塑料碗-模具设计

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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：

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组员：学号：

学号：

学号：

学号：

学号：

指导教师：

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二OO九年四月

目录

一、塑料碗的零件图 (4)

1.塑料碗的3D模型（SolidWorks造型） (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)

塑料的性能 (6)

的成型条件 (6)

四、确定型腔数、排列方式和分型面 (7)

1、型腔数目的确定 (7)

2、型腔的排列方式 (7)

3、分型面的设计 (8)

…

五、选择注射机和注射机参数 (9)

1 、注射机的组成 (9)

2.锁模力的校核 (11)

3. 注射量的校核 (11)

4. 核膜机构的尺寸的校核 (11)

六、模具型腔和型芯尺寸计算 (12)

1、型腔的内形尺寸计算 (12)

2、型腔的深度尺寸计算 (13)

%

3、型芯的外形（外径）尺寸 (13)

4、型芯的高度尺寸计算 (14)

六、确定模架尺寸 (15)

1、导柱的结构 (15)

2、导套的结构 (15)

七、参考资料 (16)

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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。

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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

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1.选择的塑料：PP（聚丙烯）

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~%。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%。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。

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。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，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。

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。

冲模流动及冷却定型

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（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

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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

件废

锁

A A

F

f f

n

-=

式中

锁

F——注射机的额定锁模力（N）

废

A——模具上浇注系统及飞边在分型面上的投影面积（m2）

件

A——塑件在分型面的投影面积（m2）

f ——单位面积所需的锁模力（N/m2）

大多数小型件常用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，生产中如果交货允许，我们根据上述公式估算，采用一模二腔。

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2、型腔的排列方式

考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列