1、塑料水杯注塑模设计塑件成型工艺性分析1、产品基本要求：1 最大几何尺寸：设备宜选用螺杆式注射机。4、成型方法及其工艺选择根据塑件选用的材料为(PP)，根据塑件外形特征和使用要求，选择最佳的成型方法就是注塑成型。（1） 成型工艺分析（1） 外观要求：外形为曲面圆形、外表面无瑕疵、美观、壁厚为 2mm，塑件外形尺寸不大，材料为热塑性材料，流动性好（2）等级精度：此塑料对精度要求一般，3 级（3）脱模斜度：该塑件平均壁厚 2mm，PP 材料的流动性好，参考塑料成型工艺及模具设计表 2-10 选择塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度 1。（二）注塑成型工艺过程及工艺参数1、原料的检验、染色和干燥（pp 材料
2、不需要干燥） 2、嵌件预热（内应力）成型前的准备 3、脱模剂的使用（硬脂酸锌、硅油）4、料筒清洗5、模具清洗1、塑化 充模注塑成型工艺过程 注塑过程 保压 注射过程 2、注射 倒流浇口冻结后的冷却3、模塑 脱模去毛刺 退火处理：消除应力，提高洁晶度塑件的后处理 热处理 调湿处理：稳定尺寸1 干燥处理：PP 材料如果储存适当，则不需要干燥处理2 PP 染色性较差，色粉在塑料中扩散不够均匀（一般需加入扩散油） ，塑件表面需移印装饰，须用 PP 底漆（俗称 PP 水)擦拭3 注塑成型时各段温度：因 PP 高结晶，所以加工温度需要较高工艺参数 通用型 PP料筒后段温度/ 160190料筒中段温度/ 1
3、70220料筒前段温度/ 200240喷嘴温度/ 170190模具温度/ 4080 注射压力： PP 收缩率大，尺寸不稳定，塑件容易变形收缩，可采用提高注塑压力及注塑速度，减少层间剪切力使成型收视率降低，但 PP 流动性好，注射压力大时易出现飞边且有方向性强的缺陷，注射压力一般为：70140MPa(太小压力会收缩明显） ，保压压力取注射压力的 80%左右，宜取较长的保压时间补缩及较长的冷却时间保证塑件尺寸、变形程度。 注射速度： PP 冷却速度快，宜快速注射，适当加深排气槽来改善排气不良。如果制品表面出现了缺陷，也可使用较高温度下的低速注塑。、拟定模具的结构形式和初选注射机1) 分型面位置的确
4、定如左图所示：D-D 分型面： 要侧抽，模具结构复杂，熔接痕较明显、飞边，不易清除三 C-C 分型面：优点：便于模具加工制造种 缺点：难以脱模 无 B-B 分型面：优点：便于模具加工制造侧 缺点：熔接痕、飞边面积大，抽 不易清除，影响外观、难以脱模 比 A-A 分型面：优点：有利于排气、外观较 质量好、保证塑件精度缺点：边缘有飞边：但容易清除结论：通过以上对塑件分型面形式的分析，分型面应选在 A-A 分型面：有利于脱模、外观质量较好、模具结构简单、容易制造、有利于排气，虽有些飞边，但容易清除2）型腔数量和排位方式的确定（1）型腔数目的确定由于该塑件的精度要求一般，塑件尺寸较小，且大批生产，可用
5、一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的关系，以及制造费用和各种成本费用等因素，初步采用一模四腔的结构形式。（2）型腔排列形式的确定由于该模具选择的是一模四腔，其型腔中心距的确定见下图及说明，故流道采用H 形对称排列，使型腔进料平衡。中心距：40X2+25=105mm其中 25mm 由注塑模具设计P85 页可知：“各型腔之间的钢板厚度 B 可根据型腔深度取 1225”为安全起见取 25mm。（3）模具结构形式的初步确定由以上分析可知，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，留道采用对称平衡式，浇口采用侧
6、浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要改设单独分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板或推件板。由综上分析可确定采用大水口（推件板）的单分型面注射模。3）注射机型号的确定1 注射量的计算通过 Pro/E 建模分析得塑件质量属性如下图所示。塑件体积：V 塑 =22.771cm3塑件质量：m 塑 =p 密度 V 塑料 =22.771X0.981=23.681g式中 p 密度 根据参考文献塑料模具设计指导表 9-6 取 1.04g/cm32 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确定的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的 0.2 倍1 倍来估算。由于本次设计采用的
7、流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的 0.3 倍来估算，故一次注入模具型腔塑料的总体积（即浇注系统的凝料和四个塑件体积之和）为：V 总 =1.3nV 塑料 =1.3x4x22.771=118.4cm33 选择注射机 根据以上计算机得出子一次注射机过程中注入模具型腔的塑料的总体积V 总=118.4cm 3 由参考文献塑料成型工艺及模具设计式（4-18）V 公 =V 总/0.8=148cm3根据以上的计算，初步选择公称量为 200cm3，注射机型号为 SZ-200/120 卧式注射机，其主要技术参见下表：注射机主要技术参数4 注射机的相关参数校核（1）注射压力校核：（参考塑料成型工艺与
8、模具设计）表 3-1 可知，PP 所需注射压力为 90130MPa，取 Po=100MPa,该注射机的公称注射压力 P 公 =150MPa,注射压力安全系数 K1=1.251.4，这里取 K1=1.3，则K1Po=1.3x100=130MPa 、浇注系统的设计1、主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的行政为圆锥形，以便于熔体的流动和开模是主流道凝料的顺序拔出，主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。1)主流道尺寸1、主流道的长度。
9、一般由模具结构确定，对于小型模具 L 应尽量小于 60mm，本次设计中初选 50mm 进行计算。2、主流道小端直径。 d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=4.5mm。3、主流道大端直径。 D=d+L 主 tan=8mm 式中 =4。4、主流道球面半径。 SR=注射机喷嘴球头半径+（12）mm=15+2=175、球面的配合高度。 h=3mm2)主流道的凝料体积V 主 =L 主 (R2 主 +r2 主 +R 主 r 主 )/3=50x(16+2.252+4x2.25)x3.14/3=1573.27mm23)主流道当量半径Rn= =3.125mm45.4)主流道浇口套的形式主流道称套为标准件可选购
10、。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注塑模可以将主流道衬套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆装更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。本设计中浇口套采用碳素工具钢 T10A，热处理淬火表面硬度为50HRC55HRC。如下图所示。定位圈的结构由总装图来确定。2、分流道的设计1）分流道的布置形式为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。2）分流道的长度3）分流道的当量直径4）分流道的截面形状本设计采用梯形截面，优点：在模具的单侧加工，
11、较省时虽然，与同一截面积与圆形流道比较，有较大的接触面积，加大了熔体与分流道的摩擦力及温度损失。但是，圆形流道需在凸凹模上都要加工，而且要互相吻合，故制造较困难。5）分流道界面尺寸6）凝料体积7）校核剪切速率8）分流道的表面粗造度和脱模斜度3、浇口的设计1）侧浇口尺寸的确定2）侧浇口剪切速率的校核4、校核主流道的剪切速率1）计算主流道的体积流量2）计算主流道的剪切速率 5、冷料穴的设计及计算、成型零件的结构设计及计算1、成型零件的结构设计1）凹模的结构设计凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑料水杯的结构分析，本设计中采用整体
12、式凹模。如下图所示：2）凸模的结构设计（型芯）凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。该塑料水杯采用整体式嵌入式型芯，如下图，因下图的包紧力较大，所以设在动模部分。2、成型零件钢材的选用3、成型零件工作尺寸的计算4、成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算1)型腔内模镶件边经验数值 A因为塑料水杯最大几何尺寸：& 80X57，故由塑料模具设计实用教程表 6-1 得：A=3550取 35mm2）内模镶件的长、宽、高长：2x80+50x2+20=280mm宽：2x80+50x2+20=280mm高：57+15=72mm3)凸、凹模尺寸凸模：长：280+50x2=380mm宽：2
13、80+50x2=380mmA 板厚度：72+18=90mm凹模：长：280+50x2=380mm宽：280+50x2=380mm B 板厚度：60mm高,由塑料模具设计实用教程表 6-2（200x200 ）可取 4060mm。故取 60mm查塑料模具设计指导表 7-4 得：A=90mm B=60mm、脱模推出机构的设计本设计结构简单，可采用推板推出、推杆推出、推件板加推杆的综合推出方式。根据脱模力计算来决定。1）脱模力的计算2）推出方式的确定采用推件板推出、模架的确定1、各模板尺寸的确定查塑料模具设计指导表 7-4 得：A=90mm B=60mm由上述计算，根据龙记模架的标准值可选模架型号：4040-BI-A90-B602、模架尺寸的校核、排气槽的设计、冷却系统的设计、导向与定位结构的设计、参考文献
