1、稔州工賽贏蔡板掰摩品畢 業設計（論 文） 帶手柄水杯注塑膜設計Injection mold design with handle cup班級橡膠與塑料模具設計與制造專業學生姓名袁偉學號學0409034指導教師黎少輝 職稱講師導師單位機械工程系論文提交日期2010/11/17論文真實性承諾及指導教師聲明學生論文真實性承諾本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究 工作所取得的成果，內容真實可靠，不存在抄襲、造假等學術不端行為。除文中 已經注明引用的內容外，本論文不含其他個人或集體已經發表或撰寫過的研究成 果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。如

2、 被發現論文中存在抄襲、造假等學術不端行為，本人愿承擔本聲明的法律責任和 一切后果。畢業生簽名：B期：指導教師關于學生論文真實性審核的聲明本人鄭重聲明：已經對學生論文所涉及的內容進行嚴格審核，確定其內容 均由學生在本人指導下取得，對他人論文及成果的引用已經明確注明，不存在抄 襲等學術不端行為。指導教師簽名：日期：徐州工業職業技術學院畢業設計任務書部題名稱：帶手柄水杯注塑模具設計瞟題性質：設計類系：名稱：機楸工程系專業：橡膠與塑料模具設計與制造班級：橡塑模081指導教師：黎少輝學生姓名：袁偉徐州工業職業技術學院畢業諛計任務書一、 課題名稱：帶手柄水杯注射模具設計二、畢業論文（設計）主要內容：1、

3、分析塑件的工藝性（包括原材料分析、尺寸精度分析、表面質量分析和塑 件的結構工藝性分析）2、選擇注射機的型號；3、設計模具結構（包括型腔數目和結構形式、分型面的選擇、澆注系統設計、 成型零部件的結構設計和尺寸計算、推出機構設沖、冷卻系統設計以及標準模架 的選擇等）；4、繪制模具裝配圖和非標準件的零件圖（逐步完善和確定各零件的結構和尺 寸、盡量選用標準組合結構和標準件）；5、編寫設計說明書；三、計劃進度：第8周查閱資料，做好準備工作，分析塑件的工藝性，選擇注射機型號第9周模具結構設計第10周模具結構有關計算；第11周選擇標準模架，確定各個模板的尺寸；第12周繪制裝配圖，編寫設計說明書；第13周論文

4、答辯。四、畢業論文（設計）結束應提交的材料：1、設計說明書（畢業論文）1份（8000字以上）；2、裝配圖一份。指導教師教研室主任年 月 日年 月 日摘要本課題主要是針對水杯的模具設計,通過對塑件進行工藝的分析和比較，最 終設計出一副注塑模。該課題從產品結構工藝性，具體模具結構出發，對模具的 澆注系統、模具成型部分的結構、頂出系統、冷卻系統、注塑機的選擇及有關參 數的校核、都有詳細的設計，同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設 計過程表明該模具能夠達到此塑件所要求的加匚工藝。根據題目設計的主要任務 是水杯注塑模具的設計。也就是設計一副注塑模具來生產水杯塑件產品，以實現 自動化提高產量。針對

5、水杯的具體結構，本套模具是一套一腔四模的注射模，比 之單型腔模具而言提高了生產效率，縮短了生產周期。本設計為塑料水杯模具制 作設計，它系統的介紹了塑料水杯模具中的各個零部件的加工工藝過程及整套模 具的裝配和使用其中，涉及到注射機各種參數的選取、零部件的加工方法、注射 模的結構及相關的計算問題及特種加工工藝。在該模具設計中，利用計算機繪圖 軟件繪制了零件圖和裝配圖，以及制定了機械加工工藝過程卡。關鍵詞：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.目錄摘要Abstract21.1 江蘇省模具工業51.2 我國模具行業前景51. 3型性模具發展狀況71.4模具行業人才緊缺7第二章塑料成型工藝基礎92.1 塑料成型工藝的種類92.2 水杯塑件材料選用及特性10第三章塑件工

11、藝性分析123.1 分析塑件的結構工藝性123.2 工藝性分析123.3 注塑機的選擇12第四章塑料制件在模具中的位置與澆注系統的設計134.1 型腔數目的確定134.2 分型面的選擇134.3 普通澆注系統的設計14第十I 章成斗“零部件的結構設5.1 凹模的結構設計185.2 型芯結構的設計185.3 成型零件的工作尺寸的計算19第六章結構零部件的設計226.1 注射模架的選擇226.2 合模導向機構的設計22第七章推出機構的設計247.1 推出機構的組成及設計要求247.2 推出機構的選擇247.3 推出力的計算247.4 推桿的設計257.5 推出機構工作原理圖26第八章側向分型抽芯機

12、構的設計278.1 側向分型抽芯機構的分類278.2 抽芯力與抽芯距的計算288.3 側向分型抽芯的結構設計298.4 側向分型與抽芯機構的選擇30第九章模具溫度調節系統的設計319.1 冷卻回路尺寸的確定319.2 冷卻回路的布置31第十章主要尺寸的校核3310. 1模具厚度的校核3310. 2開模行程的校核33第十一章結束語34第十二章 參考文獻35第一章緒論1. 1.江蘇省模具工業江蘇是中國模具工業的大省，以加工工業為主，是模具需求的集中地區。據 模具網CEO羅百輝了解，江蘇全省規模以上模具企業的產值達到152億元以上， 從業人員近5.5萬人，具有一定規模的企業450多家，其中專業模具企

13、業160 家。2008年全省出口模具3. 03億美元，占全國出口總量的15.79%。進口模具 4.21億美元，占全國進口總量的21. 02%。全省模具工業形勢良好，模具、模具 標淮件等呈現購銷兩旺勢頭。目前，江蘇省生產模具、模具標準件、模具材料及 其他模具配件的生產企業和經營網點，以蘇南為中心遍及全省各地，基本上形成 了蘇南以大型塑料模、壓鑄模為主；蘇中以塑料模、冷沖模為主；蘇北以汽車沖 壓模為主的生產營銷格局。江蘇省模具工業的發展有較悠久的歷史，但主要發展期是80年代和90年代。 江蘇省模具工業協會是由江蘇省模具行業以及與模具行業有關的企業、研究院 所、院校、社會團體等單位和個人按照自愿原則

14、組成的全省性非贏利性社會組織, 具有社會團體法人資格。江蘇模協自1987年成立至今已歷經了二十個不平凡的 春秋。協會在會員單位與政府部門之間發揮橋梁與紐帶作用，維護國家和會員的 利益，全心全意為會員服務，為政府服務，將會員單位組織起來，調動一切積極 因素，提高模具標準化、專業化、商品化、國產化水平與模具質量，提高模具行 業的社會地位，加強與國內、外模具行業的合作與交流，致力于促進江蘇省模具 工業的發展和技術進步。二十年來，在協會的努力工作下，江蘇模具工業呈持續、 健康、快速發展態勢。江蘇省的精密沖壓模具在全國占有最重要的地位，注塑模具、鑄造模具和汽 車覆蓋件模具在國內也占重要地位。江蘇省的模具

15、主要集中在蘇、錫、常一帶及 南京市，江陰、鎮江、徐州、楊州等地已有一定力量，全省模具產值超過80億 兀。江蘇蘇州目前有各類模具廠2000多家，模具加工點1000多個，模具年產值100 多億元，2007年出口模具1.92億美元比2006年1.32億美元增加了 45.5%,模 具業成為該市新興工業之一。日本、韓國、新加坡、法國、荷蘭、美國及我國臺 灣、香港地區的獨資、合資企業在江蘇省占的比重很多，民營模具企業也不少； 蘇州蘭佩鑄造、遠輕模具等企業主要生產汽車發動機及輪轂等部件壓鑄模和鑄 模，昆山中大模架、昆山精密模具標準件、昆山華星模具導向件等企業專業生產 各種大型模架、模具導向件、模具彈簧等標準

16、件。蘇州、無錫等地電子信息產業迅猛發展，形成了手機、照相機、筆記本電腦、 液晶電視機等IT業模具產業，集成電路引線框架模具，以及集成電路塑封模具 等精密復雜模具產業。南京長江、無錫國盛、微研、昆山鴻準、華富等企業生產 電子元件產品精密級進模，蘇州蘭佩鑄造、遠輕模具等企業主要生產汽車發動機 及輪轂等部件壓鑄模鑄造模，常州華威亞克企業生產家電精密注塑模，南京南汽 模具、江陰萬奇企業、蘇州匯眾生產汽車覆蓋件模具，沙家浜玻璃模具聞名遐邇, 武進輪胎模具眾多，昆山大型模架，鎮江船山精密模具標準件遠銷全國各地。 1. 2.我國模具行業前景模具，是工業生產的基礎工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家

17、電和通訊等產品中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具質量的高低決定著 產品質量的高低，因此，模具被稱之為“白業之母”。模具乂是“效益放大器”, 用模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。我國模具工業的技術水平近年來也取得了長足的進步。大型、精密、復雜、 高效和長壽命模具上了一個新臺階。大型復雜沖模以汽車覆蓋件模具為代表，已 能生產部分新型轎車的覆蓋件模具。體現高水平制造技術的多工位級進模的覆蓋 面，已從電機、電器鐵芯片模具，擴展到接插件、電子槍零件、空調器散熱片等 家電零件模具。在大型塑料模具方面，已能生產48英寸電視的塑殼模具、6. 5Kg 大容量洗衣機全套塑料

18、模具，以及汽車保險杠、整體儀表板等模具。在精密塑料 模具方面，已能生產照相機塑料模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具等。在 大型精密復雜壓鑄模方面，國內已能生產自動扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒 輪箱壓鑄模。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡模具、鋁合金和塑料門窗異 型材擠出模等，也都達到了較高的水平，并可替代進口模具。但是，我國模具工 業無論是在數量還是質量上，與工業發達國家存在著很大的差距，滿足不了工業 發展的需要，目前國內市場的滿足率僅在70%左右。我國大部分模具是企業自產自用，真正作為商品流通的模具僅占1/3。所產 模具基本上以中低檔為主，一些大型、精密、復雜和長壽命的高檔模具，在技術

19、 上無法與發達國家相比，生產能力也遠遠不能滿足國民經濟發展的需要。近五年 來，我國平均每年進口模具& 14億美元，2001年進口模具11. 12億美元（出口 模具僅1. 88億美元）,這還不包括隨進口設備和生產線作為附件帶來的模具。根 據海關統計，近幾年進出口相抵，我國已成為世界上最大的模具進口國。我國模具產品的結構很不合理。我國模具產品結構中沖壓模具約占50$,塑 料模具約占34%,壓鑄模具約占6%,其它各類模具約占10%；發達國家對發展塑 料模普遍比較重視，塑料模所占比例一般在40%左右；大型、精密、長壽命模具 所占比例為50%以上，而我國僅為25%左右；我國主要模具生產能力集中在

20、各主 機廠的模具分廠（或車間）內，所產模具商品化率很低，模具自產自銷比例高達 60%-70%,而國外70%以上是商品模具；即使是專業模具廠，我國也大多數是“大 而全”“小而全”，國外則大多是“小而專”“小而精”，生產效率和經濟效益俱佳。汽車、摩托車行業的模具需求將占國內模具市場的一半左右。預計到2005 年汽車年產量將達320萬輛，保有量將達到3000萬輛。這將需要各種塑料制件 36萬噸，而目前的生產能力僅為20多萬噸，發展空間十分廣闊。家用電器，如 彩電、冰箱、洗衣機、空調等，在國內的市場也很大。目前，我國彩電年產量已 超過3200萬臺，電冰箱、洗衣機和空調的年產量均超過了 1000萬臺。“

21、十五” 期間家電市場預計年增輻將超過10%,家電行業的發展對模具的需求量將會很 大。其他發展較快的行業，如電子、通訊和建筑材料等行業對模具的需求，都將 對中國模具工業和技術的發展產生巨大的推動作用。另外，從國際市場來看，目前世界模具市場仍然是供不應求。近幾年，世界 模具市場總量一直保持在600億-650億美元之間。美、日、法、瑞等國每年出 口模具約占其本國模具總產值的1/3,我國模具的出口量還不到總產值的5%,我 國模具出口可以發展的空間非常廣闊。根據國內和國際模具市場的發展狀況，有 關專家預測，未來我國的模具經過行業結構調整后，將呈現十大發展趨勢：一是 模具日趨大型化；二是模具的精度將越來越

22、高；三是多功能復合模具將進一步發 展；四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；五是氣輔模具及適應高壓 注射成型等工藝的模具將有較大發展；六是模具標準化和模具標準件的應用將日 漸廣泛；七是快速經濟模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同 時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求；九是塑料模具的比例將 不斷增大；十是模具技術含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是 產品結構調整所導致的模具市場未來走勢的變化。1. 3.塑料模具發展狀況近年來，中國塑料模具發展速度相當快。目前，塑料模具在整個模具行業中 所占比重約為30%。隨著中國汽車、家電、電子通訊、各種建材迅速發展，

23、預計 在未來模具市場中，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發展速度將快 于其他模具。以汽車工業為例，隨著汽車產銷量高速增長，汽車模具潛在市場十 分巨大。據介紹，在生產汽車時，各種功能性零部件都要靠模具成型，僅制造一 款普通轎車約需200多件內飾件模具，而制造保險杠、儀表盤、油箱、方向盤等 所需的大中型塑料模具，從模具行業生產能力看，目前滿足率僅約50%。在建筑 領域，塑料建材大量替代傳統材料也是大勢所趨，預計2010年全國塑料門窗和 塑管普及率將達到30%50%,塑料排水管市場占有率將超過50%,都會大大增加 對模具的需求量。應該說，塑料模具的應用潛力是不可低估的。專家預測，大型、 精密

24、、設計合理的注塑模具將受到市場普遍歡迎。與全國塑料加工業區域分布相類似，珠三角、長三角的塑料制品加工業位居 前列，浙江、江蘇和廣東塑料模具產值在全國模具總產值中的比例也占到70%。 現在，這3個省份的不少企業已意識到塑模業的無限商機，正積極組織模具產品 的開發制造。最近，山杭州娃哈哈集團精密機械制造公司研制的多腔防盜瓶蓋注 塑模具通過浙江省省級鑒定。該模具采用的三次頂出強制脫模技術、平衡式熱流 道系統、瓶蓋模通用模架具有較強的創新性，模具性能和質量達到國內領先水平。然而，塑料模具盡管成為時下最為誘人的“奶酪”，但櫻桃好吃樹難栽。由 于塑料零配件形狀復雜、設計靈活，對模具材料、設計水平及加工設備

25、均有較高 要求，并不是人人都可以輕易涉足的。專家認為，目前中國與國外水平相比還存 在較大差距，眼前需盡快突破制約模具產業發展的三大瓶頸：一是加大塑料材料 與注塑工藝的研發力度；二是塑模企業應向園區發展，加快資源整合；三是模具 試模結果檢驗等工裝水平必須盡快跟上，否則塑料模具發展將受到制約。專家指出，面對國外先進技術與高質量制品的挑戰，中國塑模企業不僅要加 快產業集群化，發揮規模效應，還要注重模具產業鏈的前端研發、人才建設和產 業鏈后端的檢測以及信息服務，盡快縮短技術、管理、工裝水平與國際水準的差 距。這是塑料模具企業在發展中必須解決的重要問題。1. 4.模具行業人才緊缺據統計，我國模具行業目前

26、從業人員有600多萬，但模具設計師只有僅60 萬。據勞動部門調查顯示，目前企業對模具人才的需求越來越大，在北京、廣東、 浙江等地，模具設計人員、模具開發人員、模具維修人員等已成為人才市場最緊 缺的人才之一，盡管許多企業打出“年薪10萬”的招聘啟事，但也不一定能招 到合適人才。當今世界正進行著新一輪的產業調整，一些模具制造逐漸向發展中國家轉 移，中國正成為世 界模具大國。據介紹，我國目前模具總產值已躍居世界第三, 僅次于日本和美國，其中，汽車、摩托車、家電行業是模具最大的市場，占整個 模具市場份額的80%以上。以汽車行業為例，一種車型的轎車共需模具約4000 套，價值達2億元至3億元；單臺電冰箱

27、需要模具生產的零件約150個，共需模 具約350套，價值約400萬元。模具行業是一個需長期積累經驗的行業，一般的 模具設計人員需學習2至3年，而一名可獨立設計模具的優秀設計師，至少需有 10年從業經驗。由于最初的學習非常枯燥，因此許多初學者常半途而廢。此外，我國傳統教 育方式對模具人才的培養也存在不足。中等技校培養的學員主要是操作工，不完 全具備模具設計能力。一些高校盡管在近幾年內設立了模具專業，但由于受軟硬 件設施限制，培養出的學員實際技能不夠。而社會上各種各樣的模具培訓班，III 于缺乏規范的職業標準，因此學員質量良莠不齊。據悉，勞動和社會保障部正在制定新的模具設計師考核標準，并將很快出臺

28、 實施，力求培養更多的新型模具技能人才。相信將來必定會有更多的人才投身到 并壯大模具行業。不過，現在，模具人才確實是一種稀缺資源。所以，把握住這 個機會吧！第二章塑料成型工藝基礎2. 1.塑料成型工藝的種類2. 1. 1.注射成型注射成型乂稱為注射模塑或注塑成型，是熱塑性塑料制品成型的一種重要方 法。除極少數幾種熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料均可用此法成型塑件。 注射模塑可成型各種形狀、滿足眾多要求的塑件。注射成型已成功地應用于某些 熱固性塑件、甚至橡膠制品的工業生產中。注射成型的過程是，將粒狀或粉狀塑件從注射機的料斗送入加熱的料筒，經 加熱塑化成熔融狀態，由螺桿（或柱塞）施壓而通過料筒頂

29、端部的噴嘴注入低溫 的、閉合的模具型腔中，經冷卻硬化而保持模腔所賦予的形狀，開模取出塑件。 由于注射成型具有成型周期短，能一次成型外形復雜、尺寸精確、帶有金屬或非 金屬嵌件的塑件；對各種塑料均有良好的適應性；生產效率高，易于實現全自動 化生產等一系列優點，因而注射成型是一種技術經濟先進的成型方法。2. 1. 2.壓縮成型壓縮成型乂稱為壓制成型、壓縮模塑或模壓成型。壓縮成型技術主要用于成 型熱固性塑料制品；也可用于熱塑性塑料制品的熱料冷壓成型；也可用于將原料 放在模內，施以一定的壓力，先加熱后冷卻定型的成型；還可用于粉料的冷壓成 型等。2. 1. 3.壓住成型壓住成型乂稱為傳遞成型，壓住模具用于

30、成型熱固性塑料制品，模具具有單 獨的加料室，成型時先將型腔閉合，并預熱到成型溫度，將熱固性塑料加入模具 的加料室，利用壓柱施壓，塑料在高溫高壓下轉變成黏流態并以一定的速度通過 澆注系統，進型腔，經保溫保壓一段時間塑料交聯固化，當達到最佳性能時即開 模取出塑件。壓住成型工藝過程和壓縮成型基本相同，他們的主要區別在于：壓縮成型過 程是先加料后閉模，而壓住成型則一般要求先閉模后加料。2. 1. 4.擠出成型擠出成型也稱為擠塑成型。它在熱塑性塑料加工領域中，是一種變化多、用 途廣、占比重頗大的加工方法。擠出成型是將塑料在旋轉的螺桿于料筒之間進行 輸送、壓縮、熔融塑化，定量地通過處于擠塑機頭部的口模和定

31、型裝置，生產出 連續型材的加工工藝。除了以上幾種外，塑料成型工藝還有氣動擠出成型系列：中空成型、真空成 型和壓縮空氣成型。2. 2.水杯塑件材料的選用和特性圖2-1水杯水杯的材料采用PC。聚碳酸酯，英文名Polycarbonate,簡稱PC。PC是一 種無定型、無臭、無毒、高度透明的無色或微黃色熱塑性工程塑料，具有優良的 物理機械性能，尤其是耐沖擊性優異，拉伸強度、彎曲強度、壓縮強度高；蠕變 性小，尺寸穩定；具有良好的耐熱性和耐低溫性，在較寬的溫度范圍內具有穩定 的力學性能，尺寸穩定性，電性能和阻燃性，可在-60120下長期使用；無明 顯熔點，在220-230C呈熔融狀態；由于分子鏈剛性大，樹

32、脂熔體粘度大；吸水 率小，收縮率小，尺寸精度高，尺寸穩定性好，薄膜透氣性小；屬自熄性材料； 對光穩定，但不耐紫外光，耐候性好：耐油、耐酸、不耐強堿、氧化性酸及胺、 酮類，溶于氯化燒類和芳香族溶劑，長期在水中易引起水解和開裂，缺點是因抗 疲勞強度差，容易產生應力開裂，抗溶劑性差，耐磨性欠佳。PC可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、涂覆和機加工，最 重要的加工方法是注塑。成型之前必須預干燥，水分含量應低于0.02%,微量水 份在高溫下加工會使制品產生白濁色澤，銀絲和氣泡，PC在室溫下具有相當大 的強迫高彈形變能力。沖擊韌性高，因此可進行冷壓，冷拉，冷輻壓等冷成型加 工。擠出用PC分子量應

33、大于3萬，要采用漸變壓縮型螺桿，長徑比1： 1824, 壓縮比1： 2.5,可采用擠出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高質量，高透明瓶子。 PC合金種類繁多，改進PC熔體粘度大（加工性）和制品易應力開裂等缺陷，PC 與不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。具體有PC/ABS合金，PC/ASA 合金、PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/彈性體共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE 合金、PC/PA合金等，利有兩種材料性能優點，并降低成本，如PC/ABS合金中, PC主要貢獻高耐熱性，較好的韌性和沖擊強度，高強度、阻燃性，ABS則能改 進可成型性，表觀質量，降低密度。PC的三大

34、應用領域是玻璃裝配業、汽車工 業和電子、電器工業，其次還有工業機械零件、光盤、包裝、計算機等辦公室設 備、醫療及保健、薄膜、休閑和防護器材等。PC可用作門窗玻璃，PC層壓板廣 泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護窗，用于飛機艙罩，照明設備、工 業安全檔板和防彈玻璃。PC板可做各種標牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨 棧及露天商業標牌、點式滑動指示器，PC樹脂用于汽車照相系統，儀表盤系統 和內裝飾系統，用作前燈罩，帶加強筋汽車前后檔板，反光鏡框，門框套、操作 桿護套、阻流板、PC被應用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉換 裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機、配電盤元

35、件，繼 電器外殼，PC可做低載荷零件，用于家用電器馬達、真空吸塵器，洗頭器、咖 啡機、烤面包機、動力工具的手柄，各種齒輪、蝸輪、軸套、導規、冰箱內擱架。 PC是光盤儲存介質理想的材料。PC瓶（容器）透明、重量輕、抗沖性好，耐一 定的高溫和腐蝕溶液洗滌，作為可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做計算 機架，外殼及輔機，打印機零件。改性PC耐高能輻射殺菌，耐蒸煮和烘烤消毒, 可用于采血標本器具，血液充氧器，外科手術器械，腎透析器等，PC可做頭盔 和安全帽，防護面罩，墨鏡和運動護眼罩。PC薄膜廣泛用于印刷圖表，醫藥包 裝，膜式換向器。第三章塑件工藝性分析3. 1.分析塑件的結構工藝性該塑件尺寸偏大

36、，均為無公差要求的自由尺寸，結構簡單，再根據材料性能 分析，可以選擇精度等級為MT5。PC的塑件脫模斜度：型腔 35 '1°型芯 30 z50 '綜合上述條件，乂根據常用熱塑性塑料的成型條件，可知PC材料的特性如下表3-1：表3-1 PC材料的特性縮寫密度計算收縮率注射壓力適用注射機類型(g/cm )(%)(Mpa)PC1. 18 1.200. 5-0. 8100-140螺桿、柱塞式均可塑件工藝參數：成型時間：注射時間： 保壓時間： 冷卻時間：總周期:1s5s模具溫度：9011020s80s噴嘴溫度：23025020s50s保壓壓力：4060Mp40s120s注射壓力

37、：80130Mp結論：山分析可確定為注射成型的模具4. 2.工藝性分析該工件外形簡單，為回轉體結構帶有手柄，平均厚度為3mm，材料為聚碳酸 酯，熔融溫度高，需要高料溫，高壓注射成型；塑件易產生內應力，原料要干燥, 頂出力應均勻，塑件需要后處理；流動性差，模具流道的阻力應小，模具要加熱。 3. 3.注射機選擇根據對塑件的分析計算得水杯體積為98080. 5mm , PC密度為.1. 181.20g/cm3,所以水杯的質量為115. 7以17. 7g,水杯質量取117g。塑件體積：V 98. 08cm3塑件質量：M =117g選用注射機為國產的注射機G54-S-200臥式注塑機。查表注額定注射量為

38、 200cm3,注射壓力為109MPa,鎖模力為2540kt注射方式為螺桿式，噴嘴球半 徑R為18mm,噴嘴口為直徑8mm。頂出形式是兩側設有頂桿，機械頂出（一般工 廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機。中等型號的占大部分，小型和大 型的只占一小部分。所以我們不必過多的考慮注射機型號。具體到這套模具）。第四章塑料制件在模具中的位置與澆注系統的設計5. 1.型腔數目的確定與單型腔模具相比較，單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好、成 型的工藝條件容易控制、模具結構簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特 點。但是，在大批量生產的情況下，多型腔應收更為合適的形式，它可以提高生 產效率，降低

39、塑件的整體成本。型腔數目的確定，應根據塑件的幾何形狀及尺寸、質量、批量大小、交貨長 短、注射能力、模具成本等要求來綜合考慮。根據注射機的額定鎖模力F的要求來確定型腔數目n,即nJ-%(4-1)Mi式中：F注射機額定鎖模力(N)P型腔內塑料熔體的平均壓力(MPa)A1、A2分別為澆注系統和單個塑件在模具分型面上的投影面積 (mm2 )大型薄壁塑件、深腔類塑件、需三向或四向長距離抽芯塑件等，為保證塑件 成型，通常只能采用一模一腔；回轉體類零件常采用直接澆口、盤形澆口輪輻式 或爪形澆口成型，這類澆口用在普通澆注系統的模具中，模腔數量也只能是一模 一腔。根據上述所知，采用一模一腔。6. 2.分型面的選

40、擇由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件結構工藝性 及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排氣等多種因素的影響、因此在選擇分型 面時應遵循以下的原則：(1)分型面應設置在塑件外形最大輪廓處，否則塑件無法取出。(2)分型面應設置在動模一側，方便塑件順利脫模。(3)分型面的選擇應保證塑件的精度要求。(4)分型面的選擇應考慮塑件的外觀質量要求。(5)分型面的選擇應考慮排氣效果。(6)分型面的選擇應盡可能滿足制品的使用要求。(7)有利于防止溢料。除此之外，選擇分型面時，還要考慮模具零件制造的難易程度，側向抽芯的 方便與否。總之，影響分型面的因素很多，設計時在保證塑件質量的前提下，應 使模

41、具的結構越簡單越好。另外，水杯手柄部位形狀比較復雜，所以，將分型面 選擇在水杯中間剖切面上。這樣，不致影響塑件外觀，既有利于脫模，乂使模具 的加工制造更容易。4. 3.普通澆注系統的設計5. 3. 1.普通澆注系統的組成及設計原則（1）普通澆注系統的組成普通澆注系統一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴4部分組成。主流道是從注射機噴嘴于模具接觸處開始到分流道或型腔為止的塑料熔 體的流道通道。分流道是主流道末端與澆口之間塑料熔體的流動通道。澆口是連接分流道與型腔的塑料熔體的通道，一般情況下澆注系統中截 面尺寸最小的部位。冷料穴一般設置在主流道末端，有時分流道的末端也設置冷料穴。冷料 穴是為儲存料流中

42、的前鋒冷料而設置的。普通澆注系統按主流道的軸線是否平行于分型面，可分為直澆注系統和橫澆 注系統。在臥式和立式注射機中，主流道軸線垂直于分型面，屬于直澆注系統， 在角式注射機中，主流道軸線平行于分型面，屬于橫澆注系統。（2）澆注系統的設計原則充分考慮塑料溶體的流動性和結構公藝性。熱量和壓力損失要小。確保均衡進料。排氣性好。塑料耗量要少。4. 3. 2.主流道的設計主流道的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和沖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。主流道一般位于模具中心線上，它與注射 機噴嘴的軸線重合。塑件尺寸較大，流動性差黏度大，所以主流道截面尺寸設計 的要大點，在臥式或立式注

43、射機用的模具中，主流道垂直于分型面。設計要點：截面形狀、錐度、孔徑、長度、球面R、圓角r圖形如下4-1：圖4-1流道形狀及其與注射機嘖嘴的關系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，其錐角a 為2°6,小端直徑d比注射機噴嘴直徑大0.51mm, 一般d=2. 55mm。由 于小端的前面是球面，其深度為35mm,注射機噴嘴的球面在該位置與模具接 觸并貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm。流道的表面粗 糙度 RaWO. 8umo表4-1主流道D的推薦值曳料品種注射機最大注射量(g)1030601252505001000PE、PS33.544.54.555

44、ABS、 PMMA33.544.54.555PC、 PSU3.544.6565.55.6根據選用的XS-ZY-125型號注射機的相關尺寸得：噴嘴前端孔徑：4 nlmm噴嘴前端球面半徑：R°=18mm根據模具主流道與噴嘴的關系R = R0 + (l2)mm=l9mmd =4 + (0. 51) mm=5mm錐角為2°6° ,取其值為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。主流道襯套一般選用碳素工具鋼如T8A、T10A等，熱處理要求5256HRC, 襯套與定模板的配合可采用H7/m6o4. 3. 3,澆口設計澆口(

45、乂稱為進料口)是連接分流道與型腔的通道。除直接澆口外，它是澆 注系統中截面最小的部分，但它確是最關鍵的部分。它的位置、形狀和尺寸對塑 件的成型有著很大的影響。它的設計包括其形狀、尺寸的確定及位置的選擇。它 可分為限制性澆口和非限制性澆口兩種。限制性澆口包括側澆口、扇形澆口、平 縫澆口、環形澆口、盤形澆口、點澆口、潛伏澆口、護耳澆口等。非限制性澆口 即為直接交口。根據塑件形狀及材料特性，為此選擇點澆口，點澆口乂稱針點式澆口。橄欖 形澆口或菱形澆口。它的截面為圓形，其尺寸很小。圖4-2點澆口澆口的選用通常要考慮以下幾項原則：盡量縮短流動距離； 澆口應開設在塑件壁厚最大處；必須盡量減少熔接痕；應有利

46、于型腔中氣體排出；考慮分子定向影響；©避免產生噴射和蠕動； 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷；注意對外觀質量的影響。點澆口直徑d選取范圍一般為d=0. 52. 0mm;常用尺寸為:d=0. 5-1. 5mm0也可以用一下經驗公式計算：d= (0. 140. 20) VaF(4-2)式中：A型腔表面積；T塑件在點澆口處的壁厚。其他尺寸可在下列式中選取：點澆口長度/=0. 81.2mm；/o=O. 5 1. 5mm：上錐角a = 12。30。；下錐角/ = 60。90。；澆口總長度L = 1.52.5mm。點澆口常用于 PE、PP、PC、PS、POM、A/S、ABS 等塑料。4. 3. 4.冷

47、料穴的設計PC材料流動性差，但本套模具工藝控制容易，很少產生冷料，所以不設置 冷料穴。5. 3. 5.排氣系統的設計當熔體填充型腔時，必須排出型腔、澆注系統的空氣和塑料本身揮發出來的 氣體，否則會在塑件上產生氣泡、凹坑、接縫、表明輪廓不清、褐色斑紋等缺陷, 同時還會降低充模速度。排氣有以下幾種方式：充分利用模具零部件間隙排氣； 在分型面上開設排氣槽。排氣槽寬度可取L56. 0mm,在離開型腔5 8mm后設計成開放的燕尾式排氣槽，它的深度為0. 010. 02mm；防止排氣槽正對著操作者，避免熔體從排氣槽噴出傷人；利用排氣塞（或稱為燒結金屬塊）排氣；在氣體滯留區利用設置在塑件內側的排氣桿或真空泵

48、實行強制性排氣。第五章成型零部件的結構設計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括叫模、型芯、鑲 塊、成型桿和成型環等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、 料流的沖刷，脫模時與塑件間還發生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形 狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有 較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。計成型零件時，應根據塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總 體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據成型零 件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺 寸，對關鍵的成型零件進行強度

49、和剛度校核。5. 1.凹模結構設計凹模是成型塑件外表面的主要零件，按結構的不同可分為整體式和組合式兩 類。公關廣告組合式凹模是指凹模由兩個或兩個以上零件組合而成。這種凹模加工工藝性 好，但裝配調整困難，有時塑件表面會留有拼接的痕跡。組合式網模主要用于形 狀復雜的塑件成型。組合式凹模可分為整體嵌入式、局部鑲拼式和四壁拼合式。 根據水杯結構底部有網槽所以選擇組合式網模的大面積鑲嵌式網模。大面積鑲嵌 式凹模其結構如圖5-1。圖5-1組合式凹模凹模的材料選40Cr,凹模熱處理硬度達到HRC4050,表面需鍍硝和拋光處理，型腔表面的粗糙度為RaO.20. lum,配合面需要達到RaO. 8unu5. 2

50、.型芯結構設計凸模是用于成型塑件的內表面的凸狀零件，凸模按結構也分為整體式和組合 式兩類。小型模具凸模常采用整體式，與模板做成一體，大、中型模具采用組合 式。整體式凸模如圖5-2。圖5-2水杯底座凸模根據對該塑件整體進行分析，知其內形比較簡單，深度較大，可以采用整體 式凸模。整體凸模的結構簡單牢固，成型塑料件的質量好，且適合用于這種小 型的塑件。在實際的加內圓弧角尺寸要求及對稱度等技術要求，而且降低了零 件的加工成本。最后，用拋光機對型芯進行了表面拋光處理，使得塑料制件的內 壁光滑、美觀。型芯材料選40Cr,熱處理達到表面硬度為HRC4550,型芯表面的粗糙度為 RaO. 10. 25mm,配

51、合面為RaO. 8mm,型芯表面熱處理時需好進行鍍銘、與拋光 處理。5. 3.成型零件工作尺寸的計算6. 3. 1.影響成型零件尺寸的因素（1）成型收縮塑件成型后的收縮率波動范圍較大，且與多種因素有關。在計算工作尺寸時, 通常按平均收縮率計算，公式如下：_ C I CS= ix * 血隈 100%（5-1 ）2式中：S 塑件的平均收縮率；5max塑件的最大收縮率；5min塑件的最小收縮率。PC材料的收縮率為（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響塑件的尺寸公差，成型零件的精度高，則 塑件的精度也高。模具設計時，成型零件的制造公差5.

52、可選為塑件公差的1/3 1/4,或選IT7IT8級精度，表明粗糙度為（0.050.8。（3）模具成型零件的磨損模具使用過程中由于塑料熔體、塑件對模具的作用，成型過程中可能產生的 腐蝕氣的銹蝕以及模具維護時重新打磨拋光等，均有可能使成型零件發生磨損。 在計算成型零件工作尺寸時，磨損量a應根據塑件的產量、塑件的品種、模具材 料等因素來確定。一般來說，對中小型塑件，最大磨損量。可取塑件公差的 1/6。綜上所述塑件在成型過程中產生的尺寸誤差應該是上述各種誤差的總和，即8 = 8 z+ S c+ S s+ S j+ 8 a(5-2)式中：6塑件的成型誤差8 z模具成型零件制造誤差8 c模具成型零件的磨損

53、引起的誤差8 s塑料收縮率波動引起的誤差8 j 模具成型零件配合間隙變化誤差8a模具裝配誤差此外，模具安裝，配合的誤差，塑件的脫模斜度等會影響塑件的尺寸精度。觀 K- Cm 5- s-一型腔、型芯徑向工作尺寸，mm；塑件的徑向極限尺寸，mm；一型腔、型芯高度的工作尺寸，mm；-塑件高度極限尺寸，mm；一模具中心距尺寸，-塑件中心距尺寸，：塑件的平均收縮率:mm；mm：5. 3. 2.型腔和型芯尺寸的計算成型零件的工作尺寸是根據塑件成型收縮率、成型塑件的制造公差和模具成 型零件磨損量等來確定的。常用的方法是平均收縮率，如表5-1所示。表6-1尺寸類型計算公式型腔徑向尺寸（直徑、長、 寬）(4=m

54、i:深度("M I"=型芯徑向尺寸（宜徑、長、 寬）匕=(1 +1+必匕.V高度(甌£ =(1 +通+4天 <中心距（0）±9=（1+永±9注：表中各尺寸偏差的標注必須符合規定標注形式，公式符號注釋如下。塑件的尺寸公差，mm；修正系數，取為1/23/4,公差值大取小值，中小型塑件一般取3/4；修正系數，取1/22/3,尺寸較大、精度較低時取小值,反之取大值;(1/31/5) A,尺寸較大、精度較&模具制造精度，取 低時取大值，反之取小值。根據表5-1所示公式計算：型腔徑向尺寸基本尺寸/mm86尺寸公差/mm 1.3計算他工 85.

55、58*(2)型腔深度尺寸基本尺寸/mm尺寸公差/mm計算1001.3(3)型芯徑向尺寸基本尺寸/mm80尺寸公差/mm1. 1為二100嚴 計算“81.34 必.37計算%二93148幾（4）型芯高度尺寸 基本尺寸/mm尺寸公差/mm921. 1注：水杯沒有孔所以中心距不再計算。5. 3. 3.型腔壁厚和底板厚度的確定型腔壁厚的計算比較復雜而繁瑣，為了簡化模具設計，根據組合式圓形型腔 壁厚的經驗數據，所以可以得出，圓形型腔內壁短邊長為86mm,所以凹模壁厚 范圍是13mm,模套壁厚是35mm,根據水杯的設計來看，足以滿足設計的要求。第六章結構零部件的設計6. 1.注射模架的選擇標準模架的選用取

56、決于制件尺寸的大小、形狀、型腔數、澆注形式、模具 的分型面數、制件脫模方式、推板行程、定模和動模的組合形式、注射機規格以 及模具設計者的設計理念等有關因素。國家標準中規定，中小型模架的周界尺寸范圍小于或等于560/?x900 o 根據周界尺寸計算得選取的模架為250 x 250。6. 2.合模導向機構的設計導向裝置是保證動模與定模或上模與下模合模時準確定位和導向的重要零 件。其作用主要為導向定位，同時承受一定的側壓力。模具中的導向裝置主要有 導柱導向裝置和錐面定位裝置。常用的是導柱導向裝置，導柱如圖6-1所圖6-1導柱結構6. 2. 1.導向裝置的設計原則正確選用導向裝置類型；導柱數量、大小及其布置；導柱導向的設置不能削弱模具強度；導向裝置應考慮加工的工藝性；保證導向裝置有良好的導向性能。6. 2. 2.導柱的結構設計導柱有臺階式導柱結構、帶頭導柱和帶肩導柱，除安裝部分的臺肩外，安裝 配合部分的直徑比外伸工作部分的直徑大，一般與導套