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2、板状制品注塑模具设计摘 要本次毕业设计的课题为板状制品的注射成型模具设计，主要从塑件材料特性、成型性能及塑件的形状、型腔结构等多角度详细分析了塑件注塑加工工艺性。因需批量生产，且零件体积不大、结构简单，故采用“一模二件”的生产方式。再初步选择注塑机的型号和规格，分析塑件结构及生产方式宜采用双分型结构，对浇注系统、成型零部件、导向及定位机构、脱模机构、冷却系统、模架各部件零件都进行了相关的计算和选择。最后，在参照塑件的体积、重量等参数后对注塑机的相关主要参数进行校核，以判断所选的注塑机能否满足注塑要求。关键词 模具设计；一模二件；双分型面；注塑机；AbstractThis graduation
3、projects topic for the plate-type products injection molding mold design, mainly from modeled the materials behavior, the formation performance and models multiple perspectives multi analyses and so on shape, die space structure to model the injection molding processing technology capability. Becaus
4、e needs the volume production, and the components volume not big, the structure is simple, therefore uses “one mold two” production method. Chooses injection molding machines model and the specification initially again, the analysis models a structure and the production method uses the duplex struct
5、ure suitably, to the gating system, the formation spare part, the guidance and the detent mechanism, the mold emptier, the cooling system, the pooled frame various parts components has carried on the related computation and the choice. Finally, after the reference models parameters and so on volume,
6、 weight carries on the examination to injection molding machines related main parameter, whether judges the injection molding machine which elects to satisfy the injection 。Key word： Mold design; Mold two; Duplex profile; Injection molding machine;目 录摘要、关键词 1Abstract、Key Words 2目录 31.引言62.工艺分析62.1 材
7、料性能分析62.1.1 塑件材料特性分析 62.1.2 塑件材料成型性能 72.2 注塑成型工艺分析72.2.1 温度72.2.2 压力82.2.3 时间83.注塑机的选择94.注塑成型模具设计 104.1 确定型腔数目 104.2 分型面选择 104.3 浇注系统 114.3.1 主流道 114.3.2 分流道 114.3.3 冷料穴 114.3.4 浇口套及定位环 124.4 成型零部件 124.4.1 成型零件结构设计 124.4.2 成型零件工作尺寸的计算 134.4.3 型腔壁厚的计算 134.5 导向及定位机构 144.5.1 导向机构的设计 144.5.2 导柱导套材料的选择和热
8、处理 154.6 脱模机构 154.6.1 脱模力计算 154.6.2 脱模机构的选择与设计 164.6.3 推出机构的导向 174.6.4 推出机构的复位 174.7 冷却系统 174.7.1 冷却系统的设计原则 174.7.2 冷却回路的设计 174.8 模架 185.注射机有关工艺参数校核 185.1 最大注射量的校核 185.2 塑化能力的校核 195.3 开模行程的校核 195.4 模具外形尺寸的校核 195.5 模具厚度校核 205.6 顶出部分的校核 205.7 注射机定位孔与模具浇口套外圈配合的校核 205.8 锁模力的校核 205.9 注射压力的校核 216.设计小结 21谢
9、辞 22参考文献 231.引言塑料工业是当今极具活力的一门产业。现代塑料制品生产中，合理的注塑成型工艺、先进的注塑成型模具及高精度、高效率的注塑设备是当代塑料成型加工中必不可少的三个重要因素，缺一将一事无成。尤其是注塑成型模具对完成塑料加工工艺要求、塑料制件使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的、全自动的设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其效能，产品的生产和更新都是以模具制造和创新为前提的。现在考察某个国家的科学和生产技术水平，塑料的生产与应用情况是重要标志之一。塑料的加工与应用和塑料工业发展的快慢，对国家技术与生产，以及国民经济发展的巨大影响是不言而喻的。纵观世界经济的发展，经济
10、发展较快时，产品畅销，自然要求模具的制造技术能跟上。目前，世界模具市场仍供不应求，可见研究和发展模具技术、提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义。在日本模具被誉为“进入富裕社会的原动力” ，在德国则冠之为“金属加工业的帝王” ，在罗马尼亚视为“模具就是黄金” 。可以断言，随着现代化技术的迅速发展，人们生存在“塑料世界”中，注塑模在国民经济发展过程中将处于十分重要的地位。本次设计，我的课题是板状制品注塑模具设计，经过阅读了大量相关书籍之后，我便开始了设计工作。我的设计思路是：首先要分析、消化原始资料，确定模具的结构方案，进行模具设计的相关计算，再绘制结构草图、绘制模具总装图和
11、非标准零件工作图，最后编写设计说明书。2.工艺分析2.1材料性能分析2.1.1 塑件材料特性分析聚丙烯（PP）是一种热塑性塑料。聚丙烯的热稳定性好，分解温度可达300以上，与氧接触的情况下，在 260左右开始发黄。受紫外线照射易老化，为防止光降解，必须添加稳定剂。它具有良好的机械强度，质轻，无毒，无味，不吸水，不受周围环境温度的影响，具有优良的高频特性，其密度为0.900.91g/cm3 左右，熔点是 164170，熔融时流动性好。2.1.2 塑件材料成型性能聚丙烯成型时流动性较好，质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。但成型流动性对压力变化敏感，加热时间长易产生分解；聚丙烯的收缩率大，方向
12、性明显，易变形、翘曲，产生缩孔，应控制模具温度。塑件图如下所示：图 2-1 塑件截面图图 2-2 塑件俯视图2.2 注塑成型工艺分析2.2.1 温度注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象” ；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。聚丙烯的温度经验数据如表 2-1 所示。表2-1 聚丙烯的温度经验数据料筒温度 / 喷嘴温度 /模具温度 /热变形温度 /后段 中段 前段 1.82 MPa 0.45 MPa
13、150210 170230 190250 240250 2060 5667 1021152.2.2 压力注射成型过程中的压力包括注射压力，保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。对于像聚丙烯等流动性好的材料，保压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高，根据生产
14、经验，背压力的使用范围约为 3.46.9MPa。2.2.3 时间完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间，保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等） ，在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为 35 秒，保压时间一般为 20120 秒，冷却时间一般为 30120 秒（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大则相应的时间越长） 。确定成型周期的经验数值如表2-2 所示。表 2-2 成型周期与壁厚关系制件壁厚 /mm 成型周期 / s 制件壁厚 / mm 成型周
15、期 / s0.5 10 2.5 35制件壁厚 /mm 成型周期 / s 制件壁厚 / mm 成型周期 / s1.0 15 3.0 451.5 22 3.5 652.0 28 4.0 85经过上面的经验数据和推荐值，可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数如表 2-3 所示。表 2-3 制品成型工艺参数初步确定特性 内容 特性 内容注塑机类型 螺杆式 保压时间(s) 20 60喷嘴形式 直通式 注射时间(s) 0 5喷嘴温度() 170 190 冷却时间(s) 15 50模具温度() 40 80 成型周期
16、(s) 40 120保压力(MPa) 50 60 后段温度() 160 170注射压力(s) 70 120 中段温度() 180 200螺杆转速（r/min）30 60 前段温度() 200220后处理温度 70，保温时间 2 小时。3.注塑机的选择单个零件体积：V=10776.48 mm =10.78 cm ，质量 m=10.780.9=9.7 g ，二个33塑件和浇注系统凝料：总体积 V 总=35 cm ，总质量 m 总=31.5 g从实际注射量应在额定注射量的 20%80%之间考虑，初步选择额定注射量为 100 cm 的卧式注射机 SZ100/80。该设备的技术范围见表 3-13表 3-
17、1 注塑机有关参数项目 SZ100/80 最大模具厚度 300mm结构类型 卧 定位孔直径 100mm螺杆直径 35 mm 定位子深度 10mm理论注射容量 100 cm 3喷嘴伸出量 20mm注射压力 170MPa 喷嘴球直径 10mm注射速度 95 g/s 顶出行程 80mm塑化能力 40 kg/h 顶出力 15 KN锁模力 800KN 加热功率 6 KW拉杆间距 320mm320 mm 机器质量 3.5t螺杆转速 0200r/min 外形尺寸 4.2m1.5m1.7m模板行程 305 mm 电动机功率 11 KW最小模具厚度 170mm4.注塑成型模具设计4.1确定型腔数目注塑模的型腔数
18、目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；（4）模具制造难度。由于该塑件的尺寸适中，结构简单，且采用大批量的生产方式。所以本课题选用一模两腔成型，型腔对称分布在定模板上，这样可以大大提高生产效率。4.3.3浇口聚丙烯流动性好，可适用于各种浇口，为了不影响外观，简化模局结构，确定使用点浇口。 点浇口直径尺寸 d 的确定：d= n K（A） 1/4= 0.206n（t） 1/2（V/ t） 1/4=0.2060.7（2 ） 1/2（10776/ 2） 1/4=1.8 mm 式中 n塑料系数 PP 料取 0.7； K系数，塑件壁厚的函数，K=0.206（t） 1/2；t塑件在浇口位置处的壁厚， t=2 mm；A型腔表面积；V塑件体积，V=10776mm 3。 4.3.4浇口套及定位环根据注塑机的要求，选取定位环直径为 100mm，浇口套公称直径为20mm。其他尺寸根据相关情况选定。浇口套各部分尺寸如图 4-2 所示：图 4-2 浇口套定位环各部分尺寸如图 4-3 所示：图 4-3 定位环
