广东白云学院塑料成型工艺及模具设计 PP塑料盒模具设计说明书学生姓名学生学号所在系别机电工程系所学课程塑料成型工艺及模具设计任课教师二O一O年六月二十一日目录一、塑件成型工艺分析 (4)二、塑件分型面位置的分析 (5)三、塑件型腔数量及排列方式的确定 (5)四、注射机的选择及有关参数的校核 (5)五、零件成型尺寸的计算 (8)六、浇注系统的形式的选择及工艺参数的校核 (10)七、成型零件强度及支承板厚度计算 (12)八、模架的选择 (14)九、导向机构的设计 (15)十、脱模推出机构的设计 (15)十一、排气系统设计 (18)十二、温度调节系统的设计 (18)十三、模具开合模动作过程 (21)任务书一．任务与要求（1）给定塑件零件图一张，按模具设计要求将塑件有关公差进行变换（2）完成模具装配图一张用手工绘制成A0~A1图幅，按制图标准。
（3）完成模具成型零件（凸模，凹模）图2张~3张。
（4）编写设计说明书（5）个人答辩后利用业余时间CAD绘图装配图二．设计时间及进程安排时间内容时间内容设计前准备绘制塑件三维图设计周脱模力计算推出元件尺寸确定绘制塑件平面图各模板厚度及其他零件尺寸注射机选择及计算确定绘制手工装配图及制定技术要求结构方案的分析及确定装配图修改型腔工作尺寸及计算非标准零件图的绘制，制定技术要求，零件图修改说明书答辩及纠错课余时间CAD绘图班上交流三．设计题目一 、塑件成型工艺分析1.塑料性能分析本塑件材料为聚丙烯，代号为PP 。
聚丙烯是塑料中最青的，机械强度比PE 高。
耐水耐热，电性能和弯折性号。
一般用于电器绝缘制品，包装容器，打包带，编织袋等。
2.成型工艺分析PP 的工艺参数如下：（注：以上数据来自《塑料模具设计》学习指导第41页，下面简称文献①）3.塑件结构分析塑件结构如图1所示，塑件壁厚大致均匀，除底部厚度为4mm 外，其余壁厚都在2mm 左右。
表面粗糙度没有特别要求，无需进行特别处理便可达到m 3.6的要求。
在尺寸精度方面，塑料盒盒壁的中心距精度较高，所以对模具型芯精度要求较高，另外考虑型芯的工艺性凸模采用镶嵌式。
（注：以上分析纯属个人意见，如有类同纯属巧合）图1二、塑件分型面位置的分析分析塑件的最大截面在尺寸L 处，如图1所示。
所以分型面设置在尺寸L 处复合模具的开模要求，避免了在塑件表面留下分型线的痕迹，另外塑件对型芯产生的包紧力足以保证塑件留在动模一侧，使得产品的推出并无太大阻碍。
考虑塑件收缩率的问题，可设置脱模斜度和表面粗糙度解决。
（注：以上分析参考《塑料成型工艺及模具设计》，下面简称文献②，第81页）三、塑件型腔数量及排列方式的确定根据设计要求，模具结构为单型腔模具，型腔设置在模具中心，所以不存在排列问题。
四、注射机的选择及有关参数的校核1.注射量的计算塑料盒外壳：2122575355.2)5.267(4)(4mm QA Q C V =⨯⨯-⨯=-=塑料盒格子：22221802435)5.28.0(4355.28.05.25.08355.2)5.267(2.3)8.0(48.05.08)(2.3mm AQ QA Q QA Q C V =⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯=-⨯⨯--= 侧凸缘：23210514)6770()(mm ID C L V =⨯⨯-=-=底面：222417956467mm E C V =⨯==底面凸缘：25335)43540(5.267)(mm E A B CQ V =--⨯⨯=--=所以塑件体积：25432159100335179562101802422575'mm V V V V V V =++++=++++=另外，流道凝料可按塑料体积的0.6陪来估算（注：该结论摘自《塑料模具设计指导》）294560591006.1'6.1mm V V =⨯==2.塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需胀型力的计算由于该塑件为单型腔模具，根据塑件形状得知塑件在分型面上的投影面积A 包含流道冷凝料的投影面积，所以222469914)6770(67)(mm I C L C A =⨯-+=-+=胀型力：N 117475MPa 254699AP 2=⨯==mm F 型胀3.初选注射机根据每一生产周期的注射量和胀型力的值，选用型号为HTF86X-C 的注射成型机。
其具体参数如下：4.注射机的校核(1)注射量的校核为保证成型过程顺利进行，模具需要实际注射量应该小于或等于某注射机标称注射量的80%即：标浇塑V 8.0V ≤+nV式中n 为型腔个数；塑V 为单个塑件容积；浇V 为浇注系统的容积。
代入数据得：3mm 1000001250008.094560591006.0591001=⨯≤=⨯+⨯(2)注射压力的校核为保证成型过程顺利进行，注射机的标称注射压力标P 应小于塑件成型所需的注射压力0P 查文献①附录2得PP 料的注射压力MPa P MPa P 150800=<=标(3)锁模力校核注射机的标称合模力必需大于塑件的胀型力即：胀合F F >。
根据前面的数据N F F 1174751095=>⨯=胀合(4)开模行程的校核确定该塑件采用单分型面模具。
要求注射机的最大行程大于模具实际开模所行程。
模具开模所需的行程mm mm H 300)139~124()10~5(403940<=+++=综上所述，注射机满足本塑件的使用要求。
五、零件成型尺寸的计算塑件尺寸一般公差精度为MT3；未注公差为MT5。
（GB/T14486-1993）单位：mm尺寸1：mmmm A S A mcp m 13.00452.00035.35]3235002.1[]32)1[(=∆⨯÷-⨯=∆⨯÷-+=÷+δ 尺寸2：mmmm C S C mcp m 012.004)46.0(069.68]46.04367002.1[]43)1[(-÷--=⨯÷+⨯=∆⨯÷++=δ 尺寸3：mmmm F S F m cp m 025.034.17422.0]17002.1[2])1[(±=⨯±⨯=±+=δ 尺寸4：mm mmHSH mcpm03.016.224224.0]73.21 002.1[2 ]) 1[(±=⨯±⨯=±+=δ尺寸5：mm mmLSL mcpm22 .04 86 .075 . 70]86.04370002 .1[]43)1 [(=⨯÷-⨯=∆⨯÷-+=÷+δ尺寸6：mmmm DSD mcpm11 .04 44 .077 .4]44.0435002 .1[]43)1 [(=⨯÷-⨯=∆⨯÷-+=÷+δ尺寸7：mmmm ESE mcpm06 .04 24 .09.3]24.0434002.1[]43)1[(=⨯÷-⨯=∆⨯÷-+=÷+δ尺寸8：mmmm QSQ mcpm05 .04 2.04.2]2.0435.2002.1[]43)1[(=⨯÷-⨯=∆⨯÷-+=÷+δ尺寸9：mmmm QSQ mcpm05 .042.0'89 .1]2.0435.28.0002 .1[]43)1(8.0[=⨯÷-⨯⨯=∆⨯÷-+=÷+δ尺寸10：19 .04 75 .029 . 40]76.03240002 .1[]32)1 [(=⨯÷-⨯=∆⨯÷-+=÷+mmBSB mcpmδ尺寸11：mm mmISI mcpm08 .04 32 .004 . 14]32.04314002 .1[]43)1 [(=⨯÷-⨯=∆⨯÷-+=÷+δ尺寸12：mmmm H S H mcp m 06.016.224244.0]73.21002.1[2])1[('±=⨯±⨯=±+=δ其中cp S ——塑料收缩率，前面已查得收缩率%)3~%1(=cp S ，计算中取2%。
m δ——型腔制造公差⎪⎭⎫⎝⎛∆∆=6~3m δ,∆为该塑件的尺寸公差（按GB/T14486——1993查取），计算中取4∆=m δ。
计算公式参考文献① 计算精确到小数点后两位。
六、浇注系统的形式的选择及工艺参数的校核1.主流道的设计本塑件的型腔壁薄，结构复杂含有多腔结构，对塑料熔体形成较大阻力，适合使用直接浇口。
使用直接浇口可以增大浇口横截面积，减少流动阻力，有助于排气及消除熔接痕，并且其强大的保压补缩能力更容易保证塑件的完整成型。
另外，塑件底部的两个凸缘减少了对塑件底部平整度的要求，所以直接浇口留下的冷凝料对塑件的使用要求影响较小。
于是本塑件采用直接浇口。
(1)为了防止浇口套与注射机喷嘴对接处溢料，主流道与喷嘴的对接处应设计成半球形凹坑，凹坑深度为5mm ~3=H ，其球面半径SR 应比注射机喷嘴头球面半径大1~2mm ；主流道小端直径大0.5~1mm ，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。
已知已选的机台喷嘴孔直径为4mm ，喷嘴球半径为12mm ，则主流道小端直径为5mm ，球面半径为14mm ，凹坑深度取3mm =H 。
(2)为了减少对塑料熔体的阻力及顺利脱出主流道凝料，浇口套内壁表面粗糙度应加工到m R a μ8.0。
(3)主流道的圆锥角设得过小，会增加主流道凝料的脱出难度；设得过大，又会产生湍流或漩涡，卷入空气，所以，通常取。
4~2=a 。
本塑件主流道的圆锥角取 3。
(4)主流道大端圆角半径mm r 3~1=，以减小料流转向过渡时的阻力。
本塑件主流道大端圆角半径取mm r 5.1=。
(5)在模具结构允许的情况下，主流道的长度应尽能短，一般取mm L 60≤，过长则会增加压力损失，使塑料熔体的温度下降过多，从而影响熔体的顺利充型。
L 根据顶模座板的厚度而定。
(6)为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式主流道长约等于模板厚度。
衬套如下图所示材料采用T10A 钢，热处理淬火后表面硬度为53HRC ～57HRC 。
图22.主流道凝料体积32222238.53mm 5516.616.61225d Dd D 12h =+⨯+=++=）（）（主ππq 3.主流道剪切速率的校核由经验公式131-n v 1052953.47s R q 3.3-⨯<==s πγ其中v q ——模具的体积流量3v 59338.53mm59100238.53q q q =+=+=塑件主n R ——主流道的平均半径mm 79.222516.6R n =⨯+= 七、成型零件强度及支承板厚度计算理论分析表明，对于大尺寸的型腔刚度不足是主要矛盾，应按刚度条件计算零件的结构尺寸。