温控器垫块注塑模

1、第一章、 模塑工艺规程的编制该塑件为温控器垫块，其零件图如下图所示。本塑件的材料采用ABS，生产类型为大批量生产。塑件图(图1)1.1 塑件的工艺性分析1.1.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用ABS,ABS是由丙烯腈。丁二烯共聚而成的，这三种组分的各自特征使ABS具有良好的综合性能.丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，丙乙烯使它具有良好的加工性能和染色性能。ABS无毒.无味.成为微黄色，成型的塑料件有较好的光泽密度为1.051.1/cm3，ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降，有良好的机械性能。和一定的耐摩性、耐油性、耐水性化学稳定性和电气性能。水、

2、无机盐、碱酸类对ABS几乎无影响。ABS塑料表面受醋酸，植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度70左右，热变形温度为93左右。而耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。从成型性能看，因ABS原材料料粒极易吸潮，易致使制品发现瘢痕，云纹等缺陷，因此在成型前需充分干燥，可采用热风干燥器或者料斗干燥器在75-85时进行干燥，含水率控制在0.1以下。流动性良好，流动距离比即流动长度L与该处制品壁厚T之比L/T达190，因而不易出现飞边。设计时还需注意其浇注系统比料流阻力小。浇口处外观不良易发生熔接痕，应

3、注意选择浇口位置、形式、脱模斜度宜取2°以上。ABS熔蛹温度低而宽，加工成型和修饰都比较容易。1.1.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1.1.2.1 结构分析 从零件图上分析。该零件总体形状为一成长方形的壳体，长度为139，宽度为186，高度为25，壁厚为3。因其底版面积较大而壁厚较小，为保证其强度与刚度防止塑件变形，所以其上设置了成网格式结构的加强筋，整个底板下部有36，宽186高为1的方形凸台，其宽度方向上两侧面为与底部倾斜角度75°的倾斜面，底部圆角为R6，下方偏左打成长28宽18的方形通孔，中部有一小圆孔，并切去左下角。因塑件形状复杂且其上加强筋形成的网格较多

4、，所以该模具的型心，型腔设计时还需仔细认真。该零件属于中等复杂程度。1.1.2.2 尺寸精度分析 该零件重要尺寸，如为高精度。尺寸精度为MT2级（GB/T14486-1993）,由于壳体中网格状结构为加强筋，并无过多的精度要求，所以为注公差尺寸采用标准中MT5级精度，尺寸如下：、以上分析可见，该零件的尺寸精度为中等，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。从零件的壁厚来看，因加强筋壁厚与壳体壁厚相差不大，壁厚较均匀，有利于零件的成型。 1.1.2.3 表面质量分析 该零件的表面除要求没有缺陷，毛刺、无飞边外，并无特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出注塑时在工艺参数控制得较好的情况

5、下，零件的成型要求可以得到保证。1.2 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔参数计算塑件的体积：V=270cm3 （因塑件网格较多且大小不一，所以粗略计算）计算塑件的质量，根据设计手册可查得ABS的密度为1.05g/ cm3故塑件的质量为：W=V.P =270×1.05 =283.5g采用一模一腔的模具结构，考虑其外行尺寸，注塑时所需压力等情况。初选注塑机为XS-ZY-500型。其部分技术规格参数如下：注射压力104MPa。1.3塑件注塑工艺参数的确定注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体。并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型

6、，使塑件达到所要求的质量。影响注射成型工艺的需要参数是塑化流动和冷却的温度、压力以及相关各个作用的时间。1.3.1温度注射成型过程需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。前两种温度主要是影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却。1.3.1.1 料筒温度 选择料筒温度还应结合塑件及模具的结构特点本塑件为薄壁塑件，型腔比较狭窄，熔体注入的阻力大，冷却快，因而为了顺利充型，料筒温度应选择高一些。 后段温度t1选用200中段温度t2选用230前段温度t3选用2101.3.1.2 喷嘴温度 喷嘴温度一般低于料筒最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴发生“流诞现象”由喷嘴低温产生的影

7、响可以从塑料注射机所发生的摩擦热得到一定的补偿，当然喷嘴温度也不能过低，否则将会造成熔料的早凝而将喷嘴堵孔，或者由于早凝料注入模腔而影响塑件质量。本模具中喷嘴温度取190。1.3.1.3 模具温度 模具温度对塑料熔体的充型能力及塑件的内在性能和外观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料结晶性的有无。塑件的尺寸和结构性能要求以及其他工艺条件。模具温度通常是由通入定温的冷却介质来控制的，也有靠熔料注入模具自然升温和自然散热达到平衡而保持一定的模温，在特殊情况下也有采用加热圈和加热棒对模具加热等而保持定温。不论采用什么方法使模具保持定温都是冷却。这样有利于塑件成型、托模。本模具的模具温度取70。1.

8、3.2 压力注塑模塑化过程中的压力包括注射压力和保压力两种，它们之接影响塑料的塑化和塑件重量。1.3.2.1 注射压力 注塑机的注射压力是指螺塞或螺杆头部对塑料熔体所施加的压力。其作用是克服塑料熔体从料筒流向型腔的流动阻力。给予熔体一定的充型速率。以及对熔体进行压实等。注射压力的大小取决于注塑机的类型，塑料的品种。模具浇注系统的结构。尺寸与表面粗糙度、模具温度。塑件的壁厚及流程大小等。本模具中选注射压力为70MPa1.3.2.2 保压力 保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力与制品的形状、壁厚有关，一般来说，形状复杂和薄壁制品由于采用的注射压力大保压力可略低于注射压力，对模具中保压力取60MP

9、a。1.3.3 时间完成一次注射成型过程所需的时间，它包括注射时间、保压时间、冷却时间等。成型周期直接影响到劳动生产率和注塑机使用率，因此在生产中，在保证质量的前提下应尽量缩短成型周期中各个阶段的有关时间在整个成型周期中以注射时间和充模时间最需要，它们对塑件的质量均有决定性影响。1.3.3.1 本模具中注射时间取5S.1.3.3.2 冷却时间主要取决于塑件的厚度 塑件的热性能和结晶性能以及模具温度等，它的长短应以托模时塑件不引起变形为原则，取30s。1.3.3.3 保压时间 就是对型腔内塑料的压实时间，在整个注射时间内所占的比例较大，在浇口处熔料冻结之前，保压时间的多少对塑件密度和尺寸精度有影

10、响若在此后则无影响，本模具中取30S.成型周期中的其他时间则与生产过程是否连续化和自动化以及两化程度有关。1.4 注塑机部分工艺参数校核初选注塑机后，在模具设计前必须对注塑机的注射容量。锁模力，注射压力进行校核。1.4.1 注射容量校核注射生产中，注射机每一个成型周期向模内注入的熔体体积或质量称为制品的注射量。其中包括模内浇注系统和飞边所用的熔体量，在选择注塑机时必须保证制品的注射量小于注塑机中允许的最大注射量。注射量的容积表示：最大注射容积Vmaxv,可得最大注射质量GmaxVmaxv，其中Vmax为模具型腔和浇道的最大容积（cm3）。Gmax为模具中塑件和浇注系统凝料的最大质量（g）。V为

11、注塑机型号规程的容积注射量（cm3）。为注射塑料的固态密度（g/cm3）。为注射系数，取0.750.85。倘若实际注射量过小，注塑第二章、 注塑模浇注及排气系统的结构设计2.1 浇注系统的结构设计浇注系统的结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及其排列方式、浇注系统的设计等。2.1.1 分型面选择模具设计中开始走的第一步，就是选择分型面的位置，所以分型面的选择很关键，它决定了模具的结构，应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分加一分型面，查表初选浇口尺寸为d1，长度l1。（1）浇口部位的选择 因为本塑件壁厚不大且均匀，同时为避免塑件变形其上有许多加强筋，另外塑件本身也无过高的精度

12、要求，所以浇口位于塑件底部。因其对塑件尺寸影响不大不必修正2.2 排气系统的设计注塑模的排气是模具设计中不可忽略的一个问题，在排气不良的模具中，注塑模内积集的气体经受很大的压缩作用而产生反压力，这种反压力会阻止熔融塑料的正常快速充模，而且气体压缩产生的热也可能是塑料烧焦，同时气体在一定的压缩程度下能渗入塑料内部造成气孔，组织疏松、空洞等缺陷。在本模具中，因为制件壁厚3且较均匀，其上成网格分布的加强筋较多，需要设置较多的顶杆，可以利用顶杆与型心的配合间隙排气，不必再设排气槽。第三章、 模具成型零部件的结构设计与计算注塑模闭合后，其内部零部件将组合成一个能容纳塑料的闭合型腔，即所说的型腔。它将接受

13、由注塑机注塑出来的塑料熔体，并使它们在其内部固化成型为塑料制品。显然，型腔的几何形状和尺寸决定了制品的几何形状和尺寸，所以构成型腔的所有零部件统称为成型零部件。成型零部件承受高温高压塑料熔体的冲击和摩擦，在冷却固化后形成了塑件的形状、尺寸和表面，在开模和脱模时需克服与塑件的黏着力，在上万次甚至上几十万次的注塑周期，成型零部件的形状和尺寸精度、表面质量、及其稳定性，决定了塑料制品的质量。设计注塑模时应针对塑料制品的结构特点、生产批量、使用要求及模具的使用寿命等，合理的确定成型零部件的结构，满足精度、粗糙度、强度及刚度要求。3.1 凸凹模的结构设计及计算3.1.1 凹模的结构设计凹模也可以称为凹模

14、型腔，是用以成型制品外形轮廓的模具零件，本副模具中采用一模一件的结构形式，考虑成型零部件强度、刚度要求和材料的价值利用等因素，凹模采用整体式结构。在成型模具的凹模板上加工型腔，很显然它有较高的强度和刚度，可用电火花加工。凹模结构型腔如上图所示3.1.2 凸模的结构设计 凸模亦称主型芯，是用来成型塑料制品的内形轮廓的零部件。凸模主要是与凹模构成模具型腔。本副模具中采用整体式结构，可用电火花加工。3.2 成型零部件的钢材选用成型零部件在注射过程中直接与塑料熔体接触，需要承受温度、压力以及塑料熔Hs塑件尺寸3.3.1.1 型腔的工作尺寸计算见表下页表113.3.1.2 型芯工作尺寸计算计算如下：公式

15、式中lm模具上型腔尺寸ls塑件尺寸Scp塑料的平均收缩率凹模型腔高度计算3.3.1.2 型腔的工作尺寸计算见表123.3.2 型腔侧壁厚度和底板厚度计算在注塑成型过程中，型腔所受的力有塑料熔体的压力、合模时的压力、开模表12型芯工作尺寸计算类别塑件尺寸计算公式型芯的工作尺寸型芯长度宽度计算方形孔型芯长度宽度计算正方凸台长度宽度计算型芯高度计算方形孔型芯高度计算正方凸台型芯高度计算时的拉力等，其中最重要的是塑料熔体的压力。在塑料熔体作用下，型腔将产生内应力及变形，如果型腔侧壁和底板厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料的许用压力时，型腔即发生强度破坏，与此同时，刚度不足将发生过大的弹性变形，

16、从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度，也可能导致脱模困难。所以我们对模具的强度和刚度都要加以合理的考虑。3.3.2.1 型腔侧壁厚度的计算因本模具型腔较大，按刚度条件计算：S式中 承受熔体压力的侧壁高度（mm） P型腔内熔体压力的选定值（本次选为40MPa） E钢的弹性模量 （取2.1×105MPa）溢边值（mm） （经查ABS溢边值为0.040.05mm，本次取0.045mm）C由和型腔侧壁长边长比值，决定的系数，查表得0.930代入数据：S32mm设计中取侧壁厚度为90大于32，所以设计合格。3.3.2.2 型腔底板厚度的计算h式中 由型腔边长比决定的系数 （查表得为0.0209

17、）型腔短边长代入数据： 32mm设计中取底板厚度40大于32，所以设计合格。第四章、 模具的结构与辅助零部件的设计脱模机构亦称顶出机构。设计时要保证其运动准确、可靠、灵活，无卡死现象。同时机构本身要有足够的强度和刚度克服脱模阻力，保证在顶出过程中塑件不变形，这是对顶出机构的最基本要求。设计时要合理的设计顶出部位，使顶出力能均匀合理的分布，要让塑件平稳的从模具中脱出而不会发生变形。设计顶出机构时还必须考虑合模时的机构正确复位并保证不与其他模具零件相互干涉。本副模具中，初步设计时采用顶杆脱模机构。因为制件上加强筋成网格状分布，考虑顶出力应作用在不易使制件发生变形的部位，所以在加强筋周围平衡分布设置

18、14个顶杆，因顶杆的工作端面在合模时构成型腔的一部分，为保证塑件尺寸和使用顶杆接触的塑件的部分凹进塑件0.1mm。初步设计该模具脱模机构由顶杆、复位杆、顶杆固定板和顶杆垫板组成。4.1 脱模机构的设计4.1.1 顶杆的形状及尺寸考虑到该制件结构加强筋较多，顶杆一面顶至塑件内表面，一面顶至加强筋。顶杆选用应用最多的等圆截面顶杆。其尾部采用轴肩形式，顶杆直径于模板上的顶杆孔采用或者的间隙配合，顶杆固定端于顶杆固定板孔通常采用单边0.5mm的间隙，这样既降低了加工要求，而且在顶杆较多的情况下，不因顶杆孔加工误差引起轴线不一致而发生卡死现象。其尺寸经查标准可取：，,.考虑到型芯厚度与顶杆固定板厚度初取

19、长度为mm。因该模具中顶杆形式属异性顶杆，其他尺寸可依模具结构而定。4.1.2 复位杆形状及尺寸考虑到型芯厚度，为了使顶出元件合模后能回到原来的位置，顶杆固定板上同时装有复位杆，本模具设置两个复位杆，其复位杆端面于所在动模分型面平齐。经查标准初选其形状尺寸如下图所示：4.1.3 顶杆固定板形状及尺寸经查文献，顶杆固定板材料为45钢，（GB69988）。综合考虑模具结构，取其尺寸为标准 。4.1.4 顶杆垫板形状及尺寸经查文献，顶杆垫板材料为45钢，（GB69988）。综合考虑模具结构取其尺寸为标准 。4.2 支承与连接零件的设计与选择在一副模具中于注塑机相联的模具底板称为动模板。模板是整个注塑

20、模中支承所有零部件的底板，在注射过程中传递合模力并承受成型力，应有足够的强度和刚度，即有一定的厚度。模座的形状和尺寸与注塑机上的动、定模座固定板相匹配。模座上开设的安装结构也必须与注塑机动、定模固定板上安装螺孔的大小位置相适应。其材料选用合金结构钢或碳素结钢，调质处理后230270HBS。本副模具中考虑注塑机xszy500的动、定模板尺寸，模具的动、定模板选标准尺寸为：B355mm，L355mm，H50mm。所以动模板为355mm×355mm×50mm，定模板355mm×355mm×50mm。为了使脱模机构形成一定的运动空间，就需要用垫块，同时更换垫块的

21、厚度可改变模具的闭合高度，以保证闭合高度和开模行程与注塑机规格相匹配。本副模具中采用的垫块，依据模具结构及注塑机规格，最大模板厚度Hmax450mm，最小模具厚度Hmin300mm，来确定垫块尺寸：经查标准可选取B63mm，L355mm，H80mm。标记为：63mm×355m×80m，为了配合拉杆导柱的形状及尺寸，给拉杆导柱形成一定的运动空间，在垫块上开四个直径为45的圆孔，其中心距为250mm。4.3 合模导向机构的设计合模导向机构的功能是保证动定模板部分能够准确对合，使分别加工在动模和定模的成型表面在模具闭合以后，形成形状和尺寸准确的腔体，从而保证形状、壁厚和尺寸准确。

22、导柱对合模导向在注塑模中应用最普遍。包括导柱和导套两个零件，分别安装在动、定模的两部分，本模具初步设计采用导柱对合导向。4.3.1 拉杆导柱的设计本副模具中因为采用双点浇口，为便于浇口凝料托模，所以要另增设一分型面，可以考虑设计一个拉杆导柱即在导柱尾部加上一垫圈并用螺母固定做成拉杆导柱）这样一方面起到了定位、导向作用，另一方面亦可利用拉杆导柱增设一分型面。初步设计采用四个拉杆导柱，成对分布。导柱的结构选定。考虑直形导柱和有肩导柱的优缺点，鉴于该模具中顶杆数量较多其导向精度要求高，选用有肩导柱。模具上的导柱要装孔和导套安装孔采用同一尺寸。一次加工而成，保证了严格的同轴。而且有肩导柱当其工作部分因

23、某种原因挠曲时，易从模板中卸下更换。4.3.1.1 导柱尺寸的确定 经查标准其外形尺寸初选为d25mm，则d135mm，D=40mm。长度依模具结构取取170。其未端垫圈、螺母可根据该导柱尺寸依标准选取。4.3.1.2 导套的确定 根据所选用导柱相应选取带肩导套。d25mm，d=35mm，D=40mm其长度依模板厚度而定，亦不可小于模板厚度。本副模具设计中，为了使拉杆导柱可以拉开一个分型面，导套长度小于模板厚度取l35。4.3.2 导柱的设计4.3.2.1 导柱尺寸的确定 本副模具中设计型心安装于动模一侧，导柱与其安装于同侧，在合模时可以起到保护作用。选带肩导柱其尺寸依据模具结构尺寸参照标准可

24、选如下: d40,d150,D56，L=1004.3.2.2 导套尺寸的确定 根据所选带肩导柱相应选取带肩导套，其尺寸根据模具结构和参照标准可取如下：d40,d150,D56，L=1004.3.3 小导柱的设计在本副模具中，因模具安装于注塑机之后，害怕顶杆垫板和顶杆固定板因自作用向下错位，同时在顶杆固定板上顶杆数量较多且呈细长形，为防止顶出后顶出板可能发生的偏斜造成顶杆弯曲折断，此时考虑设置导向装置以保证顶出板移动时不发生偏斜，采用小导套实现。4.3.3.1 小导柱的尺寸 小导柱的尺寸和形状根据模具结构可设计为：4.3.3.2 小导套的尺寸 小导套的尺寸和形状根据模具结构可设计为：第五章、 温

25、度调节与控制系统的设计注塑模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率、及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注塑模中设置温度调节系统的目的就是要通过控制模具温度使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。模具温度调节系统的功用改善成型条件提高形位尺寸精度改善制品机械、物理性能提高制品表面质量。所以模具中设置温度调节系统至关重要。系统必须有冷却和加热功能，必要时要两者兼有。5.1 温度调节与控制系统的计算本模具中，塑件在注射成型中不要求有太高的模温，因而在模具上可不设加热系统，对于冷却系统，由于制品加强筋较深，冷却时间较长，型腔部分需采用冷却水冷却。设定用20的常温水作冷却液。本模具出口的

26、水温30。30要求模具温度为70，产量为18kg/h ，20 W=18kg/h，由结构获知冷却水管长度355。则5.1.1求塑料制品在固化时每小时释放的热量，查表得ABS单位重量放出的热量3.5×102kJ/kg故W·=18×3.5×102kJ/h0.63kJ/h。5.1.1 求冷却水的体积流量qv=式中 -冷却水的密度（kg/m3）C1-冷却水的比热容 （单位） w-产量5.1.2 求冷却水管道直径查表9.8.1为使冷却水处于湍流状态 取d8mm。5.1.3 求冷却水在管道内流速Vm/s0.82m/s5.1.4 求冷却管道孔壁于冷却水之间的传热膜系数h

27、查表9.8-5取f7.22（水温为30时）再由式可得h3.6f =1.4583·）f冷却水温度有关的物理系数冷却水在一定温度下的密度（kg/）5.1.5 求冷却管道总传热面积AA=5.1.7求模具上应开设冷却管道的孔数nn孔5.2 型腔管道回路的布置型腔管道回路的布置采用外接直通式最简单的外部连接的直通管道布置，用水管街接头和橡胶管将模内管道连接成单路循环。管道加工方便，可在型腔附近钻冷却水孔，但是外接部分容易损坏，应注意检查及时更换。对于冷却水道的布置，应注意孔壁与型腔通常的间距h（1.53）d，孔壁之间的间距b（2.54）d，过大的间距会使模温不均匀，过小的间距孔壁承受高压后，由

28、于弯曲应力和剪切应力及其综合变形作用，在孔的中央部位会型腔壁的压塌现象。第六章、 模具闭合高度的确定根据以上设计可知：定模板=50mm，型腔65mm，型芯=65mm，动模板=50mm。根据脱模行程和脱模机构的结构尺寸确定垫块高度=80mm，因而模具的闭合高度= = 50+65+65+80+50 = 310mm第七章、 注塑机有关安装参数的校核注塑模是安装在注塑机上的，模具与注塑机应当适应，所以我们除了了解注射成型工艺规程之外，对注塑机的技术规范和使用性能也应该熟悉，只有这样才能处理好注塑机与注塑模之间的关系，使设计出来的注塑模能在注塑机上安装和使用。所以我们必须对注塑机的相关参数进行校核。7.

29、1 喷嘴的尺寸的校核注塑模支流道衬套始凹坑的球面半径应大于注塑喷嘴的球头半径,以保证同心和紧密接触，通常=+（12）mm，本副模具中，主流道孔小端直径18mm，主流道球面半径19mm；主流道孔小端直径应大于注塑机喷嘴直径，通常取+（0.51）。本副模具中，主流道孔小端直径为8mm，注塑机喷嘴直径为7.5mm。所以经校核喷嘴尺寸满足要求。7.2 定位圈尺寸校核为了使模具的主流道的中心线与注塑机喷嘴的中心线相重合，注塑机安装用定位圈外径应与注塑机定位孔内径呈间隙配合，设计中定位圈外径于定位孔内径配合形式为/。7.3 模具固定尺寸校核：注塑机动模和定模固定板的四个角部一般都有四根拉杆，四根拉杆的的作用是为了保证注塑机具有足够的