塑料水杯说明书

摘要

本设计为塑料水杯模具制作设计，其中设计了模具的分型面、主流道、浇口、分流道、推杆、导柱、推板等部分。本套模具是一套一腔两模的注射模，比之单型腔模具而言提高了生产效率，缩短了生产周期。

它系统的介绍了塑料水杯模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用。其中，涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题及特种加工工艺。在该模具设计中，利用计算机绘图软件绘制了零件图和装配图，以及制定了机械加工工艺过程卡。

本设计在保证加工质量的前提下，尽量做到在提高生产率的同时把生产成本降到最低。

关键词: 模具； 塑料水杯； 注射机；

1

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

Abstract

The design for the plastic cup mold design, mold design in which the sub-surface, main channel, gate, Stream Road, putter, guide posts, and so part of the push plate. This set of two-cavity mold is a mold of a injection mold, than the single-cavity mold in terms of increased productivity, reduced production cycle.

It is a systematic introduction to the plastic cup mold in various parts of the machining process and the entire mold assembly and use. Among the various parameters involved in the selection of injection machines, parts of the processing methods, injection mold structure and the related computational problems and special processing. In the mold design, the use of computer graphics software to draw diagrams and assembly drawings of parts and the development of a mechanical process card.

The design process in ensuring the quality of the premise, as far as possible, while improving the productivity of their production costs to a minimum.

Keywords: Die; plastic cups; injection machine

2

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

目 录

摘要 ······················································································································································ 1 绪 论 ················································································································································ 5 第一章 塑件材料的选择及性能 ··················································································· 7

一、 PC材料的分析································································································· 7 二、 PC材料的加工工艺及注意事项····································································· 7 1、 收缩性 ·············································································································· 7 2、 流动性 ·············································································································· 8 3、 热敏感性 ·········································································································· 8

第二章 塑料件的结构工艺 ······························································································ 9

一、塑料件的尺寸精度分析 ···················································································· 9 二、塑料件的使用性能分析 ·················································································· 10 三、塑料件的表面质量分析 ·················································································· 10 四、塑件的结构工艺性分析 ·················································································· 10

第三章 成型设备的选择和成型工艺的制定 ························································ 11

一、成型参数的确定 ······························································································ 11 二、塑件的体积与质量的计算·············································································· 12 1、 利用Pro/E进行体积的计算······································································· 12 2、所料水杯质量的计算····················································································· 12 三、模具所需塑料熔体注射量··········································································· 12 四、锁模力的计算 ·································································································· 13 五、设备选择 ·········································································································· 14 六、塑料成型工艺卡 ······························································································ 15

第四章 注射模具设计 ·········································································································· 16

一 、可行性分析 ···································································································· 16 1、最小壁厚要求································································································· 16 2、结构分析········································································································· 16 3、型腔数目的确定····························································································· 17 二、确定模具的类型 ······························································································ 17 三、确定模具的主要结构 ······················································································ 17 1、分型面的设计································································································· 17

3

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

2、浇注系统的设计····························································································· 18 3、模架的选择····································································································· 21 4、导向机构的设计选择····················································································· 22 5、限位拉杆的设计····························································································· 23 7、开模行程的校核与推出矩离········································································· 25 8、推出方式的确定····························································································· 26 9、冷却系统的设计····························································································· 26 10、成型零件的工作尺寸··················································································· 27

第五章 模具的安装与试模 ···························································································· 29

一、模具的安装结构图 ·························································································· 29 二、模具工作过程 ·································································································· 30 三、模具的安装试模 ······························································································ 30 1、模具的安装及调试························································································· 30 2、试模················································································································· 31 3、检验················································································································· 32

结论 ···················································································································································· 32

设计心得 ······································································································································· 33

致谢 ···················································································································································· 34 参考文献 ····································································································································· 35

4

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

绪 论

随着科学技术的发展，模具工业在国民经济中的地位愈来愈显得重要。利用模具成型塑件的方法，实质是一种少切削、无切削，多工序重合的生产方法。采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，可以大大的提高生产效率，保证零件质量，节约材料，降低成本，从而取得很高的经济效益。因此，模具成型方法在现代工业的主要、部门中得到了极其广泛的应用。它已成为工业进行大批两生产的重要技术手段，对于保证制品质量，缩短试制周期，进而争先占领市场，以及产品的更新换代和新产品的开发都具有决定性的意义，明显地成为技术经济和国民经济发的关键。

我国模具工业发展到今天经历了艰辛的历程，以前由于我国经济工业基础薄弱，模具使用少，模具生产都由个体模具作坊制作，大多结构简单，精度低。近几年来国家大力发展工业，组织了专门的技术力量，取得明显进步。由于机械、电子、轻工、仪表、交通等工业部门的蓬勃的发展、，对模具的需求越来越多，质量要求日益提高。国家部门对模具工业更加重视，对专业模具厂家投资以进行技术改革，引进国外先进的技术，制定有关的模具标准。通过这一系列的措施，使模具工业有了很大的发展。尤其进几年来，模具行业采用了先进的工艺设备和技术，使我国模具加工水平更接近国外先进水平。

但是，有了先进的设备和技术，还需要有专门的技术人才去实现，才能使先进的设备和技术得到应用。而我国目前行业技术人员短缺，技术等级水平较低，与模具工业的发展及国民经济对模具工业的要求有一定的距离。要大力发展模具技术，就必须大力开发人才，造就大批有文化、有技术、动手能力强的模具专业技术人才。

毕业前的这次毕业设计是上岗前的一次全面性的大练兵，本次毕业设计的课题是塑料水杯模具设计，我将用这二年所学来完成本次毕业设计，并且以诚实、认真、谦虚、谨慎的态度严格要求自己，一丝不苟地完成设计任务，并深刻地体会设计工程中所学所获，为今后的工作打下良好的基础。同时要感谢所有老师对我的指导以及我们班的同学对我的帮助。

由于本人水平有限，错误缺点在所难免，恳请老师批评指正

5

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

《塑料模具设计与制造》毕业设计任务书

专业：模具设计与制造 班级：08模具订单班 姓名：郭会来 学号：208100401 设计题目：塑料水杯 塑件图：

图1-1 塑件技术要求： 1． 材料：PC

2． 生产批量：大批量生产

3． 标注公差：未标注公差为自由公差，故选取MT5 设计内容：

1． 绘制注射模总装图

6

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

2． 绘制非标准模具零件图 3． 编写设计说明书

第一章 塑件材料的选择及性能

一、 PC材料的分析

PC全名称聚碳酸酯，属于热塑性材料。是一种非晶体工程材料，具有特别

好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。收缩率很低，一般为0.5%-0.8%。PC有很好的机械特性，但流动特性较差，因此这种材料的注塑过程较困难。如果塑件要求有较高的抗冲击性，那么就使用低流动率的PC材料；反之，可以使用高流动率的PC材料，这样可以优化注塑过程。

优点 ：1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广

2、高度透明性及自由染色性 3、耐疲劳性佳 4、耐候性佳 5、电气特性优

6、无味无臭对人体无害符合卫生安全 7、成形收缩率低、尺寸安定性良好

缺点 ： 成形品设计不良易产生内部应力问题

二、 PC材料的加工工艺及注意事项

塑料成型工艺特性是塑料在成型加工过程中所表现出来的特有性质，下面，

对注塑材料PC工艺特性进行分析：

1、 收缩性 塑料从温度较高的模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积会

发生收缩变化，这种性质称为收缩性。收缩性的的大小以单位长度塑件收缩量的百分数来表示，称为收缩率。通过查《模具设计手册》附录B 常用塑料的收缩率，可得：PC塑料成型的收缩率为0.5%—0.8%，由于塑件的结构，模具的结构，成型工艺条件等都会影响塑料的收缩率变化，取

7

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

一个相对平均值：0.6%。

2、 流动性 塑料在一定的温度、压力作用充填模具开腔的能力，称为塑料

的流动性。塑料的流动性差，就不容易充满开腔，易产生缺料或熔接痕等缺陷。但流动性太好，又会在成型时产生严重的飞边。由于PC的流动性较差，再这里使用高流动率的PC材料，这样可以优化注塑过程。

3、 热敏感性 塑料的化学性质对热量的敏感程度称为热敏性。热敏性塑料

在成型过程中很容易在不太高的温度下发生热分解、热降解，从而影响到塑件的性能，色泽和表面质量等，另处，塑料熔体发生热分解或热降解时，会释放出一些挥发性气体，这些气体一般具有腐蚀性，或有毒，不管是对人，还是模具都会造成一定的影响。PC塑料成型温度为270℃-320℃，经查中国人力资源专家网提供的材料编经验值得，到达330℃变色，于料温达到350℃时，塑料出现分解。于是注塑成型是，一般取270℃-320℃。

综上所述：

1.

PC收缩比较大，成型收缩后，对型芯具有比较大的包裹力，为方便塑件顺利脱模，应将脱模斜度设计为较大值，但本次设计的水杯，由于结构上自带斜度，能够顺利的脱模，故本次设计不考虑型心的脱模斜度。

2.

PC溶融时的流动性较差；较低的热敏性；属于吸湿性塑料。于是在成型是需要控制好，成型温度，压力，注射前的干燥处理等。

3.

熔融温度高且熔体粘度大，对于大于200g的塑件应用螺杆式注射机成型，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴，并加热，严格控制模具温度，一般在70～1200为宜，模具应用耐磨钢，并淬火。

4.

水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度显著下降现象。

5.

易产生应力集中，严格控制成型条件，塑件成型后需退火处理，消除内应力；塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金属嵌件造成应力

8

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

集中。

附表1—1 PC材料性能、工艺参数表

干燥温度： 干燥时间： 模具温度： 成型温度： 注塑压力： 保压压力： 背压压力： 注塑时间： 保压时间： 收 缩 率： 比 重： 干燥处理： 110-120℃ 3-4小时 90-110℃ 270-320℃ 80-130MPa 40-60MPa 3-25MPa 0-5S 20-30S 0.5-0.8% 1.2 PC材料具有吸湿性，加工前的干燥很重要。建议干燥条件为110C到120C，3~4小时。加工前的湿度必须小于0.02%。 270-320C。 模具温度：70~120C。 尽可能地使用高注射压力。 对于较小的浇口使用低速注射，对其它类型的浇口使用高速注射。 加工工艺

注意事项 熔化温度： 注射压力： 注射速度： 第二章 塑料件的结构工艺

一、塑料件的尺寸精度分析

塑件的精度一般不高，影响塑件精度的因素主要有：模具成型零件的制造误差、模具成型零件的磨损、塑料成型收缩率的波动、模具安装配合的误差和水平飞边厚度的波动等。对于PS塑料的公差等级的选用当有标注公差尺寸时对应的高精度取MT2，一般精度则取MT3，当末注公差尺寸时取MT5，本次设计的水杯未标注公差，所以按PC材料模塑件公差等级（GB/T 14486-1993）选取公差等级为MT5。其主要尺寸公差如下（单位均为mm）

9

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

000000成型零件的外形尺寸： 1000.57、70.14、30.12、20.10、800.50、580.37、

000540.37、R20.10、R1.50.10、

二、塑料件的使用性能分析

塑件外表面光亮耐磨，平整，需要适当的强度和弹性，不容易产生的变形，整体无变形即可。

三、塑料件的表面质量分析

该塑件要求外形美观，内、外表面光滑，没有斑点及熔接痕现象，内、外表面粗糙度均可取Ra0.4μm。塑件制品内、外表面成型后方不可见边缘有缺陷，边缘面要求平整。

四、塑件的结构工艺性分析

① 从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求， 前、后面都用圆弧过度。

② 塑件整体结构较大，平均壁厚为3mm，壁厚检测分析如图2-1所示，超过PS塑料的最小成型壁厚,可注塑成型:

10

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

图2-1 厚度检测分析

综上所述，从精度上看，PC注塑成型可满足尺寸要求，表面粗糙度要求（PC Ra可达到0.025～1.6/μm）。从结构上看，可考虑整体边缘为最大分型面，从塑件的表面质量要求看，浇口选择在塑件的底部，提高它们的力学性能。由于塑件整体结构较大，但生产批量大等但生产批量大等。我们可以考虑使用一模多腔的注塑成型，提高生产效率。

第三章 成型设备的选择和成型工艺的制定

一、成型参数的确定

查《中国模具设计大典》、《塑料成型工艺与模具设计》得 PC塑料的有关注塑成型参数：

密 度 ： 1.18~1.20g/mm³ 收 缩 率 ： 0.5%~0.7%

预热温度 ： 110℃～120℃，预热时间8～12h 料筒温度 ： 后段160～180(℃) 料筒温度 ： 中段180～200(℃) 料筒温度 ： 前段200～220(℃) 喷嘴温度 ： 240℃～250℃ 模具温度 ： 90℃～110℃ 注射压力 ： 80～120MPa

注射时间 ： 注射时间3～5s，保压时间10～30s，冷却时间20～29s. 成型周期 ： 40～190S

11

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

二、塑件的体积与质量的计算 1、 利用Pro/E进行体积的计算

根据产品图纸，将塑料水杯按为1：1比例尺寸 在Pro/E进行实体三维建图。利用PROE分析指令对塑料水杯进行体积的计算，如图3-1

体积=7.516048e+04 mm3

其中e=1 04=10000

水杯体积V=10007.52 mm3

图3-1 2、所料水杯质量的计算 根据分析PC材料ρ=1.20g/cm3

W= ρv

=1.20×10007.52×10-3 =12.0090g

三、模具所需塑料熔体注射量

根据生产批量为大批量生产，由于注塑件的尺寸比较大，初步选择采用一模二腔，按《塑料模具设计指导》2.1.2.4有如下模具所需塑料熔体注射量的计算

12

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

公式：

M = N M1+ M2

式中，M—— 副模具所需塑料的质量或体积（g或cm3） N —— 初步选定的型腔数量

M1—— 单个塑件的质量或体积（g或cm3） M2 ——浇注系统的质量或体积（g或cm3）

M2 ：浇注系统的质量或体积，它与注塑件的质量和塑料的流动性能有一定的关系，是一个不定值，但据注塑厂的统计资料，M2 取15%-20%。在这里我们选用M2 =0.6N M1 则有：

M = 1.6NM1

= 1.6×2×12.0090 =38.4288 cm3

四、锁模力的计算

FM=（NA+A）P型

1

2

式中，FM ——模具所需要的锁模力（N）

N —— 初步选定的型腔数量

A1 ——单个塑件在分型面上的投影面积（mm2） A2 ——流道凝料在分型面上的投影面积（mm2）

P型——塑料熔体对型腔的平均压力(MPa)

其中，A2 按分型面上投影面积A1 的0.2～0.5倍。取中间值0.3，利用Pro/E进行注塑件投影面积分析（一模两腔两起分析），A1 投影面积为：4997.01mm2如图3- 2所示

13

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

根据资料《塑料模具设计指导》常用塑料注射成型时型腔平均压力表2-2中，PC属于中等黏度塑件及有精度要求的塑件，P型 取40

FM =（NA+A）P

1

2

型

=（2×4997.01+0.3×4997.01）×40 =（9994.02+1499.1)×40 = 459724.8N 五、设备选择

根据塑化塑化温度，额定注射量，注射压力，锁模力要求，参考《塑料成型工艺

设计与模具设计》P105表4.2 常用国产注塑机的规格和性能。初步选择采用注射机型号：XS-ZY-125 其有关的参数为： 螺杆直径 45mm 额定注射量 125cm³ 注射压力 146MPa 锁模力 900KN 最大注射面积 320cm 最大开合模行程 300mm 最大模具厚度 300mm 最小模具厚度 200mm 喷嘴圆弧半径 12mm 喷嘴孔直径 4mm

14

2

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

六、塑料成型工艺卡

根据PC材料的注射成型工艺分析、塑料水杯的结构分析及相关资料《塑料注塑模结构与设计》编写如下表3-1成型工艺卡片

车间 零件名称 装配图号 零件图号 塑料水杯 SZTLH001 材料牌号 材料定额 单件重量 PC 12.009g 材料 干燥 塑料成型工艺卡片 资料 编号 共1页 第1 页 设备 G54-S200/400 型号 每模 2 件数 工装号 设备 温度/℃ 110~120 时间/h 后段/℃ 料筒中段/℃ 温度前段/℃ （℃） 喷嘴/℃ 模具温度/℃ 注射/s 时间 保压/s 冷却/s 注射压力/MPa 背压力/MPa 3-4h 210~240 230~280 240~285 240~250 90~110 0~5 15~30 15~30 80~130 5~25 压力 15

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

温度 后处理 时间 检验 编制 校对 审核 100 8~10 组长 时间 定额 辅助/min 单件/min 检验组长 车间主任 主管工程师 第四章 注射模具设计

一 、可行性分析

1、最小壁厚要求

根据图纸，水杯壁厚为3mm。《模具设计指南》常用塑料壁厚选用范围中，PC材料壁厚范围为1.25-3.5mm。本次设计壁厚3mm，所以水杯平均尺寸大于PC材料的实际最小注塑尺寸,可注塑成型。

2、结构分析

塑件整体结构均匀，内有R1倒角，型芯机构设计成整体式，如图4-2 （a）所示，需要用到线切割和数控铣加工，是模具加工费较贵，且小的角槽容易磨损，一但磨损过量，则整个型腔需要更换，浪费大量的费用，从模具的加工性、经济角度出发考虑，所以型芯机构设计成拼块组合式，如图4-2 （b）所示，有利于加工，便于更换，即可节省模具的成本费。型芯设计成组合镶嵌式可以用铣工单独加工完成。

（a）

Aa

16

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

a整体式 b镶嵌式 图 4-2 型芯的形式

综上所述：塑料水杯，满足最小注射壁厚，注射没有明显的缩痕现象，注射型成气泡少，且可利用合理的合模间隙排气。模具可加工简单，结构合理。

3、型腔数目的确定

根据模具的生产批量为大批量生产，一模多腔能提高生产效率，降低每一件产品的模具费用。根据一模两腔塑件的体积V=38.4288 cm3，塑件体积比较大，按初步选择的注射机XS-ZY-125额定的注射量为125 mm3，可成型一模具多腔。但随着模具型腔数目的增加，塑件的精度降低，模具结构复杂，制造成本提高，注塑质量差。综合考虑，塑料水杯的模具设计采用一模两腔结构。

二、确定模具的类型

1、塑料采用注射成形法生产。为保证塑料表面质量，使用点浇口成形，由于塑件较大，所以一个塑件采用一个点浇口，因此模具应为双分型面注射模（三板式注射模）。

2、模具采用一模两腔，模具规模较大，为了降低加工难度，模具采用组合镶嵌式。

三、确定模具的主要结构

1、分型面的设计

模具设计中，分型面的选择很重要，它决定模具的结构复杂程度，需要考虑的因素也比较多，由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在分型面的选择要综合分析比较，从中选择最佳的方案。选择分型面一般要遵循以下几项原则：

① 分型面应选在制件外形最大轮廓处。

17

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

② 分型面的选择要便于制件顺利脱模，尽量使制件在开模时留在动模边。 ③ 分型面的选择要保证制件的精度要求，满足模具加工制造工艺。分型面

选择不要影响模具排气和抽芯机构

分型面取塑件底面为主分型面，结构简单，利于气体的排出，下图4-3 A 、B两种分型面的设计。

A图 B图

图4-3分型面的设计

㈠、图A整体式：结构复杂不利于加工且不可完成侧向分型。只能使模具复杂。 ㈡、图B组合拼块式：结构简单利于加工及顺利完成，从塑件的整个外表有较高的光洁度要求，浇口不能设计边沿或上表面上，于是此分型面的方式必需采用点浇口，设计在塑件的底部，在合模时，可将模具锁紧。

综合分析，采用图B分型设计。

2、浇注系统的设计 （1）主流道的设计

主流道是注射机喷嘴与分流道的塑料熔体的流

动通道，其形状尺寸对熔体的流动和充模时间有较大的影响。主流道一般设计在浇口套中，为更容易的拔出主流道的锥角为20～40结构如右图4-4所示

18

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

图4-4主流道的设计

（2）分流道的设计

分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。其主要形式有：圆形、梯形、U形、半圆形、矩形、六角形4-5所示。

图 4—5 分流道

其中，梯形和半圆形加工较为容易，且热量损失与压力损失均不大，所以在此设计中，选用半圆形流道。

根据经验，梯形的主流道热量损失与压力损失，所以分流道设置为梯形。

（3）分流道的布局

模具结构为一模二腔，型腔排列采用矩形纵向对排卡位孔在内侧的方式，各型腔压力平均同时充满，分流道的排列方式如下图4-6所示。

19

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

图4-6 分流道的设计

（4）浇口的设计

考虑浇口的灵活性，加工方便，及零件的表面质量要求，所以选用点浇口进料，减少了浇注系统塑料的损耗量，同时去除浇口容易，且不留明显痕迹。如下图4-7所示

图4-7点浇口

浇口尺寸：d=1、L=1、a=8°

其中，主流道衬套和定位环由主流道尺寸，衬套尺寸选择标准件。如下图4-8

20

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

图4-8衬套和定位环的选择

3、模架的选择

根据模具的主体结构，结合其一模两腔、点浇口的特性。选择三版试模具。

其具体型号为：龙记FIC 模具规格：2535 A板为140cm B板为70cm C板为80cm。如图4—8所示。

21

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

图4-8 标准模架的选择

4、导向机构的设计选择

（1）导向机构的功用

任何一副模具在定动模之间都设置有导向机构。其作用有如下：

①定位作用：合模时维持动定模之间的一定方位，合模后保持模腔的正确形状。 ②导向作用 合模时引导动默按序闭合，防止损坏型芯，并承受一定的侧向力。 ③承载作用 采用推件板脱模或三板式模具结构，导柱有承受推件板和定模型腔板的重载荷作用。

④保持运动平稳作用，对于大中型模具的脱模结构，有保持机构运动灵活平稳的作用。

（2）导向机构的设计

①导柱 国家标准规定了两种结构形式，带头导柱和有肩导柱。有的导柱开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩檫，小型模具和生产批量小的模具主要采用带头导柱，大型模具和生产批量大的模具多采用有肩导柱。中小型模具导柱直径约为模板两

22

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

直角边之和的1/20—1/35。大型模具导柱直径约为模板两直角边之和的1/30—1/40。具体直径可查塑料模架标准。国家规定导柱头部为接锥形，截锥形长度为导柱直径的1/3，半锥角为10 º—15 º，也有头部采用半球形的导柱，导柱具体尺寸可查有关国家标准。

② 导套 直导套多用于较薄的模板，比较厚的模板须采用带头导套，导套壁厚通常在3-10mm ，视内孔大小而定，大者取大值，带头导套轴向固定容易，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，导套具体尺寸可查有关国家标准。如图所示：图c直导套；图d

带头导套。S=5 L=40 d=24 壁厚为2（《塑料模具设计手册》 P87-91

（3）设计导套和导柱须注意的事项

①合理布置导柱位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模模具四角的危险断面上，通常设在长边离中心线的1/3处最安全。导柱布置方式常采用等直径不对称布置，或不等直径对称布置。 ②导柱工作部分长度应比型芯端面高出6-8mm ，以确保其导向与引导用。 ③导柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度时采用H8/f8，甚至H9/f9） 导柱固定部分配合精度采取H7/k6；导套外径的配合精度采取H7/6。配合长通 常取配合直径1.5-2倍，其余部分可以扩孔，以减小摩檫，并降低加工难度。 ④导柱与导套应有足够的耐磨性，多采用低碳钢经渗碳淬火处理，其硬度为 HRC48-55，也可采用T8或T10碳素工具钢，经淬火处理。导柱工作部分的粗糙 度为RaR0.4，固定部分为Ra0.8；导套内外圆柱面表面粗糙度取Ra0.8为妥。 ⑤导柱可以设置在动模一边或定模一边，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边便于塑件脱模，一般情况下导柱多设在有型芯的一边，有时动定模两边均设有导柱，分别起着不同的作用。⑥导柱头部应制成截锥形或球头型； 导套的前端也应导角，一般导角半径为1-2mm。

5、限位拉杆的设计

本模具设计是双分型面，所以必须要设计一个限位装置来控制中间板与定模座板的距离，经查阅资料本设计选择限位拉杆作为限位装置，如图4—9所示限位拉杆是在模具中起限位作用。

23

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

图 4—9限位拉杆

L= S+K

L—拉出浇口凝料距 S—浇口的深度 K—安全系数（一般取3～10mm） L=S+K=122+5=127

L1是在开模时利用水口板把主流道中的凝料拉出来，限位距离。

定模座板水口板定模板动模板图 4—10 限位拉杆安装图

限位杆安装于图4-10所示。

6、模具安装尺寸校核

24

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

（1）模具安装尺寸校核

模具整体尺寸长宽高：长275、宽350、高376mm，第三章所选的XS-ZY-125注射机的模具尺寸要求为：高〈300mm ，尺寸不符合注射机对模具的尺寸要求。故，从模具的综合因素考虑，最终注塑机确定为：G54-S200/400。长〈634mm、宽〈532mm高〈496mm。模具的整体尺寸符合注射机对模具的尺寸要求，模具的闭合高度小于注塑机的最大模具厚度要求406mm。

模具的整体尺寸符合注射机对模具的尺寸要求，可方便的安装到注射机上。 G54-S200/400，其有关的参数为：

额定注射量 200～400cm³ 注射压力 109MPa 锁模力 2540KN 最大注射面积 5cm 最大开合模行程 300mm 最大模具厚度 406mm 最小模具厚度 165mm 喷嘴圆弧半径 18mm 喷嘴孔直径 4mm 动定模板尺寸 532×634mm 拉杆间距 290mm×368mm

2

7、开模行程的校核与推出矩离

合理的开模行程，能保证制件的顺利脱落，同时可以缩短成形周期，提高生产效率。《塑料成型工艺与模具设计》开行程校核的公式如下：

S≥H1+H2+（5～10）mm

式中 S——注射机最大开模行程，mm

25

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

H1 ——推出距离（脱模距离），mm

H2 ——包括浇注系统在内的塑件高度，mm

根据注射机型号有S=300mm、H1 推出距离，一般取塑件高度加上一个安全距离（3～10）mm则H1 =100+5=105mm H2 =165于是有 ：

S≥H1+H2 +5=105+165+10=275

综合考虑，螺杆式注射机G54-S200/400，满足模具最大行程要求。且塑

件的推出行程为105mm。

8、推出方式的确定

由分型面的设计来看，塑件能在顶出零件的作用下，通过一次顶出动作，就能将塑件全部脱出。其推出机构如下图4-11所示：

图4-11 一次推出机构

9、冷却系统的设计

模具的成型零件在型腔部分，所以本次设计的冷却水道都分布在型腔上。共

26

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

有两条冷却水道的设计，如图4-12

图4-12冷却水道的布置

10、成型零件的工作尺寸

在设计成型零件时，一般应考虑如下问题。

（1）应尽量保证注射塑件的外观完整性，使其外表表面美观，避免尖角、毛

边、飞刺等损伤人体的情况出现。

（2）应使成型零件的加工工艺简单合理，最省时省力，并能达到必要的装配

精度。

（3）成型零件应有必要的制造和装配的基准面，力求装配时定位可靠，快捷。 （4）相互配合的部分应尽量减少配合面，以便于制造和装配 （5）局部嵌件应便于修复和更换。 （6）应使塑件在使用时方便、简捷。 （7）成型零件应具有足够的强度和刚度

27

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

该塑模的成型零件表面的工作尺寸用平均收缩率方法计算。取PC的平均成形收缩S=0.6%，塑件未注公差按照《塑料模成型工艺与模具设计》表3.9塑件公差数值表（GB/T 14486—1993）MT5精度要求选取

具体计算详见下表4-13

其中: 模具最大磨损取塑件公差的1/6；

模具制造公差〥z=△/3,

△为塑件允许的公差值 类 别 型 腔 的 计 算 模 具 零 件 型 腔 的 内 型 尺 寸 型 腔 的 内 深 度 寸 型 腔 的 外 型 尺 寸 塑件尺寸 0800.50 计算公式 (Lm1)+〥Z 0工作尺寸 080.110.16 0580.37 =[(1+S)Ls1-3/4△]+〥Z 0 058.070.12 0R20.10 01000.57 0R1.940.03 +〥Z +〥Z (Hm1) 0=[(1+S)Hs1-2/3△] 0 0100.260.16 020.10 01.950.03 型 芯 的 计 0770.48 (Ls1)-〥Z=[(1+S)Ls1+3/4△]-〥Z 0 0 077.410.16 5500.37 055.320.12 0R2.070.03 0R20.10 28

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

算 型 芯 的 高 度 尺 寸 0930.55 (hm1)-〥z=[(1+S)hs1+2/3△] -〥Z 0 0 093.380.18 表4-13 成型零件的尺寸计算

第五章 模具的安装与试模

一、模具的安装结构图

图5-1 模具的安装结构示意图

29

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计 1—浇口衬套2—定位环 3—定模座板 4—水口板 5—橡胶 6—定模板 7—限位拉杆8—型腔9—尼龙拉模扣 10—型芯11—动模板 12—复位弹簧13—复位杆14—垫铁 15—动模座板16—垃圾钉17—推板18—推杆固定板 19—支承柱 20—顶杆 21—导柱 22—型芯镶件 23—导套 24—型腔镶件 25—啤喉

在模具安装和过程中，保证推杆底面的位置，与型芯镶件平齐。型腔镶件固定在定模板上。动模板，压紧型芯镶块及型芯镶件，导柱与导套安装运动顺畅。

二、模具工作过程

开模时，注塑机开、合模系统带动定模座板以后的部分后移，首先由橡胶、尼龙拉模扣的作用在水口板与定模板之间移动一段距离，把浇口里面的凝料拉断，拉杆端部的与动模座板接触，在带动水口板移动，把主流道里面的凝料拉出来，然后在定模部分的辅助分型面之间自行脱落或由人工取出，完成第一次分型。动模继续后移一定距离，主分型面分型。因塑件包紧在型芯镶件上，随动模部分继续后移直至推出机构开始工作，注塑机的推杆在推出机构的作用下将塑件从型芯上推出，塑件在动模分型面之间自行脱落，完成第二次分型，即开模过程。 合模时，模具在注射机推杆的作用下，由推杆推动推板在推动复位杆进行复位和导柱导套的定向作用，完成合模过程。

三、模具的安装试模 1、模具的安装及调试

模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地，并安装在指定注射机的全过程。

（一）、模具安装在注射机上要注意以下几方面： A、模具的安装方位要满足设计图样的要求。

B、模具中的侧抽芯结构，尽量使其运动方向为水平方向。

模具在注射机上的固定采用螺钉，压板的形式，如图5-3所示。每侧6块压板，对称布置。

30

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

图5-3 模具固定

1－压板 2－螺钉 3－模具 4－注射机安装板

（二）、 模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活，定位装置是否能够有效作用。要注意以下方面：

A、合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。、

B、活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正

确可靠。

C、开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。

D、冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。

2、试模

模具安装调试后既可以进行试模 1、加入原料

原料的品种、规格、牌号应符合产品图样中的要求，成形性能应符合相关标准的规定。原料一般要预先进行干燥。

2、调整设备

按照工艺条件要求调整注射压力60～100、成形时间50S、成形温度等工艺参数。

3、试模

将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压、低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效时，可以适当提高温度

31

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

条件。试模注射器出样件。试模过程中容易产生的缺陷及原因可参考相关资料。

试模过程中，应进行详细记录，将结果填入试模记录卡，并保留试模的样件。

3、检验

通过试模检验出模具结构是否合理；所提供的样件是否符合用户的要求；模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产出的样件满足客户的要求。

结论

塑料水杯是薄壳塑件且出于该产品外形美观，手感好的使用要求，因此其模具设计采用采用了点浇口浇注系统，保证塑件的表面质量要求。分型面的合理选择，让模具结构变成更简单。模具采用了一模两腔结构，更有利于批量化与自动化生产。在模具结构比较复杂容易磨损的地方，利用高性能的模具材料采用镶嵌式的结构，提高模具寿命的同时，降低模具加工难度。

设计当中，运用了PRO/E，塑料顾问专家等模具辅助设计软件对塑件进行三维造型、交口位置的选择、注模分析、厚度检测、气泡分析、冷却系统设计的分析。该软件基于特征以及参数化的特点使其具有强大的功能，能够解决这种特殊问题。为获得高质量的产品，采用数值模拟与经验设计相结合的方法对塑料水杯成型规律进行了探讨和研究，使整个模具的设计制造周期缩短，优化了模具的结构和工艺参数，大大减少了试模的次数，提高工作效率提前解决了许多生产方面出现的问题，提高了模具一次试模成功率。设计中，运用了CAD作图软件，提高了绘图效率，让图纸更加清晰规范合理。

32

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

设计心得

毕业设计是对大学三年所学知识与能力的综合应用和检测，是每一个合格的大学生的必经工程，也是一个重要的实践性教学环节。本次毕业设计，不仅培养了我正确的设计思想；同时也让我掌握了工程设计的一般程序和方法，使我对塑料模具设计的各种成型方法，成型零件的设计，成型零件的加工工艺，主要工艺参数的计算，产品缺陷及其解决办法，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握，锻炼了我综合运用知识的能力。

通过此次的毕业设计，给我最大的感触就是理论与实践是分不开的。光有理论是远远不够的，就像 “纸上谈兵”。所以学校安排的生产实习很有必要。另外在这个过程中，还培养了自身的思考问题、解决问题的能力。

在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，请教各位老师有关模具方面的问题，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。

在做毕业设计时，让我知道自己专业知识的缺乏与不扎实、不牢固性，也让我意识到自己还有很多地方需要加强的。在设计时，也难免会遇到一些难以解决的凝难问题,但通过老师的耐心指导和同学之间的相互交流与讨论，使我很顺利地克服了这些。从而从中也学到了许多,使自身在各方面的能力都有了很大的提高和完善，各方面在能力都得到了很好的煅炼。

毕业设计不仅是老师对我的学习所进行的一次测试，也是我对自身的一次检

33

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

查，是我对所学课程的一次深入的综合复习,也是今后走向社会在工程设计中的一次实践与经验。通过这次设计，让我发现了自身知识的缺乏和不足，从而更好更彻底地认识、规划、完善自己，去适应这种竞争激烈的社会现实，我将会在以后的工作中做得更好,更完善。

从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过一个月的努力，我相信这次毕业设计一定能为四年的求学生涯划上一个的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。

致谢

首先，我要向在本次设计期间自始至终为我提供各项帮助的蒋小波指导老师表示衷心的感谢。

毕业设计以来，我的指导老师蒋老师、给予了我耐心指导、细心的帮助和热情鼓励，同时还带领我们参观学校实训车间的模具，并给我们细心的讲解模具的结构，并亲自利用模具注塑零件，拓宽了我的视野和思维，更让我顺利完成了毕业设计工作。他严谨的治学态度，执着的敬业精神给我留下了深刻印象。

同时，向对华大精英的尹老师致以最真挚的感谢。是老师的辛勤付出，给我对模具设计上有了更深的理解。

在此期间，也感谢同学之间的相互帮助，在此建立了深厚的友谊。 最后向为我们提供各种便利条件和优越环境的学院，表示由衷的谢意！即将离校之际，我真诚地向各位老师道声谢谢，祝你们工作顺利，母校越办越好！

34

贵师大职业技术学院 塑料水杯模具设计

参考文献

1、 申开智主编，塑料成型模具第2版 北京—中国轻工业出版社，

2009.3

2、 金大鹰主编,机械制图第2版北京—机械工业出版社,2008.1 3、 林清安.PRO/ENGINEER 2000i2模具设计.北京大学出版社2001.8 4、 林清安.PRO/ENGINEER 2000i2零件设计实务.北京大学出版社.2001.4 5、 吴宗泽．机械设计课程设计手册：第二版[M]．北京：高等教育出版社，

2004 .2

6、 许鹤峰，陈言秋.注塑模具设计要点与图例.化学工业出版社.1999.7 7、 8、

高为国.模具材料[M].机械工业出版社.2002.6

党根茂．模具设计与制造[Ｍ]．西安：西安电子科技大学出版社，2004.2

9、 周炳尧等.模具设计与制造简明手册.上海科学技术出版社.1996.6 10、 模具设计与制造技术教育丛书编委会 编.模具常用机构设计[M]北京:机械

工业出版社，2003.8

11、 冉新成．塑料成型模具[M]．北京：化学工业出版社，2004.5

35