1、注射闹钟后盖模具设计内容提要注射闹钟后盖模具设计中的零件形状较复杂要保证制品的质量首先模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响其次在加工过程中模具结构对操作难以程度影响很大在大批量生产塑料制品时应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动为此常采用自动开合模自动顶出机构在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落 注射模的基本组成是：定模机构动模机构浇注系统导向装置顶出机构芯机构冷却和加热装置排气系统 因
2、注射模成型的广泛适用正是我这个设计的根本出发点 关键字：塑料制品 复杂 质量 生产 注射 成型 浇口 型腔 型芯 目录 第一章 塑料的工艺分析.3 1.1 塑件成形工艺分析.3 1.2 闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数.4第二章 注塑设备的选择.5 2.1 估算塑件体积.5 2.2 选择注射机.5 2.3 模架的选定.6 2.4 最大注射压力的校核.6 第三章 塑料件的工艺尺寸的计算.7 3.1 型腔的径向尺寸 .7 3.2 型芯的计算 .8 3.3 模具型腔壁厚的计算 .8第四章 浇注系统的设计.9 4.1 主流道的设计 .10 4.2 冷料井的设计 .10 4.3 分流道的设计
3、.11 4.4 浇口的选择 .12第五章 分型面的选择与排气系统的设计.13 5.1 分型面的选择.13 5.2 排气槽的设计.14第六章 合模导向机构的设计.14第七章 脱模机构的设计 .15第八章 温度调节系统的设计.16 8.1 模具冷却系统的设计 .17 8.2 模具加热系统的设计.18第九章 模具的装配 .18 9.1 模具的装配顺序.18 9.2 开模过程分析.19致 谢.21参考资料 .22第一章 塑件的工艺分析1.1 塑件成型工艺分析如图1.1所示： 图1.1 闹钟后盖闹钟后盖的形状较复杂带有很多不同形状的孔在保证孔间距和孔的形状是给模具的加工带了很大的难度闹钟后盖的注塑材料首
4、先选用ABS闹钟的后盖绝大部分的决定了闹钟的重心的位置的所在要很好的处理后盖壁厚的均匀成型后收缩率的不一致这样就必须有效的控制模具温度来调节收缩率由于闹钟后盖的主体作用是起固定作用它的内部结构就相应的给注塑带来了一定的难度主要是它螺钉孔的壁厚相对壁厚有一定的差距势必会在注塑的时候到来很大的牛顿减力造成塑件填充不满的缺陷可以考虑采用双浇口但应用了Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后发现会给闹钟后盖的表面带来更多的熔接痕和气孔也可以利用模具的可靠的精度来定位但是这样的话成本太高而且易造成模具损坏因为考虑到凹凸模形状的复杂用整体形式是不利于损坏后的维修适当的使用嵌件就可以解决这些问题但不
5、能利用过多的嵌件不然的话就会造成型腔的强度与刚度不够1.2 闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物丙烯腈使聚合物耐油耐热耐化学腐蚀丁二烯使聚合物具有优越的柔性韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能同时具有吸湿性强但原料要干燥它的塑件尺寸稳定性好塑件尽可能偏大的脱模斜度1.2.1 ABS塑料主要的性能指标：密度 (Kg.dm-3) 1.13-1.14收缩率 % 0.30.8熔 点 130160热变形温度 45N/cm 6598弯曲强度 Mpa 80拉伸强
6、度 MPa 3549拉伸弹性模量 GPa 1.8弯曲弹性模量 Gpa 1.4压缩强度 Mpa 1839缺口冲击强度 kJ/ 1120硬 度 HR R6286体积电阻系数 cm 1013击穿电压 Kv.mm-1 15介电常数 60Hz3.71.2.2 ABS的注射成型工艺参数: 注塑机类型：螺杆式喷嘴形式： 通用式 料筒一区 150-170料筒二区 180-190料筒三区 200-210喷嘴温度 180-190模具温度 50-70注塑压 60-100保压 40-60注塑时间 2-5保压时间 5-10冷却时间 5-15周期 15-30后处理 红外线烘箱 温度（70） 时间（0.3-1）由为重要的是
7、因为目前原油价格的下降导致ABS的市场价格大幅度的下跌第二章 注塑设备的选择2.1 估算塑件体积估算塑件体积和质量： 该产品材料为ABS查书本得知其密度为1.13-1.14g/cm3收缩率为计算其平均密度为1.135 g/cm3平均收缩率为0.55 使用PRO/E软件画出三维实体图软件能自动计算出所画图形浇道凝料和塑件的体积 另预置浇道凝料为2 cm3因此估算塑件体积为9 cm32.2 选择注射机根据塑料制品的体积或质量查书可选定注塑机型号为SZ-40/25 注塑机的参数如下： 注塑机最大注塑量：40cm3 注塑压力：200/Mpa 注塑速率：50(g/s) 塑化能力：20(Kg/h) 锁模力
8、：2500KN 注塑机拉行间距：250250mm 顶出行程：55mm 最小模厚：130mm 最大模厚：220mm 模板行程：230mm 注塑机定位孔直径：55 mm 喷嘴球半径：SR10 2.3 模架的选定根据塑件选定模架为：S2030-B-I-35-35-70见图2.1：2.4 最大注射压力的校核闹钟后盖的原料为ABS所需注射为60-100MPa而所选注射机压力为200 MPa所以注射压力符合要求2.4.1最大注塑量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边）通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%所以选用的注塑机最大注塑量应满足： 0.8 V机
9、V塑V浇式中 V机 -注塑机的最大注塑量40cm3 V塑-塑件的体积该产品V塑18cm3 V浇-浇注系统体积该产品V浇2cm3 故 V机（18+4）cm32.4.2锁模力校核 F锁pA式中 p-熔融型料在型腔内的压力该产品 A-塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和经计算A=4641 mm3F锁-注塑机的额定锁模力 故 F锁pA=200Mpa4641 mm3选定的注塑机的压力为2500KN满足要求2.4.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核A 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适 模具长模具宽拉杆面积 B模具闭合高度校核Hmin-注塑机允许最小模厚=130mm Hmax-注塑机
10、允许最大模厚=220mm H-模具闭合高度=180mm 故满足HmaxHHmin（1） 开模行程校核 注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机）故注塑机的开模行程应满足下式： S机-注塑机最大开模行程230mm; H1-顶出距离16mm； H2-包括浇注系统在内的塑件高度52mm; S机(H模Hmin)H1H2(510)因为本模具的浇注系统和塑件的特殊关系浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离故： 230(180130)62(510)满足条件 第三章 塑料件的工艺尺寸的计算由于闹钟后盖须与前盖配合所以只有闹钟后盖的边缘的榫才起着配合决定性的作用还有闹钟后盖与电池盖的配合故需要
11、计算相对于榫和铰链的凹凸模的尺寸凹凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸确定因 ABS的成型收缩率为0.40.7%所以平均收缩率取S=0.5%3.1 型腔的径向尺寸 （LM）0+=（1+S）Ls-(0.50.75) 0+=1.008Ls-0.75 0+ 其中LM为型腔的基本尺寸公差值为正偏差Ls塑件的基本尺寸塑件公差为负偏差S为塑料的平均收缩率z为模具成型零件的制造公差取1/41/6模具型腔按六级精度制造根据型腔的尺寸代入数据得： （一）、 Ls=81mm . 经计算得：LM=79.440+0.32mm;(二)、 Ls=1mm . 经计算得：LM=0.79550+0.07mm;(三)、 Ls=5.5mm
12、 . 经计算得：LM=5.3250+0.085mm;(四)、 Ls=1.8mm . 经计算得：LM=1.5990+0.07mm;(五)、 Ls=10mm . 经计算得：LM=9.780+0.1mm;(六)、 Ls=7mm . 经计算得：LM=6.750+0.1mm;(七)、 Ls=2mm . 经计算得：LM=1.8060+0.07mm;(八)、 Ls=3mm . 经计算得：LM=2.8140+0.07mm;(九)、 Ls=4mm . 经计算得：LM=3.7770+0.085mm;(十)、 Ls=6mm . 经计算得：LM=5.7930+0.085mm;(十一)、 Ls=8mm . 经计算得：L
13、M=7.7640+0.0.1mm;(十二)、 Ls=16mm . 经计算得：LM=15.7230+0.14mm;(十三)、 Ls=12mm . 经计算得：LM=11.7960+0.01mm3.2 型芯的计算3.2.1 芯径向尺寸的计算：LM=（1+S）Ls+3/4-0其各字母的含义与前相同型芯按六级精度制造根据型芯的基本尺寸代入数据得：（一）、 Ls=81mm经计算得：LM=82.4050-0.32mm;（二）、 Ls=1mm经计算得：LM=1.2150-0.07mm;（三）、 Ls=5.5mm经计算得：LM=5.7450-0.085mm;（四）、 Ls=1.8mm经计算得：LM=2.0190
14、-0.07mm;（五）、 Ls=10mm . 经计算得：LM=10.480-0.1mm（六）、 Ls=7mm . 经计算得：LM=7.4080-0.1mm;（七）、 Ls=2mm . 经计算得：LM=2.2260-0.07mm;（八）、 Ls=3mm . 经计算得：LM=3.2340-0.07mm;（九）、 Ls=4mm . 经计算得：LM=4.2770-0.085mm; （十）、 Ls=6mm . 经计算得：LM=6.3030-0.1mm; (十一)、 Ls=8mm . 经计算得：LM=8.3640-0.1mm; (十二)、 Ls=16mm . 经计算得：LM=16.5330-0.14mm;
15、 (十三)、 Ls=12mm . 经计算得：LM=12.3960-0.1mm;3.2.2 型芯高度尺寸的计算：HM=（1+S）Hs+3/4 -0按六级精度制造 Hs=15mm 经计算得： HM=15.4870-0.13mm;3.3 模具型腔壁厚的计算 为实现高性能的目的；选用模具材料应具有高耐磨性高耐蚀睡良好的稳定性和良好的导热性必须具有一定的强度表面需要耐磨淬火变型要小但不需要耐腐蚀性因为ABS没有腐蚀性可以采用Cr12经过调质淬火加低温回火正火HRC55可以去型腔壁厚为：0.20L+17=33第四章 浇注系统的设计在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置可以才用一模两腔浇注系统的设计是注塑模
16、具设计的一个重要的环节它对注塑成型周期和塑件质量（如外观物理性能尺寸精度）都有直接的影响设计时必须按如下原则：（1） 型腔布置和浇口开设部位力求对称防止模具承受偏载而造成溢料现象（2） 型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸（3） 系统流道应尽可能短断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折表面粗糙度要低以使热量及压力损失尽可能小（4） 对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落及分流道尽可能平衡布置a) 满足型腔充满的前提下浇注系统容积尽量小以减少塑料的耗量b) 浇口位置要适当尽量避免冲击嵌件和细小型芯防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观
17、4.1 主流道设计主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔其形状为圆锥形便于熔体顺利的向前流动开模时主流道凝料又能顺利拉出来主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞通常不直接开在定模上而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬塑件外表面不许有浇口痕又考虑取料顺利对塑件与浇注系统联接处能自动减断采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口为了方便于拉出流道中的凝料将主流道设计成锥形锥度为3内表面的粗糙度为Ra0.8微米孔径为0.5毫米主流道的设计要点如下：（1） 为
18、便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀主流道设计成圆锥形因ABS的流动性为中性故其锥度取3度过大会造成流速减慢易成涡流内壁粗糙度为R0.8um（2） 主流道大端呈圆角其半径取r=13mm以减少流速转向过渡的阻力r=1.5mm.（3） 在保证塑件成形良好的情况下主流道的长度应尽量短否则会使主流道的凝料增多且增加压力损失使塑料熔体降温过多影响注射成形（4） 为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接主流道对接处设计成半球形凹坑其半径为r2=r1+(12)其小端直径D=d+(0.51)凹坑深度常取34mm在此模具中取r2=1112mm（5） 由于主流道要与高温
19、高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套以便选用优质钢材单独加工和热处理其大端兼作定位环圆盘凸出定模端面的长度H=510mm同时因该闹钟后盖采用ABS需加热所以在主流道处采用电加热以提高料温4.2冷料井设计冷料井位于主流道正对面的动模板上或处于分流道末端其作用是接受料流前锋的冷料防止冷料进入型腔而影响塑件质量开模时又能将主流道的凝料拉出冷料井的直径宜大于大端直径长度约为主流道大端直径基于本次设计的模具可采用底部带有拉料杆的冷料井这类冷料井的底部由一个拉料杆构成拉料杆装于型芯固定板上因此它不能随脱模机构运动利用球头形的拉料杆配合冷料井4.3 分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道一般开在分型面上起分流和转向的作用分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积）塑料熔体的温度下降小阻力小流道的效率最高但加工困难而且正方形截面不易脱模所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形4.3.1
