1、安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）- i -塑料口杯注塑模設計塑料口杯注塑模設計摘摘 要要本課題設計的意義是通過“塑料口杯注塑模設計”這一設計任務，了解并掌握模具的設計過程，以便在將來對一般模具的設計有一個理性的設計概念。畢業設計主要要完成的工作有：注塑模具的設計計算、繪制總裝配圖和所有非標準件的零件圖、繪制三維裝配圖及裝配演示。在設計塑料口杯的過程中，我懂得了設計所需要的設計流程。雖然塑料口杯是一個小而簡單的畢業設計，但設計的過程我們還是應該重視。從中我們也可以得出，一般模具設計的大致流程：分析其結構工藝性、進行材料的選擇、設計計算零部件以及對注射機的校核等等。在設計過程中，我們使用了 a

2、utocad 和 ug 軟件，尤其 ug 軟件的應用，可以更直觀的表達零件的外觀，也可以檢驗零件在裝配中是否產生干涉。注塑是模具成型中的一種很普遍的成型形式。在未來不僅是熱塑性材料，就連熱固性材料也可以使用注塑的方法來成型。關鍵詞關鍵詞：注塑模；設計流程；ug石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- ii -design of injection mold for plastic cupabstractthe significance of this project design is the design task by design of injection mold for plastic cup

3、 , to understand and master mold design process ,so that in the future we can inquire design of a rational design concept of the general mold . graduate design work to be done : injection mold design calculations , draw the general assembly drawings and part drawings of all non-standard parts , and

4、draw three-dimensional assembly drawings and assembly presentations. in the design of the plastic cup , i know how to design the design process . although the plastic cup is a small and simple graduation design, but the design process we should pay attention to . from which we can know about process

5、 of the general mold design : analysis of its structure and technology , material selection , design and calculation of spare parts and injection machine check . in the design process ,we use autocad and ug software , in particularly ,ug software applications can be more intuitive to express the app

6、earance of the parts , you can also test whether the parts in the assembly interference . the injection is very common molding forming form . in the future , not only a thermoplastic material ,but also a thermosetting material can use the injection method . keywords : injection mold ; the design pro

7、cess ; ug安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）- iii -目錄目錄引言 1第 1 章 緒論.2第 2 章 塑料杯的結構工藝性分析.32.1 零件分析.32.2 材料的選擇.4第 3 章 模具總體結構設計、分型面的選擇和澆注系統的設計.63.1 分型面的確定.63.2 模具總體結構設計.63.3 澆注系統的設計.7第 4 章 注塑機的選擇與校核.104.1 注塑機的選擇.104.2 注射機的校核.11第 5 章 成型零部件的設計.125.1 型腔的設計計算.125.2 側型腔的計算.145.3 型芯的計算.145.4 側型芯尺寸的計算.16第 6 章 排氣系統的設計.18第 7 章 結

8、構零部件的設計.197.1 支承零部件設計.197.2 合模導向機構設計.207.3 推出機構的設計.217.4 側向抽芯結構設計 .237.5 分流道板的設計.26第 8 章 裝配圖.28結論與展望.30致 謝.31參考文獻.32附錄 a 英文文獻及翻譯.33附錄 b 參考文獻的題錄及摘要.48石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- iv -插圖清單插圖清單圖 2-1 塑料口杯 4圖 3-1 分型面的選擇 6圖 3-2 澆口套 8圖 3-3 澆注形式 9圖 5-1 型腔 13圖 5-2 型腔三維圖 14圖 5-3 型芯 16圖 5-4 側型芯 17圖 7-1 墊塊 20圖 7-2 帶頭導柱 21圖

9、7-3 推桿 23圖 7-4 推桿三維圖 23圖 7-5 斜導柱 25圖 7-6 楔緊塊 26圖 7-7 分流道板 26圖 8-1 裝配圖 28安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）- v -表格清單表格清單表 2-1 聚碳酸酯的部分特性 5表 4-1 注射機的型號規格 11表 4-1 部分結構零部件尺寸 27 表 8-1 注塑成型工藝參數 29安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-1-引引 言言塑料模具技術的發展日新月異，在現代工業、餐飲、玩具等行業中的應用很廣泛，許多新產品的開發和研制在很大程度上都依賴于模具的生產。模具是工業產品生產用的重要工藝裝備。本課題設計的是塑料口杯注塑模的設計。塑料

10、分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩種。塑料成型的方法有很多，可分為：注塑模、壓注模、壓縮模、擠出模等。注塑主要是針對熱塑性塑料的成型方法，不過隨著科技的發展，部分熱固性的材料也可用此方法成型。塑料注射成型的特點是：成型周期短，能一次成型形狀復雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件；注射成型的生產率高，易實現自動化生產。塑料制品以其密度小、質量輕的優點在工業中的應用日益普遍，大有“以塑代鋼”的趨勢。石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 2 -第第 1 章章 緒論緒論塑料制品在日常社會中得到廣泛利用，模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一。國內注塑模在質與量上都有了較快的發展。但是與國外的

11、先進技術相比，我國還需要大部分的技術改造、技術創新以及提高產品質量。 經過近幾年的發展，塑料模具已顯示出一些新的發展趨勢：1.大力提高注塑模開發能力。2.注塑模具從依靠鉗工技藝轉變為依靠現代技術。3.模具生產正在向信息化迅速發展。4.注塑模向更廣的范圍發展。隨著市場的發展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷地發展，因此對模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結構、性能還是加工都必將有快速發展。但中國塑料模具行業和國外先進水平相比，仍存在以下問題：1.發展不平衡。2.工藝裝備落后，組織協調能力差。3.供需矛盾短期難以解決。塑料口杯注塑模設計這個課題，源于生活。隨

12、著人們生活的不斷提高，生活質量也越來越好，人們對生活用品的審美角度和耐用性也都有了很強的意識。所以，對塑料口杯設計的要求也有所變化。本課題研究的主要內容是：注塑模具的設計計算，結構的設計。繪制總裝配圖和所有非標準零件圖。模具三維裝配圖及裝配演示。注塑工藝參數的選擇與確定。安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-3-第第 2 章章 塑料杯的結構工藝性分析塑料杯的結構工藝性分析2.1 零件分析（一）塑料杯的作用塑料杯主要用于喝水，存放液體。但隨著社會的發展，人們品味的提高，塑料杯偶爾也要具有一定的觀賞性。（二）工藝分析 塑料制件主要根據使用要求進行設計。要想獲得合格的塑料的制件，在滿足使用要求的前提

13、下，塑料的結構、形狀應盡可能地做到簡化模具結構，且符合成型工藝特點，從而降低成本，提高生產率。尺寸和精度 塑料尺寸的大小受塑料流動性的影響，流動性差的塑料和薄壁制件尺寸不能設計的過大，否則容易造成充填不足。在設計塑件尺寸時要對塑料的流動距離比進行校核。流動距離比的校核將在第 3 章有所介紹。 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產品要求的符合程度，即所獲塑件尺寸的準確度。對于小尺寸的塑件，模具的制造公差對塑件尺寸的精度影響較大。模塑件尺寸公差的代號為 mt，公差等級為 7 級，因為塑料杯多為生活用品，所以精度等級不要過高，過高的精度務必會造成成本的增加，所以選擇 mt3.表面粗糙度 塑料制件的

14、表面粗糙度主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。塑料制件的表面粗糙度 ra 值一般為 1.60.2um。因為塑料口杯只要無毛刺，不劃手即可。所以選擇 ra值為 1.6um。壁厚 塑件壁厚的設計與塑料原料的性能、塑件結構、成型條件、塑件的質量及其使用要求都有密切的聯系。壁厚過小，會造成充填阻力增大，特別是對于大型、復雜制件將難以成型。壁厚過大，不僅浪費原料，還會延長冷卻時間，降低生產率，另外也容易產生表面凹陷、內部縮孔等缺陷。塑件的壁厚要具有足夠的強度和剛度，脫模時能經受脫模機構的沖擊。查表可知，小型塑件的最小壁厚為 1.8mm。塑料口杯壁厚只1要大于最小壁厚即可，故取 2mm。圓角 為避免塑件成

15、型時在尖角處產生局部應力集中，轉角處應盡可能采用圓弧過渡。采用圓弧過渡可增加塑件的美觀程度和增加塑件的強度，也大大改善了充模流動特性，一定程度也減少了模具熱處理和使用時因應力集中而導致開裂的出現。理想內圓角為壁厚的 1/3 以上，故取 r 為 1mm。外壁圓角為壁厚的 1.5 倍，故取 r 為 3mm?？傻昧慵D 2-1：石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 4 -圖 2-1 塑料口杯2.2 材料的選擇塑料是一種以合成樹脂為基體的固體材料，除了合成樹脂作為基體外，還有某些特定用途的添加劑。1）.塑料分為熱塑性和熱固性兩種。熱塑性塑料是指：塑料受熱可軟化或熔融，成型加工后冷卻固化，再加熱仍可熔化，可回

16、收利用。熱固性塑料是指：塑料主要是以縮聚樹脂為主，加入各種助劑制成的，但它的成型過程不僅是物理變化，更主要是化學變化。因為塑料口杯是一種可回收利用的生活用品，而且現在提倡綠色生活，因此選用熱塑性材料制作更符合要求。2）塑料成型的工藝特性塑料的影響因素主要有：收縮性、流動性、熱敏性、吸濕性等收縮性：塑料制件從模具中取出冷卻后一般都會出現尺寸縮減的現象。影響收縮性的因素有：塑料本身的熱脹冷縮性、模具結構及成型工藝條件等。塑料的流動性：成型過程中在一定溫度和一定壓力下塑料熔體充填模具型腔的能力。影響流動性的因素有：塑料的品種、成型工藝和模具結構等。塑料的熱敏性和吸濕性熱敏性：指塑料在受熱、受壓時的敏

17、感程度，也叫熱穩定性。為了防止熱敏性塑料在成型過程中受熱分解，通常在塑料中添加一些抗熱敏的熱穩定劑。吸濕性：指塑料對水的親疏程度。塑料的吸濕性對塑料的成型加工影響也很大，會導致塑料制品表面銀絲、氣泡等缺陷，嚴重影響塑料制品的質量。因此，在塑料加工前，通常都要對那些易吸濕的塑料進行烘干處理，以確保塑料制件的質量。綜合所述：可選擇聚碳酸酯。安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-5-(1)從使用性能上說：聚碳酸酯是一種性能優良的熱塑性工程材料，本色微黃，而加點淡藍色后可得到無色透明塑件。它具有良好的韌性和剛性，抗沖擊性極好，耐熱性比尼龍、聚甲醛高，抗蠕變和電絕緣性較好，耐蝕性、耐磨性良好。（2）從塑

18、料成型性能上說：無定形料，熱穩定性好，成型溫度范圍寬，超過 330度時才呈現嚴重分解，分解時產生無毒、無腐蝕性氣體，但流動性差。吸濕性小，但對水敏感，故加工前必須干燥處理，否則會出現“銀絲” 、氣泡和強度顯著下降。成型收縮率小，易發生熔融開裂，產生應力集中。故應嚴格控制成型條件，成型后塑件宜退火處理。熔融溫度高，粘度高，對剪切作用不敏感。對于大于 200 克的塑件，應采用螺桿式注射機，噴嘴應加熱。料溫對塑件質量影響較大，料溫過低會造成缺料，表面無光澤，銀絲紊亂；料溫過高易溢邊，出現銀絲暗條，塑件變色氣泡。表 2-1 聚碳酸酯的部分特性塑料名稱聚碳酸酯密度g/3cm1.2比體積3/cmg0.83

19、吸水性%0.15收縮率%0.50.8熔點c225250熱變形溫度54.6 10 pa132141抗拉屈服強度510 pa720拉伸彈性模量510 pa42.3 10石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 6 -第第 3 章章 模具總體結構設計、分型面的選擇和澆注系統的設計模具總體結構設計、分型面的選擇和澆注系統的設計 3.1 分型面的確定 塑料為帶把的塑料口杯，因為制件主體上是圓形，在圓柱面上分型比較好。同時，分型面的選擇還需要考慮以下幾個原則： 1.分型面應選在最大輪廓處。塑件在動定模的方位確定后，其分型面應選在塑件外形最大輪廓處，否則塑件無法從型腔中脫出，這是最基本的選擇原則。2.分型面的選擇應有

20、利于塑件的順利脫模。由于注塑機的頂出裝置在動模一側，所以分型面的選擇應盡可能地使塑件在動模一側，這樣有利于在動模部分設置推出機構。3.分型面的選擇應保證塑件的精度要求。對于與分型面垂直的塑件尺寸，若該尺寸與分型面有關，則分型面在注射成型時會有漲開的趨勢，故該尺寸的精度會受到影響。4.分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求。5.分型面的選擇要便于模具的加工。6.分型面的選擇應有利于排氣。在設計分型面時應盡量使充填的塑料熔體料流末端在分型面上，這樣有利于排氣。綜合以上考慮：應該選擇平直分型面。圖形如3-1：圖 3-1 分型面的選擇因為塑件是帶有側把的口杯，分型面無法選擇最大輪廓處分型。此種分型雖然不

21、是在最大輪廓處，但仍然可以保證取件。塑件大部分包裹在動模一側，在分型時可以保證塑件留在動模一側，有利于取件。3.2 模具總體結構設計根據所選的分型面形式和一模兩腔，確定模具總體結構方案：安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-7-方案一：臥式注射機；澆注系統的澆口形式采用點澆口；推出機構使用推件板推出機構；斜導柱側抽芯機構。方案二：臥式注射機；澆注系統的澆口形式采用側澆口；推出機構使用推桿推出機構；斜導柱側抽芯機構。方案的分析比較：兩種方案不同之處是：澆口形式和推出機構不同。點澆口是種小型澆口，在杯底注塑成型可以消除由澆口造成的外觀不完整性，而且容易切除但會造成總體結構的復雜性，因為采用點澆口形

22、式，務必要設計取出澆注系統凝料的機構。塑料杯是深筒形塑件，如果采用推桿，可以減少零部件，但可能會捅破塑件，所以采用推件板較好。綜上所述，采用方案一比較合理。3.3 澆注系統的設計 澆注系統是指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。普通澆注系統一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 對澆注系統進行設計時，一般應遵循以下基本原則：(1) 了解塑料的成型性能。注射成型時注射機的料筒中的塑料已成熔融狀態，因此了解塑料熔體的流動性以及溫度十分重要。澆注系統一定要適應于所用塑料成型性能，保證塑件質量。（2）盡量避免或減少產生熔接痕。在選擇澆口位置時，應避免熔接痕的產生。熔體流動時應盡量減少分流

23、的次數，因為分流熔體的匯合之處必然產生熔接痕，尤其是在流程長、溫度低時對塑件熔接強度的影響更大。（3）有利于型腔中氣體的排出。澆注系統應能順利地引導塑料熔體充滿型腔的各個部分，使澆注系統及型腔中所有的氣體有序的排出，避免充填過程中產生紊流，也避免因氣體積存而引起的凹陷、氣泡、燒焦等塑件的成型缺陷。（4）防止型芯的變形和嵌件的位移。澆注系統設計是應盡量避免塑件熔體直接沖擊細小型芯和嵌件，以防止熔體的沖擊力使細小型芯或嵌件移位。（5）盡量采用較短的流程充滿型腔。在選擇澆口位置的時候對于較大的模具型腔，一定要力求以短的流程充滿型腔，是塑件熔體的壓力損失和熱量損失減小到最低限度，以保持較理想的流動狀態

24、和有效地傳遞最終壓力，保證塑件良好的成型質量。（6）流動距離比的校核。對于大型或薄壁塑料制件熔體有可能因其流動距離過長或流動阻力太大而無法充滿整個型腔。為此，在模具設計過程中除了考慮采用較短的流程外，還應對其注射成型時的流動面積比進行校核，這樣就可以避免型腔充填不足的現象發生。模具與注射機安裝部分相關尺寸的聯系 澆口套球面尺寸設計模具時，澆口套內主流道始端的球面必須比注塑機噴嘴頭部球面半徑略大一些，即大 12mm；主流道小端直徑要比噴嘴直徑略大，即大 0.51mm。 定位圈尺寸 為了使模具在注塑機上的安裝準確、可靠，定位圈的設計很關鍵。模具定位圈的外徑尺寸必須與注塑機的定位孔尺寸相匹配。通常采

25、用間隙配合，以保證模具主流道的中心線與注塑機的噴嘴中心線重合，一般模具的定位圈外徑尺寸應比注塑機固定模板上的定位孔尺寸小 0.2mm 以下。石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 8 - 主流道的設計主流道是指澆注系統中從注塑機噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。主流道通常設計在模具的澆口套內。為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設計成圓錐形，錐角為，流道的表面粗糙度。澆口套一般采用碳素2 6。a0.8umr 工具鋼材料制造，熱處理淬火硬度 535

26、7hrc。圖 3-2 澆口套 分流道設計分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。分流道的作用是改變熔體流向，使其以平穩的流態均衡分配到各個型腔。 1）分流道的形狀與尺寸分流道形狀有圓形、梯形、u 形、半圓形及矩形幾種形式。其中，梯形及 u 形截面分流道加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式。故采用 u 形結構。分流道截面尺寸視塑料品種、塑料尺寸、成型工藝條件以及流道的長度等因素來確定。由于聚碳酸酯的流動性較差，寬度 b 可取到 10mm。r=0.5b=5mm,深度 h=1.25r=6.25m斜角度。52）分流道長度分流道的長度應盡可能短，且彎折少，以便減少壓力損失和

27、熱量損失，節約塑料的原材料和降低能耗。長度應根據型腔的多少和型腔的大小而定。因為是一模兩腔，型腔寬度為 80mm，兩腔之間寬度為 40mm，故，分流道長度安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-9-l=160mm。3）分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內部的熔體流動狀態比較理想，因此分流道表面粗糙度不要太低，一般 ra 取 1.6um 左右。 澆口的設計澆口也稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口可分：直接澆口、側澆口、環形澆口、輪輻式澆口、點澆口、潛伏澆口、爪形澆口。因為塑件采用的是一模兩腔，要保證口杯的外觀的完整性，在杯底設置澆口比較好，切除時不會留下痕跡

28、。為了減小切斷力，澆口截面尺寸不能大，故用點澆口比較好。點澆口又稱針點澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸很小的澆口，俗稱小澆口。這類澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，能較大地增大塑料熔體的剪切速率并產生較大的剪切熱，從而導致熔體的表觀粘度下降，流動性增加，有利于型腔的充填因而對薄壁塑件成型有利。圖3-3澆注形式流動距離比簡稱流動比，它是指塑料熔體在模具中進行最長距離的流動時，其截面厚度相同的各段料流通道及各段模腔的長度與其對應厚度之比值得總和，即iilt式中 流動距離比； 模具中各段料流通道及各段模腔的長度；il石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 10 - 模具中各段料流通道及各段模腔的截面厚度。it

29、55602016.913107在查得，聚碳酸酯的流動距離比小于 150，滿足要求。1第第 4 章章 注塑機的選擇與校核注塑機的選擇與校核4.1 注塑機的選擇塑件體積的計算：v=22(8076 ) 10022247634(6052 ) 2 49008.8 13609.45629.7=68247.93mm368.25cm查表可得，聚碳酸酯的密度為 1.2g/.13cm則塑件的質量： 1.2 68.2581.9mpvg凝料的體積： 凝料的體積 v=主流道的凝料+分流道的凝料+澆口的凝料 凝料質量222111.2184838.4838.4160 10210203 4434m 311194.3 1011

30、.2g初步估計注射量：2 81.9 11.2m 175g可以在一書的表 5-1 上查的;選擇 xs-zy-5001表 4-1 注射機的型號規格型號xs-zy-500額定注射量/3cm500螺桿直徑/mm65注射壓力/mpa145注射行程/mm200注射方式螺桿式鎖模力/kn3500最大成型面積2/cm1000最大開合模行程/mm500模具最大厚度/mm450安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-11-模具最小厚度/mm300噴嘴圓弧半徑/mm18噴嘴孔直徑/mm64.2 注射機的校核鎖模力的校核()jnp naaf式中 注射機的額定鎖模力，n；nf a單個塑件在模具分型面上的投影面積，；2mm

31、 澆注系統在模具分型面上的投影面積，ja2mm p塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般是注塑壓力的 80%，mpa則 a=3.14=502424d28042mm=10=1478.5ja214052mm左邊 f=145 80% (2 5024 1478.5kn小于額定鎖模力 3500kn，所以符合要求。注射壓力的校核 塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機類型、噴嘴形式、塑件形狀以及澆注系統的壓力損失等因素決定的。注射壓力的校核是核定注射機的額定注射壓力是否大于成型時所需的注射壓力。聚碳酸酯的成型時所需的注射壓力在表 4-1 中可查1的，壓力為 80130.注射機

32、的注射壓力為 145大于成型壓力。所以符合要求。mpampa開模行程的校核注射機的最大開模行程與模具厚度無關的校核12(5 10)shhmm式中 s注射機最大開模行程，mm 推出距離（脫模距離） ，mm1h 包括澆注系統在內的塑件高度，mm。2h右邊 s=90+100+8=198mm 小于注射機的 500mm，符合要求。石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 12 -第第 5 章章 成型零部件的設計成型零部件的設計5.1 型腔的設計計算1. 結構設計成型零部件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。它是模具的主要部分，主要包括凹模、凸模。凹、凸模按結構不同，可以分整體式和組合式兩種結構形式。凹模采用整體式設計

33、。所謂整體式設計是指在整塊模板上分別加工出凹、凸形狀的結構形式。采用整體式結構是因為：整體式結構牢固、不易變形，不會產生拼接線痕跡。這種結構適用于簡單的小型模具。2. 尺寸計算整體式型腔因受底部約束，在熔體壓力下側壁沿高度不同點的變形情況不同，離底部距離越遠變形越大，所以要對型腔側壁和底厚進行計算（1）側壁厚的計算按強度條件計算s ( 2 ) 180240(2402 40) 120rrrpmm r型腔外壁半徑s側壁厚度【】材料的許用應力p型腔內單位面積熔體壓力(2)型腔底板厚度的計算按強度條件計算20.87 prh右邊mm240 800.8728.4240故取 h=30mm(3)型腔徑向尺寸的

34、計算平均收縮率為smaxmin100%2sss查表可得：， 1max0.8%smin0.5%s0.5%0.8%0.65%2s安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-13-徑向尺寸的計算公式為：00()(1)-0.50.75zzmsls l（）式中 模具型腔徑向基本尺寸ml 塑件外表面的徑向基本尺寸sl塑料平均收縮率s 塑件外表面徑向基本尺寸的公差 0.1500()(1 0.65%) 800.75 0.46zml=0.15080.175（4）型腔深度的計算計算型腔深度時，由于型腔的底面磨損很小，所以可以不考慮磨損量，由此推出型腔深度公式為：00()(1)zzmshs h 式中 模具型腔深度基本尺寸

35、；mh塑件凸起部分高度基本尺寸；sh修正系數，當塑件尺寸較大、精度要求低時取小值；反之取大1/31/ 2值。0.1500()(1 0.65%) 100.4 0.46zmh=0.1509.881型腔如圖所示：石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 14 -圖 5-1 型腔安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-15-圖 5-2 型腔三維圖5.2 側型腔的計算側型腔的壁厚和底板厚度如同型腔的壁厚和底板厚度。接下來計算型腔的徑向尺寸和型腔深度。（1）側型腔的徑向尺寸計算00()(1)(0.5 0.75) zzmsls l0.150(1 0.65%) 160.75 0.460.15015.759（2）側型腔的深

36、度計算00()(1)zzmshs h =0.150(1 0.65%) 300.4 0.46 =0.15030.0115.3 型芯的計算（1）型芯徑向尺寸的計算塑件孔的徑向基本尺寸是最小尺寸，其公差為正偏差，型芯的基本尺寸是最slml大尺寸，制造公差為負偏差，可得：00()(1)(0.5 0.75) zzmsls l式中 模具型芯徑向基本尺寸；ml 塑件內表面的徑向基本尺寸；sl 塑件內表面徑向基本尺寸的公差； 模具制造公差。z000.15()(1 0.65%) 760.75 0.46zml =00.1576.839（2）型芯高度公式為00()(1)zzmshs h 式中 模具型芯高度基本尺寸；

37、mh 塑件孔或凹槽深度尺寸。sh石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 16 -000.15()(1 0.65%) 970.4 0.46zmh =00.1597.8型芯如圖所示：圖 5-3 型芯5.4 側型芯尺寸的計算 00()(1)(0.5 0.75) zzmsls l 000.15()(1 0.65%) 260.75 0.46zml00.1526.514側型芯如圖：安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-17-圖 5-4 側型芯三維圖石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 18 -第第 6 章章 排氣系統的設計排氣系統的設計為了使塑料熔體順利充填模具型腔，必須將澆注系統和型腔內的空氣以及塑件在成型過程中產生

38、的低分子揮發氣體順利地排出模外。如果型腔內因各種原因所產生的氣體不能被排除干凈，塑件會形成氣泡、凹陷、焊接不牢、表面輪廓不清晰等缺陷，另外氣體的存在還會產生反壓力而降低充模速率，所以要考慮排氣系統。采用以下措施可以改善排氣：（1）利用配合間隙排氣 對于簡單的小型模具，可以利用推桿、活動型芯、活動鑲件以及雙支點固定的型芯端部與模板的配合間隙進行排氣，這種排氣，間隙一般為 0.030.04mm。（2）在分型面開設排氣槽 分型面開設排氣槽是注射模排氣的主要形式。（3）利用排氣塞排氣 如果型腔最后充填的部位不在分型面上，而其附近又沒有活動型芯或推桿，可在型腔深處鑲入排氣塞，排氣塞上所開設的深度為0.0

39、30.04mm。綜合所述：雖然型腔最后充填的部位不在分型面上，但裝置有側向抽芯結構，推件板和推桿，可以通過前兩種排氣方式來排氣以滿足排氣的需求。安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-19-第第 7 章章 結構零部件的設計結構零部件的設計7.1 支承零部件設計模具的支承零部件主要指用來安裝固定或支承成型零件及其他結構零件的零部件。支承零部件主要包括固定板、墊板、支承件及模座等。（1）固定板在模具中起安裝和固定成型零件、合模導向機構以及推出脫模機構等零件的作用。為了保證被固定零件的穩定性，固定板應具有一定的厚度和足夠的剛度和強度，一般采用碳素結構鋼制成。 支承板是蓋在固定板上面或墊在固定板下面的平

40、板，它的作用是防止固定板固定的零部件脫出固定板，并承受固定部件傳遞的壓力，因此它要具有較高的平行度、剛度和強度。一般用 45 鋼制成，經熱處理調制至 2832hrc。（2）墊塊 墊塊的作用主要是在動模支承板與動模座板之間形成推出機構所需的動作空間。另外，也起到調節模具總厚度，以適應注射機模具安裝總厚度要求的作用。墊塊一般用中碳鋼制造。墊塊的高度應符合注射機的安裝要求和模具的結構要求，它的計算式如下：123(3 6)hhhhsmm 式中 h墊塊的高度； 推板的厚度；1h 推桿固定板的厚度；2h 推板限位釘高度（若無限位釘，則取零） ；3h s脫出塑料制件所需的頂出行程。則 h=20+20+97+

41、5=142mm由可查表 5-50 可知，墊塊可取 150mm.2墊塊如圖 7-1 所示：石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 20 -圖 7-1 墊塊7.2 合模導向機構設計 在模具進行裝配或成型時，合模導向機構主要用來保證動模和定模兩大部分或模內其他零件之間的準確對合，以確保塑料制件的形狀尺寸精度，以避免模內各零部件發生碰撞和干涉。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。定位作用 模具裝配或閉合過程中，避免模具動、定模的錯位，模具閉合后保證型腔形狀和尺寸的精度。導向作用 動、定模合模時，首先導向零件相互接觸，引導動定模正確閉合，避免成型零件先接觸而可能造成成型零件的損壞。承受一定的側壓力 塑

42、料熔體在注入型腔過程中可能產生單向側向壓力，或由于注射機精度的限制，會使導柱在工作中不可避免的受到一定的側向壓力。（1）導柱的結構形式導柱采用的是帶頭導柱的形式，其結構簡單，加工方便，用于簡單模具的小批量生產時，一般不需要導套，導柱直接與模板上的導向孔配合。導柱的結構形狀如下： 安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-21-圖 7-2 帶頭導柱（2）導柱的技術要求1）長度 導柱的長度必須比凸模端面高出 68mm，以免導柱未導準方向而型芯先進入型腔與其相碰而損壞。2）形狀 導柱端面應做成錐臺或半球形，以使導柱能順利進入導向孔。由于半球型加工困難，所以導柱前端形式以錐臺形為多。3）材料 導柱應具有硬

43、而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內芯，因此多采用 20 鋼或 t8 硬度為 5055hrc。導柱固定部分的表面粗糙度為 r。ma4 . 08 . 04) 配合精度 導柱固定端與模板之間一般采用 h7/m6 或 h7/k6 的過渡配合，導柱的導向部分通常采用 h7/f7 或 h8/f7 的間隙配合。7.3 推出機構的設計1、推出機構的設計要求1）設計推出機構時盡量使塑件留在動模一側。由于推出機構的動作是通過注射機的動模一側的頂桿來驅動，所以一般情況下模具的推出機構的設計在動模一側。正是由于這種原因，在考慮塑件在模具中的位置和分型面的選擇時，應盡量能使模具分型后塑件留在動模一側，這就要求動模部分所設

44、置的型芯被塑件包絡的側面積之和比定石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 22 -模部分多。2）塑件在推出過程中不發生變形和損壞。 為了使塑件在推出過程不變形損壞，要合理的選擇推出方式、推出位置、推出零件的數量和推出面積等。3）不損壞塑件的外觀要求。4）合模時應使推出機構正確復位5）推出機構應動作可靠。推出機構在推出與復位的過程中，結構應盡量簡單，動作可靠、靈活，制造容易。 2.推出力的計算塑件注射成型后在模內冷卻定形，由于體積收縮，對型芯產生包緊力，塑件從模具中推出時，就必須先克服因包緊力而產生的摩擦力。型芯的成型端部，一般均要設計脫模斜度。塑件剛開始脫模時，所需的脫模力最大，其后，推出力的作用僅僅

45、為了克服推出機構移動的摩擦力。推出時的摩擦力為：mf(sin)mbtfff 式中 脫模時型芯受到的摩擦阻力；mf 塑件對型芯的包緊力；bf 脫模力（推出力） ；tf 脫模斜度； 塑件對鋼的摩擦系數，一般為 0.10.3.因實際上摩擦系數較小，故簡化為：(cossin)tbff(cossin)ap式中 a塑件包絡型芯的面積； p塑件對型芯單位面積上的包緊力，一般情況下，模內冷卻的塑件，p?。?.81.2）。710 pa則 型芯的脫模斜度為12409780a =0.2942m7.2 0.294 0.8 10(0.2 cos1sin1 )tf安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-23- = 858.

46、6kn3.推桿的形式推桿采用直通式推桿，尾部采用臺肩固定。由于設置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，制造、修配方便，容易達到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換，因此，推桿推出機構是推出機構中最簡單、最常見的形式。推桿工作部分與模板或型芯上的推桿孔的配合采用 h8/f7h8/f8 的間隙配合。推桿圖形如下：圖 7-4 推桿三維圖 圖 7-3 推桿7.4 側向抽芯結構設計斜導柱的設計因為塑料口杯具有側把，所以需要設計側向抽芯，因而需要用到斜導柱，使側型芯能夠脫離側型腔，從而滿足側向抽芯的需求。1)斜導柱傾斜角的選擇在斜導柱側向

47、分型與抽芯機構中，斜導柱與開合模方向的夾角稱為斜導柱的傾斜角，它是決定斜導柱抽芯機構中工作效果的重要參數。一般設計時取，最常25用的是；斜導柱傾斜角的選擇不僅與抽芯距和斜導柱的長度有關，而且1222決定著斜導柱的受力情況。從研究可知，當抽芯阻力一定情況下，傾斜角增大時，斜導柱受到的彎曲力增大，但為完成抽芯所需的開模行程減小，斜導柱有效工作長度石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 24 -也減少。從斜導柱的受力情況考慮，希望值取小一些；從減小斜銷長度考慮，又希望值取大一些。2）斜導柱直徑的計算1）斜導柱的受力分析在斜導柱側向分型與抽芯機構的設計中，需要選擇合適的斜導柱直徑，這就要對斜導柱的直徑進行計算

48、或對已選好的直徑進行校核。在抽芯過程中，由于摩擦力與其它力相比較，可得公式為：costwfff斜導柱受到彎曲力；wf抽拔阻力；tf(cossin)tfap =276260.8 10(0.2 cos2 30 sin2 30) 102 =4.15kn代入上述公式得：4.15cos204.42costffkn 2）斜導柱直徑的計算斜導柱的截面為圓形，可得公式為：333210100.1coscoswwtwcwwwwf lflf hd式中 斜導柱彎曲力臂；wl 斜導柱所用材料的許用彎曲應力；w 抽芯力；cf 側型芯滑塊受到脫模力的作用線與斜導柱中心線交點到斜導柱固定wh板的距離?？傻茫篸=15mm3）斜

49、導柱的長度計算在側型芯滑塊抽芯方向與開模方向垂直時，可以推出斜導柱的工作長度 l 與抽芯距 s 及傾斜角有關，即：sinsl取=，s=40mm.20安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-25-則 l=40sin20117mm斜導柱總長為12345zllllll2sinsin(5 10)2 coscos2 cossindhdsmm式中 斜導柱總長度；zlh斜導柱固定板厚度； 斜導柱固定部分大端直徑；2d d斜導柱工作部分的直徑； s側向抽芯距。則 202 0.364 152 0.364400.3426129zlmm 斜導柱如圖示：圖 7-5 斜導柱楔緊塊的設計 注射成型時，型腔內的熔融塑料以很高

50、的成型壓力作用在側型芯上，從而使側滑塊后退產生位移，側滑塊的后移將力作用到斜導柱上，導致斜導柱產生變形；另一方面，由于斜導柱與側滑塊的斜導柱孔采用較大的間隙配合，側滑塊的后移也會影響塑件的尺寸精度，所以合模注射時，必須要設置鎖緊裝置鎖緊側滑塊，常用的是楔緊塊。楔緊塊用螺釘固定在模板上，制造裝配簡單，適用于側向壓力較小的場合。設計楔緊塊時，楔緊塊的斜角應大于斜導柱的傾斜角，否則開模時，楔緊塊會影響抽芯動作的進行。當側滑塊抽芯方向垂直于合模方向時，=+，所以2 3石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 26 -取=。這樣，開模時楔緊塊很快離開滑塊的壓緊面，避免楔緊塊與滑塊間產生摩22擦。合模時，在接近合模

51、終點時，楔緊塊才接觸側滑塊并最終壓緊側滑塊，使斜導柱與側滑塊上的斜導孔壁脫離接觸，以避免注射時斜導柱受力彎曲變形。圖 7-5 如下：圖 7-6 楔緊塊7.5 分流道板的設計塑件的注塑過程采用的是點澆口，點澆口進料的澆注系統，在定模部分必須要增加一個分型面，用于取出澆注系統的凝料。分流道板的圖如下：安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-27-圖 7-7 分流道板其他部分結構零件的相關尺寸：表 7-1 部分結構零部件尺寸名稱尺寸 lxbxh材料定模座板450 x250 x2545動模座板450 x250 x2545推板260 x200 x2045推桿固定板260 x200 x2045推件板400

52、x200 x2045支承板400 x200 x2045凸模固定板400 x200 x20q235石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 28 -第第 8 章章 裝配圖裝配圖（1）塑料口杯的總裝配圖如圖所示：安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-29-圖 8-1 裝配圖總圖主要有 29 個零部件組成，大體可分：成型零部件、結構零部件和一些標準件。運作過程如下：液體由澆口套流進，經主流道、分流道、澆口，進入型腔；待液體成型后，動模定板帶動凸模向后移動，分型首先在主分型面上，距離由定距拉板控制；移動到固定位置后，由定距拉板拉動凹模，開始在分流道處分型，繼續后移，凝料被拉出，距離由限位螺釘控制，達到準確位置，

53、可以手動取出凝料。所有移動完成后，推動推板，由推桿推動推件板，繼而取出塑件。（2）注塑成型的工藝參數正確的注塑成型工藝過程可以保證塑料熔體良好塑化，順利充模、冷卻與定型，從而產生出合格的塑料制件，而溫度、壓力和時間是影響注塑成型工藝的重要參數。聚碳酸酯的注塑成型工藝參數如下：表 8-1 注塑成型工藝參數塑料名稱聚碳酸酯注射機類型螺桿式預熱和干燥溫度時間/h110120812料筒溫度后段中段前段210240230280240285噴嘴溫度240250石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 30 -模具溫度90110注射壓力/10 pa58001300成型時間/s注射時間高壓時間冷卻時間總周期209005

54、209040190螺桿轉速/(r/min)28后處理方法溫度時間/h紅外線燈100110812安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-31-結論與展望結論與展望在接觸塑料口杯注塑模設計課題時，首先，我們要大量的翻閱文獻，了解其成型過程。在查看的過程中，也知道了現在塑料成型的發展趨勢：（1）cad/cae/cam 技術在模具設計與制造中的應用 模具 cad 技術及其應用日趨成熟 基于網絡化的 cad/cae/cam 一體化系統結構初見端倪 cad/cam 軟件的智能化程度正在逐漸地提高 cae 技術正在逐步推廣 （2）大力發展快速原型制造技術 （3）研究和應用模具的快速測量技術與逆向工程 （4）發

55、展優質模具材料和采用先進的熱處理和表面處理技術 （5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率 （6）模具向復雜化、精密化與大型化方面發展 （7）模具成型技術與新工藝的不斷涌現和推廣只有知道了模具未來的發展方向，我們才可以順應時代潮流，更好的實現自身價值。 在塑料口杯注射模的設計過程中，我們可以回顧一下以前所學的課程，比如畫法幾何與工程制圖、塑料成型工藝與模具設計以及 cad 和 ug 軟件的應用。課程的總總，在畢業設計的過程中，都很好的得到了充實。 塑料口杯的設計大致經歷了以下幾個過程：材料的選擇模具型腔個數的確定塑件分型面的選擇確定型腔布置的方案確定模具總體結構形式確定澆注系統形式尺寸確定定

56、模動模成型零件結構確定結構零部件的形式和尺寸排氣系統的設計繪制裝配圖和三維圖 模具的設計并不像起初覺得那么的簡單，只要每一步做好就可以完成工作，在設計的過程中要不斷的反復的驗算前期工作的準確性，模具設計要求前后的相關性很嚴密。在做畢業設計時，總體的輪廓假想和驗證，需要一步一步的計算過來。在此，不得不讓我想到：麻雀雖小，五臟俱全。麻雀雖小，五臟俱全?？此埔粋€簡單的塑料口杯注塑模設計，而且這種杯子經常就在我們手中，但真正做起來，卻有時不知所措。 設計中，主要是型芯和型腔部分的設計和計算，因為要考慮制件的精度要求和批量的大小。因塑料口杯不是直通形，所以要考慮側抽芯結構，此處的結構設計是難點。本課題主

57、要任務是：注塑模具設計計算、結構設計圖紙要求：總裝配圖及所有非標準零件圖。模具三維裝配圖及裝配演示設計說明書一份本課題基本涵蓋了設計計算的主體部分，有圖紙方面的要求，也有三維圖的要求，此部分的要求并不是大學中曾教授的，但不影響畢業設計的完成，進而可以很好的鍛煉了畢業生。如果想完善此課題，可以增加運動仿真內容，但這又會要求大學生會這方面軟件的應用。 此課題很好，它適合模具方向的學生。它的要求涵蓋了很多方面，難度適中，不至于無從下手，又是生活常見的實物，很典型，也很具有代表性。石雙喜: 塑料口杯注塑模設計- 32 -致致 謝謝轉眼間，大學四年的生活與學習就要劃上句號，在這四年中，我得到了很多，也成

58、長了很多。在安徽工程大學上學的這些年，我學會了自律，懂得了怎樣有意義的度過大學生活，很感謝學校給我們提供了如此安靜閑適的學習環境。我也非常感謝以前給我們上課的老師們，他們知識淵博，傳授了很多寶貴的知識。本次畢業設計是在唐鈴鳳老師的指導下完成的。我非常感謝唐老師，她學識廣泛，在每周見面時都給予了我很多建議，不厭其煩的幫我指出設計中很多的錯誤。同時也感謝我的父母，在他們的關懷下，我無憂的完成大學中的課程，并順利地畢業。最后感謝所有幫過我，關心過我的人。謝謝你們！ 作者： 2012 年 6 月 1 8 日安徽工程大學機電學院畢業設計（論文）-33-參考文獻參考文獻1 屈華昌.塑料成型工藝與模具設計m

59、.北京：高等教育出版社，20072 彭建生.模具設計與加工速查手冊m.北京：機械工出版社，20053 王樹勛，蘇樹珊.模具實用技術設計綜合手冊m.廣州：華南理工大學出版社，20034 塑料模具設計手冊編寫組.塑料模具設計手冊m.北京：機械工業出版社，19825 朱輝，曹桄，唐保寧，陳大復.畫法幾何及工程制圖m.上海：上?？茖W技術出版社，20076 廖念釗，古瑩菴，莫雨松，李碩根，楊興駿.互換性與技術測量m.北京：中國計量出版社，20077 申榮華，丁旭.工程材料及其成型技術基礎m.北京：北京大學出版社，20088 朱凱，黃業清，馮輝.ug 中文版機械設計實戰訓練m.北京：人民郵電出版社，200

60、49 王文廣，田雁晨，呂通建.塑料材料的選用m.北京：化學工業出版社，200710 申開智.塑料成型模具m.北京：中國輕工業出版社，200611 box, g.e.p and draper ,n.r.(1959).a basis for the selection for the selection of a response surface design, j. amer. statist. 54,622-65412 j. primo benitez-rangel, miguel trejo-hernandez, l. alberto morales-hernandez, and aurelio d