毕业设计（论文）-水杯盖注塑模具设计-含模流

设计说明书题目：水杯盖注塑模具设计

摘要本文设计研究针对水杯盖塑件产品设计制造成型加工所用的塑料模具，由于水杯盖塑件产品是生产实践中较为多见的公用设施产品，故成型加工生产所得的水杯盖塑件产品必须具备足够的强度，还需要具备足够的柔韧性，综合塑件产品成型加工生产的各种因素，结合生产实际，最终选用ABS材料成型加工生产水杯盖塑件产品，ABS材料具有较好的材料性能，它是生产实际中较为多用的塑料材料。本文设计用于成型加工水杯盖塑件产品的塑料模具设计过程总结如下：首先针对水杯盖塑件产品，对其相应工艺进行分析研究；结合生产实际的相应参数，综合各种因素，对模架装置以及注塑机设备进行选型设计。分析研究水杯盖塑件产品的工艺性可知，该水杯盖塑件产品是一种小型塑件，故需选择小型注塑机设备用于成型加工生产。最终将本文模具设计成一模两腔的模具结构，该模具的浇口结构设计成单点侧进胶的形式。在注塑成型加工生产过程中，生产所得塑件产品在脱模之后，需要通过人工操作将浇注系统的凝料以及塑件产品进行切除。关键词：ABS材料，注射模，模具设计，一模两腔，侧进胶

AbstractThepaperdesignresearchwithconnectionbuckleplasticproductprocessingusedinthedesignandmanufactureofplasticmold,duetotheproductionpracticewithconnectingbuckleplasticproductisrelativelyrareinthepublicutilityproduct,sotheprocessingproductionincomewithconnectionbuckleplasticproductmusthavesufficientstrength,alsoneedtohaveenoughflexibility,comprehensiveplasticproductprocessingproductionofavarietyoffactors,incombinationwithproductionpractice,finallychooseABSmaterialformingwithconnectingbuckleplasticproductproduction,ABSmaterialhasgoodperformance,itismoremulti-purposeplasticmaterialsusedinactualproduction.Inthispaper,thedesignprocessofplasticmolddesignedformoldingandprocessingofbeltconnectingplasticpartsissummarizedasfollows:firstly,thecorrespondingtechnologyofbeltconnectingplasticpartsisanalyzedandstudied;Accordingtotheactualproductionparametersandvariousfactors,themoldframedeviceandinjectionmoldingmachineequipmentareselectedanddesigned.Itcanbeseenfromtheanalysisandresearchofthetechnologyofbeltconnectingplasticpartsthatthebeltconnectingplasticpartsisalargeplasticparts,soitisnecessarytochooselargeinjectionmoldingmachineequipmentforformingprocessing.Finally,themoldstructureofthispaperisdesignedtobeoneoutletandonecavity,andthespruestructureofthismoldisdesignedtobeasinglepointsidesprue.Duringtheprocessofinjectionmolding,theplasticproductsobtainedfromtheproductionneedtoberemovedafterdemouldingthroughmanualoperation.Keywords:ABSmaterial,injectionmold,molddesign,onemoldandtwocavities,sidegate

目录48摘要 27826Abstract 321329绪论 6148671.编制模塑工艺规程 763351.1分析研究塑件工艺性 877041.1.1塑件选材分析 8233951.1.2分析塑件结构、尺寸精度及表面质量 11264111.2塑件体积及质量设计计算 12137641.3设定注塑加工工艺参数 13320871.4塑料成型设备选型 13125322.注塑模具结构设计 15188962.1模具分型面设计 15112882.2塑模型腔数目及排列方式设计 16263312.2.1塑模模腔数量设定 1664492.2.2模具型腔排列方式设计 1710272.3浇注系统设计 182572.3.1主流道结构设计 18186492.3.2分流道结构设计 1839092.3.3浇口设计 1948212.3.4排气结构设计 20127022.3.5主流道衬套选型 2138512.4抽芯机构设计 21263302.4.1抽芯距设定 21304252.4.2滑块倾角设定 2224372.4.3斜顶抽芯机构 22119622.4.4导柱部件结构设计 23306852.5推出机构设计 24166012.6成型零件结构设计 25196262.6.1型腔结构设计 25146212.6.2型芯结构设计 26142103.水杯盖注塑模具参数计算 28222164.模具冷却系统的设计 30144675.注塑机相关参数校核 32265935.1模具合模过程校核 32252255.2模具开模过程校核 3212726.绘制模具总装图和非标零件工作图 3382976.1本模具总装图和非标零件工作图见附图 33225376.2本模具工作原理 3473597模具装置装配方案设计 34121737.1模具装置装配顺序设计 34105627.2研究分析模具开模过程 3526360结论 3610695致谢 3614386参考文献 37

绪论光阴似箭，岁月如梭，大学的学习生活转眼即逝，我也迎来了大学的最后一课设计，通过设计过程的学习，我对在校期间的各种知识进行了巩固了和检验，理论结合实践，也使得我的工程实践能力得到了有效锻炼和提升。随着经济的发展，科技的进步，模具行业也得到了长足的发展，模具技术也在生产实际中得到广泛的应用。工业的持续发展与进步，使得各种工业产品日益趋向多元化和复杂化，所需产品的数量也在与日俱增，由于生产实际的需求，迫使工业产品也在不断换型，故需要相应模具辅助塑件产品的成型加工生产。随着对生产精度和质量的需要与日俱增，急需模具的质量也随之迈上新台阶。有关专家针对模具行业展开预测，我国国内塑料模具行业总体规模会以13%的增速持续增长，模具行业的产值也在与日增长，这个市场的规模范围正在持续扩大。根据我国国家模具行业的相应标准，共将模具划分成10大类，细分为46个小类。塑料工业的发展与进步促进了塑料模的发展与进步，在我国国内市场，塑料模具的发展起步时间相对较晚，但以相对较快的速度的进行发展，尤其在近几年更是得到了空前绝后的发展，在塑料模具的质量方面、技术方面以及模具制造能力方面均得到了显著的提升。但相对西方发达国家而言，我国国内的模具行业与之还存在着较大差距，部分复杂精密大型的塑料模具还需要依赖进口才能够满足国内的模具行业市场。在诸多类型的塑料模具中，占比最大的一类是注塑模，约80%的模具类别均是塑料模具。在汽车、电子、建筑以及家用电器等诸多不同领域中，塑料模具均得到了相对较为广泛的应用。模具装置会对成型加工生产所得塑件产品的质量产生较为直接的影响。模具装置型腔结构的相应尺寸、形状以及制造精度等均会影响成型加工生产所得塑件产品的质量。在成型加工生产中，如果设计制造模具装置的结构过于复杂，在频繁的操作使用情况下，很容易发生模具装置损坏，从而影响成型加工生产塑件产品的质量。模具装置也会直接影响成型加工生产所得塑件产品的成本费用，如果生产加工的批量相对较小，单个产品就会分担较多的模具设计制造费用，故在满足实际使用需求的前提下，需要尽量简化设计制造模具制造的结构，尽可能将模具装置的生产制造成本在一定程度上降至最低。先进模具装置、优质生产设备以及合理的生产加工工艺是现代生产实际中最需要考虑的几种因素，可见设计制造优质模具装置在生产实际中起着至关重要的作用。若想实现自动化生产，设计制造配套的模具装置也至关重要，故模具行业的发展与进步会对生产实际的生产能力提升起到强大的推动作用。学习生活即将告结，我也开始了设计的学习过程，对在校期间的各种知识进行学习和总结，对不足的方面进行巩固提升，通过本次设计过程的学习总结，使得我各个方面的知识均得到显著的提升，自身能力也提升到了新的高度。经过设计的整个过程，我已掌握机械制图、机械设计以及机械原理等大学课程，对塑料模具的加工工艺有了全新的认识，也能够独立设计较为简单的塑料模具。在本次设计的整个过程中，遇到了许多困难和挫折，幸好得到指导老师的的帮助，经过老师的悉心教导和指点，才使得我顺利完成本次设计。但是由于自身能力水平受限，设计过程的时间较为仓促，严重缺乏实际的模具设计经验，故使得本文设计的塑料模具存在诸多的不足，请各位指导老师批评指正。1.编制模塑工艺规程本文设计成型加工生产的塑件产品是一个水杯盖薄壁塑件产品，如下图1-1所示的是本文设计成型加工生产的水杯盖塑件产品。综合各种因素，选择ABS塑料材料成型加工生产水杯盖塑件产品，结合生产实际的需求，采用中等批量的生产模式成型加工生产该塑件产品。图1-1水杯盖塑件产品零件图(三维/二维)1.1分析研究塑件工艺性1.1.1塑件选材分析在生产实际中较为多见的五大\t"/item/ABS%E5%A1%91%E6%96%99/_blank"合成树脂中，最为常见和多用的便是ABS树脂材料，ABS塑料材料具有相对较好的抗冲击性，具有相对较好耐热性以及耐低温性。除此之外，ABS材料成型加工生产所得的塑件产品还具有相对较为优良的电气性能，能够较为容易的对其进行成型加工，该材料所得的塑件制品具有较为稳定的尺寸，产品表面具有较好的光泽性。这种材料加工所得的塑件产品能够容易的对其进行着色涂装，还能够对其进行喷镀、\t"/item/ABS%E5%A1%91%E6%96%99/_blank"电镀以及焊接等加工处理，故在汽车、\t"/item/ABS%E5%A1%91%E6%96%99/_blank"机械、电子以及建筑等诸多不同的工业领域中得到较为广泛的应用。总而言之，ABS塑料材料是一种用途较为广泛的热塑性工程塑料材料。acrylonitrile–butadiene–styrenecopolymer是ABS塑料材料的英文名称。在生产实际中，ABS树脂塑料材料的产量非常大，它作为一种\t"/item/ABS%E5%A1%91%E6%96%99/_blank"聚合物材料，有着广泛的用途，集具\t"/item/ABS%E5%A1%91%E6%96%99/_blank"PB，PAN以及PS等多种材料的相应性能，该材料具有较好的韧性、硬度以及刚度等，通过研究可知ABS材料的经济适用性比较高，提带扣日常用品，无太高要求。故要考虑成型加工生产所得塑件产品的实际使用情况。多数ABS塑料材料都是无毒的，只能略透水蒸气而不能透水，该种材料的吸水率相对较低，在室温浸水的环境中，它的年吸水率也会低于1%。由于采用ABS树脂塑料材料成型加工所得的塑件制品表面能够进行抛光加工处理，故能够使得成型加工所得的塑件制品表面具有高度的光泽。ABS树脂塑料材料产品发生\t"/item/ABS%E5%A1%91%E6%96%99/_blank"热变形所需的温度相对较低，且该种材料具有可燃性，其耐候性也相对较差。ABS材料的熔融温度范围区间在217-237℃，超过250℃就会发生热分解，故通过掺杂水口料以及再生料等材料提升ABS材料的相应性能，使得该材料成型加工生产所得的塑件产品能够较好的满足实际需求。ABS材料的成型加工生产1.ABS材料的基本性质：1）这种材料的熔点不太明显，120~180°C的状态下便会融化；2）这种材料具有相对较好的热稳定性能，只有在较高温度情况下才会发生分解。3）这种材料具有相对较好的热导率。4）ABS材料的熔体具有适中的黏度性能，它是一种非牛顿流体材料，具有的流动性相对较好，在生产实际中，能够较为容易的进行加工制造。2.ABS材料较为常见的加工方式方法：1）借助普通的注塑机设备就能够对该种材料进行注塑成型加工生产。2）在150～200℃的温度状态下，能够对该种材料进行挤出加工生产。3）该种材料还能够进行发泡成型加工生产。ABS材料具有的基本性能1.ABS材料是一种无色透明状态的颗粒材料，该材料在燃烧的过程中会产生浓烟现象。成型加工生产所得的塑件产品具有相对较高的刚度以及强度。2.ABS材料具有较好的透明度，该种材料的透光率能够达到88~92％，高于其他同类产品。3.ABS材料非常坚硬，但是这种材料非常脆，在伸长的情况下容易发生断裂现象，具有相对较好的机械性能。4.ABS材料不能耐高温，在70~90℃的温度状态下就会发生热变形，这种材料的耐热性能相对较差。5.ABS材料的电气绝缘性相对较好，温度以及湿度等因素都不会对其性能产生相对较为直接的影响。6.ABS材料的化学稳定性相对较好，酸，碱，盐等物质对其产生的影响均相对较小，适合生产加工用于腐蚀状态下的塑件产品。ABS材料的基本结构和性能指标ABS材料作为烯烃聚合物，是一种大分子材料，能够在较为潮湿的工况中正常工作，故广泛应用于生产实际。非常适合成型加工生产绝缘透明件制品，类似光学以及化学等各种仪器的相关零件。ABS材料成型加工生产的基本特性：1.这种材料的吸湿性相对较小，故该种在成型加工生产的过程中无需对其进行充分干燥便能够进行使用，该种材料也很难发生分解现象，但其很容易发生热膨胀，塑件产品的内部有内应力产生。2.在生产实践中，一般用温度较高的材料进行成型加工生产，尽量保证模具装置具有相对较高的温度，以相对较低的注塑成型加工压力进行生产加工，可以将注塑成型加工的生产周期适当延长，如此能够塑件产品的内应力在一定程度上显著减少，防止塑件产品发生变形收缩的负面现象。3.该种材料在成型加工生产的过程中能够实现相对较为均匀的喷射，成型加工生产所得塑料产品能够保持较为均匀的壁厚尺寸。PAGEPAGEPAGE21.1.2分析塑件结构、尺寸精度及表面质量1.塑件结构分析水杯盖塑件零件图，分析该零件图，零件的总体形状为台阶圆柱形；在顶部有一SR50mm的球面；在下掏空了Φ8mm的圆柱体，且有一贯穿的4mm×10mm的槽；在Φ12mm的圆柱面上有两层凸耳截面为梯形，外径为Φ15mm。根据此结构，水杯盖的模具设计必须设置侧向分型抽芯机构，研究分析可知，水杯盖塑件产品的复杂程度适中，塑料模具的结构难度也适中。2.塑件尺寸精度分析尺寸精度分析：该零件的重要尺寸如：Φmm、Φmm、Φmm等精度为5级（SJ1372—78）。尺寸精度中等，对应模具相关零件的尺寸精度通过合理的加工工艺可以保证。分析水杯盖塑件的壁厚，最大厚度为3.5mm，最小为2mm，壁厚差为1.5mm；零件壁厚总体较均匀，满足ABS塑件制品的最小壁厚要求，能够能够相对较好的完成塑件成型加工生产。为了避免成型加工生产所得塑件产品发生缺陷，需要在水杯盖塑件产品的转角位置设计圆角结构，由于水杯盖塑件产品的尺寸相对较小，ABS材料具有足够的强度，故无需加强水杯盖塑件产品的强度。结合生产实际的需求表面质量的分析：水杯盖塑件的零件的表面除要求没有缺陷、毛刺及零件的上球面无浇注点外，无其他的特别表面质量要求，故比较容易保证。综上分析可以看出，水杯盖塑件在浇注时，只要较好的控制工艺参数，零件的加工要求均可以得到保证。3.塑件表面质量分析结合生产实际的需求，综合各种因素，需要保证成型加工生产所得水杯盖塑件产品的表面不能存在毛刺等缺陷情况，塑件产品内部不能存在导电杂质，相关要求较为容易，故其成型加工生产过程能够相对较为容易的实现。只需控制好注塑成型加工生产过程中的加工工艺,就能够保证水杯盖塑件产品的质量和性能满足实际使用需求。1.2塑件体积及质量设计计算计算水杯盖塑件产品的质量是为了能够针对该塑件选用最为适宜的注塑机设备，设计确定合理的模具型腔数。水杯盖塑件产品体积：V=10.26cm水杯盖塑件产品质量：已知ABS塑料材料的密度大小是ρ=1.05kg/dm计算可得：M=Vρ=10.26×10×1.05×10=10.77g结合生产实际的需求，综合各种因素，本文塑料模具设计成一模两腔的结构，综合水杯盖塑件产品的外形尺寸，最终选用HTF120J/TJ型注塑机设备用于本文设计的成型加工生产。图1-1软件测量质量简图1.3设定注塑加工工艺参数结合生产实际的需求，综合各种因素，ABS塑料材料的成型加工工艺参数设定如下：注料筒温度：后段温度t、190～210c；中段温度t、200～220c；前段温度t、210～230c；喷嘴温度：200～210c；注塑压力：40～100Mpa；注塑时间：20～90s；保压压力：65Mpa；高压时间0～5s；冷却时间：20～120s；总周期：45～220s；后处理温度：90～100t/c;后处理时间：4h。说明：（1）ABS塑料材料的预热处理以及干燥处理均借助鼓风烘箱装置进行加工处理。（2）在相对较为的潮湿环境中使用ABS塑料材料，需要在100～120c的水环境中对其进行调湿加工处理218h。1.4塑料成型设备选型注塑机设备是用于成型加工生产的设备，这种设备融化颗粒状态的材料，然后通过注塑机设备的蜗杆部件进行旋转加热，以一定的压力将溶体材料注射至模具装置的型腔结构内部，然后经过冷却固化成型得到目标塑件产品，卧式、立式以及双色式是生产实际中较为多见的注塑机设备。结合本次设计的实际情况，分析目标塑件产品的相关参数，最终确定选择卧式注塑机设备用于本文设计的加工生产，如下图3.1所示的是本文设计生产所用卧式注塑机设备对应的基本工作原理结构图。图1-3卧式注塑机设备对应的基本工作原理结构图结合生产实际的需求，综合各种因素，本文塑料模具设计成一模两腔的结构，综合水杯盖塑件产品的外形尺寸，最终选用HTF120J/TJ型注塑机设备用于本文设计的成型加工生产。HTF120J/TJ型注射机设备的基本参数如下表所示：注射装置INJECTIONUNITABC螺杆直径ScrewDiametermm364045螺杆长径比ScrewL/DRatioL/D23.32018.7理论容量ShotSize(Theoretical)cm3173214270注射重量InjectionWeight(PS)g157195246注射压力InjectionPressureMpa197160126螺杆转速ScrewSpeedrpm0～195合模装置CLAMPINGUNIT合模力ClampTonnageKN1200移模行程ToggleStrokemm350拉杆内距SpaceBetweenTieBarsmm410x410最大模厚Max.MoldHeightmm430最小模厚Min.MoldHeightmm150顶出行程EjectorStrokemm120顶出力EjectorTonnageKN33顶出杆根数EjectorNumberPiece5其它OTHERS最大油泵压力Max.PumpPressureMPa16油泵马达PumpMotorPowerkw11电热功率HeaterPowerkw9.75外形尺寸MachineDimension(LxWxH)m4.92x1.33x1.95重量MachineWeightt4.56料斗容积HopperCapacitykg252.注塑模具结构设计对成型加工塑件产品所用注塑模具的结构进行设计涵盖诸多不同的方面：需要结合塑件产品的结构合理选择模具分型面；根据实际生产需求合理设定模具型腔数目；结合结构形式合理设计模具型腔的相应排列方式；合理布局设计注塑模具的冷却水道布结构；合理设计塑料模具的浇口位置；合理设计注射模具的相关工作零件以及辅助加工生产的机构。2.1模具分型面设计在塑料模具的设计制造中，合理选择模具分型面至关重要，模具分型面会直接影响整套模具的结构形式。需要结合模具分型面设计原则以及塑件产品成型加工生产的相应要求进行分型面设计。成型加工生产塑件产品在模具结构中的相应位置，会对整套模具的结构以及复杂程度产生较为直接的影响，塑料模具分型面的设计也会对成型加工生产塑件产品的尺寸精度以及产品质量造成影响。故在设计整套模具方案的时候，需要考虑塑件制品在模具结构中的位置是否合理。塑件制品在模具结构中的位置设计需要遵循的基本条件主要涵盖以下方面：成型加工生产所得塑件产品的正视图需要在注塑机设备的轴线位置进行对称分布，使得成型加工生产过程得到简化；设定的成型加工生产所得塑件产品方位需要保证塑件在成型加工生产后能够较为容易的完成脱模，在注塑成型加工生产的过程中，成型加工生产所得塑件制品需要保证在模具的动模部分上；成型加工生产所得塑件产品的位置需要保证塑件产品能够在水平方向上较为容易的实现位移，如此能够使得抽芯操作过程更加方便；除此之外，还需要考虑塑料模具浇注系统的结构形式、塑料模具的浇口结构、塑料模具的冷却系统以及加热系统等诸多不同方面的因素。本文设计成型加工生产的塑件产品是水杯盖塑件，该塑件产品的表面没有较为特殊的要求，结合生产实际的需求，综合各种因素，如下图2-1所示的便是本文设计塑料模具的分型面设计图：2-1本文设计塑料模具的分型面设计图2.2塑模型腔数目及排列方式设计2.2.1塑模模腔数量设定结合生产实际的需求，综合各种因素，本文成型加工生产塑件产品采用中等批量的生产模式进行成型加工生产，考虑到水杯盖塑件产品的结构形式，需要将注塑模具设计成多型腔结构，由于模具型腔个数会对注塑机设备的塑化能力产生一定程度的影响，会直接影响注射模具的最大注射量和合模力大小，还会对塑件产品的精度以及经济性产生影响，故需要结合相关参数对模具模腔数量进行设定。根据塑件的生产批量为中等批量注塑生产，适合采用一模多腔的形式进行注塑生产和模具设计，型腔数量的多少与注塑机的最大注塑量有关系。查注塑机参数表，可以得知，该注塑机的额定注塑量为：173。根据以下公式进行校核型腔出模数量：N=（0.8x173-1.56）/10.26=13.3个；式中：1731.5610.26本次模具设计中，还需要综合考虑模具的整体结构形式，以及浇注系统的布局方式，本次设计采用一模两腔的结构形式，经过校核，满足注塑机额定注塑量的要求。2.2.2模具型腔排列方式设计结合生产实际的需求，综合各种因素，本文设计塑料模具的型腔排列方式布局图如，S形流道布局，绕开产品，充分利用模具的空间。下图2-2所示:图2-2塑料模具的型腔排列方式本文设计成型加工生产的水杯盖塑件产品所用注塑模具设计成一模两腔的结构形式,结合塑料模具的浇注系统结构，对模具型腔结构排列方式进行设计，该种设计方案包括侧向分型抽芯机构，模具的使用过程相对较为方便。2.3浇注系统设计2.3.1主流道结构设计成型加工生产所得塑件产品在模具结构中的位置，会对整套模具结构的复杂程度产生较为直接的影响。塑料模具的浇注系统也会对成型加工所得塑件产品的质量产生一定程度的影响，也会影响塑料模具的结构，故需要合理设计模具的浇注系统。而主流道结构又是模具浇注系统最为重要的组成部分，故对模具主流道结构进行设计在整个模具设计制造过程中至关重要。结合生产实际需求，综合各种因素和本文设计的基本参数，由于选用的是HTF120J/TJ型注塑机设备进行成型加工生产，该设备的喷嘴结构尺寸基本如下：喷嘴结构前端孔径尺寸：d0=Ф4mm喷嘴结构前端球面半径尺寸：R0=12mm塑料模具主流道结构与喷嘴结构需要满足的基本关系如下：R=R0+（1～2）mmD=d0+(0.5～1)mm设定模具主流道结构的球面半径尺寸大小为：R=13mm设定模具主流道结构的小端直径尺寸大小为:d=Ф4.5mm在成型加工生产过程中，为了能够相对较为容易的将成型加工生产所得的凝料从模具主流道结构中拔出，故需要把模具主流道结构设计制造成1～3锥度的圆锥结构，计算可得主流道结构大端直径尺寸大小为，为了能够保证熔融塑料材料可以相对较为顺利的流入塑料模具的分流道结构，故需要在模具主流道结构的出料端位置设计制造半径为r=5mm的圆弧过渡结构。2.3.2分流道结构设计因为塑料模具的分流道结构能够把高温高压状态下的熔体塑料从模具主流道结构中充满模具模腔，故在模具分流道结构的设计过程中，需要保证其对温度和压力额损失都不能过大，不能对成型加工生产过程产生影响，还需要保证熔体材料能够相对较为平稳的分配至模具的各个模腔结构内。基于上述因素的考虑，结合生产实际的情况，需要将塑料模具的分流道结构设计制造成短而粗的结构形式，但这种结构形式会相对较多的损耗塑料材料，成型加工生产所需的冷却时间也会更长，还会增大模具模腔布置设计的难易程度，故需要合理设计塑料模具的分流道结构形状及尺寸，在设计制造过程中，还需要考虑成型加工生产所得塑件产品的体积、壁厚以及形状等诸多不同因素。在生产实际中，塑料模具分流道结构的种类繁多，它们的截面形状也是形式多样,需要结合压力传递角度的因素加以分析，合理设计选型流道结构截面积。圆形截面形状的分流道结构在成型加工生产过程中造成的热量损失相对较小，是一种最为理想的流道结构形状,在生产实际中得到广泛的应用。方形截面的流道结构对应的脱模过程相对较为困难,这种结构在生产实际中应用的相对较少,梯形截面分流道结构的表面面积相对较大,但梯形截面分流道结构的加工过程以及脱模过程均相对较为简单,在生产实际中得到广泛的应用，结合本文设计的实际情况，综合各种因素,本文设计塑料模具的分流道结构设计成半圆形截面。截面形状为半圆形状的浇道结构在成型加工生产过程中造成的压力损失相对较小，造成的传热损失也相对较小，实质上半圆形状的浇道结构是一种特殊的圆形流道截面形状结构，此种结构在实际生产用直接用球头铣刀就可以加工，加工成本比较低。效率：塑料模具分流道结构直径尺寸/mm：5mm塑料模具分流道结构的表面粗糙度：结合本文设计的实际情况，综合各种因素考虑，本文设计模具分流道结构的表面位置无需太光洁，设定其表面粗糙度大小为1.25—2.5Rμm，在成型加工生产过程中，能够使得塑料熔体材料的流动阻力更好的满足成型加工的需求，可以让外层塑料材料较好的冷却成皮层，在流道加工上进行固定，得到绝热层，能够使得模具具有相对较好的保温性能，如此能够使得成型加工生产所得塑件产品的表面质量得到有效保证。2.3.3浇口设计塑料模具的浇口是用来连接模具的流道结构以及模具的型腔结构，塑料模具的浇口是整个注塑模进料系统较为重要的一个组成部分，是该系统的最后部分，塑料模具浇口的基本作用如下：合理设计塑料模具的浇口结构，能够成型加工生产所需的熔融塑料材料在最短时间内充满塑料模具的整个型腔结构。在塑料模具型腔充满溶体塑料材料之后，模具的浇口位置可以以最快的速度实现冷却和封闭，能够有效避免热料回流的不良现象发生。塑料模具浇口的结构设计需要综合考虑成型加工生产所得塑件产品的形状以及断面尺寸，还需要配合整套塑料模具的自身结构以及注塑工艺等诸多不同因素。需要将塑料模具浇口结构的截面设计的尽量小，长度尺寸也需要尽量短，如此能够使得料流速度在一定程度上显著提升，还能够在较短的时间内冷却封闭，如此能够使得成型加工生产所得塑件产品相对较为容易的发生分离。在生产实际中，设定模具装置浇口位置需要考虑的基本原则如下：1.设定模具装置浇口位置需要尽量缩短溶体材料在模具装置内部的流动距离。2.需要在成型加工生产所得塑件产品壁厚尺寸最大位置设定模具装置浇口的位置。3.设定模具装置浇口位置需要保证熔接痕尽可能的少。4.设定模具装置浇口位置需要能够相对较为容易的排出模具装置型腔内部的气体。5.设定模具装置浇口位置需要对分子定向的相应影响加以考虑。6.设定模具装置浇口位置不能在模具成型加工生产过程中发生蠕动以及喷射现象。7.设定模具装置浇口位置需要保证浇口结构避免承受弯曲以及冲击等方面的载荷。8.设定模具装置浇口位置不能对成型加工生产所得塑件产品的外观质量产生相对较为直接的影响。已知本文设计成型加工生产塑件产品是一个外观件产品，故产品的外观不能存在瑕疵情况，结合本文设计制造模具装置的实际情况，设定成侧浇口结构形式，如此能够使得模具装置的生产制造成本在一定程度上得到有效缩减，实现效益最大化。结合本文设计的实际情况，综合各种因素考虑，本文设计模具的浇口结构设计成侧进胶的形式。在设计模具浇口的过程中，还需要综合考虑塑件产品的表面进料情况，模具结构是镶拼型腔及型芯结构，如此能够较为容易的实现塑料材料填充，还能够较为容易完成模具的排气。最终设计成侧浇口结构，该浇口结构的基本尺寸大小是：直径=1mm2.3.4排气结构设计在对塑料注塑模具进行设计制造的整个过程中，需要合理设计塑料模具的排气结构，确保熔融塑料材料能够相对较好的充满模具型腔，避免模具结构内部的气体对成型加工生产所得塑件产品的表面质量产生不良影响，避免产生废品塑件。开设排气槽结构实现排气以及借助合模间隙实现排气是生产实际中最为常见的2种排气方式。结合本文设计的实际情况，综合各种因素考虑，本文设计模具借助合模间隙实现排气，无需开设排气槽结构，如此能够有效简化塑料模具的排气结构。2.3.5主流道衬套选型在整套塑料模具的设计过程中，选择主流道衬套需要考虑的主要事项如下：本文设计采用的小型注塑模设备，故能够把主流道衬套部件和定位环部件设计制造成整体件，如此能够在一定程度上简化模具装置的结构。选择T8A优质钢材料生产加工主流道衬套部件，然后对其进行热处理加工，使得它的硬度能够达到53～57HRC;设计制造的衬套长度尺寸需要满足塑料模具配合部分的相应厚度尺寸，塑料模具主流道出口位置的端面不能超出塑料模具的分型面，确保塑料模具在成型加工生产过程中不被损坏;采用H7/m6装配精度设计安装衬套部件以及塑料模具的定模部分。本文设计塑料模具主流道衬套部件的结构示意图如下图2-3所示：图2-3本文设计塑料模具主流道衬套部件的结构示意图2.4抽芯机构设计本文设计成型加工生产所得塑件产品的侧壁位置存在两个突台结构,它们二者都是垂直于该套模具的脱模方向,为了能够在成型加工生产过程中顺利的实现脱模过程，需要将零件设计制造成活动的型芯结构，本文设计塑料模具设计成滑块侧抽芯机构的结构形式。2.4.1抽芯距设定本文设计制造模具装置对应抽芯距尺寸计算公式如下：——S——=9mm2.4.2滑块倾角设定斜拨块部件的倾角a是塑料模具滑块机构最为重要的技术参数，斜拨块部件的倾角a和抽拔距尺寸以及抽芯距尺寸存在着直接的关系，结合本文设计的实际情况，综合各种因素，常取范围是8°～23°，本文设计塑料模具的斜拨块部件的倾角为a=16°。图2-4塑料模具斜拨块部件的倾角示意图2.4.3斜顶抽芯机构在一些小的卡扣和侧孔的抽芯机构设计方面，会使用斜顶抽芯机构，斜顶可以实现小行程抽芯机构的简化，本次设计中，单个塑件采用了2个斜顶抽芯机构来实现卡扣位置的抽芯，本次设计中，斜顶抽芯的卡扣距离较短。抽芯距的计算如下：计算公式如下S=L+（1-3）MMS-抽芯距离L-塑件倒扣距离S=1.5+1.5=3mm斜顶的倾斜角度一般取值在5-15度之间，本次设计中选择5度倾斜角，斜顶机构随着顶针板的运动而运动，沿着斜向运动的同时完成横向的抽芯位置，从而使得卡扣或者侧孔完成抽芯脱模运动。斜顶机构如下图所示，具体尺寸详见CAD图纸。图2-5斜顶抽芯机构2.4.4导柱部件结构设计设计模具装置所用的导柱导向机构需要注意以下几个不同的方面：1.如果设计制造的是小型模具装置，在没有特殊的情况下，仅需要设计制造两根导柱部件即可，但是需要采用对称布置的方式进行布置设计，大型模具结合实际使用需求和强度要求视情况增加导柱部件的个数。2.针对结构相对较为简单的模具装置，一般采用直导套部件进行结构设计。3.需要在模具装置的周围边缘位置设计安装导向零件。4.在一般情况下，需要尽量将导柱部件设计固定在利于脱件的相应模具装置组成部分。5.在合模成型加工生产的过程中，为了能够有效保证模具装置的分型面进行紧密贴合，在模具装置的分型面位置，应该将导柱部件以及导套部件设计制造相应的承屑槽结构。6.设计制造导柱部件的工作尺寸需要超出型芯部件对应的端面尺寸6~8mm，以如此能够保证导向部件最先发生接触。7.需要保证模具装置的导柱部件、导套部件以及导向孔对应的轴线处在平行状态，在成型加工过程中，能够实现精确的闭合。8.采用H7/f7配合精度设计安装导柱部件对应的工作部分，采用H7/k6配合精度设计安装导柱部件对应的固定部分。在生产实际中，常把导柱部件设计制造成直形结构以及阶梯形结构，将导柱部件的前端结构设计制造成锥形结构，如此能够使得塑料模具在成型加工生产过程中相对较好的实现导向。并在导柱部件相应的工作部分设计贮油槽结构，能够使得导柱部件在相对较长的时间内保持润滑状态。针对中小生产批量的生产模式，较为多用的是直形导柱结构，无需配合导套部件。结合本文设计的实际情况，综合各种因素，本文设计塑料模具选择I型肩导柱部件。本文设计塑料模具的导柱中心距尺寸大小为154mm,它的直径尺寸大小为20mm。图2-6塑料模具导柱部件结构示意图2.5推出机构设计在生产实际中，需要合理设计制造塑料模具的推出机构，确保成型加工生产所得塑件产品能够相对较为容易的被推出。图2-6本文设计塑料模具推出机构结构示意图如图2-6所示本文设计塑料模具在成型加工生产的开模操作之后,成型加工生产所得塑件产品包紧模具动模部分的力相对较小,需要合理设定脱模斜度,借助顶杆机构将塑件产品顶出，确保塑件产品在脱模过程中不发生变形,还需要保证整套模具的结构尽量简单，易于生产制造。2.6成型零件结构设计在整套模具装置中，对成型加工生产所得塑件产品的几何尺寸形状起决定的模具零件叫做模具装置的成型零件，其中凹模部件、型芯部件、镶块部件、成型杆部件以及成型环部件等是最为多见的模具成型零件。由于这些零件会与塑件产品直接接触，考虑到他们的实际使用情况，需要保证成型零件具有足够的强度、刚度以及耐磨度。故在模具装置的设计制造过程中，需要重点设计制造模具装置的各个成型零件，还需要对他们的相应参数进行设计计算，确保他们能够满足实际的成型加工生产。2.6.1型腔结构设计塑料模具型腔部件是用于成型加工生产塑件产品的外表面，在常见的模具型腔结构中，会设计制造浇注系统的相关流道结构和用于输送冷却水的冷却水道结构。在本文设计塑料模具中，将塑料模具的型腔部件设计成分体式结构，分体式结构模具型腔部件对应的加工过程相对较为简单，易于生产制造，后期的维修也相对较为简单，整套塑料模具的设计装配也较为容易，故非常适合本文塑料模具的设计制造，如下图2-7所示的是本文设计塑料模具型腔结构示意图。图2-7本文设计塑料模具型腔结构示意图2.6.2型芯结构设计塑料模具型腔部件是用于成型加工生产塑件产品的内表面，在常见的模具型芯结构中，会设计制造顶出脱模机构，用于辅助顶杆部件能够相对较为容易将塑件产品顶出。在本文设计塑料模具中，将塑料模具的型芯部件设计成分体式结构，分体式结构模具型芯部件对应的加工过程相对较为简单，易于生产制造，后期的维修也相对较为简单，整套塑料模具的设计装配也较为容易，故非常适合本文塑料模具的设计制造，如下图2-8所示的是本文设计塑料模具型芯结构示意图。图2-8本文设计塑料模具型芯结构示意图

3.水杯盖注塑模具参数计算在本文塑料模具的设计制造过程中，常按照平均尺寸设计计算塑料模具成型零件的相应工作尺寸，塑料模具各个部件的收缩率、制造公差以及材料磨损率等均用平均数值进行设计计算。在生产实际中，对成型加工生产塑件产品的尺寸精度产生影响的因素众多，且影响关系较为复杂，为能够将计算过程充分简便，仅对主要影响因素进行考虑：1.水杯盖塑件产品的公差，结合本文设计的实际情况，取。2.塑料模具的制造公差，结合本文设计的实际情况，取。3.塑料模具的磨损量，结合本文设计的实际情况，取磨损量δc=0。4.水杯盖塑件产品的的收缩率，结合本文设计的实际情况，按照平均收缩率进行设计计算，具体如下：=%=2%5.塑料模具合模间隙尺寸不能超过0.02~0.1mm，各部分计算如下：L——K——————H——

4.模具冷却系统的设计在注射成型加工生产的过程中，设计制造的模具装置温度会对成型加工生产所得塑件产品的质量产生较为直接的影响，会影响塑件产品的收缩率，若模具温度不合理，塑件产品在很大程度上上会发生翘曲变形等不良情况，同时模具温度还会对注射成型加工生产的生产效率产生影响，故合理设定模具装置温度在生产实践中有着较为重要的作用。而成型加工生产所得塑件产品的冷却时间占据大部分的注射成型加工生产周期，占比可得80%。设计制造模具装置的温度调节系统具有的主要作用如下：1.相对较低的模具装置温度能够使得成型加工生产所得塑件产品的收缩率在一定程度上显著降低。2.让整套模具装置保持相对较为均匀的温度，能够在一定程度上有效缩短冷却时间，加快注射成型加工生产的效率，还能够使得成型加工生产所得塑件产品发生翘曲变形的情况在一定程度上显著降低。3.若成型加工生产所用的材料是结晶性聚合物，将设计制造模具装置的温度适当提高，能够保证成型加工生产所得塑件产品具有相对较为稳定的尺寸，避免发生后结晶等不良现象，如此能够有效保证成型加工生产所得塑件产品的质量。4.将模具装置的温度适当提高，能够易于成型加工生产的充模过程，还能够使得补料时间在一定程度上显著减少。在成型加工生产塑件产品的过程中，需要冷却处理熔融状态的塑料流体，确保塑料制品的内部不能有过高的温度，以防成型加工生产所得塑件产品发生翘曲等不良变形现象，故需要合理设计塑料模具的冷却系统。本文设计塑料模具的平均工作温度大小60°，在生产实际中，多选择20°常温水对模具进行冷却处理，该塑料模具的产量是1000g/h，模具结构是一模两腔。设Q3为水杯盖塑件产品在硬化过程中每h内的热释放量，已知本文设计成型加工生产所用ABS塑料材料的单位热流量大小是,取：计算可得：设计计算冷却水的体积流量V温度调节对成型加工生产所得水杯盖塑件产品的质量影响有以下方面：会影响塑件产品发生变形；会影响成型加工生产所得塑件产品的尺寸精度；会影响成型加工生产所得塑件产品的力学性能；会影响成型加工生产所得塑件产品的表面质量在选择确定塑料模具温度的过程中，首先需要保证成型加工生产所得塑件产品的质量以及性能满足实际使用需求。当注射模具内部塑料溶体材料从200C降至60C的过程中，其中有5％的能量是以辐射的形式被带走，95％的能量是被模具冷却系统中冷却介质所带走，故塑料模具的冷却系统会对成型加工生产过程的冷却效果产生最为直接的影响。成型加工生产周期的2/3均是塑料模具的冷却时间，若将塑料模具的冷却时间有效缩短，便能够有效提升塑件成型加工生产的效率。针对冷却水的冷却过程中，湍流热传递是层流热传递的10—20倍，结合本文设计的实际情况，综合各种因素，本文设计塑料模具选用湍流形式。冷却水道直径d/（mm）最低流量v/（m/s）流量qv/（m/min）61.107.4×10图4-1冷却水路简图5.注塑机相关参数校核本文设计塑料模具的外形尺寸大小是,选用HTF120J/TJ型注塑机设备用于成型加工生产，该注塑机设备模板部件的最大安装尺寸大小是。计算可知塑料模具闭合高度尺寸大小是281mm，最小模具厚度尺寸大小是150mm，最大模具厚度尺寸大小是360mm。已知HTF120J/TJ型注塑机设备的最大开模行程尺寸大小是S=350mm，它满足的基本关系如下：H1—H1=30mmH2—；H2=20mmα—a=70mm5.1模具合模过程校核计算可知塑料模具闭合高度尺寸大小是281mm，最小模具厚度尺寸大小是150mm，最大模具厚度尺寸大小是430mm。由于，故本文设计塑料模具的合模过程满足实际使用需求。5.2模具开模过程校核计算可知塑料模具闭合高度尺寸大小是281mm，最小模具厚度尺寸大小是150mm，最大模具厚度尺寸大小是360mm，模具抽拔距尺寸大小是80mm。由于150mm<281mm＋70mm<430mm+350mm，故本文设计选择的HTF120J/TJ型注塑机设备能有效满足实际使用需求。6.绘制模具总装图和非标零件工作图6.1本模具总装图和非标零件工作图见附图6.2本模具工作原理在注塑机设备上设计安装塑料模具，将模具装置的定模部件在注塑机设备的定模板部件上进行设计固定，将模具装置的动模部件在注塑机设备的动模板部件上进行设计固定。在合模之后，注塑机设备的喷嘴结构把熔料塑料材料注入塑料模具的型腔结构内部，然后对其进行保压处理，在冷却之后得到目标塑件产品。在塑料模具的开模过程中，模具动模部件和模板部件一起分开模具的分型面，塑料模具的斜拨块部件推出侧抽芯滑块部件，使得侧抽芯过程得以顺利完成。然后由推动顶杆部件顶出成型加工生产所得的塑件产品。在塑料模具的合模过程中，借助闭合侧型心滑块部件以及复位杆部件等能够有效复位操作顶杆部件。7模具装置装配方案设计在模具装置设计制造的过程中，模具装置的装配过程在整个过程中最后的一个阶段，模具装置的装配精度会对整套模具装置的质量产生较为直接的影响，也会对模具装置的寿命产生一定程度的影响。故需要按照一定技术要求和相关设计文件，设计确定模具装置的装配方案，合理设计确定各个零件之间的配合关系，确保整套模具装置能够满足实际使用需求。在设定模具装置的总体装配方案的时候，需要合理设定模具装置各个零部件对应的装配精度，确保将他们的精度控制在一定的范围区间内，确保整套模具装置能够满足实际使用需求。7.1模具装置装配顺序设计1.在整套模具装置的装配过程中，首先需要确定整套模具装置的装配基准；2.在对整套模具装置进行装配前，首先需要测量模具装置的各个零件，检查合格的全部零件还需要经过去磁处理，在处理之后擦拭干净相关零件，为后续的装配做好准备；3.对模具装置各零件在组合装配后产生的累积尺寸误差进行调整，修磨校验处理模具装置各模板部件相应的平行度，确保模具装置的各个模板部件能够进行较为密合的组装配合；4.在整套模具装置的装配过程中，需要以原加工尺寸对应的基准面为基础，如此能够利于后期整套模具装置的检查；5.组装的整套模具装置不能存在卡滞以及松动等不良的现象；6.在对模具装置冷却系统以及加热系统进行组装的过程中，需要使得管路畅通得到有效保证，不能有漏水以及漏电的情况存在；7.在装配完成后，试模检验合格后在模具装置上打上模具编号以及组装基面等标记。1)模具预热选择外部加热法对整套模具装置进行预热处理，在模具装置外部设计安装铸铝加热板部件，这种方式能够在较短的时间内完成对模具装置的加热处理，但该种方式会损耗相对较大的热量。2)加热料筒部件和喷嘴部件按照工艺设计手册，和模具装置的加热过程同时进行。3)设计确定工艺参数按照工艺设计手册，设定本文设计制造模具装置的相关工艺参数内容。4)注塑在检查完成之后，尝试注射成型加工生产塑件产品，对所得塑件产品的质量进行检验，判断其是否能够满足实际使用需求，若存在问题，则需要对模具装置进行调整，直至成型加工生产所得塑件产品满足实际使用需求为止。8.模具装置的日常维护和保养由于本文设计制造模具装置是组合式结构，若在实际的使用过程中，个别零件发生损坏，仅需更换损坏零件即可，无需报废整套模具装置。在日常的使用前，需要对模具装置的各个零件进行定期检查和保养，在使用过程中，避免发生磕碰等情况。7.2研究分析模具开模过程注塑机设备将推杆部件以及垫板部件推动，然后借助它们将模具装置的动模部件以及定模部件分开，模具装置在受到导柱部件的导向作用下，模具装置的动模部件以及定模部件能够按照预定要求顺利的完成分型过程，与此同时，模具装置的拉料杆部件将模具的浇口拉断，通过推杆部件以及顶管部件将成型加工生产所得的塑件产品脱出。设计制造模具装置在进行闭合的过程中，受到模具装置导柱部件以及导套部件的相应导向作用，能