盖模具设计说明书

塑料模具设计名称：盖(非受力件)作者：熊志远学号：2007302763 学院(系)：理学院应用化学系专业：高分子材料与工程11080701指导教师：寇开昌，姚军燕模具设计说明书一、盖原材料选择1、选用塑件材料盖为类零件，需大批量生产，要求成型工艺性能好，通过查阅《常用塑料的性能及应用》等资料，对多种塑料进行综合比较，材料品种可选择通用聚苯乙烯（GPPS）和聚氯乙烯（PVC），但是，一般PVC含有不被国家相关标准允许使用的二（2—乙基己基）己二酸酯（DEHA）增塑剂，DEHA在高温时(超过100℃)容易释放出来，人体接触后危害身体健康，所以本项目中盖的塑料材料选用通用聚苯乙烯（GPPS）。

2、分析塑料使用性能和工艺性能（1）使用性能。

通过查塑料模具设计资料可得：通用聚苯乙烯（GPPS）是聚苯乙烯（PS）品种之一，俗称透苯，属无定形高聚物，无明显熔点。

物色、无臭、无毒、无味，呈透明性刚硬固体。

其使用性能如表所示。

通用聚乙烯（GPPS）使用性能物理性能密度为1.04~1.09，透明度高达88%~99%,遮光率为1.59~1.60.高的折光率使其具有良好的光泽而具有装饰效果。

尺寸稳定性好，吸湿性低，只有0.02%。

所以其性能在潮湿环境下保持尺寸稳定和强度不变机械性能机械性能受温度、时间、环境条件等诸因素的影响，其长期负载强度为原拉伸强度的1/4~1/3。

虽其质硬但却比其他回弹性材料更容易因摩擦而起刮痕，经退火可提高制品的机械强度热性能热变形温度为70℃~98℃，连续使用温度为60℃~80℃，这与承载大小，时间长短有关，导热系数不随温度而变化，因此可用作冷冻绝缘材料。

在高真空和330℃~380℃下，产品剧烈降解化学性能不溶于矿物油、有机酸、碱、盐、低级醇以及它们的水溶液，能经受许多烃类、酮类、高脂肪酯的侵蚀而软化，溶于大多数芳烃化合物。

其耐沸水性较差环境性能虽对一般户外环境条件的耐御力较好但受紫外线的影响较大，一般暴露于紫外线时会变色和催化，在超声波影响下也会降解电性能电绝缘性（尤其高频电绝缘性）优良（2）工艺性能①无定形料，吸湿小，无需充分干燥，不易分解，热膨胀系数大，易产生内应力。

②流动性较好（溢边值为0.03mm左右），可用螺杆或柱塞式注射机成型。

考虑其成型收缩率为0.5%—0.8%。

③宜用高料温，高模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形（尤其对厚壁塑件）。

料温过高易出现“银丝”，料温过低或脱模剂过多则透明性差。

④可用各种形式浇口，浇口与塑件圆弧连接，以免去浇口时损坏塑件。

脱模斜度大，一般型腔部分为35'—10°30',模芯部分为30'—1°，对于稍微复杂的制品可在50'—2°之间选取。

定出须均匀，否则会因脱模不良而发生开裂变形。

⑤塑件壁厚均匀，一般在1.0—4.0mm之间选取。

最好不带嵌件（如有镶件应预热）。

各面应圆弧连接，不宜有缺口、尖角。

3.结论本项目中盖为日常生活用品，要求产品外表美观、无瑕疵，具有一定的强度。

采用聚苯乙烯（PS）料，产品的使用性能能满足要求，材料成型工艺性能好，选择合理的成型方法和工艺条件，产品能够大批量顺利成型。

二、盖的成型方法的选择与工艺过程的确定1、盖的成型方法的选择根据项目---中盖选择聚苯乙烯塑料，PS为热塑性塑料，塑件需要大批量生产。

虽然注射成型模具结构较为复杂，成本较高，但生产周期短、效率高，容易实现自动化生产，大批量生产模具成本对于单件制品成本影响不大。

而压缩成型、压注成型主要用于生产热固性塑件或小批量生产热塑性塑件；挤出成型主要用于成型具有恒定截面形状的连续型材；气动成型用于生产中空的塑料瓶、罐、盒类塑料。

所以，盖（非受力件）选择注射成型生产。

2、盖的成型工艺过程：一个完整的注射成型工艺过程包括成型前的准备、注射过程及塑件后处理3个过程。

（1）成型前的准备。

①对GPPS料进行外观检验：检查原料的色泽、粘度均匀度等，要求色泽均匀，颗粒均匀。

②生产开始钱如需改变塑料品种、调换颜色、如发现成型过程中出现热分解或降解反应，则应对注射机料筒进行清洗。

③GPPS料一般可不经过干燥直接使用。

但为了提高制品质量，可在55℃～70℃鼓风烘箱内预干燥1～2h。

④为了使塑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。

包括：加料、塑化、冲模、保压补缩、冷却定型和脱模步骤等。

（3）塑件后处理。

退火处理：在红外线灯或鼓风烘箱内，70℃恒温处理2～4h。

三、盖的结构工艺性分析1、塑件表面质量分析塑件的表面粗糙度，查表可知，PS塑料表面粗糙度的范围在Ra0.05 ～3.2之间，而该塑件对表面粗糙度无要求。

2、塑件结构工艺性分析（1）塑件壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。

（2）塑件有尺寸不等的孔，最小孔径ф1.5符合要求。

（3）塑料周边圆角过渡R1.5，较合理。

通过以上分析，塑件尺寸精度中等，结构工艺性合理，不需要对塑件的结构进行修改，对应模具零件的结构和尺寸均容易保证。

三、盖成型工艺卡1、温度料筒后段：140℃～160℃；料筒前段：170℃～190℃；喷嘴：160℃～170℃；模具：20℃～60℃。

2、压力注射压力：60～100Mpa；保压压力：30～40Mpa；背压：1～2Mpa。

3、时间注射时间：0～3s；保压时间：15～40s；冷却时间：15～30s；成型周期：40～90s。

4、后处理方法：红外线灯或鼓风烘箱内，温度：70℃；时间：2～4h。

盖注射成型工艺卡片（厂名）塑料注射成型工艺卡片资料编号车间共页零件名称开关盒材料牌号GPPS 设备型号XS-Z-60 装配图号材料定额每模件数 4零件图号单件质量8g 工装号零件草图材料干燥设备鼓风烘箱温度/℃55～70 时间/h 1～2料筒温度/℃后段140～160 中段前段170～190 喷嘴160～170模具温度/℃20～60时间/s 注射0～3 保压15～40 冷却15～30压力/Mpa 注射压力60～100 保压压力30～40 背压1～2后处理温度/℃70 红外线灯或鼓风烘箱时间定额/min辅助10～20时间/h 2～4 单件40～90四、盖所需成型设备的初步选择初选注射机规格通常依据注射剂所允许的最大注射量、锁模力及塑料外观尺寸等因素确定。

习惯上依据其中一个设计依据，其余都作为校核依据（在后续项目中完成）。

本项目以成型盖为例，选择成型所需注射机规格。

1、最大注射量初选设备通常保证塑件所需注射量小于或等于注射机允许最大注射量的80%，否则就会造成制品的形状不完整、内部组织疏松或制品强度下降等缺陷；而过小，注射机利用率偏低，浪费电能，而且塑料长时间处于高温状态可导致塑料分解和变质，因此，应注意注射机能处理的最小注射量，最小注射量通常应大于额定注射量的20%。

（1）计算盖单件的体积和质量。

依据模块一项目一，可查得通用聚苯乙烯（GPPS）密度ρ为1.07g/ cm3，则V=4.087(cm3)（2）计算一个成型周期所需塑料总质量。

通用聚苯乙烯GPPS的流动性较好，同时根据塑件形状和尺寸，生产批量的要求，以及生产厂商已有注射机的规格，初步确定开关和成型采用一模四件的模具结构。

浇注系统及飞边的质量或体积Mj，初步估算取10g。

所以，每一成型周期所需的塑料总质量为M=nMs+Mj=26.22g根据注射量，查模具设计手册初选XS-Z-125型号，可知26.22<125*80%1=100满足注射量小于注射机允许的最大注射量的80%的要求。

XS-ZY-125型注射机的主要参数标称注射量125cm3定位孔直径Φ55mm 最大开模行程S′300mm 喷嘴球头直径Φ12mm最大装模高度Hmax 300mm 喷嘴孔直径Φ4mm最小装模高度Hmin 200mm 中心顶杆直径Φ50模板最大安装尺寸428×458 mm 顶出行程0-110mm2、校核锁模力当熔体充满模腔时，注射压力在模腔内所产生的作用力会使模具沿分型面张开，为此，注射机的锁模力必须大于模腔内熔体对定模的作用力，以避免发生溢料和胀模现象。

单个盖在分型面上的投影面积的计算。

假设取开关盒底部为分型面位置，如图2-1-10所示。

则As=881 mm2浇注系统在模具分型面上的投影面积Aj，初步估算1000mm2。

塑料熔体对型腔的成型压力p，查表取20MPa，则4*881+1000=4524 mm24524*20=90480N<90t综合以上计算结果，选择注射机型号为XS-ZY-125.五、注射模模架的选用1、确定模架组合形式根据分析，盖模具为单分型面注射模，且根据成型零件的结构设计，因此可以选用龙记LKM中CI型模架，具有以下结构特征：定模采用两块模板，动模采用一块模板，有支撑板，设置推杆机构，适用于立式与卧式注射机，用于直交道，其分型面可在合模面上。

2、计算模腔模板周界根据分析，型腔长度A为33.5mm，型腔宽度B为33.5mm,型腔侧壁厚度S、S’可取30mm，考虑到型腔强度，干刚度以及要在型腔间开设浇注系统等原因，型腔壁厚取30mm，所以得出以下计算型腔长度及宽度的结果。

型腔模板的长度：L=S’+A+t+A+S’=157mm型腔模板的宽度：N=S+B+t+B+S=157mm3．确定模板周界尺寸由于盖采用整体式凹模成型，所以要考虑导向机构的安装空间与连接螺栓的安装空间同时考虑型腔摆放方向，尽量缩小模架尺寸，综合上述因素，确定开关盒模板周界尺寸为400mm*400mm。

4．确定模板厚度和支撑板厚度分析可知，型腔深度为9 mm,型腔底板厚度为10.21mm,所以型腔模板厚度为19.2mm,修整为25mm，塑件在分型面上的投影面积为874 mm2，查表，支撑板厚度可取30mm。

5．选择模架尺寸根据模架组合形式、确定下来的模具周界尺寸，配合模板所需厚度，查设计手册，盖注射模具模架选择CI400*400.6．检验所选模架（1）产品推出距离与垫块高度产品所需推出距离：7.5+5=12.5mm垫块与推板和推板固定板所形成空间:120-30-25=65mm所以，符合要求。

（2）根据分析，选择XS-Z-125型注射机，模架与注射机之间关系校核如下表：设备参数模架规格校核结论最大开合模行程/mm300 取件所需空间/mm 17 合格最大模厚/mm 300 模具闭合高度/mm 265 合格最小模厚/mm 200模板安装/（mm*mm）428*450 模板周界/mm 400*400 合格六、盖注射成型零件设计1、成型零件结构设计盖是小型塑件，成型塑件外形的凹模可以采用整体式结构，在采购的标准模架定模板上直接加工；成型塑件内形的主型芯采用嵌入式结构，采用紧配合固定；成型塑件局部孔的小型芯采用嵌件结，将其安装于凹模上。