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塑料积木注塑模具毕业设计 1 / 2 任务书 塑料积木，结构如图所示。大批量生产。材料塑料积木，结构如图所示。大批量生产。材料 PE 22 19.5 30 15 15 30 1 1.5 R0.5 R2.5 塑料积木注塑模具毕业设计 2 / 2 塑料积木注塑模具毕业设计 1 / 38 塑料成型工艺及模具设计塑料成型工艺及模具设计 课课 程程 设设 计计 设设 计计 题题 目：目：*模具设计模具设计 系系 部：部： 机电与建筑工程学部机电与建筑工程学部 专专 业：业： 材料成型及控制工程材料成型及控制工程 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指指 导导 老老 师：师： 李继高李继高 2014 年年 6 月月 15 日日 塑料积木注塑模具毕业设计 2 / 38 任务书 塑料积木，结构如图所示。大批量生产。材料塑料积木，结构如图所示。大批量生产。材料 PE 22 19.5 30 15 15 30 1 1.5 R0.5 R2.5 塑料积木注塑模具毕业设计 3 / 38 目目 录录 引 言 .2 1 结构工艺分析 .5 1.1 原始设计依据.5 1.2 塑件的结构及工艺性分析.5 1.3 塑件材料及成型特性分析.6 1.3.1 PE 主要的性能特点 .7 1.3.2 PE 的成型工艺性能.7 1.3.4 成形特性： .7 1.3.5 成形工艺： .8 2 注射模的组成 .9 2.1 注射模组成.9 3 注塑模整体结构设计 .10 3.1 型腔数量的确定.10 3.2 分型面的设计.10 3.3 气槽的设计.11 3.4 浇注系统的设计.11 3.4.1 主流道设计 .11 3.4.2 浇口套的结构形式 .12 3.5 分流道的设计.12 塑料积木注塑模具毕业设计 4 / 38 3.6 浇口的设计.13 3.6.1 浇口的作用 .13 3.6.2 浇口设计的基本要点 .13 3.6.3 浇口类型 .13 3.7 冷料穴的设计.14 3.7.1 冷料穴 .14 3.7.2 拉料杆设计 .15 3.8 合模导向机构的设计.15 3.8.1 导向机构 .15 3.8.2 对导柱结构的要求 .15 3.8.3 导向孔 .16 3.8.4 导柱与导套的配合 .17 3.8.5 导柱布置 .18 3.9 塑件脱模的机构设计.20 3.10 冷却系统设计.21 3.10.1 模具温度调节的重要性.21 3.10.2 冷却参数的计算.21 3.11、成型零件的结构设计.22 3.11.1、凹模的结构设计.22 4 相关理论计算及校核 .23 4.1 注射机型号的选择.23 4.1.1 估算塑件体积.23 4.1.2 选择注射机.23 4.2 注塑机基本参数.23 4.3 选择注塑机.23 4.3.1 体积计算 .15 4.3.2 选择成型设备 .15 4.3.3 注射机参数规格 .15 4.4 注射机的校核.23 4.4.1 最大注射量的校核 .15 塑料积木注塑模具毕业设计 5 / 38 4.4.2 注射压力的校核 .15 4.4.3 锁模力的校核 .16 4.4.4 喷嘴尺寸的校核 .17 4.4.5 定位圈尺寸校核 .18 4.4.6 开模行程和顶出装置的校核 .15 4.5 零件工作尺寸的计算.23 5.5.模具结构的初步确定 .25 5.1 模架的选择.25 5.2 注射模具的选材.25 5.2.1 塑料模具成型零件（型腔、型芯）的选材.25 5.2.2 模板零件的选材.25 5.2.3 浇注系统零件的选材.26 5.2.4 导向零件的选材.26 5.2.5 模架的选择.26 5.2.6 推出机构零件的选材及推出方式.26 5.2.7 该套模具所用材料的性能比较.26 6 模具结构总装图与零件工作图的绘制 .28 7 模具的试模与修模 .28 7.1 注射机选定.28 7.2 试模用注塑料.28 7.3 试模工艺.28 7.4 试模.28 7.5 修模.29 七 总结 .30 塑料积木注塑模具毕业设计 6 / 38 参考文献 .31 引言引言 塑料模的功能塑料模的功能 模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具，按制品所 采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具， 金必压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机 械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，所以模具制造业已成为一个大行 业。在高分子材料加工领域中，用于塑料制品成形的模具，称为塑料成形模具， 简称塑料模具。塑料模具优化设计，是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产 这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确 定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模具腔形 状、流产尺寸、表面粗糙、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型 方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、 内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加 工过程中，塑料模具结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再 次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模具外，一般来说制模费用 是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。 现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为 塑料制品成型技术的“三大支柱” 。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件 外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生 产的模具，才能发挥其应有的交通。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更 新为前提。 塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑 料制品及其成形设备被确定后，塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素 约占 80%。由此可知，推动模具技术的进步应是刻不容缓的策略。尤其大型塑 料模的设计与制造水平，常常标志一个国家工业化的发展程度。 我国塑料模现状我国塑料模现状 在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、 美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低 许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的 1/31/5， 工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 塑料积木注塑模具毕业设计 7 / 38 我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD 技术、CAPP 技术， 已有相当规模的开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距 较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量沿不稳定。模 具标准化程度不高，系列化商品化沿待规模化；CAD、CAEFlowCool 软件等应 用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合沿无规划；企业大而全 居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞 争能力，是刻不容缓的。 塑料模发展趋势塑料模发展趋势 1 注射模 CAD 实用化 2 挤塑模 CAD 的开发 3 压模 CAD 的 4 塑料专用钢材系列化 5 塑料模 CAD/CAD/CAM 集成化 6 塑料模标准化。 塑料积木注塑模具毕业设计 8 / 38 1 1 结构工艺分析结构工艺分析 1.1 原始设计依据原始设计依据 本塑件的外观要求表面光洁，要求无裂痕、斑纹、脱皮、分层、变形等缺陷。 该塑件选用材料为 PE。塑件的二维图如图所示： 22 19.5 30 15 15 30 1 1.5 R0.5 R2.5 图 1-1 1.2 塑件的结构及工艺性分析塑件的结构及工艺性分析 根据塑件图，使用 Pro/e 软件绘制其三维造型图，通过三维图可以较为直 观地认识塑件的结构。塑件的壁厚均匀，依外形特点恰避免了侧抽芯，内壁有 八条加强筋以增强塑件的强度和刚度。塑件三维图如下所示： 塑料积木注塑模具毕业设计 9 / 38 图 12 图 1-3 1.3 塑件材料及成型特性分析塑件材料及成型特性分析 根据塑件的工艺性分析可知，本设计选用 PE 材料较为恰当。PE 属于无定 性聚合物，密度为 1.05g/cm3。 1.3.1 PE 主要的性能特点主要的性能特点 PE 具有较强的综合性能，PE 塑料为无定型料，一般不透明。PE 无毒、无 味，成形塑件的表面有较好的光泽。PE 具有一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、 耐水性、化学稳定性和电性能；具有良好的机械强度，特别是抗冲击强度高。 但是，在大气中老化性较差。 1.3.2 PE 的成型工艺性能的成型工艺性能 （1）使用前的准备 PE 的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前要前行充分的干燥和预热。 不单能削除水气造成的制品表面烟花状气泡带，而且还有助于塑料的塑化，减 少制品表面的色斑和云纹。PE 原料水分要控制在 0.3%以下。干冬季节，干燥温 度为 75800c,料厚层厚度为 2030mm，干燥时间为 23h，夏季雨水天要在 80900c 下干燥 48 个小时。表面要求光泽的塑料须长时间预热干燥达 816 小 时。此外，还要根据原料产地、储存、和运输状况，对于干燥条件适当调整。 PE 具有较好的染色性，一般采用浮染法。原料要加入紫外线吸收剂和抗氧化剂， 以提高耐老化度。 （2）PE 的成型温度控制 PE 是无定性材料，分解温度为 2700c，耐热性不是太好。因含有橡胶成分， 过高的成型温度并会使流动性增加，相反会引起橡胶分解，流动性降低。同时， 长时间的高温作用会造成降解，交联和炭化。所以成型时应严格控制温度在允 塑料积木注塑模具毕业设计 10 / 38 许范围内。对柱塞式料筒温度应控制在 1602300c，螺杆式料筒温度应控制在 1602200c，喷嘴温度在 1701800c 范围内。 PE 成型易取高料温、高模温，但料温过高易分解。对精度较高的塑件，模 温宜取 50600c，对高光洁度，耐热塑件，模温宜取 60800c。较高的模具温度， 制品外表面能够达到较光洁，可以避免合模线和陷坑等不良现象，减少制品变 形，但收缩率较大。一般的模具温度应尽可能低些。 （3）注射压力的确定原则 注射压力的大小主要取决于制品的结构和壁厚，一般控制在 60120Mpa。 壁薄流道较长，流动阻力较大时，注射压力可高至 130150Mpa。壁厚，浇口 截面较大，流动阻力小时，注射压力可略底些。提高注射压力可以提高 PE 制品 的光泽度。 注射过程中，保压压力的大小，对制品的表观质量和银丝状缺陷都有较大 的影响。压力过小，塑料收缩大，与型腔表面脱离接触的机会大，在温度较高 时，制品表面易雾化。压力过大，塑料型腔表面摩擦作用强烈，容易造成黏模。 所以一定要调整配好保压压力和保压时间。保压压力为注射压力的 30%60%。 保压控制得越低越好，保压最高时可 1.5Mpa。螺杆前进速度采用慢速，一般不 0.550.65m/s。 （4）注射速度的确定 PE 采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料容易分解，甚至 烧焦，从而在制品上出现熔接缝，光洁度差，及浇口附近的物料发红等缺陷。 但在生产调制品或复杂制品时，还是要保证有足够的注塑料。 1.3.4 成形特性：成形特性： 1.无定形塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也有差异，应 按品种确定成形方法及成形条件。 2.吸湿性强，含水量应小于 0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应 要求长时间预热干燥。 3.流动性中等，溢边料 0.04mm 左右（流动性比聚苯、AS 差，但比聚碳酸 脂，聚氯乙烯好） 。 4.比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲 击型树脂，料温更宜取高） 。料温对物性影响较大，料温过高易分解（分解温度 为 2500c 左右，比聚苯乙烯易分解） ，对要求精度较高塑件，模温宜取 500c600c，要求光泽及耐热型料宜取 600c800c。注射压力应比聚苯乙烯高，一 般用柱塞式注射机时料温为 1800c2300c，注射压力为 100140Mpa,螺杆式注射 机