塑料碗模具設(shè)計(jì)

1、塑料模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)項(xiàng)目名稱(chēng)：塑料碗注射模具設(shè)計(jì)系另上組長(zhǎng)-機(jī)電系專(zhuān)業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化堂號(hào)：號(hào)：號(hào)：號(hào)：號(hào)：號(hào)：指導(dǎo)教師:00九年四月目錄一、塑料碗的零件圖3.1?塑料碗的3D模型（SolidWorks造型）3二、塑料碗制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4三、選擇的塑料及其性能、成型條件51泌擇的塑料5PP塑料的性能5PP的成型條件5四、確定型腔數(shù)、排列方式和分型面61、型腔數(shù)目的確定62、型腔的排列方式63、分型面的設(shè)計(jì)7五、選擇注射機(jī)和注射機(jī)參數(shù)81、注射機(jī)的組成82?鎖模力的校核9注射量的校核1.0核膜機(jī)構(gòu)的尺寸的校核10六、模具型腔和型芯尺寸計(jì)算101、型腔的內(nèi)形尺寸計(jì)算.1.12、型腔的深度尺寸計(jì)

2、算1.23、型芯的外形（外徑）尺寸1.2.4、型芯的高度尺寸計(jì)算1.3六、確定模架尺寸1.31、導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)132、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu).4七、參考資料.4#磊吻口寸、塑料碗的零件圖1.塑料碗的3D模型（SolidWorks造型）2.塑料碗的尺寸圖時(shí)磊1004115二、塑料碗制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)餐具外觀酷似瓷器或象牙，不易脆裂又適宜機(jī)械洗滌。2. 剛性和強(qiáng)度比傳統(tǒng)的塑料制品好，制品不易變形。3. 耐高溫性能較好，可以能用作微波爐餐具但低溫脆性高。4. 在室溫下不固化，一般在130?150C熱固化，加少雖酸催化可提高固化速度。塑料碗采用凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，凹模是成型產(chǎn)品外形的主要部件。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：隨產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和模具的加

3、工方法而變化。鑲拼的組合方式的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于形狀復(fù)雜的型腔，若米用整體式結(jié)構(gòu)，比較難加工。所以采用組合式的凹模結(jié)構(gòu)。同時(shí)可以使凹模邊緣的材料的性能低于凹模的材料,避免了整體式凹模采用一樣的材料不經(jīng)濟(jì)，由于凹模的鑲拼結(jié)構(gòu)可以通過(guò)間隙利于排氣，減少母模熱變形。對(duì)于母模中易磨損的部位采用鑲拼式，可以方便模具的維修，避免整體的凹模報(bào)廢。組合式凹模簡(jiǎn)化了復(fù)雜凹模的機(jī)加工工藝，有利于模具成型零件的熱處理和模具的修復(fù)，有利于采用鑲拼間隙來(lái)排氣，可節(jié)省貴里模具材料。1. 三、選擇的塑料及其性能、成型條件選擇的塑料：PP(聚丙烯)PP塑料的性能：PP是一種半結(jié)品性材料。它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物型

4、的PP溫度高于0C以上時(shí)非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入14八乙烯的無(wú)規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含雖的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度(100C)、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含雖的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150C。由于結(jié)品度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂問(wèn)題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對(duì)PP進(jìn)行改性。PP的流動(dòng)率MFR范圍在140。低MFR勺PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對(duì)于相同MFR的材料，共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。由于結(jié)品，PP的收縮率相當(dāng)高，一般

5、為1.82.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%勺玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對(duì)芳香炷(如苯)溶劑、氯化炷(四氯化碳)溶劑等沒(méi)有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。2. PP的成型條件：塑料碗在注射成型時(shí)，要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段的轉(zhuǎn)換：一是塑料未進(jìn)入料筒時(shí)的顆粒狀態(tài)；二是塑料在料筒中的塑化流動(dòng)而達(dá)到的熔融狀態(tài)；三是塑料通過(guò)注射模澆注系統(tǒng)的沖模流動(dòng)及冷卻定型。在每個(gè)階段中，都要有特定的工藝成型條件。3.1顆粒狀態(tài)預(yù)熱干燥原料應(yīng)先進(jìn)彳亍預(yù)熱干燥處理，預(yù)熱時(shí)間為1.5-2mi

6、n，料溫升至80C-100C。原因是原料中往往水分含雖太高，如果直接放入料筒，會(huì)導(dǎo)致制品表面暗淡，色澤不均勻以及表面氣泡等故障。但是預(yù)熱時(shí)間要適當(dāng)，溫度也不能過(guò)高。溫度太高會(huì)導(dǎo)致制品表面產(chǎn)生焦斑；預(yù)熱溫度太高或預(yù)熱時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致制品表面色澤不均勻。加料計(jì)雖進(jìn)料雖要準(zhǔn)確。如果原料過(guò)多會(huì)造成制品飛邊多，清理困難；如果原料太少，會(huì)造成成型壓力不夠，制品不能完全固化等弊端。3.2熔融狀態(tài)控制成型溫度和壓力根據(jù)PP塑料的最佳成型條件要求，應(yīng)將模具的成型溫度控制在150-220C0之間；初壓控制在70Mpa-90Mpa之間，加壓時(shí)間為1-5s。原料溫度太高，容易導(dǎo)致制品表面有焦斑及制品色澤不均勻；初壓時(shí)間

7、太長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致制品表面疏松；成型溫度和壓力不適當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致塑料流動(dòng)性能太差。排氣在成型時(shí)會(huì)產(chǎn)生縮合水及揮發(fā)性氣體，所以應(yīng)當(dāng)在成型時(shí)進(jìn)行排氣以防止制品表面疏松。通常放氣的次數(shù)和時(shí)間長(zhǎng)短憑經(jīng)驗(yàn)確定，放氣動(dòng)作力求迅速。只要卸除一下壓力，再立即恢復(fù)到原來(lái)的壓力，放氣動(dòng)作就算完成了。我們的塑料碗結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，所以不必從模具方面考慮排氣結(jié)構(gòu)。3.3沖模流動(dòng)及冷卻定型（1）固化階段排氣后即刻合模升壓至70-90Mpa,時(shí)間70s左右。在此階段，固化時(shí)間應(yīng)當(dāng)充足，否則會(huì)導(dǎo)致制品表面暗淡。（2）出模完成固化之后，風(fēng)冷制品，頂出機(jī)構(gòu)將制品頂出。（3）出模后的加工我們制作的是食品器具，所以制品出模后，應(yīng)入120C以上的烘

8、箱中加熱3060min,使之進(jìn)一步固化。最后進(jìn)行打磨飛邊，完成塑料碗的制作。四、確定型腔數(shù)、排列方式和分型面1、型腔數(shù)目的確定型腔數(shù)目的確定，應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質(zhì)雖、批雖大小、交貨長(zhǎng)短、注射能力、模具成本等要求來(lái)綜合考慮。根據(jù)注射機(jī)的最大鎖模力確定型腔數(shù)目n,即F鎖fA廢fA件式中F鎖注射機(jī)的額定鎖模力（N）A廢一一模具上澆注系統(tǒng)及飛邊在分型面上的投影面積（m）2A牛一一塑件在分型面的投影面積（m）f單位面積所需的鎖模力（N/nf）大多數(shù)小型件常用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔數(shù)原則上不超過(guò)4個(gè)，生產(chǎn)中如果交貨允許，我們根據(jù)上述公式估算，采用一模二腔。2、型腔的排列方式考慮到模具成

9、型零件和抽芯結(jié)構(gòu)以及出模方式的設(shè)計(jì)，模具的型腔排列方式如下圖所示：時(shí)磊忖tR圖（i）3、分型面的設(shè)計(jì)分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質(zhì)雖、便于塑件脫模及簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進(jìn)行選擇。a）確保塑件尺寸精度，有同軸度要求的部分全部在動(dòng)模部分成型，選分型面時(shí)，還應(yīng)考慮減小由脫模斜度造成塑件的大小端尺寸差異。b）確保塑件表面要求，分型面盡可能選擇在不影響塑件外觀的部位以及塑件外觀S的要求，而且分型面處產(chǎn)生的飛

10、邊應(yīng)容易修整加工。c）考慮鎖模力，盡可能減少塑件在分型面上的投影面積d）考慮模板間距。布需e）便于塑件順利脫模，盡雖使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模部分。f）考慮側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，應(yīng)盡雖避免側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。g）盡雖方便澆注系統(tǒng)的布置。h）便于排溢。i）便于嵌件的安放。j）模具整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，盡雖減少分型面的數(shù)目，盡雖采用平直分型面。k）考慮模具制造難易性。五、選擇注射機(jī)和注射機(jī)參數(shù)1、注射機(jī)的組成注射機(jī)的全稱(chēng)應(yīng)為塑料注射成型機(jī)。注射機(jī)主要由注射裝置、合模裝置、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)及機(jī)架等組成。工作時(shí)模具的動(dòng)、定模分別安裝于注射機(jī)的移動(dòng)模板和定模固定模扳上，由合模機(jī)構(gòu)合模并鎖緊，由注射裝置加熱、塑化、注射待融料在

11、模具內(nèi)冷卻定型后由合模機(jī)構(gòu)開(kāi)模，最后由推出機(jī)構(gòu)將塑件推出。1、鎖模油缸2、鎖模機(jī)構(gòu)3、移動(dòng)模板4、頂出桿5、定模固定板6、控制臺(tái)7、料筒及加熱器&料斗9、定量供料裝置10、注射油缸布磊Sn/秦4常用國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的技術(shù)按范XS-Z-60XS-ZY-I25XS-ZY-250.KS-ZY-5C0XS-KY-JOO)xsm-?r注射罐心亦30W1252500040QU螺.桿（赴塞）直輕2B3B4:5065腫130芒射壓力/MPaJI9)22119f和陽(yáng)21106注財(cái)荷理人no13017(.15160200260370亡射時(shí)fWA0,71.5L622.736詠桿轉(zhuǎn)理（rimh-1）A29,43,55*25

12、Jl,39氛32.S92(1.25.32,38,42,50.?3fM11,2?35,40,45.50,45J316.2D.22AU51mit射方比杜亶柱整蠱桿式冊(cè)式1螺桿童2505009001800J5G04500JOOOOM1305031伽3fif)C1枷）liH)3U050050&07001101彳復(fù)具璋度最尢1802003003534507001ooo60TO2002(?3003007(XJ拉桿宇間/皿怕235190x300260x29044Sx370540x440650x5501050x950慎板尺寸Znm250x59&330x440伽K450598x520700x850-瓶壓-機(jī)疲壓

13、-機(jī)被菠壓禳壓-扯新？-機(jī)臧穩(wěn)壓式S3皿12180.12700t25W.50atJ/wpi5.3*5fi.5656.514加注塑機(jī)的選擇與參數(shù)校核根據(jù)課程設(shè)計(jì)實(shí)際要求我們選用型號(hào)為XS-Z-60的注射機(jī)，如圖其主要技術(shù)參數(shù)如下：最大注射容雖為60cm3；注射壓力為122Mpa;鎖模力為500kN;最大注射面積為130cm2;最大模具厚度為200cm;最小模具厚度為70mm;噴嘴圓弧半徑R12mm;噴嘴孔半徑R2mm;中心頂出孔半徑R25mm;模板開(kāi)模彳亍程180mm。根據(jù)上述所選注射機(jī)進(jìn)彳亍參數(shù)校核。2. 鎖模力的校核按FAKpA分公式校核鎖模力。其中，F(xiàn)為注射機(jī)的最大鎖模力；p為模內(nèi)平均壓力

14、（型腔內(nèi)熔體的平均壓力）；A分為所有制品、流道和澆口在分型面上的投影面積之和。K為壓力損耗系數(shù)，一般取1.1-1.2。由于制品材料為pp,屬于中等粘度塑料和有精度要求的制品，查相關(guān)資料得：p為29.6-34.4MPa,取p=30MPa進(jìn)行校核。A分是分型面上的投影面積，經(jīng)計(jì)算（可利用軟件的分析功能進(jìn)行計(jì)算），得到單個(gè)塑件的投影面積為4755mm2，澆注系統(tǒng)的投影面積約為80mm2,則兩個(gè)制品、流道和澆口在分型面上的投影面積之和A分為9710mm2時(shí)磊5說(shuō)-因此：KpA分=1.1X30X106X9710X10-6N=321X103N=321kNF=500kN321kN所以鎖模力足夠，滿足鎖模要求

15、。注射員的校核經(jīng)計(jì)算得到單個(gè)塑件的體積為15.86cm3,澆注系統(tǒng)的體積約為2cm3,因此，模具中塑件和澆注系統(tǒng)的總里iGmax=2x15.86cm3+2cm3=33.72cm3.注射機(jī)的注射雖G=60cm3，按校核公式GX0.8=60x0.8cm3=48cm333.72m3,滿足注射成型的要求。3. 核膜機(jī)構(gòu)的尺寸的校核模具厚度的校核注射機(jī)允許安裝的模具最高厚度為200mm;注射機(jī)允許安裝的模具最小厚度為70mm。模具實(shí)際厚度H=定模座厚度+型腔板厚+型芯固定板厚+墊鐵厚+墊塊厚+動(dòng)模座板厚=20mm+30mm+30mm+32mm+35mm+20mm=167mm顯然，注射機(jī)允許安裝的模具最小

16、厚度進(jìn)莫具實(shí)際厚度HH1+H2(5-10)mm其中，注射機(jī)最大開(kāi)模彳亍程S為180mm;制品的推出距離H1為10mm:制9品的總高度H2為50mm。H1+H2+(5-10)mm=10mm+50mm+10mm=70mm顯然，注射機(jī)最大開(kāi)模行程S70mm模具的開(kāi)模行程足夠出型腔和型芯的尺六、模具型腔和型芯尺寸計(jì)算下圖為我們所設(shè)計(jì)的塑料碗的結(jié)構(gòu)尺寸圖，我們根據(jù)圖示的尺寸大小計(jì)算1004115碗口部分的型腔內(nèi)形尺寸mz11ds1115dsQcpXS101.142%)1.141、型腔的內(nèi)形尺寸計(jì)算上述計(jì)算中，塑件公差數(shù)x取3/4。-mz=116.445。0.38si取1.14mm,塑料平均收縮率Qcp取

17、2%,綜合修正系3碗底部分的型腔內(nèi)形尺寸：D腔2=dS2dS2Qcp；S2什3=55552%0.744=56.45。0.25.7430上述計(jì)算中，塑件公差si取0.74mm,塑料平均收縮率Qcp取2%,綜合修正系數(shù)x取3/4時(shí)磊時(shí)磊忖tR2、型腔的深度尺寸計(jì)算mz碗口部分型腔深度尺寸:H腔1=hsihsiQcpsi0.740.74=57(12%)-=57.65o025上述計(jì)算中，塑件公差si取0.74mm,塑料平均收縮率Qcp取2%,綜合修正系數(shù)x取2/3。s2碗底部分型腔深度尺寸:0m,0.20上述計(jì)算中，塑件公差H腔2=hs2hs2Qcp=332%=2.93。0070.20s2取0.2mm,塑料平均收縮率Qcp取2%,綜合修正系數(shù)3取期卯的外形（外徑）尺寸碗口部分型芯的外形尺寸：DsiDsiQcpXsimz0=1001002%31.01.03=102.7500.33上述計(jì)算中，塑件公差s1取1.0mm，塑料平均收縮率Qcp取2%,綜合修正系數(shù)x取3/4。碗底部分型芯的外形尺寸：d凸=Xs2DS2上述計(jì)算中，塑件公差3=47(12%)=48.580.210.640.643s2取0.64mm,塑料平均收縮率Qcp取2%,綜合修正系數(shù)x取3/4。4、型芯的高度尺寸計(jì)算h凸1=Hs1HsiQc