模具课程设计-单分型面注射模

1、目录一、塑料的工艺分析二、注射成型机的选择三、型腔布局和分形面设计四、浇注系统的设计五、成型零件的设计六、合模导向机构的设计七、拉料杆的设计八、模架的结构九、开模行程的校核十、 模具加热、冷却系统的设计十一、 工艺卡片端盖：材料为 ABS,塑件重量为 5g，大批量 生产，塑件要求：外侧表面光滑，不允许有 交口痕迹，试设计该塑件的成型模具塑件零 件图。设计任务：装配图一张零件图两张设计说明书1塑料的工艺分析1、注塑模工艺ABS 丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯共聚物化学和物理特性 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和 苯乙烯三种化学单体合成。 每种单体都具有不同特性： 丙烯腈有高强度、 热稳定性 及化学稳定性；

2、 丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性； 苯乙烯具有易加工、高光洁度及 高强度。ABS 是非结晶性材料。 ABS 材料具有超强的易加工性， 外观特性，低蠕变 性和优异的尺寸稳定性以及很高 的抗冲击强度。注塑模工艺条件： 干燥处理： ABS 材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处 理。建议干燥条件 为 8090C下最少干燥 2 小时。材料温度应保证小于 0.1%。熔化温度： 210280C；建议温度： 245C。 模具温度： 2570C。(模具温度将影 响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低) 。注射压力： 5001000ba。r注射速度：中高速度。2、塑件成型工艺参数的确定工艺参数规格工艺参数规格料

3、筒温度( )后段： 160-220中段： 180-200前段： 160-180成型时间(t)注射时间： 2保压时间： 15冷却时间： 20喷嘴温度( )220-310螺杆转速 (r/min)40模具温度( )20-60注射压力(MPa)70-1003、塑件的尺寸和公差塑料的尺寸精度往往不高，应保证在使用要求的前提下尽可能的选用低精度2的等级。我国已颁布了工程塑料尺寸公差的国家标准 ,塑件尺寸公差代号为 MT ， 等级分为 7级，每一级又可分为 A、B 两部分，其中 A 部分不受模具的影响尺 寸的公差， B 部分为受模具活动影响尺寸的公差。塑料公差等级的选用和塑料品种及装配情况有关，该塑料选用未

4、注公差尺 寸 MT5 ，对孔类尺寸可取数值冠以 +号，对轴类尺寸可取表中数值冠以号对 中心距尺寸可取表中数值冠以 +号 一般模具表面粗糙值要比塑件的要求 低 12 级，塑料制作的表面粗糙度值一般为 Ra0.80.2 之间。型腔的基本尺寸为：直径 35-0.056 高度 2500.5 型芯的基本尺寸为： 3100.56 深度：23、 注射成型机的选择53.注塑机的初选择 查手册， ABS的注射压力 6001000（10 ）帕，塑件较简 单，取 P=70Mp（a1）型腔压力计算 P腔=2/3P=46.7Mp（a 2锁模力计算 F=AP腔=60.2 4 46.7=2810 牛 根据计算，查表初选螺杆

5、式注射机： XS-ZY-60。（二）注射机有关参数的校核和最终选择1模具闭合高度的校核 安装模具的高度应满足： HminHHmax设计模具 高度为 H总=237mm由于 XS-ZY-60型注射机所允许模具的最小厚度为 Hmin70m，m最 大厚度为 Hmax200mm所,以，模具闭合高度不能满足安装要求。2. 注射机有关参数XS-ZY-60 型注射机的主要参数标称注射量60cm3定位孔直径55mm最大开模行程 S180mm喷嘴球头直径12mm最大装模高度 Hmax200mm喷嘴孔直径4mm最小装模高度 Hmin70mm中心顶杆直径50模板最大安装尺寸330 400 mm顶出行程0-110mm3

6、模具开模行程校核 模具开模行程应满足： SmSz 其中：Sz为最大开模行程，Sm 为模具的开模行程；Sm=塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的顶出高度 +（5-10）mm=15+50+20+7=92m可m见 SmSz ，XS-ZY-60满足其开模行程型腔的布局和分型面的设计型腔数目的确定：本题要求大批量生产，且形状简单，重量轻，因此采用一模两腔，平衡布置，有利于生产效率的提高，且成本较低。型腔的布局 采用平衡式布局分型面的设计单分型面注射模具浇注系统设计普通浇注系统的组成 浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般 由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。安装在卧式或

7、立式注射机上的注射 模具所用的浇注系统，亦称为直浇口式浇注系统，其主流道垂直于模具分型面 . 安 装在角式注射机上的注射模具所用浇注系统，主流道平行于分型面。浇注系统的设计原则 设计浇注系统应遵循如下基本原则：了解塑料的成形性能尽量避免或减少 产生熔接痕有利于型腔中气体的排出防止型芯的变形和嵌件的位移尽量采用 较短的流程充满型腔(4) 主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴和模具接触处开始到分流道为止的塑料 熔体的流动通道。主流道是熔体最先流经模具的部分，它的形状和尺寸对塑料熔体4的流动速度和充模时间有较大的影响， 因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。主流道尺寸在卧式或立式注射机上

8、使用的模具中，主流道垂直于分型面。由于主流道要和 高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，所以只有在小批量生产时，主流道才在注射 模上直接加工，大部分注射模中，主流道通常设计成可拆卸、可更换的主流道浇口 套。为了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角 为 2o6o。小端直径 d 比注射机喷嘴直径大 0.5 1 mm。由于小端的前面是球面，其 深度为 35 mm，注射机喷嘴的球面在该位置和模具接触并且贴合，因此要求主流 道球面半径比喷嘴球面半径大 1-2mm。流道的表面粗糙度值 Ra为 0.08 m 。主流道浇口套图 4 主流道浇口套及其固定形式 主流道浇口套一般采用碳素工具钢如

9、 T8A、T10A等材料制造，热处理淬火硬度 5357HRC。主流道浇口套及其固定形式如图 4 所示.(5) 分流道设计 分流道是指主流道末端和浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道作用是 改变熔体流自，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少 流动过程中的热量损失和压力损失。分流道的形状和尺寸 分流道开设在动模分型面的一侧，其截面形状应尽 量使其比表面积(流道表面积和其体积之比 )小。梯形及 u 形截面分流道加工较容 易，且热量损失和压力损失均不大，此次选用 u 形截面。分流道的长度 根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流 道、两次分流道甚至三次分流道。分流道

10、的长度要尽可能短，且弯折少，以便减 少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗。分流道的表面粗糙度 由于分流道中和模具接触的外层塑料迅速冷却，只 有内部的熔体流动状态比较理想， 因此分流道表面粗糙度数值不能太小， 一般取 0.16 m左右，这可增加对外层塑料熔体的流动阻力 使外层塑料冷却皮层固定， 形成绝热层。分流道的布置 采用平衡式布置 B=6mm H=5mm(6) 浇口设计 浇口的概念 浇口亦称进料口，是连接分流道和型腔的熔体通道。浇口的 设计和位置的选择恰当和否，直接关系到塑件能否被完好、高质量地注射成形。 浇口的作用 浇口通过截面积的突然变化，使分流道送来的塑料熔体提高 注射压力，使

11、塑料熔体通过挠口的流速有一突变性增加， 提高塑料熔体的剪切速 率，降低黏度，使其成为理想的流动状态，从而迅速均衡地充满型腔。 。浇口还起着较早固化、防止型腔中熔体倒流的作用。浇口通常是浇注系统最小截面部分，这有利于在塑件的后加丁中塑件和浇口凝 料的分离。侧浇口：侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔， 其截面形状多为 (扁槽)，是限制性浇口。侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注 射模上，特点是 由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除 浇口容易，不留明显痕迹。 L=1mm b=2mm t=0.5mm侧浇口浇口位置的选择原则尽量缩短流动距离 ；避免熔体破裂现象引起塑件

12、的缺陷 ；浇口应开设在塑件厚壁处 ；考虑分子定向的影响 ；减少熔接痕，提高熔接强度(7) 浇注系统平衡设计 浇注系统的平衡概念为了提高生产效率，降低成本，小型 (包括部分中型) 塑件往往采取一模多腔的 结构豫应尽量采用型腔平衡式布置的形式。若根据某种需要浇注系统被设计成型腔 非平衡式布置形式，则需要通过调节浇口尺寸，使浇口的流量及成形工艺条件达到 一致，这就是浇注系的平衡，亦称浇口的平衡。 浇注系统的平衡计算方法浇注平衡计算的思路是通过计算多型腔模具各个浇口的 BGV(Balanced Gate Value) 值来判断或计算。浇口平衡时， BGV值应符合下列要求：相同塑件的多型腔 模具，各浇口

13、计算出的 BGV值必须相等；不同塑件的多型腔模具，各浇口计算出的 BGV值必须和其塑件型腔的充填量成正比。单分型面注射模成形零部件的设计(1) 结构设计 型腔结构设计 型腔零件是成形塑料件外表面的主要零件。 整体式型腔结 构：整体式型腔是由整块金属加工而成的，其特点是牢固、不易变形、不会使塑 件产生拼接线痕迹。但是由于整体式型腔加工困难，热处理不方便，所以常用于 形状简单的中、小型模具上。型芯结构设计 主型芯的结构设计： 按结构主型芯 可分为整体式和组合式两种。整体式主型芯结构， 其结构牢固但不便加工，消耗的模具钢多。主要用于工艺实验或小型模具上的简单型芯。 组合式主型芯结构 是将型芯单独加工

14、后，再镶人模板。此次选用整合式 (2) 工作尺寸计算 成形零件工作尺寸指直接用来构成塑件型面的尺寸，例如型腔和型芯的径向尺 寸、深度和高度尺寸、 fL 间距离尺寸、孔或凸台至某成形表面的距离尺寸、螺纹成 形零件的径向尺寸和螺距尺寸等。 计算成形零部件工作尺寸要考虑的要素塑件的收缩率波动；模具成形零件的制造误差；模具成形零件的磨损；模 具安装配合的误差；塑件的总误差；考虑塑件尺寸和精度的原则；成形零部件工作尺寸计算： ABS的收缩率取 0.5 制造公差 z 是公差的1/3 最大磨损量 c是公差的 1/6, 因此X=0.75 型腔的径向尺寸 深度尺寸 及型芯的径向尺寸、高度尺寸依据课本上的公式进行

15、设计，其中 Ls 都为基本尺寸，刚度强度校核： 刚度强度计算时要考虑的要素 塑件变形破碎型腔尺寸扩大出现溢料现象、合模导向机构的设计导柱的结构长度：导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出 812mm，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔形状：导柱前端应做成锥台形成半球形，以便导柱顺利的进入导向孔材料：导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，多采用 20 钢 经渗碳淬火处理，硬度 5055HRC，导柱导向部分表面粗糙值 Ra为0.80.4um。数量及布置：导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的 11.5 倍，导柱的 布置应采用等直径导柱不对称布置或不等直径导柱对称布置。配合精度：导

16、柱固定端和模板之间一般采用 H7/m6或 H7/k6的过渡配合，导 柱导向部分通常采用 H7/f7或 H8/f7 的间隙配合导套的结构形状：导套的前端应到圆角，导柱孔最好做成通孔以利于排出孔内空气及残 渣废料。若模板较厚，导柱必须做成不通孔时，可在不通孔的侧面打一小孔排气。材料：导柱和导套的材料相同或铜合金，其硬度一般低于导柱硬度，可防止 导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度值一般为 Ra0.8mm。固定形式：可用 H7/n6或H7/k6 配合镶入模板、拉料杆的设计当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低，形成冷料 渣，为了积存此部分楞料渣，在进料之口的末端的动模板

17、上开设一洞穴，此穴就是 冷料穴。性爱注射时必须防止楞料渣进入流道或模具型腔内，否则将会堵塞流道和 减缓料流速度进入模具型腔就会造成塑料制品上的冷斑。为了在开模时从浇口套内 拉出进料口冷凝料和注射机喷嘴分离，一般冷料穴的末端设置拉料杆。拉料杆一般 由注射机顶出机构顶板带动，开模后塑料制品脱模，进料口的冷凝料被拉料杆拉出 、推出机构设计(1) 推出机构的结构组成概念：在注射成形的每个周期中，将塑料制品及浇注系统凝料从模具巾脱出的 机构称为推出机构，也叫顶出机构或脱模机构。推出机构的动作通常是由安装在注 射机上的机械顶杆或液压缸的活塞杆来完成的。结构组成：由推出、复位和导向零件组成。(2) 结构分类

18、 手动推出、机动推出、液压或气动推出(3) 结构设计要求 塑件留在动模塑件在推出过程中不变形、不损坏不损坏塑件的外观质量合模时应使推出机构正确复位动作可靠(4) 结构设计 推杆推出机构推杆推出机构是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式。由于设置推杆的 自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，容易达到推杆和模板或型芯上推杆孔的 配合精度推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，损坏后也便于更换，因此 在生产中广泛使用。 但是因为推杆的推出面积一般比较小， 易引起较大局部应力而 顶穿塑件或使塑件变形，所以很少用于脱模斜度小和脱模阻力大的管类或箱类塑件。10900mm11架，如点浇口模架、带推件板推出的模架等。标准模架一般由定模板、定模座板、动模板、动模支撑板、垫块、动模座板基本型组合 它是以直接浇口为主基本型组合、 开模行程校核包括浇注系统凝料在内的塑件高度（ mm）推板推出机构 定模两板，动模一板式（ A1 型）、模架的结构面注射模 smaxsH1+H2+510mm 式中 H