温控器垫块注塑模设计.doc

1、9温控器垫块注塑模设计第一章、 模塑工艺规程的编制该塑件为温控器垫块，其零件图如下图所示。本塑件的材料采用 ABS，生产类型为大批量生产。塑件图(图 1)1.1 塑件的工艺性分析1.1.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用 ABS,ABS 是由丙烯腈。丁二烯共聚而成的，这三种组分的各自10特征使 ABS 具有良好的综合性能.丙烯腈使 ABS 有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使 ABS 坚韧，丙乙烯使它具有良好的加工性能和染色性能。ABS 无毒.无味.成为微黄色，成型的塑料件有较好的光泽密度为1.051.1/cm 3，ABS 有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降，有良好的机械性能。和一

2、定的耐摩性、耐油性、耐水性化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱酸类对 ABS 几乎无影响。ABS 塑料表面受醋酸，植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS 有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度 70左右，热变形温度为93左右。而耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。从成型性能看，因 ABS 原材料料粒极易吸潮，易致使制品发现瘢痕，云纹等缺陷，因此在成型前需充分干燥，可采用热风干燥器或者料斗干燥器在 75-85时进行干燥，含水率控制在 0.1以下。流动性良好，流动距离比即流动长度 L 与该处制品壁厚 T 之比 L/T 达 190，因

3、而不易出现飞边。设计时还需注意其浇注系统比料流阻力小。浇口处外观不良易发生熔接痕，应注意选择浇口位置、形式、脱模斜度宜取 2以上。ABS 熔蛹温度低而宽，加工成型和修饰都比较容易。1.1.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1.1.2.1 结构分析 从零件图上分析。该零件总体形状为一成长方形的壳体，长度为 139，宽度为 186，高度为 25，壁厚为 3。因其底版面积较大而壁厚较小，为保证其强度与刚度防止塑件变形，所以其上设置了成网格式结构的加强筋，整个底板下部有 36，宽 186高为 1的方形凸台，其宽度方向上两侧面为与底部倾斜角度 75的倾斜面，底部圆角为 R6，下方偏左打成长 28宽1

4、8的方形通孔，中部有一小圆孔，并切去左下角。因塑件形状复杂且其上加强筋形成的网格较多，所以该模具的型心，型腔设计时还需仔细认真。该零件属于中等复杂程度。1.1.2.2 尺寸精度分析 该零件重要尺寸，如 为高精度。尺寸0.51860.539精度为 MT2 级（GB/T14486-1993）,由于壳体中网格状结构为加强筋，并无过多的精度要求，所以为注公差尺寸采用标准中 MT5 级精度，尺寸如下： 、0.528、 、 、 、 、 、 、 、 以上0.5630.7410.5260.540.3210.450.381.0.6分析可见，该零件的尺寸精度为中等，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。从零件的壁

5、厚来看，因加强筋壁厚与壳体壁厚相差不大，壁厚较均匀，有利于零11件的成型。 1.1.2.3 表面质量分析 该零件的表面除要求没有缺陷，毛刺、无飞边外，并无特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出注塑时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。1.2 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔参数计算塑件的体积：V=270cm 3 （因塑件网格较多且大小不一，所以粗略计算）计算塑件的质量，根据设计手册可查得 ABS 的密度为 1.05g/ cm3故塑件的质量为：W=V.P=2701.05=283.5g采用一模一腔的模具结构，考虑其外行尺寸，注塑时

6、所需压力等情况。初选注塑机为 XS-ZY-500 型。其部分技术规格参数如下：注射压力 104MPa。1.3 塑件注塑工艺参数的确定注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体。并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到所要求的质量。影响注射成型工艺的需要参数是塑化流动和冷却的温度、压力以及相关各个作用的时间。1.3.1 温度注射成型过程需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。前两种温度主要是影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却。1.3.1.1 料筒温度 选择料筒温度还应结合塑件及模具的结构特点本塑件为薄壁塑件，型腔比较狭窄，熔体注

7、入的阻力大，冷却快，因而为了顺利充型，料筒温度应选择高一些。 后段温度 t1 选用 200中段温度 t2 选用 23012前段温度 t3 选用 2101.3.1.2 喷嘴温度 喷嘴温度一般低于料筒最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴发生“流诞现象”由喷嘴低温产生的影响可以从塑料注射机所发生的摩擦热得到一定的补偿，当然喷嘴温度也不能过低，否则将会造成熔料的早凝而将喷嘴堵孔，或者由于早凝料注入模腔而影响塑件质量。本模具中喷嘴温度取 190。1.3.1.3 模具温度 模具温度对塑料熔体的充型能力及塑件的内在性能和外观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料结晶性的有无。塑件的尺寸和结构性能要求以及其他工艺

8、条件。模具温度通常是由通入定温的冷却介质来控制的，也有靠熔料注入模具自然升温和自然散热达到平衡而保持一定的模温，在特殊情况下也有采用加热圈和加热棒对模具加热等而保持定温。不论采用什么方法使模具保持定温都是冷却。这样有利于塑件成型、托模。本模具的模具温度取 70。1.3.2 压力注塑模塑化过程中的压力包括注射压力和保压力两种，它们之接影响塑料的塑化和塑件重量。1.3.2.1 注射压力 注塑机的注射压力是指螺塞或螺杆头部对塑料熔体所施加的压力。其作用是克服塑料熔体从料筒流向型腔的流动阻力。给予熔体一定的充型速率。以及对熔体进行压实等。注射压力的大小取决于注塑机的类型，塑料的品种。模具浇注系统的结构

9、。尺寸与表面粗糙度、模具温度。塑件的壁厚及流程大小等。本模具中选注射压力为 70MPa1.3.2.2 保压力 保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力与制品的形状、壁厚有关，一般来说，形状复杂和薄壁制品由于采用的注射压力大保压力可略低于注射压力，对模具中保压力取 60MPa。1.3.3 时间完成一次注射成型过程所需的时间，它包括注射时间、保压时间、冷却时间等。成型周期直接影响到劳动生产率和注塑机使用率，因此在生产中，在保证质量的前提下应尽量缩短成型周期中各个阶段的有关时间在整个成型周期中以注射时间和充模时间最需要，它们对塑件的质量均有决定性影响。1.3.3.1 本模具中注射时间取 5S.131.

10、3.3.2 冷却时间主要取决于塑件的厚度 塑件的热性能和结晶性能以及模具温度等，它的长短应以托模时塑件不引起变形为原则，取 30s。1.3.3.3 保压时间 就是对型腔内塑料的压实时间，在整个注射时间内所占的比例较大，在浇口处熔料冻结之前，保压时间的多少对塑件密度和尺寸精度有影响若在此后则无影响，本模具中取 30S.成型周期中的其他时间则与生产过程是否连续化和自动化以及两化程度有关。1.4 注塑机部分工艺参数校核初选注塑机后，在模具设计前必须对注塑机的注射容量。锁模力，注射压力进行校核。1.4.1 注射容量校核注射生产中，注射机每一个成型周期向模内注入的熔体体积或质量称为制品的注射量。其中包括

11、模内浇注系统和飞边所用的熔体量，在选择注塑机时必须保证制品的注射量小于注塑机中允许的最大注射量。注射量的容积表示：最大注射容积 Vmaxv,可得最大注射质量GmaxVmaxv，其中 Vmax 为模具型腔和浇道的最大容积（cm 3 ） 。Gmax 为模具中塑件和浇注系统凝料的最大质量（g） 。V 为注塑机型号规程的容积注射量（cm 3） 。 为注射塑料的固态密度（g/cm 3） 。 为注射系数，取 0.750.85。倘若实际注射量过小，注塑机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留的时间就过长，最小注塑量 Vmin0.25V，Gmin0.25G。故每次注射的实际容量应VminP 腔 1000F 锁

12、 锁模力（KN）P 腔 型腔压力（MPa）A塑件及浇道系统在分型面上的投影面积（mm 2）所选注塑机 xszy500 的锁模力 3500KN，型腔压力经查表 30MPa，A 值估值取 30000mm2。所以 F 锁 3030001000，即 3500900。所以该注塑机的锁模力合格。1.4.3 最大注射压力校核注射压力的校核是检验注塑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的复杂程度、模具结构、塑料品种、注射速度、流动比、喷嘴及模具流道系统以及注塑机类型等因素有关。注塑机的额定注射压力即为它的最高压力 Pmax，应该大于注塑机成型所需调用的注射压力 P0,即 PmaxKP

13、0,式中 K 安全系数，常取 1.251.4。注射压力 P0经选择为 70MPa，K 取 1.25。注塑机的注射压力为 104MPa，所以104701.257.5MPa。所以该注塑机的最大注射压力合格。15第二章、 注塑模浇注及排气系统的结构设计2.1 浇注系统的结构设计浇注系统的结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及其排列方式、浇注系统的设计等。2.1.1 分型面选择 模具设计中开始走的第一步，就是选择分型面的位置，所以分型面的选择很关键，它决定了模具的结构，应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。该塑件为温控器垫块，表面质量无特殊要求，其上加强筋成网格状分布，形状比较

14、规范，若选择如下图所示水平分型方式，既可降低模具的复杂程度，减少模具加工难度，同时又便于成型后出件。故选用如下图所示分型方式教为合理。2.1.2 确定模具型腔数目及其排列方式因为考虑到本塑件上网格较多，型芯和型腔都比较复杂，所以采用一模一件的结构。162.1.3 浇注系统的结构设计浇注系统在模具中有着非常重要的地位，它的设计合理与否直接对制品的成型起到决定作用。2.1.3.1 主流道部分设计（1）主流道设计 根据设计手册查得 XSZY-500 型注塑机喷嘴的有关尺寸。喷嘴前端孔直径 7.5mm ，喷嘴前端球面半径 R0 18mm。0d根据模具主流道与喷嘴的关系：RR 0+(12)mmD （0.

15、51）mmd取主流道的小端直径为 = 8mm1取主流道的球面半径为 R=19mm为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计或圆锥形，其斜度 13。经换算得主流道大端直径为 D2=15,为了减小流动阻力使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径 R=3的圆弧过渡。为保证熔料流动不佳影响制品宜需在主流道出端设置冷料，冷料作为主流道的自然延伸。本模具采用锥开冷料。（2）主流道衬套设计 由于注塑成型时主流道要与高温塑料熔体和注塑机喷嘴反复接触和碰撞。所以不将其直接开在定模上，而是采用主流道衬套。这样不仅对主流道的加工和热处理以及衬套本身的选材工作带来很大方便，而且主流道损坏和易于修和更换。本模具设

16、计时采用 A 型主流道衬套设计其长度与定模配合部分的厚度一致，与定模之间的配合采用 H71m6。（3）定位环设计 为了使主流道与喷嘴的料筒对中，需设计一定位环与注塑机定模固定板中心的定位孔配合，根据设计手册查得 xszy500 型注射机定位孔为 ，其配合形式采用比较松的间隙配合。H11/h11，配合 15。0.6152.1.3.2 分流道设计 分流道的形状及尺寸需根据制品的壁厚，体积形状的复杂17程度、注射速率、以及所用塑料的性能等因素来确定。本模具设计中，考虑到梯形截面分流道容易加工，且熔体的热量散发和流动阻力都不大，采用截面形状为梯形的分截道，参照设计指导中有关内容，取其 h10，b112

17、，长度取 Lf取 Lf25，侧边倾角为 8。为防止前锋冷料堵塞浇口或进入模腔造成充模不足或者影响制品的熔接强度，其分流道末端没有冷料穴。2.1.3.3 浇口设计 综合考虑模具结构以及塑件的成型要求，采用点浇口中的双点浇口，托模后塑件上的浇口残痕不明显，不需要有修正浇口根迹比较方便。同时为方便浇口凝料托模，在模具上增加一分型面，查表初选浇口尺寸为 d1，长度 l1。（1）浇口部位的选择 因为本塑件壁厚不大且均匀，同时为避免塑件变形其上有许多加强筋，另外塑件本身也无过高的精度要求，所以浇口位于塑件底部。因其对塑件尺寸影响不大不必修正2.2 排气系统的设计注塑模的排气是模具设计中不可忽略的一个问题，

18、在排气不良的模具中，注塑模内积集的气体经受很大的压缩作用而产生反压力，这种反压力会阻止熔融塑料的正常快速充模，而且气体压缩产生的热也可能是塑料烧焦，同时气体在一定的压缩程度下能渗入塑料内部造成气孔，组织疏松、空洞等缺陷。在本模具中，因为制件壁厚 3且较均匀，其上成网格分布的加强筋较多，需要设置较多的顶杆，可以利用顶杆与型心的配合间隙排气，不必再设排气槽。18第三章、 模具成型零部件的结构设计与计算注塑模闭合后，其内部零部件将组合成一个能容纳塑料的闭合型腔，即所说的型腔。它将接受由注塑机注塑出来的塑料熔体，并使它们在其内部固化成型为塑料制品。显然，型腔的几何形状和尺寸决定了制品的几何形状和尺寸，

19、所以构成型腔的所有零部件统称为成型零部件。成型零部件承受高温高压塑料熔体的冲击和摩擦，在冷却固化后形成了塑件的形状、尺寸和表面，在开模和脱模时需克服与塑件的黏着力，在上万次甚至上几十万次的注塑周期，成型零部件的形状和尺寸精度、表面质量、及其稳定性，决定了塑料制品的质量。设计注塑模时应针对塑料制品的结构特点、生产批量、使用要求及模具的使用寿命等，合理的确定成型零部件的结构，满足精度、粗糙度、强度及刚度要求。3.1 凸凹模的结构设计及计算3.1.1 凹模的结构设计 凹模也可以称为凹模型腔，是用以成型制品外形轮廓的模具零件，本副模具中采用一模一件的结构形式，考虑成型零部件强度、刚度要求和材料的价值利用等因素，凹模采用整体式结构。在成型模具的凹模板上加工型腔，很显然它有较高的强度和刚度，可用电火花加工。