仪表外壳注塑模具设计和制作

仪表外壳注塑模具设计与制造

如图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。

图1 仪表外壳塑件图

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，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，溢边值为0.04mm左右；吸湿性强，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，但料温过高易分解（分解温度≥250O C）。结论：该塑料有良好的工艺性能，适宜注射成型，成型前原料要干燥处理。

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34

.00

66+、26

.00

46+、0

18.018-均为MT1~2级塑料件精度，

属于中等偏高级的精度等级，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。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、无熔接痕，表面粗糙度可取Ra1.6，而塑件内部没有较高的粗糙度要求。

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，壁厚均为2mm ，总体尺寸不大不小，塑件成型性能良好；塑件上有一六边形凸台，要求成型后轮廓清晰，成型它的模具工作零件要用线切割成型，保证六边的尖角；塑件的两边各有一个对称的类三角形凸起标志，高0.2mm ，同样要求轮廓清晰，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。

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=9563.66mm 3，浇注系统的体积：V2=1551.52mm 3，一次注射所需的塑料总体积为：V=V1+V2=11115.18 mm 3。

2．2 计算塑件的质量

查手册取密度ρ=1.05×10-6kg/mm 3

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：HS120A V 。 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。模塑成型工艺卡如表2所示。

预热和干燥温度：80~85 O C

时间：2~3h

成型时间

注射时间：20~90

保压时间：0~5

冷却时间：20~120

总周期：50~220

料筒温度O C 后段：150~170

中段：165~180

前段：180~200

螺杆转速r/min 30

喷嘴温度O C 170~180

后处理方法：红外线烘箱温度O C：70~90 时间h：2~4

模具温度O C 50~80

注射压力MPa 60~100

表2 ABS 塑料的注射成型工艺参数

三门峡职业技术学院仪表壳注射工艺卡资料编号

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车间模具教研室材料牌号ABS 设备型号HS120A V 零件名称仪表外壳材料定额每模件数1件

装配图号单件质量10g 工装号

零件图号

材料

干燥设备岷山DB-2 温度O C 80~85

时间h 2~3

料筒温度后段O C 150~170 中段O C 165~180 前段O C 180~200 喷嘴O C 170~180

模具温度O C 50~80 时间注射S 20~90

保压S 0~5

冷却S 20~120 压力注射压力

MP

60~100

背压MP

后处理温度O C 烘箱：70 时间

定额辅助min

时间h 2~4 单件min

检验

编制校对审核组长车间主任检验组长

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，去塑件的底，图3为型芯和型腔的分割简图。

图2 塑件的分型面图3 型芯和型腔的分割状态

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，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

浇口套主流道球面半径R与注射机喷嘴球面半径R0的关系为：R=R0+(1~2)=6+2=8mm；

浇口套主流道小端直径d与喷嘴出口直径d0的关系为：d=d0+0.5=3.5mm；流道为圆锥形，锥度取R=30;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所示。

图4 浇注系统的设计

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。

图5 整体式型芯图6 组合式型腔

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，采用推件板推出结构推出塑件，这样推出平稳，有效保证了推出后塑件的质量，模具结构与比较简单。

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，拟用现行比较流行的FUTABA标准，根据上述分析，此模具是含推件板、大水口类型的，所有选用“FUTABA-SB 15×15 30 20 50”,其中参数的含义是：15×15——模架的长和宽分别为150mm和150mm；30——定模板（A板）厚30mm，20——动模板（B板）厚20mm，50——垫块（C板）厚50mm。图7所示为仪表壳注塑模具的装配图。