塑料注射模具的主要工作内容

1、一 塑料注射模具的主要工作内容1.设计前的准备工作（1)熟悉塑件：塑件的几何形状、塑件的使用要求、塑件原料的特性；（2)检查塑件的成型工艺性；（3)明确现有注射机的型号和规格（若没有应查手册选用）；2.注射模具结构的设计步骤（1)确定型腔的数目 （2)选择分型面 （3)确定型腔的布置形式 （4)确定浇注系统 （5)确定脱模方式 （6)确定调温系统的结构 （7)确定凹模和型芯的固定方式 （8)确定排气形式 （9)决定注射模的主要尺寸 （10)选用标准模架 （11)绘制模具的结构草图 （12)校核模具与注射机有关尺寸 （13)注射模结构设计的审核 （14)绘制模具的装配图 （15)绘制模具零件图

2、（16)复核设计图样3.注射模具的审核（1)基本结构方面的审核 （2)设计图纸方面的审核 （3)注射模设计质量方面的审核 （4)装拆及搬运条件方面的审核二 塑件工艺分析2.1 塑件尺寸结构分析（1）零件名称：墨盒（2）设计要求： 生产批量：小批量 材料：聚丙烯 未注公差取IT5级精度2.2 塑件原材料分析（1） 聚丙烯塑料的材料特性 聚丙烯无色、无味、无毒。外观与聚乙烯相似，但比聚乙烯更透明，更轻。密度只有0. 90-0. 91g/cm3。聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。聚丙烯具有良好的耐热性，制品能在100以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150也不变形。2.3

3、塑件的尺寸与公差塑件的尺寸受制于以下因素：（1） 用户的使用要求；（2） 塑件的流动性；（3） 塑件熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。塑件的尺寸公差标准：（1） 影响塑件尺寸精度的因素主要有：聚丙烯的收缩率及其波动；（2） 塑件结构的复杂程度；（3） 模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配及模具的合模所带来的形位误差等）；（4） 成形工艺因素（模塑成形的温度T、压力P、时间t、取向以及成形后处理等）；（5） 成形设备及控制精度等。2.4 塑件的表面质量塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性和表面粗糙度，与其模塑成形工艺、塑料的品种、模塑成形零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。

4、三 模具设计3.1 型腔数目和分布型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等综合因素来考虑。根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n，即公式中 F-注射机额定锁模力（N）； P-型腔内塑件熔体的平均压力（MPa）； A1、A2-分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）。本塑件是试制所以考虑到成本问题采用一模一腔3.2分型面的设计分型面的位置选择的总体原则是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状及推出方式、操作工艺等多种工艺因素的影响

5、，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下几个方面进行选择。（1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处；（2） 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边；（3） 保证塑件的精度要求，外观质量要求；（4） 便于模具加工制造、对排气效果的影响；（5） 考虑对成型面积的影响。综合以上因素考虑，最终分型面选择在塑件的最大轮廓处。3.3 浇注系统的设计浇注系统的设计是注塑模设计的重要环节，它对注射成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响。我们采用了直接浇口。3.3.1 主流道设计流道通常位于模具的入口处，其作用是将注塑机喷嘴注入的塑料熔体导入分流道。主流道与喷嘴的接触处多作

6、成半球形的凹坑。二者应严密接触以避免高压塑料的溢出。主流道为圆锥形。主流道设计：为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形。主流道圆锥角=3o，内壁粗糙度为Ra=0.63m。主流道大端呈圆角，半径r=2mm，主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用间隙配合。主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为5256HRC。3.3.2浇口设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。本塑件采用直接浇口。(1)直接浇口 优点:1.流动性良好2.构造简单

7、。3.适用树脂广。4.材料充填性佳。5.成形品表面收缩下陷少。6.省略流道之加工。7.压力损失少。8.可成形大型或深度较深之成形品。缺点：1.一次只能成型一个成形品，无法取数个多点浇口，除非使用多喷嘴成 型机。 2.有浇口残留痕迹影响外观及增加后续加工。3.平而浅的成形品易翘曲、扭曲。4.须决定浇口循环。 5.浇口附近残留应力大，容易导致破裂或变形（2）浇口位置的选用模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具

8、有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择。3.3.3 冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。我们这里选用与拉料杆匹配的倒锥形冷料穴,冷料穴开在主流道的末端对面的动模板上，直径稍大于主浇道直径，便于冷料的进入。3.3.4浇口套的设计根据主流道的直径选取标准的主流道衬套。主流道常开设在可拆卸的主流道衬上 图一3.4成型零件的设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲

9、刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。3.4.1 成型零件的结构设计（1） 凹模结构设计凹模是成型产品外形的主要部件， 其结构特点：随产品的结构和模具的加工方法而变化。由于塑件的结构简单，型腔加工容易，所以选用整体式型腔。

10、图二（2） 型芯结构设计采用整体式，其结构牢固，但不便于加工，材料消耗较多，且费工费时。这种结构主要用于工艺试验模具，科研小批量塑料件成形模具和小型模具上的形状简单的型芯。3.4.2成型零件工作尺寸计算所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便，有如下规定：（1）塑件的公差：塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”，制品内腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取。

11、（2）模具制造公差：模具制造公差可取塑件公差的，即z=，型腔尺寸不断增大，则取“+z”,型芯尺寸不断减小则取“-z”，中心距尺寸取“”。现取z=。（3）塑件的收缩率：聚丙烯塑料的收缩率为1.03.0%，本次设计取收缩率为2%。A. 凹模尺寸计算（1）凹模的径向尺寸 Lm聚丙烯塑件的精度一般为MT4级，模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/31.12/30.37 mm；取x=0.75， 聚丙烯塑料的收缩率在1.03.0%，取2.0% 。Lm1=172.4(1+2%)-3/41.12-0+0.37=175.008-0+0.37径向尺寸189的公差值为1.24，模具最大磨损量取塑件公

12、差的1/6；模具的制造公差z=/31.24/30.41 mm；取x=0.75。Lm2=189(1+2%)-3/41.24-0+0.41=191.85-0+0.41（2） 凹模的深度hmhm1=251(1+2%)-2/31.62-0+0.54=254.94-0+0.54hm2=243 (1+2%)-2/31.48-0+0.49=246.87-0+0.49hm3=253(1+2%)-2/31.62-0+0.54=256.98-0+0.54B. 凸模尺寸计算（1）型芯的径向尺寸 Lm模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/31.12/30.37 mm；取x=0.75， 聚丙烯塑料的收缩

13、率在1.03.0%，取2.0% 。L1m=165(1+2%)+3/41.12 +0-0.37=169.14+0-0.37L2m=171(1+2%)+3/41.12 +0-0.37=175.26+0-0.37径向尺寸189的公差值为1.24，模具最大磨损量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/31.24/30.41 mm；取x=0.75。Lm2=189(1+2%)+3/41.24-0+0.41=193.71-0+0.41（2）型芯的深度hmhm1=248(1+2%)+2/31.62+0-0.54=254.04+0-0.543.5 推出机构设计脱模机构设计的总体原则：（1）要求在开模过程中塑件留

14、在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧，从而简化模具结构。（2）正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针对性地选择合理的推出装置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；推出力作用点应靠近塑件对凸模包紧力最大的位置，同时也应是塑件刚度与强度最大的位置；力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。（3）推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以力求良好的塑件外观。（4）推出机构应结构简单，动作可靠（即：推出到位、能正确复位且不与其他零件相干涉，有足够的强度与刚度），远动灵活，制造及维修方便。塑件结构简单，采用推杆推出。为了防止应力集中，使用了五根

15、推杆。3.5.1 推杆 推杆的直径选4mm、5mm，采用圆柱形结构，长度由模板厚度和塑件的推出距离决定，取115mm、136mm。推杆材料选用，优质碳素结构钢45号钢。3.5.2 复位杆 复位杆的直径选20mm，采用圆柱形结构。3.5.3 推板 推板长、宽、厚分别300、150、20mm为采用普通碳素结构钢A3。3.5.4 推杆固定板 推杆固定板的长、宽、厚为300、150、25mm，采用普通碳素结构钢A3。3.5.5 固定螺钉 选用M14内六角螺钉，长度为40mm。3.5.6 支承钉 支承钉工作部分的直径为14mm,长度为190mm，材料选用45号钢。3.5.7 开模行程与推出机构的校核对单

16、分型面注射模，开模行程为：SmaxH=H1+H2+(510)mm式中，H1为塑件推出距离 H2包括浇注系统在内的塑件高度 Smax注射机移动板最大的行程其开模行程H应小于动模移动板与定模固定板之间的最大距离S0减去模具厚度H1，即，HS0-H1。对于单分型面注射模HS0- H1-H2-(510)mm3.6 合模导向机构的设计为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。3.6.1带头导柱的设计选用阶梯型导柱，导向部分直径22mm,高度340mm。为减小导柱导套的磨擦，在导柱上开设油槽。材料选用20号钢。3.6.2带头导套的设计选用台

17、肩型导套，导向部分直径22mm,高度300mm,壁厚6mm,台肩高度8mm。材料选用碳素工具钢T8A,淬火处理HRC4548，表面粗糙度Ra0.8。3.7 排气系统的设计塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。注射过程中，浇注系统和模腔内的空气以及塑料熔体分解放出的少量气体和低分子挥发物必须及时排出。常见的排气方式有:排气槽排气;分型面排气；拼、镶件缝隙排气；推板间隙排气；粉末烧结合金块排气；强制排气

18、。由于塑件的尺寸适中，为薄壳型塑件，模具型腔空间较小，排气量不大。另外模具的推杆较多，形成的排气通道较多，所以可利用推杆与模板间的缝隙排气，分型面排气，不必设计专门的排气装置。3.8 模架的选择及模具工作原理3.8.1 模架的设计(1)选择标准模架型号 中小型模架国家标准有四种基本型的结构根据塑料注射模模架国家标准GB/T12556.112556.2-1990,模具结构采用较为简单的A1型，结构如图三： 图三2）模架尺寸查表可得标准模架，采用标准模架：300x300(mm) XS-ZY-3000注塑机要求：最大模具厚度960mm、680mm、400mm，模具厚度最终确定为544mm。（3）动模

19、板设计动模板设计尺寸为：300 300 60 mm.材料为45钢。动模垫块尺寸为：48 300 150 mm.材料为A3钢。（4）定模板设计定模板的设计尺寸为：300 300 25 mm.材料为碳素工具45钢。（5）选择动模部分和定模部分的紧固螺钉（6）注射模的参数 模具外形尺寸(长宽厚）： 300300544mm定位圈尺寸：100mm3.8.2 模具总装图 图四3.9 注塑机的选用及校核3.9.1 注射机的选择由Pro/E绘制三维塑件图可以得出聚丙烯塑料墨盒的体积为 V=909.641cm，质量为M=818g，F锁=564KN。根据塑件的实际结构尺寸及成型要求，以及注射机的各参数，结合现有的

20、成型设备，现选用卧式注射机XS-ZY-3000。如表一所示表3 XS-ZY-3000注射机主要技术参数理论注射容量/3000锁模力/ 6300螺杆直径/120拉杆内间距/ 900800注射压力/90、115开模行程/1120注射时间/ 3.8最大模厚/960合模方式充液式螺杆转速/()20100喷嘴球半径/定位圈尺寸/注射方式螺杆式注射行程/340 表一3.9.2 注射机的参数校核 （1）最大注射量的校核注射机的额定注射量为3000cm3； 塑件体积：909.641cm3。实际注射量910cm3则最大注射量满足要求。（2）注射压力的校核聚丙烯塑料的注射压力为25MPa,XS-ZY-3000注射机的注射压力为