杯蓋模具設(shè)計(jì)說明書

1、洛陽理工學(xué)院杯蓋模具設(shè)計(jì)說明書1. 塑料成型工藝性分析本產(chǎn)品采用PS原料，PS是無色透明并有光澤的非結(jié)晶型的線形結(jié)構(gòu)的高聚物，密度為.PS有優(yōu)良的電性能和一定的化學(xué)穩(wěn)定性。聚苯乙烯耐熱性低，熱變形溫度一般在所以只能在不高的溫度下使用，PS質(zhì)地硬而脆，有高的熱膨脹系數(shù)，塑件易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力易開裂。PS成型性能優(yōu)良具有吸水性好收縮性好比熱容小熱膨脹系數(shù)高。塑件壁厚屬薄壁塑件，生產(chǎn)批量很大，采用注射成型。杯蓋如圖1所示： 圖12. 分型面的分析與確定根據(jù)要求該模具采用雙分型面，經(jīng)過兩次分型，由塑件的結(jié)構(gòu)形式，塑件的分型面選在杯蓋的外表面，如圖2：圖23. 確定型腔數(shù)量和排列方式根據(jù)設(shè)計(jì)要求，模具采用一模

2、兩腔，采用水平排列。型腔布局如圖3：圖34. 注射機(jī)型號(hào)的選定4.1 注射量的計(jì)算通過計(jì)算可得，塑件的體積v塑件的質(zhì)量流道凝料的質(zhì)量還是個(gè)未知數(shù)，可按塑件質(zhì)量0.6倍計(jì)算，從上述分析中確定為一模兩腔，所以注射量為4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所要鎖模力計(jì)算流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積，在模具設(shè)計(jì)前是個(gè)未知數(shù)。型多型腔模腔模的統(tǒng)計(jì)分析，是每個(gè)塑件在分型面的投影面積的倍，可用來進(jìn)行估算，則：其中P為型腔中的壓力取，(因?yàn)槭潜诒×慵?，澆口為點(diǎn)澆口，壓力取大一些，見表),常用塑料注射成型時(shí)所選用的型腔壓力值見表：塑料品種PE高壓PE低壓PSASABSPOMPC型腔壓力10-1

3、52015-2020303540表4.3 選擇注塑機(jī)根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值，可選用臥式注射機(jī)（上海第一塑料機(jī)械廠）見表：理論注射容量78鎖模力450螺桿直徑30拉桿內(nèi)間距注射壓力170移模行程220注射速率60最大模厚300塑化能力5.6最小模厚100螺桿轉(zhuǎn)速14200定位孔直徑55噴嘴球半徑20噴嘴孔直徑3.5鎖模方式雙曲軸表4.4注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核4.4.1由注射劑料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù).型腔數(shù)校核合格 式中 注射劑最大注射量的利用系數(shù)一般為 注射機(jī)的額定塑化量 成型周期取4.4.2注射壓力的校核，而注射壓力校核合格式中 注射壓力安全系數(shù)，一般取 塑件成型時(shí)所需的

4、注射力，生產(chǎn)實(shí)踐中其值一般為 4.4.3鎖模力校核而，則鎖模力校核合格 式中 鎖模安全系數(shù)一般取 型腔的平均壓力，選用件表表常用塑料注射成型時(shí)型腔平均壓力塑件特點(diǎn)舉例用以成型塑件25PD，PS等壁薄均勻用品，管器類一般塑件30在模溫較高情況下成型而壁薄的容器類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難充模塑件40高精度的機(jī)械零件，如齒輪，凸輪等5.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1主流道設(shè)計(jì)5.1.1主流道尺寸根據(jù)所選注射機(jī)，則主流道小端尺寸為： 主流道球面半徑為： 5.1.2主流道襯套形式本設(shè)計(jì)是小模具，為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈設(shè)計(jì)成分體式，主流道長度取

5、35，錐度為，襯套如圖，材料用鋼。熱處理淬火后，表面硬度為圖5.1.3主流道凝料體積5.1.4有經(jīng)驗(yàn)公式得5.2分流道的設(shè)計(jì)第一級(jí)分流道第二級(jí)分流道1) 分流道應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均勻的分配到個(gè)個(gè)型腔。因此第一級(jí)分流道采用半圓形截面。2) 分流道的形狀，截面尺寸及凝料體積。第一級(jí)分流道形狀及截面尺寸，為了便于機(jī)械加工及凝料脫模。本設(shè)計(jì)的分流道設(shè)置在第一分型面定模板上，截面形狀采用加工工藝性良好的半圓形截面，半圓形截面對(duì)塑料熔體及流動(dòng)阻力均不大，對(duì)于壁厚小于質(zhì)量在以下的塑件可用下述經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道直徑式中D分流道的直徑W塑件的質(zhì)量L分流道長度第二級(jí)

6、分流道，根據(jù)設(shè)計(jì)要求分流道設(shè)計(jì)呈錐形，開設(shè)在中間板上，其中分流長度為10mm,大端直徑為4mm，錐度為，截面形狀如圖5：圖55.3澆口的設(shè)計(jì)5.3.1根據(jù)塑件特征看塑件屬于壁薄零件，需要快速注射成型，為了便于使?jié)沧⒛吓c塑件自動(dòng)脫落，因此采用點(diǎn)澆口，一般點(diǎn)澆口直徑，綜合考慮取澆口尺寸為1mm。根據(jù)Proe軟件塑料澆注分析如圖6，澆口位置選在杯蓋頂部中心。圖6澆口截面形狀如下圖7：圖75.3.2澆口剪切速率的校核由點(diǎn)澆口經(jīng)驗(yàn)公式得： 剪切速率的校核合格5.4冷料穴的設(shè)計(jì)5.4.1主流道冷卻穴，采用半球形，位于主流道末端，中間析上，中間于分流道相同5.4.2分流道冷卻穴，在第一級(jí)分流道末端加長5m

7、m，做分流道冷卻穴5.5成型零件設(shè)計(jì)5.5.1凹模結(jié)構(gòu)，由于制作形狀分析確定，凹模采用整體式，凹模直接在選購的模架上開控型腔。如圖8圖8為了便于模具安裝，增加模具的精度，減小切削加工量凸模采用整體式凸模，凸模具體結(jié)構(gòu)形式如圖9。圖95.5.2凸凹模的工作尺寸計(jì)算通常，凸凹模的工作尺寸根據(jù)塑料的收縮率，凸凹模零件的制造公差和磨損量由三個(gè)因素確定1.凹模的工作尺寸：凹模上成型塑件外形的模具零件。其工作尺寸包括屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸的增大，因此為了模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差5.5.3凹模材料的選用。杯蓋

8、使大批量生產(chǎn)成型零部件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應(yīng)該良好，機(jī)械加工性能和拋光性能葉應(yīng)該良好。根據(jù)塑料模具技術(shù)手冊表24-8成型零部件選材舉例，選用CrWMn，53-56HR。6.型腔尺寸的計(jì)算類別塑件尺寸計(jì)算公式工作尺寸型腔塑件尺寸精度SJ/T10628-9512345678型腔尺寸精度GB/T1800-1998IT5IT6IT7IT8IT10IT11IT12IT13型腔制造公差型腔尺寸按平均值法計(jì)算，根據(jù)有關(guān)手冊查得PS的收縮率為，故平均收縮率S=（0.5+0.6）%/2=0.55%=0.0055。根據(jù)塑件公差要求（見表4），表4表5模具制造公差取，尺寸計(jì)算見表5：7.凸模工作尺寸的計(jì)算影

9、響塑件尺寸精度的因素很多，在計(jì)算是要考慮塑料材料，塑件結(jié)構(gòu)和成型工藝過程，模具結(jié)構(gòu)模具裝配和制造，模具使用中的磨損等因素。其中塑料材料方面的因素主要是指收縮率的影響。凸模是成型塑件的內(nèi)部形狀，其尺寸屬于被包容尺寸，在使用過程中凸模的磨損會(huì)使被包容尺寸逐漸減小，因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要在設(shè)計(jì)模具時(shí)被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。型芯尺寸計(jì)算見表6類別塑件尺寸計(jì)算公式工作尺寸型芯表68.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)模具的大小和形狀，可確定該模具使用4個(gè)導(dǎo)柱，其布置為等直徑、不對(duì)稱布置，應(yīng)該采用帶頭直導(dǎo)柱，如下圖所示，帶頭導(dǎo)柱是常用結(jié)構(gòu)分兩段，近頭段為在模板中的安裝段，

10、標(biāo)準(zhǔn)采用H7/m6配合，遠(yuǎn)頭段為滑動(dòng)段，其與導(dǎo)套的配合為H7/f6、更多詳細(xì)數(shù)據(jù)參見GB/T4169.4-2006規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)帶頭導(dǎo)柱，如圖10所示：圖109.導(dǎo)套的設(shè)計(jì)直導(dǎo)套主要使用于厚模板中，可縮短模板的鏜孔深度，在浮動(dòng)模板中使用較多，導(dǎo)套內(nèi)孔的直徑系列與導(dǎo)柱直徑相同，由GB/T4169.2-2006確定直導(dǎo)套的設(shè)計(jì)圖。根據(jù)要求導(dǎo)套安裝在型腔板上，導(dǎo)套安裝時(shí)模板上與之配合的孔徑公差按H7確定。導(dǎo)套長度取決于含導(dǎo)套的模板厚度，因此L取30mm，直徑D取16mm，則。設(shè)計(jì)圖如下圖11所示：圖1110.推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 根據(jù)模具設(shè)計(jì)要求，采用頂桿推出機(jī)構(gòu)，頂桿同時(shí)也做型芯使用，頂桿的長度由將塑件頂出

11、型芯的高度確定。頂桿的尺寸規(guī)格見（GB/T4169.12006）頂桿設(shè)計(jì)圖12如下：、。圖1211.排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)該模具是小型模具，排氣量不大，但分型面較大，型芯之間存在間隙，可直接利用間隙排氣，因此本設(shè)計(jì)不單獨(dú)開設(shè)排氣槽。12.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)塑料在成型過程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達(dá)到理想的溫度要求。一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為左右，而塑件從模具型腔中取出時(shí)其溫度在以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在注射過程中，塑件的冷卻時(shí)間，通常

12、是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時(shí)止的這一段時(shí)間。這一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型而且具有一定的強(qiáng)度和剛度為準(zhǔn)，這段冷卻時(shí)間一般約占整個(gè)注射生產(chǎn)周期的。因?yàn)槲覀兯枰乃芗容^薄，故用此公式：式中，-熱塑性擴(kuò)散系數(shù)；-制品厚度；現(xiàn)在我們根據(jù)已知條件知道，而塑件的厚度為；故 根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級(jí)式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。由塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)查詢可得，的單位質(zhì)量成型時(shí)放出的熱量為。放出熱量為其中，的熱量被凹模帶走，由型芯帶去。 模具冷卻在型

13、腔、型芯的合理部位，設(shè)置通水冷卻水路，并通過調(diào)節(jié)冷卻水流量及流速來控制溫度，冷卻水采用室溫冷水，水孔邊離型腔的距離一般保持，距離太近則冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)則效率較低，水孔直徑一般在以上，水孔管路應(yīng)暢通無阻，水孔通過鑲塊密封嚴(yán)實(shí)，冷卻水路采用直通循環(huán)式，簡圖如下圖13：圖1313模架的確定根據(jù)型腔的布局來看，型腔分布尺寸為，又根據(jù)型腔側(cè)壁可知，最小厚度為，再考慮到，導(dǎo)柱、導(dǎo)套及螺釘布置應(yīng)占的位置和采用2次分型的問題，確定選用模架結(jié)構(gòu)為形式（）。各模板尺寸的確定：1) 定模座上安裝有澆口套，根據(jù)澆口套的尺寸，定模座的厚度為；2) 型腔板，根據(jù)型腔高度和分流道澆口的尺寸位置，型腔板的厚度為；3) 型芯

14、板，根據(jù)型芯高度，因此B板厚度?。?) 動(dòng)模支承板，取；5) 推板固定板取，推板支撐板取，推出行程根據(jù)塑件高度，?。?) 根據(jù)推出機(jī)構(gòu)的厚度可得墊塊的厚度為。 根據(jù)選定模架可知，模架外形尺寸為：，模具高度為，模具開模行程=（小于注射機(jī)的開模行程，模具上各標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸位置，根據(jù)基本模架組合尺寸（GB/T12555-2006）。14.模具的工作過程14.1 模具裝配試模完畢后，模具進(jìn)入正式工作狀態(tài)，其基本工作過程如下：1) 對(duì)塑料進(jìn)行烘干，并裝入料斗中2) 清理模具型芯，型腔，病噴上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜帷?) 合模，鎖緊模具。4) 對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射。5) 注射過程包括充模，保壓，倒流，冷卻，和脫模。14.2 脫模過程：開模時(shí)，合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模部分后移，彈簧定距拉桿在預(yù)壓彈簧的作用下推動(dòng)中間板后退，一定距離后受到定距螺栓的限制中間板停止后移，同時(shí)將主流道凝料拉出主流道。模具動(dòng)模部分繼續(xù)后移一定距離后推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作，在頂桿的作用下將塑件從型芯上推出，然后將澆注系統(tǒng)凝料取出。最后要對(duì)塑件進(jìn)行后處理。參考資料1 李 華 . 塑料模具制造技術(shù) 北京機(jī)械工業(yè)出版社， 19972 伍先明 塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 國防工業(yè)出版社， 20063 李積廣 注射模具設(shè)計(jì)方法與經(jīng)驗(yàn) 遼寧科技出版社， 20094 王先