盒盖注塑模具地设计工作.doc

/盒盖注塑模设计盒盖注塑模设计学生：汪金海 学号：13530026 专业：机械设计制造及其自动化 班级：一班/盒盖塑件图技术要求技术要求:1. 塑件材料 PE2. 未标注公差尺寸按 SJ1372-78.8 级。3大批量生产。/摘 要本文是关于盒盖注塑模具的设计，在正确分析塑件工艺特点和 PE 材料的性能的后，采用了点浇口进行浇注。详细介绍了对凸模，凹模，浇注系统，脱模机构，选择标准零件，设计非标件的设计过程。涉及模具结构、强度、寿命计算及熔融塑料在模具中流动预测等复杂的工程运算问题；运用 CAD、辅助工程 UG 等不同的软件分别对模具的设计、制造和产品质量进行分析。综合运用了专业基础、专业课知识设计，其核心知识是塑料成型模具、材料成型技术基础、机械设计、塑料成型工艺、模具CADCAM、Moldflow 等。关键词：点浇口；盒盖注塑模设计；塑料成型模具/第一章 塑料制件的工艺性分析1.1 塑件原材料的分析塑件盒盖采用 HDPE 材料， HDPE 是一种由乙烯共聚生成的热塑性聚烯。高密度聚乙烯，英文名称为“High Density Polyethylene” ，简称为“HDPE” 。HDPE 是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE 具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，其性能见表 2-1。表 2-1 HDPE 性能表HDPE性能吸湿性结晶性原料，吸湿性极小，不超过 0.01%，因此在加工前无需进行干燥处理。流动性分子联链柔性好，键间作用力，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。收缩率收缩值大，方向性明显，HDPE 收缩率在 15%左右。因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定，模具温度的选择范围应根据密度的不同而不同，通常 HDPE 的模具温度为 5095，在选择时还应注意制品形状与温度之间的关系。模具温度HDPE 的结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有很较大的影响。模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高。比热容HDPE 的熔点不高，但比热容较大，HDPE 是结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形。常用的浇口有直浇口，点浇口，潜伏浇口，侧浇口等，其中点浇口前后两端存在较大的压力差，可较大程度地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导到长熔体的表观粘度下降，流动性增加，有利于型腔的充填，因而对于薄壁件 PE 等表观粘度随剪切速率变化敏感的塑料有利。所以应选着点浇口。HDPE 用于注射成型，其工艺参数见表 2-2：/1.1.1 HDPE 加工性能加工性能HDPE 的各种加工性能见表 2-3。表 2-3 HDPE 塑件的加工性能表屈服强度/Mpa50拉伸强度/Mpa2239熔点(或粘温度)/°C130160伸长率（%）35熔融指数(MFI)1(10min):(12)g拉伸弹性模量/GPa(0.840.95)310热变形温度/°C(45MPa)(180MPa)7282弯曲弹性模量/Gpa1.11.4计算收缩率(%)2.05.0弯曲强度/MPa20.840比热容/(J·)11kgk1470密度/(g·)3cm0.920.97热导率/(W·)11mk0.263吸水率 24h 长时间(%)0.012.43.2mm。该盒盖各部分/的壁厚差不多,最大为 1.3mm 最小为 1.2mm。 表 2-5 是塑料常用壁厚的推荐值。 表 2-5 塑料常用壁厚推荐值塑料名称50mm 流程最小壁厚小型塑件推荐壁厚中型塑件推荐壁厚大型塑件推荐壁厚聚乙烯0.61.251.62.43.2同一种塑件的壁厚应尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生应力，使塑件产生变形、缩孔及凹陷等缺陷，通常塑件壁厚的不均匀容许在一定范围内变化，对于注塑及压注成型塑件，壁厚变化一般不应超过 1：3。不同壁厚应采用适当的修饰半径使厚薄部分缓慢过渡。1.2.3 脱模斜度脱模斜度为了便于塑件从模具型腔中取出或从塑件中抽出型芯，在设计时塑件内外壁应具有足够的脱模斜度。最小脱模斜度与塑料性能、收缩率的大小、塑件的几何形状有关。硬质塑料比软质塑料脱模斜度大;形状愈复杂或成型孔较多的塑件取较大的脱模斜度塑件高度愈高、孔愈深。则取较小的脱模斜度;壁厚增增加，内孔包住型芯，脱模斜度也应大些。（1）脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定；塑件内孔，以型芯小端为准，尺寸符合图样要求，斜度由扩大方向取得；塑件外形，以型腔（凹模）大端为准，尺寸符合图样要求，斜度由缩小方向取得。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。（2）当要求开模后塑件留在型腔内时，则塑件内表面的脱模斜度应大于塑件外表面的脱模斜度，即数值反之。表 1-4 塑件的脱模斜度脱模斜度塑实名称型腔型芯聚乙烯（PE） ，聚丙烯（PP） ，软聚氯乙烯（LPVC） ，聚酰胺（PA） ，氯化聚醚（CPT）25452045硬聚氯乙烯（HPVC） ，聚碳酸酯（PC） ，聚砜（PSU）35403050聚苯乙烯（PS） ，有机玻璃（PMMA） ，ABS，聚甲醛（POM）351°303040热固性塑料25402050/一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，本模具脱模斜度取 30。1.2.4 表面粗造度表面粗造度塑料制件的表面粗糙度是决定其表面质量的主要因素。塑件的表面粗糙度主要与模具型腔表面的粗糙度有关。一般来说，模具表面的粗糙度值要比塑件低 12 级。塑件的表面粗糙度 Ra 一般为 1.60.2um.模具在使用过程中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，所以应随时给予抛光复原。一般来讲型腔的粗糙度达到 0.20.8um。1.2.5 圆角圆角在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过渡。尤其对增强塑料更有利于填充型腔。另外，塑件上的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是不可少的。在塑件结构上无特殊要求时，塑件的各连接处均应有半径不小于 0.5-1mm 的圆角。此塑件的圆角统一取 R0.6。/第二章 注射工艺分析及塑料模的结构设计2.1 零件的三维建模图 3-1 塑件的三维建模2.2 浇口位置浇口是流道和型腔的连接部分，也是注塑模进料系统的最后部分，其基本作用为：(1) 使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入充满型腔。(2) 型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔能还未冷却的塑料回流。浇口的设计和塑件的尺寸、形状模具结构,注射工艺条件及塑件性能等因素有关.但是根据上述两句基本作用来说,浇口截面小,长度要短,因为只有这样才能满足增大流料速度,快速冷却封闭,便于塑件分离以及浇口残痕最小等要求。(3) 浇口设计要点可归纳如下：a)浇口开设在塑件断面较厚的部位,使熔料从厚料断面流入薄断面保证充模完全;b)浇口位置的选择,应使塑料充模流程最短,以减少压力损失；c)浇口位置的选择,应有利于排除型腔中的空气；d)浇口不宜使熔料直冲入型腔,否则会产生漩流,在塑件上留下旋形的痕迹,特别是窄的浇口更容易出现这种缺陷；e)浇口位置的选择,应防止在塑料表面上产生拼缝线,特别实在圆环或是圆筒形的塑件中,应在浇口的面的熔料浇合处加开冷料井；f)带有细长的型芯的注塑模的浇口位置,应当离成型芯较远,不使成型芯受料流冲而变形；g)大型或扁平塑件成形时,为防止翘曲、变形、缺料可采用复式浇口；/h)浇口应尽量开设在不影响塑件外观的位置，如边缘底部；i)浇口的尺寸取决于塑件的尺寸、形状和塑料的性能；j)设计多个型腔注塑模时，结合流道的平衡来考虑浇口的平衡，尽量做到熔融料同时均匀充满各个型腔。在设计浇注系统时，首先是选择浇口的位置。浇口位置选择直接关系到产品成型质量及注射过程的顺利进行，浇口位置的选择应遵循以下原则：(1)浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；(2)浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使具流程为最短；(3)浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对型腔中宽畅，厚壁部位，以便于塑料顺利流入；(4)浇口位置应开设在塑件截面最厚处；(5)避免塑料在流下型腔时直冲型腔壁、型芯或嵌件，使塑料能尽快流入到型腔各部位，并避免型芯或嵌件变形；(6)尽量避免使制品产生熔接痕，或使其熔接痕产生在制品不重要部位；(7)浇口位置及其塑料流入方向，应使塑料在流入型腔时，能沿着型腔平行的方向均匀地流入，并有利于型腔内气体的排出；(8)浇口应设置在制品上最易清除的部位，同时尽可能不影响产品外观。通过 Moldflow 对塑件各方面进行分析如下：从分析结果可以看到由蓝到红的不同颜色红色的位置是浇口分布最差的位置，而蓝色的地方却是最佳浇口位置分布。我们选择浇口的时候可以根据此图和实际情况来确定。在选择好最佳浇口位置后，便可以开始对塑件进行模流分析，包括注射时间分布，注射质量分布，注射压力分布，注射压力损失分布，注射温度分布等。根据模流分析情况可以对塑件进行设计，并在适当时候进行可行的修改和优化，达到最佳效果。进行最佳浇口位置分析如下：/现在提出两种浇口位置方案：A 方案：浇口设在塑件中心处。B 方案：浇口设在边缘浇处。表 3-1 塑件分析表序 号A 方案B 方案1充 填 区 域 分 析由图中可以看到只有一种颜色。充填区域为 1。也就是全部充满，上图的冲型能力和 A 方案差一样，都满足注塑要求。2注 射 时 间 分 布图 3-2 浇口匹配性/分 析蓝色区域注射时间最短，红色区域是注射时间最长。注塑时间为 0.5437 秒，满足工艺条件。注射时间为 1.65 秒，时间比 A 方案要大 1.1137 秒。注谢时间比较大不合理。3注 射 压 力 分 布 分 析通过上图分析，蓝色表示压力分布最小的位置，红色表示压力分布最大的位置，蓝色变到橘红色的其他颜色则表示压力的变化位置。A 方案的充型压力是 6.827MPa。通过上图分析，B 方案的最大压力是12.02MPa，比 A 方案大 5.2MPa6注 射 气 穴 分 布 分 析气穴的数量相对来说比较少了，那样我们就可以完全采用分型面排气就可以解决问题，模具结构也相对简单了很多。有较多的气穴，大多数的气穴同样分布在分型面处。同样也可以采用分型面解决问题。两种方案比较下选择 A 方案，浇口设在塑件的中心处。/2.3 分型面分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构，浇注系统的设计，塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，所以分型面的选择是注塑模设计中的一个关键因素。在先择分型面时应综合分析比较以选择较为合理的方案，选择时应遵循以下原则：（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处（2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模（3）分型面的选择应保证塑件的精度要求（4）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求（5）分型面的选择要便于模具的加工制造（6）分型面的选择应有利于排气除以上原则以外，分型面的选 择还要考虑到型 腔在面上投影面积的大小外以避免接近或超过所选注射机的最大注射面积而可能产生溢流现象。图 3-3 分型面方案一图 3-4 分型面方案二根据以上分型面选择原则，方案一选择了在最大轮廓处，不影响制件的外观，保证了制件的制造精度也利于排气。而方案二选择了最大平面处，但易出现溢边，不易/排气，不易卸料及模具结构的设计，所以本设计选择方案一。2.4 型腔的数目与布局2.4.1 模具型腔数目模具型腔数目型腔数量与注塑机的塑化速率、最大注射量及锁模力等参数有关，另外型腔数量还直接影响塑件的精度和生产的经济性。型腔数量的确定方法有很多种，下面按照注射机的最大注塑量来确定型腔数量：（3-1）p1Km -mnm式中 k注射机最大注射量的利用系数，般取 0.8；mp注射机最大注射量，60g；m1浇注系统凝料量，2.8g；m单个塑件的质量，5.6g。代入以上数据得 n8；由于模具采用的是四个内抽芯滑块，比较复杂所以取 n=1，采用一模一腔结构。2.4.2 模具型腔的布局模具型腔的布局模具型腔的布局应遵循以下条件：（1）型腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料现象（2）型腔排列宜紧凑，以节约钢材，减轻模具的重量（3）圆形排列平衡好，加工困难；直线形排列加工容易，但平衡性好，而且加工性尚可，使用广泛。本产品采用一模一腔，型腔的布置和浇口对称开设。2.5 浇注方案的设计2.5.1 确定浇注系统的原则确定浇注系统的原则在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：(1)塑料成型特性 设计浇注系统应适应所用塑料的成形物性的要求，以保证塑件质量(2)塑件大小及形状 根据塑件大小，形状壁厚、技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成形，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯或型芯受力不匀以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。/(3)模具成型塑件的型腔数 设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。(4)塑件外观 设置浇注系统时应考虑到去除、整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。(5)注射机安装模板的大小 在塑件投影面积比较大时，设置浇注系统时应考虑到注射机模大小是否允许，并应防止模具偏单边开设进料口中，造 成注射时受力不匀。(6)成形效率 在大量生产时设置浇注第统还应考虑到在保证成形质量的前提下尽量缩短流程，减小断面积以缩短填充及冷却时间，缩短成形周期，同时减少浇注系统损耗的塑料。(7)冷料 在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。2.5.2 浇口形式的选择浇口形式的选择浇口亦称进料口，是连接流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件能否完好、高质量地注射成型。按浇口的结构形式和特点，常用的浇口可分为：直接浇口、侧浇口、扇型浇口，点浇口、平缝浇口、潜伏浇口、环形浇口等。不同的浇口形式对塑料熔体的充填特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。各种塑料因其性能的差异而对不同形式的浇口会有不同的适应性，设计模具时可参考表 3-2 所列部分塑料所适应的浇口形式。表 3-2 常用塑料所适应的浇口形式直接浇口侧浇口平缝浇口点浇口潜伏浇口环形浇口硬聚氯乙烯（HPVC）OO聚乙烯（PE）OOO聚丙烯（PP）OOO聚碳酸酯（PC）OOO聚苯乙烯（PS）OOOO橡胶改性苯乙烯O聚酰胺（PA）OOOO聚甲醛(POM)OOOOOO丙烯腈苯乙烯OOOABSOOOOOO丙烯酸酯OO塑料种类浇口形式/注：“O”表示塑料适用的浇口形式。本模具采用点浇口，点浇口全称针点式浇口，是典型的限制型浇口。具有如下优点：(1)可大大提高塑料熔体剪切速率，表观粘度降低明显，致使充模容易。这对PP,PS,和 ABS 等对剪切速率敏感，即非牛顿指数愈小的熔体更加有效。(2)熔体经过点浇口时因高速摩擦生热，熔体温度升高，粘度再次下降，致使流动性再次提高。(3)能正确控制补料时间，无倒流之虑；有利降低塑件特别是浇口附近的残余应力，提高了制品质量。(4)能缩短成型周期，提高生产效率。(5)有利浇口与制品的自动分离，便于实现塑件生产过程的自动化。(6)浇口痕迹小，容易修整。(7)在多型腔模中，容易实现各型腔均衡进料，改善了塑件质量。(8)能较自由地选择浇口位置。2.5.3 点浇口尺寸的确定点浇口尺寸的确定点浇口的各种尺寸如表 3-5 所示，d=0.51.5mm,最大不超过 2mm，当 l=0.52 时常取 1.01.5mm，如表 3-5 中的三种储料井 a)小件用，b)大件用，c)热固性用，塑件是小型件及材料 HDPE 是热塑性材料所以选用 a)型浇口。点浇口的直径用下面经公式 3-2 计算（3-2）24d=(0.140.20)Ad点浇口直经，mm。塑件在浇口处的壁厚，mm；A型腔表面积；计算得 d=0.5。取 d=0.5mm，mm，mm。01009001l 12l 图 3-5 点浇口的储料井/2.5.4 点浇口剪切速率的校核点浇口剪切速率的校核因为该副模具是一模一腔，塑料件体不是很小，采用点浇口的剪切速率校核。经验：主流道 、分流道 、点浇道，其它浇口-13s105-12s105-15s105。采用 Moldflow 软件进行点浇口的剪切速率分析，得出图 3-6。34-15 105 10 s 点浇口的剪切速率为 1.065×105，基本符合要求。2.5.5 主流道形状与尺寸主流道形状与尺寸主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，其作用是通过流道截面积使熔料平稳转换流向注入型腔，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有比较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。主流道固化时间要求：为了有效地传递保压压力，浇注系统主流道及其附近的塑料熔体应该最后固化。在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面。主流道通常设计在模具的浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角为，小端直经 d 比注射机喷嘴直径大 0.51mm,流道的表面粗糙度 Ra 0.8 m。002 6浇口套一般采用碳素工具钢（如 T8A、T10A 等）材料制造，热处理淬火硬度5357HRC。主流道与喷嘴结构如图 3-7 所示,接触处多做成半球形的凹坑，凹坑球半径 R 应比图 3-6 点浇口剪切速率/喷嘴球头半径 r 大 l2mm。注射机 XS-Z-60 的喷嘴孔直径是 4mm 取 d 为 5mm, 喷嘴圆弧半径R 为 12mm，r 取 13mm.由经验公式：D=5.69 (3-2)2 tandLa式中：D主浇道大端直径（mm） ；d主浇道小端直径（5mm） ；a主浇道锥角（2°） ； L主浇道长度（mm） 。图 3-7 主流道与喷嘴结构图 3-8 主流道尺寸/由于塑件比较小，所以把浇口套和定位圈设计成一体形式，其结构如下图：图 3-9 浇口套结构形式表 3-3 主流道尺寸名 称尺 寸名 称尺 寸小端直径5mm大端直径5.69mm球面半径13mm主流道长度34.5mm主流道锥角2°表面粗糙度mRa8 . 0材 料T10A，热处理淬火硬度HRC57532.5.6 浇注系统方案浇注系统方案由于聚乙烯流动性比较好，塑件结构简单，易于成型，所以选用第一种形式的浇口比较合理，最终浇注系统设计如图 3-10 所示：图 3-10 点浇口设计的形式2.6 型芯型腔结构的设计2.6.1 型芯结构的设计型芯结构的设计/由于塑件内壁有侧凹，需要侧向抽芯，所以 型芯采用镶嵌式，结构如图 3-11 所示：图 3-11 型芯结构图2.6.2 型腔结构的设计型腔结构的设计由于是采用单型腔，塑件为小型塑件，所以型腔采用整体式，型腔结构如图 3-12所示：2.7 型腔的强度校核模具的各零件必须有足够的强度及刚度，以承工作时的各种作用力。因此模具零件应按其工作的受力情情况予以强度或或刚度等计算，并设计合理的结构。但是在实际中经常公按经验予以设计及确定尺寸或对一些主要成型零件按具体受力情况作必要的计算。但对大型模具的型腔等主要零件应予以计算设计为宜。型腔强度及刚度是经常需进行计算的。型腔在成形压力下要产生变形，变形量必须在允许范围内，变形量过大导致型腔扩大易出飞边并使塑件尺寸增大，甚至造成型腔图 3-12 型腔结构图/破裂。另外当成形后成形压力消失时则型腔因弹性复原而收缩，当收缩量大于塑件收缩率时则会使型腔紧紧地包住塑件造在开模因难或塑件残留在定模上使脱模困难，易损坏塑件或使塑件质量不良。模具的型腔设计成整体式的，由于塑件的结构把型腔分为长方型与圆型两个部分下面分别对两个部分进行校核。2.7.1 整体式矩形型腔侧壁和底板厚度的计算整体式矩形型腔侧壁和底板厚度的计算（1）整体式矩形型腔侧壁厚度的计算 按刚度条件计算 如图 3-13 可按公式 3-3 计算。s（3-3）4 13 cpH E式中 p型腔压力 50MPa。c由/ 决定的系数，0.93，查表 3-4。1HlH1 型腔深度，10.5mm；E弹性模量，钢取 2.1×105 Mpa允许变形量，0.02 查表 3-5。 结果：s5.12mm。按强度条件计算侧壁厚度 按公式 3-4 计算。1/0.41Hl （3-4） 2 13(1) 2pHWs 式中 矩形成型型腔的边长比，1.0。/ l b抗弯截面系数，见表 3-4，0.108。W材料抗拉强度，500Mpa。 其他参数及数据同公式 3-3。结果：s1.32由于整体式凹模侧壁最小厚度为 17mm，所以凹模侧壁合格。（2）整体式矩形腔底板厚度计算按刚度条件计算 厚度按公式 3-5 计算（3-5） 43c pbhE式中 由型腔边长比决定的系数，查表 3-6，0.0138。c/ l b/其它参数与数据同式 3-3。结果：10.63mm。h按强度条件计算 厚度按公式 3-6 计算（3-6） 2pbh 式中 由模脚（垫块）之间距离各型腔边长比所决定的系数，查表 3-/ l b7，0.3078mm。其它参数与式 3-3 相同。结果：1.2。而模具的矩形腔底板厚度是 14.5mm 所以满足要求。h2.7.2 整体式圆形型腔侧壁和底板厚度的计算整体式圆形型腔侧壁和底板厚度的计算（1）整体式圆形型腔侧壁厚度的计算按刚度条件计算 侧壁厚度按式 3-7 计算（3-7） 4 131.15phsE其中参数与数据同式 3-3。结果：s6。按强度条件计算 侧壁厚度按式 3-8 计算（3-8） 12srp 式中 r 为圆形型腔半径，35.3mm。结果：s4.2mm。而模具侧壁最小厚度为 20.5，所以满足要求。4）整体式圆形型腔底板厚度的计算按刚度条件计算 底板厚度按式 3-9 计算(3-9) 430.56prhE式中 r 取底面圆弧半径 28.5mm，其他参数与式 3-3 和式 3-7 中相同。结果：s11.2mm。按强度条件计算 底板厚度按式 3-10 计算（3-10） 2 0.87prh式中参数与以上公式相同。结果：7mm。h /模具的型腔底板厚度为 14.5mm，所以满足要求。/表 3-4 系数 c、w 值H1/l0.30.40.50.60.70.80.91.01.21.52.0c0.9300.5700.3300.1880.1170.0730.0450.0310.0150.0060.002W0.1080.1300.1480.1630.1760.1870.1970.2050.2100.2350.254表 3-5 不发生溢料的间隙值低粘度塑料尼龙（PA） 、聚乙烯（PE） 、聚丙烯、 （PP） 、聚甲醛 （POM）0.0250.04中粘度塑料聚聚乙烯（PS） 、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）0.05高粘度塑料聚碳酸酯（PC） 、聚砜（PSF） 、聚苯醛（PPO）0.060.08表 3-6 系数 c的值 / l b1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0c0.013 80.016 40.018 80.020 90.022 60.024 00.025 10.026 00.026 70.027 20.027 7表 3-7 系数的值 / l b1.01.21.41.61.82.8>2.8 0.30780.38340.42560.46800.48720.49740.5000图 3-13 整体式型腔/2.8 脱模机构的设计由于此塑件属于壳形制品，所以采用斜导杆内侧抽芯件推出。另外设有复位杆，开模时在推板的作用下，斜导杆内侧抽芯件将塑件从主型芯上推出。合模时通过复位机构回到闭合位置。由于斜导杆要同时起到推杆、内型芯的作用，所以将它设计为下图的这种形式：图 3-14 斜导杆内侧抽芯2.9 标准模架的选取模架是注塑模的骨架和基体，通过它将模具的各个部分有机的联系成为一个整体。标准模架一般由定模座板、定模板、动模板、动模支撑板、垫块、动模座板、导柱、导套及复位杆等组成。基本型组合分为 4 种，如图 3-15：/图 3-15 标准模架根据其结构形式，选择 A2 型模架查模具设计手册，模架选用 125×180。其他基本尺寸如表 3-6：表 3-6 模架的基本参数项目数据(mm)定模座板16定模板20动模板20动模支撑板25垫块63动模座板16推杆固定板12.5推板16浇口套24模具型腔70.6模具的总高173/第三章 成型设备及工艺参数3.1 成型设备3.1.1 注射机的技术规格注射机的技术规格在接收客户订货时，客户必须对所用注射机提出明确的规格。在所提供的注射机规格中应包括以下内容：（1）注射机型号及生产厂家；（2）注射机最大注射容积(最大注射量)；（3）注射机锁模力；（4）注射机喷嘴球面半径及喷嘴孔径；（5）注射机定位孔直径；（6）注射机拉杆内间距；（7）注射机容模量(允许的模具最大、最小闭合高度)；（8）注射机的顶出方式(液压顶出或机械顶出以及顶出点位置、顶杆直径)（9）注射机开模行程及最大开距；（10）必要时还要提供注射机顶出行程及顶出力。3.1.2 注射机的选择注射机的选择（1）公称注射量由注射量选定注射机.由 UG 软件建模分析得（材料密度取 p=0.95g/cm3）:总体积 = 5.9 cm3总质量 = 5.6 g流道凝料 V=0.5V (流道凝料的体积(质量)是个未知数,根据手册取 0.5V(0.5M)来估算,塑件越大则比例可以取的越小)；实际注射量为:V实=5.9×1.5=8.85 cm3；实际注射质量为 M实=1.5M=5.6×1.5=8.4g；根据实际注射量应小于 0.8 倍公称注射量原则, 即： V实 0.8V 公V公= V实/0.8=8.85÷0.8=11.06 cm3（2）一次成型的塑料重量（塑件与流道凝料之和）应在注塑机理论注射量的 10%-80%之间；既能保证制品质量，又可充分发挥设备的能力，则选 50%80%为最佳。（3）塑件的形状较简单，壁厚均匀，也无特别高的精度要求，但是塑件的材料为PE，一般选用的压力为 70100Mpa，PE 的注射压力在 70100Mpa，塑件的结构较简/单，取 P=80Mpa。 塑件的投影面积计算 A=31.17 cm2。 型腔的压力计算 P 腔=2/3×P=53.3Mpa。 锁模力的计算 F=A*P 腔 =31.17X53.3=1661N。根据计算，初选柱塞式注射机 ：XS-ZY-125。 注射机有关参数的校核和最终选择：(1)模具闭合高度的校核模具的闭合高度应在注射量最大与最小闭合高度之间即： HminHHmax选择模架高度为 H总=173mm。 由于 XS-ZY-125 型注射机所允许模具的最小厚度为 Hmin=200mm，最大厚度为Hmax=300mm,所以，模具闭合高度不能满足安装要求。改选 XS-Z-60 型，最大装模高度 Hmax=200mm，最小装模高度 Hmin=70mm。H总=173mm 介于二者之间，满足模具厚度安装要求。/3.2 注射机的工艺参数注塑机型号XS-Z-60额定注射量/ cm360螺杆（柱塞）直径/ mm38注射压力/ Mpa122注射行程/ mm170注射方式柱塞式锁模力/ KN500最大成型面积/ cm2130最大开合模行程/ mm180模具最大厚度/ mm200模具最小厚度/ mm70喷嘴圆弧半径/ mm12喷嘴孔直径/ mm4 顶出形式中心没有顶杆，机械顶出动、定模固定板尺寸/ mm330×440拉杆空间/ mm190×300 合模方式液压机械流量/ L/min70、12 液压泵 压力/ Mpa6.5电动机功率/ KW11加热功率/ KW2.7 机器外形尺寸/ mm3160×850×1550/3.3 塑料注射模塑工艺资料编号车间塑料注射模塑工艺卡片共 1 页第 1 页零件名称盒盖材料牌号 HDPE设备型号XS-Z-60装配图号2010-LW14B-0096-00材料定额每模件数1 件零件图号单件重量 5.6g工装号设备温度/oC材料干燥时间/h后段/oC140160中段/oC180200料筒温度（oC）前段/oC 喷嘴/oC180190 150180模具温度/ oC5095注射/s 保压/s05 1560时间冷却/s1560注射压力 /Mpa70100压力背压/Mpa温度/oC鼓风烘箱 100110辅助/min后处理时间/min812时间定额单件/min检验编制校对审核组长车间主任检验组长主管工程师孙千龙孙千龙王祖元张晓东孔凡立王鹏范岐/第四章 模具成型零件尺寸的确定4.1 型芯型腔尺寸的计算查有关手册得高密度 HDPE 的收缩率为 S=1.53.0，故平均收缩率为：S=（3.0-1.5）2=0.75=0.0075mm，根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取=3。Z表 5-1 型腔成型尺寸计算已知：平均收缩率 S =0.0075mm；模具的制造公差取=3。修正系数 X=0.5Z类别模具零 件名称塑件 尺寸计算公式计算结果型腔长度尺寸计算70.670.680. 1 0型腔宽度尺寸计算52= (1+S)L - XmLz 0sz 051.954. 1 0型腔尺 寸计算型腔深度尺寸计算10.5= (1+S)H - XmHz 0sz 010.168. 0 0型芯长度尺寸计算68690 80. 1型芯宽度尺寸计算49.4= (1+S)L + XmL0zs0z50.30 32. 1型芯尺 寸计算型芯高度尺寸计算9.2= (1+S)H + XmH0zs0z9.80 58. 0型腔径向尺寸（mm） ；mL型腔深度尺寸（mm） ；mH型芯径向尺寸（mm） ；ml/型芯高度尺寸（mm） ；mh模具制造偏差（mm） ；ZS平均收缩率（mm/mm） ；模具磨损量C磨损严重时 =/2C磨损轻微时 =/5/8C不考虑磨损时，去掉各式中的C4.2 脱模机构尺寸计算4.2.1 抽芯距的计算抽芯距的计算侧向抽芯距一般比塑件上的侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度大 13 mm，由于塑件凸台较小，取 1mm 用公式表示为：s=s+1=1+1=2 mm (5-1)抽式中 s抽芯距，mm；s塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度，mm。4.2.2 斜导杆倾角的确定斜导杆倾角的确定由于抽芯距较小，所以选择倾角=5 。o4.2.3 斜导杆倾角的验证斜导杆倾角的验证s=tan20=0.088 23=2.024 mm>2 mm实际故满足抽芯要求。/第五章 注塑机有关参数的校核5.1 最大注塑量校核最大注塑量是注射机中一个重要的参数，注塑机必须满足注射一次成型所需的注塑量，其中包括流道凝料。最大注塑量的校核用一下公式：>+ (6-1)0Kmm浇m料式中 -制品的质量 5.6gm浇-浇道凝料质量 2.79g（第一次注射时才有）m料K08-最大注射量 0mPE 的密度为 0.95 g/。3cm得 48 g >8.39 g 故满足要求5.2 开模行程的校核注射机的开模行程 是有限制的，塑件从模具中取出时所而的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出。对双分型面注射模具，需要在开模距离中增加定模板与中间板之间的分开距离 a。a 的大小应保证可以方便地取出流道内的凝料，这时：s+a+(510)mm (6-2)1H2Hs注射机最大开模行程。推出距离，23mm;1H包括浇注系统在内的塑件高度，10.5mm。2H18023+25+20+10 mm。所以开模行程满足要求。/5.3 按注射机的额定锁模力进行校核模具在注射时，会有一定的注射压力，注射机的注射过程中必须对模具有充足的锁模力，否则会出现飞边，漏料，充不满等缺陷，影响成型精度。（6-3）1pp nAAF式中注射机的额定锁模力,500KN。pF单个塑件在模具分型面上的投影面积，2500。A2mm浇注系统在模具分型面上的投影面积，26。1A2mm塑料熔体对型腔的成型压力，其大小一般注射压力的 80%，48Mpa。p型腔数目，为 1。n结果：。121248500000所以锁模力满足要求。5.4 模具闭合高度的校核模架的各部参数的数据见表 3-6。模具的闭合高度为 173 如图 6-4 所示，XS-Z-60 型注射机最大装模高度 Hmax=200mm，最小装模高度 Hmin=70mm 所以装模高度满足要求。图 6-3 双分型