塑料盒注塑模具设计(附件)
本文是关于塑料盒注塑模的设计，其内容主要包括塑料盒的成型工艺分析，模具结构形式的确定，分型面位置的确定以及型腔数目和排列方式。然后进行浇注系统形式和浇口的设计，成型零件的设计计算，模架的确定，排气、冷却系统的设计，合模导向机构以及脱模推出机构的设计等。在正确分析了塑件工艺特点和材料成型性能后，运用Pro/e对塑料盒进行三维造型，确定其浇口，以及塑料盒的体积。塑料件注塑模具设计采用一般精度，利用CAD设计注射模的成型零部件，浇注系统，导向部件和脱模系统等。本设计综合运用了专业基础，专业课知识设计，以及Pro/e、CAD等计算机软件进行设计。
关键词 塑料盒，注射模，CAD
目 录
1 引言1
1.1 当前我国模具工业的发展状况1
2 注塑件的设计2
2.1 HDPE的性质及注塑相关参数2
2.2 塑件结构分析3
3 模具的设计4
3.1 注射成型工艺的简介4
3.2 注塑机的选择4
3.3 注射机有关参数的校核 5
3.4 拟定模具结构形式7
3.5 浇注系统的设计8
3.6 合模导向机构11
3.7 成型部分的设计11
4 排气系统和冷却系统的设计14
4.1 排气系统14
4.2 冷却系统的设计15
4.3 冷却系统的设计16
4.4 开模过程17
结论 18
致谢 19
参考文献 20
1 引言
1.1 当前我国模具工业的发展状况
当前，整个工业生产的发展特点是产品品种多、更 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
新快、市场竞争激烈。为了满足对模具制造的收货时间短、精度高、成本低廉的急切要求，模具必将会有以下发展趋势：
(1)模具体型大型化。一方面由于模具零件制造日益大型化，另一方面为了提高生产率增加型腔数目所导致。
(2)越来越高的模具精度。随着零件的微形化,这就要求制造精度的提高，有些模具的加工精度要求在1μm以内,这就要求发展超精加工工艺。
(3)多功能复合模具将会进一步发展。新型多功能复合模具是在多工位级进模基础上开发出来的，多功能复合模具相较于以前的模具在功能上不再是单一的成型零件，而是在成型功能的基础上，还担任着其他工作，如攻丝，铆接等。这种多功能模具生产出来是成批的组件，而不再是以前的单个零件，如触头与支座的组件及仪表的铁芯组件等。
(4)热流道技术在模具行业中应用越来越广泛，因此在所有模具中热流道模具所占的比重也将越来越高。热流道技术的采用可以提高模具的质量和生产率，以及节约生产原材料，因此，国外的热流道技术发展很快，应用也十分普遍。在很多工厂生产的模具中热流道模具已经占到了50%以上，有的厂热流道技术使用率甚至已达80%以上，由此看出热流道技术的使用越来越广泛。
(5)模具标准件的应用越来越多。模具标准件的使用可以缩短模具生产的周期，提高模具生产率，降低模具的生产成本。这就决定着模具标准件的使用必将越来越广泛。
(6)随着车辆和电机等产品对轻量化的需求越来越高，所以压铸模在模具中的比重会越来越高，同时对压铸模的复杂程度和使用寿命也提出了越来越高的要求。
(7)随着对塑料模具要求的不断提高，塑料模具的复杂程度和精度要求也越来越高。同时，随着以塑代木，以塑代钢需求的增加，塑料模在所有模具中的比重也会越来越大。
(8)随着中、高档模具在模具中比重的增大，模具的技术含量必将提高，这是产品结构调整所带来的市场走势。
虽然模具行业发展迅速，但由于我国模具制造基础薄弱,各地发展极不平衡,因此总体来看,与国际先进水平和国内外市场需求相比,差距还是很大的。这主要表现在以下几个方面:
（1）工艺装备水平, 我国塑料模制造企业设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖面比国外低很多,而且设备不配套、利用率低的现象十分严重。
（2）开发能力及经济效益等方面，外国模具企业技术人员所占比例很高，而国内模具企业技术人员所占比例很低。
（3）产需矛盾，我国塑料模具总体上供不应求，特别是大型、精密、复杂、高寿命的塑料模具产需矛盾尤为突出。
由此可以看出，研究塑料模对了解模具的生产过程和提高模具的质量有重大意义，本次设计可以让我对注塑模有更深一层的了解。
2 注塑件的设计
本塑件是一规则的塑料盒，拟定用HDPE塑料加工制成。
2.1 HDPE的性质及注塑相关参数
2.1.1 HDPE塑料的性质
HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。该聚合物不吸湿并具有良好的放水蒸气性,可用于包装。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。各种等级HDPE的独有特性是四种基本变量的适当结合：密度、分子量、分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。注塑品级一般熔体指数5～10g/10min，有具有韧性较低流动性品级和具有可加工性的较高流动性品级。
2.1.2 HDPE的成型性能
(1)HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色， 在微薄截面呈一定程度的半透明状。无味、无臭、无毒的本色柱状或扁圆状颗粒，硬度、拉伸强度、蠕变性、耐磨性能、化学稳定性较好。
(2）HDPE吸水率很低（0.03%），故而在加工时，如果储存恰当则无须干燥。
(3）HDPE骤冷时可使结晶度下降40%，从而改变它的性能。
(4) HDPE挤出温度为165～260℃,压力为35～140MPa,注射压力为80～100 MPa。
(5) 熔化温度：220～260℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200～250℃之间。模具温度：50～95℃。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。成型线收缩率为2%～5%。
(6) 塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷 却腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1.3d之内（“d”是冷却水道的直径）。
(7) 建议使用高速注射。流道和浇口:流道直径在4到7.5mm之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过1mm。特别适用于使用热流道模具。
2.2 塑件结构分析
该塑件是一个塑料盒,边长57.5mm,高36mm的塑料盒,壁厚2.5mm.中间有4条宽1.8mm,高32.5mm的隔板。在左右两侧各有一个长10mm，宽1.25mm，高3mm的凸起。其结构如下图2-1、2-2所示。
图2-1 塑件外表面 图2-2 塑件内表面
2.2.1 壁厚
塑件的壁厚大小应合理,太小无法保证使用时足够的刚度和强度,使熔体充模以及脱模时受到影响。壁厚也不应过大,否则增加制造成本,延长模塑周期。塑件的壁厚应一致,否则会因为固化和冷却的速度不同引起收缩不均匀,从而在制品内部产生内应力,导致制品产生翘曲、缩孔、断裂等缺陷。
1 引言1
1.1 当前我国模具工业的发展状况1
2 注塑件的设计2
2.1 HDPE的性质及注塑相关参数2
2.2 塑件结构分析3
3 模具的设计4
3.1 注射成型工艺的简介4
3.2 注塑机的选择4
3.3 注射机有关参数的校核 5
3.4 拟定模具结构形式7
3.5 浇注系统的设计8
3.6 合模导向机构11
3.7 成型部分的设计11
4 排气系统和冷却系统的设计14
4.1 排气系统14
4.2 冷却系统的设计15
4.3 冷却系统的设计16
4.4 开模过程17
结论 18
致谢 19
参考文献 20
1 引言
1.1 当前我国模具工业的发展状况
当前，整个工业生产的发展特点是产品品种多、更 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
新快、市场竞争激烈。为了满足对模具制造的收货时间短、精度高、成本低廉的急切要求，模具必将会有以下发展趋势：
(1)模具体型大型化。一方面由于模具零件制造日益大型化，另一方面为了提高生产率增加型腔数目所导致。
(2)越来越高的模具精度。随着零件的微形化,这就要求制造精度的提高，有些模具的加工精度要求在1μm以内,这就要求发展超精加工工艺。
(3)多功能复合模具将会进一步发展。新型多功能复合模具是在多工位级进模基础上开发出来的，多功能复合模具相较于以前的模具在功能上不再是单一的成型零件，而是在成型功能的基础上，还担任着其他工作，如攻丝，铆接等。这种多功能模具生产出来是成批的组件，而不再是以前的单个零件，如触头与支座的组件及仪表的铁芯组件等。
(4)热流道技术在模具行业中应用越来越广泛，因此在所有模具中热流道模具所占的比重也将越来越高。热流道技术的采用可以提高模具的质量和生产率，以及节约生产原材料，因此，国外的热流道技术发展很快，应用也十分普遍。在很多工厂生产的模具中热流道模具已经占到了50%以上，有的厂热流道技术使用率甚至已达80%以上，由此看出热流道技术的使用越来越广泛。
(5)模具标准件的应用越来越多。模具标准件的使用可以缩短模具生产的周期，提高模具生产率，降低模具的生产成本。这就决定着模具标准件的使用必将越来越广泛。
(6)随着车辆和电机等产品对轻量化的需求越来越高，所以压铸模在模具中的比重会越来越高，同时对压铸模的复杂程度和使用寿命也提出了越来越高的要求。
(7)随着对塑料模具要求的不断提高，塑料模具的复杂程度和精度要求也越来越高。同时，随着以塑代木，以塑代钢需求的增加，塑料模在所有模具中的比重也会越来越大。
(8)随着中、高档模具在模具中比重的增大，模具的技术含量必将提高，这是产品结构调整所带来的市场走势。
虽然模具行业发展迅速，但由于我国模具制造基础薄弱,各地发展极不平衡,因此总体来看,与国际先进水平和国内外市场需求相比,差距还是很大的。这主要表现在以下几个方面:
（1）工艺装备水平, 我国塑料模制造企业设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖面比国外低很多,而且设备不配套、利用率低的现象十分严重。
（2）开发能力及经济效益等方面，外国模具企业技术人员所占比例很高，而国内模具企业技术人员所占比例很低。
（3）产需矛盾，我国塑料模具总体上供不应求，特别是大型、精密、复杂、高寿命的塑料模具产需矛盾尤为突出。
由此可以看出，研究塑料模对了解模具的生产过程和提高模具的质量有重大意义，本次设计可以让我对注塑模有更深一层的了解。
2 注塑件的设计
本塑件是一规则的塑料盒，拟定用HDPE塑料加工制成。
2.1 HDPE的性质及注塑相关参数
2.1.1 HDPE塑料的性质
HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。该聚合物不吸湿并具有良好的放水蒸气性,可用于包装。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。各种等级HDPE的独有特性是四种基本变量的适当结合：密度、分子量、分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。注塑品级一般熔体指数5～10g/10min，有具有韧性较低流动性品级和具有可加工性的较高流动性品级。
2.1.2 HDPE的成型性能
(1)HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色， 在微薄截面呈一定程度的半透明状。无味、无臭、无毒的本色柱状或扁圆状颗粒，硬度、拉伸强度、蠕变性、耐磨性能、化学稳定性较好。
(2）HDPE吸水率很低（0.03%），故而在加工时，如果储存恰当则无须干燥。
(3）HDPE骤冷时可使结晶度下降40%，从而改变它的性能。
(4) HDPE挤出温度为165～260℃,压力为35～140MPa,注射压力为80～100 MPa。
(5) 熔化温度：220～260℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200～250℃之间。模具温度：50～95℃。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。成型线收缩率为2%～5%。
(6) 塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷 却腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1.3d之内（“d”是冷却水道的直径）。
(7) 建议使用高速注射。流道和浇口:流道直径在4到7.5mm之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过1mm。特别适用于使用热流道模具。
2.2 塑件结构分析
该塑件是一个塑料盒,边长57.5mm,高36mm的塑料盒,壁厚2.5mm.中间有4条宽1.8mm,高32.5mm的隔板。在左右两侧各有一个长10mm，宽1.25mm，高3mm的凸起。其结构如下图2-1、2-2所示。
图2-1 塑件外表面 图2-2 塑件内表面
2.2.1 壁厚
塑件的壁厚大小应合理,太小无法保证使用时足够的刚度和强度,使熔体充模以及脱模时受到影响。壁厚也不应过大,否则增加制造成本,延长模塑周期。塑件的壁厚应一致,否则会因为固化和冷却的速度不同引起收缩不均匀,从而在制品内部产生内应力,导致制品产生翘曲、缩孔、断裂等缺陷。
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