毕业设计---带手柄水杯注塑模具设计与分析

1、稔州工赛赢蔡板掰摩品毕 业设计（论 文） 带手柄水杯注塑膜设计Injection mold design with handle cup班级橡胶与塑料模具设计与制造专业学生姓名袁伟学号学0409034指导教师黎少辉 职称讲师导师单位机械工程系论文提交日期2010/11/17论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中 已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成 果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如

2、 被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和 一切后果。毕业生签名：B期：指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容 均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄 袭等学术不端行为。指导教师签名：日期：徐州工业职业技术学院毕业设计任务书部题名称：带手柄水杯注塑模具设计瞟题性质：设计类系：名称：机楸工程系专业：橡胶与塑料模具设计与制造班级：橡塑模081指导教师：黎少辉学生姓名：袁伟徐州工业职业技术学院毕业谀计任务书一、 课题名称：带手柄水杯注射模具设计二、毕业论文（设计）主要内容：1、

3、分析塑件的工艺性（包括原材料分析、尺寸精度分析、表面质量分析和塑 件的结构工艺性分析）2、选择注射机的型号；3、设计模具结构（包括型腔数目和结构形式、分型面的选择、浇注系统设计、 成型零部件的结构设计和尺寸计算、推出机构设冲、冷却系统设计以及标准模架 的选择等）；4、绘制模具装配图和非标准件的零件图（逐步完善和确定各零件的结构和尺 寸、尽量选用标准组合结构和标准件）；5、编写设计说明书；三、计划进度：第8周查阅资料，做好准备工作，分析塑件的工艺性，选择注射机型号第9周模具结构设计第10周模具结构有关计算；第11周选择标准模架，确定各个模板的尺寸；第12周绘制装配图，编写设计说明书；第13周论文

4、答辩。四、毕业论文（设计）结束应提交的材料：1、设计说明书（毕业论文）1份（8000字以上）；2、装配图一份。指导教师教研室主任年 月 日年 月 日摘要本课题主要是针对水杯的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较，最 终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的 浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参 数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设 计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加匚工艺。根据题目设计的主要任务 是水杯注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产水杯塑件产品，以实现 自动化提高产量。针对

5、水杯的具体结构，本套模具是一套一腔四模的注射模，比 之单型腔模具而言提高了生产效率，缩短了生产周期。本设计为塑料水杯模具制 作设计，它系统的介绍了塑料水杯模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模 具的装配和使用其中，涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射 模的结构及相关的计算问题及特种加工工艺。在该模具设计中，利用计算机绘图 软件绘制了零件图和装配图，以及制定了机械加工工艺过程卡。关键词：模具；注射模；塑料；AbstractThis topic is mainly directed against the glass mould design, through the proces

6、s of plastic analysis and comparison, the final design a pair of injection mold. This topic from the product structure, mould technology, the mould structure of its molding part gating system, the structure, the injection system, cooling system, the selection and parameters of the test, a detailed d

7、esign, and simple preparation of the mould processing. Through the whole design process shows that the mold can reach the requirements of plastics processing. According to the topic design is the main task of the water injection mould design. Also is to design a deputy injection mould for plastic pr

8、oducts, production of glass to realize automation to increase production. According to the concrete structure, the glass of a cavity mould is a set of four modules, injection mould for the single cavity mould to improve manufacturing efficiency and shorten the production cycle. This design for plast

9、ic mould design, glass of water system is introduced in various parts of plastic mold machining process and the whole assembly and use of the mould injection machines, which involves various parameters selection, parts processing methods, injection mould structure and related calculation and special

10、 processing technology. In the mould design, using computer graphics software rendering the assembly parts and machining, and make the process card.Keywords： die, Injection mould; Plastic.目录摘要Abstract21.1 江苏省模具工业51.2 我国模具行业前景51. 3型性模具发展状况71.4模具行业人才紧缺7第二章塑料成型工艺基础92.1 塑料成型工艺的种类92.2 水杯塑件材料选用及特性10第三章塑件工

11、艺性分析123.1 分析塑件的结构工艺性123.2 工艺性分析123.3 注塑机的选择12第四章塑料制件在模具中的位置与浇注系统的设计134.1 型腔数目的确定134.2 分型面的选择134.3 普通浇注系统的设计14第十I 章成斗“零部件的结构设5.1 凹模的结构设计185.2 型芯结构的设计185.3 成型零件的工作尺寸的计算19第六章结构零部件的设计226.1 注射模架的选择226.2 合模导向机构的设计22第七章推出机构的设计247.1 推出机构的组成及设计要求247.2 推出机构的选择247.3 推出力的计算247.4 推杆的设计257.5 推出机构工作原理图26第八章侧向分型抽芯机

12、构的设计278.1 侧向分型抽芯机构的分类278.2 抽芯力与抽芯距的计算288.3 侧向分型抽芯的结构设计298.4 侧向分型与抽芯机构的选择30第九章模具温度调节系统的设计319.1 冷却回路尺寸的确定319.2 冷却回路的布置31第十章主要尺寸的校核3310. 1模具厚度的校核3310. 2开模行程的校核33第十一章结束语34第十二章 参考文献35第一章绪论1. 1.江苏省模具工业江苏是中国模具工业的大省，以加工工业为主，是模具需求的集中地区。据 模具网CEO罗百辉了解，江苏全省规模以上模具企业的产值达到152亿元以上， 从业人员近5.5万人，具有一定规模的企业450多家，其中专业模具企

13、业160 家。2008年全省出口模具3. 03亿美元，占全国出口总量的15.79%。进口模具 4.21亿美元，占全国进口总量的21. 02%。全省模具工业形势良好，模具、模具 标淮件等呈现购销两旺势头。目前，江苏省生产模具、模具标准件、模具材料及 其他模具配件的生产企业和经营网点，以苏南为中心遍及全省各地，基本上形成 了苏南以大型塑料模、压铸模为主；苏中以塑料模、冷冲模为主；苏北以汽车冲 压模为主的生产营销格局。江苏省模具工业的发展有较悠久的历史，但主要发展期是80年代和90年代。 江苏省模具工业协会是由江苏省模具行业以及与模具行业有关的企业、研究院 所、院校、社会团体等单位和个人按照自愿原则

14、组成的全省性非赢利性社会组织, 具有社会团体法人资格。江苏模协自1987年成立至今已历经了二十个不平凡的 春秋。协会在会员单位与政府部门之间发挥桥梁与纽带作用，维护国家和会员的 利益，全心全意为会员服务，为政府服务，将会员单位组织起来，调动一切积极 因素，提高模具标准化、专业化、商品化、国产化水平与模具质量，提高模具行 业的社会地位，加强与国内、外模具行业的合作与交流，致力于促进江苏省模具 工业的发展和技术进步。二十年来，在协会的努力工作下，江苏模具工业呈持续、 健康、快速发展态势。江苏省的精密冲压模具在全国占有最重要的地位，注塑模具、铸造模具和汽 车覆盖件模具在国内也占重要地位。江苏省的模具

15、主要集中在苏、锡、常一带及 南京市，江阴、镇江、徐州、杨州等地已有一定力量，全省模具产值超过80亿 兀。江苏苏州目前有各类模具厂2000多家，模具加工点1000多个，模具年产值100 多亿元，2007年出口模具1.92亿美元比2006年1.32亿美元增加了 45.5%,模 具业成为该市新兴工业之一。日本、韩国、新加坡、法国、荷兰、美国及我国台 湾、香港地区的独资、合资企业在江苏省占的比重很多，民营模具企业也不少； 苏州兰佩铸造、远轻模具等企业主要生产汽车发动机及轮毂等部件压铸模和铸 模，昆山中大模架、昆山精密模具标准件、昆山华星模具导向件等企业专业生产 各种大型模架、模具导向件、模具弹簧等标准

16、件。苏州、无锡等地电子信息产业迅猛发展，形成了手机、照相机、笔记本电脑、 液晶电视机等IT业模具产业，集成电路引线框架模具，以及集成电路塑封模具 等精密复杂模具产业。南京长江、无锡国盛、微研、昆山鸿准、华富等企业生产 电子元件产品精密级进模，苏州兰佩铸造、远轻模具等企业主要生产汽车发动机 及轮毂等部件压铸模铸造模，常州华威亚克企业生产家电精密注塑模，南京南汽 模具、江阴万奇企业、苏州汇众生产汽车覆盖件模具，沙家浜玻璃模具闻名遐迩, 武进轮胎模具众多，昆山大型模架，镇江船山精密模具标准件远销全国各地。 1. 2.我国模具行业前景模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家

17、电和通讯等产品中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着 产品质量的高低，因此，模具被称之为“白业之母”。模具乂是“效益放大器”, 用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、 高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已 能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖 面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等 家电零件模具。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、6. 5Kg 大容量洗衣机全套塑料

18、模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料 模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在 大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿 轮箱压铸模。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异 型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。但是，我国模具工 业无论是在数量还是质量上，与工业发达国家存在着很大的差距，满足不了工业 发展的需要，目前国内市场的满足率仅在70%左右。我国大部分模具是企业自产自用，真正作为商品流通的模具仅占1/3。所产 模具基本上以中低档为主，一些大型、精密、复杂和长寿命的高档模具，在技术

19、 上无法与发达国家相比，生产能力也远远不能满足国民经济发展的需要。近五年 来，我国平均每年进口模具& 14亿美元，2001年进口模具11. 12亿美元（出口 模具仅1. 88亿美元）,这还不包括随进口设备和生产线作为附件带来的模具。根 据海关统计，近几年进出口相抵，我国已成为世界上最大的模具进口国。我国模具产品的结构很不合理。我国模具产品结构中冲压模具约占50$,塑 料模具约占34%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占10%；发达国家对发展塑 料模普遍比较重视，塑料模所占比例一般在40%左右；大型、精密、长寿命模具 所占比例为50%以上，而我国仅为25%左右；我国主要模具生产能力集中在

20、各主 机厂的模具分厂（或车间）内，所产模具商品化率很低，模具自产自销比例高达 60%-70%,而国外70%以上是商品模具；即使是专业模具厂，我国也大多数是“大 而全”“小而全”，国外则大多是“小而专”“小而精”，生产效率和经济效益俱佳。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。预计到2005 年汽车年产量将达320万辆，保有量将达到3000万辆。这将需要各种塑料制件 36万吨，而目前的生产能力仅为20多万吨，发展空间十分广阔。家用电器，如 彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场也很大。目前，我国彩电年产量已 超过3200万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了 1000万台。“

21、十五” 期间家电市场预计年增辐将超过10%,家电行业的发展对模具的需求量将会很 大。其他发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将 对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。另外，从国际市场来看，目前世界模具市场仍然是供不应求。近几年，世界 模具市场总量一直保持在600亿-650亿美元之间。美、日、法、瑞等国每年出 口模具约占其本国模具总产值的1/3,我国模具的出口量还不到总产值的5%,我 国模具出口可以发展的空间非常广阔。根据国内和国际模具市场的发展状况，有 关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是 模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越

22、高；三是多功能复合模具将进一步发 展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压 注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日 渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同 时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将 不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是 产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。1. 3.塑料模具发展状况近年来，中国塑料模具发展速度相当快。目前，塑料模具在整个模具行业中 所占比重约为30%。随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展，

23、预计 在未来模具市场中，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快 于其他模具。以汽车工业为例，随着汽车产销量高速增长，汽车模具潜在市场十 分巨大。据介绍，在生产汽车时，各种功能性零部件都要靠模具成型，仅制造一 款普通轿车约需200多件内饰件模具，而制造保险杠、仪表盘、油箱、方向盘等 所需的大中型塑料模具，从模具行业生产能力看，目前满足率仅约50%。在建筑 领域，塑料建材大量替代传统材料也是大势所趋，预计2010年全国塑料门窗和 塑管普及率将达到30%50%,塑料排水管市场占有率将超过50%,都会大大增加 对模具的需求量。应该说，塑料模具的应用潜力是不可低估的。专家预测，大型、 精密

24、、设计合理的注塑模具将受到市场普遍欢迎。与全国塑料加工业区域分布相类似，珠三角、长三角的塑料制品加工业位居 前列，浙江、江苏和广东塑料模具产值在全国模具总产值中的比例也占到70%。 现在，这3个省份的不少企业已意识到塑模业的无限商机，正积极组织模具产品 的开发制造。最近，山杭州娃哈哈集团精密机械制造公司研制的多腔防盗瓶盖注 塑模具通过浙江省省级鉴定。该模具采用的三次顶出强制脱模技术、平衡式热流 道系统、瓶盖模通用模架具有较强的创新性，模具性能和质量达到国内领先水平。然而，塑料模具尽管成为时下最为诱人的“奶酪”，但樱桃好吃树难栽。由 于塑料零配件形状复杂、设计灵活，对模具材料、设计水平及加工设备

25、均有较高 要求，并不是人人都可以轻易涉足的。专家认为，目前中国与国外水平相比还存 在较大差距，眼前需尽快突破制约模具产业发展的三大瓶颈：一是加大塑料材料 与注塑工艺的研发力度；二是塑模企业应向园区发展，加快资源整合；三是模具 试模结果检验等工装水平必须尽快跟上，否则塑料模具发展将受到制约。专家指出，面对国外先进技术与高质量制品的挑战，中国塑模企业不仅要加 快产业集群化，发挥规模效应，还要注重模具产业链的前端研发、人才建设和产 业链后端的检测以及信息服务，尽快缩短技术、管理、工装水平与国际水准的差 距。这是塑料模具企业在发展中必须解决的重要问题。1. 4.模具行业人才紧缺据统计，我国模具行业目前

26、从业人员有600多万，但模具设计师只有仅60 万。据劳动部门调查显示，目前企业对模具人才的需求越来越大，在北京、广东、 浙江等地，模具设计人员、模具开发人员、模具维修人员等已成为人才市场最紧 缺的人才之一，尽管许多企业打出“年薪10万”的招聘启事，但也不一定能招 到合适人才。当今世界正进行着新一轮的产业调整，一些模具制造逐渐向发展中国家转 移，中国正成为世 界模具大国。据介绍，我国目前模具总产值已跃居世界第三, 仅次于日本和美国，其中，汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场，占整个 模具市场份额的80%以上。以汽车行业为例，一种车型的轿车共需模具约4000 套，价值达2亿元至3亿元；单台电冰箱

27、需要模具生产的零件约150个，共需模 具约350套，价值约400万元。模具行业是一个需长期积累经验的行业，一般的 模具设计人员需学习2至3年，而一名可独立设计模具的优秀设计师，至少需有 10年从业经验。由于最初的学习非常枯燥，因此许多初学者常半途而废。此外，我国传统教 育方式对模具人才的培养也存在不足。中等技校培养的学员主要是操作工，不完 全具备模具设计能力。一些高校尽管在近几年内设立了模具专业，但由于受软硬 件设施限制，培养出的学员实际技能不够。而社会上各种各样的模具培训班，III 于缺乏规范的职业标准，因此学员质量良莠不齐。据悉，劳动和社会保障部正在制定新的模具设计师考核标准，并将很快出台

28、 实施，力求培养更多的新型模具技能人才。相信将来必定会有更多的人才投身到 并壮大模具行业。不过，现在，模具人才确实是一种稀缺资源。所以，把握住这 个机会吧！第二章塑料成型工艺基础2. 1.塑料成型工艺的种类2. 1. 1.注射成型注射成型乂称为注射模塑或注塑成型，是热塑性塑料制品成型的一种重要方 法。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料均可用此法成型塑件。 注射模塑可成型各种形状、满足众多要求的塑件。注射成型已成功地应用于某些 热固性塑件、甚至橡胶制品的工业生产中。注射成型的过程是，将粒状或粉状塑件从注射机的料斗送入加热的料筒，经 加热塑化成熔融状态，由螺杆（或柱塞）施压而通过料筒顶

29、端部的喷嘴注入低温 的、闭合的模具型腔中，经冷却硬化而保持模腔所赋予的形状，开模取出塑件。 由于注射成型具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非 金属嵌件的塑件；对各种塑料均有良好的适应性；生产效率高，易于实现全自动 化生产等一系列优点，因而注射成型是一种技术经济先进的成型方法。2. 1. 2.压缩成型压缩成型乂称为压制成型、压缩模塑或模压成型。压缩成型技术主要用于成 型热固性塑料制品；也可用于热塑性塑料制品的热料冷压成型；也可用于将原料 放在模内，施以一定的压力，先加热后冷却定型的成型；还可用于粉料的冷压成 型等。2. 1. 3.压住成型压住成型乂称为传递成型，压住模具用于

30、成型热固性塑料制品，模具具有单 独的加料室，成型时先将型腔闭合，并预热到成型温度，将热固性塑料加入模具 的加料室，利用压柱施压，塑料在高温高压下转变成黏流态并以一定的速度通过 浇注系统，进型腔，经保温保压一段时间塑料交联固化，当达到最佳性能时即开 模取出塑件。压住成型工艺过程和压缩成型基本相同，他们的主要区别在于：压缩成型过 程是先加料后闭模，而压住成型则一般要求先闭模后加料。2. 1. 4.挤出成型挤出成型也称为挤塑成型。它在热塑性塑料加工领域中，是一种变化多、用 途广、占比重颇大的加工方法。挤出成型是将塑料在旋转的螺杆于料筒之间进行 输送、压缩、熔融塑化，定量地通过处于挤塑机头部的口模和定

31、型装置，生产出 连续型材的加工工艺。除了以上几种外，塑料成型工艺还有气动挤出成型系列：中空成型、真空成 型和压缩空气成型。2. 2.水杯塑件材料的选用和特性图2-1水杯水杯的材料采用PC。聚碳酸酯，英文名Polycarbonate,简称PC。PC是一 种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，具有优良的 物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高；蠕变 性小，尺寸稳定；具有良好的耐热性和耐低温性，在较宽的温度范围内具有稳定 的力学性能，尺寸稳定性，电性能和阻燃性，可在-60120下长期使用；无明 显熔点，在220-230C呈熔融状态；由于分子链刚性大，树

32、脂熔体粘度大；吸水 率小，收缩率小，尺寸精度高，尺寸稳定性好，薄膜透气性小；属自熄性材料； 对光稳定，但不耐紫外光，耐候性好：耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、 酮类，溶于氯化烧类和芳香族溶剂，长期在水中易引起水解和开裂，缺点是因抗 疲劳强度差，容易产生应力开裂，抗溶剂性差，耐磨性欠佳。PC可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工，最 重要的加工方法是注塑。成型之前必须预干燥，水分含量应低于0.02%,微量水 份在高温下加工会使制品产生白浊色泽，银丝和气泡，PC在室温下具有相当大 的强迫高弹形变能力。冲击韧性高，因此可进行冷压，冷拉，冷辐压等冷成型加 工。挤出用PC分子量应

33、大于3万，要采用渐变压缩型螺杆，长径比1： 1824, 压缩比1： 2.5,可采用挤出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高质量，高透明瓶子。 PC合金种类繁多，改进PC熔体粘度大（加工性）和制品易应力开裂等缺陷，PC 与不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。具体有PC/ABS合金，PC/ASA 合金、PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/弹性体共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE 合金、PC/PA合金等，利有两种材料性能优点，并降低成本，如PC/ABS合金中, PC主要贡献高耐热性，较好的韧性和冲击强度，高强度、阻燃性，ABS则能改 进可成型性，表观质量，降低密度。PC的三大

34、应用领域是玻璃装配业、汽车工 业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设 备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃，PC层压板广 泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工 业安全档板和防弹玻璃。PC板可做各种标牌，如汽油泵表盘、汽车仪表板、货 栈及露天商业标牌、点式滑动指示器，PC树脂用于汽车照相系统，仪表盘系统 和内装饰系统，用作前灯罩，带加强筋汽车前后档板，反光镜框，门框套、操作 杆护套、阻流板、PC被应用用作接线盒、插座、插头及套管、垫片、电视转换 装置，电话线路支架下通讯电缆的连接件，电闸盒、电话总机、配电盘元

35、件，继 电器外壳，PC可做低载荷零件，用于家用电器马达、真空吸尘器，洗头器、咖 啡机、烤面包机、动力工具的手柄，各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。 PC是光盘储存介质理想的材料。PC瓶（容器）透明、重量轻、抗冲性好，耐一 定的高温和腐蚀溶液洗涤，作为可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做计算 机架，外壳及辅机，打印机零件。改性PC耐高能辐射杀菌，耐蒸煮和烘烤消毒, 可用于采血标本器具，血液充氧器，外科手术器械，肾透析器等，PC可做头盔 和安全帽，防护面罩，墨镜和运动护眼罩。PC薄膜广泛用于印刷图表，医药包 装，膜式换向器。第三章塑件工艺性分析3. 1.分析塑件的结构工艺性该塑件尺寸偏大

36、，均为无公差要求的自由尺寸，结构简单，再根据材料性能 分析，可以选择精度等级为MT5。PC的塑件脱模斜度：型腔 35 '1°型芯 30 z50 '综合上述条件，乂根据常用热塑性塑料的成型条件，可知PC材料的特性如下表3-1：表3-1 PC材料的特性缩写密度计算收缩率注射压力适用注射机类型(g/cm )(%)(Mpa)PC1. 18 1.200. 5-0. 8100-140螺杆、柱塞式均可塑件工艺参数：成型时间：注射时间： 保压时间： 冷却时间：总周期:1s5s模具温度：9011020s80s喷嘴温度：23025020s50s保压压力：4060Mp40s120s注射压力

37、：80130Mp结论：山分析可确定为注射成型的模具4. 2.工艺性分析该工件外形简单，为回转体结构带有手柄，平均厚度为3mm，材料为聚碳酸 酯，熔融温度高，需要高料温，高压注射成型；塑件易产生内应力，原料要干燥, 顶出力应均匀，塑件需要后处理；流动性差，模具流道的阻力应小，模具要加热。 3. 3.注射机选择根据对塑件的分析计算得水杯体积为98080. 5mm , PC密度为.1. 181.20g/cm3,所以水杯的质量为115. 7以17. 7g,水杯质量取117g。塑件体积：V 98. 08cm3塑件质量：M =117g选用注射机为国产的注射机G54-S-200卧式注塑机。查表注额定注射量为

38、 200cm3,注射压力为109MPa,锁模力为2540kt注射方式为螺杆式，喷嘴球半 径R为18mm,喷嘴口为直径8mm。顶出形式是两侧设有顶杆，机械顶出（一般工 厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型和大 型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具）。第四章塑料制件在模具中的位置与浇注系统的设计5. 1.型腔数目的确定与单型腔模具相比较，单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好、成 型的工艺条件容易控制、模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特 点。但是，在大批量生产的情况下，多型腔应收更为合适的形式，它可以提高生 产效率，降低

39、塑件的整体成本。型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长 短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n,即nJ-%(4-1)Mi式中：F注射机额定锁模力(N)P型腔内塑料熔体的平均压力(MPa)A1、A2分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积 (mm2 )大型薄壁塑件、深腔类塑件、需三向或四向长距离抽芯塑件等，为保证塑件 成型，通常只能采用一模一腔；回转体类零件常采用直接浇口、盘形浇口轮辐式 或爪形浇口成型，这类浇口用在普通浇注系统的模具中，模腔数量也只能是一模 一腔。根据上述所知，采用一模一腔。6. 2.分型面的选

40、择由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性 及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排气等多种因素的影响、因此在选择分型 面时应遵循以下的原则：(1)分型面应设置在塑件外形最大轮廓处，否则塑件无法取出。(2)分型面应设置在动模一侧，方便塑件顺利脱模。(3)分型面的选择应保证塑件的精度要求。(4)分型面的选择应考虑塑件的外观质量要求。(5)分型面的选择应考虑排气效果。(6)分型面的选择应尽可能满足制品的使用要求。(7)有利于防止溢料。除此之外，选择分型面时，还要考虑模具零件制造的难易程度，侧向抽芯的 方便与否。总之，影响分型面的因素很多，设计时在保证塑件质量的前提下，应 使模

41、具的结构越简单越好。另外，水杯手柄部位形状比较复杂，所以，将分型面 选择在水杯中间剖切面上。这样，不致影响塑件外观，既有利于脱模，乂使模具 的加工制造更容易。4. 3.普通浇注系统的设计5. 3. 1.普通浇注系统的组成及设计原则（1）普通浇注系统的组成普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴4部分组成。主流道是从注射机喷嘴于模具接触处开始到分流道或型腔为止的塑料熔 体的流道通道。分流道是主流道末端与浇口之间塑料熔体的流动通道。浇口是连接分流道与型腔的塑料熔体的通道，一般情况下浇注系统中截 面尺寸最小的部位。冷料穴一般设置在主流道末端，有时分流道的末端也设置冷料穴。冷料 穴是为储存料流中

42、的前锋冷料而设置的。普通浇注系统按主流道的轴线是否平行于分型面，可分为直浇注系统和横浇 注系统。在卧式和立式注射机中，主流道轴线垂直于分型面，属于直浇注系统， 在角式注射机中，主流道轴线平行于分型面，属于横浇注系统。（2）浇注系统的设计原则充分考虑塑料溶体的流动性和结构公艺性。热量和压力损失要小。确保均衡进料。排气性好。塑料耗量要少。4. 3. 2.主流道的设计主流道的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和冲模时间有较大的影响，因此 必须使熔体的温度降和压力损失最小。主流道一般位于模具中心线上，它与注射 机喷嘴的轴线重合。塑件尺寸较大，流动性差黏度大，所以主流道截面尺寸设计 的要大点，在卧式或立式注

43、射机用的模具中，主流道垂直于分型面。设计要点：截面形状、锥度、孔径、长度、球面R、圆角r图形如下4-1：图4-1流道形状及其与注射机啧嘴的关系为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角a 为2°6,小端直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm, 一般d=2. 55mm。由 于小端的前面是球面，其深度为35mm,注射机喷嘴的球面在该位置与模具接 触并贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大12mm。流道的表面粗 糙度 RaWO. 8umo表4-1主流道D的推荐值曳料品种注射机最大注射量(g)1030601252505001000PE、PS33.544.54.555

44、ABS、 PMMA33.544.54.555PC、 PSU3.544.6565.55.6根据选用的XS-ZY-125型号注射机的相关尺寸得：喷嘴前端孔径：4 nlmm喷嘴前端球面半径：R°=18mm根据模具主流道与喷嘴的关系R = R0 + (l2)mm=l9mmd =4 + (0. 51) mm=5mm锥角为2°6° ,取其值为3°。中小型模具定位圈高度一般取810mm,大型模具定位圈高度一般取12 15mm。主流道衬套一般选用碳素工具钢如T8A、T10A等，热处理要求5256HRC, 衬套与定模板的配合可采用H7/m6o4. 3. 3,浇口设计浇口(

45、乂称为进料口)是连接分流道与型腔的通道。除直接浇口外，它是浇 注系统中截面最小的部分，但它确是最关键的部分。它的位置、形状和尺寸对塑 件的成型有着很大的影响。它的设计包括其形状、尺寸的确定及位置的选择。它 可分为限制性浇口和非限制性浇口两种。限制性浇口包括侧浇口、扇形浇口、平 缝浇口、环形浇口、盘形浇口、点浇口、潜伏浇口、护耳浇口等。非限制性浇口 即为直接交口。根据塑件形状及材料特性，为此选择点浇口，点浇口乂称针点式浇口。橄榄 形浇口或菱形浇口。它的截面为圆形，其尺寸很小。图4-2点浇口浇口的选用通常要考虑以下几项原则：尽量缩短流动距离； 浇口应开设在塑件壁厚最大处；必须尽量减少熔接痕；应有利

46、于型腔中气体排出；考虑分子定向影响；©避免产生喷射和蠕动； 浇口处避免弯曲和受冲击载荷；注意对外观质量的影响。点浇口直径d选取范围一般为d=0. 52. 0mm;常用尺寸为:d=0. 5-1. 5mm0也可以用一下经验公式计算：d= (0. 140. 20) VaF(4-2)式中：A型腔表面积；T塑件在点浇口处的壁厚。其他尺寸可在下列式中选取：点浇口长度/=0. 81.2mm；/o=O. 5 1. 5mm：上锥角a = 12。30。；下锥角/ = 60。90。；浇口总长度L = 1.52.5mm。点浇口常用于 PE、PP、PC、PS、POM、A/S、ABS 等塑料。4. 3. 4.冷

47、料穴的设计PC材料流动性差，但本套模具工艺控制容易，很少产生冷料，所以不设置 冷料穴。5. 3. 5.排气系统的设计当熔体填充型腔时，必须排出型腔、浇注系统的空气和塑料本身挥发出来的 气体，否则会在塑件上产生气泡、凹坑、接缝、表明轮廓不清、褐色斑纹等缺陷, 同时还会降低充模速度。排气有以下几种方式：充分利用模具零部件间隙排气； 在分型面上开设排气槽。排气槽宽度可取L56. 0mm,在离开型腔5 8mm后设计成开放的燕尾式排气槽，它的深度为0. 010. 02mm；防止排气槽正对着操作者，避免熔体从排气槽喷出伤人；利用排气塞（或称为烧结金属块）排气；在气体滞留区利用设置在塑件内侧的排气杆或真空泵

48、实行强制性排气。第五章成型零部件的结构设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括叫模、型芯、镶 块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、 料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形 状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有 较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总 体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零 件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺 寸，对关键的成型零件进行强度

49、和刚度校核。5. 1.凹模结构设计凹模是成型塑件外表面的主要零件，按结构的不同可分为整体式和组合式两 类。公关广告组合式凹模是指凹模由两个或两个以上零件组合而成。这种凹模加工工艺性 好，但装配调整困难，有时塑件表面会留有拼接的痕迹。组合式网模主要用于形 状复杂的塑件成型。组合式凹模可分为整体嵌入式、局部镶拼式和四壁拼合式。 根据水杯结构底部有网槽所以选择组合式网模的大面积镶嵌式网模。大面积镶嵌 式凹模其结构如图5-1。图5-1组合式凹模凹模的材料选40Cr,凹模热处理硬度达到HRC4050,表面需镀硝和抛光处理，型腔表面的粗糙度为RaO.20. lum,配合面需要达到RaO. 8unu5. 2

50、.型芯结构设计凸模是用于成型塑件的内表面的凸状零件，凸模按结构也分为整体式和组合 式两类。小型模具凸模常采用整体式，与模板做成一体，大、中型模具采用组合 式。整体式凸模如图5-2。图5-2水杯底座凸模根据对该塑件整体进行分析，知其内形比较简单，深度较大，可以采用整体 式凸模。整体凸模的结构简单牢固，成型塑料件的质量好，且适合用于这种小 型的塑件。在实际的加内圆弧角尺寸要求及对称度等技术要求，而且降低了零 件的加工成本。最后，用抛光机对型芯进行了表面抛光处理，使得塑料制件的内 壁光滑、美观。型芯材料选40Cr,热处理达到表面硬度为HRC4550,型芯表面的粗糙度为 RaO. 10. 25mm,配

51、合面为RaO. 8mm,型芯表面热处理时需好进行镀铭、与抛光 处理。5. 3.成型零件工作尺寸的计算6. 3. 1.影响成型零件尺寸的因素（1）成型收缩塑件成型后的收缩率波动范围较大，且与多种因素有关。在计算工作尺寸时, 通常按平均收缩率计算，公式如下：_ C I CS= ix * 血隈 100%（5-1 ）2式中：S 塑件的平均收缩率；5max塑件的最大收缩率；5min塑件的最小收缩率。PC材料的收缩率为（0.50.8） %,所以3二0. 65%。（2）模具成型零件的制造公差模具成型零件的制造公差直接影响塑件的尺寸公差，成型零件的精度高，则 塑件的精度也高。模具设计时，成型零件的制造公差5.

52、可选为塑件公差的1/3 1/4,或选IT7IT8级精度，表明粗糙度为（0.050.8。（3）模具成型零件的磨损模具使用过程中由于塑料熔体、塑件对模具的作用，成型过程中可能产生的 腐蚀气的锈蚀以及模具维护时重新打磨抛光等，均有可能使成型零件发生磨损。 在计算成型零件工作尺寸时，磨损量a应根据塑件的产量、塑件的品种、模具材 料等因素来确定。一般来说，对中小型塑件，最大磨损量。可取塑件公差的 1/6。综上所述塑件在成型过程中产生的尺寸误差应该是上述各种误差的总和，即8 = 8 z+ S c+ S s+ S j+ 8 a(5-2)式中：6塑件的成型误差8 z模具成型零件制造误差8 c模具成型零件的磨损

53、引起的误差8 s塑料收缩率波动引起的误差8 j 模具成型零件配合间隙变化误差8a模具装配误差此外，模具安装，配合的误差，塑件的脱模斜度等会影响塑件的尺寸精度。观 K- Cm 5- s-一型腔、型芯径向工作尺寸，mm；塑件的径向极限尺寸，mm；一型腔、型芯高度的工作尺寸，mm；-塑件高度极限尺寸，mm；一模具中心距尺寸，-塑件中心距尺寸，：塑件的平均收缩率:mm；mm：5. 3. 2.型腔和型芯尺寸的计算成型零件的工作尺寸是根据塑件成型收缩率、成型塑件的制造公差和模具成 型零件磨损量等来确定的。常用的方法是平均收缩率，如表5-1所示。表6-1尺寸类型计算公式型腔径向尺寸（直径、长、 宽）(4=m

54、i:深度("M I"=型芯径向尺寸（宜径、长、 宽）匕=(1 +1+必匕.V高度(瓯£ =(1 +通+4天 <中心距（0）±9=（1+永±9注：表中各尺寸偏差的标注必须符合规定标注形式，公式符号注释如下。塑件的尺寸公差，mm；修正系数，取为1/23/4,公差值大取小值，中小型塑件一般取3/4；修正系数，取1/22/3,尺寸较大、精度较低时取小值,反之取大值;(1/31/5) A,尺寸较大、精度较&模具制造精度，取 低时取大值，反之取小值。根据表5-1所示公式计算：型腔径向尺寸基本尺寸/mm86尺寸公差/mm 1.3计算他工 85.

55、58*(2)型腔深度尺寸基本尺寸/mm尺寸公差/mm计算1001.3(3)型芯径向尺寸基本尺寸/mm80尺寸公差/mm1. 1为二100严 计算“81.34 必.37计算%二93148几（4）型芯高度尺寸 基本尺寸/mm尺寸公差/mm921. 1注：水杯没有孔所以中心距不再计算。5. 3. 3.型腔壁厚和底板厚度的确定型腔壁厚的计算比较复杂而繁琐，为了简化模具设计，根据组合式圆形型腔 壁厚的经验数据，所以可以得出，圆形型腔内壁短边长为86mm,所以凹模壁厚 范围是13mm,模套壁厚是35mm,根据水杯的设计来看，足以满足设计的要求。第六章结构零部件的设计6. 1.注射模架的选择标准模架的选用取

56、决于制件尺寸的大小、形状、型腔数、浇注形式、模具 的分型面数、制件脱模方式、推板行程、定模和动模的组合形式、注射机规格以 及模具设计者的设计理念等有关因素。国家标准中规定，中小型模架的周界尺寸范围小于或等于560/?x900 o 根据周界尺寸计算得选取的模架为250 x 250。6. 2.合模导向机构的设计导向装置是保证动模与定模或上模与下模合模时准确定位和导向的重要零 件。其作用主要为导向定位，同时承受一定的侧压力。模具中的导向装置主要有 导柱导向装置和锥面定位装置。常用的是导柱导向装置，导柱如图6-1所图6-1导柱结构6. 2. 1.导向装置的设计原则正确选用导向装置类型；导柱数量、大小及其布置；导柱导向的设置不能削弱模具强度；导向装置应考虑加工的工艺性；保证导向装置有良好的导向性能。6. 2. 2.导柱的结构设计导柱有台阶式导柱结构、带头导柱和带肩导柱，除安装部分的台肩外，安装 配合部分的直径比外伸工作部分的直径大，一般与导套