塑料模具設(shè)計項目1_b2024/3/11塑料模具設(shè)計項目1b二維圖2024/3/112塑料模具設(shè)計項目1b模具設(shè)計步驟：1.塑件的工藝性（1）塑料品種：PP

顏色：天藍(lán)色基本特性：聚丙烯無色、無味、無毒。外觀似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更輕。密度僅為0.90～0.91g/cm3。它不吸水，光澤好，易著色。聚丙烯具有聚乙烯所有的優(yōu)良性能，如卓越的介電性能、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性，宜于成形加工等；還具有聚乙烯所沒有的許多性能，如屈服強度、抗拉強度和硬度及彈性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作鉸鏈，有特別高的抗彎曲疲勞強度。熔點為164℃～170℃，耐熱性好，能在2024/3/113塑料模具設(shè)計項目1b100℃以上的溫度下進行消毒滅菌。其低溫使用溫度達(dá)-15℃，低于-35℃時會脆裂。聚丙烯的高溫絕緣性能好，而且由于其不吸水，絕緣性能不受濕度的影響，但在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。成形特點：1）成形加工性好，可以用注射、擠出、吹塑及真空成形等方法加工；2）吸濕性小，可能發(fā)生熔體破裂，長期與熱金屬接觸容易分解；3）比聚乙烯流動性好，溢邊值0.03mm，壓力對熔體粘度比溫度影響顯著，應(yīng)在較高壓力下成形；4）冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，適當(dāng)延長冷卻時間，以穩(wěn)定尺寸；5）收縮率大且波動范圍大，方向性明顯，易發(fā)生縮孔、凹陷及變形；6）應(yīng)注意控制成形溫度，料溫低時2024/3/114塑料模具設(shè)計項目1b方向性明顯，尤其低溫高壓時更顯著，模溫低于50℃時，塑件表面不光澤，易產(chǎn)生熔接不良和流痕，模溫高于90℃時易發(fā)生翹曲和變形；7）塑件壁厚應(yīng)均勻，避免缺口和尖角，防止應(yīng)力集中，塑件內(nèi)不能有銅質(zhì)嵌件，聚丙烯與銅接觸后會變脆；8）取向顯著，不宜采用直接澆口，否則澆口附近殘余應(yīng)力大，易使塑件翹曲變形。相關(guān)知識鏈接

2024/3/115塑料模具設(shè)計項目1b（2）塑件尺寸精度：此塑件有三個尺寸標(biāo)注公差，分別是63+0.56、65.6+0.64、150-0.82，按GB/T14486-1993為MT4級精度，屬于一般精度；其余尺寸未注公差，按GB/T14486-1993中MT6級精度。表面質(zhì)量：塑件表面不得有氣孔、熔接痕、飛邊等缺陷，表面粗糙度可取Ra1.6。結(jié)構(gòu)工藝性：此塑件為回轉(zhuǎn)體殼類零件，腔體深146.5mm，壁厚均勻1.5mm，大于最小壁厚要求，總體尺寸不大不小，側(cè)壁斜度5°，可以順利脫模。塑件口部兩處圓角R0.5，底部圓角R1.5，2024/3/116塑料模具設(shè)計項目1b可以提高強度、改善熔體的流動情況和便于脫模。塑件底部有高2mm的邊框凸起支承面，以保證放置時的穩(wěn)定性。通過以上分析可知，此塑件可采用注射成形生產(chǎn)。又因產(chǎn)量為100，000件，屬于大批量生產(chǎn)，采用注射成形具有較高的經(jīng)濟效益。相關(guān)知識鏈接

2024/3/117塑料模具設(shè)計項目1b2.注射機的選擇（1）計算塑件的體積、質(zhì)量經(jīng)UG軟件測得塑件的體積V=61.9cm3，PP的密度為0.9～0.91g/cm3，則質(zhì)量M=61.9×0.9=55.7g。（2）確定模具型腔數(shù)量塑件的生產(chǎn)批量為100,000件，屬于大批量生產(chǎn)，現(xiàn)已知塑件的生產(chǎn)效率要求不高，為簡化模具結(jié)構(gòu)，采用直接澆口，型腔數(shù)目確定為一模一腔。相關(guān)知識鏈接2024/3/118塑料模具設(shè)計項目1b

（3）選擇注射機根據(jù)公式Vmax=(Vs+Vj)/K式中Vmax——注射機的最大注射量（cm3）Vs——塑件體積（cm3）

Vj——澆注系統(tǒng)凝料體積（cm3）K——注射機最大注射量利用系數(shù)，一般取K=0.8已知Vs=61.9cm3，估計Vj=5cm3則Vmax=（61.9+5）/0.8=83.6cm3查教材中表2-8，初步選擇注射機XS-ZY-125。2024/3/119塑料模具設(shè)計項目1b明確注射機的規(guī)格參數(shù)：最大注射量125cm3注射壓力120MPa最大開模行程300mm模板尺寸428mm×458mm鎖模力900kN模具厚度最大300mm、最小200mm

拉桿空間260mm×290mm噴嘴尺寸圓弧半徑R12mm、孔直徑φ4mm定位孔直徑φ100mm頂出形式兩側(cè)頂出，孔徑φ22mm，孔距230mm相關(guān)知識鏈接2024/3/1110塑料模具設(shè)計項目1b（4）制定注射成形工藝參數(shù)查表1-3，PP的注射成形工藝參數(shù)如下：溫度（℃）噴嘴溫度170～190料筒溫度前段180～200，中段200～220，后段160～170模具溫度40～80壓力（MPa）注射壓力70～120保壓壓力50～602024/3/1111塑料模具設(shè)計項目1b時間（S）注射時間0～5保壓時間20～60冷卻時間15～50成形周期40～120相關(guān)知識鏈接2024/3/1112塑料模具設(shè)計項目1b3.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）分型面的選擇首先確定模具的開模方向為塑件的軸線方向，根據(jù)分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處原則，則此塑件的分型面選在杯口的圓弧處，如圖1所示。相關(guān)知識鏈接圖1分型面2024/3/1113塑料模具設(shè)計項目1b（2）型腔布局由于采用一模一腔模具結(jié)構(gòu)，型腔居中布置。（3）確定模具總體結(jié)構(gòu)類型此模具采用直接澆口，推板推出塑件，因此總體結(jié)構(gòu)類型為單分型面注射模。相關(guān)知識鏈接相關(guān)知識鏈接

2024/3/1114塑料模具設(shè)計項目1b（4）成型零件設(shè)計A.結(jié)構(gòu)設(shè)計型腔和型芯的結(jié)構(gòu)有兩種基本形式，即整體式與組合式?？紤]到塑件大批量生產(chǎn)，則應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼，為節(jié)省貴重鋼材，型腔和型芯都宜于采用組合式結(jié)構(gòu)，此外，組合式結(jié)構(gòu)還可減少熱處理變形、利于排氣、便于模具的維修。型腔尺寸較小、結(jié)構(gòu)簡單，適于采用整體嵌入式，為裝拆方便，選通孔臺肩式。其零件圖見圖2。型芯結(jié)構(gòu)簡單，選擇通孔臺肩式，其為最常用的方法。其零件圖見圖3。相關(guān)知識鏈接2024/3/1115塑料模具設(shè)計項目1b圖2型腔鑲塊2024/3/1116塑料模具設(shè)計項目1b圖3型芯2024/3/1117塑料模具設(shè)計項目1bB.工作尺寸計算對于標(biāo)注公差的型芯、型腔尺寸按相應(yīng)公式進行尺寸計算，其余則按簡化公式計算。查表可知PP的收縮率Smin=1.8%，Smax=2.5%，則其平均收縮率Scp=(Smin+Smax)/2

=(1.8%+2.5%)

=2.15%63+0.56型芯徑向尺寸LM=(LS＋LSScp＋3Δ/4)－δz=(63＋63×2.15%+0.56×3/4)－(0.56/4)=64.775－0.14

2024/3/1118塑料模具設(shè)計項目1b65.6+0.64型芯徑向尺寸LM=(LS＋LSScp＋3Δ/4)－δz=(65.6＋65.6×2.15%+0.64×3/4)－(0.64/4)=67.490－0.160150-0.82型腔深度尺寸HM=(HS+HSScp?2Δ/3)+δz=(150+150×2.15%?2×0.82/3)+(0.82/4)=152.678+0.2050.5、1.5、2、95°四個尺寸未注公差，按簡化公式LM=(LS＋LSScp)計算。型腔R0.5LM=(LS＋LSScp)+δz=(0.5+0.5×2.15%)+0.01=0.511+0.01

型芯R0.5LM=(LS＋LSScp)－δz=(0.5+0.5×2.15%)－0.01=0.511－0.01

2024/3/1119塑料模具設(shè)計項目1b型腔R1.5LM=(LS＋LSScp)+δz=(1.5+1.5×2.15%)+0.01=1.532+0.01壁厚1.5LM=(LS＋LSScp)±=(1.5+1.5×2.15%)±=1.532±0.005型芯高度2LM=(LS＋LSScp)－δz

=(2+2×2.15%)－0.01=2.043－0.0195°角度不變相關(guān)知識鏈接2024/3/1120塑料模具設(shè)計項目1bC.型腔側(cè)壁和底板厚度計算此模具采用組合式圓形型腔（也可用矩形型腔），查表3-22，已知圓形型腔內(nèi)壁直徑為94mm，則型腔壁厚S1=14mm，模套壁厚S2=40mm。底板厚度應(yīng)用公式計算，表3-17中公式3-35整體嵌入式組合型，t≥0.87(p/[σ])0.5r=0.87×(40/300)0.5×47=15mm相關(guān)知識鏈接2024/3/1121塑料模具設(shè)計項目1b（5）選擇標(biāo)準(zhǔn)模架此設(shè)計中模架標(biāo)準(zhǔn)采用GB/T12556.1-1990《塑料注射模中小型模架》。

1）確定模架組合形式采用直接澆口，推板推出機構(gòu)，定模和動模均由兩塊模板組成，則應(yīng)選擇A4型。

2）計算型腔模板周界長度L=40＋14＋94＋14＋40=202寬度N=40＋14＋94＋14＋40=202圖4型腔模板周界2024/3/1122塑料模具設(shè)計項目1b

3）選取標(biāo)準(zhǔn)的型腔模板周界尺寸首先確定模架寬度，N=202接近于標(biāo)準(zhǔn)尺寸200，則可選200×L；然后從L系列標(biāo)準(zhǔn)尺寸中選擇接近于L=202的200或大于L=202的250，本設(shè)計中選250。最終確定的模架規(guī)格為200×250。

4）確定模板厚度A板定模板，用來嵌入型腔鑲塊，因型腔鑲塊采用通孔臺肩式，則A板厚度等于型腔鑲塊厚度，型腔鑲塊厚度＝型腔深度＋底板厚度≈150＋15=165，標(biāo)準(zhǔn)中A板厚度最大為80，則應(yīng)在購買模架時單獨提出要求A板厚度HA=180mm。B板動模板，用來固定型芯，采用通孔臺肩式，B板厚度＝（0.5～1）型芯高度，型芯高度146.5mm，則B板厚度HB在73～146之間，標(biāo)準(zhǔn)化取B板厚度2024/3/1123塑料模具設(shè)計項目1bHB=80mm。C板墊塊，形成推出機構(gòu)的移動空間，理論上其厚度≥推桿墊板厚度＋推桿固定板厚度＋塑件推出距離，保證把塑件完全推離型芯，此模架推桿墊板厚度＝20mm，推桿固定板厚度＝16mm，塑件推出距離＝型芯高度＋（5～10）≈146.5＋5=151.5mm，標(biāo)準(zhǔn)中最大為80mm，則C板厚度≥20＋16＋151.5＝187.5，應(yīng)在購買模架時單獨提出要求C板厚度Hc=190mm。

5）選定模架模架標(biāo)記：A4-200250-XX-Z2GB/T12556.1-1990如圖5所示。2024/3/1124塑料模具設(shè)計項目1b

6）檢驗?zāi)＜芘c注射機的關(guān)系模具外形尺寸250×250＜拉桿空間260×290，適合。模具厚度552＞最大模具厚度300，不合理。開模行程≈146.5＋150＋5＝301.5＞最大開合模行程300，不合理。圖5標(biāo)準(zhǔn)模架1905522024/3/1125塑料模具設(shè)計項目1b以上檢驗說明需要重新選擇注射機，XS-ZY-250注射機的最大模具厚度350，最小模具厚度250；XS-ZY-500最大模具厚度450，最小模具厚度300，考慮到設(shè)備要充分應(yīng)用其生產(chǎn)能力，所選用注射機規(guī)格不能過大，因此要調(diào)整模具各模板厚度。A板厚度不能縮小，B板厚度可適當(dāng)減小，塑件脫離型芯一定距離即可手工或機械取出，而且直接澆口與塑件結(jié)合強度較高，不會拉斷。因此，將C板取標(biāo)準(zhǔn)中的最大值80，計算得模具厚度=442mm，注射機應(yīng)選XS-ZY-500。新的模架尺寸如圖6所示。2024/3/1126塑料模具設(shè)計項目1b圖6標(biāo)準(zhǔn)模架相關(guān)知識鏈接2024/3/1127塑料模具設(shè)計項目1bXS-ZY-500注射機規(guī)格參數(shù)：最大注射量500cm3注射壓力145MPa開模行程500mm模板尺寸700mm×850mm鎖模力3500kN模具厚度最大450mm、最小300mm拉桿空間540mm×440mm噴嘴尺寸圓弧半徑R18mm、孔直徑φ5mm定位孔直徑φ150mm頂出形式中心液壓頂出，兩側(cè)頂桿機械頂出，孔徑φ24.5mm，孔距530mm2024/3/1128塑料模具設(shè)計項目1b（6）澆注系統(tǒng)由于采用直接澆口，此模具的澆注系統(tǒng)只有主流道，模具結(jié)構(gòu)緊湊，熔體流動阻力小，有利于消除深型腔處氣體。主流道圓錐形，錐角a=3°，表面粗糙度Ra0.63um，主流道進口端直徑D1=6mm，長度L=62.5mm，如圖7所示。設(shè)計成澆口套形式，節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材，便于拆卸和更換。相關(guān)知識鏈接圖7澆口套2024/3/1129塑料模具設(shè)計項目1b（7）推出機構(gòu)采用推板推出機構(gòu)，其優(yōu)點是作用面積大，推出力大，脫模力均勻，運動平穩(wěn)，塑件上無推出痕跡。注意事項：1、導(dǎo)柱長度為224mm，以保證推出塑件時推板留在模具上。2、推板與型芯的間隙為0.5mm，不會擦傷型芯，錐面配合，起到輔助定位作用，也可防止推板因偏心而溢料。3、由于塑件脫模斜度較大，型腔深度不是很大，且非軟質(zhì)塑料，不容易形成真空，因此不必設(shè)置引氣裝置。相關(guān)知識鏈接2024/3/1130塑料模具設(shè)計項目1b（8）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)注射模的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定形、生產(chǎn)效率以及塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。PP的熔融粘度較低，流動性較高，需要對模具進行人工冷卻。由于此塑件為小型（55.7g）薄壁（1.5mm）塑件，且成形工藝對模溫要求不高，也可以采用自然冷卻。此模具設(shè)計中采用人工冷卻，冷卻系統(tǒng)設(shè)計如圖8所示。相關(guān)知識鏈接2024/3/1131塑料模具設(shè)計項目1b圖8冷卻水道2024/3/1132塑料模具設(shè)計項目1b（9）排氣系統(tǒng)由于此模具屬于中小型模具，且模具結(jié)構(gòu)較為簡單，可利用模具分型面和模具零件間的配合間隙自然地排氣，間隙通常為0.02～0.03mm，不必設(shè)排氣槽。相關(guān)知識鏈接2024/3/1133塑料模具設(shè)計項目1b4.注射機的校核（1）最大注射量已知Vs＋Vj=61.9+2.6=64.5，Vmax=500，K取0.8則Vs＋Vj＜KVmax適合。（2）注射壓力已知P注=70～120MPa，P公=145MPa則P注＜P公

適合。（3）鎖模力已知Pq=20～40MPa，A分=3.14×