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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告
題 目：塑料水杯注射模設(shè)計(jì)
系 （部）
專 業(yè)
學(xué) 生
學(xué) 號(hào)
班 號(hào)
指導(dǎo)教師
中期報(bào)告
第一章 已完成項(xiàng)目
1、塑料成型工藝分析；
聚丙烯（PP）為無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒，結(jié)晶型的線型分子結(jié)構(gòu)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(xué)腐蝕性能，機(jī)械強(qiáng)度，硬度高，具有特別高的抗彎疲勞強(qiáng)度，使用溫度較高，在120℃下可長(zhǎng)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(dòng)性好，溢邊值為0.03mm，流動(dòng)性對(duì)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(yīng)避免尖角，缺口；
⑥熱容量大，注射成型模具須設(shè)計(jì)能充分冷卻的冷卻系統(tǒng)，模具溫度對(duì)收縮率影響大，冷卻時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)注意控制模具溫度，模溫太低（<50℃）；
⑦塑件無(wú)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(jì)算；
該產(chǎn)品為PP其密度為0.9g/㎝3~0.91 g/㎝3，本設(shè)計(jì)取0.905 g/㎝3。
通過(guò)PRO/E軟件測(cè)出塑件體積：
V=97025.5mm 3=97.0255cm 3
因?yàn)槭且荒Ｒ磺唤Y(jié)構(gòu)，所以：
塑件總體積=V=97.0255cm 3
制品的質(zhì)量計(jì)算： M=ρ·V
M=0.905×97.0255=87.808g
3、注射機(jī)的選擇；
查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.103.表2-33熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)和主要技術(shù)規(guī)格，根據(jù)計(jì)算所得的總體積和質(zhì)量可初選G54-S200/400機(jī)。塑料注射機(jī)參數(shù)的規(guī)格如下表6-1
表6-1 注射機(jī)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(shè)計(jì)；
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(shí)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(gòu)，模具先利用凸耳和滑塊實(shí)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(guò)程為：兩凹模分模后 塑件被推件板頂出。分型面應(yīng)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(shè)計(jì)與計(jì)算；
影響塑件尺寸精度的因素較為復(fù)雜，主要存在以下幾方面
⑴ 零件的制造公差；
⑵ 設(shè)計(jì)時(shí)所估計(jì)的收縮率和實(shí)際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時(shí)收縮率波動(dòng)；
⑶ 模具使用過(guò)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(duì)模具制造最常用的精度等級(jí)。
②成型收縮率波動(dòng)影響
其中， Scp— 塑件成型收縮率；
LM — 模具成型尺寸；
LS — 塑件對(duì)應(yīng)尺寸。
③型腔磨損對(duì)尺寸的影響
為簡(jiǎn)便計(jì)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(lái)選定，磨損值隨產(chǎn)量的增加而增大；此外，還應(yīng)考慮塑料對(duì)鋼材的磨損情況；同時(shí)還應(yīng)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(duì)于大的模具則應(yīng)取1/6以下。但實(shí)際上對(duì)于聚丙?。ㄈ缦馪P）、尼龍等塑料來(lái)說(shuō)對(duì)模具的磨損是很小的，對(duì)小型塑件來(lái)說(shuō)，成型零件磨損量對(duì)塑件的總誤差有一定的影響，而對(duì)于大的塑件來(lái)說(shuō)影響很小。
在以上理論基礎(chǔ)上，下面按平均收縮率來(lái)計(jì)算成型尺寸： PP制品一般為5級(jí)精度。查得聚丙烯（PP）的平均收縮率為：Scp=1.75%；考慮到實(shí)際的模具制造條件和工件的實(shí)際要求，模具制造公差等級(jí)取IT5級(jí)，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(shí)）；
—模具制造公差，（取0.25 mm）；
—制品公差，（負(fù)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(yīng)地縮放。
模具型腔壁厚:
注射模具長(zhǎng)時(shí)間承受交變負(fù)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(duì)塑件的質(zhì)量有很大影響，因此模具必須具有足夠的強(qiáng)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(dāng)r=38mm時(shí)，可按強(qiáng)度理論計(jì)算
代入數(shù)據(jù)求得：S＝7.83㎜
6、流道的設(shè)計(jì)；
由于本設(shè)計(jì)流道所選為絕熱流道澆注系統(tǒng)的井坑式噴嘴，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 井坑式噴嘴
7、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；
根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)確定模具型腔在推件板上，模具型芯固定在動(dòng)模板上。模具成型開(kāi)模后，定模座板與斜導(dǎo)柱滑塊同時(shí)運(yùn)動(dòng)，拉斷凝料，隨著斜滑塊的繼續(xù)移動(dòng)，兩邊凹模完全分開(kāi)，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(gòu)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(gòu)如圖3所示：
圖3 脫模機(jī)構(gòu)
8、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；
根據(jù)塑件成型要求，本設(shè)計(jì)采用斜滑塊的導(dǎo)滑形式的矩形形式，斜滑塊凸耳與導(dǎo)滑槽配合采用IT9級(jí)間隙配合。其結(jié)構(gòu)如圖4所示：
圖4 斜滑塊結(jié)構(gòu)
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(jī)的最大注射量相適應(yīng)，否則會(huì)影響塑件的生產(chǎn)和質(zhì)量。若注射量過(guò)大，注射機(jī)利用率降低，浪費(fèi)材料，而且可能導(dǎo)致塑料分解；最大注射量小于塑件的質(zhì)量，就會(huì)造成塑件的形狀不完整或內(nèi)部組織疏松，以及塑件強(qiáng)度下降等缺陷。為了保證正常的注射成型，注射機(jī)的最大注射量應(yīng)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(jī)的實(shí)際注射量最好在注射機(jī)的最大注射量的80%以內(nèi)。
當(dāng)塑料注射成型機(jī)最大注射量以最大注射容積標(biāo)定時(shí)，按下式校核：
（5-1）
式中 —塑料注射成型機(jī)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(gè)塑件的體積, mm3；
—型腔數(shù)；
—塑料注射成型機(jī)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(jī)的最大注射壓力能否滿足塑件成型的需要。注射機(jī)最大注射機(jī)最大注射壓力應(yīng)稍大于塑件成型需要的注射壓力即：
式中 —注射機(jī)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(jī)裝模部位相關(guān)尺寸的校核
各種型號(hào)的注塑機(jī)安裝部位的形狀尺寸各不相同。設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)校核的主要項(xiàng)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。現(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(dòng)模座板和定模座板的尺寸均是400mm×452mm，均小于注塑機(jī)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(dāng)高壓熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)在型腔內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)很大的力，力圖使模具分型面漲開(kāi)，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(gè)面上的力應(yīng)小于注塑機(jī)的額定鎖模力F即：
式中 —注射機(jī)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(jī)開(kāi)模行程校核
注塑機(jī)開(kāi)模時(shí)的行程是有限的，取出制件所需要的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模距離。開(kāi)模距離可分為兩類情況校核：一是注塑機(jī)最大開(kāi)模行程與模厚無(wú)關(guān)；另一種是注塑機(jī)最小開(kāi)模行程與模厚有關(guān)。我們的校核應(yīng)該按照第一種情況來(lái)校核，其校核依據(jù)為：
式中 —注塑機(jī)最大開(kāi)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(jī)的各項(xiàng)相關(guān)工藝參數(shù)均已校核通過(guò)。
完成了模具設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算校核過(guò)程。
第二章 未完成項(xiàng)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(dòng)模板的繪制；
③型芯的繪制；
3、撰寫(xiě)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；
4、撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；
第三章 未解決的難點(diǎn)
無(wú)
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(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文與準(zhǔn)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(shè)計(jì)的可能性
根據(jù)日程和時(shí)間的安排，可以按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
說(shuō) 明
一、中期報(bào)告應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：
1．論文工作是否按開(kāi)題報(bào)告預(yù)定的內(nèi)容及進(jìn)度安排進(jìn)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(jìn)度安排；
4．存在的困難與問(wèn)題；
5．如期完成全部論文工作的可能性。
二、中期報(bào)告由指導(dǎo)教師填寫(xiě)意見(jiàn)、簽字后，統(tǒng)一交所在系（部）保存，以備檢查。
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：
指導(dǎo)教師簽字： 檢查日期：