江西現代職業技術學院
2012屆模具設計專業
畢業設計
課題：塑料碗
班級：09模具三班
姓名：張晨
學號：580106910318
指導老師：徐承意
時間：2023年11月28日至2023年12月16日
目錄一、塑料的工藝性設計
二、注射成型機的選擇
三、型腔布局與分型面設計
四、 澆注系統設計
五、成型零件的設計
六、 合模導向機構設計
七、脫模機構的設計
8、**配圖
九、工藝卡
十、參考文獻
一、塑料的工藝性設計
(1)、注塑模工藝
乾燥處理：如果儲存適當則不需要乾燥處理。
熔化溫度：220~275℃，注意不要超過275℃。
模具溫度：40~80℃，建議使用50℃。結晶程度主要由模具溫度決定。
注射壓力：可大到1800bar。
注射速度：通常，使用高速注塑可以使內部壓力減小到最小。如果製品表面出現了缺陷，那麼應使用較高溫度下的低速注塑。
流道和澆口：對於冷流道，典型的流道直徑範圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。
所有型別的澆口都可以使用。典型的澆口直徑範圍是1~1.5mm，但也可以使用小到0.
7mm的澆口。對於邊緣澆口，最小的澆口深度應為壁厚的一半；最小的澆口寬度應至少為壁厚的兩倍。pp材料完全可以使用熱流道系統。
成型時間：注射時間 20s~60s 高壓時間 0s~3s
冷卻時間 20s~90s 總週期 50s~160s
(2)、化學和物理特性
pp是一種半結晶性材料。它比pe要更堅硬並且有更高的熔點。由於均聚物型的pp溫度高於0℃以上時非常脆，因此許多商業的pp材料是加入1~4%乙烯的無規則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。
共聚物型的pp材料有較低的熱扭曲溫度（100℃）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有更強的抗衝擊強度。pp的強度隨著乙烯含量的增加而增大。pp的維卡軟化溫度為150℃。
由於結晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。pp不存在環境應力開裂問題。通常，採用加入玻璃纖維、金屬新增劑或熱塑橡膠的方法對pp進行改性。
pp的流動率mfr範圍在1~40。低mfr的pp材料抗衝擊特性較好但延展強度較低。對於相同mfr的材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。
由於結晶，pp的收縮率相當高，一般為1.8~2.5%。
並且收縮率的方向均勻性比pe-hd等材料要好得多。加入30%的玻璃新增劑可以使收縮率降到0.7%。
均聚物型和共聚物型的pp材料都具有優良的抗吸濕性、抗酸鹼腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。pp也不象pe那樣在高溫下仍具有抗氧化性。
(3)、塑件的尺寸與公差
1、塑件的尺寸
塑件尺寸的大小受制於以下因素：a）取決於使用者的使用要求。
b）受制於塑件的流動性。
c）受制於塑料熔體在流動充填過程中所受到的結構阻力。
2、塑件尺寸公差標準a）影響塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收縮率及其波動。b）塑件結構的複雜程度。
c）模具因素（含模具製造、模具磨損及壽命、模具的裝配、模具的合模及模具設計的不合理所可能帶來的形位誤差等）。
d)成型工藝因素（模塑成型的溫度t、壓力p、時間t及取向、結晶、成型後處理等）。
e)成型裝置的控制精度等。
其中，塑件尺寸精度主要取決於塑料收縮率的波動及模具製造誤差。
3、塑件的表面質量
塑件的表面質量包括塑件缺陷、表面光澤性與表面粗糙度，其與模塑成型工藝、塑料的品種、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨損程度等相關。
模具型腔的表面粗糙度通常應比塑件對應部位的表面粗糙度在數值上要低1-2級。
二、注射成型機的選擇
估算v塑=58.5g 製品的正面投影面積s=103.81cm2 v公=82cm3
注射機為上海橡塑機廠的xs-zy-500臥試注塑機。查表注射壓力為104mpa，合模力為350×104n，注射方式為螺桿式，噴嘴球半徑r為18mm，噴嘴口直徑為7.5mm（一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機。
中等型號的佔大部分，小型和大型的只佔一小部分。所以我們不必過多的考慮注射機型號。具體到這套模具）。
三、型腔布局與分型面設計
(1)、型腔數目的確定
型腔數目的確定，應根據塑件的幾何形狀及尺寸、質量、批量大小、交貨長短、注射能力、模具成本等要求來綜合考慮。
根據注射機的額定鎖模力f的要求來確定型腔數目n ，即
n式中 f——注射機額定鎖模力（n） p——型腔內塑料熔體的平均壓力（mpa）
a1、a2——分別為澆注系統和單個塑件在模具分型面上的投影面積（mm2）
大多數小型件常用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔數原則上不超過4個，生產中如果交貨允許，我們根據上述公式估算，採用一模二腔。
(2)、型腔的布局
考慮到模具成型零件和抽芯結構以及出模方式的設計，模具的型腔排列方式如下圖所示：
(3)、分型面的設計
分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質量、便於塑件脫模及簡化模具的結構，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的製造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型麵時應綜合分析比較具體可以從以下方面進行選擇。
a) 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。
b) 便於塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。
c) 保證塑件的精度要求。
d) 滿足塑件的外觀質量要求。
e) 便於模具加工製造。
f) 對成型面積的影響。
g) 對排氣效果的影響。
h) 對側向抽芯的影響。
四、澆注系統設計
(1)、主流道設計
主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，可看作是噴嘴的通道在模具中的延續，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。形狀結構如圖(3)所示，其設計要點：
圖（3）
a) 主流道設計成圓錐形，其錐角可取2°~6°，流道壁表面粗糙度取ra=0.63μm，且加工時應沿道軸向拋光。
b) 主流道如端凹坑球面半徑r2比注射機的、噴嘴球半徑r1大1~2 mm；球面凹坑深度3~5mm；主流道始端入口直徑d比注射機的噴嘴孔直徑大0.5~1mm；一般d=2.5~5mm。
c) 主流道末端呈圓無須過渡，圓角半徑r=1~3mm。
d) 主流道長度l以小於60mm為佳，最長不宜超過95mm。
e) 主流道常開設在可拆卸的主流道襯套上；其材料常用t8a，熱處理淬火後硬度53~57hrc。
(2)、主流道襯套的固定
因為採用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標準件，外徑為φ150mm，內徑φ31.5mm。
具體固定形式如圖(4)所示：
(3)、分流道的設計
a) 分流道是脫澆板下水平的流道。為了便於加工及凝料脫模，分流道大多設定在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形梯形u形半圓形及矩形等，工程設計中常採用梯形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動阻力均不大，一般採用下面的經驗公式可確定其截面尺寸：
式1）式2）
式中 b―梯形大底邊的寬度（mm） m―塑件的重量（g）
l―分流道的長度（mm） h―梯形的高度（mm）
質量大約58.5g，分流道的長度預計設計成190mm長，且有2個型腔，
所以取b為15mm
=10取h為10mm
根據實踐經驗，pp塑料分流道截面直徑為4.8~9.5。
所以我們可以選擇截面直徑為9.5mm，h=6.3mm。
梯形小底邊寬度取8mm，其側邊與垂直於分型面的方向約成7°。另外由於使用了水口板（即我們所說的定模板和中間板之間再加的一塊板），分流道必須做成梯形截面，便於分流道和主流道凝料脫模。
如下圖（5）所示：
圖（5）
b) 分流道長度
分流道要盡可能短，且少彎折，便於注射成型過程中最經濟地使用原料和注射機的能耗，減少壓力損失和熱量損失。將分流道設計成直的，總長190mm。
c) 分流道表面粗糙度
由於分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態較為理想，因麵分流道的內表面粗糙度ra並不要求很低，一般取1.6μm左右既可，這樣表面稍不光滑，有助於塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪下速率和剪下熱。
d) 分流道表面粗糙度
分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關，有多種不同的布置形式，但應遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板麵尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。
本模具的流道布置形式採用平衡式, 如圖(1)所示。
(4)、澆口的設計
澆口亦稱進料口，是連線分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統中截面最小的部分，但卻是澆注系統的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件效能和質量的影響很大。
a) 澆口的選用
它是流道系統和型腔之間的通道,這裡我們採用點澆口：
澆口在成形自動切數斷，故有利於自動成形。
澆口的痕跡不明顯，通常不必後加工。
澆口之壓力損失大，必須高之射出壓力。
澆口部份易被固化之殘錙樹脂堵隹。
它常用於成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用於單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件。
b) 澆口位置的選用
模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模後還需進一步修改澆口尺寸，無論採用何種澆口，其開設位置對塑件成型效能及質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質量的重要環節，同時澆口位置的不同還影響模具結構。總之要使塑件具有良好的效能與外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，如圖（6）所示。
通常要考慮以下幾項原則：
盡量縮短流動距離。
澆口應開設在塑件壁厚最大處。
必須儘量減少熔接痕。
應有利於型腔中氣體排出。
考慮分子定向影響。
避免產生噴射和蠕動。
澆口處避免彎曲和受衝擊載荷。
注意對外觀質量的影響。
圖（6）
c) 澆注系統的平衡
對於中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設計應盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結構允許的情況下，應將從主流道到各個型腔的分流道設計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調節澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是澆注系統的平衡。顯然，我們設計的模具是平衡式的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。
d) 排氣的設計
排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物料時，排除模腔內的空氣；二是排除物料在加熱過程中產生的各種氣體。越是薄壁製品，越是遠離澆口的部位，排氣槽的開設就顯得尤為重要。
另外對於小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設，因為它除了能避免製品表面灼傷和注射量不足外，還可以消除製品的各種缺陷，減少模具汙染等。那麼，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在製品上卻未留下焦斑，就可以認為模腔內的排氣是充分的。
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