1、 側抽芯注塑模設計 摘要 塑料工業是當今設計上增長最快的工業門類之一，而注塑模具是其中發展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產品的生產過程和提高產品質量有很大意義。 塑料模具設計是模具制造中的關鍵工作，通過合理設計制造出來的模具不僅能順利地成型高質量的塑件，還能簡化模具的加工過程和實施塑件的高效率生產。說明書里介紹了模具的結構組成、設計要點、模具成型生產所用的設備、模具材料和熱處理要求等。該說明書主要分為三個部分，分別介紹了塑料的性能，塑料制品的結構設計及工藝性，以及對注塑模具結構與注塑機、塑料制件在模具中的位置與澆注系統的設計、成型部件設計、結構零部件的設計、推出機構設計、側向分型與抽

2、芯機構設計和溫度調節系統等做了介紹。 通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，了解注塑模具結構及工作原理。 關鍵詞：塑料模具、斜導柱、分型面、滑塊 前言塑料模具設計是模具制造中的關鍵工作，通過合理設計制造出來的模具不僅能順利地成型高質量的塑件，還能簡化模具的加工過程和實施塑件的高效率生產，從而達到降低生產成本和提高附加價值的目的。近幾年來塑料成型工藝迅速發展，塑料模具種類不斷增加，結構也愈趨復雜，制造精度要求愈來愈高。其中注塑成型模具應用最為廣泛，而且模具的結構最為復雜。本次模具設計采用的是一模兩腔的模具結構，通過側向分型與抽芯機構完成了塑件的成型。說明書中介紹了模具的結構組成、結構特點、

3、工作原理、設計要點、模具成型生產所用的設備、模具材料和熱處理要求等。該說明書主要分為三個部分，第一章主要介紹了塑料的性能，第二章介紹了塑料制品的結構設計及工藝性，第三章對注塑模具結構與注塑機、塑料制件在模具中的位置與澆注系統的設計、成型部件設計、結構零部件的設計、推出機構設計、側向分型與抽芯機構設計和溫度調節系統等做了介紹。 本說明書在編寫過程中得到了師友的支持和幫助，在此我表示感謝。同時感謝所引用文獻的作者，他們辛勤研究的成果使得本次設計增色不少。限于學生水平有限，難免出現不少的缺點和錯誤，懇切希望各位老師批評指正。 第1章 塑料的性能11 設計要求大批量生產，精度為一般精度。 圖1-1 塑

4、件12 塑料的組成塑料是以合成樹脂為主要成分，加入適量的添加劑組成的。121 合成樹脂 ABS塑料 化學名稱：丙烯-丁二烯苯乙烯共聚物比重:1.02克/立方厘米 成型收縮率:0.3-0.8% 查表得收縮率為：0.3%-0.8%。材料分析：ABS無毒無味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤，具有良好的機械強度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學穩定性和電器性能，密度為1.021.5/cm3ABS有一定的硬度和尺寸穩定性，易于加工，經過配色可配成任何顏色。成型特點：ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加壓前應進行干燥處理，ABS易產節痕，模具

5、設計時應注意盡量減少澆注系統對料流的阻力，在正常的成型條件下壁厚，熔料溫度對收縮率影響極小，在要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060°c,而強調塑件光澤和耐熱時，模具溫度應控制在6080°c。122 添加劑填充劑玻璃微珠；PS成型后易產生內應力，添加玻璃微珠使塑料的流動性好，殘余內應力分布均勻，使光的漫反射率為80 光穩定劑氧化鋅；塑料制品在日光或強熒光下，由于吸收紫外光的能量，引發氧化反應，導致聚合物降解，使制品的外觀或內在性能變壞，這一過程稱為光氧化或光老化。 潤滑劑硬脂酸及其鹽類；對塑料的表面去潤滑作用，防止塑料在成型加工時黏模。同時提高塑料制品表面光潔度。 著色

6、劑青綠色；在塑料制品中，需要著色的大約占80%左右，著色的目的有：增加制品美感，以吸引消費者的購買欲望提高產品的耐候性，主要是通過著色劑防紫外線功能而實現的。 圖1-2 制件 第2章 塑料制品的結構設計及工藝性21 尺寸及精度 塑件的尺寸精度是決定塑件制造質量的首要標準，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設計時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對塑件的精度要求，要具體分析，根據裝配情況來確定尺寸公差，該精度要求為一般精度即可，對其要有公差配合要求的部位，應選擇高精度。根據精度等級選用表，ABS的高精度為2級，一般精度為3級。根據塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在40-5

7、0范圍內，取MT2B級的公差數值為0.36mm，MT3B級的公差數值為0.56mm。 制品尺寸誤差構成為： =s +z +c +a （2-1） 式中 總的成型誤差； s塑料收縮率波動所引起的誤差； z模具成型零件制造精度所引起的誤差； c模具磨損后所引起的誤差； a模具安裝，配合間隙引起達到誤差。22 表面粗糙度塑料制件的表面粗糙度是決定其表面質量的主要因素。塑件的表面粗糙度主要與模具型腔表面的粗糙度有關。一般來說，模具表面的粗糙度比塑件低1-2級。塑件的表面粗糙度Ra一般為0.8-0.2µm。模具在使用過程中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，所以應給予拋光復原。23 脫模斜度

8、塑件成型時冷卻過程中產生收縮，使其緊箍在凸模或型芯上為便于脫模，防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損，與脫模方向平行的塑件內，外表面都應具有合理的斜度，以下是ABS脫模斜度推薦值： 塑件外表面 塑件內表面 35´1.5° 30´1° 塑件內表面在造型時就有弧度，如果要有脫模斜度就是在凹槽和鎖位處，這不僅對脫模有好處，而且可以更好的鎖緊。24 壁厚 塑件應有一定的壁厚，這不僅是為了塑件在使用過程中有足夠的強度和剛度，而且為了塑件成型時保持良好的流動狀態。塑件壁厚一般在1-4mm，如果壁厚過大，則易產生氣泡和凹陷，同時也不易冷卻。25 圓角 塑件上各處的

9、輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用結構，尖角容易產生應力集中，在受力或受沖擊載荷時會發生破裂。圓角不僅有利于物料填充，同時也有利于融料在模具型腔內的流動和塑件脫模。圓角的取值與應力集中的關系遵循R/T函數關系，當R/T=0.6以后應力集中變的緩和，該塑件大部分的圓角取R1，較大值取R3。26 孔 塑件上常見的孔有通孔、盲孔、異形孔和螺紋孔等。這些孔均應設置在不易削弱是塑件強度的地方，在孔與孔之間、孔與壁之間應留有足夠的距離。此外，孔的深度不宜太大，否則型芯會彎曲。 塑件上其他的特征還有如螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等 ，各個特征都有其設計原則和特殊功能，因為該塑件沒有涉

10、及，所以就不一一介紹了。 第3章 注射成型模具設計31 選用注射機確定型腔數目3. 1. 1 根據塑件的形狀估算其體積和重量 V=2X25X30X5+50X25X5X2+50X30X5-2XX4²X5 =17cm³ (3-1) m=v=1.05x17=17.85g (3-2)式中為塑料密度。3. 1. 2 根據塑料的計算重量或體積選擇設備型號規格，確定型腔數 1注射機的最大注射量m，每次注射量不超過最大注射量的80%， 即：n（Km-m1）/m (3-3)式中K注射機最大注射量的利用系數，一般取0.8； m注射機最大注射量，g； m1澆注系統凝料量，g；額定注射量 125c

11、m3螺桿直徑42mm注射壓力 120Mpa 注射行程 115mm 注射時間 16s 螺桿轉速 69r/min 注射方式 螺桿式 合模力 900KN 最大成型面積 320cm2最大開合模行程300mm 模具最大厚度 300mm 模具最小厚度 200mm動定模固定板尺寸428x458拉桿空間260x290合模方式 液壓-機械 定位圈尺寸100mm 噴嘴球頭半徑 SR12mm 噴嘴孔直徑 4mm 頂出形式 兩側頂出 頂桿中心距 230mm機器外形尺寸3310x750x1550mmxmmxmm m單個塑件的質量，g。估算澆注系統的體積V=15 cm³，則澆注系統的塑料重量 m1=15x1.0

12、5=15.75g設n=2，則得： m =(nm+ m1)/0.8=51.5g從計算結果，并根據塑料注射機技術規格，選用XSZY125型注射機。 2根據塑件精度，由于該塑件精度一般，故采用多型腔，即n=2。生產批量 大批量生產，取一模兩腔。3. 1. 3 注射機型號 XSZY125 表3-1注射機的規格和性能3. 1. 4 校核所選注射機 注射量的校核 由前面計算得塑件重量為17.85g，澆注系統重量為15.75g則每次注射所需的塑料為2x17.85+15.75=51.5g 注射機的最大注射量125x0.8=100>51.5 能滿足要求。 按注射機的鎖模力與注射壓力進行校核 P（nA+A1

13、） FP (3-4)式中FP注射機額定鎖模力，N;查表得900KNA單個塑件在模具分型面的投影面積，mm2；A1澆注系統在模具分型面上的投影面積，mm2；P塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的80%Mpa 查表知Pm=70-90Mpa其中 A=30x50=1500 mm2 A1=15x50=75 mm2 P取80Mpa P（nA+A1）=80x（2x1500+75）=246000N=246KN<900KN故滿足要求。同時XSZY125的額定注射壓力為120Mpa，故也滿足ABS塑料成型的注射壓力要求。 模具厚度H與注射機閉合高度的校核 Hmax>H>Hmin (3

14、-5)式中Hmax注射機允許的最大厚度，200mm；Hmin注射機允許的最小厚度，300mm；H預選模架厚度，201 mm；因為300>201>200，所以滿足要求。 注射機開模行程 注射機開模行程應大于模具開模時取出塑件所需的開模距，由于Hc=25H1+H2，對開模行程無影響即滿足下式： SH1+H2+（510） (3-6)式中S注射機的最大開模行程，mm； 推出距離，mm； 包括澆注系統在內的塑件高度，mm； 完成側抽芯所需的開模行程，mm；則H1+H2+10=26+58+10=94<300，故能滿足要求。32 塑料制件在模具中的位置3.2.1 分型面的確定 根據分型面的

15、設計原則： 應選在塑件外形最大輪廓處； 應有利于塑件的順利脫模； 應保證塑件的精度要求； 應滿足塑件的外觀質量要求； 要便于模具的加工制造； 應有利于排氣。綜合考慮之后，確定分型面如圖3-1所示： 圖 3-1 分型面的形狀3.2.2 型腔數目的確定注塑模的型腔數目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔數目的確定時主要考慮以下幾個有關因數： 按注射機的最大注射量確定型腔數目； 按注射機的額定鎖模力確定型腔數目； 按塑件的精度要求確定型腔數目。綜合考慮之后，初定為一模兩腔最合理。排列形式如圖3-2所示： 圖3-2 澆口的形式33 澆注系統的設計 注射模的澆注系統是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔

16、入口為塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內在和外表質量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設計及加工的復雜程度，所以澆注系統是模具設計中的主要內容之一。3.3.1 主流道的設計主流道是連接注塑機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料脫模，同時也改善料流的速度，因為要和注塑機相配，所以其尺寸與注塑機有關，如圖3-3所示：圖3-3 主流道形狀主要參數： 錐角 =3°； 內表面粗糙度Ra=0.63m； 小端直徑D=d+（0.51）mm=4mm；材料T8A；

17、半徑R2=R1+（12）mm=12mm；d噴嘴直徑； R1噴嘴球半徑該澆口套直接嵌入模板內。3.3.2 分流道的設計分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道，在該模具上取U形斷面形狀。主要參數： 分流道的寬度 b=15mm ； 半徑R=7.5mm； 深度h=6.75mm； 斜角=5°； 長度L=50mm； 粗糙度Ra=1.6m3.3.3 澆口的設計 圖3-4 側澆口的形式澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統的關鍵部分，澆口的形狀，數量，尺寸和位置對塑件的質量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經的通道的，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口是類型有很多，有點澆口，側澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定 ，該模具采用側澆口，澆口形式如圖3-4所示。其有以下特性： 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而