杯盖模具设计说明书

洛阳理工学院-1-杯盖模具设计说明书1.塑料成型工艺性分析本产品采用PS原料，PS是无色透明并有光泽的非结晶型的线形结构的高聚物，密度为31.054g/cm.PS有优良的电性能和一定的化学稳定性。聚苯乙烯耐热性低，热变形温度一般在7098CC所以只能在不高的温度下使用，PS质地硬而脆，有高的热膨胀系数，塑件易产生内应力易开裂。PS成型性能优良具有⑴吸水性好⑵收缩性好⑶比热容小⑷热膨胀系数高。塑件壁厚属薄壁塑件，生产批量很大，采用注射成型。杯盖如图1所示：图12.分型面的分析与确定根据要求该模具采用双分型面，经过两次分型，由塑件的结构形式，塑件的分型面选在杯盖的外表面，如图2：图23.确定型腔数量和排列方式根据设计要求，模具采用一模两腔，采用水平排列。型腔布局如图3：图34.注射机型号的选定4.1注射量的计算通过计算可得，塑件的体积v塑件的质量m流道凝料的质量2m还是个未知数，可按塑件质量0.6倍计算，从上述分析中确定为一模两腔，所以注射量为洛阳理工学院-2-11.61.626.2620.045mnm4.2塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所要锁模力计算流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积2A，在模具设计前是个未知数。型多型腔模腔模的统计分析，2A是每个塑件在分型面的投影面积1A的0.2~0.5倍，可用10.3nA来进行估算，则：212123115.66528412.296258412.296210.370mdAAnAnAmmFApKN型其中P为型腔中的压力取25Mpa，(因为是壁薄零件，浇口为点浇口，压力取大一些，见表113),常用塑料注射成型时所选用的型腔压力值见表1：塑料品种PE高压PE低压PSASABSPOMPC型腔压力10-152015-2020303540表14.3选择注塑机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用60/450SZ卧式注射机（上海第一塑料机械厂）见表2：理论注射容量3/cm78锁模力/kN450螺杆直径/cm30拉杆内间距/cm280250注射压力/MPa170移模行程/cm220注射速率/(g/s)60最大模厚/cm300塑化能力/(g/s)5.6最小模厚/cm100螺杆转速/(r/min)14~200定位孔直径/cm55喷嘴球半径/cm20喷嘴孔直径/cm3.5锁模方式双曲轴表24.4注塑机有关参数的校核4.4.1由注射剂料筒塑化速率校核模具的型腔数n.洛阳理工学院-3-210.85.6300.626.2620.2626.26tkmmnm型腔数校核合格式中k注射剂最大注射量的利用系数一般为0.8m注射机的额定塑化量5.6/gst成型周期取30s4.4.2注射压力的校核1.3130169ePkMpa，而170ePMpa注射压力校核合格式中k注射压力安全系数，一般取1.25~1.4k0P塑件成型时所需的注射力，生产实践中其值一般为70~150Mpa0130pMPa4.4.3锁模力校核1.2210.307252.368FKAPKN型而450FKN，则锁模力校核合格式中K锁模安全系数一般取1.1~1.2KP型型腔的平均压力，选用件表3表3常用塑料注射成型时型腔平均压力塑件特点P型举例用以成型塑件25PD，PS等壁薄均匀用品，管器类一般塑件30在模温较高情况下成型而壁薄的容器类中等粘度及有精度要求塑件35ABS，POM等有精度要求的零件高黏度及高精度难充模塑件40高精度的机械零件，如齿轮，凸轮等5.浇注系统的设计5.1主流道设计5.1.1主流道尺寸根据所选注射机，则主流道小端尺寸为：0.5~103.50.54dmm喷嘴尺寸主流道球面半径为：1220222SRmm喷嘴球面半径5.1.2主流道衬套形式本设计是小模具，为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈设计成洛阳理工学院-4-分体式，主流道长度取35，锥度为03，衬套如图4，材料用10T钢。热处理淬火后，表面硬度为53HRC-57HRC图45.1.3主流道凝料体积2233n46.1dL40800.7785mm0.5cm442q主（）5.1.4有经验公式得131233.31840.191840510nqrssR20.82.77225.9435.46qqqq分主塑件(46.1)/25.252.52522nR5.2分流道的设计第一级分流道190mmL第二级分流道210mmL1)分流道应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均匀的分配到个个型腔。因此第一级分流道采用半圆形截面。2)分流道的形状，截面尺寸及凝料体积。第一级分流道形状及截面尺寸，为了便于机械加工及凝料脱模。本设计的分流道设置在第一分型面定模板上，截面形状采用加工工艺性良好的半圆形截面，半圆形截面对塑料熔体及流动阻力均不大，对于壁厚小于3mm质量在200g以下的塑件可用下述经验公式确定分流道直径11242.6544DwL式中D——分流道的直径mmW——塑件的质量gL——分流道长度mm第二级分流道，根据设计要求分流道设计呈锥形，开设在中间板上，其中洛阳理工学院-5-分流长度为10mm,大端直径为4mm，锥度为017，截面形状如图5：图55.3浇口的设计5.3.1根据塑件特征看塑件属于壁薄零件，需要快速注射成型，为了便于使浇注凝料与塑件自动脱落，因此采用点浇口，一般点浇口直径0.3~2dmm，综合考虑取浇口尺寸为1mm。根据Proe软件塑料浇注分析如图6，浇口位置选在杯盖顶部中心。图6浇口截面形状如下图7：图7洛阳理工学院-6-5.3.2浇口剪切速率的校核由点浇口经验公式得：33446.2663.49613.142qrsR剪切速率的校核合格5.4冷料穴的设计5.4.1主流道冷却穴，采用半球形，位于主流道末端，中间析上，中间于分流道相同5.4.2分流道冷却穴，在第一级分流道末端加长5mm，做分流道冷却穴5.5成型零件设计5.5.1凹模结构，由于制作形状分析确定，凹模采用整体式，凹模直接在选购的模架上开控型腔。如图8图8为了便于模具安装，增加模具的精度，减小切削加工量凸模采用整体式凸模，凸模具体结构形式如图9。图95.5.2凸凹模的工作尺寸计算通常，凸凹模的工作尺寸根据塑料的收缩率，凸凹模零件的制造公差和磨损量由三个因素确定1.凹模的工作尺寸：凹模上成型塑件外形的模具零件。其工作尺寸包括属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐的增大，因此为了模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差5.5.3凹模材料的选用。洛阳理工学院-7-杯盖使大批量生产成型零部件所选用钢材耐磨性和抗疲劳性能应该良好，机械加工性能和抛光性能叶应该良好。根据《塑料模具技术手册》表24-8成型零部件选材举例，选用CrWMn，53-56HR。6.型腔尺寸的计算型腔尺寸按平均值法计算，根据有关手册查得PS的收缩率为0.5%0.6%，故平均收缩率S=（0.5+0.6）%/2=0.55%=0.0055。根据塑件公差要求（见表4），表4表5模具制造公差取/4ZS，尺寸计算见表5：7.凸模工作尺寸的计算影响塑件尺寸精度的因素很多，在计算是要考虑塑料材料，塑件结构和成型工艺过程，模具结构模具装配和制造，模具使用中的磨损等因素。其中塑料材料方面的因素主要是指收缩率的影响。凸模是成型塑件的内部形状，其尺寸属于被包容尺寸，在使用过程中凸模的磨损会使被包容尺寸逐渐减小，因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要在设计模具时被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。型芯尺寸计算见表6类别塑件尺寸计算公式工作尺寸型腔0.1303001(1)4ZSmSLSL0.390300.1306301(1)4ZSmSLSL0.5706300.181501(1)4ZSmSLSL0.1301500.181201(1)4ZSmSLSL0.090120.13030R01(1)4ZSmSLSL0.39030R塑件尺寸精度SJ/T10628-9512345678型腔尺寸精度GB/T1800-1998IT5IT6IT7IT8IT10IT11IT12IT13型腔制造公差1010885433洛阳理工学院-8-表68.导向机构的设计根据模具的大小和形状，可确定该模具使用4个导柱，其布置为等直径、不对称布置，应该采用带头直导柱，如下图所示，带头导柱是常用结构分两段，近头段为在模板中的安装段，标准采用H7/m6配合，远头段为滑动段，其与导套的配合为H7/f6、更多详细数据参见GB/T4169.4-2006规定的标准带头导柱，如图10所示：图109.导套的设计直导套主要使用于厚模板中，可缩短模板的镗孔深度，在浮动模板中使用较多，导套内孔的直径系列与导柱直径相同，由GB/T4169.2-2006确定直导套的设计图。根据要求导套安装在型腔板上，导套安装时模板上与之配合的孔径公差按H7确定。导套长度取决于含导套的模板厚度，因此L取30mm，直径D取16mm，则12D=25m,D=17m。设计图如下图11所示：类别塑件尺寸计算公式工作尺寸型芯0.130270(1)(0.50.75)ZmsSLSl00.1327.220.130600(1)(0.50.75)ZmsSLSl00.1360.5400.1813.50(1)(0.50.75)ZmsSLSl00.1813.470.13028.5R0(1)(0.50.75)ZmsSLSl00.1328.73洛阳理工学院-9-图1110.推出机构的设计根据模具设计要求，采用顶杆推出机构，顶杆同时也做型芯使用，顶杆的长度由将塑件顶出型芯的高度确定。顶杆的尺寸规格见（GB/T4169.1—2006）顶杆设计图12如下：L=125、D=25、d=15、°θ=30、1D=25、1L=7。图1211.排气系统的设计该模具是小型模具，排气量不大，但分型面较大，型芯之间存在间隙，可直接利用间隙排气，因此本设计不单独开设排气槽。12.温度调节系统塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为C200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60C以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，洛阳理工学院-10-以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时止的这一段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准，这段冷却时间一般约占整个注射生产周期的80%。因为我们所需要的塑件比较薄，故用此公式：224-ln-sTsTmtaTeTm式中，a-热塑性扩散系数2ms；s-制品厚度mm；现在我们根据已知条件知道PSTs260CTm60CTe=100C的，，，而塑件的厚度为2mm；故22424260-60ln?2.410100-60t=4.5s根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。由塑料成型工艺及模具设计查询可得，PS的单位质量成型时放出的热量为300KJ-400KJKg。放出热量为601.051000350KJ22.05KJ其中，13的热量被凹模带走，23由型芯带去。模具冷却在型腔、型芯的合理部位，