《塑料成型工艺与模具设计》-项目 １０　注射模设计程序

１０.１注射模设计过程１.接受设计任务塑料模设计任务有如下三种类型。１）提供标准塑料成品图的二维及三维图，按照要求设计成型工艺及塑料模具。２）提供塑件样品及其技术要求，进行二维和三维的测绘来生成塑件图样并设计成型工艺及塑料模具。３）提供塑件图样、模具图及其技术要求，要求按实际生产条件来审定模具图。２.收集并分析必要的设计原始资料与数据１）符合标准的塑件图样或塑件样品。２）塑件产量。３）材料品种牌号。下一页返回１０.１注射模设计过程４）塑件生产车间、设备型号及参数。５）模具制造设备及制造技术水平。６）其他要求，包括认真分析、消化这些原始资料和数据，弄清楚其与成型工艺、模具设计的关系等。３.塑件基本参数的计算及注射机的选用１）根据塑件图样及产量等要求，确定模具的型腔数目。２）计算单件塑件的体积及质量。３）计算塑件、浇注系统在分型面上的投影面积。４）计算必要的锁模力或所需的成型压力。５）初步选用成型设备类型及其参数。上一页下一页返回１０.１注射模设计过程４.模具类型及结构的确定（１）确定模具类型根据塑件的成型工艺方案确定模具类型，即注射模、压缩模、压注模、挤出模、热（温）流道模等。（２）确定模具结构方案１）塑件成型位置及分型面的选择。２）型腔数目的最后确定及型腔的排列。３）成型零件的结构。４）浇注系统与排气、引气系统结构。５）侧向分型与抽芯机构的结构形状。６）推出机构和拉料杆的结构形状。７）加热、冷却方式与装置选择。上一页下一页返回１０.１注射模设计过程５.模具结构草图的绘制根据以上模具类型及结构，绘制模具结构草图（尽量选用标准组合结构和标准件），确定模具零部件主要结构尺寸、模具轮廓尺寸及功能尺寸（如抽芯距、斜导柱或斜滑块角度、定距分型距离、推出距离等）。６.模具与塑料成型设备关系校核根据塑件的基本参数和所选塑料成型设备的基本参数，进行两者之间适应性校核，最后调整并确定模具的结构与参数。７.模具零件的必要计算１）成型零件工作尺寸计算。２）型腔、底板的强度与刚度计算。３）模具加热与冷却系统的有关计算。上一页下一页返回１０.１注射模设计过程４）斜导柱等侧向分型与抽芯机构的有关计算。８.绘制模具装配图无论是手工绘制还是计算机绘制，必须把以上设计中的计算正确地表达出来，把各零部件的装配关系、紧固及定位方法表达清楚，同时还应注意以下几点：１）尽量采用１∶１的比例绘制，从型腔开始绘制，几个视图同时画出。绘图应符合机械制图的国家标准。２）正确选择视图，以表示模具整体结构、各零部件之间的装配关系及紧固、定位的方法。３）应标注出必要的尺寸，如轮廓尺寸、配合尺寸、与注射机的装配关系尺寸及模具功能尺寸等。４）参照塑料模具技术条件国家标准，适当地、正确地拟定模具的技术要求和必要的使用说明。上一页下一页返回１０.１注射模设计过程５）装配图的右上角绘制塑件图，复杂的塑件则绘制在另外一张图纸上（标明尺寸、名称、材料、收缩率、特殊要求等）。６）按国家标准并根据目前的生产实际需要，拟定模具零件明细表。７）总装图中的技术要求一般包括以下一些内容。①模具的某些系统性能要求。如对推出系统、滑块抽芯结构的装配要求。②模具装配工艺的要求。如模具装配后，分型面间的贴合间隙应不大于０.０５ｍｍ，模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。③模具使用、装拆的方法。④防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。⑤有关试模及检验方面的要求。上一页下一页返回１０.１注射模设计过程９.绘制模具零件图绘制非标准的模具零件，尤其是成型零件时，要注意以下几点：１）绘图应符合机械制图国家标准，一般按１∶１比例绘制，必要时可以放大或缩小尺寸。２）绘制顺序为先绘制成型零件，后绘制结构零件。３）图形方位尽可能与其在总图中的方位一致，视图选择与表达应合理、正确、布置得当。４）结构形体尺寸应按机械制图国家标准进行标注，型腔型芯的设计基准、尺寸基准、形位尺寸及公差、脱模斜度、圆角半径、镶块尺寸、表面粗糙度等要合理齐全，并要充分考虑到加工工艺要求与实际可能性。上一页下一页返回１０.１注射模设计过程５）合理地确定零件材料，正确制定热处理要求及表面粗糙度要求。６）绘制标题栏，拟定必要的技术要求及其他说明。１０.图纸审核装配图和零件图绘制之后，应认真对其进行全面审核，尤其应注意审定成型零件的结构工艺性和与其他模具零件的配合关系。注意审核模具工作过程中，各运动部件动作的协调性与稳定性。１１.塑料模设计的标准化模具标准化是专业化的基础，也是模具发展的方向之一。目前，关于塑料模已经颁布了一些国家标准，注射模模架、常用零部件均有国家标准。为缩短模具设计周期和制造周期，提高模具质量和经济性，设计时应尽量采用标准化模具。上一页返回１０.２塑料模设计实例塑料支架产品形状如图１０－１所示，该产品是电器产品上的一个零件。（１）塑件支架制品分析１）明确支架制品设计要求。图１０－１和图１０－２分别为塑件三维立体图和二维工程图，该产品是工业用品，产品形状如图所示。该产品的精度及表面粗糙度要求较高，是电器产品零件，有一定的配合精度要求。２）明确制品批量。塑料支架产品是大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，所以可采用潜伏浇口自动脱模结构。由于该塑件较大，所以模具采用一模二腔结构，浇口形式采用潜伏浇口。由于塑件表面要求较高，所以采用潜伏浇口进料，以利于充满成型表面型腔，如图１０－３所示。下一页返回１０.２塑料模设计实例３）计算制品的体积和质量。该产品材料为聚丙烯，查表或产品说明得知其密度为０.９～０.９１ｇ／ｃｍ３，收缩率为１.０％～２.５％。计算出其平均密度为０.９０５ｇ／ｃｍ３，平均收缩率为１.７５％。使用ＵＧ或Ｐｒｏ／Ｅ软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形的体积，也可根据形状进行手动计算得到塑件的体积。（２）注射机的确定根据塑料制品的体积、质量，或查有关手册选定注射机的型号为ＪＰＨ５０Ｂ。注射机的参数如下：注射机最大注塑量：９４ｇ锁模力：５００ｋＮ注射压力：１５４ＭＰａ最小模厚：１５０ｍｍ上一页下一页返回１０.２塑料模设计实例开模行程：３８０ｍｍ最大开距：５３０ｍｍ顶出行程：６０ｍｍ注射机定位孔直径：１００ｍｍ喷嘴前端孔径：３ｍｍ喷嘴球面半径：１０ｍｍ（３）模具设计的有关计算由于塑料支架外形尺寸无精度要求，且无须与其他零件相配，所以凹凸模零件的型腔尺寸可直接按产品尺寸进行加工。（４）模具结构设计模具结构采用一模二腔二板式结构，潜伏浇口浇注系统结构，顶出机构直接采用型腔零件兼作顶杆。选定模架型号为２０２５－ＡＩ－３０－７０，模架的结构如图１０－４所示。上一页下一页返回１０.２塑料模设计实例浇口套也可选标准件，由于注射机喷嘴口直径为４ｍｍ，可选择进料口直径为５ｍｍ的浇口套，具体结构见模具装配图，如图１０－５所示。模具的动、静模零件图如图１０－６及图１０－７所示。（５）注射机参数校核１）最大注射量校核。注射机的最大注射量应大于制品的质量或体积（包括流道、浇口凝料和飞边），通常注射机的实际注射量最好在注射机的最大注射量的８０％。所以，选用的注射机的最大注射量应为０.８Ｍ机＞Ｍ塑件＋Ｍ浇（１０－１）上一页下一页返回１０.２塑料模设计实例２）锁模力校核。锁模力为Ｆ机＞ｐ模Ａ（１０－２）３）模具与注射机安装部分相关尺寸校核。①模具长宽尺寸要与注射机拉杆间距相适合，即模具长和宽小于拉杆间距。选定模具的长×宽为２００ｍｍ×２５０ｍｍ＜注射机拉杆的间距２９５ｍｍ×２９５ｍｍ，故满足要求。②模具闭合高度校核：模具闭合高度要与注射机模板尺寸相适合，即模具实际厚度Ｈ模＝２１０ｍｍ，Ｈ最小＝１５０ｍｍ，则Ｈ模＞Ｈ最小，故满足要求。４）开模行程校核。所选用的注射机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注射机），故注射机的开模行程应满足Ｓ机－（Ｈ模－Ｈ最小）＞Ｈ１＋Ｈ２＋（５～１０）ｍｍ（１０－３）上一页下一页返回１０.２塑料模设计实例５）型腔壁厚、底板厚度的确定。根据经验确定壁厚及底板厚度，具体厚度见模具装配图。６）模具冷却系统的设计。在模具上开设冷却水道，通循环水对模具进行冷却