肥皂盒盖塑料模具设计说明书

塑件的工艺性分析1．使用性能、制件技术要求和生产要求该塑件为盖状，用于防尘。根据要求，采用大批量生产，采用注塑成型。2．了解塑件材料选择材料：高密度聚乙烯（HDPE）材料特性：1.密度小，在-75℃下保持软质2.耐酸碱及有机溶剂3.介电性能很好4.成本低，成型加工方便应用情况：常用于机器罩﹑盖﹑手柄﹑机床低速导轨﹑滑道﹑工具箱﹑日用品﹑及周转箱成型条件：料筒温度200℃—300℃模具温度10℃—60℃成型收缩率1.5%—5%流动比（L/T）200—600密度（g.cm-3）0.941—0.9653.塑件的结构工艺性分析（1）塑件厚度为2㎜，壁厚均匀，塑件成型性能良好；（2）塑件本身有一定斜度，利于脱模；（3）从塑件结构看，设置一个分型面注射机的选择（一）注射机的初选1．塑件的体积计算利用PRO/E软件进行三维实体建模，并可直接通过软件进行分析，查询到塑件的体积为：V=26.8cm32.注射机的选用选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：公实VV式子中，实V—实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（3cm）。考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，可以选择XS—ZY—125.其技术参数如下：XS-ZY-125注射机主要技术参数单位XS-ZY-250额定注射量cm³125螺杆直径mm42注射压力MPa120注射行程mm115注射时间s1.6锁模力kN900螺杆转速r/min29,43,56,69,83,101拉杆内间距mm260×290最大开（合）模行程mm300模具最大厚度mm300模具最小厚度mm200锁模形式双曲肘喷嘴口直径mm3定位孔直径mm160型号项目喷嘴球半径mmSR12（二）注射机有关参数的校核和最终选择1.注射量的校核由公式：KV公≥V件+V浇式中，V公——注射机的的最大注射量（3cm）V件——几个塑件的体积和（3cm）V浇——浇道凝料和飞边的体积（3cm）K——利用系数，K=0.8所以KV公0.8×125=100cm3≥V件+V浇=26.8×2+10=63.6cm3满足要求2.注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力P能否满足塑件所成型时需要的注射压力P0，其值一般为70～150MPa，通常要求PP0。我们这里选70MPa。3．锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：F锁F胀=A分×P型F锁—注射机的额定锁模力（N）；P型—模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.3～0.65倍，通常取20～40MPa。我们这里选P型=30MPa。A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2）由PRO/E分析面测量，可得投影面积为102.4cm2，浇注系统的投影面积不超过10cm2∴F锁F胀=A分×P型=102.4×2×30×100=6.444×105（N）而锁模力为900KN，大于644.4KN，符合要求。4.开模行程的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模具厚度有关。我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。1、当开模行程与模具厚度无关时这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。此情况又两种类型：对单分型面注射模，所需开模行程H为：SH=H1+H2+（5～10）mm式中，H1—塑件推出距离（也可以作为凸模高度）（mm）；H2—包括浇注系统在内的塑高度（mm）；S—注射机移动板最大行程（mm）；H—所需要开模行程（mm）。而我们这里通过资料可得出：H=10+100+8=118mm＜300mm。5.模具安装部分的校核注射模的动、定模闭合后,沿闭合方向的长度叫做模具厚度或称模具闭合高度。由于注射机的动模和定模固定板之间的距离都具有一定的调节量Δh,因此,对安装使用的模具厚度有一定的限制。一般情况下,实际模具厚度Hm必须在注射机允许安装的最大厚度Hmax及最小厚度Hmin之间。即Hmin≤Hm≤Hmax其中Hmax=Hmin＋Δh若Hm＜Hmin,并无其它合用的注射机时,可用加设垫板的方法增大厚度。设垫板厚度为H,使H＋Hm≥Hmin,以达到合模要求。若H＞Hmax,就只能重新设计模具厚度或更换注射机，以满足合模要求。该模具的外形尺寸为400mm×400mm，XS-ZY-125型注射机模板最大安装尺寸为428mm×458mm，故能满足模具安装要求。模具厚度H=290mmHmin=200mm≤Hm≤Hmax=300mm分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向倾斜。1、分型面的形式：分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。2、分型面的选择原则：a）、便于塑件脱模：Ⅰ、在开模时尽量使塑件留在动模内Ⅱ、应有利于侧面分型和抽芯Ⅲ、应合理安排塑件在型腔中的方位；b）、考虑和保证塑件的外观不遭损坏c）、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）d）、有利于排气e）、尽量使模具加工方便3、我们这里选择曲线分型面红色线条为分型线型腔数目的决定及排布为了使模具与注射机的生产能力的匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件体精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：a）、根据经济性能确定型腔数目；b）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目；c）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目；d）、根据制品精度确定型腔数目。我们这里选用a），其计算过程如下：我们设型腔数目为n，制品总件数为N，每一个型腔所需的模具费用为C1，与型腔无关的模具费用为C０，每小时注射制品成型的加工费用为y（元／h），成型周期为t（min），则：模具费用为01CnCXM（元），注塑成型费用为)60(ytNXs（元），总成型加工费用为SMXXX，即01)60(CnCnytNX为使总的成型加工费用最少，即令nxdd＝０，则有：0)1)(60(12CnytN所以n＝160CNyt。对于高精度制品，由于型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀，故通常推荐型腔数目不超过４个，塑料件的精度为6级左右，以及模具制造成本、制造难度和生产效率的综合考虑，型腔数目初定为2腔，排布形式为矩形的平衡布局（详细的布局参见零件布局图）。浇注系统的设计．设计要点1）流道应尽量减少弯折，表面粗糙度为1.6～0.63。2）需要考虑模具是否一模多腔，按照型腔布局，尽量与模具中心线对称。3）塑件制品投影面积较大时，应避免在模具的单面开设浇口，否则会造成注射压力不均，影响塑件内部质量。4）应考虑浇口的去除和修正，保证制品美观。5）一摸多件，不要将大小相差悬殊较大的塑件放在一起。6）避免熔融的塑料直接冲击小直径型芯及嵌件，以避免产生弯曲或折断。7）满足其他情况下，应选择尽量短的行程，减少填充时间。8）保证顺利引导熔融的塑料填充到各个部位，并在填充中不产生涡流、紊乱现象，使型腔内的气体顺利排出模外。9）成批生产时，在保证塑料制品质量的前提下，需缩短冷却时间和成型周期。10）主流道会有收缩现象，如果塑料制品各个部位精度要求较高时，主流道应留有加工余量或者修正余量。1、浇注系统的组成图四浇注系统的组成所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统十分重要。而浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。我们在这里选用普通浇注系统，它一般是由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如图四所示：2、浇注系统各部件设计A、主流道设计：1.主流道的作用主流道也叫着进料口，是熔融的塑料最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，容易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也容易造成进料时形成漩涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品的成型困难。通过对主流道作用的了解，我们不难看出，主流道的设计直接影响到塑件能否顺利的脱模和塑件质量是否满足要求等。所以，主流道的设计，必将加以重视。2.主流道的设计要点主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为：⑴主流道圆锥角α=2o～6o，对流动性差的塑件可取3o～6o，内壁粗糙度为Ra0.63μm。⑵主流道大端呈圆角，半径r=1～3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。⑶在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。⑷对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用99hH间隙配合。⑸主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为52～56HRC。3.主流道尺寸的确定主流道为直接与注塑机的喷嘴连接的部分。便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形。锥角4粗糙度63.0Ra取5.0Ra，与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。取R=13mm。小端直径取5mm。主流道直径计算的经验公式：)(4mmKVD式中D——主浇道大头直径mmV——流经主浇道的熔体体积3cmK——因熔体材料而异的常数表3.4K值塑料种类PSPPPE\PAPCPOMCAK值5.2455.11.225.2故D=6mm主流道衬套的材料常用T8A、T10A制造，热处理后硬度为50—55HRC。主流道衬套与定模板采用H7/m6的过渡配合。主流道衬套与定位圈设计成整体式,其结构形式如图。B、分流道的设计分流道就是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必定设计分流道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。①分流道的截面形状：通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。为了减少流道内的压力损失和传热损失，提高效率，我们这里就选用圆形分流道，如图六。因为圆形截面分流道的效率是分流道中效率最高的，固选它。②分流道的尺寸：因为各种塑料的流动性有差异，图六圆形流道所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径，常用塑料的分流道直径推荐值如下表一。但对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑料，可用此经验公式确定其流道直径：式中，m—流经分流道的塑料量（g）；L—分流道长度（mm）；D—分流道直径（mm）。对于黏度较大的塑料，可按上式算得的D值再乘以1.2~1.25的系数。我们这里取m=60*1.05=63g，L=50mm。固分流道尺寸为1.2D，即D`=1.2D=1.2×0.265×√63×450=8（mm）。所以S=Л×8*8/22×1.22=72.4（mm2）③分流道的布置：分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式