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塑料水杯模具设计

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塑料水杯模具设计

1 绪论

随着社会生产力的发展，人们意识的提高，使我们国家模具技术的发展进入了一个新的阶段。模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具是一种重要的国工工艺装备，是国民经济各工业部门发展的重要基础之一。模具是压力加工或其它成形加工工艺中，使材料变形制成产品的一种重要工艺装备，应用广泛。它在锻造、塑料加工、压铸等行业中起着重要作用。模锻件、冲压件、挤压和拉拔件等，都是使金属材料在模具中发生塑性变形而获得的；压铸零件、粉末冶金零件也在模具中充填加工成形的；而塑料、陶瓷、玻璃制品等非金属材料的成形加工也多是依靠模具。少无切削加工是机械制造业发展的一个方向，而模具是利用压力加工实现无切削工艺的关键。模具成形有优质、高产、低消耗和低成本等特点，因此得到了广泛应用。据初步统计：依靠模具加工的产品和零件，电行业占80%，机电行业占70%以上。轻工、军工、冶金及建材等行业大部分产品和生产都离不开模具 。

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2 塑料制件分析

2.1 水杯外形设计

根据日常生活中刷牙杯的外形及其耐用、耐摔、耐腐蚀等特点，确定制件如图2-1所示，选用材料为ABS，密度为1.05g/cm3， 收缩率0.4%-0.7%， 取0.5%，由Pro/e计算可得，单个制件的体积为107.41cm3。ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性，丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。 ABS具有如下特性[1]： (1)综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好； (2)与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理； (3)有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别； (4)流动性比HIPS 差一点，比PMMA、PC 等好，柔韧性好，适于制作一般机械零件，减磨耐磨零件。

图2-1 水杯外形尺寸观

2.2 模具设计步骤和方案

第 3 页 (共21页) 2.2.1设计思路步骤

一般来说，现在国际上比较经典的塑料模具设计步骤如下： 1) 首先了解塑料制品所用塑料的品种、塑料的特性、收缩率及塑料流动特性。 2) 然后对塑料制品进行工艺分析，着重分析塑料制品的结构合理性及成型条 件等。 3) 再根据塑料制品的重量和塑料制品投影面积及模具结构类型等，选择合适 的注射成型机。 4) 进行模具结构设计 ①选择塑料制品成型位置和模具分型面； ②确定型腔数目和排列方式； ③浇注系统设计； ④成型零件结构设计； ⑤抽芯机结构设计和推出机构设计； ⑥加热系统设计和冷却系统设计； ⑦绘制模具结构图。 在设计塑料模具的过程中可以大部分参照其步骤，但是有些地方可能也会略有不同。

2.2.2方案选择

该塑件的大批量生产使模具寿命要长，使用寿命不少于50万次，塑件为一般性生活用品，精度要求不是很高。模具设计要合理，脱模要方便可靠，还要经济实用。根据塑件成型工艺分析，拟定方案如下： 方案一：采用一模一腔； 方案二：使用一模四腔。 方案一由于只采用一腔，就会使塑件在生产过程中一模只能生产一个产品，虽然模具机构相对简单，加工难度较小，但增加制造成本，降低生产效率。不符合刷牙杯生产的快速、物美价廉等特点，成本的增加也会提高产品的售价，从而降低了产品的市场竞争力，不符合公司利润最大化的要求。 方案二使用一模四腔，模具结构相对复杂，但在实际生产过程中，极大地提高了生产效率，降低了生产成本，产品的成本降低，也降低了产品售价，对消费者也是非常有利的。 综合上述两种方案，最终选取方案二为本模具的设计依据。

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3 注射模具设计

注射模具设计 根据塑件形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，模具设计时按下面的步骤进行。

3.1 制件成型位置及分型面选择

根据塑件制品分型面的设计与选择原则，分型面应该设计在零件截面最大的部位，且不影响零件的外观。若采用如图3-1（a）所示的分型方法A-A水平分型，箭头朝向代表动模的位置；由于塑件凹槽包紧力的存在，塑件可能留在定模，为了使塑件脱模，必须设计定模退出机构，这使得不本来看上去很简单的模具结构变得复杂起来，模具的设计成本也相应提高；若采用图3-1（b）所示的分型方法，A-A水平分型塑件，塑件就包紧在动模型芯一侧，因而留在动模侧，这使模具的结构变得简单，因而选择该方法为模具设计的分型方案。

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3.2 型腔布局的选择

采用一模多件，生产效率高，资源的利用率也高，这里选用的是一模四腔圆形分布，模具尺寸适中，适合大批量生产，这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。 型腔分布如图3-2所示：

图3-2 型腔分布

图3-3 系统工作流程图

3.3 浇注系统的设计

本模具的浇注系统采用较为简单的模式，分别由主流道，分流道，冷料穴和点口组成。

第 6 页 (共21页) (1) 主流道的设计 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道，如图3-3所示。

1) 塑件材料为ABS，流动性好，故选择主流道圆锥角为o 4，内壁粗糙度为 m 63.0Ram。

2） 主流道大端呈圆角，r=2mm。

由塑件材料为ABS，塑件质量为gM12.45105.164.429=´=，选择主流道 直径为d=3mm，D=6mm

3) 浇口套与注射机喷嘴由的接触球面要求吻合，由于注射机喷嘴球面半径 SR是定值，由所选取的注射机决定，根据所选注射机，SR=20mm，一般取sr=SR+0.5，为sr=20.5mm。

4） 断面凹球面深度L2=3mm，球面与主流道孔应以清角度连接，不应有倒拔痕迹，以保证主流道凝料顺利脱落。

5） 定位环是模体与注射机的定位装置，保证浇口套与注射机喷嘴对中定位， 定位环的外径D应与注射机的定位孔间隙配合，定位环厚度取L1=6mm。

6）浇口套长度L取为50mm。

(2) 分流道的设计

分流道指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中空融状态的过渡段。

1) 采用梯形截面分流道，Ra=1.6mm.

2) 截面直径mmmmDD25.05%5%)9%3(=´=-=主

(3-1) mm Dh17.03 2== ，斜度°=5a，底面 半径r=1mm。

3) 分流道布置 采用平衡式布置，要求从主流道各个型腔的分流道其长度、形状及断面尺寸对应相等，达到各个型腔同时均匀进料，保证各个型腔成型出的塑件在强度、性能及质量上的一致性。

4) 分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑件熔体的 流动及充填。

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3.4 浇口的设计

(1) 浇口形式的选择： 由于该塑件外观要求、质量要求较高，浇口的位置和大小以不影响该塑件的外观质量为前提，同时也应尽量使模具结构更简单。根据对该塑件结构的分析，以确定分型面的位置。综合对塑件成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该模具采用品平衡侧浇口形式。因为形式所得到的型腔零件加工简单，且浇口容易去除，不影响制品的使用性能和外观质量，容易保证每个型腔内塑件尺寸，塑件壁厚为1.6mm，故取浇口直径d=1.0mm，浇口长度0.1=lmm。

(2) 进料位置的选择：根据市场上注塑机的设计以及塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式进料位置设计在侧面端部。

3.5 冷料穴设计

冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝，此外，开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出，冷料穴的尺寸稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径[1]，即：mmHL15=»，如图3-5所示。

第 8 页 (共21页) 3.6 型芯、型腔结构的确定

型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。

整体式型腔是直接在型腔板上在加工，有较高的刚度和强度。但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。整体时型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢多，不便加工和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。 组合式型腔是由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要。组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便。同时也有利于型芯冷却和排气的实施。由于该塑件尺寸较小，且形状简单。若采用拼块组合式型腔，比较麻烦，需要至少8块拼块组成。所以，型腔采用整体式结构。考虑加工和热处理比较困难，型芯采用拼块组合式结构

3.7 拉料杆的结构分析

模具常用拉料杆冷料穴。开模时，拉料杆头部的双Z字形钩将主流道凝料钩住，使得凝料从主流道中脱出；拉料杆的底部固定在推板上，在推出塑件时凝料一同被推出，最后连同塑件一起脱出模外。其结构如图3-6所示

3.8 脱模机构设计

脱模机构是在一次注射完成后，取出制件及浇注系统凝料的装置，包括脱出和取出两个动作，即先将塑件和浇注系统凝料等与模具分离，再将塑件和凝料取出。(1) 设计原则 脱模机构的设计一般遵循以下原则[1]： 1）塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。 2）由于塑件收缩时包

第 9 页 (共21页) 紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位。 3）结构合理可靠，机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度，便于制造和维护。 4）保证塑件不变形、不损坏，保证塑件外观良好。 本设计使用简单的推件板脱模机构和成型零件的脱模机构，如图3-7所示。因为该塑件的分型面简单，结构也不复杂，采用推简单的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来方便。

图3-7 脱模机构

3.9 导向及定位机构

数注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。 导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核 [11] 。 导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。 导向机构整体如图3-8所示

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塑料水杯的模具设计与加工

塑料水杯的模具设计与加工

本科毕业设计（论文）通过答辩

I 摘 要

本文介绍了塑料水杯盖的成型工艺，及模具成型结构对塑件质量的影响，浇注系统的设计、顶出系统、模具成型部分和总装结构的设计，通过对模具结构方案、模具工作过程以及加工注意事项的详细分析与论述。近年来CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析正在塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。我感觉UG开模相对于CAD开模有相对简单，2D图采用CAD制图，开模采用UG制图。

在设计中对模具的整体结构及模具非标准的零件经过分析，对其各种参数进行了校核，且绘制了图纸。设计过程中，重点突出了造型设计，成型零件设计，模架设计三个重要工作，在设计中用到了分流道侧浇口浇注系统。在其中造型分模中遇到一定的困难，但是通过努力最终得以解决。这次设计是对塑件及模具CAD/CAM、UG的一次大胆尝试，相信对实际生产会有一定的指导意义。

另外，本次杯子我选择了增大杯子的内径，上下上下两个杯盖，下杯盖与杯底留有一定的空间，可成放茶叶、咖啡、方便人们生活，大的杯径可让杯子多盛放东西，需要时还可以用做饭盒，两个不同的杯盖还可以交换使用。本次设计以有内螺纹的杯盖为主，杯体为辅。

关键词：塑料水杯；塑料杯盖；注塑模设计；CAD/CAM

本科毕业设计（论文）通过答辩

II Abstract

This paper introduces the forming process of plastic cups, influence and mold structure on

the quality of plastic parts, the design of gating system, the ejector design system, molding part

童芯吸水杯模具设计

童芯吸水杯模具设计

盐城工学院机械工程系毕业设计 1

0前言

随着塑料工业的飞速发展和通用塑料也工程塑料在强度和精度方面的不断提，塑料制品的应用范围也在不断扩展。由于再工业产品中，一个设计合理的塑件往往能代替多个传统金属结构件，加上利用工程塑料特有性质，可以一次成型非常复杂的形状，并且还能设计成卡装结构，成倍地减少产品中的各种紧固件，大大地降低了金属材料消耗能和加工及装配工时，因此，近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。

注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法。该方法适应于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其他成型方法望尘莫及的。由于注塑成型加工不仅产量多，而且适应于多种原料，能够成批地生产，并且具有固定的尺寸，可以实现自动化、高速化，因此具有较高的经济效益。

作为注塑成型加工的主要工具之一注塑模具。在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中反应能力和速度。

与其它机械行业相比，模具制造业主要有以下三个特点：

第一，模具不能像其它机械那样可作为基本定性定型的商品随时都可以在机电市场上买到。这是因为每副模具都是针对特定塑料制品的规格而产生的，由于塑料制品的形状、尺寸各异，差距甚大，其模具结构也大相径庭，所以模具制造不能形成批量生产。换句话说，模具是单件生产的，其寿命越长，复加工的可能性越小。因此模具的制造成本较高。

第二，因为注塑模具是为产品中的塑料制品而定制的，作为产品、除质量、价格等因素外，很重要的一点就是需要尽快的投放市场，所以对于塑料制品 而特殊定制的模具来说，其制造周期一定要短。

第三，模具制造是一项技术很强的工作，其加工过程集中了机械制造技术中先进技术的精华部分与钳工技术的手工技巧，因此要求模具工人具有较高的文化技术水平，特别是对企业来说要求培养“全能工人”，使其适应多种要求，这种技术工人对于模具单件生产方式组织均衡生产是非常重要的。综上所述，模具制造业存在成本高，要求制造周期短，技性强等特点，目前，随着科学技术的不断发展和计算机技术的应用，这些问题得到了很大改善。由于有了计算机辅助设计和计算机辅助加工，从根本上改变了模具生产的面貌，可靠地保证了模具所要的精度与质量。预硬、易切削以及高光亮等，新兴模具材料的应用，大大方便了加工及热处理。另外，模具标准件和标准件为基础的特殊定制零件的普及，明显地模具制造周期。

转水口模具设计范文

转水口模具设计范文

转水口模具设计范文

转水口模具设计是一项非常重要的工作，在塑料注塑模具的设计中起着至关重要的作用。水口被设计为塑料材料进入模具腔体的通道，因此它的设计直接影响着产品的质量和生产效率。本文将详细介绍转水口模具的设计要点和具体步骤，并结合实例进行说明。

一、转水口模具设计的要点：

1.水口的位置：水口应尽可能靠近产品的厚壁部分，避免在产品的薄壁部分或角落处设置水口，以免造成制品缺陷。

2.水口的形状：水口的形状应该保持较小的截面积，以减少液态塑料进入模具腔体时的阻力，从而提高注塑过程的流动性。常见的水口形状有环形、矩形和楔形等。

3.水口的数量：水口的数量应根据产品的形状和大小来确定，一般情况下，产品的直径越大，水口的数量就越多，以保证整个模具腔体内的塑料能够均匀进入。

4.水口的尺寸：水口的尺寸应根据塑料材料的熔指数、模具射出压力和产品的尺寸来选择。尺寸过小会导致塑料充填困难，尺寸过大会造成浪费和能量损失。

5.水口的型式：常见的水口型式有自动剪切型、手动剪切型和特殊型式等。根据不同产品的要求，选择适合的水口型式能够提高生产效率和产品质量。

二、转水口模具设计的步骤： 1.分析产品要求：首先，我们需要进行产品要求的分析，确定产品的形状、尺寸和壁厚等关键参数，以确定水口的位置和数量。

2.设计水口形状：根据产品的形状和壁厚，选择合适的水口形状。通常情况下，环形水口适合注塑成型厚壁产品，而楔形水口适合注塑成型薄壁产品。

3.确定水口尺寸：根据材料的熔指数、射出压力和产品的尺寸，计算出合适的水口尺寸，确保塑料能够顺利填充模具腔体。

4.设计水口型式：根据注塑机和模具的配套要求，选择合适的水口型式，使其与注塑机的进料系统相匹配，确保生产过程顺利进行。

5.模具流道设计：水口是模具流道的一部分，它和模具流道一起构成了塑料在模具中流动的通道。因此，在进行模具流道设计时，要考虑水口的位置和形状，保证流动过程的顺畅。

塑料水杯的加工方法设计

塑料水杯的加工方法设计

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毕 业 论 文

（2013届）

题 目：

姓 名：

学 号： *********

系 部： 数控技术系

班 级： 08高职数控*班

指导教师：

2013年4月

2 塑料水杯的加工方法

摘要：此次毕业设计塑料水杯过程中分析了塑料水杯零件的塑料工艺，介绍了塑料PP的成形工艺特点，采取了最佳的成型方案，同时，详细地分析了模具结构与计算。最后还对模具的成型零件进行了加工工艺的分析和设备的校核. 着重说明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道选择和浇口位置的确定，模具工作零件的结构设计，推出机构的设计，温度调节系统的设计,模架的选用,模具的装配等。

关键词：塑料水杯 PP 注射模 模具结构

一、塑件品种的选择及其性能

1.零件图，如图1所示：

图1

2.材料的选用及性能分析

经过对水杯的用性能进行分析，最终选定PP作为制件的材料。

PP是一种由丙烯聚合而制得的热塑性树脂，是一种半结晶性材料。它比 3 PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。性质 极轻之塑料，密度仅为0.9g/cm3，加工性质毋须预热干燥。PC优点1、易染色2、耐湿性佳3、耐化性佳4、高铰链特性5、耐冲击性 。PC缺点1、复杂之异形押出不易2、易被紫外线分解3、不易接合4、易氧化 。