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1、塑料樂扣飯盒盒蓋注塑模具設(shè)計,小組成員：孟昭強(qiáng) 曾昱 魏志軍 王杰 王凱,塑料塑件的工藝性分析及注射機(jī)初選,2.1：塑件的原材料 ： 本塑件飯盒為日常生活中所常見的塑料制品，主要用于盛裝食品?？紤]其使用的特殊性，綜合分析各種塑料的性能，選用材料為聚丙烯（PP）。 聚丙烯(PP塑料)是一種高密度、無側(cè)鏈、高結(jié)晶必的線性聚合物，具有優(yōu)良的綜合性能。,2.2塑件成型工藝分析,2.2.1塑件結(jié)構(gòu)分析 查文獻(xiàn)，取聚丙烯小型塑件壁厚推薦值為：1.45mm； 飯盒基本尺寸設(shè)計為：180mm120mm15mm； 取飯盒蓋內(nèi)壁尺寸為：107mm；內(nèi)外壁之差則為：5mm；取外壁圓角為：10mm，內(nèi)壁圓角為：10/
2、3mm；盒蓋的一角有一個半徑為4mm的環(huán)形凸臺。,因為塑件為薄壁容器，為了防止其剛度、強(qiáng)度不足而引起塑件變形，故塑件頂部設(shè)計為一個高5mm的弧形圓，如圖21所示：,,圖21 塑料飯盒盒蓋的兩面,2.2.2塑件尺寸精度分析,飯盒盒蓋的兩個尺寸有精度要求，即尺寸107mm和120mm，精度要求為MT3，因塑件的外形尺寸受模具活動部分影響尺寸的公差（如飛邊），故公差種類選為B級。公差等級無要求的選為MT5，,查文獻(xiàn)得：塑件如圖22所示:,圖22 塑料飯盒俯視圖和剖視圖,2.4初選注塑機(jī)的型號和規(guī)格,根據(jù)塑件的成型工藝參數(shù)查文獻(xiàn)，初步選擇國產(chǎn)G54S200/400型號的注塑機(jī)，其規(guī)格和性能如下表24所
3、示：,表24 國產(chǎn)G54S200/400型號注塑機(jī)規(guī)格和性能,3： 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計,3.1分型面的確定 為了保證塑件的順利脫模和塑件的技術(shù)要求及模具的制造簡單，分型面選擇為飯盒盒蓋下表面。如下圖31所示：,圖31 分型面示意圖,3.2型腔數(shù)目的確定和配置,此次根據(jù)塑件設(shè)計說明書的設(shè)計要求、塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及尺寸精度要求和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性要求，確定采用一模一腔。,3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計,3.3.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則 3.3.2主流道設(shè)計 3.3.3分流道設(shè)計 3.3.4澆口設(shè)計,3.3.2主流道設(shè)計,主流道要求澆注系統(tǒng)對塑料的溫度降和壓力損失最少。 主流道設(shè)計如下圖32所示,圖32 主流道的設(shè)計,
4、澆口套的結(jié)構(gòu)形式是：澆口套與定位圈設(shè)計成兩個零件，以臺階的形式固定在定模座板上。,澆口套的使用形式和參數(shù)如下圖所示：,澆口套的固定形式和定位圈尺寸如圖 ：,3.3.3分流道設(shè)計,由于此次設(shè)計是一模一腔，分型面為盒蓋底面，而澆口選擇為點(diǎn)澆口直接式，故分流到不必設(shè)計。,3.3.4澆口設(shè)計,考慮塑件的成型要求、澆口的加工方便與否和實際使用情況，此次點(diǎn)澆口為直接式點(diǎn)澆口。 考慮塑件的成型要求和模具的加工方便與否及實際的使用情況，此次設(shè)計澆口的位置選為飯盒蓋頂部中心。 點(diǎn)澆口直徑通常為0.51.5mm，取為0.5mm，角度通常為6o15o，取為14o。,澆口的設(shè)計如下圖所示：,3.4冷料穴和拉料桿的設(shè)計
5、,設(shè)計采用的是一模一腔，點(diǎn)澆口直接式澆注，故冷料穴和拉料桿不必設(shè)計。,3.5成型零部件的設(shè)計,因為是小型塑件，一模一腔，又為了加工效率高，拆裝方便，還保證塑件的形狀和尺寸精度，此次設(shè)計選擇整體嵌入式凸模，凹模選擇為整體式。凸模用單獨(dú)加工的方法加工制成，然后采用H7/m6過渡配合壓入模板中,凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖如下圖：,3.5.1型腔和型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計計算,模具零件的工作尺寸和塑件尺寸關(guān)系如圖 ：,型腔徑向尺寸計算：,,,,,型芯徑向尺寸計算：,,,,,,,型腔深度尺寸計算：,型芯高度尺寸計算：,,,3.6模架的選擇,由于此次設(shè)計為中小型塑件，模架選擇P4-250355-26-Z1 GB/T12
6、556.1-90型 選擇模架的規(guī)格 ： B0L為250mm355mm，,模架的具體參數(shù)如下表31所示 ：,導(dǎo)柱、復(fù)位桿、內(nèi)六角螺釘布置的位置關(guān)系如下表32所示 ：,模具裝配示意圖如下圖 ：,3.7結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計,3.7.1導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.7.2導(dǎo)套結(jié)構(gòu)設(shè)計,由表31模架的組合尺寸知導(dǎo)柱直徑為20，導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)，部分技術(shù)要求見下圖 ：,由表31模架的組合尺寸知導(dǎo)套直徑為28，查得導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)，部分技術(shù)要求如圖：,3.8推出機(jī)構(gòu)設(shè)計,3.8.1推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則 3.8.2推出力的計算 3.8.3推桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.8.4復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計,3.8.2推出力的計算,
7、塑件注射成型后在模內(nèi)冷卻定形，因體積收縮而對型腔產(chǎn)生包緊力，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計就是為了克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。脫模力：,,式中：A塑件的包絡(luò)型芯的面積，用solidworks測量出來為0.034m2、 P塑件對型芯單位面積上的包緊力，在一般情況下，模內(nèi)冷卻的 塑件p取為（0.81.2）107Pa，此次設(shè)計取為1.0107Pa。,因塑件底部無孔，脫模推出時還要考慮克服大氣壓壓力，則塑件的脫模力為：,,因塑件比較薄，在盡量保證塑件的外觀質(zhì)量情況下，此次推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計采用頂桿將塑件推出，,推出機(jī)構(gòu)示意圖如圖3-11所示：,圖311 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計示意圖,3.8.3推桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計,由圖311
8、知此次設(shè)計的為有肩推桿，其直徑為4mm 推桿的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)，部分技術(shù)要求見下圖312,,圖312 推桿的結(jié)構(gòu)形式及參數(shù),3.8.4復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計,由表31模架的組合尺寸知復(fù)位桿直徑12.5，查得復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)，部分技術(shù)要求見圖313,圖313 復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)形式及參數(shù),3.9冷卻系統(tǒng)的設(shè)計,冷卻系統(tǒng)的設(shè)計會減少塑件成型的時間，提高生產(chǎn)效率，塑件的表面光潔度也會得到提升。聚丙烯由于粘度低、流動性好，故此次設(shè)計考慮冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。冷卻介質(zhì)可用水、壓縮空氣和冷凝水冷卻，由于水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低廉，故此次設(shè)計采用常溫水對模具冷卻。,由于冷卻不均勻，冷卻系統(tǒng)的冷卻水道應(yīng)盡量的多，此
9、次設(shè)計選擇為4道。水道距離型腔表面的距離相等，澆口處也加強(qiáng)冷卻。冷卻系統(tǒng)采用直流循環(huán)式，其結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。,冷卻系統(tǒng)的設(shè)計如下圖314所示。,4 注塑模的校核計算,4.1.1最大注射量的校核 最大注射量是指注射機(jī)對空注射時，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行程，注射裝置所能到達(dá)的最大注射量，其須大于注射成型塑件所需要的總注射量，其校核公式為：,,4.1.2鎖模力的校核,注射時塑料熔體進(jìn)入型腔內(nèi)會存在較大的壓力而使模具從分型面漲開，足夠大的鎖模力可以平衡塑料熔體的壓力而保證塑件的質(zhì)量，故在進(jìn)行注塑模的設(shè)計時，需要對注射機(jī)提供的鎖模力進(jìn)行校核，其校核公式為：,,4.1.3開模行程的校核,注射機(jī)的開
10、模行程是受合模機(jī)構(gòu)限制的，注射機(jī)的最大開模距離必須大于脫模距離，否則塑件將無法順利的從模具中取出。其校核公式如下：,,雙分型面注射模的開模行程,4.2矩形型腔側(cè)壁和底板厚度校核,矩形型腔結(jié)構(gòu)及受力情況,4.2.1整體式矩形型腔側(cè)壁厚度校核,剛度條件校核： 整體式矩形型腔最大的變形量應(yīng)小于其許可變形量，其校核公式如下：,,強(qiáng)度條件校核：,強(qiáng)度條件校核公式為：,,4.2.2整體式矩形型腔底板厚度校核,剛度條件校核： 型腔底板按剛度厚度的按剛度校核公式為：,,強(qiáng)度條件校核： 型腔底板按剛度厚度的按強(qiáng)度校核公式為：,,綜上所述：注射機(jī)的各項參數(shù)都滿足要求， 說明此設(shè)計合理。,小結(jié),通過本學(xué)期在王老師的帶領(lǐng)下，我順利的完成塑料注射模具設(shè)計這門課程的學(xué)習(xí)，對注塑模具設(shè)計的基本知識有了初步的了解，對簡單的注塑件的模具設(shè)計的流程有所了解，由于生產(chǎn)實踐的缺乏，所設(shè)計的模具不一定能投入于生產(chǎn)，希望在今后不斷的學(xué)習(xí)中，對塑料模具設(shè)計這一塊有進(jìn)一步的提高。,謝謝！,
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