塑料模具设计实例

塑料模设计实例

塑料注射模具设计与制造实例是通过设计图1.1所示的防护罩的注射模，全面介绍了从塑料成形工艺分析到确定模具的主要结构，最后绘制出模具的塑料注射模具设计全过程。

设计任务：

产品名称：防护罩

产品材料：ABS（抗冲）

产品数量：较大批量生产

塑料尺寸：如图1.1所示

塑料质量：15克

塑料颜色：红色

塑料要求：塑料外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹。塑料允许最大脱模斜度0.5°

图1.1 塑件图

一．注射模塑工艺设计

1．材料性能分析

（1）塑料材料特性

ABS塑料（丙乙烯—丁二烯—苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称为改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯更好的使用和工艺性能。ABS是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程材料。ABS塑料为无定型料，一般不透明。ABS无毒、无味，成型塑料的表面有较好的光泽。ABS具有良好的机械强度，特别是抗冲击强度高。ABS 还具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化学稳定性和电性能。ABS 的缺点是耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线作用下易变硬发脆。

（2）塑料材料成形性能

使用ABS 注射成形塑料制品时，由于其熔体黏度较高，所需的注射成形压力较高，因此塑料对型芯的包紧力较大，故塑料应采用较大的脱模斜度。另外熔体黏度较高，使ABS 制品易产生熔接痕，所以模具设计时应注意减少浇注系统对料流的阻力。ABS 易吸水，成形加工前应进行干燥处理。在正常的成形条件下，ABS 制品的尺寸稳定性较好。

（3）塑料的成形工艺参数确定

查有关手册得到ABS （抗冲）塑料的成形工艺参数： 密 度 1.01~1.04克/mm³ 收 缩 率 0.3%~0.8%

预热温度 80°c~85°c ，预热时间2~3h

料筒温度 后段150°c~170°c ，中段165°C~180°c ，前段180°c~200°c 喷嘴温度 170°c~180°c 模具温度 50°c~80°c 注射压力 60~100MPa

注射时间 注射时间20~90s ，保压时间0~5s ，冷却时间20~150s.

2．塑件的结构工艺性分析

（1）塑件的尺寸精度分析

该塑件上未注精度要求的均按照SJ1372中8级精度公差值选取，则其主要尺寸公差标注如下（单位均为mm ）：

外形尺寸：26.0040+φ、 1.2050＋、12.0045+、94.0025+R 内形尺寸：26.008.36+φ 孔 尺 寸：52.0010+φ

孔心距尺寸：34.015± （2）塑件表面质量分析

该塑件要求外形美观，外表面表面光滑，没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4μm ，下端外沿不允许有浇口痕迹，允许最大脱模斜度0.5°，而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。

（4）塑件的结构工艺性分析

A、从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。

B、塑件型腔不大，适合批量生产。

的孔，因此成型后塑件不易取出，需要考虑侧抽

C、在塑件侧壁有1个10

芯装置。

结论：综上所述，该塑件可采用注射成型加工。

3．确定成型设备选择

（1）计算塑件的体积和重量

计算塑件的重量是为了选择注射机及确定模具型腔数。

A、计算塑件的体积：V=12723.2mm3（过程略）

B、计算塑件的重量：根据有关手册查得ρ=1.2Kg·dm3

所以，塑件的重量为：W=ρV

=12723.2×1.2×10-3

=15.26g

（2）设备选择

根据塑件形状及尺寸，采用一模两腔的模具结构，考虑外形尺寸及注射时所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机：G54—S200/400 选用G54—S200/400型卧式注射机，其有关参数为：

额定注射量200/400cm³

注射压力109MPa

锁模力2540KN

最大注射面积645cm³

模具厚度165~406mm

最大开合模行程260mm

喷嘴圆弧半径18mm

喷嘴孔直径4mm

拉杆间距290mm×368mm

4．成型工艺参数的确定

查相关手册得出工艺参数如下表，试模时可根据实际情况作适当调整5．模塑工艺规程编制

塑料成型工艺卡片资料编号

车间共 1 页第 1 页

零件名称防护罩材料牌号ABS 设备型号G54-S200/400 装配图号FHZ001 材料定额12723.2mm3每模件数 2

零件图号FHZ000 单件重量15.26g工装号

材料干燥

设备

温度/℃110~120°C 时间/h 8~12

料筒温度（℃）后段/℃210~240 中段/℃230~280 前段/℃240~285 喷嘴/℃240~250

模具温度/℃90~110

时间注射/s 20~90 保压/s 0~5 冷却/s 20~90

压力注射压力/MPa 80~130 背压/MPa 80~130

后处理温度100°C 时间

定额

辅助/min 时间8~12 单件/min

检验

编制校对审核组长车间主任检验组

长

主管工程师二．模具设计

1.可行性分析

（1）质量保证措施

根据塑件技术要求和塑料模塑成型工艺文件技术参数，为保证达到塑件要求采取了如下措施：

①分型面的设置方法

塑料分型面的选择应保证塑件的质量要求，本实例中塑件的分型面有多种选择，如图1.2所示。图1.2a所示的分型面选择在轴线上，这种选择会使塑件表面留下分型面痕迹，影响塑件表面质量。同时这种分型面也使抽芯困难；图 1.2b 的分型面选择在下端面，这样的选择使塑件的外表面可以在整体上凹模型腔内成形，塑件大部分外表面光滑，仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹。同时侧向抽芯容易，而且塑件脱模方便。因此塑件选择如图1.2b所示的分型面

图1.2 分析面的选择

②侧抽芯的措施

塑件的侧面有直径为10mm的圆孔，因此模具应有侧向抽芯结构，由于推出距离较短，抽出力较小，所以采用斜面斜导柱、滑块抽芯机构。斜导柱装在定模板上，滑块装在推件板上。

③脱模斜度的数值

为确保塑件外形美观，外表面表面光滑，没有划伤、熔接痕，需要将脱模斜度设计略微大一些，而制件允许最大脱模斜度0.5°，故脱模斜度即设计该值。

（2）合理的确定型腔数

为提高塑件生产的经济效益，在注射机容量能满足要求的前提下，应计算出较合理的型腔数。随型腔的数量增多，每一只塑件的模具费用有所降低。该塑料形状较简单，质量较小，生产批量较大。所以应使用台多型腔注射模具。考虑到塑件侧面有直径为10mm的圆孔，需侧向抽芯，所以模具采用一模两腔、平横布