注塑模設(shè)計(jì)說明書塑料盒

常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院第第頁(yè)課程設(shè)計(jì)說明書題目：塑料棉簽盒注射模具設(shè)計(jì)專業(yè)年級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：完成時(shí)間：2014年6月11日目錄1.塑件成型工藝性分析 21.1塑件的分析 21.2PS塑料的性能分析 31.3PS的注射成型過程及工藝參數(shù) 52模具的基本結(jié)構(gòu)及模架選擇 62.1模具的基本結(jié)構(gòu) 62.1.1確定成型方法 62.1.2型腔布置 62.1.3確定分型面 72.1.4選擇澆注系統(tǒng) 72.1.5確定推出方式 82.2.6側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 82.1.7模具的結(jié)構(gòu)形式 82.1.8選擇成型設(shè)備 92.2選擇模架 102.2.1模架的結(jié)構(gòu) 102.2.2模架安裝尺寸校核 113模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 123.1模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 123.1.1型腔結(jié)構(gòu) 123.1.2型芯結(jié)構(gòu) 123.1.3斜導(dǎo)柱、滑塊結(jié)構(gòu) 123.1.4模具的導(dǎo)向結(jié)構(gòu) 123.1.5脫模力計(jì)算 123.2模具成型尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 123.2.1型腔徑向尺寸 133.2.2型腔深度尺寸 133.2.3型芯徑向尺寸 133.2.4型芯高度尺寸 143.3模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 143.3.1模具加熱 143.3.2模具冷卻 144.模具主要零件圖 164.1模具定模板（中間板）零件圖 164.2模具動(dòng)模板（型芯固定板）零件圖 175模具總裝圖及模具的裝配、試模 175.1模具總裝圖 175.2模具的安裝試模 195.2.1試模前的準(zhǔn)備 195.2.2模具的安裝及調(diào)試 205.2.3試模 215.2.4檢驗(yàn) 211.塑件的工藝分析1.1塑件的成型工藝性分析塑件如圖1、圖2所示。 圖一圖2產(chǎn)品名稱：棉簽盒蓋產(chǎn)品材料：PS產(chǎn)品數(shù)量：大批量生產(chǎn)塑件尺寸：如圖1所示塑件重量：V=35.735cm3m=ρV=1.05×35.735=37.521g塑件顏色：白色塑件要求：塑件外側(cè)表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡。塑件允許最大脫模斜度0.5°1.2.1塑件材料PS的使用性能材料品種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使用溫度化學(xué)穩(wěn)定性性能特點(diǎn)成型特點(diǎn)PS由苯乙烯單體經(jīng)自由基縮聚反應(yīng)合成的聚合物長(zhǎng)期使用溫度0～70℃化學(xué)穩(wěn)定性良好,不耐苯.汽油等有機(jī)溶劑.會(huì)被強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕在受到紫外光照射后易變色電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,無色透明,透光率僅次于有機(jī)玻璃,強(qiáng)度一般,但質(zhì)脆,易產(chǎn)生應(yīng)力脆裂,著色性耐水性良好。1.無定形料,吸濕小,不須充分干燥,不易分解,但熱膨脹系數(shù)大,易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力.流動(dòng)性較好,可用螺桿或柱塞式注射機(jī)成型.

2.宜用高料溫,高模溫,低注射壓力,延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力,防止縮孔.變形.

3.可用各種形式澆口,澆口與塑件圓弧連接,以免去處澆口時(shí)損壞塑件.脫模斜度大,頂出均勻.塑件壁厚均勻,最好不帶鑲件,如有鑲件應(yīng)預(yù)熱1.、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：PS一般為頭尾結(jié)構(gòu)，主鏈為飽和碳鏈，側(cè)基為共軛苯環(huán)，使分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整，增大了分子的剛性，使PS成為非結(jié)晶性的線型聚合物。由于苯環(huán)存在，PS具有較高的Tg（80～82℃），所以在室溫下是透明而堅(jiān)硬的，由于分子鏈的剛性，易引起應(yīng)力開裂。聚苯乙烯無色透明，能自由著色，相對(duì)密度也僅次于PP、PE，具有優(yōu)異的電性能2、熱性能：最高工作溫度為60～80℃。當(dāng)加熱至Tg以上，PS轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，且保持這種狀態(tài)在較寬的范圍內(nèi)，這就使其熱成型提供方便。PS的熱變形溫度為70～80℃，脆化溫度為-30℃，PS在高真PS的分子量過高，加工困難，所以通常聚苯乙烯的分子量為5～20萬。PS的機(jī)械性能，隨溫度升高，剛性（彈性模量、抗拉強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等下降，而斷裂伸長(zhǎng)率較大。PS的透明性好，透光率達(dá)88～92%，僅次于丙烯酸類聚合物，折射率為1.59～1.60。故可用作光學(xué)零件，但它受陽(yáng)光作用后，易出現(xiàn)發(fā)黃和混濁。PS有主要缺點(diǎn)是性脆和耐熱性低。空和330～380℃下劇烈降解。3、機(jī)械性能：PS的分子量過高，加工困難，所以通常聚苯乙烯的分子量為5～20萬。PS的機(jī)械性能，隨溫度升高，剛性（彈性模量、抗拉強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等下降，而斷裂伸長(zhǎng)率較大。PS的透明性好，透光率達(dá)88～92%，僅次于丙烯酸類聚合物，折射率為1.59～1.60。故可用作光學(xué)零件，但它受陽(yáng)光作用后，易出現(xiàn)發(fā)黃和混濁。PS有主要缺點(diǎn)是性脆和耐熱性低。4、優(yōu)異、持久的隔熱保溫性：擠塑板，導(dǎo)熱系數(shù)為0.028w/mk,具有高熱阻、低線性膨脹率的特性。其導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他的保溫材料如：EPS板、發(fā)泡聚氨酯、保溫砂漿、水泥珍珠巖等。同時(shí)由于本材料具有穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)，確保本材料保溫性能的持久和穩(wěn)定5、優(yōu)越的抗水、防潮性：擠塑板具有緊密的閉孔結(jié)構(gòu)。聚苯乙烯分子結(jié)構(gòu)本身不吸水，板材的正反面又都沒有縫隙，因此，吸水率極低，防潮和防滲透性能極佳。5、高強(qiáng)度抗壓性：擠塑板由于發(fā)泡結(jié)構(gòu)緊密相連且壁間無縫隙，所以其抗壓強(qiáng)度極高，即使長(zhǎng)時(shí)間水泡仍維持不變。因此用作泊車平臺(tái)、機(jī)場(chǎng)跑道、高速公路等領(lǐng)域能受到良好的抗沖擊性。6、防腐蝕、經(jīng)久耐用性：一般的硬質(zhì)發(fā)泡保溫材料使用幾年后易產(chǎn)生老化，隨之導(dǎo)致吸水造成性能下降。而擠塑板因具有優(yōu)異的防腐蝕、防老化性、保溫性，在高水蒸汽壓力下，仍能保持其優(yōu)異性能，使用壽命可達(dá)到30-40年。7、輕質(zhì)、高硬度：擠塑板完全的閉孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)形成輕質(zhì)，而均勻的蜂窩結(jié)構(gòu)造成高硬質(zhì)，但又不像聚氨酯發(fā)泡、酚醛發(fā)泡那樣發(fā)脆，因此不易破損，不僅搬運(yùn)、安裝輕便，切割容易，用作屋頂保溫時(shí)不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的承受能力。8、高質(zhì)量環(huán)保型：擠塑板不會(huì)發(fā)生分解和霉變，不會(huì)有有害物質(zhì)揮發(fā)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。同時(shí)在生產(chǎn)過程中，利用環(huán)保型原料，不產(chǎn)生有害氣體，沒有廢水產(chǎn)生，所形成的固體下腳料，可回收處理再利用，是高質(zhì)量環(huán)保型產(chǎn)品。1.2.2塑件材料PS的加工特性（1）典型應(yīng)用范圍：產(chǎn)品包裝、家庭用品（餐具、托盤等）、電氣（透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等）。（2）注塑工藝及模具條件干燥處理除非貯存不當(dāng)，通常不需要干燥處理。如需干燥，為80℃、2～3h。熔化溫度180～280℃。對(duì)于阻燃型材料其上限為250℃。模具溫度40～50℃。注射壓力20～60MPa。注射速度建議使用快速注射（3）化學(xué)和物理性能大多數(shù)商業(yè)用的PS（聚苯乙烯）都是透明的非結(jié)晶材料。PS據(jù)用非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機(jī)酸，但能夠被強(qiáng)氧化物如濃硫酸所腐蝕，并且會(huì)在一些喲基溶劑中發(fā)生溶脹變形。收縮率一般在0.4%～0.7%。1.3塑件的成型工藝參數(shù)確定材料名稱聚苯乙烯純注射機(jī)類型柱塞式預(yù)熱和干燥溫度t/℃時(shí)間2380～852～3料筒溫度t/℃后段中段前段140～160170～190噴嘴溫度模具溫度t/℃32～65注射壓力p/MPa60～110注射時(shí)間高壓時(shí)間冷卻時(shí)間總周期15～450～315～6040～120螺桿轉(zhuǎn)速η/(r.min-1)48方法溫度t/℃時(shí)間τ/h紅外線燈、烘箱702～4說明丁苯橡膠改性的聚苯乙烯的成型條件與上相似2模具的基本結(jié)構(gòu)及模架選擇2.1模具的基本結(jié)構(gòu)2.1.1確定成型方法塑件采用注射成型法生產(chǎn)。為保證塑件表面質(zhì)量，使用點(diǎn)澆口成型，因此模具應(yīng)為雙分型面注射模（三板式注射模）。2.1.2型腔布置塑件形狀較簡(jiǎn)單，重量較輕，生產(chǎn)批量較大。所以應(yīng)使用多型腔注射模具?？紤]到塑件尺寸60x90mm，且較為規(guī)則，所以模具采用一模二腔、平衡布置。這樣模具尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本較低。其布置如圖2所示圖2型腔布置2.1.3確定分型面塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，本實(shí)例中塑件的分型面有多種選擇，如圖3所示。圖3（a）的分型面選擇在軸線上，這種選擇會(huì)使塑件表面留下分型面痕跡，影響塑件表面質(zhì)量。同時(shí)這種分型面也使側(cè)向抽芯困難；圖3（b）的分型面選擇在下端面，這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型，塑件大部分外表面光滑，僅在側(cè)向抽芯處留有分型面痕跡。同時(shí)側(cè)向抽芯容易，而且塑件脫模方便。因此塑件選擇如圖3（b）所示的分型面。圖3分型面選擇2.1.4選擇澆注系統(tǒng)塑件采用點(diǎn)澆口成型，其澆注系統(tǒng)如圖4所示。點(diǎn)澆口直徑為Φ1mm，點(diǎn)澆口長(zhǎng)度為1mm，頭部球R1mm。分流道采用半圓截面流道，其半徑R為3.8mm。主流道為圓錐形，錐角α為8?，上部直徑與注射機(jī)噴嘴相配合，下部直徑Φ8mm。圖4點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)2.1.5確定推出方式由于塑件形狀為圓殼形而且壁厚較薄，使用推桿推出容易在塑件上留下推出痕跡，不宜采用。所以選擇推件板塊出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出，這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、推出力均勻，塑件在推出時(shí)變形小，推出可靠。2.1.6斜滑塊機(jī)構(gòu)塑件的內(nèi)側(cè)面有0.3x1的長(zhǎng)方體，因此模具應(yīng)有斜滑塊機(jī)構(gòu)，由于抽出距離較短，抽出力較小，所以采用斜滑塊機(jī)構(gòu)，滑塊裝在推桿上。2.1.7模具的結(jié)構(gòu)形式模具結(jié)構(gòu)為雙分型面注射模，如圖5所示。圖5雙分型面注射模模具結(jié)構(gòu)1—拉桿2—導(dǎo)套3—定模板（中間板）4—螺釘5—推件塊6—?jiǎng)幽０?—支承板8—推桿固定板9—墊塊10—?jiǎng)幽Ｗ?1—導(dǎo)柱12—導(dǎo)套13—導(dǎo)套14—定模座板15—導(dǎo)套16—導(dǎo)柱17—限位螺釘2.1.8選擇成型設(shè)備“注射機(jī)的選用”可參考《簡(jiǎn)明塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P133，P128表3-4選用XS-Z-60型號(hào)注塑機(jī)，其有關(guān)參數(shù)為：型號(hào)標(biāo)稱注射量/㎝3柱塞直徑/mm注射壓力/Mpa注射時(shí)間/s注射方式合模力/N最大成型面積/cm2模板最大行程/mmXS-Z-6060381220.7柱塞式5×105130180模板最大厚度/mm模板最小厚度/mm模板尺寸/mm合模方式推出形式兩側(cè)推出時(shí)中心距/mm電動(dòng)機(jī)功率/KW噴嘴定位圈尺寸/mm機(jī)器外形尺寸/m球半徑/mm孔直徑/mm20070200×315液壓-機(jī)械兩側(cè)推出11124554.0×1.4×1.62.2選擇模架2.2.1模架的結(jié)構(gòu)可參考《簡(jiǎn)明塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P418表10-1—10-6模架的結(jié)構(gòu)如圖6所示。圖6模架2.2.2模架安裝尺寸校核模具外型尺寸為，長(zhǎng)301mm、寬260mm、高216mm，小于注射機(jī)拉桿間距和最大模具厚度，可以方便地安裝在注射機(jī)上。3模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1型腔結(jié)構(gòu)見裝配圖所示，由中間板所構(gòu)成，便于脫掉廢料3.1.2型芯結(jié)構(gòu)。見裝配圖所示，型芯由頂塊和斜型芯組成，便于組裝和脫離，側(cè)邊有滑套，便于配合。型芯中心開有冷卻水孔，用來強(qiáng)制冷卻型芯。3.1.3滑塊結(jié)構(gòu)見裝配圖。3.1.4模具的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為了保證模具的閉合精度，模具的定模部分與動(dòng)模部分之間采用導(dǎo)柱1和導(dǎo)套2導(dǎo)向定位。推件塊18上裝有滑套6，推出時(shí)，滑套6在導(dǎo)柱1上運(yùn)動(dòng)，保證了推件塊的運(yùn)動(dòng)精度。定模座板上裝有導(dǎo)柱30，為點(diǎn)澆口凝料推板24和定模板4的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。3.1.5脫模力計(jì)算F=【8δ2ESlcosφ（f-tanφ）】/(1-u)k2δ=δ2=1S收縮率=0.6%E模量=3000Mpal=90f靜摩擦系數(shù)=0.2φ脫模斜度=0.5°u泊松比=0.35F脫模力=3813N3.2模具成型尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算可參考《簡(jiǎn)明塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P110表2-55取PS的平均成型收縮率為0.6%，塑件未注公差按照SJ1372中4級(jí)精度公差值選取。塑件尺寸如圖1所示。3.2.1型腔徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.75。1）→2）→3.2.2型腔深度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.5。1）→3.2.3型芯徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.75。1）→2）→3.2.4型芯高度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取x=0.5。1）→3.3模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計(jì)算3.3.1模具加熱一般生產(chǎn)ABS材料塑件的注射模具不需要外加熱。3.3.2模具冷卻模具的冷卻分為兩部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。型腔的冷卻是由在定模板（中間板）上的兩條ф10mm的冷卻水道完成圖7定模板冷卻水道型芯的冷卻如圖8所示，在型芯內(nèi)部開有ф16mm的冷卻水孔，中間用隔水板2隔開，冷卻水由支承板5上的ф10mm冷卻水孔進(jìn)入，沿著隔水板的一側(cè)上升到型芯的上部，翻過隔水板，流入另一側(cè)，再流回支承板上的冷卻水孔。然后繼續(xù)冷卻第二個(gè)型芯，最后由支承板上的冷卻水孔流出模具。型芯1與支承板5之間用密封圈3密封。圖8型芯的冷卻1—型芯2—隔水板3—密封圈4—?jiǎng)幽０澹ㄐ托竟潭ò澹?—支承板4.模具主要零件圖4.1模具定模板（中間板）零件圖定模板（中間板）零件圖如圖9所示。圖9定模板（中間板）零件圖4.2模具動(dòng)模板（型芯固定板）零件圖動(dòng)模板（型芯固定板）零件圖如圖11所示。5模具總裝圖及模具的裝配、試模5.1模具總裝圖圖12為模具的總體裝配圖。圖12模具圖5.2模具的安裝試模試模是模具制造中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，試模中的修改、補(bǔ)充和調(diào)整是對(duì)于模具設(shè)計(jì)的補(bǔ)充。5.2.1試模前的準(zhǔn)備試模前要對(duì)模具及試模用的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。模具的閉合高度，安裝與、于注射機(jī)的各個(gè)配合尺寸、推出形式、開模距、模具工作要求等要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各滑動(dòng)零件配合間隙適當(dāng)，無卡住及緊澀現(xiàn)象。活動(dòng)要靈活、可靠，起止位置的定位要正確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無松動(dòng)現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門、附件、備件要齊全。對(duì)于試模設(shè)備也要進(jìn)行全面檢查，即對(duì)設(shè)備的油路、水路、電路、機(jī)械運(yùn)動(dòng)部位、各操縱件和顯示信號(hào)要檢查、調(diào)整，使之處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。5.2.2模具的安裝及調(diào)試模具的安裝是指將模具從制造地點(diǎn)運(yùn)至注射機(jī)所在地，并安裝在指定注射機(jī)的全過程。模具安裝在注射機(jī)上要注意以下方面：1）模具的安裝方位要滿足設(shè)計(jì)圖樣的要求。2）模具中有側(cè)向滑動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí)，盡量使其運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颉?）當(dāng)模具長(zhǎng)度與寬度尺寸相差較大時(shí)，應(yīng)盡可能使較長(zhǎng)的邊與水平方向平行。4）模具帶有液壓油路接頭、氣路接頭、熱流道元件接線板時(shí)，盡可能放置在非操作一側(cè)，以免操作不方便。模具在注射機(jī)上的固定多采用螺釘、壓板的形式，如圖13所示。一般采用4-8塊壓板，對(duì)稱布置。圖13模具固定1—壓板2—螺釘3—模具4—注射機(jī)模板模具安裝于注射機(jī)上之后，要進(jìn)行空循環(huán)調(diào)整。其目的在于檢驗(yàn)?zāi)＞呱细鬟\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否可靠、靈活，定位裝置是否能夠有效作用，要注意以下方面：1）合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力。2）活動(dòng)型芯、推出及導(dǎo)向部位運(yùn)動(dòng)及滑動(dòng)要平穩(wěn)、無干涉