毕业设计（论文）-塑料碗注塑模具设计.docx

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1、注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。本文以塑料碗为对象，详细介绍其注射模设计过程。设计中主要运用了PROE等不同的软件分别对塑件的三维结构、注射模成型部分零件、浇注系统、脱模机构等等进行了仿真设计和分析。最后进行了注射机型号的选择及校核、分型面的确定、型腔的设计、抽芯机构的设计、成型部分零件的设计、浇注系统、冷却系统、排溢引气系统、脱模机构的设计，复位系统的设计及其它零部件的设计。最后通过AUto

2、Cad完成工程图的制作，并总结相关计算说明书。关键词：塑料碗；注射模；Autocad1前言12产品分析22.1塑件分析22. 1.1结构分析22.1. 2塑件尺寸精度的设计分析21.1. 3塑件表面质量和粗糙度的分析22. 2塑件原材料的选取和分析23塑件相关计算及注射机的选择53.1塑件的相关计算53. 1.1塑件的厚度检测53. 12塑件投影面积的计算53. 1.3塑件体积与质量的计算53. 2注射机的选择53. 2.1注塑机概况54. 2.2注塑机的分类65. 2.3注塑机的选择64模具设计84. 1型腔布局84.1. .分型面设计84.2. 浇注系统设计94.2.1 塑件的模流分析94

3、.2.2 主流道设计94.2.3 分流道设计104.2.4 浇口设计111.1 4模架的选用134.5 成型零部件设计144.6 导向机构设计184.6.1导柱184.6.2导套184.6.3导柱与导套的配用204.7脱模机构设计204.8拉料机构214.9复位机构214.10冷却系统224.10.1冷却回路的布置224.10.2冷却时间计算234.10.3管道直径设计234.11排气机构235模具总体结构256注射机的校核266.1 容量校核266.2 合模力校核266.3 模具厚度的校核27结论28参考文献2980年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模

4、具工业发展迅速，年均增速均为13%,1999年我国模具工业产值为245亿，至2000年我国模具总产值预计为260-270亿元，其中塑料模约占30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星1K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件

5、的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.020.05mm,表面粗糙度Ra0.2Um,模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达50IoOO万次，交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距.成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通

6、信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MO1D气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%,与国外的5080%相比，差距较大。2产品分析2.1 塑件分析2.1.1 结构分析本次设计原始数据为塑件的零件图，如下图所示:图2-1零件图根据零件图首先运用软件对它进行三维建模。

7、2. 12塑件尺寸精度的设计分析在塑件的零件图中，塑件相应的尺寸精度已经给定。通过查阅塑料成型模具设计与制造表2-6（参考文献1）以及综合考虑塑件的用途和所选取的材料，最后对没有公差要求的自由尺寸采用7级精度。对应的模具相关零件尺寸加工可以保证。2.1. 3塑件表面质量和粗糙度的分析制件为生活中的常用餐具一一碗，对外形及表面质量有较高的要求，不允许存在飞边或缩孔、熔接痕等缺陷。综合以上分析可知，注射时在工艺参数控制较好的情况下，零件的成型质量很容易得到保证。2. 2塑件原材料的选取和分析PP的材料名称是聚丙烯（百折胶）。百折胶质轻，可浮于水，它具有高的结晶度，高耐磨性，高温冲击性好，化学稳定性

8、高，卫生性能好，无毒，耐热性高，可在IOO摄氏度左右使用，突出的延伸性能和抗疲劳性能。可应用于微波炉、餐具、盆、塑料桶、保温瓶外壳、编织袋等生活用品，也可用于法兰，齿轮，接头，把手等工业元件。PP的最大缺点就是容易氧化老化。可用添加抗氧化剂与紫外光吸收剂等加以克服。收缩率：1.02.5%熔融温度：230-275成型温度：1565度比重：0.9020.906成型压力：100130Mpa流比长：100200结晶性：半结晶性射速：高速注射注塑模工艺条件注塑机选用：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3800tm2来确定，注射量20

9、%-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160-175C,分解温度为350,但在注射加工时温度设定不能超过275C。熔融段温度最好在240C。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%）o大概在全行程的95席时转保压，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4-7m,

10、针形浇口长度1-1.5IT1nb直径可小至O.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%）O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。3塑件相关计算及注射机的选择2.1 塑件的相关计算3.1.1塑件的厚度

11、检测从塑件的壁厚上来看，壁厚均匀，综合其材料性能，只要注意控制成型温度及冷却速度，零件的成型并不困难（如果条件允许，也可考虑修改其结构形式使壁厚趋向均匀）。312塑件投影面积的计算单个注塑件投影面积S=r2=3.1457.5210381.625mm23. 13塑件体积与质量的计算体积及质量的计算也利用PRO/ENGINEER的分析模块自动计算获得（塑件密度由第一章中原材料分析中可查得：P=0.902-0.906gcm3）,如下图3-2所示图3-2塑件体积与质量的计算单个塑件的分析结果如下：体积-66cm3密度二0.906gcm3质量Q60g3. 2注射机的选择3.1.1 注塑机概况注射成型机（

12、简称注射机或注塑机）是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。合模装置（肘节方式模具注射装置止反流阀图3-3注塑机注射成型是通过注塑机和模具来实现的。3.2.2注塑机的分类注塑机的类型有:立式、卧式、全电式，但是无论那种注塑机，其基本功能有两个：（1）加热塑料，使其达到熔化状态；（2）对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。1.1 2.3注塑机的选择1）注射量的计算塑件体积为：V产66c?2）浇注系统凝料体积的初步估算由于浇注系统的凝料在设计之前不能去定准确的数值,但是可根据经验按照塑件体积的0.2倍到1倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短，因此

13、浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和2个塑件体积之和）为：V总=1.2nV=1.2266=158.4c,3）选择注射机根据以上的计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑料的总体积为158.4cn3,由参考文献V公=V总/0.8=158.4cm3/0.8=198cn3,一般而言，从事注塑行业多年的客户多半有能力自行判断并选择合适的注塑机来生产。但是在某些状况下，客户可能需要厂商的协助才能决定采用哪一个规格的注塑机，甚至客户可能只有产品的样品或构想，然后询问厂商的机器是否能生产，或是哪一种机型比较适合。此外，某些特殊产品可能需要搭配特殊装

14、置如蓄压器、闭回路、射出压缩等，才能更有效率地生产。由此可见，如何决定合适的注塑机来生产，是一个极为重要的问题。通常影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等，通过以上各种因素和考虑到经济效益的问题我选取了xs-ZYToOo型注射机。XS-ZY-1000型注射机,主要参数如下表:表3-1XS-ZY-IOOO型注射机参数项目XS-ZY-IOOO结构形式立理论注射容量c?1000螺杆（柱塞）直径mm85注射压力/Mpa121锁模力/KN4500拉杆内间距/mm700X850移模行程mm260最大模具厚度mm700最小模具厚度mm300喷嘴球半径mm18喷嘴口孔径mm7.54模具设计1

15、.2 型腔布局型腔数目的确定主要有以下几种因素：型腔数目的决定与下列条件有关。（1）塑件尺寸精度：型腔数越多时，精度也相对地降低，1、2级超精密注塑件，只能一模一腔，当尺寸数目少时，可以一模二腔。3、4级的精密级塑件，最多一模四腔。（2）模具制造成本：多腔模的制造成本高于单腔模，但不是简单的倍数比。从塑件成本中所占的模具费比例看，多腔模比单腔模具低。（3）注塑成形的生产效益：多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高。但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。（4）制造难度：多腔模的制造难度比单腔模大，当其中某一腔先损坏时，应立即停机维修，影响生产。（5）注射机的选用：不同型号的注射机对应的锁模力和注射压力以及注射量都对型腔数量的确定有着很大的影响。所以综合以上各因素采用一模2腔的最佳形式，既满足塑件要求，又具有最佳的经济性。1.3 .分型面设计根据本塑件的结构特