PP塑料碗的注射模设计论文

综合毕业实践说明书（论文）标题PP塑料碗的注射模设计系 别： 机 电工 程 系 专 业： 模具设计与制造 学 号： 姓 名： 指导教师： 摘 要本论文的主要任务是PP塑料碗注射模具的设计，也就是设计一个注塑模具PP塑料碗产品，以实现自动化提高产量，同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准，结合教材上的知识也对注射模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。它涉及PP塑料碗模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用，其中，涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题及特种加工工艺。在该模具设计中，利用计算机绘图软件绘制了零件图和装配图，以及制定了机械加工工艺过程卡。为以后的工作打下坚实的基础。关键词： PP；注射模；设计；加工工艺目 录摘 要1目 录2引言31 塑件成型工艺系分析41.1材料分析41.2注塑模工艺分析51.3尺寸分析51.3.1塑件的尺寸51.3.2塑件尺寸公差标准51.3.3塑件的表面质量62.成型机的选择62.1计算塑件质量体积63型腔布局与分型面设计63.1型腔数目的确定63.2型腔的布局73.3分型面的设计74.浇注系统设计84.1主流道设计84.2主流道衬套的固定84.3分流道的设计94.4浇口的选用115成型零件的设计125.1成型零件的结构设计135.1.1凹模结构设计135.1.2型芯结构设计145.1.3成型零件工作尺寸计算146合模导向机构的设计176.1导柱的结构186.2导套的结构187脱模机构的设计197.1脱模机构设计的总体原则197.2推杆设计197.2.1推杆的形状197.3推杆的位置与布局207.4推件板设计的要点207.5浇注系统凝料脱模机构21结束语23致谢24参考文献24PP塑料碗的注塑模设计引言随着近代工业的发展,塑料成为一种新材料也发展起来啦,且应用也日趋广泛。它在国民经济中许多领域不同程度地代替了金属、木材及其他材料成为当前社会使用的一大类材料。只有迅速地发展塑料加工业，才可能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的塑件产品，在国民经济中各领域充分发挥作用。模具是塑料成型加工的一种重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业，被称为“工业之母”模具是一种高附加值产品和技术密集型产品，其生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。塑料机械工业的总体发展趋势与其他工业基本相同，今后主要朝着精密、高质、高效、节能、节材、低噪与可持续发展的方向发展。我国是这样，国外也是这样。其发展的核心本质是新技术和高深技术的发展。它的发展驱动力是国民经济对塑料制品在产量上、质量上和品种上不断增长的需求，其所提供的塑料加工装备主要为信息、生物、医疗、建筑、包装、交通、电子、家电等行业服务本论文设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准，结合教材上的知识也对注射模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。它系统的分析了塑料碗模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用，其中，涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题及特种加工工艺。本文通过塑件成型工艺分析，分型面及浇注系统的确定，塑料模具设计的方案论证，主要零部件的设计计算，塑料模具结构设计，查阅有关标准和规范以及编写设计计算说明书，掌握一般塑料模具的设计内容、步骤和方法，并在设计构思和设计技能等方面得到相应的锻炼。1 塑件成型工艺系分析 1.1材料分析 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。主要用途：PP可用作各种机械零件如法兰、接头、拓叶轮、汽车零件和自行车零件。作水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里、表面涂层。制造盖和本体合一的箱盖，各种绝缘零件，并用于医药工业中。成型特点：成型收缩范围大，易发生缩孔、凹痕及变形；聚乙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路；聚乙烯成型的适宜模温为80，不可低于50，否则会造成成型塑件表面光泽差或产生容接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲现象。1.2注塑模工艺分析干燥处理：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。表1-1：注射时间20s60s高压时间0s3s冷却时间20s90s 总周期 50s160s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。成型时间如表1-1所示。1.3尺寸分析1.3.1塑件的尺寸塑件尺寸的大小受制于以下因素：取决于用户的使用要求。 受制于塑件的流动性。 受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。1.3.2塑件尺寸公差标准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。 塑件结构的复杂程度。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）。成型工艺因素（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）。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。我们按未注公差的尺寸许偏差计算，查互换性与测量技术P13表2-2取MT7。1.3.3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。2.成型机的选择2.1计算塑件质量体积塑件的体积计算：估算V塑=58.5g制品的正面投影面积S=103.81cmV公=82cm2.2初选成型机注射机为上海橡塑机厂的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）。3型腔布局与分型面设计3.1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 N 4 (3-1)式中 F注射机额定锁模力（N）P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。3.2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）型腔分布排列图3.3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。(1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处。(2)便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。(3)保证塑件的精度要求。(4)满足塑件的外观质量要求。(5)便于模具加工制造。(6)对成型面积的影响。(7)对排气效果的影响。(8)对侧向抽芯的影响。在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面，结构尺寸如下图所示：图（2）分型面的选择4.浇注系统设计浇注系统的作用：将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体及时顺利地排出；在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整、内外在质量优良的塑料制件。4.1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，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。其设计要点：（1）主流道设计成圆锥形，其锥角可取26°，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63m，且加工时应沿道轴向抛光（2）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（3）主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=13mm。（4）主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。（5）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。4.2主流道衬套的固定在这里我们采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150mm，内径31.5mm。具体固定形式结构尺寸如下图所示：图（3）主流道衬套的固定形式4.3分流道的设计（1）在多型腔或单型腔多浇口时应该设置分流道。分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体