塑料盖注塑模具设计

1塑料盖注塑模具设计摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明，通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理关键词：塑料模具；分型面；设计AbstractTheplasticsindustryintheworldgrowsoneofnowquickestindustryclasses,buttheinjectionmoldisdevelopsthequicktype,therefore,theresearchinjectionmoldtounderstoodthattheplasticproducttheproductionprocessandimprovestheproductqualitytohavetheverybigsignificance.Thisdesignintroducedinjectionmolding'sbasicprinciple,speciallysingleisdividedtheprofiletoinjectmold'sstructureandtheprincipleofwork,tocasttheproducttoproposethebasicprincipleofdesign;Introducedindetailthecoldflowchannelinjectionmoldgatingsystem,thetemperaturecontrolsystemandgoesagainstsystem'sdesignprocess,andhasgiventheexplanationtothemoldintensityrequest,throughthisdesign,mayhaveapreliminaryunderstandingtotheinjectionmold,notesinthedesigncertaindetailquestion,understandsthemoldstructureandtheprincipleofworkKeyword:Plastic；injectionmold；design二塑件的工艺分析2.1分析塑件使用材料的种类及工艺特征该塑件材料选用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。2用途：汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），收音机壳，电话手柄、大强度工具（吸尘器，头发烘干机，搅拌器，割草机等），打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等。比重:1.05克/立方厘米燃烧鉴别方法：连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味溶剂实验：环已酮可软化，芳香溶剂无作用特点：1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。5、用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.6、同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。成型特性：1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导3致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，散热性（现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟了，笔记本电脑只要内部结构设计合理，同样可以有出色的散热效果。)成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.02~1.05g/cm³。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70ºC左右，热变形温度为93ºC左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。ABS主要技术指标：4表1-1热物理性能密度(g/cm³)1.02—1．05比热容(J·kg-1K-1)1255—1674导热系数(W·m-1·K-1×10-2)13.8—31.2线膨胀系数(10-5K-1)5.8—8.6滞流温度(°C)130表1-2力学性能屈服强度（MPa）50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率(﹪)35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24冲击韧度(简支梁式)无缺口261布氏硬度9.7R121缺口11表1-3电气性能表面电阻率（Ω）1.2×1013体积电阻率（Ω·m）6.9×1014击穿电压（KV/mm）\介电常数（106Hz）3.04介电损耗角正切（106Hz）0.007耐电弧性(s)50—852.2分析塑件的结构工艺性5该塑件尺寸中等，整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级：MT7级。2.3工艺性分析为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用点浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处，浇口纵向开设在模具的型腔处，从塑料件顶面进料，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。塑件的工艺参数：干燥条件：80-90℃2小时成型收缩率:0.4-0.7%模具温度：25-70℃（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）融化温度：210-280℃（建议温度：245℃）成型温度：200-240℃注射速度：中高速度注射压力：500-1000bar三初步确定型腔数目3.1初步确定型腔数目根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用第一种方式，1模1件的结构。四注射机的选择64.1塑件体积的计算塑件：零件塑件的体积V=7.5cm3浇注系统的体积：V2=2.8cm3塑件与浇注系统的总体积为V=7.5+2.8=10.3cm374.2计算塑件的质量：查手册取密度ρ=1.05g/cm3塑件体积：V=7.5cm3塑件质量：根据有关手册查得：ρ=1.05g/cm3所以，塑件的重量为：M=V×ρ=7.5cm3×1.05=7.9g4.3按注射机的最大注射量确定型腔数目根据1pkmmnk（4-1）得1pnmmmk(4-2)k注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8;pm注射机最大注射量，cmз或g;1m浇注系统凝料量，cmз或g；m单个塑件体积或质量，cmз或g；根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用1模1腔84.3计算浇注系统的体积，其初步设定方案如下图4.1浇注系统示意图根据三维模型，利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积V2=2.8cm394.4注塑机选择1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机,这是注塑成型工艺技术的一大突破,目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%;注塑机的产量占整个塑料机械产量的50%.成为塑料成型设备制造业中增长最快,产量最多的机种之一.注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的说法有:（1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机；（2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。常用的注射速率如表3-4所示。表3-4注射量与注射时间的关系注射量/CM3125250500100020004000600010000注射速率/CM/S125200333570890133016002000注射时间/S11.251.51.752.2533.755查国产注射机主要技术参数表取CJ80NC3,主要技术参数如下。10五浇注系统的设计浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。5.1主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止塑料熔体流动通道根据选用的CJ80NC3型号注射机的相关尺寸得喷嘴前端孔径：d0=4.0mm；喷嘴前端球面半径：R0=10mm；11根据模具主流道与喷嘴的关系00120.51RRmmddmm取主流道球面半径：R=11mm；取主流道小端直径：d=4.5mm为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为26，此处选用2°，经换算得主流道大端直径为7.8MM。图5.1主流道示意图5.2分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表4-1所示。表4-1流道断面尺寸推荐值12塑料名称分流道断面直径mm塑料名称分流道断面直径mmABS，AS聚乙烯尼龙类聚甲醛丙烯酸抗冲击丙烯酸醋酸纤维素聚丙烯异质同晶体4.8~9.51.6~9.51.6~9.53.5~108~108~12.55~105~108~10聚苯乙烯软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯热塑性聚酯聚苯醚聚砜离子聚合物聚苯硫醚3.5~103.5~106.5~166.5~8.03.5~8.06.5~106.5~102.4~106.5~13分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但