塑料水杯注塑模具設計說明書

目錄1塑件的成型工藝分析……………………31.1塑件的原材料分析………31。2塑料件的尺寸分析………31.3塑件表面質(zhì)量分析………31。4塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析……………………41。5成形工藝參數(shù)、工藝卡…………………4…1.5。1塑件的體積及質(zhì)量………………4…1。5.2選用注射機………4…1.5.3塑件注射成型工藝參數(shù)…………52模具結(jié)構(gòu)方案的確定……………………62.1型腔數(shù)目的確定…………62。2分型面的選擇……………72.3澆注系統(tǒng)的設計…………82.3。1主流道的設計………82.3。2澆口的設計…………92。4側(cè)向抽芯系統(tǒng)設計………10…2。4.1側(cè)向分型抽芯距的確定…………102。4。2側(cè)向分型抽芯力的計算…………10……2.4.3斜導柱的設計……………………11…2.4.4斜導柱的材料及安裝配合………112。5推出機構(gòu)設計……………122。5。1設計原…則…………12…2.5。2推桿材料…………12…2.5.3推桿的形式………12…2。5.4推桿的導向………13…2.5。5推桿的復位………132。6標準模架的選擇…………132。7排氣溫控系統(tǒng)設計………143成型零件工作尺寸的計算……………143。1成型零部件的磨損………15…3.2成型零部件的制造誤差………………151

3。3塑件的基本尺寸計算……………………153.3。2型腔深度……………153.3.3型芯高度……………153.3.4壁厚…………………163。3。5圓角…………………163.3。6柄長…………………164注射機有關工藝參數(shù)的校核…………174.1注射量的校核……………174。2注射壓力的校核…………174.3鎖模力的校核……………174。4裝模部分有關尺寸的校核………………18…4。4.1模具閉合高度的校核……………18…4。4。2模具安裝部分的校核……………18…4.4。3模具開模行程的校核……………18…4。4。4頂出部分的校核…………………181、塑件的成型工藝分析1.1塑件的原材料分析塑件原材料為PP中文名:聚丙烯表1.1塑件的原材料分析品種結(jié)構(gòu)特點使用溫度性能特點成型特點PP化學穩(wěn)定性較好，耐熱性較成型是收縮大，成型性能好，線型結(jié)構(gòu)10℃~熱塑性差，光、氧作用下容易降易變形翹曲，尺寸穩(wěn)定性好，半結(jié)晶型120℃塑料解，機械性能比聚乙烯好。柔軟性好，有“鉸鏈”特性。結(jié)論:干燥處理:如果儲存適當則不需要干燥處理.熔化溫度：220～275C,注意不要超過275C。模具溫度：40～80C，建議使用50C.結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。注射壓力：可大到1800bar.注射速度：通常,使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小.如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應使用較高溫度下的低速注塑.流道和澆口：對于冷流道，典型的流道直徑范圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是21～1。5mm，但也可以使用小到0。7mm的澆口。對于邊緣澆口,最小的澆口深度應為壁厚的一半；最小的澆口寬度應至少為壁厚的兩倍.PP材料完全可以使用熱流道系統(tǒng).1。2塑料件的尺寸分析塑件零件圖圖1。2所示,根據(jù)零件圖，該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸,可按MT5查取公差（參見課程“附錄—模塑件尺寸公差表”）.其主要尺寸公差標注如下（單位均為mm）:高度尺寸:8078+0.86-0。86外形尺寸：?38?60-0.74—0。56內(nèi)形尺寸:?36+0.56?56+0.741.3塑件表面質(zhì)量分析塑件是日常使用的水杯，要求外表美觀、無斑點、無熔接痕，表面質(zhì)量一般要求較高，在Ra0。8以上.1。4塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析聚丙烯(PP）水杯的收縮率按照前人經(jīng)驗取20/1000。塑件水杯是薄壁回轉(zhuǎn)體，為利于脫模，塑件的外壁有2°的脫模斜度，此斜度在常用的脫模斜度范圍內(nèi),能保證順利脫模,故無需另行設計.在1mm-4mm之間。此塑料件最大壁厚為熱塑性塑料的壁厚應該控制。4.0mm，最小壁厚為12mm，壁厚均勻，在推薦值之間.易于成型.1.5成形工藝參數(shù)、工藝卡1。5。1塑件的體積及質(zhì)量根據(jù)圖樣尺寸，利用畫圖軟件建立塑件三維模型，經(jīng)分析得：V≈26880mm3塑件體積：塑＝ρV塑件質(zhì)量：M塑塑＝1.04cm/g×2688cm。＝27。96g塑件與澆注系統(tǒng)的總質(zhì)量：M=M+M≈54(g)塑凝1。5。2選用注射機根據(jù)塑件的形狀,取一模一件的模具結(jié)構(gòu)，初步選取螺桿式注射成型機：G54-S200/400,表1。2為該注射機的技術參數(shù)。表1.2注射機G54-S200/400的技術參數(shù)額定注射量/cm3200~4003螺桿直徑/mm注射壓力/Mpa模具最大厚度/mm模具最小厚度/mm拉桿空間/mm注射行程/mm注射方式55109406165290×368160螺桿式鎖模力/KN2540最大成型面積/cm2模板最大行程/mm645260動模板設有頂板，開模是通過動模頂出形式板與頂板相碰，機械頂出塑件合模方式液壓—機械170、12532×6346。5液壓泵流量/（L/min）動、定模固定板尺寸/mm液壓泵壓力/Mpa弧半徑/mm18噴嘴孔半徑/mm4機器外形尺寸/mm4700×1400×18001.5。3塑件注射成型工藝參數(shù)PP塑件注射成型工藝參數(shù)如表1。2所示,（參見附錄H）,試模時,可根據(jù)實際情況作適當調(diào)整；模塑成型工藝卡如表1.3所示。表1。2ABS塑料的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格溫度：80~1000C時間：4~6h工藝參數(shù)規(guī)格注射時間：20~60保壓時間：0~3冷卻時間:20~90總周期：50~16048預熱和干燥成型時間S后段：160~180料筒溫度0C中段:180~200前段：200～220螺桿轉(zhuǎn)速r/min注射壓力Mpa保壓壓力Mpa噴嘴溫度0C直通式：170～19070~100模具溫度0C80~9050~60中山火炬職業(yè)技術學院車間模具教研室資料編號水杯注射工藝卡片共頁第頁4零件名稱裝配圖號零件圖號水杯材料牌號材料定額單件質(zhì)量PP設備型號G54—S200/400每模件數(shù)工裝號128g材料干燥設備G54—S200/400溫度0C80～1000C時間h后段0C中段0C前段0C噴嘴0C4~6h160～180180～200200~220170～19080~90料筒溫度模具溫度0C注射S保壓S冷卻S注射20～600～3時間20~90壓力70～100背壓溫度0C輔助min單件min后處理時間定額時間h檢驗控制校對審核組長車間主任檢驗組長主管工程師2.1型腔數(shù)目的確定對于一個塑件的模具設計的第一步驟就是型腔數(shù)目的確定。單型腔模具的優(yōu)點是：塑件精度高；工藝參數(shù)易于控制;模具結(jié)構(gòu)簡單;模具制造成本低，周期短。缺點是：塑件成型的生產(chǎn)率低、成本高。單型腔模具適用于塑件較大,精度要求較高或者小批量及試生產(chǎn)。多型腔模具的優(yōu)點是：塑件成型的生產(chǎn)率高，成本低。缺點是：塑件精度低；工藝參數(shù)難以控制.模具結(jié)構(gòu)復雜；模具制造成本高,周期長。多型腔模具適用于大批量、長期生產(chǎn)的小塑件。經(jīng)驗,在模具中每增加一個型腔，塑件的尺寸精度就要降低4％.確定型腔數(shù)目的方法：考慮到塑件的技術要求，本設計采用根據(jù)注射量方法確定型腔數(shù)目。即：5（n=0.8G—m2)/m1式中:G—注塑機的最大注射量(g），取200gm1-單個塑件的重量（g）取200g。m2—澆注系統(tǒng)的重量（g）取149g但根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和尺寸形狀來看不起，由于該塑件尺寸形狀很大，只能為一模一腔。根據(jù)需要和后續(xù)加工的要求我們確定為平行于塑件的最大尺寸方向，中心分布.2。2分型面的選擇分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個或兩個以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜,我們在這里選用與合模方向平行和垂直。模具分型面的選擇原則:1、分型面應選在塑件最大截面處。2、不影響塑件外觀質(zhì)量，尤其是對外觀質(zhì)量有明確要求的塑件更應注意。3、有利于保證塑件的精度要求。4、有利于模具的加工，特別是型腔的加工。（盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡便）5、有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設置。6、便于塑件的脫模，盡量使塑件開模時留在動模一側(cè)。7、盡量減小塑件在合模平面上的投影面積,以減小所需鎖模力.8、便于嵌件的安裝。9、長型芯應置于開模方向。分型面的開設如下圖：2.3澆注系統(tǒng)的設計流道設計包括主流道、澆口的設計。2。3.1主流道的設計主流道通常位于模具中心塑料熔體入口處,它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或是型腔。由于主流道要與高溫塑料熔體及注塑機噴嘴反復接觸，所以在注塑模中主流道部分常設計成可以拆卸更換的主流道襯套。在臥式或立式注塑機上使用的注塑模中，主流道垂直于模具分型面。為了使塑料熔體按順序的向前流動,開模時塑料凝料能從主流道中順利的拔出,需將主流道設計成圓錐形，具有2°～4°的錐角，內(nèi)壁有Ra0。8以下的表面粗糙度，拋光時應沿軸向進行。若沿圓周進行拋光，產(chǎn)生側(cè)向凹凸面,使主流道凝料難以拔出.同時澆圖2。2澆口套與注塑機噴嘴關系6

口套與注塑機噴嘴接觸平凡,為防止撞傷，應采取淬火處理使其具有較高的硬度（48HRC~52HRC）。熱塑性塑料的主流道襯套與注塑機噴嘴的尺寸：主流道始端直徑φB=φA+（0.5～1)mm，球面凹坑半徑R=X+（2～5）mm,半錐角a為20~40，盡可能縮短長度L（小于60mm為佳）。如圖2.2所示。本套模具主流道設計要點是：為便于凝料從主流道中拉出，主流道設計成圓錐形，其錐角=3°，內(nèi)壁粗糙。度為Ra=063μm,整個主流道都在襯套中，并未采取分段組合形式。主流道大端處是根據(jù)注塑機的噴嘴頭來設計的，呈圓角,其半徑R=21mm，以減小料流在轉(zhuǎn)向時過渡的阻力.為使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使主流道和注塑機的噴嘴（～緊密接觸，主流道對接處設計成半球形凹坑，其半徑R=X+25)mm，。～X=18mm,取R=21mm.其主澆道小端直徑d1=d2+(051)mm,取d1=4mm。流道應保持光滑的表面，避免留有影響塑料流動和脫模的尖角毛刺等。本套產(chǎn)品澆口套如圖2。3。圖2。3澆口套2。3.2澆口的設計澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道,它是澆注系統(tǒng)的關鍵組成部分。澆口的形狀、位置和尺寸對制品的質(zhì)量影響很大。。％。％澆口的截面積通常為分流道的截面面積的003~009.澆口截面積通常有矩形和圓形兩種。澆口長度約為0.5~2mm左右。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定,取其下限值,然后在試模時逐步修正。在注塑模具中常用的澆口形式有直接澆口、點澆口、潛伏式澆口、側(cè)澆口、重疊式澆口、圓環(huán)形澆口、護耳澆口等,澆口開設的位置對制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口的位置時應注意以下幾點：1.澆口應設在能使型腔各個角落都可以同時填滿的位置。2.澆口應設置在制品壁厚較厚的部位，使熔體從厚斷面流向薄斷面，以利于補料。3。澆口的部位應選在易于排除型腔內(nèi)空氣的位置.4。澆口的位置應選在能避免制品表面產(chǎn)生熔合紋的部位。當無法避免產(chǎn)生熔合紋的產(chǎn)生時，澆口位置的選擇應考慮到熔合紋產(chǎn)生的部位是否合適.5。澆口的設置應避免引起熔體斷裂的現(xiàn)象.6。澆口應設置在不影響7.不要在制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設置澆附近的強度較差.制品外觀的部位?？?一般制品澆口7

由于設計零件是表面要求較高的塑件，又因為該模具因其結(jié)構(gòu)復雜為3板模機構(gòu),故選擇點澆口為佳。并且表面網(wǎng)格的孔上。2.4側(cè)向抽芯系統(tǒng)設計抽芯形式其結(jié)構(gòu)如圖2。5所示,此側(cè)向抽芯機構(gòu)是由（15)斜導柱等構(gòu)成。側(cè)向抽芯的實現(xiàn)是在開模時定模底座帶動斜導柱運動，而斜導柱又帶動（2）定模板運動分開，從而實現(xiàn)側(cè)抽芯。圖2。4抽芯形式其結(jié)構(gòu)2.4.1側(cè)向分型抽芯距的確定一般情況下，側(cè)向抽芯距通常比塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)凹凸臺的高度大2~3mm.塑件上側(cè)凹深38mm，定抽芯距最少為(38＋2）mm即40mm。2。4。2側(cè)向分型抽芯力的計算其中:Fc—抽芯力（N）c—側(cè)型芯成形部分的截面平均周長。h—側(cè)型芯成形部分的高度。p—塑件對側(cè)抽芯的收縮力（包緊力)，模內(nèi)冷卻的塑件，＝（。）Pa。取◎p＝1。0×10Pa。p08~1.2×1077—塑件在熱關態(tài)時對鋼的摩擦系數(shù)，一般0.15~0.2，取0。18。α—側(cè)抽芯的脫模斜度或傾余角，取20°。代入上式得：2.4.3斜導柱的設計2。4。3。1斜導柱形狀采用圓形截面的斜導柱，其圖如2.5。圖2.5斜導柱形狀2。4。3。2。斜導柱傾角一般在設計時α不大于25°,最常用為12°≤α≤22°，通常抽芯距短時α取小些，抽芯距長時α取大些；抽芯力大時α可取小些，抽芯力小時可取大些。另外，斜導柱在對稱布置時，抽芯力可相互抵消，α可取大些，而斜導柱非對稱布置時，抽芯力無法抵消,α要取小些。綜上所述，因模具的斜導柱為對稱布置，且抽芯距較小，抽芯力也不大，取＝α20。02。4。3.3斜導柱的直徑計算，＝由抽芯力Fc傾角α20°，查表得最大彎曲力Fw、Hw,根據(jù)Fw和Hw以及α，。查表得斜導柱直徑為25mm8

2.4.3.4斜導柱的長度計算粗略計算：LSs，取L為118mm。3=％inａ2.4。4斜導柱的材料及安裝配合斜導柱的材料多為T8,T10等碳素工具鋼，也可以用45鋼滲碳處理.此斜導柱的材料選45鋼。由于斜導柱經(jīng)常滑動摩擦，熱處理要求硬度HRC≥55。表面粗糙。度Ra≤08μm。斜導柱與其固定的模板之間采用過度配合H7/m6。為了運動的靈活，滑塊上斜導孔與斜導柱之間可以采用較松的間隙配合H11/b11，或在兩者～之間保留0.51mm的間距。其斜導柱壓板圖如2.6示.圖2.6斜導柱壓板2.5推出機構(gòu)設計推出機構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機構(gòu)的導向與復位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、推桿墊板、頂板導柱、頂板導套以及推板緊固螺釘。2。5.1設計原則1．推出機構(gòu)應盡量設在動模一側(cè)；2．保證塑件不因推出而變形損壞;3．機構(gòu)簡單動作可靠；4．合模時的正確復位。2。5。2推桿材料推桿的材料多為45鋼、T8或T10碳素工具鋼，推桿頭部需淬火處理,硬度大于50HRC，表面粗糙度在Ra1.6μm以下，較好的表面質(zhì)量可防止推桿與孔咬死，并延長使用壽命。在存放推桿時，為防止有害氣體及介質(zhì)的侵蝕，應涂上二硫化鉬。2.5。3推桿的形式推桿是注塑模中使用最多的一種推出零件。推桿的形式很多，最常用的是圓形截面推桿.對于此塑料制品，是采用14根圓形截面的推桿。如圖2。7所示。圖2.7推桿2。5。4推桿的導向?qū)τ诤袛?shù)量較多并且頂出較細小的頂管頂出機構(gòu)，以及大面積的推板頂出機構(gòu)來講，防止頂出機構(gòu)的歪斜和扭曲是非常重要的，不然會造成細小頂管的變形甚至折斷，推板與型芯間的磨損擦傷,為了避免以上現(xiàn)象的發(fā)生,要求在脫模機構(gòu)導向的同時還起到支撐中間墊板的作用，防止中間墊板的彎曲。由于本模具中的頂出桿比較多,必須設計導向系統(tǒng)，即有導柱和導套。9

2.5.5推桿的復位使用推桿作為推出零件的脫模機構(gòu)，在完成一次脫模動作，開始下一次注射工作循環(huán)時，與制品接觸的推桿必須回復到初始位置。因此，必須設有復位裝置。～本模具設置復位桿，復位桿用45鋼，HRC4550。圖2.8所示。圖2.8復位桿2.6標準模架的選擇依據(jù)前面計算數(shù)據(jù),確定選用2930型標準模架，擬用現(xiàn)在比較流行的FUTABA標準，根據(jù)上述分析,此模具是含推件板、大水口類型的,所以選用“FUTABA-SB35×354045145”其中參數(shù)的含義是：圖2。9模架的結(jié)構(gòu)2。7排氣溫控系統(tǒng)設計當塑料熔體填充型腔時,必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導致塑件局部碳化或燒焦（褐色斑紋)，同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度,因此設計型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中,為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開設溢流槽以容納余料，也可容納一定量的氣體。當塑件熔體充填型腔時,必須排出型腔以、澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑件受熱而產(chǎn)生的氣體.如果氣體不能被順序的排出，塑件由于填充不足而出現(xiàn)氣泡,接縫或表面輪廓不清等缺陷；甚至因氣體受壓而產(chǎn)生高溫,使塑件焦化。考慮該塑件尺寸，屬于中小型簡單型腔模具，故可以利用推出機構(gòu)與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙值為0。03mm。3.成型零件工作尺寸的計算成型零部件的設計計算主要指成型部分，與塑件接觸部分的尺寸計算。而對于塑件尺寸精度的影響因素主要有以下方面：3.1成型零部件的磨損其主要是塑料熔體在成型行腔中的流動以及脫模時塑件與型腔或型心的摩擦，而一后者為主。為簡化設計計算，一般只考慮與塑件脫模方向平行的磨損量,對于垂直方向的不于考慮，而忽略不計.中小形塑件我們?nèi)ˇ腸=1/6Δ。3.2成型零部件的制造誤差成型零部件的制造包括成型零部件的加工誤差和安裝、配合誤差兩個方面，設計時一般將成型零部件的制造誤差控制在塑件相應公差的1/3左10

右,δz=1/3Δ，通常取IT6—IT9級精度.3.3塑件的基本尺寸計算3.3。1型腔徑向尺寸3.3.2型腔深度3.3。3型芯高度3。3。4壁厚3.3.5圓角3.3。6柄長4注射機有關工藝參數(shù)的校核注射機G54-S200/400的主要參數(shù)如下表所示：表4.1G54-S200/400注射機的主要參數(shù)標稱注射量最大開模行程S最大裝模高度Hmax最小裝模高度Hmin400cm2260mm406mm定位孔直徑噴嘴球頭半徑噴嘴孔直徑中心頂桿直徑頂出行程125mm18mm4mm165mm25mm0～130模板最大安裝尺寸532×6344.1注射量的校核如