1、前言21對設(shè)計任務(wù)書的理解32塑件的工藝性分析32.1 塑件原材料分析32.2 塑件結(jié)構(gòu)、尺寸精度及表面質(zhì)量分析42.3 塑件的體積與質(zhì)量52.4 塑件注塑工藝參數(shù)的確定52.5 選擇注射成型設(shè)備72.5.1 依據(jù)最大注射量初選設(shè)備73擬定成型方案83.1 分型面的選擇83.2 確定型腔布置103.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計103.3.1 主流道的設(shè)計103.3.2 澆口設(shè)計114模具成型零件的設(shè)計134.1 凹模（型腔）設(shè)計144.2 凸模（型芯）設(shè)計144.3 導(dǎo)向定位機構(gòu)設(shè)計144.4 推出機構(gòu)設(shè)計144.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計154.6 推出機構(gòu)的設(shè)計15設(shè)計小結(jié)16參考文獻17、兒、4刖百隨著中國

2、當(dāng)前的經(jīng)濟形勢的日趨好轉(zhuǎn)，在“實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”?？梢娔＞吖I(yè)在國民經(jīng)濟中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決定中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務(wù)。近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命

3、、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。本次課程設(shè)計的主要任務(wù)是塑料碗注塑模具的設(shè)計。也就是設(shè)計一副注塑模具來生產(chǎn)塑料碗塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過此次設(shè)計，使我對點澆口雙分型面模具的設(shè)計有了較深的認識。同時，在設(shè)計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識也對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立

4、完成模具設(shè)計積累了一定的經(jīng)驗。1對設(shè)計任務(wù)書的理解在進行模具設(shè)計之前，首先仔細認真閱讀模具設(shè)計任務(wù)書，了解塑件的用途及性能要求，了解所用塑料的性能、名稱、牌號、分析塑件的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸、尺寸精度、表面粗糙度等要求以及其他一些技術(shù)要求的合理性。2塑件的工藝性分析2.1 塑件原材料分析本塑件及塑料碗為日常生活中常見的塑料制品，主要用于盛裝食品。根據(jù)使用的特殊性，綜合分析各塑料的性能，聚丙烯(pp)為最佳材料。PP的主要特點如下：成白色蠟狀，無毒，透明；有著極低的密度(0.890.92),故質(zhì)量很輕，是大品種塑料中最輕的一種；化學(xué)穩(wěn)定性好，在室溫下溶劑不能溶解，且有著優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性；耐熱性好，

5、其最高使用溫度達150C,最低使用溫度達15C;電性能優(yōu)異，耐高頻電絕緣性好，在潮濕環(huán)境中也具有良好的絕緣性；有著優(yōu)異的力學(xué)性能，包括拉伸強度、壓縮強度和硬度，突出剛性和耐彎曲疲勞性能；PP比PE容易發(fā)生熱、光氧化，耐氣候老化性差，必須添加抗氧化劑或紫外線吸收劑；耐抗沖擊性差，尤其是低溫沖擊性差，度缺口十分敏感；PP的結(jié)晶性能導(dǎo)致制品的不透明性。此外，聚丙烯的屈服強度、彈性、硬度及抗拉、抗壓強度等都高于聚乙烯，其拉伸強度甚至高于聚苯乙烯和ABS聚丙烯吸水率低，絕緣性好，能耐弱酸、弱堿。但是，聚丙烯在氧、熱、光的作用下極易降解老化，所以必須加入防老化劑。定向拉伸后的聚丙烯可以制作較鏈，抗彎曲疲勞

6、強度特別高。聚丙烯成型加工時收縮率較大，易導(dǎo)致成型加工出來的制件出現(xiàn)變形、縮孔等缺陷。2.2 塑件結(jié)構(gòu)、尺寸精度及表面質(zhì)量分析塑件結(jié)構(gòu)分析：塑件的整體高度42mm碗底直徑57.9mm碗口外直徑128mm碗口內(nèi)直徑101.06mm碗厚1mm具體形狀見圖1。塑件的尺寸精度分析：因塑件材料為pp,尺寸均無精度要求為自由尺寸?？砂凑誌T5精度取其公差值。塑件的表面質(zhì)量分析：碗的表面精度要求相對較高，故采用點澆口流道單分型面型腔注射?？梢员ＷC表面精度。2.3 塑件的體積與質(zhì)量塑件主要尺寸及結(jié)構(gòu)見圖1，近似計算V=19852.0697mm3,塑件的質(zhì)Mm=:v=0.91g/cm3*v=18.0654g2.

7、4 塑件注塑工藝參數(shù)的確定根據(jù)情況成型的參數(shù)可作如下選擇，在試模過程中可做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。注射模溫度包括料筒溫度和噴嘴溫度。料筒三區(qū)：190205料筒二區(qū)：180190料筒一區(qū)：150170噴嘴采用直通式，溫度為170190模具溫度：4070注射壓力：60100MPa保壓壓力：5060MPa注射時間：15s保壓日寸間：510s冷卻時間：1020s成型周期：1535s塑料碗成型工藝卡片常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院塑料注射成型工藝卡片資料編號模具1311共頁第頁零件名稱塑料碗材料牌號PC設(shè)備型號裝配圖號材料定額每模制件數(shù)1件零件圖號單件質(zhì)量64.90g工裝號材料干燥設(shè)備溫度/C時間/h料筒溫度/C料筒一區(qū)15

8、0170料筒二區(qū)180190料筒三區(qū)190220噴嘴180221模具溫度/C4060時間/s注射15保壓510冷卻1020壓力MPa注射壓力60100保壓壓力5060背壓24后處理溫度/C時間定額/min輔助0.5時間/min單件12檢驗編制校對審核組長車間主任編制2.5 選擇注射成型設(shè)備初選注射機的規(guī)格通常依據(jù)注射機允許的最大注射量、鎖模力及塑件外觀尺寸等因素確定。習(xí)慣以其中一個作為設(shè)計依據(jù)，其余作為校核依據(jù)。2.5.1 依據(jù)最大注射量初選設(shè)備通常保證制品所需要注射量小于等于注射機允許的最大注射量的80%否則就會造成制品的形狀不完整、內(nèi)部組疏松或制品強度下降等缺陷；而過小，注射機利用率偏低，

9、浪費電能，而且塑件長時間處于高溫狀態(tài)會導(dǎo)致塑料分解和變質(zhì)，因此，應(yīng)注意注射機能處理的最小注射量，最小注射量通常應(yīng)大于額定注射量的20%計算塑件的體積通過軟件分析塑件體積為V=19852.0697mm3計算塑件的質(zhì)量。計算塑件的質(zhì)量為了選擇注射機及確定模具型腔數(shù)。由手冊查得PP的塑料密度0.91g/cm3所以塑件的質(zhì)量為m=：v=1.2g/cm3*v=18.0654g根據(jù)塑件的形狀及尺寸（外形為回轉(zhuǎn)體，最大直徑為128mm高度為42mm尺寸較大）。同時對塑件原材料的分析得知PP的熔體黏度大，流動性差，所以塑件的成型采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)。塑件成型每次需要注射量（含凝料的質(zhì)量，初步估算為4g）為2

10、1g計算每次注射進入需要的注射進入型腔的塑料總體積V=30/0.91=32.967cm3根據(jù)注射量查模具手冊初選柱塞式，選擇XS-ZY-30型，滿足注射量小于或等于注射機的最大注射量的80%勺要求，查設(shè)備的主參數(shù)，見下表額7E注射里cm330螺桿直徑mm28注射壓力Mpa119注射仃程mm130注射方式柱塞式鎖模力kN250最大成型面積90最大合模行程160模具最大厚度180模具最小厚度60噴嘴圓弧半徑2頂出形式機械頂出動定固定板250*280拉桿空間235合模方式液壓機械液壓泵流量50液壓泵壓力6.5電動機功率5.5機器外形尺寸2340*850*14603擬定成型方案3.1分型面的選擇分型面

11、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。如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、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應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則：a）、便于塑件脫模：b）、考慮和保證塑件的外觀不遭損壞c）、盡力保證塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排氣e）、盡量使模具加工方便I、在開模時盡

12、量使塑件留在動模內(nèi)n、應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯田、應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位；綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易。當(dāng)選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。對于本塑件，盒口凸邊的下緣面為最佳第一分型面。3.2 確定型腔布置確定型腔的方法有：根據(jù)鎖模力確定；根據(jù)最大注射量確定；根據(jù)塑件精度確定和經(jīng)濟性確定等。根據(jù)設(shè)計說明書的設(shè)計要求、塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點及尺寸精度要求，本制品采用一模一腔。3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。

13、具作用是使塑件熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)十分重要。而澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。我們在這里選用普通澆注系統(tǒng)，它一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。3.3.1 主流道的設(shè)計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。主流道其主要設(shè)計特點：(1)主流道圓錐角=2o6o,對流動性差的塑件可取3o6o,內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63mi主流道大端呈圓角，半徑r

14、=13mm以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm過長則會影響熔體的順利充型。對小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合。主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強度為5256HRC本塑件所用澆口套形式及其固定形式見圖4和圖5IV/VH/X圖4澆口套形式圖5澆口套固定形式3.3.2 澆口設(shè)計澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的理想尺寸很難用理論公式計算，通常根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限，然后在試模

15、過程中逐步加以修正。一般澆口的截面積為分流道截面積的3%-9%截面形狀常為矩形或圓形，澆口長度為0.52mm表面粗糙度Ra不低于0.4m澆口的結(jié)構(gòu)形式很多，按照澆口的形狀可以分為點澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、及薄片式澆口。澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇。澆口位置的選擇直接影響到制品的質(zhì)量問題，所以我們在開設(shè)澆口時應(yīng)注意以下幾點：澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置。澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮。澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除

16、。澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。對于帶細長型芯的模具，宜采用中心頂部進料方式，以避免型芯受沖擊變形。澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。不要在制品承受彎曲載荷或沖擊的部位設(shè)置澆口。根據(jù)澆口的成型要求及型腔的排列方式，聯(lián)系產(chǎn)品實際使用要求，本產(chǎn)品選用點澆口較為合適。具體形式見圖6。圖6澆口形式由于采用點澆口，所以不設(shè)冷料井。4模具成型零件的設(shè)計成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異行零件的長和寬），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑件制件都有一定的幾何形狀和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，

17、則精度要求較高。在模具設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些影響因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。4.1 凹模（型腔）設(shè)計采用整體嵌入式凹模，放在定模板一側(cè)，主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材料、方便熱處理、方便日后的更換維修等方面考慮的。注意：凹模鑲塊的尺寸大小設(shè)計出了要考慮壁厚的剛度和強度校核外，還要留有足夠的冷卻水道位置。4.2 凸模（型芯）設(shè)計型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計也應(yīng)采用組合式，可節(jié)省貴重模具鋼，減少加工工作量。成型塑件內(nèi)壁的大型芯裝在動模板上，成型條形孔和圓孔的小型芯裝在定模板上，方便型芯的制作安裝、塑件的飛邊去除以及塑件內(nèi)部冷

18、卻水道的排布。4.3 導(dǎo)向定位機構(gòu)設(shè)計由于塑件基本對稱且無單向側(cè)壓力，所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可滿足合模導(dǎo)向及閉模后的定位。注意：導(dǎo)柱要比主型芯高出至少68mm4.4 推由機構(gòu)設(shè)計根據(jù)圓形頂蓋的形狀特點，其推出機構(gòu)可采用推件板推出或推桿推出。其中推件板推出結(jié)構(gòu)可靠、頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量，但制造困難，成本高；推桿推出結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件內(nèi)部型腔上留下頂出痕跡，但不影響塑件外觀，所以采用推桿推出機構(gòu)4.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計采用冷卻水道冷卻，凹模冷卻水道采用環(huán)繞型腔布置的單層式冷卻回路，水道開設(shè)時注意避開安裝在定模上的內(nèi)鑲塊；型芯冷卻采用隔板式管道冷卻，在型芯上開設(shè)兩個孔，孔內(nèi)插上縱向隔板。4.6 推由機構(gòu)的設(shè)計采用推桿推出機構(gòu)，由于該塑件的脫模力不是太大，推桿的布置空間足夠，所以無須用繁瑣的計算方法確定推桿的尺寸大小，可以根據(jù)經(jīng)驗選取d=4mm的推桿，注意保證推出距離略大于型芯的突出長度23mm即推出距離大于20mm具體設(shè)計見附件圖紙。設(shè)計小結(jié)一星期的課程設(shè)計接近尾聲了，期間有過迷茫，苦惱，快樂與喜悅，更多的是收獲了更多的專業(yè)知識，熟悉了注塑模具成型的基本原理和過程。這次課程設(shè)計有點特殊，課程設(shè)計期間不停課，只能是利用課余時間完成。這對我們的學(xué)習(xí)自主性是一次正真的考驗