塑料水杯注塑模具设计(7)

陈洪振 水杯模具设计

过程外，还应对所选用注射机的有关技术参数有全面的了解，才能生产出合格的塑料制件。下面讨论它们的相互关系。

3.3.1选择注塑机

1、零件体积及质量估计

1）体积、质量：应用Pro/E中的“分析”/“模型质量属性”命令求得： ? =93.88cm3x 2=187.55cm3

m=pv=1.15 x 187.5=215.68g

2）在分型面上的投影面积：应用Pro/E 中的“分析”/“测量”/“面积”命令求得：A=4338.05mm2?2+7109.56mm2?2=22895.22mm2

2、由公称注射量选定注射机

由上可知， ?=187.55cm3 m=215.68g

流道凝料 v'?0.5v （流道凝料的体积（质量）是个未知数，根据手册取0.5v（0.5m）来估计，塑件越大则比例可以取的越小。）

实际注射量体积为： V实=262.6cm3 实际注射量为： m实=302g

根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则，即：

0.8v公?v实

V公=328.25cm3 3、由锁模力选定注射机

F锁?F型?A分?P型

?66 =22895.22?10?30?10?687KN

由1、2选择注射机XS-ZY-1000主要参数如表3.2所示。

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表3.2 注射机XS-ZY-1000主要参数

螺杆直径/mm 注射容量/cm3 注射压力/MPa 锁模力/KN 最大注射面积/cm2 最大模具厚度/mm 最小模具厚度/mm 模板最大距离/mm 最大开模行程/mm 拉杆空间/mm 孔径/mm 推出（两侧） 孔距/mm 定位孔直径/mm 喷嘴圆弧半径/mm 喷嘴孔径/mm φ85 1000 121 4500 1800 700 300 300 700 650×550 Φ20 350 ?0.06?1500 18 7.5 3.3.2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

nVs?Vj?0.8V

式中：Vs——单个塑件的容积（cm3） Vj——浇注系统和飞边所需塑料的容积 Vg——注射机额定注射量 n——模具的型腔数目 由上述知， V实为328.25cm3

因为328.25≤1000，所以符合要求。

3.3.3注射压力的校核

注射机的最大压力应大于塑件成型所需的压力 即

Pz?Pch

式中 Pz——注射机最大注射压力（MP） Pch——塑件成型所需的注射压力（MP） ABS所需的注射压力为60~100

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又由上表3.2知Pz为121

因为121≥60~100，符合要求。

3.3.4锁模力的校核

注射模从分型面脱开的力（锁模力）应小于注射机额定锁模力 即

F?Pm(nAs?Aj)

式中F——注射机额定锁模力（KN）

As、Aj——分别为塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积（mm2） Pm——塑件熔体在模腔内的平均压力，通常为20~40MPa n——型腔个数

由上表3.1知F为450KN，因为450≥262.9，符合要求。

3.3.5模具高度与注射机闭合后高度关系的校核

模具设计时，应使模具的总高度位于注射机可安装模具的最大模厚与最小模厚之间。

因为300<505<700，符合要求。

3.3.6开模行程的校核

注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需要的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出。开模行程图如图3.17所示。 S?H1?H2??5~10?mm

式中：S——注射机最大开模行程（mm） H1——推出距离（脱模距离）（mm） H2——包括浇注系统在内的塑件高度（mm）

H1+H2=90+110=200 因为700≥ 200+（5~10），符合要求。

图3.17开模行程

3.3.7推出装置的校核

各种型号注射机的推出装置和最大推出距离不尽相同，设计时应使模具的推出机构和注射机相适应。由表3.2可知，注射机的推出机构为中心及两侧推出，孔径

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为φ20mm，两侧孔距为350mm。如图3.18所示的动模座板的两孔孔径和孔距与之相同，所以符合要求。

3.3.8喷嘴的校核

设计模具时，主流道始端的球面必须比注射机喷嘴头部球头面半径略大一些，即R比r大1~2mm，主流道小端直径要比喷嘴直径略大，即D比d大0.5~1mm,以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。由表3-2知r为18，d为7.5。在此R选用19，D选用8；符合要求。喷嘴与浇口套图如图3.19所示。

图3.18动模座板 图3.19浇口套与喷嘴

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第四章 模具三维设计

4.1 Pro/Engineer功能描述

Pro/ENGINEER是参数化技术和行为建模技术互相渗透的结晶，参数化技术是Pro/Engineer的核心功能。Pro/Engineer具有特征参数化建模，大型部件装配，基于Web零件库；Pro/mechanical结构、热、运动、疲劳、塑性等分析，动画仿真；Pro/desktop感念设计；Pro/mol design模具设计，大型CAD系统等功能。Pro/Engineer采用单一数据的设计，具有独特的参数化设计概念，将每个尺寸看作独立的可变参数，只要定义或修改这些参数就可以再生改变模型。Pro/Engineer直接采用三维造型架构，借助参数化设计，设计人员可以运用数学运算方式建立尺寸之间的关系，然后修改前面定义的相关参数，这样就轻易地计算出造型表面、体积、质量等了解要设计的产品的相关特性，减少设计花费的时间，并减少出现不必要的错误。

Pro/Engineer的集成功能是一种重要功能。模具CAD/CAE/CAM系统的集成关键是建立单一的图形数据库，在CAD、CAE、CAM各单元之间实现数据的自动传递与转换，是CAM、CAE阶段完全吸收CAD三维图形，减少中间建模时间和误差。借助计算机利用Pro/Engineer的分析功能对模具性能、模具结构、加工精度以及模具设计工作过程中的温度分析情况等进行反复修改和优化，将问题发现于正式生产前，大大缩短制模时间，提高模具加工精度。

4.2水杯三维造型及模具设计

4.2.1水杯三维造型

利用Pro/E系统下的“零件”/“实体”模块进行三维造型，应用Pro/E中拉伸、旋转、倒圆角、扫描等相关命令创建如图4.1所示的水杯零件模型。

4.2.2水杯模具设计

利用Pro/E系统下的模具模块进行模具组件（凸凹模）设计，过程如下：

1、进入“制造”/“模具型腔”模块，新建模具型腔设计文件，直接调入零件模型并定义其为参考模型，将其布局定位。

图4.1 水杯

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