注射模具设计实例样稿

第二章 注塑模具设计实例

实例一：单分型面注塑模具设计

一、塑件工艺性分析

该塑件是一塑料瓶盖，如图2一1所示，塑件壁厚属薄壁塑件，生产批量很大，材料为聚乙烯（PE ，在高密度聚乙烯中掺入了部分低密度聚乙烯，改善塑件的柔韧性），成型工艺性很好，可以注射成型。

二、塑成型设备的选择及成型工艺规程的编制 1． 注射机的选用 1)注射量的计算

通过计算或Pro/E 建模分析，塑件质量m 为2.8g ，塑件体积V 1=3.077cm 3流道凝料的质量m 2还是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算。从上述分析中确定为一模八腔，所以注射量为：

m =1.6nm ＝ 1.6 ×8 ×2.8=35. 84g

2)塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算

流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A 2，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的统计分析，A 2是每个塑件在分型面上的投影面积A 1的0.2倍～0.5倍，因此可用0. 35 nA 1来进行估算，所以

A=nA 1＋A 2=nA 1＋0. 35nA 1＝1.35nA 1＝8412. 336mm2

式中 A 1=

24

d

= 0. 785 ×31. 52=778. 92mm 2

F m ＝A p 型＝8412. 336 ×30＝252370N ＝252. 37kN 式中型腔压力p 型取30MPa （因是薄壁塑件，浇口又是潜伏式浇口，压力损失大，取大一些）。 3）选择注射机

根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用SZ 一60/450卧式注射机，见表2一1

2． 注塑成型工艺参数选用

图2—1

三、塑模具结构方案设计

1．型腔数量的确定及型腔的排列

1)型腔数量的确定

该塑件精度要求不高，又是大批大量生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费用、设备运转费用低一些，初定为一模八腔的模具形式。

2)型腔排列形式的确定

该塑件有两圈内螺纹，要使螺纹型芯从塑件上脱出，必须设计一套自动脱螺纹的齿轮传动结构，并且型腔的分布圆直径和齿轮分布圆直径相吻合，若采用一模八腔，型腔分布圆直径就相当大了，这样模具结构尺寸就比较大，加上齿轮传动系统，模具结构复杂，制造费用也很高。但该塑件螺纹的牙型不高，且呈圆弧形牙，内侧凸起及直径的比例约为 5.26% ×100%=6.25%）因为所用材料为聚乙烯，材料弹性模量比较小，材质硬度不高，（2826.6

26.6

可采用强制脱模的方式，这也是注塑厂成型这种类型瓶盖的常用方法。因此本设计采用推件板推出的强制脱模方法，型腔的排列方式采用双列直排，如图2—2所示。

图2—2

从上面分析中可知，本模具拟采用一模八腔，双列直排，推件板推出，流道采用平衡式，浇口采用潜伏式浇口或侧浇口，定模不需要设置分型面，动模部分需要一块型芯固定板和支承板，因此基本上可确定模具结构形式为A型带推件板的单分型面注射模。

2．分型面的选择

根据塑件结构形式，分型面选在瓶盖的底平面，如图2一2所示。

3．浇注系统及排气系统设计

1)主流道尺寸

根据所选注射机，则主流道小端尺寸为

d=注射机喷嘴尺寸＋(0.5-1) = 3.5 +0.5 = 4mm

主流道球面半径为

SR=喷嘴球面半径＋(1-2)=20＋2=22mm

2）主流道衬套形式

本设计虽然是小型模具，但为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度取40mm，约等于定模板的厚度（见图2一3）。衬套如图2一3所示，材料采用T10A钢，热处理淬火后表面硬度为53HRC一57HRC。

3）分流道设计

（1）分流道布置形式

分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道，如图2—4所示。

（2）分流道长度

第一级分流道L 1 = 50mm 第二级分流道L 2 = 10mm 第三级分流道L 3 = 15.5 mm （3)分流道的形状、截面尺寸

形状及截面尺寸。为了便于机械加工及凝料脱模，本设计的分流道设置在分型面上定模一侧，截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面。梯形截面对塑料熔体及流动阻力均不大，一般采用下面经验公式来确定截面尺寸，即

B = 0.2654m ·4L = 0.2654 2.84 ×50 = 1.996㎜ 根据参考文献〔1〕取B = 4mm 。 H =

23B=2

3

×4 = 2. 67mm ，取H = 3mm 分流道L1截面形状如图2—5所示。

4）浇口的设计

根据外部特征，外观表面质量要求比较高，应看不到明显的浇口痕迹，圆周上布满了防滑直纹，因此采用潜伏式浇口，在开模时浇口自行剪断，几乎看不到浇口的痕迹。对于这类小型薄壁塑件，几乎所有工厂都是这样做的（个别工厂在盖的顶部采用点浇口），若采用侧浇口，不太符合工程实践。

图2—3

图2—4 图2—5

5）排气槽的设计

瓶盖成型型腔体积比较小，约为3. 1 cm 3，注射时间约为1s ，采用的是潜伏浇口向型腔顶部倾斜，塑料熔体先充满型腔顶部，然后充满周边下部，这样型腔顶部不会造成憋气现象，气体会沿着分型面和型芯及推件板之间的轴向间隙向外排出。如果对于中大型塑件一定要通过计算，开设一定量的排气槽，方可保证产品质量。 4． 成型零件结构形式设计 1)凹模（型腔）

瓶盖圆周上均匀分布着防滑直纹，若凹模制成整体式，则直纹用机械加工方法很困难（没有退刀位置），若制造一个电极来加工防滑直纹，成本也比较高。整体模板都要用价格较贵重的模具钢，维修也不方便。因此，瓶盖圆周部分若采用局部嵌人式凹模，上述存在的问题能够很方便地得到解决，如图2—8所示，嵌件外径尺寸按经验，取44mm （壁厚7mm ）。 2）型芯

型芯是一个带有两圈螺纹的、且牙型不高的整体式型芯，如图2—9所示。

5． 推出方式设计

推件板推出过程中，为了减小推件板及型芯的摩擦，采用如图2一10所示结构，推件板及型芯间留0. 2mm -0. 25 mm 的间隙，本设计中取0. 2mm ，并用锥面配合，以防止推件板因偏心而板溢料。

图2—6

图2—7

图2—8 图2—9