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塑料模具设计与制造课程设计第1页塑料模具设计说明书项目名称：塑料碗注射模具设计系别：机电系专业：机械设计制造及其自动化组长：学号：组员：学号：学号：学号：学号：学号：指导教师：二OO九年四月塑料模具设计与制造课程设计第2页目录一、塑料碗的零件图.......................................................................................................................31.塑料碗的3D模型（SolidWorks造型）.............................................................................3二、塑料碗制品的结构特点...........................................................................................................4三、选择的塑料及其性能、成型条件...........................................................................................51.选择的塑料............................................................................................................................52.PP塑料的性能......................................................................................................................53.PP的成型条件......................................................................................................................5四、确定型腔数、排列方式和分型面...........................................................................................61、型腔数目的确定.................................................................................................................62、型腔的排列方式.................................................................................................................63、分型面的设计.....................................................................................................................7五、选择注射机和注射机参数.......................................................................................................81、注射机的组成.................................................................................................................82.锁模力的校核........................................................................................................................93.注射量的校核.....................................................................................................................104.核膜机构的尺寸的校核....................................................................................................10六、模具型腔和型芯尺寸计算.....................................................................................................101、型腔的内形尺寸计算.......................................................................................................112、型腔的深度尺寸计算.......................................................................................................123、型芯的外形（外径）尺寸...............................................................................................124、型芯的高度尺寸计算.......................................................................................................13六、确定模架尺寸.......................................................................................................................131、导柱的结构.......................................................................................................................132、导套的结构.......................................................................................................................14七、参考资料................................................................................................................................14塑料模具设计与制造课程设计第3页一、塑料碗的零件图1.塑料碗的3D模型（SolidWorks造型）2.塑料碗的尺寸图塑料模具设计与制造课程设计第4页二、塑料碗制品的结构特点1.餐具外观酷似瓷器或象牙，不易脆裂又适宜机械洗涤。2.刚性和强度比传统的塑料制品好，制品不易变形。3.耐高温性能较好，可以能用作微波炉餐具但低温脆性高。4.在室温下不固化，一般在130～150℃热固化，加少量酸催化可提高固化速度。5.塑料碗采用凹模结构设计，凹模是成型产品外形的主要部件。其结构特点：随产品的结构和模具的加工方法而变化。镶拼的组合方式的优点：对于形状复杂的型腔，若采用整体式结构，比较难加工。所以采用组合式的凹模结构。同时可以使凹模边缘的材料的性能低于凹模的材料，避免了整体式凹模采用一样的材料不经济，由于凹模的镶拼结构可以通过间隙利于排气，减少母模热变形。对于母模中易磨损的部位采用镶拼式，可以方便模具的维修，避免整体的凹模报废。组合式凹模简化了复杂凹模的机加工工艺，有利于模具成型零件的热处理和模具的修复，有利于采用镶拼间隙来排气，可节省贵重模具材料。塑料模具设计与制造课程设计第5页三、选择的塑料及其性能、成型条件1.选择的塑料：PP（聚丙烯）2.PP塑料的性能：PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。3.PP的成型条件：塑料碗在注射成型时，要经过三个阶段的转换：一是塑料未进入料筒时的颗粒状态；二是塑料在料筒中的塑化流动而达到的熔融状态；三是塑料通过注射模浇注系统的冲模流动及冷却定型。在每个阶段中，都要有特定的工艺成型条件。3.1颗粒状态（1）预热干燥原料应先进行预热干燥处理，预热时间为1.5-2min，料温升至80C°-100C°。原因是原料中往往水分含量太高，如果直接放入料筒，会导致制品表面暗淡，色泽不均匀以及表面气泡等故障。但是预热时间要适当，温度也不能过高。温度太高会导致制品表面产生焦斑；预热温度太高或预热时间太长会导致制品表面色泽不均匀。（2）加料计量进料量要准确。如果原料过多会造成制品飞边多，清理困难；如果原料太少，会造成成型压力不够，制品不能完全固化等弊端。3.2熔融状态（1）控制成型温度和压力根据PP塑料的最佳成型条件要求，应将模具的成型温度控制在150-220C°之间；初压控制在70Mpa-90Mpa之间，加压时间为1-5s。原料温度太高，容易导致制品表面有焦斑及制品色泽不均匀；初压时间太长，会导致制品表面疏松；成型温度和压力不适当，会导致塑料流动性能太差。（2）排气在成型时会产生缩合水及挥发性气体，所以应当在成型时进行排气以防止制品表面疏松。通常放气的次数和时间长短凭经验确定，放气动作力求迅速。只要卸除一下压力，再立即恢复到原来的压力，放气动作就算完成了。我们的塑料碗结构不复杂，所以不必从模具方面考虑排气结构。塑料模具设计与制造课程设计第6页3.3冲模流动及冷却定型（1）固化阶段排气后即刻合模升压至70-90Mpa，时间70s左右。在此阶段，固化时间应当充足，否则会导致制品表面暗淡。（2）出模完成固化之后，风冷制品，顶出机构将制品顶出。（3）出模后的加工我们制作的是食品器具，所以制品出模后，应入120C°以上的烘箱中加热30—60min，使之进一步固化。最后进行打磨飞边，完成塑料碗的制作。四、确定型腔数、排列方式和分型面1、型腔