一模两腔侧浇口顶板顶出塑料碗模具设计.docx

一模两腔侧浇口顶板顶出塑料碗模具设计.docx

《一模两腔侧浇口顶板顶出塑料碗模具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一模两腔侧浇口顶板顶出塑料碗模具设计.docx（29页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

一模两腔侧浇口顶板顶出塑料碗模具设计

武汉工程大学

塑料模具设计课程设计

说明书

课题名称：

一模两腔侧浇口塑料碗模具设计

专业班级：

高材

学生学号：

XXXXXXX

学生姓名：

学长

学生成绩：

指导教师：

刘仿军

课题工作时间：

2012.12.27 至 2013.1.4

武汉工程大学教务处

课程设计任务书

一、设计题目

小组同学（每组人数不超过 4 人）自己选定熟悉的塑料制品作为模具课程设

计题目（控制题目难度在两周内完成）

二、课题条件

1、利用图书馆资料，进行必要的文献调研；

2、利用现有模具教具、生活现场取得的制品进行设计；

3、可提供计算机进行模具设计绘图、说明书编写等工作。

三、设计任务

1、根据选定的塑料件，确定制品的原材料品种，及制品的尺寸精度要求。

2、小组讨论确定完成制品模具设计的程序，可以参照附件一。

3、小组讨论确定该制品模具的基本结构组成及时间进度安排，可以参照附件

二。

4、电脑或手工绘制模具装配图，要求模具结构合理，功能完备。

（1）如果两视图不能表达清楚的，需附加三视图、局部剖视图等；

（2）模具装配图上应标注所有零件的件号、名称；

（3）模具装配图上应有明细表，内容：

件号、数量、材料、热处理状态、硬

度、规格、备注等内容。

5、绘制非标准零件图，尺寸标注完全合理（包括配合尺寸）

6、撰写设计说明书，应书写本设计过程中设计结果及参数选用等内容

四、设计说明书内容

1、制品使用要求及原材料的工艺性和成型性能；

2、模腔数目确定，分型面的选择，成型零部件设计，合模导向机构，浇注系统

类型的确定及脱模方式的设计，温度调节系统的布排；

3、校核注射模与注射机规格的适应性；

4、标注参考资料。

I

第一章 塑件的工艺分析 --------------------------------------------------------------------------------------1

1.1 材料选择 --------------------------------------------------------------------------------------------1

PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯） ------------------------------------------------------------1

GPPS（通用级聚苯乙烯） ---------------------------------------------------------------------1

AS（苯乙烯-丙烯腈共聚物） ----------------------------------------------------------------1

ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物） ------------------------------------------------------2

PP（聚丙烯） --------------------------------------------------------------------------------------2

综述 --------------------------------------------------------------------------------------------------3

1.2 原料（PP）的成型特性和工艺参数-----------------------------------------------------------3

1.2.1 注塑模工艺---------------------------------------------------------------------------------4

1.3 塑件的尺寸选择------------------------------------------------------------------------------------4

1.3.1 塑件的尺寸---------------------------------------------------------------------------------4

1.3.2 塑件尺寸公差标准------------------------------------------------------------------------5

1.3.3 塑件的表面质量---------------------------------------------------------------------------5

1.3.4 塑件的生产批量---------------------------------------------------------------------------5

第二章 注塑设备的选择 -------------------------------------------------------------------------------------6

2.1 注射成型工艺条件---------------------------------------------------------------------------------6

2.2  选择注射机 ----------------------------------------------------------------------------------------7

第三章 浇注系统的设计 -------------------------------------------------------------------------------------8

3.1 主流道设计------------------------------------------------------------------------------------------8

3.2 主流道尺寸计算------------------------------------------------------------------------------------8

3.3 分流道的设计---------------------------------------------------------------------------------------9

3. 4 浇口的设计------------------------------------------------------------------------------------------9

3.5 浇口套的设计 -------------------------------------------------------------------------------------10

3. 6 模架的设计 ----------------------------------------------------------------------------------------11

3.7 定位圈 ----------------------------------------------------------------------------------------------13

第四章 成型零件的设计------------------------------------------------------------------------------------15

4.1 成型零件的结构设计 ----------------------------------------------------------------------------15

4.1.1 凹模结构设计 ----------------------------------------------------------------------------15

4.1.2 型芯结构设计 ----------------------------------------------------------------------------16

4.2 成型零件工作尺寸计算 -------------------------------------------------------------------------16

4.2.1 影响工作尺寸的因素 -------------------------------------------------------------------16

4.2.2 凹、凸模的工作尺寸计算 -------------------------------------------------------------16

第五章 合模导向机构的设计------------------------------------------------------------------------------17

5.1 导柱导向机构设计要点 -------------------------------------------------------------------------17

5.2 带头导柱 -------------------------------------------------------------------------------------------17

5.3 带头导套 -------------------------------------------------------------------------------------------18

第六章 脱模机构的设计------------------------------------------------------------------------------------19

6.1 脱模机构设计的总体原则 ----------------------------------------------------------------------19

6.2 推件力的计算 -------------------------------------------------------------------------------------19

6.3 复位杆 ----------------------------------------------------------------------------------------------19

II

6.4 推板 -------------------------------------------------------------------------------------------------20

6.5 垫块 -------------------------------------------------------------------------------------------------20

第七章 注射机工艺参数的校核---------------------------------------------------------------------------22

7.1 注射量 ----------------------------------------------------------------------------------------------22

7.2 注射压力 -------------------------------------------------------------------------------------------22

7.3 锁模力 ----------------------------------------------------------------------------------------------22

7.4 开模行程 -------------------------------------------------------------------------------------------23

设计总结--------------------------------------------------------------------------------------------------------24

参考文献 -------------------------------------------------------------------------------------------------------24

III

第一章 塑件的工艺分析

1.1材料选择

制作塑料碗要考虑的因素主要有:

是否符合食品卫生标准，是否环保，耐高温性，塑料的韧性，耐候性，经济

性。

查阅资料，可选材料有 PET，GPPS，AS，ABS,PP 等，现分析如下

PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）

　 　PET 是 乳 白 色 或 浅 黄 色 、 高 度 结 晶 的 聚 合 物 ， 表 面 平 滑 有 光 泽 。

 在 较

宽 的 温 度 范 围 内 具 有 优 良 的 物 理 机 械 性 能 ， 长 期 使 用 温 度 可 达 120℃ ， 电

绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗

蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。

PET 的优点

　　①有良好的力学性能，冲击强度是其他薄膜的 3~5 倍，耐折性好。

　　②耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂。

　　③具有优良的耐高、低温性能，可在 120℃温度范围内长期使用，短

期 使 用 可 耐 150℃ 高 温 ， 可 耐-70℃ 低 温 ， 且 高 、 低 温 时 对 其 机 械 性 能 影 响

很小。

　　④气体和水蒸气渗透率低，既有优良的阻气、水、油及异味性能。

　　⑤透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好。

⑥无毒、无味，卫生安全性好，可直接用于食品包装。

GPPS（通用级聚苯乙烯）

通用级聚苯乙烯，可用于日用品、电气、仪表外壳、玩具、灯具、家

用电器、文具、化妆品容器、室内外装饰品、果盘、光学零件（如三棱

镜、透镜）透镜窗镜和模塑、车灯、电讯配件，电频电容器薄膜，高频绝

缘材料、电视机等集装箱、波导管，化工容器等。

悬浮聚合树脂可制成不

同密度的泡沫塑料，用作绝热、隔音、防震、漂浮、包装材料，软木代用

品，预发泡体可作水过滤介质及制备轻质混凝土，低发泡塑料可制成合成

木 材 做 家 具 等 经 常 被 用 来 制 作 各 种 需 要 承 受 开水的 温 度 的 一 次 性 容 器 ， 以

及一次性泡沫饭盒等

AS（苯乙烯-丙烯腈共聚物）

0

AS，亦称 SAN，苯乙烯-丙烯腈共聚物，比聚苯乙烯有更高的冲击强度

和优良的耐热性，耐油性，耐化学腐蚀性。

如它能很好地耐某些使聚苯乙

烯应力开裂的烃类。

而弹性模量是现有热塑性塑料中较高的一种。

 AS 为

苯乙烯-丙烯腈共聚体，不易产生内应力开裂。

透明度很高，其软化温度

和搞冲击强度比 PS 高。

　物化性能　

SAN（AS）具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特

性和几何稳定性。

SAN（AS）中加入玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变

形 能 力 ， 减 小 热 膨 胀 系 数 。

SAN（AS） 的 维 卡 软 化 温 度 约 为 110℃ 。

 载 荷 下

挠 曲 变 形 温 度 约 为 100℃ 。

SAN（AS） 的 收 缩 率 约 为 0.3-0.7%。

SAN（AS）

是一种坚硬、透明的材料。

苯乙烯成份使 SAN（AS）坚硬、透明并易于加

工；丙烯腈成份使 SAN（AS）具有化学稳定性和热稳定性。

电气（插座、壳体等），日用商品（厨房器械，冰箱装置，电视机底

座，卡带盒等）,汽车工业（车头灯盒、反光境、仪表盘等），家庭用品

（餐具、食品刀具等），化装品包装等。

 广泛用于制作耐油、耐热、耐化

学药品的工业制品，以及仪表板、仪表框、罩壳、电池盒、接线盒、多种

开关及按规等。

　　 常 见 问 题 ：

 溢 料 飞 边 、 气 泡 、 缩 痕 、 熔 接 痕 、 烧 焦 及 黑 纹 、 银 丝 及 斑

纹、表面划痕、表面雾状及花纹、烧焦变色及杂质、烧黑、光泽不良、龟

裂泛白、颜色不均、脆弱、分层剥离、翘曲变形、脱模不良、模具严重腐

蚀。

ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）

ABS 树 脂 （ 丙 烯 腈 -苯 乙 烯 -丁 二 烯 共 聚 物 ， ABS 是 Acrylonitrile

Butadiene Styrene 的 首 字 母 缩 写 ） 是 一 种 强 度 高 、 韧 性 好 、 易 于 加 工 成

型的热塑型高分子材料。

 随着三种成分比例的调整，树脂的物理性能会有

一定的变化：

 1,3-丁二烯为 ABS 树脂提供低温延展性和抗冲击性，但是过

多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性； 丙烯腈为 ABS 树脂提供硬

度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质； 苯乙烯为 ABS 树脂提供硬度、

加工的流动性及产品表面的光洁度。

化学和物理性质

　　ABS 树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为 1.04~1.06 g／

cm3。

它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶

剂溶解。

　　ABS 树脂可以在-25℃~60℃的环境下表现正常，而且有很好的成型

性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。

因此它可以被用于家电﹑

玩具等日常用品。

常见的乐高积木就是 ABS 制品。

ABS 树脂可与多种树脂配混成共混物，如 PC／ABS、ABS/PVC、PA／

ABS、PBT／ABS 等 ， 产 生 新 性 能 和 新 的 应 用 领 域 ， 如 ：

 将 ABS 树 脂 和 PMMA

混合，可制造出透明 ABS 树脂。

PP（聚丙烯）

主 要 应 用 于 汽 车 工 业 （ 主 要 使 用 含 金 属 添 加 剂 的 PP：

 挡 泥 板 、 通 风

1

管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机

盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如 剪草机和喷水器

等）。

化学和物理特性

　 　PP 是 一 种 半 结 晶 性 材 料 。

 它 比 PE 要 更 坚 硬 并 且 有 更 高 的 熔点。

 由 于

均 聚 物 型 的 PP 温 度 高 于 0℃ 以 上 时 非 常 脆 ， 因 此 许 多 商 业 的 PP 材 料 是 加

入 1~4%乙烯的 无 规 则 共 聚 物 或 更 高 比 率 乙 烯 含 量 的 钳 段 式 共 聚 物 。

 共 聚 物

型 的 PP 材 料 有 较 低 的 热 扭 曲 温 度 （100℃ ） 、 低 透 明 度 、 低 光 泽 度 、 低 刚

性 ， 但 是 有 有 更 强 的 抗 冲 击 强 度 。

PP 的 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 。

 通 常 ， 采 用 加 入 玻 璃 纤 维 、

金属添加剂或热塑橡胶的方法对 PP 进行改性。

PP 的流动率 MFR 范围在

1~40。

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 物 型 的 强 度 比 均 聚 物 型 的 要 高 。

 由 于 结 晶 ，PP 的 收 缩 率 相 当

高，一般为 1.8~2.5%。

并且收缩率的方向均匀性比 PE-HD 等材料要好得

多 。

 加 入 30%的 玻 璃 添 加 剂 可 以 使 收 缩 率 降 到 0.7%。

 均 聚 物 型 和 共 聚 物 型

的 PP 材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。

然而，它

对 芳 香 烃 （ 如 苯 ） 溶 剂 、 氯 化 烃 （ 四 氯 化 碳 ） 溶 剂 等 没 有 抵 抗 力 。

PP 也 不

象 PE 那样在高温下仍具有抗氧化性。

综述

PP 材料成本低，易成型，且无毒无味（PP 料还有一种叫食品级的，本身

就是做食品用的容器的）。

而且 PP 还有许多优良的特性，比如耐高温，耐气候

性能优秀，韧性好等。

PP 是非极性化合物，对极性溶剂十分稳定，如醇、酚、

醛、酮和大多数羧酸都不会使其溶胀。

故拟定本次设计采用 PP（聚丙烯）生产

塑料碗。

1.2原料（PP）的成型特性和工艺参数

①PP 是一种半结晶性材料。

它比 PE 要更坚硬并且有更高的熔点。

由于

均聚物型的 PP 温度高于 0℃以上时非常脆，因此许多商业的 PP 材料是加入

1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。

共聚物型的 PP 材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、

低刚性，但是有更强的抗冲击强度。

②PP 的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。

通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方

法对 PP 进行改性。

2

③PP 的流动率 MFR 范围在 1~40。

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，共聚物型的强度比均聚物型的要

高。

由于结晶，PP 的收缩率相当高，一般为 1.8~2.5%。

并且收缩率的方向

均匀性比 PE-HD 等材料要好得多。

加入 30%的玻璃添加剂可以使收缩率降

到 0.7%。

④均聚物型和共聚物型的 PP 材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀

性、抗溶解性。

然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂

等没有抵抗力。

PP 也不象 PE 那样在高温下仍具有抗氧化性。

1.2.1 注塑模工艺

干燥处理：

如果储存适当则不需要干燥处理。

熔化温度：

220~275℃，注意不要超过 275℃。

模具温度：

40~80℃，建议使用 50℃。

结晶程度主要由模具温度决定。

注射压力：

可大到 1800bar。

注射速度：

通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。

如果制品表面

出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。

流道和浇口：

对于冷流道，典型的流道直径范围是 4~7mm。

建议使用通体

为圆形的注入口和流道。

所有类型的浇口都可以使用。

典型的浇口直径范围

是 1~1.5mm，但也可以使用小到 0.7mm 的浇口。

对于边缘浇口，最小的浇

口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。

PP 材料完

全可以使用热流道系统。

成型时间：

注射时间20s~60s

高压时间0s~3s

冷却时间20s~90s

总周期