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1、塑料模具设计与制造核心课程项目项目4 瓶底注射模具设计与制造n设计人：苑爱峰设计人：苑爱峰n模具设计与制造教研室模具设计与制造教研室n徐州工业职业技术学院徐州工业职业技术学院nhttp:/ 成型塑件任务书3塑料模具设计与制造核心课程图2 塑件14塑料模具设计与制造核心课程图3 塑件25塑料模具设计与制造核心课程图4 模具设计任务书6塑料模具设计与制造核心课程n任务任务4-2:塑件的工艺性塑件的工艺性n（1）塑料n品种：PP n颜色：黄色n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0.900.91g/cm3。它不吸水，光泽好，易着色。聚丙烯具有聚乙烯所有的优
2、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164170，耐热性好，能在7塑料模具设计与制造核心课程 100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。n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
3、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）收缩率大且波动范围大，方向性明显，易发生缩孔8塑料模具设计与制造核心课程 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。9塑料模具设计与制造核心课程l（
4、2）塑件尺寸精度：塑件1有4个尺寸标注公差，31.20-0.05、30.60-0.05、22.60-0.10为IT8级，属于高精度；1.00-0.05为IT10级，属于一般精度；未注尺寸公差为0.05，属于低精度。塑件2有4个尺寸标注公差，31.20+0.05、30.70+0.05、22.90-0.10为IT8级，属于高精度；1.05+0.05为IT10级，属于一般精度；未注尺寸公差为0.05，属低精度。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都是回转体壳类零件。塑件1腔体深30.3mm，壁厚0.51.2mm，大于最小壁厚10塑料模具设
5、计与制造核心课程 要求。总体尺寸3230.3mm，属于小型塑件。距底面3.2mm处有R0.57mm圆弧形凸台，0.3mm高，由于凸台截面为圆弧且较低，为简化模具结构，采用强制脱模。塑件2腔体深约22.9mm，壁厚0.650.8mm，大于最小壁厚要求。总体尺寸3222.9mm，属于小型塑件。距底面4.5mm处有宽1.05mm、倒圆R0.2mm U形凹槽，0.25mm深，由于凹槽截面为U形且较浅，为简化模具结构，采用强制脱模。通过以上分析可知，该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。11塑料模具设计与制造核心课程n任务任务4-3:注射机
6、的选择注射机的选择n（1）计算塑件的体积、质量 经UG软件测得塑件的体积V=3.3+1.4=4.7cm3，PP的密度为0.90.91g/cm3，则质量M=0.914.7=4.3g。n（2）确定模具型腔数量由于客户指定注射机为XS-ZY-500，因此，要计算该注射机可设置的最大型腔数量，并结合生产批量和塑件的精度要求来确定合理的型腔数量。根据公式n(KVmax-Vj)/Vs 式中 Vmax注射机的最大注射量（cm3）12塑料模具设计与制造核心课程 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Vs=4.7cm3，估计Vj=5cm
7、3 则n(0.8500-5)/4.7=84，则最多可设置84组，考虑到模具尺寸不能过大，最终取n=8组。因此，模具型腔数量设计为一模8组（16腔)。（3）选择注射机客户指定注射机为XS-ZY-500，查设备规格手册明确该型号注射机的规格参数。13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 500cm3 注射压力 145MPa 最大开模行程 500mm 模板尺寸 700mm850mm 锁模力 3500kN 模具厚度 最大450mm、最小300mm 拉杆空间 540mm440mm 喷嘴尺寸 圆弧半径R18mm、孔直径3/5/6/8mm 定位孔直径 150mm 顶出形式 中心液压顶出
8、，两侧顶杆机械顶出14塑料模具设计与制造核心课程l（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 170190 料筒温度 前段180200，中段200220，后段160170 模具温度 4080压力（MPa）注射压力 70120 保压压力 506015塑料模具设计与制造核心课程时间（S）注射时间 05 保压时间 2060 冷却时间 1550 成形周期 4012016塑料模具设计与制造核心课程n任务任务4-4:模具结构设计模具结构设计n（1）分型面的选择首先确定模具的开模方向为瓶底的轴线方向，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塑件1的阶
9、梯面和塑件2的底部，如图5所示。图5 分型面17塑料模具设计与制造核心课程l（2）型腔布局采用一模8组（16腔）模具结构，型腔成矩形布置。图6 型腔布局18塑料模具设计与制造核心课程l（3）确定模具总体结构类型由于塑件尺寸精度要求较高、生产批量大，为提高生产效率、保证塑件精度，同时节约原材料，因此，模具总体结构类型确定为热流道注射模。19塑料模具设计与制造核心课程l（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
10、。型芯尺寸较小、结构简单，适于采用整体嵌入式，选择通孔台肩类型。其结构形式见图7。型腔尺寸较小、结构简单，适于采用整体嵌入式，选择通孔台肩类型。其结构形式见图8。20塑料模具设计与制造核心课程图7 型芯结构形式图8 型腔结构形式21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%30.70+0.05型芯径向尺寸 LM=(LSLSScp3/4)z =(30.7030.702.15%+
11、0.053/4)(0.05/4)=31.400.01 22塑料模具设计与制造核心课程31.20+0.05型芯径向尺寸 LM=(LSLSScp3/4)z =(31.2031.202.15%+0.053/4)(0.05/4)=31.910.011.05+0.05型芯高度尺寸 HM=(HS+HSScp+2/3)z =(1.05+1.052.15%+2/30.05)(0.05/4)=1.110.0123塑料模具设计与制造核心课程31.20-0.05型腔径向尺寸 HM=(HS+HSScp3/4)+z =(31.20+31.202.15%3/40.05)+(0.05/4)=31.83+0.0130.60-
12、0.05型腔径向尺寸 HM=(HS+HSScp3/4)+z =(30.60+30.602.15%3/40.05)+(0.05/4)=31.22+0.0122.90-0.10型腔深度尺寸 HM=(HS+HSScp2/3)+z =(22.90+22.902.15%2/30.10)+(0.10/4)=23.33+0.0324塑料模具设计与制造核心课程未注公差尺寸，按简化公式LM=(LSLSScp)计算，制造公差取IT7级。型芯圆角R9.3 LM=(LSLSScp)z =(9.3+9.32.15%)0.01 =9.500.01型腔圆角R10.5 LM=(LSLSScp)+z =(10.5+10.52.
13、15%)+0.01 =10.73+0.01 其余依此计算。25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圆形型腔，查表，已知圆形型腔直径32mm，则型腔壁厚S1=8mm，模套壁厚S2=18mm。查表，已知p=40MPa，r=16mm，=300 MPa，带入公式t0.87(p/)0.5 r =0.87(40/300)0.516 =5mm26塑料模具设计与制造核心课程l（5）选择标准模架此设计中采用龙记(LKM)标准模架。1）确定模架组合形式该模具采用热流道浇注系统，因此，选择大水口模胚。采用推杆推出塑件，设置二级推出机构，则应选择AT型模胚。2）计算型腔模板周界长度L=
14、302+8.768+103+324=288宽度N=302+8.768+103+324=28827塑料模具设计与制造核心课程图9 型腔模板周界28塑料模具设计与制造核心课程 3）选取标准的型腔模板周界尺寸首先确定模架宽度，N=288，选标准尺寸350；L=288，选标准尺寸350。最终确定模架规格为350350。4）确定模板厚度nA板 定模板，用来固定型腔，型腔深度22.6mm，底板厚度计算得5mm，则A板厚度可选标准中A板厚度HA=50mm。nB板 选取标准中B板厚度HB=30mm。nC板 垫块，形成推出机构的移动空间，其厚度=推杆垫板厚度推杆固定板厚度塑件推出距离，保证把塑件完全推离型芯。选
15、标准Hc=100mm。29塑料模具设计与制造核心课程5）选定模架模架标记：3535-AT-A50B30C100 LKM图10 标准模架30塑料模具设计与制造核心课程6）检验模架与注射机的关系n模具外形尺寸350350，拉杆空间540440，显然350540，合理。n最大模具厚度450模具厚度428最小模具厚度300，合理。n开模行程=30.321070.6 最大开合模行程500，合理。31塑料模具设计与制造核心课程l（6）浇注系统型腔布局为一模16腔，热流道浇注系统。图11 热嘴32塑料模具设计与制造核心课程l（7）推出机构采用推杆推出机构，设置16颗15圆形推杆，推在斜滑块的下底面上。推出力
16、均匀，运动平稳。图12 推杆设置33塑料模具设计与制造核心课程l（8）温度调节系统注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定形、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响，因此应设置冷却系统。由于此塑件为小型（3g/1.3g）、薄壁（0.51.2mm）塑件，且成形工艺对模温要求不高，也可以采用自然冷却。此模具设计中采用人工冷却。图13 冷却系统34塑料模具设计与制造核心课程l（9）排气系统由于此模具属于中小型模具，且模具结构较为简单，可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，间隙通常为0.020.03mm，不必设排气槽。35塑料模具设计与制造核心课程n任务任务4-5:注射机的校核注射
17、机的校核（1）最大注射量已知VsVj=4.78+0=37.6，Vmax=500，K取0.8则VsVjKVmax，适合。（2）注射压力已知P注=70120 MPa，P公=145MPa则P注 P公，适合。（3）锁模力已知Pq=2040MPa，A分=3.14(32/2)216 F锁=3500kN =12861mm2则Pq A分=4012861=514458N=514kN显然Pq A分 F锁，适合。36塑料模具设计与制造核心课程（4）安装部分尺寸喷嘴圆弧半径18浇口套圆弧半径19.5喷嘴孔直径6主流道小端直径8定位孔直径150定位圈外径150 拉杆空间540440 模具外形350350最小模厚300
18、模具厚度428最大模厚450（5）开模行程开模行程=30.321070.6最大开模行程500则开模行程最大开模行程，适合。（6）推出机构中心顶出35mm37塑料模具设计与制造核心课程n任务任务4-6:装配图零件图装配图零件图n（1）装配图尽可能按1:1比例绘制，视图表达清晰合理（剖视动模方向视图），整体性为主（过模具中心的阶梯剖），辅以局部性（局部剖或虚线），明细表、技术要求或使用说明书写完整，标注模具外形尺寸（合模状态）、重要的装配尺寸。n（2）零件图绘制成型零件和需要加工的结构零件的零件图，符合机械制图国家标准。38塑料模具设计与制造核心课程附录：n装配图39塑料模具设计与制造核心课程40
19、塑料模具设计与制造核心课程41塑料模具设计与制造核心课程42塑料模具设计与制造核心课程43塑料模具设计与制造核心课程附录：n零件图n型芯n型腔n定模座板n定模板n热流道板44塑料模具设计与制造核心课程附录：l动模板l支承板l推杆垫板l推杆固定板l推杆45塑料模具设计与制造核心课程附录：l型芯46塑料模具设计与制造核心课程附录：l型腔47塑料模具设计与制造核心课程谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH