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1、HPVC分线盒注塑模具第一章 模具工业的发展及塑件的分析1.1 模具工业的发展改革开放以来，中国模具工业企业的所有制也发生了巨大的变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造集体企业和私营企业多达数千家，成为国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品和市场竞争能力，纷纷加大了对模具的制造的投入，例如科龙、美的、和威力等集团都建立了自己的模具制造中心，中外和资企业和外国独资的
2、模具企业多集中于沿海工业发达地区，现已有上万家。例如，江苏无锡的微研有限公司为一日本独资企业，员工有300余人，拥有精密数模具加工设备70余台，1998年其模具产值已超过2亿元。中国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。目前，国内已能生产精度达2微米的精密多工级进模。工位数最多已达160个，寿命达12亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视塑壳模具，6.5KG大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠，整体仪表板等塑料模具。在精密塑料模具方面国内已能生产照相机塑料模具，多行腔小模数齿轮模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车
3、模具方面，现已能制造新型轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具，铝合金到了较高的水平，并可替代进口模具。虽然中国模具工业在过去的十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较底，CAD/CAE/CAM的普及率不高，许多先进的模具技术的应用还不够广泛等。特别在大型、精密，复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。在中国，人们已经越来越认识到模具在制造业中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志，并在很大程度上
4、决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。1.2 注射模具的设计步骤具体设计步骤如下：（一） 编制模具设计说明书（草案）1、 塑件分析1） 明确塑件设计要求仔细阅读塑料制品零件图，从塑料品种，塑件形状，尺寸精度，表面粗糙度等方面考虑注塑成型工艺的可行性和经济性。2） 明确塑件生产批量小批量生产时，为降低成本，模具尽可能的简单；在大批量生产时，应在保证塑件质量前提下，尽量采用一模多腔的模具，以缩短生产周期，提高生产效率。3） 计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量是为了确定模具型腔数，选用注塑机。2、 注射机的选用根据塑件的体积或质量大致确定模具的结构，初步确定注射机型号，了解所使用的注射机与
5、设计模具有关的技术参数，如：注射机定位圈的直径，喷嘴前端孔径及球面半径，注射机最大注射量，锁模力，注射压力，固定模板和移动模板面积大小及安装螺孔位置，注射机拉杆的间距，闭合厚度，开模行程，顶出行程等。3、 模具设计的有关计算1） 凹，凸模零件工作尺寸的计算2） 型腔壁厚，底板厚度的确定3） 模具加热，冷却系统的确定4、 模具结构设计1） 塑件成型位置及分型面选择2） 模具型腔数的确定，型腔的排列和流倒布局以浇口位置设置3） 模具成型零件的结构设计4） 侧分型与抽芯机构的设计5） 顶出机构的设计6） 拉料杆的形成选择7） 排气方式设计5、 标准注射模架的选择按GB/T12556.1-1990选定
6、模架，在以上模具零部件设计基础上初步绘出模具的结构草图。6、 注射机参数校核1） 最大注射量校核2） 注射压力的校核3） 锁模力的校核4） 模具与注射机安装部分相关尺寸的校核，包括闭合高度，开模安装尺寸等几个方面的相关尺寸的校核。（二） 模具装配图和零件图的绘制1、 模具装配图的绘制模具装配图绘制必须符合机械制图国家标准，其画法与一般机械画图法原则上没有区别，只是为了更清楚的表达模具中成型制品的形状，浇口位置的设置，在模具总图的俯视图上可将定模拿掉，而只画动模部分的俯视图。制图比例通常按1：1绘制，塑件图一般画在图纸的右上方。模具装配图应包括必要尺寸，如模具的闭合尺寸，外形尺寸，特征尺寸（与注
7、塑机配合的定位环尺寸），装配尺寸，极限尺寸（活动零件移动其止点）及技术条件，编写零件明细表等。2、 模具零件图的绘制从装配图中绘制零件图，零件图中各相关公差配合按要求选取，绘制完毕后，再按零件图校核装配图中相关尺寸。 （三） 整理有关资料准备答辩1、 整理课程设计说明书装订成册。2、 校对、审核图纸并装订成册。3、 参考资料索引。塑件的分析1、塑件的分1） 塑件名称：硬聚氯乙烯（HPVC）2） 生产纲领：小批量3） 塑件的原材料分析塑件的原材料采用硬聚氯乙烯（HPVC）属热塑性塑料。从实用性能上看，有较好的抗拉、抗弯、抗压抗冲击性能，有较好的电器绝缘性能。但热稳定性较差，长时间加热会导致分解，
8、放出氯化氢气体。从成型性能上看，易放出氯化氢，必须加入稳定剂和润滑剂，并严格控制温度及熔料的滞留时间，模具浇注系统应粗短，进料口截面易大，模具应有冷却装置。4） 尺寸精度分析该零件无精度等级要求，取一般等级IT8级精度，塑件最大壁厚为3mm,最小为2mm,壁差为1mm,叫均匀，有利于零件成型。6）表面质量分析：该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺、内部不得有导电杂质外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。 2、热塑性塑料（HPVC）的成型加工性能和注射成型条件1） HPVC的成型加工性能(a)、HPVC的稀释性小，但为了提高流动性，提高塑件质量，宜先进行干燥处理。（b）、HPVC的热稳定差，极
9、宜分解，是塑料中热稳定最差的一种，200时既会分解，分解时放出腐蚀性及刺激性气体，故必须加入热稳定剂。（c）、HPVC熔体黏度高，需要较高的成型压力，但压力过大又易造成熔体破裂，为此，注射操作中宜采用中、低速进行，避免高速充模。（d）、HPVC的粘流态温度距热分解温度很近，成型温度范围很窄，为此要严格控制料湿。（e）、HPVC熔体在分解时会放出氯化氢气体，它有很强的腐蚀作用，故对加工HPVC的设备和模具应有良好的防腐措施，确保其不受腐蚀。（f）、HPVC的模具浇注系统应粗短，进料口截面应粗大，流道中不得有滞料死角。（g）、HPVC的成型温度范围较窄，为尽快冲模，应尽量减少熔料的滞留时间。（h）
10、、HPVC充模时各处的温度应尽量均匀，温差应不超过5，否则会造成内应力过大。（I）、HPVC熔体的冷却速度快，成型周期应尽量短，一般成型周期为40S80S。（j）、HPVC熔体宜采用螺杆式注射机成型，喷嘴以用直通式为好，孔径宜大。 2）、 HPVC的主要注射成型条件 （a）、料筒温度：HPVC对温度要求较严，它为热敏性塑料，温度过高易造成分解；而它的流动性又较差，温度过低使流动性更差。通常，料筒温度控制在170190比较适宜，严禁超过200。 （b）、模具温度：模温高低对成型质量有较大关系，模温过 高会促进分解，过低则难以充模，通常，模具温度控制在3060为宜。 （c）、注射压力：由于HPVC
11、熔体的粘度高，因此注射压力宜偏高，以利充模，通常，注射压力控制在80130MPA。 3、HPVC的注射工艺参数 （a）、注射机：螺杆式（b）、螺杆转速(r/min)：2040（c）、料筒温度（）： 后段：150160 中段：165170 前段：170180（d）、喷嘴温度（）： 150170 ；喷嘴形式：自锁式。（e）、模具温度（）： 3060（f）、注射压力（MPA）：80130 （g）、保压压力（MPA）：80130（h）、成型时间（S）：注射4060；保压25；成型周期1030；冷却1020。 4、 HPVC的主要性能指标表1 HPVC的主要性能指标密度（g/cm3）1.35-1.45屈
12、服强度/Map35-50质量体积（cm/g）0.69-0.74抗拉强度/Map35-50吸水率24h/%0.07-0.4拉弯弹性模量/Gap2.4-4.2玻璃化温度/87抗弯强度/Map90熔点/160-212弯曲弹性模量/Map0.05-0.09计算收缩率/%抗弯强度/Map比热容/（j/(kg*k)）1260抗剪强度/Map第二章 拟订模具结构形式2.1 分型面位置的确定在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面
13、的选择是注射设计中的一个关键因素。1) 分型面的选择原则（1） 有利于保障塑件的外观质量（2） 分型面应选则在塑件的最大截面处（3） 尽可能使塑件留在动模一侧（4） 有利于保障塑件的尺寸精度（5） 尽可能满足塑件的使用要求（6） 尽量减少塑件在和模方向上的投影面积 (7)长型芯应置于开模方向（8）有利于排气（9）有利于简化模具结构 该塑件在进行塑件设计时已经充分考虑了上述原则，同时从所提供的塑件图样上可以看出64的圆桶四周有四个外经26的 圆环。根据其特点和表面质量要求，采用平面分型面，这样有利于塑件脱模，也易于型芯和型腔的加工。其位置和形状如下图分型面形式与位置2.2确定型腔数量和排列方式一
14、般来说，大中型塑件和精度要求的小型塑件优先采用一模一腔的结构形式，但对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求）形状具有一定的特殊性，又是小批量生产时，可以采用一模一腔的结构。故由此初步拟订一模一腔，如图第三章 注射机型号的确定注射模具安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规范的确定是根据素件的大小及型腔的数目和排列方式，再确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出形程，开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相配的注射机，倘若拥护提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或用户商量调整。3.1 所需注射量的计算1）、塑件质量、体积计算对于该用户提供了塑件图样，据次建立塑件模型并对此模型分析得 塑件体积V127.5cm3 塑件质量m127.5x1.4540g2) 浇注系统凝料体积的初步计算可按塑件体积的0.06倍计算，由于该模具采用一模一腔，所以浇注系统凝料体积为： V2=V1x0.154.13cm33) 该模具一次注射所需塑料 体积：V0=V1+V2=27.5+1.7=31
