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1、注塑模具设计 模具设计1、 塑件制品分析 （1）明确设计要求 图11为塑件的二维工程图图 11 图11 该产品精度及表面粗糙度要求不高，有一定的配合精度要求。 （2）明确产品的批量该产品批量不大,模具采用一模两腔结构,浇口形式采用侧浇口， （3）计算产品的体积和质量 使用UG软件画出三维实体图，软件自动机算出所画图形的体积。 通过计算得塑件的体积V塑=13.85cm3 塑件的质量M塑=V塑=1.0413.85=14.4g式中 -塑料的密度,g/cm3. 流道凝料的质量m2还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。 浇注系统的质量M浇=V浇=8.6g浇注系统的体积V浇=8.30cm3. 故 V
2、总= 2V塑+V浇= 213.85cm3 +8.30cm3.= 36cm3 M总=2M塑+M浇=214.4g+8.6g= 43g 2注塑机的确定 选择注射机型号 XSZY250主要技术规格如下：螺杆直径：65mm注射容量：250注射压力：1300MPa锁模力：1800kN最大注射面积：500模具厚度：最大350mm 最小250mm模板行程：350mm喷嘴：球半径 18mm 孔直径4m定位孔直径：125mm顶出：两侧孔径 40mm 两侧孔距 280mm3.浇注系统的设计（1）主流道形式 浇注系统是指模具从接触注射机喷嘴开始到型腔未知的塑料流动通道，起作用是使塑料熔体平稳且有顺序的填充到型腔中，并
3、在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部位，已获得组织机密、外形清晰地塑件。浇注系统可分为普通浇注系统和无流道凝料系统。考虑浇注系统设计的基本原则：适应塑料的成型工艺性、利于型腔内气体的排出、尽量减少塑料熔体的热量和压力损失、避免熔料直冲细小型芯、便于修正和不影响塑件外观质量、便于减少塑料损失和减小模具尺寸等。根据模具主流道与喷嘴的关系：R= R+（12） D=d+（0.51）.取主流道球面半径R=20，取主流道小端直径D=5，球面配合高度h=3-5mm 取h=4 mm主流道长度 有标准模架结合该模具的结构，取L=85mm为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为13喷嘴
4、直径 R=10（2）分流道的设计 分流道在多型腔模具中是必不可少的，它起连接主浇道和浇口的作用。分流道的形状和尺寸应根据塑件的体积，壁厚，形状的复杂程度，注射速度，分流道长度，等因素来确定。塑件外形不算太复杂，熔料填充比较容易，为了加工起见，选用截面形状为圆形分流道。由于型腔的布置关系，需要设置二级分流道。一级分流道直径R=5.二级分流道R=3.5mm.4 侧抽芯机构的设计由于塑件有侧方孔，模具采用侧向分型机构。.4.1 确定抽芯距：抽芯距一般应大于成型孔（或凸台）深度，塑件孔深为30，另加23安全距离，可取抽芯距S抽=32。4.2 确定斜销倾角：斜导柱的倾角是斜抽芯机构主要的技术数据之一，它
5、与抽拔力，抽芯距有直接关系一,此零件侧抽间距很大。为22度4.3 确定斜销尺寸其安装部分与模板间可采用H7/m6或H7/n6的过渡配合。斜销与滑块间隙（一边）为1。斜销长度为：L= L1+L2+L3+L4=h/cos+S/sin+0.5Dtan+510=135。斜导柱的直径取决于抽拔力及倾角角度，可按设计资料的有关公式进行计算。取斜导柱直径d=15。4.4 滑块与导滑槽设计滑块与侧型芯的连接方式设计：采用整体式型腔，滑块通过斜导柱和导滑槽导向，合模时通过楔块压紧以保证零件的形状要求。.4.5 成型零件的结构设计：1）凹模的结构设计：模具采用一模两件的结构形式，并采用Z形拉杆拉料固定在支撑板上，
6、根据分流道与主流道在定模座上，浇口在型腔板上，这样型腔便于加工。 2）凸模结构设计：凸模主要是与凹模相结合构成模具型腔，其凸模和侧型芯的结构形式如装配图所示。5.注射模具的结构设计注射模具的结构设计包括：分型面的选择，型腔的排列方式，浇注系统的设计，模具工作零件的结构设计，推出机构的设计等内容。（1）.分型面的选择模具设计中分型面的选择很重要，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件成型的要求来选择分型面。分型面应选择在塑件外形最大的轮廓处，应有利于塑件的留模方式，便于顺利脱模，便于模具制造，减小成型面积等。遵循这些原则选择分型面。该塑件，表面质量无特殊要求，选择分型面如图所示，这样可降
7、低模具的复杂程度，减少模具加工难度，减小成型面积，同时夜有利于塑件顺利脱模。（2）.确定型腔排列方式模具在注射时采用一模两腔，即模具需要两个型腔。模具在模板上的排列方式通常有圆形排列，H形排列，直线排列及复合排列等。型腔的排列应力求对称，以防模具承受偏载而产生产生溢料现象，型腔排列宜紧凑，以节约钢材，减轻模具重量。型腔的排列加工较困难，直线排列虽然加工容易但是平衡性能较差，而且加工性能尚可。6 模具设计有关计算6.1 有关型腔的工作尺寸计算由资料查得：平均收缩率S%=05-0.7 ， 取S%=0.6%型腔径向计算根据公式L=(LLS%-1/2) 其中z=/326 L=(26+260.6%-1/
8、20.28)=26.025 mm27.2 L=(27.2+27.20.6%-1/20.28)=27.2mm型腔深度计算根据公式H=(HHS%-2/3) 其中z=/3 30 L=(30+300.6%-2/30.28)=30.02mm6.2 有关型芯的工作尺寸计算型芯径向尺寸计算根据公式L=( LLS%+3/4) 其中z=/319 L=(19+190.6%+1/20.24)=19.23mm26 L=(26+260.6%+1/20.28) =26 mm型芯高度计算根据公式：H=(HHS%-2/3) 其中z=/3 30 L=(30+300.6%+2/30.28)=30mm6.3 型腔壁厚的计算 由公式
9、=st 型腔允许变形量 S塑件材料的收缩率（%）查表得S=0.006 t塑件的壁厚（）t=3=0.0063=0.018由于模具型腔为组合式，所以按照组合式型腔计算公式h=进行计算h型腔侧壁厚()p溶体内压力p=25-45Mpaa型腔侧壁受溶体压力部分高度 a=20l 型腔侧壁长边尺寸60E弹性模量，钢材取2.110Mpa将以上数据代入得h=14, 取h=33底板厚度的计算：根据公式H=P溶体压力40MPaL型腔长度60B底板上型腔承压部分的宽度60B底板宽度140E弹性模量，钢材取2.110Mpa代入数据得15.683，取20.7 模具闭合高度的确定根据经验数据，确定：定模板： H=25mm；
10、上固定板：H=50mm；下固定板：H=50mm；支承板 ：H=45mm；动模座板 ：H=25mm；根据推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块：H=90mm，因而模具的闭合高度：H= H+ H + H+ H+ H+ H =25mm+50mm+50mm+45mm+25mm+90mm=286mm8 注射机有关参数的校核模具的外形尺寸为300300320，选用XSZY250型，注射机模板最大安装尺寸为450500，允许模具闭合高度最小Hmin=250mm最大Hmax=350。模具的闭合高度为286，所以模具满足安装条件。注射机开模行程足够。 经验证，XSZY250型注射机能满足使用要求，故采用。9、注射
11、机参数校核（1） 最大注塑量校核 注塑机的最大注射量应大于制品的质量或体积（包括流到及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机最大注塑量的80。所以，选用的注塑机的最大注塑量应满足; 0.8V机2V塑+V浇式中 V机注塑机的最大注塑量 V塑塑件的体积，该产品V总27.7 cm3 V浇浇注系统的体积，该产品V浇8.3cm3 故 V机(V塑+V浇)/0.8=36 cm3/0.8=45 cm3 而选定的注塑机注塑量为155 cm3，所以满足要求。（2） 锁模力校核 F锁PA式中 P熔融型料在型腔内的压力，该产品P2040MPa A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和，经计算A=6216
12、.25mm2 F锁注射机的额定锁模力。 故 F锁PA6216.2540248.65kN 选定的注塑机为1800 KN，满足要求。（3） 模具于注塑机安装部分相关尺寸校核 模具闭合高度校核 模具的实际厚度 H模286mm 注塑机的最小闭合厚度 Hmin=250 mm 即H模 Hmin，故满足要求。（4） 开模行程的校核 注塑机的最大行程与模具厚有关，故注塑机的开模行程应满足： S机（H模Hmin）H1+H2+(5-10) mm式中 H1顶出距离， H2包括浇注系统在内的塑件高度 S机注塑机最大开模行程因为 S机（H模Hmin）350mm（286-250）=314 H1+H2+(5-10)30mm
13、+90mm+10mm=130mm故满足要求。10、注塑工艺参数的分析（1）.塑件工艺性分析：注塑所用材料是ABS，化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，成型收缩率:0.4-0.7% 成型温度：200-240 干燥条件：80-90 2小时 工作温度：-50+70。特点： 1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好。2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理。3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。结构分析（1）从零件图上分析
14、，上端是简单的圆形外形，容易加工，用型腔和型芯可以成型。 (2)尺寸精度分析：该零件全部尺寸如都未有标注公差等级，根据表219查得ABS未注公差按MT6，由此可以看出此零件的尺寸精度要求不高，对应的模具相关零件的尺寸加工可以轻易得到保证。从塑件的壁厚来看，壁厚最大处为3.5mm，, 壁厚较均匀，有利于零件的成型。（3）表面质量分析：该产品的外观要求无水纹、无刮花、无黑点、无飞边等缺陷。粗糙度要求为Ra0.4没有什么其他特殊的质量要求，故比较容易实现。综上所述，注射时在工艺参数控制的较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。11.注射成型的工艺流程注射成型是热塑性塑料的一种主要成型方法；而且它成
15、型周期短，能一次成型外形复杂，尺寸精密的塑料制件，且生产效率高，易于实现自动化生产。注射成型的工艺工程包括：成型前的准备；注射成型过程；塑件的后处理三个阶段。料筒温度 喂料区 3050（50） 区1 160250（200） 区2 200300（220） 区3 220300（240） 区4 220300（240） 区5 220300（240） 喷嘴 220300（240）括号内的温度建议作为基本设定值，行程利用率为35和65，模件流长与壁厚之比为50：1到100：1熔料温度 220280料筒恒温 220模具温度 2070注射压力 具有很好的流动性能，避免采用过高的注射压力80140MPa（800
16、1400bar）；一些薄壁包装容器除外可达到180MPa (1800bar)保压压力 避免制品产生缩壁，需要很长时间对制品进行保压（约为循环时间的30）；约为注射压力的3060背压 520MPa（50200bar）注射速度 对薄壁包装容器需要高的注射速度（带蓄能器）；中等注射速度往往比较适用于其它类的塑料制品螺杆转速 高螺杆转速（线速度为1.3m/s）是允许的，只要满足冷却时间结束前完成塑化过程就可以计量行程 0.54D（最小值最大值）；4D的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的残料量 28mm，取决于计量行程和螺杆转速预烘干 不需要；如果贮藏条件不好，在80的温度下烘干1h就可以回收率 可达到100回收收缩率 1.22.5；收缩程度高；24h后不会再收缩（成型后收缩）浇口系统 点式浇口或多点浇口；加热式热流道，保温式热流道，内浇套；浇口位置在制品最厚点，否则易发生大的缩水机器停工时段 无需用其它材料进行专门的清洗工作；PP耐温升料筒设备 标准螺杆，标准使用的三段式螺杆；对包装容器类制品，混合段和切变段几何外形特殊（L：D25：1），直通喷嘴，止逆阀12、模具冷却系统的设计 在模具上开设冷却水道，循环水对模具进行冷却13参考文献塑料模具设计与制造中国机械工业教育协会 组编机械制图肖兵主编模具设计与制造简明手册（第二版）上海科学技术出版社