工艺杯体塑料注射模具设计.docx

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工艺杯体塑料注射模具设计

摘要

塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。

模具乃工业之母，他几乎涵盖了整个国民生产中的众多过程，任何生产资料、生活资料的生产都离不开模具的作用。

本设计对工艺杯体进行的注塑模设计，对塑件结构进行了工艺分析。

从产品结构工艺性和模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、分型面的选择、注塑机的选择及有关参数的校核都有详细的分析设计说明。

明确了设计思路，确定了注射成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。

如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。

最后用autoCAD绘制了一套模具装配图。

关键词：

机械；塑料模具；侧抽芯；分型面

ABSTRACT

Plasticindustryisintheworldgrowsnowoneofquickestindustryclasses,butcaststhemoldisdevelopmentquicktype,therefore,theresearchcaststhemoldtounderstandtheplasticproducttheproductionprocessandimprovestheproductqualitytohavetheverybigsignificance.

Moldisthemotherofindustry,whichcoversalmosttheentiregrossnationalproductofmanyprocesses,anymeansofproduction,meansofsubsistenceproductionareinseparablefromtheroleofmolds.

Thedesignofartscupfortheinjectionmolddesign,theuseofsoftwarepro/eplasticpartsforthesolidmodeling.Processfromtheproductstructureandmoldstructuretothecastingmoldsystem,moldformingpartofthestructure,thechoiceofsub-surface,coolingsystems,injectionmoldingmachineofchoiceandcheckalltheparametersofadetailedanalysisofdesignspecifications.PlasticPartsofthestructureanalysisfortheprocess.Definedthedesign,determinetheinjectionmoldingprocessaswellassomespecificdetailsofthecalculationandverification.ThedesignofsuchastructurecanbeusedtoensurereliableDieworktoensurethattheotherpartsofthetie.Finally,asetofautomappingmoldpartsandassemblyplans.

Keywords:

Machinery；Plasticmold；Sidecorepulling；Parting

1绪论

1.1塑料模具设计的要点

注射成形是现在成形热塑性塑件的主要方法，因此应用范围很广。

所使用的成形机称为注射机。

[5]

注射成形是把塑料原料（一般为经过造粒、染色、加入添加剂等处理后的颗粒料）放入料筒中，经过加热融化，使之成为高粘度的流体——称为“溶体”，容柱塞或螺杆作为加压工具，使溶体通过喷嘴以较高的压力（约为25~80Mpa）注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。

[5]

注射成形的全过程可以分为：

（1）塑化过程现代的注射机基本上是采用螺杆式的塑化设备。

塑料原料（称为“物料”）自送料斗以定容方式送入料筒。

通过料筒外的电加热和料筒内的螺杆旋转的摩擦热使物料熔化，达到一定的温度后即开始注射。

注射动作是由螺杆的推进完成的。

（2）充模过程熔体自注射机的喷嘴喷出后，进入模具的形腔，把形腔内的空气排除，并充满形腔，然后升压到一定的压力，使熔体的密度增加，充实形腔的各部位。

（3）冷却凝固过程热塑性塑料的注射成形过程是热交换的过程。

即：

塑化注射充模固化成形

加热（理论上绝热）散热

热交换效果的优劣，觉得塑件的质量——外表面质量和内在的质量。

因此，模具设计对热交换也要做充分的考虑。

现代的设计方法中也采用了计算机。

（4）脱模过程塑件在型腔内固化后，必须用机械的方式把它从形腔中取出。

这个动作要由“脱模机构”来完成。

不合理的脱模机构对塑件的质量有很大的影响；但塑件的几何形状是千变万化的，所以必然采用最有效的和最适当的脱模方式。

由

（1）到（4）形成了一个循环。

每一次循环，就完成一次成形一个乃至数十个塑件。

[10]

1.2塑料模具设计的目的

此次，我们用课题研究的方式以达到对注塑塑料模具的了解，通过设计应达到以下目的：

1．学会综合应用机械类等有关课程的理论知识，并得到巩固和深入。

2．学会运用有关手册，国家标准（GB）及规范，参考资料和有关图册进行塑料成型模具设计的能力。

3．学会综合应用计算机能力，特别是有关绘图软件（AutoCAD或PRO/E）的使用。

4．学会应用所学的理论知识，掌握设计模具的思想方法与步骤，树立正确的设计模具的思想。

[1]

1.3注射模的基本结构

注射模的基本结构依使用的目的而不同，大致上可以作如下的分类：

单腔二板式结构

二板式结构

多腔二板式结构

普通模具单腔三板式结构

三板式结构

多腔三板式结构

滑动型心式结构

瓣合式结构

特殊模具脱螺纹结构

多层结构

1.4我国模具技术的现状及发展趋势

20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。

改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。

近年来，每年都以15％的增长速度快速发展。

许多模具企业十分重视技术发展。

加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。

此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。

模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。

今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。

中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。

在大型模具方面已能生产48"（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。

经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。

尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。

与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。

今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。

（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。

（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。

因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。

（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。

实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。

（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。

[9]

2塑件工艺分析

图2-1塑件主视图

2.1塑料的原材料分析

塑料品种：

PP热塑性塑料结构特点：

线性结构非结晶型

模具温度：

25~75

使用温度：

210~280

，建议245

化学稳定性：

比较稳定成型特点：

成型性能很好，成型前要干燥

性能特点：

机械强度较好，有一定的耐磨性，但耐热性较差吸水性较大

2.2塑件的尺寸精度分析

塑件要求精度为5级，为低精度，按查取公差得：

外形尺寸：

Φ62

内形尺寸：

Φ56

2.3塑件表面质量分析

塑件为工艺杯，壁薄，外观要求光滑、无飞边、无熔接痕及分模线，表面粗糙

度可取Ra0.8,塑件内部无较高的粗糙度要求。

2.4塑件结构工艺性分析

此塑件为圆壳类零件，外形尺寸Φ62x70mm，腔体59.5mm深，壁厚均匀为3mm，

总体尺寸适中，塑件成型性能良好，脱模时需考虑侧陷槽脱出机构，脱模斜度查《塑

料模塑成型技术》取40

。

3成型设备的选择与模塑工艺参数的编制

3.1计算塑件的体积及质量

根据塑件的三维模型，利用Pro/E可查询到塑件的体积为：

4023.24

查《塑料模塑成型技术》附录表2得：

取ρ=1.05x10

kg/mm

则塑件的质量M=V·ρ=4.2g

3.2选用注射机

根据塑件的形状，结合生产批量，采用一模两件的模具结构。

结合现有设备初步选取螺杆式注射成型机：

XS-ZY-125型。

XS-ZY-125型注射机的主要参数如下表：

表3-1注射机主要参数

喷嘴圆弧半径

12mm

锁模力

900KN

喷嘴孔径

4mm

模板行程

300mm

注射容量

125cm3

最大模具厚度

300mm

最大注射面积

320cm2

最小模具厚度

200mm

拉杆空间

260x360mm

注射压力

119Mpa

3.2.1最大注射压力的校核

聚炳烯的原料为PP，所需注射为60-100MPa，而所选注射机压力为180MPa，所以注射压力符合要求。

3.2.2最大注塑量校核

注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边）,通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注量的80%。

所以，选用的注塑机最大注塑量应满足：

（3-1）

式中

-注塑机的最大注塑量；

-塑件的体积，该产品

；

-浇注系统体积，该产品

。

故

而选定的注塑机注塑量为

，所以满足要求。

3.2.3锁模力校核

所需锁模力计算:

＞pA（3-2）

式中p为熔融型料在型腔内的压力，该产品质p=20～40MPa;

A—A         塑件和浇注系统在分型