便携饭盒塑料模具设计毕业设计(编辑修改稿)

便携饭盒塑料模具设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

31 单分型面注射模的分型面 式中 n—— 型腔数 利K —— 注射机公称注射量的利用系数 ~，此处取 . 公G —— 注射机的质量公称注射量（ g） 废G —— 浇注系统及飞边等的塑料质量（ g） 件G —— 单个型腔中塑件质量（ g） n＝ 件废公利 G GGK  =2 凸模设计 凸模用于成型塑料的内表面，又称型芯、阳模或成型杆。 结构分整体式和组合式两种。 为了便于加工和有利于排气，运用整体式的型芯结构。 11 图 32 凸模设计 12 凹模设计 凹模用于成型塑件的外表面，又称阴模、型腔。 按照结构的不同可以分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式和四壁镶嵌式五种。 该设计采用 整体嵌入式结构，由整块金属材料直接加工成母模仁 图 33 凹模设计 成型零件工作尺寸的计算 凹模的內形尺寸     3[ 1 3 / 4 ]L L k    凹 13 式中： L 凹为型腔內形尺寸 (mm)； L 塑为塑件外径基本尺寸 (mm),即塑件的实际外形尺寸； K 为塑料平均收缩率 (%)，此处取 % Δ s 为塑件公差，查表知 PP 塑件精度等级取 5 级；塑件基本尺寸在 3~6mm 范 围内取。 18~24mm范围内取。 80~100mm范围内取。 在 100~120mm公差取 ；在 140~160mm 公差取。 在 200~225mm 公差取。 在 280~350mm 公差取。 在315~355mm 公差取 所以型腔尺寸如下： 尺寸类型 塑件尺寸 计算公式 型腔或型芯工作尺寸 型腔的径向尺寸 160    SLLL  146    SLLL  140    SLLL  140    SLLL  型腔深度的尺寸计算： h凹 =[h塑 (1+k)(3/4)Δ ] 3 式中 ： h凹 凸模 /型芯高度尺寸 (mm)； h塑 为塑件內形深度基本尺寸 (mm),即塑件的实际內形深度尺寸； Δs 、 K 含义如式中。 H1==55  凸模的外形尺寸计算 14 L凹 =[L塑 (1+k)+(3/4) Δ ] 3 式中 ： L凹 凸模 /型芯外形尺寸 (mm)； L塑 为塑件內形基本尺寸 (mm),即塑件的实际內形尺寸； Δs 、 k 含义如式中。 由于该塑料的收缩率不大为 %，故只需在型腔尺寸比较大的考虑其收缩率，在尺寸小的地方不用考虑由收缩率引起的尺寸偏差。 所以型芯的尺寸如下： 型芯的径向尺寸 140  0 cpm SdL 0  型芯的深度尺寸计算： h凹 =[h塑 (1+k)+ (2/3)Δ ] 3 式中 ： h凹 为 凸模 /型芯高度尺寸 (mm)； h塑 为塑件內形深度基本尺寸 (mm),即塑件的实际內形深度尺寸； Δs 、 k 含义如式中。 型芯的高度为： H== 型腔壁 厚的计算 型腔的强度及刚度要求 塑件模具的型腔侧壁和底壁厚度的计算是模具设计中经常遇到的问题，尤其对大型模具更为突出。 目前许多单位都是凭经验决定的，但常因估计不准确而造成模具报废和浪费材料，为此建立科学的计算方法是实属必要的。 目前常用的计算方法有按刚度和强度两大类，但是实际的塑料模具却要求既并不允许因刚度不足而影响变形，甚至破坏，也不允许因刚度不足而发生过大变形。 因此，要求刚度和强度加以合理考虑。 15 在注塑成型过程中，型腔所受的力有塑件熔体的压力，合模时的压力，开模时的拉力等，其中最主要的是熔体 的压力，在塑料熔体压力作用下，型腔将产生有应力及变形。 如果型腔侧壁和壁厚不够，当型腔中产生的内应力超过材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。 与此同时，刚度不足侧壁发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及强度的要求并非同时兼顾。 对于大尺寸型腔，刚度不足是主要问题，应按强度计算。 强度计算的条件是满足各种受力状态下的许用应力。 刚度计算的条件则因模具性，从几个方面考虑 [10] ： 1. 要防止益料 模具型腔的某些配合面当高压塑料熔体注入时，会产生足以益料的间隙。 对于 PS 而言，间隙为 . 2. 应保证塑件精度 塑件均有尺寸要求，这就要求模具塑腔具有良好的刚性，即塑件注入时不产生过大的弹性变形。 最大的弹性变形值可取塑件的允许公差的 1/5。 常见中小塑件公差为 ～。 因此允许弹性变形量为 ～ ，可按塑件大小和精度等级选取。 3. 应利于脱模 当变形量大于塑件冷却收缩时，塑件的周边 将被型腔紧紧的包住而难以脱模，强制顶住易使塑件划伤或损坏，因此型腔允许弹性变形量小于塑件的收缩值。 型芯的强度、刚度相当于杆类零件的校核计算。 型腔壁厚计算 在注射成型过程中，型腔承受塑料熔体的高压作用。 因此模具型腔应该有足够的高度。 型腔强度不足，将发生塑性变形，甚至破裂，刚度不足将产生过大的弹性形变，导致型腔的向外膨胀，并产生溢流间隙。 型腔厚度的计算 本塑件中的型腔为矩型壳类形状，其厚度算法可用矩形型腔厚度公式计算。 1. 型腔侧壁厚度计算 16 刚度条件 314 pME hcpS  （ 32） 式中 S—— 型腔侧壁厚度（ mm） C—— 系数。 查表得 C= h—— 型腔侧壁受压高度（ mm）。 h=17mm Mp —— 型腔压力（ MPa），查表得，对于塑料 pp为 100MPa。 E—— 模具材料弹性模量 p —— 任一自由边中点的允许变形量，查表得，对于材料 pp 取 （ mm） 所以 3164 100551  S = 强度条件  21)1(3    wPaS （ 33） 式中 a —— 型腔侧壁受压高度（ mm） a =17mm P —— 型腔压力（ MPa）查表得，对于塑件 PS为 100MPa w —— 系数，查表得  —— 短边与长边比。  =17067  —— 许用应力（ MPa），对于碳钢  =160（ MPa） 21)1 6 0 )(1 0 03(55 S = 所以 S取 30mm。 2. 型腔底壁厚度计算 按强度计算： 17 pMh pabt 39。  （ 34） 式中 ht —— 底壁厚度（ mm） b—— 凹模型腔的内孔（矩形）短边尺寸（ mm） b=67mm 39。 a —— 系数且由 l/b=170/67= 查表得 39。 a = Mp —— 模腔压力（ MPa）且 Mp =（ 25%～ 50%） 注P =22～ 55MP 取 40 MPa。 p —— 材料许用应力（ MPa） p =160 则 16 ht = 按刚度计算 3439。 pMh E hpct  （ 35） 式中 39。 c —— 系数且由 l/b=170/67= 查表得 39。 c = Mp —— 模腔压力（ MPa）且 Mp =（ 25%～ 50%） 注P =22～ 55MPa 取 40 MPa。 E —— 材料的弹性模量（ MPa） E = 105 MPa p —— 成型零部件的许用变形量。 且 p = s51 = = 3 5 40 4 17400 2  ht = 所以 ht 取 35mm。 18 19 浇注系统的组成及设计原则 浇注系统的组成 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，其由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。 浇注系统的设计原则： 掌握塑料的流动性以及温度、剪切速度对精度的影响，以设计出合适的浇注系统。 熔接痕 熔体流动时应尽量减少分流的次数，有分流必然有汇合，熔体汇合之处必然会产生熔接痕尤其流程长，温度低时，这对塑料强度的影响较大。 浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔的各个部分，使浇注系统及型腔中原有的气体能有序地排出，避免充填过程中产生紊流或湍流，也避免固气体体积积存而引起凹陷，气泡、烧焦等塑件的成型缺陷。 浇注系统设计时应尽量避免塑件熔体直接冲击细小型芯和嵌件，以防止熔体的冲击力使细小型芯变形或嵌件位移。 这样可有效减少各种质量缺陷。 对于大型或薄壁塑料制作，塑料熔体可有可能因其流动距离过大过流动阻力太大而无法充满整个型腔。 主流道的设计 主流道分析 主流道是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和冲模时 20 间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降低和压力损失最小。 主流道截面面积过小，塑料在流动过程冷却面积相对增加，热量损失大，粘度增加，流动性降低成型压力损失大。 造成成型困难，如主流道截面面积过大，会使流道容积加大，塑料耗量增多，而且会使塑料流 动过程中压力减弱，冷却时间延长，容易产生紊流或涡流，使塑件产生气孔，影响塑件质量。 一般对于流动性好，塑件较小，主流道要设计得小些，对于流动性差，塑件较大，主流道要设计得大些。 本设计所设计的是 便携式饭盒塑料模具 ，产品原材料为 PC，其流动性中等，综合考虑各因素，应将主流道设计的小些。 主流道的结构设计。 熔融塑料首先经过主流道，故它的大小直接影响塑料的流速及填充时间。 主流道的断面设计为圆形，这样在有限的空间内增大了截面积。 为了便于从主流到中拉出浇注系 统的凝料及熔体膨胀，主流道设计成带锥度的圆柱，其锥角 2176。 ~ 4176。 （取 2176。 ），过大会使流速减慢。 主流道大端面呈圆角，其半径常取 r＝ 1~ 5（ mm）， (取 )，以减少料流转向过渡时的阻力。 为确保塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，主流道对接处设计成半球形坑。 2D ＝ 1D ＋ 1 ＝ ＋ 1＝ （ mm）  212 RR 15+1=16（ mm） 式中 2D —— 主浇道小端口直径（ mm） 1D —— 注塑机喷嘴孔直径（ mm） 1 —— 喷嘴孔直径接触富裕量（ mm） 一般为 ~ 1（ mm），取 1 =1（ mm） 21 1R —— 注塑机喷嘴球半径（ mm）， 1 R =17（ mm） 2R —— 主流道对接处半径（ mm） 2 —— 喷嘴球半径接触富裕量（ mm） 一般为 1~ 2（ mm），取 2 =1（ mm） 主流道浇口套设计 由于流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所以模具的主流道部分通常 设计成可拆卸跟换的主流道衬套，简称浇注套或浇口套，以便选用优质钢材（如 T8A 等）单独加工和热处理（硬度为 53～ 57HRC），或用 45， 50， 55 等表面淬火（ ≥55HRC ）。 当主流道穿过几块模板时，为防止溢料而使主流道凝料脱模困难，也应采用浇注套，其主要作用是： （ 1）使模具安装时进入定位孔方便而在注射机上很好的定位，与注射机喷嘴吻合，并能经受塑料的反应力，不致被推出模具。 （ 2）作为浇注系统的主流道，将料筒内的塑料过渡到模具内，保证料流有力畅通地达到型腔，在注射过程中不应有塑料溢出，同时保证主流道凝料脱出方 便。 （ 3）当主流道穿过多块模板时，采用浇口套，可以防止因溢料而使主流道凝料。