塑料模设计模板.docx
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塑料模设计模板
常州信息职业技术学院
学生毕业设计（毕业论文）
系别：
机电工程学院
专业：
模具设计与制造
班级：
学生姓名：
学生学号：
设计（论文）题目：
塑料饭盒注射模设计
指导教师：
莫盛秋
设计地点：
常州信息职业技术学院
起迄日期：
2000.11.20—2000.4.20
毕业设计（论文）任务书
专业模具设计与制造班级模具姓名
一、课题名称：
塑料饭盒注射模设计
二、主要技术指标：
1、工件表面：
必须符合质量要求及CAD数据和2D图纸，表面应光滑、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、等外观缺陷。
2、工件尺寸：
工件尺寸符合CAD数据及装车质量要求。
3、产品必须和相关的匹配零件匹配合格。
4、模具正常生产寿命必须达到30万次。
5、模具为1X2（一模2腔）
6、模具拆装必须简单可靠。
7、塑件材料为PP,收缩率为1.006%
8、产品表面皮纹
三、工作内容和要求：
1、采用UG进行模具设计。
2、设计2D总装图一份（必须包括材料清单），零件图一份。
3、设计模具铭牌一套（包括：
主铭牌、凹模水路铭牌、凸模水路铭牌、动作顺序铭牌）
4、确定主要零件所用材料，并确定其热处理工艺及参数。
四、主要参考文献：
[1]陈建荣主编.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：
北京理工大学出版社,2010
[2]王卫卫主编.材料成形设备[M].北京：
机械工业出版社,2007
[3]李学锋主编.塑料模设计及制造[M].北京：
机械工业出版社,2001
[4]许发樾主编.模具标准应用手册[M].北京：
机械工业出版社,1997
[5]王旭主编.塑料模结构图册[M].北京：
机械工业出版社,1994
学生（签名）年月日
指导教师（签名）年月日
教研室主任（签名）年月日
系主任（签名）年月日
毕业设计（论文）开题报告
设计（论文）题目
塑料饭盒注塑模具设计
一、选题的背景和意义：
选题背景：
本题目来自实际的工业生产，具有一定的实用价值。
在塑料制品的普及应用的现代社会中，塑料碗也成为我们日常生活中的常见用品。
塑料碗的注塑生产中成品的质量和生产效率主要取决于模具的质量，而在传统的塑料碗模具制造中一般是模具设计然后试模、在分析缺陷修改模具，而模具设计和注射成型过程中模具设计师和注射工艺师都很难把握，这样模具的设计周期和成本都降低了企业的竞争力。
在设计中应用模CAD技术能很好解决这些不足，本题首先通过分析塑料碗的性能要求与成型工艺，确定塑件选用材料，采用注塑方法成型，运用专业模具设计软件UG对该塑件设计出一套完整的注塑模具。
由此可以缩短塑料碗的研究周期、模具设计和加工周期,提高产品设计的准确性,降低成本。
选题意义：
通过这设计过程，使学生学习和掌握机械设计的基本方法和步骤，初步培养学生分析和解决实际工程设计问题的独立工作能力，树立正确的设计思想，掌握机械设计的基本方法和步骤，为以后进行设计工作打下良好的基础。
二、课题研究的主要内容：
1、根据参考文献针对塑件的分析和探究、设计临时方案；
2、设计计算确定主要材料和结构形式；
3、计算出塑件的生产批量以及塑件的体积质量、尺寸、强度等；
4、模具总体结构、成型零件、浇注系统、推出机构的设计；
5、注射机的校核；
6、装配图、零件图的绘制。
三、主要研究（设计）方法论述：
1.市场调研，产品设计定位；
2.查阅相关书籍，收集资料，产品分析；
3.根据所学理论知识进行工艺分析与工艺计算；
4.利用UG和AutoCAD软件进行建模与模具设计；
5.老师指导，同学交流帮助。
四、设计（论文）进度安排：
时间（迄止日期）
工作内容
2000.11.20～12.10
市场调研、查找收集相关资料、设计定位
2000.12.11～12.31
初步构思，任务书，撰写开题报告
2000.1.01～1.21
塑件的全面分析
2000.1.22～2.15
型腔型心、模具结构设计，零件图、模具装配图绘制
2000.2.16～3.05
撰写并完成设计报告初稿
2000.3.06～3.30
初稿审阅、修改
2000.4.01～4.20
定稿、打印、论文答辩
五、指导教师意见：
指导教师签名：
年月日
六、系部意见：
系主任签名：
年月日
塑料饭盒塑料模设计
目录
1.引言·················································6
2.市场调查.........................................6
3.塑料碗的造型与工程图....................................7
2.1塑件三维图与工程图..................................7
2.2技术要求................................................83.塑件的工艺性分析·················································8
3.1塑件材料特性·················································8
3.2塑件结构精度分析···············································8
3.3尺寸精度的选择及注意事项·······································8
3.4塑件材料的成型性分析··········································9
3.4.1塑件的成型工艺规程.........................................9
3.5塑件材料成型工艺参数··········································9
4、模具的基本结构及模架选择········································9
4.1模具的基本结构···············································9
5.成型零件设计·················································14
5.1型腔结构设计·················································14
5.2型芯结构设计·················································14
5.3型腔侧壁和底板厚度计算········································14
6.选择标准模架·················································15
6.1确定模架组合形式··············································15
6.2计算型腔模板周界··············································15
6.3选取标准的型腔模板周界尺寸····································16
6.4选定模架·················································16
7.温度调节系统·················································16
8.排气系统·················································17
9.模具的试模..............................................17
10.结束语··················································17
11.参考文献················································18
12.附录····················································19
塑料饭盒塑料模设计
摘要：
由于新技术、新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术不断进步，对模具技术的要求越来越高，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。
通过各种渠道培养更多的模具人才，搞好技术创新，则可以不断提高我国模具设计和制造以及维修水平。
本毕业设计通过对一个塑料碗产品及其模具的设计，锻炼了塑料制品的设计及成型工艺的选择能力；塑料制品成型模具的设计能力、塑料制品的质量分析及工艺改进能力、塑料模具结构改进设计能力，熟悉了模具设计的常用UGCAD等软件应用。
关键词：
塑料碗；成型工艺；塑料模具；软件应用
Thedesignofplasticmoldplasticlunchbox
Abstract:
asaresultofnewtechnology,newmaterial,newtechnologyunceasingdevelopment,themoldtechnologycontinuestoprogress,tomoldtechnicalrequirementsmoreandmorehigh,knowledge,ability,qualityofpersonnelrequirementsareconstantlyimprove.Trainmoretalentsmoldthroughvariouschannels,improvetechnologyinnovation,itcanimprovethemolddesignandmanufacturingandrepairlevel.Thegraduationdesignthroughthedesignofaplasticbowlproductsandmold,chooseabilityexercisedesignandmoldingprocessofplasticproducts;qualityanalysisandprocessdesign,plasticproductsplasticmould,plasticmouldstructureimprovementabilityimprovementofdesignability,familiarwithmoulddesignusedUGCADsoftwareapplication.
Keywords:
plasticbowl;moldingprocess;plasticmold;softwareapplication
0.引言
在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中一个非常重要的行业，已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术。
在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。
用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。
模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低，已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一，直接影响着国民经济中许多部门的发展。
塑料饭盒是在人们生活中最常见也是最常用到的。
它给人们带来了许多的方便，是人们日常生活中必不可少的。
在该塑料模具设计与制造中分型面的确定很重要的,该模具采用双分型面结构。
合理的确定塑件的分型面是塑料模具设计中的重点也是难点,型腔的排布则是模具设计的关键,合理的型腔的排布关系到模具制造成本的高低和加工的难易程度。
塑料饭盒注射模设计是融合多种知识的综合实践活动，在完成课题的过程中能更加熟悉绘图软件以及塑料模的造型与装配，对我们以后的工作有更大的帮助。
1.市场调查
塑料碗产品市场容量大小及其发展趋势是证监会十分关注的问题。
市场容量一般用塑料碗产品的市场需求量或者市场规模（销售额）来表述。
涉及近三年甚至更长时间的历史数据和未来3-5年募投项目达产时的市场容量数据。
塑料碗产品的未来的市场容量应该是不断增长的，历史的数据则尊重事实。
历史数据如果有较大的波动还需要进一步解释其原因，表明其不会对未来有不利影响。
如果确实是周期性规律，则要在未来的市场容量预测中考虑该周期性的影响。
塑料碗产品的未来的市场容量还需要保障能够容纳募投项目带来的新增产能。
而募投项目新增的塑料碗产品产量和当前企业的产量之和是未来拟上市企业塑料碗产品的总产量，其与市场容量的比值极为市场占有率。
因此，未来市场容量数据也要考虑塑料碗企业市场占有率是提升还是下降企业市场地位的上升与下降要与行业发展的趋势和竞争格局的走势相一致。
2.塑料碗造型与工程图
2.1塑件三维视图与工程图
塑件如图1所示：
图1塑料碗三维图
塑件的零件图如图2所示：
图2二维零件图
2.2技术要求：
材料：
PP
表面应光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、不得有气孔、熔接痕等缺陷.
3.塑件的工艺性分析
3.1塑件材料特性
3.1.1生产材料基本特性
PP（聚丙烯）
1）基本特性：
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。
2）PP的特点：
PP材料成本低，易成型，且无毒无味（PP料还有一种叫食品级的，本身就是做食品用的容器的）。
而且PP还有许多优良的特性，比如耐高温，耐气候性能优秀，韧性好等。
PP是非极性化合物，对极性溶剂十分稳定，如醇、酚、醛、酮和大多数羧酸都不会使其溶胀。
故拟定本次设计采用PP（聚丙烯）生产塑料碗。
3）主要用途：
主要应用于汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：
挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。
3.2塑件结构精度分析
结构：
此制件为圆形制件，最大厚度为2mm，宽度为56mm，没有细孔，弯角过小等复杂结构，形状较为简单。
精度：
该塑件没有尺寸公差，所以公差等级选择MT5级来计算。
3.3尺寸精度的选择及注意事项
塑料饭盒粗糙度要求较高，塑件表面不得有熔接痕、飞边、四周不得有翘曲、收缩、尺寸要求不是很高，公差等级选择MT5级来计算。
因为塑件表面要求较高，所以加工前，塑料要充分干燥，注射速度要适中，排气系统要良好，加料量要合理，为便于制作简单经济。
3.4塑件材料的成型性分析
根究项目一碗的塑件选择PP材料，属于热塑性材料，制品需要大批量生产，塑件成型生产周期短、效率高，容易实现自动化生产。
所以该制品应选择注射成型生产。
3.4.1塑件的成型工艺规程
（1）一个完整的注射成型工艺过程包括成型前准备、注射过程及塑件后处理3个过程。
a）对PP原料进行外观检查：
检查原料的色泽、粒度均匀度等，要求色泽均匀、颗粒均匀。
b）生产开始如需改变塑料品种、调换颜色或发现成型过程中出现了热分解或降解反应，则应对注射机料筒进行清洗。
c）为了使塑料制件容易从模具内脱出，模具型腔或模具型芯还需涂上脱模剂，根据生产现场实际条件选用硬脂酸锌、液体石蜡或硅油等。
（2）注射过程。
塑件在注射机料筒内经过加塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，注射过程一般包括：
加料、塑化、充模、保压补缩、冷却定型和脱模等步骤。
（3）塑件后处理。
由于塑件壁厚较薄，精度要求一般，可采用以下退火处理工艺。
烘箱：
把产品放入红外线烘箱里，把烘箱温度调节到150摄氏度，处理时间为15~30min.
3.5塑件材料成型工艺参数
查有关手册得到PP塑料的成形工艺参数：
密度0.91g/cm3
收缩率0.4%—0.7%
预热温度（℃）100-150
喷嘴温度（℃）180—221
料筒温度（℃）前段160—170
中段180—200
后段190—220
模具温度（℃）40—70
注射压力（Mpa）70—120
保压压力（MPa）50—80
注射时间（S）1—5
保压时间（S）5—15
冷却时间（S）10—20
成形周期（S）15—40
4、模具的基本结构及模架选择
4.1模具的基本结构
1）确定成形方法
该塑件采用注射成型法生产
2）型腔布局
根据塑件采用中等精度，且为大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。
同时考虑塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费用等因素，成型塑料制件模具的型腔数量选用一模两腔，型腔布置采用左右对称平衡式排列。
这样也有利于两型腔均衡进料和模具受力的平衡，从而保证制品质量的均一和稳定。
型腔数及布置如图3所示：
图3型腔数及布局
3）确定分型面
分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。
分型面如图4所示：
a）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。
b）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。
c）保证塑件的精度要求。
d）满足塑件的外观质量要求。
e）便于模具加工制造。
f）对成型面积的影响。
g）对排气效果的影响。
h）对侧向抽芯的影响。
主要有以下几种分型面形式：
平面分型面，倾斜分型面，阶梯分型面，曲面分型面，互垂直分型面，为操作简单，节约经济，选用平面分型面
图4分型面
4）选择浇注系统
型腔布局为一模二腔，点浇口浇注系统，浇注系统由主流道、分流道、浇口、组成。
（1）主流道
a）主流道设计成圆锥形，其锥角可取2～6，流道表面粗糙度取《0.53μm，且加工时应沿道轴向抛光。
b）主流道如端凹坑球面半径R2比注射机的、喷嘴球半径R1大1~2mm；球面凹坑深度3～5mm;主流道始端入口直接d比注射机的喷嘴孔直接大0.5～1mm;一般d=2.5～5mm.
c）主流道末端呈圆无须过度，圆角半径r=1～3mm.
d）主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm.
e）主流道通常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用T8A，热处理淬火后硬度53～57HRC.
根据项目二中的任务可知选用的注射机型号为XS—ZY—500型注射机，其尺寸为：
喷嘴孔径
=6mm；喷嘴前端球面半径
=18mm；
根据模具主流道与喷嘴的关系：
R=
+（1～2）=18+（1～2）=19～20mm
d=
+（0.5～1）=6+（0.5～1）=6.5～7mm
取主流道球面半径R=20mm；
主流道小端直径d=7mm。
（2）分流道
分流道的形状及尺寸与塑料的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速度等因素有关。
该模具分流道采用半圆截面流道，查表3-5可知其半径R为4.8~9.5mm。
分流道长度取决于浇口位置，末端延伸部分起冷料穴作用。
分流道表面不必很光滑，表面粗糙度一般为1.6μm即可，这样可以使熔融塑料的冷却皮层固定，有利于保温。
分流道与浇口的链接处要以斜面或圆弧过渡，有利于熔料的流动及填充。
否则会引起反压力，消耗动能。
（3）浇口
ａ）浇口形式的选择。
由于该塑件外观质量要求较高，浇口的的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。
同时，也应尽量使模具结构更简单。
根据已确定的分型面的位置，可选择点浇口的形式。
浇注系统如图5所示。
点浇口的特点如下：
采用这种浇口，可获得外观清晰、表面光泽的塑件。
在模具开模时，浇口凝料会自动拉断，有利于自动化操作。
由于浇口尺寸较小，浇口凝料去除后，在塑件表面残留痕迹也很小，基本上不影响塑件的外观质量。
但是模具需要设计成双分型面。
以便脱出浇注系统凝料，增加了模具结构的复杂程度，但能保证塑件成型要求。
ｂ）进料位置的确定。
根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件碗底中心
ｃ）浇口尺寸的确定。
依次设计点浇口直径为0.8mm点浇口长度设计为1mm头部球半径为锥角6
（4）浇口套的设计
根据GB/T4169.19-2006塑料注射模模零件第19部分，浇口套示意图如图6所示。
图5点浇注系统二维图
图6浇口套示意图
D=20mm；D1=35mm；D2=40mm；L=80mm
浇口套20
80GB/T4169.19-2006
（5）推出机构
碗塑料属于薄壁圆盖形塑件，质量较小，采用一模两腔的模具结构，使用推块推出机构。
1、脱模力F计算F=pA（fcosα-sinα）
式中p——单位面积塑件对型芯的正压力，Pa，一般取p＝（4.84--11.76）MPa；
A——塑件包紧型芯的侧面积，m
621.73m
；
f——塑件与模体刚才的摩擦系数，一般取f=0.1-0.3；
a——脱模斜度。
F＝1043.46
2、推杆分布
推杆分布在型芯中部，共有两根
3、推杆的选择
本制件采用型芯杆顶出推块从而顶出制件。
4、推出距离的确定
推出距离L＝A＋（5—8）㎜,A为型芯高度。
计算得到的推出距离约为56mm。
（6）注射机的选择
根据UG软件，得塑件的体积为53.95cm3,PP的密度为0.91g/cm3所以质量M=ρ×V≈49.1g
根据公式Vmax=（nVs+Vj）/K
式中Vmax—注射机的最大注射量（cm3）
n—型腔数量
Vs—塑件体积（cm3）
Vj—浇注系统凝料体积（cm3）
K—注射机最大
升级会员 