塑料注射模设计说明书详细步骤

一．塑件使用性能分析
此塑件为一个线架部件—导线杆支架，该塑件的材料为奶黄色聚乙烯。

二．PE塑料的性能特点、成型特点、用途及工艺参数：
1．聚乙烯树脂为白色或淡白色、柔软、半透明的大理石状粒料，手触似蜡，因而又名高分子石蜡。

聚乙烯的吸水性极小，且介电性能与频率、温度及湿度无关。

聚乙烯能耐大多数酸、碱、盐的侵蚀作用。

聚乙烯是高频电绝缘材料。

聚乙烯薄膜因具有坚韧、耐水、防蚀、无毒等优点，因而是一种理想的包装材料。

2．成型加工工艺性：
（1）吸湿性很小，成型前可不予干燥。

（2）流动性极好且对压力变化敏感。

（3）可能发生熔体破裂，与有机溶剂接触可发生开裂。

（4）加热时间常会发生分解、烧伤。

（5）冷却速度慢，因此必须充分冷却，模具应设有冷却系统。

（6）成型收缩率范围及收缩值大，方向性明显，容易变形、翘曲。

结晶度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温，保持冷却均匀、稳定。

（7）宜用高压注射，料温均匀，填充速度应快，保压充分。

（8）不宜用直接浇口，否则易增大内应力，或产生收缩不均，方向性明显，增大变形。

（9）易软质脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。

3．PE的部分性能及成型工艺参数：
工艺参数取值范围工艺参数取值范围
力学性能流动比200～600 压力参数注射压力MPa 80～120 收缩率 1.5～5 模内平均压力MPa 100
料筒温度℃后部230～240 注射时间参数注射时间(s) 0～5 中部240～260 保压时间(s) 20～80
前部230～250 冷却时间(s) 20～50
喷嘴温度℃220～230 螺杆转速(r•min ) 20～40
模具温度℃80～100
三．对塑件设计的原则和要求：
塑料制件主要是根据使用要求进行设计，由于塑件有特殊的机械性能，因此设计塑件时必须充分发挥其性能上的优点，补偿其缺点，在满足使用要求的前提下，塑件的形状尽可能地做到简化模具结构，符合成型工艺特点，在设计时必须考虑：
（1）塑件的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性等；
（2）塑料的成型工艺性，如流动性；
（3）塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料）或快速受热固化（热固性塑料）；
（4）塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异；
（5）模具总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度；
（6）模具零件的形状及制造工艺。

除此之外，还应考虑塑件设计原则：
（1）在满足性能和使用条件下，尽可能使结构简单、壁厚均匀、连接可靠、安装使用方便。

（2）结构合理，用简单的加工方法就能完成模具的制作。

（3）减小成型加工后的辅助加工。

四．模具结构的确定：
塑件的侧壁有两个孔，应考虑到内侧抽芯结构的确定。

斜导柱分型抽芯是应用最广的分型抽芯机构，它借助于机床开模力或推出力完成侧向抽芯，结构简单，制造方便，动作可靠。

因此，我选用斜导柱抽芯机构。

因有侧抽芯，所以采用推杆脱模机构。

我采用了标准模架，省去了不必要的加工麻烦，减少了加工时间，从而减少了人力、物力、才力，提高了生产效率。

五．注射机的选择：
设计模具时，应详细地了解注射机的技术规范，才能设计出合乎要求的模具，应了解的技术规范有：注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程以及机床模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸。

以下是制件的体积计算，由制件的体积来选择注射机的型号，并且列出了所选注射机各种技术参数。

PE为结晶性塑料C=0.85
∴Gmax=M×D×C=60×0.95×0.85=48.45g
一次注射和浇注系统重量为M=40×0.95/0.8=47.5g
∵Gmax=48.45g>47.5g
∴校核合格。

1、体积计算
（1）．流动塑件的体积计算：
V = 58×16×29－π（19.5/2）2×16 －π（8/2）2×29－1.5×（17－8/2）×29－1.5×（22－19.5/2）×16－2π（5.8/2）2×19.5/2－2×6×1/2×4.3×3.72×4－2π（5.8/2）2×6.5/2－2×6×1/2×4.3×3.72×4 =26912－4775.94－1456.96－565.5－294－514.94－383.90－171.65－383.90
=18365.21 mm3=18.36521㎝3
约取塑件的体积20㎝3
（2）. 浇注系统的体积计算：
主流道：
主流道锥角α约为20～40，对流动性差的可取60～100。

通常主流道进口端直径为4～8㎜，
若熔体流动性好，且制品较小时，可取小值，反之取大值。

为了补偿对误差并解决凝料的脱模问题，主流道进口端直径比喷嘴直径大0.5～1㎜。

在保证制品成型的条件下，主流道的长度应尽可能短，以减少压力损失及废料，一般可小于或等于60㎜。

取α=20，进口端直径为4㎜，长度为30㎜。

出口端直径为：
4+2×30tan20 =4+60tan20=4+2.1=6.1㎜
主流道的体积为：
V主=1/3π[（6.1/2）2－（4/2）2]×30=1/3π×5.30×30=166.42㎜3
分流道：
选用梯形截面分流道，由于这种分流道，只切削加工在一个模板上，节省机械加工费用，且热量损失和阻力损失均不大，故为最常用的形式。

其断面尺寸比例为：
h =1～2/3w,x=3/4w,或取斜边与分模线呈100的斜角。

聚乙烯分流道的推荐直径为1.6～9.5㎜。

取w=6㎜,h=2/3w=2/3×6=4㎜,x=3/4w=3/4×6=4.5㎜
分流道的长度Lf一般在8～30㎜之间，也可根据型腔数适当加长，但不宜小于8㎜，否则会给修模带来困难。

取Lf=20㎜
分流道的体积为：
V分=1/2（6+4.5）×4×20×2=420㎜3
2. 注射压力的校核：
注射压力的校核是校验注射机的最大注射压力能否满足制品成型的需要，注射压力的大小与制品复杂程度、模具结构、塑料品种、注射速度、流动比、喷嘴及模具流到系统，以及注射机类型等因素有关。

以往仅能给模具设计者提供一些定性的经验和原则来帮助估计成型所需的压力，例如，螺杆式注射机传递压力的能力比柱塞式注射机强，注射压力可相应取小些3. 选择成型设备：
总体积为：
V总=2V+ V主+V分
=2×18365.21+166.42+420=37316.84㎜3=37.31684㎝3
总体积约为40㎝3
0.8V总≥V总
V总——注射机的理论注射量
可得V总≥50㎝2
∴可选用注射机型号为XS-Z-60型的注射机。

4. 型号为XS-Z-60型的注射机的主要技术参数规格：
工艺参数取值范围工艺参数取值范围
螺杆直径（mm）38 模具厚度最大厚度H（mm）200
最大理论注射容量（）
60 最小厚度H （mm）
70
最大注射面积（cm2）130 模板参数尺寸（mm×mm）330×440
注射压力（MPa）122 拉杆空间（㎜×㎜）190×300
锁模力（KN）500 合模方式增压式
拉杆空间（mm×mm）190×300
六．注射机有关工艺参数的校核：
1. 最大注射量的校核：
选用螺杆式注射机，其最大注射能力通常以螺杆在料筒内最大推进容积M(cm3)表示，因此最大注射量就是该体积的塑料熔体在料筒内的温度及压力下的重量。

最大注射量为：Mmax=M×D×C
M——注射机规定注射容积cm3
D——注射塑料在常温下的比重，PE在常温下的比重是0.95g/ cm3
C——料筒温度下塑料体积膨胀率的矫正系数
对结晶性塑料C=0.85
对非结晶性塑料C=0.93
性差的塑料或细薄塑料制品的注射压力应取大些。

现可借助于注射模流动模拟计算机软件，对注射成型过程进行模拟，获得注射压力的预测值。

部分塑料的注射压力可参考下表：
塑料注射条件
易流动的厚壁制品中等流动程度的一般制品难流动的薄壁窄浇口制品
PE 70～100 100～120 120～150
该制品属于中等流动程度的一般制品，注射压力为 100～120 MPa
所以满足要求。