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第一章绪论 . (2)1.1引言 (2)1.2塑料模具的现状及发展趋势 (2)第二章杯子塑件分析 (3)2.1杯子外形设计 (3)2.2模具设计步骤和方案 (3)第三章注射模具设计 (4)3.1制件成型位置及分型面选择 (4)3.2型腔布局的选择 (4)3.3浇注系统的设计 (5)3.4浇口的设计 (7)3.5冷料穴设计 (7)3.6型芯、型腔结构的确定 (7)3.8脱模机构设计 (8)3.9模具工作零件尺寸计算 (11)3.10导向及定位机构 (13)3.11排气及冷却 (15)第四章模具动作过程说明 (15)4.1模具装配图 (15)4.2模具工作原理 (16)第五章注射机选择及校核 (17)5.1注塑机基本参数 ................................................................................. 错误！未定义书签。

5.2注塑机选定步骤 (17)5.3注射机的校核 (18)第六章总结 (21)参考文献 (22)致谢 ................................................................................................................. 错误！未定义书签。

第一章绪论1.1引言模具在锻造、塑料加工、压铸等行业中起着重要作用[2]。

是一种重要的国工工艺装备，是国民经济各工业部门发展的重要基础之一。

模具是压力加工或其它成形加工工艺中，使材料变形制成产品的一种重要工艺装备。

模具成形有优质、高产、低消耗和低成本等特点，因此得到了广泛应用。

模锻件、冲压件、挤压和拉拔件等，都是使金属材料在模具中发生塑性变形而获得的；压铸零件、粉末冶金零件也在模具中充填加工成形的；而塑料、陶瓷、玻璃制品等非金属材料的成形加工也多是依靠模具。

轻工、军工、冶金及建材等行业大部分产品和生产都离不开模具[3]。

据初步统计：依靠模具加工的产品和零件，电行业占80%，机电行业占70%以上。

1.2塑料模具的现状及发展趋势(1)塑料模具的现状塑料制品在人们的日常生活中及现代化工业生产领域中得到日益广泛的应用。

随着塑料工业的发展，社会对塑料制品的需求愈来愈大。

据统计，在现代化工业生产中，60%～90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业已经成为工业发展的基础[2]。

而塑料注射模在模具中所占的分量越来越大，其发展也非常迅速，大有凌驾其它模具之上的趋势。

专家预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。

第二章杯子塑件分析2.1杯子外形设计ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。

根据杯子的外形及其耐摔、耐腐蚀、耐用等特点，确定塑件如图2-1所示，选用材料为ABS，密度为1.03g/cm3，收缩率取0.5%，由SOLIDWORK计算可得，单个塑件的体积为107.41cm3。

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。

ABS具有如下特性[1]：1)综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好；2)有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；图2-1 杯子外观2.2模具设计步骤和方案(1)设计步骤一般来说塑胶模具设计步骤如下：1)先了解塑料制品所用塑料、塑料的特性等；2)对塑件进行工艺分析，特别是塑件的结构及成型条件；3)根据塑件的重量和塑件投影面积及模具结构类型选择合适的注射机；4)模具结构分析及设计①确定模具分型面和塑件的位置；②确定型腔数目；③浇注系统的设计；④成型零件结构设计；⑤抽芯机结构设计和推出机构设计；⑥加热系统设计和冷却系统设计；⑦绘制模具结构图。

(2)设计方案塑件的模具寿命要长，使用寿命不少于50万次。

模具的结构等设计要合理，脱模要方便可靠。

根据塑件成型工艺分析，得出方案如下：方案：采用一模一腔；采用一腔，塑件在生产过程中一模只能生产一个产品，模具机构相对简单，加工难度较小，制造成本不高。

符合刷牙杯生产的快速、物美价廉等特点，成本的增加也会提高产品的售价，从而降低了产品的市场竞争力，符合公司利润最大化的要求。

第三章注射模具设计3.1制件成型位置及分型面选择根据塑件制品分型面及原则，分型面应该设计在零件截面最大的部位，且不影响零件的外观。

采用图所示的分型方法，水平分型塑件，塑件就留在动模侧，这使模具的结构变得简单，因而选择该方法为模具设计的分型方案。

3.2型腔布局的选择采用一模一件，生产效率高，资源的利用率也高，这里选用的是一模一腔圆形分布，模具尺寸适中，适合大批量生产，这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。

型腔分布如图3-2所示：图3-2 型腔分布3.3 浇注系统的设计模具的浇注系统分别由主流道，分流道，冷料穴和点浇口组成。

(1)主流道的设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连流动通道，如图所示。

1)塑件材料为ABS ，流动性好，故选择主流道圆锥角为 5，内壁粗糙度为m 5.0Ra μ。

2)由塑件材料为ABS ，塑件质量为g M 12.55105.164.529=⨯=，选择主流道直径为d=4mm ，D=8mm 。

图3-3 主流道3) 浇口套与注射机喷嘴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+1，即为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。

4)定位环是保证浇口套与注射机喷嘴准确定位，定位环与注射机的定位孔为间隙配合关系，定位环厚度取6mm 。

5) 浇口套长度L 为70mm 。

(2)分流道的设计分流道是浇注系统中空融状态的过渡介段。

1) 采用梯形截面分流道，Ra=1.4m μ.2) 截面直径mm mm D D 25.05%5%)9%3(主=⨯=-=mm D h 17.032==，斜度︒=5α，底面半径r=1mm 。

3) 分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡。

图3-4 分流道截面3.4 浇口的设计(1) 浇口形式的选择：根据对该塑件结构的分析，综合对塑件成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该模具采用品平衡点浇口形式。

采用该形式所得到的型腔零件加工简单，且浇口容易去除，不影响制品的使用性能和外观质量。

塑件壁厚为2mm ，故取浇口直径d=1.0mm ，浇口长度0.1=l mm 。

3.5 冷料穴设计冷料穴位于动模板上，或处于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料进入型腔而影响塑件的质量。

同时，开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出，冷料穴的尺寸稍大于主流道大端的直径，即：mm H L 12=≈，如图所示。

图3-5 冷料穴3.6 型芯、型腔结构的确定型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。

组合式型腔是由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要。

组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便。

同时也有利于型芯冷却和排气的实施。

整体式型腔是直接在型腔板上在加工，有较高的刚度和强度。

但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。

整体时型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢多，不便加工和热处理。

整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。

该塑件尺寸较小，且形状简单，直接采用型腔采用整体式结构。

考虑加工和热处理比较困难，型芯采用拼块组合式结构。

3.7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。

(1)设计原则脱模机构的设计遵循以下原则：1）保证塑件不变形、不损坏，保证塑件外观良好。

2）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。

本设计使用简单的推杆脱模机构，如图所示。

因为该塑件的分型面简单，结构也不复杂，采用推杆脱模机构可以简化模具结构已满足要。

图3-7 脱模机构（需要完整清晰CAD 图，可联系Q ，3247960009）(2)脱模力计算由公式：）（正脱ααsin cos f F -⨯=F (3-2)式中：正F 制件收缩对型芯产生的正应力；f ：摩擦系数，取f=0.2；α：脱模斜度，取 2=αA 1.0F F F +=+=脱阻脱总脱F （A 为型芯端面面积） (3-3)KN 84.4454438410F 2正=⨯=mm MPaKN16.44632491.010）2sin 2cos2.0（84.445F 3总脱≈⨯+⨯-⨯⨯=因制件上有一圈侧耳，故在侧耳处应设置推杆，因此选用脱模板和推杆形式脱模。

(3)推杆尺寸计算根据公式，有：412nE ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=脱F L k d [1] (3-4)式中：d ：推杆直径； F:脱模力；k ：安全系数，取为1.5； E ：推杆材料的弹性模量；L ：推杆长度，L=135mm ； n ：推杆的数量，n=16 计算得：mm d 1.610207161016.443135.05.14/1632=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯=所以，取mm d 6=(4)推板的工作原理 推杆是用于将浇注系统凝料从模具中推出的装置，与限位拉杆2共同作用，利用了开模时动模和定模的相对运动，完成浇注系统凝料的退1出，如图3-9所示，开模时，推杆在限位钉的作用下，将浇注系统凝料拉出。

图3-9 流道推板工作原理1.型腔2.限位杆3.弹簧4.流道推板5.定模座板6.限位钉7.浇注系统凝料3.8模具工作零件尺寸计算成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。

因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。

成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。

成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。

凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。

成型零件工作尺寸计算方法一般有两种[1]：一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算；前一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂，但能较好的保证尺寸精度。