1、摘要本设计是以“杯托注塑模设计”为主题。其设计思路由参考多个生产事例而得出，设计内容是从零件的工艺分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。在设计当中，很多东西都是自己原来所没有接触过的，尤其是前段时间所学的理论课知识与现在的自己动手操作设计，设计顺序开始是从零件的材料选择，接下是成型参数、密度、收缩率的确定，模具种类与模具设计的关系、塑件的尺寸精度与结构、注射机的选择、模具设计有关尺寸的计算（包括模具行腔型芯的计算及其公差的确定） 、注塑机参数的校核、模具结构设计、模具冷却、加热系统计算、注射模标准件的选用及总装技术要求等内容。其次是模具的结构，在模具结构的设计当中，首先设计的是模具的型
2、腔结构，接下来是型芯结构、斜导柱、滑块、导向机构、复位杆、拉料杆、推件杆和推出机构，这样做的目的是为了规范化，更重要的是为了以后与制造人员的配合。既让自己有了良好的设计习惯，又能锻炼自己的配合意识。为以后工作做一次演练，这样更能体现理论与实践相结合的目的。1前言随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。在选择杯托这个题目时，主要是因为它在日常生活中比较常见。因为每个家庭都有很多家用电器，当然杯托也是这些家用电器的必备产品。选择它的目的在于它时常出现在我们的生活中，另外我们遇到的问题也不是什么大的问题，如果我们掌握了它的结构，以及它的性
3、能，还有它的原理，那么每当我们发现它的毛病时，就可以自己动手去操作，把它的问题找出来，一方面可以解决问题，另一方面也可以发现它的那些地方会经常出现问题，在我们选择杯托时会留意一下。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代成形设备等都是成形优质塑料的重要条件。目前，我国制造业的水平仍然很低，1995 年人均制造业增加值仅 203.5 美元/人，根据机械科学研究院采用“投入生产系统动力学宏观经济模型”的预测，到 2020 年将达到 1384 美元/人，也仅仅相当于 1950 年美国的水平（1530 美元/人） ，略高于日本 1965 年的水平，
4、因此，我国的制造技术与国际先进水平相比还存在着阶段性差距。近年来我国模具发展的重点放在精密、大型、复杂、长寿命模具上，并取得了可喜成绩。虽然我国模具工业已取得较大的发展，但仍然不能满足国内经济高速发展的需要。“十五”期间，我国模具市场在汽车、家用电器、电子及通信产品、建材、玩具、仪器仪表等行业将会有更大的需求。但是我们的小型模具，比如像杯托这样的家用产品，因为它的产量较大，并且人们的生活中也不可缺。它在我们的生活中所占的比重很大，这是不容我们忽视的。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产
5、周期及降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。而且应该是目前已有一定基础，有条件、有可能发展起来的产品。21、塑件工艺分析1.1 塑件设计要求该产品用于电源杯托上,要求具有绝缘性的作用。该产品精度及表面粗糙度要求为一般精度,但在加工制造过程中要求各部分有一定配合精度关系。1.2 塑件生产批量要求该产品为大批量生产。故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用侧浇口自动脱模结构。由于该塑件要求批量大，所以模具采用一模四腔的结构，浇口形式采用侧浇口，由于塑件相对较小，所以可以采用一点进料，以利于充满型腔。相对于大塑
6、件可采用相对于小的塑件大的分流道，以达到同时充模的效果。1.3 塑件的成型要求化学性能稳定，绝缘性好，宜于成形加工等，闭弯折不容易产生损坏和断裂现象。塑件表面要求无飞边或缩孔现象。32、选用塑料2.1 酚醛塑料(PF)性能:1.一般工业电器用:具有良好可塑性,适用于一般压塑成型,工艺性良好,机电性良好,光泽性好。2.高电绝缘用:适宜于压缩成形,除力学性能良好外,有优良绝缘性及耐水性。3.高频率用:有优良耐水、耐热性、耐高频率性、宜用于湿热带气候条件用。4耐水、耐热、耐油，耐腐蚀，防湿防霉用，有良好的机电性能。5耐冲击用：有高抗冲击强度，电绝缘，防霉，防湿，耐水性能。6自然放霉，耐湿，耐酸特性及
7、具有高度防湿，防霉，耐高频特性。7日用品用：有一定机械强度，工艺性好、价格便宜。用途：1.可做工业电器开关及零件,仪表壳,纺织机械零件、矿灯零件,旋纽灯头,开关,杯托等日用电器零件2.可作电绝缘性,耐水性要求较高的电器仪表及电讯工业零件,交通电工器材及无线电零件3.可作耐高频的短波和超短波电讯器材,高绝缘试验仪器,无线电,雷达,电子管灯座等电器零件4.可作要求耐热,耐水,防霉,防腐的各种电器零件,用于船舶,湿热带气候条件时5.可用于有金属嵌件的复杂塑件,或用于防霉,防湿,防震场合时作真空管杯托,电磁开关座,蓄电池箱盖,通讯机外壳6.可作蓄电池零件,人造纤维工业用零件,卫生医药用具,有酸,蒸气侵
8、蚀的工作条件时零件以及湿度大,频率高,电压高的电器,机械零件7.可作瓶盖,纽扣等日用品零件2.2 聚醚砜(PES)性能:具有耐热性优越的聚醚类塑料,热变形温度磕打 260,高温下其力学强度也不降低，透明无毒,但易吸水用途:用于制造电器开关件,汽车变速器齿轮,线圈骨架,杯托,医疗器械飞机窗框42.3 聚碳酸酯（PC）性能: 聚碳酸酯(简称 PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获的了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性
9、，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。PC 可 注 塑 、 挤 出 、 模 压 、 吹 塑 、 热 成 型 、 印 刷 、 粘 接 、 涂 覆 和 机 加 工 ， 最 重 要 的 加 工方 法 是 注 塑 。 成 型 之 前 必 须 预 干 燥 ， 水 分 含 量 应 低 于 0.02%， 微 量 水 份 在 高 温 下 加 工会 使 制 品 产 生 白 浊 色 泽 ， 银 丝 和 气 泡 ， PC 在 室 温 下 具 有 相 当 大 的 强 迫 高 弹 形 变 能 力 。冲 击 韧 性 高 ， 因 此 可 进 行 冷 压 ， 冷 拉 ， 冷 辊 压 等 冷 成 型 加 工 。
10、挤 出 用 PC 分 子 量 应大 于 3 万 ， 要 采 用 渐 变 压 缩 型 螺 杆 ， 长 径 比 1： 1824， 压 缩 比 1： 2.5， 可 采 用 挤 出吹 塑 ， 注 -吹 、 注 -拉 -吹 法 成 型 高 质 量 ， 高 透 明 瓶 子 。 PC 合 金 种 类 繁 多 ， 改 进 PC 熔体 粘 度 大 （ 加 工 性 ） 和 制 品 易 应 力 开 裂 等 缺 陷 ， PC 与 不 同 聚 合 物 形 成 合 金 或 共 混物 ， 提 高 材 料 性 能 。 具 体 有 PC/ABS 合 金 ， PC/ASA 合 金 、 PC/PBT 合 金 、 PC/PET合 金
11、 、 PC/PET/弹 性 体 共 混 物 、 PC/MBS 共 混 物 、 PC/PTFE 合 金 、 PC/PA 合 金 等 ， 利有 两 种 材 料 性 能 优 点 ， 并 降 低 成 本 ， 如 PC/ABS 合 金 中 ， PC 主 要 贡 献 高 耐 热 性 ， 较好 的 韧 性 和 冲 击 强 度 ， 高 强 度 、 阻 燃 性 ， ABS 则 能 改 进 可 成 型 性 ， 表 观 质 量 ， 降 低密 度 。 2.4 材料的确定及相关参数方案一采用酚醛塑料,它一般以(40-50)%的酚醛树脂作基本原料,加入(40-50)%填料、固化剂、催化剂、燃料、塑化剂及润滑剂等辅助料而组
12、成，这样可以降低成本，另外换可以赋予他书性质以及材料的流动性，使之在高压下流入塑模时不致过多地溢出。方案二采用聚醚砜,虽然在高温下力学强度不降低,但是易吸水用在杯托上,特别是在用电设备上不太安全.方案三5因为它的熔融,凝固十分迅速,熔融速度快有利于成型,缩短了成型周期,按经济条件考虑,省时就是有利于提高生产率.另外它在常温下一般不溶于有机溶剂,能耐醛、酯、醚、烃及弱酸、弱碱，耐汽油及润滑油性能也很好，有较高的抗拉、抗压性能和突出的耐疲劳强度，尺寸稳定、吸水率小，具有优良的减摩、耐摩性能，能耐扭变，有突出的回弹能力；还有较好的电气绝缘性能。注射成形机类型:螺杆式密 度(g/cm 3):1.411
13、.43计算收缩率(%):1.21.0预热:温度()80100时间：(h)35料筒温度():后段 160170中段 170180前段 180190喷嘴温度():170180模具温度():90120注射压力(Mpa)80130成形时间(s):注射时间 2090高压时间 09冷却时间 2060总周期 60适用注射机类型:螺杆式后处理:方法 红外线灯、烘箱温度() 140145时间(h) 463、塑料种类与模具设计的关系不同种类的塑料其工艺性能、成形特性也不相同，因此为了确定塑料的工艺性能、成形特征，并在模具中充分利用以获得优质的塑料制件。表 3.1 塑料种类与模具设计关系 2塑料 特征 注意事项聚甲
14、醛 POM（结晶型）1， 吸水性小，不用干燥2， 冷却速度快3， 摩擦系数小，有弹性1， 尽量采用点浇口，尤其是成形较大面积的扁平体2， 浇注系统散热面积要大，以减缓冷却速度，保证塑料顺利充填型腔74、注射机的选择由给出的工件可称得工件的质量为 20g，一模四腔总重为 80g，可计算浇注系统的体积为，由文献 2：315cm所以： (式 4.1)3374.5641.80cmcgV塑 件 浇塑 件总 V374.156cm选用 XS-ZY-125 型卧式注射机 2，其性能参数如下：额定注射量： 325注射压力： Mpa10锁模力： KN9最大注射面积： 23cm最大开模行程： 0模具最大厚度： 模具
15、最小厚度： 2拉杆间距： m906喷嘴直径： 4喷嘴圆弧半径： 1285、模具的基本结构5.1 模具的成形方法塑件采用注射成形法生产.为保证塑件表面质量,使用点浇口成形,因此模具应为双分形面注射模.5.2 模具的结构形式我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个，分中小型模架 （GB/T12556.190）和大型模架 （GB/T12555.190）两种。 中小型模架标准中规定，模架的周界尺寸范围为：560mmx900mm，并规定模架的形式为品种型号.塑料注射中小型模架标准GB/T12556.1-12556.2-90.其组合形式有 A1,A2,A3,A4 四种,根据条件选用 A4.其结构形式
16、如下图。图 5.1 模架5.2 型腔的布置塑件形状简单,质量较小,生产批量大.所以应使用多型腔注射模具.考虑到塑件的侧面有矩形孔( ),需侧向抽芯,所以模具采用一模四腔 (计算方法如下),平衡布置.这样27模具尺寸较小,制造加工方便,生产效率高,塑件成本较低.其布置如下图：9图 5.2 型腔设计5.3 确定分型面塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求,塑件的分型面有多种选择,图如下,分型面选择在轴线上 ,这种选择会使塑件表面留下分型面痕迹 ,影响塑件表面质量.同时这种分型面也使侧向抽芯困难,假如分型面选择在下端面,这样的选择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成型,塑件大部分外表面光滑,仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹 .同时侧向抽芯容易 ,而且塑件脱模方便.双分型面注射模注射成型塑件表面平整、没有较大的浇口痕迹.由于该塑件为多型腔注射模,浇注系统有分流道,即要实现分流道脱模 ,又要实现塑件脱模,所以应该应用双分型面 . 图 5.3 分型面的设计5.4 选择浇注系统浇注系统是指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道1）主流道的设计
