保温杯注塑模具设计全套CAD图纸.docx

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保温杯注塑模具设计全套CAD图纸

摘要

塑料成型加工技术是关键环节，塑料原料进入生产。

塑料成型工艺及模具技术是一种新的和全面的主题,不仅与高分子材料合成技术来提高创新、成型设备、成型工艺的成熟和进步，随着计算机技术在塑料成型和数值模拟的发展领域渗透的过程。

本次毕业设计本人通过对零件的分析，综合考虑了各种因素对模具的设计进行了系统规划并计算了各种参数，如对制件的体积和质量的安排，确定型腔数目和壁厚，选择分型面等。

浇注口，通道的设计，冷却系统的设计，模架的选用等也是关键所在。

设计后还需要进行试验校核，做到有理有据。

通过深入研究和调查的模具，该模具结构设计进行了分析，并借鉴国内外学者的设计经验确定的方法。

主要研究的是塑料模具材料的选用，注塑机上的应用类型，型腔布局设计，剖面设计，浇注系统的设计选型，冷却系统的设计，成型零件的设计，合模机构的设计指南和弹射装置的设计和注塑机检查，由此设计出保温杯注塑模。

关键词：

塑料成型加工；热塑性塑料；注射成型技术

Abstract

Thekeylinkofchangingplasticrawmaterialsintoproductsistheplasticsmoldingprocess.Plasticprocessingandmoldtechnologyisanevolvingintegratedsubject.Notonlywiththeimprovingsynthesistechnologyofthepolymericmaterials,theinnovationsofthemoldingequipments,thematurityofprocessingtechnologytomakeprogress,butalsowiththeinfiltrationofcomputertechnology,numericalsimulationtechnologyandsooninthefieldofplasticsmoldingprocesstoaccessdevelopment.

ThegraduationIdesignedthroughtheanalysisofparts,thecomprehensiveconsiderationofvariousfactorsonthemolddesignoftheplanningsystemandthevariousparameterswerecalculated.Suchasonpartsofthevolumeandqualityofthearrangementsdeterminednumberofcavityandwallthickness,partingsurface.Pouringport,channeldesign,coolingsystemdesign,moldselectionisthekey.Thedesignalsoneedtotestandcheck,bereasonable.

Throughin-depthresearchandinvestigationofamolddesignanalyzes,designexperienceandlearnfromscholarsdeterminedapproach.Themainresearchisthechoiceofplasticmoldmaterial,applicationtypeinjectionmoldingmachine,cavitylayoutdesign,profiledesign,gatingsystemdesignandselection,designofthecoolingsystem,moldedpartdesign,molddesignguidelinesandejectionmechanismdesignandinjectionmoldingmachineinspectionapparatus,therebydesignamuginjectionmold.

Keywords：

PlasticMoldingOfPlasticsProcessingRawMaterialsIntoProducts；Thermoplastic；TheInjectionTakesShapeTheTechnology

第一章绪论

模具是工业生产中广泛使用的工艺设备。

在制造业，机械和电气，电子，通信，工业和轻工业在55%~75%部分依靠模具成形，近年来，随着工业的快速发展，对更多的需求，更压制成型模具，精度越高，结构较为复杂。

它具有高精度，高复杂性，高一致性，生产效率高，模具化生产，这是不相关的其它制造方法的低消费率。

现在，模具生产技术，已成为一个重要的标志是一个国家的制造业水平的措施。

模具种类很多，根据不同的材料成型，冲压模具，塑料模具，锻造模具，压铸模具，橡胶模具，粉末冶金模具、玻璃模具、陶瓷模具，其中应用最为普遍的是冲压模具和塑料模具，应用最广泛的是冲压模具和塑料模具。

塑料成型加工技术的不断发展，近年来的发展趋势如下：

（1）由单一性技术向组合性技术发展，如注射——拉伸——吹塑成型技术和挤出——模压——热成型技术等；

（2）有常规条件下的成型技术向特殊条件下的成型技术发展，如超高压和高真空条件下的塑料成型加工技术；

（3）从根本上不改变原有的性能，保证成型加工技术的质量给变质成型加工技术的发展新的塑性性能，如拉伸膜，用电子束和化学交联的热固性塑料的交联网络中挤出等成型工艺；

（4）为提高加工精度、缩短制造周期，在模具加工技术方面已经广泛应用仿型加工、电加工、数控加工等技术；

（5）模具的加工成本取决于模具材料的选用、塑件的成型质量和使用寿命。

因此，国内外对模具可以实现大量的科学研究的最佳效果，并开发了许多优异的性能，加工性能，热处理变形小新的塑料模具钢，如预硬化钢，新的调质钢，马氏体钢和钢的耐腐蚀性，后试验取得了良好的效果。

本设计通过对模具的深入研究与考察，分析模具结构，借鉴国内外学者的设计经验于方法确定方案。

塑料模具材料的选择主要是研究，注塑机中的应用，型腔的布局和设计，浇注系统的设计中，冷却系统的设计，成型部件设计，模具的选择，设计模具的导向机构，脱模机构的设计，注塑机检查，并设置一个保温杯注塑模具。

第二章制件分析

热塑性塑料的制造材料为聚苯乙烯（GPPS），其分子量为210000-310000的高。

提高他对由于其分子量高冲击的能力，所以它的透明度可以与PMMA相媲美。

此外，它可以处理和优良的机械性能，应用范围非常广泛。

透明度不高，这决定了材料的性能和材料等级的重要因素的杂质含量和分子量。

图1模型图

聚苯乙烯具有优良的机械性能，透光性，耐热性，可塑性和着色性。

它受热时软化和流动，但当冷却固化，这个过程是可逆的，可以反复多次..

图2零件图

聚苯乙烯具有优良的机械性能，透光性，耐热性，可塑性和着色性。

它受热时软化和流动，但当冷却固化，这个过程是可逆的，可以反复多次..此外，GPPS特性可以更好地应用于电子行业，介电常数是微不足道的，并且在注射成型过程中产生的少量气体。

但它是一种无毒树脂，由于其耐磨性和流动性都很好，GPPS可注射成型非常好，和OPS（型树脂）和PS（树脂片）。

GPPS的优良的机械性能，机械加工，注塑，和耐热性，可以大大提高产品的其他树脂发生的表面。

从零件图，对中产阶级的尺寸精度，保证模具正常加工。

从零件的壁厚，壁厚差为0.4mm，并能保证零件的成形..零件的表面质量也相对完善以外，没有其他特殊的要求，所以它是容易实现的。

注塑模具主要由成型零件（动物，固定模具型腔的组成部分），浇注系统（熔融的塑料注入从通过所述引导构件（信道）的喷嘴模腔。

所以，合模时，可以准确的发射机制（装置）离别后的塑料在温度控制系统中，从腔推出，以满足模具温度注塑工艺要求，排气系统（气）将形成的空腔内，空气流出塑料本身的波动，往往在离别的排气槽和支承件（用于安装固定或支撑件、其他机构），有时偏侧向分型抽芯机构。

第三章计算制件的体积和质量

塑料模具注塑机使用热塑性或热固性塑料注塑设备塑料部件，也是最广泛使用的塑料成型设备。

注塑机通常包括注射装置，夹紧装置，液压系统，电气控制系统，等等。

塑料熔体喷射装置均匀地进入熔融状态，注入足够的速度和压力，模腔模具装置也被称为锁紧装置，确保注塑模具关闭可靠，实现模具打开，关闭行动和工件的顶。

液压和电气控制系统，确保注塑机（如压强，湿度，速度，时间）和操作程序是准确、有效地安排预定的过程。

塑料注射成型是塑料玻璃的使用，高弹性和粘性流表三物理状态，在一定的工艺条件下，用注塑机和模具的帮助下，形成所需要的零件。

尽管注塑机，模具和工艺参数的变化，但从程序实现的基本过程，这个过程一般是：

（1）合模与锁紧。

（2）注射装置前移。

（3）注射与保压。

（4）制件冷却与预塑化。

（5）注射装置后退。

（6）开模与顶出制件。

运用Pro/E软件绘制的保温杯的三维图形，自动计算零件的体积V=125cm3。

由聚苯乙烯（GPPS）检查手动密度P=1.04g/，得到的零件质量130g[1]。

使用两块模具模型结构，压力和现有的厂房和设备需要考虑注射时，对橡胶和上海xs-zy-500立式注塑机塑料机械厂的注塑机的初步选择，主要技术参数检查如下表所示：

注射压力：

145Mpa；

合模力：

500KN；

注射行程：

200mm；

最大开（合）模行程：

500mm；

模具最大厚度：

450mm；

模具最小厚度：

300mm；

动定模固定板尺寸：

700mm×850mm；

注射方式：

螺杆式；

喷嘴球半径R=12mm；

喷嘴口直径D=4mm[2]。

第四章制件注射成型工艺参数

生产精密产品的必要性在于模具的精度一般模具温度控制，选择其它精密制造和模具设计模具塑性收缩。

模具应具有足够的强度，刚度和耐磨损性，易变形和磨损，喷油压力下，为了实现上述的加工精度，可用于三维加工中心，数控机床及应用CAD/CAM/CAECAD和其他新技术。

选择最佳的成型工艺参数可以降低塑料制品的收缩..在塑料的收缩性能是可热收缩塑料，弹性回复，塑性变形，收缩和收缩的老化的综合反映，通常是由吸水材料或由其引起诱导线收缩和变化的具体体现体积收缩的分子链重排，缩量特征值。

波动的热塑性注射成型收缩率，尤其是结晶性塑料注塑制品更为明显，因为冷却参数（冷却速度，熔体温度，模具温度，产品厚度）在结晶度不仅取决于化学结构，并通过处理确定所述腔的尺寸和尺寸精度难以控制产品的模具设计，注模工艺参数，以便了解，迫切需要缩小各种塑料的影响。

对本文注塑模工艺条件的影响：

（1）塑料材料

复杂性的塑料材料特性决定了复杂性和塑料材料注射成型工艺性能由于各种不同品牌，不同厂家，或者甚至不同批次，不同的。

不同的性能参数可能会导致不同的成型效果。

（2）注射温度

融进热传导冷却室并伴有热损失。

同时，由于剪切力，热，相比，它不太可能失去热和热导率，这取决于注模条件。

熔体的粘度降低的温度..因此，较高的注射温度，熔体粘度越低，越需要填充压力。

同时，注射温度也由热分解温度和分解温度有限。

（3）模具温度

模具温度低时，由于热传导和热耗散，低熔融温度，流动性差。

这是特别明显时，较低的注射速率的使用。

（4）注射时间

注射时间对注塑过程的影响表现在三个方面：

（1）缩短注射时间，熔体中的剪应变率也会提高，为了充满型腔所需要的注射压力也要提高。

（2）缩短注射时间，熔体中的剪应变率提高，由于剪切稀化特性的塑料熔体，熔体的粘度降低，并由型腔所需要的注射压力也降低。

（3）缩短注射时间，熔体的剪切应变率，剪切应变率，和热传导损失，使熔体温度高，粘度低，为了填补注射压力降低腔。

上述三例的结果使曲线的喷射压力的需要呈现“U”形腔。

那就是，有一次注射，在这个时候，对注射压力的需要。

使得高的质量和稳定的塑件，注塑机塑料装置是非常重要的。

对塑料件的评价的重要标准是：

注射量，注射速度，注射速率和聚合物在塑料单元的停留时间。

干燥处理：

如果储存适当则不需要干燥处理；

熔化温度：

200-275℃，注意不要超过275℃；

模具温度：

60-80℃，建议使用50℃。

结晶度由模具温度决定的程度;

注射压力：

可达到1800bar；

注射速度：

使用高速注塑可以使内部压力减小到最小；

成型时间：

20s-50s；

高压时间：

0s-3s；

冷却时间：

20s-90s；

总周期：

50s-160s。

第五章注射模的结构设计

5.1型腔数目的确定

模具和注塑机的生产能力，以匹配和提高生产效率和经济性，并确保零件的加工精度，模具设计应确定空腔的数量。

确定临界型腔数目，我们应该将几何形状和大小多考虑，材料，数量，交货，注入能力，模具费用等等。

5.2型腔的排列方式

考虑到各种因素，如在模具中的方式的浇注系统的复杂性，模具结构，抽芯结构和设计，模具的型腔排列方式如图3所示：

图3型腔排列方式

5.3分型面的选择

分型面是动态的，固定的模具接口，打开模具的浇注系统表面或删除。

此子表面结构以及在模制部件的形状的位置，和分型面排气室。

分型面是用来消除产品和浇注系统，模具可分离接触面模具设计中，形状和形状和表面形状的位置必须考虑为了方便模具成形的。

分型面位置的选择的普遍原则，为了确保塑件的质量，易脱模的塑料部件和简化模具结构，分型面采用塑料件模具成型位置，浇注系统设计结构的塑料件，工艺精密，插入的位置和形状和发射方法，模具制造，排气技术等因素的影响，因此在表面点的选择应具体全面的分析可以从以下几个方面。

（1）分型面位置应设在制件截面尺寸最大的部位，便于脱模和加工型腔，这是分型面选择的首要原则。

（2）有利于保证制件尺寸精度。

（3）有利于保证制件的外观质量。

（4）满足制件的使用要求。

（5）考虑注射机的技术规格，使模板间距大小合适。

（6）考虑锁模力，尽量减少制件在分型面的投影面积。

（7）尽可能将制件留在动模一侧，易于设置和制造简便易行的脱模机构。

（8）考虑侧向抽拔距，一般机械式分型面抽芯机构的侧向抽拔距都较小，因此选择的分型面应使抽拔距离尽量短。

（9）尽量方便浇注系统的布置。

（10）有利于排气。

在实践中，有时上面的型面选择和原则背道而驰，所以在表面点的选择应综合考虑各种因素，权衡利弊，为了达到最好的效果。

位置如图4所示[4]：

图4分型面布局

第六章浇注系统设计

浇注系统设计是注塑模设计的一个重要环节，

塑料的质量，浇口的位置的选择对浇口的位置直接影响，应考虑以下几点：

一是当熔体流腔中，动能损失是最小的，所以它必须。

（1）流程（包括分流程）为最短；

（2）每一股分流都能大致同时到达其最远端；

（3）应先从壁厚较厚的部位进料；

（4）考虑各股分流的转向越小越好；

二是有效地排出型腔内的气体。

三是在一个形孔的型芯的形式，门应避免小芯的影响，并应考虑熔体的压力损失。

四是当一个金属插入件，所述浇口应远离插入，以便不影响插入。

注塑成型周期和零部件（如外观，物理性能，尺寸精度等）的质量有着直接的影响，设计时必须遵循以下原则：

（1）型腔布局优先，包括平衡远离用户尽可能以产生均衡布局;型腔布局和闸门开口位置力求对称性，防止模具在部分负荷和生产过度放电现象和型腔排列紧凑可以减少模具外形尺寸。

（2）热量及压力损失小。

（3）均衡进料。

（4）塑料耗量要少。

（5）消除冷料。

（6）排气良好。

（7）防止制件出现缺陷。

（8）制件外观美观。

（9）生产效率高。

（10）塑料熔体流动特性好。

模具设计的好坏是保证塑料制件尺寸精度的前提。

模具制造质量是关键，以确保塑件的尺寸精度。

精密模具制造的主要特点是，除了抛光和装配操作，无需人工操作。

一般模具加工、约4比手工加工：

6到7：

3，精密模具及加工9手工加工率：

1。

浇口设计分为主通道设计，冷料井设计三部分分流设计。

（1）与注射机的喷嘴接触的主通道的一端，喷嘴可以被看作是一个连续的通道，在模具中，在主通道的尽头，喷嘴与喷嘴接触，这可以看作是通过在模具的延续，而另一端与分流通道作为一个流道锥度..设计要点是主通道的设计是设计的锥形，锥角为2度6，流壁表面粗糙度Ra＝0.4米以，和加工时间应打磨..主流道始端凹球面半径R2比注射机喷嘴的半径r1大1-2毫米；球形凹坑深度3-5mm；主流道始端入口直径D比大直径0.5-1mm注射机的喷嘴孔，且一般a。

主要流的一端圆弧形，圆角半径R＝1-3mm。

主通道长度L比60mm，且最大不超过95。

主流道通常在移动套主流开放，材料常用T8A，淬火后硬度53-57hrc热处理。

（2）为了便于加工和冷凝物质的释放，流道设置在分型面流道截面的截面..这是一个理论分析，流道的横截面为圆形总是比其他任何形状的流动通道。

因此，圆形截面的选择是理想的。

导流通道应尽可能少，并弯曲，对原材料和注射机的最经济的使用简单的注射成型工艺，减少压力损失，根据模具。

转轮与外层塑料迅速冷却模具接触，只有塑料熔体流动状态的中心部分是理想，因此，表面粗糙度分流不低，可取1.6。

设计参数和尺寸如图5所示：

图5浇注系统

依据以上设计参数，由公式Ф=∑Li/Ti校核流动比[4]：

（1）

Ф=24/3+60/6+60/6+25/3+74/4+2×110/4=109.8

式中:

Ф—流动距离比；

Li—模具中各段料流通道及各段模腔的长度（mm）；

Ti—模具中各段料流通道及各段模腔的截面厚度（mm）。

因为该因素流动性，主要是塑料流动比，GPPS适中，一些塑料流量比为[5]：

[Ф]=300~260，所以Ф＜[Ф]。

精密模具浇口的设计：

浇口的尺寸，位置和数量影响部件的尺寸精度。

点浇口注射力，但拒食，厚的部分不适用。

效果的门位置和流量的熔体流动距离，更大的收缩过程较长。

多个浇口可以缩短过程，但增加了焊接标记。

栅极的设计应使用基于大小和所选择的工件材料和实际经验的帮助敲定分析软件。

有排气槽的两个主要功能：

一是当注射熔料，在模具型腔中的空气被排除。

其次，在加热过程中产生的气体。

更薄壁制品，进一步远离门，对排气槽的开口是特别重要的。

同时也为小型或精密零件注意排气管道开放，因为除了产品表面，以避免烧伤和注射是不够的，你可以消除所有的产品缺陷，减少霉菌污染。

所以，如何排气腔被认为是足够的？

一般来说，如果熔融材料的最高注射速度注射，在制品（WIP）没有离开焦点，可以认为模具型腔排气是足够的。

如图6所示：

图6冷却水道布置

适当开放排气槽可以大大减小注射压力，注射时间。

保压和夹紧压力容易成型的塑料部件，提高了生产效率，降低生产成本和减少能源消耗的机器..

它的设计往往主要靠实践经验，通过模具和模具维修改善，本模具采用模具零件和部件的间隙和天然气排气。

第七章冷却系统设计

模具冷却系统设计原则：

合理确定距离中心距离冷却管和冷却管和腔壁。

（1）尽可能使冷却孔至型腔表面的距离相等。

（2）加强浇口出的冷却。

（3）降低冷却介质出、入的温度差。

（4）合理考虑冷却管道的排列形式。

（5）合理确定冷却水管的接头位置。

（6）要尽量避免与模具结构中其他部分产生干涉现象。

自为4mm份的平均壁厚，工件尺寸比较大，并且为了便于处理和清洗，因此，喷射孔的直径设定10毫米。

在的位置，形状，结构，孔径，所述冷却水通道的表面状态，水流和模具材料和许多其它因素可影响传热模具冷却水，所以很难精确计算。

在实际生产中，冷却水通过模具的结构决定的，与水的温度和水的速度可以满足要求。

第八章成型零件设计

8.1成型零件的结构设计

8.1.1凹模结构设计

模具采用集成易于加工和表面精度。

它的形状和结构，如图7：

凹模用于成型制件的外表面，又称阴模、型腔。

按整个结构可以根据其不同的样式被划分，整体嵌在镶嵌的底部，本地镶嵌和壁分割的5种。

8.1.2型芯结构设计图

整体嵌入式内核的多型腔模具，小型和中型塑料件模具。

这里使用的整体嵌入芯，如图8：

产生突起，经过口模后，还要对冲头和冲模进行必要的本地修改，如工艺角，饲料，门型铁芯，推杆孔和紧固孔等。

图7凹模

图8凸模

8.2成型零件尺寸计算

近年来，随着电子技术，电信，医疗，汽车等产业的快速发展，高精密塑胶制品，高性能的增加，使得在精密成型技术进步的需求，新技术不断涌现。

精密注射成型要求产品不仅具有高精度，低翘曲，优良的音译，但也要有优良的光学性能。

注射成型是最重要的塑料成型方法，包括注塑，喷油，压力保护，有几个基本的冷却过程，因此是影响精密注塑的因素很多。

热塑性塑料制品的收缩率的波动性更大，它是成型的，很难进行模具设计，确定型腔尺寸和控制产品的精度。

因此，在模具设计时应注意，由于塑料的部分之间的差异的收缩引起的零件形状收缩，然后使用必要的补偿措施。

塑件的精度可以很容易的在设计，以及各部分的实际收缩率可以衡量。

所以，零件的精度大大提高了。

精密模具设计选择材料收缩率：

用多种因素成形后塑性收缩，根据平均收缩通常计算。

0.2％GPPS收缩至0.8％，或平均收缩率6]：

（8-1）

（2）由于注入压力和模具分型面的平面度的模具在模具的分型线的间隙，将导致动态仿真，有一个间隙固定模注射时。

通常，当一高分割平面度，表面粗糙度低，飞行塑件产生侧也小。

毛刺厚度应小于0.02〜0.1毫米。

根据公式[6]：

（1）型腔径向尺寸（mm）：

（8-2）

D1M=

=82

（2）型芯径向尺寸（mm）：

（8-3）

M=

=

（3）型芯高度尺寸（mm）：

（8-4）

hm=

=111

（4）型腔深度尺寸（mm）

（8-5）

HM=

=

8.3型腔壁厚计算

有两种类型的塑料模具腔侧壁厚度的包括：

强度计算和刚度计算。

在模具设计中要考虑的。

因为该项目不仅不允许强度产生明显的变形甚至损坏模具，它不会因刚性和变形允许的。

在一般情况下，在空腔的大尺寸的刚性是一个重大的问题，应该计算刚度条件。

的主要问题是在腔的小尺寸的强度，但强度应计算。

热塑性塑料注射成型收缩率的波动，尤其是对塑料注射成型制品的结晶更加明显，由于冷却参数（冷却速度，熔体温度，模具温度，制品厚度）的结晶度的影响不仅取决于化学结构，而且通过处理，确定型腔尺寸和控制产品尺寸精度是困难的模具设计，所以了解注塑工艺参数对各种塑料的收缩影响的迫切需要。

制件壁厚的差异一般认为是由两个方面的因素引起的：

一是模具型腔的熔体通过轻微变形引起的；二是当材料弹性膨胀后开模。

一般来说，质量和准确性，在尺寸精度很好的控制，在较高的模具温度，熔融粘度低，所以低粘度级，固定螺钉背压的条件下，零件的质量和精度可被精确地控制。

但是，液晶聚合物（LCP），它要求较低的模具温度。

这是因为在快速冷却后设置的LCP