这么简单的水杯模具，大师都说有难度！其中的要点你都get到了吗

一般初学模具的人，往往会认为如下图所示杯子的模具是非常简单的模具。其实不然，这个透明PS杯子定单量巨大，用来注塑杯子的模具，有很多细节问题要处理。通过几年的改进，取得了一些经验，在这里与大家分享。现在学习模具设计的小伙伴越来越多，很多人问我有没有资料，

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一、产品分析

图1

1 、产品的壁厚为0.6mm。

2、 要求配合机械手进行全自动生产，注塑周期为12秒（含机械手动作）。

3、 杯口和杯底部不能有毛边。产品透明，不能够有拖花的现象。

4 、壁厚的不均匀度小于0.02mm。

二、分模

分模确实是非常简单的，就是简单的上下模，通过以往在使用的模具，总结出一个经验，在模具结构方面，模芯绝对不可以做镶件式的，否则动、定模的同心度很不稳定。不可以采用“刮板式”脱模，否则杯口容易出毛边，而且都要做成独立型腔，独立精定位，见图2。

图2

由于产品的杯口不允许有任何的毛边，所以产品的脱模形式很关键，一般有三种形式：刮板脱模，吹气脱模、中间顶出。以前曾经试过刮板脱模和吹气脱模二种方式，经过长期使用，效果不是很好，刮板脱模虽然简单，但是模具使用一段时间后杯口部分会出现毛边。吹气脱模也是可行的，但是在与机械手的配合方面，会由于气压的变化而产生节奏上的差异，使得机械手经常报警，所以我采取了中间顶出的方式（成型顶杆顶底），见图3。

图3

三、定模的布置

1、定模的外观

定模的外观见图4。

图4

2、定模热流道的设计

a、热流道元件是由专业的热流道供应商提供的，在这里我不描述热流道元件的内部结构，我关心的是热流道元件的外部尺寸，特别是装配尺寸。我们在设计模具时，必须要考虑到热流道元件与模具的合理配合，和关键部位的尺寸配合，因为这些尺寸是由模具厂负责加工的。这套杯子模具的热流道是最常见的做法，在这里与大家分享，见图5。

图5

热流道元件与模具的尺寸配合见图6。

图6

我要重点的指出，图6中封胶的部位（这套模是直径13mm），热嘴与浇口镶件的配合档，间隙不可以大于单面0.01，否则熔融的塑料会溢出来，会严重损坏导线和热流道元件。这一档尺寸也不可以太紧，太紧会使得装配困难，甚至在拆的时候将热嘴拆坏。所以，在加工这档尺寸时要特别注意尺寸公差，我喜欢用冷挤压的方法加工这档尺寸，见图7。需要模具设计资料和软件安装包的可以关注小编，或私信回复我:“领取”二字，

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图7

在图7中，操作时加一个护套，可以使得冷挤压棒不歪斜，护套与冷挤压棒和进口镶件是松配的，操作完毕后冷挤压棒尾端有螺纹，可以将冷挤压棒拉出。没有冷挤压机时，也可以用铁锤轻轻地打下去。

另外有个重要的问题，浇口镶件的出口一定要留一个直面，否则浇口镶件的寿命会很短，在产品上的进胶点会越来越大，影响产品的外观，见图8。

图8

b、热嘴大端与热流道装配板的配合

热流道的大端有一个直径38的台阶，它控制热嘴的同心度和热嘴尖端与浇口镶件齐平见图9和图10。

图9

图10

C、垫片和进胶发兰，见图11。

图11

在图11中可以看到，法兰的支撑面与垫片是等高的，在模具的流道板的厚度不精准时，可以调整法兰的支撑面和垫片的厚度。我一般的习惯是将模具的流道板做准，因为进胶法兰与垫片是标准件，尺寸是整数，很精准的，假如做模具的时候贪图方便，调整了进胶法兰和垫片的厚度，以后模具维修时，就比较麻烦，特别是当模具档案遗失和人员更换后，容易搞错，因为这个尺寸不对，就会漏胶，产生很大的麻烦。

3、浇口镶件的设计

浇口镶件的剖面见图12。

图12

浇口镶件是一个较难设计和加工的零件，钢材是采用S136H，硬度为HRC38，外形见图13。

图13

由于注塑机开模时，定模腔有真空（负压）现象，产品有时会吸附在定模，引起机械手报警。比较难处理，所以，定模腔必须设计补气机构，浇口镶件上的这条槽是补气的通道，它通过定模仁上的孔，直接通到模具外，见图14。

图14

补气的通道即浇口镶件和定模仁装配后产生的间隙必须小于塑料的溢边值。先讲一下什么叫溢边值，通俗地讲，当模具的间隙为多大的时候，熔融的塑料可以“钻”过去？这个间隙的值就是溢边值。当然，这个溢边值的大小受很多因素的影响，譬如熔融的塑料的实际温度、注塑机射胶的压力和速度等。

考虑到PS的溢边值在0.012左右，我设计时将补气的间隙定为0.008（单面），见图9-14中，封胶的圆的直径比上面一档的圆（固定档）的直径小0.016mm。当注塑机将熔融的塑料射入模腔时，模腔里的空气除了通过主分型面排出外（后面有详细介绍），部分空气也会从浇口镶件与定模仁的间隙中排出。注塑机将模具打开时，空气会从这个间隙补充进来，避免产品由于负压的原因留在定模。

4、浇口镶件补气外园的精密加工 需要模具设计资料和软件安装包的可以关注小编，或私信回复我:“领取”二字，

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浇口镶件补气档的直径为ф48.374 ，固定档的直径为ф48.390。通常这二档尺寸可以在外园磨床上加工，但是考虑到外园磨床加工时必须要有砂轮越程槽，按机械行业的标准是宽度4mm，但是浇口镶件的固定档的长度尺寸为5.4mm，仅仅留下1.4mm，这样就不合理。我现在介绍一种研磨的方法给大家，可以不用外圆磨床加工，也不需要砂轮越程槽。这个研磨工具很有价值，见图15和16。

图15

图16

图17中的铸铁研磨套要开4条或者6条槽，见图17。

图17

先期加工时将浇口镶件上要研磨的尺寸留单面0.02mm。研磨时先在铸铁研磨套的内面均匀地抹上研磨膏（从1000号开始）。然后套上图17中的内锥套，然后旋上螺母，但是不要夹得太紧，以手柄勉强可以转动为宜，用3爪卡盘夹住浇口镶件，双手轻轻扳动手柄，感到很松的时候，微微旋紧螺母，再继续旋转铸铁研磨套。经过2次旋紧螺母后，松开螺母，取出浇口镶件，用煤油洗干净浇口镶件并擦干，测量浇口镶件的固定档的尺寸ф48.390。假如未到数，则继续研磨，直到尺寸理想为止。

然后将浇口镶件取出，加个垫圈，再将浇口镶件放入，见图18。

图18

这时铸铁研磨套只夹到浇口镶件上的补气档，即封胶的那一档，见图19。

图19

按上述的方法，将封胶补气档的尺寸研磨到ф48.374。

四、定模仁的设计和加工

定模仁的材料也是用S136H，硬度为HRC42，见图20。

图20

反过来是这样的，见图21。

图21

1、定模仁的定位和固定

定模板上有4处定位的凹槽，这4处方形凹槽的尺寸要求加工得非常精准，见图22。

图22

定模仁固定在定模板上见图23。

图23

定模仁固定在定模板上的螺丝是从正面拧的，这样装配时比较方便，而且可以极有效地保护热流道系统。也就是说，在维护和更换模具零件时，完全不用接触到热流道元件。

定模仁与动模仁的精确定位是独立的，补气和冷却水也是独立的。

2、定模仁的冷却系统的设计

定模仁的冷却系统见图24。

图24

定模仁的冷却系统是采用了垂直水塘加隔水片的形式，加工起来很方便，冷却效果也很好。由于是独立的冷却，生产时调整模具温度时不会受其他型腔的影响。可以将模具温度调整到最佳状态现在学习模具设计的小伙伴越来越多，很多人问我有没有资料，

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3、定模仁上装浇口镶件的孔的加工

定模仁上装浇口镶件的孔由于要考虑补气的功能与浇口镶件的配合要非常精准，直径尺寸为ф48.390+0.01，可以在内圆磨床上磨出来。但是由于外形是长方形，装夹不方便，我在这里介绍一种研磨的工具，见图25、图26。

图25

图26

定模仁的孔用数控加工中心加工出来，单面留0.01~0.02，在开了缝的铸铁研磨套外圆上均匀地涂上研磨膏（1000号），旋动螺母，调整到研磨夹具勉强放入孔内，旋转并且上下抽动几次后，取出夹具，清洗并且擦干内孔，用量缸表或者内径千分尺测量内孔，直到尺寸到位为止。

4、定模仁的排气槽的加工方法

定模仁除了补气外，还要设计排气机构，见图27。

图27

在动模仁上，对着排气槽的位置有一个排气孔，见图28。

图28

反面再开排气槽，见图29。

图29

按这样设计，动、定模仁组合成为一个理想的排气系统。封胶位采用了整圈的排气，目的是在产品的杯口不产生任何的飞边和毛刺，使得产品的杯口非常光滑。现在的问题是，这个内圈的封胶面比分型面低0.008是怎么加工出来的？我在这里介绍一种研磨的方法，见图30和图31。

图30

图31

操作时先将研磨定位圈与定模仁用502胶水黏牢，在铸铁研磨块上均匀地涂上研磨膏，转动铸铁研磨块，就可以将封胶面磨低，要多次测量，慢慢接近尺寸，以免磨过头。铸铁研磨块磨损后可用平面磨床修正。还不会私信的小伙伴，可以按照以下步骤操作：

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作者：查鸿达，前沿数控技术特约模具技术专家

限塑令实施11年 塑料吸管消耗量仍旧十分惊人

饮品店那些被忽略的白色垃圾

限塑令实施11年塑料吸管消耗量仍旧十分惊人记者调查

● 在人们的日常生活中,饮品塑料杯、塑料吸管、吸管包装袋、塑料托盘、杯口封装直饮盖等塑料垃圾无处不在

● 目前,全球的塑料吸管消耗量惊人。在美国,每天有近5亿根塑料吸管被丢弃,接起来的总长度可绕地球两圈半

● 相关部门、行业协会等应加大对“限塑令”的宣传,引导企业和消费者减少一次性塑料制品的生产和消费

□ 本报记者 赵 丽

□ 本报实习生 黎江宇

难降解的塑料垃圾已成为世界公认的治理难题。

中国的“限塑令”已经走过11个年头,禁止进口包括废塑料等多种固体废物的“洋垃圾”禁令实行也早已超过一年。如今,随身携带环保袋的人越来越多,商品过度包装越来越少。然而,白色垃圾真的离人们远去了吗?

《法制日报》记者近日调查发现,在人们的日常生活中,饮品塑料杯、塑料吸管、吸管包装袋、饮品塑料托盘、杯口封装直饮盖等塑料垃圾仍然无处不在。

冷饮广受青睐

催生大量垃圾

5月底,北京气温逼近35度。炎热让人们渴望更加凉爽的东西——冷饮。夏季正是饮品店的销售高峰,商场里销售员托着试饮热情推介,街道两侧“买一杯送一杯”“第二杯半价”的吆喝此起彼伏。

谈及塑料垃圾,多数人会想到塑料袋、包装袋和快递包裹,绝少有人将奶茶同白色污染联系起来。但记者调查发现,饮品店每天产生了巨量的塑料垃圾。

4月22日,连锁咖啡巨头星巴克宣布要在今年内停供中国境内门店的塑料吸管,并已开始在上海、深圳等地千余家门店试点。

但5月23日记者走访朝阳大悦城两家以及通州区万达商场一家星巴克门店后发现,塑料吸管依然摆在柜台前,供需要的顾客自取。

虽然星巴克也提供直饮盖,但大部分顾客还是会取用吸管,店员打包时也会将吸管一起打包。

奶茶对吸管是依赖的,一些奶茶品类加入珍珠、果肉、坚果,为配合不同奶茶种类,一些店家甚至准备了多种吸管。记者走访发现,在朝阳大悦城20家饮品店和万达广场北京通州店内20家饮品店内,全部提供塑料吸管,并且不限制顾客多取用几支。而吸管的包装袋也多选用塑料包装,仅少数几家连锁饮品店使用纸质包装。

对一些出品量大的饮品店来说,除了堂食以外,还有大量的外带订单,而外带容易出现泼洒。在上述商家中,多数采用固定托盘加封口胶带,虽然除一家饮品店使用塑料托盘外,其余提供托盘的商家均选择纸质托盘,但为了封口而消耗的塑料胶带数量仍然可观。

一位饮品店服务生告诉记者:“店里的胶带只是用来做杯口封装,但一些代购对店家的密封并不放心。这些人有时会向我们借用胶带,把奶茶严严实实地缠裹起来。”

服务生向记者示意购买奶茶的长队,“外卖只接近距离的单子,很多离得远的顾客会找代购”。记者注意到,这家饮品店仅使用杯盖密封,由于路程较长,为防止泼洒,饮品代购会尽可能用胶带将杯盖固定住,并堵住所有可能的缝隙,商家则默许了这一行为。

“一卷胶带很快就用完了。”服务生说。

包装多用塑料

喝完随手丢弃

饮品店消耗最多的塑料品是盛放奶茶的饮品杯。

夏季到来,冷饮的销量直线上升,一些商家利用塑料杯透明的特性,制作出渐变色的奶盖茶、油画一般的脏脏茶和斑斓的水果茶。在网红奶茶喜茶朝阳大悦城门店,在记者观察的15分钟里出产了近50杯奶茶,全部使用塑料杯。

其余店家大多如此,虽然大部分店家也预备了纸杯,但仅在制作热饮时使用。但如今,购买热饮的顾客很少。以脏脏茶闻名的某网红饮品店干脆舍弃了纸杯,店内饮品全部使用塑料杯封装。在记者走访的40家饮品店中,仅一家打造质感的饮品店内全部使用纸杯。

与此同时,杯口封装的直饮盖同样存在问题。由于设计精巧,还需具备密封功能,记者观察到的直饮盖全部为塑料制品。

记者发现,大部分饮品店使用的塑料杯以及杯盖明确标识为食品等级的PP5号塑料,但仍有少部分店家使用的塑料杯和塑料封盖质地软而薄,没有任何标识。

而一些商家使用热膜封口机封装饮品,但用于封口的塑料膜仅印刷了店家品牌名,记者未观察到有相关的质量等级标识。凑近经过热膜封口的塑料杯边缘,能闻到塑料制品加热散发的特殊味道。

在一些电商平台,记者发现PP5号材质的塑料杯已经成为主流产品,这类产品采用注塑工艺,一个500ML容量塑料杯的批发价不到0.3元,如果搭配上配套的杯盖和塑料密封塞,一套价格约在0.4元。在一家电商店,记者发现塑料包装的吸管售价每百支3元,而纸包装的吸管每百支4元。店家称,如果购物满200元,不仅能够减免10元,还能够免费赠送吸管。

比较环保的纸杯每个要价近0.5元,尽管打出“健康、环保”的旗号,但上述电商也坦言,这些杯子内侧有塑料淋膜工艺,并不能在环境中完全降解,“应该说是半降解”。

这些塑料饮品杯,消费者会怎么处理呢?

在知乎平台上,有这样一个问题:你在街头买了一杯包装很精致的奶茶,喝完以后奶茶杯怎么处理?绝大多数网友称“直接扔掉”。

环保意识薄弱

转型收效甚微

面对越来越严重的塑料污染,一些饮品店已经作出转型,尝试使用非塑料品,但店员对塑料垃圾问题并不敏感。

虽然星巴克推出了自带杯优惠的制度,但记者在调查的3家门店内,均未发现有相关优惠标识,在顾客购买饮品时,店员也不会对这项优惠作出任何说明。

5月23日中午,星巴克店内挤满了闲聊的顾客,几乎人人手上都捧着冷饮。在记者询问堂食能否选择陶瓷马克杯时,朝阳大悦城星巴克门店的服务员称,店内没有马克杯；而通州万达门店的店员在向主管确认后,才答应使用陶瓷杯。

在另一家定位相似的Costa咖啡店,店内虽然准备了大量堂食使用的陶瓷咖啡杯,但在记者观察的半个小时内,坐在店内的顾客没有一位使用陶瓷杯。在记者点单时,店员也直接默认使用塑料杯。

在朝阳大悦城某网红饮品店,店家安排一名服务生守在用餐区,及时清理桌面垃圾。虽然这家饮品店使用的塑料杯上明确标示了“可回收垃圾”字样,不大的门店内竖立着3个垃圾桶,但服务员在收拾垃圾时,并未将塑料垃圾与生活垃圾分隔开,反而一股脑倒进一个垃圾桶,可回收与不可回收的垃圾完全混合在一起。

在另一家主打鲜榨果汁的饮品店中,记者发现点单台上放置了数个回收桶,统一回收顾客取下吸管的塑料包装。然而,这些回收桶形同虚设:一个成为垃圾桶,胡乱丢着纸巾和包装袋；另一些则成为新吸管的收纳桶。

在调查中,记者也向一些饮品店的店员要求使用纸杯,但几乎均被拒绝,理由类似,即“仅供热饮使用”。

除了必须使用的塑料制品以外,饮品店产生的大量塑料袋也值得注意。

虽然一些店家提供纸袋供外带,但仅打包一杯饮品时,多数商家只提供塑料袋。一家靠近电影院的饮品店,店员不会询问顾客是否打包,而是将饮品直接装在塑料袋中交给顾客。

北京市民康星常点饮品外卖,积攒了许多外卖纸袋,“纸袋留着还有用,塑料袋我一般不留,因为开口小,装不了什么东西”。

每次和朋友一起叫饮品外卖时,康星都会收拾出一大包垃圾,“基本都是塑料包装。吸管、杯子、包装袋、封口,喝完了直接塞回打包的塑料袋。很难找到把这些东西再次利用的地方,喝过就扔了,真正的一次性”。

塑料垃圾泛滥

威胁人类健康

目前在全球,仅以塑料吸管为例,其消耗量惊人,美国每天丢弃约5亿根塑料吸管,接起来的总长度可绕地球两圈半。

“吸管多用于餐饮行业,主要是由聚丙烯材料制成,这一材料具有耐热的优点,能耐130℃高温,是可以放进微波炉的塑料,所以可以用来喝热饮。”东南大学能源与环境学院副教授黄瑛说,聚丙烯的化学稳定性很好,除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外,对其他各种化学试剂都比较稳定,故而吸管极难自然降解。

统计显示,包括塑料吸管在内,全球每年有800多万吨塑料垃圾进入海洋,对海洋生物、渔业、旅游业造成严重影响,造成经济损失达80亿美元。塑料垃圾每年导致上百万只海鸟、10万头海洋哺乳动物和难以计数的鱼类死亡。

有研究显示,如果对现状置之不理,到2050年,海洋中的塑料垃圾重量将超过鱼类总重量。

塑料垃圾不仅危害海洋生物,也可能会威胁人类健康。塑料垃圾在海洋中会逐步破碎,形成大量直径小于5毫米的微塑料颗粒。微塑料颗粒本身含有的有毒有害物质以及在水中吸附的有毒有害物质会通过食物链累积,最终可能进入人体。

英国普利茅斯海洋研究所分子生物学家彭尼·林德克在接受新华社记者采访时说,“限塑令”会帮助消费者改变使用塑料吸管的习惯,消费者很快就能适应替代品。如果越来越多的企业推广纸质吸管等替代品,替代成本就有可能下降,成本因素也就不会让商家在遵守“限塑令”时感到为难。

2018年起,中国全面禁止废塑料等24类固体废物入境。联合国环境规划署执行主任埃里克·索尔海姆认为,中国打击塑料“洋垃圾”进口,对于富裕国家来说是个信号,它们应该加强回收,减少塑料吸管等非必要产品。

分析人士认为,应推动普通消费者尽量减少使用塑料吸管等一次性塑料制品。

在2018年世界环境日,索尔海姆发文呼吁消费者拒绝使用一次性塑料制品,购买可循环利用的商品,在生活中养成合理消费习惯。消费者不能仅仅扮演参与者的角色,也应该成为推动供货商和零售商行为变化的驱动因素。

对此,不少受访的业内人士认为,相关部门、行业协会等应该加大对限塑令的宣传。目前,外卖行业、餐饮行业普遍使用的一次性塑料制品,严重增加了环境负担。因此,政府、协会要引导企业和消费者减少一次性塑料制品的生产和消费。对于企业来说,应顺应绿色环保的潮流和共识,尽可能生产易于降解的一次性制品,或易于回收的一次性制品。

制图/高岳

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