塑料盒模具设计说明书正文

一、塑件成型工艺性分析1.1塑件的分析外形尺寸图1 塑件图如图1所示，该塑件壁厚为 1.6mm-2mm，为薄壁类壳体类塑件，塑件外形尺寸不大，为矩形状，较规则，塑料熔体流程不太长，要求塑件表面平整光滑，无翘曲变形、皱折和裂纹等缺陷，防止产生熔接痕。

根据塑件的外形特征，且材料为热塑性塑料，选择注射成型是合适的成型方法。

精度等级塑件部分尺寸的公差任务书中已经给定，可知塑件对精度的要求较高，未注的公差取为MT5。

脱模斜度聚丙烯<PP）的成型性能良好，成型收缩率较小，该塑件的平均壁厚约为2mm，任务书中已经给定脱模斜度范围为30′~1°。

1.2 PP项目塑料的性能分析聚丙烯<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。

因为均聚物型的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℃。

因为结晶度较高，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。

因为结晶，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也不像PE那样在高温下仍具有抗氧化性。

聚丙烯<PP）是常见塑料中较轻的一种，其电性能优异，可作为耐湿热高频绝缘材料应用。

PP属结晶性聚合物，熔体冷凝时因比容积变化大、分子取向程度高而呈现较大收缩率(1.0%～1.5%>。

PP在熔融状态下，用升温来降低其粘度的作用不大。

因此在成型加工过程中，应以提高注塑压力和剪切速率为主，以提高制品的成型质量。

聚丙烯<PP）性能参数见下表1。

表1聚丙烯<PP）的性能指标指标数据指标数据密度0.90～0.91 拉伸弹性模量 1.1～1.6比体积 1.10～1.11 抗弯强度67．5吸水率(24h> 0.01～0.83 冲击韧度 3.5~4.8熔点130-160 抗拉屈服强度50收缩率 1.0～3.0 硬度HB 8.65热变形温度102～115 体积电阻系数熔点170～1761.3 PP的注塑成型过程及工艺参数<1）注射成型过程1）干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。

2）注射过程：塑料在注射机料筒内经过加热塑化，达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具的型腔成型，其过程可分为塑化，锁模，充模，保压，补缩，冷却等几个阶段。

<2）注射工艺参数：1）注射机选择：螺杆式注射机，螺杆转速为48N/<r·）2）料筒温度后段：160～180℃中段：180～200℃前段：200～220℃3）喷嘴温度：220～240℃4>模具温度： 80～90℃5）注射压力：70～100MPa4）注射时间：50s<包括合模时间，注射时间，冷却时间，辅助时间）注射压力考虑到本塑件不大，结构不算非常复杂，厚度适中，可以用较低的注射压力。

注射过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小决定了塑件的表面质量以及银丝状缺陷的程度，压力过小，塑件收缩大，与型腔表面脱离的机会大，制件表面容易雾化。

压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模。

对于螺杆式注射机一般取70MPa~100MPa。

注射速度PP采用中等注射速度较好。

当注射速度过快时，塑料易烧焦或分解读出气化物，从而在制件上出现熔接痕、光泽差以及浇口附近塑料发红等缺陷。

本塑件为薄壁制件，且浇口类型为点浇口，故又要保证有足够高的注射速度，否则塑料熔体难以充满型腔。

二、注塑机的选择及相关参数的校核对塑料盒进行零件工艺分析、成型过程工艺分析和工艺参数的大致选定的基础上，根据塑件批量大小和精度要求就可以确定型腔数量和排列方式，根据模具所需注射量就可以确定注射机的型号及安装尺寸的确定。

2.1 确定模具的结构形式确定分型面通过对塑件结构形式的分析，分型面应该选在凸耳端截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图2所示。

确定型腔数量此塑料盒属于中小型零件，形状比较规则，精度要求一般，没有注明生产要求，没有侧孔，不需要进行侧抽芯。

采用一模一腔可简化模具结构，提高制件的精度，图2 分型面的选择但考虑到经济效益和生产效率，并结合模具的结构，防止模具过于复杂，初步拟定为一模两腔。

考虑到分型的承压面宽度不小于25mm<中型模具），型腔中心距初定为100mm，凹模长度定义为140mm，型腔布置方式如图3所示。

图3 型腔布置2.2 注射机选型注射量的计算通过UGNX建模分析，如图4所示，塑件体积为V I=42.57，塑件质量为m1=38.31g，<取PP的密度为0.90），流道凝料的质量m2按照塑件质量的0.2倍估计，所以注射量为：<1）<2）图4 UGNX质量体积属性分析选择注塑机根据以上计算得出在一次注射成型过程中注入模具型腔的塑料的总体积为，有参考文献[1]式<4-18）V=V/0.8=102.16/0.8=127.70。

根据以上的计算初步选定公称注射量为320，注射剂公型号为XYZ—300的卧式螺杆注塑机，其主要技术参数见表2。

表2 注射机技术参数指标参数指标参数理论注射容积/ 320 最大成型面积/ 650螺杆直径/mm 60 移模行程/mm 340注射压力/MPa 175 最大模具厚度/mm 355螺杆转速/<r/min）0~180 最小模具厚度/mm 285注射时间/s 2.5 拉杆空间/mm 400塑化能力/(kg/h> 19 顶出力/kN 70kN注射方式螺杆式推出形式/mm 中心及两侧推出合模力/kN 1500 锁模形式液压—机械喷嘴球半径/mm 18 喷嘴口直径/mm 5定位孔直径/mm 150 模板尺寸/mm 6202.3 注射机相关参数的校核注射压力的校核查参考文献[2]表13-2，PP的注射压力为70MPa~140MPa，这里取P0=100MPa，该注射机的公称注射压力为150MPa，注射压力安全系数k i=1.25~1.4，这里取k i=1.3。

则：k i P0=1.3100=130MPa175MPa <3）所以，注射剂注射压力合格。

锁模力校核1)塑件在分型面上的投影面积<4）2)浇注系统在分型面上的投影面积A浇，即浇道凝料<包括浇口）在分型面上的投影面积A浇的数值，可以按照多型腔模具的统计分析来确定。

A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.2~0.5倍，因为本设计的流到较简单，采用一腔一模，因此流到凝料的投影面积可以适当取消些，这里取A浇=0.2A塑<5）3)塑料盒浇注系统在分型面上的总的投影面积为：<6）4)模具型腔内的膨型<7）PP属于容易成型的塑料，式中为型腔压力，取25MPa<见参考文献[2]表2-2）。

由表3，注射剂的公称锁模力为N，锁模力的安全系数K2=1.1~1.2，这里取K2=1.2，则K2<8）所以注射剂的锁模力满足要求。

最大注射压力校核注射机的额定注射压力即为注射机的最高压力(见表3>，应该大于注射成型时所需调用的注射压力，即<9）故符合设计要求。

式中型腔数量校核本设计的型腔数量n=2。

1)由注射机料筒塑化率校核模具的型腔数n<10）故型腔数校核合格。

式中；，该注射机为；<11）2)由注射机的最大注射量校核型腔数量<12）故型腔数量校核合格。

式中注射机的允许最大注射量(，该注射机为500。

其他符号意义同上。

3)按注射机的额定锁模力校核型腔数量<13）故型腔数量校核合格。

式中<14）其他符号意义同上。

三、浇注系统的设计浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。

具有传热、传压和传热的功能，正确设计浇注系统对获得优质的塑件极为重要。

注射成型的基本要求是在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔，影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。

3.1 主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或者型腔中。

主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。

主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。

另外，因为主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套，材料选用45号钢，并经过局部热处理，球面硬度38HRC~45HRC，设计独立的定位环用来安装模具时起定位作用，主流道衬套直径略大于喷嘴直径0.5mm~1mm以避免溢料并且防止衔接不准而发生的堵截现象，其关系如图5所示。

主流道尺寸主流道的尺寸计算如表3所示。

表3 注射机技术参数计算项目计算过程结果主流道小端直径D/ MM 主流道球面直径SR/ MM D=式中为注塑机喷嘴直径，式中SR0注射机喷嘴球半径, SR0=186204球面配合高度H/ mm 主流道长度L0/mm H=3~5 mm尽量小于60mm，由标准模架结合该模具的结构选取25主流道大端直径D/mm 式中，半锥角α为1°~2°，这里取α=1.5°7.31浇口套总长L/mm L= L0+h=35+4=39 mm39主流道衬套的形式及其固定主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属于易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套，以便于有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用45钢或者合金钢，热处理硬度为52~62HRC 。

本设计若采用分体式结构，主流道比较长，凝料体积比较大，因此把衬套和定位圈做成一整体的延伸式浇口套，有利于缩短主流道长度。

因流道长短与所选模架大小有关，所以在确定流道尺寸之前根据型腔数量及布局估算动、定模板的平面尺寸，即粗定模架的型号和规格，这样才能使理论计算有据有依。

延伸式浇口套如图6所示。

图5喷嘴与浇口套尺寸的关系图6浇口杯3.2分流道的设计分流道的布置形式分流道是主流道和浇口之间的通道，起分流和转向的作用。