(完整word版)一模一腔直澆口頂桿頂出水杯的塑料模具設(shè)計1(2)0001

1、武漢工程大學模具設(shè)計說明書 目錄 摘要2. 第一部分綜述3. 1.1制品原材料的選擇.3 1.1.1聚苯乙烯PS3. 1.1.2 聚乙烯 PE.3 1.1.3聚氯乙烯PVC4 1.1.4 聚丙烯PP.4. 第二部分設(shè)計過程5. 2.1 塑料水杯尺寸的確定5 2.2成型零部件的設(shè)計6 2.2.1型腔、型芯工作部位尺寸的確定 6 2.3選用標準模架7. 2.4注射機的選定.9. 2.4.1初步選定注射機9 2.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計10 2.5.1 直澆口（主流道）設(shè)計要點1 0 2.5.2 直澆口尺寸計算 11 2.5.3澆口套的設(shè)計11 2.6推出系統(tǒng)的設(shè)計12 2.6.1 脫模力的計算 1.2 2

2、.6.2 圓推桿推出的設(shè)計1.3 2.7導向系統(tǒng)的設(shè)計14 2.7.1導柱導向機構(gòu)設(shè)計要點 1 4 2.7.2帶頭導柱14 2.7.3帶頭導套15 2.8其他結(jié)構(gòu)件設(shè)計16 2.8.1 復位桿16 2.8.2 定位圈16 2.8.3 墊塊17 2.9 注塑模溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 18 2.10 注塑模排氣系統(tǒng)設(shè)計 1.8 第三部分注射機的校核20 3.1注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度校核 20 3.2開模行程的校核20 3.3模具在注射機上的安裝20 3.4流程比的校核20 總結(jié)21 參考文獻22 武漢工程大學模具設(shè)計說明書 摘要 中文摘要 本次設(shè)計的是直筒水杯，主要介紹了水杯的設(shè)計思路、加工

3、過程和水杯的注 射模的設(shè)計。這種聚丙烯水杯無毒、無味，密度小，強度、剛度、硬度、耐熱性 都較好，是人們?nèi)粘Ｉ钪械谋夭豢缮俚纳钣闷贰?本次設(shè)計采用的是注射成型。在設(shè)計過程中，首先對進行原材料分析，比較 不同塑料的物理和化學性質(zhì)從而選定水杯的最佳原料為聚丙烯。然后介紹了不同 形式的澆口的優(yōu)缺點，接下來初步選定注射機和標準模架， 再進一步設(shè)計模具各 個結(jié)構(gòu)，最后對注射機進行校核。 關(guān)鍵詞：注塑成型注射機模具 Abstract This design is about water bottle. It mainly introduces the design ideas Of water bott

4、le, the processes, and the injecti on mold. Water bottle have many advantages, such as its non-poisonous, unpalatable, low density, whats more, its strength, stiffness, rigidity and heat-resistanee are also good. Its esse ntial to daily life. The desig n adopt the injecti on moldi ng. During the des

5、ig n process, first, we an alyse raw materials, and select PP as the best material ofwater bottle by comparing the different physical and chemical properties of plastics. Then we in troduce the adva ntages and disadva ntages of differe nt types of sprue. Following initially selected injection machin

6、e and the sta ndard mold, desig n further structural of each mold. Fin ally, check on the injectio n mach ine. Key words : injectio n moldi nginjectio n mach ine mould 第一部分綜述 目前，塑料制品得到了越來越廣泛的應(yīng)用， 塑料的成型方法也越來越多，如 注射成型、擠壓成型、真空成型、發(fā)泡成型、中空吹塑成型、薄膜吹塑成型，以 及熱固性塑料的各種成型等。其中，塑料的注射成型是最主要的成型方法，塑料 注射模則是注射成型的工具。在現(xiàn)代塑料

7、注射成型的生產(chǎn)實踐中，高效的塑料注 射機、先進的塑料注射模具和合理的注射成型工藝是不可缺少的三項主要因素， 本說明書即介紹了一模一腔直澆口頂桿頂出水杯塑料模具設(shè)計的基本過程。 1.1制品原材料的選擇 塑料行業(yè)是20世紀發(fā)展最快的行業(yè)，也是21世紀最有前途的行業(yè)之一。塑 料的發(fā)展直接導致了塑料模具的發(fā)展。 塑料模具是用來生產(chǎn)塑料制品的工具， 在 設(shè)計模具之前，必須對塑料的成型工藝性能有充分的了解和掌握， 只有充分熟悉 成型工藝條件之間的內(nèi)在關(guān)系，才能精確控制模具尺寸與塑料制品的尺寸， 才能 設(shè)計出優(yōu)良的模具。 以下為通用塑料的使用性能和用途。 1.1.1聚苯乙烯PS 性能：電絕緣（尤其高頻絕緣性

8、）性優(yōu)良，無色透明，透光率僅次于有機玻 璃，著色性、耐水性、化學穩(wěn)定性良好，力學強度一般，剛性好，但性脆，易產(chǎn) 生應(yīng)力碎裂，不耐笨、汽油等有機溶劑。 用途：適于制作絕緣透件、透明件、裝飾件日用品、泡沫包裝材料及建筑隔 熱材料等。 1.1.2聚乙烯PE 性能：耐腐蝕性、電絕緣（尤其高頻絕緣性）性優(yōu)良，可以氯化、輻照改性, 可用玻璃纖維增強。 高密度聚乙烯（HDPE）熔點、剛性、硬度和強度較高、耐應(yīng)力開裂性好， 吸水性小，有突出的絕緣性能和良好的耐輻照性。 低密度聚乙烯（LDPE）柔軟性、伸長率、沖擊強度和透明性較好。 線性低密度聚乙烯（LLDPE ）的性能介于LDPE和HDPE之間。 茂金屬聚乙

9、烯（mPE）主要用于薄膜，薄膜強度、柔軟性、熱封性和透明性 極好。 超高分子量聚乙烯（UHMWPE ）沖擊強度高，耐疲勞，耐磨，用冷壓燒結(jié) 成型。 用途：高密度聚乙烯適于制作管材、中空瓶、注射制品、重包裝膜、編織袋、 撕裂膜、大包帶、周轉(zhuǎn)箱及絲類等。 低密度聚乙烯用于制作地膜、大棚膜、保鮮膜、電纜及注射件等。 線性低密度聚乙烯主要用于薄膜、注射制品、編織袋、打包帶等。 超高分子量聚乙烯適于制作減磨、耐磨及傳動零件。 1.1.3聚氯乙烯PVC （1）硬聚氯乙烯（HPVC） 性能：力學強度高，硬度大，絕緣性優(yōu)良，耐酸堿力極強，化學穩(wěn)定性好，阻燃 性好，印刷及焊接性好，但軟化點低。 用途：適于制造型

10、材、管材、棒材、板材、片材、絲類、中空瓶、焊條及注射制 品（管件和閥門等），代替木材和金屬材料。 （2）軟聚氯乙烯（SPVC） 性能：制品柔軟，斷裂伸長率大，力學強度大、耐腐蝕性、電絕緣性均低于硬聚 氯乙烯，且易老化。 用途：適于制作大棚薄膜、鹽膜、日用膜、電線電纜絕緣層、革類、鞋類、軟管、 軟片及密封材料等。 1.1.4聚丙烯PP 性能：性對密度小，強度、剛性、耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在100C左 右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，耐疲勞性好，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響， 但低溫變脆，不耐磨，易光老化。用玻璃纖維增強后，強度接近工程塑料。聚丙 烯的共聚物（PP-C）可改善其沖擊性能，其中無軌

11、共聚物（PP-R）主要用于管 材，嵌段共聚物（PP-B）主要用于大型容器、周轉(zhuǎn)箱等。 用途：PP適于制作注射制品、汽車配件、殼體、日用品、打包帶、編織袋、 雙向拉伸膜（煙膜、黏膠帶基膜等）、電容器膜、上水管材、地熱管、片材（吸 塑成保證盒、一次性水杯等）及中空瓶等。 根據(jù)以上制品性能，綜合參考，特別是聚丙烯具有很好的耐熱性， 正是水杯 需要的性能，所以選擇PP作為水杯的原材料。 經(jīng)查閱，由張維合主編注塑模具設(shè)計使用教程書中表 1-1以及表1-4 可知PP的計算收縮率及其他性能如表1-1。 表1-1 PP的計算收縮率及其他性能 性能名稱 數(shù)值 性能名稱 數(shù)值 收縮率 1% 2.5% 熔點/ C

12、164 相對密度/g/cm3 0.9 0 0.91 流程比 250:1 模溫廠C 160230 型腔壓力/MPa 20 注射壓力MPa 70 140 玻璃化溫度/ C -20 第二部分設(shè)計過程 在選定原材料后，根據(jù)課程設(shè)計要求，我們需要設(shè)計的是直澆口一模一腔頂桿頂 出水杯的塑料模具設(shè)計，所以澆口方式、型腔數(shù)目、頂出方式都已經(jīng)確定。據(jù)此, 先設(shè)計塑料制品的尺寸。 2.1塑料水杯尺寸的確定 用途：盛水。 使用要求：耐高溫、表面光滑、無毒、韌性好。 選定其制品尺寸： 水杯總高度：70mm； 水杯外直徑：60mm； 水杯壁厚：1.5mm； 杯底壁厚：3.5mm。如圖2-1-1所示。 (b) 圖2-1-

13、1水杯三視圖 (c) (a)俯視圖(b)主視圖(c)側(cè)視圖 按塑件尺寸計算體積： 2 2 2 2 Vs=(60/2) X 70X 3.14 - (57/2) X 66.5X 3.14mm =28.21cm 查表1-1,取PP密度為0.90g/cm3 則塑件重量： Ms =Vs p=28.21 X 0.90 = 25.389 g 2.2成型零部件的設(shè)計 型腔是直接成型塑料制件的部分，它通常由凸模，凹模，型芯和成型桿、鑲 塊等構(gòu)成。 2.2.1型腔、型芯工作部位尺寸的確定 查表1-1 PP塑料的收縮率為1%2.5% 平均收縮率 S=（1%+2.5%）/2=1.75% 型腔工作部位尺寸： 型腔內(nèi)形尺

14、寸: 型腔深度尺寸: Lm=D(1 + S)=60X( 1 + 1.75%) =61.05mm ( 2 Hm = Hs HsScp - 3 /0 Hm=H (1 + S) =70 X( 1 + 1.75%) =71.225mm 型芯外形尺寸：Im =（s+1sScp+?a 4丿 Im= d(1 + S)=57X( 1+ 1.75%) = 58mm 型芯高度尺寸: 二 hs a0 2 hsScp_ ： 3_ hM=h （1 + S） =66.5X（ 1 + 1.75%） =67.66mm 式中，Ls塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）； Is塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）； Hs塑件外

15、型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）； hs塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）； A塑件公差（mm）； S模具制造公差，?。?/31/4）。 則型芯、型腔的尺寸如表2-2-1所示： 表2-2-1 型芯、型腔尺寸 尺寸類型 尺寸（mm） 型腔直徑 61.05 壁厚 1.5 型芯直徑 58.00 型腔高度 71.22 底厚 3.5 型芯高度 67.66 2.3選用標準模架 由設(shè)計要求，為一模一腔直澆口頂桿頂出，選擇直澆口A型模架 根據(jù)塑料制品尺寸，有： 模架寬度W塑件最大寬度+型腔側(cè)壁厚X 2 模架長度L 塑件最大長度+型腔側(cè)壁厚X 2 墊塊高度C H5 + H6 +塑件高度 根據(jù)經(jīng)驗取型腔側(cè)壁厚

16、為10m m,代入數(shù)據(jù)得到： W 60 +10X 2=80mm L 70 +10X 2=80mm C H5 + H6 +70 根據(jù)以上數(shù)據(jù)查得3基本型模架組合尺寸選用4040系列模架。 選定模板厚度：A=80mm 動模板厚度：B=40mm 墊塊厚度：C=130mm 模具厚度 H 模=Hi +H2+H4 +A+B+C=30+50+50+80+40+130=380mm 即模具外形尺寸：450 X 400 X 380mm 即所選模架為 A 4040-80X40X30 GB/T 125552006 , 模架的基本尺寸如表2-3。 表2-3-14040系列模架標準參數(shù)表 W L W1 W2 W3 C H

17、1 H2 400 n 400 P 450 68 260 130 30 P 50 H3 H4 H5 H6 W4 W5 W6 W7 35 50 25 30 198 234 324 330 模架尺寸示意圖如圖2-3-1 23 I k 圖2-3-1直澆口模架組合尺寸圖示 2.4注射機的選定 注射模是安裝在注射機上的，因此在設(shè)計注射模具時應(yīng)該對注射機有關(guān)技術(shù) 規(guī)范進行必要的了解，以便設(shè)計出符合要求的模具，同時選定合適的注射機型號。 從模具設(shè)計角度考慮，需要了解注射機的主要技術(shù)規(guī)范。 在設(shè)計模具時，最 好查閱注射機生產(chǎn)廠家提供的有關(guān) “注射機使用說明書”上標明的技術(shù)規(guī)范。因 為即使同一規(guī)格的注射機，生產(chǎn)廠

18、家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。 2.4.1初步選定注射機 選用注射機時，通常是以某塑件（或模具）實際需要的注射量初選某一公稱 注射量的注射機型號，然后依次對該機型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行 程以及模具安裝部分的尺寸進行校核。 （1）注射量 要求 V機一 V塑件/0.8 式中，V機一額定注射量，cm3 V塑件一塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和，cm3 V塑件=Vs Vj=28.21+1.126=29.336cn? 3 則 V機 _V塑件 /0.8=29.336/0.8=36.67 cm （2）注射壓力 要求 P注亠P成型 式中，P主一注射機的注射壓力 P注一PP的成型壓力，為70140MPa 所

19、以，P注一 140MPa （3）鎖模力 巳鎖模力二PF 式中，P PP成型時的型腔壓力，為 20MPa F塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積和，mm2 各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積 2 2 F=二 X（ 61.05/2） =2925.78 mm P鎖模力二 PF =20X 2925.78 = 58.5 kN 根據(jù)以上分析計算，查得3常用注射技術(shù)規(guī)范及特性，初選注射機型號為： XS-ZY-500。 注射機參數(shù)詳見表2-4-1 表 2-4-1 XS-ZY-500注射機參數(shù) 項目 參數(shù) 項目 參數(shù) 額定注射量/ cm 3 500 噴嘴圓弧半徑/mm 18 螺桿（柱塞）直徑/mm 65

20、 噴嘴孔直徑/mm 3 注射壓力/MPa 145 頂出形式 中心液壓頂出，中心 距 100mm 注射行程/mm 200 動、定模固定板尺寸 /mmx mm 700 x850 注射方式 螺桿式 拉桿空間/mm 540 x 440 鎖模力/KN 3500 合模方式 液壓-機械 最大成型面積/ cm 3 1000 液壓泵流量（L/min） 200 模板最大行程/mm 500 液壓泵壓力/Mpa 6.5 模具最大厚度/mm 450 電動機功率/Km 22 模具最小厚度/mm 300 機器外形尺寸/mmx mm79.3,滿足要求。 總結(jié) 作為一名高分子材料專業(yè)的學生，學習塑料注射模具的設(shè)計是必不可少的。 經(jīng)過了半個月的時間，我與同組者孫峰一起，完成了這次一模一腔直澆口頂桿頂 出塑料水杯的模具設(shè)計。雖然我們的設(shè)計不是最麻煩、最難的，但是設(shè)計過程中