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杯子课程设计说明书
杯子的塑料模设计方案
课题名称：
塑料模具设计
专业：
模具设计与制造
班级：
07
（1）班
姓名：
王彬
学号：
0710202110
指导教师：
谭小红
2008年12月18日
浙江工贸职业技术学院汽车与机电工程系
目录
一、产品的设计及要求………………………………………………………4
二、塑件的工艺分析…………………………………………………………5
2.1分析塑件使用材料的种类及工艺特征……………………………5
2.2塑件结构、尺寸精度分析…………………………………………5
2.3塑件的结构工艺性分析……………………………………………5
2.4塑件分析……………………………………………………………6
2.5塑件模塑成型工艺参数的确定……………………………………6
三、初步确定型腔数目和排列方式…………………………………………7
四、成型零部件工作尺寸的计算……………………………………………7
4.1塑件的平均收缩率……………………………………………………7
4.2型腔尺寸的计算………………………………………………………7
4.3型芯尺寸的计算………………………………………………………8
五、型腔的侧壁和底板厚度的计算…………………………………………8
5.1型腔的侧壁厚度计算…………………………………………………8
5.2型腔的底板厚度计算…………………………………………………9
六、型芯型腔的设计…………………………………………………………9
6.1型芯的设计…………………………………………………………………9
6.2型腔的设计……………………………………………………………10
七、分型面的选择……………………………………………………………10
7.1分型面的选择设计原则………………………………………………10
八、导向机构的设计…………………………………………………………11
8.1导柱的设计……………………………………………………………11
8.2导套的结构设计………………………………………………………12
8.3推出机构的设计………………………………………………………12
九、台阶型拉杆导柱设计……………………………………………………12
十、模架的选择………………………………………………………………13
10.1模架类型选择………………………………………………………13
10.2模架周界计算………………………………………………………13
10.3模架图示例…………………………………………………………13
十一、注射机的选择……………………………………………………16
11.1塑件体积的计算……………………………………………………16
11.2模具最大厚度的计算………………………………………………16
11.3开模行程的计算……………………………………………………17
11.4锁模力的计算………………………………………………………17
11.5选择注射机…………………………………………………………17
十二、浇注系统的设计………………………………………………………18
12.1主流道的设计………………………………………………………18
12.2浇口的设计…………………………………………………………19
十三、结束语…………………………………………………………………20
十四、参考文献………………………………………………………………21
前言
良好的塑料制品工艺性是获得合格制品的前提，也是模塑工艺得以顺利进行和模具达到经济合理要求的基本条件。
所谓注塑成型（InjectionMolding）是指：
受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品的方法。
一、产品的设计及要求
零件名称：
杯子
生产批量：
大批量
未注公差：
MT5
要求设计一套模具
二、塑件的工艺分析
2.1分析塑件使用材料的种类及工艺特征
塑件材料
结构特点
使用温度
化学稳定性
性能特点
成型特点
ABS
微黄色固体，有一定的韧性
-40～100度
良好，溶于酮、醛、酯和某些氯代烃中，热稳定性差。
有极好的冲击强度，稳定性电性能、耐磨性、染色性好，抗化学药品
成型性良好，流动性中等，吸湿大，成型前必须充分干燥，塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂
结论
1.无定形料，流动性中等，吸湿大，成型前必须充分干燥
2.宜取高料温、高模温，但料温过高易分解（分解温度为>270度）
3.耐热级材料，生产了3～7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，
2.2塑件结构、尺寸精度分析
该塑件结构比较简单，尺寸精度无特殊要求，均为自由公差，可按IT14查取公差如下：
塑件轴向尺寸：
700-0.86720-0.8640-0.24200-0.44360-0.56
2.50-0.20800-1.00
塑件径向尺寸：
120-0.52160-0.58660-1.06150-0.58800-1.20
1+0.400
2.3塑件的结构工艺性分析
（1）该塑件总体为一个半椭圆形，壁厚较均匀，符合最小壁厚要求。
（2）该塑件表面要求光滑、没有缺陷、毛刺，比较容易实现。
结论：
综上所述，该塑件结构比较简单，可采用注射成型加工。
2.4塑件分析
塑料原料为ABS，属热塑性塑料，可采用注射成型方法成型。
ABS为丙烯睛-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，具有较高的机械强度和良好“坚、韧、钢”的综合性能。
它是无定型聚合物，ABS的吸湿性和湿敏性都较大，在成型加工前必须进行充分干燥和预热，将水分含量控制在0.03%以下。
ABS树脂的熔融粘度对温度的敏感性较低（与其它无定型树脂不同）。
ABS的注射温度虽然比PS稍高，但不能像PS那样有宽松的升温范围，不能用盲目升温的办法来除低其粘度，可用增加螺杆转速或注射压力的办法来提高其流动性。
一般加工温度在190-235℃为宜。
ABS料采用中等注射速度啤货效果较好。
（除非形状复杂、薄壁制件需用较高的注射速度），产品水口位易产生气纹。
ABS成型温度较高，其模温一般调节在45-80℃。
生产较大产品时，定模（前模）温度一般比动模（后模）略高5℃左右为宜。
ABS不宜在高温炮筒内停留时间过长（应小于30分钟），否则易分解发黄
该塑件结构简单，壁厚较均匀，易于注射成型。
2.5塑件模塑成型工艺参数的确定
ABS
预热和干燥
温度
80~90℃
成型时间
注射时间/s
3~5
时间
2
保压时间/s
15~30
料筒温度t/℃
后段
180~200
冷却时间/s
15~30
中段
210~230
成型周期/s
40~70
喷嘴温度t/℃
—
后处理
温度
—
模具温度t/℃
前段
200~210
螺杆转速r/min
30~60
注射压力p/Mpa
70~90
时间
—
三、初步确定型腔数目和排列方式
根据塑件的结构及尺寸精度要求，该模具采用单型腔，即一模一腔。
四、成型零部件工作尺寸的计算
4.1塑件的平均收缩率
ABS的收缩率为0.3～0.8%
S平=（0.3+0.8）/2×100%=0.55%
4.2型腔尺寸的计算
尺寸类型
工件尺寸
计算公式
计算结果
径向尺寸
700-0.86
70.82+0.290
800-1.00
80.94+0.330
40-0.24
4.14+0.080
轴向尺寸
800-1.20
80.84+0.400
7.50-0.48
7.66+0.120
10-0.40
1.14+0.130
4.3型芯尺寸的计算
尺寸类型
工件尺寸
计算公式
计算结果
径向尺寸
75+0.860
75.840-0.29
65+0.860
65.790-0.29
轴向尺寸
76.5+1.060
77.270-0.35
五、型腔的侧壁和底板厚度的计算
5.1型腔的侧壁厚度计算
按刚度条件计算壁厚为：
=7.1mm
按强度条件计算壁厚为：
=22mm
综上得h1=22mm
式中
--型腔内塑料熔体压力（Mpa）
[σ]材料的许用应力，45钢[σ]=160Mpa，一般常用模具钢[σ]=200Mpa；
E为弹性模量45钢取
MPa
5.2型腔的底板厚度计算
按刚度条件计算，型腔底板厚为：
=10.7mm
按强度条件计算，型腔底板厚为：
=25mm
综上得：
h2=25mm
式中
--型腔内塑料熔体压力（Mpa）
[σ]材料的许用应力，45钢[σ]=160Mpa，一般常用模具钢[σ]=200Mpa；
E为弹性模量45钢取
MPa
计算得型腔侧壁厚度为22mm，型腔底板厚度为25mm。
综上所述，型腔侧壁厚度为22mm，型腔底板厚度为25mm。
六、型芯型腔的设计
6.1型芯的设计
6.2型腔的设计
七、分型面的选择
7.1分型面的选择设计原则
分型面应选在塑件外形最大轮廓处；
分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；
分型面的选择应保证塑件的精度要求；
分型面的选择应满足塑件的外观质量要求；
分型面的选择要便于模具的加工制造；
分型面的选择应有利于排气
分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上投影面积的大小。
故如图所示，选择A—AB—BC—C面为分型面
八、导向机构的设计
导向机构的作用：
1）定位作用；2）导向作用；3）承受一定的侧向压力
8.1导柱的设计
8.1.1长度导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8—12cm，以免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。
8.1.2形状导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。
8.1.3材料导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢（经表面渗碳淬火处理），硬度为50—55HRC。
8.2导套的结构设计
8.2.1材料用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低与导柱硬度，这样可以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。
8.2.2形状为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。
导向孔作成通孔，以利于排出孔内的空气。
8.3推出机构的设计
采用推件板推出，在推件板里加上推套，推套损坏后也便于更换。
推件板与塑件接触部位一般需要有一定的硬度和表面粗糙度要求，若采用整体全部淬硬会因
淬火变形而影响推件板上孔的位置精度，因此对批量较大，精度要求较高的塑件成形常将推
件板设计成局部镶嵌的组合结构。
如推套之类。
九、台阶型拉杆导柱设计
设计原因：
为了保证模架分型时的2次分型距离，故设计了台阶型拉杆导柱，
拉杆导柱图示例：
十、模架的选择
10.1模架类型选择
因根据塑件形状特征及工艺要求，选用组合式型芯，推板推出，双分型面结构的模架，故为点浇口DB型模架。
10.2模架周界计算
B=22+80+22=124
L=22+70+36+22=150
把数据加以圆整以及考虑安放其它一些零件，故初选用250×300的标准模架。
综上所述，选用DB2530-80×30×120GB/T12555—2006
10.3模架图示例
十一、注射机的选择
11.1塑件体积的计算
根据零件的三维模型，估算：
塑件总体积：
150000mm3
（又查得ABS密度：
m3）
塑件重量：
180g
11.2模具最大厚度的计算
Hm=H4+H3+A+H3+B+H2+C+H1
=35+25+80+25+30+35+120+25
=375
11.3开模行程的计算
S=h1+（5~10）+h2+（5~10）
=60+10+80+10
=160
11.4锁模力的计算
（N）
--注射时型腔压力；
--注射压力；
--压力损耗系数，一般取0.25~0.5之间；
--塑件和流道系统在分型面上的投影面积（
）；
--安全系数，通常取1.1~1.2；
--注射机额定锁模力
计算塑件投影面积A=6000
F=478.5kN
11.5选择注射机
根据以上的数据选取XS-ZY-500注射机
额定注射量（cm3）：
500
螺杆（柱塞）直径（mm）：
65
注射压力（MPa）：
145
注射行程（mm）：
200
注射方式：
螺杆式
锁模力（kN）：
3500
最大成型面积（cm2）：
1000
最大开合模行程（mm）：
500
模具最大厚度（mm）：
450
模具最小厚度（mm）：
300
喷嘴圆弧半径（mm）：
18
喷嘴孔直径（mm）：
3、5、6、8
顶出形式：
动模板设顶板，开模时模具顶杆固定板上的顶杆通过动模板与顶板相碰，机械顶出塑件
动、定模固定板尺寸（mm）：
700×850
拉杆空间（mm）：
540×440
合模方式：
液压-机械
液压泵流量（L/min）：
200、25
液压泵压力（MPa）：
6.5
电动机功率（kW）：
22
螺杆驱动（kN）：
7.5
加热功率（kW）：
14
机器外形尺寸（mm）：
6500×1300×2000
十二、浇注系统的设计
12.1主流道的设计
主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止的塑料熔体的流动通道。
因此模具为单型腔模具，故主流道设计成圆柱形，模具分型后和塑件一起留在动模，推出机构工作时与塑件一起被推出模外。
根据选用的XS-ZY-500型号注射机的相关尺寸得：
喷嘴孔直径：
d0=3mm
喷嘴圆弧半径：
Ro=18mm
根据模具主流道与喷嘴的关系：
R=R0+0.2mm
D=d0+（0.5~1）mm
取主流道球面半径：
R=19mm
取主流道小端直径：
d=3.2mm
为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为3度。
如图所示：
12.2浇口的设计
考虑制件的美观，采用点浇口，有因ABS流动性中等，故选取如下浇口
浇口示意图：
十三、结束语
经过近一个月的学习，在谭老师的悉心指导和严格要求下，我终于完成了《罩的塑料模设计》的课程设计。
从课题选择、方案论证到具体设计，每一步对我来说无疑是巨大的尝试和挑战。
在具体设计的过程中，我遇到了更大的困难。
我不断地给自己提出新的问题，然后去论证、推翻，再接着提出新的问题。
在这个循环往复的过程中，我这篇稚嫩的设计日臻完善。
每一次改进我都收获良多，每一次修改后的成功我都能兴奋好长一段时间。
虽然我的设计作品不是很成熟，即使借鉴前人的很多资料仍然还有很多不足之处，但我心里仍然有一种莫大的幸福感，因为我实实在在地走过了一个完整的设计所应该走的每一个过程，并且享受了每一个过程，更重要的是这个设计中我加入了自己鲜活的思想。
在做这次课程设计过程中使我学到了很多，我感到无论做什么事都要真真正正用心去做，才会使自己更加的成长，没有学习就不可能有实践的能力，没有自己的实践就不会有所突破，希望这次的经历能让我在以后的学习生活中不断成长与进步。
十四、参考文献
[1]屈华昌主编。
《塑料成型工艺与模具设计》.北京:
高等教育出版社,2006.7
[2]李澄、吴天生,闻百桥主编。
《机械制图》.北京:
高等教育出版社,2003.8
[3]《塑料模设计手册》编写组主编。
《塑料模设计手册》（第二版）.北京:
机械工业出版社,2002
[4]许发樾主编。
《实用模具设计与制造手册》.北京：
机械工业出版社，2002
[5]吴兆祥主编。
《模具材料及表面处理》.北京:
机械出版社,2003.4
[6]陈于萍、高晓康主编。
《互换性与测量技术》.北京:
高等教育出版社,2005.7
[7]冯炳尧，韩泰荣，将文森主编《模具设计与制造简明手册》，上海科学技术
[8]曾令宜主编。
《AutoCAD2004工程绘图技能训练教程》，北京:
高等教育出版社,2004.12
[9]薛伟主编。
《机械设计基础》，杭州：
浙江科技技术出版社，2007.3
[10]许发樾主编。
《模具常用机构设计》，北京：
机械工业出版社，2003.8
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