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1、1 绪 论1.1注射模的特点热塑性塑料注射模的特点是由塑料原材料的特点所决定的，最主要的有两点：一是注射时塑料熔体的充模流动特性，二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定了注塑模的特殊性和设计难度。由于塑料熔体属于粘弹体，熔体流动过程粘度随剪切应力、剪切速率而变化，流动过程中大分子沿流动方向产生；模腔充满后熔体被部分压缩；冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂，模腔内各部位、各方向塑料收缩率不同，不同种类、牌号的塑料收缩率有很大差异，同一牌号的树脂或塑料在加工时配方不同其冲模流动特性及收缩率也不同。基于上述特点，设计注塑模时首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使设计的模具合理适用，并可在设
2、计中有效利用塑料特性，如点浇口模具用于塑料铰链制品。1.2要求与注意事项合理地选择模具结构：模具塑件的图纸及技术要求，研究和选择适当的成型方法与设备，结合工厂的机械加工能力，提出模具结构方案，充分征求有关方面的意见，进行分析讨论，以使设计出的模具结构合理，质量可靠，操作方便。必要时可根据模具设计和加工的需要，提出修改塑件图纸的要求，但需征得用户同意后方可实施。正确地确定模具成型零件的尺寸：成型零件是确定制件形状、尺寸和表面质量的直接因素，关系甚大，需特别注意。计算成型零件尺寸时，一般可采用平均收缩率法。对精度较高并需控制修模余量的制件，可按公差带法计算，对于大型精密制件，最好能用类比法，实测塑
3、件几何形状在不同方向上的收缩率进行计算，以弥补理论上难以考虑的某些因素的影响。设计的模具应当制造方便：设计模具时，尽量做到使设计的模具制造容易，造价便宜。特别那些比较复杂的成型零件，必须考虑是采用一般的机械加工方法还是采用特殊的加工方法加工。若采用特殊的加工方法，那么加工之后怎样进行组装，类似问题在设计模具时均应考虑和解决，同时还应考虑到试模以后的修模，要留有足够的修模分量。充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工：尽量用模具成型出符合塑件设计特点的制件，包括孔、模、凸、凹等部分，减少浇口、溢边的尺寸，避免不必要的后加工。但应将模具设计与制造的可行性与经济性综合考虑，防止片面性。设计的模具应当效率
4、高、安全可靠：这一要求涉及到模具设计的许多方面，如浇注系统需冲模闭模快，温调系统效果好，脱模机构灵活可靠，自动化程度高等。模具零件应耐磨耐用：模具零件的耐用度影响整个模具的实用寿命。因此在设计这类零件时不但应对其材料、加工方法、热处理等提出必要要求。像推杆一类的销柱件还容易卡住、弯曲、折断，因此而造成的故障占模具故障的大部分。为此还应考虑如何方便地调整与更换，但需注意零件寿命与模具相适应。模具结构要适应塑料的成型特性：在设计模具时，充分了解所用塑料的成型特性，并尽量满足要求，同样是获得优质制件的重要措施。2 注塑工艺及模具的基本组成、分类2.1 注塑定义注塑简单的说就是将塑料材质加热到一定的温
5、度使其融化，然后将其注入模腔，融化的塑料进入模具后，就会受冷，根据模腔样形成一定的形状。这样得到的形状就是我们最后要的成品。在成品中我们还会经常看到凸起部、肋、螺纹等效果，这些效果是借助注塑模塑机做出来的。注塑成型是塑料成型的一种重要成型方法 。几乎所有的热塑性塑料都可以用注塑成型的方法生产塑料制品。注塑成型不仅用于热塑形塑料的成型，而且已经成功地应用于热固性塑料的成型。注塑成型制品占塑料制品总量的20%-30%，其制品主要是日用品和工业配件等。2.2注塑工艺流程注塑工艺过程的确定是注射工艺规程制定的中心环节，它包括成型前的准备注射过程、制品的后处理等。2.3注塑模具的基本组成及分类2.3.1
6、注塑模具的基本组成表2.1 模具的基本组成结构名称说明成形部件是指动、定模部分有关组成型腔的零件浇注系统是将熔融的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道，它包括主流道、分流道、浇口及冷料穴导向部件在注射模中，用导向部件对模具的动定模导向，以使模具合模时能准确对合推出机构是指分型后将塑件从模具中推出的装置调温系统为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要有调温系统对模具的温度进行调整。一般热塑性塑料的注射模主要是设计模具的冷却系统排气系统为了将成形时塑料本身挥发的气体排出模外，常常在分型面上开设排气槽。对于小塑件的模具，可直接利用分型面或推杆等与模具的间隙排气支撑零部件用来安装固定或支撑成形零部件及
7、前述的各部分机构的零部件侧向分型与抽芯机构当有些塑件有侧向的凹凸形状的孔或凸台时，须先把侧向的凹凸形状的瓣合模或侧向的型芯从塑件上脱开或抽出2.3.2 注塑模具的分类及结构特点注射模具主要有单分型面注射模、双分型面注射模、侧分型与抽芯注射模等几种结构形式。（1）单分型面注射模 单分型面注射模也称二板式注射模，它是注射模中最简单的一种结构形式。这种模具只有一个分型面。根据需要，它既可以设计成单型腔注射模，也可以设计成多型腔注射模。（2）双分型面注射模 双分型面注射模泛指浇注系统凝料和制品由不同分型面取出的注射模，也成为三板式注射模。与单分型面注射模相比，在定模边增加一一块可以往复移动的型腔中间板
8、，简称为中间板，也可称为流动板。（3）侧分型与抽芯注射模 当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等塑件时，模具上成形该处的零件就必须制成可侧向移动的零件，称为活动型芯，在塑件脱模前先将活动型芯抽出，否则就无法脱模。带动活动型芯作侧向移动的整个机构称为侧分型与抽芯注机构，简称侧抽芯机构。这样的注射模具模具就称为侧分型与抽芯注射模。3 塑件的工艺性分析1、PA1010球形顶盖如图3-1所示。图3-1 PA1010球形顶盖示意图技术要求：（1）外表无痕，表面粗糙度Ra3.2；（2）未注倒角R0.5，未注尺寸公差取MT5级精度；（3）小批量生产。2、使用性能、制件技术要求和生产要求该塑件为盖状，用于防尘。根
9、据要求，采用小批量生产，采用注塑成型。3、了解塑件材料要得到性能好、光泽度高的尼龙塑件,必须使水分含量保持在0.25以下,否则其表面便会有气孔及不光滑,甚至在高温下被水分解。因此,必须预先烘干塑料。但温度要控制得适当,否则便会产生反效果,令塑料变脆。尼龙塑料的流动性能好，属低粘度塑料，溢边值为0.025-0.04，取为0.03。4、塑件尺寸精度分析由实用注塑模设计手册可查得 20-0.14+0.14，6.5-0.1+0.1，780+0.52，86-0.60，100-0.60，R1360+0.76，R140-0.760这些尺寸均为MT5级精度，属“一般精度尺寸”，不需要严格保证其精度要求。其余的
10、尺寸无特殊要求，其尺寸公差按MT5级精度查取。5、塑件表面质量分析（1）必须避免在塑件的分型面处出现毛边；（2）注意通孔处不出现锐边；（3）表面粗糙度只有塑件外形要求Ra3.2，其它部位没有较高粗糙度要求。6、塑件的结构工艺性分析 （1）塑件厚度为4-5，壁厚不均匀，但塑件成型性能良好； （2）塑件本身有一定斜度，利于脱模；（3）从塑件结构看，设置一个分型面。 4 注射机的选择模具只要和合适的注塑机相配，生产才能正常进行。从模具设计的角度考虑，需要了解的注射机技术规范的主要项目有：注射机的类型、最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具安装尺寸及开模行程等。因此，选择合适的注射机是注塑加工正常
11、进行的前提，选择注射机要以以上参数校核为依据。4.1注射机参数注释1、最大注射量注塑模一次成型的塑料重量（塑件与流道凝料之和）应在注塑机理论注射量的10%-80%之间；既能保证制品质量，又可充分发挥设备的能力则选在50%-80%之间为好。2、注射压力注塑加工时所需注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注塑机类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。选择的注塑机的注射压力必须大于成型制品所需的注射压力。根据经验，成型所需注射压力范围如下：（1）塑件形状简单，熔体流动性好，壁厚者，所需注射压力一般小于70MPa。（2）塑件形状一般，精度要求一般，熔体流动性好者，所需注射压力一般在70100Mpa。（3
12、）塑件形状一般，有一定精度要求，熔体粘度中等（如改性PE、PS），所需注射压力选100140MPa。(4)塑件较薄、尺寸大，壁厚不均，精度要求高，熔体粘度高者，注射压力选为100140MPa。热塑性塑料注射成型所需注射压力也可由理论分析得出，如采用流动分析软件，则更为准确合理。3、锁（合）模力锁（合）模力为注射机锁模装置用于加紧模具的力，所选注射机的锁（合）模力必须大于由于高压熔体注入模腔而产生的胀模力，此胀模力等于塑件和流动系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积。即：F锁P腔A/1000 (4.1) 式中 F锁=锁（合）模力（KN）P腔=型腔压力（MPa）A为塑件和流动系统在分型面上的投影
13、面积(mm2 )4、模具安装尺寸校核注射模安装尺寸要校核的项目有：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸及模具厚度。(1)喷嘴尺寸注射模主流道衬套始端凹坑的球面半径R应大于注塑喷嘴球头半径r,以保证同心和紧密接触，通常R=r+(0.5-1)mm,主流道孔小端直径D应大于注塑机喷嘴直径d。通常取D=d+(0.51),如图4-1所示。图4-1 喷嘴与主流道衬套的关系（2）定位圈尺寸注射模安装用定位圈外径应与注射机定位孔内径呈间隙配合，定位圈高度应小于定位孔深度。（3）模具外形尺寸模具长宽尺寸应与注射机的拉杆内间距相适应，以保证模具至少能从一个方向穿过拉杆间的空间安装在注射机上。（4）模具厚度模具的厚度
14、必须在所选注射机的最大模厚到最小模厚之间。（5）模具固定尺寸注射机固定及移动模板上有许多不同间距的螺钉孔和T形槽，用于固定模具。模具固定方法有两种：第一种，螺钉直接固定（大多数模具采用此法），此时模具动、定模固定板上的过孔及其间距必须与注塑机模板台面上对应的螺孔相一致;第二种，压板固定（中小型模具多采用），只需模具动、定固定板附近有螺孔即可，压板形式固定如图4-2所示。图4-2 模具压板固定方式5.开模行程校核开模取出塑件所需的开模距离必须小于注射机的最大开模行程，我选择的模具结构最大开模行程与模具的厚度无关。由于采用单分型面，则开模行程按下式校核，单分型面模具开模行程如图4-3所示。图4-3
15、 单分型面模具开模行程校核1定模 2动模SH1+H2+(510)mm. (4.2)式中 S注射机的最大开模行程（移动模板台面行程）(mm)H1塑件脱出距离(mm)H2包括流道凝料在内的塑件高度(mm)4.2 注射机的初选1、塑件的体积计算利用PRO/E软件进行三维实体建模，并可直接通过软件对塑件进行分析，查询到塑件的体积为： V件= 47.8 cm32、计算塑件的质量根据实用注塑模设计手册查得：=1.031.05g/cm3，根据塑件形状及尺寸，采用一模两腔的模具结构,因此其注塑所需质量为两个注塑件和浇注系统中质量之和。依据经验，这里取浇注系统中体积为塑件体积的四分之一。塑件和浇注系统的质量:W总=（2V件+V浇）
