** 学设计题目：家用塑料盆注射模具设计系别：机电工程系班级：姓名：指导教师：年月日摘要此设计为家用塑料盆的注塑模具设计，塑件材料选为聚丙烯。

本设计包括注射模具模架、成型零部件、浇注系统和脱模系统等注塑模具主要的设计过程，并对模具强度和刚度要求进行了计算，选取了注射机并对相关参数进行了验证，包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、模具开模行程、注射机的锁模力等。

此模采用一模一腔，一次分型脱出塑件。

在确定模具结构方案后，绘制出了模具装配图以及部分零件图，从而完成了整个设计过程。

关键词：注塑模具聚丙烯家用塑料盆一模一腔The design of injection moulds for thehousehold plastic potsAbstractThis design is talking about the design of injection moulds for the household plastic pots．The plastic material are selected for polypropylence．the design includes injection mold，molded parts，gating system and mold release systems，The main injection mold design process．Mold strength and stiffness requirements were calculated．Outward injection machine design for the relevant selection and validation of parameters，including the thickness of the mold is closed，the mold mounting dimensions，mold opening stroke，injection molding machine clamping force and so on．This mold uses a mold cavity，a minute leaves models．After in determining the structure scheme of mold，he mold assembly drawing and some parts diagram drawn，to arrive at a plete theoretical design results．Key words: injection mold；polypropylene；household plastic pots；a model of a cavity目录1 引言随着各种性能优越的工程塑料不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的制品。

要高质量、经济地生产出注塑制品，必须综合考虑成型材料、注塑模具及注塑机的问题，注塑模具的设计质量直接影响成型制品的生产效率、质量及成本。

注塑模具在注射制品成型中起着极其重要的作用，除了塑料制品的表面质量、成型精度完全由模具决定之外，塑料制品的内在质量、成型效率也受模具左右，所以如何高质量、简明、快捷、规范化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺的优越性，扩大注塑制品的首要问题。

传统的注塑模具设计，主要是依赖设计人员的经验，设计的速度、质量及可靠性的程度，因设计人员的经验而异。

又因模具是单品或极少批量的产品，采用传统设计方法，每一张图纸都需要手工绘制，设计人员的工作强度大，设计工作难以达到规范化、标准化。

目前世界上工业发达的国家和地区都已相继采用计算机技术进行注塑模具设计，其主要是采用计算机辅助设计即CAD及计算机辅助工程CAE。

我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。

大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。

模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。

模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE 软件。

塑料模是应用最广泛的一类模具。

近年来，我国塑料模有长足的进步。

在制造技术方面，首先是采用CAD/CAM技术，用计算机造型、编程并由数控机床加工已是主要手段，CAE软件也得到应用。

2 塑件的选材及性能分析2.1 塑件材料的性能分析该塑料制品是日常生活用品，对外观有一定的要求，且要求有一定的强度和低温韧度，抗氧化和抗老化性，主要尺寸参数如图2-1所示，基于上述的要求其材料拟选用聚丙烯（PP）。

图2-1 家用塑料盆的尺寸要求聚丙烯无色、无味、无毒。

光泽好，易着色，不吸水；有很好的屈服强度、抗拉强度、抗压强度和硬度及弹性，有特别高的抗弯曲强度、耐热性好、耐腐蚀性强，但是，在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。

2.2 塑件材料的成形特性(1)结晶性塑料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期余热金属接触已发生分解。

(2)流动性极好，溢边值0.03mm左右。

(3)冷却速度快，浇注系统及冷却系统的散热应适度。

(4)成型收缩范围大，收缩率大，已发生缩孔、凹痕、变形，取向性强。

(5)注意控制成型温度，料温低时取向性明显，尤其低温高压时更明显，模具温度低于50℃以下塑件无光泽，已产生熔接痕、流痕；90℃以上时易发生翘曲、变形。

(6)塑件应壁厚均匀，避免缺口、尖角，以防止应力集中。

表2-1 塑件材料PP的物理性能、热性能、力学性能密度3/cmg0.90～0.91质量体积gcm/3 1.10～1.11吸水率 24h 0.01～0.03 熔点℃170～176 熔融指数g/10min 230℃维卡针入度℃ 140～150 热变形温度℃102～115 线膨胀系数10-5℃9.8比热容J/(kg·K)1930热导率W/(m·K)0.126屈服强度MPa37拉伸强度MPa—断裂伸长率% ＞200弯曲强度MPa67弯曲弹性模量GPa 1.45表2-2 pp成形条件注射成型机类型螺杆式计算收缩率（％） 1.0～2.5预热温度（℃）时间（h）80～1001～2料筒温度（℃）后段中段前段160～180180～200200～220 模具温度80～90 注射压力70～100成形时间（s）注射时间高压时间冷却时间总周期20～600～320~9050~160螺杆转速（r∕min）48 适用注射机类型螺杆、柱塞均可3 模具的结构形式3.1 注射机的选取注塑机的主要参数有公称注射量，注射压力，注射速度，塑化能力，锁模力，合模装置的基本尺寸，开合模速度，空循环时间等。

这些参数是设计，制造，购买和使用注塑机的主要依据。

(1)公称注塑量：指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量，反映了注塑机的加工能力。

(2)注射压力：为了克服熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力，我们将这种压力称为注射压力。

(3)注射速率：为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外，熔料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。

(4)塑化能力：单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调，若塑化能力高而机器的空循环时间长，则不能发挥塑化装置的能力，反之则会加长成型周期。

(5) 锁模力：注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力，在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。

(6) 合模装置的基本尺寸：包括模板尺寸，拉杆空间，模板间最大开距，动模板的行程，模具最大厚度与最小厚度等。

这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。

(7) 开合模速度：为使模具闭合时平稳，以及开模，推出制件时不使塑料制件损坏，要求模板在整个行程中的速度要合理，即合模时从快到慢，开模时由慢到快在到停。

(8) 空循环时间：在没有塑化，注射保压，冷却，取出制件等动作的情况下，完成一次循环所需的时间。

下面通过对相关参数的计算来选取注射机的型号。

3.1.1 射量的计算注射量是指注射机在对空注射的条件下，一次注射聚丙烯时所能达到的最大注射体积（或质量），螺杆式注射机注射其他塑料时的注射量采用下式计算：NV s+V j≤0.8Vg（3-1）cm）。

Vs——单个塑件的容积（3cm）。

V j——浇注系统和飞边所需要塑件的容积（3V g —— 注射机额定注射量（3cm ） 。

N ——模具型腔数该制品属于不规则实体，不能通过体积公式来计算体积。

可以借助相关软件来实现体积计算。

这里，借助了PRO/E 来实现体积计算：图3-1 家用塑料盆的体积分析经软件计算得：V s ＝455cm 3浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2～1倍来估算。

由于本设计塑件体积较大流道简单，用0.2倍来估算。

代入：()35.6828.02.01455cm V g =÷+⨯=塑件质量：g V m 5.4099.0455=⨯==塑塑ρ3.1.2 最大注射压力与模腔压力的计算最大注射压力是指注射过程中位于柱塞或螺杆前端的熔融塑料的压力，用P 表示 。

由于注射机类型、喷嘴形式、塑料流动特性、浇注系统结构和型腔的流动阻力等影响因素，熔料进入模腔时的压力远小于最大注射压力，有效注射压力 采用下式计算：P A =K ·P （3-2） 式中：K ——压力损失系数。

一般取值范围为 （1/4-1/2）选注射机——注射机的最大注射压力为：P ≧PM /KP M （模腔压力）——熔融型料在型腔内的压力（20MP ～40MP ），在此取30MP 。

P ≧P M =30/(1/3)=90MP3.1.3 锁模力的计算锁模力是指注射过程中注射机能够提供的防止模具打开的最大锁紧力，用F 表示。

注射模从分型面张开的力应小于注射机的额定锁模力即：)(j s m A nA P F +≥ （3-3） 式中： F ——注射机的额定锁模力（N ）。

A s 、A j ——塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积，mm 2。

P m ——塑料熔体在模腔中的平均压力，在此取30MPa 。

n ——模具型腔数，本设计取1。

2225236914.3)2/567(mm A A A s j z =⨯=≈+ )(1.757125236930)(KN A nA P F j s m =⨯=+≥3.1.4 确定注射机型号根据上述的计算结果，拟选择的注射机参数如下：表3-1 注射机参数型号HTF1300W2 A 型 拉杆内间距/mm 1350×1350 理论注射容积/cm35227 模具最大厚度/mm 1300 螺杆直径/mm 110 模具最小厚度/mm600 注射压力/a MP200 注射方式 螺杆式 螺杆转速/（r/min ）0—98 顶出行程/mm 350 锁模力/KN 13000 顶出力/KN 215 注射质量（PS ）/g 4757 塑化能力/（g/s ） 104 喷嘴球头半径/mm SR20 喷嘴孔孔径/mm 6 定位孔直径/mm 250 螺杆长径比/mm 26.2 注射速率/（g/s ）806模板行程mm14003.2 确定分型面分型面是模具上用于取出塑件和浇注系统冷凝料的可分离的接触表面。