班级：机自125班姓名：马帅学号：201206024533茶杯盖注射模具设计一、塑件分析制件三维实体模型如下图所示，材料为ABS，密度为1.05g/cm3，收缩率0.3%-0.8%取0.5%，生产批量为中批生产。

由solidworks计算可得，单个制件的体积为117.113cm。

ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。

每种单体都具有不同特性,丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。

图（一）茶杯盖单件体积为117.113cm,总高54mm,径向最大长度近100mm，厚度10mm,内部有螺纹，该塑件茶杯盖如图（一）所示。

该塑件为中小尺寸，一般精度等级，为保证精度，兼顾经济性，采用一模一腔，并对制品进行后续加工。

二、塑件成型工艺性分析2.1 塑件材料特性ABS塑料一般不透明,无毒、无味，成形塑件的表面有较好的光泽。

有良好的机械强度，特别是抗冲击强度高。

ABS还具有一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电性能。

缺点：耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线作用下易变硬发脆。

2.2 塑件材料成形性能使用ABS注射成形塑料制品时，由于其熔体黏度较高，所需的注射成形压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，应采用较大的脱模斜度。

另外熔体黏度较高，制品易产生熔接痕，所以模具设计时应尽量减少浇注系统对料流的阻力。

ABS易吸水，成形加工前应进行干燥处理。

在正常的成形条件下，ABS制品的尺寸稳定性较好。

2.3 塑件的成形工艺参数确定查有关手册得到ABS(抗冲)塑料的成形工艺参数:密度 1.0~1.1g/cm³;收缩率0.3%~0.8%;预热温度80°c~85°c，预热时间2~3h;料筒温度后段150°c~170°c ,中段180°c~190°c ,前段200°c~210°c ;喷嘴温度180°c~190°c;模具温度50°c~70°c ;注射压力60~100MPa ;成形时间注射时间2~5s，保压时间5~10s，冷却时间5~15s。

三、茶杯盒盖的注塑模具设计3.1 注塑机的选择cm。

计算塑件的由solidworks计算可得，单个制件的体积为117.113质量：公式为W＝Vρ根据设计手册查得ABS树酯的密度为ρ＝1.05g/cm3，故塑件的重量为：W＝Vρ＝117.11×1.05＝122.96g可初步选用的注射机为：SZ-160/1000型卧式注塑成型机注塑机的各参数如下表3.1所示179移模行程/mm280理论注射量/cm3螺杆直径/mm44最大模具厚度/mm360注射压力/Mp132最小模具厚度/mm170锁模力/KN1000喷嘴球半径/mm SR10315×315喷嘴口孔径/mmΦ3.5拉杆内间距/mm3.2制件成型位置及分型面选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。

以有利于塑件脱模、保证塑件外观不被破坏、尺寸精度满足要求、有利于排气以及模具加工方便等原则选取分型面，分型面。

由于制件比较大，所以采用一模一件。

3.3浇注系统设计采用简单浇注系统，由主流道，分流道，冷料穴和点浇口组成。

3.3.1主流道设计图（二）主流道主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。

主流道小端尺寸为3.5～4mm,一段主流道的设计，主流道圆锥角α=2º～6º,内壁粗糙度Ra0.63μm，主流道的大端呈圆角，半径r=1～3mm ,以减小料流转向过渡时的阻力。

主流道衬套与定模板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。

主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为52～56HRC。

主流道衬套的形式，主流道小端入口处与流向机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。

衬套都是标准件，只需去买就行了。

衬套小端直径的规格有φ12, φ16、φ20等几种。

主要参数：（1）塑件材料为ABS，流动性好，故选择主流道圆锥角为α=2º～6º，内壁粗糙度为m63.0Ra。

主流道大端呈圆角，半径r=1～3mm 。

（2）由塑件材料为ABS，塑件质量为gM393.9905.166.94，选择主流道直径为d=3mm，D=6mm。

（3）浇口套与注射机喷嘴由的接触球面要求吻合，由于注射机喷嘴球面半径SR是定值，由所选取的注射机决定，根据所选注射机，SR=20mm，一般取sr=SR+0.5，为sr=20.5mm。

断面凹球面深度L2=3mm，球面与主流道孔应以清角度连接，不应有倒拔痕迹，以保证主流道凝料顺利脱落。

（4）定位环是模体与注射机的定位装置，保证浇口套与注射机喷嘴对中定位，定位环的外径D应与注射机的定位孔间隙配合，定位环厚度取L1=6mm。

（5）浇口套长度L取为50mm。

3.3.2浇口设计浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分，浇口的形状，数量，尺寸和位置对塑件的质量影响很大，浇口的主要作用有两个，一是塑料熔体流经的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。

一般浇口截面面积为分流道截面面积的3%-9%截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为0.5mm，表面粗糙度Ra不低于m4.0，由于制件要求表面光滑无痕迹，故选用点浇口形式。

塑件壁厚为1.6mm，故取浇口直径d=1.0mm，浇口长度0.11mm。

3.4脱模机构设计脱模机构是在一次注射完成后，取出制件及浇注系统凝料的装置，包括脱出和取出两个动作，即先将塑件和浇注系统凝料等与模具分离，再将塑件和凝料取出。

设计原则脱模机构的设计一般遵循以下原则（1）塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。

（2）由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位。

（3）结构合理可靠，机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度，便于制造和维护。

保证塑件不变形、不损坏，保证塑件外观良好。

本设计使用简单的推件板脱模机构和成型零件的脱模机构，如图3-6所示。

因为该塑件的分型面简单，结构也不复杂，采用推简单的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来方便。

在对脱模机构做说明之前，需要对脱模力做个简单的计算。

点浇口浇注系统凝料，一般可采用人工机械手取出，但生产效率低，劳动强度大，为适应自动化生产的需要，可利用定模推板拉断浇口料机构，如图所示，在定模型腔板3内镶一推板5，开模时由定距分型机构保证定模型腔板3与定模底座4首先沿A-A而分型，拉料杆2将主流道凝料从浇口套中拉出，当开模到L距离十，限位钉1带动流道推板5使主流道凝料与拉料杆脱离，既实现B-B分型面，同时拉断点浇口，浇注系统凝料便自动脱离。

3.5排气系统设计模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体，这些气体若不能顺利排出，则可能因充填时气体被压缩而产生高温，引起塑料局部炭化烧焦，或使塑料产生气泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。

通常，选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则：1）排气口不能正对操作者，以防熔料喷发而发生工伤事故：2）最好开设在分型面上，如果产生飞边易随塑件脱出：3）最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便;4)开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的终端；5)开设在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕；6)若型腔最后充满部位不在分型而上，其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时，可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块，以供排气；7）高速注射薄壁型制件时，排气槽设在浇口附近，课使气体连续派出；若制作具有高深的型腔，那么在脱模时需要对模具设置引气系统，那是因为制作表面与型心表面之间在脱模过程中形成真空，难于脱模，制件容易变形或损坏。

热固性塑料制件在型腔内的收缩小，特别是不采用镶拼结构的深型腔，在开模时空气无法进入型腔与制件之间，使制件附粘在型腔的情况比热塑性制件更甚，因此，必须引入气系统。

3.6标准模架的选用3.6.1确定模架组合形式根据前面项目分析，塑件作为薄壳类塑件，一模一件，采用轮辐式浇口成型，则该模架选两板模就能满足要求。

3.6.2标准模架的选用名称规格定模板400×400×125mm动模板400×400×125mm垫块250*48*90推杆固定板250*150*15推板250*150*30定模座板300*250*32四、注射机选择4.1初选注塑机由注射量选定注射机。

由solidworks建模分析得（材料密度取31.05kgdm）: 总体积V=94.66cm3；总质量M=94.66×1.05=129.21g；流道凝料V’=0.3V(流道凝料的体积)是个未知数，根据手册取0.3V(0.3M)来估算，塑件越小则比例可以取的越大。

实际注射量为:V实=94.66×1.3=123.06 cm3；实际注射质量为M实=1.3M=129.21×1.3=167.98g；根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则, 即：0.8V公≧V实V公= V实/0.8结合上面的计算，初步确定注塑机为表4－2所示，查国产注射机主要技术参数表取SZ-160/1000，主要技术参数如下。

4.2注射机的校核4.2.1注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力P 公能否满足塑件成型时所需要的注射压力P0,塑件成型时所需要的压力一般由塑料的流动性塑件的结构和壁厚以及浇注系统类型等因素决定,其值一般为70～150MPa 。

ABS 所需的注射压力P0如表4-3所示。

表（一）ABS 所需的注射压力P0P 公≥p 0,满足条件4.2.2锁模力的校核在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模力：F ＞K A 分·P 型 塑料厚壁件 中等厚壁件 难流动的薄壁窄浇口件 ABS 80～100 100～130 130～150式中F 注塑机额定锁模力：1000KN ；K 安全系数，通常取1.1～1.2，取K=1.2；4.2.3安装部分相关尺寸的校核喷嘴尺寸：注射机的喷嘴与模具的浇套关系如图4-1所示。

主流道的始端球面半径R 应比注射机喷嘴头球面半径R0大1～2mm ；主流道小端直径d 应比喷嘴直径d0 大0.5～1mm ，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。

4.2.4模具厚度校核模具厚度必须满足下式：Hmi ≤ Hm ≤Hmax 式中 Hm ——所设计的模具厚度 278 mm ；Hmin ——注塑机所允许的最小模具厚度170mm ；Hmax ——注塑机所允许的最大模具厚度360 mm ；4.2.5开模行程校核所选注塑机为全液压式锁模机构，最大开模行程受模具厚度影响。