蓋體注塑模設(shè)計(jì)

1、下圖所示為電防塵蓋2，材料為ABS塑料，精度等級為一般精度（4級精度），制品要求外觀表面光澤、無雜色、無收縮痕跡，生產(chǎn)批量中等。試設(shè)計(jì)注塑成型模具。 材料：ABS塑料1. 產(chǎn)品工藝性分析（1）材料性能 ABS為熱塑性材料，密度為1.031.07g/cm3 ，拉伸強(qiáng)度為3050MPa ，彎曲強(qiáng)度為4176MPa，拉伸彈性模量15872277MPa，彎曲彈性模量13802690MPa，收縮率0.3%0.8%，常取0.5%。該材料綜合性能好,即沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，易于成型，耐熱和耐腐蝕性能好，并有良好的耐寒性。（2）成型特性及條件 1.ABS材料具有較強(qiáng)的吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。使其水

2、分含量小雨0.3%。 2.流動(dòng)性中等，溢邊值0.04mm。 3.塑料的加熱溫度對塑件的影響較大。熔化溫度：210280C；建議245C。 3模具溫度：5080（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。 注射壓力：100140MP。注射速度：中高速度。（3）結(jié)構(gòu)工藝性 零件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚0.8，注射成型時(shí)應(yīng)不會發(fā)生填充不足現(xiàn)象。（4）零件體積及質(zhì)量估算 可用UG NX8.5等軟件的模型分析功能進(jìn)行零件體積及質(zhì)量的估算。1）單個(gè)塑件、 體積 V=0.202cm3質(zhì)量m=V=0.202×1.05=0.212g2)兩個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料?？傮w積V總=

3、0.808cm3,總質(zhì)量m總=0.848g。2.初選注射成型機(jī)的型號和規(guī)格 從實(shí)際注射量應(yīng)在額定注射量的20%80%之間考慮，初選額定注射量在60cm3以上的臥式注射成型機(jī)XS-ZY-60.該設(shè)備的技術(shù)規(guī)范見表1.XS-ZY-60注射成型機(jī)的技術(shù)規(guī)范3.確定模具基本結(jié)構(gòu)該零件成型時(shí)不需要側(cè)向外抽芯， 模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。 （1）單分型面注射模 :型腔在定模上，主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上，開模后塑件連同冷凝料一起留在動(dòng)模一側(cè)，動(dòng)模上又定出機(jī)構(gòu)，可以頂出塑件和凝料。模具合模時(shí)，在導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向定位下，動(dòng)模和

4、定模閉合。型腔由定模板上的型腔與固定在動(dòng)模板上型芯組成，并由注射機(jī)合模系統(tǒng)提供的鎖模力鎖緊。然后注射機(jī)開始注射，塑料熔體經(jīng)定模上的澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔，帶熔體充滿型腔并經(jīng)過保壓、補(bǔ)塑和冷卻定型后開模。開模時(shí)，注射機(jī)合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模后退，模具從動(dòng)模和定模分型面分開，塑件包在型芯上隨動(dòng)模一起后退，同時(shí)，拉料桿將澆注系統(tǒng)的主流道凝料從澆口套中拉出。當(dāng)動(dòng)模移動(dòng)一定距離后，注射機(jī)的頂桿接觸推板，推板機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作，使推桿和拉料桿分別將塑件及澆注系統(tǒng)凝料從型芯和冷料穴中推出，塑件在澆注系統(tǒng)凝料一起從模具中落下，至此完成一次注射過程。合模時(shí)，推出機(jī)構(gòu)靠復(fù)位桿復(fù)位并準(zhǔn)備下一次注射。（2）雙分型面注塑模 它從不同的分

5、型面分別取出流道內(nèi)的凝料和塑件，又稱為三板式注塑模。與單分型面注射模相比，三板式注射模具增加了一個(gè)可移動(dòng)的中間板。中間板適用于采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的單型腔和多型腔模具。在開模時(shí)由于定距拉板的限制，中間板與定模板作定距離分開，以便取出這兩塊板之間流道內(nèi)的凝料。而利用推桿或推件板將型芯上的塑件脫出。適合的澆口形式：點(diǎn)澆口、直接澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、重疊式澆口等。綜上所述，選用單分型面注射模，重疊式澆口進(jìn)料。4.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）確定型腔數(shù)目及配置。 本零件主要從經(jīng)濟(jì)性確定。試制小批量時(shí)，宜取單型腔或少型腔，大批量是采用多型腔。而該零件中等產(chǎn)量，因此采用一模兩腔，即一次注射成型兩個(gè)塑件兩腔。（2）選擇分

6、型面 模具閉合時(shí)型腔與型芯相接觸的表面稱之為分型面。為了便于脫模，分型面的位置應(yīng)設(shè)在塑件斷面尺寸最大的地方，還要不影響制品的外觀。 在模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇是一項(xiàng)非常重要的工作，塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動(dòng)模兩大部分。分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。分型面有多種形式，在一套模具分型面可以是一個(gè)或多個(gè)。一般單分型面模具其分型面與開模方向垂直，雙分型面模具是為取塑件和澆注系統(tǒng)冷凝料開設(shè)一個(gè)以上的分型面。通常有以下原則： （1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大輪廓位置處。而且應(yīng)

7、使塑件流在動(dòng)模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動(dòng)模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動(dòng)模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時(shí)，為了使塑件留在動(dòng)模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時(shí)，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。 （2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。 （3）分型面的選擇應(yīng)有利于模具零件的加工。 （4）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。（5）分型面選擇應(yīng)盡量選擇塑件在垂直合模方向上合模方向上投影面積較小的表面，以減小鎖模力。不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計(jì)方法，都必須首先確定分型面

8、，因?yàn)槟＞呓Y(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇如下圖。（3）確定澆注系統(tǒng)尺寸 澆注系統(tǒng)通常是由注口、流道（主流道和分流道）、澆口對冷料穴四部分組成。其作用保證熔融金屬平穩(wěn)均勻、連續(xù)地充滿型腔。阻止熔渣、氣體和沙粒隨熔融金屬進(jìn)入型腔?？刂畦T件的凝固順序。供給鑄件冷凝收縮是所需補(bǔ)充的金屬溶液（補(bǔ)縮）1 主流道。主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。上端直徑d=注射機(jī)噴嘴直徑+0.5mm=4.5mm,R=噴嘴球半徑+1mm=13mm,下端直徑D=8mm2. 冷料穴。冷料穴一般位于主流道對面的動(dòng)模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷

9、料”進(jìn)入型腔而形成接縫；此外，在開模時(shí)又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。冷料穴的形式有三種：一種是與推桿匹配的冷料穴；二種是與拉料桿匹配的冷料穴；三種是無拉料桿的冷料穴。本模具采用Z形冷料穴，C=D= 8mm。 3） 分流道。分流道就是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。 多型腔模具必定設(shè)計(jì)分流道，單型腔大型腔塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口時(shí)也要設(shè)置分流道。分流道寬度同主流道直徑，高度h=4mm,長度L=12.5D=10mm. 4) 澆口。澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、

10、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大?？紤]該零件的適用場合及外觀要求，采用重疊式澆口，澆口寬度b=2mm,長度L=0.8mm。 澆口位置對塑件的質(zhì)量有極大的影響，他的選擇應(yīng)遵循如下原則：a. 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件較厚部位，以利于熔體流動(dòng)、排氣補(bǔ)縮，以避免產(chǎn)生縮孔和缺陷；b. 澆口位置應(yīng)避免產(chǎn)生熔接痕，影響塑件外觀；c. 澆口應(yīng)設(shè)置在使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置；d. 澆口位置應(yīng)設(shè)置在有利于排出氣體的位置；e. 澆口位置防止對型芯產(chǎn)生沖擊； 5）定位環(huán)及澆口套。 根據(jù)注射機(jī)定模板中心尺寸，選取定位環(huán)直徑55mm，澆口套公稱直徑22mm.(4)確定型腔、型芯的結(jié)構(gòu)及固定方式1） 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及固定方法模具的

11、型腔取用整體式 整體式型腔是直接加工在型腔板上的，有較高的強(qiáng)度和 剛度，使用中不易發(fā)生變形。由于塑件尺寸較少，且形狀簡單，型腔加工容易實(shí)現(xiàn)，故可以采用整體式結(jié)構(gòu)。凹模也可以稱為型腔、凹模型腔，用以形成塑件的外輪廓，按結(jié)構(gòu)形式的不同可分為整體式、整體嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。整體嵌入式凹模是將結(jié)構(gòu)尺寸較小的整體式凹模采用H7/m6配合嵌入到凹模固定板或套版中進(jìn)行使用除具有整體式凹模的有點(diǎn)外，還可以節(jié)約貴重模具材料和便于熱處理，主要用于生產(chǎn)批量較大的模具，可一模一腔或一模多腔。整體嵌入式凹模最常用的固定方法是凸肩墊板法和沉孔嵌入法，凹模底部有工藝孔便于拆卸頂出。綜上分析，型腔采用沉孔嵌入

12、法固定的整體嵌入式結(jié)構(gòu)。 2） 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及固定方式模具的型芯采用整體鑲嵌式 整體鑲嵌式型芯可以節(jié)省貴重模具鋼，便于加工 和熱處理，修理更換方便，同時(shí)也有利于型芯冷卻和排氣。固定方式。型腔和型芯均通過套版用臺階方式固定，型芯中的小鑲塊用臺階固定。3.2 型腔型芯尺寸的計(jì)算型腔=(1+S)As-3/4+z0=(1+S)Hs -2/3 +z0型芯=(1+S)Bs+3/40-z=(1+s) -2/3 0-z中心距=(1+S)Cs±z/2查表得：收縮率：1.24.0% ，取2.6%，同時(shí)公差按IT9所以：型腔尺寸=14.88+00.03 mm=4.96+00.08 mm型芯尺寸 =12.

13、76-0.030 mm=11.32-0.030 mm =3.76-0.080mm （5）頂出機(jī)構(gòu)的確定 頂出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)因塑件的脫模要求的不同而有所變化，但對頂出機(jī)構(gòu)所應(yīng)達(dá)到的要求是一致的，使塑件在頂出過程中不會損壞變形，保證塑件在開模 的過程中留在有頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)模內(nèi)，根椐塑件的形狀特點(diǎn)，確定模具型腔在定模部分，模具的型芯在動(dòng)模部分。塑件成形開模后，塑件與型芯一起留在動(dòng)模一側(cè)。該塑件有一溝，由于成型塑件的塑料（ABS）有很好的彈性，可以取用強(qiáng)制的脫模，但需要較大的脫模力，故采用推件板推出機(jī)構(gòu)推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)因塑件的脫模要求的不同而有所變化。但對頂出機(jī)構(gòu)所應(yīng)達(dá)到的基本要求是一致的：使塑件在頂出過程中

14、不會損壞變形；保證塑件在開模后留在有頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)模側(cè)；若塑件需留在定模內(nèi)，則要在定模上設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)。本模具選用推桿一次頂出機(jī)構(gòu)。1推桿數(shù)量及結(jié)構(gòu)的確定，為了使機(jī)構(gòu)能塑件脫模，因此本模具選用推桿推出機(jī)構(gòu)。每個(gè)制品設(shè)四根推桿，共8根，推桿頭部直徑2.0mm,為增加其剛度，采用階梯推桿，尾部直徑為4.5mm。 2.復(fù)位裝置設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)在完成塑件的頂出動(dòng)作后，為了進(jìn)行下一循環(huán)必須回到初始位置。常用復(fù)位機(jī)構(gòu)有彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)和復(fù)位桿機(jī)構(gòu)。因?yàn)閺椈蓹C(jī)構(gòu)不可靠，所以在此處選擇復(fù)位桿復(fù)位，同時(shí)也做推推桿的作用。3.頂出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向推桿一般裝配在頂出板和頂出固定板之間。在頂出過程中導(dǎo)向是非常重要的，否則，推桿會變形或

15、折斷。頂出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向裝置可選用頂板導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向，導(dǎo)柱導(dǎo)套的公稱直徑為15mm。4.拉料桿，如前面澆注系統(tǒng)所示，采用z形拉料桿，公稱直徑8mm。5.頂出距離，為確保頂出塑件完全脫模，頂出距離不小于3.5mm。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。、澆口處加強(qiáng)冷卻。、應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。、合理選擇冷卻水道的形式。、合理確定冷卻水管接頭位置。、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象。、冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過程中造成損壞。9

16、.2冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡單流道式。簡單流道式即通過在模具上直接打孔，并通過以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。 2.注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的初步校核1）型腔數(shù)校核由式（4-3）【1】，得：nF-PAJPAZ=28為單個(gè)塑件在分型面上的投影面積；為澆道凝料(包括澆口)在塑件分型面上的投影面積；為注射機(jī)鎖模力；為塑料熔體對型腔的平均壓力，一般為取。所以型腔數(shù)校核合格。推桿的強(qiáng)度校核c=4Fnd2=4×5004X3.14X4=39型腔壁厚校核S=35PBL432EB=23故合乎要求2）注射壓力的校核，而P額=122MP符合要求。為注射壓力安全系數(shù)，一般，常取1.3；為塑件成型時(shí)所需的注射壓力，；所以型腔壓力校核合格。3鎖模力校核由；式中為鎖模力安全系數(shù)，一般要求，??；F=500KN,符合要求。所以鎖模力校核合格。4.開模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核開模行程是指從模具中取出塑料所需要的最小開合距離，用H表示，它必須小于注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程S。由于注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)不同，開模行程可按以下兩種情況進(jìn)