管架注塑模的设计

[摘要]：

本文详细介绍了管架注塑模的设计过程。首先分析原始资料，然后确定分型面和型腔排列方式，接着设计侧抽芯机构以及导滑槽和滑块，还对成型零件、型腔壁厚、加热和冷却等进行了计算，最后对注塑机进行校核。本设计介绍了中等复杂程度注射模具的设计过程，并对塑件进行了模流分析，在分析数据的基础上再对模具设计进行优化和改进,提高了模具设计的质量，缩短了设计时间。

[关键词]：

注塑模设计注射成型模流分析

[Abstract]:

This paper was detailed to introduce a design process of pipe frame injection mold. First to analysis original data, then decide the divide surface of cavity and the arrange way of mold cavity , designing the side take out core outfit and guide runner and slide block , still carried on the calculation towards modeling part, cavity deep and thick, hot up and cooling, at last ,check the data of injection molding machine. This design introduces the design process of a middle complexity injection mold, and take the molding part for a mold flow analysis , on the foundation of the analysis data, optimize and improve the molding design so that to increase the quality of molding design and shorten the design time.

[Key words]:

The design of injection mold injection molding

Mold flow analysis

目录

摘要

前言

第一章原始资料的分析 (1)

1.1塑件的工艺性分析 (1)

1.2计算塑件的体积和质量 (3)

1.3注塑机的选用 (4)

1.4注塑工艺参数的确定 (4)

第二章确定模具的结构方案 (5)

2.1分型面的选择 (5)

2.2确定型腔的排列方式 (6)

2.3浇注系统设计 (7)

第三章抽芯机构设计 (11)

3.1抽芯距的确定 (11)

3.2斜销倾角的确定 (11)

3.3抽拔力的确定 (11)

3.4斜销尺寸的确定 (12)

第四章滑块与导滑槽设计 (13)

4.1滑块与侧抽芯连接方式设计 (13)

4.2滑块的导滑方式 (13)

4.3滑块的导滑长度和定位装置设计 (13)

第五章成型零件结构设计 (15)

5.1动模和定模的结构设计 (15)

5.2型腔和型心工作尺寸计算 (15)

第六章型腔侧壁厚度和底板厚度计算 (18)

第七章加热和冷却系统的计算 (20)

第八章标准模架的选用 (22)

第九章注塑机参数校核 (23)

9.1最大注射量校核 (23)

9.2锁模力校核 (23)

9.3装模尺寸校核 (24)

9.4开模行程校核 (24)

第十章模具装配与试模 (25)

第十一章基于pro/E的模流分析 (27)

结论 (38)

后记 (39)

参考文献 (40)

第一章原始资料的分析

1.1 塑件的工艺性分析

塑件的工艺性就是塑件对成型加工的适应性。塑件工艺性的好坏不但关系到塑件能否顺利成型，也关系到塑件的质量以及塑料模具结构是否经济合理。塑件工艺性的好坏主要取决于塑件设计，在设计塑件时不仅要满足使用要求，而且要符合成型工艺特点，并尽可能简化模具结构。这样，不仅能保证成型工艺顺利实施，提高产品质量，又能提高生产率，降低成本。

在设计塑件时，必须考虑以下一些因素：

（1）成型方法不同的成型方法对其塑件的工艺性要求不同。

（2）塑料的成型工艺性能如流动性，收缩率等。

（3）塑料的使用性能塑料的尺寸、公差、结构形状应与塑件的物理性能、力学性能等相适应。在保证使用性能的前提下，力求结构简单、壁厚均匀、使用方便。

（4）模具结构及加工工艺性塑料的形状应有利于简化模具的结构，要考虑模具零件尤其是成型零件的加工工艺性。

塑料工艺性设计的主要内容包括：尺寸、精度、表面质量、结构形状、螺纹、齿轮、嵌件等。

塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型。由于侧抽芯或瓣合凹模或凸模不但使模具结构复杂，制造成本高，而且还会在分型面上留下飞边，增加塑件的修整量。因此，塑件设计时应尽可能避免侧向凹凸，如果有侧向凹凸，模具设计时应在保证塑件使用要求的前提下，适当改变塑件的结构，以简化模具结构。塑件内侧凹较浅并允许带有圆角时，则可以用整体凸模采取强制脱模的方法使塑件从凸模上脱下，但此时塑件在脱模温度下应具有足够的弹性，以使塑件在强制脱模时不会变形。塑件外侧凹凸也可以强制脱模，但是多数情况下塑件的侧向凹凸不可能强制脱模，此时应采用侧向分型抽芯机构的模具。

塑件的壁厚对塑件质量有很大的影响，壁厚过小成型时流动阻力大，大型复杂塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足以下方面要求：具有足够的强度和刚度；脱模时能经受推出机构的推出力而不变形；能承受装配时的紧固力。塑件最小壁厚值随塑料品种和塑件大小不同而异。壁厚过大，不但造成原料的浪费，而且对热固性塑料成型来说增加了模压成型时间，并且造成固化不完全；对热塑性塑料则增加了冷却时间，降低了生产率。另外也影响产品质量，如产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。所以，塑件的壁厚有一个合

理的范围。

该塑件是一个管架，其零件图如图所示。本塑件的材料采用ABS，生产类型为大批量生产。

技 术 要 求

1.材料为ABS

1. 塑件的原材料分析

ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯3种单体合成。每种单体都具有不同的性能；丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性，苯乙烯具有易加工、高光洁度、高强度的特性。从形态上看，ABS是非结晶型材料。

三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯—丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的组成比率以及两相中的分子结构，这在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上具有不同品质ABS材料。不同品质的材料提供了不同的特性，如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度

技术要求

1.材料为ABS；

2. 塑件颜色为黑色。

和高温热曲性能等。

ABS 材料具有超强的易加工性、外观特性、低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的冲击强度。

干燥处理：ABS 材料具有吸湿性，在注塑成型之前要进行干燥。建议干燥条件：80～90℃下最少干燥2小时，且材料温度波动应保证小于 0.1﹪。

熔化温度：210～280℃；建议：245℃

模具温度：25～70℃

注射压力：50～100MPa

注射速度：中高速度

2. 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析

（1）结构分析

该零件的形状为一直角弯板，在大板的一侧有两个直径为￠8的通孔，小板的一侧有两个直径为￠3.5的通孔，两板之间有一个宽1㎜，高10㎜的筋板，因此，模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构，该零件属中等复杂程度。

（2）尺寸精度分析

该零件尺寸为未注公差，按MT5计算

该零件重要尺寸有￠8，￠3.5，

17±0.19，25±0.34，4±0.22，24±0.32

该零件尺寸精度一般，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。从塑件的壁厚上来看，壁厚最大出为2㎜，最小处为1㎜的筋板，壁厚偏差为1㎜，由于塑件结构简单，相关零件尺寸可以保证，有利于成型。

（3）表面质量分析

该零件的表面除要求没有缺陷毛刺外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。 综合以上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。

1.2计算塑件的体积和重量

计算塑件的体积：

V ＝3233532＋1233532－3.143（28）23232－3.14 (2

5.3)23232＋21025.6 31 ＝2240＋840－200.96－38.465＋31.25

＝2871.825㎜3

计算塑件的重量：查手册得ABS的密度为ρ=1.04㎏/dm3-

故塑件的重量为：W＝Vρ

＝2871.82531.04㎏/dm3-

＝2.987g

1.3注塑机的选用

注射机的种类和特点

注射机的类型和规格较多，分类的方法也不同，主要的分类方法如下：

（1）按外形可分为卧式、立式和角式。

（2）按传动方式可分为机械式、液压式、和机械液压联合作用式。

（3）按用途可分为通用注射机和专用注射机。

注射机的结构组成及作用

一台通用型注射机主要包括注射装置、合模装置、液压传动系统和电气控制系统。

1. 注射装置其主要作用是将塑料均匀地塑化，并以足够的压力和速度将一定量的熔料注射到模具的型腔中。注射装置主要由塑化部件以及料斗、计量装置、传动装置、注射和移动液压缸等组成。

2. 合模装置其作用是实现模具的启闭，在注射时保证成型模具可靠地合紧，以及脱出制品。合模装置主要由前后固定板、移动模板、连接前后固定模板用的拉杆、合模液压缸、移模油缸、连杆机构、调模装置以及塑件顶出装置等组成。

3. 液压系统和电气控制系统其作用是保证注射机按工艺过程预定的要求和动作顺序准确有效的工作。注射机的液压系统主要由各种液压元件和回路及其他附属设备组成。电气控制系统则主要由各种电器和仪表组成。液压系统和电气控制系统有机地组织在一起，对注射机提供动力和实现控制。

本塑件采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸、注射时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注射机为SZ-40/25型。

1.4塑件注塑工艺参数的确定

查找（塑料模设计及制造）附录H和参考工厂实际应用的情况，ABS塑料的成型工艺参数可作如下选择。试模时，可根据实际情况作适当调整。

注射温度：包括料筒温度和喷嘴温度。

料筒温度：后段温度t

选用160℃；

1

中段温度t

选用180℃；

2

选用200℃；

前段温度t

3

喷嘴温度：选用180℃；

注射压力：选用100MPa；

注射时间：选用50s；

保压：选用75MPa；

保压时间：选用10s；

冷却时间：选用30s。

第二章确定模具的结构方案

注射模结构设计主要包括：分型面选择、模具形腔数目的确定以及形腔的排列方式和冷却水道的布局及浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。

2.1分型面选择

模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。

分型面的选择受到塑件的形状、壁厚、尺寸精度、嵌件位置及其形状、塑件在模具内的成型位置、脱模方法、浇口的形式及位置、模具类型、模具排气、模具制造、及其成型设备结构因素的影响。因此，在选择分型面时，应反复比较与分析，选取一个较为合理的方案。

1.便于塑件的脱模

（1）在开模时塑件应尽可能留于下模或动模内。

（2）应有利于侧面分型和抽芯。

（3）应合理安排塑件在型腔中的方位。

2.考虑塑件的外观。

3.保证塑件尺寸精度要求。

4.有利于防止溢料和考虑飞边在塑件上的部位。

5.有力于排气。

6.考虑脱模斜度对塑件尺寸的影响。

7.尽量使成型零件便于加工。

塑料的应用非常广泛，其制品多不胜数，条件互不相同，很难有一个固定的模式。因此，模具分型面的选择既是非常重要，又是一个非常复杂的问题。

该零件为管架，表面质量无特殊要求，但要考虑侧向抽芯机构的抽出，若选择如图所示的水平分型方式既可降低模具的复杂程度，减少模具加工难度又便于成型后出件。故选用如图所示的分型方式比较合理。

分型面选择

2.2确定型腔的排列方式

本塑件在注射时采用一模两件，即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统，模具结构复杂程度等因素拟采用如图所示的型腔排列方式。

型腔排列方式一