塑料盖模具设计项目说明书.docx
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塑料盖模具设计项目说明书
塑料盖模具设计项目说明书
1.塑料工艺性分析……………………………………………………2
2.选注射机规格………………………………………………………4
3.分型面选择…………………………………………………………5
4.浇注系统设计………………………………………………………7
4.1浇口套设计……………………………………………………7
4.2分流道设计……………………………………………………8
4.3浇口设计………………………………………………………9
4.4冷料穴设计……………………………………………………9
5.成形零部件设计……………………………………………………9
5.1成形零件结构设计……………………………………………9
5.2成形零件工作尺寸设计………………………………………9
5.3型腔壁厚计算………………………………………………10
6.模架的确定…………………………………………………………11
7．排气槽设计………………………………………………………13
8.脱模机构设计………………………………………………………13
9.导向与定位机构设计………………………………………………14
10.模具冷却系统的设计与计算………………………………………17
11.参考文献……………………………………………………………19
1.塑件工艺性分析
1.1.1塑件结构分析
由塑件零件图可见，该塑件为一圆形塑料盖。
外形结构较为复杂，倒角较多，要求外表面连接光滑，瓶盖上部有通孔。
1.1.2塑件零件图技术要求分析
由塑件零件图技术要求可见，此零件材料为PP（聚丙烯），可以批量生产，未注尺寸公差等级按聚丙烯高精度查取，查得公差等级为5级，各配合尺寸要求一般，所以制造的模具精度取一般精度即可满足要求。
因为塑件采用批量生产，所以型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比较高。
1.2塑件材料的成形特点和工艺参数
塑件材料为聚丙烯，其特点如下：
共聚物型的PP材料有较低的热变形温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。
PP的维卡软化温度为150℃。
由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。
PP不存在环境应力开裂问题。
PP的熔体质量流动速率（MFR）通常在1~100。
低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。
对于相同MFR的材料，共聚型的抗冲强度比均聚型的要高。
由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.6~2.0%。
聚丙烯的主要成形特点：
（1）:
结晶型材料，吸湿性小，可能发生溶体破裂，长期与热金属接触易发生分解。
（2）：
流动性极好，溢边值为0.03mm左右。
（3）：
冷却速度快，浇注系统及冷却系统的散热应适度
（4）：
成形收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，取向性强；
（5）：
注意控制成型温度，料温低时取向性明显；模具温度低于50度时，塑件无光泽；90度以上，易发生翘曲、变形
（6）：
塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以防止应力集中。
表1PP注射成型的主要工艺参数
喷嘴温度（℃）
170200
后
料筒温度（℃）中
前
180-190
220-240
220-230
注射压力（Mpa）
70-110
总周期
30-65
3-10
周期（S）
注射时间
保压时间
4-15
冷却时间
20-40
2.初选注射机规格
（1）塑料盖体积:
（2）零件质量:
查《塑料成型工艺与模具设计》常用热塑性塑料主要技术指标可知PP的密度为0.9～0.91g/，这里取0.905g/，计算可得盒盖的质量M=9.23×0.905g/≈8.35g.
模具所需塑料熔体注射量
=1.6×2×9.23=29.54
塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力
（3）选择注射机型号
锁模力
查《模具设计指导》表6—24，因此初选号为SZ-60/40,参数如下表2所示：
表2SZ-60/40型注射机的技术数据
注射量/
60
模板最大行程/mm
250
螺杆直径/mm
30
模具最大厚度/mm
250
注射压力/Mpa
180
模具最小厚度/mm
150
注射时间/s
1
拉杆空间/mm
220×300
锁模力/kN
400
喷嘴球径/mm
10
注射行程/mm
--
喷嘴孔径/mm
3
（4）校核注射机技术参数
1）注射压力校核
PP所需的注射压力70-110MPa，这里取110MPa，注射机公称压力180MPa，注射压力110<180,所以该注射机注射压力合格。
2）锁模力校核
锁模力是指注射机锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。
当高压的塑料熔体充满型腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。
因此
式中—型腔平均压力
—锁模力安全系数，一般取=1.25-1.4
则=1.4×4326×25=118.97kN故满足要求。
3分型面选择
分型面的选择原则：
1.为便于塑件成形后脱模，分型面应使塑件在开模时留在有脱模机构的一边，通常是在冬末的一侧；
2．当塑件内有嵌件时，由于嵌件极少的收缩会造成塑件在这一位置粘附在型腔内，因此型腔应设计在动模部分而不应该在定模部分；
3.为了便于模具的加工，应考虑斜分型面要比直分型面的型腔部分容易加工；
4.选择分型面时，应尽量只采用一个与开模方向垂直的分型面，并尽量避免侧向抽芯与侧向分型，如果塑件有侧凹或侧孔必须采用侧向分型或抽芯时，应使侧抽芯型芯尽可能安放在动模上，而避免定模部分抽芯；
5．对于有同轴度要求的塑件，模具设计时尽可能将型腔设计在同一个型面上；
6．选择分型面时，应选在不影响塑件外观和塑件飞边容易修整的部位，一保证塑件的质量；
7.分型面的选择应有利于防止溢料，当塑件在分型面上的投影面积接近于注射机最大注射面积时，就有可能产生溢料；
8.分型面的选择应有利于排气，即分型面应尽可能设在塑件流动的末端，以利于排气；
9.对于塑件较高，脱模斜度又小的塑件，分型面宜选在中间部位，尽管型腔设在动、定模两侧，但易于脱模且不产生飞边。
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，考虑到要保证塑料制品能够脱模，使型腔深度最浅，使塑件外形美观，容易清理和有利于排气等问题。
综上所述，最终确定分型面如下所示。
4.浇注系统的设计
4.1浇口套设计
主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严格，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。
浇口套一般采用碳素工具钢（T8、T10A）材料制造。
浇口套是标准件，浇口套与模板间配合采用H7/m6的过渡配合。
浇口套如下所示
4.2分流道设计
（1）分流道截面形状：
梯形
（2）分流道截面尺寸：
（3）分流道长度：
一般取主流道直径的1-2.5倍，故10mm。
（4）分流道布置形式：
分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道。
（5）分流道的表面粗糙度
分流道的表面粗糙度Ra要求不低，一般取0.81.6即可。
4.3浇口设计
本设计规定用内环形浇口。
4.4冷料穴设计
本设计采用带钩形头（Z字形头）拉料杆的冷料穴。
5成形零部件设计
5.1成形零件的结构设计
（1）凹模结构设计
整体式凹模
（2）凸模结构设计
整体式凸模
5.2成形零件的工作尺寸计算
（1）平均收缩率
（2）型腔和型芯尺寸
5.3型腔壁厚的计算
（1）型腔壁厚
从刚度的观点出发，型腔最小壁厚为
从强度的观点出发，型腔最小壁厚为
模具材料为SM1，E=2.1,
（2）型腔底板厚度
从刚度的观点出发，型腔底板最小厚度为
从强度的观点出发厚度，型腔底板最小厚度为
（3）动模垫板厚度
式中，F是动模垫板受得总压力（N），A是塑件及浇注系统在分型面上的投影面积；B是动模垫板宽度（mm）；p是型腔压力；K是修正系数，取0.6-0.75。
有上述得h=15.8mm。
6.模架的确定
根据型腔最小壁厚，考虑到导柱导套及连接螺钉布置应占有的位置和采用二次推出等各方面问题，确定选用模架序号为5，B,模架结构为A4的形式，如图所示。
各模板尺寸的确定。
1.A板尺寸
A板是定模型腔板，塑件高度28mm，在模板上还要开设冷
却水道，冷却水道离型腔应有一定的距离，因此A板厚度取80mm。
2.B板尺寸
B板是凸模固板，B板取20mm。
3．C板尺寸
垫块=推出行程+推杆固定板厚度+（5-10）=16+10+16=42mm
则C取50mm。
上述尺寸确定以后，就可以确定模架序号为5号，板面尺寸为200*250，模架结构形式为A4的标准模架。
从选定的模架可知，模架外形尺寸：
长×宽×高=200×250×236
模具平面尺寸200×250220×300（拉杆间距），合格；模具开模所需行程=33+28+10=71250（注射机开模行程），合格；模具高度242，合格；其他参数前面已校核，
所以本模具所选注射机完全满足使用要求。
7.排气槽设计
因为该零件为小型零件，一模两腔，所以利用分模面及推杆之间的间隙排气即可，不必单独考虑排气方式。
8.脱模机构设计
1.脱模力计算
2.二次脱模机构设计
本设计采用弹簧式二次推出机构。
具体见装配图。
3.主要推出零件设计
1）推杆形式:
直通型圆形推杆
2）推杆尺寸：
推杆是标准件，选择推杆d=12mm,H=6mm,D=17mm,配合孔长度L=20mm.
3）推杆布置：
均匀布置，每个塑件4根推杆。
9导向与定位机构的设计
7.1导向机构的作用
注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。
按作用分为模外定位和模内定模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而模内定位机构则通过导柱导套进行合模定位，锥面定位则用于动、定模之间的精确定位。
因为本塑件为小型塑件，大批量生产，所以采用有导柱导套配合要求的导柱导向机构。
导柱的材料选用低碳钢（20钢），渗碳淬火，硬度为50～55HRC,具体配合见装配图。
7.2导柱导套的设计原则
（1）导柱应合理均布在模具分型面四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具强度。
（2）导柱一般设在有型芯的一边，可以保护型芯不受损害；导柱设在定模一边，便于塑件脱模。
（3）为使导柱顺利进入导套，导柱底部应做成锥形或半球形，导套前端应倒角。
（4）导柱导套应有足够耐磨度，采用20低碳钢经渗碳热处理，其硬度为48-55HRC，也可采用T8或T10碳素工具钢。
导柱与导套配合部分的表面粗糙度为Ra0.8.
（5）导柱直径按模具尺寸选取,选取时参考注射模架标准数据。
（6）导柱长度应比凸模端面的高度高出6-8mm，以保证在导柱伸入导套后型芯才进入型腔，从而避免型芯与型腔相碰而损坏；对于脱模机构为推件板的模具，导柱长度应大于推件板的推出距离，以保证推件板在顶出过程中始终处于被导向状态。
10.模具冷却系统的设计与计算
冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单计算，在单位时间内塑料熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量，模具温度设为40度。
1.冷却水的体积流量
式中W—单位质量塑件在凝固时所放出的热量；
—冷却
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