课程设计说明书专业：模具设计与制造学生姓名：学号：指导教师：2014年6月26 日摘要本次课程设计课题是PP水杯注塑模设计，本文详细介绍了注射模具模架、成型零部件、浇注系统和脱模系统等模具主要的设计过程，并对模具强度要求做了说明。
设计中对注射机的相关参数进行了验证，包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、模具开模行程、注射机的锁模力等。
校核合格后进行了成型零件加工工艺过程的制定，既保证了塑件的质量，又兼顾了经济性。
最后在设计过程中运用Auto CAD、UG 软件进行注塑模结构设计与计算，并绘制出了模具总装图以及部分零件图，从而得出完整的理论设计结果,为今后工程设计打下了基础。
目录前言 (1)一概述 (2)1.1设计目的 (2)1.2 模具设计的主要内容和任务 (2)1.2.1 塑料模具设计任务 (2)1.2.2 收集、分析、消化原始资料 (2)1.2.3 确定成型方法 (3)二塑件成型工艺性分析 (4)2.1塑件的分析 (4)2.1.1外形尺寸 (4)2.1.2 精度等级 (5)2.2 PP性能分析 (5)2.3 PP的注射成型过程及工艺参数 (5)三拟定模具的结构形式 (7)3.1分型面位置的确定 (7)3.2 型腔数量和排列方式的确定 (8)3.3注射机型号的确定 (9)四浇注系统和成型零件的设计 (12)4.1 浇注系统的设计 (13)4.1.1 主流道的设计 (13)4.1.2 分流道的设计 (14)4.1.3 浇口的设计 (15)4.1.4 冷料井的设计 (17)4.2 成型零件的结构设计及计算 (17)4.2.1成型零件的结构设计 (17)4.2.2成型零件钢材的选用 (18)4.2.3成型零件工作尺寸的计算 (18)4.2.4 成型零件尺寸及动模垫块厚度的计算 (19)4.2.5 排气槽的设计 (19)五模架和推出机构的设计 (20)5.1 模架的确定 (20)5.1.1 各模板尺寸的确定 (20)5.1.2模架各尺寸的校核 (20)5.2 脱模推出机构的设计 (21)5.2.1脱模机构 (21)5.2.2推出方式的确定 (21)5.3 导向和定位结构的设计 (22)第6章总结 (23)附录总装图 (24)前言本说明书为PP水杯注塑模设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。
水杯在日常生活中比较常用，给人们带来了很大的方便。
本说明书的内容包括：对塑件PP水杯性能的分析、注塑机的选用、浇注系统和成型零件的设计、模板的选用和推出机构的设计、导柱和定位系统的设计等整个注塑模具各个部分的设计。
一、概述,明确了此次设计目的、任务及内容;二、塑件成型工艺性分析,通过对设计外观尺寸及PP性能的分析,明确了设计过程中应注意的问题;三、拟定模具的结构形式,对模具的结构形式进行了设计,并选定校核了注射机;四、浇注系统和成型零部件的设计,通过相关计算设定了浇注系统和成型零件尺寸;五、模架和推出机构的设计,详细阐述了模架和脱模机构的设计过程.编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。
一概述1.1设计目的通过该课程设计拟定一个塑料制品的成型工艺和整体模具结构设计，以达到以下目的：(1) 综合运用、巩固和扩大塑料成型模具等基础知识和专业知识；(2) 熟悉拟定塑料成型工艺和模具设计的原则、步骤和方法；(3) 学会查阅有关技术文献、手册和资料；(4) 通过设计实践，基本掌握塑料模具设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。
1.2 模具设计的主要内容和任务1.2.1 塑料模具设计任务设计题目为设计一个较简单的注塑模具，塑件结构不要求复杂，但模具基本结构完整。
塑料模具设计内容包括：1）绘制塑料制件图件2）绘制模具总装配图3）绘制成型零件图4）编写塑料模具设计说明书1.2.2 收集、分析、消化原始资料分析塑料件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑料件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑料件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。
1、塑料件的形状和尺寸：塑料件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。
2、塑料件的尺寸精度和外观要求：塑料件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。
3、生产批量：生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。
4、其它方面：在对塑料件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑料件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺的影响。
1.2.3 确定成型方法根据对塑料零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求以及塑料的性能的分析结果，确定所需的模塑成型方案，采用注塑成型、挤塑成型、压塑成型或是吹塑成型。
二塑件成型工艺性分析2.1塑件的分析2.1.1外形尺寸该塑件的具体尺寸如图2-1所示，塑件的壁厚1mm，塑件的整体尺寸不是很大，适合采用注塑成型。
图2-1：塑件图2.1.2 精度等级每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高精度，就按实际公差进行计算。
2.2 PP性能分析（1）使用性能密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化. 适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。
（2）成型性能1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解；2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形；3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形；4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。
2.3 PP的注射成型过程及工艺参数（1）、注射成型过程①成型前的准备。
PP有多种品牌和品种，成型前应选择熔体流动速率（MFR）合适的材料，一般注射成型中选用MFR=1~10的材料。
另外PP吸水性很小，成型前不需要干燥。
②注射过程。
塑件在注塑机料筒内经过加热，塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔内成型。
其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却5个阶段。
③塑件的后处理。
为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。
（2）、注射工艺参数（见表2-2）表2-2 PP的注射工艺参数三拟定模具的结构形式3.1分型面位置的确定为了将塑件和浇注系统凝料等从密闭的模具中取出，将模具适当的分成两个或若干个主要部分，这些可以分离部分的接触表面，通称为分型面。
通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在截面积最大且有利于开模取件的中心平面，塑件从模具中取出时，一般只采用一个与注塑机开模运动方向相垂直的分型面，特殊情况下采用较多的分型面，因此这次我们采用的是单分型面。
该塑件为倒锥形水杯，外形表面质量要求较高，在选择分型面时根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量，便于清除毛刺及飞边，有利于排除模具型腔内的气体，为了提高生产效率和塑件外形美观，采用杯口注胶。
分模过程为：两模板分模后塑件被推件板顶出。
分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处。
分型面3.2 型腔数量和排列方式的确定1. 型腔数量的确定该塑件的精度要求一般在2 -3 级之间，切为了大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。
同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本的费用，初步定为一模一腔结构形式。
2. 型腔排列形式的确定多模腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且力求紧凑，并与浇口开设的部位对称。
3.模具结构形式的确定本模具设计为一模四腔，根据塑件结构形式，推出结构采用推件板推出形式。
浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用直浇口，且开设在杯口。
3.3注射机型号的确定1. 注射量的计算通过三维软件建模设计分析计算得塑件体积：V=3.967㎝3塑件质量：m=31.064 g2. 浇注系统凝料体积初步计算浇注系统的凝料在设计之前不能准确计算的数值，但可以根据经验按照塑件体积的0.2-1倍来估算。
由于本次采用的流道较简单并且较短，因此浇注系统凝料按塑件体积的0.2倍来估算，故一次注入模具型腔溶料的总体积为：V总= V塑×（1+0.2）×4=19.0416cm33. 选择注塑机根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总体积V总=19.041cm3，依公式（V公= V总/0.8）则有：V总/0.8=23.02cm3。
根据以上计算，初步选定公称注射量为30cm3，注射机型号为SZ-500/200卧式注射机，其主要技术参数见3- 1表：表3-1 注射机主要技术参数4. 注射机相关参数的校核(1)注射压力低校核。
查表3-2可知，PP所需注射压力为70～120Mpa，这里取P0=80Mpa,该注射机的公称注射压力P公=150Mpa,注射压力安全系数k1=1.25～1.4,这里取k1=1.3，则K1P0=1.3×80=104<p公所以，注射机注射压力合格。
(2) 锁模力的校核a. 塑件在分型面上的投影面积A塑，则A塑=2980.2405mm2b. 浇注系统在分型面上的投影面积A浇，及流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积，可以按照多型腔模的统计分来确定。
A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.2～0.5倍。
由于本流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适取小一些。
这里取A浇=0.2A塑。
c. 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总，则A总=4(A塑+A浇)=4×1.2×2980.2405mm2=14305.154mm2d. 模型腔内的胀型力F胀，则F胀=A总p模=2629.85×30=429154.62N=429.15KN 式中，p模是型腔的平均计算压力，通常取注射压力的20%～40%，大致范围为23.8～47.6Mpa。
对于黏度较大且精度较高的塑料制品应取较大值。
PP属中等黏度塑料及有精度要求的塑件，故p模取30Mpa。
查表3-1可得该注射机的公称锁模力F锁=1000KN，锁模力安全系数为k2=1.1～1.2，这里取k2=1.2，则K2F胀=1.2×429.15kN=514.98kN<F锁所以，注射机锁模力合格。
表3-2 部分塑料所需的注射压力p0四浇注系统和成型零件的设计4.1 浇注系统的设计浇注系统控制着塑件在注塑成型过程中充模和补料两个重要阶段，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接的影响。