畢業(yè)設(shè)計說明書塑料油壺蓋模具設(shè)計PAGE20-摘要本課題主要是塑料成型的工藝設(shè)計及制造，也就是注塑模的工藝設(shè)計方案分析及確定工藝計算，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計計算等內(nèi)容。生產(chǎn)主要是為了提高生產(chǎn)效率，因此在設(shè)計是要力求結(jié)構(gòu)簡單，但是一定要保證其精度要求。先對塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，確定型腔的布局，從各方面考慮其結(jié)構(gòu)布局，了解本課題一些相關(guān)技術(shù)要求及注意事項。油壺蓋的模具設(shè)計主要分為六個步驟。1分析制品及材料工藝性，2初選注射機(jī)的型號和規(guī)格，3.塑件注射工藝參數(shù)的確定，4.注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，5.模具裝配和試模，6.校核計算。關(guān)鍵詞：塑料油壺蓋模具；細(xì)水口；；二次開模；拉料桿，螺紋強(qiáng)脫，試模目錄中文摘要……………目錄………………引言………………1.分析制品及材料工藝性………1.1PP材料分析…………………1.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析…………1.3塑件體積和重量的計算……………2.初選注射機(jī)的型號和規(guī)格……………3.塑件注射工藝參數(shù)的確定……………4.注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………4.1分型面確定…………4.2確定澆注系統(tǒng)………………………4.2.1主流道設(shè)計………………………4.2.2點澆口設(shè)計料穴設(shè)計…………4.3確定型腔、型芯的結(jié)構(gòu)及固定方式………………4.3.1型腔、型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………4.3.2固定方式………………………4.4型腔和型芯的工作尺寸計算……………………4.5型腔壁厚和底版厚度計算………4.5.1型腔壁厚………………………4.5.2型腔底版厚……………………4.6螺紋脫出方式的設(shè)計………………4.7確定模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)……………5.模具裝配和試?！?6.校核計算……………小結(jié)……………………謝辭……………參考文獻(xiàn)……………1.分析制品及材料工藝性1.1PP材料工藝分析聚丙烯（PP）是由丙烯單體聚合而成。以聚丙烯樹脂為基材，通過共聚、接枝、氯化和共混、增強(qiáng)、填充等方法，又可得到多種改變性能的聚丙烯，以擴(kuò)大聚丙烯的用途。聚丙烯樹脂的縮寫代號為PP。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的聚丙烯樹脂品種比較多，生產(chǎn)批量比較大的有扁絲級聚丙烯、雙向拉伸聚丙烯專用樹脂（BOPP專用料）、注塑級聚丙烯和經(jīng)乙烯改性而成的無規(guī)共聚聚丙烯（PP-R）?；瘜W(xué)和性能PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。

由于均聚物型的PP溫度高于0C以上時非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無規(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（100C）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強(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150C。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PP進(jìn)行改性。PP的流動率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1.8~2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的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，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。

注塑模工藝條件

干燥處理：如果儲存適當(dāng)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(yīng)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1~1.5mm，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(yīng)為壁厚的一半；最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。PP材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)表1

聚丙烯樹脂性能項目性能參數(shù)項目性能參數(shù)密度/(g/cm3)0.90?0.91脆化溫度/℃-10吸水率/%0.02?0.03線膨脹系數(shù)/X10-5℃-16?10成型收縮率1.0?2.5熱導(dǎo)率/[W/(m?K)]8.8×10-2拉伸強(qiáng)度/MPa30?40比熱容/[J/(g?K)]1.92拉伸模量/GPa1.1?1.6體積電阻率/Ω?cm≥1016伸長率〉200介電強(qiáng)度/(kV/mm)32沖擊強(qiáng)度（缺口）/(kJ/m2)2.2?6.4相對介電常數(shù)（106Hz)2.25洛氏硬度（R)95?105介電損耗因數(shù)（106Hz)0.0005?0.00181熔融溫度/℃165?170熱變形溫度（1.86MPa)/℃56?67耐電弧性/s125?185連續(xù)耐熱溫度/℃1201.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析產(chǎn)品如下圖：圖2-二維圖圖3-三維模型圖產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為簡單，主要結(jié)構(gòu)特點表現(xiàn)為，外側(cè)有12個防滑筋，內(nèi)側(cè)有內(nèi)螺紋M50X3。該零件尺寸均為一般重要性尺寸，這些尺寸精度為MT5級（GB/T1486—1993）便可，螺紋主，大徑，小徑要控制好，保證以后好裝配。產(chǎn)品外面要求較高，所以采用細(xì)水口進(jìn)料，去澆口后，澆口痕很小該零件不屬于受力部件，無特殊受力要求。1.3計算塑件的體積和重量：查設(shè)計手冊后得知LDPE的密度為0.91g/cm^3,通過三維軟查詢本產(chǎn)品的質(zhì)量特性得知產(chǎn)品體積V=23817.240850588mm^3=23.8cm3，根據(jù)公式M=ρV=0.89x23.8=106.37.85=21.66(g) 3.塑件注射工藝參數(shù)的確定注塑模工藝條件:干燥：一般不需要熔化溫度：180~280C模具溫度：20~40C為了實現(xiàn)冷卻均勻以及較為經(jīng)濟(jì)的去熱，建議冷卻腔道直徑至少為8mm，并且從冷卻腔道到模具表面的距離不要超過冷卻腔道直徑的1.5倍。注射壓力：最大可到1500bar。保壓壓力：最大可到750bar。注射速度：建議使用快速注射速度。4.注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1確定分型面確定分面選擇原則如下：分型面的選擇應(yīng)便于脫模,此為必要條件。分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的精度要求有利于塑料充模成型,有利于排氣。分型面的選擇應(yīng)有利于側(cè)向抽芯。不影響制品外觀,尤其對外觀有明確要求的制品,更應(yīng)該注意分型面。分型面的選擇應(yīng)便于模具加工制造。有利于保證開模后產(chǎn)品留在動模側(cè)。本模具的分型面為產(chǎn)品底面，如下圖：圖4-分型面4.2確定澆注系統(tǒng)4.2.1主流道設(shè)計噴嘴前端孔徑：d2=Φ3。6mm；噴嘴前端球面半徑：SR1=16mm；主流道錐度為2度，為便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為2°~4°，取2°，，澆口套熱處理要求淬火50-60HRC。為減少熔體充模時的壓力損失和塑料損耗，應(yīng)盡量縮短主流道的長度，澆口套主要有如下三種樣式，在模具設(shè)計中可根據(jù)實際須要選擇圖5-澆口套4.2.2點澆口設(shè)計料穴設(shè)計點澆口優(yōu)點：開模時澆口自動拉斷，澆口處的摻于應(yīng)力小，可實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，便模具制造成本相對較高。為了模具結(jié)構(gòu)簡單本點澆品拉斷采用如下圖方式，圖6-點澆品拉斷點澆口入膠處如下。如上圖進(jìn)膠處選用0。6mm圖7-澆口簡圖4.3確定型腔、型芯的結(jié)構(gòu)及固定方式4.3.1型腔、型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計為了加長模個使用壽命，型腔采用P20鑲塊結(jié)構(gòu).。4.3.2固定方式：如下圖型腔鑲塊用碰模好后用螺釘緊固在動模模板上。圖8-型腔鑲塊的固定4.4型腔和型芯的工作尺寸計算成型零件工作尺寸計算公式如下型腔徑向尺寸計算公式為L+δz=[(1+)L－χΔ]+δz型腔深度尺寸計算公式為H+δz=[(1+)H－χΔ]+δz型芯徑向尺寸計算公式為=型腔深度尺寸計算公式為=其中為L+δz模具型腔的徑向尺寸；H+δz為模具型腔的深度尺寸；為模具型芯的徑向尺寸；為模具型芯的高度尺寸；本模個設(shè)計中,產(chǎn)品成形部分的工作尺寸按產(chǎn)品的收縮值計算,這種方法實用,且效率高4.5型腔壁厚和底板厚度計算4.5.1動模墊板厚度理論計算公式如下h=K（FL/2B[δ彎]）1/2F=Aph——動模墊板厚（mm）；K——修正系數(shù)，取0.6~0.75；F——動模墊板受的總壓力（N）；L——支承塊間距（mm）；B——動模墊板寬度（mm）；[δ彎]——彎曲許用應(yīng)力（MPa）；A——塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2）；p——型腔壓力，一般取25~45MPa。在本模具設(shè)計中采用下面的經(jīng)驗數(shù)把確定圖9-經(jīng)驗數(shù)據(jù)4.6螺紋強(qiáng)脫方設(shè)計內(nèi)螺紋采用推件板強(qiáng)脫方式，如下圖圖10-螺紋強(qiáng)脫方設(shè)計動定模分開后，由注塑機(jī)上的頂棍通過頂動推板，推板向上運動帶動推件板上運動，使產(chǎn)品脫離型芯。4.7確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要就是導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合，通常配合公差帶取H7/h6，導(dǎo)套和模板配合公差帶取為H7/n6。另為了更好的證合模精度，模具還設(shè)計了輔助導(dǎo)向機(jī)構(gòu)—矩形精定位組件，如下圖:圖12-導(dǎo)柱，導(dǎo)套零件圖圖11-導(dǎo)向機(jī)構(gòu)圖13-導(dǎo)套導(dǎo)柱外圓要求用磨削加工到尺寸，表面粗糙度在0.8以內(nèi)。直線度，圓度在0.01以內(nèi)，與導(dǎo)大套配合處要求開設(shè)油槽。導(dǎo)套內(nèi)孔研磨到尺寸，粗糙度在0.6以內(nèi)。5模具裝配和試模模具裝配是模具制造過程中的關(guān)鍵工序。模具裝配的質(zhì)量將影響制件的質(zhì)量及模具的使用、維修和模具的壽命，又將影響模具的制造周期和生產(chǎn)成本，是模具制造中的重要環(huán)節(jié)。A,裝配目的模具裝配是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點、各零件間的相互關(guān)系和技術(shù)條件，以一定的裝配順序和方法，將符合圖樣技術(shù)要求的模具零件連接固定為組件、部件，直至裝配成滿足使用要求的模具。模具裝配可分為組件裝配、部件裝配和總裝配等。B,裝配內(nèi)容選擇裝配基準(zhǔn)，組件裝配、調(diào)整，修配、研磨拋光、檢驗和試模等環(huán)節(jié)，通過裝配達(dá)到模具各項精度指標(biāo)和技術(shù)要求2，試模產(chǎn)品質(zhì)量分析當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進(jìn)，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。（1）注射填充不足所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：a.熔料流動阻力過大這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。b.型腔排氣不良這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。c.鎖模力不足因注射時動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。（2）溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：a.注射過量b.鎖模力不足c.流動性過好d.模具局部配合不佳e.模板翹曲變形（3）制件尺寸不準(zhǔn)確初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因。a.尺寸變大注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。b.尺寸變小注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變??；模溫過高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。對以上出現(xiàn)的缺陷調(diào)試時，盡可能先采用改變成形工藝條件，后采用修正模具來消除成形缺陷。以下的內(nèi)容均從這兩個方面來討論。熱塑性塑料注射成形件的常見缺陷及消除措施如下。缺料（注射量不足）消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；延長成形周期；延長保壓時間；調(diào)整材料供給；提高熔料溫度；提高模具溫度；供給干燥過的熔料。模具條件：加大主流道、分流道和澆口；減小澆口區(qū)面積；加大噴嘴；增加排氣槽；改變澆口位置。氣孔消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；延長成形周期；調(diào)整材料供給；降低熔料溫度；降低模具溫度。模具條件：加大主流道、分流道和澆口；改變冷卻水道位置；改變澆口位置。溢料飛邊消除措施如下：工藝條件：減小注射壓力；縮短保壓時間；降低熔料溫度；增大合模壓力。模具條件：矯正修理分型面。著色不均勻消除措施如下：工藝條件：縮短保壓時間；降低熔料溫度；提高模具溫度；供給干燥過的物料；物料不得帶有雜質(zhì)、灰塵。模具條件：加大主流道、分流道和澆口；減小澆口區(qū)面積。翹曲變形消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；延長成形周期；延長保壓時間；降低熔料溫度；降低模具溫度；使用矯正框架。模具條件：加大噴嘴；改變冷卻水道位置。波狀痕跡消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；延長成形周期；延長保壓時間；調(diào)整原料供給；降低熔料溫度；降低模具溫度。模具條件：加大噴嘴；改變冷卻水道位置。尺寸不穩(wěn)定消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；延長成形周期；延長保壓時間；降低熔料溫度；降低模具溫度。模具條件：加大主流道、分流道和澆口；減小澆口區(qū)面積；加大噴嘴；改變冷卻水道位置；改變澆口位置。熔接痕強(qiáng)度低消除措施如下：工藝條件：減小注射壓力；延長保壓時間；降低熔料溫度；減慢注射速度。模具條件：增加排氣槽；檢查噴嘴加熱部分。表面質(zhì)量差消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；縮短保壓時間；增大合模壓力；提高模具溫度；降低模具溫度；減慢注射速度；物料不得帶有雜質(zhì)、灰塵；使用矯正框架。模具條件：加大主流道、分流道和澆口；改變冷卻水道位置；增加排氣槽；改變澆口位置；研磨模腔表面；增加冷料穴容量；研磨主流道、分流道和澆口。塑件粘模消除措施如下：工藝條件：減小注射壓力；縮短保壓時間；降低熔料溫度；降低模具溫度。模具條件：加大主流道、分流道和澆口；減小澆口區(qū)面積；研磨模腔表面。主流道凝料粘模消除措施如下：工藝條件：縮短保壓時間。模具條件：改變噴嘴位置；研磨主流道襯套；改變主流道拉料桿形式。脆消除措施如下：工藝條件：縮短保壓時間；降低熔料溫度；提高模具溫度；供給干燥過的物料。模具條件：加大主流道、分流道和澆口。表面硬度、強(qiáng)度不足消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；延長保壓時間；縮短保壓時間；降低熔料溫度；提高模具溫度；供給干燥過的物料；減慢注射速度；物料不得帶有雜質(zhì)、灰塵。模具條件：加大主流道、分流道和澆口；減小澆口區(qū)面積；改變冷卻水道位置；增加排氣槽；改變澆口位置；研磨模腔表面；增加冷料穴容量；研磨主流道、分流道和澆口。3、注塑機(jī)操作過程注意事項養(yǎng)成良好的注塑機(jī)操作習(xí)慣對提高機(jī)器壽命和生產(chǎn)安全都大有好處。開機(jī)之前：（1）檢查電器控制箱內(nèi)是否有水、油進(jìn)入，若電器受潮，切勿開機(jī)。應(yīng)由維修人員將電器零件吹干后再開機(jī)。（2）檢查供電電壓是否符合，一般不應(yīng)超過±15%。（3）檢查急停開關(guān)，前后安全門開關(guān)是否正常。驗證電動機(jī)與油泵的轉(zhuǎn)動方向是否一致。（4）檢查各冷卻管道是否暢通，并對油冷卻器和機(jī)筒端部的冷卻水套通入冷卻水。（5）檢查各活動部位是否有潤滑油（脂），并加足潤滑油。（6）打開電熱，對機(jī)筒各段進(jìn)行加溫。當(dāng)各段溫度達(dá)到要求時，再保溫一段時間，以使機(jī)器溫度趨于穩(wěn)定。保溫時間根據(jù)不同設(shè)備和塑料原料的要求而有所不同。（7）在料斗內(nèi)加足足夠的塑料。根據(jù)注塑不同塑料的要求，有些原料最好先經(jīng)過干燥。（8）要蓋好機(jī)筒上的隔熱罩，這樣可以節(jié)省電能，又可以延長電熱圈和電流接觸器的壽命。操作過程中：（1）不要為貪圖方便，隨意取消安全門的作用。（2）注意觀察壓力油的溫度，油溫不要超出規(guī)定的范圍。液壓油的理想工作溫度應(yīng)保持在