塑料碗 模具設(shè)計(jì)

塑料碗模具設(shè)計(jì)塑料碗模具設(shè)計(jì)塑料碗模具設(shè)計(jì)資料僅供參考文件編號(hào)：2022年4月塑料碗模具設(shè)計(jì)版本號(hào)：A修改號(hào)：1頁(yè)次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：塑料模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書項(xiàng)目名稱：塑料碗注射模具設(shè)計(jì)系別：機(jī)電系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化組長(zhǎng)：學(xué)號(hào)：組員：學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：二OO九年四月目錄一、塑料碗的零件圖 41.塑料碗的3D模型（SolidWorks造型） 4二、塑料碗制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 5三、選擇的塑料及其性能、成型條件 61.選擇的塑料 6塑料的性能 6的成型條件 6四、確定型腔數(shù)、排列方式和分型面 71、型腔數(shù)目的確定 72、型腔的排列方式 73、分型面的設(shè)計(jì) 8五、選擇注射機(jī)和注射機(jī)參數(shù) 91、注射機(jī)的組成 92.鎖模力的校核 113.

注射量的校核 114.

核膜機(jī)構(gòu)的尺寸的校核 11六、模具型腔和型芯尺寸計(jì)算 121、型腔的內(nèi)形尺寸計(jì)算 122、型腔的深度尺寸計(jì)算 133、型芯的外形（外徑）尺寸 134、型芯的高度尺寸計(jì)算 14六、確定模架尺寸 151、導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 152、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu) 15七、參考資料 16一、塑料碗的零件圖1.塑料碗的3D模型（SolidWorks造型）2.塑料碗的尺寸圖二、塑料碗制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.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130～150℃5.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，若采用整體式結(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)省貴重模具材料。三、選擇的塑料及其性能、成型條件1.選擇的塑料：PP（聚丙烯）塑料的性能：PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時(shí)非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無(wú)規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100℃）、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)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。由于結(jié)晶度較高，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1~40。低MFR的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)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為~%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到%。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)芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（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。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。顆粒狀態(tài)（1）預(yù)熱干燥原料應(yīng)先進(jìn)行預(yù)熱干燥處理，預(yù)熱時(shí)間為，料溫升至80C°-100C°。原因是原料中往往水分含量太高，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。（2）加料計(jì)量進(jìn)料量要準(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。熔融狀態(tài)（1）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150-220C°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。（2）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)。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°以上的烘箱中加熱30—60min，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)量、批量大小、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，即式中——注射機(jī)的額定鎖模力（N）——模具上澆注系統(tǒng)及飛邊在分型面上的投影面積（m2）——塑件在分型面的投影面積（m2）f——單位面積所需的鎖模力（N/m2）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：圖（1）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)量、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。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。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的要求，而且分型面處產(chǎn)生的飛邊應(yīng)容易修整加工?？紤]鎖模力，盡可能減少塑件在分型面上的投影面積?？紤]模板間距。便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模部分。考慮側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，應(yīng)盡量避免側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。盡量方便澆注系統(tǒng)的布置。便于排溢。便于嵌件的安放。模具整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，盡量減少分型面的數(shù)目，盡量采用平直分型面。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、注射待融料在模具內(nèi)冷卻定型后由合模機(jī)構(gòu)開模，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8、料斗9、定量供料裝置10、注射油缸注塑機(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：最大注射容量為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；模板開模行程180mm根據(jù)上述所選注射機(jī)進(jìn)行參數(shù)校核。2.鎖模力的校核按F≥KpA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（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。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，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因此：KpA分=N=321X103N=321kNF=500kN≥321kN所以鎖模力足夠，滿足鎖模要求。3.

注射量的校核經(jīng)計(jì)算得到單個(gè)塑件的體積為，澆注系統(tǒng)的體積約為2cm3，因此，模具中塑件和澆注系統(tǒng)的總重量Gmax=+2cm3=.注射機(jī)的注射量G=60cm3，按校核公式==48cm3≥，滿足注射成型的要求。4.

核膜機(jī)構(gòu)的尺寸的校核（1）

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厚度≤模具實(shí)際厚度H≤注射機(jī)允許安裝的模具最大厚度，模具厚度滿足要求。（2）

開模行程的校核按開模取件的最小開距進(jìn)行校核。該模具的澆注系統(tǒng)為側(cè)澆口形式，單分型面注射模，可按下式校核：S≥H1+H2（5-10）mm其中，注射機(jī)最大開模行程S為180mm；制品的推出距離H1為10mm：制品的總高度H2為50mm。H1+H2+（5-10）mm=10mm+50mm+10mm=70mm顯然，注射機(jī)最大開模行程S≥70mm，模具的開模行程足夠六、模具型腔和型芯尺