lèi)、包裝用的薄膜以及各種注射成形制品，也可用在電信電纜上面；高壓聚乙烯常用于制造塑料薄膜（理想的包裝材料） 、軟管、塑料瓶以及電氣工業(yè)的絕緣零件和電纜外衣等。（3）成形特點(diǎn)： 成形收縮率范圍及收縮值，方向性明顯，容易變形、翹曲。應(yīng)控制模溫，保持冷卻均勻、溫定；流動(dòng)性好且對(duì)壓力變化敏感；宜用高壓注射，料

9、溫均勻，填充速度應(yīng)快，保壓充分；冷卻速度慢，因此必須充分冷卻，模具應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng)；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹槽時(shí)可強(qiáng)行脫模。 1.1.21.1.2 塑件要求：塑件要求：（1）塑件材料特性：聚乙烯不含或含有少量增塑劑，它的機(jī)械強(qiáng)度高，有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊性能、對(duì)酸堿的抵抗能力極強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，價(jià)格低廉，但成形比較困難，耐熱性不高。（2）塑件材料成形性能：濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)6它的流動(dòng)性差，過(guò)熱時(shí)極易分解，所以必須加入穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑并嚴(yán)格控制成形溫度及溶料的滯留時(shí)間。成形溫度范圍小，必須嚴(yán)格控制料溫，模具應(yīng)有冷卻裝置；采用帶預(yù)塑化裝置的螺桿式注射機(jī)。模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，澆口截面宜

10、大，不得有死角滯料。1.21.2 塑件成形工藝參數(shù)確定塑件成形工藝參數(shù)確定查文獻(xiàn)2表的成形工藝參數(shù)得：密度： 0.940.96g/cm收縮率： 1%3.6%預(yù)熱溫度： 1080 預(yù)熱時(shí)間為 1-2h料筒溫度： 中段 前段 170200 后段 140160噴嘴溫度： 230240模具溫度： 6070注射壓力： 60100Mpa成形時(shí)間： 注射時(shí)間 1560s 保壓時(shí)間 03s 冷卻時(shí)間 1560s 成型周期 40130s設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題：（1）合理使用穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑等各種添加劑改善樹(shù)脂工藝性能和制品使用性能，成形前進(jìn)行預(yù)熱。（2）流道和澆口的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮盡量減少阻力。（3）采用不銹鋼制做型腔或采

11、用鍍鉻進(jìn)行型腔表面耐腐蝕處理。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)72 2 模具基本結(jié)構(gòu)及模架選擇模具基本結(jié)構(gòu)及模架選擇2.12.1 模具的基本結(jié)構(gòu)模具的基本結(jié)構(gòu)2.1.12.1.1 確定成形方法確定成形方法塑件采用注射成形法生產(chǎn)。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)為大批量生產(chǎn)，故設(shè)計(jì)的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能自動(dòng)脫模，可采用點(diǎn)澆口自動(dòng)脫模結(jié)構(gòu)。2.1.22.1.2 型腔布置型腔布置據(jù)設(shè)計(jì)需要可知，由于該塑件形狀較簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小，需要大批量生產(chǎn)，澆口形式采用點(diǎn)澆口進(jìn)料，這樣模具尺寸較小，制造加工方便，利于充滿(mǎn)型腔，塑件質(zhì)量高，生產(chǎn)效率高，塑件成本低。型腔的排列根據(jù)模具的形狀及尺寸排列，其排列方法如下圖 2.1所示：

12、圖 2.1 型腔的排列圖濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)82.1.32.1.3 確定分型面確定分型面為了塑件及澆注系統(tǒng)凝料的脫模和安放嵌件的需要,將模具型腔適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或更多部分,這些可以分離的接觸表面,通稱(chēng)為分型面。分型面的基本形式(1)制件全部在上模(或定模)內(nèi)成型 (2)制件全部在下模(或動(dòng)模)內(nèi)成型(3)制件同時(shí)在上、下模內(nèi)成型一副模具根據(jù)需要可能有一個(gè)或兩個(gè)以上分型面.分型面可以是垂直于合模方向或傾斜于合模方向，也可能是平行于合模方向。分型面的形狀很多，可以是平面，斜面，階梯面，也可以是曲面。分型面應(yīng)盡量選擇平面形狀，但為了適應(yīng)塑件成型的需要和便于塑件脫模，也可以采用后三種分型面。后三種分

13、型面雖然加工困難，但型腔加工卻比較容易。根據(jù)需要和工藝要求本模具采用平面。分型面選擇的一般原則：1分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處。2分型面的選取應(yīng)有利于塑件的留模方式，便于塑件順利脫模。3分型面的選取應(yīng)有利于澆注系統(tǒng)和澆口的合理安排。4推桿的痕跡不露在塑件的外觀(guān)上。5使塑件易于脫模。6滿(mǎn)足塑件的外觀(guān)要求，保證塑件的精度要求。7便于模具制造。8減小成型面積。9增強(qiáng)排氣效果。分型面設(shè)計(jì)：分型面溢料是熱固性塑料注射模的突出問(wèn)題。因此要求減接觸面積，增加接觸壓力，以改善塑料溢邊問(wèn)題。型腔周?chē)獠康钠矫姘?0.51.0mm。分型面上不允許有孔穴或凹坑，表面硬度在 HRC30 以上。排氣槽設(shè)計(jì)：熱固性

14、塑料在固化時(shí)會(huì)放出大量的氣體物質(zhì)，易阻塞縫隙，所以必須濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)9開(kāi)設(shè)專(zhuān)用排氣槽。排氣槽深度為 0.10.3mm，寬 510mm，距型腔 6mm 以外可加深到8mm。當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能順利地排出，塑件會(huì)由于填充不足而出現(xiàn)氣泡，接縫式表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑件焦化，為此設(shè)置排氣槽是很有必要的，通常排氣槽設(shè)計(jì)有多種方式，通過(guò)對(duì)模具型腔的研究，采用利用配合間隙排氣的方式為最優(yōu)，因?yàn)樵诜中兔媾c模板間的配合間隙進(jìn)行排氣，間隙值為 0.03。2.1.42.1.4 澆注系統(tǒng)選擇澆注系統(tǒng)選擇澆注系

15、統(tǒng)的作用就是將熔融狀態(tài)的塑料均勻，迅速地輸入型腔，使型腔內(nèi)氣體及時(shí)排出，并且將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部分，從而得到組織緊密的制品。模具澆注系統(tǒng)應(yīng)盡量粗短。流道設(shè)計(jì)：分為主流道，分流道，冷料井的設(shè)計(jì)。主流道采用澆口套。冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。分流道截面形狀采用 U 形且平衡分布，因?yàn)?U 形分流道熱量損失較小，易加工，效率較高且可保證各型腔均衡進(jìn)料，從而保證塑件質(zhì)量。主流道的設(shè)計(jì)：主流道為一圓錐孔，其小頭正對(duì)注射機(jī)的噴嘴。因噴嘴外形為球面，所以主澆流道小孔端的外形應(yīng)為一凹球面。為了配合緊密，防止溢料，凹球面的半徑應(yīng)比噴嘴的球面半徑略大 2-3。mm表 2-1 國(guó)產(chǎn)注

16、射機(jī)的噴嘴的球面半徑 主流道的各部分尺寸關(guān)系如下圖 2.2：圖 2.2 主流道尺寸圖型號(hào)Xs-z-30Xs-30Xs-z-60Xs-Zy-60-125-250G54-S200/400XS-ZY-250-300-500 XS-ZY-1000XS-ZY-2000-4000-7000孔徑23-543、5、6、87、7.57-13球半徑121218181835濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)10澆口設(shè)計(jì)：澆口截面宜大，不得有死角滯料點(diǎn)澆口四點(diǎn)進(jìn)料。澆口的作用是使料流加速，并控制襯料時(shí)間，控制料流狀態(tài)。常用的截面形狀有圓形和矩形兩種。流口不僅對(duì)塑件熔體的流動(dòng)性和充模特征有關(guān)，而且與塑件的成形質(zhì)量有著密切的關(guān)系。

17、因此澆口的形式與塑料品種要相互適應(yīng)。澆口位置的選擇：盡量縮短流動(dòng)距離，保證熔料能迅速地充滿(mǎn)型腔。澆口開(kāi)在塑件壁厚處，且應(yīng)減少熔痕；有利于型腔氣體的排出。所以，塑件的澆口選擇在塑件的壁厚處，由于大塑件所填充塑料多，這樣可以提高充模速度。澆注系統(tǒng)的平衡：分為分流道平衡和澆口平衡。分流道平衡：分流道的截面形狀有：圓形、梯形、u 形、半圓形、矩形；分流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能的短，少?gòu)澱鄣臏p少壓力損失和熱量損失；分流道的表面粗糙度為 Ra1.6m;其截面形狀和特征比較如下表 2-2。表 2-2 分流道截面形狀和特征特征截面形狀熱量損失加工性能流動(dòng)阻力效果圓形小較難小最佳梯形較小易較小良通過(guò)以上兩截面形狀的對(duì)比

18、，顯然圓形截面形狀效果最佳，但其加工較難，為此選用梯形截面形狀。澆注系統(tǒng)斷面尺寸設(shè)計(jì)：圖 2.3 澆注系統(tǒng)斷面尺寸濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)11主流道斷面尺寸：塑件采用點(diǎn)澆口成形，其澆注系統(tǒng)如圖 2.3 所示。點(diǎn)澆口直徑mm5 . 91 . 3點(diǎn)澆口的尺寸如下： 最大不超過(guò)mmd5 . 15 . 0mm2 常取 mmL25 . 0mm5 . 10 . 1 mmL5 . 15 . 00 mmL5 . 10 .1 356a12060點(diǎn)澆口的直徑也可以用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算查文獻(xiàn)10得 D= 式A42)20. 014. 0(（2.1） 式中 D點(diǎn)澆口的直徑，mm塑件在澆口處的壁厚A型腔表面積 表 2-3 列出

19、了不同塑件按塑件平均壁厚確定的點(diǎn)澆口直徑尺寸，點(diǎn)澆口直徑可查下表；表 2-3 點(diǎn)澆口直徑 壁厚塑料種類(lèi)3PS 、PE0.5-0.70.6-0.90.8-1.2主流道、主流道襯套及定位環(huán)的設(shè)計(jì)主流道設(shè)在定模板上，并且位于模具的中心，與注射機(jī)噴噴嘴在同一軸線(xiàn)上，主流道襯套的材料常用 T8A、T10A 制造，熱處理后硬度為 5055HRC。主流道襯套與定模板采用 H7/m6 的過(guò)渡配合，主流道襯套與定位圈采用 H9/m9 的過(guò)渡配合。由于受型腔或分流道的反壓力作用，主流道襯套會(huì)產(chǎn)生軸向定位移動(dòng)，所以主流道襯套的軸向定位要可靠。主流道襯套與定位環(huán)的尺寸如下表 2-4：表 2-4 主流道襯套與定位環(huán)的尺

20、寸 16202530濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)12d注射機(jī)噴嘴直徑+（0.51）D與注射機(jī)定位孔間隙配合SR注射機(jī)噴嘴球面半徑+（12）2.22.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的組成：第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件；第二部分是用來(lái)固定推出零件的零件，有推桿固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出動(dòng)作的導(dǎo)向及和模時(shí)推遲推出零件復(fù)位的零件。推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形或損傷塑件的外觀(guān)；推力的分布依脫模阻力的大小合理安排；推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，不發(fā)生誤動(dòng)作，和模時(shí)要正確復(fù)位。推模力的計(jì)算要將塑件從模腔中推出必須克服推出所遇到的阻力，因此塑件脫模時(shí)必須有一個(gè)足夠大的脫

21、模力，脫模力可用下式計(jì)算： 式aafAPFcoscos（2.2） 式中 F脫模力，單位 N 型芯的脫模斜度，單位（。 ）該模具為 0 A塑件包容型芯的面積，單位為該模具 2m21047. 2 F塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，通常取為 0.10.3 取 0.2 P塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力，模外paP7100 . 1故 NF5721098. 18 . 0100 . 11047. 2由于塑件的材料工藝性能好，而且盆壁較厚形狀不易變形，所以采用推桿推出機(jī)構(gòu)即可。塑件在模腔中成形后，便可以從模具中取下，但在塑件取下以前，模具必須完成一個(gè)將塑件從模腔中推出的動(dòng)作，模具上完成這一動(dòng)作機(jī)構(gòu)稱(chēng)為脫模推出機(jī)構(gòu)。2.3

22、2.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)13 圖 2.4 模具的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合形式及設(shè)計(jì)尺寸圖當(dāng)動(dòng)定模合攏后就構(gòu)成了型腔，為了保證動(dòng)定模合攏時(shí)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具中的作用：一、定位作用，模具每次合攏時(shí)，都有一個(gè)唯一的準(zhǔn)確方位，從而保證型腔的正確形狀。二、導(dǎo)向作用，引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合，避免凸模式型芯先進(jìn)入型腔而損壞。三、承受一定的側(cè)壓力，在成行過(guò)程中承受單向側(cè)壓力。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。2.42.4 模具結(jié)構(gòu)形式模具結(jié)構(gòu)形式單分型面注射模也稱(chēng)二板式注射模，它是注射模中最為簡(jiǎn)單的一種形式。這種模具只有一個(gè)分型面，根據(jù)模具需要即可以設(shè)計(jì)成單型腔注射

23、模也可以設(shè)計(jì)成多型腔注射模，應(yīng)用十分廣泛，但許多塑料制品要求外觀(guān)平整、光滑、不允許有較大的澆口痕跡。根據(jù)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的特點(diǎn)，單分型面注射面中介紹的各種澆口形式不能滿(mǎn)足制品的要求，因此采用雙分型面注射模。2.52.5 選擇成形設(shè)備選擇成形設(shè)備根據(jù)塑料制品的體積或重量查文獻(xiàn)5的表 5-2 或查有關(guān)手冊(cè)選定注塑機(jī)型號(hào)。選用XS-ZY-125 型臥式注射機(jī)，其性能參數(shù)如下：濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)14額定注射量： 3125cm螺桿（注射）直徑：mm42注射壓力： Mpa120注射行程： mm115 注射方式： 螺桿式鎖模力： KN900最大成形面積： 2900cm 最大注射面積： 2320cm最大開(kāi)模行

24、程： mm300 模具最大厚度： mm300模具最小厚度： mm200拉桿間距： mm290260 噴嘴直徑： mm4噴嘴圓弧半徑： mm12頂出形式 ： 兩側(cè)設(shè)有頂桿,機(jī)械頂出動(dòng)、定模固定板尺寸/： mmmm458428合模方式： 液壓機(jī)械液壓泵流量/： 100、12min)/(L液壓泵壓力/： 6.5MPa機(jī)器外形尺寸： 3340/1550750mmmmmm2.62.6 選擇模架選擇模架2.6.12.6.1 模架結(jié)構(gòu)模架結(jié)構(gòu)我國(guó)目前標(biāo)準(zhǔn)化注射模零件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有 12 個(gè)；另外還制訂了塑料注射模具的標(biāo)準(zhǔn)模架，分中小型模架 （GB/T12556.190）和大型模架 （GB/T12555.190

25、）兩種。中小型模架標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，模架的周界尺寸范圍為：560mmx900mm，并規(guī)定模架的形式為品種型號(hào)，即基本型，A1、A2、A3 和 A4 四個(gè)品種。表（2-5）四種模架的組成、功能及用途如濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)15型號(hào)組成、功能及用途A1 型定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，與推桿推件機(jī)構(gòu)組成模架，適用于立式和臥式注射機(jī)。A2 型動(dòng)、定模均采用兩塊模板，與推件機(jī)構(gòu)組成模架，適用于立式和臥式注射機(jī)，可用于帶有斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯的模具，也可用于斜滑塊側(cè)向分型的模具A3 型定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，它們中間設(shè)置了一塊推件板，用于推件板件的模具，適用于立式和臥式注射機(jī)。A4 型動(dòng)、定模均

26、采用兩塊模板，它們中間設(shè)置了一塊推件板，用于推件板件的模具，適用于立式和臥式注射機(jī)。根據(jù)以上四種模架的組成，功能及用途，結(jié)合本制件的尺寸結(jié)構(gòu)等，本次模具的設(shè)計(jì)，故選用 A3 模架。取得標(biāo)準(zhǔn)模架的周界尺寸為 315Lmm。L=315mm模 A 架結(jié)構(gòu)如圖 基準(zhǔn)面圖 2.5 模架圖2.6.22.6.2 模架安裝尺寸校核模架安裝尺寸校核模具外形尺寸為長(zhǎng)：400mm，寬 315mm，高 315mm，小于注射機(jī)拉桿間距和最大模具厚度，可以方便地安裝在注射機(jī)上。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)163 3 注射機(jī)工藝參數(shù)的校核3.13.1 最大注射量校核最大注射量校核注射機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的重量或體積（包括流

27、道及流口凝料和飛邊） ，通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好在注塑機(jī)的最大注塑量 80%，所以，選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)：0.8V 機(jī)V 塑件 式（3.1）式中 V 機(jī)注塑機(jī)的最大注塑量：?jiǎn)挝弧?cm V 塑件注塑機(jī)的體積，單位。3cm該產(chǎn)品： V 塑件=375.68cm V 機(jī)V 塑件 式（3.2）=3125cm確定的注塑機(jī)注塑量為：。所以，滿(mǎn)足要求。3125cm3.23.2 鎖模力校核鎖模力校核F 鎖機(jī)P 模 A 式 （3.3）P 模熔融型料在型腔內(nèi)的壓力MPa4020）（A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和：計(jì)算為224700mmF 鎖機(jī)注塑機(jī)的額定鎖模力故 F 鎖機(jī)P 模KNA49424700

28、20所以選定的注塑機(jī)為： 滿(mǎn)足條件KN5003.33.3 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核寸校核即 模具長(zhǎng) x 寬拉桿間距模具的長(zhǎng)寬為注塑機(jī)拉桿間距1301902902603.43.4 模具閉合高度校核模具閉合高度校核模具實(shí)際厚度： H 模mm300濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)17注塑機(jī)最小閉合厚度 H 最小mm200即 H 模H 最小故滿(mǎn)足要求3.53.5 注開(kāi)模行程的校核注開(kāi)模行程的校核 我們所選的注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)，故注塑機(jī)的開(kāi)模行應(yīng)滿(mǎn)足下式： S 機(jī)-（H 模-H 最?。〩1+H2+ mm105）（因?yàn)?S 機(jī)-（H 模-H 最?。?200312300

29、 mm188H1+H2+（510）mm1701012535式中 H1推出距離 單位 mmH2包括注射系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 單位 mmS機(jī)注射機(jī)最大開(kāi)模行程故滿(mǎn)足要求。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)184 4 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算模具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.14.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算為了降低模具加工難度和制造成本，在滿(mǎn)足塑件使用的前提下，用較低的尺寸精度，查表 4-1 得：表 4-1 塑件公差數(shù)值 （SJ 137278） 塑件精度等級(jí)與塑料品種有關(guān)，根據(jù)塑料的收縮率的變化不同，塑料的公差精度分為高精度、一般精度、低精度三種查手冊(cè)如下表 4-2：表 4-2 塑件精度等級(jí)建議采用精度等級(jí)塑料

30、品種高精度一般精度低精度聚乙烯678由塑件的工作環(huán)境知道工件的精度要求較高，所以精度等級(jí)選擇高精度，由以上兩表可得，其公差數(shù)值為 1.00mm。4.1.14.1.1 型腔結(jié)構(gòu)型腔結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)需要和生產(chǎn)效率的要求可知，為滿(mǎn)足塑件的使用要求，在同一次的注射成型中，一次成型大塑件的個(gè)數(shù)為一個(gè)，也就是采用一模一腔的生產(chǎn)方式。型腔的布置根據(jù)模具的形狀及尺寸布置。 圖 4.1.型腔布置方式4.24.2 模具成形尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算模具成形尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算在設(shè)計(jì)當(dāng)中，取 PE 的成型收縮率為 2%，塑件未注公差按照 SJ1372 中 6 級(jí)精度公差值選取。根據(jù)工具書(shū)查公差數(shù)值表 4-3：精 度 等 級(jí)12345678公

31、稱(chēng)尺寸/mm公 差 數(shù) 值/mm1802000.370.500.741.001.501.003.00濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)19表 4-3 公差數(shù)值精度等級(jí)12345678基本尺寸/mm公差數(shù)值/mm-30.040.060.080.120.160.240.320.46360.050.070.080.140.180.280.360.566-100.060.080.100.160.200.320.400.6410-140.070.090.120.180.220.360.440.7214-180.080.100.120.200.240.400.480.8018-240.090.110.140.220

32、.280.440.560.5624-300.100.120.160.240.320.480.640.96濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2030-400.110.130.180.260.360.520.721.00160-180-0.340.460.680.921.361.842.70180-200-0.370.500.741.001.502.003.004.2.14.2.1 型腔有關(guān)尺寸型腔有關(guān)尺寸凹模工作尺寸計(jì)算： 徑向尺寸： 式4/3)1SDD（塑（4.1） =2 . 0) 14/302. 1190( =2 . 005.193 431 SDD塑 = 2 . 04302. 1160 2 . 045

33、.1622 . 0431SDD塑0275. 002. 11702 . 065.1722 . 0431SDD塑2 . 075. 002. 11302 . 085.1312 . 0431SDD塑2 . 075. 002. 11102 . 045.111式中 D 塑 塑件外形最大尺寸S 塑件的平均收縮率濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)21 塑件的尺寸公差 模具制造公差取塑件尺寸公差的 1/31/6取一般精度 6 級(jí)=14.2.24.2.2 型腔深度尺寸型腔深度尺寸深度尺寸計(jì)算： H= 式3/2)1 (SH塑（4.2） 08. 004 . 03/2%)21 (10 08. 00)15/42 .10( 08.

34、0094. 9 式中 H 塑 塑件最高方向最大尺寸4.2.34.2.3 型芯徑向尺寸型芯徑向尺寸相對(duì)于凸模的工作尺寸計(jì)算凸模的工作尺寸計(jì)算： d= 式（4.3）4/3)1 (Sd塑徑向尺寸計(jì)算： 1)5/1( 14/3%)21 (188 2 . 0)4/376.191( 2 . 051.192 式中 d 塑塑件外形最小尺寸d=4/3)1 (5s 38. 0)5/1(38. 04/3%)21 (5 8 . 0)28. 01 . 5( 8 . 038. 5取一般精度 7 級(jí)=0.38+38. 0431Sdd塑8 . 038. 075. 002. 1150濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)228 . 0285

35、.15338. 0431Sdd塑8 . 038. 075. 002. 11108 . 0485.11238. 0431Sdd塑8 . 038. 075. 002. 1908 . 0085.924.2.44.2.4 型芯高度尺寸型芯高度尺寸高度尺寸計(jì)算： h= 式3/21）（塑Sd（4.4） 01)5/1( 13/2%)21 (5 . 8 008. 0)26. 067. 8( 008. 093. 8其它尺寸由于沒(méi)有精度要求，模具型腔可直接按制品有關(guān)尺寸加工制做。4.34.3 模具加熱、冷卻系統(tǒng)計(jì)算模具加熱、冷卻系統(tǒng)計(jì)算4.3.14.3.1 冷卻回路的尺寸確定冷卻回路的尺寸確定冷卻回路的設(shè)計(jì)應(yīng)做到

36、回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)能充分吸收成形塑件所傳導(dǎo)的熱量,使模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi),并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)暢通,無(wú)滯留部位.4.3.24.3.2 冷卻回路所需的總面積計(jì)算冷卻回路所需的總面積計(jì)算冷卻回路所需總表面積可按下式計(jì)算 ： 式25124. 0209 .699736001066 .1043600mMqAWM（4.5） 式中 -冷卻回路總表面積，A2m濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)23 -單位時(shí)間內(nèi)注入模具中樹(shù)脂的質(zhì)量，Mhkg -單位質(zhì)量樹(shù)脂在模具內(nèi)釋放的熱量，值可查表；qKgJq -冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，KmW2 -模具成形表面的溫度，;M - 冷卻水的平均溫

37、度， 。 WPE 成形時(shí)放出的熱量 =qKgJq5106冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可用下式計(jì)算 式9 .6997107100028. 92 . 08 . 02 . 08 . 0d（4.6） 式中 -冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，;KmW2 -冷卻水在該溫度下的密度，3mKg -冷卻水的流速，;sm -冷卻水孔直徑,dm -與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)， 值查表（4-4） 。如表（10-1）水的值與其溫度的關(guān)系平均水溫/5101520253035404556值6.166.607.067.507.958.408.849.289.6610.054.3.34.3.3 冷卻回路的總長(zhǎng)度的計(jì)算冷卻回路的總長(zhǎng)度的計(jì)算冷卻回

38、路總長(zhǎng)度可用下式計(jì)算： 式95. 31014. 3124. 010001000dAL（4.7） 式中 -冷卻回路總長(zhǎng)度，;Lm -冷卻回路總表面積，;A2m濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)24 -冷卻水孔直徑，。dmm確定冷卻水孔的直徑時(shí)應(yīng)注意，無(wú)論多大的模具，水孔的直徑不能大于 14mm，否則冷卻水難以成為湍流狀態(tài)，以致降低熱交換效率。一般水孔的直徑可根據(jù)塑件的平均壁厚來(lái)確定。平均壁厚為 2mm 時(shí)，水孔直徑可取 1014mm。4.3.44.3.4 冷卻水體積流量的計(jì)算冷卻水體積流量的計(jì)算塑料樹(shù)脂傳給模具的熱量與自然對(duì)流散發(fā)到空氣中的模具熱量、輻射散發(fā)到空氣中的模具熱量及模具傳給注射機(jī)熱量的差值，即

39、為用冷卻水?dāng)U散的模具熱量。假如塑料樹(shù)脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導(dǎo)的話(huà)，即忽略其他傳熱因素，那么模具所需的冷卻水體積流量則可用下式計(jì)算 （塑料模具設(shè)計(jì)與制造 P137） 式min15. 0108002. 1102 . 4601046 .1046033521mcMqqV（4.8） 式中 -冷卻水體積流量，; vqmin3m -單位時(shí)間注射入模具內(nèi)的樹(shù)脂質(zhì)量，;Mhkg -單位質(zhì)量樹(shù)脂在模具內(nèi)釋放的熱量，;qKgJ -冷卻水比熱容，;cKKgJ -冷卻水的密度，3mKg -冷卻水出口處溫度，1 -冷卻水入口處溫度， 。24.3.54.3.5 模具加熱模具加熱當(dāng)注射成形工藝要求模具溫度在 80以

40、上時(shí)，模具必需有加熱裝置，由于 PP 注射成形工藝要求模具溫度在 4080，因此模具中不用設(shè)置加熱裝置即可滿(mǎn)足需要。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)25濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)265 模具總裝圖圖 5-1 模具總裝圖 圖 5.1 -推桿 2-動(dòng)模座板 3-推板 4-模板 5-固定板 6-模板 7-型腔固定板 8-定模座板 9-流道襯套 10-隔班板 11 型腔鑲塊 12-推件環(huán) 13-型芯 14-型芯環(huán) 15-型芯座 16-推桿 17-彈簧 18-錐面導(dǎo)柱 19-墊塊濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)276 模具的裝配、試模（1）試模前的準(zhǔn)備試模前要對(duì)模具及試模用的設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)。模具的閉合高度，安裝與注射機(jī)的各個(gè)

41、配合尺寸、推出形式、開(kāi)模距、模具工作要求等符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各個(gè)滑動(dòng)零件配合間隙適當(dāng)，無(wú)卡住及緊澀現(xiàn)象?；顒?dòng)要靈活、可靠，起止位置的定位要準(zhǔn)確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門(mén)、附件、備件要齊全。對(duì)于試模設(shè)備也要進(jìn)行全面檢查，即對(duì)設(shè)備的油路、水路、電路、機(jī)械運(yùn)動(dòng)部位、各操縱件和顯示信號(hào)要檢查、調(diào)整，使之處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。（2）模具的安裝及調(diào)試模具的安裝是指將模具從制造地點(diǎn)運(yùn)至注塑機(jī)所在地，并安裝在指定注射機(jī)的全過(guò)程。模具安裝到注射機(jī)上要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：1）模具的安裝方位要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)圖樣的要求。2）模具中有側(cè)向滑動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，盡量使其運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颉?）當(dāng)模具

42、長(zhǎng)度與寬度尺寸相差較大時(shí)，應(yīng)盡可能使較長(zhǎng)的邊與水平方向平行。4）模具帶有液壓油路接頭、氣路接頭、熱流道元件接線(xiàn)板時(shí)，盡可能放置在非操作一側(cè)，以免操作不方便。模具在注射機(jī)上的固定多采用螺釘、壓板的形式，一般每側(cè)采用 4-8 塊壓板，對(duì)稱(chēng)布置。模具安裝于注射機(jī)上之后，要進(jìn)行空循環(huán)調(diào)整。其目的在于檢驗(yàn)?zāi)＞呱细鬟\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否可靠、靈活、定位裝置是否有效作用。要注意以下幾個(gè)方面：1）合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力。2）活動(dòng)型芯、推出及導(dǎo)向部位運(yùn)動(dòng)及滑動(dòng)要平穩(wěn)、無(wú)干涉現(xiàn)象，定位要正確、可靠。3）開(kāi)模時(shí)，推出要平穩(wěn)，保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具。4）冷卻水要暢通，不漏水，閥門(mén)控制正常。（3）試模

43、：模具安裝調(diào)整后即可以進(jìn)行試模。1）加入原料原料的品種、規(guī)格、牌號(hào)應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣中的要求，成形性能應(yīng)符有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)28原料一般要預(yù)先進(jìn)行干燥。2）調(diào)整設(shè)備按照工藝條件要求調(diào)整注射壓力、注射速度、注射量、成形時(shí)間、成形溫度等工藝參數(shù)。3）試模將模具安裝在注射機(jī)上，選用合格的原料，根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調(diào)整好注射機(jī)，采用手動(dòng)操作。開(kāi)始注射時(shí)，首先采用低壓、低溫和較長(zhǎng)的時(shí)間條件下成形。如果型腔未充滿(mǎn)，則增加注射時(shí)的壓力。在提高壓力無(wú)效時(shí)，可以適當(dāng)提高溫度條件。試模注射出樣件。試模過(guò)程中容易產(chǎn)生的缺陷及原因可參考下表 5-1（4）檢驗(yàn)通過(guò)試模可以檢驗(yàn)出模具結(jié)構(gòu)是否合理；所提供的樣件是否符合用戶(hù)的要求；模具能否完成批量生產(chǎn)。針對(duì)試模中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，針對(duì)試模中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)模具進(jìn)行修改、調(diào)整、再試模，使模具和生產(chǎn)的樣件滿(mǎn)足客戶(hù)的要求，試模合格的模具，應(yīng)清理干凈，涂防銹油入庫(kù)保存。表 5-1 試模過(guò)程中容易產(chǎn)生的缺陷及原因缺陷原因制件不足溢邊凹痕銀絲熔接痕氣泡裂紋翹曲變形料筒溫度太高料筒溫度太低注射壓力太高注射壓力太低模具溫度太高模具溫度太低注射速度太慢注射時(shí)間太長(zhǎng)注射時(shí)間太短成形周期太長(zhǎng)加料太多加料太少原料含水分過(guò)多濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)29分流道或澆口太小模穴排氣不好制件太薄制件太厚或變化大注射機(jī)能力不足折射機(jī)鎖模力不足試模過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)