塑料杯模具设计

目录

中文摘要 关键字 .......................................... 4 英文摘要 关键字 ........................... 错误！未定义书签。 第一章 引 言 ........................................... 6 第二章 塑料成型制品的分析 ................................ 9

2.1制品的设计要求 .............................................. 9 2.2制品的生产批量 .............................................. 9 2.3制品的质量和体积 ............................................ 9

第三章 塑料性能 ........................... 错误！未定义书签。

3.1 ABS塑料的材料特性 .......................................... 9 3.2 ABS塑料的成型特性 ......................................... 10 3.3 ABS塑料的成型工艺参数 ..................................... 11

第四章 注射机的选用及校核 ............................... 12

4.1注射机的初选 ............................................... 12 4.2 型腔数量的确定 ............................................. 13 4.3 注射机有关工艺参数的校核 ................................... 13 4.3.1最大注射量的校核 ......................................... 13 4.3.2注射压力的校核 ........................................... 13 4.3.3锁模力的校核 ............................................. 13 4.3.4最大注射成型面积的校核 ................................... 14 4.3.5浇口套的小端直径和球面半径的计算 ......................... 14 4.3.6注射机固定模板定位孔与模具的定位圈的关系 ................. 14 4.3.7模具的安装紧固 ........................................... 14

4.3.8开模行程与顶出装置的校核 ................................. 15

第五章 注塑模具的相关机构系统的设计 ..................... 16

5.1 型腔和型芯的设计 ........................................... 16 5.1.1制品型腔数目及分型面的确定 ............................... 16 5.1.2确定型腔和型芯的结构形式 ................................. 17 5.2 浇注系统的设计 ............................................. 205.2.1组成浇注系统零件的设计 ................................... 205.3斜导柱侧抽芯机构的设计 ..................................... 215.3.1抽芯距与抽芯力的计算 ..................................... 215.3.2 斜导柱的设计............................................. 235.3.3滑块的设计 ............................................... 265.3.4导滑槽的设计 ............................................. 265.3.5楔紧块的设计 ............................................. 275.3.6滑块定位装置的设计 ....................................... 275.4 推出机构的设计 ............................................. 275.4.1推出机构零件的设计 ....................................... 275.5注射模标准模架的设计 ....................................... 285.5.1模架型号及尺寸的确定 ..................................... 285.5.2 模具其余部件的设计....................................... 295.6模具导向机构的设计 ......................................... 295.6.1导柱和导套的设计 ......................................... 295.7模具冷却和排气系统的设计 ................................... 305.7.1注射模冷却系统的设计 ..................................... 30

5.7.2.注射模排气系统的设计..................................... 30 5.8注射模的设计参数结果 ....................................... 30

结 论 .................................................. 30 致 谢 .................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ................................................ 31

塑料杯模具设计

【摘要】近年来，我国工业的高速发展对模具工业，尤其是塑料模具提出了越

来越高的要求，2004年，塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30%左右，据有关专家预测，在未来几年中，中国塑料模具工业还将持续保持年均增长速度达到10%以上的较高速度的发展。国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产大屏幕彩电塑壳注射模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具等。但与国外相比还需进一步提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例；在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术；开发新的成型工艺和快速经济模具；提高塑料模标准化水平和标准件的使用率；应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量；研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。未来的发展趋势是：大型化、 高精密度化 、多功能复合型 、热流道模具 、气辅模具、 高压注射成型。

关键词：塑料模具, 注射成型, 模具设计

The plastics cup molding tool designs

Abstract: In recent years, China's appliance industry in the development of high-speed tooling

industry, in particular the plastic mold of the ever-increasing demands. In 2004, the plastic mold industry in the entire Die share has risen to 30% According to the experts predict that in the next few years, China plastic mold industry will continue to maintain an average annual growth rate of 10% over the high rate of development. Domestic market to plastic mold injection mold greatest demand, which focused on the development of engineering plastics die. Plastic injection molding is an important method, which is primarily applicable to thermoplastic plastic molding, Molding can be a complex shape of precision plastic parts. Is the topic of small Cup as a design model, the injection mold-related knowledge as a basis for elaborate plastic injection mold design process. The design of Cup for the injection mold design, the use of software PROE plastic parts for the solid modeling, Plastic Parts of the structure analysis for the process. Defined the design, determine the injection molding process as well as some specific details of the calculation and verification. The design of such a structure can be used to ensure reliable Die work to ensure that the other parts of the tie. Finally, a set of auto mapping mold parts and assembly plans. The subject of Cup injection mold design, and to consolidate and deepen the learning, has been fairly satisfied with the results.

Keywords : plastic mold, injection molding, Mold design

第一章 引 言

塑料模具技术的发展日新月异，在现代工业、餐具、玩具等行业中的应用很广泛，模具是生产各种产品的重要工艺装备。

此次毕业设计的题目是塑料成型模具的设计。塑料模具的分类很多，按照塑料制件的不同可分为：注射模、压缩模、压注模、挤出模、气动成型模等。注塑模具又称注塑成型，是热塑性塑料制品生产的一种重要的方法。除少数塑料制品外，几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成型方法生产塑料制品。注塑模具不仅用于热塑性塑料的成型，而且成功用于热固性塑料的成型。模具以其特定的形状通过一定的方式使原料成型。模具的制造精度越高，制造成本越高，因此应延长模具的使用寿命，尽量缩短模具的制造周期，来降低生产成本。

塑料制品以其密度小、质量轻的优点在工业中的应用日益普遍，大有“以塑代钢”的趋势。塑料模具可以满足塑料的加工工艺要求和使用要求，可以很好的降低塑料制品的生产成本。塑料的质量要靠模具的正确结构和模具成型零件的正确形状，精确尺寸几较低的表面粗糙度来保证。由于今年来材料发展很快，各种新型材料不断被研制出来，对模具的发展也起到了推波助澜的作用，尤其是各种加工性能好，热处理变形小的新型模具钢种，如预制钢、新型淬火回火钢、马氏体时效钢、析出硬化钢和耐腐蚀钢等。而本次设计的模具用于聚乙烯塑料制品的生产制造。聚乙烯属于热塑性塑料，这种塑料中塑脂的分子是线形或支链型结构。它在加热时软化并熔融，成为可流动的粘稠液体（即聚合物熔体），可成型为一定形状，冷却后保持已成型的形状。如果再次加热，又可以软化熔融，可再次成型为一定形状的制品，如此可反复多次。在上述过程中，一般只有物理变化而无化学变化。因此选用该塑料有助于废料和旧弃塑件的二次回收，循环利用。有一定的环保效应，减少了现实中的“白色污染”。 近年来,我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右，而在整个塑料模具市场以注塑模具需求量最大。随着模具制造行业的发展，许多企业开始追求提高产品质量及生产效率,缩短设计周期及制造周期,降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力等目标。新兴的模具CAD技术很大程度上实现了企业的愿望。近年来，CAD技术的应用越来越普遍和深入, 大大缩短了模具设计周期, 提高了制模质量和复杂模具的制造能力。

模具的CAD设计、分析, 包括根据产品模型进行模具分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料充填过程分析等几个方面。利用先进的特

征造型软件如PRO/E、UGII等很容易地确定分型面, 生成上下模腔和模芯, 再进行流道、浇口以及冷却水管的布置等。确定了这些设计数据以后, 再利用模具分析软件(CAE), 如Plastic Advisor、CFLOW进行塑料的成形过程分析。根据Plastic Advisor软件和它的丰富的材料、工艺数据库, 通过输入成形工艺参数, 可动态仿真分析塑料在注塑模腔内的注射过程流动情况(含多浇口注射时的塑料汇流纹分析)、分析温度压力变化情况、分析注塑件残余应力等, 根据分析情况来检查模具结构的合理性、流动状态的合理性、产品的质量问题等。比如是否存在浇注系统不合理, 出现流道和浇口位置尺寸不当, 无法平衡充满型腔; 是否存在注塑工艺不对, 出现产品的翘曲变形等。模具通过CAD设计和分析, 就可以将错误消除在设计阶段, 提高一次试模成功率。

模具的计算机辅助制造(CAM)技术主要应用在数控铣削加工、线切割加工、电火花加工等方面。CAM技术尤其是在复杂模具的型腔、型芯及电极的铣削加工中起着更加重要的作用。利用模具

CAM技术在电脑上模仿机床的加工过程, 能直观反映加工的结果, 能直接评估加工后零件的质量, 能检查出加工的错误。在检查加工后零件的质量时, 可在电脑上对加工后的实体模型进行任意的剖切, 直接测量其尺寸和精度。因此, 它能把错误消除在加工工艺编程设计阶段, 减少加工后的修补和返工, 大大提高模具的制造效率和质量。

茶杯作为日常生活最重要的日用品，是中国日用品市场上最普及、最活跃，也是竞争最为剧烈的产品之一。近年，由于茶杯的外形结构及造型不断的变化，造型更复杂化使其拥有稳定增长且又不断扩大的市场。

作为日用品的重要组成部分之一的茶杯，它的结构设计及质量也是非常重要的。目前，主要采用注射成型的方法得到茶杯外形，用这种方法生产的优点是：成型周期短，能一次成型外形复杂的结构，对各种塑料的适应性强，生产效率高。塑料茶杯使用的原料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。

塑料茶杯注射模CAD主要研究的是注射模具的结构设计及分析(CAD)、模具结构分析与优化设计(CAE)、辅助制造(CAM)。塑料模具CAD集成技术, 就是把塑料模具制造过程所涉及的各项单元技术集成起来, 统一数据库和文件传输格式, 实现信息集成和数据资源共享, 从而大大缩短模具的设计制造周期, 提高制模质量。

综上所述, 模具CAD集成技术就是应用于模具制造各个环节的计算机辅助技术和实现各环节信息集成的技术。研究闹钟后盖注射模CAD是顺应当前模具制造行业发展需要的，具有重大的意义。

第二章塑料成型制品的分析

2.1塑料成型制品的分析

1.制品的设计要求

此次设计的制品是塑料杯的模具设计，形状较为复杂，未注公差均按MT5计算，要求塑件表面外观光滑无飞边，质量较好。

2.制品的生产批量

本制品为大批量生产，为缩短生产周期，提高生产效率，制品使用一模四腔及全自动化生产，利用模具的顶出机构将模具顶出型腔。为提高生产效率，制品在模具中直接成型。

3.制品的质量和体积

3ABS密度：??1.02~1.05g/cm(取

1.04g/cm3)

3塑件体积：V?76.32cm

塑件质量：ｍ=79.37g

2件成型投影面积：42.32cm

图2.1 产品制件图

4.塑件的结构特点

塑件壁厚均为3mm，结构较复杂，尺寸适中，属薄壁壳体塑料。塑件侧向有手柄，因此模具需要设计侧分型与抽芯机构，根据塑料产品特征，选用浇注系统为侧浇口，采用侧浇口基本不影响塑件外观。

2.2

1.ABS塑料的材料特性

ABS塑料价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料

之一。它是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的混合物。正是这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合力学性能。其中丙烯腈使ABS具有良好的耐化学腐蚀性、丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS塑料为无毒，无味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽、不透明，密度为1.02～1.05g/cm3，为非结晶型塑料。

ABS既有极好的抗冲击强度（且在低温下也不迅速下降），又有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。按ABS的三种组分的比例不同，可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。它的耐热性不高，连续工作温度为70℃左右，热变形温度约为93℃。耐气候性差，在紫外线作用下ABS易变硬发脆。但是它的化学性能较好，水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀时会引起应力开裂。

2.聚乙烯塑料的成型特性

ABS为非结晶性原料，易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因此在成型加工前应进行干燥处理；ABS在升温时其结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有较大的影响。模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高；聚乙烯分子联链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。它的制件质地较软，且易脱模，因此当塑件有浅侧凹槽时可以强力脱模。但其软化温度范围较小，且熔体易氧化，因此在成型加工中应尽可能避免熔体与氧发生接触，以免降低塑件质量；聚乙烯的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，LDPE收缩率为1.22%左右，HDPE收缩率在1.5%左右。因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定；聚乙烯的熔点不高，但比热容较大，因此塑化时仍需要消耗较多的热量，故要求塑化装置要有较大的加热功率，以便

第五章 注塑模具的相关机构系统的设计

5.1 型腔和型芯的设计

5.1.1制品型腔数目及分型面的确定

当塑料制件的设计已经完成，并选定所用材料后，就应考虑型腔数量问题，与多型腔模具相比，单型腔模具有很多优点：（1）塑料制件的形状和尺寸始终一致；（2）工艺参数易于控制，模具的结构简单紧凑，设计自由度大；（3）单型腔模具的推出机构，冷却系统和模具分型面的技术要求，在大多数情况下都能满足而不必综合考虑。但对于长期大批量生产而言，多型腔模具是更为有益的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的生产成本。大多数中小型塑件的成型是多型腔的。本模具采用一模四腔，对称分布，主分型面水平分型，分型面选在最大轮廓处，开模后留在动模一侧，设置有效的推出机构，利用中心顶出机构将制品推出，

侧分型面成型塑件内壁，垂直于主分型面，利用斜导柱侧抽芯机构完成抽芯分型。制件在模具中的位置主要由型腔数目及排列方式，分型面的确定位置来决定。分流道两侧对称分布型腔，主流道设置在模板中心。 5.1.2确定型腔和型芯的结构形式

1.型腔的结构设计

型腔零件是成形塑料件外表面的主要零件，按结构不同可分为：一 整体式型腔结构：整体式型腔是由整块金属加工而成的,其特点是牢固、不易变形、不会使塑件产生拼接线痕迹。但由于整体式型腔加工困难，热处理不方便，所以常用于形状简单的中小型模具上。二 组合式型腔结构：组合式型腔结构是由两个以上的零部件组合而成。按组合方式不同，组合式型腔结构可分为整体嵌入式、局部镶嵌式、侧壁镶嵌式和四壁拼合式。采用组合式凹模，可简化复杂凹模的加工工艺，减少热处理变形，拼合处有间隙，利于排气，便于模具的维修，节省贵重的模具钢。为了保证组合后型腔尺寸的精度和装配图的牢固，镶块的机械加工、工艺性要好，因此，选择较好的镶拼结构是非常重要的。本次设计，塑件一般位于定模部分，一般位于动模部分，故无法使用整体式型腔结构，在此选用动定模组合式型腔结构，材料通常选用优质碳素结构工具钢T10A，淬火处理HRC50～55.

2．型芯的结构设计

成形塑件内表面的零件称型芯，主要有主型芯，小型芯。对于简单的容器，如壳、罩、盖之类的塑件，成形其主要部分内表面的零件称主型芯，而将成形其它小孔的型芯称为小型芯或成型杆。鉴于本次设计主型芯用于成形塑件内壁，为一整体，故主型芯选为整体式结构；小型芯是用于成形塑件上的手柄，需动定模共同构成，故选组合式结构，在动定模板上分别加工出两相吻合的型芯。材料选优质碳素结构工具钢T10A，淬火处理HRC50～55. 5.1.3确定型芯和型腔的尺寸

由于塑件材料聚乙烯有一定的收缩率，冷却成型后尺寸稍微会有一些变化，为了保证制品精度，必须将其考虑在内。ABS的成型收缩率在0.4%～0.7%，取S=0.5%。

1．主型芯型腔径向尺寸

ABS塑件精度一般为3级，模具最大磨损量取塑件工公差的1/6，为了考虑

模具的制造公差据塑件各部位尺寸不同而不同。取X=0.75，L1=85mm，制造公差&z=0.72/3=0.24；L2=65mm，制造公差 &z =0.60/3=0.20mm;ABS的收缩率S=0.5%，则

LM1??Z??1?S??LS1?x??0Z

???? ???1?0.5%??85?0.75?0.72?0?0.24

?0.24 （5-1） ?84.890LM??Z?2=?1?S??LS2?x??0????Z?

=??1?0.5%??65?0.75?0.20?0?0.20

?0.20= 65.180 （5-2）

2．大型芯型腔深度

塑件高度尺寸32?32COS22.30?32?30?62mm,模具最大磨损量取塑件公差的1/6，模具的制造公差?Z??/3?1.30/3?0.43mm，取x=2/3=0.67mm,S取1.4%

HM0??Z???1?S??H1?x???0??Z

?0.43 ???1?1.4%??62?0.67?1.30?0?0.43?61.990

（5-3）

3．大型芯径向尺寸

上口宽l1?80mm的公差值为1.48mm，下口宽l2?58mm的公差值为

1.30mm，模具的最大磨损量取塑件公差的

1/6；制造公差

??Z??/3?1.48/3?0.49mm，?Z??/3?1.30/3?0.43mm。取x?3/4?0.75,

聚乙烯的收缩率取s=1.4%。

lM??Z???1?s?L1?x?????Z

00 ???1?1.4%??80?0.75?1.48??0.49

0?82.230?0.49（5-4）

lM??Z???1?s??L2?x?????Z

00

???1?1.4%??58?0.75?1.30??0.43

0?59.780?0.43（5-5）

4．大型芯高度

模具的最大磨损量取塑件公差的1/6，模具的制造公差

?Z??/3?1.30/3?0.43mm，取x?2/3?0.67，s=1.4%。

hM??Z???1?s?hs?x?????Z

00 ???1?1.4%??62?0.67?0.43??0.43

0?63.150?0.43（5-6）

5．小型芯型腔的径向尺寸

径向尺寸l?28mm的公差值为0.90mm，则模具的制造公差

?Z??/3?0.90/3?0.30mm。取x?3/4?0.75,s?1.4%，则

LM0??Z?????1?s??L?x???0Z

???1?1.4%??28?0.75?0.90?0?0.30

?0.30 ?27.710 （5-7）

6．小型芯型腔深度

鉴于小型芯型腔位于主分形面，动定模各半共同组成小型芯型腔，型腔深度H?13mm，动定模部分深度相同为H1?13/2?6.5mm。公差值为0.58mm，

则模具的制造公差?Z?0.58/3?0.19mm，取x?2/3?0.67,s?1.4%

LH10??Z???1?s??H1?x???0??Z

???1?1.4%??6.5?0.67?0.58?0?0.19?6.20?0.19

（5-8）

7．小型芯径向尺寸

小型芯径向尺寸l?24mm的公差值为0.82mm，则模具的制造公差

?Z??/3?0.82/3?0.27mm，取x?3/4?0.75,s?1.4%。则

lM??Z???1?s??l?x?????Z

00 ???1?1.4%??24?0.75?0.82??0.27

0?24.950?0.27 （5-9） 8．小型芯高度

小型芯由动模部分和定模部分共同组成，且h1?h2?h/2?13mm，则

h1?h2?6.5mm，其公差值为0.58mm，模具的制造公差为

?Z??/3?0.58/3?0.19，取x?2/3?0.67,s?1.4%。则

lh1?????1?s??h1?x?????Z

00Z ???1?1.4%??6.5?0.67?0.58??0.19

0?6.980?0.19 （5-10）

5.2 浇注系统的设计

5.2.1组成浇注系统零件的设计

组成浇注系统的零件有浇口套、定位圈、拉料杆、定模板，在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分形面。由于主流道要在高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，所以只有在小批量生产时，主流道才在注射机上直接加工；

5.3.3滑块的设计

滑块是斜导柱侧抽芯机构中的一个重要零件，它上面安装有侧向型芯或侧向成型块，注射成型时塑件尺寸的准确性和移动性的可靠型都需要靠它的运动精度保证。滑块的结构形状可以根据具体塑件和模具结构灵活设计，它分为整体式和组合式两种：在滑块上直接制出侧向型芯或侧向型腔的结构称为整体式，这中结构仅适用于形状十分简单的侧向移动零件，尤其是适于对开式瓣合模侧向分形，如线圈骨架塑件的侧型腔滑块。在一般设计中，把侧向型芯或侧向成型块和滑块分开加工，然后再装配在一起，这就是所谓组合式结构，采用此结构可节省优质钢材，且加工容易，因此广泛应用。

综上结合本次设计，滑块采用组合式结构，侧型芯与滑块的连接形式见滑块的零件图。

5.3.4导滑槽的设计

成形滑块在侧向分形抽芯和复位过程中，要求其必须沿一定的方向平稳的往复移动，这一过程是在导滑槽内完成的。根据模具上侧型芯大小、形状和要求不同以及各工厂的具体使用情况，滑块与导滑槽的配合形式也不同，一般采用T形槽或燕尾槽导滑。鉴于燕尾槽加工较困难，对于导滑精度要求不是特别高，常选用T形槽导滑。

组成导滑槽的零件对硬度和耐磨性都由一定的要求。一般情况下，整体式导滑槽通常在动模板或定模板上直接加工出，常用材料为45钢，该次设计导滑槽在动模板上直接加工出。为了便于加工和防止热处理变形，常常调质至28~32HRC后铣削成形，盖板材料用T8、T10或45钢，要求硬度?50HRC。

在设计滑块和导滑槽时，要注意选用正确的精度配合。导滑槽与滑块导滑部分采用间隙配合，一般采用H8/f8。导滑槽与滑块还要保持一定的配合长度，滑块完成抽芯动作后，其滑块部分仍应全部或有部分的长度留在导滑槽内。滑块的配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而保留在稻花槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3，否则，滑块开始复位时容易偏斜，甚至损坏模具。

综合以上，导滑槽选用整体式，材料为45钢。在动模板上直接加工出，经调质至28~32HRC后铣削成形，与滑块导滑部分采用间隙配合H8/f8，具体外形及尺寸见零件图。

5.3.5楔紧块的设计

1．楔紧块的形式

在注射成型过程中，侧向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，这个力通过滑块传给斜导柱。而一般的斜导柱为一细长杆，受力后容易变形，导致滑块后移，因此必须设置楔紧块，以便在合模后锁住滑块，承受熔融塑料给予侧向成形零件的推力。楔紧块与模具的连接方式选用为把楔紧块用H7/m6配合整体镶入定模座板中。

2．锁紧角的选择

楔紧块的工作部分是斜面，其锁紧角??，为了保证斜面能在合模时压紧滑块，而在开模时又能迅速脱离滑块，以避免楔紧块影响斜导柱对滑块的驱动。锁紧角??一般都应比斜导柱倾斜角?大一些。当滑块移动方向垂直于合模方向时，

??=?+(20~30)=220。楔紧块结构见装配图。 5.3.6滑块定位装置的设计

滑块定位装置在开模过程中用来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置，不再发生任何移动，以避免合模时斜导柱不能准确地插进滑块的斜导孔内，造成模具损坏。在设计滑块的定位装置时，应根据模具的结构和滑块所在的不同位置选用不同的形式。结合本次设计特点选用弹簧顶销式定位装置，适用于侧向方向的抽芯动作。弹簧的直径选为1.5mm，顶销的头部制成半球状，滑块上的定位穴设计成球冠状或900的锥穴。具体见装配图。

5.4 推出机构的设计

5.4.1推出机构零件的设计

本设计由拉料杆稍微顶出一段距离，然后人工取出塑件，故无需设计推杆。 1．复位杆的设计

复位杆的直径选10mm采用圆柱形结构，长度由模板厚度来决定，取为200mm。材料选碳素工具钢T10，经淬火处理，低温回火至45~50HRC表面粗糙度Ra1.6，与动模板为间隙配合H8/f8.具体见零件图。

2．推板导套

材料选用碳素工具钢T8A，经淬火处理HRC45~50，具体见零件图。

3．推板导柱

材料选用碳素工具钢T8A，经淬火处理HRC50~55，具体见零件图。 4．推板

推板长、宽、厚分别为388mm、324mm、20mm，材料选用A3钢。结构及尺寸见零件图。

5．推杆固定板

推杆固定板长、宽、厚分别为388mm、324mm、15mm，材料选用A3钢。结构及尺寸见零件图。

6．固定螺钉

选用M6内六角螺钉6个。

5.5注射模标准模架的设计

5.5.1模架型号及尺寸的确定

1．选择模架型号

中小型模架国家标准有四种基本型的结构，基本型分为A1、A2、A3、A4四个品种，标准中规定，中小型模架的周界尺寸范围?560mm?900mm，结合本设计特点选用A2标准模架。

2．动模板的设计

动模板的设计尺寸长、宽、高分为488mm?334mm?80mm，材料选用40Cr钢，其结构及具体尺寸见手工图。

3．确定模架的长度和宽度

模架长、宽取决于型腔、型芯、导柱及推出机构的位置，以及各零件不干涉为原则。确定模架长度和宽度，应以动模板的设计为基准来设计。模具的长度为座板长度，在动模板长度的基础上两侧各加上压板空间尺寸20mm，即：488+40=528mm，模具的宽度与动模板一致为334mm。

4．确定模架的厚度并校核

XS-ZY-250型注射机要求：最大模具厚度350mm，最小模具厚度200mm。据设计要求，模具厚度确定为 H=30+60+80+65+80+30=345mm。

又Hmin?H?345mm?Hmax

则模具厚度满足注射机要求。 5.5.2 模具其余部件的设计

1．设计定模板

定模板的设计以动模板设计为基准，设计尺寸长、宽、高分为

488mm?334mm?60mm，材料为40Cr钢，淬火处理，低温回火HRC50~55，其

结构及具体尺寸见手工图。

2．设计定模座板

定模座板的设计尺寸长、宽、高分为528mm?334mm?30mm，材料为A3钢，其结构及具体尺寸见零件图。

3．设计动模座板

动模座板的设计尺寸长、宽、高分为528mm?334mm?30mm，材料为A3钢，其结构及具体尺寸见零件图。

4．设计动模垫块

动模垫块的设计尺寸长、宽、高分为200mm?40mm?80mm，材料为A3钢，其结构及具体尺寸见零件图

5．设计动模垫板

动模座板的设计尺寸长、宽、高分为488mm?334mm?65mm，材料为A3钢，其结构及具体尺寸见零件图。

6．选择动模部分和定模部的紧固螺钉

定模部分的紧固螺钉选用M20?55的内六角螺钉，共6个；

动模部分的紧固螺钉选用M20?200的内六角螺钉，共6个，另外M6?20的内六角螺钉6个。

5.6模具导向机构的设计

5.6.1导柱和导套的设计

导向机构用于确定动定模开、合模位置的准确性，由导柱和导套组成。 1．导柱的设计

选用阶梯形导柱，导向部分直径为20mm，高度130mm，倒角高度为5mm，材料选用碳素工具钢T8A，淬火处理HRC50~55,表面粗糙度Ra0.8，具体结构设计及尺寸见零件图。

2．导套的设计

选用台肩型导套，导向部分直径为20mm，高度为60mm，壁厚5mm，台肩高度5mm。材料选用碳素工具钢T8A，淬火处理HRC50~55,表面粗糙度Ra0.8，具体结构设计及尺寸见零件图。

5.7模具冷却和排气系统的设计

5.7.1注射模冷却系统的设计

冷却系统的设计通常是在定模板和动模板上设计冷却水道，设计时要考虑到聚乙烯塑料的成形温度和注射量，再确定冷却水道的具体尺寸和位置，本次设计将冷却水道开在定模板上，平衡布置，尺寸据需求而定，水道直径8mm。 5.7.2.注射模排气系统的设计

由于塑件尺寸适中，为薄壳形塑件，模具型腔空间部太大，排气量不大，故可利用分形面之间、活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值为0.03~0.05mm。

5.8注射模的设计参数结果

表5.2 设计参数结果

模具外形尺寸（长?宽?厚）（mm） 定位圈尺寸（mm） 模具开模距离（mm） 塑件推出距离（mm） 成型周期(s)

528?334?345 100 66?cot20°+10=208 42+5=47 73+24=97

结 论

针对本次塑料杯的注射模具设计总结如下:

优点方面：

（1）此次设计采用一模四腔，在保证顺利开模的前提下，大大提高了生产效率。

（2）大胆采用较为复杂的斜导柱侧抽芯机构，巧妙的完成了塑料杯内腔的抽芯动作，简化工艺。

（3）将原本需要的四根斜导柱和四块楔紧块在不影响抽芯的前提下分别减半，不仅节省钢材，降低成本；而且利于抽芯一致性和精度的保证。

（4）采用滑块和侧型芯的整体式，侧型芯通过电火花加工，能够保证型芯的精度要求和相对于导柱的位置精度要求。

缺点方面：

（1）鉴于抽芯后，推出力不大，模具没有设置推杆推出机构，而是由拉料杆将塑件推出一小段距离，人工取出，经济性能有所下降。拉料杆推出有可能使塑件不平衡推出，需加强要求。

（2）流道和小型芯分别在动定模板上加工出，精度要求高，提高了加工的难 度，经济性能有所下降。

参考文献

[1] 齐卫东.塑料模具设计与制造.第一版.北京：高等教育出版社，2004. [2] 刘小年.机械制图.第二版.北京：机械工业出版社，1999.

[3] 屈华昌.塑料成形工艺与模具设计.第二版.北京：高等教育出版社，2001. [4] 陈锡栋，周小玉.实用模具技术手册.第二版.北京：机械工业出版社，2002. [5] 陈立德.机械设计基础课程设计指导书.第二版.北京：高等教育出版社，2004. [6] 廖念钊，莫雨松.互换性与技术测量.第一版.北京：中国计量出版社，2000. [7] 刘会霞，盛继生.金属工艺学.第一版. 北京：机械工业出版社，2001. [8] 陈明深.金属材料与热处理.第一版.北京：中国劳动出版社，1993. [9] 钱知勉.塑料成型加工手册.第一版.上海：上海科学技术文献出版社，1995.

[10] 郭广恩.注射成型技术.第二版.北京: 机械工业出版社,2002. [11] 张治华.塑料收缩性.第二版.北京: 中国石化出版社,2000. [12] 陈志刚.塑料模具设计.第二版.北京: 机械工业出版社,2002. [13] 黄锐.塑料工程手册.第一版.北京: 机械工业出版社,2000. [14] 翁其金.塑料模塑成型技术.第一版.北京: 机械工业出版社,2000.

[15] 冯炳尧.模具设计与制造简明手册.第一版.上海:上海科学技术出版社,1985. [16] 唐志玉. 模具设计师指南. 第一版. 上海：国防工业出版社，1999. [17] 廖念钊. 互换性与技术测量. 第二版. 上海：中国计量出版社，1991. [18] 蔡安江.机械制造技术基础. 第一版. 北京: 机械工业出版社.2007. [19] 张鲁阳.模具失效与防护. 第二版. 上海：机械工业出版社.1998. [20] 刘会霞.金属工艺学. 第一版.机上海：械工业出版社.2001.

[21] 夏虹.专业英语（机械类用）. 第二版. 上海：机械工业出版社.2001. [22] 章跃，张国生.机械制造专业英语. 第一版. 上海：机械工业出版社.1997.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mk36.html