塑料水杯的注塑模设计大学论文.doc

塑料水杯的注塑模设计

【摘要】
本文介绍了塑料水杯的塑料成型过程，以及我们如何选择材料和材料的优异性，在制造过程中，主要关注的是塑料模具的成型和分型面的设计。解决了如何去分型，如何去建模等一系列问题：如材料的分析、成型工艺的分析以及模具的设计，型腔的数目等。还简要地介绍了塑料水杯的零件的加工过程以及整套模具的制造过程。
【关键词】：材料分析；成型工艺分析；模具设计

引言
水杯是这个词，大家都很熟悉，每个人都会用。想必大家看了上面句话就知道我今天所设计的东西是什么？没错就是水杯。别看一个小小的水杯，但是它所用的材料不同，对使用的效果也不同，制造的工序就不同了。
水杯包括铁质水杯、塑料水杯、玻璃水杯、陶瓷水杯等等一系列的。而我这次设计的是塑料水杯。做塑料水杯的材质好有多种，一起看看它的优缺点吧！ pp聚丙烯材料有催化剂，分子质量调节剂，润滑剂，抗氧剂，透明剂。做成水杯的话加颜料。透明剂最好不能加无机盐的透明剂。耐温能120度。 PC聚碳酸酯的，同上，一般含有少量双酚A，但是PC的硬度透明度耐温都很好。 PET聚酯同上，耐温不够，做凉水杯子可以。耐温也就70度。目前最好材料的就是AS塑料水杯和太空玻璃水杯。两种目前最为常见的水杯材料。

一、 平面图分析
（一）CAD平面图的具体尺寸（如图1）

图1平面图

（二）UG三维建模（如图2）
UG中在 塑料模具的建模方面功能非常强大、快捷。

图2三维建模
二、 材料特性分析
塑件材料选用：目前常用的塑料水杯材料有两种：
1． AS塑料。
AS塑料是苯、丙烯晴的共聚物，中等的耐气候性，收到高温环境的影响较小，不容易被酒精和油腻污渍影响质量，耐疲劳性较差，透明度高，强度好。手感也好。
2． 太空玻璃
太空玻璃又称PC塑料，经过高温不会放出有毒气体，安全环保。材料比较的轻有助于拿，而且绝缘性好的不容易触电，强度和韧性，并且耐热性和耐寒性也较好，就是有一个致命的缺点那就是硬度不好，容易被刮花导致不能长时间使用，容易被刮花。
根据性能的对比和要求，本设计选择AS塑料。

三、成型工艺分析
成型工艺主要四个阶段，如：
1、填充阶段
一般填充在高温区产生才产品比较好，强度较好。高温可以使分子之间相互融合互补的效果好。质量有保证。
2、保压阶段
保压故名思议就是持续施压，保持压力在一个很平稳的阶段。在恒压的情况下，才能使分子间慢慢移动，使得密度持续增大。使得杯子的质量更好。
3、冷却阶段
冷却就是在常温下自然冷却。
4、脱模阶段
脱模就是最后一个阶段了，虽然是最后个阶段但是也是非常重要的，脱模时要受力均匀，不然会对产品照成一些缺陷是杯子不完整。

四、 注射机规格的选择
塑料杯子的一般的壁厚均在3mm，塑料杯子应有足够的强度和韧性，那样有助于塑料杯子的成型。是工艺变的简单。
如果塑料杯子壁厚在合理的范围内就不会出现凹陷烧伤和填充不均匀或者变形等问题，更不会出现汽包和缺陷而不容易冷却问题。一切的问题就不会出现，会呈现出比较完美的工艺产品——水杯。
根据以上的要求及材料的性能，根据经验对比，本设计选择机型规格为250—300T机。

五、模具设计
（一） 分型面设计
根据分型面选择原则：便于脱模；开模时使塑件留在动模中；外观不破坏；排气和模具加工方便。
分析制件结构和结合面方式，产品的2个的切断面，可动侧模具固定的水平切断面之间的模式图3所示，其他的垂直型模具表面处理的简单。
a-a面为杯子的主分型面，移动凹模一侧成型被固定，固定模具内腔完成制件成形，外侧的轮廓一般不会有飞边和毛刺。使杯子摸起来光滑不影响手感。
b-b面为杯子的侧抽芯的分型面，制件的核心位置，滑动推动机构，可动型框架的两侧配置，移动两侧，拔出型芯。

（二）型腔数量的确定
注塑模的型腔数目不是固定的，随着情况的不同，所选用的数目也是不一样的，有的时候我们会选用一模一腔的，有的我们也会选择一模多腔的。
被决定的内腔号码有几个关键性的问题，比如说制作塑料部件的尺寸精度问题、生产成本的问题以及我们所制造这种模具的难易程度等等。。。都会影响着我们的思考。
采用一模一腔（如图3.8），这样的选择有一个优点那就是成本低，比较节约自己的成本，采用先进的点电荷，短的塑性流动，塑件质量，门可以很容易可以批量生产以满足一些必要的滑动机构的要求。
采用一模两腔(如图3.9)，这样的选择大大提高了产品的生产速度，供电点浇口形状适合的热硬化性树脂的薄高的要求，除去门的简单，塑性流动很大，模具的制造成本比较高（见图3.8）。

（三）浇注系统设计
（1） 主流道的设计
塑料主流道通常是主流型中心的入口空间与塑料熔体引入到流路从注塑机喷嘴方式由于主流熔融塑料注射成型机，高温度，喷嘴接触多次塑模井设计和交换的主流可以从主流注意到垂直于垂直塑模主流分模面或卧式注塑机的使用
为了使塑料熔体按我们理想的方向流动，开模时塑料的固体能够很好的拔出，避免损坏，我们需要将主流道按照这样的原则设计成圆锥行。内壁略有点粗糙，但不能过粗糙，否则熔体会凝固在内壁上导致产品不完善。
（2）流道和浇口的设计与短沟道之间的一级空间狭窄的门，它是对产品质量的门大大影响的大小和位置的系统的一个重要组成部分。浇口的作用主要有以下几点：
① 熔体充模后，熔融填充，大门的第1的凝固后，为了防止熔流动抽吸背景螺杆注塑机
②摩擦热狭窄的门，经过流程生产的溶融，熔融温度填补。
③ 易于切除浇口尾料，二次加工方便。
④多腔型的，因此供给的，为了取得平衡，多门单一内腔型的。
浇口的很截面积都是取决于我们分流道的横截面积的大小。
浇口很截面积一般有两种形状，一种是圆形的，而另一种则是矩形。
浇口的尺寸是通过自己的经验来确定的，然后再试模过程中不断的变换。直到变成我们理想中的尺寸为止。
（四）模具零件设计
模具的零件主要有两个部分，第一个部分是杯子，第二个部分就是杯柄。两个部分我们考虑的最多的就是杯子的本身，因为我们要考虑杯子的壁厚、杯子的底部的厚度以及杯子的粗糙程度和外观的审美。我们不仅仅追求的是实用还要追求美观，尽量的做到两全其美。
1、定模的结构设计
定模是非常重要的，不夸张的说它可以决定我们所制造杯子的外观，也是我们加工杯子的结构的体现。也是我们成型零件的必备条件。
2、动模的结构设计
动模则是确定型芯的表面。由杯子的结构来决定动模的结构。
型芯设计高度：BM1＝[(1+Sc)H+2/3]
Z＝[(1+0.0050)×80.5+2/3×0.5] -0.090 ＝94.02mm
我们通过型腔壁厚查表得，型腔壁厚为42mm；
凹凸模尺寸、型腔壁厚和模具的一模两腔布局；
3、推出脱模机构设计
发射机型的设计，产品的形状不同，注塑机导入了机械的复杂性
结构形式选择各式各样的脱模结构，如下就是他们的使用时追求的一些方法：
①变形之后脱离的产品，要求尽量的靠近型芯，并且要有均衡的推力，以及推力面要大。
②制件在推出机制中不能造成有裂痕，损坏。推力应用的范围应该在制件的承受范围内，考虑到制件能否承受的住推力而又不会受到损害。
③尽量的保持产品的合格，不要出现劣质。
④推出机构作用力应均匀而不失去灵活性，便于使用。
(2)定模的结构设计
定模是成型制品外表面的成型零件，由零件结构确定该定模为两个半个的滑动定模块结构（如图3.12）。
（3）动模的结构设计
动模即成型塑料制品内表面的型芯。由零件结构确定动模结构（图3.13）。
型芯设计高度计算BM1＝[(1+Sc)H+2/3]

将工件定位板尺寸为：300×160×140（图3。14）。

图3.14
4、推杆的形式
推杆是注塑模中使用最多的一种推出零件。推杆的形式很多，最常用的是圆形截面推杆。
1)推杆导向机构包括，小推进机构挤压，弹出机构的押板面积，弹出机构双曲面和扭曲非常重要，防止被变形或小管子和破损。
2)更多的杆升降型，所以指向的系统设计的话，即，引导柱和导向套筒部件的型和推杆的使用，解除复位动作中，下次的周期注入开始工作的，按杆，产品接触，初始位置重返必须具备复位装置。
（五）模架的设计
本设计采用的是斜导柱侧抽芯，面积大，才能支撑活动型芯，有利于抽芯的顺利完成。考虑到其他导柱、导套及连接螺钉，布置应占的位置、冷却水道的设置、定模。采用的定距拉板，确定选择模架尺寸为27×30，模架结构三板模的形式。
综合型芯的高度，型腔的厚度和分型面的选择，确定模架板面为27×30，规格为A120B30C80 ，如下图： 5-1

图5-1

5-1模架
1．注射量的校核
注射模内的塑件及浇注系统凝料的总容量应在注射机额定注射量的80%以内，即
重量：W＝（制品重＋浇口系统总重）÷（0.75～0.90）
　 即容积：Vg＝（1.3～1.1）×(单个塑件的所需塑料容积＋浇浇注及飞边所需塑料的容积)
2．模具总装图(图5.2)

图5.2总装图
通过上述我们的研究、分析以及制件的加工顺序和加工要求，同时通过了数据的比对，方案的要求以及杯子的杯壁、杯柄的设计，整体上可以满足我们杯子的设计要求。比较完善了这次论文的塑料杯子的设计。

总结
设计这款塑料水杯，首先不要忙着设计，而是先选择材料，通过比较，选出材料比较优越的，然后才能进行下一步操作。通过这款水杯的介绍我知道了，做事不能马虎，更不能盲目的去完成它，随便敷衍了事。不管做什么？从事什么？都要小心谨慎地的做好每一步。同是也要对自己有信心，自己也要去努力做的更好，不要因为失败或者被挨骂了就去放弃它，我们应该从中吸取教训，总结经验。才能得到自己想要的结果。
通过写本论文的的过程巩固了大学时期所学习的专业理论；熟练的掌握模具设计以及加工工艺的制定方法；对测量、应用专业软件和绘图等方面的技能水平的提高有很大的帮助；对全面、系统工程实践能力训练有很大的帮助；培养了创新意识和严谨的科学态度和逻辑思维方式。这有利于增强个人的就业竞争力，为以后的工作奠定了良好的基础。

参考文献
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