塑料模具设计项目(糖盒)

《塑料模具设计与制造》核心课程项目名称：糖盒注射模具设计与制造任务1:接受任务书（1）成型塑件任务书（2）模具设计任务书《塑料模具设计与制造》核心课程、材料：PP2、产量：10万件3、未注公差尺寸按GB/T14486-1993中MT6。4、要求塑件表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷，不得有明显的浇口痕迹。图1成型塑件任务书《塑料模具设计与制造》核心课程、材料：PP2、产量：10万件3、未注公差尺寸按GB/T14486-1993中MT6。4、要求塑件表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷，不得有明显的浇口痕迹。图2成型塑件任务书《塑料模具设计与制造》核心课程模具设计任务书《塑料模具设计与制造》核心课程任务2:塑件的工艺性（1）塑料品种：PP颜色：绿色基本特性：聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更轻。密度仅为0.90～0.91g/cm3。它不吸水，光泽好，易着色。聚丙烯具有聚乙烯所有的优良性能，如卓越的介电性能、耐水性、化学稳定性，宜于成形加工等；还具有聚乙烯所没有的许多性能，如屈服强度、抗拉强度和硬度及弹性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链，有特别高的抗弯曲疲劳强度。熔点为164℃～170℃，耐热性好，能在《塑料模具设计与制造》核心课程℃以上的温度下进行消毒灭菌。其低温使用温度达-15℃，低于-35℃时会脆裂。聚丙烯的高温绝缘性能好，而且由于其不吸水，绝缘性能不受湿度的影响，但在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。成形特点：1）成形加工性好，可以用注射、挤出、吹塑及真空成形等方法加工；2）吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触容易分解；3）比聚乙烯流动性好，溢边值0.03mm，压力对熔体粘度比温度影响显著，应在较高压力下成形；4）冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，适当延长冷却时间，以稳定尺寸；5）收缩《塑料模具设计与制造》核心课程率大且波动范围大，方向性明显，易发生缩孔、凹陷及变形；6）应注意控制成形温度，料温低时方向性明显，尤其低温高压时更显著，模温低于50℃时，塑件表面不光泽，易产生熔接不良和流痕，模温高于90℃时易发生翘曲和变形；7）塑件壁厚应均匀，避免缺口和尖角，防止应力集中，塑件内不能有铜质嵌件，聚丙烯与铜接触后会变脆；8）取向显著，不宜采用直接浇口，否则浇口附近残余应力大，易使塑件翘曲变形。《塑料模具设计与制造》核心课程（2）塑件尺寸精度：塑件1有6个尺寸标注公差，分别是13.5+0.24、15-0.28、77+0.64、80-0.64、131＋0.64、131-0.64，按标准GB/T14486-1993中为MT4级精度，属于一般精度；其余尺寸未注公差，按MT6级精度。塑件2所有尺寸都未注公差，按MT6级精度。表面质量：塑件表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷，表面粗糙度可取Ra1.6。结构工艺性：塑件1和2都为矩形壳体零件，腔体深分别为13.5mm和18.5mm。壁厚均匀1.5mm，大于最小壁厚要求。总体尺寸134×80×15/20，属于小型塑件。侧壁无斜度，由于高度较小，可以顺《塑料模具设计与制造》核心课程利脱模。塑件圆角R0.5、R1、R1.5、R2、R2.2、R3、R4.5，可以提高模具强度、改善熔体的流动情况和便于脱模。通过以上分析可知，以上两个塑件可采用注射成形生产。又因产量为100，000件，属于大批量生产，采用注射成形具有较高的经济效益。《塑料模具设计与制造》核心课程任务3:注射机的选择（1）计算塑件的体积、质量经UG软件测得塑件的体积V1=23cm3,V2=27cm3，PP的密度为0.9～0.91g/cm3，则质量M=0.91×(23+27)=45.5g。（2）确定模具型腔数量由于糖盒的盒盖与盒体成对使用，生产数量相同，因此，两个塑件可以放在同一模具内。塑件的生产批量为100,000件，属于大批量生产，且塑件精度要求不高，因此，应采用一模多腔。为使模具尺寸紧凑，确定型腔数目为一模两件。《塑料模具设计与制造》核心课程（3）选择注射机根据公式Vmax≥(n·Vs+Vj)/K式中Vmax——注射机的最大注射量（cm3）n——型腔数量Vs——塑件体积（cm3）Vj——浇注系统凝料体积（cm3）K——注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8已知nVs=23+27=50cm3，估计Vj=5cm3则Vmax≥(50+5)/0.8=69cm3查表，初步选择注射机XS-ZY-125。《塑料模具设计与制造》核心课程明确注射机的规格参数：最大注射量125cm3注射压力120MPa最大开模行程300mm模板尺寸428mm×458mm锁模力900kN模具厚度最大300mm、最小200mm拉杆空间260mm×290mm喷嘴尺寸圆弧半径R12mm、孔直径φ4mm定位孔直径φ100mm顶出形式两侧顶出，孔径φ22mm，孔距230mm《塑料模具设计与制造》核心课程（4）制定注射成形工艺参数查表，PP的注射成形工艺参数如下：温度（℃）喷嘴温度170～190料筒温度前段180～200，中段200～220，后段160～170模具温度40～80压力（MPa）注射压力70～120保压压力50～60《塑料模具设计与制造》核心课程时间（S）注射时间0～5保压时间20～60冷却时间15～50成形周期40～120《塑料模具设计与制造》核心课程任务4:模具结构设计（1）分型面的选择首先确定模具的开模方向为塑件的高度方向，根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则，则此塑件的分型面选在盒盖和盒体的下底面处，如图4所示。图4分型面《塑料模具设计与制造》核心课程（2）型腔布局采用一模两件模具结构，型腔间隔20mm布置。图5型腔布局《塑料模具设计与制造》核心课程（3）确定模具总体结构类型由于点浇口的浇口痕迹小，不会在塑件表面留下明显的浇口痕迹，且点浇口可以自动拉断，利于自动化生产，因此，本设计采用点浇口浇注系统，即三板模结构，模具总体结构类型为双分型面注射模。《塑料模具设计与制造》核心课程（4）成型零件设计A.结构设计型腔和型芯的结构有两种基本形式，即整体式与组合式。考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，为节省贵重钢材，型腔和型芯都宜于采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。型芯尺寸较小、结构简单，适于采用整体嵌入式，为使模具结构紧凑，选择盲孔式，其结构形式见图6。型腔尺寸较小、结构简单，适于采用整体嵌入式，为使模具结构紧凑，选择盲孔式，其结构形式见图7。《塑料模具设计与制造》核心课程型腔结构形式《塑料模具设计与制造》核心课程B.工作尺寸计算对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算，其余则按简化公式计算。查表可知PP的收缩率Smin=1.8%，Smax=2.5%，则其平均收缩率Scp=(Smin+Smax)/2=(1.8%+2.5%)=2.15%77+0.64型芯径向尺寸LM=(LS＋LSScp＋3Δ/4)－δz=(77＋77×2.15%+0.64×3/4)－(0.64/4)=79.14－0.16《塑料模具设计与制造》核心课程型芯径向尺寸LM=(LS＋LSScp＋3Δ/4)－δz=(131＋131×2.15%+0.92×3/4)－(0.92/4)=134.51－0.2313.5+0.24型芯高度尺寸HM=(HS+HSScp+2Δ/3)－δz=(13.5+13.5×2.15%+2/3×0.24)－(0.24/4)=13.95－0.04《塑料模具设计与制造》核心课程=(HS+HSScp−3Δ/4)+δz=(80+80×2.15%−3/4×0.64)+(0.64/4)=81.24+0.16134-0.92型腔径向尺寸HM=(HS+HSScp−3Δ/4)+δz=(134+134×2.15%−3/4×0.92)+(0.92/4)=136.19+0.2315-0.28型腔深度尺寸HM=(HS+HSScp−2Δ/3)+δz=(15+15×2.15%−2/3×0.28)+(0.28/4)=15.14+0.07《塑料模具设计与制造》核心课程其余尺寸未注公差，按简化公式LM=(LS＋LSScp)计算，制造公差取IT7级。型芯圆角R1.5LM=(LS＋LSScp)－δz=(1.5+1.5×2.15%)－0.01=1.53－0.01型腔圆角R3LM=(LS＋LSScp)+δz=(3+3×2.15%)+0.01=3.06+0.01《塑料模具设计与制造》核心课程=(LS＋LSScp)+δz=(1.5+1.5×0.55%)+0.01=1.51+0.013.5型芯高度LM=(LS＋LSScp)－δz=(3.5+3.5×2.15%)－0.01=3.58－0.0178.4型芯高度LM=(LS＋LSScp)－δz=(78.4+78.4×2.15%)－0.03=80.09－0.03《塑料模具设计与制造》核心课程=(LS＋LSScp)－δz=(132.4+132.4×2.15%)－0.04=135.25－0.04依此计算。《塑料模具设计与制造》核心课程C.型腔侧壁和底板厚度计算此模具采用组合式矩形型腔，查表，已知矩形型腔内壁短边80mm，则型腔壁厚S1=12~13mm，模套壁厚S2=35~40mm。查表，l/b=134/80=1.7，则a`=0.4872，已知p=40MPa，b=80mm，[σ]=300MPa，带入公式t≥(a`p/[σ])0.5b=(0.4872×40/300)0.5×80=20mm《塑料模具设计与制造》核心课程（5）选择标准模架此设计中采用龙记(LKM)标准模架。1）确定模架组合形式由于采用点浇口，因此，选择细水口模胚。考虑到模具结构中有流道推板、动模没有支承板、推杆推出塑件，则选择DCI型模胚。2）计算型腔模板周界长度L=35＋12＋80＋20＋80＋12＋35=274宽度N=35＋12＋134＋12＋35=228《塑料模具设计与制造》核心课程型腔模板周界《塑料模具设计与制造》核心课程）选取标准的型腔模板周界尺寸首先确定模架宽度，N=228，选标准尺寸230；L=274，选标准尺寸300。最终确定模架规格为230×300。4）确定模板厚度A板定模板，用来嵌入型腔