塑料碗注射模设计

河南工程学院毕业设计热流道塑料碗注射模设计学生姓名：孔静伟系（部）：机械工程系专业：计算机辅助设计与制造指导教师：王新莉、孟凯2010年 5 月30 日毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）任务书摘要本次设计以生活中常用的塑料碗为依据，对它的生产用品注塑模进行设计，其中对模具结构包括了塑件的分析，注射机选择、确定及校核，注射模具的内部结构设计（分型面的选择、浇注系统的设计、成型零件的设计、温度调节系统的设计）等等。

模具的浇注系统采用了热流道板后,不仅在很大程度上缩短了成型周期,节约了大量的塑料原料,减少了再生料,而且完全实现了自动化生产控制过程。

,但随着产品批尽管模具的成本在一次性投资中较高量的增大,模具的综合效益越来越显示出明显的优势。

尤其对具有一定精度要求的产品在质量上有很大的提高。

关键词：注射模，塑料碗，热流道AbstractThe design life, based on commonly used plastic bowls, plastic injection mold for its production supplies to design, in which the die structure includes the analysis of plastic parts, injection machine selection, identifying and checking, the internal structure of injection mold design ( the choice of parting, the design of gating system, forming part of the design, temperature control system design) and so on.Mold hot runner system is casting plate, the only considerably shorten the molding cycle, saving a lot of plastic raw materials, reducing the recovered materials, and the full realization of the automated production control process. But with the products approved despite the cost of mold in a one-time investment in a high production rate, increasing overall efficiency of mold show a clear advantage. Especially with a certain accuracy of the product quality is greatly improved.Key words: injection mold, plastic bowls , hot runner目录前言 (1)1 塑件的工艺分析 (2)1.1塑件材料的工艺性分析 (2)1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 (3)1.2.1 塑件的结构分析 (3)1.2.2 塑件的尺寸精度分析 (3)1.2.3 塑件表面质量分析 (3)1.3初步确定注射机型号 (3)1.3.1计算塑件的体积、重量和注射量 (3)1.3.2 注射机的选择 (4)2 注射模的结构设计 (6)2.1分型面的选择 (6)2.2确定型腔的布局 (7)2.3成型零件结构设计 (8)2.3.1 成型零部件的结构设计 (8)2.3.2 成型零件工作部分尺寸计算 (9)2.4脱模推出机构的设计 (11)2.4.1 脱模机构设计的原则 (11)2.4.3推出方式选择 (12)2.５合模导向机构设计 (13)2.6模具温度调节系统的设计 (14)2.6.1 加热系统的设计 (14)2.6.2 冷却系统的设计 (14)2.7排气系统的设计 (15)2.8热流道的设计 (16)3 注模架的确定 (17)4 注射机有关参数的校核 (17)4.1注射量锁模力的校核 (17)4.2注射机开模行程的校核 (17)4.3注射机安装尺寸的校核 (17)5 绘制模具总装图及其工作过程 (18)5.1模具总装图 (18)5.2模具工作过程 (19)6型芯的数控加工仿真 (19)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)前言当今社会在汽车、电器、仪表、电机、电子、通信、家电和轻工等行业中，60%～80%的零件都要依据模具成形，并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越迫切，精度要求越来越高，结构要求也越来越复杂，模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品的制造水平的重要标志。

本次选题是根据家庭常用的塑料碗为依据来做的模具设计。

塑料工业近20年来发展十分迅速，早在7年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。

塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形模具产量中约半数以上是注塑模具。

随着塑料制品复杂程度和精度要求的提高以及生产周期的缩短，主要依靠经验的传统模具设计方法已不能适应市场的要求，在大型复杂和小型精密注射模具方面我国还需要从国外进口模具。

本次设计的选择塑料碗来进行注塑模的设计，选择的原因是：碗是我们的日常用品中必不可少；塑料经济实用，使用塑料做日用品价格低廉，品质优良；注射成型具有生产效率高，塑件质量好，对塑料的适应性强，易于实现自动化生产，能满足当前人们的需求。

塑料碗注射模具从起初的简单模具设计中借鉴了许多经验，如浇注系统中的热流道浇注系统，该系统可避免流道中的塑料损失，容易实现自动化操作，有利于节约原材料、缩短成型周期、提高产品质量、降低生产成本。

1 塑件的工艺分析1.1 塑件材料的工艺性分析产品结构图如图1 所示:图1-1 产品结构图塑件的材料为PP，即聚丙烯，属于热塑性塑料。

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。

[2]PP塑料成本低,易成型,且无味无毒,(PP塑料还有一种叫食品级的,本身就是做食品用的容器的)。

1.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1.2.1 塑件的结构分析该塑件是塑料碗,其材料为透明PP塑料。

碗的壁厚为2mm,口部直径为150mm，最大高度为65mm，外部最大轮廓直径为154mm，深度为60mm，碗底在 72mm处最大厚度5mm，主流道球面半径SR为7.2mm。

1.2.2 塑件的尺寸精度分析影响模具精度的主要问题是所用塑料的收缩量，由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8% ～ 2.5%，应用于不同的塑料加工过程都相当稳定。

塑料碗的尺寸未注公差，尺寸精度查表取MT5（塑料成型模具表2-1-3）。

从塑件的壁厚上来看，壁厚最大处为5mm，最小处为2mm，壁厚差为3mm，较均匀，有利于零件的成型。

1.2.3 塑件表面质量分析该塑件的表面除要求没有熔接痕、气痕、飞边、毛刺等生产缺陷，内部不得有导电物质外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。

综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。

1.3 初步确定注射机型号注射机规格的确定主要是根据塑料制品的大小及生产批量。

在设计前要了解生产制品可供选用的注射机规格、型号及与模具设计有关的技术参数，并估算制品及浇注系统凝料的总体积和质量，在此基础上初步确定所选注射机的型号及规格。

1.3.1计算塑件的体积、重量和注射量按照塑料件图所示尺寸（圆角部位简化）近似算得塑件体积：s V =3526843mm查设计资料可知，PP 塑件的密度为0.90～0.91g/cm 3取0.90 g/ cm 3，算得塑件质量 为：M s =0.90×352684×103 =32g型腔数量的确定：对于从产品顶部中心进料的形式而言,如采用一模一腔,模具可用直接浇口进料,模架可选用大浇口系列,模具结构将会非常简单。

但塑件成型后,浇口处需进行二次加工,并对外观质量造成一定的影响。

产品外观质量要求模具需采用点浇口结构,这种结构不仅使产品浇口处的痕迹较小,而且还可实现自动化生产控制过程,加上产品批量及尺寸精度的要求, 再考虑到模具的制造成本，初步确定型腔数为2，即一模两腔。

由于流道凝料的质量未知，根据经验，可以按照该塑件质量的60％来进行计算，因此注射量为：M= 2M s +m =2×32+32×60％=83.2g查表设计资料得PP 塑料成型时的注射压力p=120MPa 。

注射机的注射压力须满足：≥120Mpa1.3.2 注射机的选择根据计算结果，并查阅塑料注射机技术规格表，可初步确定选用XS —ZY125型注射机。

该注射机的有关工艺参数如下（试模时可根据实际情况作适当调整）：2 注射模的结构设计注射模的结构设计主要包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定、型腔的排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计、热流道的设计等内容。

2.1 分型面的选择塑料在模具型腔内凝固而形成塑件，为了塑件的脱模和安放嵌件的需要，模具型腔必须分成两部分或更多部分，模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面即为分型面。