杯蓋模具設(shè)計說明書

1、圖1杯蓋模具設(shè)計說明書1. 塑料成型工藝性分析本產(chǎn)品采用PS原料，PS是無色 透明并有光澤的非結(jié)晶型的線形結(jié)構(gòu) 的高聚物，密度為1.054g/cm3.PS有優(yōu) 良的電性能和一定的化學(xué)穩(wěn)定性。聚 苯乙烯耐熱性低，熱變形溫度一般在 70 C -98 C所以只能在不高的溫度下 使用，PS質(zhì)地硬而脆，有高的熱膨脹 系數(shù)，塑件易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力易開裂。PS 成型性能優(yōu)良具有吸水性好收縮 性好比熱容小熱膨脹系數(shù)高。塑 件壁厚屬薄壁塑件，生產(chǎn)批量很大， 采用注射成型。杯蓋如圖1所示：2. 分型面的分析與確定根據(jù)要求該模具采用雙分型面，經(jīng)過兩次分型，由塑件的結(jié)構(gòu)形式，塑件3. 確定型腔數(shù)量和排列方式根據(jù)設(shè)計要求，模

2、具采用一模兩腔,采用水平排列。型腔布局如圖3：4. 注射機(jī)型號的選定4.1注射量的計算通過計算可得，塑件的體積v塑件的質(zhì)量m流道凝料的質(zhì)量m2還是個未知數(shù)，可按塑件質(zhì)量0.6倍計算，從上述分析中確定為一模兩腔，所以注射量為m = 1.6n二 1.6 2 6.26 二 20.0454.2塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所要鎖模力計算流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積A2，在模具設(shè)計前是個未知數(shù)。型多型腔模腔模的統(tǒng)計分析，A2是每個塑件在分型面的投影面積A的0.2 0.5倍，可用0.3nA來進(jìn)行估算，貝fd ¥A = 丨=3115.66522A = nA + nA = 8412

3、.296mm Fm 二 Ap型二 25 8412.296 = 210.370KN其中P為型腔中的壓力取25Mpa，(因為是壁薄零件，澆口為點(diǎn)澆口，壓力取大一些，見表11-3)，常用塑料注射成型時所選用的型腔壓力值見表1:塑料品種PE高壓PE低壓PSASABSPOMPC型腔壓力10-152015-2020303540表14.3選擇注塑機(jī)根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計算值，可選用SZ - 60/ 450臥式注射機(jī)(上海第一塑料機(jī)械廠)見表 2 :理論注射容量/cm378鎖模力/kN450螺桿直徑/cm30拉桿內(nèi)間距/cm280漢 250注射壓力/MPa170移模行程/cm220注射速率/(g

4、/s)60最大模厚/cm300塑化能力/(g/s)5.6最小模厚/cm100螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)14200定位孔直徑/cm55噴嘴球半徑/cm20噴嘴孔直徑/cm3.5鎖模方式雙曲軸表24.4注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核由注射劑料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)kg -m20.8 5.6 30-0.6 2 6.26“丨 cn t 220.262m6.26型腔數(shù)校核合格式中 k 注射劑最大注射量的利用系數(shù)一般為0.8m -注射機(jī)的額定塑化量 5.6g /st -成型周期取30s注射壓力的校核R _k'T.3 130=169Mpa，而R =170Mpa注射壓力校核合格式中k -注射壓力安全系數(shù)，一般

5、取k:$1.251.4P。-塑件成型時所需的注射力，生產(chǎn)實踐中其值一般為70150Mpap0 = 1 3 0M P a鎖模力校核F _KAP型 =1.2 210.307 =252.368KN而F = 450KN，則鎖模力校核合格式中K -鎖模安全系數(shù)一般取K=1.11.2P型-型腔的平均壓力，選用件表3表3常用塑料注射成型時型腔平均壓力塑件特點(diǎn)P型舉例用以成型塑件25PD，PS等壁薄均勻用品，管器類一般塑件30在模溫較高情況下成型而壁薄的容器類中等粘度及有精度要求塑件35ABS，POM等有精度要求的零件高黏度及高精度難充模塑件40咼精度的機(jī)械零件，如齒輪，凸輪等5澆注系統(tǒng)的設(shè)計5.1主流道設(shè)計

6、主流道尺寸根據(jù)所選注射機(jī)，則主流道小端尺寸為：d 二噴嘴尺寸0. 5 1 03. 5 0.m5m 4主流道球面半徑為：SR=噴嘴球面半徑1 -2 -2 0 2i2m主流道襯套形式本設(shè)計是小模具，為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈設(shè)計成分體式，主流道長度取35,錐度為30，襯套如圖4，材料用Tio鋼。熱處理淬火后，表面硬度為5 3 H RC-57H圖4主流道凝料體積q主亍工（叨）40 = 800.7785mm3"5cm33.3q2=1840.19 =1840s：5 103s有經(jīng)驗公式得q2 = q主 q分 q塑件=0.8 2.7722 5.943 二 5.46時少子2.5255

7、.2分流道的設(shè)計第一級分流道L| =90mm第二級分流道L2 =10mm1）分流道應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均勻的分配到個個型腔。因此第一級分流道采用半圓形截面。2）分流道的形狀，截面尺寸及凝料體積。第一級分流道形狀及截面尺寸，為了便于機(jī)械加工及凝料脫模。本設(shè)計的分流道設(shè)置在第一分型面定模板上，截面形狀采用加工工藝性良好的半圓形截面，半圓形截面對塑料熔體及流動阻力均不大，對于壁厚小于3mm質(zhì)量在200g以下的塑件可用下述經(jīng)驗公式確定分流道直徑 2.654w"L" : 4式中D分流道的直徑mmW塑件的質(zhì)量gL 分流道長度mm第二級分流道

8、，根據(jù)設(shè)計要求分流道設(shè)計呈錐形，開設(shè)在中間板上，其中分流長度為10mm,大端直徑為4mm,錐度為170，截面形狀如圖5:圖55.3澆口的設(shè)計531根據(jù)塑件特征看塑件屬于壁薄零件，需要快速注射成型，為了便于使?jié)沧⒛吓c塑件自動脫落，因此采用點(diǎn)澆口，一般點(diǎn)澆口直徑d=0.32mm，綜合考慮取澆口尺寸為1mm。根據(jù)Proe軟件塑料澆注分析如圖6，澆口位置選 在杯蓋頂部中心。圖6澆口截面形狀如下圖7：1嚴(yán)圖7532澆口剪切速率的校核 由點(diǎn)澆口經(jīng)驗公式得：49-6二 R33.4q剪切速率的校核合格5.4冷料穴的設(shè)計主流道冷卻穴，采用半球形，位于主流道末端，中間析上，中間于分 流道相同分流道冷卻穴，在第一

9、級分流道末端加長5mm,做分流道冷卻穴5.5成型零件設(shè)計凹模結(jié)構(gòu)，由于制作形狀分析確定，凹模采用整體式，凹模直接在選 購的模架上開控型腔。如圖8圖8為了便于模具安裝，增加模具的精度，減小切削加工量凸模采用整體式凸模, 凸模具體結(jié)構(gòu)形式如圖9。凸凹模的工作尺寸計算通常，凸凹模的工作尺寸根據(jù)塑料的收縮率，凸凹模零件的制造公差和磨 損量由三個因素確定1.凹模的工作尺寸：凹模上成型塑件外形的模具零件。其工作尺寸包括屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會使包容尺寸逐漸的增大, 因此為了模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設(shè)計模具時，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差凹模材料的選用。杯蓋使大批

10、量生產(chǎn)成型零部件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應(yīng)該良好，機(jī)械加工性能和拋光性能葉應(yīng)該良好。根據(jù)塑料模具技術(shù)手冊表 24-8成型 零部件選材舉例，選用CrWMn，53-56HR。6型腔尺寸的計算型腔尺寸按平均值法計算，根據(jù)有關(guān)手冊查得PS的收縮率為0.5% L 0.6%，故平均收縮率S=（ 0.5+0.6）%/2=0.55%=0.0055。根據(jù)塑件公差要求（見表 4）,塑件尺寸精度SJ/T10628-9512345678型腔尺寸精度GB/T1800-1998IT5IT6IT7IT8IT10IT11IT12IT13型腔制造公差也A10A10A8A8A5A4A3A3表4類別塑件尺寸計算公式工作尺寸03

11、00°'131LQ；(1 + S)Ls-：時40 300.39型06300'13Lm =(1 + S)Ls-A 皆40630.5715°n.18Lm =(1 + S)Ls丄皆4150.13腔12 _0.18LQ；(1 + S)LsA產(chǎn)4話09R30；13Lm=(1 + S)Ls-丄砰4R300.39表5模具制造公差取 Sz -"4，尺寸計算見表5：7凸模工作尺寸的計算影響塑件尺寸精度的因素很多，在計算是要考慮塑料材料，塑件結(jié)構(gòu)和成 型工藝過程，模具結(jié)構(gòu)模具裝配和制造，模具使用中的磨損等因素。其中塑料 材料方面的因素主要是指收縮率的影響。凸模是成型塑

12、件的內(nèi)部形狀，其尺寸屬于被包容尺寸，在使用過程中凸模 的磨損會使被包容尺寸逐漸減小，因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地 以及裝配的需要在設(shè)計模具時被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。 型芯尺寸計算見表6類別塑件尺寸計算公式工作尺寸027嚴(yán)Lmi；(1 + S)ls+(0.5 0.750；27.22；13型060嚴(yán)Lm i；(1 + S)ls+(0.5L 0.750°SZ60.540.13-H-心13-5 衛(wèi).18Lm»(1 + S)ls+(0.5 0.750；13.47°p.18R28.500'13Lm =(1 + S)ls + (0.5L 0

13、.750；28.730q.13表68.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計根據(jù)模具的大小和形狀，可確定該模具使用4個導(dǎo)柱，其布置為等直徑、不對稱布置，應(yīng)該采用帶頭直導(dǎo)柱，如下圖所示，帶頭導(dǎo)柱是常用結(jié)構(gòu)分兩段， 近頭段為在模板中的安裝段，標(biāo)準(zhǔn)采用H7/m6配合，遠(yuǎn)頭段為滑動段，其與導(dǎo)套的配合為H7/f6、更多詳細(xì)數(shù)據(jù)參見GB/T4169.4-2006規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)帶頭導(dǎo)柱， 如圖10所示：506CD O IOCU0S9&1J圖109導(dǎo)套的設(shè)計直導(dǎo)套主要使用于厚模板中，可縮短模板的鏜孔深度，在浮動模板中使用較多，導(dǎo)套內(nèi)孔的直徑系列與導(dǎo)柱直徑相同，由GB/T4169.2-2006確定直導(dǎo)套的設(shè)計圖。根據(jù)要求導(dǎo)套安裝在

14、型腔板上，導(dǎo)套安裝時模板上與之配合的孔徑公差按 H7確定。導(dǎo)套長度取決于含導(dǎo)套的模板厚度，因此L取30mm,直徑D取16mm， 則Di=25m,D2=17m。設(shè)計圖如下圖11所示：10.推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計根據(jù)模具設(shè)計要求，采用頂桿推出機(jī)構(gòu)，頂桿同時也做型芯使用，頂桿的 長度由將塑件頂出型芯的高度確定。頂桿的尺寸規(guī)格見(GB/T4169.1 2006)頂桿設(shè)計圖 12 如下：L=125、D=25、d=15、9=30°、D,=25、L,=7。11排氣系統(tǒng)的設(shè)計該模具是小型模具，排氣量不大，但分型面較大，型芯之間存在間隙，可 直接利用間隙排氣，因此本設(shè)計不單獨(dú)開設(shè)排氣槽。12溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)塑料在

15、成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期 和塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達(dá)到理想的溫度要 求。一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200 C左右，而塑件從模具型腔中取出時其 溫度在60 C以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進(jìn)行有效的冷卻,以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在注射 過程中，塑件的冷卻時間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取 出塑件時止的這一段時間。這一時間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型而且具有一 定的強(qiáng)度和剛度為準(zhǔn)，這段冷卻時間一般約占整個注射生產(chǎn)周期的80%。因為我們所需要的塑件比較薄，故用此公式：2t

16、2L_in二 a蘭Is衛(wèi)1兀 Te-Tm丿式中，a-熱塑性擴(kuò)散系數(shù) ms ；s-制品厚度mm ；現(xiàn)在我們根據(jù)已知條件知道 PS的Ts =260 C，Tm =60 C，Te=100 C，而塑 件的厚度為2mm ；22故上一二2 2.4 10鼻ln5 100-60丿=4.5s根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、 多級式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻 回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。由塑料成型工藝及 模具設(shè)計查詢可得，PS的單位質(zhì)量成型時放出的熱量為 300KJ-400KJ Kg。放 出熱量為60 1.05 1000

17、350KJ =22.05KJ其中，1/3的熱量被凹模帶走，2 3由型 芯帶去。模具冷卻在型腔、型芯的合理部位，設(shè)置通水冷卻水路，并通過調(diào)節(jié)冷卻 水流量及流速來控制溫度，冷卻水采用室溫冷水，水孔邊離型腔的距離一般保 持25mm，距離太近則冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)則效率較低，水孔直徑一般在.8mm以上，水孔管路應(yīng)暢通無阻，水孔通過鑲塊密封嚴(yán)實，冷卻水路采用直 通循環(huán)式，簡圖如下圖13：M 二二二二二二 入口岀口 二二二二二二二二二丄二二二二二二二二2)圖1313模架的確定根據(jù)型腔的布局來看，型腔分布尺寸為 63 153，又根據(jù)型腔側(cè)壁可知，最 小厚度為11.57mm，再考慮到，導(dǎo)柱、導(dǎo)套及螺釘布置應(yīng)占的

18、位置和采用2次分型的問題，確定選用模架結(jié)構(gòu)為 A2形式（250 350）。各模板尺寸的確定：1）定模座上安裝有澆口套，根據(jù)澆口套的尺寸，定模座的厚度為35mm ；2）型腔板，根據(jù)型腔高度和分流道澆口的尺寸位置，型腔板的厚度為30mm ；3）型芯板，根據(jù)型芯高度13.5mm，因此B板厚度取40mm ;4）動模支承板，取20mm ；5）推板固定板取15mm，推板支撐板取20mm，推出行程根據(jù)塑件高度 15mm，取 25mm ；6）根據(jù)推出機(jī)構(gòu)的厚度可得墊塊的厚度為 90mm。根據(jù)選定模架可知，模架外形尺寸為：125 250 205，模具高度為95mm， 模具開模行程=（=40主流道長度-15（型芯高度）（5 10） = （6 L 25）小于注射機(jī) 的開模行程，模具上各標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸位置，根據(jù)基本模架組合尺寸