注塑模论文茶杯侧分型注塑模具设计

1、丽水职业技术学院机电信息分院毕 业 设 计茶杯侧分型注塑模具设计 学生学号： 学生姓名： 导师姓名：班级 专业名称 模具设计与制造 提交日期 答辩日期 答辩委员会主席评 阅 人 2010 年 月摘 要 本设计的详细设计过程，包括分析、说明、与计算过程。主要阐述了此模具设计的全过程。包括塑件的工艺性能分析、注射成型模具设计、模具成型零件的设计与计算。本设计详细介绍了模具设计的各个步骤，并绘制了塑件零件图和模具装配图。通过此次的设计使我对CAD运用的更加娴熟。本次设计是对毕业生在大学三年中所学知识的一次全面的素质与能力的综合检验。关键字：茶杯塑料注塑模 AutoCAD2004 塑料件工艺分析目录一

2、、引言1二、塑件工艺分析22.1塑件分析22.2塑件材料分析3三、成型零件的设计33.1分型面与型腔数目的确定43.2型腔设计43.3型芯设计5四、模具结构设计64.1模架与注塑机的选择64.2浇注系统的设计64.3侧分型机构设计7抽芯距的确定74.3.2斜导柱的设计84.3.3滑块与导滑槽的设计94.4推出机构的设计94.5模具冷却系统的设计104.6注塑机的校核114.7总装图及工作过程11五、小结13致谢13参考文献14一、引言模具技术是工业的基础技术之一，它的发展对振兴我国民族工业有着重大而深远的意义。近几年来我国模具工业的发展速度很快。 在各类模具中，注塑模具占有相当大的比例，得到了

3、各行各业的广泛应用。尤其在日常消费品中的应用，塑料制品已成为我们的必须品。这些塑料制品需要用到大量的模具，目前，注塑模具的主要发展方向是高精密化和高效益化，因此，对注塑模具设计和注塑模具制造以及注塑成型都提出了更高的要求。近年来，由于市场的激烈竞争，各企业都在不断创新产品，不断变化产品结构，对模具设计人员技术水平的要求也越来越高。随着人民生活水平的不断提高，由模具生产的产品在我们的日常生活中的使用越来越广泛。模具制造业的发展前景看好。同时，世界制造业的转移将给我国的模具制造业来机遇和挑战，我们应该抓住这个机遇，学习先进技术，不断优化技术，使我国的模具制造技术不断提升。本设计就是取自我们经常用的

4、杯子，杯子在生活中用的很多。该模具的要求较高，以适合大批量生产。由于模具采用的侧分型结构，型腔采用对开瓣合式，所以模具的制造精度，装配精度就要有较高的等级。这给模具的设计和制造增加了难度。二、塑件工艺分析图1-1茶杯零件图2.1塑件分析（1）塑件表面质量分析该塑件要求外形美观，色泽均匀。内外表面光滑没有斑点，无明显熔接痕，粗糙度可取Ra0.4um。内表面的粗糙度可以相对大点。（2）塑件尺寸精度分析本次设计的塑件为生活用品杯子，对于尺寸精度要求一般等级，无特殊要求。可按GB/T14486取MT3。（3）塑件结构分析 从图纸上分析该塑件为带手柄的圆柱形，符合最小壁厚要求。 塑件型腔较大（67mm）

5、，且塑件外壁有手柄，塑件不易取出，需用侧向分型结构。2.2塑件材料分析塑料是以高分子合成树脂为基本原料，加入一定量的添加剂组成，在一定的温度、压力下可塑制成具有一定结构形状，能在常温下保持其形状不变的材料。本塑件采用聚碳酸酯为材料，相关的特性及工艺性能如下：塑料品种聚碳酸酯（PC）结论结构特点线性结构非结晶型透明材料使用温度小于130，耐寒性好，脆化温度-1001、 熔融温度高且熔体粘度大，塑件宜采用螺杆式注射机成型，宜用敞开式喷嘴，并加热，严格控制模具温度，模具应用耐磨钢，并淬火。2、 水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度显著下降。3、 易产生应力集中要严格控制成型条件；

6、塑件壁不宜厚，避免尖角、缺口和金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取20。性能特点透光率高，介电性能好，吸水性小，水解性强（含水量不得超过0.2%），且吸水后会降解。力学性能很好，耐热、耐寒，抗冲击、抗蠕变性能突出。是一种性能优良的热塑性塑料。化学稳定性有一定的化学稳定性，不耐碱、酮、酯等。成型特点熔融温度高，熔体粘度大；流动性差（溢边值为0.06），所以成型要求较高的温度和压力；流动性对温度变化敏感，冷却速度块；成型收缩率小恒为0.5%0.8%。三、成型零件的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，包括凹模、型芯、镶块等。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

7、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。3.1分型面与型腔数目的确定塑件采用一模两件成型，型腔的数目为两个。型腔布局在模具中心的两侧，利于浇注系统的设计。分型面采用图2-1的方案。图2-1分型面采用这种方案，模具的结构为双分型面侧向分型的结构，这样利于塑件手柄部分的脱模。且模具结构较为简单，利于制造和维护保养。3.2型腔设计型腔是模具的重要成型零件，材料为Cr2MOV，它决定了塑件的外形，表面的质量。由于该塑件带有手柄，为了方便塑件脱模和模具的加工，型腔将用于侧向分型，型腔的

8、结构为组合式。型腔的尺寸为300mm×80mm×110mm，中心距为100mm。图2-1 型 腔 图3.3型芯设计型芯是成型塑件的内表面，内部结构。材料采用Cr2MOV，结构采用组合式型芯结构，型芯镶嵌于型芯固定板中。用通孔台肩式，型芯用台肩和模板连接。图2-2 型芯图四、模具结构设计4.1模架与注塑机的选择(1) 注射模具的基本结构有很多共同点，标准化的工作已经基本完成，为制造注射模具提供了便利条件。本塑件采用侧向分型和直接浇口的形式，根据其结构形式，选择A4型模架。(2) 模具闭合高度及外形大小的确定定模座板=35mm，导柱固定板=30mm，型腔板=110mm，型芯固定

9、板=60mm，支撑板=30mm，垫块=180mm，动模座板=35mm。该模具外形尺寸大小为650mm×650mm。 （3）根据所选的模架及模具的结构，初选注塑机为XS-ZY-1000注射机。4.2浇注系统的设计浇注系统是指模具中由注塑机喷嘴到型腔之间的进料通道。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成，如图3-3所示。XS-ZY-1000机喷嘴球面半径R0=18mm，喷嘴孔直径d0=3mm根据模具主流道和注射机喷嘴的关系：R=R0+(12)mm 所以取 R=20mmd=d0+0.5mm所以取 d=3.5mm图3-3 浇注系统4.3侧分型机构设计斜导柱侧分型机构是利用斜导柱

10、等零件把开模力传递给侧向型芯或侧向成型块，使之产生侧向运动完成抽芯或分型动作。侧分型机构如图3-4所示：图3-4 侧分型示意图抽芯距的确定 将侧型芯或侧型腔从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离成为抽芯距，为了安全起见，侧向抽芯距通常比塑件的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大23mm。如图是侧向分型时的示意图其抽芯距是S=S1+23=45mm。图3-4-1 抽芯距示意图4.3.2斜导柱的设计斜导柱工作端的端布分可以设计成锥台形或半球形。由于半球形制造困难，所以选用锥台形（如图所示），设计时应注意斜角应大于斜导柱倾斜角；一般=+（2°3°），以免端部锥台也苍与侧抽芯

11、，导致滑块停留位置不符合原设计要求。图3-4-2 斜导柱斜导柱倾斜角的确定图斜导柱轴向与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角，它是决定斜导柱抽芯机构工作效果的重要参数。的大小对斜导柱的有效工作长度、抽芯距和受力情况等起着决定性的影响。一般设计时<25°，12°22°根据本设计实际情况，斜导柱的倾斜角取20°。斜导柱尺寸的确定斜导柱的直径受弯曲力的影响，由于计算比较复杂，通常为了方便用查表的方式确定斜导柱的直径。根据抽芯力及倾斜角查表取斜导柱的直径D=20mm。斜导柱的总长度与抽芯距、斜导柱的直径与倾斜角以及斜导柱的固定板厚度等有关。如图3-4-2S为抽

12、芯距，L为斜导柱的工作长度，La为安装固定部分，H为固定板厚度。 则 L=S/cos=45/sos70=131.57mmLa=H/sin =30/sin70 =31.93mmL1为斜导柱倒角部分取L1=6.5mm则斜导柱总长度为：Lz=L+La+L1 =170mm图3-4-2 斜导柱计算示意图4.3.3滑块与导滑槽的设计滑块是斜导柱侧抽芯机构中的一个重要部件，它上面安装有侧向型芯或型腔，注射成形时塑件尺寸的准确性和移动的可靠性都需要靠它的运动精度。本例采用组合式的结构，即，侧向型腔和滑块分开加工，然后装配在一起。侧型腔与滑块的连接形式采用燕尾槽的，滑块嵌入侧型腔，用圆柱销定位。成形块在侧向分型

13、抽芯和复位过程中，要求必须沿一定的方向平稳地往复移动，这一过程在导滑槽内完成。滑块与导滑槽的配合形式采用T形槽。由于型芯滑块比较大，所以导滑槽采用两个压板条把型芯滑块压住，并起到导滑的作用。滑块与导滑槽之间的配合部分按H8/f7间隙配合，非配合部分0.5mm1mm的间隙。滑块材料选用CrWMn钢，热处理要求硬度HRC50。导滑槽材料为45钢，热处理要求硬度HRC40。配合部分的表面粗糙度Ra0.8。由于侧型腔的尺寸较大，所以选择滑块的宽度为125mm，一般滑块的长度为宽度的1.5倍以上，所以选择滑块的长度为200mm。图3-4-3滑块与导滑槽从图中可以看出，导滑槽的结构设计成局部盖板式，导滑部

14、分便于磨削加工，精度容易保证，而且装配方便。4.4推出机构的设计将塑料制品及浇注系统凝料从模具中脱出的机构称为推出机构。推出机构一般由推出、复位和导向零件组成。本设计的塑件为薄壁容器、壳形塑件以及表面要求较高，结合塑件和模具的结构特点，采用推件板推出机构。采用该机构脱模时推出力均匀，运动平稳，且推出力大。使模具的工作更加可靠。具体的形式采用推件板镶入动模板内。推杆端部用螺纹与推件板连接，以防止推件板载推出过程中脱落，并且推杆与动模板作导向配合。推出机构在开模推出塑件后，为下一次的注射成型做准备，还必须使推出机构复位，以便恢复完整的型腔。如图所示装置为弹簧复位，即利用压缩弹簧的回复力使推出机构复

15、位，其复位先与合模动作完成。图3-5 推出机构4.5模具冷却系统的设计注塑模具型腔壁的温度高低及其均匀性对成型效率和制品的质量影响很大，一般塑料熔体的温度为200 300，而塑件固化后从模具中取出的温度为80 120 以下，为了调节型腔的温度，需在模具内开设冷却水通道。导柱固定板的水道直径为10mm，其他地方为15mm。模具冷却系统的设计原则： 冷却水通道的设置动定模和型腔的四周应均匀地布置冷却水道，冷却水道应尽量的多、截面尺寸应尽量的大。型腔表面的温度与冷却水道的数量、尺寸有关。不可只布置在模具的动模和定模边，否则开模后的制品一侧温度高一侧温度低，在进一步冷却时会发生翘曲变形。 冷却水孔的布

16、置 理想情况下，管壁间距离不得超过水孔直径的5 倍，水道孔边距型腔表面不得太近也不能太远，一般为1015mm。 水道出入口的布置 在浇口出加强冷却，出入口的温差应尽量小，如果出入水温度相差过大，会使模具温度分布不均匀。 冷却水道应畅通无阻水道不应有存水和产生回流的部位，应畅通无阻，要避免过大的压降。图3-6冷却水道4.6注塑机的校核（1）计算成型塑件的体积：塑件和流道的总体积为V=265000mm3(pro/E软件计算)，符合符合注塑机的额定的注射量。（2）计算成型塑件的重量：查手册得密度为：1.021.05 g/cm3 所以重量为 M=272.95g（3）锁模力的校核：P锁=P腔×

17、S ，S为塑件在分型面上的投影面积,S=1600mm2(pro/E软件计算)P腔=P成×K ，P成是成型压力（P成=120Mpa），K损耗系数，取1/3即 P锁=120×1/3×1600=64Mpa，符合注塑机的锁模力要求。（4）模具安装部分的校核该模具外形尺寸为650mm×650mm，闭合高度为480mm。XS-ZY-1000型注塑机最大安装尺寸为900mm×1000mm，允许模具的最小厚度为Hmin=300mm，最大厚度Hmax=700mm，所以模具符合HminHHmax的安装条件。（5）模具开模行程校核该模具的开模行程为:S=200mm,

18、 符合XS-ZY-1000的最大开模行程S=700mm。经验证XS-ZY-1000型注射机能满足使用要求，故可以采用。4.7总装图及工作过程根据前面所完成的设计，结合所选择的模架绘制模具总装图如图3-8所示。1支撑板、2垫板、3导套、4支撑钉、5推件板、6推杆、7推板固定板、8推板、9弹簧、10导柱、11导套、12螺钉、13动模座板、14定模座板、5螺钉、16型腔固定板、17型芯、18衬套、19定位环、20型腔、21导、柱固定板、22导套、23螺钉、24契紧块、25斜导柱、26滑块、27螺栓图3-8 总 装 图斜导柱侧分型机构注射模的工作过程如图所示。开模时动模部分向后移动，开模力通过斜导柱2

19、5驱动侧型腔20，迫使滑块26在动模板的导滑槽内向外滑动，直至滑块与塑件完全脱开，完成侧分型动作。这时塑件包在型芯上随动模继续后移，直到注射机顶杆与模具推板接触，推出机构开始工作，推杆推动推件板将塑件从型芯上推出。合模时，复位弹簧9使推出机构复位，斜导柱使滑块向内移动复位，最后由楔紧块锁紧。五、小结经过三个月的努力，我的毕业设计总算是完成了。这是就业前的一次理论与实践的训练也是自己在大学三年中所学知识的一次总的检验。通过这次毕业设计，不但使自己在专业知识方面得到了巩固和加强，而且还丰富了自己在模具设计方面的经验，使自己在模具设计方面有了一个质的飞跃。从而能够运用自己所学的知识和技能去解决实际问题。为日后的工作打下了坚实的基础。本设计是在阅读大量技术术文献的基础上，详细介绍了模具设计的各个步骤，并绘制了塑件零件图和模具装配图。从塑件的工艺分析、模具结构的设计、都作了比较详细的说明，这也是大学三年中所学的理论知识的综合运用过程。致谢走的最快的总是时间，来不及感叹，大学生活已近尾声，三年的努力与付出，随着本次论文的完成，将要划下完美的句号。从课题选择到具体的写作过程，老师给了我很多的指点给予我很大的帮