1、麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電信息分院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)茶杯側(cè)分型注塑模具設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名：班級(jí) 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 模具設(shè)計(jì)與制造 提交日期 答辯日期 答辯委員會(huì)主席評(píng) 閱 人 2010 年 月摘 要 本設(shè)計(jì)的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程，包括分析、說(shuō)明、與計(jì)算過(guò)程。主要闡述了此模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程。包括塑件的工藝性能分析、注射成型模具設(shè)計(jì)、模具成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算。本設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了模具設(shè)計(jì)的各個(gè)步驟，并繪制了塑件零件圖和模具裝配圖。通過(guò)此次的設(shè)計(jì)使我對(duì)CAD運(yùn)用的更加?jì)故臁１敬卧O(shè)計(jì)是對(duì)畢業(yè)生在大學(xué)三年中所學(xué)知識(shí)的一次全面的素質(zhì)與能力的綜合檢驗(yàn)。關(guān)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(shè)計(jì)33.1分型面與型腔數(shù)目的確定43.2型腔設(shè)計(jì)43.3型芯設(shè)計(jì)5四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)64.1模架與注塑機(jī)的選擇64.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)64.3側(cè)分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7抽芯距的確定74.3.2斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)84.3.3滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)94.4推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)94.5模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)104.6注塑機(jī)的校核114.7總裝圖及工作過(guò)程11五、小結(jié)13致謝13參考文獻(xiàn)14一、引言模具技術(shù)是工業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，它的發(fā)展對(duì)振興我國(guó)民族工業(yè)有著重大而深遠(yuǎn)的意義。近幾年來(lái)我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展速度很快。 在各類(lèi)模具中，注塑模具占有相當(dāng)大的比例，得到了

3、各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用。尤其在日常消費(fèi)品中的應(yīng)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(fā)展方向是高精密化和高效益化，因此，對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)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(lái)，由于市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，各企業(yè)都在不斷創(chuàng)新產(chǎn)品，不斷變化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)模具設(shè)計(jì)人員技術(shù)水平的要求也越來(lái)越高。隨著人民生活水平的不斷提高，由模具生產(chǎn)的產(chǎn)品在我們的日常生活中的使用越來(lái)越廣泛。模具制造業(yè)的發(fā)展前景看好。同時(shí)，世界制造業(yè)的轉(zhuǎn)移將給我國(guó)的模具制造業(yè)來(lái)機(jī)遇和挑戰(zhàn)，我們應(yīng)該抓住這個(gè)機(jī)遇，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，不斷優(yōu)化技術(shù)，使我國(guó)的模具制造技術(shù)不斷提升。本設(shè)計(jì)就是取自我們經(jīng)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(chǎn)。由于模具采用的側(cè)分型結(jié)構(gòu)，型腔采用對(duì)開(kāi)瓣合式，所以模具的制造精度，裝配精度就要有較高的等級(jí)。這給模具的設(shè)計(jì)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(zhì)量分析該塑件要求外形美觀，色澤均勻。內(nèi)外表面光滑沒(méi)有斑點(diǎn)，無(wú)明顯熔接痕，粗糙度可取Ra0.4um。內(nèi)表面的粗糙度可以相對(duì)大點(diǎn)。（2）塑件尺寸精度分析本次設(shè)計(jì)的塑件為生活用品杯子，對(duì)于尺寸精度要求一般等級(jí)，無(wú)特殊要求。可按GB/T14486取MT3。（3）塑件結(jié)構(gòu)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(cè)向分型結(jié)構(gòu)。2.2塑件材料分析塑料是以高分子合成樹(shù)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(jié)構(gòu)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(guān)的特性及工藝性能如下：塑料品種聚碳酸酯（PC）結(jié)論結(jié)構(gòu)特點(diǎn)線(xiàn)性結(jié)構(gòu)非結(jié)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(jī)成型，宜用敞開(kāi)式噴嘴，并加熱，嚴(yán)格控制模具溫度，模具應(yīng)用耐磨鋼，并淬火。2、 水敏性強(qiáng)，加工前必須干燥處理，否則會(huì)出現(xiàn)銀絲、氣泡及強(qiáng)度顯著下降。3、 易產(chǎn)生應(yīng)力集中要嚴(yán)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(yīng)力集中，脫模斜度宜取20。性能特點(diǎn)透光率高，介電性能好，吸水性小，水解性強(qiáng)（含水量不得超過(guò)0.2%），且吸水后會(huì)降解。力學(xué)性能很好，耐熱、耐寒，抗沖擊、抗蠕變性能突出。是一種性能優(yōu)良的熱塑性塑料。化學(xué)穩(wěn)定性有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，不耐堿、酮、酯等。成型特點(diǎn)熔融溫度高，熔體粘度大；流動(dòng)性差（溢邊值為0.06），所以成型要求較高的溫度和壓力；流動(dòng)性對(duì)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(shè)計(jì)模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱(chēng)為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫

7、模時(shí)與塑件間還發(fā)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(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。3.1分型面與型腔數(shù)目的確定塑件采用一模兩件成型，型腔的數(shù)目為兩個(gè)。型腔布局在模具中心的兩側(cè)，利于澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。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(jié)構(gòu)為雙分型面?zhèn)认蚍中偷慕Y(jié)構(gòu)，這樣利于塑件手柄部分的脫模。且模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，利于制造和維護(hù)保養(yǎng)。3.2型腔設(shè)計(jì)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(zhì)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(cè)向分型，型腔的

8、結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)型芯是成型塑件的內(nèi)表面，內(nèi)部結(jié)構(gòu)。材料采用Cr2MOV，結(jié)構(gòu)采用組合式型芯結(jié)構(gòu)，型芯鑲嵌于型芯固定板中。用通孔臺(tái)肩式，型芯用臺(tái)肩和模板連接。圖2-2 型芯圖四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1模架與注塑機(jī)的選擇(1) 注射模具的基本結(jié)構(gòu)有很多共同點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化的工作已經(jīng)基本完成，為制造注射模具提供了便利條件。本塑件采用側(cè)向分型和直接澆口的形式，根據(jù)其結(jié)構(gòu)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(dǎo)柱固定板=30mm，型腔板=110mm，型芯固定

9、板=60mm，支撐板=30mm，墊塊=180mm，動(dòng)模座板=35mm。該模具外形尺寸大小為650mm×650mm。 （3）根據(jù)所選的模架及模具的結(jié)構(gòu)，初選注塑機(jī)為XS-ZY-1000注射機(jī)。4.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具中由注塑機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)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(jī)噴嘴球面半徑R0=18mm，噴嘴孔直徑d0=3mm根據(jù)模具主流道和注射機(jī)噴嘴的關(guān)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(tǒng)4.3側(cè)分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱側(cè)分型機(jī)構(gòu)是利用斜導(dǎo)柱

10、等零件把開(kāi)模力傳遞給側(cè)向型芯或側(cè)向成型塊，使之產(chǎn)生側(cè)向運(yùn)動(dòng)完成抽芯或分型動(dòng)作。側(cè)分型機(jī)構(gòu)如圖3-4所示：圖3-4 側(cè)分型示意圖抽芯距的確定 將側(cè)型芯或側(cè)型腔從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離成為抽芯距，為了安全起見(jiàn)，側(cè)向抽芯距通常比塑件的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度大23mm。如圖是側(cè)向分型時(shí)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(dǎo)柱的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱工作端的端布分可以設(shè)計(jì)成錐臺(tái)形或半球形。由于半球形制造困難，所以選用錐臺(tái)形（如圖所示），設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意斜角應(yīng)大于斜導(dǎo)柱傾斜角；一般=+（2°3°），以免端部錐臺(tái)也蒼與側(cè)抽芯

11、，導(dǎo)致滑塊停留位置不符合原設(shè)計(jì)要求。圖3-4-2 斜導(dǎo)柱斜導(dǎo)柱傾斜角的確定圖斜導(dǎo)柱軸向與開(kāi)模方向的夾角稱(chēng)為斜導(dǎo)柱的傾斜角，它是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的重要參數(shù)。的大小對(duì)斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度、抽芯距和受力情況等起著決定性的影響。一般設(shè)計(jì)時(shí)<25°，12°22°根據(jù)本設(shè)計(jì)實(shí)際情況，斜導(dǎo)柱的傾斜角取20°。斜導(dǎo)柱尺寸的確定斜導(dǎo)柱的直徑受彎曲力的影響，由于計(jì)算比較復(fù)雜，通常為了方便用查表的方式確定斜導(dǎo)柱的直徑。根據(jù)抽芯力及傾斜角查表取斜導(dǎo)柱的直徑D=20mm。斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度與抽芯距、斜導(dǎo)柱的直徑與傾斜角以及斜導(dǎo)柱的固定板厚度等有關(guān)。如圖3-4-2S為抽

12、芯距，L為斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)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(dǎo)柱倒角部分取L1=6.5mm則斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度為：Lz=L+La+L1 =170mm圖3-4-2 斜導(dǎo)柱計(jì)算示意圖4.3.3滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要部件，它上面安裝有側(cè)向型芯或型腔，注射成形時(shí)塑件尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性都需要靠它的運(yùn)動(dòng)精度。本例采用組合式的結(jié)構(gòu)，即，側(cè)向型腔和滑塊分開(kāi)加工，然后裝配在一起。側(cè)型腔與滑塊的連接形式采用燕尾槽的，滑塊嵌入側(cè)型腔，用圓柱銷(xiāo)定位。成形塊在側(cè)向分型

13、抽芯和復(fù)位過(guò)程中，要求必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復(fù)移動(dòng)，這一過(guò)程在導(dǎo)滑槽內(nèi)完成。滑塊與導(dǎo)滑槽的配合形式采用T形槽。由于型芯滑塊比較大，所以導(dǎo)滑槽采用兩個(gè)壓板條把型芯滑塊壓住，并起到導(dǎo)滑的作用。滑塊與導(dǎo)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(dǎo)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(cè)型腔的尺寸較大，所以選擇滑塊的寬度為125mm，一般滑塊的長(zhǎng)度為寬度的1.5倍以上，所以選擇滑塊的長(zhǎng)度為200mm。圖3-4-3滑塊與導(dǎo)滑槽從圖中可以看出，導(dǎo)滑槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成局部蓋板式，導(dǎo)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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中脫出的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向零件組成。本設(shè)計(jì)的塑件為薄壁容器、殼形塑件以及表面要求較高，結(jié)合塑件和模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用推件板推出機(jī)構(gòu)。采用該機(jī)構(gòu)脫模時(shí)推出力均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，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?cè)雱?dòng)模板內(nèi)。推桿端部用螺紋與推件板連接，以防止推件板載推出過(guò)程中脫落，并且推桿與動(dòng)模板作導(dǎo)向配合。推出機(jī)構(gòu)在開(kāi)模推出塑件后，為下一次的注射成型做準(zhǔn)備，還必須使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位，以便恢復(fù)完整的型腔。如圖所示裝置為彈簧復(fù)位，即利用壓縮彈簧的回復(fù)力使推出機(jī)構(gòu)復(fù)

15、位，其復(fù)位先與合模動(dòng)作完成。圖3-5 推出機(jī)構(gòu)4.5模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對(duì)成型效率和制品的質(zhì)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(diào)節(jié)型腔的溫度，需在模具內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水通道。導(dǎo)柱固定板的水道直徑為10mm，其他地方為15mm。模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： 冷卻水通道的設(shè)置動(dòng)定模和型腔的四周應(yīng)均勻地布置冷卻水道，冷卻水道應(yīng)盡量的多、截面尺寸應(yīng)盡量的大。型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、尺寸有關(guān)。不可只布置在模具的動(dòng)模和定模邊，否則開(kāi)模后的制品一側(cè)溫度高一側(cè)溫度低，在進(jìn)一步冷卻時(shí)會(huì)發(fā)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(guò)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(yuǎn)，一般為1015mm。 水道出入口的布置 在澆口出加強(qiáng)冷卻，出入口的溫差應(yīng)盡量小，如果出入水溫度相差過(guò)大，會(huì)使模具溫度分布不均勻。 冷卻水道應(yīng)暢通無(wú)阻水道不應(yīng)有存水和產(chǎn)生回流的部位，應(yīng)暢通無(wú)阻，要避免過(guò)大的壓降。圖3-6冷卻水道4.6注塑機(jī)的校核（1）計(jì)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(jì)算)，符合符合注塑機(jī)的額定的注射量。（2）計(jì)算成型塑件的重量：查手冊(cè)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(jì)算)P腔=P成×K ，P成是成型壓力（P成=120Mpa），K損耗系數(shù)，取1/3即 P鎖=120×1/3×1600=64Mpa，符合注塑機(jī)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(jī)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(kāi)模行程校核該模具的開(kāi)模行程為:S=200mm,

18、 符合XS-ZY-1000的最大開(kāi)模行程S=700mm。經(jīng)驗(yàn)證XS-ZY-1000型注射機(jī)能滿(mǎn)足使用要求，故可以采用。4.7總裝圖及工作過(guò)程根據(jù)前面所完成的設(shè)計(jì)，結(jié)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(dǎo)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(dǎo)柱、11導(dǎo)套、12螺釘、13動(dòng)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(huán)、20型腔、21導(dǎo)、柱固定板、22導(dǎo)套、23螺釘、24契緊塊、25斜導(dǎo)柱、26滑塊、27螺栓圖3-8 總 裝 圖斜導(dǎo)柱側(cè)分型機(jī)構(gòu)注射模的工作過(guò)程如圖所示。開(kāi)模時(shí)動(dòng)模部分向后移動(dòng)，開(kāi)模力通過(guò)斜導(dǎo)柱2

19、5驅(qū)動(dòng)側(cè)型腔20，迫使滑塊26在動(dòng)模板的導(dǎo)滑槽內(nèi)向外滑動(dòng)，直至滑塊與塑件完全脫開(kāi)，完成側(cè)分型動(dòng)作。這時(shí)塑件包在型芯上隨動(dòng)模繼續(xù)后移，直到注射機(jī)頂桿與模具推板接觸，推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，推桿推動(dòng)推件板將塑件從型芯上推出。合模時(shí)，復(fù)位彈簧9使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位，斜導(dǎo)柱使滑塊向內(nèi)移動(dòng)復(fù)位，最后由楔緊塊鎖緊。五、小結(jié)經(jīng)過(guò)三個(gè)月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)總算是完成了。這是就業(yè)前的一次理論與實(shí)踐的訓(xùn)練也是自己在大學(xué)三年中所學(xué)知識(shí)的一次總的檢驗(yàn)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不但使自己在專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面得到了鞏固和加強(qiáng)，而且還豐富了自己在模具設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)，使自己在模具設(shè)計(jì)方面有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。從而能夠運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)和技能去解決實(shí)際問(wèn)題。為日后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)是在閱讀大量技術(shù)術(shù)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了模具設(shè)計(jì)的各個(gè)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(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、都作了比較詳細(xì)的說(shuō)明，這也是大學(xué)三年中所學(xué)的理論知識(shí)的綜合運(yùn)用過(guò)程。致謝走的最快的總是時(shí)間，來(lái)不及感嘆，大學(xué)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?jiǎng)澫峦昝赖木涮?hào)。從課題選擇到具體的寫(xiě)作過(guò)程，老師給了我很多的指點(diǎn)給予我很大的幫