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1、梯形盖注塑模具设计序言该课题的主要设计意义在于掌握注塑模设计的大体思路，懂得如何着手分析和考虑问题，掌握零件的造型和加工方法，能自己独立的设计出一套完整的模子，且能将它应用于实际生产。此次设计的课题为梯形盖注塑模具设计，所用的材料是聚氯乙烯，聚氯乙烯是用途最广泛的通用塑料之一。硬质聚氯乙烯（未加增塑剂）具有良好的机械强度、耐热性和耐燃性，可以单独用做结构材料，应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬质聚氯乙烯可以用增强材料（例如玻璃纤维）进行增强， PVC具有很好的隔水性，所以被广泛用于制造水管，浴帘；此外PVC具有阻燃性能，因为在燃烧时，PVC会释放出抑制燃烧的氯原子。其主要特点是：聚氯乙稀
2、具有原料丰富（石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气）、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点，现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂，占世界合成树脂总消费量的29%。聚氯乙烯容易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品，也可生产板材、门窗、管道和阀门等塑料硬制品。第1章 塑件的工艺性分析1.1 尺寸和精度分析塑件尺寸的大小受塑料流动性的影响，在注射成型和压注成型中，流动性差的塑件和壁厚的制件尺寸不能设计的过大，否则容易造成充填不足或形成冷接缝，从而影响之间的外观和强度。因此，在设计塑件尺寸时应对塑料的流动距
3、离比等方面进行校核。塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品要求尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。影响塑件尺寸精度的因素十分复杂，首先是模具制造的精度和塑料收缩率的波动，其次是模具磨损程度。另外，在成型是工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化、塑件的飞边等都会影响塑件的精度。因此，塑件的尺寸精度的确定应该合理选择，尽可能选用低精度等级。很多资料认为，在引起塑件尺寸的误差中，模具制造公差和成型收缩率波动引起的误差各占1/3。实际上，对于小尺寸塑件，模具的制造公差对塑件尺寸精度影响相对要大一些，而对于大尺寸塑件，收缩率波动则是影响塑件尺寸精度的主要因素。在本设计中，塑件的材料为软聚氯乙烯，标注
4、公差尺寸高精度为MT5，未标注为MT7。模塑件尺寸公差为MT，公差等级为7级，每一级又可分为A、B两部分，其中A为不受模具活动部分影响尺寸的公差，B受模具活动部分影响尺寸的公差，如塑件图：图11 塑件图根据公差尺寸精度查文献10得：（1）总长：500-0.80 A:0.74；（2）总宽：250-0.64 A:0.50；（3）总高：250-0.64 B:0.70；（4）阶高：130-0.48 B:0.52；（5）锥底直径：180-0.48 A:0.44；（6）锥顶直径：80-0.48 A:0.28。1.2 表面粗糙度分析塑料制件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点外，主要
5、取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度要比塑件的低12级，在本设计中，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般为1.60.2m，除了一些特别有粗糙度要求的。如套筒表面粗糙度要求为0.8m。1.3 形状分析塑件的形状在满足使用要求的前提下，应使其有利于成型，特别是尽量不采用侧向抽芯机构，因此塑件设计时应可能避免侧向凹凸箱子和侧孔。在本设计中就没采用侧向抽芯机构，因为，侧向分型与抽芯机构的模具机构不但提高了模具设计与制造成本，而且还会在分型面上留下飞边，增加后加工的工作量。某些塑件只要适当地改变其形状，即能避免使用侧向抽芯机构，使其模具结构简化。第2章 分型面的选择2.1 分型面及其选择分型面
6、是决定模具结构形式的一个重要因素，分型面的类型、形状及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，不仅直接关系到模具结构的复杂程度，也关系到塑件的成型质量。注射模有时为了结构的需要，在定模或动模部分增加辅助的分型面，此时，将脱模取出塑件的分型面称为主分型面。2.1.1 塑料制件在模具中的位置1.型腔数目的确定一次注射只能生产一件塑料产品的模具称为单型腔模具，如果一副模具一次注射能生产两件或两件以上的塑料产品，则这样的模具称为多型腔模具。模具的型腔数一般由成型设备的技术参数限定，综合考虑生产效率及模具加工成本与难易，可选用一模一腔，一模两腔和一模多腔。为满足生产效率，
7、本设计采用普通浇注系统时，采用一模四腔。2.塑件在模具的位置由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因此型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔多型腔模具型腔布局一般有平衡式和非平衡式。对于本设计，根据浇注方式和制品几何形状，考虑模具型腔加工难易程度，可选用如下平衡式（图21）和非平衡式（图22）。图21 模具型腔布局 平衡式的特点是从主流道到各型腔浇口分流道的长度、截面形状和尺寸均对应相同，可实现各型腔均匀进料和同时充满型腔的目的，从而使所成型的塑件内在质量均一稳定，力学性能一致。图
8、22 模具型腔布局非平衡式的特点是从主流道到各型腔浇口分流道的长度不相同，因而不利于均衡进料，但可以明显缩短分流道的长度，节约塑件的原材料。为了使非平衡式布置的型腔也能达到同时充满的目的，往往各浇口的截面尺寸要制造得不相同。在实际多型腔模具的设计与制造中，对于精度要求高、物理与力学性能要求均稳定的塑件制件，应尽量选择平衡式布置的形式。本设计，一模出四个，浇口分流道的长度、截面形状和尺寸均对应相同，所以采用平衡式。由于本设计采用一模四腔，型腔布局如图23：图23 型腔布局2.1.2 分型面的选择分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺
9、等有关，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。1.分型面的形式注射模具有的只有一个分型面，有的有多个分型面。在多个分型面的模具中，将脱模时取出塑件的那个分型面称为主分型面，其他的分型面称为辅助分型面，辅助分型面是为了达到某种目的而设计的。分型面的形状有平直分型面、倾斜分型面、梯形分型面、曲面分型面、垂直分型面等等。在本设计中分型面的形状是平直的，其形状如图24： 图24 分型面的形状2.分型面的设计原则由于分型面受塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，以选出较为合理的方案。选择分型面时，应遵
10、循几项基本原则：分型面应选在塑件外形最大轮廓处、分型面的选择应有利于塑件顺利脱模、分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量、分型面的选择应有利于模具的加工以及分型面的选择应有利于排气。在实际设计中，应找住主要矛盾，从而合理地确定分型面。第3章 注射模结构设计与注射机选择塑料注射成型模具主要用于热塑性塑料制件的成型。注射成型的特点是生产率高，容易实现自动化生产。由于注射成型的工艺优点显著，所以塑料注射成型的应用最为广泛。近年来，随着成型技术的发展，热固性塑料的注射成型应用也日趋广泛。3.1 注射模的典型结构注射模具有很多的分类方法。按注射模具的典型结构特征可分为单分型面注射模具、双分型面注射模
11、具、斜导柱（弯销、斜导槽、斜滑块、齿轮齿条）侧向分型与抽芯注射模具、带有活动镶件的注射模具、定模带有推出装置的注射模具和自动卸螺纹注射模具等；按浇注系统的结构形式分类，可分为普通流道注射模具、热流道注射模具；按注射模具所用注射机的类型可分为卧式注射机用模具、立式注射机用模具和角式注射机用模具；按塑料的性质分类，可分为热塑性塑料注射模具、热固性塑料注射模具；按注射成型技术可分为低发泡注射模、精密注射模、气体辅助注射成型注射模、双色注射模、多色注射模等。注射模具的结构由塑件的复杂程度及注射机的结构形式等因素决定。注射模具可分为动模和定模两大部分，定模部分安装在注射机的固定模板上，动模部分安装在注射
12、机的移动模板上，注射时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔，开模时动模与定模分离，取出塑件。根据模具上各个部分所起的作用，注射模具的总体结构组成如下图所示：1.成型部分成型部分是指与塑件直接接触、成型塑件内表面和外表面的模具部分，它由凸模（型芯）、凹模（型腔）以及嵌件和镶块等组成。凸模（型芯）形成塑件的内表面形状，凹模形成塑件的外表面形状，合模后凸模和凹模便构成了模具模腔。如下图所示的模具中，模腔由动模板9、定模板12、凸模18等组成。 图31 注射模具的结构1.推板垫板 2.拉料杆 3.推杆 4.圆头螺钉 5.内六角螺钉 6.模脚 7.动模垫板 8.定距拉板 9.动模板 10.套筒 11.脱模板
13、 12.定模板 13.定模座板 14.圆头螺钉 15.圆柱销 16.压缩弹簧 17.限位导柱 18.型芯 19.浇口套 20.导柱 21.圆头螺钉 22.推杆2.浇注系统浇注系统是熔融塑料在压力作用下充填模具型腔的通道（熔融塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所流经的通道）。浇注系统由主流道、分流道、浇口及冷料穴等组成。浇注系统对塑料熔体在模内流动的方向与状态、排气溢流、模具的压力传递等起到重要的作用。3.导向部分为了保证动模、定模在合模是的准确定位，模具必须设计有导向机构。导向机构分为导柱、导套导向结构与内外锥面定位导向机构两种形式。上图中的导向机构由导柱20和导套10组成。4.推出机构推出机构是将
14、成型后的塑件从模具中推出的装置。推出机构有推板、推杆固定板、拉料杆、推板导柱、推板导套、推杆等零件组成。5.温度调节系统为了满足注射工艺对模具的温度要求，必须对模具的温度进行控制，模具结构中一般都设有对模具进行冷却或加热的温度调节系统。如上图，模具的冷却方式是在模具上开设冷却通道。本设计不需要加热装置。6.排气系统在注射成型过程中，为了将型腔内的气体排出模外，常常需要开设排气系统。排气系统通常是在分型面上有目的地开设几条排气沟槽，如上图所示。另外许多模具的推杆或活动型芯与模板之间的配合间隙可起排气作用。7.支承零部件用来安装固定或支承成型零部件以及前述各部分机构的零部件均称为支承零部件。支承零
15、部件组装在一起，构成注射模具的基本骨架。如上图中的支承零部件有定模座板13、脱模板7和垫板1等。根据注射模中各零件的作用，上述七大部分可以分为成型零部件和结构零部件两大类。在结构零部件中，合模导向机构与支承零部件合称为基本机构零部件，因为二者组装起来可以构成注射模架（已标准化）。任何注射模均可以以这种模架为基础再添加成型零部件和其他必要的功能结构来形成.注射模的典型结构主要有单分型面注射模、双分型面注射模、斜导柱侧向分型与抽芯注射模、斜滑块侧向分型与抽芯注射模、带有活动镶件的注射模等等。由于本设计选择双分型面注射模，下面着重谈谈双分型注射模。双分型面注射模具的结构特征是有两个分型面，常常用于点浇口浇注系统的模具，也叫三板式（动模板、中间板、定模座板）注射模具，如上图31所示，在定模部分增加一个分型面（A分型面），分型的目的是为取出浇注系统凝料，便于下一次注射成型；B分型面为主分型面，分型的目的是开模推出塑件。双分型面注射
