注塑成型工艺实例

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1、1. 塑件结构及工艺分析图 1 是我公司开发的某冰箱上的门控开关盒零件，门控开关盒用于固定门控开关，是冰箱上的可见外 观件，要求外表面光亮美观，无外观缺陷，材料为ABS,乳白色，一模多腔，采用HT-500注射成型机生 产。从产品结构上分析，塑件外形为长方形盒状，大小尺寸适中，壁厚均匀，成型的难点在于一是普通浇 口难以成型，二是塑件两侧面分别有三处侧凹槽需要侧向抽芯。要实现一模多腔，合理的模具结构和布局 及抽芯机构的合理选择是简化模具结构，降低模具成本的关键所在。2. 棋具结构分析和确定根据产品的工艺分析，结合现有设备和产品外观要求及从产品的生产效率和经济性能考虑，模具采用 一模四腔进行设计。分

2、型面选在D-D处。根据产品形状，若采用侧浇口进料，会造成塑件进料不平衡，远 离浇口的一侧不易成型，且产品边沿处会留有浇口痕迹，为保证产品外观质量和考虑到进料均匀平衡及便 于成型，模具采用点浇口进料，双分型面结构。若两侧面的抽芯均采用斜导柱抽芯，会造成模板尺寸外形 增大，加工成本增大。为使模具外形紧凑，节省模具空间，减小模具外形尺寸，充分利用现有设备，一侧 的大长方形凹槽采用斜导柱外侧抽芯，另一侧的两个小方形凹槽采用斜滑块内侧抽芯来实现，从而达到简 化模具结构，减小模具外形的目的。产品分位置布置如图 2所示3. 模具结构及工作过程模具工作过程：当模具开启时，在拉钩的作用下，型腔板随动模板一起运动

3、，模具沿I-1面分型，同时开模力通过斜 导柱作用于侧滑块，驱动侧滑块在动模板上的导滑槽内作侧向移动，完成长方凹槽的侧向抽芯动作。当型 腔板运动到型腔板中孔的台肩与拉杆导柱的台肩相碰时，型腔板不动，模具沿II-II面分型。当模具开启到 终点位置时，在型芯包紧力的作用下，塑件被留在了动模一侧，注射机推动顶出机构运动，顶出板带动斜 滑块及顶杆同时向前运动，斜滑块完成两个方凹槽的内侧抽芯，顶杆将塑件顶出。闭模时，斜导柱带动侧 滑块恢复至原位。至此，一个工作循环结束。4. 模具关键部位的设计4.1 浇注系统设计浇注系统的设计，应考虑到进料均衡，为保证各腔的充注压力始终保持一致，流道的布置采用平衡进 料的

4、方式，采用点浇口进料，使熔体流动均匀，填充迅速，不仅可以便于成型，提高塑件的成型质量，而 且可以有效降低翘曲变形。分流道断面采用 U 形结构，易于机械加工，且热量损失和流动阻力小。4.2 成型零部件设计1)型腔的设计型腔是用来成型制品外表面的成型零件。为提高模具强度刚度，型腔采用整体式结构，整体加工。材 料采用进口 P20。P20预硬钢是在中碳钢中加入适量合金钢，淬透性高，调质后的使用硬度为36-38HRC, 其抗拉强度为133Mpa,不但机械加工性能好，而且抛光性能优良、耐磨性、抗疲劳性能好，属于最大族系 通用塑料模具钢。(2)型芯的设计型芯用来成型制品的内表面。为节省优质模具钢材，也便于机

5、加工和热处理，型芯采用组合型芯结构， 分块加工，材料采用国产 P20， HRC32-35。3T71LI:fi20图：？模具裝配图吃导桂 怕导套1斗植钩 佔动橈扳3哪加1 定楼座板2锁紧块3一斜导柱4侧滑块5,定位环&浇口套7型腔扳 B斜滑块9型芯1O.SS导套16动模垫板17支撩板侶销钉22推板23螺母羽推杆2(3)侧向分型抽芯机构设计长方型凹槽成型采用斜导柱外侧抽芯机构来实现，方凹槽采用斜滑块内侧抽芯机构来实现。侧滑块与滑动导轨应保持合理的配合间隙，保证侧抽芯运动平稳，能顺利抽出。斜滑块采用优质合金 材料，HRC55。在批量生产中，斜滑块和型芯因频繁磨擦和碰撞而发生磨损，当磨损到一定程度时，

6、会严重影响斜滑 块顶出过程中的横向运动最终导致脱模失败，所以斜滑块与型芯接触的表面要进行表面淬火，以增加耐磨 性。4.3 导向机构的设计本模具采用导柱和导套机构导向。导柱的布置方式采用等直径导柱的对称布置方式。导柱和导套应有 足够的耐磨性。导柱材料为T10A，淬硬HRC50-55HRC，数量为4个。为了使导柱能顺利地进入导套，导 柱端部做成锥形。导柱滑动部分的配合精度采用过盈配合H8/r7，导柱固定部分的配合精度采用过盈配合 H8/S7。导套外径的配合精度采用过盈配合H8/S7。4.4 脱模机构设计由于产品结构的特点，该模具采用圆顶杆顶出。为确保塑件在出模过程中不倾斜，不变形，顶出机构 平稳可

7、靠，顶出机构设顶出导向装置。4.5 冷却水的设计门控开关盒对变形有一定的要求，因此正常生产时模温尽可能均匀一致，减少制件变形。根据产品形 状分布，动定模分别设置冷却水路，冷却水路的分布要均匀平衡。该模具动定模均采用直通孔的循环冷却 方式，动模冷却水路要避开顶杆孔位置，以免漏水。为方便维修，采用快速水嘴。5 结束语多型腔门控开关盒注射模具结构设计合理，紧凑，动作可靠.产品外观质量高.生产效率高.实用性强， 试模一次取得成功，现已交付使用，产生了很好的经济效益。案例二 随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而 模具技术已成为衡量一个

8、国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得 极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加 工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展 也十分重视，早在1989年3 月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的 首要任务。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越 来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注

9、塑机的螺杆或活塞的推动下，经 过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。本次毕业设计的主要任务是盒盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产盒盖塑件产品，以实现自动化提高 产量。针对盒盖的具体结构，通过此次设计，使我对点浇口双分型面模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中， 通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向 部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积 累了一定的经验。2 产品技术要求和工艺分析2.1 产品技术要求2.1.1 产品设计图产品

10、设计图见图 1、图 2 和图 3。图 1 产品 3D 图俯视图图 2 产品 3D 图仰视图图 3 产品 2D 图2.1.2 产品技术要求塑料零件的材料为PE(聚乙烯)乳白色，其表面要求无凹痕。 此塑件上有三个尺寸有精度要求：零件上有多个尺寸有精度要求，分别是：68.2+0.75 , 5.2+0.28 , 66+0.52 均为 MT7 级塑料精度，属于中等精度等级，在模具设计和制造过程中要严格保 证这些尺寸的精度要求。其余尺寸均无精度要求为自由尺寸，可按MT10级精度查取公差值。2.2 塑件的工艺分析2.2.1 塑件结构工艺性：盒盖尺寸见图一、图二整体尺寸71mmx52mm外部由长方形体并到角形

11、成，内部由一长方形腔但有四个宽度为 1.2mm高1mm宽的长方形凸台构成，盒盖属于外部配件，表面精度要求较高，尺寸精度要求不高。2.2.2塑件工艺性分析(1) 该塑件尺寸较大且要求塑件表面精度等级较高，无凹痕。采用点浇口流道的双分型面型腔注射模可以保证其表面 精度。(2) 该塑件为中小批量生产 ，且塑件的形状较复杂。为了加工和热处理，降低成本，该塑件采用活动镶件的结构，简 化结构，降低模具的成本。2.3. 塑件材质工艺性此盒盖是采用PE(聚乙烯)注塑成的。查相关手册可知 聚乙烯塑料是塑料工业中产量最大的品种。按聚合时采用的压力不同可分为高压、中压和低压三种。低压聚乙烯 比较硬、耐磨、耐蚀、耐热

12、及绝缘性较好。聚乙烯无毒、无味、呈乳白色。聚乙烯有一定的机械强度，但 和其他塑料相比其机械强度低，表面硬度差。聚乙烯有高度的耐水性。聚乙烯在热、光、氧气的作用下会产生老化和变 脆。低压聚乙烯的使用温度为100C左右。聚乙烯耐寒，在-60C时仍有较好的机械性能，-70C时仍有一定的柔软性。 常用热塑性塑料成型特点聚乙烯成型时，在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大。注射方向的收缩率大于垂直方向上的收率，易产生变形，并 使塑件浇口周围部位的脆性增加；聚乙烯收缩率的绝对值较大，成型收缩率也较大，易产生缩孔；冷却速度慢，必须充 分冷却，且冷却速度要均匀；质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。2.4 成

13、型工艺性查模具设计与制造简明手册P.280表2-31常用塑料注射成型工艺参数：预热和干燥温度：80-120 C ，时间：1-2小时；料筒温度：后段160-180 C ，中段：180-200 C ，前段200-220 C； 模具温度：80-90C；注射压力：700-1000公斤力/cm2 m，；成型时间：注射时间20-60秒，保压时间0-3秒，冷 却时间20-90秒，总周期50-160秒；螺杆转速： 48转/分。不需后处理。3 拟定成型方案及动作原理3.1 分型面位置的确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于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

14、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方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：a）保证塑料制品能够脱模这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选 在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有 影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。b）使型腔深度最浅模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：1）目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越长，影响模具生产周期，同时

15、增加生产成本。2）模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、定模越厚。一方面加工比较困难；另一方面各种注射机对模具的最 大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜过大。3）型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大，如图2。若要控制规定的尺寸公差，就要 减小脱模斜度，而导致塑件脱模困难。因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。c）使塑件外形美观，容易清理尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一圈毛边，我们称之为飞边。即使这些毛边脱模 后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故分型面应避免设在塑件光滑表面上，如图3的分型面a位置， 塑件割除毛边后，在塑件光滑表面留下痕迹；图3的分型面b处于截面变化的位置上，虽然割除毛边后仍有痕迹，但看 起来不明显，故应选择后者.d）尽量避免侧向抽芯塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗 时耗财，制造成本显著增加，故在万不得己的情况下才能使用.e）使分型面容易加工分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。因此，分型面应是平面 且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证， 易造成溢料飞边现象。g）使侧向抽芯尽量短抽芯越短，斜抽移动的