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1、外壳注塑模具设计摘 要本次设计主要对壳类注射模的设计，提出了模具设计的关键点，设计了模具的整体结构。根据塑件分型面的位置，设计了推件板推出结构，零件采用了单分型面的侧浇口，提高了注射的质量，以及自动化程度，提高生产质量。通过对塑件进行工艺的分析及其结构分析，从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、注射机的选择及有关参数的校核都有详细的设计。该模具一模两腔经过生产验证，该模具结构合理，动作可靠。关键词：注射模；脱模机构；结构设计I目 录1 绪论12 塑件成型工艺的可行性分析22.1 塑件分析22.2 塑件的原材料分析22.3 成型工艺分析如下32.3.
2、1 精度等级32.3.2 脱模斜度33 注射成型机的选择与成型腔数的确定43.1 注射成型机的选择43.1.1 估算零件体积和投影面积43.1.2 锁模力43.2 注塑机的校核53.3 成型腔数的确定54 浇注系统的设计74.1 浇注系统的作用74.2 浇注系统的组成74.3 垂直式主流道设计84.4 定位圈的设计84.5 浇口设计85 成型零件结构设计105.1 分型面的设计105.1.2 分型面的分类105.1.3 分型面的分类及选择原则105.1.4 分型面的确定105.2 型腔的分布115.3 型腔的结构设计115.4 型芯的结构设计115.5 模具成型零件的工作尺寸计算126 排气系
3、统的设计156.1 排气不良的危害156.2 排气系统的设计方法157 导向与脱模机构的设计167.1 导向机构的作用和设计原则167.1.1 导向机构的作用167.1.2 导向机构的设计原则167.2 导柱、导套的设计167.2.1 导柱的设计167.2.2 导柱分布设计177.2.3 导套的设计187.3 顶出脱模机构的确定198 其它结构零部件的设计208.1 模具安装尺寸校核208.2 开模行程的效核209 温控系统设计229.1 模温对塑件质量的影响229.2 模温对生产效率的影响239.3 加热系统239.4 冷却系统239.5 冷却介质239.6 冷却装置的结构形式2410 经济
4、性与环保性分性2511 模具结构简述27参考文献30III1 绪论随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的的中国梦”口号以及工业4.0的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑
5、成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。本次课程设计的主要任务是对外壳的设计，也就是设计一副注塑模具来生产外壳的塑件产品，以实现自动化提高产量。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。通过模具设计表明该模具能达质量和加工工艺要求。外壳的具体结构，通过此次设计，使我对模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成
6、结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。292 塑件成型工艺的可行性分析2.1 塑件分析外壳工件如图2-1所示，它是工业用品，要求大批量生产，对尺寸，外观和光洁度无具体要求，根据该塑件结构特点，模具设计采用脱模板顶出结构，也是工厂里比较简单，实用，常见的顶出结构。为了使模具与注射机相匹配以提高生产力和经济性、保证塑件精度，并考虑模具设计时应合理确定型腔数目，由于体积比较大，该模具选择一模两腔。图2-1 塑件尺寸2.2 塑件的原材料分析该塑件的原材料为ABS，耐腐蚀性，电绝缘性(尤其高
7、频绝缘性)优良可以氯化,辐照改性，可用玻璃纤维增强，低压聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性；ABS的柔软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨，低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯适于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯适于制作减震，耐磨及传动零件。成型特性： （1）结晶料，吸湿小，不须充分干燥，流动性极好流动性对压力敏感，成型时宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分，不宜用直接浇口，以防收缩不均， 内应力增大，注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。（2）收缩范围和收缩值大，方向性明显,易变形翘曲，冷却速度宜慢
8、，模具设冷料穴，并有冷却系统。（3）加热时间不宜过长，否则会发生分解，灼伤。（4）软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模。（5）可能发生融体破裂，不宜与有机溶剂接触，以防开裂。表2-1 ABS注射成形的工艺参数注射机类型螺杆转速/（r/min）喷嘴料筒温度模具温度注射压力/MABS保压压力/MABS注射时间/s保压时间/s冷却时间/s成形周期/s形式温度前段中段后段螺杆式3060直通式1701901802002002201601704080701205060052060155040120柱塞式直通式1701901802001902201501705070701004050051560155040
9、1202.3 成型工艺分析如下2.3.1 精度等级影响塑件精度的因素很多，塑料的收缩、注塑成型条件（时间、压力、温度）等，塑件形状、模具结构（浇口、分型面的选择），飞边、斜度、模具的磨损等都直接影响制品的精度。按GB/T14486-1993标准，塑料件尺寸精度分为7级，本塑件精度取MT5级。 2.3.2 脱模斜度由于塑件冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脱出困难，强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度。制品设脱模斜度为0.5。3 注射成型机的选择与成型腔数的确定3.1 注射成型机的选
10、择3.1.1 估算零件体积和投影面积用三维建模分析知塑件体积为体积：V=35.8cm3，单侧投影面积为：A=5024mm2，由于此模具浇注系统采用侧浇口，其浇注系统凝料较小，估计浇注系统的体积为27.84cm3，由于采用的是一模二腔 V总=2V塑+V浇=235.8+28=99.6cm3 （3-1）ABS的体积是0.9克/立方厘米。所以总体质量0.999.6=89.64g3.1.2 锁模力计算其所需锁模力为：F锁 =AP型=5024X245Mp=552KN （3-2）3.1.3 选择注射机及注射机的主要参数由此考虑塑件大批量生产，以及以上的从温度、压力、时间方面考虑，查表附录D（塑料成型工艺与模
11、具设计）初步选用注射机SX-ZY-125。表3-1 XS-ZY-125型注射机主要参数名称大小名称大小注射量/cm3125最大开模行程/mm300螺杆直径/mm42模具厚度/mm最大300注射压力/MABS60100最小200注射行程/mm130喷嘴球径/mmSR12注射时间/s2090喷嘴孔径/mm4锁模力/KN900锁模方式螺杆式3.2 注塑机的校核（1）最大注塑量校核。材料的利用率为500/840=0.60，符合注塑机利用率在0.30.80的要求。（2）注射压力的校核。所选注塑机的注塑压力需大于成型塑件所需的注射压力，ABS塑件的注塑压力一般要求为30100MABS，所以该注塑机的注塑压
12、力符合条件。（3）锁模力效核。高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分形面分开的胀模力，此力的大小等于塑件和流道系统在分形面上的投影等于型腔压力的成积。胀模力必须小于注塑机额定锁模力。型腔压力Pc可按下式粗略计算： Pc=kP （3-3）式中： Pc-为型腔压力（MABS）； P-为注射压力（MABS）； K-为压力损耗系数，通常在0.250.5范围内选取。所以，Pc=KP=0.37120=45MABS，型腔压力决定后，可按下式校核注塑机的额定锁模力： TKPcA （3-4）式中： T-为注塑机的额定锁模力（KN）； A-为塑件和流道系统在分形面上的投影面积（mm2）； K-为安全系数，通常取
13、1.11.2；KpcA=1.24523306.3=12.59KN （3-5）所以T=900KN KPcA成立，即该注塑机的锁模力符合要求。3.3 成型腔数的确定以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的80%计算： （3-6） =4.08式中： N-型腔数； S-注射机的注射量（g）； W-浇注系统的重量（g）； W件-塑件重量（g）；因为，N=4.082所以，此模具型腔为一模两腔结构合理。4 浇注系统的设计4.1 浇注系统的作用 浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型腔的流动通道，因此它应能够顺利的引导熔体迅速有序地充满型腔各处，获得外观清晰，内在质量优良的塑件。对浇注系统设计的具体要求是：对模腔的填充迅速有序；可同时充满各个型腔；对热量和压力损失较小；尽可能消耗较少的塑料；能够使型腔顺利排气；浇注道凝料容易与塑料分离或切除；不会使冷料进入型腔；浇口痕迹对塑料外观影响很小。4.2 浇注系统的组成浇注系统组成是：主流道、分流道、浇口、冷料井。
