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1、摘 要塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中注塑成形模具产量中约半数是注塑模具。本文详细介绍了水杯注塑模设计的主要过程，并对模具强度要求做了说明。设计中对注射机的相关重要参数进行验证，包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、模具开模行程、注射机的锁模力等。校核合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。通过本次设计，可以对注射模具有一个初步完整的认识，注意到设计中的某些细节问题，如制件的结构、成型零部件的尺寸计算，了解模具结构及工作原理；
2、最后在设计过程中运用Pro/E、Auto CAD软件进行注塑模结构设计与计算并绘制出模具总装图以及部分非标准图形。从而得出完整的理论设计结果,为今后工程设计打下了基础。关键词：注塑模；水杯；Pro/E；AutoCAD目 录摘 要IAbstract.II1 绪论11.1注塑模背景及意义11.2 注塑模相关领域的国内外现状及发展11.2.1 塑料模功能11.2.2 国内外注塑模现状22塑件的工艺分析32.1 塑件的工艺分析32.2 收缩率42.3塑件壁厚52.4 支承面53 注塑机的选用63.1 喷嘴尺寸73.2 定位环尺寸73.3 模具厚度73.4 模具的长度与宽度84 注塑模设计步骤94.1
3、塑件成型方案的确定94.2 型腔数目的确定94.3 成型零部件的结构设计94.3.1 分型面的确定94.3.2 成型零部件的磨损94.3.3 成型零部件的制造误差94.3.4 塑件的基本尺寸计算104.3.5 成型零件强度计算114.4 浇注系统的设计124.4.1 主流道的设计124.4.2分流道设计134.4.3 浇口设计144.5 模具温度调节系统164.5.1 温度调节对塑件质量的影响164.5.2 温度调节对生产力的影响164.6 导向机构设计174.7 脱模机构设计194.8 侧面分型机构设计204.8.1 概述204.8.2 斜导柱侧分型机构设计214.9 排气系统的设计234.
4、10 注塑机参数的校核244.10.1 开模行程的校核244.10.2 注射量的校核244.10.3 锁模力的校核254.10.4 注射压力的校核255 模具外形276 总结28致谢29参考文献30I1 绪论1.1注塑模背景及意义塑料制品在日常社会中得到广泛利用，模具技术己成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。国内注塑模在质与量上都有了较快的发展。但是与国外的先进技术相比，我国还有大部分企业仍然处于需要技术改造、技术创新、提高产品质量、加强现代化管理以及体制转轨的关键时期。关于全国塑料加工业区域分布，珠三角、长三角的塑料制品加工业位居前列，浙江、江苏和广东塑料模具产值在全国模具总产值中的
5、比例也占到70。现在，这3个省份的不少企业已意识到塑模业的无限商机，正积极组织模具产品的开发制造。塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成形模具产量中约半数是注塑模具。注塑模具在量和质方面都有较快的发展，我国最大的注塑模具单套重量己超过50吨，最精密的注塑模具精度己达到2微米。制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及
6、主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在CAD/CAM技术得到普及的同时， CAE技术应用越来越广，以 CAD/CAM/CAE一体化得到发展，模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，特别是汽车、家电等工业快速发展，使得注塑模的发展迅猛。1.2 注塑模相关领域的国内外现状及发展1.2.1 塑料模功能模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，
7、所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中，用于塑料制品成形的模具，称为塑料成形模具，简称塑料模。塑料模优化设计，是当代高分子材料加工领域中的重大课题。塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，
8、对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80%。由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，标志一个国家工业化的发展程度。1.2.2 国内外注塑模现状我国塑料模的发展极其迅速。塑料模的设计技术、制造技术、CAD技术、CAPP技术，以有相当规模的开发和应用。我国在塑料模设计技术上，与发达国家和地区的差距，参见表1.1。在模具材料方面
9、，专用塑料模具钢品种少、规格不全，质量尚不稳定。表1.1 塑料模设计技术技术名称发达国家中国美国日本德国香港台湾大陆CAD应用CAE应用Flow软件Cool软件75%50%普及普及75%50%普及普及70%50%普及普及50%40%70%70%40%30%50%50%20%10%有应用有应用2 塑件的工艺分析2.1 塑件的工艺分析塑料水杯在我们日常生活中非常重要，是装水的良好用具。水杯的制造主要通过注塑模成型，塑件产品图和详细尺寸见图2-1和图2-2。图2-1 主视图图2-2 3D塑件图2.2 收缩率由资料我们得出了一些常用的塑料的收缩率，对于生产性的塑件，实际证明，这些数据足够应付实际的生产
10、要求。即便对于精密的塑件也会给予其它方面的补偿。因此，对于实际的生产只要按照这些数据就可以满足生产要求了。表1-3是一些常见塑料收缩率：表 1-3 常用塑料的收缩率塑材料名称聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚碳酸脂尼龙ABS聚甲醛缩写PEPPPVCPSPSN6ABSPOM计算收缩率1.5-3.61.0-2.50.6-1.50.6-0.80.5-0.80.8-2.50.3-0.81.2-3.0这次设计所用的材料选择了聚丙烯，即为PP，它的收缩率为15/1000, 它具有强度高，硬度大，耐磨，耐弯曲疲劳，耐湿和耐化学性均佳，容易成型，价格低廉等特点。2.3塑件壁厚塑件壁厚设计的基本依据是塑件的使用要求
11、，比如强度、刚度、绝缘性、重量，尺寸稳定性以及与其他零件的装配关系。壁厚设计也要考虑到塑件成形时的工艺性要求，如对熔体的流动性阻力，顶出时的强度和刚度等。在满足工作要求和工艺要求的同时，塑件壁厚设计的时候还应遵循以下两项原则：1）尽可能减小壁厚减小壁厚不但可以节约材料和能源，还可以缩短成型的周期，因为塑料是导热系数非常小的材料，壁厚只要增加很少，也会使塑件在模腔内冷却时间明显的增长。塑件的壁厚减小也有利于使塑件的质量更好，因为比较塑件生产的时候容易产生表面凹陷以及内部缩孔。2）尽量保持壁厚的均匀塑件壁厚的不均匀会使成型过程中所用的冷却时间不同，从而使收缩率也不同，容易造成塑件的变形。因此设计塑
12、件的时候应尽量减小各个面的壁厚差别。一般情况下应使壁厚差别保持在%以内。对于由于塑件结构所造成的壁厚差别过大情况，可采用以下两种方法来减小壁厚差：1）可将塑件比较厚部分挖空。2）可将塑件分解，即将一个塑件设计为两个塑件。综合以上规律考虑，本制品壁厚选取为2.5mm，且应该尽量保持壁厚均匀。2.4 支承面当塑件只需由一个面作为支承面时，如果用整个面来作为支承面，在制造过程中是很易做到的。但是，这样很容易使地面变形而不能平稳的放置，应在设计时时采用凸边作为支承面。支承面高度不应小于0.5mm，否则底面变形也可能使塑件不能平稳地放置。本制品的环形支承面高度取1mm.3 注塑机的选用注塑机选用主要包括
13、以下两方面的内容：一是注塑机型号的确定，是在塑件、塑料、注塑模及注射工艺等所需要求的注塑机的规格参数在所选注塑机的规格参数范围之内；二是调整注塑机的一些参数到所需要的参数。 根据塑料的品种、塑件的结构、成型方法、生产批量、现有设备及注射工艺等进行选择。本制品采用卧式注塑机低压注射。选用G54-S200/400螺杆式注塑机。以下是它的技术规格为：1.螺杆直径 55mm2.注射容量（理论） 200400 cm33.注射重量（PS） 482g4.注射压力 109MPa5注射速率 2000g/s6塑化能力（PS） 31g/s7注射行程 160mm8螺杆转速 16/28/48r/min9料筒加热功率 10KW10锁模力 2540KN 11拉杆内间距（水平X垂直） 290X368mm12允许最大模具厚度 406mm13允许最小模具厚度 165mm14移模行程 666mm15模板最大开距 260mm16油泵电机功率 18.5KW17油箱容积 456L18机器尺寸（长X宽X高） 4.7X1.44X1.8m19最小模具尺寸（长X宽） 532X634mm23定
