注射模設(shè)計步驟及實例

1、注射模的設(shè)計步驟及實例,一、注射模的設(shè)計步驟,接受設(shè)計任務(wù)書原始資料分析模具結(jié)構(gòu)設(shè)計繪制模具結(jié)構(gòu)草圖繪制模具裝配圖繪制模具零件圖校核后投產(chǎn)試模反饋后更改設(shè)計至合格,1. 接受設(shè)計任務(wù)書,成型塑料制件的任務(wù)書由制件設(shè)計者提出，內(nèi)容包括：,經(jīng)過審簽的正規(guī)制件圖紙，并注明采用塑料的牌號、透明度、顏色等。 塑料制件說明書或技術(shù)要求。 生產(chǎn)批量（及所用注射機(jī)）。 如果是仿制，則需塑料制件樣品。,2. 原始資料分析 (1)

2、 塑件分析,明確塑件設(shè)計要求,仔細(xì)閱讀塑件制品零件圖，從制品的塑料品種、塑件形狀、尺寸精度、表面粗糙度等各方面考慮注射成型工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性。,明確塑件的生產(chǎn)批量,小批量生產(chǎn)時，為降低成本，模具盡可能簡單；大批量生產(chǎn)時，應(yīng)在保證塑件質(zhì)量前提下，盡量采用一模多腔或高速自動化生產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。,(2) 注射機(jī)的初選,根據(jù)塑件的體積或質(zhì)量大致確定模具的結(jié)構(gòu)，初步確定注塑機(jī)的型號，了解所使用的注射機(jī)與模具設(shè)計有關(guān)的技術(shù)參數(shù)

3、，如： 注塑機(jī)定位圈的直徑、噴嘴前端孔徑及球面半徑、注塑機(jī)最大注射量、鎖模力、注塑壓力、固定模板和移動模板面積大小及安裝螺孔位置、注射機(jī)拉桿的間距、閉合厚度、開模行程、推出行程。,塑件體積：對于形狀簡單的可用求制件體積的方法求出，對于復(fù)雜制件，可估算塑料用量或采用軟件進(jìn)行實體分析,(3) 制定注射工藝卡,注射工藝卡一般包括如下內(nèi)容：塑件的概況，包括簡圖、質(zhì)量、壁厚、投影面積、有無側(cè)凹,在此基礎(chǔ)上應(yīng)制定注射成型工藝卡

4、，特別是對批量大、形狀復(fù)雜的大型模具，更有必要制定詳細(xì)的注射成型工藝卡，以指導(dǎo)模具設(shè)計工作和實際的注射成型加工.,塑件所用塑料概況，如名稱、出產(chǎn)廠家、顏色、干燥情況等必要的注射機(jī)數(shù)據(jù)，如動模板和定模板尺寸、模具最大空間、螺桿類型、額定功率等壓力與行程簡圖注塑成型條件，包括加料筒各段溫度、注射溫度、模具溫度、冷卻介質(zhì)溫度、鎖模力、螺桿背壓、注射壓力、注射速度、循環(huán)周期等。,3. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計,注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計一般需解決以下問題：,

5、選定分型面確定型腔的數(shù)目和布置澆注系統(tǒng)的設(shè)計成型零部件的設(shè)計脫模推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計排氣系統(tǒng)的設(shè)計模具外形結(jié)構(gòu)及所有連接、定位、導(dǎo)向件位置的設(shè)計。,選定分型面,分型面的位置要有利于模具加工、排氣、脫模及成型操作、塑料制件的表面質(zhì)量等。,確定型腔的數(shù)目,確定型腔數(shù)目的方法有根據(jù)鎖模力、最大注射量、制件的精度要求、經(jīng)濟(jì)性等。在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)實際情況選擇其中一種方法。,確定型腔的布置,確定型腔的

6、數(shù)量與排列方式，也即確定和規(guī)劃模具結(jié)構(gòu)的總體方案。 冷卻系統(tǒng)和推出系統(tǒng)在配置型腔時必須給予充分的注意.如果冷卻管道布置與推桿孔、螺栓發(fā)生沖突，要在型腔布置中進(jìn)行協(xié)調(diào)。 當(dāng)型腔、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)的初步位置決定后，模板的外形尺寸基本上確定，從而可以選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)模架。,澆注系統(tǒng)設(shè)計,確定主流道、分流道、澆口和冷料穴的形狀、位置、大小，確定模具類型（兩板式或三板式）。,成型零部件的設(shè)計,注：當(dāng)采用鑲塊式

7、凹?；蛐托緯r，應(yīng)合理的劃分鑲塊，并同時考慮到這些鑲塊的強(qiáng)度、可加工性及安裝固定。,脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計,確定制件和凝料的滯留位置，確定推出方式（推桿、推管、脫模板、組合式頂出），特別要注意側(cè)凹塑件的脫模方式，因為當(dāng)決定采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)時，模板的尺寸就得加大，在型腔布置時要留出側(cè)抽芯的位置。,溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計,冷卻系統(tǒng)的計算包括冷卻時間和冷卻參數(shù)的計算。冷卻時間根據(jù)塑料制品的形狀和塑件性能選擇適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行計算即可。冷卻參數(shù)包括冷卻冷卻面積、冷

8、卻水孔長度和孔數(shù)的計算以及冷卻水流動狀態(tài)的校核和冷卻水入口與出口溫度差的校核。 冷卻系統(tǒng)和推出系統(tǒng)同步設(shè)計有助于兩者的很好協(xié)調(diào)。,排氣系統(tǒng)設(shè)計,選擇排氣的方法，排氣槽位置、大小等。,模具設(shè)計中或初步設(shè)計完成后，一般還需進(jìn)行以下校核：校核所選擇的注射機(jī)注射壓力和鎖模力能否滿足塑件成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安裝，行程是否滿足模塑成型要求及取件要求。對成型零件和主要受力零部件必須校核其強(qiáng)度和剛度，尤其是剛度。,,4.

9、繪制模具的結(jié)構(gòu)草圖 參照有關(guān)塑料模架標(biāo)準(zhǔn)和其他零件標(biāo)準(zhǔn)，繪制模具結(jié)構(gòu)草圖，為正式繪圖作好準(zhǔn)備。,5. 繪制模具的裝配圖,裝配圖用于表明模具結(jié)構(gòu)、工作原理、組成模具的工作零件及其相互位置和裝配關(guān)系。 盡量按照國家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。一般情況下，模具裝配圖由主視圖和俯視圖表示。若不能表達(dá)清楚時，再增加其他視圖。 裝配圖上應(yīng)包括必要的尺寸，如外形尺寸，定位圈尺寸、安裝尺寸、極限尺寸，并填上明細(xì)

10、表和標(biāo)題欄。一般還要標(biāo)注技術(shù)要求。,(1) 主視圖,主視圖一般放在圖樣上面偏左，按模具正對操作者繪制，采取剖視畫法。一般按照模具閉合狀態(tài)繪制，在定模與動模之間有一個完成的制件，塑料件及流道畫網(wǎng)格線。主視圖是模具裝配圖的主要部分，應(yīng)盡量在主視圖上將結(jié)構(gòu)表達(dá)清楚，力求將成型零件的形狀畫完整。剖視圖畫法按照機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。,（2）俯視圖,俯視圖通常布置在圖樣的下方偏左，與主視圖相對應(yīng)。通過俯視圖可以了解模具的平面布置或澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)

11、的布置，以及模具的輪廓形狀等。習(xí)慣上將定模拿去，只反應(yīng)模具的動模可見部分；或者將定模的左半部分去掉，只畫動模。而右半部分保留定模畫俯視圖。,(3) 制件圖 裝配圖上還應(yīng)該繪出制件圖。制件圖一般畫在圖樣的右上角，要注明制件的材料、規(guī)格以及制件的尺寸公差等。如位置不夠也允許畫在其他位置上或在另一頁上繪出。制件圖應(yīng)按比例繪出，一般與模具的比例一致，特殊情況可以放大或縮小。它們的方位應(yīng)與制件在模具中位置相同，若不一致，應(yīng)用箭頭

12、指明成型方向。,,(4)明細(xì)表 標(biāo)題欄與零件明細(xì)表布置在圖樣的右下角，按照機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)填寫。零件明細(xì)表應(yīng)包括件號，名稱、數(shù)量、材料、熱處理、標(biāo)準(zhǔn)零件代號及規(guī)格、備注等內(nèi)容。模具圖中中所有零件均應(yīng)詳細(xì)寫在明細(xì)表中。,(5) 尺寸標(biāo)注 圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸，如模具閉合尺寸、模架外形尺寸、與注射機(jī)配合的定位圈尺寸、螺孔尺寸等。,(6) 技術(shù)要求 技術(shù)要求布置在圖樣下部適當(dāng)位置。技術(shù)要求的內(nèi)容

13、如下：,對模具某些結(jié)構(gòu)的性能要求，如對推出機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)的裝配要求。對模具裝配工藝的要求，如分型面的貼合間隙、模具上下面的平行度要求。模具的使用說明（如注射機(jī)、注射溫度、注射壓力與時間）防氧化處理、模具編號、刻字、油封及保管等要求有關(guān)試模及檢查方面的要求。,4.14.10 總裝圖和零件圖的繪制,6. 繪制全部零件圖,由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先成型零件后結(jié)構(gòu)零件。 零件圖的繪制和尺寸標(biāo)注應(yīng)符合機(jī)械制圖國

14、家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，要注明全部尺寸、公差配合、表面粗糙度、材料、熱處理要求及其他技術(shù)要求，模具零件在圖樣上位置應(yīng)該按該零件在裝配圖中方位畫出，不要隨意旋轉(zhuǎn)或顛倒，以防畫錯，影響裝配。,7. 校核后投產(chǎn),應(yīng)按照制品、模具結(jié)構(gòu)、成型設(shè)備、圖紙質(zhì)量、配合尺寸、零件的加工等項目進(jìn)行自?；蛩藢徍? 在所有校對、審核正確后，就可以將設(shè)計結(jié)果送達(dá)生產(chǎn)部門組織生產(chǎn)。,把設(shè)計模具開始到模具加工成功，檢驗合格為止，在此期間所產(chǎn)生的技術(shù)資料，例如任

15、務(wù)書、制件圖、技術(shù)說明書、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、模具設(shè)計說明書、檢驗記錄表、試模修模記錄等，按規(guī)定加以系統(tǒng)整理、裝訂、編號進(jìn)行歸檔。這樣做對以后修理模具，設(shè)計新的模具都是很有用處的。,9．整理資料進(jìn)行歸檔,8. 試模后反饋更改至合格,產(chǎn)品名稱：防護(hù)罩 產(chǎn)品材料：ABS（抗沖）塑料質(zhì)量：15克 塑料顏色：紅色,結(jié)構(gòu)設(shè)計：分型面型腔數(shù)目和布置澆注系統(tǒng)成型零部件脫模推出機(jī)構(gòu)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)排氣

16、系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模架的選擇,1、塑件成型工藝性分析(1)ABS的性能分析使用性能： ABS塑料是一種常用的具有良好的綜合力學(xué)性能的工程塑料。其機(jī)械強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度高，具有一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電性能。無毒、無味，成型塑件的表面有較好的光澤。成型性能：使用ABS注射成形塑料制品時，由于其熔體粘度較高，所需的注射成形壓力較高，因此塑件對型芯的包緊力較大，故塑件應(yīng)采用較大的脫模斜度。另外熔體粘度較高，使ABS

17、制品易產(chǎn)生熔接痕，所以模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力。ABS易吸水，成形加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。在正常的成型條件下，ABS制品的尺寸穩(wěn)定性較好。,(2)ABS的成型工藝參數(shù)確定 查有關(guān)手冊得到ABS(抗沖)塑料的成形工藝參數(shù): 密度:1.0~1.1g/cm³; 收縮率:0.3~0.8%; 預(yù)熱溫度:80~85°C，預(yù)熱時間 2~3h; 料筒溫度: 后段150

18、~170°C , 中段180~190°C , 前段200~210°C ; 噴嘴溫度: 180~190°C; 模具溫度: 50~70°C ; 注射壓力: 60~100MPa ; 成形時間: 注射時間2~5s，保壓時間5~10s，

19、 冷卻時間5~15s。,2. 模具的基本結(jié)構(gòu)（1）確定成型方法 塑件采用注射成型法生產(chǎn)。為保證塑件表面質(zhì)量，使用點澆口成形，因此模具應(yīng)為雙分型面注射模（ 三板式注射模)。,,（2）型腔布置 塑件形狀較簡單，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量較大。所以應(yīng)使用多型腔注射模具。考慮到塑件的側(cè)面有ø10mm的圓孔，需側(cè)向抽芯，所以模具采用一模二腔、平衡布置。這樣，模具尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效

20、率高，塑件成本較低。,（3）確定分型面 塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，本實例中塑件的分型面有多種選擇。 圖a的分型面選擇在軸線上，會使塑件表面留下分型面痕跡，影響塑件表面質(zhì)量， 同時這種分型面也使側(cè)向抽芯困難; 圖b的分型面選擇在下端面，塑件的外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型，塑件大部分外表面光滑，僅在側(cè)向抽芯處留有分型面痕跡。同時側(cè)向抽芯容易，而且塑件脫模方便。,（4）選擇澆注系統(tǒng) 塑

21、件采用點澆口成型，其澆注系統(tǒng)如圖示，點澆口直徑為ø0.8mm，點澆口長度為1mm，頭部球R1. 5~2mm ，錐角α為6°。分流道采用半圓截面流道，其半徑R為3~3.5mm。主流道為圓錐形，上部直空與注射機(jī)噴嘴相配合，下部直徑ø6~ø8mm。,（5）確定推出方式 由于塑件形狀為圓殼形而且壁厚較薄，使用推桿推出容易在塑件上留下推出

22、痕跡，不宜采用。所以選擇脫模板推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出，這種方法結(jié)構(gòu)簡單、推出力均勻，塑件在推出時變形小，推出可靠。（6）側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 塑件的側(cè)面有ø10mm的圓孔，因此模具應(yīng)有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，由于抽出距離較短，抽出力較小，所以采用斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。斜導(dǎo)柱裝在定模板上，滑塊裝在脫模板上。,（7）模具的結(jié)構(gòu)形式 模具結(jié)構(gòu)為雙分型面注射模，如圖所示。采用拉桿和限位螺釘，控制分型面A-A的打開距離，其開距應(yīng)大于40

23、mm，方便取出澆口。分型面B一B的打開距離，其開距應(yīng)大于65mm，用于取出制件。模具分型面的打開順序，由安裝在模具外側(cè)的彈簧-滾柱式機(jī)構(gòu)控制。,(8)選擇成型設(shè)備 選用J54-S200/400型臥式注射機(jī)，其有關(guān)參數(shù)為： 額定注射量 200/400cm³ 注射壓力 109MPa 鎖模力 2540kN

24、 最大注射面積 645cm³ 模具厚度 165~406mm 最大開合模行程 260mm 噴嘴圓弧半徑 18mm 噴嘴孔直徑 4mm 拉桿間距 290mmX368mm,3.選擇模架 (1)模架的結(jié)構(gòu) 模架的結(jié)構(gòu)如圖所示。 (2)模架安裝尺寸

25、校核 模具外形尺寸為長300mm、寬250mm、高345mm，小于注射機(jī)拉桿間距和最大模具厚度，可以方便地安裝在注射機(jī)上。,4、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)型腔結(jié)構(gòu) 　如圖所示，型腔由定模板4、定模鑲件26和滑塊19共三部分組成。定模板4和滑塊19構(gòu)成塑件的側(cè)壁，定模鑲件26成形塑件的頂部，而且點澆口開在定模鑲件上，這樣使加工方便，有利于型腔的拋光。定模鑲件可以更換，提高了模具的使用壽命。 (2)型芯結(jié)構(gòu)

26、　如圖所示，型芯由動模板16上的孔固定。型芯于推件板18采用錐面配合，以保證配合緊密，防止塑件產(chǎn)生飛邊。另外，錐面配合可以減少推件板在推件運動時與型芯之間的磨損。型芯中心開有冷卻水孔，用來強(qiáng)制冷卻型芯。,(3)斜導(dǎo)柱、滑塊結(jié)構(gòu) 如圖所示。 (4)模具的導(dǎo)向結(jié)構(gòu) 如圖所示，為了保證模具的閉合精度，模具的定模部分與動模部分之間采用導(dǎo)柱1和導(dǎo)套2導(dǎo)向定位。推件板18上裝有導(dǎo)套6，推出制件時，導(dǎo)套6在導(dǎo)柱1上運動，

27、保證了推件板的運動精度。定模座板上裝有導(dǎo)柱30，為點澆口凝料推板24和定模板4的運動導(dǎo)向。 (5)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算 (略),5、模具成型尺寸設(shè)計計算 取ABS的平均成形收縮率為0·6%，塑件末注公差按照SJ1372中8級精度公差值選取。 計算略,6、模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算(1)模具加熱 一般生產(chǎn)ABS材料塑件的注射模具不需要外加熱。(2)模具冷卻 模

28、具的冷卻分為兩部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。型腔的冷卻是由在定模板(中間板)上的兩條ø10mm的冷卻水道完成，如圖所示。,型芯的冷卻如圖所示，在型芯內(nèi)部開有ø6mm的冷卻水孔，中間用隔水板2隔開，冷卻水由支承板5上的ø10mm冷卻水孔進(jìn)入，沿著隔水板的一側(cè)上升到型芯的上部，翻過隔水板，流入另一側(cè)，再流回支承板上的冷卻水孔。然后繼續(xù)冷卻第二個型芯，最后由支承板上的冷卻水孔流出模具。型芯1與支