塑料水杯注塑模具设计(5)

陈洪振 水杯模具设计

一块可以局部移动的中间板，所以也叫三板模（动模板、中间板、定模板）注射模具。双分型面注射模常用于点浇口进料的单型腔或多型腔的注射模具，开模时，中间板在定模的导柱上与定模板作定距离分离，以便在这两模板之间取出浇注系统凝料。

其工作原理为：开模时，注射机开合模系统带动动模部分后移。由于弹簧的作用，模具首先在A分型面分型，中间板随动模一起后移，主流道凝料随之拉出。当动模部分移动一定距离后，固定在中间板上的限位销与定距拉板左端接触，使中间板停止移动。动模继续后移，B分型面分型。因塑件包紧在型芯上，这时浇注系统凝料在浇口处自行拉断，然后在A分型面之间自行脱落或由人工取出。动模部分继续后移，当注射机的推杆接触推板时，推出机构开始工作，推件板在推杆的推动下将塑件从型芯上推出，塑件在B分型面之间自行落下。

3、斜导柱侧向分型与抽芯注射模

当塑件侧壁有通孔、凹穴或凸台时，其成型零件必须制成可侧向移动的，否则塑件无法脱模。带动型芯滑块侧向移动的整个机构称侧向分型与抽芯机构。斜导柱侧向抽芯的注射模，其中的侧向抽芯机构是由斜导柱和侧型芯滑块所组成的，此外还有楔紧块、挡块、滑块拉杆、弹簧等一些辅助零件。

其工作原理为：开模时，动模部分向后移动，开模力通过斜导柱作用于侧型芯滑块，迫使其在动模板的导滑槽内向外滑动，直至滑块与塑件脱开，完成侧向抽芯动作。这时塑件包在型芯上随动模继续后移，直到注射机顶杆与模具推板接触，推出机构开始工作，推杆将塑件从型芯上推出。合模时，复位杆使推出机构复位，斜导柱使侧型芯滑块向内动复位，最后由楔紧块锁紧。

斜导柱侧向抽芯结束后，侧型心滑块应有准确的位置，以便在合模时斜导柱能顺利插入滑块的斜导孔中使滑块复位。定位装置是由挡块、滑块拉杆、螺母和弹簧组成的。楔紧块是防止注射时熔体压力使侧型芯滑块产生位移而设置的，其上面的斜面应与侧型芯滑块上斜面的斜度一致，在设计时应留有一定的修正余量，以便装配时修正。

4、带有活动镶件的注射模

有些塑件上虽然有侧向的通孔及凹凸形状，但还有更特殊的要求，如模具上需

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要设置螺纹型芯或螺纹型环等。这样的模具有时很难用侧向抽芯机构来满足侧向抽芯的要求。为了简化模具结构，将不采用斜导柱、斜滑块等机构，而是在型腔的局部设置镶件。开模时，这些活动镶件不能简单的沿开模方向与塑件分离，而是必须在塑件脱模时连同塑件一起移出模外，然后通过手工或专门的工具将它与塑件分离，在下一次合模注射之前，再重新将其放入模内。

采用活动镶件结构形式的模具，其优点不仅省去了斜导柱、滑块等负责结构的设计与制造，使模具外形缩小，大大降低了模具的制造成本，更主要的是在某些无法安排斜滑块等结构的场合，必须使用活动镶件形式。这种方法的缺点是操作时安全性差，生产效率较低。

开模时，塑件包在型芯和活动镶件上，随动模部分向左移动而脱离动模板，分型到一定距离，推出机构开始工作，设置在活动镶件上的推杆将活动镶件连同塑件一起推出型芯脱模，由人工将活动镶件从塑件上取下。合模时，推杆在弹簧的作用下复位，推杆复位后动模板停止移动，然后人工将活动镶件重新插入定位孔中，再合模后进行下一次的注射动作。

3.2水杯模具的结构设计

应用Pro/E中拉伸、旋转、倒圆角、扫描等相关命令生成的水杯，如图3.5所示。

在注射模具的设计中，必须根据塑件的结构、形状，首先确定塑件在模具中的位置，也即是确定分型面；再根据成型塑件的生产批量，来确定一模成型件数（及一模几腔）、浇口形式、脱模方式等。

图3.5 水杯

3.2.1分型面位置的确定

分型面是模具上用于取出塑件和（或）浇注系统冷凝料的可分离的接触表面。根据分型面的选择原则：便于塑件脱模；在开模时尽量使塑件留在动模；外观不遭到损坏；有利于排气和模具的加工方便。

结合该产品的结构,该制件应有两个分型面，一个是动模定模之间的水平分型面，如图3.6所示，另一个则是便于手柄部分脱模的垂直分型面；如图3.7所示：

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图3.6 主分型面

图3.7 侧分型面

A-A面为最佳的主分型面，杯内的成型件固定在动模侧，整个制品的轮廓形状完全留在定模腔内，保证了在外轮廓方向上不产生飞边。B-B面为侧抽芯的分型面，位于制品的中心位置，模架的两侧设置滑块机构，在动模移动时将型腔向两侧拉出。

3.2.2型腔数量的确定

注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑几个有关因素：塑件的尺寸精度、模具制造成本、注塑成型的生产效益、模具制造难度。

采用一模一腔（如图3.8），模具制造成本不高，采用点状进料口，塑料流程短，塑件质量好，浇口容易去除。但不能够满足大批量生产需求，还需要两个滑块机构。采用一模两腔(如图3.9)，生产效率高，点浇口进料，适用于外形要求较高、薄壁及热固性塑料件，浇口容易去除，但塑料流程较大，模具制造成本相对较高。

图3.8 一模一腔

图3.9 一模两腔

3.2.3浇注系统设计

浇注系统是指模具中塑料熔体由注射机喷嘴至型腔之间的进料通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并将注射压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、轮廓

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清晰、表面光洁、尺寸精确的塑件。浇注系统设计合理与否将直接影响到塑件的质量、成型工艺调整难易。

1、浇注系统设计原则：浇注系统设计是注射模设计的一个重要环节，它对注射成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响，设计时应遵循如下原则：

1）结合型腔布局考虑应注意以下三点

①尽可能采用平衡式布置，以便设置平衡式分流道；

②型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象； ③型腔排列尽可能紧凑，以减小模具外形尺寸。

2）热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应尽量短，断面尺寸尽可能大，尽量减少弯折，表面粗糙度要低；

3）确保均衡进料，尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，即分流道尽可能采用平衡式布置。

4）塑料耗量要少，在满足各型腔充满的前提下浇注系统容积尽量小以减小塑料的耗量。

5）消除冷料，浇注系统应能捕集温度较低的“冷料”，防止其进入型腔，影响塑件质量。

6）排气良好，浇注系统应能顺利地引导塑料塑料熔体充满型腔各个角落，使型腔的气体能顺利排出。

7）防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力、翘曲变形或尺寸偏差过大以及塑料流将嵌件冲压位移或变形等各种成型不良现象。

8）塑件外观质量，根据塑件大小、形状及技术要求，做到去处浇口方便，浇口痕迹无损塑件地美观和使用。

9）生产效率，尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成型周期短效率高。 10）塑料熔体流动特性，大多数热塑性塑料熔体地假塑行为，应予以充分利用。 根据本塑件的特征，综合考虑以上几项原则，型腔设计成中心浇口，流道开在型腔板上。

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2、浇注系统组成

浇注系统由主流道、分流道、进料浇口和冷料穴组成。 3、主流道设计

1）主流道如图3.10是连接注射机喷嘴与分流道的塑料熔融体通道。

图3.10 主流道

d：主流道小端直径=（注射机喷嘴孔径+0.5~1）mm，在此主流道小端直径我选用8mm。 L：主流道长度，根据模具结构确定。

α：主流道锥度。一般2°~ 4°， 本课题选用的4°。

2) 浇口套设计

浇口套如图3.11为标准件可选购。浇口套常用钢材是T8A、T10热处理要求：（50-55）HRC。

图3.11浇口套

主流道球面半径比喷嘴球面半径大1~2mm，在此选用SR=19mm。

3.2.4成型零件设计

注射模的成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括定模、动模，以及各种成型杆和成型镶件（块）。

1、定模的结构设计

定模是成型制品外表面的成型零件，是制品外表面形状、结构的复制。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）。

图3.12 定模 图3.13 动模

2、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（如图3.13）。

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