塑料注射模具设计
塑料注射模具设计与制造实例通过一个典型的塑料制品，介绍了从塑件成型工艺分析到确定模具的主要结构，最后绘制出模具图的塑料注射模具设计全过程。
1. 塑件的工艺分析
1.1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：防护罩
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：15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0.5°
1.1.1 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。
1.1.2 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0.3%，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0.04 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。
1.2 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 1.01 ～ 1.07 g/cm3；
收缩率 0.3 ～ 0.8 % ；
预热温度 80C°～ 85C°，预热时间 2 ～ 3 h ；
料筒温度后段150C°～170C°，中段165C°～180C°，前段180C°～200C°；
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 。
2 模具的基本结构及模架选择
2.1 模具的基本结构
2.1.1 确定成型方法
塑件采用注射成型法生产。为保证塑件表面质量，使用点浇口成型，因此模具应为双分型面注射模（三板式注射模）。
2.1.2 型腔布置
塑件形状较简单，重量较轻，生产批量较大。所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件的侧面有Φ10mm的圆孔，需侧向抽芯，所以模具采用一模二腔、平衡布置。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2所示。
图2 型腔布置
塑件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3所示。图3（a）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侧向抽芯困难；图3（b）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凹模型腔内成型，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3（b）所示的分型面。
（a）（b）
图3 分型面选择
2.1.4 选择浇注系统
塑件采用点浇口成型，其浇注系统如图4所示。点浇口直径为Φ0.8mm，点浇口长度为1mm，头部球R1.5~2 mm。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，锥角α为6˚，上部直径与注射机喷嘴相配合，下部直径Φ6 ~ 8 mm。
图4 点浇口浇注系统
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、推出力均匀，塑件在推出时变形小，推出可靠。
2.1.6 侧向抽芯机构
塑件的侧面有Φ10mm的圆孔，因此模具应有侧向抽芯机构，由于抽出距离较短，抽出力较小，所以采用斜导柱、滑块抽芯机构。斜导柱装在定模板上，滑块装在推件板上。
2.1.7 模具的结构形式
模具结构为双分型面注射模，如图5所示。
图5 双分型面注射模模具结构
1—拉杆2—导套3—定模板（中间板）4—螺钉5—推件板6—复位杆
7—动模板8—支承板9—推杆固定板10—推板11—垫块12—动模座板13—导柱14—导套15—导套16—定模做板17—脱出板18—导套
19—导柱20—限位螺钉
2.1.8 选择成型设备
“注射机的选用”可参考《简明塑料模具设计手册》P133，P128表3-4 选用G54-S200/400型卧式注射机，其有关参数为：
额定注射量200/400 cm3 ；
注射压力109 MPa ；
锁模力2540 kN ；
最大注射面积645 cm2；
模具厚度165 ～406 mm ；
最大开合模行程260 mm ；
喷嘴圆弧半径18 mm ；
喷嘴孔直径 4 mm ；
拉杆间距：290×368 mm 。
2.2 选择模架
2.2.1 模架的结构
可参考《简明塑料模具设计手册》P418表10-1—10-6模架的结构如图6所示。
