肥皂盒注塑模具設(shè)計與制造

1、課程設(shè)計（論文）報告 題 目 肥皂盒注塑模具設(shè)計與制造 系 別 黃河科技學(xué)院工學(xué)院 專 業(yè) 材料成型及控制工程 班 級 10 材料 姓 名 高 浩 學(xué) 號 2013 年 11 月 肥皂盒注塑模具設(shè)計與制造肥皂盒注塑模具設(shè)計與制造 摘摘 要要: : 近幾年國家振興機械行業(yè)，與機械相關(guān)的各個行業(yè)都越來越重視 CAD/CAM 技術(shù)，不僅是因為 CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，同時還因為 塑料制品及模具的 3D 設(shè)計與成型過程中 3D 分析正在塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重 要的作用。在本次畢業(yè)設(shè)計中，通過 CAD 繪制了模具裝配圖以及各種成型零件圖。 這是第一次利用繪圖軟件對整套模

2、具進行設(shè)計，對所學(xué)知識進行了全面鞏固，意義 重大！ 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： 殼體；注塑模；實體造型；模具；模架；AutoCAD（CAD） 目錄目錄 前言.4 第一章 肥皂盒設(shè)計及其成型工藝的分析.5 1.1 塑件分析 .5 1.2 塑料的選材及性能分析 .5 1.3 ABS 塑料的注射過程及工藝.7 1.4 ABS 的主要缺陷及消除措施.8 第二章 肥皂盒模具設(shè)計方案.9 2.1 分型面方案的優(yōu)化確定 .9 2.2 型腔數(shù)量以及排列方式的確定 .10 第三章 模具設(shè)計與對比創(chuàng)新.11 3.1 注塑機選型 .11 3.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計和澆口的設(shè)計 .13 3.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計和計算 .1

3、6 3.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 .19 3.5 合模導(dǎo)向機構(gòu)和定位機構(gòu) .20 3.6 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 .22 3.7 排氣系統(tǒng)設(shè)計 .23 3.8 冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計 .23 第四章 模具裝配.25 4.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求 .25 4.2 塑料模具裝配過程 .25 第五章 模具工作過程.27 總 結(jié).28 致 謝.29 參考文獻.30 前前 言言 從整體上看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面 都有了很大進步，但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一 些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應(yīng) 求的同時，一

4、些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太 高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。 加入 WTO，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時帶來更多的機會。由于中 國塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價格優(yōu)勢明顯，有些甚至只有國外產(chǎn)品價格的 1/51/3，加入 WTO 后，國外同類產(chǎn)品對國內(nèi)沖擊不大，而中國中低檔模具的出口 量則加大；在高精模具方面，加入 WTO 前本來就主要依靠進口，加入 WTO 后，不僅 為高精尖產(chǎn)品的進口帶來了更多的便利，同時還促使更多外資來中國建廠，帶來國 外先進的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗，對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才起到了推動作用。 進口的塑料模具中，最多的是為汽車配套的

5、各種裝飾件模具、為家電配套的各 種塑殼模具、為通信及辦公設(shè)備配套的各種注塑模具、為建材配套的擠塑模具以及 為電子工業(yè)配套的各種塑封模具等。出口的塑料模具以中低檔產(chǎn)品居多。由于中國 塑料模具價格較低，在國際市場中有較強的競爭力，所以進一步擴大出口的前景很 好，近幾年出口年均增長 50%以上就是一個很好的證明。 雖然近幾年模具出口增幅大于進口增幅，但所增加的絕對量仍是進口大于出口， 致使模具外貿(mào)逆差逐年增大。這一狀況在 2007 年已得到改善，逆差已有減少。模具 外貿(mào)逆差增大主要有兩方面原因：一是國民經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，特別是汽車產(chǎn)業(yè)的 高速發(fā)展帶來了對模具旺盛需求，有些高檔模具國內(nèi)的確生產(chǎn)不了，只

6、好進口；但 也確實有一些模具國內(nèi)可以生產(chǎn)，也在進口。這與中國現(xiàn)行的關(guān)稅政策及項目審批 制度有關(guān)。二是對模具出口鼓勵不夠。現(xiàn)在模具與其它機電產(chǎn)品一樣，出口退稅率 只有 13%，而未達 17%。 從市場情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、 復(fù)雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著中國塑料工業(yè)，特 別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具 工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持 20%左右的水平。 第一章第一章 肥皂盒設(shè)計及其成型工藝的分析肥皂盒設(shè)計及其成型工藝的分析 1.1 塑件分析塑件分析 圖 1.1 肥皂盒 上圖

7、 1.1 所示是肥皂盒參考零件。 1.1.1 結(jié)構(gòu)分析如下結(jié)構(gòu)分析如下 該塑件為殼體，表面光滑，在模具設(shè)計和制造上要有良好的加工工藝，確保成 型零件具有一定的光潔度； 1.1.2 成型工藝分析成型工藝分析 采用一般精度等級 5 級，大量生產(chǎn)。 該塑件壁厚為 3mm 左右，殼體部分比較淺，脫模斜度為 1 度。 1.2 塑料的選材及性能分析塑料的選材及性能分析 該殼用于起支撐作用的支座， 抗拉強度、硬度、耐磨性要突出，綜合機械性能 要好。具備這些條件的塑料首選：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名稱: Acrylonitrile Butadiene Styrene ，簡稱：ABS） 。 1.2.1 使用

8、特點：使用特點： 1）綜合性能較好,沖擊強度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好。 2）與 372 有機玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理。 3）有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。 4）流動性比 HIPS 差一點，比 PMMA、PC 等好，柔韌性好。 1.2.2 成型特性：成型特性： 1）無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間 預(yù)熱干燥 80-90 度,3 小時。 2）宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為270 度).對精度較高的 塑件,模溫宜取 50-60 度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取 60-80 度。 3）如需解決夾水紋，

9、需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)?水位等方法。 4）如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn) 3-7 天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo) 致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。 1.2.3 ABSABS 的主要性能指標(biāo)的主要性能指標(biāo) ABS 的技術(shù)指標(biāo)見下表 1.1 密度 3 /cmg 1.041.06 收縮率% 0.40.7 吸水率% 0.20.45硬度 HRC62118 熔點 170彎曲強度MPa 6080 抗拉強度MPa 3550 體積電阻率cm 16 1060 . 3 1.3 ABSABS 塑料的注射過程及工藝塑料的注射過程及工藝 1.3.1 注射成型

10、過程注射成型過程 1）成型前準(zhǔn)備，對 ABS 進行干燥。ABS 是吸水的塑料，于室溫下，24 小時可吸 收 0.2%-0.35%水分，雖然這種水分不至于對機械性能構(gòu)成重大影響，但注塑時若濕 度超過 0.2%，塑料表面會受大的影響，所以對 ABS 進行成型加工時，一定要事先干 燥，而且干燥后的水分含量應(yīng)小于 0.2%。 ABS 的干燥方法: 常壓熱風(fēng)干燥 80-85 2-4 小時 ；真空熱風(fēng)干燥 80 1-2 小時。 2）注射過程.塑料在注射機內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注 系統(tǒng)進入模具型腔成型，起過程可分為充模、壓實、保壓、倒流、和冷卻 5 個階段。 1.3.2 ABSABS 的

11、注射工藝參數(shù)的注射工藝參數(shù) 1）螺桿類別：標(biāo)準(zhǔn)螺桿（直通式噴嘴） 2）注射機料筒溫度: 前段 180200 中段 165180 后段 150170 3）噴嘴 ：170180。 4）模具 ：7080。 5）注射壓力:70100Mpa。 6）注射速度、注射壓力: 一般 ABS 制品采用高速及多級注射，但是對于阻燃品級，要慢速注射，可以避 免注射料的分解，耐熱 ABS 也要快速注射(可減少內(nèi)部應(yīng)力)，注射壓力在 75MPa 左 右，保壓時可低些。 7）熔膠溫度: 190 8）成型時間(s)： 注射時間:2090 保壓時間:05 冷卻時間:20120 總周期:50220 在 265溫度下，物料在機筒內(nèi)

12、停留時間最多不能超過 5-6 分鐘，若溫度為 280，則物料在機筒內(nèi)停留時間就不能超過 2-3 分鐘。 9）后處理:把塑件放在紅外線或者烘箱下,溫度設(shè)為 70 度烘干 24 小時。 1.4 ABSABS 的主要缺陷及消除措施的主要缺陷及消除措施 1.4.1 殘余應(yīng)力引起的龜裂殘余應(yīng)力引起的龜裂 殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況，即充填過剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。 作為在充填過剩的情況下產(chǎn)生的龜裂，其解決方法主要可在以下幾方面入手。 1）由于直澆口壓力損失最小，所以，如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近，則可 考慮改用多點分布點澆口、側(cè)澆口及柄形澆口方式。 2）在保證樹脂不分解、不劣化的前提下，適當(dāng)

13、提高樹脂溫度可以降低熔融粘度， 提高流動性，同時也可以降低注射壓力，以減小應(yīng)力。 3）一般情況下，模溫較低時容易產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)提高溫度。但當(dāng)注射速度較 高時，即使模溫低一些，也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生。 4）注射和保壓時間過長也會產(chǎn)生應(yīng)力，將其適當(dāng)縮短或進行多次保壓切換效果 較好。 1.4.2 熔接痕熔接痕 熔接痕是由于來自不同方向的熔融樹脂前端部分被冷卻、在結(jié)合處未能完全融 合而產(chǎn)生的。一般情況下，主要影響外觀，對涂裝、電鍍產(chǎn)生影響。嚴(yán)重時，對制 品強度產(chǎn)生影響?？蓞⒖家韵聨醉椨枰愿纳疲?l）調(diào)整成型條件，提高流動性。如提高樹脂溫度、提高模具溫度、提高注射壓 力及速度等。 2）增設(shè)排氣槽，在熔接痕

14、的產(chǎn)生處設(shè)置排氣槽有利于排氣。 3）盡量減少脫模劑的使用。 4）設(shè)置工藝溢料在熔接痕的產(chǎn)生處，成型后再予以切斷去除。 5）若僅影響外觀，可將熔接痕產(chǎn)生的部位處理為暗光澤面等，予以修飾。 1.4.3 銀線銀線 銀線主要是由于材料的吸濕性引起的。因此，一般應(yīng)在比樹脂熱變形溫度低 1015的條件下烘干。特別是在使用自動烘干料斗時，需要根據(jù)成型周期（成型 量）及干燥時間選用合理的容量，還應(yīng)在注射開始前數(shù)小時先行開機烘料。另外， 料筒內(nèi)材料滯流時間過長也會產(chǎn)生銀線。不同種類的材料混合時，例如聚苯乙烯和 ABS 樹脂、 AS 樹脂，聚丙烯和聚苯乙烯等都不混合。 1.4.4 白化白化 白化現(xiàn)象最主要發(fā)生在

15、ABS 樹脂制品的推出部分。脫模效果不佳是其主要原因。 可采用降低注射壓力，加大脫模斜度，增加推桿的數(shù)量，減小模具表面粗糙度值， 噴脫模劑等方法改善，但應(yīng)注意不要對后續(xù)工序，如燙印、涂裝等產(chǎn)生不良影響。 第二章第二章 肥皂盒模具設(shè)計方案肥皂盒模具設(shè)計方案 2.1 分型面方案的優(yōu)化確定分型面方案的優(yōu)化確定 分型面是指模具上用來取出塑件和澆注系統(tǒng)料的可分離的接觸面。分型面的選 擇對模具設(shè)計方式影響最大,分型面設(shè)計是否合理對塑件質(zhì)量和模具復(fù)雜程度具有很 大的影響。基本上是一種分型面對應(yīng)著一種模具設(shè)計方案，所以分型面的選擇決定 著模具總體的設(shè)計方案。 2.1.1 分型面的選擇原則分型面的選擇原則 1）

16、保證塑料制品能夠脫模。 2）使分型面容易加工。 3）盡量避免側(cè)向抽芯。 4）有利于排氣。 5）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。 6）盡可能使塑件留在動模一側(cè)。 7）盡可能滿足塑件的使用要求。 8）盡量減少塑件在合模方向的投影面積。 9）長型芯應(yīng)置于開模方向。 10）有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。 2.2 型腔數(shù)量以及排列方式的確定型腔數(shù)量以及排列方式的確定 該塑件尺寸較大，精度要求不高，批量生產(chǎn)，采用一模兩腔結(jié)構(gòu)對稱排列。 如圖 2.2 所示 1-定模部分；2-分型面；3-動模部分 圖 2.2 型腔排列方式 第三章第三章 模具設(shè)計與對比創(chuàng)新模具設(shè)計與對比創(chuàng)新 3.1 注塑機選型注塑機選型 注射機是安裝在注射機

17、上使用的設(shè)備，因此設(shè)計注射模應(yīng)該詳細(xì)了解注射機的 技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出符合要求的模具。 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的的大小及型腔的模具和排列方式，在確定 模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，應(yīng)對模具所需的最大注射量、鎖模力、 注射壓力、最大和最小模具厚度、開模行程、推出裝置進行計算。根據(jù)這些參數(shù)選 擇一臺和模具相匹配的注射機。 3.1.1 注射量計算注射量計算 該產(chǎn)品為 ABS，查書設(shè)計與制造實訓(xùn)得知其密度為 1.081.10g.cm-3 收縮率為 0.4%0.7%，計算其平均密度為 1.09，平均收縮率為 0.55%，通過計算得 塑件體積為： V 塑=55.3m3 塑件的質(zhì)量： M

18、塑=60.3g 澆注系統(tǒng)體積： V 澆=0.955 cm3 澆注系統(tǒng)質(zhì)量： M 澆=1.04g 故得總體積和總質(zhì)量為： V 總=56.26 cm3；M 總=61.3g 3.1.2 注射機型號的選定注射機型號的選定 根據(jù)以上的計算初步選定型號為 G54-S200/400 型臥式注射機，其主要技術(shù)參數(shù) 見表 3.1。 表 3.1 G54-S200/400 型注射機主要技術(shù)參數(shù) 螺桿直徑/mm 55 拉桿內(nèi)間距/mm 290 x368 推動行程/mm 550 最大模具厚度/mm 406 理論容量/ 3 cm200-400最小模具厚度/mm165 注射速度 /(g/s) 110 頂出桿根數(shù) 1 塑化能

19、力/(g/s) 16.8 定位孔直徑/mm 125 額定注射壓力/MP 109 頂出中心孔直徑/mm 35 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 14200 頂出力/KN 1500 鎖模力/KN 2540 球半徑 SR/mm 15 開模行程/mm 260 噴 嘴孔直徑/mm 4 3.1.3 型腔數(shù)量與注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核型腔數(shù)量與注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 1）型腔數(shù)量的校核 （1）由注射機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 2 1 0.8 16.8 60 1.04 13 60.3 KMtm n m 符合要求。 式中 K注射機最大注射量的利用系數(shù)，非結(jié)晶型塑料一般取 0.8； M注射機的額定塑化量，該注射機為 1

20、6.8g/s； t預(yù)塑時間，因塑件比較大，壁厚，取 60s； m1單個塑件的質(zhì)量，取 60.3g ； m2澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，取 1.04g ； （2）由注射機額定鎖模力校核型腔數(shù)量 6 . 4 9915563 1 2 PA PAF n p 符合要求。 式中 A1單個塑件在分型面上的投影面積，取 9915mm2； A2澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，取 150mm2； P塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的 80%，取 56 MPa； Fp注塑機的額定鎖模力，取 2540X103 N。 2）注射機工藝參數(shù)的校核 （1）最大注射量的校核 16064.12104 .

21、 1 3 . 602 21 p Kmmnm 符合要求。 式中 mp注射機允許的最大注射量，取 200 cm3 ； 其他符號的意義與取值同前。 （2）鎖模力的校核 33 21 10254010 5 . 479)15099152(24 )( p FAnAP 符合要求。 式中 P型腔壓力，一般取注射機注射壓力的 80%，取 24 MPa； 其他符號的意義與取值同前。 3）安裝尺寸的校核 最大與最小模具厚度 模具厚度 H 應(yīng)滿足 minmax HHH 式中 minmax 165,406Hmm Hmm 該套模具厚度 H=30+70+35+50+45+100+30=360mm 符合要求。 4）開模行程校核

22、 12 (510)HHHmm: 式中 H 注射機動模板的開模行程，取 260mm，見表 3.1； H1 推出距離，取 27mm； H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，取 100mm。 符合要求。 3.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計和澆口的設(shè)計模具澆注系統(tǒng)設(shè)計和澆口的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)凝料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，具有傳質(zhì)、傳 壓和傳熱的功能。 3.2.1 主流道的設(shè)計主流道的設(shè)計 主流道是連接注射機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸 線上，斷面為圓形，具有一頂?shù)腻F度，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利 拔除。 1）主流道尺寸和澆口的設(shè)計 （1）主流道的小端直徑 D1=注射

23、機噴嘴直徑+（0.5-1） =4+（0.5-1） ，取 D1=4.5mm。 （2）主流道的球面半徑 SR =注射機噴嘴球頭半徑+（1-2） =15+（1-2） ，取 SR=16mm。 （3）球面的配合高度 h=3mm-5mm ，取 h=3mm。 （4）主流道的長度 取 L=27+70-3=94mm。 （5）主流道大端直徑 D2=D1+2Ltan7.78（半錐角 =1） 取 D2=7.78mm。 （6）澆口套總長 L0=L+h=94+3=97mm。 2）澆口套的設(shè)計 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求比較嚴(yán)，因 而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，

24、以便有效的選 用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如 T8A、T10A 等，熱處理 硬度為 50HRC-55HRC,如圖 3.1 所示。 圖 3.1 澆口套 3.2.2 澆口和流道的設(shè)計優(yōu)化澆口和流道的設(shè)計優(yōu)化 該模具選擇側(cè)澆口點進膠形式充填模具。如圖 3.4，塑料熔體直接流入型腔，因 而壓力損失小，進料速度快，成型比較容易。另外傳遞壓力好，保壓補縮作用強。 圖 3.4 澆口和流道的設(shè)置形式 3.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計和計算成型零件工作尺寸的設(shè)計和計算 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括型腔、型芯、鑲塊 等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、流

25、料的沖刷，脫模時與 塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較 低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的 耐磨性能。 設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總 體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件 的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸， 對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核。 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺 寸，型腔深度、型芯高度尺寸和中心距尺寸等。 ABS 的成型收縮率為 0.4%- -0.7%所以

26、平均收縮率取 s=0.55%。 塑件尺寸公差按 SJ1372- -78 標(biāo)準(zhǔn)中的 5 級精度成型。 3.3.1 動模部分的型芯與型腔動模部分的型芯與型腔 肥皂盒需要鑲件成型，設(shè)置 1 度脫模角度，方便加工和替換。 圖 3.5 圓柱型芯 塑件的尺寸公差源自塑料成型工藝與模具設(shè)計的塑件公差數(shù)值表 3.1。 塑件尺寸 134+00.76 ，94+00.6 ，27+00.32 ，24.5+00.32 型芯徑向尺寸公式 (lm) z =(1+ )HS+0.5 z 0 S 0 (lm1) z =(1+ 0.0055)134+0.75x0.760.76/3=135.31-00.25 0 0 (lm2) z

27、=(1+ 0.0055)94+0.75x0.60.6/3=94.97-00.2 0 0 型芯深度尺寸公式 (hm) z =(1+ )hS+0.75 z 0 S 0 (hm1) z =(1+ 0.0055)27+0.75x0.320.32/3=27.39-00.11 0 0 (hm2) z =(1+ 0.0055)24.5+0.75x0.320.32/3=24.87-00.11 0 0 2）型腔（見圖 3.6） 圖 3.6 動模型腔 塑件的尺寸公差源自塑料成型工藝與模具設(shè)計的塑件公差數(shù)值表 3.1。 塑件尺寸 1500-0.76 ，1000-0.76 ，32.50-0.36 ，30-00.36

28、型腔.徑向尺寸公式 （LM) z =(1+ )LS0.5 z 0 S 0 （LM1) z =(1+ 0.0055)1500.75x0.760.76/3=150.2+00.25 0 0 （LM2) z =(1+ 0.0055)1000.75x0.760.6/3=100.1+00.2 0 0 型腔深度尺寸公式 ( (HM) z =（1+ ）HS-0.75 z 0 S 0 (HM1) z =（1+ 0.0055）32.5-0.75x0.360.36/3=32.41+00.12 0 0 (HM2) z =（1+ 0.0055）30-0.75x0.360.36/3=29.90+00.12 0 0 3)中

29、心距離 塑件的尺寸公差源自塑料成型工藝與模具設(shè)計的塑件公差數(shù)值表 3.1。 中心距離尺寸 810.3 ，400.18 ，140.11 中心距離尺寸公式 (CM) Z/2=(1+) CSZ/2S (CM1)Z/2=(1+0.0055) 810.6/6=81.450.1 (CM2)Z/2=(1+0.0055) 400.36/6=40.220.06 (CM3)Z/2=(1+0.0055) 140.22/6=14.080.04 式中 塑料的平均收縮率，ABS 為 0.55%； S 修正系數(shù)（取 0.75） ；x 塑件尺寸公差，見上塑料尺寸公差值； 模具制造誤差， =/3 3.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選

30、用模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 根據(jù)前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架， 選用模架的結(jié)構(gòu)形式為 A427Z2 GB/T12556.11990。由于實際生產(chǎn)要求，對 模具結(jié)構(gòu)作部分調(diào)整。 1）定模座板（250mm x 250mm x 25mm） 定模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為 45 鋼。通過 4 個 M16 的內(nèi)六角 圓柱螺釘與定模板連接；定位圈通過 3 個 M6 的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接。定模座板 與澆口套為 H8/f8 配合。 2）定模板（200mm x 250mm x 70mm） 用于安裝導(dǎo)套、開通冷卻水道和成型塑件。 應(yīng)有一定的厚度，并有足夠強度， 材

31、料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)到 50-55HRC。其上的導(dǎo)套與導(dǎo)套孔采用 H7/k6 配合，導(dǎo)柱和導(dǎo) 套采用 H7/f7 配合。 3）動模座板（250mm x250mm x 25mm） 動模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為 45 鋼，其上的注射機頂孔為直 徑 40 mm。 4）固定板（200mm x 250mm x 25mm） 用于固定型芯、導(dǎo)柱。應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強度，一般選用 45 鋼，調(diào) 質(zhì)到 50-55HRC。 其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)柱孔為 H7/k6 配合。 5）墊板（200mm x 250mm x 45mm） 用于支撐、固定動模型芯和開設(shè)冷卻水道。材料為 45 鋼。 6）推件板（20

32、0mm x 250mm x 35mm） 用于推出制件和模具復(fù)位。材料為 45 鋼。 7）推桿固定板（120mm x 250mm，厚度 20mm） 用于固定推桿，鋼材為 45 鋼。 8）推板（120mm x 250mm，厚度 25mm） 用于推動推出機構(gòu)，傳遞推件力。材料為 45 鋼，用 M6 的內(nèi)六角圓柱螺釘與推 桿固定板固定。 9）墊塊(38mm x 250mm 厚 50mm) （1）主要作用 在動模座板與支撐板之間形成推出機構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度， 以適應(yīng)注射機的模具安裝厚度要求。 （2）結(jié)構(gòu)形式 可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。 （3）墊塊材料 墊塊材料為 Q2

33、35A，也可以用 HT200、球墨鑄鐵等。該套模具采用 Q235A 制造。 （4）墊塊的高度 h 校核。 符合要求。 =+ +=20+25+27+5=77mmh 1 h 2 hs 式中 推板厚度，為 20mm； 1 h 推桿固定板厚度，為 25mm； 2 h 推出行程，為 27mm；s 推出行程余量，一般為 3mm-6mm，取 5mm. 模架如圖（3.7）所示： 圖 3.7 模架 3.5 合模導(dǎo)向機構(gòu)和定位機構(gòu)合模導(dǎo)向機構(gòu)和定位機構(gòu) 采用標(biāo)準(zhǔn)模架，模架本身帶有導(dǎo)向裝置導(dǎo)柱導(dǎo)套，按模架規(guī)格選取即可。 3.5.1 導(dǎo)向機構(gòu)的總體設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)的總體設(shè)計 1）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近

34、邊緣的部分，其中心至模具 邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的精度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。 2）該導(dǎo)套采用 4 根導(dǎo)柱，等直徑不對稱分布，加以防錯措施。 3）導(dǎo)柱安裝在固定板和墊板上，導(dǎo)套安裝在定模板上。 4）在合模時，保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導(dǎo)致模具損壞。 5）動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。 3.5.2 導(dǎo)柱設(shè)計導(dǎo)柱設(shè)計 1）采用帶頭導(dǎo)柱，加油槽。 2）導(dǎo)柱長度必須比凸模端面高度高出 6mm-8mm。 3）為了使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱端部常做成圓錐形的先導(dǎo)部分。 4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證有足夠的抗彎強度。 5）導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分

35、與模板按 H7/k6 配合，導(dǎo)柱滑動部分按 H7/f7 間隙配合。 6）導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為 0.8um。 7）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬耐磨的表面且不易折斷。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳 素工具鋼 T8A 、 T10A 經(jīng)淬火處理，硬度為 50HRC 3.5.3 導(dǎo)套設(shè)計導(dǎo)套設(shè)計 導(dǎo)套與安裝在另外一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，以 保證模具運動導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種：直導(dǎo)套、帶頭 導(dǎo)套。 1）采用帶頭導(dǎo)套，如圖 3.9 所示。 2）導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，有助于導(dǎo)柱進入導(dǎo)套，避免磕碰。 3）導(dǎo)套孔的的滑動部分按 H7/f7 的間隙配合，表面粗糙度為 0.8u

36、m。導(dǎo)套與導(dǎo) 套孔一端采用 H7/k6 配合；導(dǎo)套頭以間隙配合鑲?cè)肽０濉?4）導(dǎo)套材料可用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼 T8A、T10A，該模具中采 用 T8A。 圖 3.9 導(dǎo)套 3.6 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的型芯上脫出，完成脫出塑 件的裝置稱為推出機構(gòu)。 3.6.1 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則 塑件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后 決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的，應(yīng)遵循以下原則。 1）推出機構(gòu)應(yīng)近盡量設(shè)置在動模一側(cè)。 2）保證塑件不因推出而變形損壞。 3）機構(gòu)簡

37、單，動作可靠。 4）良好的塑件外觀。 5）合模時的準(zhǔn)確復(fù)位。 3.6.2 塑件的推出機構(gòu)塑件的推出機構(gòu) 該套模具的塑件采用推桿帶動推件板推出，共設(shè) 6 根推桿，1 塊推件板。 1）推出機構(gòu)如圖 3.10 所示，推桿如圖 3.11 所示。 圖 3.10 模具推出機構(gòu) 2）推桿應(yīng)設(shè)置在脫模阻力大的地方。 3）推桿應(yīng)布置均勻。 4）推桿應(yīng)設(shè)在塑件強度、剛度較大的地方。 5）推桿直接與模板上的推桿空采用 H8/f8 間隙配合。 6）通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔地面平齊或高出型腔底面 0.05mm-0.10mm。 7）推桿與推桿固定板，通常采用單邊 0.5mm 的間隙，這樣可以降低加工要求， 又能

38、在多推桿的情況下，不因各板上的推桿孔加工誤差引起軸線不一致而發(fā)生卡死 現(xiàn)象。 8）推桿的材料常用 T8、T10 碳素工具鋼，熱處理要求硬度 50HRC 以上，工作端 配合部分的表面粗糙度為 u=0.8um。 3.7 排氣系統(tǒng)設(shè)計排氣系統(tǒng)設(shè)計 塑料熔體在填充模具的過程中的同時要排出型腔及流道原有的空氣。除此以外， 塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體，這些氣體必須及時排除，否則被壓縮的空氣產(chǎn)生 高溫會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，甚至充模不滿。 因該模具是中小型模具，分型面適宜，在模板分型面上設(shè)置 1mm 深的排氣槽用 于排氣。 3.8 冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計 ABS 塑料注射到模

39、具內(nèi)的塑料溫度為 180-190 左右，而塑料固化后 從模具型腔中取出時其溫度在 60 以下，熱塑性塑料在注射成型后，須對模具進 行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅 速脫模。 ABS 的成型溫度和模具溫度分別為 180-190、50-70，用常溫水對模 具進行冷卻。 3.8.1 冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì) 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水比較多，因為冷卻水熱容量大、傳 熱系數(shù)大，成本低。該模具用冷卻水冷卻，在模具型腔、型芯內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。 3.8.2 冷卻系統(tǒng)的計算冷卻系統(tǒng)的計算 冷卻系統(tǒng)的計算包括熱傳導(dǎo)面積的計算、溫控介質(zhì)通道的尺寸和介質(zhì)用量的確 定以及通

40、道回路的排布等， 其參數(shù)根據(jù)資料推薦值選擇。 3.8.3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則冷卻系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則 在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、 耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程 中，冷卻時間占注射成型周期的約 80%。同時影響注射模冷卻的因素很多，如塑 件的形狀和分型面的設(shè)計，冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參 數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件 和模具間的熱循環(huán)交互作用等。 （1） 低的模具溫度可降低塑件的收縮率。 （2） 模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。 （3）

41、對結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象， 但是將導(dǎo)致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。 （4） 隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應(yīng)力開裂性降低，因此降 低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應(yīng)力開 裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模，減少補料時 間是有利的。 （5） 提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。 在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料 的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 2000C 左右，而從模具中取出塑件的溫度約為 600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入冷卻水進 行

42、冷卻即可。 根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大，冷卻水孔數(shù) 量大于或等于 3 根都是可行的。這樣做同時可實現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的 原則。根據(jù)書上選擇經(jīng)驗值，定模部分 4 根，動模部分 2 根，冷卻水道口徑為 10mm. 另外，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計還應(yīng)同時遵循： （1）冷卻水道應(yīng)盡量多，截面尺寸應(yīng)盡量大。 （2）冷卻水至型腔表面距離應(yīng)盡量相同。 （3）冷卻水道出入口溫差應(yīng)盡量小。 （4）冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置。 （5）冷卻水道的設(shè)計還必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕， 降低塑件強度。 （6）冷卻水道要易于加工清理，一般水道孔徑為 10 毫米左右（不

43、小于 8 毫米） （7）冷卻水道設(shè)計要防止冷卻水泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈。 從裝配圖上可查看“冷卻水路示意圖” 。 第四章第四章 模具裝配模具裝配 4.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求塑料模具裝配的技術(shù)要求 塑料模具種類較多，結(jié)構(gòu)差異很大，裝配的具體內(nèi)容與要求也不同。一般注射、 壓縮和擠出模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，裝配環(huán)節(jié)多，工藝難度大。其他類型的塑料模具結(jié) 構(gòu)較為簡單。無論哪種類型的模具，為保證成形制品的質(zhì)量，都應(yīng)具有一定的技術(shù) 要求。 1）模具裝配后各分型面應(yīng)貼合嚴(yán)密,主要分型面的間隙應(yīng)小于 0.05mm;在模具 適當(dāng)?shù)钠胶馕恢脩?yīng)裝有吊環(huán)或起吊孔;模具的外形尺寸、閉合高度、安裝固定及定位 尺寸、推

44、出方式、開模行程等均應(yīng)符合設(shè)計圖樣要求，并與所使用的設(shè)備條件相匹 配，模具應(yīng)有標(biāo)記，各模板應(yīng)打印順序編號及加工與裝配時使用的基準(zhǔn)標(biāo)記。 2）導(dǎo)向或定位精度應(yīng)滿足設(shè)計要求，動、定模開合運動平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確，無卡 阻、咬死或刮傷現(xiàn)象，安裝精定位元件的模具時，應(yīng)保證定位精度、可靠，且不得 與導(dǎo)柱、導(dǎo)套發(fā)生干涉。 3）成型零件的形狀與尺寸精度及表面粗糙度應(yīng)符合設(shè)計圖樣要求，表面不得有 碰傷、劃痕、裂紋、銹蝕等缺陷；拋光方向應(yīng)與脫模方向一致，成形表面的文字、 圖案與脫模方向一致；活動成形零件或鑲件應(yīng)定位可靠。配合間隙適當(dāng)，活動靈活， 不產(chǎn)生溢料。 4）澆注系統(tǒng)表面光滑，尺寸與表面粗糙度符合設(shè)計要求。 5）

45、推出機構(gòu)應(yīng)運動靈活，工作平穩(wěn)、可靠；推出元件不應(yīng)承受側(cè)向力；既不允 許放生溢料，也不得有卡阻現(xiàn)象。 6）側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)應(yīng)運動靈活、平穩(wěn)；斜導(dǎo)柱不應(yīng)承受側(cè)向力；滑塊鎖挈 應(yīng)固定可靠，工作時不得產(chǎn)生變形。 7）模具加熱元件應(yīng)安裝可靠、絕緣安全、無破損，能達到設(shè)定溫度要求；模具 冷卻水道應(yīng)通暢，無堵塞，連接部位密封可靠。 4.2 塑料模具裝配過程塑料模具裝配過程 塑料模的總裝過程因模具結(jié)構(gòu)的不同而不同,但其主要的總裝配順序不變,具體 如下: 1）確定裝配基準(zhǔn)。 2）安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套和型芯、型腔并使間隙均勻。 3）安裝側(cè)抽芯機構(gòu)和推出機構(gòu)等。 4）其他零件的裝配。 5）檢驗、試模。 下面以裝配圖上的編

46、號為準(zhǔn)，裝配時以導(dǎo)柱、導(dǎo)套為基準(zhǔn)件，裝配過程如下。 4.2.1 裝配模架裝配模架 1）采用導(dǎo)向零件裝配方法，將導(dǎo)套 17 壓入定模板 13，導(dǎo)柱 16 壓入固定板 9 2）合模檢查導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙，保證滑動平穩(wěn) 3）將動定模的基準(zhǔn)面磨平，保證兩面平行 4.2.2 裝配定模部分裝配定模部分 1）將澆口套 21 裝入定模板 13 2）將定模板 13 與定模座板 15 裝配在一起，擰緊螺釘 3）在裝配好的定模座板 15 上裝配定位圈 23，擰緊螺釘 4.2.3 裝配動模部分裝配動模部分 1）將動模型芯 10 壓入固定板 9 2）將固定板 9 與推件板 11 裝配 3）將固定板 9 與墊板 7、推出

47、機構(gòu)裝配 4）將推件板 11、型芯 10、固定板 9、墊板 7、 推出機構(gòu)與支撐塊 2、動模座板 1 裝配在一起，擰緊螺釘 4.2.4 裝配推出機構(gòu)裝配推出機構(gòu) 1）在推板固定板 5 上裝配推桿 20 2）將裝配好的推板固定板 5 與推板 3 裝配，擰緊螺釘 4.2.5 裝配冷卻水道接口及附件裝配冷卻水道接口及附件 1）裝配冷卻水道接口及其他附件 2）在裝配附加的同時進行模具開合模檢驗，對不合適部位進行修研與調(diào)整 4.2.6 試模與調(diào)試試模與調(diào)試 1）模具裝配好后進行試模檢驗 2）試模合格后，對模具成型表面進行精細(xì)拋光，以達到制品的表面要求 第五章第五章 模具工作過程模具工作過程 模具裝配試模完畢之后,模具進入正式工作狀態(tài),其基本工作過程如下. 1）對塑料 ABS 進行烘干,并裝入料斗. 2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。 3）合模、鎖緊模具。 4）對塑料進行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射。