穿线盒注塑模课程设计

第1章塑料成型工艺性分析

1.1塑件的分析

（1）外形尺寸如图1.1所示，该塑件壁厚为3mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，塑件材料为热塑性塑料，流动性较好，适合于注射成型。

（2）精度等级任务书中塑件未注公差，已说明未注公差为MT5，可查参考书。

（3）脱模斜度PP的成型性能良好，化学稳定性较好，成型时收缩大，易变形翘曲。参考文献[1]表2-10选择塑件上的型芯与凹模的统一脱模斜度为1°。

（4）塑件尺寸如图1.1所示。

图1.1 塑件尺寸

1.2 PP塑料的性能分析

聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。

1）成型特性

（1）物理性能：PP为无毒、无味的乳白色高结晶的聚合物，是目前所有塑料中最最轻的品种之一，对水特别稳定，在水中14h的吸水率仅为0.01%。分子量约8~15万之间，成型性好。但因收缩率大，原壁制品易凹陷，制品表面光泽好，易于着色。

（2）力学性能：PP的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比高密度PE(HDPE)高。突出特点是抗弯曲疲劳性（7×10^7）次开闭的折选弯曲而无损坏痕迹，干摩擦系数与尼龙相似，但在油润滑下不如尼龙。

（3）热性能：PP 具有良好的耐热性，熔点在164~170℃，制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌。在不受外力的作用下，150℃也不变形。脆化为-35℃，在低于-35℃会发生脆化，耐热性不如PE。

2）成型工艺

注塑机选用：对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性，需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/㎡来确定，注射量20%-85%即可。

干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。

熔化温度：PP的熔点为160-175℃，分解温度为350℃，但在注射加工时温度设定不能超过275℃。熔融段温度最好在240℃。

模具温度：模具温度50-90℃，对于尺寸要求较高的用高模温，型芯温度比型腔温度低5℃以上。

注射压力：采用较高注射压力（1500-1800bar）和保压压力（约为注射压力的80%）。大概在全行程的95%时转保压，用较长的保压时间。

注射速度：为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用（出现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。

流道和浇口：流道直径4-7mm，针形浇口长度1-1.5mm，直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。均聚PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）。

熔胶背压：可用5bar熔胶背压，色粉料的背压可适当调高。

制品的后处理：为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。

详细的纯聚丙烯性能指标见表1.1。

表1.1 聚丙烯的性能指标

Ω）

cm

1.3 PP的注射成型过程及工艺参数

1）注射成型过程

（1）成型前的准备对聚丙烯的色泽、粒度和均匀度等进行检验，聚丙烯成型前须进行干燥，处理温度为80度到100度，干燥时间1-2小时。

（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，其过程可分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。

（3）塑件的后处理（退火）。退火处理的方法为红外线灯、烘箱，处理温度为70度，处理时间是2-4小时。

2）注射工艺参数

（1）注射机：螺杆式，螺杆转速为48r/min。

（2）料筒温度(t/℃)：前段160-180；中段180-200；后段200-220。

（3）模具温度(t/℃)：80-90。

（4）注射压力（p/Mpa）：70-100。

（5）成型时间（τ/s）：注射时间20-60；高压时间0-3；冷却时间20-90；总周期50-160。

第2章拟定模具的结构形式和初选注射机

2.1 分型面位置的确定

通过对塑件结构形式的分析，分型面的选择有图2.1与图2.2所示的两种方案

图2.1 方案1

图2.2 方案2

分型面应选在利于开模取出塑件的平面即选择图2.2的方案2。

2.2 型腔数目和排位方式的确定

（1）型腔数量的确定

由于该塑件的精度要求不高，塑件的尺寸较小，且为大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件的尺寸、模具结构的尺寸的关系，以及制造费用和各种成本的费用等因素，初步定为一模四腔结构形式。

（2）型腔排列的形式的确定

由于该模具选择的是一模四腔，故流道采用H形对称排列，使型腔进料平衡，如图2.3所示。

（3）模具结构形式的初步确定

图2.3 型腔数量的排列布置

由以上分析可知，本模具设计为一模四腔，对称H型直线排列，根据塑件结构形状，推出机构初选推件板推出或推杆推出方式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板或者推件板。由上综合分析可确定采用大水口（或者带推件板）的单分型面注射模。

2.3注射剂型号的确定

1）注射量的计算

通过Pro/E建模分析得塑件质量属性如图2.3所示。

塑件体积：V

塑

39.46cm3

塑件质量：m

塑=ρV

塑

=39.46×0.91=35.91g

式中，可根据参考文献[1]表9-6取0.91g/cm3

2) 浇注系统凝料体积的初步计算

由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定的数值，但是可以根据经验按照塑件提及的0.2倍~1倍来估算。由于本次设计采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑