盒盖塑件注射模具设计

摘要

本课题主要是针对盒盖的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是盒盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产盒盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对盒盖的具体结构，该模具是点浇口的双分型面注射模具。由于塑件内侧有四个小凸台，直接顶出，固采用斜推杆的结构形式。其优点在于简化机构，使模具外形缩小，大大降低了模具的制造成本。通过模具设计表明该模具能达到盒盖的质量和加工工艺要求。

关键词：塑料盒盖; 盒盖塑件注射模具；模具；

Pick to

This topic is mainly aimed at the lid mold design, through to the plastic parts for process analysis and comparison, the final design out a pair of injection mold. This subject from product structure, and the specific property of the mould structure, mould pouring system, die forming part of the structure and ejector system, cooling system, the injection molding machine selection and related parameters of checking, a detailed design, at the same time and simple compiled the mould processing technology. Through the whole design process shows that the mold can achieve the required plastics processing technology. According to the topic design is the main task of the injection mould design the lid. Also is a pair of injection mold design to production of plastics products, with the lid to realize automation to increase production. According to the specific structure, the lid of the die is the point of the gate double parting surface injection mold. Because plastic parts inside there are four small convex platform, the direct roof, the structure of the push rod solid form. Its advantage is that simplifying the mechanism, make the mould shape narrowed, and greatly reduce the mould manufacturing cost. Through the die design shows that the mold can achieve the lid of the quality and processing technology requirements.

Key word：Plastic box cover; the box cover injection mold; mold;

目录

摘要 0

Pick to (1)

序言 (3)

1.1当前模具设计发展趋势 (3)

1.2本次模具课程设计的任务 (3)

2塑件成型工艺性分析 (4)

2.1塑件的分析 (4)

2.2聚乙烯(PE)的性能分析 (5)

2.3 PE的注射成型过程及工艺参数 (6)

3.初选注塑机规格 (8)

3.1注射机型号的确定 (8)

3.2注射机的相关参数的校核 (9)

4分型面和型腔数目选择 (10)

4.1分型面位置的选择和确定 (10)

4.2型腔数目的确定 (11)

5浇注系统的设计 (12)

5.1主流道的设计 (12)

5.2浇口的设计 (13)

6型腔型芯设计 (15)

6.1成型零件的结构设计 (15)

6.2 型芯和型腔的加工工艺卡、工序卡 (18)

7模架的确定 (20)

7.1模架的选择 (20)

7.2模架各尺寸的校核 (21)

8导向与脱模机构的设计 (23)

8.1导向定位机构的设计 (23)

9温度调节与排气系统的设计 (24)

9.1温度调节系统设计 (24)

9.2排气系统设计 (25)

结论 (26)

参考文献 (27)

致谢 (28)

序言

1.1当前模具设计发展趋势

随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。

近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。

1.2本次模具课程设计的任务

本次课程设计的主要任务是盒盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产盒盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对盒盖的具体结构，通过此次设计，使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。

2塑件成型工艺性分析2.1塑件的分析

（1）外形尺寸与精度等级盒盖整体尺寸70.6mm×51.6mm外部由长方形体并倒角形成，内部由一长方形腔但有两个宽度为6*1.2*1.2mm长方形凸台构成，盒盖属于外部配件，表面精度要求较高，尺寸精度要求不高。

（2）脱模斜度该塑件材料为聚乙烯，选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为30′。

（3）该塑件尺寸较大且要求塑件表面精度等级较高，无凹痕。采用点浇口流道的双分型面型腔注射模可以保证其表面精度。

2.2聚乙烯(PE)的性能分析

（1）使用性能密度:0.94-0.96克/立方厘米，成型收缩率:1.5-3.6%，熔

点105~137℃。聚乙烯塑料是塑料工业中产量最大的品种。按聚合时采用的压力不同可分为高压低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线型低密度聚乙烯（LLDPE）。薄膜是其主要加工产品，其次是片材和涂层、瓶、罐、桶等中空容器及其它各种注塑和吹制品、管材和电线、电缆的绝缘和护套等。主要用于包装、农业和交通等部门。

（2）成型性能1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形.

2.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统.

3.加热时间不宜过长,否则会发生分解,灼伤.

2.3 PE的注射成型过程及工艺参数

（1）注射成型特点聚乙烯成型时，在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大。注射方向的收缩率大于垂直方向上的收率，易产生变形，并使塑件浇口周围部位的脆性增加；聚乙烯收缩率的绝对值较大，成型收缩率也较大，易产生缩孔；冷却速度慢，必须充分冷却，且冷却速度要均匀；质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。

（2）注射工艺参数

3.初选注塑机规格

3.1注射机型号的确定

（1）盒盖体积根据塑件的三维模型，利用三维软件直接可查询到可得出

盒盖体积

V盒=5385 mm3

（2）盒盖质量查《模具设计与制造简明手册》P276.表2-2常用热塑性塑料主要技术指标可知PE的密度为0.94～0.96g/cm3，这里取0.96g/cm3，计算可得盒盖的质量M盒=5.385 cm3×0.96g/cm3≈5.1696g.

（3）浇注系统凝料体积的初步估算根据经验按照塑件体积0.2~1倍计算，由于本设计流道简单且较长，因此浇注系统凝料按塑件体积的1倍计算，故一次注入模具型腔的塑料熔体总体积V总=V盒×（1+1）=5.1696×2≈10.34cm3 （4）选择注射机根据第三步计算出的一次注入模具型腔的塑件总体积V 总=10.34cm3，可得V总/0.8≈13cm3

根据以上计算，由于HDPE须使用螺杆式注射机，因此初选号为XS-ZY-500，

参数如表 3-1所示：

表3-1注射机主要技术参数

3.2注射机的相关参数的校核

（1）注塑量的校核注塑模内的塑件及浇注系统凝料的总熔量（容积或质量）应在注塑额定注塑量的80%以内，即 nVs+Vj≤0.8Vg

式中 Vs—单个塑件的容积。即Vs=13cm3

n—模具的型腔的数目即 n=4

Vj—浇注系统和飞边所需塑料的容积（cm3）或质量（g），约为Vs 的1／10；

Vg—注塑机的额定注射量（cm3或g）

所以有：

nVs+Vj=4×10.34+10.34/10≈42.4≤0.8Vg=400

所以注塑机的注塑量合格。

（2）注射压力的校核 PE所需的注射压力60~100MPa，这里取100MPa，注射机公称压力450MPa，注射压力100<450,所以该注射机注射压力合格。

（3）锁模力的校核塑件的投影面积A1=3285.78mm2×4=13143.12 mm2。因为浇注系统采取点浇口，故浇注系统投影面积A2=0，所以模具型腔内的胀型力F胀=A1×p模=13143.12×20=262.86KN，式中p模式型腔的平均计算压力值，查表得p=20MPa，262.86<900

所以，注射机锁模力合格。

（4）模具高度与注塑机闭合高度关系的校核模具的闭合高度应在注射机最大于最小闭合高度之间，即 Hmin＜Hm＜Hmax

其中：Hm=375mm， Hmin=300mm Hmax=450mm

所以，注射机模具高度与注塑机闭合高度关系合格。

（5）开模行程校核注塑机的开模行程应大于取出塑件所需的楷模距离，即

Ｓmax≥H1 + H2 +（5～10）mm

Ｓmax—注塑机最大开模行程；即Ｓmax=300mm

H1—塑件脱模所需顶出距离；即H1=40mm

H2—塑件高度；即H2=10.2mm

所以得：H1 + H2 +10=60.2mm ≤300mm

所以，注塑机开模行程合格。