1、側(cè)抽芯注塑模設(shè)計(jì)摘要塑料工業(yè)是當(dāng)今設(shè)計(jì)上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門(mén)類(lèi)之一，而注塑模具是 其中發(fā)展較快的種類(lèi)，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò) 程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。塑料模具設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵工作，通過(guò)合理設(shè)計(jì)制造出來(lái) 的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件， 還能簡(jiǎn)化模具的加工過(guò)程和 實(shí)施塑件的高效率生產(chǎn)。說(shuō)明書(shū)里介紹了模具的結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、 模具成型生產(chǎn)所用的設(shè)備、模具材料和熱處理要求等。該說(shuō)明書(shū)主要 分為三個(gè)部分，分別介紹了塑料的性能，塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝 性，以及對(duì)注塑模具結(jié)構(gòu)與注塑機(jī)、 塑料制件在模具中的位置與澆注 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型部件設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、

2、側(cè) 向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等做了介紹。通過(guò)本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，了解注塑模具 結(jié)構(gòu)及工作原理。關(guān)鍵詞：塑料模具、斜導(dǎo)柱、分型面、滑塊、兒 、4 刖百塑料模具設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵工作， 通過(guò)合理設(shè)計(jì)制造出來(lái) 的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件， 還能簡(jiǎn)化模具的加工過(guò)程和 實(shí)施塑件的高效率生產(chǎn)，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高附加價(jià)值的目 的。近幾年來(lái)塑料成型工藝迅速發(fā)展， 塑料模具種類(lèi)不斷增加，結(jié)構(gòu)也愈 趨復(fù)雜，制造精度要求愈來(lái)愈高。其中注塑成型模具應(yīng)用最為廣泛， 而且模具的結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜。本次模具設(shè)計(jì)采用的是一模兩腔的模具結(jié) 構(gòu)，通過(guò)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)完成了塑件的成型。

3、 說(shuō)明書(shū)中介紹了模 具的結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、模具成型生產(chǎn)所用 的設(shè)備、模具材料和熱處理要求等。該說(shuō)明書(shū)主要分為三個(gè)部分，第 一章主要介紹了塑料的性能，第二章介紹了塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工 藝性，第三章對(duì)注塑模具結(jié)構(gòu)與注塑機(jī)、 塑料制件在模具中的位置與 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型部件設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等做了介紹。本說(shuō)明書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中得到了師友的支持和幫助， 在此我表示感 謝。同時(shí)感謝所引用文獻(xiàn)的作者，他們辛勤研究的成果使得本次設(shè)計(jì) 增色不少。限于學(xué)生水平有限，難免出現(xiàn)不少的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，懇切希 望各位老師批評(píng)指正。第1章塑料的性

4、能1.1設(shè)計(jì)要求大批量生產(chǎn)，精度為一般精度iinoj4050圖1-1 塑件1. 2塑料的組成塑料是以合成樹(shù)脂為主要成分，加入適量的添加劑組成的1. 2. 1合成樹(shù)脂abs塑料化學(xué)名稱(chēng)：丙烯靖-丁二烯一一苯乙烯共聚物比重：1.02克/立方厘米 成型收縮率：0.3-0.8% 查表得收縮率為： 0.3%-0.8%。材料分析：abs無(wú)毒無(wú)味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤， 具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化 學(xué)穩(wěn)定性和電器性能，密度為1.021.5/cm3abs有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于加工，經(jīng)過(guò)配色可配成任何 顏色。成型特點(diǎn)：abs在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高

5、，故塑件上 的脫模斜度宜稍大，abs易吸水，成型加壓前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，abs 易產(chǎn)節(jié)痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力，在正常的成型條件下壁厚，熔料溫度對(duì)收縮率影響極小，在要求塑件精度 高時(shí)，模具溫度可控制在5060 ° c,而強(qiáng)調(diào)塑件光澤和耐熱時(shí)，模 具溫度應(yīng)控制在6080 ° c。1 . 2. 2添加劑填充劑一一玻璃微珠；ps成型后易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，添加玻璃微珠使塑料的流動(dòng)性好，殘余內(nèi)應(yīng)力分布均勻，使光的漫反射率為80光穩(wěn)定劑一一氧化鋅；塑料制品在日光或強(qiáng)熒光下，由于吸收紫外光 的能量，引發(fā)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物降解，使制品的外觀或內(nèi)在性能 變壞，這一過(guò)程稱(chēng)為光

6、氧化或光老化。潤(rùn)滑劑一一硬脂酸及其鹽類(lèi)；對(duì)塑料的表面去潤(rùn)滑作用，防 止塑料在成型加工時(shí)黏模。同時(shí)提高塑料制品表面光潔度。著色劑一一青綠色；在塑料制品中，需要著色的大約占80%左右，著色的目的有：增加制品美感，以吸引消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲望 提高產(chǎn)品的耐候性，主要是通過(guò)著色劑防紫外線(xiàn)功能而實(shí)現(xiàn)的。圖1-2制件第 2 章 塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝性2 1 尺寸及精度塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿(mǎn)足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。 對(duì)塑件的精度要求， 要具體分析，根據(jù)裝配情況來(lái)確定尺寸公差，該精度要求為一般精度即可，對(duì)其要有

7、公差配合要求的部位，應(yīng)選擇高精度。根據(jù)精度等級(jí)選用表，abs的高精度為2級(jí)，一般精度為3級(jí)。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱(chēng)尺寸在40-50范圍內(nèi)，取mt2政的公差數(shù)值為0.36mnr( mt3bb的公差數(shù)值為0.56mm。制品尺寸誤差構(gòu)成為：b = bs + bz + bc + ba(2-1)式中b總的成型誤差；bs塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差；bz模具成型零件制造精度所引起的誤差；bc模具磨損后所引起的誤差；ba模具安裝，配合間隙引起達(dá)到誤差。2 2 表面粗糙度塑料制件的表面粗糙度是決定其表面質(zhì)量的主要因素。 塑件的表面粗糙度主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān)。 一般來(lái)說(shuō)， 模具表面的粗糙度比塑件低1

8、-2級(jí)。塑件的表面粗糙度ra一般為0.8-0.2m。模具在使用過(guò)程中， 由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大， 所以應(yīng)給予拋光復(fù)原。2 3 脫模斜度塑件成型時(shí)冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮， 使其緊箍在凸模或型芯上為便于脫模，防止因脫模力過(guò)大而拉壞塑件或使其表面受損，與脫模方向平行的塑件內(nèi)，外表面都應(yīng)具有合理的斜度，以下是abs脫模斜度推薦值：塑件外表面塑件內(nèi)表面35'1.530'1塑件內(nèi)表面在造型時(shí)就有弧度，如果要有脫模斜度就是在凹槽和鎖位處，這不僅對(duì)脫模有好處，而且可以更好的鎖緊。2 4 壁厚塑件應(yīng)有一定的壁厚，這不僅是為了塑件在使用過(guò)程中有足夠的強(qiáng)度和剛度， 而且為了塑件成型時(shí)保持良

9、好的流動(dòng)狀態(tài)。 塑件壁厚一般在 1-4mm ，如果壁厚過(guò)大，則易產(chǎn)生氣泡和凹陷，同時(shí)也不易冷卻。2 5 圓角塑件上各處的輪廓過(guò)度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時(shí)才采用結(jié)構(gòu)， 尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中， 在受力或受沖擊載荷時(shí)會(huì)發(fā)生破裂。 圓角不僅有利于物料填充， 同時(shí)也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)和塑件脫模。圓角的取值與應(yīng)力集中的關(guān)系遵循r/t函數(shù)關(guān)系， 當(dāng) r/t=0.6 以后應(yīng)力集中變的緩和， 該塑件大部分的圓角取r1,較大值取r32 6 孔塑件上常見(jiàn)的孔有通孔、盲孔、異形孔和螺紋孔等。這些孔均應(yīng)設(shè)置在不易削弱是塑件強(qiáng)度的地方， 在孔與孔之間、 孔與壁之間應(yīng) 留有足夠的距離。此外，孔

10、的深度不宜太大，否則型芯會(huì)彎曲。塑件上其他的特征還有如螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個(gè)特征都有其設(shè)計(jì)原則和特殊功能， 因?yàn)樵撍芗](méi)有涉及， 所以就不一一介紹了。第 3 章 注射成型模具設(shè)計(jì)3 1 選用注射機(jī)確定型腔數(shù)目3. 1. 1 根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量v=2x25x30x5+50x25x5x2+50x30x5-2x兀 x42x5(3-2)=17cm3(3-1)m= pv=1.05x17=17.85g式中p為塑料密度。3. 1.2 根據(jù)塑料的計(jì)算重量或體積選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格，確定型腔數(shù)1 .注射機(jī)的最大注射量mp每次注射量不超過(guò)最大注射量的80%,即：n< (kmj-m 1)

11、 /m (3-3)式中k注射機(jī)最大注射量白利用系數(shù)，一般取 0.8;m p注射機(jī)最大注射量，g;額定注射量125cm 3螺桿直徑42mm注射壓力注射行程115mmmi 澆注系統(tǒng)凝料量，g;注射時(shí)間1 . 6s螺桿轉(zhuǎn)速69r/min注射方式螺桿式合模力900kn最大成型面積320cm 2最大開(kāi)合模行程300mm模具最大厚度300mm模具最小厚度200mm動(dòng)定模固定板尺寸428x458拉桿空間260x290合模方式液壓-機(jī)械定位圈尺寸c100mm噴嘴球頭半徑sr12mm噴嘴孔直徑4mm120mpa頂出形式兩側(cè)頂出頂桿中心距230mm機(jī)器外形尺寸3310x750x1550mmxmmxmmm單個(gè)塑彳的

12、質(zhì)量，go估算澆注系統(tǒng)的體積v=15 cm3,則澆注系統(tǒng)的塑料重量mi =15x1.05=15.75g設(shè)n=2 ,則得：m p =(nm+ m i)/0.8=51.5g從計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，選用xszy125型注射機(jī)。2 .根據(jù)塑件精度，由于該塑件精度一般，故采用多型腔，即 n=2。 生產(chǎn)批量大批量生產(chǎn)，取一模兩腔。3.1. 3 注射機(jī)型號(hào)xszy125表3-1注射機(jī)的規(guī)格和性能3. 1.4校核所選注射機(jī)注射量的校核由前面計(jì)算得塑件重量為17.85g,澆注系統(tǒng)重量為15.75g則 每次注射所需的塑料為2x17.85+15.75=51.5g注射機(jī)的最大注射量125x0.8=100

13、 >51.5能滿(mǎn)足要求。 按注射機(jī)的鎖模力與注射壓力進(jìn)行校核p (na+ai) < fp(3-4)式中fp注射機(jī)額定鎖模力，n;查表得900kna單個(gè)塑件在模具分型面的投影面積，mm2;ai 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm2;p 塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的80%mpa 查表知 pm=70-90mpa其中2 a=30x50=i500 mmai =i5x50=75 mm 2p 取 80mpap (na+ai) =80x (2xi500+75 ) =246000n=246kn <900kn 故滿(mǎn)足要求。同時(shí) xs zy i25 的額定注射壓力為 i20

14、mpa ，故也滿(mǎn)足abs塑料成型的注射壓力要求。 模具厚度 h 與注射機(jī)閉合高度的校核hmax>h>hmin(3-5)式中 hmax 注射機(jī)允許的最大厚度，200mm ；hmin 注射機(jī)允許的最小厚度，300mm ；h預(yù)選模架厚度，201 mm ;因?yàn)?300>20i>200 ，所以滿(mǎn)足要求。 注射機(jī)開(kāi)模行程注射機(jī)開(kāi)模行程應(yīng)大于模具開(kāi)模時(shí)取出塑件所需的開(kāi)模距， 由于hc=25whi+h2,對(duì)開(kāi)模行程無(wú)影響即滿(mǎn)足下式：sah+h2+(510)(3-6)式中s注射機(jī)的最大開(kāi)模行程，mm;推出距離， mm ；包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度， mm ；完成側(cè)抽芯所需的開(kāi)模行程， m

15、m ；則 h1 +h2+10=26+58+10=94<300 ，故能滿(mǎn)足要求。3 2 塑料制件在模具中的位置3.2.1 分型面的確定根據(jù)分型面的設(shè)計(jì)原則： 應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； 應(yīng)有利于塑件的順利脫模； 應(yīng)保證塑件的精度要求； 應(yīng)滿(mǎn)足塑件的外觀質(zhì)量要求； 要便于模具的加工制造； 應(yīng)有利于排氣。綜合考慮之后，確定分型面如圖 3-1 所示：圖3-1分型面的形狀3.2.2型腔數(shù)目的確定注塑模的型腔數(shù)目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型 腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因數(shù)：按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目；按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目；按塑件的精度要求確定型腔數(shù)目。綜合考慮之

16、后，初定為一模兩腔最合理。排列形式如圖3-2所示:圖3-2澆口的形式3. 3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔入口為塑料熔體的流動(dòng)通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它 向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它 的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度， 所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。3.1.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線(xiàn)上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料 脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與 注塑機(jī)有關(guān)，如圖3-3所示

17、：圖3-3主流道形狀主要參數(shù):錐角=3° ;內(nèi)表面粗糙度ra=0.63gm;小端直徑 d=d+ (0.51 ) mm=4mm 材料 t8a;半徑 r2=ri+ (12) mm=12mmi 噴嘴球半徑d 噴嘴直徑;該澆口套直接嵌入模板內(nèi)。3.1.2 分流道的設(shè)計(jì)起分分流道是主流道與澆口之間的通道， 一般開(kāi)設(shè)在分型面上, 流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置和澆口位 置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝 料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形， u形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損 失，因此，可以用流道的截

18、面積與周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率，其 中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一 般是制成梯形流道，在該模具上取 u形斷面形狀。主要參數(shù)：分流道的寬度b=15mm ; 半徑r=7.5mm ;深度 h=6.75mm ;斜角 =5° ;長(zhǎng)度l=50mm;粗糙度ra=1.6 gm3.1.3 澆口的設(shè)計(jì)圖3-4側(cè)澆口的形式澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道， 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個(gè)， 一是塑料熔體流經(jīng)的通道的， 二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。澆口是類(lèi)型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定 ，該模具采用側(cè)澆口，澆口形式如圖 3-4 所示。其有以下特性： 形狀簡(jiǎn)單，去除澆口方便，便于加工，而且尺