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1、4.2 首饰盒注射模具设计与制造如图 42、43 所示首饰盒塑料件工程图，图 44 为三维结构。塑件材料为 ABS，未注壁厚均为 1.5mm，颜色为灰色或瓷白，大批量生产。要求塑件不允许有飞边、毛刺、缩孔、气泡、裂纹与划伤等缺陷。试设计并制造注射模具。图 42 合盖塑件 图 43 盒体塑件4.2.1 首饰盒塑件原材料与结构工艺性分析1.首饰盒原材料性能与使用要求该塑件所用塑料为 ABS，是家用电器及汽车行业常用的一种热塑性工程塑料，具有优良的综合性能。 模具设计方面注意事项：需采用较高的料温与模温；注意选择浇口位置，避免浇口与熔接痕位于塑料件显眼处；塑料件顶出时表面易顶白或拉白，因此应合理设计
2、顶出机构；溢边值为 0.04mm。2. 注塑成型工艺条件1) ABS 具有吸湿性，吸水率少高，若存放严密， 图 44 首饰盒塑件三维结构可不干燥。通常工厂生产前都有干燥。干燥温度 T=8085C，干燥时间 24 小时。成型收缩率在 0.3%0.8%之间，通常取平均收缩率 0.5。2）注塑工艺条件 熔化温度 170-200，建议温度 185； 模具温度 50-80 （模具温度将影响塑件表面粗糙度，温度较低则导致塑件表面质量差）； 注射压力取 50-100MPa； 注射速度宜中高速度。(3）注意点 对于电镀产品，表面质量要好，不允许有顶出痕迹。壁厚不能太薄，厚壁有利于电镀。3. 首饰盒结构工艺性分
3、析1）塑件尺寸精度分析该塑件属于日用品，零件较小，外形不复杂，精度要求不高，配合部位精度为 MT4，其他尺寸精度为 MT6。注射成型尺寸精度容易保证。2）塑件表面质量分析该塑件要求外形美观，表面粗糙度 0.1m，要求较高。另外求塑件不允许有飞边、毛刺、缩孔、气泡裂纹与划伤等缺陷。壁厚为 1.5mm，容易注射成型，ABS 成型性能较好，塑件外观质量容易保证。3）塑件结构工艺性分析由塑件图纸可知，零件为盒形体，结构简单，尺寸精度一般，壁厚均匀且符合最小厚度要求，采用注射成型工艺方案最佳。4.2.2 注射成型设备选择与成型工艺编制1. 模具型腔的选择该塑件尺寸较小，复杂程度一般，但表面质量要求较高，
4、两个塑件外形相似，质量接近，采用一模两腔的模具结构较合理，即一次生产可注射盒体和盒盖两个塑料件。2. 塑件体积和质量计算由三维软件可计算塑件体积为：VV1+V2 cm 3流道体积 V cm 3查 ABS 塑料密度 1.04g/cm 3，塑件质量 m（V+ V）（ + ）1.04 g 3. 注射机初步选择根据塑件外形尺寸，估算模架尺寸。ABS 塑料适合螺杆式注射机，查塑料注射成型工艺参数表，注射压力在 P50100Mpa 之间。注射机锁模力：F 机 P 模 A 面浇注系统和塑件在分型面上的投影面积A 面（D1/2） 2 +（D1/2） 2+（D3/2） 2+635=3.14(24.92+29.5
5、2+32)+210=4707.7+210=4917.7mm2=4.9210-3m2查本书表 721，得模具内型腔压强 P 模3010 6PaF 机 P 模 A 面2010 64.9210-398400N=98.4KN查本书表 812，XS-Z-60 注射机锁模力和注射量均能保证。初选螺杆式注射机型号XS-Z-60。3. 编制注射成型工艺1）注射成型工艺参数的确定 查本书表 718、表 722，把相关内容填入下表。表 414 首饰盒注射成型工艺参数温度 7080C 注射时间 15预热和干燥时间 48h 保压时间 2040前段 200210 冷却时间 2090中段 210230成型时间（s）成型周
6、期 40135料筒温度 (C)后段 180200 螺杆转速 r/min 28射嘴温度(C) 180190 方法 红外线灯模具温度(C) 70110 温度(C) 鼓风烘箱 100110ABS注射压力（Mpa）80130 后处理 时间（h） 8122）填写注射成型工艺卡，如表 415 所示。4.2.3 首饰盒注射模具结构设计1.分型面选择该塑件结构较简单，分型面选在外形最大轮廓处，如图 45 所示。（a）盒体分型面选择（b）盒盖分型面选择图 45 首饰盒塑件分型面确定2.浇注系统设计塑件尺寸较小，型腔排列为一模两件，能采用的浇口形式有点浇口、侧浇口、潜伏式浇口。点浇口使盒盖塑件表面留有浇口痕迹，外
7、观质量达不到要求，不能采用。而侧浇口与潜伏式浇口的痕迹都在塑件背面不明显处，不影响外观质量，均可采用。本套模具采用侧浇口。由塑件结构可知，分流道和浇口若选在塑件中心位置，模具两个型腔此处均有镶件，注射时高压熔融塑料直接冲击镶件，将会使镶件变形甚至弯曲断裂。因此应采用圆弧形分流道以避开模具镶件，如图46 所示。 为确保塑件留在动模，防止主流道留在定模，主流道底部设计 Z 型拉料装置。主流道、分流道、浇口与冷料穴结构尺寸如图47 所示。图 46 分流道形式与浇口位置表 415 首饰盒注射工艺卡车间 首饰盒注射成型工艺卡片 资料编号 零件名称 灯罩 材料牌号 PC 共 页 第 页装配图号 材料定额
8、设备型号 XS-Z-60零件图号 单件质量(净) 240.21g 每模件数 2 件设备 干燥机温度(C) 7080材料干燥时间（h） 48前段 200210中段 210230后段 180200料筒温度(C)射嘴 180190模具温度(C) 50-80注射时间 12保压时间 35成型时间（s）冷却时间 1015注射压力 7090压力（Mpa） 背压力 5070温度(C) 辅助时间 3后处理时间（s）时间定额（S） 单件 22检验编制 校对 审核 组长 车间主任 检验组长 主管工程师3.确定型腔、型芯镶件1）动模型芯结构确定由于动模型芯结构较复杂，镶拼零件较多，通常模具设计从动模型芯开始。为便于动
9、模型芯加工和抛光及节约贵重模具钢材，动模型芯采用组合式镶拼结构，如图 48 所示。2）定模型腔结构确定 为方便定模型腔数铣加工、配研和抛光，也采用组合镶拼式结构，在模板上开框镶入，如图 46 所示。型腔、型芯尺寸传统计算方法见教材“注射模成型零件尺寸确定”，在 3D 设计中只需输入收缩率与脱模斜度，绘图软件会自动计算模具工作零件的相关尺寸。3）型腔排位型腔排位如图 49 所示。4）定模镶件尺寸确定取模腔到镶件边缘距离 20mm， 图 47 浇注系统结构与尺寸则镶件宽度：B1=75+225=125mm，圆整为130mm。镶件长度：L12（74+25）+225248mm，圆整为 250mm。模腔最
10、深处 h12.9mm，取定模镶件厚度H115+12.927.9mm，圆整为 30mm。查 57 表选取定模板厚度 A35mm。 图 48 动模镶拼结构5）动模镶件尺寸确定动模镶件可直接把凸模加工好后镶入动模板内。动模镶件最高凸起 11.4mm，取动模板厚度 B=25mm。图 49 型腔排位4. 确定模架型号与规格1）动、定模板尺寸选择定模板尺寸：长宽高（250+225）（130+225）（30+20）300mm180mm50mm动模板长宽尺寸和定模板取一致，厚度取 25mm,即 300mm180mm25mm2）模架选择由浇注系统和动模型芯镶拼结构，查本书表 54，选择直浇口 A 型基本模架。由
11、动、定模板尺寸，查本书表 57，选用 1830 模架较合适,即：宽长180mm300mm。查本书表 57，支承板厚度取 35mm。5. 侧向抽芯机构设计两个塑件都存在侧凸搭扣结构，尺寸为8mm0.8mm，4mml.2mm。两处侧抽芯位置较小，采用其他抽芯结构较难实现，模具结构也复杂。因此采用斜顶杆侧抽芯结构比较合适。侧凸较小，抽芯距取 4mm，塑件推出高度 15mm 已完全脱离动模型芯，取推出距离为 25mm，用作图法求得斜推杆倾斜角度为10.1，圆整为 10，如图 410 所示。为使斜推杆在推出时稳定可靠，设计斜推杆导向底座，如图 411 所示。 图 410 斜顶杆角度用同样方法设计另一处斜
12、推杆。6.脱模机构设计该盒形塑件深度较低，加强筋较少，脱模斜度足够。因此本套模具主要采用推杆推出，在有搭扣和加强筋处设计有两条斜推杆。在 2 铰链处采用活动型芯，该处塑件没有 封闭，只有两面贴紧活动型芯，包紧力很小，因此塑件被推出后采 用手工脱模，结构如图 412 所示。推出形式与推杆平面位置如图 413 所示。7.冷却系统设计1）定模型腔镶件采用直通式水流冷却，如 图 416 所示。2）动模主要是型芯温升高，应加强冷却。 对于两个型芯采用冷却效果好的水井隔片式冷却，如图 417 和 418 所示。8.排气系统设计本套模具可利用分型面、推杆、斜顶杆、活动型芯等零件之间的间隙进行排气。 图 41
13、1 斜顶杆设计 图 412 活动型芯结构9.模具整体结构设计与绘图步骤由上面计算与分析，可进行模具整体结构设 计，过程如下：1）打开 AutoCAD，建立新图名，将该制品图 形插入；2）建立新图层：其中包括尺寸线图层、冷却水图层、推杆图层、型腔和型芯图层、中心线图层、虚线图层；3）将图纸缩放到 1：1，塑件尺寸加收缩率；4）将塑件图镜射成型腔、型芯图，并更换成型腔、型芯图层；5）绘制并完善各零件； 6）标注总体、配合和主要零件外形尺寸；7）调入图框，填写标题栏和明细表，详细说明技术要求； 8）清理图块，减小占用计算机空间。如图 414 所示为模具立体结构，图 415 为模具平面结构。模具装配标
14、题栏与明细表参见表 416。图 413 推出形式与推杆平面位置图 414 模具装配立体图图 415 模具装配图10. 注射机校核本模具的外形尺寸为 300mm2300mm240mm。查本书表 812，XSZ60 型注射机模板最大安装尺寸为 190mm300mm，模具最大安装厚度 200mm，最小厚度 70mm。本套模具的闭合高度 H240mm，因此，厚度不能满足模具的安装要求，长宽尺寸也没有安装余量，初选注射机不合用。查本书表 812，选用 XSZ125 型注射机的最大开模行程 S=300mm，最大模具厚度300mm，长宽最大安装尺寸 260300，满足要求。两板模开模行程计算：S minH
15、1+H2+A+C+（510）15+70+1095mm，满足开模要求。因此，XSZY125 型注射机能够满足使用要求。4.2.4 首饰盒注射模具主要零件设计与制造由装配图拆画模具零件图，如图 416图 420 所示。根据模具零件图内容编制机械加工工艺规程，如表 417表 421 所示。技术要求1. 外形加工完成后装入定模板内，配作 14 浇口套孔，装入浇口套；2.数铣型腔、分流道。图 416 定模型腔镶件表 416 首饰盒注射模标题栏、明细表（工厂生产常用格式）表 417 定模型腔镶件机械加工工艺规程卡车间 模具车间 名称 定模板 数量 1 毛坯 25613635 共 23 页编号 05工艺规程图号 MS1010005 材
