注射模设计程序及设计实例

注射模设计程序及设计实例

一、注射模设计须考虑的问题

在进行注射模设计之前，必须考虑好以下问题：

1）仔细阅读“模具设计任务书”，明确塑件所用塑料的牌号与要求、塑件的技术要求、成型方法、生产批量以及塑件的使用功能。

2）针对“任务书”中的塑件零件图或提供的塑件进行产品结构工艺分析，确定成型方法的可行性，必要时还要与塑件工艺员或塑件结构设计人员进行技术交流。

3）了解模具制造单位的生产条件和生产习惯，并掌握模具使用单位的成型设备资料和注射工艺水平，准备着手进行注射模设计。

二、设计程序

模具设计的程序不是一成不变的，其基本步骤如下：

1.初步估算塑件(包括浇注系统凝料在内)的体积及质量。塑件的体积及质量越大，浇注系统凝料所占的比例越小；反之，越大。

2.初选注射成型机的型号和规格。

3.确定模具基本结构(应对多种方案进行分析比较)。

4.进行模具结构方案设计。

（1）确定型腔数目及配置；

（2）选择分型面；

（3）确定浇注系统；

（4）确定型腔、型芯的结构及固定方式；

（5）确定脱模推出机构的结构类型，需要侧向抽芯的，要确定侧向抽芯机构的结构类型；

（6）确定导向机构的具体结构；

（7）确定排气机构；

（8）确定模具加热、冷却方式；

（9）绘制模具装配草图。

5.相关模具零件的强度、刚度校核，以及模具与注射成型机的相关参数的

校核。

6.根据模具零件的强度、刚度校核，修改完善模具装配图。

7.拆画非标准模具零件图。

8.复核设计图样。

三、设计举例与分析

图1所示为电脑编织机的专用调节旋钮，材料为ABS塑料，精度等级为一般精度(4 级精度),制品要求外观表面光泽、无杂色，无收缩痕迹，生产批量中等。试设计注射成型模具。

图1 塑料旋钮零件图

（一）产品工艺性分析

1.材料性能

ABS为热塑性材料，密度1.03~1.07g/cm3，抗拉强度30~5OMPa，抗弯强度

41~76MPa,拉伸弹性模量1587~2277 MPa,弯曲弹性模量1380~2690 MPa,收缩率

0.3%~0.8%, 常取0.5%。该材料综合性能好，即冲击强度高，尺寸稳定，易于成型，耐热和耐腐蚀性能也较好，并有良好的耐寒性。（材料性能查找手册得到）

2.成型特性及条件

1）其吸湿性强，塑料在成型前必须充分预热干燥，其含水量应小于0.3%。对于要求表面光泽的零件，塑料在成型前更应进行长时间预热干燥。

2）流动性中等，溢边值0.04mm。

3）塑料的加热温度对塑件的质量影响较大，温度过高易于分解(分解温度为250℃)。成型时宜采用较高的加热温度(模温50~80 ℃)和较高的注射压力(螺杆式

注射机:温度160~220 ℃,注射压力70~100MPa 。)

3.结构工艺性

零件壁厚基本均匀，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚0.8mm, 注射成型时应不会发生填充不足现象。 (可借助注塑流动模拟软件分析)

该塑料制件在垂直的两个方向上都有孔，注射模应具有侧抽芯机构。

4.零件体积及质量估算(传统几何体积计算，亦可用造型软件模型分析功能)

1）单个塑件体积V =1649.46mm3=1.65cm3，质量m =1.65 × 1.05=1.73g。

2）两个塑件和浇注系统凝料总体积V

总=4.95cm3, 总质量m

总

=5.2g。

（二）初选注射成型机的型号和规格

从实际注射量在额定注射量的20%~80%之间考虑，初选额定注射量在60cm3以上的卧式注射成型机XS-ZY-60。该设备的技术规范见表1。

表1 XS-ZY-60注射成型机技术规范

（三）确定模具基本结构

经分析，该零件成型时必须采用侧向外抽芯，可能适合的模具结构有两种，即单分型面注射模和双分型面注射模。

方案一单分型面注射模型腔(凹模)在定模上；主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上，开模后塑件连同流道内的凝料一起留在动模一侧；动模上设有顶出机构，用以顶出塑件和流道内的凝料。可能的浇口形式有：直接浇口、侧浇口、扇形浇口、重叠式浇口和潜伏式浇口等。该类模具采用的侧向抽芯机构，一般是斜导柱抽芯机构(斜导柱在定模、滑块在动模)、斜滑块抽芯机构、弯销抽芯机构和斜

导槽抽芯机构。

方案二双分型面注射模它从不同的分型面分别取出流道内的凝料和塑件，又称为三板式注射模具。与单分型面注射模相比,三板式注射模具增加了一个可移动的中间板(又名浇口板)。中间板适用于采用点浇口进料的单型腔和多型腔模具。在开模时由于定距拉板的限制,中间板与定模板作定距离的分开,以便取出这两块板之间流道内的凝料,而利用推板或推杆将型芯上的塑件脱出。适合的浇口形式有:点浇口、直接浇口、侧浇口、扇形浇口、重叠式浇口等。该类模具采用的侧向抽芯机构，一般是斜导柱在动模，滑块在定模,或斜导柱、滑块均在定模的斜导柱抽芯机构。脱模时还必须有顺序脱模机构，模具结构复杂。

该零件为旋钮,要求外表面光滑,无痕迹,可选用的浇口形式有重叠式浇口、点浇口和潜伏式浇口。其中潜伏式浇口去除浇口留下的痕迹可选在制品内侧,对制品的外观无任何影响,但浇口的制造较为复杂；点浇口去除浇口留下的痕迹在制品的外表面，对制品的外观有一定影响,而且必须采用结构复杂的三板模；重叠式浇口制造最为简单,去除浇口留下的痕迹在制品的端面,不影响制品的外观。该零件中等产量，每一件产品分摊的模具成本也较多,要求模具结构简单,费用低廉。

综上，选择单分型面注射模，重叠式浇口进料，采用斜导柱在定模、滑块在

动模的斜导柱抽芯机构，推杆一次顶出，上述原理结构图见有关资料。

（四）模具结构设计

1.确定型腔数目及配置

确定模具型腔的方法有: 根据锁模力确定；根据最大注射量确定；根据塑件精度确定和经济性确定等。

本零件主要从经济性确定。试制或小批量时,宜取单型腔或少型腔，大批量时采用多型腔。而该零件中等产量, 因此采用一模两腔,即一次注射成型两个塑料制件。

当所有的型腔不在同一个时间充满时, 是得不到尺寸正确和物理性能良好的塑件的。为此,必须对浇注系统进行平衡,采用如图2所示的型腔分布,使所有的型腔在同一时刻充满。该平衡浇注系统的特点是:从分流道到浇口及型腔,其形状、长度尺寸、圆角、模壁的冷却条件都完全相同。

图2 型腔配置

2.选择分型面

模具闭合时型腔与型芯相接触的表面称之为分型面。为了便于脱模，分型面的位置