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1、AbstractThis design needing the thickness of plastic uniform, the surface should be smooth .Considering the size of product is large, so the design uses one-mode and one-cavity form in this case. The design also use half-structure to forming the handle of product after analyzing the structure of the
2、 product. In order to ensuring the surface smooth, the edge without distortion, we use pneumatic ejection structure. This structure also simplifies the mold structure, economical and practical. Meanwhile, we measured the connection between product quality and the cost. Making the mold of simple stru
3、cture、low processing costs of production、easy processing and usability as much as possible.Key wordsMug; Injection Mould; Half-structure; Pneumatic ejection structure目 录摘要、关键词IAbstract、Key wordsII目录III1.引言12.塑料工艺分析与模具方案确定22.1 制件的分析22.2 模具方案的初步确定32.3总装图33. 塑料的成型特性及工艺参数44. 注塑设备的选择44.1 计算塑件的体积和重量44.2 选
4、择设备型号、规格、确定型腔数45. 浇注系统55.1 确定成型位置55.2 分型面的选择55.3 浇口套的选用65.4 流程比的校核76. 脱模机构的设计86.1 顶出机构86.2 脱模力的计算87. 侧向抽芯机构的设计97.1 抽拔距与抽拔力的计算107.1.1抽芯距107.1.2抽芯力的计算107.2 抽芯机构的设计117.2.1滑块与滑块槽的设计117.2.2定位装置的设计127.2.3斜导柱的设计与计算128. 温度调节机构的选择138.1模具温度调节对塑件质量的影响138.2冷却系统的设计原则138.3冷却装置的布置如下149塑件的Moldflow分析159.1 有限元法介绍159.
5、2 有柄盖模型前处理159.3初始方案分析结果输出179.4制定优化方案2010. 注射机有关工艺参数的校核2210.1 注射量的校核2210.2 锁模力与注射压力的校核2210.2.1锁模力的校核2210.2.2注射压力的校核2310.3 材料厚度与注射机开模行程的校核2411. 成型零部件的设计与计算机构形式2411.1 成型零部件的结构形式2411.1.1凹模的结构设计2411.1.2型芯的结构设计2411.2成型零部件的工作尺寸的计算2512. 模架、支承与连接零件的设计与选择2812.1定模座板（250mm315mm25mm）2812.2定模板（250 mm250mm25mm）291
6、2.3动模板（250mm250mm50mm）2912.4 动模座板（250mm315mm25mm）2913. 合模导向与定位机构的设计2913.1 导柱导向机构3013.2 导向孔、导套的结构及要求3013.3 导柱布置3014. 排气与引气系统3114.1.1排气系统的作用及气体来源3114.1.2排气系统的设计要点3114.2引气装置31结 论33谢辞34参考文献351.引言随着各种性能优越的工程塑料不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的制品。要高质量、经济地生产出注塑制品，必须综合考虑成型树脂、注塑模具及注塑机的问题，注塑模具的设计质量直接影响成型制品的生产效率
7、、质量及成本。注塑模具在注射制品成型中起着极其重要的作用，除了塑料制品的表面质量、成型精度完全由模具决定之外，塑料制品的内在质量、成型效率也受模具左右，所以如何高质量、简明、快捷、规范化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺的优越性，扩大注塑制品的首要问题。传统的注塑模具设计，主要是依赖设计人员的经验，设计的速度、质量及可靠性的程度，因设计人员的经验而异。又因模具是单品或极少批量的产品，采用传统设计方法，每一张图纸都需要手工绘制，设计人员的工作强度大，设计工作难以达到规范化、标准化。目前世界上工业发达的国家和地区都已相继采用计算机技术进行注塑模具设计，其主要是采用计算机辅助设计即CAD及计算机辅
8、助工程CAE。我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。塑料模是应用最广泛的一类模具。近年来，我国塑料模有长足的进步。在制造技术方面，首先是采用CAD/CAM技术，用计算机造型、编程并由数控机床加工已是主要手段，CAE软件也得到应用。2.塑料工艺分析与模具方案确定2.1 制件的分析如下图所示，该制件为塑料有柄盖，使用材料为PP。图2-1制件图图
9、2-2制件三维图2.2 模具方案的初步确定 由于塑件属于圆筒形薄壁深壳状零件，我们采用哈夫机构成型塑件的手柄，考虑到实际使用情况，杯口和杯外表面必须有很高的光滑度，可见用顶杆或者推件板顶出是不可行的，这里我们使用气动顶出装置。并用气阀引导防止塑件在脱模时由于型腔内外的气压差导致变形。工作过程：开模后，气泵往型芯内鼓高压气体，气阀杆的弹簧受到压缩，气体冲出气阀将塑件吹出，鼓气结束，受到压缩的弹簧回复原始状态。合模时，哈夫机构在斜导柱的引导下复位，顺利完成合模。2.3总装图总装图如图2-3所示。图2-3总装图15.水嘴 16.螺塞 17.弹簧 18.钢珠 19.薄壁水管 20.右滑块 21.水嘴
10、22.定模座板 23.浇口套 24.定位环 25. 内六角圆柱头螺钉 26.楔紧块 27.斜导柱28.左滑块 29.水嘴 30.型芯 31.封水胶垫 32.水嘴 33.螺塞 34.气压泵接口3. 塑料的成型特性及工艺参数PP的材料名称是聚丙烯（百折胶）。百折胶质轻，可浮于水，它具有高的结晶度，高耐磨性，高温冲击性好，化学稳定性高，卫生性能好，无毒，耐热性高，可在100摄氏度左右使用，突出的延伸性能和抗疲劳性能。可应用于微波炉、餐具、盆、塑料桶、保温瓶外壳、编织袋等生活用品，也可用于法兰，齿轮，接头，把手等工业元件。PP的最大缺点就是容易氧化老化。可用添加抗氧化剂与紫外光吸收剂等加以克服。收缩率
11、：1.02.5% 熔融温度：230275 成型温度：1565度比重：0.9020.906 成型压力：100130Mpa 流比长：100200结晶性：半结晶性 射速：高速注射 4. 注塑设备的选择4.1 计算塑件的体积和重量体积：通过UG软件的“质量属性”分析塑件，得到塑件的体积为=46813.2061mm3=46.813cm3。质量：材料PP的密度取=0.91g/ cm3，则单个塑件的质量m=V=42.6g。4.2 选择设备型号、规格、确定型腔数根据以上所计算的结果，可选择设备型号、规格、确定型腔数。注射机的额定注射量为Vb，每次的注射量不超过它的80%，即 n=(0.8-)/ (4-1)式中
12、 n型腔数；Vj浇注系统的体积（g）；塑件体积。估算浇注系统的体积Vj：根据浇注系统初步方案进行估算浇注系统体积。=0.78由于该塑件外形较大，且需要比较复杂的抽芯机构，因此采用一模一腔，即n=1则 Vb=(nVg+Vj)/0.8= 59.5 (4-2)根据所计算的各项参数，选用J54-S200/400型注塑机，注塑机的参数如下：表4-1注塑机主要参数标称注射量(cm3)400注射行程(mm)160注射压力(Mpa)109合模力/N螺杆直径(mm)55最大成型面积（cm2）645模板厚度/mm最大406螺杆转速(r/min)16,28,48最小165喷嘴球半径（mm）12注射时间(s) 1.8
13、喷嘴孔直径（mm）45. 浇注系统5.1 确定成型位置由于塑件的手柄处有侧凹，我们使用哈夫机构来成型，将两个滑块安排在手柄的两侧，每个滑块成型手柄的一半侧凹。5.2 分型面的选择选择分型面的原则：(1)有利于脱模；(2)有利于保证塑件的外观质量和精度要求；(3)有利于成型零件的加工制造；(4)分型面数目与形状通常采用平行分型面，即采用一个与注射机开模运动方向垂直的分型面；(5)型腔方位的确定：在决定型腔在模具内的方位时，分型面的选择应尽量防止形成侧孔或侧凹，以避免采用比较复杂的模具结构；(6)有利于侧向抽芯；(7)考虑侧向抽拔距；(8)应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开合模方向上，而将
14、短抽拔距作为侧向分型芯或抽芯，并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯；(9)锁紧模具的要求；(10)有利于排气；(11)分型面的选择应考虑注射机的技术参数。综上所述，结合本塑件实际情况，将分型面定为如图5-1所示图5-1 分型面为了避免A板和滑块有尖角产生，分型面应在边倒圆底端。5.3 浇口套的选用由于采用直接浇口，在有柄盖底部的花纹需要成型，所以交口套底面必须加工出所需要的花纹，详细数据请参见浇口套零件图，示意图如下5-2所示图5-2 浇口套由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触和碰撞,所以常将主流道设计成可拆卸的浇口套，材料为T10A钢,并淬火处理到洛氏硬度5055HRC.T10A钢适于制造切削条件差、耐磨性要求较高，且不受忽然和剧烈振动，需要一定韧性及具有锋利刀口的各种工具，可用作不受较大冲击的耐磨零。5.4 流程比的校核在确定浇口位置及数量时，对于大型塑件还应该考虑所允许的最大流程比。因为当塑件壁厚较小，而流程较长时，不但内应力增大，而且会因为料流温度降低较多而造成注射不满，这时必须增大塑件的壁厚，或增加浇口数量、改变浇口位置，以缩短最大流程。流程比是指塑料熔体在型腔内流动的最大流程与其厚度之比。即：
