侧板多侧抽芯注射模设计

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1、 常州机电职业技术学院 毕业设计（论文） 作 者： 沙亮亮沙亮亮 学 号： 05306209 05306209 系 部： 模具技术系 模具技术系 专 业： 模具设计与制造模具设计与制造 题 目： 侧板多侧抽芯注射模设计侧板多侧抽芯注射模设计 指导者： 黄艳伟黄艳伟 评阅者： 陈国亮陈国亮 2008 年 4 月 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。特别是在办公设备、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、电信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经向塑料化方向发展

2、。本设计是一套某家用电器侧板多侧抽芯注塑模具，其材料为增强聚丙烯。 本文从塑件和所用原材料分析入手，探讨了侧板的注射成型工艺，确定了成型设备的规格和型号，编制了塑件模塑成型工艺卡。根据塑件技术要求和塑料模塑成型工艺文件技术参数，合理地确定型腔数目，浇道和浇口位置，以保证达到塑件的要求。确定了模具的类型和模具的主要结构，包括分型面的选择、型腔的布置、浇注系统、抽芯机构、推出机构、加热冷却系统和成型零件结构的设计，以及成型零件工作尺寸的计算，设计零件的加工工艺规程。经设计、校核，该套模具的结构相对复杂，开模过程合理、运行可靠，且制件脱模容易，达到了预期目的，可以应用于生产实践。 关键词：注射模 工

3、艺分析 模具设计 I目录 目录 1 引言 .- 1 - 2 塑件的工艺性分析 .- 1 - 2.1 塑件的原材料分析 .- 2 - 2.2 塑件的尺寸精度分析 .- 2 - 2.3 塑件的表面质量分析 .- 3 - 2.4 塑件的结构工艺性分析 .- 3 - 3 成型设备的选择与模塑工艺参数的编制 .- 3 - 3.1 计算塑件的体积 .- 3 - 3.2 计算塑件的质量 .- 3 - 3.3 选用注射机 .- 3 - 3.4 模塑工艺参数的确定 .- 5 - 4 注射模的结构设计 .- 5 - 4.1 分型面的选择 .- 5 - 4.2 确定型腔的排列方式 .- 6 - 4.3 浇注系统的设

4、计 .- 6 - 4.4 抽芯机构的设计 .- 8 - 4.5 成型零件结构设计 .- 12 - 4.6 推出方式的选择 .- 13 - 4.7 排气系统的设计 .- 14 - 4.8 标准模架的选择 .- 14 - 5 冷却系统的设计 .- 15 - 6 成型零件工作尺寸的计算 .- 16 - 7 注射机有关工艺参数的校核 .- 17 - 7.1 注射量的校核 .- 17 - 7.2 模具闭合高度的校核 .- 17 - 7.3 模具安装部分的校核 .- 17 - 7.4 模具开模行程的校核 .- 17 - 7.5 顶出部分的校核 .- 17 - 8 绘制模具总装图和非标零件工作图 .- 18

5、 - 9. 注射模主要零件加工工艺规程的编制 .- 18 - 10. 注射模的试模 .- 20 - 10.1 模具安装 .- 20 - 10.2 试模 .- 21 - 结论 .- 22 - 致谢 .- 23 - 参考文献 .- 24 - 附录 英文科技文献原文及翻译.- 25 - II1 引言引言 塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便和成本低廉，塑料工业发展很快，它在某些方面己取代了各种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、棉皮、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料。从世界范围来看， 近几十年来， 塑料

6、工业以惊人的速度发展平均以每年 15%左右的速度递增。 将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。其中注塑成形制品种类最多。用于塑料制件注塑成形的模具就是注塑模。据统计，注塑制品约占所有塑料制品总产量的 30%，全世界每年生产的注塑模数量约占所有塑料成形模具数量的 50%。 当塑料材料、制品设计以及加工工艺确定之后，注塑模设计好坏将对制品质量、生产效率和生产成本起着决定性影响。例如：模腔形状、尺寸、表面粗糙度、分型面、浇口和排气槽位置、脱模方式等将直接影响塑件尺寸精度、形状精度以及塑件的物理力学性能、内应力大小、表观与内在质量等。我国注塑模的发展极其迅速，

7、注塑模的设计和制造技术均有较大提高，CAD/CAM/CAE 技术也开始在注塑模设计、制造和分析领域中得到应用。 一般来说，注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成。本文依据注射模具的基本组成部分，采取基础知识和设计技巧相结合，理论和实践相结合，图例和剖析相结合，模具设计和加工工艺相结合的方式，对热塑性产品的注射模具设计进行了阐述与分析研究。 在设计过程中，运用三维 Pro/E 和二维 AutoCAD2004，完成模具装配图和零件图，模具结构采用斜导柱和斜滑块分型抽芯的多侧抽芯结构，推杆推出塑件等结构。 2 塑件的工艺性分

8、析塑件的工艺性分析 该塑件是某家用电器中用到的一个侧板，其零件图如图 2-1 和图 2-2 所示。本塑件的材料采用增强聚丙烯，生产类型为大批量生产。 - 1 - 图 2-1 侧板 3D 零件图 图 2-2 侧板 2D 零件图 2.1 塑件的原材料分析塑件的原材料分析 塑件的材料采用增强聚丙烯（本色） ，属热塑性塑料。从使用性能上看，该塑料具有刚度好、耐水、耐热性强，其介电性能与温度和频率无关，是理想的绝缘材料；从成型性能上看，该塑料吸水性小，熔料的流动性较好，成型容易，但收缩率大。另外，该塑料成型时易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷，成型温度低时，方向性明显，凝固速度较快，易产生内应力。因此，在成型

9、时应注意控制成型温度，浇注系统应较缓慢散热，冷却速度不宜过快。 2.2 塑件的尺寸精度分析塑件的尺寸精度分析 该塑件尺寸均无特殊要求，为自由尺寸，可按 MT5 级塑料件精度查取公差值。 从塑件的壁厚上来看，壁厚最大处为 2.03mm，最小处为 1.78mm，壁厚差为 - 2 -0.25mm，均匀，有利于塑件的成型。 2.3 塑件的表面质量分析塑件的表面质量分析 该塑件要求外表美观、无斑点、无熔接痕，表面粗糙度可取 Ra1.6，而塑件内部没有较高的粗糙度要求。 2.4 塑件的结构工艺性分析塑件的结构工艺性分析 从零件图上分析，该零件总体形状为长方形，长、宽、高分别为 304.5mm，92.37m

10、m 和 17.25mm，长度尺寸较大。在宽度方向的一侧有一个长、宽、高分别为 304.5mm，15.22mm 和 13.7mm 的凹槽，凹槽内有四个高度为 2.79mm，长度为 69.02mm 的凸台（对称分布） 。因此，模具设计时必须在塑件的长、宽两个方向上三侧设置侧向分型抽芯机构，该零件属于中等偏上复杂程度。 3 成型设备的选择与模塑工艺参数的编制成型设备的选择与模塑工艺参数的编制 3.1 计算塑件的体积计算塑件的体积 根据零件的三维模型，利用三维软件直接可查询到塑件的体积为：Vs=108.944cm33.2 计算塑件的质量计算塑件的质量 计算塑件的质量是为了选用注射机及确定模具型腔数。

11、根据设计手册可查得增强聚丙烯的密度为1.04g /cm3。 单件塑件的质量：ms=Vs1.04108.944113.302g 3.3 选用注射机选用注射机 3.3.1 注射量 根据塑件的形状，取一模两件的模具结构。 浇注系统质量的计算可根据图 4-1 浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积： Vj8.762cm3粗略计算浇注系统质量mj=Vj1.048.7629.112g 一次注射所需的塑料总体积为V=2Vs+Vj=2108.944+8.762=226.65cm3 塑件与浇注系统的总质量：m=2ms+mj2113.302+9.112=235.716g 当注射机的最大注射量以最大注射容积V0标定时，V

12、0应满足 - 3 -V0V/0.80 即 V0226.65/0.80cm3283.313 cm3当注射机的最大注射量以最大注射质量m0标定时，m0应满足 m0m0/(0.80) 式中0为聚苯乙烯的密度，1.054g /cm3。 即 m0235.7161.054 /(0.801.04)g298.611g 3.3.2 注射压力 p0p 查附录表 43增强聚丙烯成型时的注射压力p70140MPa。 3.3.3 锁模力 F0p模A分式中 F0注射机的最大锁模力； p模模内平均压力，增强聚丙烯的模内平均压力p模24.5 MPa； A分制品、流道、浇口在分型面上的投影面积之和。 制品、流道、浇口在分型面上

13、的投影面积之和（尺寸参照图 4-1） ： A分17.26304.52+6952+36611759.34mm2 F024.511759.34288.10kN 根据以上分析、计算，初步选用注射机型号为：HS280A。 注射机 有关技术参数如下： 最大开合模行程 540mm 模具最大厚度 590mm 模具最小厚度 270mm 喷嘴圆弧半径 18mm 喷嘴孔直径 3mm 定位孔直径 100mm 定位孔深度 10mm 动、定模板尺寸 590mm590mm 顶出行程 0130mm 中心顶杆直径 25mm - 4 -3.4 模塑工艺参数的确定模塑工艺参数的确定 增强聚丙烯注射成型工艺参数可作如下选择。试模时

14、，可根据实际情况作适当调整。 注射温度：包括料筒温度和喷嘴温度。 料筒温度：后段温度t1选用 220； 中段温度t2选用 240； 后段温度t3选用 260； 喷嘴温度：选用 220； 注射压力：选用 100MPa（相当于注射机表压 35kgf） ； 注射时间：选用 30s； 保 压：选用 72MPa（相当于注射机表压 25kgf） ； 保压时间：选用 10s； 冷却时间：选用 30s。 4 注射模的结构设计注射模的结构设计 注射模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式和冷却水道的布局以及浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等

15、内容。 4.1 分型面的选择分型面的选择 模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。 考虑塑件的结构特点，采用阶梯分型面。这种分型方式将侧型芯设置在动模方向上，有利于侧面分型和抽芯。该塑件的分型面选择如图 4-1 所示，图 4-2 为型芯和型腔的分割简图。 图 4-1 分型面选择 - 5 - 图 4-2 型芯和型腔的分割状态 4.2 确定型腔的排列方式确定型腔的排列方式 本塑件在注射时采用一模两件，即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素拟采用如图 4-3 所示的型腔排列方式。 采用如图4-3所示的型腔排列方式的

16、优点是熔料进入型腔后到另一端的料流长度较短，有利于塑件的成型，同时，便于设置侧向分型抽芯机构，降低模具结构的复杂程度。 图 4-3 型腔排列方式 4.3 浇注系统的设计浇注系统的设计 浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。浇注系统的设计原则是能顺利地引导熔融的塑料填充到型腔各个部分。它可分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统。该模具采用普通浇注系统，由主流道、分流道、浇口及冷料穴四个部分所组成，如图 4-5 所示。 - 6 -4.3.1 主流道设计 根据设计手册查得 HS130AV 型注射机喷嘴得的有关尺寸： 喷嘴前端孔径：d=3mm； 喷嘴前端球面半径：r=18mm； 根据模具主流道与注射机喷嘴的关系（如图 4-4 所示） ： R=r+(12)mm D=d+(0.51)mm 取主流道球面半径 R=20mm； 取主流道的小端直径 D=3.5mm。 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为 2.5，为了使熔料顺利进入分流道， 可在主流道出料端设计半径 r=1mm 的圆弧过渡。 图 4-4 注射机喷嘴与模具