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畢業(yè)設計（論文）中期報告
題 目：塑料水杯注射模設計
系 （部）
專 業(yè)
學 生
學 號
班 號
指導教師
中期報告
第一章 已完成項目
1、塑料成型工藝分析；
聚丙烯（PP）為無色、無味、無毒，結(jié)晶型的線型分子結(jié)構的熱塑性塑料，密度為0.9g/㎝3~0.91 g/㎝3，收縮率為1%~2.5%。具有優(yōu)良的電絕緣性能和耐化學腐蝕性能，機械強度，硬度高，具有特別高的抗彎疲勞強度，使用溫度較高，在120℃下可長期使用。聚丙烯的成型特性為：
①成型性好，可采用注塑、、擠出及吹塑等成型加工方法；
②吸濕性小，不吸水，成型前可不干燥；
③熔體粘度小，流動性好，溢邊值為0.03mm，流動性對壓力敏感，宜采用較高的壓力注射；
④成型收縮范圍大，易發(fā)生縮孔、凹痕及變形等缺陷；
⑤容易發(fā)生彎曲變形，塑件應避免尖角，缺口；
⑥熱容量大，注射成型模具須設計能充分冷卻的冷卻系統(tǒng)，模具溫度對收縮率影響大，冷卻時間長，應注意控制模具溫度，模溫太低（<50℃）；
⑦塑件無光澤，易產(chǎn)生熔接痕，模溫太高（>90℃），易產(chǎn)生翹曲變形。
⑧尺寸穩(wěn)定性好。
2、塑件體積的計算；
該產(chǎn)品為PP其密度為0.9g/㎝3~0.91 g/㎝3，本設計取0.905 g/㎝3。
通過PRO/E軟件測出塑件體積：
V=97025.5mm 3=97.0255cm 3
因為是一模一腔結(jié)構，所以：
塑件總體積=V=97.0255cm 3
制品的質(zhì)量計算： M=ρ·V
M=0.905×97.0255=87.808g
3、注射機的選擇；
查《模具設計與制造簡明手冊》P.103.表2-33熱塑性塑料注射機型號和主要技術規(guī)格，根據(jù)計算所得的總體積和質(zhì)量可初選G54-S200/400機。塑料注射機參數(shù)的規(guī)格如下表6-1
表6-1 注射機基本參數(shù)
螺桿直徑（mm）
55
公稱注射量(g)
200—400
注射壓力(mpa)
109
螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)
15,28,48
螺桿行程(mm)
160
鎖模力(KN)
2540
模板行程(mm)
260
模具最小厚度(mm)
165
模具最大厚度(mm)
406
最大注射面積(mm)
645
模板尺寸(mm)
532×634
定位孔直徑(mm)
150
4、分型面的設計；
該塑件為塑料水杯，外形表面質(zhì)量要求較高，在選擇分型面時根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，便于清除毛刺及飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，考慮到杯把側(cè)向抽芯困難，因此采用斜滑塊側(cè)向分型結(jié)構，模具先利用凸耳和滑塊實現(xiàn)兩邊側(cè)向分型，然后再利用推件板將塑件頂出。為了提高生產(chǎn)效率和塑件外形美觀。
分模過程為：兩凹模分模后 塑件被推件板頂出。分型面應選擇在塑件外形的最大輪廓處，如圖1所示。
圖1 分型面
5、成型零部件的設計與計算；
影響塑件尺寸精度的因素較為復雜，主要存在以下幾方面
⑴ 零件的制造公差；
⑵ 設計時所估計的收縮率和實際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時收縮率波動；
⑶ 模具使用過程中的磨損。以上三方面的影響表述如下：
①制造誤差：△z=ai=a(0.45 +0.001D)
其中 D — 被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸；
△z — 成型零件的制造公差值；??
i — 公差單位；
a — 精度系數(shù)，對模具制造最常用的精度等級。
②成型收縮率波動影響
其中， Scp— 塑件成型收縮率；
LM — 模具成型尺寸；
LS — 塑件對應尺寸。
③型腔磨損對尺寸的影響
為簡便計算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮磨損?？紤]磨損主要從模具的使用壽命來選定，磨損值隨產(chǎn)量的增加而增大；此外，還應考慮塑料對鋼材的磨損情況；同時還應考慮模具材料的耐模性及熱處理情況，型腔表面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹，中小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的1/6（常取0.02～0.05mm），而對于大的模具則應取1/6以下。但實際上對于聚丙?。ㄈ缦馪P）、尼龍等塑料來說對模具的磨損是很小的，對小型塑件來說，成型零件磨損量對塑件的總誤差有一定的影響，而對于大的塑件來說影響很小。
在以上理論基礎上，下面按平均收縮率來計算成型尺寸： PP制品一般為5級精度。查得聚丙烯（PP）的平均收縮率為：Scp=1.75%；考慮到實際的模具制造條件和工件的實際要求，模具制造公差等級取IT5級，直徑65-80mm，公差數(shù)值為：0.52 mm.
型腔徑向尺寸:
式中：—凹模徑向名義尺寸（最小尺寸）；
—所采用的塑料平均成形收縮率，取1.75%；
—制品的名義尺寸（最大尺寸）；
—修正系數(shù)，x=0.75（精度不高時）；
—模具制造公差，（取0.25 mm）；
—制品公差，（負偏差）。
型芯徑向尺寸:
式中：—制品名義尺寸（最小尺寸）;
（4-4）
型腔軸向尺寸:
型芯軸向尺寸:
（4-5）
其余局部尺寸按照收縮率相應地縮放。
模具型腔壁厚:
注射模具長時間承受交變負荷，并且伴有溫度冷熱交替，工作環(huán)境惡劣，工作狀態(tài)下所發(fā)生的彈性變形或塑性變形，對塑件的質(zhì)量有很大影響，因此模具必須具有足夠的強度和剛度。該模具型腔的直徑為φ76㎜。
S——型腔壁厚mm
[σ] ——許用壓力MPa
P——塑料在型腔中的壓力MPa
在型腔內(nèi)，塑料壓力約為p=25MPa，許用壓力[σ]=160MPa，當r=38mm時，可按強度理論計算
代入數(shù)據(jù)求得：S＝7.83㎜
6、流道的設計；
由于本設計流道所選為絕熱流道澆注系統(tǒng)的井坑式噴嘴，其結(jié)構如圖2所示。
圖2 井坑式噴嘴
7、脫模機構設計；
根據(jù)塑件的形狀特點確定模具型腔在推件板上，模具型芯固定在動模板上。模具成型開模后，定模座板與斜導柱滑塊同時運動，拉斷凝料，隨著斜滑塊的繼續(xù)移動，兩邊凹模完全分開，將包裹在型芯的塑件完全暴露在推件板上，再由推件板將塑件頂出。其中，推件板結(jié)構可靠，頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量，故選推件板頂出。其結(jié)構如圖3所示：
圖3 脫模機構
8、側(cè)向分型與抽芯機構設計；
根據(jù)塑件成型要求，本設計采用斜滑塊的導滑形式的矩形形式，斜滑塊凸耳與導滑槽配合采用IT9級間隙配合。其結(jié)構如圖4所示：
圖4 斜滑塊結(jié)構
9、校核
最大注射量的校核
塑件的質(zhì)量必須與所選擇的注射機的最大注射量相適應，否則會影響塑件的生產(chǎn)和質(zhì)量。若注射量過大，注射機利用率降低，浪費材料，而且可能導致塑料分解；最大注射量小于塑件的質(zhì)量，就會造成塑件的形狀不完整或內(nèi)部組織疏松，以及塑件強度下降等缺陷。為了保證正常的注射成型，注射機的最大注射量應稍大于塑件的質(zhì)量以及流到凝料質(zhì)量的總和。通常注射機的實際注射量最好在注射機的最大注射量的80%以內(nèi)。
當塑料注射成型機最大注射量以最大注射容積標定時，按下式校核：
（5-1）
式中 —塑料注射成型機最大注射容量,mm3；
—塑件的體積（包括塑料制品、澆道凝料和飛邊）,mm3；
—1個塑件的體積, mm3；
—型腔數(shù)；
—塑料注射成型機最大注射量的利用系數(shù)，取=0.8。
故由上式得：
滿足要求。
注射壓力的校核
注射壓力校核的目的是校核注射機的最大注射壓力能否滿足塑件成型的需要。注射機最大注射機最大注射壓力應稍大于塑件成型需要的注射壓力即：
式中 —注射機的最大注射壓力（mpa）；
—塑件成型所需的注射壓力（mpa）。
故由上式得：109（mpa）95（mpa） 滿足要求。
模具與注塑機裝模部位相關尺寸的校核
各種型號的注塑機安裝部位的形狀尺寸各不相同。設計模具時應校核的主要項目有：噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板的平面尺寸和模具安裝用螺釘位置尺寸等?，F(xiàn)校核如下：
① 噴嘴直徑：主流道始端口徑5mm>噴嘴孔直徑4mm；合乎要求。
② 最大模厚與最小模厚的校核：從模具裝配圖中可以看出:模具厚度為314mm (最小165,最大406),合乎要求。
③ 模板平面尺寸和模具安裝用螺釘位置尺寸校核：動模座板和定模座板的尺寸均是400mm×452mm，均小于注塑機四根棱柱之間的尺寸值，合乎要求。
鎖模力的校核
鎖模力是指當高壓熔體充滿模具型腔時，會在型腔內(nèi)產(chǎn)生一個很大的力，力圖使模具分型面漲開，其值等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上總的投影面積乘以型腔內(nèi)塑料壓力。作用在這個面上的力應小于注塑機的額定鎖模力F即：
式中 —注射機的公稱鎖模力（N）；
—模內(nèi)平均壓力（型腔內(nèi)的溶體平均壓力mpa）,一般為25mpa；
—塑件、流到、澆口在分型面上的投影面積之和, mm 2；
—注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力。
故由上式得: 2540KN=25×4969.16
2540KN=124.KN
所以，鎖模力合乎要求。
注射機開模行程校核
注塑機開模時的行程是有限的，取出制件所需要的開模距離必須小于注塑機的最大開模距離。開模距離可分為兩類情況校核：一是注塑機最大開模行程與模厚無關；另一種是注塑機最小開模行程與模厚有關。我們的校核應該按照第一種情況來校核，其校核依據(jù)為：
式中 —注塑機最大開模行程(mm)；
—塑件脫模（推出距離）距離（mm）；
—塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)（mm）；
a—取出凝料所需要的最短距離 （mm）；
故由上式得：104+110+10=224
260mm224mm 合乎要求。
到此，注塑機的各項相關工藝參數(shù)均已校核通過。
完成了模具設計的基本結(jié)構設計與計算校核過程。
第二章 未完成項目
1、塑料模具部裝圖的繪制；
2、零件圖的繪制；
①斜滑塊的繪制；
②動模板的繪制；
③型芯的繪制；
3、撰寫計算說明書；
4、撰寫畢業(yè)設計論文；
第三章 未解決的難點
無
第四章 日程安排
11月25日———12月09日 模具部件裝配圖的繪制；
12月10日———12月18日 模具零件圖的繪制；
12月19日———12月28日 撰寫畢業(yè)設計論文與準備答辯；
12月29日———12月30日 畢業(yè)答辯；
第五章 完成全部畢業(yè)設計的可能性
根據(jù)日程和時間的安排，可以按時完成畢業(yè)設計。
說 明
一、中期報告應包括下列主要內(nèi)容：
1．論文工作是否按開題報告預定的內(nèi)容及進度安排進行；
2．目前已完成的研究工作及結(jié)果；
3．后期擬完成的研究工作及進度安排；
4．存在的困難與問題；
5．如期完成全部論文工作的可能性。
二、中期報告由指導教師填寫意見、簽字后，統(tǒng)一交所在系（部）保存，以備檢查。
指導教師評語：
指導教師簽字： 檢查日期：