【正文】 inciple and the various specific systems, so the design of structure and reliable portable lunch box plastic mould and through the design of the software finally draw to plete the mold assembly drawing and parts drawing. 【 keywords】 Plastics。 本設計和資料若有不實之處，本人愿承擔一切相關責任。 學生簽名： 年 月 日 便攜式飯盒塑料模具設計 【摘 要】 模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。 Mold。 The choice of injection machine。在高分子材料加工領域的塑料成型模具，稱為塑料成形模具，簡稱塑料模具。隨著國民經(jīng)濟和生產(chǎn)品種的需求越來越多，塑件各部門領域，產(chǎn)品的更新越來越短，對越來越高，模具設計和制造周期和質(zhì)量提出了更高的要求，要求塑件的用戶，這促使了塑料模具的設計和制造技術的不斷移動前進，從而促進塑料行業(yè)和機械加工行業(yè)的快速發(fā)展。 中國塑料模具制造業(yè)現(xiàn)在開始，半個多世紀以來，許多發(fā)展，模具水平有了較大的提高。近年來，中國自主開發(fā)的塑料模具 CAD／ CAM 系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，主要分布在中國北方是軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)，華中的注塑模 CAE 軟件等技術的發(fā)展，適應和大學，這些軟件是適應國內(nèi)模具的具體情況，在計算機應用和較低的價格等特點，創(chuàng)造了良好的條件，為進一步普及模具 CAD／ CAM 技術。 本課題的技術要求和材料選擇 技術要求： （ 1） 材料選用 PP； （ 2）完成年產(chǎn)量 10 萬個； （ 3）在口部不能有飛邊； （ 4）產(chǎn)品口部與底部屬于與其他件配合部分，橢圓度不能超過 1mm； 圖 便攜式飯盒示意圖 3 材料選擇： 通常，選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要 求，以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù)。密度為 ~㎝ 3,收縮率為 %~%,彈性模量值為 ,泊松比值為 ，吸濕性 1%，熔融溫度 217~237℃，熱分解溫度 250℃。 PP的力學性能受溫度的影響，容易 熱學性能 PP 的熱變形溫度為 93~118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高 10℃左右。 PP 的吸水性比較高，加工前需進行干燥處理，干燥溫度為 70~85℃，干燥時間為 2~6h； PP 制品在加工中容易產(chǎn)生內(nèi)應力，如應力太大，致使產(chǎn)品開裂，應進行退火處理，把制件放于 70~80℃的熱風循環(huán)干燥箱內(nèi) 2~4h，再冷卻至 室溫即可， PP 在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大， PP 易吸水，成型加壓前應進行干燥處理， PP易產(chǎn)節(jié)痕，模具設計時應注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力，在正常的成型條件下壁厚，熔料溫度對收縮率影響極小，在要求塑件精度高時，模具溫度可控制在 50～ 60176。 PP注塑成型溫度 160~220℃之間，注射壓力在 70~130Mpa之間，模具溫度為 55~75℃。 (3) 注塑速率：為了使熔料及時充滿型腔，除了有必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動速率，此參數(shù)即為注塑速率。 鎖模力：注射機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力，在此力作用下模具不應被熔融的塑料所頂開。 式中： V 機 —— 額定注射 (cm179。 考慮塑件質(zhì)量 對 于有軸度要求的塑件要使其全部動?；蚨Ｖ谐尚停乐褂捎谀＞吆夏２粶蚀_造成塑件尺寸的誤差。為便于塑件脫模，應使塑件在開模時盡可能留于動模部分。 （ 4） 模具總體結(jié)構(gòu)簡化，盡量減少分型面的數(shù)目，盡量采用平直分型面。 11 圖 32 凸模設計 12 凹模設計 凹模用于成型塑件的外表面，又稱陰模、型腔。80~100mm范圍內(nèi)取 。在315~355mm 公差取 所以型腔尺寸如下： 尺寸類型 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯工作尺寸 型腔的徑向尺寸 160? ? ? ?????? SLLL ? 146? ? ? ?????? SLLL ? 140? ? ? ?????? SLLL ? 140? ? ? ?????? SLLL ? 型腔深度的尺寸計算： 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 為塑件內(nèi)形深度基本尺寸 (mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸； Δs 、 K 含義如式中。 型芯的高度為： H==? 型腔壁 厚的計算 型腔的強度及剛度要求 塑件模具的型腔側(cè)壁和底壁厚度的計算是模具設計中經(jīng)常遇到的問題，尤其對大型模具更為突出。 15 在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑件熔體的壓力，合模時的壓力，開模時的拉力等，其中最主要的是熔體 的壓力，在塑料熔體壓力作用下，型腔將產(chǎn)生有應力及變形。強度計算的條件是滿足各種受力狀態(tài)下的許用應力。常見中小塑件公差為 ～。 型腔壁厚計算 在注射成型過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用。 1. 型腔側(cè)壁厚度計算 16 剛度條件 314????????? pME hcpS ? （ 32） 式中 S—— 型腔側(cè)壁厚度（ mm） C—— 系數(shù)。 ? =17067 ??? —— 許用應力（ MPa），對于碳鋼 ??? =160（ MPa） 21)1 6 0 )(1 0 03(55 ?????S = 所以 S取 30mm。a = Mp —— 模腔壓力（ MPa）且 Mp =（ 25%～ 50%） 注P =22～ 55MP 取 40 MPa。c = Mp —— 模腔壓力（ MPa）且 Mp =（ 25%～ 50%） 注P =22～ 55MPa 取 40 MPa。 澆注系統(tǒng)的設計原則： 掌握塑料的流動性以及溫度、剪切速度對精度的影響，以設計出合適的澆注系統(tǒng)。 這樣可有效減少各種質(zhì)量缺陷。造成成型困難，如主流道截面面積過大，會使流道容積加大，塑料耗量增多，而且會使塑料流 動過程中壓力減弱，冷卻時間延長，容易產(chǎn)生紊流或渦流，使塑件產(chǎn)生氣孔，影響塑件質(zhì)量。 熔融塑料首先經(jīng)過主流道，故它的大小直接影響塑料的流速及填充時間。 ~ 4176。 主流道大端面呈圓角，其半徑常取 r＝ 1~ 5（ mm）， (取 )，以減少料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。當主流道穿過幾塊模板時，為防止溢料而使主流道凝料脫模困難，也應采用澆注套，其主要作用是： （ 1）使模具安裝時進入定位孔方便而在注射機上很好的定位，與注射機噴嘴吻合，并能經(jīng)受塑料的反應力，不致被推出模具。分流道設計時應使熔體較快地充滿整個型腔，流動阻力小。且熱量損失與壓力損失均不大，是常用的形式。 則 4 ???b = 2 = 所以： h = 24 分流道的分布設計 分流道的布局取決于型腔的布局，型腔與分流道的布局原則是排列緊湊，縮小模具尺寸，分流道的長度盡量短，鎖模力力求平衡。 澆口位置的選取原則 （ 1）澆口位置的選擇應避免產(chǎn)生噴射和蠕動（蛇形流）。 （ 5）澆口位置的選擇應減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。它能方便地調(diào)整沖模時的剪切速率和澆口封閉時間，因而國外稱之為標準澆口。本設計澆口尺寸為寬 3mm，厚 2mm，長 ，其結(jié)構(gòu)如圖 44： 25 圖 43 普通側(cè)澆口 冷料穴的設計 冷料穴的結(jié)構(gòu) 冷料穴是用來儲藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭的，防止冷料進入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利地充滿型腔。 排氣及引氣系統(tǒng)設計 排氣和引氣排氣系統(tǒng)設計是一個問題不能忽略的注塑模具的設計。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣，在分型面上開設排氣槽排氣，利用推桿運動間隙排氣等。為了使這些氣體從型腔中及時排出，可以采用開設排氣槽等辦法。塑件在脫落過程中容易摔壞。 脫出機構(gòu)設計基本考慮 為了保證塑件在頂出過程中不變形或損壞，必須正確分析對模腔粘附力的大小及其所在部位，以便選擇合理的頂出方式和頂出裝置，使頂出力等均勻合理分布。另外，與塑件直接接觸的脫出零件的配合間隙保證不益料，以免塑件上留下飛刺痕跡。 所需頂出行程、開模行程計算 頂出行程： ehS ?? 凸頂 （ 51） 式中： 頂S —— 所需頂出行程（ mm） 28 凸h —— 型芯成型高度（ mm） e —— 頂出行程富裕量（ mm） 取 3mm 所以 頂S =+3 = 開模行程為： ehh ??? 凸突塑開S （ 52） 式中 S 開 —— 塑件的開模行程（ mm） h 塑 —— 塑件及澆注系統(tǒng)在開模方向上的總投影高度（ mm） h 凸突 —— 動定模型芯突出分型面的高度總合（ mm） e —— 取件及取出澆注系統(tǒng)凝料的開模行程富裕量（ mm）取 所以 開S =+55+ =115mm 頂出力、抽拔力，開模力計算 頂出力的決定與抽拔力的計算相同，塑料與型腔的黏附力多由塑料收縮引起，因此頂出塑件時所需的頂出力必須克服黏附力所引起的摩擦阻力。Q ＝ ? ?? ?? c o ss in1 tanc o sf fpA ? ? [14] （ 53） 式中 39。) 39。 如果塑件沒有特殊的結(jié)構(gòu)，則用一般的頂出機構(gòu)就可以；如果塑件帶有側(cè)凸或側(cè)凹， 30 則用側(cè)向分型抽芯機構(gòu)即可。 頂桿的長度計算 頂桿的總長度 頂固頂動墊凸桿 hShh ?????? ][][h 21 ?? （ 55） 式中 桿h —— 頂桿的總長度（ mm） 凸h —— 凸模的總長度（ mm） 凸h = 動墊h —— 動模墊板的厚度（ mm） 動墊h =50mm 頂S —— 頂出行程（ mm） 頂S =20mm 頂固h —— 頂桿固定板的厚度（ mm） 頂固h =20mm 1? —— 富裕量，一般?。?— ）（ mm）表示頂桿端面應比型腔的平面高出。 頂桿在塑件上的布局 頂桿的位置應選在頂出阻力大的地方，也就是使塑件不易變形的部位。 頂出機構(gòu)中附屬零部件 頂出板由頂板固定板及其墊板組成，用于固定頂出元件用，常用 45號鋼制成。限位訂的數(shù)目可為 6等，均布于動模板上。限位定結(jié)構(gòu)如圖： 在頂出塑件時為了防止墊片和頂桿固定板扭曲傾斜而折斷頂桿，尤其對細長頂桿更應防止產(chǎn)生這種現(xiàn)象，故常設導向零件。復位桿同時還兼起導柱的作用。當塑件壁厚不均時，壁厚處水孔應靠近型 腔一些，距離要小。 （ 6）要結(jié)合塑件的特性和塑件的結(jié)構(gòu) ,合理考慮冷卻水通道的排列形式。 （ 10）冷卻通道的進口與出口接頭盡量不要搞出模具外表面。取 。K) 1T —— 熔融塑料的溫度 (176。C ）； 1t —— 冷卻水出口溫度 (176。C ）； n —— 單位時間注塑次數(shù)。 所以 0 )2 0 0( 6 0 0 9 8 7 8 4 0A m???? 38 確定冷卻水路的直徑 d 根據(jù)計算出的水的體積流量 V后，根據(jù)冷卻水處于紊流狀態(tài)下的流速與通道的關系，查表，確定冷卻水路的直徑為 10mm。 密封圈：主要用來使冷卻回路不泄漏。 最大注塑量的校核 注塑機的額定注射量為 500cm3 塑件體積： ，每次成型 2個塑件。 SZ500/160 注塑機的注塑壓力為 150MPa，所以注射機的注塑壓力滿足要求。 注塑時模具的膨脹力＝ (?12+15)?104?80?106=161KN200KN 鎖模力滿足要求。