1、麗水職業技術學院機電信息分院畢 業 設 計茶杯側分型注塑模具設計 學生學號： 學生姓名： 導師姓名：班級 專業名稱 模具設計與制造 提交日期 答辯日期 答辯委員會主席評 閱 人 2010 年 月摘 要 本設計的詳細設計過程，包括分析、說明、與計算過程。主要闡述了此模具設計的全過程。包括塑件的工藝性能分析、注射成型模具設計、模具成型零件的設計與計算。本設計詳細介紹了模具設計的各個步驟，并繪制了塑件零件圖和模具裝配圖。通過此次的設計使我對CAD運用的更加嫻熟。本次設計是對畢業生在大學三年中所學知識的一次全面的素質與能力的綜合檢驗。關鍵字：茶杯塑料注塑模 AutoCAD2004 塑料件工藝分析目錄一

2、、引言1二、塑件工藝分析22.1塑件分析22.2塑件材料分析3三、成型零件的設計33.1分型面與型腔數目的確定43.2型腔設計43.3型芯設計5四、模具結構設計64.1模架與注塑機的選擇64.2澆注系統的設計64.3側分型機構設計7抽芯距的確定74.3.2斜導柱的設計84.3.3滑塊與導滑槽的設計94.4推出機構的設計94.5模具冷卻系統的設計104.6注塑機的校核114.7總裝圖及工作過程11五、小結13致謝13參考文獻14一、引言模具技術是工業的基礎技術之一，它的發展對振興我國民族工業有著重大而深遠的意義。近幾年來我國模具工業的發展速度很快。 在各類模具中，注塑模具占有相當大的比例，得到了

3、各行各業的廣泛應用。尤其在日常消費品中的應用，塑料制品已成為我們的必須品。這些塑料制品需要用到大量的模具，目前，注塑模具的主要發展方向是高精密化和高效益化，因此，對注塑模具設計和注塑模具制造以及注塑成型都提出了更高的要求。近年來，由于市場的激烈競爭，各企業都在不斷創新產品，不斷變化產品結構，對模具設計人員技術水平的要求也越來越高。隨著人民生活水平的不斷提高，由模具生產的產品在我們的日常生活中的使用越來越廣泛。模具制造業的發展前景看好。同時，世界制造業的轉移將給我國的模具制造業來機遇和挑戰，我們應該抓住這個機遇，學習先進技術，不斷優化技術，使我國的模具制造技術不斷提升。本設計就是取自我們經常用的

4、杯子，杯子在生活中用的很多。該模具的要求較高，以適合大批量生產。由于模具采用的側分型結構，型腔采用對開瓣合式，所以模具的制造精度，裝配精度就要有較高的等級。這給模具的設計和制造增加了難度。二、塑件工藝分析圖1-1茶杯零件圖2.1塑件分析（1）塑件表面質量分析該塑件要求外形美觀，色澤均勻。內外表面光滑沒有斑點，無明顯熔接痕，粗糙度可取Ra0.4um。內表面的粗糙度可以相對大點。（2）塑件尺寸精度分析本次設計的塑件為生活用品杯子，對于尺寸精度要求一般等級，無特殊要求。可按GB/T14486取MT3。（3）塑件結構分析 從圖紙上分析該塑件為帶手柄的圓柱形，符合最小壁厚要求。 塑件型腔較大（67mm）

5、，且塑件外壁有手柄，塑件不易取出，需用側向分型結構。2.2塑件材料分析塑料是以高分子合成樹脂為基本原料，加入一定量的添加劑組成，在一定的溫度、壓力下可塑制成具有一定結構形狀，能在常溫下保持其形狀不變的材料。本塑件采用聚碳酸酯為材料，相關的特性及工藝性能如下：塑料品種聚碳酸酯（PC）結論結構特點線性結構非結晶型透明材料使用溫度小于130，耐寒性好，脆化溫度-1001、 熔融溫度高且熔體粘度大，塑件宜采用螺桿式注射機成型，宜用敞開式噴嘴，并加熱，嚴格控制模具溫度，模具應用耐磨鋼，并淬火。2、 水敏性強，加工前必須干燥處理，否則會出現銀絲、氣泡及強度顯著下降。3、 易產生應力集中要嚴格控制成型條件；

6、塑件壁不宜厚，避免尖角、缺口和金屬嵌件造成應力集中，脫模斜度宜取20。性能特點透光率高，介電性能好，吸水性小，水解性強（含水量不得超過0.2%），且吸水后會降解。力學性能很好，耐熱、耐寒，抗沖擊、抗蠕變性能突出。是一種性能優良的熱塑性塑料。化學穩定性有一定的化學穩定性，不耐堿、酮、酯等。成型特點熔融溫度高，熔體粘度大；流動性差（溢邊值為0.06），所以成型要求較高的溫度和壓力；流動性對溫度變化敏感，冷卻速度塊；成型收縮率小恒為0.5%0.8%。三、成型零件的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，包括凹模、型芯、鑲塊等。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

7、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。3.1分型面與型腔數目的確定塑件采用一模兩件成型，型腔的數目為兩個。型腔布局在模具中心的兩側，利于澆注系統的設計。分型面采用圖2-1的方案。圖2-1分型面采用這種方案，模具的結構為雙分型面側向分型的結構，這樣利于塑件手柄部分的脫模。且模具結構較為簡單，利于制造和維護保養。3.2型腔設計型腔是模具的重要成型零件，材料為Cr2MOV，它決定了塑件的外形，表面的質量。由于該塑件帶有手柄，為了方便塑件脫模和模具的加工，型腔將用于側向分型，型腔的

8、結構為組合式。型腔的尺寸為300mm×80mm×110mm，中心距為100mm。圖2-1 型 腔 圖3.3型芯設計型芯是成型塑件的內表面，內部結構。材料采用Cr2MOV，結構采用組合式型芯結構，型芯鑲嵌于型芯固定板中。用通孔臺肩式，型芯用臺肩和模板連接。圖2-2 型芯圖四、模具結構設計4.1模架與注塑機的選擇(1) 注射模具的基本結構有很多共同點，標準化的工作已經基本完成，為制造注射模具提供了便利條件。本塑件采用側向分型和直接澆口的形式，根據其結構形式，選擇A4型模架。(2) 模具閉合高度及外形大小的確定定模座板=35mm，導柱固定板=30mm，型腔板=110mm，型芯固定

9、板=60mm，支撐板=30mm，墊塊=180mm，動模座板=35mm。該模具外形尺寸大小為650mm×650mm。 （3）根據所選的模架及模具的結構，初選注塑機為XS-ZY-1000注射機。4.2澆注系統的設計澆注系統是指模具中由注塑機噴嘴到型腔之間的進料通道。澆注系統一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成，如圖3-3所示。XS-ZY-1000機噴嘴球面半徑R0=18mm，噴嘴孔直徑d0=3mm根據模具主流道和注射機噴嘴的關系：R=R0+(12)mm 所以取 R=20mmd=d0+0.5mm所以取 d=3.5mm圖3-3 澆注系統4.3側分型機構設計斜導柱側分型機構是利用斜導柱

10、等零件把開模力傳遞給側向型芯或側向成型塊，使之產生側向運動完成抽芯或分型動作。側分型機構如圖3-4所示：圖3-4 側分型示意圖抽芯距的確定 將側型芯或側型腔從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離成為抽芯距，為了安全起見，側向抽芯距通常比塑件的側孔、側凹的深度或側向凸臺的高度大23mm。如圖是側向分型時的示意圖其抽芯距是S=S1+23=45mm。圖3-4-1 抽芯距示意圖4.3.2斜導柱的設計斜導柱工作端的端布分可以設計成錐臺形或半球形。由于半球形制造困難，所以選用錐臺形（如圖所示），設計時應注意斜角應大于斜導柱傾斜角；一般=+（2°3°），以免端部錐臺也蒼與側抽芯

11、，導致滑塊停留位置不符合原設計要求。圖3-4-2 斜導柱斜導柱傾斜角的確定圖斜導柱軸向與開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工作效果的重要參數。的大小對斜導柱的有效工作長度、抽芯距和受力情況等起著決定性的影響。一般設計時<25°，12°22°根據本設計實際情況，斜導柱的傾斜角取20°。斜導柱尺寸的確定斜導柱的直徑受彎曲力的影響，由于計算比較復雜，通常為了方便用查表的方式確定斜導柱的直徑。根據抽芯力及傾斜角查表取斜導柱的直徑D=20mm。斜導柱的總長度與抽芯距、斜導柱的直徑與傾斜角以及斜導柱的固定板厚度等有關。如圖3-4-2S為抽

12、芯距，L為斜導柱的工作長度，La為安裝固定部分，H為固定板厚度。 則 L=S/cos=45/sos70=131.57mmLa=H/sin =30/sin70 =31.93mmL1為斜導柱倒角部分取L1=6.5mm則斜導柱總長度為：Lz=L+La+L1 =170mm圖3-4-2 斜導柱計算示意圖4.3.3滑塊與導滑槽的設計滑塊是斜導柱側抽芯機構中的一個重要部件，它上面安裝有側向型芯或型腔，注射成形時塑件尺寸的準確性和移動的可靠性都需要靠它的運動精度。本例采用組合式的結構，即，側向型腔和滑塊分開加工，然后裝配在一起。側型腔與滑塊的連接形式采用燕尾槽的，滑塊嵌入側型腔，用圓柱銷定位。成形塊在側向分型

13、抽芯和復位過程中，要求必須沿一定的方向平穩地往復移動，這一過程在導滑槽內完成。滑塊與導滑槽的配合形式采用T形槽。由于型芯滑塊比較大，所以導滑槽采用兩個壓板條把型芯滑塊壓住，并起到導滑的作用。滑塊與導滑槽之間的配合部分按H8/f7間隙配合，非配合部分0.5mm1mm的間隙。滑塊材料選用CrWMn鋼，熱處理要求硬度HRC50。導滑槽材料為45鋼，熱處理要求硬度HRC40。配合部分的表面粗糙度Ra0.8。由于側型腔的尺寸較大，所以選擇滑塊的寬度為125mm，一般滑塊的長度為寬度的1.5倍以上，所以選擇滑塊的長度為200mm。圖3-4-3滑塊與導滑槽從圖中可以看出，導滑槽的結構設計成局部蓋板式，導滑部

14、分便于磨削加工，精度容易保證，而且裝配方便。4.4推出機構的設計將塑料制品及澆注系統凝料從模具中脫出的機構稱為推出機構。推出機構一般由推出、復位和導向零件組成。本設計的塑件為薄壁容器、殼形塑件以及表面要求較高，結合塑件和模具的結構特點，采用推件板推出機構。采用該機構脫模時推出力均勻，運動平穩，且推出力大。使模具的工作更加可靠。具體的形式采用推件板鑲入動模板內。推桿端部用螺紋與推件板連接，以防止推件板載推出過程中脫落，并且推桿與動模板作導向配合。推出機構在開模推出塑件后，為下一次的注射成型做準備，還必須使推出機構復位，以便恢復完整的型腔。如圖所示裝置為彈簧復位，即利用壓縮彈簧的回復力使推出機構復

15、位，其復位先與合模動作完成。圖3-5 推出機構4.5模具冷卻系統的設計注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對成型效率和制品的質量影響很大，一般塑料熔體的溫度為200 300，而塑件固化后從模具中取出的溫度為80 120 以下，為了調節型腔的溫度，需在模具內開設冷卻水通道。導柱固定板的水道直徑為10mm，其他地方為15mm。模具冷卻系統的設計原則： 冷卻水通道的設置動定模和型腔的四周應均勻地布置冷卻水道，冷卻水道應盡量的多、截面尺寸應盡量的大。型腔表面的溫度與冷卻水道的數量、尺寸有關。不可只布置在模具的動模和定模邊，否則開模后的制品一側溫度高一側溫度低，在進一步冷卻時會發生翹曲變形。 冷卻水孔的布

16、置 理想情況下，管壁間距離不得超過水孔直徑的5 倍，水道孔邊距型腔表面不得太近也不能太遠，一般為1015mm。 水道出入口的布置 在澆口出加強冷卻，出入口的溫差應盡量小，如果出入水溫度相差過大，會使模具溫度分布不均勻。 冷卻水道應暢通無阻水道不應有存水和產生回流的部位，應暢通無阻，要避免過大的壓降。圖3-6冷卻水道4.6注塑機的校核（1）計算成型塑件的體積：塑件和流道的總體積為V=265000mm3(pro/E軟件計算)，符合符合注塑機的額定的注射量。（2）計算成型塑件的重量：查手冊得密度為：1.021.05 g/cm3 所以重量為 M=272.95g（3）鎖模力的校核：P鎖=P腔×

17、S ，S為塑件在分型面上的投影面積,S=1600mm2(pro/E軟件計算)P腔=P成×K ，P成是成型壓力（P成=120Mpa），K損耗系數，取1/3即 P鎖=120×1/3×1600=64Mpa，符合注塑機的鎖模力要求。（4）模具安裝部分的校核該模具外形尺寸為650mm×650mm，閉合高度為480mm。XS-ZY-1000型注塑機最大安裝尺寸為900mm×1000mm，允許模具的最小厚度為Hmin=300mm，最大厚度Hmax=700mm，所以模具符合HminHHmax的安裝條件。（5）模具開模行程校核該模具的開模行程為:S=200mm,

18、 符合XS-ZY-1000的最大開模行程S=700mm。經驗證XS-ZY-1000型注射機能滿足使用要求，故可以采用。4.7總裝圖及工作過程根據前面所完成的設計，結合所選擇的模架繪制模具總裝圖如圖3-8所示。1支撐板、2墊板、3導套、4支撐釘、5推件板、6推桿、7推板固定板、8推板、9彈簧、10導柱、11導套、12螺釘、13動模座板、14定模座板、5螺釘、16型腔固定板、17型芯、18襯套、19定位環、20型腔、21導、柱固定板、22導套、23螺釘、24契緊塊、25斜導柱、26滑塊、27螺栓圖3-8 總 裝 圖斜導柱側分型機構注射模的工作過程如圖所示。開模時動模部分向后移動，開模力通過斜導柱2

19、5驅動側型腔20，迫使滑塊26在動模板的導滑槽內向外滑動，直至滑塊與塑件完全脫開，完成側分型動作。這時塑件包在型芯上隨動模繼續后移，直到注射機頂桿與模具推板接觸，推出機構開始工作，推桿推動推件板將塑件從型芯上推出。合模時，復位彈簧9使推出機構復位，斜導柱使滑塊向內移動復位，最后由楔緊塊鎖緊。五、小結經過三個月的努力，我的畢業設計總算是完成了。這是就業前的一次理論與實踐的訓練也是自己在大學三年中所學知識的一次總的檢驗。通過這次畢業設計，不但使自己在專業知識方面得到了鞏固和加強，而且還豐富了自己在模具設計方面的經驗，使自己在模具設計方面有了一個質的飛躍。從而能夠運用自己所學的知識和技能去解決實際問題。為日后的工作打下了堅實的基礎。本設計是在閱讀大量技術術文獻的基礎上，詳細介紹了模具設計的各個步驟，并繪制了塑件零件圖和模具裝配圖。從塑件的工藝分析、模具結構的設計、都作了比較詳細的說明，這也是大學三年中所學的理論知識的綜合運用過程。致謝走的最快的總是時間，來不及感嘆，大學生活已近尾聲，三年的努力與付出，隨著本次論文的完成，將要劃下完美的句號。從課題選擇到具體的寫作過程，老師給了我很多的指點給予我很大的幫