塑料碗 模具设计教学内容

塑料碗模具设计

塑料模具

设计说明书

项目名称：塑料碗注射模具设计

系别：机电系专业：机械设计制造及其自动化组长：学号：

组员：学号：

学号：

学号：

学号：

学号：

指导教师：

二OO九年四月

指导教师： (2)

二OO九年四月 (2)

一、塑料碗的零件图 (4)

1.塑料碗的3D模型（SolidWorks造型） (4)

2.塑料碗的尺寸图 (4)

二、塑料碗制品的结构特点 (5)

三、选择的塑料及其性能、成型条件 (6)

1.选择的塑料 (6)

2.PP塑料的性能 (6)

3.PP的成型条件 (7)

四、确定型腔数、排列方式和分型面 (8)

1、型腔数目的确定 (8)

2、型腔的排列方式 (9)

3、分型面的设计 (9)

五、选择注射机和注射机参数 (11)

1 、注射机的组成 (11)

2.锁模力的校核 (13)

3. 注射量的校核 (13)

4. 核膜机构的尺寸的校核 (13)

六、模具型腔和型芯尺寸计算 (14)

1、型腔的内形尺寸计算 (15)

2、型腔的深度尺寸计算 (16)

3、型芯的外形（外径）尺寸 (16)

4、型芯的高度尺寸计算 (17)

六、确定模架尺寸 (18)

1、导柱的结构 (18)

2、导套的结构 (18)

七、参考资料 (19)

一、塑料碗的零件图

1.塑料碗的3D模型（SolidWorks造型）

2.塑料碗的尺寸图

二、塑料碗制品的结构特点

1.餐具外观酷似瓷器或象牙，不易脆裂又适宜机械洗涤。

2.刚性和强度比传统的塑料制品好，制品不易变形。

3.耐高温性能较好，可以能用作微波炉餐具但低温脆性高。

4.在室温下不固化，一般在130～150℃热固化，加少量酸催化可提高固化速度。

5.塑料碗采用凹模结构设计，凹模是成型产品外形的主要部件。

其结构特点：随产品的结构和模具的加工方法而变化。

镶拼的组合方式的优点：对于形状复杂的型腔，若采用整体式结构，比较难加工。所以采用组合式的凹模结构。同时可以使凹模边缘的材料的性能低于凹模的材料，避免了整体式凹模采用一样的材料不经济，由于凹模的镶拼结构

可以通过间隙利于排气，减少母模热变形。对于母模中易磨损的部位采用镶拼式，可以方便模具的维修，避免整体的凹模报废。

组合式凹模简化了复杂凹模的机加工工艺，有利于模具成型零件的热处理和模具的修复，有利于采用镶拼间隙来排气，可节省贵重模具材料。

三、选择的塑料及其性能、成型条件

1.选择的塑料：PP（聚丙烯）

2.PP塑料的性能：

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。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。

3.PP的成型条件：

塑料碗在注射成型时，要经过三个阶段的转换：一是塑料未进入料筒时的颗粒状态；二是塑料在料筒中的塑化流动而达到的熔融状态；三是塑料通过注射模浇注系统的冲模流动及冷却定型。在每个阶段中，都要有特定的工艺成型条件。

3.1颗粒状态

（1）预热干燥

原料应先进行预热干燥处理，预热时间为1.5-2min，料温升至80C°-

100C°。原因是原料中往往水分含量太高，如果直接放入料筒，会导致制品表面暗淡，色泽不均匀以及表面气泡等故障。但是预热时间要适当，温度也不能过高。温度太高会导致制品表面产生焦斑；预热温度太高或预热时间太长会导致制品表面色泽不均匀。

（2）加料计量

进料量要准确。如果原料过多会造成制品飞边多，清理困难；如果原料太少，会造成成型压力不够，制品不能完全固化等弊端。

3.2熔融状态

（1）控制成型温度和压力

根据PP塑料的最佳成型条件要求，应将模具的成型温度控制在150-220C°之间；初压控制在 70Mpa-90Mpa之间，加压时间为1-5s。原料温度太高，容易

导致制品表面有焦斑及制品色泽不均匀；初压时间太长，会导致制品表面疏松；成型温度和压力不适当，会导致塑料流动性能太差。

（2）排气

在成型时会产生缩合水及挥发性气体，所以应当在成型时进行排气以防止制品表面疏松。通常放气的次数和时间长短凭经验确定，放气动作力求迅速。只要卸除一下压力，再立即恢复到原来的压力，放气动作就算完成了。我们的塑料碗结构不复杂，所以不必从模具方面考虑排气结构。

3.3冲模流动及冷却定型

（1）固化阶段

排气后即刻合模升压至70-90Mpa，时间70s左右。在此阶段，固化时间应当充足，否则会导致制品表面暗淡。

（2）出模

完成固化之后，风冷制品，顶出机构将制品顶出。

（3）出模后的加工

我们制作的是食品器具，所以制品出模后，应入120C°以上的烘箱中加热30—60min，使之进一步固化。最后进行打磨飞边，完成塑料碗的制作。

四、确定型腔数、排列方式和分型面

1、型腔数目的确定

型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。

根据注射机的最大锁模力确定型腔数目n ，即