塑料模具設(shè)計(jì)實(shí)例

1、塑料模設(shè)計(jì)實(shí)例塑料注射模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)例是通過設(shè)計(jì)圖 1.1 所示的防護(hù)罩的注射模， 全面介紹了從塑料成形工藝分析到確定模具的主要結(jié)構(gòu)， 最后繪制出模具的塑料注射模具設(shè)計(jì)全過程。設(shè)計(jì)任務(wù)：產(chǎn)品名稱：防護(hù)罩產(chǎn)品材料： ABS（抗沖）產(chǎn)品數(shù)量：較大批量生產(chǎn)塑料尺寸：如圖 1.1 所示塑料質(zhì)量： 15 克塑料顏色：紅色塑料要求：塑料外側(cè)表面光滑， 下端外沿不允許有澆口痕跡。 塑料允許最大脫模斜度 0.5 °圖 1.1塑件圖一注射模塑工藝設(shè)計(jì)1材料性能分析（1）塑料材料特性ABS 塑料（丙乙烯丁二烯苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中導(dǎo)入了丙烯腈、丁二烯等異種單體后成為的改性共聚物，也可稱為改性

2、聚苯乙烯， 具有比聚苯乙烯更好的使用和工藝性能。 ABS 是一種常用的具有良好的綜合力學(xué)性能的工程材料。 ABS 塑料為無定型料，一般不透明。 ABS 無毒、無味，成型塑料的表面有較好的光澤。 ABS 具有良好的機(jī)械強(qiáng)度， 特別是抗沖擊強(qiáng)度高。 ABS還具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化學(xué)穩(wěn)定性和電性能。ABS的缺點(diǎn)是耐熱性不高，并且耐氣候性較差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。（2）塑料材料成形性能使用 ABS 注射成形塑料制品時(shí)，由于其熔體黏度較高，所需的注射成形壓力較高，因此塑料對(duì)型芯的包緊力較大，故塑料應(yīng)采用較大的脫模斜度。另外熔體黏度較高，使ABS 制品易產(chǎn)生熔接痕，所以模具設(shè)計(jì)

3、時(shí)應(yīng)注意減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力。 ABS 易吸水，成形加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。在正常的成形條件下， ABS 制品的尺寸穩(wěn)定性較好。（3）塑料的成形工藝參數(shù)確定查有關(guān)手冊(cè)得到 ABS （抗沖）塑料的成形工藝參數(shù)：密度1.011.04克/mm3收 縮 率0.3%0.8%預(yù)熱溫度80°c85°c，預(yù)熱時(shí)間 23h料筒溫度后段 150°c170°c，中段 165°C180°c，前段 180°c200°c噴嘴溫度170°c180°c模具溫度50°c80°c注射壓力60100MPa注射時(shí)

4、間注射時(shí)間 2090s，保壓時(shí)間 05s，冷卻時(shí)間 20150s.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析（1）塑件的尺寸精度分析該塑件上未注精度要求的均按照SJ1372 中 8 級(jí)精度公差值選取，則其主要尺寸公差標(biāo)注如下（單位均為mm）：外形尺寸：4000.26 、 5001.2 、 450 0.12 、 R250 0.94內(nèi)形尺寸：36.800.26孔 尺 寸： 1000.52孔心距尺寸： 150.34（2）塑件表面質(zhì)量分析該塑件要求外形美觀，外表面表面光滑，沒有斑點(diǎn)及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4 m，下端外沿不允許有澆口痕跡，允許最大脫模斜度0.5 °，而塑件內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求。（4）

5、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析A、從圖紙上分析，該塑件的外形為回轉(zhuǎn)體，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。B、塑件型腔不大，適合批量生產(chǎn)。C、在塑件側(cè)壁有1 個(gè) 10 的孔，因此成型后塑件不易取出，需要考慮側(cè)抽芯裝置。結(jié)論：綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。3確定成型設(shè)備選擇（1）計(jì)算塑件的體積和重量計(jì)算塑件的重量是為了選擇注射機(jī)及確定模具型腔數(shù)。A、計(jì)算塑件的體積： V=12723.2mm3（過程略）B、計(jì)算塑件的重量：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)查得=1.2Kg ·dm3所以，塑件的重量為： W=V=12723.2× 1.2× 10-3=15.26g（2）設(shè)備選擇根據(jù)塑件形狀及尺寸， 采用

6、一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)， 考慮外形尺寸及注射時(shí)所需的壓力情況，參考模具設(shè)計(jì)手冊(cè)初選螺桿式注射機(jī)： G54S200/400選用 G54S200/400 型臥式注射機(jī)，其有關(guān)參數(shù)為：額定注射量200/400cm3注射壓力109MPa鎖模力2540KN最大注射面積645cm3模具厚度165406mm最大開合模行程260mm噴嘴圓弧半徑18mm噴嘴孔直徑4mm拉桿間距290mm× 368mm4成型工藝參數(shù)的確定查相關(guān)手冊(cè)得出工藝參數(shù)如下表，試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整5模塑工藝規(guī)程編制資料編號(hào)車間塑料成型工藝卡片共 1 頁(yè)第 1 頁(yè)零件名稱防護(hù)罩材料牌號(hào)ABS設(shè)備型號(hào)G54-S200/400裝

7、配圖號(hào)FHZ001材料定額12723.2mm3每模件數(shù)2零件圖號(hào)FHZ000單件重量15.26g工裝號(hào)材料設(shè)備溫度 /110120°C干燥時(shí)間 /h812料筒后段 /210240中段 /230280溫度前段 /240285（）噴嘴 /240250模具溫度 / 90110時(shí)注射 /s2090保壓 /s05間冷卻 /s2090壓注射壓力 /MPa80130力背壓 /MPa80130后處理溫度100° C時(shí)間輔助 /min時(shí)間812定額單件 /min檢驗(yàn)編制校對(duì)審核組長(zhǎng)車間主任檢驗(yàn)組主管工程師長(zhǎng)二模具設(shè)計(jì)1. 可行性分析（1）質(zhì)量保證措施根據(jù)塑件技術(shù)要求和塑料模塑成型工藝文件技術(shù)

8、參數(shù)，為保證達(dá)到塑件要求采取了如下措施：分型面的設(shè)置方法塑料分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，本實(shí)例中塑件的分型面有多種選擇，如圖 1.2 所示。圖 1.2a 所示的分型面選擇在軸線上，這種選擇會(huì)使塑件表面留下分型面痕跡，影響塑件表面質(zhì)量。同時(shí)這種分型面也使抽芯困難；圖1.2b的分型面選擇在下端面， 這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體上凹模型腔內(nèi)成形，塑件大部分外表面光滑， 僅在側(cè)向抽芯處留有分型面痕跡。同時(shí)側(cè)向抽芯容易，而且塑件脫模方便。因此塑件選擇如圖1.2b 所示的分型面圖 1.2分析面的選擇側(cè)抽芯的措施塑件的側(cè)面有直徑為 10mm的圓孔，因此模具應(yīng)有側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)，由于推出距離較短，抽出

9、力較小，所以采用斜面斜導(dǎo)柱、滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。斜導(dǎo)柱裝在定模板上，滑塊裝在推件板上。脫模斜度的數(shù)值為確保塑件外形美觀，外表面表面光滑，沒有劃傷、熔接痕，需要將脫模斜度設(shè)計(jì)略微大一些，而制件允許最大脫模斜度 0.5 °，故脫模斜度即設(shè)計(jì)該值。（2）合理的確定型腔數(shù)為提高塑件生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益， 在注射機(jī)容量能滿足要求的前提下， 應(yīng)計(jì)算出較合理的型腔數(shù)。 隨型腔的數(shù)量增多， 每一只塑件的模具費(fèi)用有所降低。 該塑料形狀較簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量較大。所以應(yīng)使用臺(tái)多型腔注射模具?？紤]到塑件側(cè)面有直徑為 10mm的圓孔，需側(cè)向抽芯，所以模具采用一模兩腔、平橫布置。這樣模具尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效

10、率高，塑件成本較低。其布置如圖 1.3 所示。圖 1.3塑件布置圖（3）澆道和澆口設(shè)置澆口對(duì)塑件的形式、 尺寸精度、熔接痕位置、 二次加工和商品價(jià)格等有很大影響，因而必須首先對(duì)澆道和澆口對(duì)具體塑件的成型關(guān)系進(jìn)行分析。 根據(jù)該制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以考慮采用點(diǎn)澆口和側(cè)澆口兩種形式， 但是塑件明確要求下端外沿不允許有澆口痕跡， 所以塑件采用點(diǎn)澆口成形， 其澆注系統(tǒng)如圖 1. 4 所示。點(diǎn)澆口直徑為 0.8mm，點(diǎn)澆口長(zhǎng)度為 1mm，頭部球 R1.52mm，錐角 為 6°。分流道采用半圓截面流道，其半徑 R 為 33.5mm。主流道為圓錐形，上部直徑與注射機(jī)噴嘴相配合，下部直徑 68mm。圖 1

11、.4點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)（4）模具制造成本估算（略）2確定模具類型（1）塑料采用注射成形法生產(chǎn)。為保證塑料表面質(zhì)量，使用點(diǎn)澆口成形，因此模具應(yīng)為雙分型面注射模（三板式注射模）。（2）因塑件尺寸較小，模具規(guī)模不大，為了降低加工難度，該模具采用直接加工型腔，即整體式結(jié)構(gòu)。（3）從塑件側(cè)孔的角度考慮，制件孔較小，所需的抽芯力不大，所以可以利用斜導(dǎo)柱抽芯。3確定模具主要結(jié)構(gòu)（1）模具的結(jié)構(gòu)形狀模具結(jié)構(gòu)為雙分型面注射模，如圖1.5 所示。采用拉桿和限位螺釘，控制分型面 A A 的打開距離，其開距應(yīng)大于40mm，方便澆口。分型面B B 的打開距離，其開距應(yīng)大于 65mm 用于取出制件。 模具分型面的打開順序，

12、由安裝在模具外側(cè)的彈簧滾柱式機(jī)構(gòu)控制。圖1.5雙分型面注射模模具結(jié)構(gòu)1限位拉桿2導(dǎo)套3定模板4螺釘5推件板6推桿7動(dòng)模板承板9推桿固定板10推板11墊塊12動(dòng)模座13導(dǎo)柱14導(dǎo)套套16定模座17流道板18導(dǎo)套19導(dǎo)柱20限位螺釘8支15導(dǎo)（2）選擇模架模架的結(jié)構(gòu)，如圖1.6 所示 .模架安裝尺寸校核模具外形尺寸為長(zhǎng) 300mm、寬 250mm、高 345mm,小于注射機(jī)拉桿間距和最大模具厚度 ,可以方便的安裝在注射機(jī)上。圖 1.6模架（3）型腔布置根據(jù)塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、 尺寸精度要求， 確定了一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)， 其排布方式如圖 1.7 所示。圖 1.5型腔排布方式（4）確定分型面如前所述，

13、為了保證塑件的表面質(zhì)量，且有利于模具加工、排氣、脫模及成型操作，分型面選擇如圖 1.5 所示的 A-A 分型面。（5）確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大小以及排氣方法、排氣槽的位置、大小如圖 1.4 所示。（6）選擇推出方式由于塑件形狀為圓殼形而且壁厚較薄， 使用推桿推出容易在塑件上留下推出痕跡，不宜采用。所以選擇推件板推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出， 這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、推出立均勻，塑件在推出時(shí)變形小，推出可靠。（7）冷卻系統(tǒng)模具加熱一般生產(chǎn) ABS 材料塑性的注射模具不需要外加熱。模具冷卻模具的冷卻分為兩部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。型腔的冷卻是由定模板（中

14、間板）上的兩條 10mm 的冷卻水道完成，如圖 1.6 所示。圖 1.6定模板冷卻水道型芯的冷卻如圖 1.7 所示，在型芯內(nèi)部開有 16mm 的冷卻水孔，中間用隔水板 2 隔開，冷卻水由支承板 5 上的 10mm 冷卻水孔進(jìn)入，沿著隔水板的一側(cè)上升到型芯的上部，翻過隔水板，流入另一側(cè)，再流回支承板上的冷卻水孔。然后繼續(xù)冷卻第二個(gè)型芯， 最后由支承板上的冷卻水孔流出模具。型芯 1 與支承板5 之間用密封圈3 密封。圖 1.7型芯的冷卻1型芯2 隔水板3 密封圈4 定模板5 支承板（8）模具總體結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)示意如圖1.8 所示。圖 1.8模具結(jié)構(gòu)示意圖1導(dǎo)柱 2導(dǎo)套 3拉桿 4 定模板（中間板）5

15、螺釘 6 導(dǎo)套 7 復(fù)位桿 8動(dòng)模座板9 螺釘10 推板 11 推桿固定板12 墊塊 13 支承板 14 密封圈15隔水板16 動(dòng)模板 17定位銷18推件板19 側(cè)滑塊 20 斜楔 21 斜導(dǎo)柱 22 型芯 23 螺釘 24脫出板25定模座板26 定模鑲塊 27 拉料桿 28定位圈29 澆口套30 導(dǎo)柱31 導(dǎo)套32 導(dǎo)套33 限位螺釘（9）模具零件厚度及外形尺寸型腔結(jié)構(gòu)如圖 1.8 所示，型腔由定模板 4、定模鑲件 26 和 19 共三部分組成。定模板 4 和滑塊 19 構(gòu)成塑件的側(cè)壁，定型鑲件 26 成形塑件的頂部，而且點(diǎn)澆口開在定模鑲件上，這樣使加工方便有利于型腔的拋光。 定模鑲件可以更

16、換， 提高了模具的使用壽命。型芯結(jié)構(gòu)如圖 1.8 所示，型芯由動(dòng)模板16 上的孔固定。型芯于推件板18 采用錐面配合，以保證配合緊密，防止塑件產(chǎn)生飛邊。另外，錐面配合可以減少推件板在推件運(yùn)動(dòng)時(shí)與型芯之間的磨損。型芯中心開有冷卻水孔，用來強(qiáng)制冷卻型芯。模具的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)如圖 1.8 所示，為了保證模具的閉合精度，模具的定模部分與動(dòng)模部分之間采用導(dǎo)柱子 1 和導(dǎo)套 2 導(dǎo)向定位。推件板 18 上裝有導(dǎo)套 6，推出制件時(shí)， 導(dǎo)套 6在導(dǎo)柱 1 上運(yùn)動(dòng)，保證了推件板的運(yùn)動(dòng)精度。定模座板上裝有導(dǎo)柱30，為點(diǎn)澆口凝料推板 24 和定模板 4 的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算（略）（7）計(jì)算成型零件工作尺寸取 ABS

17、的平均成形收縮為 06%，塑件未注公差按照 SJ1372中 8 級(jí)精度公差值選取。型腔徑向尺寸模具最大磨損取塑件公差的1/6；模具制造公差 z= /3；取 X=0.75.40+0.26 40.26-0.26(Lm1)+ 0=(1+S)Ls1-X + 0=(1+0.6%) ×40.26-0.75×0.26 +0.09=40.31+0.09R25 0.94 R25.94-0.94(Lm2) + 0=(1+S)Ls2-X + 0=(1+0.6%) ×25.94-0.75×0.94 +0.31=25.39+0.31型腔深度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模

18、具制造公差 z=/取 X=0.5。50+1.251.2-1.2（ Hm1） + 0=(1+S)Hs1-X + 0=(1+0.6%)×51.2-0.5×1.2 +0.40=50.91+0.4045+1.246.2 1.2(Hm2) +0=(1+S)Hs2-X +0=(1+0.6%)× 46.2×1.2 +0.40=45.88+0.40(3) 型芯徑向尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具制造公差 z=/3；取 X=0.75. 36.8+0.26 36.8+0.26(Ls1)0-z=(1+S)Ls1+X 0- Z=(1+0.6%)× 36.8+

19、0.75×0.26 -0.09=37.220-0.0910+0.52 10+0.52(Ls2) 0- z=(1+S)Ls2+X 0- Z=(1+0.6%)×10+0.75×0.25 -0.17=10.450-0.17(4) 型芯高度尺寸模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具制造公差 z=/3；取 X=0 5。1）48.4+1.248.4+1.2(hm1) 0-z=(1+S)hs1+X 0- Z=(1+0.6%)×48.4+0.5×1.2-0.40=49.29-0.402) 15+0.6815+0.68(hm2) 0- z=(1+S)hs2+ X

20、 0- Z=(1+0.6%)× 15+0.5× 0.68 -0.23=15.43-0.23四模具總裝圖1模具總裝圖（略）2模具工作原理（略）五模具的裝配、試模1模具的裝配（略）2模具的安裝試模試模是模具中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 試模中的修改、 補(bǔ)充和和調(diào)整是對(duì)于模具設(shè)計(jì)的補(bǔ)充。（1）試模前的準(zhǔn)備試模前要對(duì)模具及試模用的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。 模具的閉合高度， 安裝與注射機(jī)各個(gè)配合尺寸、推出形式、開模距、模具工作要求等要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各滑動(dòng)零件配合間隙適當(dāng)，無卡住及緊澀現(xiàn)象?；顒?dòng)要靈活、可靠，起止位置的定位要正確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無松動(dòng)現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門、附

21、件、備件要齊全。對(duì)于試模設(shè)備也要進(jìn)行全面檢查，即對(duì)設(shè)備的油路、水路、電路、機(jī)械運(yùn)動(dòng)部位、各操縱件和顯示信號(hào)要檢查、調(diào)整，使之處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。（2）模具的安裝及調(diào)試模具的安裝是指將模具從制造地點(diǎn)運(yùn)至注射機(jī)所在地， 并安裝在指定注射機(jī)的全過程。模具安裝在注射機(jī)上要注意以下幾方面：模具的安裝方位要滿足設(shè)計(jì)圖樣的要求。模具中有側(cè)向滑動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí)，盡量使其運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较?。?dāng)模具長(zhǎng)度與寬度尺寸相差較大時(shí)，應(yīng)盡可能使較長(zhǎng)的邊與水平方向平行。模具帶有液壓油路接頭， 氣路接頭， 熱流道元件接線板時(shí)， 盡可能放在非操作一側(cè)，以免操作不方便。模具在注射機(jī)上的固定多采用螺釘，壓板的形式，如圖 1.9 所示。一般每側(cè)

22、48 塊壓板，對(duì)稱布置。圖 1.9模具固定1壓板2 螺釘3 模具4 注射機(jī)安裝板模具安裝于注射機(jī)上之后， 要進(jìn)行空循環(huán)調(diào)整。 其目的在于檢驗(yàn)?zāi)＞呱细鬟\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否可靠、靈活，定位裝置是否能夠有效作用。要注意以下方面：合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力。、活動(dòng)型芯、 推出及導(dǎo)向部位運(yùn)動(dòng)及滑動(dòng)要平穩(wěn)、 無干涉現(xiàn)象， 定位要正確可靠。開模時(shí)，推出要平穩(wěn)，保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具。冷卻水要暢通，不漏水，閥門控制正常。（3）試模模具安裝調(diào)試后既可以進(jìn)行試模加入原料原料的品種、 規(guī)格、牌號(hào)應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣中的要求， 成形性能應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。原料一般要預(yù)先進(jìn)行干燥。調(diào)整設(shè)備按照工藝條件要求調(diào)

23、整注射壓力、注射速度、注射量、成形時(shí)間、成形溫度等工藝參數(shù)。試模將模具安裝在注射機(jī)上， 選用合格的原料， 根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調(diào)整好注射機(jī)，采用手動(dòng)操作。 開始注射時(shí)，首先采用低壓、 低溫和較長(zhǎng)的時(shí)間條件下成形。如果型腔未充滿， 則增加注射時(shí)的壓力。 在提高壓力無效時(shí)， 可以適當(dāng)提高溫度條件。試模注射器出樣件。試模過程中容易產(chǎn)生的缺陷及原因可參考表 10-9。試模過程中，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)記錄， 將結(jié)果填入試模記錄卡， 并保留試模的樣件。（4）檢驗(yàn)通過試?？梢詸z驗(yàn)出模具結(jié)構(gòu)是否合理；所提供的樣件是否符合用戶的要求；模具能否完成批量生產(chǎn)。針對(duì)試模中發(fā)現(xiàn)的問題，對(duì)模具進(jìn)行修改、調(diào)整、再試模，使模具和生產(chǎn)出的樣件滿足客戶的要求， 試模合格的模具， 應(yīng)清理