1、 毕 业 论 文 （ 2012 届） 题 目： 塑料碗注塑模毕业设计 姓 名： 学 号： 系 部： 班 级： 指导教师： 2012 年 5 月 - 2 - 目 录 任务书 .4 一、塑料的工艺性设计 .5 (1)、注塑模工艺 .5 (2)、化学和物理特征 .5 (3)、塑件的尺寸与公关差 .6 1、塑件的尺寸与公关差 .6 2、塑件尺寸公差标准 .6 3、塑料的表面质量 .6 二、注射成型机的选择 .7 三、型腔布局与分型面设计 .7 (1)、型腔数目的确定 .7 (2)、型腔的布局 .7 (3)、分型面的设计 .8 四、 浇注系统设计 .9 (1)、主流道设计 .9 (2)、主流道衬套的固定
2、 .10 (3)、分流道的设计 . 11 (4)、浇口的设计 .13 五、成型零件的设计 .15 - 3 - (1)、成型零件的结构设计 .16 1、凹模结构设计 . 16 2、型芯结构设计 . 16 (2)、成型零件工作尺寸计算 .17 1、外型尺寸 . 18 2、内腔尺寸 . 20 六、 合模导向机构设计 .21 (1)、导柱结构 .22 (2)、导套结构 .22 七、脱模机构的设计 .23 (1)、脱模机构的设计的总体原则 .23 (2)、推杆设计 .24 1、推杆的形状 . 24 2、推杆的位置与布局 . 24 (3)、推件板设计的要点 .25 (4)、开模行程与推出机构的校核 .25
3、 (5)、浇注系统凝料脱模机构 . 26 工艺卡 .27 后 记 .28 参考文献 .29 - 4 - 塑料碗注塑模 课 程 设计 摘要： 使用数控技术、数控机床的高效率、高精度进行模具设计和加工已经成为当今社会的主流。本文是关于注塑模的设计，设计的制品是塑料碗。首先对制品进行尺寸的选择和性能形状的分析，然后根据分析选择注塑材料和注射机。接着对模具的型腔、型芯和浇注系统进行设计，再利用 AutoCAD 画出整个模具的装配图。 关键词 ： 注塑模，型腔，型芯， 浇注系统 参考资料 : (1) 李发致编著 .模具先进制造技术 .北京：机械工业出版社 ,2003 (2) 胡家秀主编 .机械设计基础
4、. 北京 : 化工业出版社 ,2001 (3) 蒋继宏 ,王效岳编绘 .注塑模具典型结构 100 例 . 北京 : 化学工业出版社 ,2000 (4) 屈华昌主编 . 塑料成型工艺与模具设计 , 北京 : 机械工业出版社 , 1998 (5) 屈华昌主编 . 塑料成型工艺与模具设计 , 北京 : 机械工业出版社 , 1998 (6) 徐德珠主编 .机械工程材料：北京：高等教育出版社： 2001 (7) 贾润礼 , 程志远主编 . 实用注塑模设计手册 . 北 京 : 中国轻工业出版社 ,2000 (8) 付宏生 , 刘京华编著 . 注塑制品与注塑模具设计 . 北京 : 化学工业出版社 , 200
5、3 (9) 梅伶主编 .模具课程设计指导 . 北京 : 机械工业出版社 ,2006 (10) 黄虹主编 . 塑料成型加工与模具 . 北京 ; 化学工业出版社 ,2002 (11) 许发樾主编 .模具常用机构设计 . 北京 ; 机械工业出版社 2003 (12) 金大鹰主编 .机械制图 . 北京 ; 机械工业出版社 2001 (13) 甄瑞麟主编 .模具制造技术 . 北京 ; 机械工业出版社 2005 (14) 许鹤峰 ,陈言秋编著 . 注塑模具设计要点与图例 , 北京 :化学工业出版社 ,1999 (15) 许发樾主编模具结构设计 . 北京 ; 机械工业出版社 ,2003 (16) 郭广思主编
6、 . 注塑成型技术 . 北京 ; 机械工业出版社 ,2003 - 5 - 名称：碗 材料 PP 一、塑料的工艺性设计 (1)、 注塑模工艺 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。 熔化温度： 220275 ，注意不要超过 275 。 模具温度： 4080 ，建议使用 50 。结晶程度主要由模具温度决定。 注射压力：可大到 1800bar。 注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。 流 道和浇口 ： 对于冷流道，典型的流道直径范围是 47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是
7、11.5mm，但也可以使用小到 0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。 PP 材料完全可以使用热流道系统。 成型时间：注射时间 20s60s 高压时间 0s3s 冷却时间 20s90s 总周期 50s160s (2)、 化学和物理特性 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 14%乙烯的无规则共- 6 - 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
8、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 140。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1.82.5%。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
9、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。 (3)、塑件的尺寸与公差 1、塑件的尺寸 塑件尺寸 的大小受制于以下因素： a) 取决于用户的使用要求。 b) 受制于塑件的流动性。 c) 受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。 2、塑件尺寸公差标准 a) 影响塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收缩率及其波动。 b) 塑件结构的复杂程度。 c) 模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配、模具的合模及模具设计的不合理所可能带来的形位误差等）。 d) 成型工艺因素（
10、模塑成型的温度 T、压力 p、时间 t 及取向、结晶、成型后处理等）。 e) 成型设备的控制精度等。 其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。 题中没有公差值，则我 们按未注公差的尺寸许偏差计算，查表取 MT5。 3、塑件的表面质量 塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。 模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2 级。 二、注射成型机的选择 - 7 - 估算 V 塑 =58.5g 制品的正面投影面积 S=103.81cm2 V 公 =82cm3 注射机为
11、上海橡塑机厂的 XS-ZY-500 卧试注塑机。查表注射压力为 104MPa，合模力为 350 104N，注射方式为螺杆式，喷嘴球半径 R 为 18mm，喷嘴口直径为7.5mm（一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具）。 三、型腔布局与分型面设计 (1)、型腔数目的确定 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。 根据注射机的额定锁模力 F 的要求来确定型腔数目 n ，即 n12pApAF 式中 F 注射机额定锁模力（ N） P
12、 型腔内塑料熔体的平均压力（ MPa） A1、 A2 分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（ mm2） 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。 (2)、型腔的布局 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如下图所示： 图（ 1） - 8 - (3)、分型面的设计 分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型 面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种
13、因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。 a) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 b) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 c) 保证塑件的精度要求。 d) 满足塑件的外观质量要求。 e) 便于模具加工制造。 f) 对成型面积的影响。 g) 对排气效果的影响。 h) 对侧向抽芯的影响。 图（ 2） 四、浇注系统设计 (1)、主流道设计 主流道 是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续，- 9 - 另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。形状结构如图 (3)所示，其设计要点： 图（ 3） a) 主流道设计成圆锥形，其锥角可取 2
14、 6，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63 m，且加工时应沿道轴向抛光。 b) 主流道如端凹坑球面半径 R2 比注射机的、喷嘴球半径 R1 大 12 mm；球面凹坑深度 35mm；主流道始端入口直径 d 比注射机的喷嘴孔直径大0.51mm；一般 d=2.55mm。 c) 主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径 r=13mm。 d) 主流道长度 L 以小 于 60mm为佳，最长不宜超过 95mm。 e) 主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用 T8A，热处理淬火后硬度 5357HRC。 (2)、主流道衬套的固定 因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为 15
15、0mm，内径 31.5mm。 具体固定形式如图 (4)所示： - 10 - 图（ 4） (3)、分流道的设计 a) 分流道是脱浇板下水平的流道。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形 U 形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔 体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸： 42 6 5 4.0 LmB （式 1） BH 32 （式 2） 式中 B梯形大底边的宽度（ mm） m塑件的重量（ g） L分流道的长度（ mm） H梯形的高度（ mm） 质量大约 58.5g，分流道的长度预计设计成 190mm 长，且有 2 个型 腔， 所以 07.151905.582654.02 4 B 取 B 为 15mm 1532H =10 取 H 为 10mm 根据实践经验， PP 塑料分流道截面直径为 4.89.5。 所以我们可以选择截面直径为 9.5mm， H=6.3mm。 梯形小底边宽度取 8mm，其侧边与垂直于分型面的方向约成 7。另
