(完整word版)一模一腔直浇口顶杆顶出水杯的塑料模具设计1(2)

目录摘要2.第一部分综述3.1.1制品原材料的选择.31.1.1聚苯乙烯PS3.1.1.2 聚乙烯PE.31.1.3聚氯乙烯PVC41.1.4聚丙烯PP.4.第二部分设计过程5.2.1 塑料水杯尺寸的确定52.2成型零部件的设计62.2.1型腔、型芯工作部位尺寸的确定62.3选用标准模架7.2.4注射机的选定.9.2.4.1初步选定注射机92.5浇注系统的设计102.5.1 直浇口（主流道）设计要点102.5.2 直浇口尺寸计算112.5.3浇口套的设计112.6推出系统的设计122.6.1 脱模力的计算1.22.6.2 圆推杆推出的设计1.32.7导向系统的设计142.7.1导柱导向机构设计要点142.7.2带头导柱142.7.3带头导套152.8其他结构件设计162.8.1 复位杆162.8.2 定位圈162.8.3 垫块172.9 注塑模温度控制系统设计182.10 注塑模排气系统设计1.8第三部分注射机的校核203.1注射量、锁模力、注射压力、模具厚度校核203.2开模行程的校核203.3模具在注射机上的安装203.4流程比的校核20总结21参考文献22武汉工程大学模具设计说明书摘要中文摘要本次设计的是直筒水杯，主要介绍了水杯的设计思路、加工过程和水杯的注射模的设计。这种聚丙烯水杯无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度、耐热性都较好，是人们日常生活中的必不可少的生活用品。本次设计采用的是注射成型。在设计过程中，首先对进行原材料分析，比较不同塑料的物理和化学性质从而选定水杯的最佳原料为聚丙烯。然后介绍了不同形式的浇口的优缺点，接下来初步选定注射机和标准模架，再进一步设计模具各个结构，最后对注射机进行校核。关键词：注塑成型注射机模具AbstractThisdesignisaboutwaterbottle.ItmainlyintroducesthedesignideasOfwaterbottle,theprocesses,andtheinjectionmold.Waterbottlehavemanyadvantages,suchasitsnon-poisonous,unpalatable,lowdensity,whatsmore,itsstrength,stiffness,rigidityandheat-resistaneearealsogood.Itsessentialtodailylife.Thedesignadopttheinjectionmolding.Duringthedesignprocess,first,weanalyserawmaterials,andselectPPasthebestmaterialofwaterbottlebycomparingthedifferentphysicalandchemicalpropertiesofplastics.Thenweintroducetheadvantagesanddisadvantagesofdifferenttypesofsprue.Followinginitiallyselectedinjectionmachineandthestandardmold,designfurtherstructuralofeachmold.Finally,checkontheinjectionmachine.Keywords:injectionmoldinginjectionmachinemould第一部分综述目前，塑料制品得到了越来越广泛的应用，塑料的成型方法也越来越多，如注射成型、挤压成型、真空成型、发泡成型、中空吹塑成型、薄膜吹塑成型，以及热固性塑料的各种成型等。其中，塑料的注射成型是最主要的成型方法，塑料注射模则是注射成型的工具。在现代塑料注射成型的生产实践中，高效的塑料注射机、先进的塑料注射模具和合理的注射成型工艺是不可缺少的三项主要因素，本说明书即介绍了一模一腔直浇口顶杆顶出水杯塑料模具设计的基本过程。1.1制品原材料的选择塑料行业是20世纪发展最快的行业，也是21世纪最有前途的行业之一。塑料的发展直接导致了塑料模具的发展。塑料模具是用来生产塑料制品的工具，在设计模具之前，必须对塑料的成型工艺性能有充分的了解和掌握，只有充分熟悉成型工艺条件之间的内在关系，才能精确控制模具尺寸与塑料制品的尺寸，才能设计出优良的模具。以下为通用塑料的使用性能和用途。1.1.1聚苯乙烯PS性能：电绝缘（尤其高频绝缘性）性优良，无色透明，透光率仅次于有机玻璃，着色性、耐水性、化学稳定性良好，力学强度一般，刚性好，但性脆，易产生应力碎裂，不耐笨、汽油等有机溶剂。用途：适于制作绝缘透件、透明件、装饰件日用品、泡沫包装材料及建筑隔热材料等。1.1.2聚乙烯PE性能：耐腐蚀性、电绝缘（尤其高频绝缘性）性优良，可以氯化、辐照改性,可用玻璃纤维增强。高密度聚乙烯（HDPE）熔点、刚性、硬度和强度较高、耐应力开裂性好，吸水性小，有突出的绝缘性能和良好的耐辐照性。低密度聚乙烯（LDPE）柔软性、伸长率、冲击强度和透明性较好。线性低密度聚乙烯（LLDPE）的性能介于LDPE和HDPE之间。茂金属聚乙烯（mPE）主要用于薄膜，薄膜强度、柔软性、热封性和透明性极好。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）冲击强度高，耐疲劳，耐磨，用冷压烧结成型。用途：高密度聚乙烯适于制作管材、中空瓶、注射制品、重包装膜、编织袋、撕裂膜、大包带、周转箱及丝类等。低密度聚乙烯用于制作地膜、大棚膜、保鲜膜、电缆及注射件等。线性低密度聚乙烯主要用于薄膜、注射制品、编织袋、打包带等。超高分子量聚乙烯适于制作减磨、耐磨及传动零件。1.1.3聚氯乙烯PVC（1）硬聚氯乙烯（HPVC）性能：力学强度高，硬度大，绝缘性优良，耐酸碱力极强，化学稳定性好，阻燃性好，印刷及焊接性好，但软化点低。用途：适于制造型材、管材、棒材、板材、片材、丝类、中空瓶、焊条及注射制品（管件和阀门等），代替木材和金属材料。（2）软聚氯乙烯（SPVC）性能：制品柔软，断裂伸长率大，力学强度大、耐腐蚀性、电绝缘性均低于硬聚氯乙烯，且易老化。用途：适于制作大棚薄膜、盐膜、日用膜、电线电缆绝缘层、革类、鞋类、软管、软片及密封材料等。1.1.4聚丙烯PP性能：性对密度小，强度、刚性、耐热性均优于低压聚乙烯，可在100C左右使用。具有优良的耐腐蚀性，耐疲劳性好，良好的高频绝缘性，不受湿度影响，但低温变脆，不耐磨，易光老化。用玻璃纤维增强后，强度接近工程塑料。聚丙烯的共聚物（PP-C）可改善其冲击性能，其中无轨共聚物（PP-R）主要用于管材，嵌段共聚物（PP-B）主要用于大型容器、周转箱等。用途：PP适于制作注射制品、汽车配件、壳体、日用品、打包带、编织袋、双向拉伸膜（烟膜、黏胶带基膜等）、电容器膜、上水管材、地热管、片材（吸塑成保证盒、一次性水杯等）及中空瓶等。根据以上制品性能，综合参考，特别是聚丙烯具有很好的耐热性，正是水杯需要的性能，所以选择PP作为水杯的原材料。经查阅，由张维合主编注塑模具设计使用教程书中表1-1以及表1-4可知PP的计算收缩率及其他性能如表1-1。表1-1PP的计算收缩率及其他性能性能名称数值性能名称数值收缩率1%2.5%熔点/C164相对密度/g/cm30.900.91流程比250:1模温厂C160230型腔压力/MPa20注射压力MPa70140玻璃化温度/C-20第二部分设计过程在选定原材料后，根据课程设计要求，我们需要设计的是直浇口一模一腔顶杆顶出水杯的塑料模具设计，所以浇口方式、型腔数目、顶出方式都已经确定。据此,先设计塑料制品的尺寸。2.1塑料水杯尺寸的确定用途：盛水。使用要求：耐高温、表面光滑、无毒、韧性好。选定其制品尺寸：水杯总高度：70mm；水杯外直径：60mm；水杯壁厚：1.5mm；杯底壁厚：3.5mm。如图2-1-1所示。(b)图2-1-1水杯三视图(c)(a)俯视图(b)主视图(c)侧视图按塑件尺寸计算体积：2222Vs=(60/2)X70X3.14-(57/2)X66.5X3.14mm=28.21cm查表1-1,取PP密度为0.90g/cm3则塑件重量：Ms=Vsp=28.21X0.90=25.389g2.2成型零部件的设计型腔是直接成型塑料制件的部分，它通常由凸模，凹模，型芯和成型杆、镶块等构成。2.2.1型腔、型芯工作部位尺寸的确定查表1-1PP塑料的收缩率为1%2.5%平均收缩率S=（1%+2.5%）/2=1.75%型腔工作部位尺寸：型腔内形尺寸:型腔深度尺寸:Lm=D(1+S)=60X(1+1.75%)=61.05mm(2Hm=HsHsScp-3/0Hm=H(1+S)=70X(1+1.75%)=71.225mm型芯外形尺寸：Im=（s+1sScp+?a4丿Im=d(1+S)=57X(1+1.75%)=58mm型芯高度尺寸:二hsa02hsScp_：3_hM=h（1+S）=66.5X（1+1.75%）=67.66mm式中，Ls塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm）；Is塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm）；Hs塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）；hs塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm）；A塑件公差（mm）；S模具制造公差，取（1/31/4）。则型芯、型腔的尺寸如表2-2-1所示：表2-2-1型芯、型腔尺寸尺寸类型尺寸（mm）型腔直径61.05壁厚1.5型芯直径58.00型腔高度71.22底厚3.5型芯高度67.662.3选用标准模架由设计要求，为一模一腔直浇口顶杆顶出，选择直浇口A型模架根据塑料制品尺寸，有：模架宽度W塑件最大宽度+型腔侧壁厚X2模架长度L塑件最大长度+型腔侧壁厚X2垫块高度CH5+H6+塑件高度根据经验取型腔侧壁厚为10mm,代入数据得到：W60+10X2=80mmL70+10X2=80mmCH5+H6+70根据以上数据查得3基本型模架组合尺寸选用4040系列模架。选定模板厚度：A=80mm动模板厚度：B=40mm垫块厚度：C=130mm模具厚度H模=Hi+H2+H4+A+B+C=30+50+50+80+40+130=380mm即模具外形尺寸：450X400X380mm即所选模架为A4040-80X40X30GB/T125552006,模架的基本尺寸如表2-3。表2-3-14040系列模架标准参数表WLW1W2W3CH1H2400n400P4506826013030P50H3H4H5H6W4W5W6W735502530198234324330模架尺寸示意图如图2-3-123Ik图2-3-1直浇口模架组合尺寸图示2.4注射机的选定注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范。因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。2.4.1初步选定注射机选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸进行校核。（1）注射量要求V机一V塑件/0.8式中，V机一额定注射量，cm3V塑件一塑件与浇注系统凝料体积和，cm3V塑件=VsVj=28.21+1.126=29.336cn?3则V机_V塑件/0.8=29.336/0.8=36.67cm（2）注射压力要求P注亠P成型式中，P主一注射机的注射压力P注一PP的成型压力，为70140MPa所以，P注一140MPa（3）锁模力巳锁模力二PF式中，PPP成型时的型腔压力，为20MPaF塑件及浇注系统在分型面上的投影面积和，mm2各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积22F=二X（61.05/2）=2925.78mmP锁模力二PF=20X2925.78=58.5kN根据以上分析计算，查得3常用注射技术规范及特性，初选注射机型号为：XS-ZY-500。注射机参数详见表2-4-1表2-4-1XS-ZY-500注射机参数项目参数项目参数额定注射量/cm3500喷嘴圆弧半径/mm18螺杆（柱塞）直径/mm65喷嘴孔直径/mm3注射压力/MPa145顶出形式中心液压顶出，中心距100mm注射行程/mm200动、定模固定板尺寸/mmxmm700x850注射方式螺杆式拉杆空间/mm540x440锁模力/KN3500合模方式液压-机械最大成型面积/cm31000液压泵流量（L/min）200模板最大行程/mm500液压泵压力/Mpa6.5模具最大厚度/mm450电动机功率/Km22模具最小厚度/mm300机器外形尺寸/mmxmm79.3,满足要求。总结作为一名高分子材料专业的学生，学习塑料注射模具的设计是必不可少的。经过了半个月的时间，我与同组者孙峰一起，完成了这次一模一腔直浇口顶杆顶出塑料水杯的模具设计。虽然我们的设计不是最麻烦、最难的，但是设计过程中也同样面对了很多问题，思考了很多解决方法。这份虽然只有二十页的说明书，却凝结了我们半个月来的心血。从最初的无从下笔，到开始后以为能够轻松搞定，再到后来过程中遇到的许多问题，比如应该先考虑哪一步的设计，中间各部分之间应该怎样配合，CAD该如何操作种种疑问，只有参与了课程设计过程的我们自己才能够体会。虽然疑问很多，需要解决的难点还自己无比的纠结，但是当它们都被各个击破的时候，内心的喜悦也是溢于言表的。因为这次课程设计，我更加了解了注射模具的组成，也在查阅资料的过程中掌握了一些常用塑料的特性和用途，拓宽了知识面，完善了专业知识。这里，要特别感谢刘仿军老师，在这半个月一直为我们讲解课程设计的要点，在我遇到疑惑时，哪怕已经到晚上九点多，给老师打电话说明自己的疑惑，刘老师也给予详细耐心的解答。在说明书定稿之前，也是刘老师给予提议和修改，最终完善而成的。此外，在课程设计中，还得到了同学们的大力支持，我可爱的同学们给了我许多帮助和鼓励，让我可以不离不弃的完成课程设计。参考文献1 王文广，田宝善，田雁晨塑料注射模具设计技巧与实例化学工业出版社2 张维合注塑模具设计使用教程化学工业出版社3 杨占尧塑料模具标准件及设计应用手册化学工业出版社4 周达飞，唐颂超高分子材料成型加工中国轻工业出版社5 盛永华塑料成型工艺及模具设计华中科技大学出版社1王文广，田宝善，田雁晨塑料注射模具设计技巧与实例化学工业出版社张维合注塑模具设计使用教程化学工业出版社3杨占尧塑料模具标准件及设计应用手册化学工业出版社