一、塑件的工藝分析
1.1 製品工藝分析
製品主體貼緊玻璃咖啡壺外形有兩個方向弧度，上下兩端各有乙個耳狀結構，上穿兩孔，用於固定不鏽鋼兩提手；製品上端耳結構開一方孔，方孔兩側壁有兩個圓形淺凹，用於安裝壺蓋，朝外邊角均倒圓角防划手，見圖1所示。
製品尺寸精度要求不高，但強度及美觀性要求較嚴格；為與玻璃壺一致，產品使用透明pc料，縮水率僅0.05%，料厚3mm。產品主體兩側有淺骨，一方面起加強作用防止變形，另一方面便於把手與壺體的粘合。
圖1. 零件圖
1.2 塑件材料分析
材料：pc塑料
化學名稱：聚碳酸酯（polycarbonate）
比重：1.18-1.20克/立方厘公尺
成型收縮率：0.5-0.8%
成型溫度：230-320℃
乾燥條件：110-120℃，8小時，可在-60~120℃下長期使用
物料效能：衝擊強度高，尺寸穩定性好，無色透明，著色性好，電絕緣性、耐腐蝕性、耐磨性好，但自潤滑性差，有應力開裂傾向，高溫易水解，與其它樹脂相溶性差。 適於製作儀表小零件、絕緣透明件和耐衝擊零件
成型效能：
1.無定形料,熱穩定性好，成型溫度範圍寬，流動性差。吸濕小，但對水敏感，須經乾燥處理。成型收縮率小，易發生熔融開裂和應力集中，故應嚴格控制成型條件，塑件須經退火處理。
2.熔融溫度高，粘度高，大於200g的塑件，宜用加熱式的延伸噴嘴。
3.冷卻速度快，模具澆注系統以粗、短為原則，宜設冷料井，澆口宜取大，模具宜加熱。
4.料溫過低會造成缺料，塑件無光澤，料溫過高易溢邊，塑件起泡。模溫低時收縮率、伸長率、抗衝擊強度高，抗彎、抗壓、抗張強度低。模溫超過120度時塑件冷卻慢，易變形粘模
1.3 塑件表面質量分析
塑件為弧形，沒有特別和表面質量要求，故比較容易實現。
由以上分析可見，該零件結構屬於簡單構件,結構工藝性合理,不需要對製件的結構進行修改。塑件的尺寸精度要求不高,對應的模具零件的尺寸加工容易保證。注射時,在工藝引數控制得較好的情況下,製件的成型要求可以得到保證。
由圖一：塑件圖可知
計算塑件的質量是為了選用注射機及確定型腔數。
塑件的體積：
=14938.00443mm3=14.94cm3
根據塑料模設計手冊查得pc塑料的密度ρ=1.18～1.20g/cm3，取1.19g/cm3。
因此單個塑件的質量：
m0=1.19×14.94=17.78g
假設設計一模兩腔的塑料模具，經地粗略計算流道容量vj＝9cm3.
則總塑料量為：
v=2v0+vj=2×14.94+9=38.88cm3
m=2m0=2×17.78=35.56g
二、選壓力機
考慮製件的質量中等,可採用一模兩件的模具結構,結合製件的外型尺寸,注射時所需壓力和標準注射機等情況,初步選用注射機為:xs-zy-125。
xs-zy-125注射機引數：
額定注射量：125cm3
注射壓力：122mpa
鎖模力：900kn
噴嘴圓弧半徑：12mm
噴嘴孔徑：4mm
最大開模行程：300mm
模具最大厚度：300mm
模具最小厚度：200mm
根據塑件材料為ps、查《塑料模具設計資料》，可得：
材料在70~80℃預乾燥1h左右；
溫度: 料桶前段 190～200℃
料桶中段210～220℃
料桶後段160～180℃
噴嘴180～190℃
模具 80～90℃
壓力:注塑壓力90～130mpa
成型時間:高壓時間0～3s
保壓時間15～45s
冷卻時間 15～60s
成型時間40～120s
三、注射模結構設計
3.1模具型腔排列方式的確定
確定模具型腔的方法有：根據鎖模力確定；根據最大注射量確定；根據塑料件精度確定和經濟性確定。
本零件主要從經濟性確定。試製或小批量時，宜取單型腔或少型腔，大批量時採用多型腔。而根據材料的尺寸及成型效能要求，本模具採用一模兩腔，即一次注射成型兩個塑料製件。
當所有的型腔不在同乙個時間注滿時，是得不到尺寸正確和無力效能良好的塑料件的。為此，必須對澆注系統進行平衡，採用如下圖所示的型腔分布，使所有的型腔在同一時刻充滿。該平衡澆注系統的特點是：
從分流道到澆口及型腔，其形狀、長度尺寸、圓角、模壁的冷卻條件都完全相同。兩塑件的型腔做成整體嵌入式，對稱分別在定模板上，如圖2所示：
圖2 型腔布局圖
四、分型面的選擇
分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據需要可能有乙個或兩個以上的分型面，分型面可以是垂直於合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜，我們在這裡選用與合模方向傾斜。
4.1 分型面的形式：
分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具型別及排氣條件、澆口形式等有關，我們常見的形式有如下五種：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面、曲線分型面。
4.2 分型面的選擇原則：
a）、便於塑件脫模：
ⅰ、 在開模時盡量使塑件留在動模內
ⅱ 、應有利於側面分型和抽芯
ⅲ、應合理安排塑件在型腔中的方位；
b）、考慮和保證塑件的外觀不遭損壞
c）、盡力保證塑件尺寸的精度要求（如同心度等）
d）、有利於排氣
e）、盡量使模具加工方便
4.3 這裡選擇曲線分型面
圖3 分型面
五、澆注系統的設計
5.1 澆注系統的組成
圖4 澆注系統的組成
所謂注射模的澆注系統是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑件熔體平穩而有序地充填到型腔中，以獲得組織緻密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統十分重要。
而澆注系統一般可分為普通澆注系統和無流道澆注系統兩類。我們在這裡選用普通澆注系統，它一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成，如圖4所示。
5.2 澆注系統各部件設計
5.2.1 主流道設計：
主流道是連線注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設計點為：
（1）主流道圓錐角α=2o～6o，對流動性差的塑件可取3 o～6o，內壁粗糙度為ra0.63μm。
（2）主流道大端呈圓角，半徑r=1～3mm，以減小料流轉向過渡時的阻力。
（3）在模具結構允許的情況下，主流道應盡可能短，一般小於60mm，過長則會影響熔體的順利充型。
（4）對小型模具可將主流道襯套與定位圈設計成整體式。但在大多數情況下是將主流道襯套與定位圈設計成兩個零件，然後配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板採用h7/m6過渡配合，與定位圈的配合採用99hh間隙配合。
（5）主流道襯套一般選用t8、t10製造，熱處理強度為52～56hrc。
5.2.2冷料穴的設計
冷料穴一般位於主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前峰的「冷料」，防止「冷料」進入型腔而形成接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大於主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。
冷料穴的形式有三種：一種是與推桿匹配的冷料穴；二種是與拉料杆匹配的冷料穴；三種是無拉料杆的冷料穴。我們這裡選用與推出杆匹配的倒錐形冷料穴，其結構如圖5。
圖5 冷料穴
1—定位圈 2—冷料穴 3—推桿 4—動模板
5.2.3 分流道的設計
分流道就是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向的作用。多型腔模具必定設計分流道，單型腔大型腔塑件在使用多個點澆口時也要設定分流道。
（1）流道的截面形狀：通常分流道的斷面形狀有圓形、矩六角形等。為了減少流道內的壓力損失和傳熱損失，提高效率，我們這裡就選用圓形分流道，如圖6。
因為圓形截面分流道的效率是分流道中效率最高的，故選它。
（2）分流道的形狀及尺寸，應根據製件的體積、壁厚、形狀的複雜程度、注射速率、分流道長度、成型工藝條件等因素來確定。在設計分流道時主要考慮的是儘量減少熔體流動時的壓力損失和溫度降低，同時儘量減少分流道的容積。塑件的形狀簡單，溶料填充型腔比較容易。
根據型腔的排列方式可知，分流道的長度較長，為了便於加工，選用截面為半圓形的分流道，分流道取r＝8mm，則寬度等於主流道直徑，高度h=4mm，分流道的長度l=40mm。
（3）分流道的布置：分流道的布置取決於型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分平衡式與非平衡式兩類，這裡我們選用的是平衡式的布置方法。
（4）分流道與澆口的連線：分流道與澆口的連線處應加工成斜面，並用圓弧過渡，有利於塑料熔體的流動及填充。
5.2.4 澆口設計
澆口是澆注系統的關鍵部分，它起著調節控制料流速度，補料時間，防止倒流及在多型腔中起著平衡進料的作用。澆口位置的選擇應注意以下問題：
（1）應避免熔體破裂
（2）澆口應設定在塑件最大壁厚處。
（3）應有利於排氣
（4）應有利於減少熔接痕和提高熔接痕強度，澆口數量越多，熔接痕也越多。
（5）防止型芯變形
（6）考慮塑件的收縮變形及分子取向與考慮塑件的外觀。
根據塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側澆口較為理想，設計時考慮從塑件側向底部單邊進料，而且模具結構採用鑲拼式型芯，有利於填充排氣。由於側澆口的形狀簡單，加工方便，通過改變澆口尺寸能有效調整衝模時的剪下速率和澆口冷凝時間，所以這種澆口的應用非常廣泛，特別是一模多腔的澆注系統，使用這種澆口非常方便，同時去除澆注系統冷凝料比較方便，其缺點是在塑件外表面留有澆口痕跡。初選尺寸為：
3mm×2mm×2mm（b×c×h）。
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