目 錄
摘要…………………………………………………………………………………………3
關鍵詞………………………………………………………………………………………3
1 前言………………………………………………………………………………………4
2 制品的分析………………………………………………………………………………4
2.1 制品的簡介………………………………………………………………………4
2.1.1 對制品的分析主要包括以下幾點………………………………………4
2.2 制品的工藝學及結構分析………………………………………………………4
2.2.1 結構分析…………………………………………………………………4
2.2.2 成型工藝分析……………………………………………………………5
2.2.3 材料的性能分析…………………………………………………………5
2.3 注射成形過程……………………………………………………………………5
2.3.1 PE的注射工藝參數………………………………………………………5
2.3.2 PE的使用性能……………………………………………………………6
3 擬定模具的結構形式……………………………………………………………………6
3.1 確定型腔數量及排列方式………………………………………………………6
3.2 模具結構形式的確定……………………………………………………………7
3.2.1 多型腔單分型面模具……………………………………………………7
3.2.2 多型腔多分型面模具……………………………………………………7
3.3 注塑機型號的確定………………………………………………………………7
3.3.1 有關制品的計算…………………………………………………………7
3.3.2 注射機型號的確定………………………………………………………7
3.3.3 注射機及各個參數的校核………………………………………………8
3.4 分型面位置確定…………………………………………………………………9
3.4.1 分型面的選擇……………………………………………………………9
3.5 澆注系統的設計…………………………………………………………………9
3.5.1 澆注系統設計原則………………………………………………………9
3.5.2 主流道的設計……………………………………………………………10
3.5.3 冷料穴的設計……………………………………………………………12
3.5.4 分流道的設計……………………………………………………………13
3.5.5澆口的設計…………………………………………………………………15
3.6 脫模推出機構的確定……………………………………………………………16
3.6.1 脫模推出機構的設計原則………………………………………………16
3.6.2 制品推出的基本方式……………………………………………………16
3.6.3 帶螺紋塑件的脫模機構…………………………………………………17
3.6.4 脫模斜度的確定…………………………………………………………17
3.7 側向分型與抽芯機構的設計……………………………………………………17
3.7.1 側向抽芯機構的分類及特點……………………………………………17
3.7.2 脫模阻力的計算…………………………………………………………17
3.7.3 抽拔距的計算……………………………………………………………18
3.7.4 斜導柱側抽芯機構………………………………………………………18
3.8 排氣系統的設計…………………………………………………………………19
3.8.1 模具的排氣引氣方式……………………………………………………19
3.9 溫度調節(jié)系統設計………………………………………………………………19
3.9.1 冷卻系統…………………………………………………………………19
3.10 模架的確定和標準件的選用…………………………………………………20
3.10.1 定模座板………………………………………………………………20
3.10.2 定模板…………………………………………………………………20
3.10.3 瓣合?！?0
3.10.4 型心固定板……………………………………………………………20
3.10.5 支承板…………………………………………………………………20
3.10.6 墊塊……………………………………………………………………21
3.10.7 動模座板………………………………………………………………21
3.10.8 推件板…………………………………………………………………21
3.10.9 推板……………………………………………………………………21
3.11 成形零件的結構設計和計算…………………………………………………21
3.11.1 定模的設計……………………………………………………………21
3.11.2 型心的設計……………………………………………………………22
4 總結……………………………………………………………………………………24
參考文獻……………………………………………………………………………………25
致謝…………………………………………………………………………………………26
普通茶杯杯蓋注射模設計
摘要:模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，而塑料模具又是整個模具行業(yè)的霸主。我國的塑料成型模具設計，制作技術比較晚，整體水平還比較低。該設計通過對多種相似塑件的模具結構參考，設計的是聚乙烯塑件采用的是一模兩腔注射。該產品采用點澆口注射，和整體式型腔設置。型腔是由兩瓣合模構成，利用斜導柱側向分型，塑件的螺紋采用強制脫模。
關鍵詞：杯蓋；注射模；側向分型；設計；
Design of Injection mould for normal Cup lid
Abstract:The mold industry is the national economical foundation,and the plastic mold also is the overlord in the entire mold industry. It is quite late which the development of manufacture technology, the overall level is low in our country. By researching many kinds of similarly models, I designed a polyethylene model, which can inject two cavities in one time.The products are pinpoint gated on the side,and adopt integral cavity arrangement.The cavity is formed by two petal mold modules, and side core-pulling is through angle pin. the thread is through forced ejection.
Key words: cup lid; injection mold; petal mold module；side core-pulling；design;
1前言
塑料是當今極具活力的一門產業(yè)。塑料是現代主要的工業(yè)結構材料之一，廣泛應用于汽車、宇航、電子通信、儀器儀表、文體用品、化工、紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、建筑五金等各個領域。至2004年，我國塑料制件的年產量已突破2500萬噸。展望21世紀，高分子合成材料將進入質的飛躍發(fā)展時期。
我國塑料模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達國家相比存在很大的差距。但在國家產業(yè)政策和與之相配套的一系列國家經濟政策的支持和改革開放方針引導下，我國注塑模得到迅速發(fā)展，高效率、自動化、大型、微型、精密、無流道、氣體輔助、高壽命模具在整個模具產量中所占的比例越來越大?？傮w上來看注塑模具發(fā)展趨勢，注塑成型模具正加深理論研究，加速推進標準化進程，擴大研究各種特殊結構注塑模具，全面推廣CAD/CAE/CAM，進一步加強快速原型制造技術。
2 制品的分析
2.1 制品的簡介
制品的分析是對所要成型的產品有個初步的了解，在接受設計任務書以后就要對塑料的品種、批量的大小、尺寸精度與技術條件，產品的功用及工作條件有個整體概念，以便在設計模具時優(yōu)選各種方式來成型塑件。
2.1.1 對制品的分析主要包括以下幾點
1、產品尺寸精度及其圖紙尺寸的正確性；
2、脫模斜度是否合理；
3、塑件厚度及其均勻性；
4、塑件種類及其收縮率；
5、塑件表面顏色及表面質量要求。
2.1.2 塑件要求
1、塑料名稱：聚乙烯(PE)；
2、色調：淡綠色 不透明；
3、生產綱領：大批大量。
2.2 制品的工藝性及結構分析
2.2.1 結構分析
該制品為一茶杯蓋,表面有一階梯,小階梯的外圓面有突起,這就增大了成型的難度,兩外圓面分別在兩個型腔成型,必須保證同軸度, 所以在模具設計和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工藝，以保證傳動精度。內部有不規(guī)則螺紋，也給脫模帶來困難。見圖1。
2.2.2 成型工藝分析
1、精度等級：采用一般精度6級
2、脫模斜度：因本設計中采用的是瓣合模，所以不需要考慮脫模斜度，也就是說脫模斜度為零度。
2.2.3 材料的性能分析
聚乙烯（PE）是由乙烯聚合而成的，聚乙烯的原料來源充足，而且聚乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性能，耐化學腐蝕性能，耐低溫性能和良好的加工流動性，因此PE及其制品生產非常迅速.
2.3 注射成形過程
由模具的澆注系統進入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。
2.3.1 PE的注射工藝參數
圖1 塑件零件圖
Figure 1 Plastic Parts
注射機：注塞式
噴嘴形式：直通式
噴嘴溫度:230~ 240
料筒溫度（）： 前段 250 ~ 280
中段 -----
后段 240 ~ 260
模具溫度（）：80 ~ 100
注射壓力（）：80 ~ 130
保壓力（）：40~ 50
成形時間（ s ）：注射 0 ~ 5
保壓時間（ s ）：20 ~ 50
冷卻時間（ s ）：20 ~ 50
成形周期 （ s ）： 50 ~ 140
2.3.2 PE的使用性能
耐腐蝕性,電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,可以氯化,輻照改性.可用玻璃纖維增強其熔點,剛性,硬度和強度較高,吸水性小,有突出的電氣性能和良好的耐輻射性.高壓聚乙烯柔軟性,伸長率,沖擊強度和透明性較好,超高分子量聚乙烯沖擊強度高,耐疲勞,耐磨,用冷壓燒結成型.
2.3.3 PE的主要性能指標
表1 PE的主要性能指標
Table 1 PE key performance indicators顯示對應的拉丁字符的拼音?字典
密度g/cm3
0.95
彈性模量MPa
0.84~0.95×103
比容cm3/g
1.03~1.06
彎曲強度MPa
208~400
吸水率%（24h）
小于0.01
抗拉屈服強度MPa
220~390
收縮率%
1.5~3.0
熔點°C
105~137
3 擬訂模具的結構形式
模具的結構形式，是指設計過程中的注射機的確定，澆注系統的形式和澆口位置的選擇，成型零件的設計，脫模推出機構的設計，側向分型與抽芯機構的設計，合模導向機構的設計，溫度調節(jié)系統的設計及各個零件的設計和裝配圖設計。
3.1 確定型腔數量及排列方式
當塑料制件的設計已經完成，并選定所用塑料后，就需要考慮是采用單型腔模還是多型
腔模。與多型腔模相比，單型腔模具有以下優(yōu)點：
1、塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致；
2、工藝參數易于控制；
3、模具結構簡單、緊湊，設計制造、維修大為簡化。
一般來說，精度要求高的小型制品和中大型制品優(yōu)先采用一模一腔的結構，但對于精度要求不高的小型制品（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產效率大為提高。
由以上分析初步定為一模兩腔, 。
3.2 模具結構形式的確定
3.2.1 多型腔單分型面模具
制品外觀質量要求不高，尺寸精度要
求一般的小型制品，可采用此結構。
3.2.2 多型腔多分型面模具
制品外觀質量要求高，尺寸
精度要求一般的小型制品，可采 圖2 型腔分布示意圖
用此結構。該制品外觀質量要求 figure2 Distribution map of the cavity
較高，分析該制品樣品采用的澆口位置、分型面位置、推出機構的痕跡，可知澆口為一般側澆口，并可初步擬定采用兩型腔雙分型面的模具結構形式，其中雙分型面為：水平、垂直分型面。
3.3 注塑機型號的確定
注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設計注射模是應該詳細了解注射機的技術規(guī)范，才能設計出符合要求的模具。
3.3.1 有關制品的計算
根據零件圖提供的樣品，便可以根據樣品測繪得出制品體積，同時也可以借助計算機輔助軟件(如：Pro/E軟件等)建立制品模型（對于沒有提供樣品的設計，也可以由所提供的制品圖樣建立模型），這樣既便于較精確的計算制品的各個參數，又更為直觀、形象。因條件所限,本設計是由測繪所的體積：
1）制品的體積為：V1=36.99（cm3）
質量為： m=0.95g/cm336.99 cm3=35.15g
2）初步估計澆注系統的體積約為塑件的0.7倍：
V 2=36.990.7 =24.605（cm3）
本設計中取 V 2=25（cm3）
3）該模具一次注射共需塑料的體積約為：
V0=2V1+ V2 =98.98（cm3）
3.3.2 注射機型號的確定
根據以上的計算初步選定型號為XS—ZY—125的注射機，其主要技術參數如下表：
表2 XS—ZY—125注射機主要技術參數
Table2 XS-ZY-125 injection machine main technical parameters
額定注射量（cm3）
125
螺桿(柱塞)直徑（mm）
42
注射壓力（MPa）
150
注射行程（mm）
115
注射時間(s)
1.6
鎖模力（kN）
900
最大成型面積（cm2）
320
最大開合模行程（mm）
300
模具最大厚度（mm）
300
模具最小厚度（mm）
200
合模方式
液壓—機械
噴嘴球頭半徑（mm）
SR12
頂桿中心距（mm）
230
噴嘴孔徑（mm）
4
3.3.3 注射機及各個參數的校核
1、注射壓力的校核：
該注射機的注射壓力為150MPa，PE的注射壓力為80～130MPa，
所以能夠滿足要求。
2、由注射機料筒塑化速率校核型腔數量n：
（1）
上式右邊=3.652 （符和要求）
式中K——注射機最大注射量的利用系數，一般取0.8
M——注射機的額定塑化量（g/h或cm3/h）
T——成形周期
M2——澆注系統所需塑料質量和體積（g或cm3）
M1——單個制品的質量和體積（g或cm3）
3、按注射機的最大注射量校核型腔數量n：
（2）
=2
2.0637.32 （符合要求）
式中 Mn——注射機允許的最大注射量（g或cm3）
4、按注射機的鎖模（合模）力的校核：
注射模從分型脹開的力（鎖模力）應小于注射機的額定鎖模力，既
FP（n A1+ A2）
式子的右面為429932.8（符合要求）
式中F——注射機的額定鎖模力（N）
A1——單個制品在模具分型面上的投影面積（mm2）
A2——澆注系統在模具分型面上的投影面積（mm2）
p——塑料熔體在模腔內的平均壓力（MPa），通常模腔內的壓力為20~40Mpa；成型一
般制品為24~34Mpa；精密制品為39~44Mpa。
本設計中取模腔內的平均壓力為40Mpa
n——型腔個數
5、開模行程的校核：
SmaxS=H1+H2+5～10
上式右邊 S=32+34+46+5 =117mm
而注射機的最大開模行程是300mm，所以（符合要求）
式中 Smax——注射機最大開模行程（mm）
H1——推出距離（脫模距離）（mm）
H2——包括澆注系統在內的制品高度（mm）
3.4 分型面位置確定
模具上用以取出制品和（或）澆注系統凝料的，可分離的接觸表面稱之為分型面。
3.4.1 分型面的選擇
從所提供樣品采用的分型面可知：第一分型面與開模方向垂直；進行模具設計時，在考慮設計要求的基礎上，可得出：第二分型面與制品推出方向平行。
3.5 澆注系統的設計
該模具采用普通流道澆注系統，其包括：主流道、分流道、冷料穴、澆口。
3.5.1 澆注系統設計原則
1、澆注系統與塑件一起在分型面上,應有壓降,流量和溫度的分布的均衡布置；
2、結合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置；
3、盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短充模時間；
4、澆口尺寸、位置和數量的選擇十分關鍵，應有利于熔體流動、避免產生湍流、渦流、噴射和蛇形流動，有利于排氣和補縮，且應設在塑件較厚的部位，以使熔料從后斷面移入薄斷面，以利于補料；
5、避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產生沖擊，防止變形和位移的產生；
3.5.2 主流道的設計
主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。
1、主流道尺寸
1）主流道小端直徑d=注射機噴嘴直徑+0.5～1
=4+0.5～1 取d =5（mm）
這樣便于噴嘴和主流道能同軸對準,也能使的主流道凝料能順利脫出
2）主流道球面半徑
主流道入口的凹坑球面半徑R,應該大于注射機噴嘴球頭半徑的2～3mm.反之,兩者不能很好的貼合,會讓塑件熔體反噴,出現溢邊致使脫模困難.
SR=注射機噴嘴球頭半徑+2～3
取SR=12+2=14（mm）
3）主流道長度L
一般按模板厚度確定，但為了減小充模時壓力降和減少物料損耗，以短為好，小模具控制在50之內在出現過長流道時，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴伸入模具。本設計中結合該模具的結構
取L=35（mm）
4）主流道大端直徑
D=d+2Ltgα（半錐角α為1°～ 2°，取α=2°）
≈8
取D=8（mm）
2、主流道襯套的形式及尺寸
主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和
圖3 澆口套
Figure 3 sets the gate
熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為53～57HRC。由于該模具主流道較長
設計成分體式較宜。
3、定位圈的結構尺寸
定位圈是對澆口套的固定和對注射方向的導正
圖4 定位圈
Figure 4 Positioning ring
4、主流道襯套的固定
圖 5 主流道襯套的固定
Figure 5 Fixed sprue bushing
3.5.3 冷料穴的設計
在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內約10～25mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內的塑料的流動性能及成形性能不佳，如果這里相對較低的冷料進入型腔，便會產生次品。為克服這一現象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產生的冷料的井穴稱為冷料穴（冷料井）。
冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產生的冷料頭及熔體流動的前鋒冷料，以防止冷料進入型腔而影響制件質量。
1、主流道冷料穴
主流道冷料穴常設在主流道的末端，開模時應將主流道中的冷凝料拉出,所以冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑.由于該模具具有垂直分型面即側向分型，冷料穴分別開在左右瓣合模上，開模時，將主流道中的凝料拉出來；側向分型時，冷料穴中的凝料會制動脫落。
其中D為主流道大端直徑,該模具取d=D=8 (mm),
圖 6 主流道冷料穴
Figure 6 major cold slug
其中2為主流道的冷料穴，這樣設計的好處是不緊能容納熔料的冷峰，同時還可以配合拉料桿巧妙的拉出凝料，見圖6。
2、分流道冷料穴
當分流道較長時，可將分流道的端部沿料流前進方向延長作為分流道冷料穴，以儲存前鋒冷料，其長度為分流道直徑的1.5～2倍。
該模具的分流道冷料穴與流道的截面形狀相同，直徑逐漸縮小的半圓形，見圖7。
圖7 分流道冷料穴
Figure 7 shunt cold slug
3.5.4 分流道的設計
在多型腔或單型腔多澆口時應設置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的動通道，其作用是通過流道截面及方向變化，使熔料能平穩(wěn)地轉換流向注入型腔。分流道最理想的設計就是把流動樹脂在流道中的壓降降到最小。在多種常見截面當中，圓形截面的壓降是最小的。
1、分流道的形狀及尺寸
為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形、矩形、六角形等。為了減少流道內的壓力損失和傳熱損失，希望流道的截面積大、表面積小。因此可以用流道截面積與其周長的比值來表示流道的效率。本設計在保證塑件質量的前提下，從經濟和加工的角度分析，最終采用了半圓形截面。
因為各種塑料的流動性有差異，所以可以根據塑料的品種來粗略地估計分流道的直徑，也常用塑料的分流道直徑的推薦值，對于壁厚小于3mm，質量在200克以下的塑件，可以用以下的經驗公式確定分流道的直徑：
（3）
式中 B―分流道直徑（mm）
m―流經分流道的塑料量（g）
L―分流道的長度（mm）
根據公式計算得
=9.05（mm）
（故不在適用范圍）
計算結果不在給定的推薦值內，在本設計中取12mm
表3 部分常用塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍
Table 3 Common section size of plastic commonly used in the recommended range shunt
塑料名稱
分流道斷面尺寸mm
塑料名稱
分流道斷面尺寸mm
ABS、AS
4.8～9.5
聚苯乙烯
3.5～10
聚乙烯
1.6～9.5
軟聚氯乙烯
3.5～10
尼龍類
聚甲醛
1.6～9.5
3.5～10
硬聚氯乙烯
聚氨酯
6.5～16
6.5～8.0
聚丙烯
5～10
聚苯醚
6.5～10
丙烯酸塑料
8～10
聚砜
6.5～10
分流道長度 長度應盡量短，且少彎折，該模具分流道的長度為：140。
2、分流道的布置形式
分流道在分型面上的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分為平衡式與非平衡式兩種。不管有多少種布置形式，總的來說應遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式
3.5.5 澆口的設計
澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統的關鍵部位，它的作用是增加和控制塑料進入型腔的流速并封閉裝填在型腔內的塑料，以保證充填實，確保制品質量。澆口的形狀、位置和尺寸對制品的質量影響很大。
1、澆口尺寸的確定
澆口的截面積一般為分流道截面積的3%～9%，截面的形狀多為矩形（寬度與厚度的比為3：1）或圓形；澆口長度約為0.5～2.0mm左右。在設計的時候一般取小值，在以便在試模時修正。澆口最終的具體尺寸根據經驗和零件的尺寸和形狀的要求確定。
2、澆口結構的形式
對于該模具，是中小型制品的多型腔模具，同時從塑件的形狀等各方面分析知采用的是點澆口。點澆口又稱橄欖形澆口或菱形澆口，是種截面尺寸特小的圓形澆口。點澆口一般設在型腔底部，排氣暢通，成型良好，塑件無不良痕跡。有利于實現制動化操作，常用于成型如殼盒形等中、小型塑件的一模多腔模具中，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件，能制動切斷澆口凝料，見圖8。
圖 8 點澆口的結構尺寸
Figure 8 point gate structure and size
3、澆口結構尺寸的經驗計算
根據模具的實際情況，點澆口的直徑為1，長度為1。
3.5.6 澆注系統凝料的脫出機構
綜合對比各個方式，本設計中的點澆口的拉斷利用的是側凹：是在接近分流道的末端鉆一斜孔，開模時保證先從此分型面分開，點澆口被拉斷，流道凝料被中心拉料桿拉向型腔板一側。拉斷點澆口凝料的側凹，見圖9。
圖 9 側凹拉斷點澆口的系統
Figure 9 Breakpoints pull-gate undercut the system
3.6 脫模推出機構的確定
注射成形每一循環(huán)中，塑料制品必須準確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機構，稱為脫模機構，也常稱為推出機構。脫模機構的作用包括脫出、取出兩個動作。既首先將塑件和澆注系統凝料等與模具松動分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內取出。
3.6.1 脫模推出機構的設計原則
制品推出（頂出）是注射成形過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質量的好壞將最后決定制品的質量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則：
1、結構可靠：機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度，且推出機構應盡量設置在動模一側；
2、保證制品不因推出而變形損壞；
3、機構簡單動作可靠；
4、保證良好的制品外觀；
5、盡量使塑件留在動模一邊，以便借助于開模力驅動脫模裝置，完成脫模動作。
3.6.2 制品推出的基本方式
本套模具的設計中，的推出機構形式不算太復雜，全部采用推件板推出。每個塑件采用4根推桿推推板推出，推桿與推板采用螺栓連接。推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現象。此推桿與模板上的推桿孔采用H8/f7或H8/f8的間隙配合；推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙；工作端配合部分的表面粗糙度為Ra0.8，推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度HRC50，
3.6.3 帶螺紋塑件的脫模機構
選用強制脫螺紋，這種模具結構簡單，通常用于精度不高的塑件。
利用塑件的彈性脫螺紋：對于聚乙烯、聚丙烯等具有彈性的塑料，可以采用脫模板將塑件從螺紋型心上強制脫出。
3.6.4 脫模斜度的確定
在注射模一般的設計中，為了使塑件成型后易于從模具型腔內脫模，在垂直分型面的定模與動模型腔和型心工作面上，必須設計出脫模斜度。而本設計因為塑件的形狀尺寸特殊，采用的是瓣合模成型，所以在設計的過程中就不需要再考慮脫模斜度的問題。
3.7 側向分型與抽芯機構的設計
當塑件上具有于開模方向不一致的孔或側壁有凹凸形狀時，除極少數情況可以強制脫模外，一般都需要將成型側孔或側凹的零件做成可活動的結構，在塑件脫模前，先將其抽出，然后才能將整個塑件從模具中取出，完成側向活動型心的抽出和復位的這種機構就叫做抽芯機構。
這種模具脫出塑件的運動有兩種情況：
一是開模時優(yōu)先完成側向分型和抽芯，然后推出塑件；
二是側想抽芯分型與塑件的推出同步進行。
3.7.1 側向抽芯機構的分類及特點
側向抽芯機構按其動力來源可分手動、機動二大類。
1、手動側抽芯：這種模具結構簡單、生產效率低、勞動強度大、抽拔力有一定限制，故只在特殊場合下應用，如試制新產品或小批量生產。
2、機動側抽芯：開模時，依靠注射機的開模動力，通過側向抽芯機構改變運動方向，將活動零件抽出。機動側抽芯操作方便、生產效率高、便于實現生產制動化，但模具結構復雜。機動側抽芯機構形式主要有：斜導柱側抽芯、斜彎銷側抽芯、斜滑塊側抽芯、齒輪齒條側抽芯以及彈簧側抽芯。
3.7.2 脫模阻力的計算
脫模力是指將塑件從型心上脫出時所需克服的阻力。它是設計脫模機構的重要依據之一。脫模阻力的計算式與抽拔力相同，由于影響脫模力的因素很多，例如塑件的壁厚、塑件包容截面形狀的大小、塑件的性能、成型的工藝參數等，如要全面考慮這些因素較困難，在生產過程中只要考慮主要因素，因此可按簡化公式計算：
Q=Ahq（μcosa-sina） （4）
=105.600（KN）
式中 Q—抽拔力（N）
A— 側型心被包緊的截面周長（cm）；
h—成型部分深度（cm）；
q—單位面積積壓力，一般取800~1200（N/ mm2）；
μ—摩擦系數，取0.1~0.2；
a—脫模斜度。
因為本設計中采用的是瓣合模，所以脫模斜度是零度。
3.7.3 抽拔距的計算
抽拔距：型心從成形位置抽至不妨礙塑件脫模位置所移動的距離稱為抽拔距。當原材料確定時，抽拔力的大小與模具的結構和塑件的形狀有密切的關系。一般抽拔距等于成形側孔或側凹的深度加上2~3mm。
其抽拔距按以下公式計算：
（5）
取S=18
根據計算結果和塑件的形狀分析本設計中采用斜導柱側抽芯機構
3.7.4 斜導柱側抽芯機構
斜導柱側抽芯機構是最常用的一種側抽芯機構，它具有結構簡單、制造方便、安全可靠等特點。
本設計中采用的是斜導柱在動模，滑塊在定模的那種。
開模行程及斜導柱的長度的計算
1．開模行程的計算
開模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開合距離，它必須小于注射機移動模板的最大行程，其計算方式：
對雙分型面注射模，開模行程為：
S≥H=H1+H2+a+（5~10）mm （7）
式中，a—中間板與定模的分開距離（mm）。
根據以上情況和對塑件的分析得：
S≥H=H1+H2+（5~10）mm
=32+34+（5~10）mm
取開模行程為72mm
2．斜導柱長度的計算
根據以上的要求，取斜導柱的傾角為22°，故斜導柱用于抽芯的有效長度為
L=18/sina
約為51.5
其中18是瓣合模的厚度
綜合以后的考慮初步確定其總長為70mm
圖 10 斜導柱的設計
Figure 10 the design angle pin
3.8 排氣系統的設計
3.8.1 模具的排氣引氣方式
利用制品推桿的配合間隙，分型面以及瓣合模，
3.9 溫度調節(jié)系統設計
3.9.1 冷卻系統
一般注射到模具內塑料溫度為200oC左右，而制品固化后從模具型腔中取出時其溫度在60oC以下。熱塑性塑料在注射成形后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模，提高塑件的定型質量和生產效率。
冷卻介質：有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因為水的熱容量大，傳熱系數大，成本低。用水冷卻，即在模具型腔周圍或內部開設冷卻水道。
綜上，該模具塑料釋放的總熱量不大，只在模具型腔周圍開設冷卻水道即可，均采用簡單流道式水道直徑為8mm，在兩瓣合模上、下各布置一根，左右對稱布置。
3.10 模架的確定和標準件的選用
以上內容確定之后，便根據所定內容設計模架。在學校作設計時，模架部分要自行設計；在生產現場設計中，盡可能選用標準模架，確定出標準模架的形式，規(guī)格及標準代號。模板周界尺寸使用括號內的尺寸時，原組合零件的規(guī)定尺寸允許增減。
模架尺寸確定之后，對模具有關零件要進行必要的強度或剛度計算，以校核所選模架是否適當，尤其時對大型模具，這一點尤為重要。
由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結合標準模架，可選用標準模架180×L，其中L取250mm，可符合要求。模具上所有的螺釘盡量采用內六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應光潔，加涂防銹油。
3.10.1 定模座板（250250，厚30mm）
定模座板就是模具與注射機連接處的板,開模時定模板和定模座板直接分開,構成第一分型面.
因導柱是固定在定模部分,定模座板與注射機直接接觸,導柱的臺階被壓在定模座板里,所以這里只采用H7/m6的過渡配合就能達到要求.主流道襯套與固定孔也采用H7/m6的過渡配合,為不使他們件有較大間隙,而產生溢料現象.
3.10.2 定模板（180250，厚16mm）
按常規(guī)這應該是定模固定板,但是鑒與塑件的特殊性,把型腔和定模板直接做成整體式,故叫做定模板,用以成型塑件的外部部分形狀.
導柱與定模板上的導柱孔采用H7/f6的間隙配和,才能保證導柱自由的來回滑動導正;同時為了順利產生第二次分型,設置了限位螺釘以控制定模的開模行程,上面還開設了分流道和澆口.
3.10.3 瓣合模（180250，厚33mm）
在本設`計中,瓣合模是用以成型塑件的外部表面的,邊上設有導滑槽起著導軌的導向和定位的作用采用H7/f7的配合.配以瓣合模分型的斜導柱,與瓣合模采用的是H7/m6的配合.板合模的材料是相當于是型腔板,故應選用型腔的材料.
3.10.4 型心固定板（160250，厚20mm）
在本設計中，是型心的固定板，也是斜導柱的固定板
3.10.5 支承板（180250，厚20mm）
支承板的作用是防止型腔、型芯、導柱或頂桿等脫出固定板，并承受型腔、型芯或頂桿等的壓力，因此它要具有較高的平行度和硬度。一般采用Q235。還起到了支承的作用，其要承受成形壓力導致的模板彎曲應力。
3.10.6 墊塊（38250，厚54mm）
墊塊：是用來連接支承板與動模座板的零件。
主要作用：在動模座板與支承板之間形成推出機構的動作空間，或是調節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求。
結構型式：可以是平行墊塊、也可以是拐角墊塊（該模具采用平行墊塊）。
墊塊一般用中碳鋼制造。
墊塊的高度計算：
h墊塊=h1+h2+h3+Δ （8）
=28+8+10
=54mm
式中 h1—被推出塑件的高度；
h2—推桿固定板的厚度；
h3—推板的厚度；
Δ—頂出行程的富裕量，一般為3～8mm，以免頂出板頂到動模墊板
3.10.7 動模座板（250250，厚25mm）
其所有的尺寸是按標準選取，其注射機頂桿孔為?40mm；
3.10.8 推件板（78196，厚5mm）
在此模具中不是平常說的完全意義的推板，而是直接和推桿固定的一塊薄板,既推件板.
3.10.8 推板(102250,厚10mm)
用以配合注射機來推出塑件.
3.11 成形零件的結構設計和計算
3.11.1 定模（凹模）的設計
由于該制品是在比較普通的口杯蓋上多出兩個對稱的凸起，用以裝掛環(huán)，使口杯便于攜帶。所以采用瓣合模。故需要動、定模部分同時設置型芯。因塑件尺寸不大，出于經濟的考慮把凹模做成整體式。見圖15。
該塑件用與日常生活中，沒有需要配合或裝配的表面，因此選一般的精度等級6級便可，這樣可以降低加工難度，也可以節(jié)約成本。
1．凹模徑向尺寸的計算
查表得，塑件的徑向尺寸公差是 依據公式有，
（9）
2．凹模深度尺寸的計算
塑件的高度，依據公式有，
（10）
3.12.2 型心（凸模）的設計
凸模和型芯都是成型塑件內表面的零件。凸模一般是指成型塑件中較大的、主要內腔的零件，因此又稱主型芯；型芯一般是指成型塑件中較小的孔、槽的零件。
1.型芯結構
小型芯成型塑件上的小孔或槽。小型芯單獨制造，然后嵌入模板中。對于異型芯，為了方便加工，將型芯設計成兩段，連接和固定段制成圓形，并用凸肩和模板進行連接。
2.螺紋型芯和螺紋型環(huán)的結構設計
螺紋型芯和螺紋型環(huán)是分別用來成型塑件上內螺紋和外螺紋的活動鑲塊。另外，螺紋型芯和螺紋型環(huán)還可以用來固定帶螺紋孔和螺桿的嵌件。
①螺紋型芯的結構
螺紋型芯按用途可分為直接成型塑件上螺紋孔和固定螺母嵌件兩種。兩種型芯在結構上沒有原則上的區(qū)別，用來成型塑件螺紋孔的螺紋型芯在設計時必須考慮塑件收縮率，表面粗糙度要小，螺紋的開始端、末端要按塑料螺紋的機構要求進行設計。而固定螺母嵌件的螺紋型芯不必考慮塑料收縮率，按普通螺紋制造即可。
②螺紋型環(huán)的結構
選取整體式螺紋，兩半瓣中間用導向銷定位。成型后塑件外螺紋上留下難修整的拼和縫，僅用于螺紋精度要求不高的場合。
3.型心的計算
1） 查表得塑件內腔徑向尺寸是
（11）
2） 查表得塑件內腔深度尺寸是
依公式，則
（12）
式中 S—是整個塑件的平均收縮率， ， ；
—模具的制造公差當尺寸小于50mm時，δ=1/4Δ；當制品尺寸大于50mm時，δ=1/5Δ；
Δ—制品的尺寸公差；
4 總結
通過本次畢業(yè)設計，使我對產品分析、模具設計、模具制造工藝、模具裝配與調試、模具材料的選用、二維化設計等知識有了系統的認識和把握。同時，使我深刻體會到了模具從產品工藝和結構分析到整副模具的設計及制造過程的一體性，以及各個部分數據的相關性和經驗在模具設計中的重要性。在這個忙碌充實的探索過程中我受益匪淺，同時也暴露出了自己某些方面的不足，簡單的總結如下：
（1）一開始設計時思路不夠清晰，對模具的設計流程不是很清楚，該做的工作沒做，甚至還有順序顛倒的情況。
（2）對模具各部分數據相關性認識不夠，不懂得利用后面的數據，以至在一個環(huán)節(jié)上反復徘徊，浪費了太多時間。
（3）基礎知識不太扎實，設計過程中出現過制圖上的錯誤，在繪制零件圖的過程中不懂得形位公差的標注等。
（4）解決問題角度過于單一，缺乏多方案分析的意識。
畢業(yè)設計是完成學業(yè)走向工作崗位從事實際工作之前的最后一次實戰(zhàn)性演練，通過這次的畢業(yè)設計，不但完成設計任務，還使我處理問題的方法，得到了從單一到系統化的全面提高，領悟了設計規(guī)范和設計標準的運用的重要性，也使我在文檔的撰寫等方面得到全面的訓練和提高，相信這為我以后從事本專業(yè)實際工作和研究工作奠定了重要的思想基礎。
在這次設計過程中，得到了老師和同學們的幫助。特別是陳力航老師的悉心指導，使我受益菲淺。在此，對關心和幫助過我的各位老師和同學表示衷心的感謝
參考文獻
[1] 葉久新 王群主編.塑料制品成型及模具設計[M].湖南科學技術出版社.2005年8月
[2]伍先明主編.塑料模具設計指導[M].國防工業(yè)出版社.2006年5月
[3]陸名彰 胡忠舉等主編.機械制造技術基礎[M].中南大學出版社.2004年8月
[4]大連理工大學工程畫教研室編.機械制圖（第四版）[M].高等教育出版社.1993年5月
[5]彭建生主編.模具設計與加工速查手冊[M].機械工業(yè)出版社.2005年6月
[6]張玉龍主編.塑料制品注射成型實例. 機械工業(yè)出版社.2005年3月
[7]吳培熙 王祖玉主編.塑料制品生產工藝手冊（第三卷）[M].化學工業(yè)出版社.2004年10月
[8]唐志玉主編.塑料模具設計師指南.國防工業(yè)出版社.1996年6月
[9]蔣繼宏 王效岳主編.注射模具典型結構100例.中國輕工業(yè)出版社.2000年6月
[10]廖念釗 莫雨松.互換性與技術測量（第四版）[M].中國計量出版社.2000年01月
[11] 王先逵.機械制造工藝學.北京：機械工業(yè)出版社[M].2006.1
[12] 孟少農.機械制造工藝手冊.北京：機械工業(yè)出版社[M].2005.6
[13] 吳宗澤.機械設計課程設計手冊.北京：高等教育出版社[M].2003.4
[14] 張耀宸.機械加工工藝手冊.北京：航空工業(yè)出版社[M].2004.1
[15] 王昆，何小柏，汪信遠.機械設計課程設計.北京：高等教育出版社[M].1996.12
[16] 李益民.機械設計與制造工藝簡明手冊.北京：高等教育出版社[M].2003.1
[17] 趙慧欣.機械制造工藝基礎.北京：電子工業(yè)出版社[M].2008.1
[18] 徐鴻本.機床夾具設計手冊.沈陽：遼寧科學技術出版社[M].2004.3
致 謝
經過了幾個月的時間，終于比較圓滿完成了畢業(yè)設計任務?；厥走@些天來的設計過程，感覺經過了一場艱苦的跋涉，同時也感覺自己的專業(yè)水平也有了一個較大幅度的提升。整個設計過程中，通過查閱各類專業(yè)參考書籍，進一步拓寬了自己的知識面，也加深了自己專業(yè)知識的理解，也加強了對本專業(yè)知識的運用能力。
此時此刻，我要特別感謝我的導師——陳力航老師的精心指導，您不僅指導我解決了關鍵性的技術難題，給我傳輸了模具設計的思路，使我對模具設計的整個流程有了深刻的把握，從而使我設計過程中始終保持著清晰的思維而少走了很多彎路，更重要的是教會了我分析問題的方法，提高了我獨立分析和解決實際問題的能力，這在以后的人生中將長期受用。
這次畢業(yè)設計的順利完成，同時也要感謝所有在我成長道路上交到過我的老師，感謝院系領導對我們畢業(yè)設計的重視和關心，使我們能夠全身心的投入到設計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設計提供了重要保障。
26