塑料模具成型部分设计.docx

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塑料模具成型部分设计

塑料模具成型部分设计

成型部分设计

一、         分模面的确定

为了将塑件和浇注系统凝料等从密闭的模具内取出，以及为了安放嵌件，将模具适当地分成两个或若干个主要部分，这些可以分离的接触表面，通称为分模面。

分模面的表示方法：

1.     模具分开时，分模面两边的模板都作移动；

2.     模具分开时，其中一方模板不动，另一方模板作移动

A.   分模面的数目有：

单分模面、双分模面、多分模面

B.    分模面的形状有：

平面、斜面、阶梯面、曲面

C.   分模面与开模方向关系有：

平行于开模方向、垂直于开模方向、与开模方向成一斜角

选择分模面考虑原则：

1.     塑件质量考虑，

确保塑件尺寸精度

A．            同轴度要求的部份应在公模内成型，若放在公母模内成型，会因合模不准确而难于保证同轴度

B．             选择分模面时，应考虑减小由于脱模斜度造成塑件大小端尺寸差异，若模窝设在公模，会因脱模斜度造成塑件大小端尺寸差异太大，当塑件不允许有较大的脱模斜度时，采用这种结构使脱模困难，若塑件外观无严格要求，可将分模选在塑件中部，它可采用较小的脱模斜度有利于脱模

确保塑件表面要求：

分模面尽可能选择在不影响塑件外观的部位以及塑件外观的要求

2.     注射机技术规格考虑：

A．            锁模力考虑：

尽可能减少塑件在分模面上的投影面积。

当塑件在分型面上的投影面积接近接近于注射机的最大注射面积时，有产生溢料的可能，模具的分模面尺寸在保证不溢料的情况下，应尽可能减少分模面接触面积，以增加分模面的接触压力，防止溢料，并简化分模面的加工

B．             模板间距考虑：

分模面的确定要保证公母模开模行程最短

3.     模具结构考虑

A．            尽量简化脱模部件

a.      为便于塑件脱模，应使塑件在开模时尽可能留在公模，只要使塑件与公模的结合力大于塑件与母模的结合力即可，尽可能使塑难看与母模之间有一定的结合力，而不要把塑件与模具的结合力都放在公模

b.     当塑件的外形简单，但内形有较多的孔或复杂孔时，塑件成型后必然留在模仁上，此时模窝可设在母模上，开模后可用推板顶出塑件，若模窝设在公模上，使脱模困难

c.     当带有金属嵌件时，因为嵌件不会收缩包紧模仁，所以模窝应设在公模，否则开模后塑件留在母模，使脱模困难

d.     若塑件的模仁对称分布时，应迫使塑件留在公模上，采用顶管脱模

e.      若塑件有侧孔时，应尽可能将模仁设在公模部份，避免母模抽芯，否则造成脱模困难

B．             侧抽芯机械考虑

a.      应尽量避免侧抽芯机构，若无法避免侧抽芯，应使抽芯尽量短

b.     由于斜滑块合模时锁紧力较小，对于投影面积较大的大型塑件，可将塑件投影面积大的分模面放在公母模合模的主平面上，而将投影面积较小的分模面作为侧向分模面，否则斜滑块的锁紧机构必须做得很庞大，或由于锁不紧而溢边

C．            量方便浇注系统的布置：

分模面的确定不妨碍浇注系统的正常开设

D．            便于排气：

为了有利于气体的排出，分模面尽可能与料流的末端重合

E．             便于嵌件的安放：

当分模面开启后，要有一定的空间安放嵌件

F．             模具总体结构简化，尽量减少分模面的数目，尽量采用平直分型面。

还应考虑模具是否便于加工，便于成品取出，还有分模面应尽量选择在产品的棱线上面

4.     模具制造难易性考虑：

能确保模具机械加工容易

2.模具分型面的选择

     该制件为机内骨架,表面质量无特殊要求,但在绕线过程中,上端面与工人的手指接触较多,因此上端最好自然形成圆角。

此外,该制件高度为12mm,且垂直于轴线的截面,形状比较简单和规范。

根据分型选择的一般原则,选择如下图所示的水平分型面方式。

即可降低模具的复杂程度,减少模具加工难度,又便于成型后胀模。

3、注射模浇注系统设计

<1>主流道的设计

     根据设计手册查的得XS-S-60型注射机喷嘴的有关尺寸为：

        喷嘴前端孔径d1=4mm

        喷嘴后端球面半径R1=12mm

   根据模具主流道球面半径R=R1+（1～2）mm及小端直径d=d1+（0.5～1）mm，故取主流道球面半径R=13mm

                        小端面直径d=4.5mm

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：

1°～3°。

经换算得主流道大端直径D=8.5mm，为了便溶料顺利进入分流道，可在主流道出料设计半径r=4mm的圆弧过度。

<2>分流道的设计

     分流道的形状及尺寸，应根据制件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度、成型工艺条件等因素来确定。

电流线圈架的想状不算太复杂，溶料填充型腔比较容易。

根据型腔的排列方式可知，分流道的长度较短，为了便于加工，选用截面为半圆形的分流道，一次分流道取R?

4mm，二次分流道取R"=2.5mm。

<3>浇口设计

      根据电流线圈架的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想，设计时考虑从壁厚为13.mm处进料，而且模具结构采用镶拼式型芯，有利于填充排气，故采用截面为矩形的侧浇口。

初选尺寸为：

1mm×0.8mm×0.6mm（b×c×h）,试模时修正。

4.选择推出机构

采用推杆、推料板一次推出制件，推杆用直通式的，合模时采用复位杆复位。

5.合模导向机构

     为了保证模具的闭合精度，模具的定模部分与动模部分之间采用导柱和导套定位，倒装式有肩的导柱，导套也采用有肩的形式。

6.排气机构

     本模具是采用组合式型腔，可利用镶件拼合间隙排气。

7.温控系统的计算

     该塑件在注射成型时，不要求有太高的模温，因而在模具上可不设加热系统。

（根据表1-30得，ABS的模具温度40～80℃）是否要冷却系统，可作如下设计计算，设定模具平均温度为60℃，用常温20℃的水作为模具冷却介质，其出口温度为30℃，单位时间注射量m=0.378kg,注射周期为60s，即每分钟一套。

     查表1-32取ABS注射成型固化时单位质量放出的热量为q=3.5×105J/kg

冷却水的体积流量计算如下：

q=3.16×10-3mm3/min

      由上述计算可知，因为模具每分钟所需要的冷却水的体积流量较小，故可不设冷却系统。

依靠空冷的方式冷却模具即可。

五、有关模具工作尺寸计算

1.注射模成型零件结构设计及固定形式

（1）凹模的结构设计

    该制件采用一模四腔的结构形式，考虑加工的难易程度、材料的价值和利用率等因素，凹模拟采镶嵌式结构，根据分流道与浇口的设计要求，分流道和浇口均设在凹模上。

（2）凸模的结构设计

   凸模主要是与凹模结合构成的型腔座，采用镶拼式的结构形式，台阶固定。

2.计算

      查表得ABS的收缩率为0.4～0.7，取平均收缩率Scp=（0.4+0.7）%/2=0.55%。

制件未注公差按照GB/T14486中MT5级精度公差选取（见表1-2）。

（1）制件尺寸的转换

a.轴类尺寸（基轴制   公差上限为零  公差等于下偏差）

外径尺寸：

65±0.37→65.370-0.74     34±0.28→34.280-0.56

高度方向尺寸：

4.5±0.12→4.620-0.24  8.5±0.14→8.640-0.28

1.3±0.1  →1.40-0.2     1±0.1    →1.10-0.2

圆弧尺寸：

R6±0.12  →R6.120-0.24R5.2±0.12→R5.320-0.24

R4.2±0.12→R4.320-0.24R5±0.12  →R5.120-0.24

b.孔类尺寸（基孔制   公差下限为零  公差等于上偏差）

内径尺寸：

15.1+0.04+0.02→15.120+0.1213.5±0.11→13.390+0.22

12.1+0.04+0.02→12.120+0.0210.5±0.1  →10.40+0.2

深度方向尺寸：

12±0.16→11.840+0.164.5±0.12  →4.380+0.12

c.中心距尺寸：

32±0.1   →   32±0.1

（2）型腔的计算

模具最大磨损量取制件公差的1/6，模具的制造公差δz=Δ/3。

a.下凹模镶快

<1>170-0.2       LM1=（Ls+LsScp-睛?

/FONT>）

                  =（17+17×0.55%-尽?

/FONT>0.2）

                  =（16.94）mm

<2>15        LM2=（Ls+LsScp-睛?

/FONT>）

                   =（15+15×0.55%-尽?

SPAN>0.12）

                   =（14.99）mm

<3>14         LM3=（Ls+LsScp-睛?

/FONT>）

                   =（14+14×0.55%-尽?

/FONT>0.2）

                   =（13.93）mm

<4>12.1     LM4=（Ls+LsScp-睛?

/FONT>）

                  =（12.1+12.1×0.55%-尽?

/FONT>0.12）

                  =（12.08）mm

<5>6.12      LM5=（Ls+LsScp-睛?

/FONT>）

                   =（6.12+6.12×0.55%-尽?

/FONT>0.24

                   =（6.06）mm

<6>9.14      LM6=（Ls+LsScp-睛?

/FONT>）

                   =（9.14+9.14×0.55%-尽?

/FONT>0.28

                   =（8.94）mm

<7>3.32     HM=（Ls+LsScp-Δ）

                  =（3.32+3.32×0.55%-×0.24）

                  =（3.18）mm

b.左型腔

<1>15.12    lm1=（ls+lsScp+Δ）

                  =（15.12+15.12×0.55%+×0.12）

                  =（15.29）mm

<2>12.12     lm2=（ls+lsScp+Δ）

                   =（12.12+12.12×0.55%+×0.02）

                   =（12.20）mm

<3>4.38     hs=（ls+lsScp+Δ）

                   =（4.38+4.38×0.55%+×0.24）

                   =（4.48）mm

（4）孔距尺寸计算

（32±0.1）          Cm=（Cs+CsScp）δz/2

                     =（32+32×0.55）±0.1/2

                     =（32.18）±0.05mm

（5）下凹模底版厚度计算

       根据组合式型腔低板厚度计算公式：

                 h=

       取p=40Mpa  b=13.93l=80mmB=180mm（根据模具初选外形尺寸确定）[σ]=160Mpa（低板材料选定45号钢）得：

h=9.8mm

考虑模具的整体结构协调取h=25mm。

（6）下凹模镶快型腔壁厚计算

       下凹模镶快型腔为组合式矩形型腔，根据组合式矩形侧壁厚度计算公式：

                 S=

     取=40Mpa  b=12mm  l=16.95mmH1=12-1.3=10.7mm

H=H1+h=35.7[σ]=160Mpa（低板材料选定45号钢）,代入公式得：

S=3.28mm。

取下凹模镶快的外形尺寸为72×41（mm×mm）。

（7）上凹模镶快侧壁计算

     上凹模镶快型腔为矩形，整体式型腔，根据矩形整体式型腔侧壁厚度计算公式进行计算。

由于型腔高度a=1.27很小，因而所需的h值也较小。

在此不需要计算。

可根据下凹模镶快的外形尺寸来确定。

六、有关注射机参数校核

1.初选标准模架

       根据凹模镶快的外形尺寸、型腔的排列方式，初选模架为：

A2--11-F2   GB/T12556-90，B×L为180×250（mm×mm）。

2.确定闭模高度

      根据支承固定零件中提供的经验数据确定,定模座板厚度H1=25mm  支承板H2=25mm  动模座板H3=25mm  上固定板A=25mm下固定板B=40mm  根据推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块C=50mm,即A×B×C=25×40×50（mm×mm×mm）。

因而模具的闭合高度为:

H=H1+H2+H3+A+B+C=25+25+25+25+40+50=190mm

3.校核参数

     模具的外形尺寸180×250×190（mm×mm×mm）,XS-Z-60

型注射机模板最大安装尺寸为330×440（mm×mm）,故能满足模具的安装尺寸.

       由上述的计算模具的闭合H=190mm,XS-Z-60型注射机所允许模具的最小厚度H=70mm,最大厚度H=200mm,即模具满足H≤H≤H满足安装条件.

       经查资料XS-Z-60型注射机的最大开模行程S=200mm,

S≥h1+h2+（5～10）=10+12+10=32mm,满足条件要求.

       经验证XS-Z-60型注射机能够满足使用要求,故可采用.