水杯模具设计说明书.doc

课程设计说明书

专 业： 模具设计与制造
学生姓名：
学 号：
指导教师：

2014年 6月 26 日

摘 要
本次课程设计课题是PP水杯注塑模设计，本文详细介绍了注射模具模架、成型零部件、浇注系统和脱模系统等模具主要的设计过程，并对模具强度要求做了说明。设计中对注射机的相关参数进行了验证，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。校核合格后进行了成型零件加工工艺过程的制定，既保证了塑件的质量，又兼顾了经济性。 最后在设计过程中运用Auto CAD、UG 软件进行注塑模结构设计与计算，并绘制出了模具总装图以及部分零件图，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。

目 录

前 言 1
一 、 概述 2
1.1设计目的 2
1.2模具设计的主要内容和任务 2
1.2.1 塑料模具设计任务 2
1.2.2 收集、分析、消化原始资料 2
1.2.3 确定成型方法 3
二 、 塑件成型工艺性分析 4
2.1塑件的分析 4
2.1.1外形尺寸 4
2.1.2精度等级 5
2.2 PP性能分析 5
2.3 PP的注射成型过程及工艺参数 5
三 、 拟定模具的结构形式 7
3.1分型面位置的确定 7
3.2型腔数量和排列方式的确定 8
3.3注射机型号的确定 9
四 、 浇注系统和成型零件的设计 13
4.1 浇注系统的设计 13
4.1.1 主流道的设计 13
4.1.2 分流道的设计 14
4.1.3 浇口的设计 16
4.1.4 冷料井的设计 17
4.2 成型零件的结构设计及计算 17
4.2.1成型零件的结构设计 17
4.2.2成型零件钢材的选用 18
4.2.3成型零件工作尺寸的计算 18
4.2.4成型零件尺寸及动模垫块厚度的计算 19
4.2.5 排气槽的设计 20
五 、 模架和推出机构的设计 20
5.1 模架的确定 20
5.1.1各模板尺寸的确定 20
5.1.2模架各尺寸的校核 21
5.2 脱模推出机构的设计 21
5.2.1脱模机构 21
5.2.2推出方式的确定 22
5.3 导向和定位结构的设计 23
六 、 总结 23

附录
总装图 24

前 言

本说明书为PP水杯注塑模设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。水杯在日常生活中比较常用，给人们带来了很大的方便。
本说明书的内容包括：对塑件PP水杯性能的分析、注塑机的选用、浇注系统和成型零件的设计、模板的选用和推出机构的设计、导柱和定位系统的设计等整个注塑模具各个部分的设计。
一 、概述,明确了此次设计目的、任务及内容;
二 、塑件成型工艺性分析,通过对设计外观尺寸及PP性能的分析,明确了设计过程中应注意的问题;
三 、拟定模具的结构形式,对模具的结构形式进行了设计,并选定校核了注射机;
四 、浇注系统和成型零部件的设计,通过相关计算设定了浇注系统和成型零件尺寸;
五 、模架和推出机构的设计,详细阐述了模架和脱模机构的设计过程.
编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。

一 概述

1.1 设计目的

通过该课程设计拟定一个塑料制品的成型工艺和整体模具结构设计，以达到以下目的：
(1) 综合运用、巩固和扩大塑料成型模具等基础知识和专业知识；
(2) 熟悉拟定塑料成型工艺和模具设计的原则、步骤和方法；
(3) 学会查阅有关技术文献、手册和资料；
(4) 通过设计实践，基本掌握塑料模具设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。

1.2 模具设计的主要内容和任务

1.2.1 塑料模具设计任务
设计题目为设计一个较简单的注塑模具，塑件结构不要求复杂，但模具基本结构完整。
塑料模具设计内容包括：
1）绘制塑料制件图件
2）绘制模具总装配图
3）绘制成型零件图
4）编写塑料模具设计说明书

1.2.2 收集、分析、消化原始资料
分析塑料件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑料件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑料件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。
1、塑料件的形状和尺寸：
塑料件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。
2、塑料件的尺寸精度和外观要求：
塑料件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。
3、生产批量：
生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。
4、其它方面：
在对塑料件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑料件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺的影响。

1.2.3 确定成型方法
根据对塑料零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求以及塑料的性能的分析结果，确定所需的模塑成型方案，采用注塑成型、挤塑成型、压塑成型或是吹塑成型。

二 塑件成型工艺性分析

2.1塑件的分析

2.1.1外形尺寸
该塑件的具体尺寸如图2-1所示，塑件的壁厚1mm，塑件的整体尺寸不是很大，适合采用注塑成型。

图2-1：塑件图

2.1.2 精度等级
每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高精度，就按实际公差进行计算。

2.2 PP性能分析

（1）使用性能
密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化. 适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。
（2）成型性能
1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解；
2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形；
3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形；
4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。

2.3 PP的注射成型过程及工艺参数

（1）、注射成型过程
① 成型前的准备。PP有多种品牌和品种，成型前应选择熔体流动速率（MFR）合适的材料，一般注射成型中选用MFR=1~10的材料。另外PP吸水性很小，成型前不需要干燥。
②注射过程。塑件在注塑机料筒内经过加热，塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔内成型。其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却5个阶段。
③ 塑件的后处理。为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。
（2）、注射工艺参数（见表2-2）
表2-2 PP的注射工艺参数
料筒温度
喂料区
30～50℃（50℃）
区1
160～250℃（200℃）
区2
200～300℃（220℃）
区3
 220～300℃（240℃）
区4
220～300℃（240℃）
区5
220～300℃（240℃）
备注：括号内的温度建议作为基本设定值，行程利用率为35％和65％，模件流长与壁厚之比为50：1到100：1
熔料温度
220～280℃
料筒恒温
220℃
模具温度
20～70℃
注射压力
具有很好的流动性能，避免采用过高的注射压力80～140 （800～1400bar）； 一些薄壁包装容器除外可达到180MPa (1800bar)
保压压力
避免制品产生缩壁，需要很长时间对制品进行保压（约为循环时间的30％）；约为注射压力的30％～60％
背压
  5～20MPa（50～200bar）
注射速度
对薄壁包装容器需要高的注射速度（带蓄能器）；中等注射速度往往比较适用于其它类的塑料制品
螺杆转速
高螺杆转速（线速度为1.3m/s）可取，满足冷却时间结束前完成塑化即可
计量行程
0.5～4D（最小值～最大值）；4D的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的
残料量
2～8mm，取决于计量行程和螺杆转速
预烘干
不需要；如果贮藏条件不好，在80℃的温度下烘干1h就可以
回收率
可达到100％回收
收缩率
1.2～2.5％；收缩程度高；24h后不会再收缩（成型后收缩）
机器停工时段
无需用其它材料进行专门的清洗工作；PP耐温升
料筒设备
标准螺杆，标准使用的三段式螺杆；对包装容器类制品，混合段和切变段几何外形特殊（L：D＝25：1），直通喷嘴，止逆阀

三 拟定模具的结构形式

3.1分型面位置的确定

为了将塑件和浇注系统凝料等从密闭的模具中取出，将模具适当的分成两个或若干个主要部分，这些可以分离部分的接触表面，通称为分型面。
通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在截面积最大且有利于开模取件的中心平面，塑件从模具中取出时，一般只采用一个与注塑机开模运动方向相垂直的分型面，特殊情况下采用较多的分型面，因此这次我们采用的是单分型面。
该塑件为倒锥形水杯，外形表面质量要求较高，在选择分型面时根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量，便于清除毛刺及飞边，有利于排除模具型腔内的气体，为了提高生产效率和塑件外形美观，采用杯口注胶。
分模过程为：两模板分模后 塑件被推件板顶出。分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处。
分型面

3.2 型腔数量和排列方式的确定

1. 型腔数量的确定
该塑件的精度要求一般在2 -3 级之间，切为了大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本的费用，初步定为一模一腔结构形式。
2. 型腔排列形式的确定
多模腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且力求紧凑，并与浇口开设的部位对称。
3.模具结构形式的确定
本模具设计为一模四腔，根据塑件结构形式，推出结构采用推件板推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用直浇口，且开设在杯口。

3.3注射机型号的确定

1. 注射量的计算
通过三维软件建模设计分析计算得
塑件体积： V=3.967㎝3

塑件质量： m=31.064 g

2. 浇注系统凝料体积初步计算
浇注系统的凝料在设计之前不能准确计算的数值，但可以根据经验按照塑件体积的0.2-1倍来估算。由于本次采用的流道较简单并且较短，因此浇注系统凝料按塑件体积的0.2倍来估算，故一次注入模具型腔溶料的总体积为：
V总 = V塑×（1+0.2）×4=19.0416cm3
3. 选择注塑机
根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总体积V总=19.041cm3，依公式（V公= V总/0.8）则有：V总/0.8=23.02cm3。根据以上计算，初步选定公称注射量为30cm3，注射机型号为SZ-500/200卧式注射机，其主要技术参数见3- 1表：
表3-1 注射机主要技术参数
理论注射量/ cm3
500
移模行程/mm
500
螺杆柱塞直径/mm
55
最大模具厚度/mm
500
注射压力/MPa
150
最小模具厚度/mm
220
注射速率/(g.s-1)
173
锁模形式
双曲肘
塑化能力/(g.s-1)
110
模具定位孔直径/mm
160
螺杆转速/(r.min-1)
0～200
喷嘴球半径/mm
20
锁模力/kN
1000
喷嘴口半径/mm
3
拉杆内间距/mm
345×345

理论注射量/ cm3
500
移模行程/mm
500
螺杆柱塞直径/mm
55
最大模具厚度/mm
500
注射压力/MPa
150
最小模具厚度/mm
280
注射速率/(g.s-1)
173
锁模形式
双曲肘
塑化能力/(g.s-1)
110
模具定位孔直径/mm
160
螺杆转速/(r.min-1)
0～200
喷嘴球半径/mm
20
锁模力/kN
1000
喷嘴口半径/mm
3
拉杆内间距/mm
345×345

理论注射量/ cm3
30
注射行程/mm
130
螺杆柱塞直径/mm
55
最大模具厚度/mm
180
注射压力/MPa
119
最小模具厚度/mm
60
注射时间/s
0.7
合模方式
肘杆
油泵流量/(L/min)
50
螺杆直径/mm
-28
螺杆转速/(r.min-1)

最大成型面积/cm*2
90/160
锁模力/kN
250
拉杆间距
235
拉杆内间距/mm
235
外形尺寸
2.34x0.80x1.46
压力/MPa
6.5

4. 注射机相关参数的校核
(1)注射压力低校核。 查表3-2可知，PP所需注射压力为70～120Mpa，这里取P0=80Mpa,该注射机的公称注射压力P公=150Mpa,注射压力安全系数k1=1.25～1.4,这里取k1=1.3，则

K1P0=1.3×80=104<p公

所以，注射机注射压力合格。
(2) 锁模力的校核
a. 塑件在分型面上的投影面积A塑，则
A塑=2980.2405mm2
b. 浇注系统在分型面上的投影面积A浇，及流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积，可以按照多型腔模的统计分来确定。A浇是每个塑件在分型面上的投影面积A塑的0.2～0.5倍。由于本流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适取小一些。这里取A浇=0.2A塑。
c. 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A总，则
A总=4(A塑+A浇)=4×1.2×2980.2405mm2=14305.154mm2
d. 模型腔内的胀型力F胀，则
F胀=A总p模=2629.85×30=429154.62N=429.15KN
式中，p模是型腔的平均计算压力，通常取注射压力的20%～40%，大致范围为23.8～47.6Mpa。对于黏度较大且精度较高的塑料制品应取较大值。PP属中等黏度塑料及有精度要求的塑件，故p模取30Mpa。
查表3-1可得该注射机的公称锁模力F锁=1000KN，锁模力安全系数为k2=1.1～1.2，这里取k2=1.2，则
K2F胀=1.2×429.15kN=514.98kN<F锁

所以，注射机锁模力合格。

表3-2 部分塑料所需的注射压力p0
塑料
注射条件
厚壁件（易流动）
中等壁厚件
难流动的薄壁窄浇口件
聚乙烯
70～100
100～120
120～150
聚氯乙烯
100～120
120～150
>150
聚丙烯
70～100
100～120
120～150
ABS
80～110
100～130
130～150
聚甲醛
85～100
100～120
120～150
聚酰胺
90～101
101～140
>140
聚碳酸酯
100～120
120～150
>450
有机玻璃
100～120
140～150
>150

四 浇注系统和成型零件的设计

4.1 浇注系统的设计

浇注系统控制着塑件在注塑成型过程中充模和补料两个重要阶段，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接的影响。浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为止的那一段流道。本次设计中采用一模一腔模具，多型腔模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成。
浇注系统的设计原则：
〈1〉 考虑塑料的流动性，保征流体流动顺利，快，不紊乱；
〈2〉 避免熔体正面冲出小直径型芯或脆弱的金属镶件；
〈3〉 进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定；
〈4〉 流道的进程要短，以减少成型周期及减少废料。

4.1.1 主流道的设计
主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，其一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段。其作用是将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔中。在卧式或立式注塑机用模具中，主流道垂直于分型面，主流道的形状为圆锥形，便于塑料熔体的流动及主流道凝料的拔出。其锥角为4（建议为2-6°）。
主流道尺寸：
主流道的长度：L=50mm
主流道的小端直径：d＝注射机喷嘴尺寸+(0.5~1)mm
=（3+0.5）mm=3.5mm
主流道大端直径：D=7mm。
小端前面的球面深度：h=3mm，（一般为3~5mm）
主流道的球面半径：SR=注射机喷嘴球头半径+（1~2）mm = （12+2）mm =14mm流道的粗糙度:Ra≤0.4um。
由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触和碰撞，易磨损，所以设计成独立的主流道衬套，选用优质钢材制作并经热处理提高硬度。浇口套长大于定模板的厚度加型腔板的厚度，本模具设计为67mm.同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=3mm的圆弧过渡。热塑性塑料注塑成型用的主流道由于要与高温颜料及喷嘴反复的接触，所以主流道常设计成可拆卸的主流道衬套，见图4-1

图4-1 主流道

4.1.2 分流道的设计
分流道是指塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对熔体流动起分流转向作用，要求熔体压力和热量在分流道中损失小。
1 多型腔模具设计型腔布置和分流道的布置同时加以考虑，设计原则有：
（1） 尽量保证各型腔同时充满，并均衡地补料，以保证同模各塑件的性能、尺寸尽可能一致；
（2） 各型腔之间的距离恰当，应有足够空间排布冷却水道、螺钉等，并有足截面积承受注射压力；
（3） 在满足以上要求的情况下尽量缩短流道长度、降低浇注系统冷料重量；
（4）型腔和浇注系统投影面积的重心应尽量接近注塑机锁模力的中心，一般在模板的中心上。
在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失并尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。
2 分流道截面形状设计
分流道常用的截面形式有圆形、梯形、正六边形、U形、半圆形及矩形等几种形式。本次设计的是小型注射模具，故分流道设计为圆形截面形式。本分流道设计为左右对称分布。
3 分流道的长度
分流道长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置。由于流道设计，仅有一个型腔，分流道较短，故设计时可适当小一些。单边分流道长度取10mm。
4 分流道的截面尺寸
分流道截面尺寸应根据熔体流量、塑件壁厚、流速、材料特性、粘度、塑件形状、分流道长度、塑件的成型体积等因素决定。
对于圆形分流道断面的直径D一般在2~12mm的范围内变动。对流动性很好的聚丙烯、尼龙等，当分流道很短是，其直径可小到2mm；对流动性很差的聚碳酸酯，直径可达12mm。根据PP的特性和以上的多种因素，本次设计采用分流道的直径为6mm。
5 分流道的表面粗糙度和脱模斜度
分流道表面的粗糙度决定于所成型的品种，有的塑料不宜抛光，其好处是使流道壁处冻结的冷皮贴在壁上，不易随流体进入型腔。而对于PP为避免表面疵痕，必须对流道表面仔细抛光，因此分流道粗糙度不能太高，一般取1.6um左右。其脱模斜度为40′-1°30′之间。

4.1.3 浇口的设计
1 浇口的概念
浇口是连接分流道和型腔之间的一段细短流道(直接浇口以外),它是浇注系统的关键部分，也是注射模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。浇口的作用是使分流道输送来的熔融塑料的流速产生加速度，形成理想的流态，顺序、迅速地充满型腔，同时还起着封闭型腔防止熔料倒流的作用，并在成型后便于使浇口与塑件分离。
浇口设计与塑料制品形状、塑料制品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数（压力等）及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭，便于使塑料制品分离，塑料制品的浇口痕迹亦不明显。
塑料制品质量的缺陷，如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等，往往都是由于浇口设计不合理而造成的。
小浇口的优点：
a、改变塑料非牛顿流体的表观粘度，增剪切速率；
b、小浇口改变流体流速，产生热量，温度升高；
c、易冻结，防止型腔内熔体的倒流；
d、便于塑件与浇注系统的分高；
2 浇口类型的选择
本此设计选用侧浇口的形式，浇口开设在模具的分型面处，从塑件的外侧进料，截面为矩形的浇口。从外侧进料缩短了流程，改善了成型条件。这类浇口实用于一模多件，提高了生产效率，去浇口方便，塑料制品不留明显痕迹。
3 浇口断面的设计
本次设计浇口断面为矩形。对于多型腔模具，用以控制熔接缝的位置。浇口截面积通常为分流道截面积的0.03~0.09倍。对于外侧进料的普通侧浇口，一般取宽1.5~5mm，厚0.5~2.0mm，长度约为0.5~2mm。本次采用长1.5mm，宽3mm，厚1mm。浇口具体尺寸是根据经验确定,在试模时逐步修正。
4 浇口位置的设计
（1）、浇口应开设在塑料制品断面较厚的部位，能使熔融的塑料从塑料制品厚断面流向薄断面，保证塑料充模完全。
（2）、浇口位置的选择，应使塑料充模流程最短，减小压力损失，有利于排除模具型腔中的气体。本次将浇口设在水杯的底部中心位置。
（3）、浇口位置的选择，应防止在塑料制品表面上产生拼缝线。
（4）、浇口位置应尽量开设在不影响塑料制品外观的部位，如开设在塑料制品的边缘和底部等。
（5）、浇口不能使熔融塑料直接进入型腔，否则会产生旋流，在塑料制品上留下螺旋形痕迹，特别是点浇口，侧浇口等，更容易出项这种现象。
（6）、浇口尺寸的大小，应取决于塑料制品的尺寸、几何形状、结构和塑料的性能。

4.1.4 冷料井的设计
冷料井是用来储藏注射间隔期间产生的冷料头的，防止冷料进入型腔而影响塑件质量，并使熔料能顺利地充满型腔。
本次设计采用的是卧式注射机，冷料井一般都设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模上，直径应稍大于主流道大端直径，以利冷料流入，选用直径为8mm。

4.2 成型零件的结构设计及计算

4.2.1成型零件的结构设计
构成模具型腔的零件统称为成型零件，它一般包括凹模、凸模、型芯、镶块、各种成型杆、各种成型环。由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到制件质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性，以承受塑料的挤压力和料流的摩擦力，有足够的精度和适当的表面粗糙度（一般Ra0.4um以下），以保证塑料制品表面的光亮美观、容易脱模。
根据对塑件外形尺寸的分析，且塑件是实芯的，本次采用两个凹模的成型零件。凹模是成型制品外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和组合式等。由于该塑件的结构比较简单，故本设计中采用整体式凹模。

4.2.2成型零件钢材的选用
根据对塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时要考虑它的机械加工性能和抛光性能。PP易分解，分解温度为350度。分解时有刺激性和腐蚀性气体发生。故模具钢材宜选用耐腐蚀性的材料制作。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的整体式凹模钢材选用NAK101模具钢。

4.2.3成型零件工作尺寸的计算
（1）凹模宽度尺寸的计算
零件图中重要的尺寸有φ25.4+0.14 0、Φ20±0.3、40±0.16、φ28.8±0.14、φ30.8+0.160、φ21.6±0.12、R1、390-0.1
型芯外形尺寸：
dm=[d+ds]2±δz
=[21.6+21.6*1%]±1/5*0.24
=21.816±0.05
dm=[d+ds]2±δz
=[28.8+28.8*1%]±1/5*0.14
=29.09±0.03
型腔内形尺寸：
Dm=[D+DS-Δ/2-δz/2]+ δz0
=[30.8+30.8*1%-0.16/2-1/5*1/2*0.16]+1/5*0.160
=31.012+0.0280

Dm=[D+DS-Δ/2-δz/2]+ δz0
=[25.4+25.4*1%-0.14/2+1/5*1/2*0.14]+1/5*0.160
=25.57+0.0280
Dm=[D+DS]±δz
=20+20*1%]±1/5*0.6
=20.2±0.12

型腔高度尺寸：
Hm=[H +HS]±δz
=[40+40*1%]±1/5*0.16
=40.4±0.032
型芯高度尺寸：
dm=[d+ds+Δ/2+δz /2]0-δz
=[39+39*1%+0.1/2+1/2*1/5*0.1]01/5*0.1
=39.450-0.02
式中 Scp—塑件的平均收缩率，PP的收缩率为1.0%~2.5%，得其平均收缩率Scp=（0.010+0.025）/2=0.0175；
x—系数，由表可得一般在0.5~0.8之间，次取x=0.5
Δ1、Δ2 —塑件上相应尺寸的公差（下同）；
δz1、δz2—塑件上相应尺寸制造公差，对于中小型塑件取δz=1／5Δ（下同）。

4.2.4 成型零件尺寸及动模垫块厚度的计算
在注塑成型的过程中，对型腔刚度和强度的要求较精确，其需要对塑件模具型腔的侧壁和底壁厚度的计算。根据经验和所选用模具模架尺寸决定，本次设计采用塑件模具型腔的侧壁和底壁的厚度都为1mm、。经过其计算公式计算校核知，此尺寸符合型腔刚度和强度的要求。
动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选在230mm×230mm这个范围之间，经计算所得动模垫板厚度应设为20mm。
4.2.5 排气槽的设计
该塑件由于采用瓶底浇口进料，熔体经底部中心充满型腔，且由于该塑件的厚度较小，分型面处有细小的间隙可以作为气体的排出方式，不会出现憋气的现象。

五 模架和推出机构的设计

5.1 模架的确定

模架是注射模的骨架和基体，模具的每一部分都要寄生于其中，通过它将模具的各个部分有机地联系在一起。根据塑件外形尺寸和模具型腔布局等因素可知，此次选用模架为W×L=230mm×230mm，模架结构为B1型。其特点为：定模为两块模板，动模为两块模板，采用推件杆推出机构。适用于单分型面注射模。

5.1.1 各模板尺寸的确定
①A板尺寸。A板是定模型腔板，塑件高度为40mm，又考虑在模板上还要开设冷却水道，还需留出足够的距离，故A板厚度60mm。
②B板尺寸。B板是动模板，按模架标准，板厚取30mm。
③C板（支架）尺寸。支架=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（5~10）mm=[40+20+15+（5~10）]mm=75~80mm，因此初步选定C为80mm。
经上述尺寸的计算，模架尺寸已确定为板面为230mm×230mm，模架结构形式为B1型的标准模架。其外形尺寸：宽×长×高=230mm×230mm×240mm.

5.1.2模架各尺寸的校核
根据所选注塑机来校核模具设计的尺寸。
① 模具平面尺寸230mm×230mm＜345mm×345mm（拉杆间距），校核合格。
② 模具高度尺寸240mm，220mm<240<500mm,校核合格。
③ 模具的开模行程S=H1＋H2＋（5~10）mm=(40+40)+(5~10)mm=85~90mm＜500mm(开模行程)，校核合格。

5.2 脱模推出机构的设计

5.2.1脱模机构
1何为脱模机构
在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种出塑件的机构称为脱模机构。
2 脱模机构的分类及选用
脱模机构的分类分多，我们采用的是混合分类中的一种：推杆一次脱模机构，因为此机构是最简单、最为常用的一种，具有制造简单、更换方便、推出效果好等优点，在生产实践中比较实用和直观。所谓一次脱模就是指在脱模过程中，推杆就需要一次动作，就能完成塑件脱模的机构。它通常包括推杆脱模机构、推管脱模机构、脱模板脱模机构、推块脱模机构、多元联合脱模机构和气动脱模机构等。
3 脱模机构的设计原则
设计脱模机构时，应遵循以下原则：
（1）结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度；
（2）保证塑件不变形、不损坏；
（3）保证塑件外观良好；
（4）尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。
5.2.2推出方式的确定
1 推杆的结构形式及形状
因制品的几何形状及型腔结构等的不同，所用推杆的截面形状也不尽相同，常用推杆的截面形状为圆形。推杆又可分为普通推杆与成型推杆两种，我们这里选用普通推杆。其结构形式如图5-2所示。

图5-2 推杆结构形式

2 推杆的固定方式（如图5-3所示）

图5-3 推杆固定方式
3 推杆推出方式的确定
本塑件为PP水杯，塑件在成型加工的过程中采用凹凸模成型，无型芯成型机构，故本塑件采用推杆推出的推出机构，然后在重力作用下自然脱模。采用推杆推出具有加工简单、安全方便、维修容易、使用寿命长、脱模效果好等优点。

5.3 导向和定位结构的设计

注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而膜内定位机构则通过导柱导套进行合模定位。本模具所成型的塑件比较简单，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所带定位结构。

第6章 总结

本次课程设计课题是PP水杯注塑模设计，以注塑模具设计为主线，综合了塑件成型工艺分析，模具结构设计，模具参数的校核等一系列模具设计的过程，不仅把学习的专业基础知识综合应用到本次设计，将它们学以致用，还学到了新的设计理念和设计方法，一举两得。在本次设计中除了使用传统的方法外，同时引用了CAD技术，力求减少劳动强度，提高工作效率。现把主要内容总结如下:
1.概述,明确了此次设计目的,任务及内容;
2.塑件成型工艺性分析,通过对设计外观尺寸及PP性能的分析,明确了设计过程中应注意的问题;
3.拟定模具的结构形式,对模具的结构形式进行了设计,并选定校核了注射机;
4.浇注系统和成型零部件的设计,通过相关计算设定了浇注系统和成型零件尺寸;
5.模架和推出机构的设计,详细阐述了模架和脱模机构的设计过程.
历经一个月的努力之后，终于完成了《PP水杯注塑模具设计》的课程设计。在设计过程当中，我们遇到了很多困难和障碍，但也学习到了许多新的知识，同时对模具设计也有了更深刻的体验。我深深感受到了理论联系实际的重要性，深刻体会到模具设计理论基础知识的重要性，以及模具设计的灵活性和严格性，同时也发现自己在掌握UG8.5、Auto CAD模具设计软件方面存在的欠缺，以及机械基础知识的缺乏和对模具理论知识掌握的不足。 比如没有掌握UG8.5、Auto CAD的模具设计的分析过程，对设计所需要的计算公式和一些模具设计理论原则没有熟练的掌握。另外，自身所掌握的典型模具结构图还不够多，对各种模具结构还不能够非常熟练的灵活应用，所掌握的公差与配合理论知识还不充分。 但经过这次课程设计，我对所学到的知识也进行了一次更全面、更系统的回顾和总结，同时也对自己独立思考和解决问题的能力进行了一次很好的锻炼，使我真正懂得了模具设计所需要准备的工作和需要掌握的重要知识，同时也认识到模具设计工作所需要的灵活性。

总装图