塑料模具设计实例.
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双⾊注射模具设计10个实例(经典案例)这是⼀款⼿机护套,如下图产品分析:此款为某品牌⼿机的外圈护套,由⼆种塑料(PC+TPE)组成。
由于要求外形美观光滑,分模线必须做在内侧圆弧切点,所以外模要四⾯滑开,再看内侧,四周全部是内扣的,必须全⽅位内抽芯,也就是俗称的“爆炸芯”。
关于“爆炸芯”的模具结构,假如是普通的注塑模具,已经有⾮常经典的机构,我下⾯将有详细的介绍。
现在问题是双⾊模具,有⼆组动模和⼆组定模,⼆组动模的所有部件是完全⼀致的,要在双⾊注塑机的转盘上进⾏180度旋转,⼆种不同的塑料分别射进模腔,注射硬胶(PC)时动模的顶出机构和抽芯机构不动作,再注射软胶(TPE)并开模后,对准软胶料筒的⼀侧的动模的抽芯机构和顶出机构才开始动作,将完整的双⾊制品顶出。
由于动模旋转后,交换⼜合模后的浇⼝必须在同⼀位置,所以软胶和硬胶的浇⼝的处理显得令⼈困惑。
由于模具必须四周都要进⾏“内外同抽”,内、外滑块怎样排列,轨道设置在哪⾥?这个问题同样有被逼⼊墙⾓的感觉。
且不谈模具滑块机构的复杂性,我们从双⾊模具的基本原理来考虑,硬胶部分的成型和内外同抽机构是⼀定要设置在定模⼀侧的,软胶部分的成型机构也要设置在定模。
⽽且这个部分是由内外同抽的机构组成的凸起插⼊到动模的凹槽中。
转盘旋转180度后,这组凸起刚好插⼊到另外⼀个动模的凹槽中。
也就是说,⼆个定模上的由内外同抽滑块组成的凸起的外部形状和尺⼨是完全相同的。
仅仅是成型软胶和硬胶的型⾯不同⽽已。
问题的难点是,这个凸起会分成上下⼆层,⼀层向外移动,另⼀层向内移动,也就是俗称的“内外同抽”,合成的凸起的侧⾯是⼀个统⼀的斜⾯,但是,传统的滑块必须要有滑动轨道等必要的条件,怎样设置轨道?这便成了本案例的核⼼问题。
我是这样设置动模部分的凹槽和定模部分凸起的。
动模的凹槽是这样的。
下⾯我们来探讨定模部分的设计1.01定模内外同抽的设计基本机构是这样的当A板和定模底板分开35mm后拨块拨动内滑块,同时通过齿轮的传动,外滑块向外移动。
二、注塑模具设计实例实例1——电流线圈架的模具设计及制造塑料制品如图3—219所示,大批量生产,试进行塑件的成型工艺和模具设计,并选择模具的主要加工方法与工艺。
图3— 219 电流线圈架零件图(一)成型工艺规程的编制1.塑件的工艺性分析(1)塑件的原材料分析(2)塑件的结构和尺寸精度表面质量分析1)结构分析。
从零件图上分析,该零件总体形状为长方形,在宽度方向的一侧有两个高度为8.5mm ,R5mm 的两个凸耳,在两个高度为12mm 、长、宽分别为17mm 和13.5mm 的凸台上,一个带有的凹槽(对称分布),另一个带有4.lmmXl .2 mm 的凸台对称分布。
因此,模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构,该零件属于中等复杂程度。
2)尺寸精度分析。
该零件重要尺寸如:012.01.12-mm 、04.002.01.12++mm 、14.002.01.15++mm 、012.01.15-mm 等精度为3级(Sj1372—78),次重要尺寸如:13.5±0.11、02.017-mm 、10.5±0.1mm 、02.014-mm 等的尺寸精度为4~5级(Sj 1372—78)。
由以上分析可见,该零件的尺寸精度中等偏上,对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。
从塑件的壁厚上来看,壁厚最大处为1.3mm ,最小处为0.95mm ,壁厚差为0.35mm ,较均匀,有利于零件的成型。
3)表面质量分析。
该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺,内部不得有导电杂质外,没有特别的表面质量要求,故比较容易实现。
综上分析可以看出,注射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。
(3)计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注射机及确定型腔数。
经计算塑件的体积为V =4087mm 3;计算塑件的质量:根据设计手册可查得增强聚丙烯的密度为ρ=1.04g /cm 3。
故塑件的质量为W =V ρ=4.25g采用一模两件的模具结构,考虑其外形尺寸、注射时所需压力和工厂现有设备等情况,初步选用注射机为XS—Z—60型。
塑料模具设计说明书实例标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]塑料模具设计说明书姓名吴高安班级模具1301塑料模具设计说明书目录1. 塑件的工艺分析塑件的成型工艺性分析塑件如图1所示。
图1 塑件图产品名称:套管产品材料:ABS产品数量:较大批量生产塑件尺寸:如图1所示塑件重量:25克塑件颜色:红色塑件要求:塑件外侧表面光滑,下端外沿不允许有浇口痕迹。
塑件允许最大脱模斜度°塑件材料ABS的使用性能可参考《简明塑料模具设计手册》P30表1-13综合性能较好,冲击韧度、力学强度较高,尺寸稳定,耐化学性、电气性能良好;易于成形和机械加工,与有机玻璃的熔接性良好,可作双色成形塑件,且表面可镀铬。
适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。
塑件材料ABS的加工特性可参考《简明塑料模具设计手册》P32表1-14无定型塑料,其品种很多,各品种的机电性能及成形特性也各有差异,应按品种确定成形方法及成形条件。
吸湿性强,含水量应小于%,必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。
流动性中等,溢边料 mm左右(流动性比聚苯乙烯,AS差,但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好)。
比聚苯乙烯加工困难,宜取高料温、模温(对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂,料温更宜取高)。
料温对物性影响较大、料温过高易分解(分解温度为250℃左右,比聚苯乙烯易分解),对要求精度较高塑件,模温宜取50~60℃,要求光泽及耐热型料宜取60~80℃。
注射压力应比加工聚苯乙烯稍高,一般用柱塞式注塑机时料温为180~230℃,注射压力为100~140 MPa,螺杆式注塑机则取160~220℃,70~100 MPa为宜。
模具设计时要注意浇注系统,选择好进料口位置、形式。
推出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹(但在热水中加热可消失)。
脱模斜度宜取2℃以上。
塑件的成型工艺参数确定可参考《简明塑料模具设计手册》P54表1-18查手册得到ABS塑料的成型工艺参数:适用注射机类型螺杆式密度~ g/cm3;收缩率~ % ;预热温度 80C°~ 85C°,预热时间 2 ~ 3 h ;料筒温度后段150C°~170C°,中段180C°~200C°,前段160C°~180C°;喷嘴温度 170C°~ 180C°;模具温度 50C°~ 80C°;注射压力 60 ~ 100 MPa ;成型时间注射时间20 ~ 90s ,保压时间0 ~ 5s ,冷却时间20 ~ 120s 。
塑料模设计实例塑料注射模具设计与制造实例是通过设计图1.1所示的防护罩的注射模,全面介绍了从塑料成形工艺分析到确定模具的主要结构,最后绘制出模具的塑料注射模具设计全过程。
设计任务:产品名称:防护罩产品材料:ABS(抗冲)产品数量:较大批量生产塑料尺寸:如图1.1所示塑料质量:15克塑料颜色:红色塑料要求:塑料外侧表面光滑,下端外沿不允许有浇口痕迹。
塑料允许最大脱模斜度0.5°图1.1 塑件图一.注射模塑工艺设计1.材料性能分析(1)塑料材料特性ABS塑料(丙乙烯—丁二烯—苯乙烯共聚物)是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物,也可称为改性聚苯乙烯,具有比聚苯乙烯更好的使用和工艺性能。
ABS是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程材料。
ABS塑料为无定型料,一般不透明。
ABS无毒、无味,成型塑料的表面有较好的光泽。
ABS具有良好的机械强度,特别是抗冲击强度高。
ABS还具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化学稳定性和电性能。
ABS的缺点是耐热性不高,并且耐气候性较差,在紫外线作用下易变硬发脆。
(2)塑料材料成形性能使用ABS 注射成形塑料制品时,由于其熔体黏度较高,所需的注射成形压力较高,因此塑料对型芯的包紧力较大,故塑料应采用较大的脱模斜度。
另外熔体黏度较高,使ABS 制品易产生熔接痕,所以模具设计时应注意减少浇注系统对料流的阻力。
ABS 易吸水,成形加工前应进行干燥处理。
在正常的成形条件下,ABS 制品的尺寸稳定性较好。
(3)塑料的成形工艺参数确定查有关手册得到ABS (抗冲)塑料的成形工艺参数: 密 度 1.01~1.04克/mm³ 收 缩 率 0.3%~0.8%预热温度 80°c~85°c ,预热时间2~3h料筒温度 后段150°c~170°c ,中段165°C~180°c ,前段180°c~200°c 喷嘴温度 170°c~180°c 模具温度 50°c~80°c 注射压力 60~100MPa注射时间 注射时间20~90s ,保压时间0~5s ,冷却时间20~150s.2.塑件的结构工艺性分析(1)塑件的尺寸精度分析该塑件上未注精度要求的均按照SJ1372中8级精度公差值选取,则其主要尺寸公差标注如下(单位均为mm ):外形尺寸:26.0040+φ、 1.2050+、12.0045+、94.0025+R 内形尺寸:26.008.36+φ 孔 尺 寸:52.0010+φ孔心距尺寸:34.015± (2)塑件表面质量分析该塑件要求外形美观,外表面表面光滑,没有斑点及熔接痕,粗糙度可取Ra0.4μm ,下端外沿不允许有浇口痕迹,允许最大脱模斜度0.5°,而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。
塑料模设计实例塑料注射模具设计与制造实例是通过设计图1.1所示的防护罩的注射模,全面介绍了从塑料成形工艺分析到确定模具的主要结构,最后绘制出模具的塑料注射模具设计全过程。
设计任务:产品名称:防护罩产品材料:ABS(抗冲)产品数量:较大批量生产塑料尺寸:如图1.1所示塑料质量:15克塑料颜色:红色塑料要求:塑料外侧表面光滑,下端外沿不允许有浇口痕迹。
塑料允许最大脱模斜度0.5°图1.1 塑件图一.注射模塑工艺设计1.材料性能分析(1)塑料材料特性ABS塑料(丙乙烯—丁二烯—苯乙烯共聚物)是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物,也可称为改性聚苯乙烯,具有比聚苯乙烯更好的使用和工艺性能。
ABS是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程材料。
ABS塑料为无定型料,一般不透明。
ABS无毒、无味,成型塑料的表面有较好的光泽。
ABS具有良好的机械强度,特别是抗冲击强度高。
ABS还具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化学稳定性和电性能。
ABS的缺点是耐热性不高,并且耐气候性较差,在紫外线作用下易变硬发脆。
(2)塑料材料成形性能使用ABS 注射成形塑料制品时,由于其熔体黏度较高,所需的注射成形压力较高,因此塑料对型芯的包紧力较大,故塑料应采用较大的脱模斜度。
另外熔体黏度较高,使ABS 制品易产生熔接痕,所以模具设计时应注意减少浇注系统对料流的阻力。
ABS 易吸水,成形加工前应进行干燥处理。
在正常的成形条件下,ABS 制品的尺寸稳定性较好。
(3)塑料的成形工艺参数确定查有关手册得到ABS (抗冲)塑料的成形工艺参数: 密 度 1.01~1.04克/mm³ 收 缩 率 0.3%~0.8%预热温度 80°c~85°c ,预热时间2~3h料筒温度 后段150°c~170°c ,中段165°C~180°c ,前段180°c~200°c 喷嘴温度 170°c~180°c 模具温度 50°c~80°c 注射压力 60~100MPa注射时间 注射时间20~90s ,保压时间0~5s ,冷却时间20~150s.2.塑件的结构工艺性分析(1)塑件的尺寸精度分析该塑件上未注精度要求的均按照SJ1372中8级精度公差值选取,则其主要尺寸公差标注如下(单位均为mm ):外形尺寸:26.0040+φ、 1.2050+、12.0045+、94.0025+R 内形尺寸:26.008.36+φ 孔 尺 寸:52.0010+φ孔心距尺寸:34.015± (2)塑件表面质量分析该塑件要求外形美观,外表面表面光滑,没有斑点及熔接痕,粗糙度可取Ra0.4μm ,下端外沿不允许有浇口痕迹,允许最大脱模斜度0.5°,而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。
(4)塑件的结构工艺性分析A、从图纸上分析,该塑件的外形为回转体,壁厚均匀,且符合最小壁厚要求。
B、塑件型腔不大,适合批量生产。
的孔,因此成型后塑件不易取出,需要考虑侧抽C、在塑件侧壁有1个10芯装置。
结论:综上所述,该塑件可采用注射成型加工。
3.确定成型设备选择(1)计算塑件的体积和重量计算塑件的重量是为了选择注射机及确定模具型腔数。
A、计算塑件的体积:V=12723.2mm3(过程略)B、计算塑件的重量:根据有关手册查得ρ=1.2Kg·dm3所以,塑件的重量为:W=ρV=12723.2×1.2×10-3=15.26g(2)设备选择根据塑件形状及尺寸,采用一模两腔的模具结构,考虑外形尺寸及注射时所需的压力情况,参考模具设计手册初选螺杆式注射机:G54—S200/400 选用G54—S200/400型卧式注射机,其有关参数为:额定注射量200/400cm³注射压力109MPa锁模力2540KN最大注射面积645cm³模具厚度165~406mm最大开合模行程260mm喷嘴圆弧半径18mm喷嘴孔直径4mm拉杆间距290mm×368mm4.成型工艺参数的确定查相关手册得出工艺参数如下表,试模时可根据实际情况作适当调整5.模塑工艺规程编制二.模具设计1.可行性分析(1)质量保证措施根据塑件技术要求和塑料模塑成型工艺文件技术参数,为保证达到塑件要求采取了如下措施:①分型面的设置方法塑料分型面的选择应保证塑件的质量要求,本实例中塑件的分型面有多种选择,如图1.2所示。
图1.2a所示的分型面选择在轴线上,这种选择会使塑件表面留下分型面痕迹,影响塑件表面质量。
同时这种分型面也使抽芯困难;图 1.2b 的分型面选择在下端面,这样的选择使塑件的外表面可以在整体上凹模型腔内成形,塑件大部分外表面光滑,仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹。
同时侧向抽芯容易,而且塑件脱模方便。
因此塑件选择如图1.2b所示的分型面图1.2 分析面的选择②侧抽芯的措施塑件的侧面有直径为10mm的圆孔,因此模具应有侧向抽芯结构,由于推出距离较短,抽出力较小,所以采用斜面斜导柱、滑块抽芯机构。
斜导柱装在定模板上,滑块装在推件板上。
③脱模斜度的数值为确保塑件外形美观,外表面表面光滑,没有划伤、熔接痕,需要将脱模斜度设计略微大一些,而制件允许最大脱模斜度0.5°,故脱模斜度即设计该值。
(2)合理的确定型腔数为提高塑件生产的经济效益,在注射机容量能满足要求的前提下,应计算出较合理的型腔数。
随型腔的数量增多,每一只塑件的模具费用有所降低。
该塑料形状较简单,质量较小,生产批量较大。
所以应使用台多型腔注射模具。
考虑到塑件侧面有直径为10mm的圆孔,需侧向抽芯,所以模具采用一模两腔、平横布置。
这样模具尺寸较小,制造加工方便,生产效率高,塑件成本较低。
其布置如图1.3所示。
图1.3 塑件布置图(3)浇道和浇口设置浇口对塑件的形式、尺寸精度、熔接痕位置、二次加工和商品价格等有很大影响,因而必须首先对浇道和浇口对具体塑件的成型关系进行分析。
根据该制件的结构特点可以考虑采用点浇口和侧浇口两种形式,但是塑件明确要求下端外沿不允许有浇口痕迹,所以塑件采用点浇口成形,其浇注系统如图1. 4所示。
点浇口直径为0.8mm,点浇口长度为1mm,头部球R1.5~2mm,锥角α为6°。
分流道采用半圆截面流道,其半径R为3~3.5mm。
主流道为圆锥形,上部直径与注射机喷嘴相配合,下部直径6~8mm。
图1.4 点浇口浇注系统(4)模具制造成本估算(略)2.确定模具类型(1)塑料采用注射成形法生产。
为保证塑料表面质量,使用点浇口成形,因此模具应为双分型面注射模(三板式注射模)。
(2)因塑件尺寸较小,模具规模不大,为了降低加工难度,该模具采用直接加工型腔,即整体式结构。
(3)从塑件侧孔的角度考虑,制件孔较小,所需的抽芯力不大,所以可以利用斜导柱抽芯。
3.确定模具主要结构(1)模具的结构形状模具结构为双分型面注射模,如图1.5所示。
采用拉杆和限位螺钉,控制分型面A—A的打开距离,其开距应大于40mm,方便浇口。
分型面B—B的打开距离,其开距应大于65mm用于取出制件。
模具分型面的打开顺序,由安装在模具外侧的弹簧—滚柱式机构控制。
图1.5 双分型面注射模模具结构1-限位拉杆2-导套3-定模板4-螺钉5-推件板6-推杆7-动模板8-支承板9-推杆固定板10-推板11-垫块12-动模座13-导柱14-导套15-导套16-定模座17-流道板18-导套19-导柱20-限位螺钉(2)选择模架①模架的结构,如图1.6所示.②模架安装尺寸校核模具外形尺寸为长300mm、宽250mm、高345mm,小于注射机拉杆间距和最大模具厚度,可以方便的安装在注射机上。
图1.6 模架(3)型腔布置根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求,确定了一模两腔的模具结构,其排布方式如图1.7所示。
图1.5 型腔排布方式(4)确定分型面如前所述,为了保证塑件的表面质量,且有利于模具加工、排气、脱模及成型操作,分型面选择如图1.5所示的A-A分型面。
(5)确定浇注系统和排气系统主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小以及排气方法、排气槽的位置、大小如图1.4所示。
(6)选择推出方式由于塑件形状为圆壳形而且壁厚较薄,使用推杆推出容易在塑件上留下推出痕迹,不宜采用。
所以选择推件板推出机构完成塑件的推出,这种方法结构简单、推出立均匀,塑件在推出时变形小,推出可靠。
(7)冷却系统①模具加热一般生产ABS材料塑性的注射模具不需要外加热。
②模具冷却模具的冷却分为两部分,一部分是型腔的冷却,另一部分是型芯的冷却。
型腔的冷却是由定模板(中间板)上的两条Φ10mm的冷却水道完成,如图1.6所示。
图1.6 定模板冷却水道型芯的冷却如图1.7所示,在型芯内部开有Φ16mm的冷却水孔,中间用隔水板2隔开,冷却水由支承板5上的Φ10mm冷却水孔进入,沿着隔水板的一侧上升到型芯的上部,翻过隔水板,流入另一侧,再流回支承板上的冷却水孔。
然后继续冷却第二个型芯,最后由支承板上的冷却水孔流出模具。
型芯1与支承板5之间用密封圈3密封。
图1.7 型芯的冷却1-型芯 2-隔水板 3-密封圈 4-定模板 5-支承板(8)模具总体结构模具结构示意如图1.8所示。
图1.8 模具结构示意图1-导柱 2-导套 3-拉杆 4-定模板(中间板) 5-螺钉 6-导套 7-复位杆 8-动模座板 9-螺钉 10-推板 11-推杆固定板 12-垫块 13-支承板 14-密封圈15-隔水板 16-动模板 17-定位销 18-推件板 19-侧滑块 20-斜楔 21-斜导柱 22-型芯 23-螺钉 24-脱出板 25-定模座板 26-定模镶块 27-拉料杆 28-定位圈 29-浇口套 30-导柱 31-导套 32-导套 33-限位螺钉(9)模具零件厚度及外形尺寸①型腔结构如图1.8所示,型腔由定模板4、定模镶件26和19共三部分组成。
定模板4和滑块19构成塑件的侧壁,定型镶件26成形塑件的顶部,而且点浇口开在定模镶件上,这样使加工方便有利于型腔的抛光。
定模镶件可以更换,提高了模具的使用寿命。
②型芯结构如图1.8所示,型芯由动模板16上的孔固定。
型芯于推件板18采用锥面配合,以保证配合紧密,防止塑件产生飞边。
另外,锥面配合可以减少推件板在推件运动时与型芯之间的磨损。
型芯中心开有冷却水孔,用来强制冷却型芯。
③模具的导向结构如图1.8所示,为了保证模具的闭合精度,模具的定模部分与动模部分之间采用导柱子1和导套2导向定位。
推件板18上装有导套6,推出制件时,导套6在导柱1上运动,保证了推件板的运动精度。
定模座板上装有导柱30,为点浇口凝料推板24和定模板4的运动导向。