模具設計說明書

1、模具設計說明書專 業(yè)：XXXXXXXXXX 學 號：XXXXXXXXXXX 姓 名：XXXX 指導老師：XXXXXXXXX1. 設計任務書塑料制品名稱： 眼霜瓶內蓋成型方法與設備：在XS-ZY-125臥式注塑機上注射成型;塑料原料：LDPE；收縮率：1.5%-5.0%生產批量：大批量；所設計的塑料制品二維圖樣如圖1所示： 圖1 塑件圖樣2. 塑件成型工藝分析2.1 塑料成型特性 低密度聚乙烯（LDPE）通常是以乙烯為單體，在98. 0294MPa的高壓下，用氧或有機過氧化物為引發(fā)劑，經聚合所得的聚合物，密度為0. 9100. 9259cm3. 中密度聚乙烯（MDPE）密度為 092609409

2、cm3 ；甚低密度聚乙烯（VLDPE）密度在 0910g/cm3 以下。 低密度聚乙烯分子鏈上有長短支鏈。結晶度較低，分子量一般550萬，它是一種乳白色呈半透明的蠟狀固體樹脂，無毒。軟化點較低，超過軟化點即熔融，其熱熔接性、成型加工性能很好，柔軟性良好，抗沖擊韌性、耐低溫性很好，可在-60-80下工作，電絕緣性優(yōu)秀（尤其是高頻絕緣性），LDPE的機械強度較差，耐熱性不高，抗環(huán)境應力開裂性、粘附性、粘合性、印刷性差，需經表面處理，如化學侵蝕、電暈等處理后方可改進其粘合性、印刷性。吸水性很低，幾乎不吸水，化學穩(wěn)定性優(yōu)秀，如對酸、堿、鹽、有機溶劑都較穩(wěn)定。對CO2、有機性臭氣滲透性大，但對水蒸汽、空

3、氣的滲透性差。易燃燒，燃燒時有似石蠟昧；在日光和熱作用下容易老化降解而變色，由白轉黃轉褐色，最終呈黑色，且性能下降或龜裂，若加入一定量的抗氧劑、紫外線吸收劑等可改善性能、在化學交聯劑或高能輻照下交聯，可提高軟化點、耐溫性、剛度、耐溶劑性等。 低密度聚乙烯（LDPE）適合熱塑性成型加工的各種成型工藝成型加工性好，如注塑、擠塑、吹塑、旋轉成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱風焊、熱焊接等。LDPE主要用途是作薄膜產品，如農業(yè)用薄膜、地面覆蓋薄膜、農膜、蔬菜大棚膜等；包裝用膜如糖果、蔬菜、冷凍食品等包裝；液體包裝用吹塑薄膜（牛奶、醬油、果汁。豆腐、豆奶）；重包裝袋，收縮包裝薄膜，彈性薄膜，內襯薄膜；建筑

4、用薄膜，一般工業(yè)包裝薄膜和食品袋等。LDPE還用于注塑制品，如小型容器、蓋子、日用制品、塑料花、注塑一拉伸一吹塑容器。醫(yī)療器具，藥品和食品包裝材料、擠塑的管材、板材，電線電纜包覆，異型材、熱成型等制品；吹塑中空成型制品，如食品容器有奶制品和果醬類，藥物、化妝品、化工產品容器、槽罐等。2.2 塑件的結構工藝性(1) 塑件的尺寸精度分析 該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按MT6查取公差，其主要尺寸公差要求如表1所示。制品塑件標注尺寸 塑件尺寸公差 （按MT6級精度）外形尺寸3535 40 401.5 1.52 2內形尺寸323222(2)塑件表面質量分析 該塑件表面沒有提出特出要

5、求，通常，一般情況下外表面要求光潔，表面粗糙度可以取到Ra=0.8m，內部尺寸沒有要求。(3)塑件結構工藝性分析 從圖紙上看，該塑件的外形比較簡單。制品的捏片在一根類似頂桿的芯桿下部成型，利用二次頂出將塑件從模具中脫落。綜合看來，該塑件建構簡單，采用推板的二次頂出結構要求和精度要求。在注射成型生產時，只要工藝參數控制得當，把定位做好，該塑件是比較容易成型的。2.3 塑件的生產批量根據任務要求，該塑件的生產類型是大批量生產。2.4 注塑機與生產工藝選擇這類產品采用XS-ZY-125臥式注塑機生產，LDPE是能用此類注塑機成型，據查有關資料列出該機主要技術參數，如表2所示。表2 XS-ZY-125

6、 臥式注塑機的主要技術參數主要技術參數項目參數數值主要技術參數項目參數數值額定注射量/g125最小模具厚度/mm200鎖模力/kN900模板最大行程/mm300注射壓力/MPa119噴嘴前端球面半徑/mm12最大注射面積/cm2320噴嘴孔直徑/mm4動、定模板最大安裝尺寸420mm×450mm定位圈直徑/mm100最大模具厚度/mm300（1）計算塑件體積和質量 塑件的體積計算：塑件1和塑件2的體積分別為cm3，塑件的質量計算：查有關手冊，取LDPE的密度為=1.05g/cm3，所以，塑件的質量為：=1.05×0.565=0.593g （2）澆注系統(tǒng)及型腔分布 考慮到XS

7、-ZY-125臥式注塑機的額定注射量是125 g，本設計中的塑件結構簡單，單個塑件的體積為2.1cm3 ，相對較小，所以為了提高生產效率，決定采用一模四腔模具結構，澆注系統(tǒng)的排列應保證填充平衡，防止充填不平衡引起欠注、質量分布不均等缺陷。（3）確定注射成型的工藝參數 根據選用塑料的特性和本設計中塑件的自身成型特點，查有關資料，確定注射成型工藝參數如表3所示。表3 塑件的注射成型工藝參數塑料名稱LEDP注射機類型螺桿式預熱和干燥溫度（）80-85時間（h）2-4料筒溫度（）后段180-200中段210-230前段200-210噴嘴溫度（）180-190模具溫度（）50-70注射壓力（MPa）70

8、-90成型時間（s）注射時間0-3保壓時間15-30冷卻時間15-30成型周期40-70螺桿轉速（r/min）30-60后處理方法空氣中冷卻溫度（）時間（h）說明料斗干燥3. 分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設計3.1分型面的選擇 該塑件外形表面質量要求不高，在選擇分型面時，根據分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質量，便于清除毛刺及飛邊，有利于排除模具型腔內的氣體，分模后塑件留在動模一側，便于取出塑件等因素，分型面選擇如圖2所示。另外，為了提高自動化程度和生產效率，減少LDPE的取向變形以及保證塑件表面質量，決定采用點澆口，而模具采用單分型面。圖2分型面3.2澆注系統(tǒng)的設計（1）主流道設計 根據相

9、關材料，查詢XS-ZY-125臥式注塑機的有 關尺寸為：噴嘴孔直徑：d0=3 mm；噴嘴前端球面半徑：R0=12mm；根據模具主流道與噴嘴的關系得到：主流道進口端球面半徑：R= R0+（12）mm =12 mm +（12）mm，取 R=13 mm；主流道進口端孔直徑： d= d0+0.5=3+0.5=3.5 mm，取d=3.5 主流道長度為50mm。為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其上下底面半徑分別為3.5mm和5mm。主流道襯套采用可拆卸更換的澆口套，澆口套的形狀及及尺寸設計采用推薦尺寸的常用澆口套，這樣不僅減小了澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用中的磨損。（2）流道

10、的設計 該塑件的體積比較小，形狀比較簡單，壁厚均勻，且塑料的流動性好，可以采用單點進料的方式。采用截面形狀為半圓形的分流道。取分流道截面半徑3.5mm。分流道截面形狀及尺寸如圖3所示。 圖3 分流道截面形狀及尺寸（3）點澆口設計 由于該塑件的外觀質量較高，澆口的位置和大小應以不影響塑件的外觀質量為前提，同時，也應盡量使模具結構更簡單。根據對塑件的結構分析，并結合已確定的分型面位置，選擇如圖1-2 所示的點澆口進料方式。根據塑件外觀質量的要求以及型腔的安放方式，進料口應設計在塑件邊緣位置。點澆口的直徑尺寸可以根據不同塑料按塑件平均厚度查表確定，本次設計直徑d=1.5mm，長度=2mm。（4）澆注

11、系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)利用點澆口，一方面可以進一步提高充模壓力，另一方面使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料更容易和制品分離，留下的疤痕也比較小，制品的外形更加美觀。（5）冷料穴設計 拉料桿形狀如圖4所示。圖4 拉料桿形狀4. 模具設計的方案論證4.1型腔的布局因為塑件結構簡單，不需要側向分型，為提高生產效率可考慮采用一模四腔結構。4.2成型零件的結構（1）模具的型腔在定模板上，模具結構簡單，制品的捏片在一根類似頂桿的芯桿下部成型，如果直接用芯桿頂出，多腔位的制品相互牽制，難以自行落下，所以采用推板的二次頂出，并用彈簧輔助推動芯桿，避免捏片被切斷；（2）模具無型芯固定，不需要定位裝置。4.3推出機構的確定根據塑件的形狀

12、特點，確定模具型腔在動定模之間。成型后模具開啟，動定模分離，利用二次頂出，制品掉落。4.4合模導向機構的設計該塑件精度要求不算高，塑件形狀、型腔分部對稱，無明顯單邊注射側向力，可采用最為常見的導柱導向定位機構，在動、定模板，動、定模座板之間使用4根導柱，導柱的長度要確保推件板推出塑件后不脫落。4.5排氣系統(tǒng)的設計由于成型的塑件體積小，靠模板間的縫隙就可以排氣，不需要另外再設置排氣系統(tǒng)。5.主要零部件的設計計算5.1成型零部件的成型尺寸計算該塑件的材料是一種收縮范圍較小的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計算。前面已經查得LDPE的收縮率為1.5%5.0%，故平均收縮率為 =(1.5%+5.0

13、%)/2=3.25%=0.0325根據塑件尺寸公差的要求，模具的制造公差取z=/3。由于塑料制品較小，且精度要求不高，故長度尺寸x取3/4，高度尺寸x取2/3。成型零件尺寸如表4所示：表4 成型零件尺寸塑件尺寸計算公式型腔工作尺寸凹模尺寸=41.3=凸模尺寸5.2模具型腔壁厚的確定采用經驗數據法，直接查閱設計手冊中的有關表格，得該型腔的推薦壁厚為20mm。5.3模具型腔模板總體尺寸的確定該模具最大型腔直徑為40mm，根據確定的型腔壁厚尺寸20 mm ，綜合以上數據，確定型腔模板的總體尺寸為“160×160×20” 。 6模具的結構及各部件選材及規(guī)格模具主要由連接螺栓、導套、

14、導柱、拉料桿、動模座、定出底板、頂桿固定板、頂桿、復位桿、支撐塊、動模螺栓、支撐板、動模板、定模板、定模座、定模螺栓、定位環(huán)、主流道襯套等零部件裝配而成。模具中各部件名稱、數量、材料及規(guī)格見表5。表5 模具各部件名稱、數量、材料及規(guī)格 名稱數量材料備注連接螺栓435GB/T70.1-000HRC30導套4T10A淬火HRC50導柱4T10A淬火HRC55拉料桿1T10A淬火HRC55動模座145調質HB250頂出底板145調質HB250頂桿固定板145淬火HRC45頂桿14T10AGB4169.1-84復位桿4T10AGB4169.1-84支撐塊2Q235A動模螺栓435GB/T5782-20

15、00HRC35支撐板145淬火HRC45動模板145調質HB250定模板145調質HB250型腔嵌件445調質HB250芯桿445調質HB250定位環(huán)145主流道襯套1T10A淬火HRC357.塑料注射機有關尺寸的校核7.1模具閉合高度的確定組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸如下：定模座板為H1=36 mm；推板為H2=16 mm；動模板為H3=40 mm；動模托板為H4=32mm；支撐塊為H5=63 mm；動模墊板H6=20 mm；噴嘴接口處的高度為 A=15 mm；則該模具閉合高度為： H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+A=222mm7.2模具閉合高度的校核由于臥式注塑機所允許的

16、模具最小厚度為Hmin=200 mm；模具最大厚度為Hmax=300 mm。因計算得模具閉合高度為H=222 mm，所以模具閉合高度滿足HminH Hmax 的安裝條件。7.3模具安裝部分的校核該模具的外形最大部分尺寸為200mm×160mm，XS-ZY-125臥式注塑機模板最大安裝尺寸為420mm×450mm，故能滿足模具安裝的要求。7.4模具開模行程的校核開模行程也稱為合模行程，指模具開合過程中動模座板的移動距離，用符號S表示。SYS-30立式注塑機的最大開模行程為Smax=80mm.為了使塑件成型后能夠順利脫模，并結合該模具的單分型面特點，確定該模具的開模行程S應滿足

17、下式要求： Smax H1+ H2+a +（5-10）mm =10+3.5+51+(5-10)=(69.5-74.5) mm其中 H1塑件所用的脫模距離； H2塑件高度； a取出澆注系統(tǒng)凝料必須的長度。故該機的開模行程滿足要求。7.5注射量的校核在一個注射成型周期內，注射模內所需的塑料熔體總量與模具澆注系統(tǒng)的容積和型腔容積有關，其值用下式計算：式中 N制品型腔的數量；單個制品的質量或體積，g或cm3； 澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質量或體積，g或cm3；已知，N=4，=2.1g ，經估算8g ，則 16.4gXS-ZY-125臥式注塑機的額定注射量為mI=125g,為了使注射成型過程穩(wěn)定可靠，應有

18、mi=（0.1-0.8）mI=12.5-100 g，因此，該機的注射量滿足模具的要求。7.6鎖模力的校核鎖模力校核公式為FKApm式中 F注射機的額定鎖模力，kN； A制件和流道在分型面上的投影面積之和，cm2； pm型腔的平均壓力，取30MPa； K安全系數，通常取K=1.1-1.2。經計算A約為11 cm2，將數據帶入公式得KApm=1.15×11.02×30=380kN因F=900kN>380kN，所以鎖模力大小滿足要求。7.7注射壓力的校核 注射壓力的校核公式為pmax Kp0式中 pmax注射機的額定注射壓力，MPa； p0注射成型時所需用的注射壓力，LEDP取80MPa； K安全系數,取k=1.3。將數據代人公式得：Kp0=1.3×80=104（MPa）pmax=119MPa固注射壓力滿足要求。7.8