一模一腔直浇口顶杆顶出水杯的塑料模具设计

目录目录 (1)摘要 (2)第一部分综述 (3)1.1制品原材料的选择 (3)1.1.1 聚苯乙烯PS (3)1.1.2聚乙烯PE (3)1.1.3聚氯乙烯PVC (4)1.1.4聚丙烯PP (4)第二部分设计过程 (5)2.1 塑料水杯尺寸的确定 (5)2.2 成型零部件的设计 (6)2.2.1型腔、型芯工作部位尺寸的确定 (6)2.3 选用标准模架 (7)2.4 注射机的选定 (9)2.4.1初步选定注射机 (9)2.5浇注系统的设计 (10)2.5.1 直浇口（主流道）设计要点 (10)2.5.2 直浇口尺寸计算 (11)2.5.3 浇口套的设计 (11)2.6 推出系统的设计 (12)2.6.1 脱模力的计算 (12)2.6.2 圆推杆推出的设计 (13)2.7 导向系统的设计 (14)2.7.1 导柱导向机构设计要点 (14)2.7.2 带头导柱 (14)2.7.3 带头导套 (15)2.8 其他结构件设计 (16)2.8.1 复位杆 (16)2.8.2 定位圈 (16)2.8.3 垫块 (17)2.9 注塑模温度控制系统设计 (18)2.10 注塑模排气系统设计 (18)第三部分注射机的校核 (20)3.1 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度校核 (20)3.2 开模行程的校核 (20)3.3 模具在注射机上的安装 (20)3.4 流程比的校核 (20)设计小结 (21)参考文献 (22)摘要中文摘要本次设计的是直筒水杯, 主要介绍了水杯的设计思路、加工过程和水杯的注射模的设计。

这种聚丙烯水杯无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度、耐热性都较好，是人们日常生活中的必不可少的生活用品。

本次设计采用的是注射成型。

在设计过程中，首先对进行原材料分析，比较不同塑料的物理和化学性质从而选定水杯的最佳原料为聚丙烯。

然后介绍了不同形式的浇口的优缺点，接下来初步选定注射机和标准模架，再进一步设计模具各个结构，最后对注射机进行校核。

关键词：注塑成型注射机模具AbstractThis design is about water bottle. It mainly introduces the design ideas 0f water bottle, the processes, and the injection mold. Water bottle have many advantages, such as it's non-poisonous, unpalatable, low density, what's more, it's strength, stiffness, rigidity and heat-resistance are also good. It's essential to daily life.The design adopt the injection molding. During the design process, first, we analyse raw materials, and select PP as the best material ofwater bottle by comparing the different physical and chemical properties of plastics. Then we introduce the advantages and disadvantages of different types of sprue. Following initially selected injection machine and the standard mold, design further structural of each mold. Finally, check on the injection machine.Key words : injection molding injection machine mould第一部分综述目前，塑料制品得到了越来越广泛的应用，塑料的成型方法也越来越多，如注射成型、挤压成型、真空成型、发泡成型、中空吹塑成型、薄膜吹塑成型，以及热固性塑料的各种成型等。

其中，塑料的注射成型是最主要的成型方法，塑料注射模则是注射成型的工具。

在现代塑料注射成型的生产实践中，高效的塑料注射机、先进的塑料注射模具和合理的注射成型工艺是不可缺少的三项主要因素，本说明书即介绍了一模一腔直浇口顶杆顶出水杯塑料模具设计的基本过程。

1.1制品原材料的选择塑料行业是20世纪发展最快的行业，也是21世纪最有前途的行业之一。

塑料的发展直接导致了塑料模具的发展。

塑料模具是用来生产塑料制品的工具，在设计模具之前，必须对塑料的成型工艺性能有充分的了解和掌握，只有充分熟悉成型工艺条件之间的内在关系，才能精确控制模具尺寸与塑料制品的尺寸，才能设计出优良的模具。

以下为通用塑料的使用性能和用途。

1.1.1 聚苯乙烯PS性能：电绝缘（尤其高频绝缘性）性优良，无色透明，透光率仅次于有机玻璃，着色性、耐水性、化学稳定性良好，力学强度一般，刚性好，但性脆，易产生应力碎裂，不耐笨、汽油等有机溶剂。

用途：适于制作绝缘透件、透明件、装饰件日用品、泡沫包装材料及建筑隔热材料等。

1.1.2聚乙烯PE性能：耐腐蚀性、电绝缘（尤其高频绝缘性）性优良，可以氯化、辐照改性，可用玻璃纤维增强。

高密度聚乙烯（HDPE）熔点、刚性、硬度和强度较高、耐应力开裂性好，吸水性小，有突出的绝缘性能和良好的耐辐照性。

低密度聚乙烯（LDPE）柔软性、伸长率、冲击强度和透明性较好。

线性低密度聚乙烯（LLDPE）的性能介于LDPE和HDPE之间。

茂金属聚乙烯（mPE）主要用于薄膜，薄膜强度、柔软性、热封性和透明性极好。

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）冲击强度高，耐疲劳，耐磨，用冷压烧结成型。

用途：高密度聚乙烯适于制作管材、中空瓶、注射制品、重包装膜、编织袋、撕裂膜、大包带、周转箱及丝类等。

低密度聚乙烯用于制作地膜、大棚膜、保鲜膜、电缆及注射件等。

线性低密度聚乙烯主要用于薄膜、注射制品、编织袋、打包带等。

超高分子量聚乙烯适于制作减磨、耐磨及传动零件。

1.1.3聚氯乙烯PVC（1）硬聚氯乙烯（HPVC）性能：力学强度高，硬度大，绝缘性优良，耐酸碱力极强，化学稳定性好，阻燃性好，印刷及焊接性好，但软化点低。

用途：适于制造型材、管材、棒材、板材、片材、丝类、中空瓶、焊条及注射制品（管件和阀门等），代替木材和金属材料。

（2）软聚氯乙烯（SPVC）性能：制品柔软，断裂伸长率大，力学强度大、耐腐蚀性、电绝缘性均低于硬聚氯乙烯，且易老化。

用途：适于制作大棚薄膜、盐膜、日用膜、电线电缆绝缘层、革类、鞋类、软管、软片及密封材料等。

1.1.4聚丙烯PP性能：性对密度小，强度、刚性、耐热性均优于低压聚乙烯，可在100℃左右使用。

具有优良的耐腐蚀性，耐疲劳性好，良好的高频绝缘性，不受湿度影响，但低温变脆，不耐磨，易光老化。

用玻璃纤维增强后，强度接近工程塑料。

聚丙烯的共聚物（PP-C）可改善其冲击性能，其中无轨共聚物（PP-R）主要用于管材，嵌段共聚物（PP-B）主要用于大型容器、周转箱等。

用途：PP适于制作注射制品、汽车配件、壳体、日用品、打包带、编织袋、双向拉伸膜（烟膜、黏胶带基膜等）、电容器膜、上水管材、地热管、片材（吸塑成保证盒、一次性水杯等）及中空瓶等。

[1]根据以上制品性能，综合参考，特别是聚丙烯具有很好的耐热性，正是水杯需要的性能，所以选择PP作为水杯的原材料。

经查阅[2]，由张维合主编《注塑模具设计使用教程》书中表1-1以及表1-4可知PP的计算收缩率及其他性能如表1-1。

表1-1 PP的计算收缩率及其他性能性能名称数值性能名称数值收缩率1%～2.5% 熔点/℃164 相对密度/g/cm30.90～0.91 流程比250:1 模温/℃160～230 型腔压力/MPa 20 注射压力MPa 70～140 玻璃化温度/℃-20第二部分设计过程在选定原材料后，根据课程设计要求，我们需要设计的是直浇口一模一腔顶杆顶出水杯的塑料模具设计，所以浇口方式、型腔数目、顶出方式都已经确定。

据此，先设计塑料制品的尺寸。

2.1 塑料水杯尺寸的确定用途：盛水。

使用要求：耐高温、表面光滑、无毒、韧性好。

选定其制品尺寸：水杯总高度：70mm；水杯外直径：60mm；水杯壁厚：1.5mm；杯底壁厚：3.5mm。

如图2-1-1所示。

(a)(b) (c)图2-1-1 水杯三视图（a）俯视图(b)主视图(c)侧视图按塑件尺寸计算体积：V s=[(60/2)2×70×3.14 - (57/2)2 ×66.5×3.14]mm2 =28.21cm2查表1-1，取PP密度为0.90g/cm3则塑件重量：M s =V s ρ=28.21×0.90 = 25.389 g2.2 成型零部件的设计型腔是直接成型塑料制件的部分，它通常由凸模，凹模，型芯和成型杆、镶块等构成。

2.2.1型腔、型芯工作部位尺寸的确定查表1-1 PP塑料的收缩率为1%～2.5%平均收缩率S=(1%+2.5%)/2=1.75%型腔工作部位尺寸：型腔内形尺寸：δ+⎪⎭⎫⎝⎛∆-+=43cpSSMSLLLL M=D(1＋S)=60×（1＋1.75%）=61.05mm型腔深度尺寸：δ+⎪⎭⎫⎝⎛∆-+=32cpSSMSHHHH M=H（1＋S）=70×（1＋1.75%）=71.225mm型芯外形尺寸：43δ-⎪⎭⎫⎝⎛∆++=cpSSMSllll M= d(1＋S)=57×（1＋1.75%）= 58mm型芯高度尺寸：32δ-⎪⎭⎫⎝⎛∆++=cpSSMShhhh M=h（1＋S）=66.5×（1＋1.75%）=67.66mm式中，Ls——塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm）；l s——塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm）；Hs——塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）；h s——塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm）；Δ——塑件公差（mm）；δ——模具制造公差，取（1/3~1/4)。

则型芯、型腔的尺寸如表2-2-1所示：表2-2-1 型芯、型腔尺寸2.3 选用标准模架由设计要求，为一模一腔直浇口顶杆顶出，选择直浇口A 型模架。

根据塑料制品尺寸，有：模架宽度 W>塑件最大宽度+型腔侧壁厚×2 模架长度 L >塑件最大长度+型腔侧壁厚×2 垫块高度 C > H 5 + H 6 + 塑件高度根据经验取型腔侧壁厚为10mm ，代入数据得到： W > 60 +10×2=80mm L > 70 +10×2=80mm C > H 5 + H 6 +70根据以上数据查得[3]基本型模架组合尺寸选用4040系列模架。