杯型件、馬克杯、帶把杯子的塑料注塑模具設(shè)計及成型工藝-注射模含10張CAD圖
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杯型件塑料成型工藝及模具設(shè)計
摘 要
本設(shè)計題目為杯型注塑模設(shè)計，體現(xiàn)了深薄壁類塑料零件的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計意義。通過對該零件模具的設(shè)計，進(jìn)一步加強了設(shè)計者注塑模設(shè)計的基礎(chǔ)知識，為設(shè)計更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。
本設(shè)計運用塑料成型工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了塑件的成分及性能要求，為選取澆口的類型做好了準(zhǔn)備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機及確定型腔數(shù)量；最后分析了塑件的特征，確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及推出裝置的選取。
考慮到制件的結(jié)構(gòu)，以及大批量生產(chǎn)，且外部要求具有一定的美觀性。本設(shè)計需要用點
澆口的方式成型工藝方案，又因杯型件帶有把手，所以型腔需要側(cè)向分型瓣合式結(jié)構(gòu)，推件方式選擇推件板加推桿組合式推出，推桿在型芯上。開模時，斜導(dǎo)柱作用于側(cè)型芯向兩側(cè)移動，進(jìn)行側(cè)向分型，側(cè)向分型結(jié)束后，由卸料螺釘作用于推件板與型芯中的推桿同時推出塑件。這種機構(gòu)脫?？煽浚O(shè)計方便且在模具中占用空間較小，非常適合在本副模具中使用。
關(guān)鍵詞： 美觀 塑料杯 分型面 點澆口 瓣合式 側(cè)向分型
Design of injection mold parts cup
Abstract
This design topic for cup type of injection mold design, reflecting the deep thin wall plastic parts design requirements, content and direction, there are certain design significance. Through the design of the die parts, to further strengthen the designers of injection mold design basic knowledge, for more complex design of injection mold has laid a good groundwork and the more profound lessons of experience.
The design of the use of plastic forming process and die design of the basic knowledge, the first analysis of the plastic parts composition and performance requirements, ready for the selection of the type of the gate; and estimated the plastic parts of the size, facilitate the selection of injection molding machine and determine the number of cavity; finally, analysis of the plastic parts of the characteristics to determine the parameters of mold design, design points and launch device selection.
Taking into account the structure of the parts, as well as large quantities of production, and the external requirements of a certain aesthetic.
After the gate way of forming process and for cup type component is provided with a handle, so cavity lateral type valve structure, pushing a selection push plate and the push rod combined launched, push rod in the core. When the mould is opened, slanted guide pillar role in the side core moving to the side, side to the sub type, the type of lateral end, the unloading action of the feed screw to push the handspike plate and core at the same time, the introduction of plastic parts. The ejection mechanism is reliable, convenient design and in the mold occupy less space, very suitable for in this pair of moulds.
Key words: beautiful plastic cup sub type gatePoint gate valve closed
目 錄
1 緒論 1
1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1
1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 2
1.3杯型件件模具設(shè)計與制造 3
2 杯型件工藝性分析 4
2.1塑件成型工藝性分析 4
2.2 PC性能分析 4
2.3 PC注射成型過程及工藝參數(shù) 5
3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 7
3.1分型面位置確定 7
3.2確定型腔數(shù)量和排列形式 7
3.3確定模具結(jié)構(gòu)形式 8
3.4確定注射機選擇 8
3.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計 9
3.6脫模機構(gòu)的設(shè)計 11
3.7復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計 12
3.8.側(cè)向分型機構(gòu)的設(shè)計 12
3.9排氣系統(tǒng)的設(shè)計 14
3.10成型零件設(shè)計 15
3.11模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 16
3.12選擇模架 17
3.13標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 17
3.14非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計 18
4 杯型件模具注塑機校核與調(diào)試 19
4.1注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 19
4.2杯型件模具的裝配 20
4.3模具裝配圖 23
5 結(jié)束語 25
致謝 26
參考文獻(xiàn) 27
1 緒論
1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
當(dāng)前，整個工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點是產(chǎn)品品種多、更新快、市場競爭激烈。為了適應(yīng)用戶對模具制造的短交貨期、高精度、低成本的迫切需求，模具將有如下發(fā)展趨勢：
（1）模具日趨大型化。 這一方面是由于用模具制造的零件日漸大型化，另一方面也是由于高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔（現(xiàn)在有的已達(dá)到一個模幾百腔）所致。
（2）模具的精度將越來越高。 10年前，精密模具的精度一般為5UM，現(xiàn)在已達(dá)2UM－3UM，不久1UM精度的模具即將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在1UM以內(nèi)，這就要求發(fā)展超精加工工藝。
（3）多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。 新型多功能復(fù)合模具是在多工位級進(jìn)?；A(chǔ)上開發(fā)出來的，一副多功能模具除了沖壓成形零件外，還擔(dān)負(fù)著疊壓、攻絲、鉚接 和鎖緊等組裝任務(wù)，這種多功能模具生產(chǎn)出來的不再是單個零件，而是成批的組件，如觸頭與支座的組件、各種微小機、電器及儀表的鐵芯組件等。
（4）隨著熱流道技術(shù)的日漸推廣應(yīng)用，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。 由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料，因此，熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國外發(fā)展很快，已十分普遍。許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具已有一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠使用率甚至已達(dá)80% 以上，效果十分明顯。
（5）隨著塑料成形工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。 塑料件的精度分為尺寸精度、幾何形狀精度和外觀精度（即光譯、色調(diào)等）。為了確保精度要求，模具生產(chǎn)企業(yè)將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝，以及注射壓縮成型工藝。在注射成型中，影響成型件精度的最大因素是成型收縮，高壓注射成型可減小樹脂收縮率，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性。氣體輔助注射成型技術(shù)已比較成熟，它能改善塑件的內(nèi)在和外觀質(zhì)量，具有注射壓力低、制品變形小、易于成型壁厚差異較大的制品等優(yōu)點，而且可以節(jié)約原料及提高制件生產(chǎn)率，從而大幅度降低成本。
（6）模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛。 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用能極大地影響模具制造周期。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，因此模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。
（7）快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊?，F(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)的時代，21世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)75%以上。一方面是制品使用周期短，另一方面花樣變化頻繁，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好，開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具越來越引起人們的重視。例如研制各種超塑性材料來制作模具，用環(huán)氧、聚酯或其中填充金屬、玻璃等增強制制作簡易模具，這些模具的主要特點是制造工藝簡單，精度易控制，收縮率較小，價格便宜，壽命較高。
（8）隨著車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度將提出越來越高的要求。
（9）隨著以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)一步發(fā)展，塑料模的比例不斷提高，同時，由于機械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模的要求也將越來越高。
（10）模具技術(shù)含量將不斷提高，中、高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所帶來的市場走勢
1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
? 塑料模具生產(chǎn)效率高，工期短，人均產(chǎn)值高。各企業(yè)共同之處是廠房設(shè)備密集，顯得十分擁擠，即使在這樣的條件下，車間管理還是有條不紊，生產(chǎn)效率高。一般模具企業(yè)，人均年產(chǎn)值為5～14萬美元。
? ?模具企業(yè)專業(yè)分工較細(xì)，生產(chǎn)協(xié)作緊密。每家企業(yè)只生產(chǎn)某一類模具，各家都有自己的拳頭產(chǎn)品，這利于在技術(shù)上精益求精，以利在激烈的競爭中生存發(fā)展。模具廠所需的模具標(biāo)準(zhǔn)件都是外購的，有些零件加工業(yè)是由其他廠協(xié)作。
??塑料模具企業(yè)帶件生產(chǎn)比較普遍，有利于企業(yè)發(fā)展。模具作為單件或極小批量產(chǎn)品，技術(shù)密集和精密加工設(shè)備密集，與模具成型制品的大批量生產(chǎn)相比，投入大，產(chǎn)出低，因而制約了模具企業(yè)大發(fā)展。他們注重模具與制品一體化，模具與制品相輔相成，互相促進(jìn)，有利于模具企業(yè)的發(fā)展。
? 緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)模具，重視開拓海外市場。模具工業(yè)發(fā)展較快，緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)制造模具是一個重要因素。近幾年3C電子產(chǎn)品和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，帶動了模具工業(yè)的發(fā)展。目前模具產(chǎn)值的76%源自3C產(chǎn)品和汽車、摩托車提供的產(chǎn)品。模具行業(yè)以很強的市場敏感性，以最短的生產(chǎn)周期滿足了這些行業(yè)的需求。大陸的許多3C產(chǎn)品和汽車模具就來自美國，日本和西歐，以及臺灣。
? ?CAD/CAE/CAM和高速切削加工技術(shù)應(yīng)用廣泛。他們的模具生產(chǎn)效率較高市場快速反應(yīng)能力強，CAD/CAE/CAM技術(shù)和高速切削技術(shù)的普及應(yīng)用，無疑是一個重要因素
? ?模具企業(yè)對管理的重視程度在加大，利用軟體包括管理軟件和工藝流程開發(fā)軟件來提高企業(yè)本身的競爭力，而不僅僅是靜態(tài)得考慮模具的開發(fā)和制造成本，對此企業(yè)向更科學(xué)更系統(tǒng)的現(xiàn)代管理模式發(fā)展。
1.3杯型件件模具設(shè)計與制造
塑料常用的成型工藝有注射成型、壓縮成型、傳遞成型、擠出成型、中空吹塑成型、真空吸塑與氣壓成型等。塑料制件成型后，可直接使用或與其他零件裝配組合后使用；亦可通過機械加工、修飾后處理工藝提高其使用性能和品質(zhì)。
本文設(shè)計模具的生產(chǎn)對象是塑料水杯，采用一模二腔，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。支架外側(cè)有孔，支架性能上要求實用，材料為聚碳酸酯（pc）。由于支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，保證順利脫模是模具設(shè)計中的關(guān)鍵。為保證足夠的型腔數(shù)，在充分利用塑料特性的基礎(chǔ)上，制品采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽結(jié)構(gòu)進(jìn)行脫模。
模具成型部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計除了考慮塑件成型和塑件脫模的可靠性外，還要考慮模具零件的加工性能。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須保證其有足夠的剛度和強度，足夠的位置精度和尺寸精度等。
動模型芯及型腔均設(shè)計成鑲嵌式，注塑成型塑料杯時，只需一次脫模運動就能順利完成整個過程。
2 杯型件工藝性分析
2.1塑件成型工藝性分析
塑料制品名稱：水杯
成型方法：注塑成型
塑料原料：PC
收縮率：0.7～1%
生產(chǎn)批量：大批量
精度等級：MT3
圖2-1杯型件模型
如圖2-1所示的塑件為一水杯，結(jié)構(gòu)復(fù)雜性中等，塑件為MT3尺寸精度不高，壁厚在3～4mm之間，屬于薄壁塑件，要求外觀無熔接痕跡，無特殊異味。塑件材料為pc成型工藝性較好，可以注射成型。
2.2 PC性能分析
圖2-2聚碳酸酯
聚碳酸酯(簡稱PC)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的機械性能較低，從而限制了其在工程塑料方面的應(yīng)用。目前僅有芳香族聚碳酸酯獲得了工業(yè)化生產(chǎn)。由于聚碳酸酯結(jié)構(gòu)上的特殊性，現(xiàn)已成為五大工程塑料中增長速度最快的通用工程塑料。
優(yōu)點：
1、具高強度及彈性系數(shù)、高沖擊強度、使用溫度范圍廣;
2、高度透明性及自由染色性;
3、成形收縮率低、尺寸安定性良好；
4、耐疲勞性佳;
5、耐候性佳;
6、電氣特性優(yōu);
7、無味無臭對人體無害符合衛(wèi)生安全。
主要性能
a、機械性能：強度高、耐疲勞性、尺寸穩(wěn)定、蠕變也?。ǜ邷貤l件下也極少有變化）；
圖2-3分子結(jié)構(gòu)
b、耐熱老化性：增強后的UL溫度指數(shù)達(dá)120~140℃（戶外長期老化性也很好）；
c、耐溶劑性：無應(yīng)力開裂；
d、對水穩(wěn)定性：高溫下遇水易分解（高溫高濕環(huán)境下使用需謹(jǐn)慎）；
2.3 PC注射成型過程及工藝參數(shù)
（1）、預(yù)熱干燥
120℃下干燥2～4小時。
檢查原料是否合格，可采用“對空注射”，如從注塑機射咀中流出的物料為：均勻無色、光亮、無銀絲、無氣泡，即為合格。也可以采取試啤方法來檢查原料是否合格：試啤時如產(chǎn)品表面無料花等缺陷。
（2）、成型溫度
成型溫度的選擇與樹脂的分子量及其分布，制品的形狀、壁厚、注塑機的類型有關(guān)。對于2mm以下的制品，成型溫度應(yīng)偏高，對于厚壁制品（10mm以上），成型溫度可略低。對于光學(xué)鏡片等制品，成型溫度可稍高，以便獲得熔融程度良好的膠體，制得的制品面型、透光性、集焦性都較好。
注塑機各段成型溫度按從前到后的順序可作如下設(shè)定：
炮筒射咀： 280℃～320℃
炮筒前部： 285℃～320℃
炮筒中部： 285℃～315℃
炮筒后部： 270℃～300℃
熔膠溫度范圍： 280℃～320℃
建議溫度： 300℃
3、模具溫度：80℃～120℃，建議一般情況采用90℃
4、注塑壓力：78.4Mpa～127Mpa（最高可達(dá)200Mpa）
5、注塑速度：中速至快速
6、螺桿轉(zhuǎn)速：28rap/min
7、熱處理：需要時，在125℃～135℃下4小時
內(nèi)應(yīng)力的檢查方法：制品浸入CCL4溶液，1～2分鐘內(nèi)未見裂紋者，應(yīng)力較小。
8、收縮率：0.7～1%
3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1分型面位置確定
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形式，考慮到中間把手結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行左右側(cè)向分型。而上下兩部也需要分型，故底部平面也需要一分型面，為了滿足制品外觀無熔接痕跡與提高成型效率，決定采用側(cè)向分型點澆口三板式注射模.
3. 2確定型腔數(shù)量和排列形式
3.2.1型腔數(shù)量的確定
該塑件精度要求一般，尺寸中等，可以采用一模多腔的形式，考慮到模具的制造成本與制件的結(jié)構(gòu)形式，初定為一模兩腔的模具形式。如圖3-1。
圖3-1型腔排列形式
3.2.2型腔排列形式的確定
該塑件為杯型件，型腔采用如圖所示的排列形式，為一模兩腔結(jié)構(gòu)，由型腔包裹型芯，型腔采用哈弗對開式結(jié)構(gòu)，分型時由斜導(dǎo)柱作用于側(cè)滑塊，拉動型腔向兩側(cè)分型，再有推件板和推桿推出制件，其型腔的排列形式如圖3-2所示。
圖3-2型腔排列形式
3.3確定模具結(jié)構(gòu)形式
從上分析可得知本模具的結(jié)構(gòu)形式為瓣合式雙分型面三板模，采用一模兩腔，推板和推桿聯(lián)合推出，流道采用平衡式，澆口采用點澆口，此外，為了縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率，保證塑件質(zhì)量，需在型芯內(nèi)開設(shè)冷卻水道。
3.4確定注射機選擇
3.4.1注射量的計算
通過計算機三維軟件建模分析，可知塑件的體積單個約為12.51c㎡，兩個約為25.02c㎡
按經(jīng)驗公式計算的：1.6×25.02=40（c㎡）
查找相關(guān)手冊得聚碳酸酯（pc）的密度為1.18－1.22 g/cm^3，取其平均數(shù)值為1.20 g/cm^3故所需塑料質(zhì)量為1.20×40=48g
3.4.2鎖模力的計算
通過計算機三維建模分析，可知單個塑件在分型面上的投影面積約為5870.3m㎡兩個約約為11740m㎡。按經(jīng)驗公式計算總面積為：1.35×11740=15849m㎡。又聚碳酸酯（pc）成型時型腔的平均壓力為35MPa（經(jīng)驗值）。
故所需鎖模力為：
Fm＝15849×35=554715N＝554.715kN≈555kN
3.4.3注塑機的選擇
根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式以及上計算結(jié)果決定選用XS-ZY-500注射機。注塑機參數(shù)如表3-1所示。
表3-1 XS-ZY-500的主要參數(shù)
理論注射容量（cm2）
500
鎖模力(kn)
3500
螺桿直徑（mm）
65
模板尺寸（mm）
700*850
注射壓力(MPa)
120
最大厚度（mm）
450
注射行程（mm）
200
拉桿空間（mm）
500*440
注射方式
螺桿式
最小厚度（mm）
300
噴嘴球半徑（mm）
18
定位直徑（mm
150
鎖模方式
液壓-機械
噴嘴口直徑（mm）
6
3.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計
3.5.1主流道設(shè)計
（1）主流道尺寸
根據(jù)所選注塑機，則主流道小端尺寸為
D=注塑機噴嘴尺寸+（0.5~1）mm=6m+1mm=7mm
主流道球面半徑為
Sr=注射機噴嘴球半徑+（1~2）mm=18mm+1mm=19mm
（2） 主流道寸套形式
本設(shè)計雖然是小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長度，將寸套和定位圈設(shè)計成分體式，考慮到定模扳和定模座板的厚度，主流道長度取30mm。主流道設(shè)計成圓錐形，錐角取5°，內(nèi)壁粗糙度Ra去0.4um。Cun套材料采用T8A鋼，熱處理淬火后硬度為53~57HRC。
3.5.2分流道設(shè)計
（1） 分流道布置形式
本模具分流道布置在中間板上，采用一模兩腔的平衡式分流道形式，使塑料熔體由中心向兩旁分散而出，如圖3-4。
圖3-4分流道模形
（2） 分流道長度
本模具采用兩級分流道，對稱分布，主流道位于中間，經(jīng)計算第一級分流道的長度取55.2mm，第二級分流道長度取20mm。
（3）分流道的形狀.截面尺寸
該塑件采用pc塑料，成型工藝性較好，考慮到加工和安裝的方便，決定第一級分流道采用半圓形截面，第二級分流道采用圓錐形截面。根據(jù)經(jīng)驗分流道的直徑一般取2～12mm，比主流道的大端小1～2mm。本模具的分流道直徑取8mm，圓錐形截面分流道的大端直徑取8mm，小端直徑與澆口尺寸一致，如圖3-5。
圖3-5 分流道截面形狀
（4）分流道的表面粗糙度
分流道的表面粗糙度Ra一般取0.8～1.6um，在此取1.6um。
3.5.3澆口設(shè)計
該塑件外形為類圓柱形，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)批量大，故采用點澆口。其優(yōu)點是去除澆口后，制品上留下的痕跡不明顯，開模后可自動拉斷，成型時可減少熔接痕，但模具應(yīng)設(shè)計成雙分型面（三板式）注射模，以便流道凝料。
本模點澆口的直徑取3mm，澆口長度取2mm。
3.5.4冷料穴設(shè)計
本模具有二級分流道，流程較長，在主流道末端設(shè)置冷料穴。冷料穴設(shè)置在住流道正面的中間板上，直徑稍大于主流道直徑，取10mm，長度取為6mm。另外，在一二級分流道交接處使一級分流道加長6mm，作為冷料穴。如圖3-6。
圖3-6
3.6脫模機構(gòu)的設(shè)計
3.6.1選擇推出類型
本模具為小型模具，根據(jù)模具的的結(jié)構(gòu)類型以及技術(shù)條件，選擇機動脫模最為適宜，這種推出方式具有生產(chǎn)效率高，人工勞動強度低的優(yōu)點。
該塑料制件為杯狀件，根據(jù)型芯結(jié)構(gòu)，選擇推件板加推桿組合脫模機構(gòu)較為適宜。推板由卸料螺釘連接，此外再在型芯中加入推桿推出。
圖
3.6.2推出力與脫模行程計算
注射成型的過程中，型腔內(nèi)熔融塑料因固化收縮在型芯上，為使塑件能夠自動脫落，需計算推出機構(gòu)在推出時所用的推出力
推出力F：
A為塑料包容型芯的面積㎡，經(jīng)計算為0.0226㎡。p為塑件對型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，取0.8×107～1.2×107pa，在此取1.2×107pa。u為塑件對鋼摩擦系數(shù)，一般為0.1～0.3。在此取0.3。a為脫模斜度，脫模斜度為該型芯斜度，經(jīng)計算為10°。
F=A*p*(u*cosa-sina)
F＝0.0226×1.2×107(0.3×cosa－sina)
F=792N
脫模行程：
脫模的過程中需把塑件完全推出對型芯的包裹范圍，本模具型芯的高度為90mm，所以該模具的脫模行程定為90mm
3.6.3尺寸與材料的選擇
帶肩推桿直徑為10mm長度280.21mm為材料選T8A。
推件板尺寸為100mm×250mm×15mm材料T8A。
3.7復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計
本模具采用側(cè)抽芯機構(gòu)，采用復(fù)位桿復(fù)位易發(fā)生干涉，因此采用彈性復(fù)位裝置較為適宜，在推桿固定板上加入彈簧。
3.8.側(cè)向分型機構(gòu)的設(shè)計
3.8.1選擇側(cè)向分型的結(jié)構(gòu)類型
考慮到塑件的結(jié)構(gòu)以及模具的加工難度，定為把斜導(dǎo)柱設(shè)在定模，滑塊設(shè)在動模。
3.8.2抽芯距與抽拔力的計算
在側(cè)滑塊應(yīng)從成型位置抽到不妨礙塑件頂出時的位置，抽芯距的計算公式：
S=Sc＋(2～3)mmSc為臨界抽芯距，該制件的臨界抽芯距為50mm
=50+3
=53mm
抽拔力公式：
F=A*p*(u*cosa-sina)
A為塑料包容型芯的面積m㎡，經(jīng)計算為15560m㎡。p為塑件對型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，取0.8×107～1.2×107pa，在此取1.2×107pa。u為塑件對鋼摩擦系數(shù)，一般為0.1～0.3。在此取0.3。a為脫模斜度。
經(jīng)計算結(jié)果為0.95kN
3.8.3斜導(dǎo)柱側(cè)抽機構(gòu)設(shè)計
（1）斜導(dǎo)柱設(shè)計
斜導(dǎo)柱的材料選取T10A，熱處理要求硬度≥55HRC，表面粗糙度為Ra0.8以下。
斜導(dǎo)柱的傾斜角a取22°33′比較理想，一般在設(shè)計時取a小于等于25°，最常用的在12°～22°之間。通常抽芯距較長時a可取大些，抽芯距短時，可適當(dāng)取小些，本模具抽芯距較長，經(jīng)計算取22°。
斜導(dǎo)柱工作長度L1與抽芯距S及傾斜角a有關(guān)
L1=S/sina
=53/sin22°
≈141mm
斜導(dǎo)柱非工作長度L2與斜導(dǎo)柱固定板厚度h及傾斜角a有關(guān)
L2=h/sina
=20/sin22°
≈54mm
總長度L＝L1＋L2+（10～15）mm=141+54+15=210mm
查表斜導(dǎo)柱的直徑20mm較為適宜。
（2）側(cè)滑塊設(shè)計
為了節(jié)省材料以及模具側(cè)型芯的配合更換采用組合式側(cè)滑塊，如圖3-7。
圖3-7組合式側(cè)滑塊
（3）導(dǎo)滑槽設(shè)計
斜導(dǎo)柱測抽芯機構(gòu)工作時，需要側(cè)滑塊有一定精度要求下沿一定的方向做往復(fù)自動，根據(jù)本模具側(cè)型芯的大小，結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計為T形槽。如圖3-8。
圖3-8導(dǎo)滑槽
（4）楔緊塊設(shè)計
本模具采用銷釘定位，螺釘固定的形式，該方式具有結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，易于更換的優(yōu)點。高度h的選取要避免開模讓位和閉模時的相互干涉h取50mm。如圖所示。
圖3-9楔緊塊
楔緊塊的楔緊角a′=a+2°～3°=22°+2°=24°
（5）側(cè)滑塊定位裝置設(shè)計
為了使斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確的插入側(cè)滑塊的斜導(dǎo)柱孔中，在開模的過程中側(cè)滑塊脫離斜導(dǎo)柱時必須定位，否則合模時會損壞模具，本模具采用彈簧拉桿擋塊形式。如圖3-10。
圖3-10側(cè)滑塊定位裝置
3.9排氣系統(tǒng)的設(shè)計
由于制件的尺寸較小，所以模具的排氣量很小，可利用分型面和推桿，型芯間的配合間隙排氣即可。該套模具較小，設(shè)置有兩根推桿，且有側(cè)向分型面，因此不需要單獨開設(shè)排氣槽。
3.10成型零件設(shè)計
3.10.1成形零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計
本模具采用一模兩腔，點澆口，三模板成型的方案。型腔采用鑲嵌結(jié)構(gòu)通過銷釘和模板連接。型芯采用圓柱形型芯，固定在東模板上。
因為塑件尺寸精度不高。該制件使用材料為pc，收縮率0.7％～1％，模具各零件的制造公差應(yīng)取塑件公差的1/3，但實際生產(chǎn)中常根據(jù)經(jīng)驗確定，詳細(xì)結(jié)構(gòu)件零件圖。如圖3-11，3-12。
圖3-11 型腔鑲件
圖3-12型芯
(1).型腔
塑件為杯形件，該件表面光滑，一側(cè)有把手，無法直接上下脫模，故采用左右分型，所以型腔采用瓣合式結(jié)構(gòu)。塑件的總體尺寸為直徑80mm×90mm考慮到一模兩腔以及澆注系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)零件的設(shè)置，型腔的尺寸為260mm×65mm×90mm，為了更換方便需要在型腔鉆銷釘孔以便裝配。
(2).型芯
與型腔相對應(yīng)，型芯分為兩個，尺寸取80×150mm（具體參考圖紙）。臺階處直徑取90mm。鑲件通過支撐板用螺釘固定在動模板上。
3.10.2成型零部件的尺寸計算
從相關(guān)資料查得，聚碳酸酯（pc）的收縮率為0.7%~1%，故平均收縮率為
該之間的公差為MT3,根據(jù)塑件尺寸公差的要求，模具制造公差取塑料制品公差的1/3，則型腔的徑向尺寸（以尺寸80mm為例）為：
=
=80.19
用同樣的方法，可計算出成形零件的全部工作尺寸，其成型尺寸如表3-1。
表3-1成型零件尺寸計算
尺寸類別
塑件尺寸
計算公式
計算結(jié)果
型腔尺寸
ф80
80.19
Ф75
75.14
H90
90.22
L10
9.82
Ф60
60.06
L3
2.79
型芯尺寸
Ф80
81.18
Ф71
72.10
Ф70
71.09
h84
85.21
h4
4.27
3.10.3成型零部件鋼材的選用
該塑件是大批量生產(chǎn)，成型零件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應(yīng)該良好，機械加工性能和拋光性能也應(yīng)該良好。因此決定采用硬度比較高的模具鋼Gr12MoV，淬火后表面硬度為58~62HRC。
3.11模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計
一般生產(chǎn)聚碳酸酯（pc）材料的塑件的注射模不需要加熱。由于本模具為瓣合式側(cè)分型結(jié)構(gòu)，本模具的冷卻形式采用型芯冷卻。型芯冷卻回路形式采用隔板式管道冷卻回路，如圖所示，在型芯內(nèi)部加入鑲件有直徑8mm的環(huán)形冷卻水孔，冷卻水有支撐板上的直徑為10mm的冷卻水孔進(jìn)入，沿著型芯的一端環(huán)形上升到型芯的上部，流入另一側(cè)，在回流到支撐板上的冷卻水孔流出。型芯和支撐板之間用密封圈密封。
3.12選擇模架
根據(jù)型腔的布局可看出，采用一模兩腔兩個個鑲件，嵌件的尺寸分別為260mm×60mm×90mm，又查資料可知此種矩形型腔側(cè)壁厚為19mm～21mm。在考慮到導(dǎo)柱，導(dǎo)套及連接螺釘，斜導(dǎo)柱布置應(yīng)占據(jù)的位置和采用推出機構(gòu)等各方面的問題，確定選用面板為350mm×230mm，結(jié)構(gòu)為GB/T 1835--2006型的模架，定模座板厚度取30mm，動模座板厚度取20mm。
下面確定各模板的尺寸：
(1).A板尺寸
A板為中間板，厚度取20mm。
(2).B板尺寸
B板尺寸為動模型腔板，塑件高度為90mm，此外需要在塑件下開設(shè)卸料板綜合B板厚度為120mm。
(3).R板尺寸
R板為型芯固定板，厚度取30mm。
(4).U板尺寸
U板為動模支撐板，在模板上需要開設(shè)冷卻水道，故需要一定的厚度，取30mm。
(5).C墊塊尺寸
墊塊厚度＝推出行程＋推板厚度＋推桿固定板厚度＋（5～10）mm=90mm＋20mm+15mm+5mm=130mm。
從選定的模架可知，模架的外形尺寸為：長×寬×高=350mm×230mm×380mm
3.13標(biāo)準(zhǔn)件的選擇
3.13.1螺釘
分別用4個M16的內(nèi)六角圓柱螺釘將定模板與定模固定板，動模板與動模固定板連接。定位圈通過4個M8的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模座板連接。
3.13.2導(dǎo)柱.導(dǎo)套
本模具采用4根導(dǎo)柱對稱布置。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的直徑均為20mm。導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/f7的間隙配合。采用帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)柱和導(dǎo)套工作部分的表面粗糙度Ra為0.4um。
3.14非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計
3.14.1推板導(dǎo)柱，導(dǎo)套
采用4根導(dǎo)柱對稱布置。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的直徑均為15mm。導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/f7的間隙配合。采用帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)柱和導(dǎo)套工作部分的表面粗糙度Ra為0.4um。
3.14.2定距拉桿
采用4根定距拉桿對稱布置。直徑均為20mm，長度取150mm。拉桿固定部分與模板按H7/f7的間隙配合。拉桿工作不分的表面粗糙度為Ra為0.4um。
4 杯型件模具注塑機校核與調(diào)試
4.1注塑機有關(guān)參數(shù)的校核
4.1.1最大注射量校核
為了保證正常的注射成型，注塑機的最大注射量應(yīng)稍大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道凝料）。通常注射機的實際注射量最好在注射機最大注射量的80%以內(nèi)。注射機最大注射量為500cm3。
0.8×500cm3=400cm3
40cm3＜400cm3
故最大注射量符合要求。
4.1.2注射壓力校核
安全系數(shù)取1.3，注射壓力根據(jù)經(jīng)驗取85MPa。
1.3×85MPa=110.5MPa
110.5MPa＜120MPa
故注射壓力校核合格。
4.1.3鎖模力校核
安全系數(shù)取1.2
1.2×555kN=666kN
666kN＜3500kN
故鎖模力校核合格。
4.1.4模具尺寸校核
模具的平面尺寸:350mm×230mm拉桿間距為550mm×440mm。
350mm×230mm＜550mm×440mm
合格；
模具高度：380mm，注塑機最大模厚為450mm，最小模厚為300mm。
300mm＜380mm＜450mm
合格；
模具開模行程：經(jīng)計算為90mm，注塑機開模行程為200mm
90mm＜200mm
合格。
綜合分析，本模具所選注塑機完全滿足使用要求。
4.2杯型件模具的裝配
4.2.1模具的裝配
裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。
在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運動精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。
塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。這種情況，定模各動模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔，最后安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模架的。
澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.05——0.15毫米，因為該處受噴嘴壓力的影響，在注射時會發(fā)生變形，有時在試模中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。
4.2.2?模具的工作原理及特點
特點:
模具采用局部嵌入式,這樣避免貴重材料的浪費以及便于加工成型;由于制品的下表面質(zhì)量沒什么要求,所以采用推件桿推出制件.另外模具有兩塊側(cè)抽芯。
工作原理:
根據(jù)模具裝配圖，開模時,模具分型面由下圖所示的地方分型,在分型的過程中,制件的外表面部分對定模的型腔有包緊的作用,但由于側(cè)型芯以及動模部分型芯,這樣就先使得制件留在動模部分;隨著動模的繼續(xù)移動,在制件還沒有完全脫離定模型腔而側(cè)型芯在斜導(dǎo)柱的作用下已經(jīng)完全脫離,由于模具的型腔設(shè)置1°拔模斜度,況且動模的制件沒有移動,它對動模的型芯的包緊力也較大,所以，制件在與定模脫離的過程中能安全的留在動模部分,最后推桿的作用下將制件推離動模型腔,脫出制件.合模時,推桿在復(fù)位桿的作用下退回原位,而滑塊也是在斜導(dǎo)柱的作用下回到原位,并且由楔緊塊將滑塊壓緊,使其在注射機注射的過程中不會回退。
4.2.3模具的保養(yǎng)
模具維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程
一． 目的：使設(shè)備能保持最佳的性能狀態(tài)和延長使用壽命，確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
二． 適用范圍：適用模具的維修和保養(yǎng)。
三． 定時檢查、維護(hù)：需由模具維修、上下模人員進(jìn)行定時保養(yǎng)和檢查。
1． 每日的例行檢查和維護(hù)：
1.1 運行中的模具是否處于正常狀態(tài)
a． 是否有低壓鎖模保護(hù)；
b． 活動部位如導(dǎo)柱、頂桿、行位是否磨損，潤滑是否良好？要求至少12小時要加一次油，特殊結(jié)構(gòu)要增加加油次數(shù)。
c． 模具的固定模板的螺絲和碼模夾是否松動；
1.2生產(chǎn)正常狀況:檢查產(chǎn)品的缺陷是否與模具有關(guān);
1.3下機時要對模具進(jìn)行全面檢查并進(jìn)行防銹處理: 抹干型腔、型芯、?出機構(gòu)和行位等部位水份并噴灑模具防銹劑或涂抹黃油。
1.4下機后的模具要放在指定地點并作好記錄: (1)模具狀況：完好還是待修。(2)下模時的防銹處理方式。
2． 每季的例行檢查：
主要是對放置兩個月以上沒有使用的模具進(jìn)行清理維護(hù)。
2.1打開模具,檢查是否有異常情況,須重新進(jìn)行防銹處理. 長期不使用的模具須涂抹黃油.
2.2 放回原位并作好記錄.
四． 維修注意事項：
1. 非專業(yè)維修人員或未經(jīng)專業(yè)維修人員允許，不可自行拆模維修。
2生產(chǎn)過程出現(xiàn)小的故障，調(diào)機人員可根據(jù)情況加以解決。如：2.1水口粘模：應(yīng)用銅針在進(jìn)料嘴處敲出，不可用鋼針等硬物敲打模具。2.2型腔輕微模痕，可根據(jù)型腔的光潔度選擇拋光材料.有紋面不可使用砂紙等拋光材料，一般用銅刷蘸鉆石膏或金剛砂漿刷洗，由專業(yè)維修人員完成。2.3產(chǎn)品粘模：一般用熱的塑料包覆產(chǎn)品及頂出部位，待冷卻后頂出。如用火燒注意不要損傷模具表面。
3. 專業(yè)人員維修模具時，不可隨意更改結(jié)構(gòu)，需要更改結(jié)構(gòu)須經(jīng)品質(zhì)工程部門同意后方可進(jìn)行。
4. 保證維修質(zhì)量，選擇合適的設(shè)備、材料、工具及其解決問題的方法，以最快速度完成。
五． 質(zhì)量記錄：
1. 注塑機及模具保養(yǎng)記錄表。
4.3模具裝配圖
模具裝配圖如圖4-1。
圖4-1
1-下模座 2-墊塊 3-螺釘 4-彈簧 5-銷釘 6-卸料螺釘 7-型芯固定板 8-卸料板 9-動模板 10-彈簧 11-定距拉桿 12-定模座板 13-定位圈 14-澆口套 15導(dǎo)套 16-導(dǎo)柱 17型芯鑲件 18-銷釘 19-螺釘 20-楔緊快 21-側(cè)型芯滑塊 24-斜導(dǎo)柱 25-卸料桿
5 結(jié)束語
在模具設(shè)計與制造學(xué)習(xí)過程中，我始終把學(xué)習(xí)作為獲得新知識、掌握方法、提高能力、解決問題的一條重要途徑和方法，切實做到用理論武裝頭腦、指導(dǎo)實踐、推動工作。思想上積極進(jìn)取，積極的把自己現(xiàn)有的知識用于社會實踐中，在實踐中也才能檢驗知識的有用性。在這三年的學(xué)習(xí)工作中給我最大的感觸就是：我們在學(xué)校學(xué)到了很多的理論知識，但很少用于社會實踐中，這樣理論和實踐就大大的脫節(jié)了，以至于在以后的學(xué)習(xí)和生活中找不到方向，無法學(xué)以致用。同時，在工作中不斷的學(xué)習(xí)也是彌補自己的不足的有效方式。信息時代，瞬息萬變，社會在變化，人也在變化，所以你一天不學(xué)習(xí)，你就會落伍。通過這一段時間的實習(xí)，并結(jié)合模具設(shè)計與制造崗位工作的實際情況，認(rèn)真學(xué)習(xí)的模具設(shè)計與制造崗位工作各項政策制度、管理制度和工作條例，使工作中的困難有了最有力地解決武器。通過這些工作條例的學(xué)習(xí)使我進(jìn)一步加深了對各項工作的理解，可以求真務(wù)實的開展各項工作。
致謝
首先感謝本人的導(dǎo)師丁海老師，他對我的仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。丁海老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！
感謝母?！幽蠙C電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。
感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗李博同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。
最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！
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