tchv瓶口座的模具设计及其典型零件加工
日期： 【摘要】本论文介绍的是杯盖外壳注塑模具的设计方案和典型零件的加工过程。首先分析了杯盖外壳的工艺特点，包括材料性能，成型特性与条件、结构工艺性等，并选择成型设备。接着介绍了杯盖外壳注塑模的分型面的选择、型腔数目的确定及布置，重点介绍了浇注系统、合模导向机构、脱模机构的设计。然后是对该模具中主要零件加工过程的概述。最后对模具的工作原理进行阐述，以及对零件加工过程中需要注意的细节进行总结。
目 录
引言 1
一、塑件工艺特点 1
（一）材料性能 1
（二）结构工艺性 3
二、杯盖外壳注塑模具的结构设计 3
（一）分型面的选择 3
（二）型腔数目的确定 3
（三）浇注系统设计 4
（四）合模导向机构设计 4
（五）脱模结构设计 5
（六）冷却系统设计 5
三、典型零件加工 6
（一）零件的分析 6
（二）普通铣床加工 7
（三）CNC数控加工 7
参考文献 10
谢辞 11
引言
现在社会，随着塑料模具技术的发展日新月异，在工业、餐具、玩具等行业中的应用非常广泛，模具成为了生产各种产品的重要工艺装备。
我在膳魔师家庭制品有限公司实习。在实习期间，主要从事模具制造过程中的各个工艺流程。其中包括了模具设计、CNC加工、放电加工、铣床加工、及模具装配。这次主要从模具的设计方面进行阐述。
我所学习的专业是数控技术专业，与模具设计方面有着紧密的联系，通过此次毕业设计方便我扩展自身有关模具方面的理论和实践能力。
虽然对模具设计方面的理论知识有所欠缺，在论文途中也曾遇到这样那样的问题，但是在老师的精心指导，公司内师傅的帮助及自身的努力下都得以解决。
一、塑件工艺特点
（一）材料性能
随着经济社会的发展，人民生活水平的提高，人们对日常用品的需求增大。本公司作为全球领先的家居用品供应商
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，在这方面有着一定的知名度。公司型号为TCHV的茶杯的杯盖外壳零件图和实物图如图11，12，13所示，这种产品使用的制作材料是ABS塑料，精度等级为IT4，且产品的表面光滑无痕。ABS是热塑性塑料，此材料综合性能良好，耐冲击，易于凝固成型，耐热、耐寒性能也相对较好，而且具有良好的耐腐蚀性能，是目前市场上产量最大，运用最为广泛的塑料之一。对于此类注塑产品的生产，在本公司，对于注塑模具的使用极为重视。
图11 产品零件主视图
图12 产品零件俯视图
图13 杯盖实体图
（二）结构工艺性
该塑件的壁厚均匀，均大于塑件的最小壁厚3mm，根据软件分析可以知道在该塑件在注塑成型的时候不会发生熔液填充不足的情况。该塑件是壳体类零件，上表面为光滑曲面，侧壁则是旋紧螺纹，总体上尺寸为长50mm，半径15mm。虽然零件体积小，构造简单，但是制造精度要求相对较高。
二、杯盖外壳注塑模具的结构设计
（一）分型面的选择
在模具中，分型面是用于取出塑件和浇注凝料的接触面。分型面的选择和设计会直接影响塑件表面质量和模具结构。在选择分型面的时候需要考虑以下原则：
分型面要方便取出塑件，而且要使模具结构简化，制作方便。分型面的选择，要在模具开模时，使得塑件留在公模上。
分型面不能影响塑件的表面质量和粗糙度。因为分型面是接触面，会导致在分型面处非常容易出现毛刺，所以不能再塑件的光滑面上设计分型面。
因为该塑件的上下面均为平面结构，同时根据以上原则，选择水平型分型面。杯盖外壳模具的分型面形状和位置如图21所示
图21 分型面设计图
（二）型腔数目的确定
模具中型腔数目一般根据塑件的体积和质量确定。通常情况下，型腔数目增多，会降低塑件的精度，且增加保养和维修的难度，也会增加故障发生的频率。从精度要求和经济性能方面考虑，该塑件尺寸中等，体积和质量不大，需要大批量生产，但是塑件的表面精度和粗糙度要求较高。因此选择一模两腔方式。具体的型腔设计，如图22所示
图22 型腔设计图
（三）浇注系统设计
1．主流道设计。在模具中，主流道的直径大小会影响塑胶熔液的流速和填充型腔的时间。直径太大，会使得流道中凝料较多，增加熔液的冷却时间，而且容易产生涡流或者紊流，导致塑件表面形成气孔。一般情况下，本公司的模具，在保证塑件成型没有问题的前提下，会尽量减小主流道的长度，使得流道内凝料少，熔液的压力、热量损失小。
2.分流道设计。分流道，在模具中主要起着分流和导向作用。分流道能够快速地引导塑胶熔液进入型腔，减少熔液在流道内的压力和热量损失，并且均匀输送熔液到型腔中。而在设计过程中，考虑到需要减少流道内的压力和热量损失，同时又不能增大流道的横截面积。所以根据流道的横截面积与表面积之比的数值确定，当横截面为圆形和方形时，流道的输送效率最高。同时，按照一模两腔的型腔排布，采取流道平衡式的布置。
3.浇口的设计和位置选择。浇口是连接分流道和型腔的一段通道，塑胶熔液最后是由浇口输送进入型腔，随后冷却封闭，防止熔液回流。由于本公司对产品的成型质量要求较高，杯盖外壳必须表面光滑无痕，并且塑件为圆形盖类零件，熔液从中间向外流动有利于快速成型，所以选用小截面的中心点浇口设计。其对应的浇口位置及设计如图23所示
图23 浇口的选择及位置
（四）合模导向机构设计
模具在闭合时需要相应的方位，所以导向机构必不可少。通常情况下，成型零件的主型芯是安装在公模一侧，导柱与主型芯同侧安装，可以在模具闭合的时候起到保护作用。在模具工作的过程中，主要是由拉力机来回带动上托板，而模具底座是固定不动的。所以在设计思路方面，则需要考虑到模具模板之间的水平间隙。既不能影响塑件的成型，也不能造成拉力机带动出现偏差，损坏模具结构。所以本产品的模具导向机构采用的是等直径导柱对称分布，同时导柱安装在公模上。这样保证了在拉力机的带动下，模板之间的水平运动，同时确保塑件的成型不会出现损伤，也极大程度上简化了模具结构。
（五）脱模结构设计
由于塑件为盖类产品，所以采用推板脱模结构。此机构运动平稳且推出力均匀分布在塑件的周边。本公司的主要做法是在主型芯的底部安装一块与之配合的推板，而推板是通过复位机构固定在推杆板上，和开模方向保持一致，从而塑件推出。在脱模机构中，推板和型芯之间需要留0.2~0.25mm的间隙，减少型芯和推板之间的摩擦，而且推板与型芯之间的锥面配合也可以防止推板偏离中心。
目 录
引言 1
一、塑件工艺特点 1
（一）材料性能 1
（二）结构工艺性 3
二、杯盖外壳注塑模具的结构设计 3
（一）分型面的选择 3
（二）型腔数目的确定 3
（三）浇注系统设计 4
（四）合模导向机构设计 4
（五）脱模结构设计 5
（六）冷却系统设计 5
三、典型零件加工 6
（一）零件的分析 6
（二）普通铣床加工 7
（三）CNC数控加工 7
参考文献 10
谢辞 11
引言
现在社会，随着塑料模具技术的发展日新月异，在工业、餐具、玩具等行业中的应用非常广泛，模具成为了生产各种产品的重要工艺装备。
我在膳魔师家庭制品有限公司实习。在实习期间，主要从事模具制造过程中的各个工艺流程。其中包括了模具设计、CNC加工、放电加工、铣床加工、及模具装配。这次主要从模具的设计方面进行阐述。
我所学习的专业是数控技术专业，与模具设计方面有着紧密的联系，通过此次毕业设计方便我扩展自身有关模具方面的理论和实践能力。
虽然对模具设计方面的理论知识有所欠缺，在论文途中也曾遇到这样那样的问题，但是在老师的精心指导，公司内师傅的帮助及自身的努力下都得以解决。
一、塑件工艺特点
（一）材料性能
随着经济社会的发展，人民生活水平的提高，人们对日常用品的需求增大。本公司作为全球领先的家居用品供应商
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
，在这方面有着一定的知名度。公司型号为TCHV的茶杯的杯盖外壳零件图和实物图如图11，12，13所示，这种产品使用的制作材料是ABS塑料，精度等级为IT4，且产品的表面光滑无痕。ABS是热塑性塑料，此材料综合性能良好，耐冲击，易于凝固成型，耐热、耐寒性能也相对较好，而且具有良好的耐腐蚀性能，是目前市场上产量最大，运用最为广泛的塑料之一。对于此类注塑产品的生产，在本公司，对于注塑模具的使用极为重视。
图11 产品零件主视图
图12 产品零件俯视图
图13 杯盖实体图
（二）结构工艺性
该塑件的壁厚均匀，均大于塑件的最小壁厚3mm，根据软件分析可以知道在该塑件在注塑成型的时候不会发生熔液填充不足的情况。该塑件是壳体类零件，上表面为光滑曲面，侧壁则是旋紧螺纹，总体上尺寸为长50mm，半径15mm。虽然零件体积小，构造简单，但是制造精度要求相对较高。
二、杯盖外壳注塑模具的结构设计
（一）分型面的选择
在模具中，分型面是用于取出塑件和浇注凝料的接触面。分型面的选择和设计会直接影响塑件表面质量和模具结构。在选择分型面的时候需要考虑以下原则：
分型面要方便取出塑件，而且要使模具结构简化，制作方便。分型面的选择，要在模具开模时，使得塑件留在公模上。
分型面不能影响塑件的表面质量和粗糙度。因为分型面是接触面，会导致在分型面处非常容易出现毛刺，所以不能再塑件的光滑面上设计分型面。
因为该塑件的上下面均为平面结构，同时根据以上原则，选择水平型分型面。杯盖外壳模具的分型面形状和位置如图21所示
图21 分型面设计图
（二）型腔数目的确定
模具中型腔数目一般根据塑件的体积和质量确定。通常情况下，型腔数目增多，会降低塑件的精度，且增加保养和维修的难度，也会增加故障发生的频率。从精度要求和经济性能方面考虑，该塑件尺寸中等，体积和质量不大，需要大批量生产，但是塑件的表面精度和粗糙度要求较高。因此选择一模两腔方式。具体的型腔设计，如图22所示
图22 型腔设计图
（三）浇注系统设计
1．主流道设计。在模具中，主流道的直径大小会影响塑胶熔液的流速和填充型腔的时间。直径太大，会使得流道中凝料较多，增加熔液的冷却时间，而且容易产生涡流或者紊流，导致塑件表面形成气孔。一般情况下，本公司的模具，在保证塑件成型没有问题的前提下，会尽量减小主流道的长度，使得流道内凝料少，熔液的压力、热量损失小。
2.分流道设计。分流道，在模具中主要起着分流和导向作用。分流道能够快速地引导塑胶熔液进入型腔，减少熔液在流道内的压力和热量损失，并且均匀输送熔液到型腔中。而在设计过程中，考虑到需要减少流道内的压力和热量损失，同时又不能增大流道的横截面积。所以根据流道的横截面积与表面积之比的数值确定，当横截面为圆形和方形时，流道的输送效率最高。同时，按照一模两腔的型腔排布，采取流道平衡式的布置。
3.浇口的设计和位置选择。浇口是连接分流道和型腔的一段通道，塑胶熔液最后是由浇口输送进入型腔，随后冷却封闭，防止熔液回流。由于本公司对产品的成型质量要求较高，杯盖外壳必须表面光滑无痕，并且塑件为圆形盖类零件，熔液从中间向外流动有利于快速成型，所以选用小截面的中心点浇口设计。其对应的浇口位置及设计如图23所示
图23 浇口的选择及位置
（四）合模导向机构设计
模具在闭合时需要相应的方位，所以导向机构必不可少。通常情况下，成型零件的主型芯是安装在公模一侧，导柱与主型芯同侧安装，可以在模具闭合的时候起到保护作用。在模具工作的过程中，主要是由拉力机来回带动上托板，而模具底座是固定不动的。所以在设计思路方面，则需要考虑到模具模板之间的水平间隙。既不能影响塑件的成型，也不能造成拉力机带动出现偏差，损坏模具结构。所以本产品的模具导向机构采用的是等直径导柱对称分布，同时导柱安装在公模上。这样保证了在拉力机的带动下，模板之间的水平运动，同时确保塑件的成型不会出现损伤，也极大程度上简化了模具结构。
（五）脱模结构设计
由于塑件为盖类产品，所以采用推板脱模结构。此机构运动平稳且推出力均匀分布在塑件的周边。本公司的主要做法是在主型芯的底部安装一块与之配合的推板，而推板是通过复位机构固定在推杆板上，和开模方向保持一致，从而塑件推出。在脱模机构中，推板和型芯之间需要留0.2~0.25mm的间隙，减少型芯和推板之间的摩擦，而且推板与型芯之间的锥面配合也可以防止推板偏离中心。
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