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茶杯注射模设计案例机械工程系熊毅2011.031）确定型腔的数目2）选择分型面3）确定型腔的布置方案4）确定浇注系统5）确定脱模方式6）确定型腔和型芯的固定方式7）确定调温系统设计步骤8）确定排气方式9）确定注射模的主要尺寸10）选用标准模架或自行设计模架11）绘制模具的结构草图12）校核模具与注射机有关尺寸13）注射模结构设计的审查14）绘制模具的装配图15）绘制模具零件图16）复核设计图样图1塑料茶杯零件图塑料茶杯产品如图1所示，材料为PP（聚丙烯），牌号为T30S，产品精度为MT5，中小批量生产。由图1可知，产品的结构简单，精度不高，材料的成型性能好。1）确定型腔的数目模具采用一模一腔，直接浇口成型。2）选择分型面产品整体结构虽然简单，但其口部和底部边缘的圆角必须仔细处理，不能简单地把模具分型面放在产品的口部。另外，深腔类产品多采用推件板推出，因此必须考虑推件板和型芯之间的配合形式。经过反复修改设计，最终得到了模具分型面如图2所示。图2塑料茶杯分型面1.镶件2.塑料茶杯3.定模板4.推件板5.型芯图3分型面结构示意图细节部位的处理及成型零部件的结构如图3所示。3）确定型腔的布置方案4）确定浇注系统单型腔分布时将塑件水平位置中心布局在模具水平位置中心，该模具采用直接浇口。5）确定脱模方式采用推件板+推杆的多元推出形式，为了避免推件板推出过程中和型芯的摩擦，推件板和型芯采用锥面配合，如图3推件板4中的锥孔。锥面结构6）确定型腔和型芯的固定方式型腔主体结构采用整体式，即直接在定模板中加工，型腔采用镶嵌式结构，用台阶固定在定模板，如图4；型芯采用台阶固定在动模板中。镶件台阶固定图4型腔结构型芯采用台阶固定在动模板中，如图5。图5型芯固定形式1-定模板；2-塑件；3-型芯；4-推件板；5-动模板；6-支撑板7）确定调温系统该塑件较简单，直接在定模上设计直通式的水孔即可，如图6。图6冷却系统布局图水孔8）确定排气方式该模具中利用分型面排气；由于塑料茶杯型腔较深，需考虑引起问题，该模具在中心设计推杆，起推出兼引起作用，如图7。图7引气装置推杆兼引气9）确定注射模的主要尺寸a.模板周界及模具厚度尺寸型腔最大直径70；查P124表3-22，型腔壁厚为40；模具周界尺寸至少为边长至少为70+40*2=150，周界为150*150；考虑冷却水孔位置，保证相关零件不干涉，确定周界尺寸为200*200。排位图见图8。图8模具排位图导柱螺钉水孔b.成型零件尺寸计算茶杯外形尺寸：大端：70小端：60.8高度：83考虑壁厚为2，故茶杯内形尺寸：大端：66小端：57.33高度：78塑件尺寸精度不高，在计算成型零件尺寸时，可不考虑磨损等因素，只考虑收缩率，制造精度为IT8：PP收缩率为1%~2.5%故平均收缩率S=（1%~2.5%）/2=1.75%型腔关键尺寸及公差为：大端直径：D大=70*（1+S）=70*1.0175=71.22+0.046由于分型面不在塑件端面，且底部有镶块，故高度方向尺寸不能直接按照塑件尺寸换算。考虑到零件的加工工艺性。对型腔结构尺寸设计如下：保留尖角保留尖角型腔主要尺寸图9型腔主要尺寸型腔镶件主要尺寸图10型腔镶件主要尺寸型芯关键尺寸及公差为：由于分型面较复杂，型芯中部圆角处必须和型腔、推件板配合良好，故型芯小端直径仅为参考，而根部尺寸才是关键。考虑到零件的加工工艺性。对型芯结构尺寸设计如下：小端参考尺寸为：D大=57.33*（1+S）=57.33*1.0175=58.3其余部分零件尺寸见型芯零件图：图11型芯主要尺寸10）选用标准模架或自行设计模架由于该模具要求定模板较厚，故模架自行设计，设计时参考了2020（200*200）模架。各板尺寸为：A：95B：25C：60推件板：30支撑板：35座板：25详见模具装配图。11）绘制模具的结构草图经过上述步骤的设计计算，模具草图基本成型，此处不再详述。12）校核模具与注射机有关尺寸茶杯体积估算：V=(pi*(70^2-66^2)/4)*83+((Pi*57^2)/4)*2=(pi*(4900-4356)/4)*83+((pi*3249)/4)*2=35462+5104=40566(mm^3)=40.566(cm^3)茶杯质量：M=V*ρ=40.566*0.9=36.5（g）注：ρ参考教材P14选择注射机：根据注射量选择注射机XS-ZY-125注：注射机型号参考教材P6912）校核模具与注射机有关尺寸a)注射量校核125cm^340.566cm^3。满足要求。b)注射压力校核120=P公P注=70~120注：P注参考P26。12）校核模具与注射机有关尺寸c)锁模力校核F锁=900KNpA=15*10^6*（pi*70^2/4）*10^-6=15*3848=57720N=57.7KNF锁pA满足要求。注：p按照教材P70的PE塑料估算。12）校核模具与注射机有关尺寸d)安装部分尺寸校核Ⅰ喷嘴及定位圈尺寸设计时按照注射机设计，不用校核Ⅱ最大最小装模厚度注射机最大/最小装模厚度为：300/200模具实际厚度：295300满足要求。Ⅲ开模行程校核注射机开模行程300模具取出塑件最小行程：型芯+塑件+浇注系统+5=78+83+46+5=212300满足要求。12）校核模具与注射机有关尺寸d)安装部分尺寸校核Ⅳ推出行程校核由机械顶杆确定，开模行程够，推出行程亦够。Ⅴ模板尺寸校核注射机拉杆空间：260*290模具水平最大尺寸=200*250260*290综上所述，该注射机满足塑件的成型，满足该模具的安装。模具的装配图及零件图见CAD图档。THEEND