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仪表外壳注塑模具设计xin


“十一五” 国家级规划教 材

注塑模具设计与制作
模具设计与制造教研室 曹国英

? 注塑模具 生产流程

? 注塑模具 设计流程

塑料模具设计程序 p286
? 型腔数量 选择分型面---型腔的布置 型腔数量---选择分型面 型腔的布置 选择分型面 型腔的布置--浇注系统---脱模 温度调节系统---凹模 脱模---温度调节系统 浇注系统 脱模 温度调节系统 凹模 和型芯的固定---排气方式 排气方式---模具主要尺 和型芯的固定 排气方式 模具主要尺 标准模架---结构草图 寸---标准模架 结构草图(先俯视图, 标准模架 结构草图(先俯视图, 其顺序:模架、型腔、冷却管道、 其顺序:模架、型腔、冷却管道、支撑 推出机构,再画主视图) 校核模 柱、推出机构,再画主视图)---校核模 具与注射机有关尺寸---结构设计审查 结构设计审查--具与注射机有关尺寸 结构设计审查 模具装配图和零件图(先内后外、 模具装配图和零件图(先内后外、先复 杂后简单、先成型零件后结构零件) 杂后简单、先成型零件后结构零件)--复核设计图样(多关注零件的加工性能 加工性能) 复核设计图样(多关注零件的加工性能)

仪表外壳注塑模具设计与制造
? 图1所示塑件为某仪表外壳,材料为ABS,壁厚 2mm,批量生产。分析塑件的工艺性能,设计 其模具,编制模具零件的加工工艺。

1 塑件的工艺性分析
? 1.1 塑件的原材料分析 .
? ABS为热塑性塑料,为非结晶性塑料。综合性能良好, 为热塑性塑料,为非结晶性塑料。综合性能良好, 为热塑性塑料 冲击韧性、机械强度较高,尺寸稳定,耐化学性, 冲击韧性、机械强度较高,尺寸稳定,耐化学性,电 性能良好;易于成型和机械加工。流动性中等, 性能良好;易于成型和机械加工。流动性中等,溢边 值为0.04mm左右;收缩率为 左右; 值为 左右 收缩率为0.4%~0.7%;吸湿性强, ;吸湿性强, 必须充分干燥 充分干燥, 必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须经长时间的预 热干燥;成型时易取高料温、高模温, 热干燥;成型时易取高料温、高模温,但料温过高易 )。结论 结论: 分解(分解温度≥250OC)。结论:该塑料有良好的工 分解(分解温度 艺性能,适宜注射成型,成型前原料要干燥处理。 艺性能,适宜注射成型,成型前原料要干燥处理。 ? ABS合适壁厚为 合适壁厚为1.8~3mm 合适壁厚为

+ 66 0 0.34

? 1.2 塑件的尺寸精度分析 . ? 此塑件上有三个尺寸有精度要求,分别是660+0.34、 此塑件上有三个尺寸有精度要求,分别是 级塑料件精度, 460+0.26、180-0.18均为 均为MT1~2级塑料件精度,属于中等 级塑料件精度 偏高级的精度等级, 偏高级的精度等级,在模具设计与制造过程中要严 格保证这三个尺寸精度的要求。 格保证这三个尺寸精度的要求。其余尺寸均无特殊 要求,为自由尺寸,可按MT5级塑料件精度查取公 要求,为自由尺寸,可按 级塑料件精度查取公 差值。 差值。 ? 1.3 塑件表面质量分析 . ? 该塑件是某仪表外壳,要求外表美观、无斑点、无 该塑件是某仪表外壳,要求外表美观、无斑点、 熔接痕。 熔接痕。 ABS注塑成型时表面粗糙度的范围在 注塑成型时表面粗糙度的范围在 Ra0.025~1.6?,可取 ,可取Ra1.6,而塑件内部没有较高 , 的粗糙度要求。 的粗糙度要求。

? 1.4 塑件结构工艺性分析 . ? 此塑件外形为方形壳类零件,腔体为8mm深, 此塑件外形为方形壳类零件,腔体为 深 壁厚均为2mm,总体尺寸不大不小,塑件成型 壁厚均为 ,总体尺寸不大不小, 性能良好;塑件上有一六边形凸台, 性能良好;塑件上有一六边形凸台,要求成型 后轮廓清晰, 后轮廓清晰,成型它的模具工作零件要用线切 割成型,保证六边的尖角; 割成型,保证六边的尖角;塑件的两边各有一 个对称的类三角形凸起标志, 个对称的类三角形凸起标志,高0.2mm,同样 , 要求轮廓清晰, 要求轮廓清晰,成型它的模具工作零件可用电 火花成型加工,相应的要设计出它的电极。 火花成型加工,相应的要设计出它的电极。

? 2 成型设备的选择与模塑工艺参数的编制 ? 2.1 计算塑件的体积 . ? 根据零件的三维模型,利用三维软件直接可查 询到塑件的体积为:V1=9563.66mm3,浇注系 统的体积:V2=1551.52mm3,一次注射所需的 塑料总体积为:V=V1+V2=11115.18 mm3。 ? 2.2 计算塑件的质量 . ? 查手册取密度ρ=1.05×10-6kg/mm3 ? 塑件的质量:M1=V1×ρ=0.0117(kg)=11.7(g)

? 2.3 选用注射机 . ? 根据塑件的形状,取一模一腔的模具结构, 初步选取螺杆式注射成型机:HS120AV。 HS120AV (模具加工实训中心HTL140/ JD HTL140/ JD) ? 2.4 塑件注射成型工艺参数 ? 如表1所示,试模时,可根据实际情况作适 当调整。

表1 ABS塑料的注射成型工艺参数
工艺参数 规格 温度:80~85 OC 时间:2~3h 预热和干燥 成型时间 冷却时间:20~120 总周期:50~220 料筒温度OC 喷嘴温度 C
O O

工艺参数

规格 注射时间:20~90 保压时间:0~5

后段:150~170 中段:165~180 前段:180~200 170~180

螺杆转速r/min 30

方法:红外线烘箱 后处理 温度 C:70~90 时间h:2~4
O

模具温度 C 50~80 注射压力MPa 60~100

? 3 模具结构方案的确定 ? 3.1 分型面的选择 . ? 分型面应选择在塑件截面最大处,尽量 取在料流末端,利于气体的排出,保证 塑件表面质量,该塑件的分型面如图2所 示,取塑件的底,图3为型芯和型腔的分 割简图。

塑件的分型面

型腔和型芯的分割

? 3.2 型腔数量的确定及型腔的排列 .
? 该塑件采用一模一件注塑成型,型腔布置在模具的中间, 该塑件采用一模一件注塑成型,型腔布置在模具的中间, 这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。 这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。 ? 3.3 浇注系统的设计 ? 主流道采用主流道衬套,选用 浇口套 ×50 GB/T 主流道采用主流道衬套, 浇口套16× 4169.19-2006;分流道取半圆形,半径为 ;分流道取半圆形,半径为R=3mm;浇口 ; 采用侧浇口,从塑件的上端六边形孔处进料,如图4所 采用侧浇口,从塑件的上端六边形孔处进料,如图 所 示。

? 3.4 型芯和型腔结构的确定 . ? 考虑到加工的工艺性,型芯采用整体、 直通式外形结构,如图5所示;型腔采用 组合式结构,如图6所示。

? 3.5 推出结构的设计 . ? 此模具的型芯在动模,开模后塑件包紧 此模具的型芯在动模, 型芯留在动模一侧, 型芯留在动模一侧,根据塑件是壳类零 件的特点,采用推件板 推件板推出结构推出塑 件的特点,采用推件板推出结构推出塑 这样推出平稳, 件,这样推出平稳,有效保证了推出后 塑件的质量,模具结构比较简单。 塑件的质量,模具结构比较简单。

? 3.6 标准模架的选择 . ? 标准模架一经选定,就可以到市场上购买到, 标准模架一经选定,就可以到市场上购买到, 根据上述分析,此模具是含推件板、 根据上述分析,此模具是含推件板、直浇口类 型的,所以选用“ 30× 20× 型的,所以选用“模架 B 1515- 30× 20× 50”, 其中参数的含义是: × 其中参数的含义是:15×15—模架的长和宽分 模架的长和宽分 别为150mm和150mm;30—定模板(A板)厚 定模板( 板 别为 和 ; 定模板 30mm,20—动模板(B板)厚20mm,50—垫 动模板( 板 , 动模板 , 垫 块(C板)厚50mm。 板 。

仪表外壳 注塑模具 的装配图。 的装配图。

? 4 成型零件工作尺寸的计算 ? 将塑件的尺寸分为两类,一类是标注有公差的 尺寸,也就是塑件上精度相对比较高、有配合 要求的尺寸,在进行这一类尺寸计算时,即要 考虑塑件的收缩量,又要考虑到模具在使用过 程中的磨损,按照平均值计算方法计算出这一 类成型零件的工作尺寸,这样可以有效地保证 在整个模具寿命周期内产品的尺寸精度。

5 注射机有关工艺参数的校核

公称注射量 最大开模行程S

200(235)cm3 320(380)mm

定位孔直径 喷嘴球头半径

Φ100mm R6mm

最大装模高度 Hmax 最小装模高度 Hmin

380(450)mm

喷嘴孔直径

Φ3mm

132(160)mm

中心顶杆直径

Φ25mm

模板最大安装尺 390×410(410×4 10)mm 寸

顶出行程

0~130(120) mm

? 4、1 注射量的校核 、 ? 如前所述,塑件与浇注系统的总体积为 如前所述, V=11115.18mm3=11.1cm3,远远小于注射机的公称注射量, ,远远小于注射机的公称注射量, 符合要求。 符合要求。 ? 4、2 模具闭合高度的校核 、 ? 由图 装配图可知模具的闭合高度:H闭=185mm,最小装 由图8装配图可知模具的闭合高度 装配图可知模具的闭合高度: 闭 , 模高度Hmin=152(160)mm,最大装模高度 模高度 ( ) ,最大装模高度Hmax=380 的安装条件。 (450)mm,能满足 ) ,能满足Hmin≤H闭≤Hmax的安装条件。 闭 的安装条件 ? 4、3 模具安装部分的校核 、 ? 该模具的外形尺寸为:200×150 mm ,注射机模板最大安 该模具的外形尺寸为: × 装尺寸为390×410(410×410) mm ,故能满足安装要求。 故能满足安装要求。 装尺寸为 × ×

? ? ? ?

4、4 模具开模行程的校核 、 如图所示,模具的开模行程S模 塑件的高度 塑件的高度+浇注 如图所示,模具的开模行程 模=塑件的高度 浇注 系统的高度+顶件的高度 顶件的高度+( 系统的高度 顶件的高度 (5~10)=12+45+8=65, ) , 注射机的最大开模行程S=320(380)>S模=65。 注射机的最大开模行程 ( ) 模 。 4、5 顶出部分的校核 、 模具上顶杆孔的直径为Φ50>注射机中心顶杆直径 模具上顶杆孔的直径为 注射机中心顶杆直径 Φ25,注射机最大顶出距离为 ,注射机最大顶出距离为130(120)>模具上 ( ) 模具上 所需要的最小顶出距离10mm。 所需要的最小顶出距离 。 经校核HS120AV(HTL140/JD)注射机完全 经校核 ( ) 能满足该模具的使用要求。 能满足该模具的使用要求。

? 7 模具工程图及模具零件的制造工艺 ? 1、模具总装图 、

模具装配剖视图A-A

模具装配俯视图

模具装配剖视图B-B

型芯零件图

型腔入子零件图

定模座板零件图

推件板零件图

动模板 零件图

支撑板 零件图

推杆固 定板

动模座板

拉料杆 零件图

注塑模具的认识


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