带手把水杯的塑料模具设计.docx
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带手把水杯的塑料模具设计
带手把水杯的塑料模具设计
摘要
模具是工业生产用的重要的工艺装备，在现代工业生产中，60%～90%的工业产品需要使用模具，模具工业以成为工业进展的基础，许多新产品的研制与开发专门大程度上依靠于模具的生产，因此，研究和进展模具技术，提高模具水平，对促进国民经济的进展有着专门重要的意义。
我国加入WTO以后，吸引外资能力的逐年增强，成为世界产品制造工厂地位愈加突出，而模具也在这其间扮演着越来越重要的角色。
塑料作为现代社会经济进展的基础材料之一，是农业、工业、能源、交通运输等经济领域不可缺少的重要材料，其用途已渗透到经济和生活的各个领域，和钢铁、木材、水泥成为材料领域的四大支柱。
模具是工业生产的基础工艺装备，被各行业广泛用于生产最终产品，其产生的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍，被誉为〝效益放大器〞。
模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个地区制造水平高低的重要标志。
本课题要紧是针对塑料水杯的注塑模具设计,该水杯材料为PP，是工业生产中常见的一种塑料产品。
通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。
该课题从产品结构工艺性，具体模具结构动身，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核都有详细的设计，依照题目设计的要紧任务是水杯注塑模具的设计，也确实是设计一副注塑模具来生产塑件产品，以实现自动化提高产量。
针对塑件的具体结构，该模具是点浇口的注射模具。
关键词：
模具；塑料水杯；注塑模；浇注系统；注塑机；点浇口。
Theappliancewith
glassplasticmoulddesign
ABSTRACT
Moldisanimportantsetupinmodernindustry.Inmanufacturingindustry,60～90percentofproductsutilizemold.Moldingindustryhasbeenaessentialfactorofindustrydevelopment.Anumberofnewproducts’developmentsconsiderablydependonmoldmaking.Therefore,itissignificantfornationaleconomytoresearchandimprovemoldtechnology.China'saccessiontotheWTO,attractforeigninvestmentabilityincreaseyearbyyear,becometheworld'smanufacturingfactoryincreasinglyprominentposition,anddieinthemeantimealsoplaysamoreandmoreimportantrole.Plasticasamodernsocialandeconomicdevelopmentofthebasicmaterialisoneofagriculture,industry,energy,transportationandeconomyindispensableimportantmaterial,itsusehaspenetratedintoallfieldsofeconomyandlife,andtheironandsteel,wood,cementinthematerialfieldoffourpillar.Moldisthefoundationofindustrialproductiontechnologyandequipment,iswidelyusedintheproductionofthefinalproductindustry,itsvalueisoftendieownvalueonafewtimes,onehundredtimes,isknownas\"benefitamplifier\".Moldproductiontechnologylevel,hasbecomethemeasureofaregionmanufacturinglevelofimportantsymbol.
Abstract:
Themaintopiccoveredforacupofinjectionmolddesign,thematerialsforthecupisPP,iscommonlyfoundinindustrialproduction.Throughtheprocessofplasticpartsforanalysisandcomparison,thefinaldesignofaninjectionmold.Theproductmixfromtechnologyissues,andspecificmoldstructureofthecastingmoldsystem,moldformingpartofthestructure,topofthesystem,coolingsystem,thechoiceofinjectionmoldingmachineandrelatedcalibrationparametersaredetaileddesign,Designedinaccordancewiththesubject'smaintaskistobuildaroundplasticinjectionmolddesign,thatis,thedesignofaninjectionmoldtoproduceplasticproductsinordertoachieveautomationtoincreaseproduction.Themoldfortheplasticpartsoftheconcretestructure,pointgateoftheinjectionmold.
KeyWords:
mould；Plasticcup;Injectionmold;Pouringsystem;Injectionmoldingmachine;Pointgate
1绪论
1.1引言
近几年，我国塑料模工业有了专门大的进展，塑料制品在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，其种类也越来越多，制造加工也越来越精巧美观。
在以后的模具市场中，塑料磨具进展的速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。
同时随着注塑模具技术的进展，在工程机械和工业机械、电子、汽车、家电、玩具等产品中，60%以上的零部件，能够依靠模具成型。
水杯是我们在日常生活中一件必不可少的生活用品，而塑料水杯那么以其精美的外观，低廉的价格，以及耐用的特点而受到我们的欢迎。
的作用是操纵和限制材料〔固态或液态〕的流淌，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。
作为工业生产基础装备的模具，在我国国民经济中占有重要地位，模具技术也成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。
过去在我国工业中，模具长期未受到重视，随着社会生产力的进展，模具设计的进展进入了一个新的时期，改革开放以来，塑料成型、家用电器、外表等行业进入大批量生产，模具工业有一定进展，近几年，我国塑料模工业有了专门大的进展，塑料制品在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，其种类也越来越多，制造加工也越来越精巧美观。
在以后的模具市场中，塑料磨具进展的速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。
同时随着注塑模具技术的进展，在工程机械和工业机械、电子、汽车、家电、玩具等产品中，60%以上的零部件，能够依靠模具成型。
水杯是我们在日常生活中一件必不可少的生活用品，而塑料水杯那么以其精美的外观，低廉的价格，以及耐用的特点而受到我们的欢迎。
塑料水杯外形尽管看似简单，然而其注塑模具的设计制作所设计的知识面与知识点较多，能比较全面的反应一些注塑模具设计的特点。
本课题应用性强，知识面覆盖较广，同时来自生活，因此容易激发我学习研究的爱好，因此选择了那个课题。
塑料制品以其密度小、质量轻的优点在工业中的应用日益普遍，大有〝以塑代钢〞的趋势。
塑料模具能够满足塑料的加工工艺要求和使用要求，能够专门好的降低塑料制品的生产成本。
塑料的质量要靠模具的正确结构和模具成型零件的正确形状，精确尺寸几较低的表面粗糙度来保证。
本次设计的模具用于有机玻璃制品的生产制造。
聚甲基丙烯酸甲酯〔PMMA〕,俗称有机玻璃，属于热塑性刚性硬质无色的透亮材料，具有良好的综合力学性能及电绝缘性，制品尺寸稳固，容易成型，有一定的耐热性、耐寒性和耐气候性，表面硬度不够，容易擦伤，易溶于有机溶剂，又能够软化熔融，可再次成型为一定形状的制品，如此可反复多次。
因此选用该塑料有助于废料和旧弃塑件的二次回收，循环利用。
有一定的环保效应，减少了现实中的〝白色污染〞。
塑料模具的分类专门多，按照塑料制件的不同可分为：
注射模、压缩模、压注模、挤出模、气动成型模等。
注塑模具又称注塑成型，是热塑性塑料制品生产的一种重要的方法。
除少数塑料制品外，几乎所有的热塑性塑料都能够用注射成型方法生产塑料制品。
注塑模具不仅用于热塑性塑料的成型，而且成功用于热固性塑料的成型。
模具以其特定的形状通过一定的方式使原料成型。
1.2塑料模具的现状及进展趋势
1.2.1塑料模具的现状
塑料制品在人们的日常生活中及现代化工业生产领域中得到日益广泛的应用。
随着塑料工业的进展，社会对塑料制品的需求愈来愈大。
据统计，在现代化工业生产中，60%～90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业差不多成为工业进展的基础[2]。
而塑料注射模在模具中所占的重量越来越大，其进展也专门迅速，大有凌驾其它模具之上的趋势。
专家推测，在以后的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且进展速度将高于其他模具。
国内的注塑模具行业近年有了明显的提高，从而也带动了注射模的迅速进展，然而与国际水平仍旧有一定的差距，要紧缺陷明显的表现在精度不高，技术含量底、复杂程度底等缺点。
严峻的阻碍着国内制造业的进展。
设计出好的产品却无法做出是我模具业最大的不足。
因此，注重科技含量，借签国外的先进理论技术那么尤为重要。
国内塑料模具相对国外来说比较落后，目前大多用的是单型腔，简单型腔的模具达70％以上，仍占主导地位，一模多腔周密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模差不多能初步设计和制造，然而有专门多周密的模具都要靠进口。
只是，我国模具从开始起步到现在有经历了半个世纪的进展，模具工业有了专门大的进展，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右，年均增速均为13%。
模具制造水平也有了专门大的提高，成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。
气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29～34英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的成效。
如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。
热流道模具开始推广，有的厂采纳率达20%以上，一样采纳内热式或外热式热流道装置，少数单位采纳具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。
但总体上热流道的采纳率达不到10%，与国外的50%～80%相比，差距较大[2]。
1.2.2塑料模具的进展趋势
目近年来，随着塑料工业突飞猛进地向前进展，模具设计和制造工业也发生了全然的变化.高效率、自动化、大型、超小型、高精度、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比例越来越大。
作为最有效的塑料成型方法之一的注射成型技术具有能够一次成型各种结构复杂和尺寸周密的塑件。
成型周期短、生产率高、大批生产时成本低廉、易于实现自动化或自动化生产等优点，因此，世界塑料成型模具产量中约半数以上是注射模具[2]。
近几年来，在我国其进展速度之快、需求量之大是前所未有的，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。
以后国内外塑性模具的制造技术和成型技术有如下进展趋势：
1）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；2）高速铣削加工将得到更广泛地应用；3）在塑料模具中推广应用热流道技术、注射成型和高压注射成型技术；4）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；5）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；6）虚拟技术将得到进展；7）模具自动加工系统的研制和进展。
广泛应用CAD/CAE/CAM技术，逐步走向集成化的方向进展。
1.3本课题研究意义
本次课程设计我的设计课题为塑料水杯注塑模具设计，那个水杯注塑模具设计课题来源于生活，应用广泛。
本次设计系统的介绍了塑料水杯材料的选取，模具中的各个零件的加工工艺过程及整套模具的设计过程。
其中，涉及到注射机各种参数的选取，零部件的加工方法、注射模的结构及相关的运算，从而确定聚丙烯水杯注塑模具设计思路及方案，再设计过程中运用PROE软件设计模具的凸模和凹模。
设计过程是一个复杂的过程，在查询资料的基础上，结合所学知识，确定浇口形式，运算绘图尺寸。
运用了大量的运算机辅助设计，提高了效率。
通过本次课程设计，是我加深了对模具方面的认识，培养了我独立摸索、解决问题的能力。
本设计在保证加工质量的前提下，尽量做到在提高生产效率的同时把生产成本降到最低。
本课题要紧是研究一个带手把的水杯，从经济、有用、美观、方便等角度动身，又由于杯子在人类生活中必不可少，需求量大，对选材有一定的质量要求，总结起来，杯子在当前市场上总的特点如下：
（1〕进展较快，竞争较猛烈。
（2〕更新换代快。
（3〕市场需求大。
（4〕明显的向着美观、耐用、方便等方向进展。
跟着市场走，才能带来销量，才能制造利润，因此，本课题将围绕着如何样以最经济、最快捷、最方便的生产出最符合市场需求的水杯为核心，探讨一下注塑模具的设计。
在这次塑料模具设计的过程中，我们对塑料有了一个整体的认识与明白得，并在设计过程中，对塑料模的性能，塑料的工艺性以及注塑模设计，塑料模制造工艺装配有了系统的了解。
此外，由于近一二十年来电子技术和运算机科学的迅猛进展，促使模具制造业发生着深刻的变化。
目前，数控机床差不多成为模具加工的要紧设备，继而CAD/CAM技术在模具领域也的带应用。
2塑件工艺分析
2.1塑件描述
本次设计的塑料制件为水杯，聚丙烯〔PP〕水杯是我们日常生活所必须的用品，是装水的良好用具。
结构简单，对称分布，对精度无太大要求，强度要求适中，质量要轻，而且要耐一定温度〔120℃〕。
其产品要紧通过注塑模成型制造。
2.2塑件材料的分析
依照上述塑件描述，本次设计所选用塑件材料为聚丙烯〔PP〕。
以下是对该材料的具体分析。
聚丙烯，简称PP，是通用塑料中综合性能专门优异的一种材料。
近几年，PP工程塑料化的研究和开发取得专门大进展，使PP在日常生活用品，汽车，家电等行业获得广泛的应用。
依照聚丙烯的立体构型，PP可分为等规PP和间规PP，目前工业上广泛应用的是等规PP，等规PP结晶度高，力学强度高；间规PP结晶度低，具有柔性，抗冲击性和透亮性。
2.2.1性能与特点
1 聚丙烯的性质除了与分子量﹑分子量分布有关外，还与立体规整性有专门大关系
2 密度小，仅为0.89~0.91g∕c㎡，在热塑性塑料中，仅次于聚-4-甲基-1-戊烯。
3 制品的力学性能好，具有高的刚性和表面硬度，专门是有专门优异的耐弯曲疲劳性，能经受住几十万次的折叠弯曲而不破坏，专门适合于铰链。
4 长期使用温度可达120℃，不受外力时最高可达150℃，是通用塑料中耐热性较高的一种材料。
5 低吸水性，突出的耐化学药品性，能耐80℃以下的酸﹑碱﹑盐及专门多极性有机溶剂。
6 由因此非极性材料，因此有优良的电气绝缘性能。
2.2.2设计注意
耐日光性差，易发生热氧老化，用于室外需添加抗氧剂和光稳固剂。
低温耐冲击性差，抗蠕变性和耐磨性也不佳。
氧化性酸能促使PP降解，对脂肪烃﹑芳烃有不同程度的溶胀，而卤代烃对PP也有破坏作用。
幸免与铜接触，铜盐溶液对有专门的破坏作用，因此制品不宜有铜嵌件。
PP成型收缩率高，热膨胀系数也比较大，制品在热环境下受应力作用，要防止热应力脆化的发生。
与PE有相似之处，由于非极性的缘故，制品涂饰和粘结需要表面处理。
2.2.3材料收缩率
前人差不多为我们总结了常用的塑料常用收缩率，关于生产性的塑件，实际差不多证明，这些数据差不多能够应对实际的生产要求了。
即使关于周密塑件也给予了其它方面的补偿。
故而，关于实际的生产只要按照体会数据就能够满足生产要求了。
表2-1给出常见塑料的收缩率，以备查询：
表2-1常用塑料的收缩率
塑料名称
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
PE
PP
PVC
PS
PS
N6
ABS
POM
运算收缩率
1.5-3.6
1.0-2.5
0.6-1.5
0.6-0.8
0.5-0.8
0.8-2.5
0.3-0.8
1.2-3.0
关于聚丙烯水杯产品，材料为PP，理论收缩率为15/1000，而实际与理论是有区别的。
按照前人体会此项设计收缩率取20/1000。
2.3塑件尺寸大小、形状、壁厚的确定
此设计中的塑料水杯，为圆柱形，高度为15.5mm，直径为80mm。
水杯外表面为平滑的曲面。
杯底有高度1.5mm的脚撑。
脚撑能够增加杯底的强度，使其放置时更平稳。
塑件产品图和详细尺寸见图2-1和图2-2。
塑料制品应该有一定的厚度，这不仅是为了塑料制品本身在使用中有足够的强度和刚度，而且也是为了塑料在成型时有良好的流淌状态。
塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件几何尺寸以及成型工艺等众多因素的制约。
依照成型工艺的要求，应尽量使制件各部分壁厚平均，幸免有的部位太厚或者太薄，否那么成型后会因收缩不平均而使制品变形或产生缩坑，凹陷烧伤或者填充不足等缺陷。
热塑性塑料的壁厚应该操纵在1mm—4mm之间。
太厚，以产动气泡和缺陷，同时也不易冷却。
该产品图反映出，此塑料件壁厚为3.0mm，壁厚平均，在1mm—4mm的举荐值之间。
易于成型。
该产品图反映出，此塑料件壁厚为3.0mm，壁厚平均，易于成型。
2.4塑件尺寸精度和表面粗糙度
塑件的尺寸精度是指成型后所获得的塑件产品尺寸和图纸中尺寸的符合程度。
一样而言，塑件尺寸精度是取决于塑料因材质和工艺条件引起的塑料收缩率范畴大小，模具制造精度、型腔型芯的磨损程度以及工艺操纵因素。
而模具的某些结构特点又在相当大程度上阻碍塑件的尺寸精度。
故而，塑件的精度应尽量选择的低些。
关于本产品，图纸未注明尺寸精度，我们取IT7级精度。
图2-1要紧尺寸
图2-23D
表面质量一样要求较高，在Ra0.8
以上。
表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。
其两波峰或两波谷之间的距离〔波距〕专门小〔在1mm以下〕，用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。
表面粗糙度越小，那么表面越光滑。
表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有专门大的阻碍，要紧表现在以下几个方面：
〔1〕表面粗糙度阻碍零件的耐磨性。
表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。
（2）表面粗糙度阻碍配合性质的稳固性。
对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐步增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。
表2-2精度等级选用举荐值：
类别
`塑料品种
建议采纳的等级
高精度一样精度低精度
1
PS
3
45
ABS
聚甲苯丙烯酸甲酯
PC
PSU聚砜
PF
氨基塑料
30％玻璃纤维增强塑料
2
聚酰胺
4
56
氯化聚乙醚
PVC硬
3
POM
`567
PP
PE低密度
4
PVC
`678
2.5脱模斜度
由于制品在冷却后产生收缩，会紧紧包住型芯或型腔突出的部分，为了使制件能够顺利从模具中取出或者脱模，必须对塑件的设计提出脱模斜度的要求，要求在塑件设计时或在模具设计时给予充分的考虑，设计出脱模斜度。
脱模斜度的设计与材料的性质、制品成型方法、制件的几何形状与尺寸、精度要求、模具的结构等因素有关。
一样脱模斜度的取值范畴是30′～1°30′。
以下是确定脱模斜度的一些要点：
1 制品收缩率大，形状复杂且专门不规那么的，其脱模斜度宜取较大值；
2 材料性脆、刚性大、玻璃纤维增强的制品，脱模斜度要尽可能大；
3 尺寸较大或者尺寸精度要求高的制品，脱模斜度宜取小值；
4 塑件上带有表面花纹时，每蚀刻深度增加0.02mm,脱模斜度应大于1°；
5 制件内表面的脱模斜度应大于其外表面的脱模斜度。
下表为常用的脱模斜度如表2-3：
表2-3几种塑料的常用脱模斜度
制品斜度
聚酰胺
通用
聚酰胺
增强
聚乙烯
聚甲基丙烯酸甲脂
聚苯乙烯
聚碳酸酯
聚丙烯
脱模
斜度
型腔
20-40
20-50
20-45
20-
35-
35-40
25-45
型芯
25-40
20-40
20-45
30-40
30-40
30-50
20-45
本次设计的塑料水杯，内外表面均是光滑的，依照塑件材料的成型收缩率和塑件的高度综合考虑，选取的脱模斜度为：
型芯〔
〕型腔〔
〕
3注射机的选用
注塑模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模时应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。
注射机规格的确定要紧是依照制品的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行运算。
依照这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘假设用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，假设不能满足要求，那么必须自己调整或与用户取得商量调整。
注射机进展专门快，类型不断增加，注射机的分类方法专门多，依照注射装置和合模装置的排列方式不同，可分为卧式注射成型机、立式注射成型机、角式注射成型机和多模注射机等。
〔1〕卧式注射机卧式注射机是使用最广泛的注射成型设备，它的注射装置和合模装置的轴线呈一线并水平排列。
卧式注射机的优点是便于操纵和修理，机重视心低，比较稳固，成型后的塑件推出后可利用其重力自动落下，容易实现全自动化操作。
缺点是模具安装比较困难。
〔2〕立式注射及它的注射装置和合模装置的轴线呈一线并与水平方向垂直排列。
立式注射及的优点是占地面积小、模具拆装方便、安放嵌件便利。
缺点是塑件顶出后常需要用手或其他的方法取出，不易实现全自动化操作，机身重心较高。
机器的稳固性差。
〔3〕角式注射机它的注射装置和合模装置的轴线相互垂直排列
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