塑料水杯課程設(shè)計(jì)新2

1、塑料水杯注塑模設(shè)計(jì)< 一>塑件成型工藝性分析1、產(chǎn)品基本要求： 最大幾何尺寸：80X57 使用環(huán)境：-15 C 100C以上，抗酸堿腐蝕性 精度要求：一般3級(jí) 外觀要求：外表面無(wú)瑕疵、美觀、性能可靠 物理性能：無(wú)毒、無(wú)味、密度較小、耐熱性、耐磨性、耐沖擊性好、容易著色具有 足夠的強(qiáng)度和耐磨性 化學(xué)性能：穩(wěn)定，抗酸堿腐蝕性2、塑件結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì)該塑件為塑件水杯，其結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，且強(qiáng)度和剛度應(yīng)滿(mǎn)足需要，塑件如下圖3、塑件材料選擇(詳細(xì)過(guò)程見(jiàn)選材)此塑件是要求：無(wú)毒、無(wú)味、密度較小、耐熱性、耐磨性、耐沖擊性好、容易著色具有 足夠的強(qiáng)度和耐磨性能，外表面無(wú)瑕疵、美觀、性能可靠 即通過(guò)

2、：分析制件材料的常用性能和使用性能分析塑料工藝性能綜合性能比較塑料的物理性能、化學(xué)性能、成型特點(diǎn)等多方面比較，選出最合適成型此 塑料水杯的塑料。材料最終選擇聚丙烯(PP)。PP成型特點(diǎn)：如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理；成型過(guò)程：收縮范圍大1.02.5%，容易產(chǎn)生縮孔、凹痕及變形，模溫在80 C,低于50 C，產(chǎn)生熔接痕還，過(guò)高會(huì)產(chǎn)生翹起變形，；成型后進(jìn)行退火處理；設(shè)備宜選用螺桿式注射機(jī)。4、成型方法及其工藝選擇根據(jù)塑件選用的材料為(PP)，根據(jù)塑件外形特征和使用要求，選擇最佳的成型方法就是注塑成型。(一) 成型工藝分析(1) 外觀要求：外形為曲面圓形、外表面無(wú)瑕疵、美觀、壁厚為2mm，塑件外形尺

3、寸不大，材料為熱塑性材料，流動(dòng)性好(2 )等級(jí)精度：此塑料對(duì)精度要求一般，3級(jí)(3)脫模斜度：該塑件平均壁厚2mm, PP材料的流動(dòng)性好，參考塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)表2-10選擇塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度1°。(二)注塑成型工藝過(guò)程及工藝參數(shù)f 1、原料的檢驗(yàn)、染色和干燥（PP材料不需要干燥）2、嵌件預(yù)熱（內(nèi)應(yīng)力）成型前的準(zhǔn)備彳3、脫模劑的使用（硬脂酸鋅、硅油）4、料筒清洗I 5、模具清洗注塑成型工藝過(guò)程J1、塑化注塑過(guò)程充模保壓注射過(guò)程塑件的后處理2、 注射 倒流澆口凍結(jié)后的冷卻3、 模塑I脫模去毛刺退火處理：消除應(yīng)力，提高潔晶度熱處理、調(diào)濕處理：穩(wěn)定尺寸 干燥處理：PP材料如

4、果儲(chǔ)存適當(dāng)，則不需要干燥處理 PP染色性較差，色粉在塑料中擴(kuò)散不夠均勻（一般需加入擴(kuò)散油），塑件表面需移印裝飾，須用PP底漆（俗稱(chēng)PP水）擦拭 注塑成型時(shí)各段溫度：因 PP高結(jié)晶，所以加工溫度需要較高工藝參數(shù)通用型PP料筒后段溫度/C160190料筒中段溫度/C170220料筒前段溫度/c200240噴嘴溫度/c170190模具溫度/c4080 注射壓力：PP收縮率大，尺寸不穩(wěn)定，塑件容易變形收縮，可采用提高注塑壓力 及注塑速度，減少層間剪切力使成型收視率降低，但PP流動(dòng)性好，注射壓力大時(shí)易出現(xiàn)飛邊且有方向性強(qiáng)的缺陷，注射壓力一般為：70140MPa太小壓力會(huì)收縮明顯），保壓壓力取注射壓力的

5、80%左右，宜取較長(zhǎng)的保壓時(shí)間補(bǔ)縮及較長(zhǎng)的冷卻時(shí)間保證塑件尺寸、變形程度。 注射速度：PP冷卻速度快，宜快速注射，適當(dāng)加深排氣槽來(lái)改善排氣不良。如果 制品表面出現(xiàn)了缺陷，也可使用較高溫度下的低速注塑。二 、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī)1）分型面位置的確定如左圖所示：CD-D分型面：要側(cè)抽，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，熔接痕較 明顯、飛邊，不易清除種 無(wú) 側(cè) 抽 比 較C-C分型面：優(yōu)點(diǎn)：便于模具加工制造缺點(diǎn)：難以脫模B-B分型面：優(yōu)點(diǎn)：便于模具加工制造 缺點(diǎn)：熔接痕、飛邊面積大， 不易清除，影響外觀、難以脫模A-A分型面：優(yōu)點(diǎn)：有利于排氣、外觀 質(zhì)量好、保證塑件精度缺點(diǎn)：邊緣有飛邊：但容易清除結(jié)論：通過(guò)以

6、上對(duì)塑件分型面形式的分析，分型面應(yīng)選在A-A分型面：有利于脫模、外觀質(zhì)量較好、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造、有利于排氣，雖有些飛邊，但容易清除2）型腔數(shù)量和排位方式的確定（1 ）型腔數(shù)目的確定由于該塑件的精度要求一般，塑件尺寸較小，且大批生產(chǎn)，可用一模多腔的結(jié)構(gòu)形 式。同時(shí)，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素， 初步采用一模四腔的結(jié)構(gòu)形式。（2）型腔排列形式的確定由于該模具選擇的是一模四腔，其型腔中心距的確定見(jiàn)下圖及說(shuō)明，故流道采用H形對(duì)稱(chēng)排列，使型腔進(jìn)料平衡。中心距：40X2+25=105mm其中25mm由注塑模具設(shè)計(jì) P85頁(yè)可知：“各型腔之間的鋼板厚度 B可根

7、據(jù)型腔深度取 1225 ”為安全起見(jiàn)取 25mm。（3）模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定由以上分析可知，本模具設(shè)計(jì)為一模四腔，對(duì)稱(chēng)H型直線(xiàn)排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)初選推件板推出或推桿推出方式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，留道采用對(duì)稱(chēng)平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開(kāi)設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要改設(shè)單獨(dú)分型面取出凝料，動(dòng)模部分需要添加型芯固定板、支撐板或推件板。由綜上分析可確定采用大水口（推件板）的單分型面注射模。3）注射機(jī)型號(hào)的確定 注射量的計(jì)算通過(guò)Pro/E建模分析得塑件質(zhì)量屬性如下圖所示。嘩量*三爰祈舉標(biāo)垂 逹痢珂冃，宦三禍.占CS奮宜LCMWOOeOO繩雯 n.Mcmixw-a* -二 常£

8、雷伍ZTT1T4B4-04<* 3Z.3HZLT豪族飛*ffl _CCOli港玩訂吒每岸豈F T 2 OTMMidE««HniLMMMh*Q f 1比| IIB /(EJ k*l 1 x塑件體積：V塑=22.771cm3塑件質(zhì)量： m塑=卩密度V塑料=22.771X0.98仁23.681g式中p密度根據(jù)參考文獻(xiàn)塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表 9-6取1.04g/cm3 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2倍1倍來(lái)估算。由于本次設(shè)計(jì)采用的流道簡(jiǎn)單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.3倍來(lái)估算，故一次注入模

9、具型腔塑料的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和四個(gè)塑件體積之和）為：3V 總=1.3nV 塑料=1.3x4x22.771=118.4cm 3 選擇注射機(jī)根據(jù)以上計(jì)算機(jī)得出子一次注射機(jī)過(guò)程中注入模具型腔的塑料的總體積V總=118.4cm3由參考文獻(xiàn)塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)式（4-18） V公刃總/0.8=148cm3根據(jù)以上的計(jì)算，初步選擇公稱(chēng)量為200cm3，注射機(jī)型號(hào)為 SZ-200/120臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參見(jiàn)下表：注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)理論注射量/cm3200拉桿內(nèi)向距/mm355x385螺桿柱塞直徑/mm42移模行程/mm350注射壓力/MPa150最大模具厚度/mm400注射速率/g/s120

10、最小模具厚度/mm230塑化能力/Kg.h70鎖模形式雙曲肘螺桿轉(zhuǎn)速/r/mi n0220模具定位孔直徑/mm125鎖模力/KN1200噴嘴球半徑/mm15噴嘴孔直徑/mm4 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核（1） 注射壓力校核：（參考塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)）表 3-1可知，PP所需注射壓 力為90130MPa，取Po=100MPa,該注射機(jī)的公稱(chēng)注射壓力 P公=150MPa,注射壓力安全 系數(shù) K1=1.251.4，這里取 K1=1.3，則K1Po=1.3x100=130MPa<P公=150MPa，所以，注射機(jī)注射壓力合格。（2）鎖模力校核塑件在分型面上的投影面積A 塑=（702-82-4x42）

11、n/4=4772mm 2澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，即澆道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A澆數(shù)值，可以按照多型腔模具的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)確定。是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積A塑的0.20.5倍。由于本設(shè)計(jì)的流道較簡(jiǎn)單，分流道相對(duì)教短，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小些。這里取 A澆=0.2A 塑.塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積，則A 總=門(mén)（A 澆 +A 塑）=n（A 塑 +0.2A 塑）=4x1.2A 塑=22905.6mm2 模具型腔內(nèi)的脹型力 F脹，則F 脹=A 總 P 模=22905.6x30=687.168KN式中，是型腔中的平均壓力值。P模是模具型腔內(nèi)的壓力， 通常取注射

12、壓力的 20%40%大致范圍為25MPa40MPa。對(duì)于黏度較小的精度較高的塑料水杯應(yīng)取中間值30MPa由上表中可知該注射機(jī)的公稱(chēng)鎖模力F鎖=1200KN，鎖模力安全系數(shù) 心=1.11.2，這里取K2=1.2，則取K2F鎖=1.2F鎖=1.2x687.168=824.601KNF鎖，所以注射機(jī)鎖模力滿(mǎn)足要求。對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。三 、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、主流道的設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分 流道或型腔中。主流道的行政為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開(kāi)模是主流道凝料的順序拔出， 主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速

13、度和充模時(shí)間。另外，由于主流道與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。1、次設(shè)計(jì)中初選1）主流道尺寸 主流道的長(zhǎng)度。一般由模具結(jié)構(gòu)確定，對(duì)于小型模具50mm進(jìn)行計(jì)算。主流道小端直徑。主流道大端直徑。主流道球面半徑。球面的配合高度。L應(yīng)盡量小于60mm，本2、3、4、5、d=注射機(jī)噴嘴尺寸+ ( 0.51) mm=4.5mm。 D=d+L 主 tan a =8mm 式中a =4 °。SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑 + (12) mm=15+2=17 h=3mm2）主流道的凝料體積V 主吒主（R2 主+r2 主+R 主 r ±）03=50x（16+2

14、.25 2+4x2.25）x3.14/3=1573.27mm 23）主流道當(dāng)量半徑2.25 4Rn=3.125mm24）主流道澆口套的形式主流道稱(chēng)套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注塑?？梢詫⒅髁鞯酪r套與定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì)，以便于拆裝更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。本設(shè)計(jì)中澆口套采用碳素工具鋼T10A，熱處理淬火表面硬度為50HRC55HRC。如下圖所示。定位圈的結(jié)構(gòu)由總裝圖來(lái)確定。2、分流道的設(shè)計(jì)1）分流道的布置形式同時(shí)還要考慮減少為了盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免

15、熔體溫度降低, 分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。A- -±Hr r2）分流道的長(zhǎng)度3）分流道的當(dāng)量直徑4）分流道的截面形狀本設(shè)計(jì)采用梯形截面，優(yōu)點(diǎn)：在模具的單側(cè)加工，較省時(shí)雖然，與同一截面積與圓形流道比較，有較大的接觸面積，加大了熔體與分流道的摩擦力及溫度損失。但是，圓形流道需在凸凹模上都要加工，而且要互相吻合，故制造較困難。5）分流道界面尺寸6）凝料體積7）校核剪切速率8）分流道的表面粗造度和脫模斜度3、澆口的設(shè)計(jì)1）側(cè)澆口尺寸的確定2）側(cè)澆口剪切速率的校核4、校核主流道的剪切速率1）計(jì)算主流道的體積流量2）計(jì)算主流道的剪切速率5、冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算四 、成型零件的結(jié)

16、構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算1、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 ）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑料水杯的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)中采用整體式凹模。如下圖所示：2 ）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯）凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常可以分為整體式和組合式兩種類(lèi)型。該塑料水杯采用整體式嵌入式型芯，如下圖，因下圖的包緊力較大，所以設(shè)在動(dòng)模部分。2、成型零件鋼材的選用3、成型零件工作尺寸的計(jì)算4、成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算1）型腔內(nèi)模鑲件邊經(jīng)驗(yàn)數(shù)值 A因?yàn)樗芰纤畲髱缀纬叽纾?0X57,故由塑料模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程 表6-1得:A=3550取 35mm2）內(nèi)模鑲件的長(zhǎng)、寬、高長(zhǎng)：2x80+50x2+20=280mm寬：2x80+50x2+20=280mm高：57+15=72mm3）凸、凹模尺寸凸模：長(zhǎng)：280+50x2=380mm寬：280+50x2=380mmA 板厚度：72+18=90mm凹模：長(zhǎng)：280+50x2=380mm寬：280+50x2=380mmB板厚度：60mm高，由塑料模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程表 6-2 （200