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1、1摘要本论文介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计，介绍了冷流道注射模具浇注系统、冷却系统和顶出系统的设计过程度要求做了简单说明。设计成型零部件以及设计合理的推出机构。并分析和阐述了模具型芯零件及各标准件的选材、热处理工艺，塑件的结构要素，塑件的尺寸公差和精度的选择，塑件的体积和质量的计算方法对设计进行验证主要是对注射机的相关重要参数进行验证包括模具闭合厚度、模具安装尺寸等。在校验合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。通过本设计可以对注塑模具有一个更进一步的认识，了解模具结构及工作原理。关键词： 塑料注
2、射模 侧抽芯 ABS01.1.选题背景及意义选题背景及意义塑料具有可塑性强，密度小，比强度高，化学稳定性高，外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱，塑料制品几乎已经进入一切工业部门及人民日常生活的各个领域。按键是日常生活中十分常见和常用的制品，选择按键是因为它的结构包含了常见塑料模具的各个部分，能达到综合训练自己设计水平的目的，而且玩具是日常用品，能充分做到理论结合现实生活的实际情况，我们能做到同时站在生产方和使用者的角度来考虑产品的设计，可以结合自己对产品使用性能的一些需求来改进产品的设计方案，使产品模具设计更具实际意义。2.2.塑件工艺分析塑件工艺分析2.12.1 产品结构分析
3、产品结构分析该零件结构偏简单，是个后壳固定块，通过分析该零件需要两边抽芯和一型芯一型腔才能完成。图 2-2 零件图 如图 2-2 所示， 1，塑件尺寸精度分析 此塑件除了给出尺寸公差要求外，其余的精度级别可按 MT5 级去查公差值。 2、塑件表面质量分析 塑件不得有顶白、飞边、变形等缺陷。2.22.2 成型结构工艺性分析成型结构工艺性分析a、本次设计采用侧浇口，这样可以更好的去除凝料，保证脱模。1b、 侧抽芯机构用斜导柱，用复位杆复位。c、 冷却系统确保要达到冷却水孔道不应穿过镶块或其接缝部位，以防漏水的要求。2.32.3 塑件材料分析塑件材料分析1.零件的材料 ABS 属于工程塑料，有以下性
4、能： 2.3.1 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 ABS 树脂微黄色或白色不透明，是丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二 烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动 性。因此 ABS 树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强， 但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。2. ABS 塑料主要的性能指标密 度 (Kg.dm-3) 1.131.14 收缩率 % 0.30.8 熔 点 130160 热变形温度 45N/cm 6598 弯曲强度 Mpa 80 拉伸强度 MPa 3549 拉伸弹性模量 GP
5、a 1.8 弯曲弹性模量 Gpa 1.4 压缩强度 Mpa 1839 缺口冲击强度 kJ/ 1120 硬 度 HR R6286 体积电阻系数 cm 1013击穿电压 Kv.mm-1 15 介电常数 60Hz 3.73 ABS 的注射成型工艺参数: 注塑机类型： 螺杆式 喷嘴形式： 通用式 料筒一区： 150170 料筒二区： 180190 料筒三区： 200210 喷嘴温度： 180190 模具温度： 5070 注 塑 压： 60100 保 压 ： 4060 注塑时间： 252保压时间： 510 冷却时间： 515 周 期： 1530 后处理 红外线烘箱 温度（70） 时间（0.31）3.3.
6、模具设计方案的设计模具设计方案的设计3.13.1 计算制件的体积和质量计算制件的体积和质量通过 proe 造型，直接得出该零件的体积为 41393知道 ABS 的密度为，缩率为 0.4%0.7%，计算取其平均密度,平均316. 102. 1cmg308. 1cmg收缩率 0.5%，采用一模二件的模具结构塑件体积 V塑=8.278cm3塑件的质量 M塑=2*V塑=8.94g浇注系统体积 V浇=20%.V塑=1.66 cm3浇注系统质量 M浇=V浇 =1.793g故 V总=V塑+V浇= 9.938cm3M总=M塑+M浇=9.93g即总质量为 9.93g3.23.2 注射机的确定注射机的确定考虑注射
7、时所需注射量和工厂现有设备等情况，2第 57 页表 4-3，初步选用注射机 XS-Z30/25 型，其主要技术参数如下： 注射机为 XS-Z30/25, 螺杆直径 30mm 注射容量 30cm3 注射压力 116N/cm2 锁模力 250T 模具最大厚度 180mm 模具最小厚度 60mm 模板行程 160mm 喷嘴球半径 10mm 喷嘴孔直径 3mm33.33.3 分型面的选择分型面的选择因分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的
8、方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1)分型面应便于塑料件的脱模2)分型面的选择应有利于侧面分型和抽芯3)分型面的选择应保证塑料件的质量4)分型面的选择应有利于防止溢料5)分型面的选择应有利于排气6)分型面的选择应尽量使成型零件便于加工7)分型面选择必须考虑注射机的技术参数 综合上述，制件的分型面方案如图所示：3.43.4 确定型腔的确定型腔的数量数量模具的型腔数可根据塑料制品的产量、精度高低、模具的制造成本以及所选用注射机的最大注射量和锁模力大小等因素确定的。由于大批量生产，宜采用多型腔模具。4故采用一模具二件。为左右侧抽机构。3.53.5 浇注系统的设计浇注系统的设计定义：指由注射机
9、喷嘴中喷出的塑料进入型腔的流动通道，使塑料熔体平稳有序的填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部分，以获得组织紧密的塑件。分类：普通浇注系统：冷流道 ,无流道凝料浇注系统：热流道、绝热流道普通浇注系统设计原则：1) 了解塑料的成型性能和塑料的流动性2) 要保证塑件的质量，避免常见的充填问题：尽量减少停滞现象；尽量避免熔接痕；尽量避免过度保压和保压不足；尽量减少流向杂乱3) 尽量减少及缩短浇注系统的断面和长度4) 尽可能做到同步填充5) 便于修整浇口以保证制件外观3.5.13.5.1 主流道设计主流道设计作用：是连接注射机和模具的桥梁，是熔料最先进入型腔经过的部位。如图 4 所示
10、：图45主流道部分尺寸单位（）符号名称尺寸d主流道小端直径注射机喷嘴直径（0.51）SR主流道球面半径喷嘴球面半径（12）h球面配合高度35主流道锥角23L主流道长度一般60D主流道大端直径d（0.51）确定后尺寸如下：d=3.2 SR=11 h=10=2 D=4浇口套的尺寸如下：6定位环的选用作用：主要是使注射机与模具主流道准确对正、定位。定位环的基本尺寸如下：5.2 分流道设计 作用：使塑料熔体的流向得到平稳的转换，并尽快地充满型腔。分流道的设计原则1) 对于含有玻璃纤维流动性较差的树脂，流道截面要大一些，聚甲醛属于流动性中等，截面适中2) 流向改变的拐角处，应适当设置冷料穴3) 使塑件和
11、流道在分型面的投影面积的几何中心和锁模力的中心相重合4）保证熔体迅速而均匀地充满型腔5）分流道的尺寸尽可能短，容易尽可能小，使熔体到达浇口时，温度和压力降低最少6）要便于加工及刀具的选择综合上述：分流道的截面尺寸和形状 分流道的截面尺寸应按塑料制品的体积、制品的形状和壁厚、塑料品种、注射速度、注射速率、分流长度等因素确定。由型腔的排列方式可知分流道的长度较长，为了便于加工选择半圆形的截面分流道，选择直径为 4的半圆形截面分流道。分流道的布置及长度 采用平衡式分流道粗糙度小于 Ra1.6um7原因：可增加塑料熔料的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层，有利于流道保温。3.5.33.5.3
12、 浇口的设计浇口的设计 作用：连接分流道和型腔桥梁，是浇注系统中最薄弱和最关键的地方。浇口的位置、数量、形状、尺寸等是否适宜直接影响产品的外观、尺寸精度、物理性能和成型效率。浇口过小：易造成充填不足、收缩凹陷、熔接痕等外观上的缺陷，且成型收缩很大。浇口过大：浇口周围产生过剩的残余应力，导致产品变形或破裂，且浇口的去除加工困难等。浇口的类型环形浇口 轮辐式浇口 点浇口 侧浇口 潜伏式浇口 护耳浇口本设计采用侧浇口，设计时从壁厚 3处进料，料由薄处往厚处流，而且在模具上采取镶拼式型腔和型芯，有利于填充和排气，有利于更换方便，又节省材料。侧浇口的尺寸根据1p169 得知：a=0.5mm. B=19.
13、5mm。L=0.7mm.3.5.43.5.4 排气系统设计排气系统设计利用模具分型/ 和配合间隙自然排气，排气间隙以不产生溢料为限，通常为 0.030.05mm。3.5.53.5.5 冷却系统的设计冷却系统的设计设置冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成型周 期及提高塑件质量。绕线轮尺寸较大，而且与型心的配合是垂直，难以脱模， 故而设置冷却装置，在型芯、型腔等部位设置合理的冷却水路，通过调节冷却 水流量和流速来控制模温。 冷却水孔开设原则： （1） 冷却水孔的数量应该尽可能多，直径尽量大。 （2） 各冷却水孔至型腔表面的距离应该相等，一般保持在 15-20 毫米之 间，距离太近则冷却不均，距离太远则效率太低。水孔直径一般取 8-12 毫米。孔距最好为水孔直径的五倍。8（3） 水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。 （4） 冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件的强 度。 （5） 水管接头（冷却水嘴）应设在不影响操作的一侧。 查表 2-142【1】所采用的冷却水路应该为循环式，圆孔循环或矩形循环冷却， 对型芯型腔的冷却效果好，而且结构简单，较易操作。3.5.63.5.6 型芯型腔结构设计型芯型腔结构设计1) 型腔设计由于制件的型腔
