首饰盒注塑模设计案例.doc

4.2 首饰盒注射模具设计与制造如图42、43所示首饰盒塑料件工程图，图44为三维结构。塑件材料为ABS，未注壁厚均为1.5mm，颜色为灰色或瓷白，大批量生产。要求塑件不允许有飞边、毛刺、缩孔、气泡、裂纹与划伤等缺陷。试设计并制造注射模具。 图42 合盖塑件 图43 盒体塑件4.2.1 首饰盒塑件原材料与结构工艺性分析1.首饰盒原材料性能与使用要求该塑件所用塑料为ABS，是家用电器及汽车行业常用的一种热塑性工程塑料，具有优良的综合性能。 模具设计方面注意事项：需采用较高的料温与模温；注意选择浇口位置，避免浇口与熔接痕位于塑料件显眼处；塑料件顶出时表面易顶白或拉白，因此应合理设计顶出机构；溢边值为0.04mm。2. 注塑成型工艺条件1) ABS具有吸湿性，吸水率少高，若存放严密， 图44 首饰盒塑件三维结构可不干燥。通常工厂生产前都有干燥。干燥温度T=8085C，干燥时间24小时。成型收缩率在0.3%0.8%之间，通常取平均收缩率0.5。2）注塑工艺条件 熔化温度 170-200，建议温度185； 模具温度 50-80 （模具温度将影响塑件表面粗糙度，温度较低则导致塑件表面质量差）； 注射压力取50-100MPa； 注射速度宜中高速度。(3）注意点 对于电镀产品，表面质量要好，不允许有顶出痕迹。壁厚不能太薄，厚壁有利于电镀。3. 首饰盒结构工艺性分析1）塑件尺寸精度分析该塑件属于日用品，零件较小，外形不复杂，精度要求不高，配合部位精度为MT4，其他尺寸精度为MT6。注射成型尺寸精度容易保证。2）塑件表面质量分析该塑件要求外形美观，表面粗糙度0.1m，要求较高。另外求塑件不允许有飞边、毛刺、缩孔、气泡裂纹与划伤等缺陷。壁厚为1.5mm，容易注射成型，ABS成型性能较好，塑件外观质量容易保证。3）塑件结构工艺性分析由塑件图纸可知，零件为盒形体，结构简单，尺寸精度一般，壁厚均匀且符合最小厚度要求，采用注射成型工艺方案最佳。4.2.2 注射成型设备选择与成型工艺编制1. 模具型腔的选择该塑件尺寸较小，复杂程度一般，但表面质量要求较高，两个塑件外形相似，质量接近，采用一模两腔的模具结构较合理，即一次生产可注射盒体和盒盖两个塑料件。2. 塑件体积和质量计算由三维软件可计算塑件体积为：VV1+V2 cm3流道体积V cm3查ABS塑料密度1.04g/cm3，塑件质量m（V+ V）（ + ）1.04 g 3. 注射机初步选择根据塑件外形尺寸，估算模架尺寸。ABS塑料适合螺杆式注射机，查塑料注射成型工艺参数表，注射压力在P50100Mpa之间。注射机锁模力：F机 P模 A面浇注系统和塑件在分型面上的投影面积A面（D1/2）2 +（D1/2）2+（D3/2）2+635=3.14(24.92+29.52+32)+210=4707.7+210=4917.7mm2=4.9210-3m2查本书表721，得模具内型腔压强P模30106Pa F机 P模 A面201064.9210-398400N=98.4KN查本书表812，XS-Z-60注射机锁模力和注射量均能保证。初选螺杆式注射机型号XS-Z-60。3. 编制注射成型工艺1）注射成型工艺参数的确定 查本书表718、表722，把相关内容填入下表。表414首饰盒注射成型工艺参数ABS预热和干燥温度7080C成型时间（s）注射时间15时间48h保压时间2040料筒温度(C)前段200210冷却时间2090中段210230成型周期40135后段180200螺杆转速r/min28射嘴温度(C)180190后处理方法红外线灯模具温度(C)70110温度(C)鼓风烘箱100110注射压力（Mpa）80130时间（h）8122）填写注射成型工艺卡，如表415所示。4.2.3 首饰盒注射模具结构设计1.分型面选择该塑件结构较简单，分型面选在外形最大轮廓处，如图45所示。（a）盒体分型面选择（b）盒盖分型面选择图45 首饰盒塑件分型面确定2.浇注系统设计塑件尺寸较小，型腔排列为一模两件，能采用的浇口形式有点浇口、侧浇口、潜伏式浇口。点浇口使盒盖塑件表面留有浇口痕迹，外观质量达不到要求，不能采用。而侧浇口与潜伏式浇口的痕迹都在塑件背面不明显处，不影响外观质量，均可采用。本套模具采用侧浇口。由塑件结构可知，分流道和浇口若选在塑件中心位置，模具两个型腔此处均有镶件，注射时高压熔融塑料直接冲击镶件，将会使镶件变形甚至弯曲断裂。因此应采用圆弧形分流道以避开模具镶件，如图46所示。 为确保塑件留在动模，防止主流道留在定模，主流道底部设计Z型拉料装置。主流道、分流道、浇口与冷料穴结构尺寸如图47所示。 图46分流道形式与浇口位置表415 首饰盒注射工艺卡车间首饰盒注射成型工艺卡片资料编号零件名称灯罩材料牌号PC共 页第 页装配图号材料定额设备型号XS-Z-60零件图号单件质量(净)240.21g每模件数2件材料干燥设备干燥机温度(C)7080时间（h）48料筒温度(C)前段200210中段210230后段180200射嘴180190模具温度(C)50-80成型时间（s）注射时间12保压时间35冷却时间1015压力（Mpa）注射压力7090背压力5070后处理温度(C)时间定额（S）辅助时间3时间（s）单件22检验编制校对审核组长车间主任检验组长主管工程师3.确定型腔、型芯镶件1）动模型芯结构确定由于动模型芯结构较复杂，镶拼零件较多，通常模具设计从动模型芯开始。为便于动模型芯加工和抛光及节约贵重模具钢材，动模型芯采用组合式镶拼结构，如图48所示。2）定模型腔结构确定 为方便定模型腔数铣加工、配研和抛光，也采用组合镶拼式结构，在模板上开框镶入，如图46所示。 型腔、型芯尺寸传统计算方法见教材“注射模成型零件尺寸确定”，在3D设计中只需输入收缩率与脱模斜度，绘图软件会自动计算模具工作零件的相关尺寸。3）型腔排位型腔排位如图49所示。4）定模镶件尺寸确定取模腔到镶件边缘距离20mm， 图47 浇注系统结构与尺寸则镶件宽度：B1=75+225=125mm，圆整为130mm。镶件长度：L12（74+25）+225248mm，圆整为250mm。模腔最深处h12.9mm，取定模镶件厚度H115+12.927.9mm，圆整为30mm。查57表选取定模板厚度A35mm。 图48 动模镶拼结构5）动模镶件尺寸确定动模镶件可直接把凸模加工好后镶入动模板内。动模镶件最高凸起11.4mm，取动模板厚度B=25mm。图49 型腔排位4. 确定模架型号与规格1）动、定模板尺寸选择定模板尺寸：长宽高（250+225）（130+225）（30+20） 300mm180mm50mm动模板长宽尺寸和定模板取一致，厚度取25mm,即300mm180mm25mm2）模架选择由浇注系统和动模型芯镶拼结构，查本书表54，选择直浇口A型基本模架。由动、定模板尺寸，查本书表57，选用1830模架较合适,即：宽长180mm300mm。查本书表57，支承板厚度取35mm。5. 侧向抽芯机构设计两个塑件都存在侧凸搭扣结构，尺寸为8mm0.8mm，4mml.2mm。两处侧抽芯位置较小，采用其他抽芯结构较难实现，模具结构也复杂。因此采用斜顶杆侧抽芯结构比较合适。侧凸较小，抽芯距取4mm，塑件推出高度15mm已完全脱离动模型芯，取推出距离为25mm，用作图法求得斜推杆倾斜角度为10.1，圆整为10，如图410所示。为使斜推杆在推出时稳定可靠，设计斜推杆导向底座，如图411所示。 图410 斜顶杆角度用同样方法设计另一处斜推杆。6.脱模机构设计该盒形塑件深度较低，加强筋较少，脱模斜度足够。因此本套模具主要采用推杆推出，在有搭扣和加强筋处设计有两条斜推杆。在2铰链处采用活动型芯，该处塑件没有封闭，只有两面贴紧活动型芯，包紧力很小，因此塑件被推出后采用手工脱模，结构如图412所示。推出形式与推杆平面位置如图413所示。7.冷却系统设计1）定模型腔镶件采用直通式水流冷却，如图416所示。2）动模主要是型芯温升高，应加强冷却。对于两个型芯采用冷却效果好的水井隔片式冷却，如图417 和418 所示。8.排气系统设计本套模具可利用分型面、推杆、斜顶杆、活动型芯等零件之间的间隙进行排气。 图411斜顶杆设计 图412活动型芯结构9.模具整体结构设计与绘图步骤由上面计算与分析，可进行模具整体结构设计，过程如下：1）打开AutoCAD，建立新图名，将该制品图形插入；2）建立新图层：其中包括尺寸线图层、冷却水图层、推杆图层、型腔和型芯图层、中心线图层、虚线图层；3）将图纸缩放到1：1，塑件尺寸加收缩率；4）将塑件图镜射成型腔、型芯图，并更换成型腔、型芯图层；5）绘制并完善各零件； 6）标注总体、配合和主要零件外形尺寸；7）调入图框，填写标题栏和明细表，详细说明技术要求； 8）清理图块，减小占用计算机空间。如图414所示为模具立体结构，图415为模具平面结构。模具装配标题栏与明细表参见表416。图413 推出形式与推杆平面位置图414模具装配立体图图415模具装配图10. 注射机校核本模具的外形尺寸为300mm2300mm240mm。查本书表812，XSZ60型注射机模板最大安装尺寸为190mm300mm，模具最大安装厚度200mm，最小厚度70mm。本套模具的闭合高度H240mm，因此，厚度不能满足模具的安装要求，长宽尺寸也没有安装余量，初选注射机不合用。查本书表812，选用XSZ125型注射机的最大开模行程S=300mm，最大模具厚度300mm，长宽最大安装尺寸260300，满足要求。两板模开模行程计算：S minH 1+H2+A+C+（510）15+70+1095mm，满足开模要求。因此，XSZY125型注射机能够满足使用要求。4.2.4 首饰盒注射模具主要零件设计与制造由装配图拆画模具零件图，如图416图420所示。根据模具零件图内容编制机械加工工艺规程，如表417表421所示。技术要求1. 外形加工完成后装入定模板内，配作14浇口套孔，装入浇口套；2.数铣型腔、分流道。图416 定模型腔镶件表416 首饰盒注射模标题栏、明细表（工厂生产常用格式）技术要求1.塑件精度MT6，配合处精度MT4；2.模架规格1830；3.使用注塑设备：XS-ZY-125。31GB/T70.1-2000内六角螺栓2M62012M6304M121504M123030导柱T8A45660HRC29导套T8A45660HRC28MS1010023动模型芯预硬73823035HRC27塑料盒盖ABS126MS1010022隔水片1.5紫铜片225MS1010021活动型芯预硬73813035HRC24O形密封圈丁氰胶2302.6523MS1010020内侧斜顶杆预硬73813035HRC22MS1010019推杆Gr1545054HRC21垫块45220MS1010018动模座板45119MS1010017推板45118MS1010016推杆固定板45117复位杆Gr1545054HRC16MS1010015转销T8A25055HRC15MS1010014导向座4523842HRC14MS1010013Z型拉料杆Gr1515055HRC13MS1010012推杆Gr1565054HRC12MS1010011支承板45111MS1010010动模板45110MS1010009外侧斜顶杆预硬73813035HRC9MS1010008动模型芯预硬73823035HRC8MS1010007动模型芯预硬73813035HRC7MS1010006定模板4516塑料盒体ABS15MS1010005定模型腔镶件预硬73813035HRC4MS1010004定模小型芯预硬73813538HRC3MS1010003定模座板4512MS1010002浇口套T8A14044HRC1MS1010001定位圈451序号图 号名 称材 料数量备 注此行是否应放于最上面，序号是否应从1开始排序？文中类似表格请逐一核实！全部放下面首饰盒注射模装配图MS1010000标记处数分区更改签名年 月 日设计标准化阶段标记质量比例设计1：1审核工艺批准共24张 第1张表417 定模型腔镶件机械加工工艺规程卡车间模具车间工艺规程名称定模板数量1毛坯25613635共23页编号05图号MS1010005材料预硬738重量第 5 页序号工 艺 内 容定额设备检验备 注1开料毛坯25613635带锯床2铣或刨六面，单面留磨量0.20.3mm普通铣床3平磨六面，保证相临边垂直度要求平面磨床4装配后，数控铣床铣型腔，分流道和浇口，留单面0.05mm抛光余量数控铣床5与定模座板配钻铰浇口套固定孔台式钻床6线切割定模型芯孔线切割机钻水道孔26， 钻攻4M10、4M8螺纹孔摇臂钻床8钳工划线,与浇口套配铣分流道与浇口铣床9制造铜公，打86.55.5沉孔电火花机10抛光型腔表面至Ra0.1m抛光工具编制校 对审 核批 准 技术要求1.组合镶拼型芯1、2、3分别线切割成型，未注脱模斜度均为0.5；2. 数控铣R1.5mm，R6.5mm,成型面锥度0.5；3.抛光型芯成型面至Ra0.04m；4.镶件配作4mm销钉，装配后整体装入动模板内。 图417 动模型芯表418动模型芯机械加工工艺规程卡车间模具制造车间工艺规程名称动模镶件数量 1毛坯777640共19页编号06图号MS1010007材料预硬738重量第 6 页序号工 艺 内 容定额设备检验备 注1开料毛坯尺寸777640带锯床2普通铣床加工36.5厚度两面留磨0.30.4mm，铣床3平面磨36.5两面平面磨床4线切割外形及拼块线切割机5装入动模板后数控铣床铣外形，用2mm中心钻定位各孔数控铣床6钻铰各顶杆孔，成型塑件孔台式钻床7装入动模板后线切割斜推杆孔线切割机8抛光成型表面至Ra0.4m抛光工具编制校 对审 核批 准技术要求1.型芯外形线切割加工；2.型芯装入动模板后数控铣R7.5mm，线切割斜顶杆孔；3.电火花加工筋位。图418 动模型芯表419 动模型芯机械加工工艺规程卡车间模具制造车间工艺规程名称动模型芯数量1毛坯777636共19页编号19图号08M430材料738重量第16 页序号工 艺 内 容定额设备检验备 注1加工32.5厚度，两面留磨0.3铣床2平面磨32.5两面平面磨床3线切割外形线切割机4装入动模板后加工中心铣外形，定位各孔加工中心5钻铰各顶杆孔，成型塑件孔，水道台式钻床6装入动模板后线切割斜推杆孔线切割机7电火花成型筋位电火花机8抛光成型表面至Ra0.8m抛光工具编制校 对审 核批 准表420 外侧斜顶杆机械加工工艺规程卡车间模具制造车间工艺规程名称外侧斜推杆数量 1毛坯1202012共23页编号09图号MS1010009材料预硬738重量第 9页序号工 艺 内 容定额设备检验备 注1加工8mm厚度两面，留磨0.3，铣床2平面磨8mm两面平面磨床3钳工钻工艺孔2mm台钻4线切割外形，4mm孔线切割机5抛光成型面及槽内各面至0.8m抛光工具编制校 对审 核批 准技术要求 技术要求全部线切割成型 全部线切割成型图419 外侧斜顶杆 图420 内侧斜顶杆表421 内侧斜顶杆机械加工工艺规程卡车间模具制造车间工艺规程名称内侧斜推杆数量 1毛坯1252012共23页编号20图号MS1010020材料预硬738重量第 20页序号工 艺 内 容定额设备检验备 注1加工8mm厚度两面，留磨0.3，铣床2平面磨8mm两面平面磨床3钳工钻工艺孔2mm台钻4线切割外形，4mm孔线切割机5抛光成型面及槽内各面至0.8m抛光工具编制校 对审 核批 准技术要求线切割成型，抛光成型面。图421 活动型芯表422 活动型芯机械加工工艺规程卡车间模具制造车间工艺规程名称活动型芯数量 1毛坯1352015共23页编号21图号MS1010021材料预硬738重量第17页序号工 艺 内 容定额设备检验备 注1加工14.6mm两面，留磨0.30.4mm，铣床2平面磨14.6mm两面平面磨床3线切割外形线切割机4抛光成型表面编制校 对审 核批 准表423动模板机械加工工艺规程卡车间模具制造车间工艺规程名称动模板数量 1毛坯30018025共19页编号06图号MS10-100-06材料45重量第 9页序号工 艺 内 容定额设备检验备 注1线切割型芯固定孔线切割机2铣流道铣床3装入镶件后线切割两处斜推杆方孔线切割机4钳工钻铰6拉料杆孔台钻编制校 对审 核批 准表424支承板机械加工工艺规程卡车间模具制造车间工艺规程名称支承板数量 1毛坯30018030共19页编号06图号MS10-100-06材料45重量第10页序号工 艺 内 容定额设备检验备 注1钳工配钻106，37各孔台式钻床2划线，钻6水道孔，钻攻4M10摇臂钻床3线切割三个矩形孔线切割机4数铣密封槽数控铣床编制校 对审 核批 准图422动模板图423 支承板图424 导向座表425导向座机械加工工艺规程卡车间模具制造车间工艺规程名称导向块数量 2毛坯353625共23页编号14图号MS1010014材料45重量第14页序号工 艺 内 容定额设备检验备 注1铣20mm两面，留磨0.3铣床2热处理硬度3842HRC加热炉、油池3平面磨20mm两面平面磨床4线切割外形线切割机5钳工修R3，倒锐棱145编制洪光校 对张山审 核罗锦雄批 准杨海鹏表425推杆固定板机械加工工艺规程卡车间模具制造车间工艺规程名称推杆固定板数量 1毛坯30011015共23页编号16图号MS1010016材料45重量第16页序号工 艺 内 容定额设备检验备 注1钳工配钻各顶杆孔及沉孔，钻线切割工艺孔台式钻床2线切割导向块固定孔、活动型芯固定孔线切割机3铣导向块固定位沉孔铣床4去毛刺编制洪光校 对张山审 核罗锦雄批 准杨海鹏图425 推杆固定板4.2.5 首饰盒注射模具装配与试模模具零件加工完毕经检验合格，对照明细表核对数量，完成零件需要倒角、去棱的工作，清洗零件，领取标准件。准备装配工具，为模具总装做好准备。1. 定模装配与配做加工把定模小型芯4装入定模型腔镶件5中，装配到位后修平底面。把装配好的定模型腔镶件5装入定模板7中，在分型面处镶件应高出0.2mm，收紧4颗M8螺钉。按基准面把定模板和定模座板装配在一起，保证基准面平齐，收紧6颗M12螺钉。配钻13.8mm孔，用14铰刀铰孔，保证公差要求。镗浇口套大端沉孔3110，装入浇口套。定位圈与定模座板配作2M8螺纹孔，攻丝后装上定位圈，收紧螺钉，确保定位圈能压紧浇口套。编程后在数控铣床上加工分流道和浇口。2.动模装配与配做加工把动模型芯三个零件组装后装入动模板对应固定孔中，然后装入动模型芯，修平底面。把动模型芯装入动模板对应固定孔中。装配时确保垂直装入，底面与动模板平齐。按基准面把支承板和定模板对齐，收紧动模型芯和型芯螺钉。编程后数控铣动模型芯和动模型芯。用2中心钻定位各顶杆孔位置。线切割编程后，切割两处斜推杆孔（用大锥度线切割机床），活动型芯孔。按基准装入推杆固定板、复位杆、推板、垫块、定模座板，收紧6颗M12螺钉。钻铰各顶杆孔，在支承板和推杆固定板上配作顶杆孔。拆除支承板，单边扩大斜推杆过孔4mm，推杆过孔扩大1mm。线切割加工推杆固定板上两处导向座矩形孔，一处活动型芯孔。顶杆孔扩大1mm。粗加工复位杆和推杆长度，留精修量0.2mm，装入动模后把复位杆与分型面修平，推杆与动模型芯修平（可采用电