塑料模具設計實例

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 塑料模設計實例塑料注射模具設計與制造實例是通過設計圖1.1所示的防護罩的注射模，全面介紹了從塑料成形工藝分析到確定模具的主要結構，最后繪制出模具的塑料注射模具設計全過程。設計任務：產品名稱：防護罩產品材料：ABS（抗沖）產品數(shù)量：較大批量生產塑料尺寸：如圖1.1所示塑料質量：15克塑料顏色：紅色塑料要求：塑料外側表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡。塑料允許最大脫模斜度0.5圖1.1 塑件圖一注射模塑工藝設計1材料性能分析（1）塑料材料特性ABS塑料（丙乙烯丁二烯苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中導入了丙烯腈、丁二烯等異種單體后成為的改性共聚物，也可稱為改性聚苯乙烯，具

2、有比聚苯乙烯更好的使用和工藝性能。ABS是一種常用的具有良好的綜合力學性能的工程材料。ABS塑料為無定型料，一般不透明。ABS無毒、無味，成型塑料的表面有較好的光澤。ABS具有良好的機械強度，特別是抗沖擊強度高。ABS還具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化學穩(wěn)定性和電性能。ABS的缺點是耐熱性不高，并且耐氣候性較差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。（2）塑料材料成形性能使用ABS注射成形塑料制品時，由于其熔體黏度較高，所需的注射成形壓力較高，因此塑料對型芯的包緊力較大，故塑料應采用較大的脫模斜度。另外熔體黏度較高，使ABS制品易產生熔接痕，所以模具設計時應注意減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力。ABS

3、易吸水，成形加工前應進行干燥處理。在正常的成形條件下，ABS制品的尺寸穩(wěn)定性較好。（3）塑料的成形工藝參數(shù)確定查有關手冊得到ABS（抗沖）塑料的成形工藝參數(shù)：密 度 1.011.04克/mm收 縮 率 0.3%0.8%預熱溫度 80c85c，預熱時間23h料筒溫度 后段150c170c，中段165C180c，前段180c200c噴嘴溫度 170c180c模具溫度 50c80c 注射壓力 60100MPa注射時間 注射時間2090s，保壓時間05s，冷卻時間20150s.2塑件的結構工藝性分析（1）塑件的尺寸精度分析該塑件上未注精度要求的均按照SJ1372中8級精度公差值選取，則其主要尺寸公差標

4、注如下（單位均為mm）：外形尺寸：、內形尺寸：孔 尺 寸：孔心距尺寸：（2）塑件表面質量分析該塑件要求外形美觀，外表面表面光滑，沒有斑點及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4m，下端外沿不允許有澆口痕跡，允許最大脫模斜度0.5，而塑件內部沒有較高的表面粗糙度要求。（4）塑件的結構工藝性分析A、從圖紙上分析，該塑件的外形為回轉體，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。B、塑件型腔不大，適合批量生產。C、在塑件側壁有1個的孔，因此成型后塑件不易取出，需要考慮側抽芯裝置。結論：綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。 3確定成型設備選擇（1）計算塑件的體積和重量計算塑件的重量是為了選擇注射機及確定模具型腔數(shù)。 A、計算

5、塑件的體積：V=12723.2mm3（過程略） B、計算塑件的重量：根據(jù)有關手冊查得=1.2Kgdm3 所以，塑件的重量為：W=V =12723.21.210-3 =15.26g（2）設備選擇根據(jù)塑件形狀及尺寸，采用一模兩腔的模具結構，考慮外形尺寸及注射時所需的壓力情況，參考模具設計手冊初選螺桿式注射機：G54S200/400選用G54S200/400型臥式注射機，其有關參數(shù)為：額定注射量 200/400cm注射壓力 109MPa鎖模力 2540KN最大注射面積 645cm模具厚度 165406mm最大開合模行程 260mm噴嘴圓弧半徑 18mm噴嘴孔直徑 4mm拉桿間距 290mm368mm

6、4成型工藝參數(shù)的確定查相關手冊得出工藝參數(shù)如下表，試模時可根據(jù)實際情況作適當調整5模塑工藝規(guī)程編制 塑料成型工藝卡片資料編號車間共 1 頁第 1 頁零件名稱防護罩材料牌號ABS設備型號G54-S200/400裝配圖號FHZ001材料定額12723.2mm3每模件數(shù)2零件圖號FHZ000單件重量15.26g工裝號材料干燥設備溫度/110120C時間/h812料筒溫度（）后段/210240中段/230280前段/240285噴嘴/240250模具溫度/90110時間注射/s2090保壓/s05冷卻/s2090壓力注射壓力/MPa80130背壓/MPa80130后處理溫度100C時間定額輔助/min

7、時間812單件/min檢驗編制校對審核組長車間主任檢驗組長主管工程師二模具設計1.可行性分析（1）質量保證措施根據(jù)塑件技術要求和塑料模塑成型工藝文件技術參數(shù)，為保證達到塑件要求采取了如下措施：分型面的設置方法塑料分型面的選擇應保證塑件的質量要求，本實例中塑件的分型面有多種選擇，如圖1.2所示。圖1.2a所示的分型面選擇在軸線上，這種選擇會使塑件表面留下分型面痕跡，影響塑件表面質量。同時這種分型面也使抽芯困難；圖1.2b的分型面選擇在下端面，這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體上凹模型腔內成形，塑件大部分外表面光滑，僅在側向抽芯處留有分型面痕跡。同時側向抽芯容易，而且塑件脫模方便。因此塑件選擇如圖

8、1.2b所示的分型面圖1.2 分析面的選擇側抽芯的措施塑件的側面有直徑為10mm的圓孔，因此模具應有側向抽芯結構，由于推出距離較短，抽出力較小，所以采用斜面斜導柱、滑塊抽芯機構。斜導柱裝在定模板上，滑塊裝在推件板上。脫模斜度的數(shù)值為確保塑件外形美觀，外表面表面光滑，沒有劃傷、熔接痕，需要將脫模斜度設計略微大一些，而制件允許最大脫模斜度0.5，故脫模斜度即設計該值。（2）合理的確定型腔數(shù)為提高塑件生產的經(jīng)濟效益，在注射機容量能滿足要求的前提下，應計算出較合理的型腔數(shù)。隨型腔的數(shù)量增多，每一只塑件的模具費用有所降低。該塑料形狀較簡單，質量較小，生產批量較大。所以應使用臺多型腔注射模具?？紤]到塑件側

9、面有直徑為10mm的圓孔，需側向抽芯，所以模具采用一模兩腔、平橫布置。這樣模具尺寸較小，制造加工方便，生產效率高，塑件成本較低。其布置如圖1.3所示。圖1.3 塑件布置圖（3）澆道和澆口設置澆口對塑件的形式、尺寸精度、熔接痕位置、二次加工和商品價格等有很大影響，因而必須首先對澆道和澆口對具體塑件的成型關系進行分析。根據(jù)該制件的結構特點可以考慮采用點澆口和側澆口兩種形式，但是塑件明確要求下端外沿不允許有澆口痕跡，所以塑件采用點澆口成形，其澆注系統(tǒng)如圖1. 4所示。點澆口直徑為0.8mm，點澆口長度為1mm，頭部球R1.52mm，錐角為6。分流道采用半圓截面流道，其半徑R為33.5mm。主流道為圓

10、錐形，上部直徑與注射機噴嘴相配合，下部直徑68mm。圖1.4 點澆口澆注系統(tǒng)（4）模具制造成本估算（略）2確定模具類型（1）塑料采用注射成形法生產。為保證塑料表面質量，使用點澆口成形，因此模具應為雙分型面注射模（三板式注射模）。（2）因塑件尺寸較小，模具規(guī)模不大，為了降低加工難度，該模具采用直接加工型腔，即整體式結構。（3）從塑件側孔的角度考慮，制件孔較小，所需的抽芯力不大，所以可以利用斜導柱抽芯。3確定模具主要結構（1）模具的結構形狀模具結構為雙分型面注射模，如圖1.5所示。采用拉桿和限位螺釘，控制分型面AA的打開距離，其開距應大于40mm，方便澆口。分型面BB的打開距離，其開距應大于65m

11、m用于取出制件。模具分型面的打開順序，由安裝在模具外側的彈簧滾柱式機構控制。圖1.5 雙分型面注射模模具結構1限位拉桿 2導套 3定模板 4螺釘 5推件板 6推桿 7動模板 8支承板 9推桿固定板 10推板 11墊塊 12動模座 13導柱 14導套 15導套 16定模座 17流道板 18導套 19導柱 20限位螺釘（2）選擇模架模架的結構，如圖1.6所示.模架安裝尺寸校核模具外形尺寸為長300mm、寬250mm、高345mm,小于注射機拉桿間距和最大模具厚度,可以方便的安裝在注射機上。圖1.6 模架（3）型腔布置根據(jù)塑件的幾何結構特點、尺寸精度要求，確定了一模兩腔的模具結構，其排布方式如圖1.

12、7所示。圖1.5 型腔排布方式（4）確定分型面如前所述，為了保證塑件的表面質量，且有利于模具加工、排氣、脫模及成型操作，分型面選擇如圖1.5所示的A-A分型面。 （5）確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大小以及排氣方法、排氣槽的位置、大小如圖1.4所示。（6）選擇推出方式由于塑件形狀為圓殼形而且壁厚較薄，使用推桿推出容易在塑件上留下推出痕跡，不宜采用。所以選擇推件板推出機構完成塑件的推出，這種方法結構簡單、推出立均勻，塑件在推出時變形小，推出可靠。（7）冷卻系統(tǒng)模具加熱一般生產ABS材料塑性的注射模具不需要外加熱。模具冷卻模具的冷卻分為兩部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分

13、是型芯的冷卻。型腔的冷卻是由定模板（中間板）上的兩條10mm的冷卻水道完成，如圖1.6所示。圖1.6 定模板冷卻水道型芯的冷卻如圖1.7所示，在型芯內部開有16mm的冷卻水孔，中間用隔水板2隔開，冷卻水由支承板5上的10mm冷卻水孔進入，沿著隔水板的一側上升到型芯的上部，翻過隔水板，流入另一側，再流回支承板上的冷卻水孔。然后繼續(xù)冷卻第二個型芯，最后由支承板上的冷卻水孔流出模具。型芯1與支承板5之間用密封圈3密封。圖1.7 型芯的冷卻1型芯 2隔水板 3密封圈 4定模板 5支承板（8）模具總體結構模具結構示意如圖1.8所示。圖1.8 模具結構示意圖1導柱 2導套 3拉桿 4定模板（中間板） 5螺

14、釘 6導套 7復位桿 8動模座板 9螺釘 10推板 11推桿固定板 12墊塊 13支承板 14密封圈 15隔水板 16動模板 17定位銷 18推件板 19側滑塊 20斜楔 21斜導柱 22型芯 23螺釘 24脫出板 25定模座板 26定模鑲塊 27拉料桿 28定位圈 29澆口套 30導柱 31導套 32導套 33限位螺釘（9）模具零件厚度及外形尺寸型腔結構如圖1.8所示，型腔由定模板4、定模鑲件26和19共三部分組成。定模板4和滑塊19構成塑件的側壁，定型鑲件26成形塑件的頂部，而且點澆口開在定模鑲件上，這樣使加工方便有利于型腔的拋光。定模鑲件可以更換，提高了模具的使用壽命。型芯結構如圖1.8

15、所示，型芯由動模板16上的孔固定。型芯于推件板18采用錐面配合，以保證配合緊密，防止塑件產生飛邊。另外，錐面配合可以減少推件板在推件運動時與型芯之間的磨損。型芯中心開有冷卻水孔，用來強制冷卻型芯。模具的導向結構如圖1.8所示，為了保證模具的閉合精度，模具的定模部分與動模部分之間采用導柱子1和導套2導向定位。推件板18上裝有導套6，推出制件時，導套6在導柱1上運動，保證了推件板的運動精度。定模座板上裝有導柱30，為點澆口凝料推板24和定模板4的運動導向。結構強度計算（略）（7）計算成型零件工作尺寸取ABS的平均成形收縮為06%，塑件未注公差按照SJ1372中8級精度公差值選取。型腔徑向尺寸模具最

16、大磨損取塑件公差的1/6；模具制造公差z=/3；取X=0.75.40+0.2640.26-0.26 (Lm1)+0=(1+S)Ls1-X+0 =(1+0.6%)40.26-0.750.26 +0.09 =40.31+0.09R250.94R25.94-0.94 (Lm2) +0=(1+S)Ls2-X +0 =(1+0.6%)25.94-0.750.94 +0.31 =25.39+0.31型腔深度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具制造公差z=/取X=0.5。50+1.251.2-1.2 （Hm1）+0=(1+S)Hs1-X +0 =(1+0.6%)51.2-0.51.2 +0.40 =5

17、0.91+0.4045+1.246.21.2 (Hm2) +0=(1+S)Hs2-X +0 =(1+0.6%)46.21.2 +0.40 =45.88+0.40(3) 型芯徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6； 模具制造公差z=/3；取X=0.75.36.8+0.2636.8+0.26 (Ls1)0-z=(1+S)Ls1+X0-Z =(1+0.6%)36.8+0.750.26 -0.09 =37.220-0.0910+0.5210+0.52 (Ls2) 0-z=(1+S)Ls2+X0-Z =(1+0.6%)10+0.750.25 -0.17 =10.450-0.17(4) 型芯高度尺寸模具

18、最大磨損量取塑件公差的1/6； 模具制造公差z=/3；取X=05。1）48.4+1.248.4+1.2 (hm1) 0-z=(1+S)hs1+X 0-Z =(1+0.6%)48.4+0.51.2-0.40 =49.29-0.402) 15+0.6815+0.68 (hm2) 0-z=(1+S)hs2+ X 0-Z =(1+0.6%)15+0.50.68 -0.23 =15.43-0.23四模具總裝圖1模具總裝圖（略）2模具工作原理（略）五模具的裝配、試模1模具的裝配（略）2模具的安裝試模試模是模具中的一個重要環(huán)節(jié)，試模中的修改、補充和和調整是對于模具設計的補充。（1）試模前的準備試模前要對模具

19、及試模用的設備進行檢驗。模具的閉合高度，安裝與注射機各個配合尺寸、推出形式、開模距、模具工作要求等要符合所選設備的技術條件。檢查模具各滑動零件配合間隙適當，無卡住及緊澀現(xiàn)象。活動要靈活、可靠，起止位置的定位要正確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無松動現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門、附件、備件要齊全。對于試模設備也要進行全面檢查，即對設備的油路、水路、電路、機械運動部位、各操縱件和顯示信號要檢查、調整，使之處于正常運轉狀態(tài)。（2）模具的安裝及調試模具的安裝是指將模具從制造地點運至注射機所在地，并安裝在指定注射機的全過程。模具安裝在注射機上要注意以下幾方面：模具的安裝方位要滿足設計圖樣的要求。模具中有側向滑動

20、結構時，盡量使其運動方向為水平方向。當模具長度與寬度尺寸相差較大時，應盡可能使較長的邊與水平方向平行。模具帶有液壓油路接頭，氣路接頭，熱流道元件接線板時，盡可能放在非操作一側，以免操作不方便。模具在注射機上的固定多采用螺釘，壓板的形式，如圖1.9所示。一般每側48塊壓板，對稱布置。圖1.9 模具固定1壓板 2螺釘 3模具 4注射機安裝板模具安裝于注射機上之后，要進行空循環(huán)調整。其目的在于檢驗模具上各運動機構是否可靠、靈活，定位裝置是否能夠有效作用。要注意以下方面：合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力。、活動型芯、推出及導向部位運動及滑動要平穩(wěn)、無干涉現(xiàn)象，定位要正確可靠。開模時，推出要平穩(wěn)

21、，保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具。冷卻水要暢通，不漏水，閥門控制正常。（3）試模模具安裝調試后既可以進行試模加入原料原料的品種、規(guī)格、牌號應符合產品圖樣中的要求，成形性能應符合相關標準的規(guī)定。原料一般要預先進行干燥。調整設備按照工藝條件要求調整注射壓力、注射速度、注射量、成形時間、成形溫度等工藝參數(shù)。試模將模具安裝在注射機上，選用合格的原料，根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調整好注射機，采用手動操作。開始注射時，首先采用低壓、低溫和較長的時間條件下成形。如果型腔未充滿，則增加注射時的壓力。在提高壓力無效時，可以適當提高溫度條件。試模注射器出樣件。試模過程中容易產生的缺陷及原因可參考表10-9。試模過程中，應進行詳細記錄，將結果填入試模記錄卡，并保留試模的樣件。（4）檢驗通過試?？梢詸z驗出模具結構是否合理；所提供的樣件是否符合用戶的要求；模具能否完成批量生產。針對試模中發(fā)現(xiàn)的問題，對模具進行修改、調整、再試模，使模具和生產出的樣件滿足客戶的要求，試模合格的模具，應清理干凈，涂