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棉签盒盖毕业设计说明书
塑料模具设计说明书
1.塑件的工艺分析
1.1塑件的成型工艺性分析
塑件如图1所示。
图1塑件图
产品名称：
供水三通
产品材料：
PP
产品数量：
大批量生产
塑件尺寸：
如图1所示
塑件重量：
=0.90×22.021=19.8189g
塑件颜色：
白色
塑件要求：
塑件外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹。
塑件允许最大脱模斜度0.6°
1.1.1塑件材料PP的使用性能
（1）使用性能综合性能较好。
抗拉强度大，屈服强度高，有较高的弯曲疲劳寿命，耐热温度高；耐磨性高，有良好的耐应力裂开性。
较好的抗化学药品侵蚀性。
密度小，强度刚度硬度和耐热性均优于低压聚乙烯，可在100度左右使用，具有良好的电性能和高频绝缘性，不受湿度影响，但低温是变脆，不耐磨，易老化，适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件。
（2）成型特性
1）结晶料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。
2）流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔，凹痕，变形。
3）冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度。
料温低温高压时容易取向，模具温度低于50度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，90度以上易发生翘曲变形。
4）塑件壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。
5）PP性能指标：
干燥温度（℃）
65~75
干燥时间（hr）
0.5~1
模具温度（℃）
35~65
残料量（mm）
3~10
熔胶温度（℃）
200~250
背压（Mpa）
9~17
注射压力（MPa）
80~130
锁模力约（ton/in2）
2
注射速度
中等
回料转速（rpm）
60~90
螺杆类别
标准螺杆（直通式喷嘴）
停机处理
关料闸啤清即可
塑料翻用（%）
15~30
2.2.3PP的注射成型过程及工艺参数
（1）成型前的准备
纯PP是半透明的象牙白色，可以染成各种颜色。
PP的染色在一般注射机上只能用色母料。
在华美达机上有加强混炼作用的独立塑化元件，也可以用色粉染色。
户外使用的制品，一般使用UV稳定剂和碳黑填充。
再生料的使用比例不要超过15%，否则会引起强度下降和分解变色。
PP注塑加工前一般不需特别的干燥处理。
（2）注射过程
塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型。
其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷去五个阶段。
（3）PP的注射工艺参数:
1）注射机：
螺杆式，螺杆转速为30~60r/min。
2）料筒温度（℃）：
后段160~180；
中段180~200；
前段200~230。
3）喷嘴温度（℃）：
180~190。
4）模具温度（℃）：
40~80。
5）注射压力（MPa）：
70~120。
6）成型时间（s）：
30（注射时间2s，冷却时间20s，辅助时间8s
1.1.2塑件材料PP的加工特性
（1）典型应用范围：
产品包装、家庭用品（餐具、托盘等）、电气（透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）、机械零件。
（2）注塑工艺及模具条件
②干燥处理除非贮存不当，通常不需要干燥处理。
如需干燥，为80℃、2～3h。
②熔化温度164～170℃。
②模具温度40～50℃。
②注射压力150MPa。
②注射速度建议使用快速注射
（3）化学和物理性能大多数商业用的PP（聚乙烯）都是透明的非结晶材料。
PP据用非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。
它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化物如浓硫酸所腐蚀，并且会在一些哟基溶剂中发生溶胀变形。
收缩率一般在0.4%～0.7%。
1.2塑件的成型工艺参数确定
材料名称
聚乙烯
纯
注射机类型
柱塞式
预热和干燥
温度t/℃
时间23
80～85
2～3
料筒温度t/℃
后段
中段
前段
140～160
170～190
喷嘴温度
模具温度t/℃
32～65
注射压力p/MPa
60～110
注射时间
高压时间
冷却时间
总周期
15～45
0～3
15～60
40～120
螺杆转速η/（r.min-1）
48
方法
温度t/℃
时间τ/h
红外线灯、烘箱
70
2～4
说明
丁苯橡胶改性的聚苯乙烯的成型条件与上相似
2模具的基本结构及模架选择
2.1模具的基本结构
2.1.1确定成型方法
塑件采用注射成型法生产。
为保证塑件表面质量，使用点浇口成型，因此模具应为双分型面注射模（三板式注射模）。
2.1.2型腔布置
塑件形状较复杂，重量较轻，生产批量较大。
所以应使用单型腔注射模具。
2.1.3确定分型面
塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，本实例中塑件的分型面有多种选择，如图3所示。
图3（a）的分型面选择在轴线上，这种选择会使塑件表面留下分型面痕迹，影响塑件表面质量。
同时这种分型面也使侧向抽芯困难；图3（b）的分型面选择在下端面，这样的选择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成型，塑件大部分外表面光滑，仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹。
同时侧向抽芯容易，而且塑件脱模方便。
因此塑件选择如图3（b）所示的分型面。
图3分型面选择
2.1.4选择浇注系统
塑件采用点浇口成型，其浇注系统如图4所示。
点浇口直径为Φ1mm，点浇口长度为18mm，头部球R1mm。
分流道采用半圆截面流道，其半径R为6mm。
主流道为圆锥形，锥角α为11˚，上部直径与注射机喷嘴相配合，下部直径Φ6mm。
图4点浇口浇注系统
2.1.5确定推出方式
由于塑件形状为圆壳形而且壁厚较薄，使用推杆推出容易在塑件上留下推出痕迹，不宜采用。
所以选择推件板块出机构完成塑件的推出，这种方法结构简单、推出力均匀，塑件在推出时变形小，推出可靠。
2.1.6侧向抽芯机构
塑件的内侧面有0.3x1的长方体，因此模具应有侧向抽芯机构，由于抽出距离较短，抽出力较小，所以采用斜滑块机构，滑块装在推杆上。
2.1.7模具的结构形式
模具结构为双分型面注射模，如图5所示。
图5双分型面注射模模具结构
1—拉杆2—导套3—定模板（中间板）4—螺钉5—推件块6—复位弹簧
7—动模板8—支承板9—推杆固定板10—垫块11—动模座板
12—导柱13—导套14—导套15—定模座板16—导套
17—导柱18—限位螺钉19—复位杆20—弹簧
2.1.8选择成型设备
“注射机的选用”可参考《简明塑料模具设计手册》P133，P128表3-4
选用XS-Z-60型号注塑机，其有关参数为：
型号
标称注射量/㎝3
柱塞直径/mm
注射压力/Mpa
注射时间/s
注射方式
合模力/N
最大成型面积/cm2
模板最大行程/mm
XS-Z-60
60
38
122
0.7
柱塞式
5×105
130
180
模板最大厚度/mm
模板最小厚度/mm
模板尺寸/mm
合模方式
推出形式两侧推出时中心距/mm
电动机功率/KW
喷嘴
定位圈尺寸/mm
机器外形尺寸/m
球半径/mm
孔直径/mm
200
70
200×315
液压-机械
两侧推出
11
12
4
55
4.0×1.4×1.6
2.2选择模架
2.2.1模架的结构
可参考《简明塑料模具设计手册》P418表10-1—10-6
模架的结构如图6所示。
图6模架
2.2.2模架安装尺寸校核
模具外型尺寸为，长151mm、宽125mm、高132mm，小于注射机拉杆间距和最大模具厚度，可以方便地安装在注射机上。
3模具结构、尺寸的设计计算
3.1模具结构设计计算
3.1.1型腔结构
见装配图所示，由中间板所构成，便于脱掉废料
3.1.2型芯结构。
见装配图所示，型芯由顶块和斜型芯组成，便于组装和脱离，侧边有滑套，便于配合。
型芯中心开有冷却水孔，用来强制冷却型芯。
3.1.3滑块结构
见装配图。
3.1.4模具的导向结构
为了保证模具的闭合精度，模具的定模部分与动模部分之间采用导柱1和导套2导向定位。
推件块18上装有滑套6，推出时，滑套6在导柱1上运动，保证了推件块的运动精度。
定模座板上装有导柱30，为点浇口凝料推板24和定模板4的运动导向。
3.1.5脱模力计算F=【8δ2ESlcosφ（f-tanφ）】/（1-u）k2
δ=δ2=1S收缩率=1.5%E模量=3000Mpal=90f静摩擦系数=0.2
φ脱模斜度=0.5°u泊松比=0.35
F脱模力=9532N
3.2模具成型尺寸设计计算
可参考《简明塑料模具设计手册》P110表2-55
取PP的平均成型收缩率为1.5%，塑件未注公差按照SJ1372中5级精度公差值选取。
塑件尺寸如图1所示。
3.2.1型腔径向尺寸
模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.75。
1）
→
2）
→
3.2.2型腔深度尺寸
模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.5。
1）
→
3.2.3型芯径向尺寸
模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.75。
1）
→
2）
→
3.2.4型芯高度尺寸
模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.5。
1）
→
3.3模具加热、冷却系统的计算
3.3.1模具加热
一般生产ABS材料塑件的注射模具不需要外加热。
3.3.2模具冷却
模具的冷却分为两部分，一部分是型腔的冷却，另一部分是型芯的冷却。
型腔的冷却是由在定模板（中间板）上的两条ф10mm的冷却水道完成，
型芯的冷却如图7所示，在型芯内部开有ф16mm的冷却水孔，中间用隔水板2隔开，冷却水由支承板5上的ф10mm冷却水孔进入，沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部，翻过隔水板，流入另一侧，再流回支承板上的冷却水孔。
然后继续冷却第二个型芯，最后由支承板上的冷却水孔流出模具。
型芯1与支承板5之间用密封圈3密封。
图7型芯的冷却
1—型芯2—隔水板3—密封圈4—动模板（型芯固定板）5—支承板
4.模具主要零件图
4.1模具定模板（中间板）零件图
定模板（中间板）零件图如图8所示。
图8定模板（中间板）零件图
5模具总装图及模具的装配、试模
5.1模具总装图
图12为模具的总体装配图。
图12模具图
5.2模具的安装试模
试模是模具制造中的一个重要环节，试模中的修改、补充和调整是对于模具设计的补充。
5.2.1试模前的准备
试模前要对模具及试模用的设备进行检验。
模具的闭合高度，安装与、于注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等要符合所选设备的技术条件。
检查模具各滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。
活动要灵活、可靠，起止位置的定位要正确。
各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。
各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。
对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。
5.2.2模具的安装及调试
模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地，并安装在指定注射机的全过程。
模具安装在注射机上要注意以下方面：
1）模具的安装方位要满足设计图样的要求。
2）模具中有侧向滑动结构时，尽量使其运动方向为水平方向。
3）当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。
4）模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。
模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，如图13所示。
一般采用4-8块压板，对称布置。
图13模具固定
1—压板2—螺钉3—模具4—注射机模板
模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。
其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活，定位装置是否能够有效作用，要注意以下方面：
1）合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。
2）活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠。
3）开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。
4）冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。
5.2.3试模
模具安装调整后即可以进行试模。
1）加入原料原料的品种、规格、牌号应符合产品图样中的要求，成型性能应符合有关标准的规定。
原料一般要预先进行干燥。
2）调整设备按照工艺条件要求调整注射压力、注射速度、注射量、成型时间、成型温度等工艺参数。
3）试模采用手动操作，试模注射出样件。
5.2.4检验
通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样件是否符合用户的要求；模具能否完成批量生产。
针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产出的样件满足客户的要求，即可交付生产使用。
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