彩色笔盒上盖注塑模具设计(编辑修改稿)

彩色笔盒上盖注塑模具设计(编辑修改稿)内容摘要：

： 图 21 塑件的造型设计 3 分型面型腔的确定及注塑机的选择 中南林业科技大学本科毕业设计 彩色笔盒上盖模具设计 10 分型面除排位的影响外，还收时间的形状、外观、精度、浇口位置、滑块、推出机构、加工等多种因素的影响。 分型面的选择是否合理是塑件能否完好成型的先决条件，一般应该考虑一下问题： 1）符合塑件脱模的基本要求，就是是塑料容易从模具内取出，分型面应该设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位。 2）分型面不影响产品外观质量，即分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面。 3）确保塑件留在分型面一侧，利于推出且推杆痕迹不显露于外观。 4）确保塑件质量，例如，将有同轴度要求的塑件放到分型面的同一侧。 5）满足模具的锁紧要求，将塑件投影面积大的方向放在定，动模方向上，而将投影面小的放在侧分型面上，另外，分型面是曲面的应该加斜面锁紧。 6）应尽量避免成侧孔，侧凹，若需要滑块成型，力求滑块结构简单，尽量避免定模滑块。 7） 有利于模具加工。 (2) 分型面位置的确定 通过对塑件结构形式的分析和以上几点的考虑，分型面应该在截面积最大且利于开模取出塑件的 上 平面 及图 21 所示的最大平面。 型腔数目和排列方式的确定 （ 1）型腔数目的确定 为了是模具与注塑机的生产能力相匹配，提高生产效率和积极性，并保证模具的精度，模具设计时应该要确定模具型腔的数目，常用的方法有两大类：一是按技术参数确定型腔数目，二是按经济性来确定型腔数目。 本课题的笔盒后盖是单一独立的部件，故可以采用一模两腔的结构形式。 （ 2）型腔排列形式的确定 由于该模具设计采用的是一模两腔的结构形式， 浇口形式采用扇形浇口，采用两点进料，以利于均匀充满型腔。 由工称注射量选定注射机 (1)该塑件的 体积大小为 件V = 3cm。 塑件总质量 M= =59g 中南林业科技大学本科毕业设计 彩色笔盒上盖模具设计 11 流道凝料 V39。 = 件V (流道凝料的体积是个未知数，一般按照塑件的大小来设定比例，塑件越大则比例取的越小）；实际注射量为： V实 == 实际注射质量为： M实 =59 = 量应小于 ，即： ≧ V实 V公 = V实 / =247。 = ； 根据以上的数据可以初步选定 卧式注射机， 公称注射量为 ，查国产注射机主要技术参数表取 XSZY125,主要技术参数如表 31： 表 31 XSZY125 的主要技术指标 额定注射量 125 3cm 最大成型面积 130000 2mm 柱塞直径 42mm 最大开模开程 180mm 注射压力 150mpa 动定模板尺寸 注射行程 160mm 拉杆空间 260 360mm 注射方式 螺杆 合模方式 液压 机械 锁模力 900kN 定位圈  100mm 模板最大厚度 300mm 喷嘴球半径  12mm 中南林业科技大学本科毕业设计 彩色笔盒上盖模具设计 12 (2)注射机相关参数的校核 1） 注射压力校核 查表 41可知， ABS 所需的注射压力为 80— 110Mpa，这里取 P0=90Mpa，该注射压力机的公称注射压力 P 公 =150Mpa 注射压力安全系数 K1=～ ，这里去K1=，则： K1 P0==150Mpa（公称注射压力） ,所以，压力机的压力合格。 2) 锁模力的校核 注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即： ○1 塑料件在分型面上的投影面积通过 PRO/E 建模软件分析计算得： A 塑 =28000mm2 ○2 浇注系统在分型面上的投影面积 A 浇 ，即流道凝料的（包括浇口）在分型面上的投影面积 A 浇 的值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。 A 浇 是每个塑件在分型面上的投影面积 A 塑 的 ～ 倍。 本例流道设计简单，流道投影面积相对塑件投影面积来说可忽略不计。 ○3 塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积： A 总 = n（ A 塑 +A 浇 ） = A 塑 =28000mm2 ○4模具型腔的胀型力 F 胀 ： F 胀 = A 总 P 模 =28000 25N==700KN 式中， P 模 是型腔的平均计算压力值。 P 模 是模具型腔内的压力，通常取注射压力的 20%～ 40%，大致范围为 15Mpa～ 40Mpa，对于粘度大的塑料取值 大些， ABS模板最小厚度 200mm 喷嘴孔直径  4mm 中南林业科技大学本科毕业设计 彩色笔盒上盖模具设计 13 属于中等粘度的塑料及有精度要求的塑料，故取 P 模 =25Mpa。 查表 31可知该注射机的公称锁模力 F 锁 =900KN，锁模力的安全系数 k=～ k=，则 K F 胀 = 350=784F 锁 =900KN,所以注射机锁模力符合要求 对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。 浇注系统的设计 由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道称为浇注系统，通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。 它向型腔中的传质，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响 着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度，所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。 1）了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性。 2）采用尺量短的流程，以减少热量与压力损失。 3）浇注系统的设计应有利于良好的排气。 4）防止型芯变形和嵌件位移。 5）便于修整浇口以保证塑件外观质量。 6）浇注系统应结合型腔布局同时考虑。 7）流动距离比和流动面积比的校核。 主流道是指熔融塑料由注射机喷嘴喷出后最先经过的部位，与注射机喷嘴同轴，因为与熔融塑料、注射机喷嘴反复接触、碰 撞，一般不直接开设在定模板上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或配合形式固定在定模板上。 熔料注入模具最先经过的一段流道，直接影响到填充时间及流动速度。 其浇口选择不能太大和太小。 浇口太小，熔料流动过程中冷却面相对增大，热量消耗大，注射压力损失也大，但浇口太大，会造成材料的浪费。 因此，合理的主浇道中南林业科技大学本科毕业设计 彩色笔盒上盖模具设计 14 参数，一般情况下取值如下： 1） d=d1+(～ 1) 式中 d1— 注射机喷嘴孔直径（ mm） d— 主流道口直径（ mm） 所以本设计采用 d1 为 4mm，得出 d 取为 5mm。 2）α =2186。 ～ 4186。 对流动性较差的塑料可取 3186。 ～ 6186。 本设计采用α =3176。 α — 主流道锥角 3） H— 按具体情况选择，一般取 3～ 8mm， H 取为 5mm。 H— 球面配合高度 图 41 主流道 4） R=R1+（ 1～ 3） 式中 R1— 注射机喷嘴球面半径（ mm）， R1 为 6mm， R取为 8mm。 5） r— 为主浇道与分 浇道过渡处采用的圆角半径， 按具体情况选择，一般取 1～ 3mm，现在选择其为。 6） L 应尽量缩短，本设计取 22mm。 冷料井的设计 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射 机料筒以内约10～ 25mm 的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。 位于这一区域内的 塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。 为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料 进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料井（冷料 穴）。 主流道冷料井设计成带有推杆的冷料井，底部由一根推杆组成，推杆装于推杆固定板上，与推杆脱模机构连用。 冷料井的孔设计成倒锥形如图 42，便于将主流道凝料拉出。 当其被推出时，塑件和流料凝道能自动坠落，易于实现自动化操作。 中南林业科技大学本科毕业设计 彩色笔盒上盖模具设计 15 图 42 冷料井 当分流道较长时，可将分流道的端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料井，以储存前锋冷料，其长度为分流道直径的 ～ 2 倍。 分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道。 多型腔模具一定设置分流道，大型塑件由于使用多浇口进料也需设置分流道。 分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分 配到各个型腔。 常用分流道的截面形状有圆形、梯形、 U字形和六角形等。 要减少流道内的压力损失，则希望流道的截面积大，流道的表面积小，以减少传热损失，因此可用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率。 圆形截面效率最高（即比表面最小），为了 减少流道的热量损失考虑到流道的效率，该模具分流道截面采用圆型截面如图 43。 图 43 圆型分流道 中南林业科技大学本科毕业设计 彩色笔盒上盖模具设计 16 2. 分流道的长度 分流道的长度应尽量短，且少弯折。 单边分流道长度为 L =30（ mm） 3. 分流道的布置 分流道的布置取决于型腔的布局，两者互相影响。 分流道的布置形式分平衡式和非平衡式两种。 平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸等都必须对应相等，达到各个型腔的热平衡和塑料流动平衡。 因此各个型腔的浇口尺寸可以 相同，达到各个型腔同时均衡进料。 非平衡式布置的主要特点是主流道至各个型腔的分流道长度各不相同（或加上型腔大小 不同）。 为了使各个型腔同时均衡进料，各个型腔的浇口尺寸必定不相同。 因此，本塑件的分流道采用了平衡式布置。 浇口的位置、数量的确定 浇口 是连接流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度、补料时间以及防止倒流等作用。 浇口 的类型很多，一般常见的有侧浇口、点浇口、潜伏式浇口、扇形浇口、薄膜浇口等多种，根据其特性不同使用在不同场合。 一般情况浇口采用长度很短（ ～ 2mm）而截 面很狭窄的小浇口， 因此流动阻力很大，细微的变化都会对塑料熔体的充填产生很大的影响。 浇口设计主要包括浇口的数目、位置形状和尺寸的设计。 浇口的数目和位置主要影响充填模式，而浇口的形状与尺寸主要影响熔体流动性质。 浇口设计该保证提供一个快速、均匀、平衡、单一方向流动的充填模式，另一方面应该避免射流、滞流、凹陷等现象的发生。 浇口位置的选择将 影响塑料件的 填充行为 、 制品的最终尺寸（公差） 、 收缩行为 、 翘曲 和 机械性能水平 、 表面质量（外观）。 浇口的设计需要遵循以下 基本设计原则： （ 1）浇口的尺寸及位置选择应避免熔体破裂而 产生喷射和蠕动。 （ 2）浇口的位置应有利于流动排气和补料。 （ 3）浇口位置应使流程最短，料流变向少，防止型芯变形。 （ 4）浇口位置及数量应有利于减少熔接痕和增加熔接强度。 （ 5）浇口的位置应考虑定位作用和对塑件性能的影响。 中南林业科技大学本科毕业设计 彩色笔盒上盖模具设计 17 （ 6）浇口的位置应尽量开设在不影响塑件外观的部位。 通过分析，本模具的浇口设计为侧浇口，与点浇口的优势为这里可以用两板模，而点浇口要用三板模，简化模具结构。 这里浇口的的断面形状设计为圆角梯形，其截面厚度 h通常取浇口处壁厚的 1/3～ 2/3,这里取 h=1mm；其截面宽度 b。