小型盖体注射模设计说明书.docx

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小型盖体注射模设计说明书

毕业设计说明书

课题名称小型盖体注射模设计

系别信息控制与制造系

专业计算机辅助设计与制造

班级xx

姓名xx

学号xx

指导教师xx

起讫时间：

年月日～年月日（共　8周）

摘要

总结

摘要

本论文介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则，详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明。

设计成型零部件以与设计合理的推出机构。

对设计进行验证主要是对注射机的相关重要参数进行验证，包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、模具开模行程、注射机的锁模力等。

在校验合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。

最后则是模具的装配环节，包括制定装配步骤、明确注意事项等。

通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构与工作原理；通过对AutoCAD与UG的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。

关键词：

生产工艺注射模成型零件装配塑料模具分型面

1工艺性分析：

工艺性分析主要包括制品原料工艺参数、塑件结构工艺性分析、塑件尺寸精度分析和塑件表面质量分析几点：

1.1制品原料（ABS）的工艺参数

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。

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与很高的抗冲击强度。

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80~90℃下最少干燥2小时。

材料温度应保证小于0.1%。

熔化温度：

210~280℃；建议温度：

245℃。

模具温度：

25~70℃。

（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：

500~1000bar。

制品的注塑材料首先选用ABS，在注塑成型过程中会产生收缩，因此在型腔设计中要把收缩率考虑进去，也可以通过有效的控制模具温度来调节收缩率。

1.2塑件结构工艺性分析：

制品形状较简单，如下图所示。

主要是均匀壁厚的注塑加工，塑件的高度为15mm，长28mm，宽15mm。

模具的加工相对简单，尺寸精度一般。

1）从图纸上分析，该塑件的外形为方形抽壳体。

壁厚均匀，均为2mm，符合最小壁厚要求。

2）塑件中存在Φ6（孔为Φ4）的圆柱结构，模具设计需要用到顶管。

3）塑件两侧均有两个Φ2的圆孔，塑件成型后无法直接取出，需考虑侧向抽芯机构。

4）该注塑模具采用细水口点浇口模架。

凹凸模形状相对简单，用整体形式将更方便凹凸模的加工。

1.3塑件尺寸精度分析·

该塑件的未注明公差按MT5级公差要求，其余的公差要求按制件的图形所示公差要求

塑件的外形尺寸：

、

、

等

孔尺寸：

、

、

等

空心距尺寸：

、

等

1.4塑件表面质量分析

该塑件表面质量没有什么高要求，粗糙度可取Ra3.2um,塑件的部也不要较高的表面粗糙度要求，所以外表面的粗糙度都取Ra3.2um。

1.5计算塑件的体积：

计算得

查表可知塑料ABS的密度为1.02—1.05g/cm3（注射级密度为1.05g/cm3）

单件塑件的质量为

计算得

2型腔数目与位置排列

2.1型腔数目：

根据制品生产批量与经济性，通过对注塑机注射量与锁模力的计算。

可按经济性确定型腔数：

式中n——每副模具的型腔数

N——计划生产总塑件数

Y——单位小时模具加工费用（元/小时）

t——成型周期（min）

c——每个型腔模具加工费用（元）

由于型腔数目越多精度越低（每增加一个型腔，其尺寸精度可下降4%）。

从满足精度要求出发，必须满足下式：

式中L——塑件基本尺寸（mm）

δ——塑件尺寸公差（mm）

Δ——单腔时，塑件可能达到的尺寸公差（mm）

考虑到实际加工制造，从而采用一模二腔。

2.2型腔的位置排列

型腔排列要紧凑，以免排列分散，浪费定、动模型腔优质钢材。

如下图所示。

3分型面的选择

分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模与简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性与精度、嵌件位置形状以与推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。

⑴、分型面应选在塑件外形最大轮廓处。

⑵、便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。

⑶、保证塑件的精度要求。

⑷、满足塑件的外观质量要求。

⑸、便于模具加工制造。

⑹、对成型面积的影响。

⑺、对排气效果的影响。

⑻、对侧向抽芯的影响。

该模具采用水平分型面，如下图所示：

4浇注系统

4.1浇注系统的组成

组成浇注系统的零件有：

浇口套，定位圈，拉料杆，定模板。

浇注系统的组成部分：

主流道，分流道，浇口，冷料穴。

4.2浇注系统的设计原则

设计浇注系统时，必须遵守下述原则

1）浇口要设计在不影响塑件外观质量的地方与部位。

2）浇注系统应适应塑料的成型特征，以保证成型周期与塑件质量。

3）浇注系统应根据型腔数的多少和分布确定。

4）浇注系统应根据成型塑件的形状和尺寸确定。

5）浇注系统应尽量采用短的流程，以减少热量和压力的损耗与节约原材料。

6）浇注系统应有利于良好的排气，并防止型芯的变形与镶件的移位。

7）浇注系统的确定要考虑注射机的安装尺寸，防止单边安装。

8）浇注系统的设计，要考虑便于修整浇口，以保证塑件的质量。

4.3初步设计主流道与分流道的形状和尺寸

主流道通常设计在浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥型，其锥角α为2ο-6ο，壁粗糙度Ra取0.4um。

小端直径d比注射机喷嘴直径大0.5—1mm。

现取锥角α=4ο小端直径比喷嘴直径大1mm.考虑到模具的尺寸，初选注射机型号为：

XS-Z-30,（可调整）。

所以小端直径为d=3mm。

分流道采用梯形截面流道，梯形大底边宽度b=6mm.梯形高度h=3.5mm,侧面角度α’=8ο。

主流道与分流道的过渡圆角r=2mm。

为了能更方便地调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。

塑件采用侧面进料的搭接式侧浇口成型，其浇注系统如图所示，侧浇口的宽度b=2mm,深度t=0.5,长度l’=1mm。

冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中的前锋冷料，以免这些冷料进入型腔。

主流道末端的冷料穴还有便于在该处设置拉料杆的功能。

在模具分型时，注射凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。

冷料穴的相关尺寸与拉料杆相关。

5型芯和型腔

5.1型腔和型芯的设计考虑因素

1）要防止溢料：

当高压塑料熔体注入时，模具的型腔和型芯系统的某些配合面会产生足以溢料的间隙。

为防止溢料，必须把间隙控制在最大不溢料的间隙，ABS的允许间隙为0.05mm。

2）保证制造精度：

要保证塑料注入时不产生过大的弹性变形，最大的弹性变形值可取制件允许公差的1/5，该制件的公差为0.2mm，因此允许弹性变形量为0.04mm。

3）有利于拔模

拔模设计不只要设计适合的拔模角度，还要考虑到型腔变形量和制件冷却的收缩量。

当型腔变形量大于制件冷却的收缩量时，制件的周边被型腔紧紧包住而难以脱模，强制顶出则会使制件划伤或损坏。

因此型腔变形量应小于制件冷却的收缩量。

4）型腔和型芯系统的设计必须使得制件留在动模上。

5.2型芯和型腔的形状和尺寸

ABS的收缩率在0.3-0.8%，取0.5%。

即S=0.5%

5.2.1确定型腔的工作尺寸

1）型腔的径向尺寸计算：

塑件的外型径向尺寸为

ABS塑件的精度采用一般精度等级4级，模具的最大磨损量取塑件公差的1/6。

模具的制造公差

mm；取

。

2）型腔的深度尺寸计算：

塑件的外型高度尺寸为

ABS塑件的精度采用一般精度等级4级，模具的最大磨损量取塑件公差的1/6。

模具的制造公差

mm；取

。

5.2.2确定型芯的工作尺寸

型芯的径向尺寸计算

塑件型径向尺寸为

ABS塑件的精度采用一般精度等级4级，模具的最大磨损量取塑件公差的1/6。

模具的制造公差

mm；取

。

型芯的深度尺寸计算

塑件型深度尺寸为

ABS塑件的精度采用一般精度等级4级，模具的最大磨损量取塑件公差的1/6。

模具的制造公差

mm；取

5.3型芯，型腔镶件尺寸设计

5.3.1型腔镶件的尺寸设计

型腔镶件（如下图）的长度受浇注系统的长度影响，还要保证其刚度，取110mm。

高度受零件高度影响，保证足够高度设计冷却系统。

取35mm。

宽度要考虑到侧抽芯的空间需求，取60mm。

5.3.2型芯镶件的尺寸设计

型芯镶件（如下图）的长度和宽度与型腔的一致分别去110mm、60mm。

厚度（不包括成型部分）为12mm。

6脱模斜度的确定

在设计注射模成型零件时，为了使塑件成型后易于从模具型腔脱模，在垂直分型面的定模与动模型腔和型芯工作面上，必须设计出脱模斜度。

脱模斜度的选取方法是：

型腔的尺寸以大端为准。

而斜度应从大端到小端尺寸进取：

型芯正好相反，应以小端尺寸为准，斜度应从小端向大端方向进取。

在设计时，若没有特殊要求一般可取25’~1ο，在不影响塑件质量与精度的情况下，应尽量选取最大值。

查表可知：

ABS塑料的型腔脱模斜度为

，型芯的脱模斜度为

。

在该模具中，型腔和型芯的脱模斜度均取

。

推出系统的设计

7推出机构的设计

7.1推件力的计算

推件力

式中

——塑件包络型芯的面积（mm²）

——塑件对型芯单位面积上的包紧力，

取

——脱模斜度

——大气压力

——塑件对钢的摩擦系数，约为

——制件垂直于脱模方向的投影面积（mm²）

7.2确定顶出方式与顶杆位置

根据塑件的特点，确定在塑件的四个角上设置四根普通的圆顶杆，并在塑件中的Φ6（孔为Φ4）的圆柱结构处采用顶管顶出的方法，如下图

8排气系统的设计

8.1排气系统的作用

排气系统的作用是将型腔中原有的空气与成型过程中产生的气体顺利地排出，以免塑件产生气泡。

疏松等缺陷而影响成型与表面质量。

8.2排气槽的设计原则

1）排气槽尽量开设在分型面上

2）排气槽应设在型腔最后充满的地方

3）排气槽一般应开设在分型面动模一方

4）排气槽的槽深一般可取0.025~0.1mm，槽宽去1.5~6mm，已不产生明显飞边为原则

5）排气槽的位置与形式要预防溢料溅出伤人，最好不要面对操作者，采用折弯式结构

8.3排气槽的尺寸设计

由于该注射模属于小型简单注射模，在分型面之间，推出机构与模板之间与活动型芯与模板之间的配合间隙，可进行排气。

在分型面留有一定间隙进行排气，其间隙不能太大，一般为0.03~0.05mm，这里留有间隙为0.04mm

9冷却装置设计

由于塑件的平均壁厚为2mm，塑件尺寸较小，确定水孔直径为8mm。

由于冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素都会影响模具的热量向冷却水传递，精确计算难道太大。

实际生产中，通常都是根据模具的结构来确定冷却水道，通过调节水温、水速来满足要求。

该模具的冷却水道可设计在型腔镶块中，如下图

10初选注射机

10.1注射量的计算：

该塑件的单件重量：

粗略计算浇注系统的体积：

粗略计算浇注系统的重量：

总体积

总重量

聚苯乙烯的密度为

，ABS塑料密度为

。