塑料盆模具設(shè)計說明書

1、僅供個人參考題目：塑料盆注射模具設(shè)計姓名：孫明路Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse學(xué)號：07指導(dǎo)教師：黃曉華日期：2011-1-10Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse不得用于商業(yè)用途塑料盆模具設(shè)計說明書1課題任務(wù)要求本課題是塑料盆的注射模具設(shè)計。采用proe三維設(shè)計軟件實現(xiàn)模具的設(shè)計。完成該注射模具裝配圖的設(shè)計和全部零件的設(shè)計，模具成型零件proe三維造型設(shè)計。2塑料的選材及性能分析這個塑料制品是日常生活所需，對外觀要求較為嚴(yán)格。主要尺寸如

2、圖1所示其材料選用聚丙烯（PP）,其材質(zhì)為PR僅供個人參考圖1塑料盆的尺寸要求2.1塑件材料的性能分析聚丙烯密度小，強(qiáng)度、剛性、硬度、耐熱行均優(yōu)于HDPE百在100c左右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響，但低溫變脆，不耐磨，易老化。適于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。2. 2塑件材料的加工特性(1)結(jié)晶性塑料，吸濕性小，可能發(fā)生熔體破裂，長期余熱金屬接觸已發(fā)生分解；(2)流動性極好，溢邊值0.03mm左右；(3)冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的散熱應(yīng)適度；(4)成型收縮范圍大，收縮率大，已發(fā)生縮孔、凹痕、變形，取向性強(qiáng);(5)注意控制成型溫度，料溫低時取向性明顯

3、，尤其低溫高壓時更明顯，模具溫度低于50c以下塑件無光澤，已產(chǎn)生熔接痕、流痕；90c以上時易發(fā)不得用于商業(yè)用途僅供個人參考生翹曲、變形；(6)塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口、尖角，以防止應(yīng)力集中塑件材料PP的物理性能、熱性能密度g/cm30.900.91質(zhì)量體積cm3/g1.101.11吸水率24h0.010.03熔點C170176熔融指數(shù)g/10min230c綃的入度c140150熱變形溫度c102115線膨脹系數(shù)10-5C9.8比熱容J/(kgK)1930熱導(dǎo)率W/(mK)0.126塑件材料PP的成形條件注塑成型機(jī)類型螺桿式密度/3g/cm0.900.91計算收縮率%1.02.5頂熱溫度C時間h

4、8010012料筒溫度c后段160180中段180200前段200220模具溫度C8090注塑壓力MPa70140成形時間s注塑時間2060高壓時間03冷卻時間2090總周期50160螺桿轉(zhuǎn)速r/min48后處理方法-溫度C-時間h-3模具詳細(xì)設(shè)計3.1注射機(jī)的選取注射機(jī)的選取是至關(guān)重要的，因為注射機(jī)的眾多參數(shù)需要和模具的相互匹配，否則無法正常使用，這也是我們選擇注射機(jī)的重要依據(jù)。需要計算的參數(shù)很多，有注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離。下面通過對一些參數(shù)的計算來選取注射機(jī)的型注射量是指注射機(jī)在對空注射的條件下，一次注射聚苯乙烯時所能

5、達(dá)到的最大注射體積（或質(zhì)量）螺桿式注射機(jī)注射其他塑料時的注射量計算nVs+Vj0.8V。sjgVs單個塑彳的容積（cm3）Vj澆注系統(tǒng)和飛邊所需要塑件的容積（cm3）Vg注射機(jī)額定注射量（cm3）n模具型腔數(shù)對于規(guī)則的圖形可以通過相關(guān)的體積公式來實現(xiàn)，而對于一些復(fù)雜或不規(guī)則的實體圖形我們可以通過相關(guān)軟件（如UGPRO/E來實現(xiàn)體積計算。對于該制品來說屬于不規(guī)則實體，因此，不能通過體積公式來計算體積，必須要借助相關(guān)軟件來實現(xiàn)體積計算。這里，借助了PRO/E來實現(xiàn)體積計算。經(jīng)軟件計算得：Vs=424cm3暫取型腔數(shù)為1.Vj=26cm3所以Vg=(424+26)/0.8=562cm3最大注射壓力是

6、指注射過程中位于柱塞或螺桿前端的熔融塑料的壓力，用P表示。由于注射機(jī)類型、噴嘴形式、塑料流動特性、澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和型腔的流動阻力等影響因素，熔料進(jìn)入模腔時的壓力遠(yuǎn)小于最大注射壓力。有效注射壓力：PAKPK:壓力損失系數(shù)。一般取值范圍為(1/4-1/2)。選注射機(jī)一一注射機(jī)的最大注射壓力為：PPM/KPM(模腔壓力)選一熔融型料在型腔內(nèi)的壓力(20MP-40MP在此取30MPPPM/K30/(1/3)90MP鎖模力是指注射過程中注射機(jī)能夠提供的防止模具打開的最大鎖緊力，用F表不注射模從分型面漲開的力應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力即FPm(nAsAj)式中F一一注射機(jī)的額定鎖模力(N)As、Aj一一塑件和

7、澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積(mm2)Pm一一塑料熔體在模腔中的平均壓力(Mpa在此取30Mpan一一模具型腔數(shù)為1。_2_2AsAjAs(569/2)2?3.14254152mm2FPm(nAsAj)30?2541527624.6(KN)根據(jù)以上的參數(shù)選取注射機(jī)型號為：SZ-3200/8000注射機(jī)參數(shù)型號SZ-3200/8000拉桿內(nèi)間距/mm970970,、3理論注射容積/cm3200最大模具厚度/mm1050螺桿直徑/mm105最小模具厚度/mm450注射壓力/MPaa165注射方式螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)1674模板最大開距/mm2025鎖模力/KN8000取大成型固積/m

8、mi23800注射質(zhì)量/g2855塑化能力g/s75噴嘴球頭半徑/mmSR18模具定位孔直徑mm200H7定位孔直徑/mm250定位孔深度/mm50注射速率g/s600模板行程mm1000由于選取注射機(jī)型號是根據(jù)注射量，最大注射壓力和鎖模力三個參數(shù)來選取的。它們均滿足要求。下面分別對其他參數(shù)進(jìn)行校核。(1)模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸的拉桿間距相適應(yīng)：模具長X寬(拉桿面積即700x900<970970故滿足要求。(2)模具閉合厚度校核本模具的閉合高度為H=708mmSZ-3200/8000型注射機(jī)所允許模具的最小閉合厚度為450mm最大厚度為10

9、50mm即模具滿足HminHHmax的安裝條件。(3)開模行程校核注射機(jī)的開模行程應(yīng)滿足分開模具取出塑件的需要。所選注塑機(jī)為SZ-3200/8000型，其最大行程與模具厚度無關(guān)，故注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足下式SH1H2(510)mm式中S注塑機(jī)最大開模行程，mm。Hi推出距離，mm由模架可知，大小為185mm乩一一包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)白塑件高度，大小為470mm因為S=1100mmH1+H2+(5-10)=185+470+10=665mm<S故開模行程滿足要求3.2 確定分型面分型面的選擇關(guān)乎到整個模具的設(shè)計，所以需要慎重，由于此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單,只需要選擇一個分型面。在此選擇塑料盆最大的切面為分

10、型面。分型面如下圖所示，紅色粗線部分為分型面。上圖為分型面示意圖3.3 確定型腔數(shù)考慮到塑件的體積和注射機(jī)的鎖模力范圍，在這里選擇一模一腔結(jié)構(gòu)3.4 確定澆注系統(tǒng)注射模的澆注系統(tǒng)是指塑料從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開始到型腔入口為止(不包括型腔)的塑料流動通道。鑒于產(chǎn)品外觀的要求，我們選擇主流道澆口形式。從塑料盆底進(jìn)料，雖然可能會產(chǎn)生痕跡，但是在盆底不影響正常使用。 主澆道的形狀一般為圓錐形，并取錐角a=2。5°。這個斜度比一般的脫模斜度大，主要是為了減少主澆道凝料的脫模阻力。這里取a=4。主澆道入口直徑di應(yīng)比噴咀孔徑d大些。d2d1(0.51)為了避免噴嘴與澆口套之間造成死角而積存冷料，

11、影響澆注系統(tǒng)凝料脫出。在這里取d1=5mmd2=6mm 在主澆道出口處設(shè)置圓角，有利于熔料的平穩(wěn)轉(zhuǎn)向，同時還可減小料流阻力。其取值范圍為：r1(0.53)mm在這里取r1=2mm 為了保證注射機(jī)噴嘴頭部與澆注系統(tǒng)進(jìn)料處的良好吻合避免由于積存冷料而影響脫模，一般，要求澆口套凹球面半徑R比噴咀球面半徑r大12mm即Rr(12)通過注身j機(jī)白參數(shù)可知r=18mm取R=20mm為了減少澆注系統(tǒng)的凝料消耗，減小熔料的壓力損失，同時結(jié)構(gòu)上沒有特別需要，主澆道長度應(yīng)盡可能短些，一般H60mm這里取H=50mm定位環(huán)尺寸由上面的注射機(jī)可知：定位孔直徑為250mm定位孔深度為50mm尺寸如下圖。XXXlWXWk

12、XWT上圖為定位圈尺寸圖3.5成型零件設(shè)計型腔大體有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：a）整體式整體式型腔由整塊材料加工而成的型腔。它的優(yōu)點是：強(qiáng)度和剛度都相對較高，且不易變形，塑件上不會產(chǎn)生拼?？p痕跡。適用于形狀較為簡單的中、小型模具。b）整體組合式型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點是便于加moc）局部組合式型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多用于型腔較深或形狀較為復(fù)雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。d）完全組合式完全組合式是由多個螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點是，便于機(jī)加工便于拋光研磨和局部熱處理。節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材。這種形式多用于不容易加工

13、的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。由于本模具結(jié)構(gòu)簡單，總體考慮選用整體式結(jié)構(gòu)。型腔的成型尺寸計算計算公式如下：_'，、Dd最大(1%)x參數(shù)確定K平成形尺寸計算中所用的材料為PP,查參考文獻(xiàn)得PP的收縮率為S=1.02.0%,故平均收縮率Scp=(1.0+2.0)%/2=1.5%,即K平=0.015;x由參考文獻(xiàn)查得修正系數(shù)為x=1/23/4,取x=0.5;由參考文獻(xiàn)查得模具的制造公差二(1/61/4)(mm),取=0.2;d最大一一塑件外形基本尺寸型腔的工作尺寸按公式得：D438438(10.015)0.540.24442.5700.8;0917034H138138(10.015)

14、0.51.7139.22。;型芯是用來形成制品的內(nèi)表面。結(jié)合制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，采用整體式型芯結(jié)構(gòu)。型芯尺寸計算計算公式如下：一'，、dd最大(1&)x參數(shù)確定K平一一成形尺寸計算中所用的材料為PP,查參考文獻(xiàn)得PP的收縮率為S=1.02.0%,故平均收縮率Scp=(1.0+2.0)%/2=1.5%,即K平=0.015;x由參考文獻(xiàn)查得修正系數(shù)為x=1/23/4,取x=0.5;一一由參考文獻(xiàn)查得模具的制造公差二(1/61/4)(mm),取=0.2;'.d最大一一塑件外形基本尺寸型芯的工作尺寸按公式得：Dm418(10.015)0.540.24426.270.8；H150150

15、(10.015)0.51.70.21.7153.10.34；3.6導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運動導(dǎo)向。定位機(jī)構(gòu)分模外定位和模內(nèi)定位。模內(nèi)定位是通過定位圈使模具易于在注射機(jī)上安裝以及模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位。而模內(nèi)定位則通過錐面定位機(jī)構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。3.6.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間的配合來保證模具的對合精度。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：1）導(dǎo)向；2）定位；3）承受一定的側(cè)向壓力；4）承載作用；5）保持機(jī)構(gòu)運動平穩(wěn)；3.6.2 導(dǎo)柱設(shè)計導(dǎo)柱是與安裝在另一半上的導(dǎo)套相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運動

16、導(dǎo)向精確的圓柱形零件。導(dǎo)柱有兩種形式，一種是帶頭導(dǎo)柱，另一種是帶肩導(dǎo)柱。帶肩導(dǎo)柱用于采用導(dǎo)套的大批量生產(chǎn)并高精度導(dǎo)向的模具。裝在模具另一邊的導(dǎo)套安裝孔，可以和導(dǎo)柱安裝孔以同一個尺寸一次加工而成，易于保證同軸度。導(dǎo)柱可以通過標(biāo)準(zhǔn)模架進(jìn)行選取。設(shè)計要求大致如下圖所示：不得用于商業(yè)用途上圖為導(dǎo)柱尺寸圖0.0300.0210.0600尺寸為：d=630.060mmd1=800.002mmd2800090mmD9002mm0S100.1mm3.6.3 導(dǎo)柱的校核由參考資料得校核公式如下所示：1.6WL3En1/4式中d導(dǎo)柱導(dǎo)向段直徑（mm；大小為63mmW一型腔板重力（N）;L一導(dǎo)柱導(dǎo)向段長度（mrm;

17、大小為310mmn一導(dǎo)柱數(shù)目；大小為3E一鋼材的彈性模量，E=2.1105MPa；p一導(dǎo)柱允許的變形量，其值應(yīng)不影響順利合模為準(zhǔn)，建議用f7的公差（mrm。大小為0.09已知型腔模板的材料為45鋼，它的密度為7.8g/cm3,它的BL=700900為40mm則它的重力為W=1/410.9mm 63mm1926403d1.6(5)2.110530.09故可以滿足條件。3.6.4導(dǎo)套設(shè)計導(dǎo)套用于安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動、定模相對位置，保證模具運動導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套分為兩種，一種是不帶軸向定位臺階的導(dǎo)套，稱為直導(dǎo)套，另一種是有軸向定位臺階的導(dǎo)套，稱為帶頭導(dǎo)套。直導(dǎo)套多用于較薄

18、的模板，比較厚的模板采用帶頭導(dǎo)套。導(dǎo)套的壁厚在310mm視內(nèi)孔大小而定。因為大型模架較多使用直導(dǎo)套。其尺寸如下圖所示。衣少勿斗不少72%7"2*上圖為導(dǎo)套尺寸圖它的基本尺寸為L為2002.0mmd為6300.030mmd1為800.039）mmmmd1與僅供個人參考模板的孔是采用過盈配合，d與模板的孔采用的是間隙配合，該導(dǎo)套與導(dǎo)柱之間采用的是間隙配合。3.7 脫模推由機(jī)構(gòu)得設(shè)計脫模機(jī)構(gòu)主要由推出零件、推出零件固定板和推板、脫模機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。其設(shè)計原則包括：保證制件不因頂出而變形損壞及影響外觀；脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)；機(jī)構(gòu)簡單動作可靠；合模時能正確復(fù)位。脫模機(jī)構(gòu)通常

19、包括四種：推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、聯(lián)合推出機(jī)構(gòu)及其他特殊推出機(jī)構(gòu)。本制品為薄壁的容器塑件，故采用推桿推出機(jī)構(gòu)。其中推桿推出機(jī)構(gòu)具有脫模力大而均勻，運動平穩(wěn)，無明顯的推出痕跡等特點，且本制品為薄壁容器器件，故采用推桿推出機(jī)構(gòu)，具推出效果如下圖所示。上圖為開模效果圖不得用于商業(yè)用途僅供個人參考3.8 確定冷卻和排氣系統(tǒng)由于PP塑料成型時的模具溫度為8090度，故模具不需要專門設(shè)置加熱裝置，只要設(shè)置冷卻冷卻系統(tǒng)即可，但注塑前要對模具進(jìn)行預(yù)熱，使模具溫度達(dá)到80度左右再注塑。因聚丙烯（PPP料對溫度較敏感，該產(chǎn)品成型在動模部分又較少，所以模具定模部分將不考慮設(shè)冷卻系統(tǒng)

20、；定模冷卻系統(tǒng)設(shè)計為串聯(lián)冷卻方式，利用銅管鑲?cè)肽＞呃鋮s孔內(nèi)串聯(lián)冷卻（如下圖水線分布圖所示）。上圖為水線分布圖不得用于商業(yè)用途排氣主要是通過分型面間隙排出，而不必再開設(shè)專門的排氣。模具溫度是否合適、均勻與穩(wěn)定，對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀、外觀和尺寸精度都有重要的影響。同時本塑件本身壁厚較薄，利用模具本身也有一定的冷卻作用。4.總結(jié)本次大作業(yè)，歷時三周，借閱圖書二十余本，不可不稱為大作業(yè)。這樣的大作業(yè)類似于課程設(shè)計，而又難于課程設(shè)計，因為需要三維軟件來輔助，由于三維軟件運用不熟練，使得整個設(shè)計過程十分坎坷，但是，最終還是獨立的完成了此次大作業(yè)。當(dāng)然無可否認(rèn)其中有些許欠考慮的地方，不過這次的大作業(yè)讓我詳細(xì)的了解了整個模具設(shè)計過程，并且對其中的一些知識得到了新的認(rèn)識，比如上課時一直在講模具厚度，我一直認(rèn)為是模具的壁厚，最后查資料終于明白了它是指模具合模后的厚度，也叫合模高度。再者在選擇注射機(jī)型號時，參考論文中給的是通過注射量來初選注射機(jī)，而我感覺應(yīng)該先把盡量多的參數(shù)計算出來而后再選擇型號，本文就是先通過計算三個參數(shù)而后選擇注射機(jī)，通過模具設(shè)計，最后達(dá)到對注射機(jī)的校核。再者參考論文中出現(xiàn)了致命的錯誤，如下在模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核中(3-1-4 )模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸的拉桿間距相適應(yīng)：模具長x寬（拉桿面積即450