（中职塑料成型模具第8章教学教学课件高教版.ppt

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1、YCF（中职塑料成型模具第8章教学课件第第8章章 注射模具设计程序及实例注射模具设计程序及实例8.1 注射模设计程序注射模设计程序8.2 模具设计案例分析模具设计案例分析8.1 注射模设计程序注射模设计程序8.1.1 接受设计任务书接受设计任务书模具设计者应以模具设计任务书为依据设计模具。模具设计模具设计者应以模具设计任务书为依据设计模具。模具设计任务书通常是由制品生产部门提出的，主要包括以下内容：任务书通常是由制品生产部门提出的，主要包括以下内容：经过审签的正规制品图纸，并注明所采用的塑料牌号、颜色、经过审签的正规制品图纸，并注明所采用的塑料牌号、颜色、透明度等；透明度等；制品的说明书及技术

2、要求；制品的说明书及技术要求；制品的生产批量及所用注射机的型号和规格。制品的生产批量及所用注射机的型号和规格。如是配件生产，还应附有制品实物。如是配件生产，还应附有制品实物。下一页返回8.1 注射模设计程序注射模设计程序8.1.2 分析制品及材料工艺性分析制品及材料工艺性通过制品图或样品通过制品图或样品(对于形状复杂的制品，可借助三维绘图软对于形状复杂的制品，可借助三维绘图软件建立制品三维实体模型件建立制品三维实体模型)，充分了解制品的形状特征、用途、，充分了解制品的形状特征、用途、使用要求、透明度、尺寸公差、表面粗糙度、表面质量以及使用要求、透明度、尺寸公差、表面粗糙度、表面质量以及允许的变

3、形范围等内容。允许的变形范围等内容。对制品所用材料进行成型工艺性的检查，分析原材料的流动对制品所用材料进行成型工艺性的检查，分析原材料的流动性、收缩率等成型工艺性能，以便正确确定制品注射成型的性、收缩率等成型工艺性能，以便正确确定制品注射成型的工艺性条件。工艺性条件。上一页返回下一页8.1 注射模设计程序注射模设计程序8.1.3 初步确定注射机初步确定注射机在设计前要了解生产制品可供选用的注射机规格、型号及与在设计前要了解生产制品可供选用的注射机规格、型号及与模具设计有关的技术参数并估算制品及浇注系统凝料的总体模具设计有关的技术参数并估算制品及浇注系统凝料的总体积和质量，在此基础上初步确定所选

4、注射机的型号办规格。积和质量，在此基础上初步确定所选注射机的型号办规格。8.1.4 确定模具结构确定模具结构注射模具的结构设计，主要包括注射模具的结构设计，主要包括:分型面的选择、模具型腔数分型面的选择、模具型腔数的确定、型腔的布置、浇注系统和冷却系统的设计、模具工的确定、型腔的布置、浇注系统和冷却系统的设计、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、脱模机构作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、脱模机构的设计等内容。一般可按如下步骤进行：的设计等内容。一般可按如下步骤进行：下一页返回上一页8.1 注射模设计程序注射模设计程序1.确定型腔的数目确定型腔的数目可根据注射机的锁模力、

5、最大注射量、制品的精度要求、经可根据注射机的锁模力、最大注射量、制品的精度要求、经济性等确定型腔数。虽然在初选注射机时，型腔数已经考虑济性等确定型腔数。虽然在初选注射机时，型腔数已经考虑或初步确定，但在模具结构设计阶段仍应再次校核。或初步确定，但在模具结构设计阶段仍应再次校核。2.选择分型面选择分型面模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。模具设计中，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制品的成型要求等选择分型面。应根据分型面选择原则和制品的成型要求等选择分型面。3.确定型腔的布置确定型腔的布置型腔的布置实质上是模具结构总体方案的规划和确定。因为型腔的布置

6、实质上是模具结构总体方案的规划和确定。因为一旦型布置完毕，浇注系统的走向和类型便已确定，同时可一旦型布置完毕，浇注系统的走向和类型便已确定，同时可协调布置冷却系统和推出机构。而当型腔、浇注系统、推出协调布置冷却系统和推出机构。而当型腔、浇注系统、推出机构的初步位置决定后，模板的外形尺寸基本上就确定了，机构的初步位置决定后，模板的外形尺寸基本上就确定了，从而可以选择合适的标准模架。从而可以选择合适的标准模架。上一页 下一页返回8.1 注射模设计程序注射模设计程序4.确定浇注系统确定浇注系统浇注系统的平衡、浇口位置及尺寸是浇注系统的设计重点。浇注系统的平衡、浇口位置及尺寸是浇注系统的设计重点。另外

7、需要强调的是，浇注系统往往决定厂模具的类型，如采另外需要强调的是，浇注系统往往决定厂模具的类型，如采用侧浇口，一般选用单分型面的二板式注射模即可；如采用用侧浇口，一般选用单分型面的二板式注射模即可；如采用点浇口，往往需要选用双分型面的三板式注射模，以便分别点浇口，往往需要选用双分型面的三板式注射模，以便分别脱出浇注系统凝料和制品。脱出浇注系统凝料和制品。5.确定脱模方式确定脱模方式在确定脱模方式时，首先要确定制品和浇注系统凝料的留模在确定脱模方式时，首先要确定制品和浇注系统凝料的留模方向，即滞留在动、定模哪一侧，必要时要设计强迫滞留结方向，即滞留在动、定模哪一侧，必要时要设计强迫滞留结构构(如

8、拉料杆等如拉料杆等)，同时根据脱模方式的不同，还要注意考虑，同时根据脱模方式的不同，还要注意考虑是否需要设计复位机构。是否需要设计复位机构。6.确定侧向抽芯方式确定侧向抽芯方式对于制品上有垂直于脱模方向的侧向凹槽或凸台时，成型后，对于制品上有垂直于脱模方向的侧向凹槽或凸台时，成型后，为了不妨碍制品从模具中取出，需要考虑设计侧向抽芯机构。为了不妨碍制品从模具中取出，需要考虑设计侧向抽芯机构。上一页返回下一页8.1 注射模设计程序注射模设计程序7.确定冷却系统确定冷却系统为了得到较优的冷却效果，在设计时冷却系统应先于推出机为了得到较优的冷却效果，在设计时冷却系统应先于推出机构，不要在推出机构设计完

9、毕后才考虑冷却回路的布置。当构，不要在推出机构设计完毕后才考虑冷却回路的布置。当冷却管道的布置与推出孔冷却管道的布置与推出孔(包括螺钉孔等包括螺钉孔等)发生干涉时，为厂发生干涉时，为厂协调好两者的关系，以防冷却管道漏水，冷却系统的设计与协调好两者的关系，以防冷却管道漏水，冷却系统的设计与推出机构的设计也可以同步进行。推出机构的设计也可以同步进行。8.确定凹模的结构和固定方式确定凹模的结构和固定方式当采用镶块式组合凹模或型芯结构时，应合理地划分镶块，当采用镶块式组合凹模或型芯结构时，应合理地划分镶块，并同时考虑这些镶块的强度、可加工性及安装固定。并同时考虑这些镶块的强度、可加工性及安装固定。9.

10、确定排气方式确定排气方式在一般的注射模中，注射成型时的气体可以通过模具结构在一般的注射模中，注射成型时的气体可以通过模具结构(如如分型面、推杆孔间隙等分型面、推杆孔间隙等)自然排气，因此，不考虑排气系统的自然排气，因此，不考虑排气系统的设计；但对于大型和高速成型的注射模，必须考虑排气方式。设计；但对于大型和高速成型的注射模，必须考虑排气方式。10.绘制模具结构草图绘制模具结构草图下一页返回上一页8.1 注射模设计程序注射模设计程序8.1.5 进行模具设计计算进行模具设计计算1.成型零件工作尺寸计算成型零件工作尺寸计算注射模具成型零件工作尺寸的设计计算应以制品图样的尺寸注射模具成型零件工作尺寸的

11、设计计算应以制品图样的尺寸为依据，其计算方法主要有塑料平均收缩率法和公差带法。为依据，其计算方法主要有塑料平均收缩率法和公差带法。在一般制品的模具设计中，为了计算方便，常常选用塑料平在一般制品的模具设计中，为了计算方便，常常选用塑料平均收缩率法；而在精密制品的模具设计中，应采用公差带法。均收缩率法；而在精密制品的模具设计中，应采用公差带法。2.校核模具有关零件的强度及刚度校核模具有关零件的强度及刚度 对成型零件及主要受力的零件都应进行强度及刚度的校核。对成型零件及主要受力的零件都应进行强度及刚度的校核。一般而言，注射模的刚度问题比强度问题显得更重要一些。一般而言，注射模的刚度问题比强度问题显得

12、更重要一些。3.校核模具与注射机有关的尺寸校核模具与注射机有关的尺寸因为每副模具只能安装在与其相适应的注射机上使用，所以，因为每副模具只能安装在与其相适应的注射机上使用，所以，必须对模具上与注射机有关的尺寸进行校核，以保证模具在必须对模具上与注射机有关的尺寸进行校核，以保证模具在注射机上的正常工作。注射机上的正常工作。上一页 下一页返回8.1 注射模设计程序注射模设计程序8.1.6 绘制模具的装配图绘制模具的装配图装配图应尽量按国家制图标准绘制，装配图中要清楚地表明装配图应尽量按国家制图标准绘制，装配图中要清楚地表明各个零件的装配关系，以便于装配。当凹模与型芯镶块很多各个零件的装配关系，以便于

13、装配。当凹模与型芯镶块很多时，为了便于测绘各个镶块零件，还有必要先绘制动模和定时，为了便于测绘各个镶块零件，还有必要先绘制动模和定模部装图，在部装图的基础上再绘制总装图。装配图上应包模部装图，在部装图的基础上再绘制总装图。装配图上应包括必要的尺寸，如外形尺寸、定位尺寸、安装尺寸、极限尺括必要的尺寸，如外形尺寸、定位尺寸、安装尺寸、极限尺寸寸(如活动零件移动的起止点如活动零件移动的起止点)，并附有技术条件和使用说明、，并附有技术条件和使用说明、零件明细表等。零件明细表等。上一页 下一页返回8.1 注射模设计程序注射模设计程序8.1.7 绘制模具零件图绘制模具零件图模具装配图拆绘零件的顺序为模具装

14、配图拆绘零件的顺序为:先内后外，先复杂后简单，先先内后外，先复杂后简单，先成型零件后结构零件。零件图上应标出必要的尺寸和制造偏成型零件后结构零件。零件图上应标出必要的尺寸和制造偏差、表面粗糙度、形位公差，并注明零件材料、热处理要求差、表面粗糙度、形位公差，并注明零件材料、热处理要求和必要的技术条件等。和必要的技术条件等。8.1.8 复核设计图样复核设计图样应按制品、模具结构、成型设备、图纸质量、配合尺寸、零应按制品、模具结构、成型设备、图纸质量、配合尺寸、零件的可加工性等项日，进行自我校对或他人审核。对于初学件的可加工性等项日，进行自我校对或他人审核。对于初学模具设计的新手，最好能参加模具制造

15、的全过程，包括组装、模具设计的新手，最好能参加模具制造的全过程，包括组装、试模、修模及投产过程。试模、修模及投产过程。上一页返回8.2 模具设计案例分析模具设计案例分析图图8-1是电流表中的一个电流线圈架零件图。材料为增强聚是电流表中的一个电流线圈架零件图。材料为增强聚丙烯，大批量生产。丙烯，大批量生产。8.1.1 制件分析制件分析制件的材料采用增强聚丙烯，属于热塑性塑料。该塑料刚度制件的材料采用增强聚丙烯，属于热塑性塑料。该塑料刚度好、耐水、耐热性强，其介电性能与温度和频率无关，是理好、耐水、耐热性强，其介电性能与温度和频率无关，是理想的绝缘材料。成型性能上，该塑料吸水性小、熔体的流动想的绝

16、缘材料。成型性能上，该塑料吸水性小、熔体的流动性较好，成型容易。其缺点是收缩率大，易产生缩孔、凹痕、性较好，成型容易。其缺点是收缩率大，易产生缩孔、凹痕、变形等；成型温度低时易产生内应力。所以在成型时应严格变形等；成型温度低时易产生内应力。所以在成型时应严格控制成型温度，浇注系统应较缓慢冷却。控制成型温度，浇注系统应较缓慢冷却。下一页返回8.2 模具设计案例分析模具设计案例分析从零件图上看，该零件为中等复杂程度的制件，模具设计时从零件图上看，该零件为中等复杂程度的制件，模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构。零件上重要尺寸的精度为三级必须设置侧向分型抽芯机构。零件上重要尺寸的精度为三级(SJ137

17、2-78，次要尺寸精度等级为，次要尺寸精度等级为45级级(SJ1372-78，由，由此可知，尺寸精度中等偏上，对应的模具相关零件的尺寸加此可知，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。从零件壁厚来看，壁厚差为工可以保证。从零件壁厚来看，壁厚差为0.35 mm，较均，较均匀，有利于零件的成型。该零件的表面质量除要求没有缺陷、匀，有利于零件的成型。该零件的表面质量除要求没有缺陷、毛刺，内部不得有导电杂质外，没有其他特殊要求，所以比毛刺，内部不得有导电杂质外，没有其他特殊要求，所以比较容易实现。较容易实现。8.2.2 计算制件的体积和质量计算制件的体积和质量使用使用UG或或Pro/E

18、软件画出三维实体图，自动计算出所画图软件画出三维实体图，自动计算出所画图形的体积，当然也可以根据形状进行手动儿何计算得到制件形的体积，当然也可以根据形状进行手动儿何计算得到制件的体积。的体积。上一页 下一页返回8.2 模具设计案例分析模具设计案例分析制件的体积为制件的体积为4 087 mm3，查手册或产品说明知道增强聚，查手册或产品说明知道增强聚丙烯的密度为丙烯的密度为1.04g/cm3，所以制件的质量为，所以制件的质量为4.25g。采。采用一模两件的模具结构，考虑注射时所需压力和工厂现有设用一模两件的模具结构，考虑注射时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注射机为备等情况，初步选用注射机为

19、XS-Z-60型，其主要技术参数型，其主要技术参数如下。如下。额定注射量：额定注射量：60cm3；锁模力：；锁模力：500 kN；最大开合模行；最大开合模行程：程：180mm；模具最大厚度：；模具最大厚度：200mm；模具最小厚度：；模具最小厚度：70mm；动定模板固定板尺寸：；动定模板固定板尺寸：330mmx 440mm拉杆拉杆空间：空间：190mmx 300mm中心顶出杆机械顶出。喷嘴前端中心顶出杆机械顶出。喷嘴前端孔直径孔直径:mm；喷嘴球面半径：；喷嘴球面半径：SR12mm；定位孔直径：；定位孔直径：555mm。上一页 下一页返回8.2 模具设计案例分析模具设计案例分析8.2.3 制件

20、注射成型工艺参数制件注射成型工艺参数料筒温度：后段料筒温度：后段220，中段，中段240，前段，前段260。喷嘴温度：喷嘴温度：220。注射压力：注射压力：100 MPa。注射时间：注射时间：30s。保压：保压：72 MPa。保压时间：保压时间：10s。冷却时间：冷却时间：30s。上一页 下一页返回8.2 模具设计案例分析模具设计案例分析8.2.4 注射模的结构设计注射模的结构设计1.分型面选择分型面选择该制件为机内骨架，表面质量无特殊要求，但在绕线的过程该制件为机内骨架，表面质量无特殊要求，但在绕线的过程中上端面与工人的手指接触较多，因此上端面最好自然呈圆中上端面与工人的手指接触较多，因此上

21、端面最好自然呈圆角。此外，垂直于轴线的截面形状比较简单和规范，因此选角。此外，垂直于轴线的截面形状比较简单和规范，因此选择择图图8-2所示水平分型方式。所示水平分型方式。2.确定型腔的排列方式确定型腔的排列方式综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素采取综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素采取图图8-3所示的排列方式。所示的排列方式。3.浇注系统的设计浇注系统的设计主流道采用浇口套，由于注射机喷嘴口直径为主流道采用浇口套，由于注射机喷嘴口直径为4mm，故可，故可选择进料口直径为选择进料口直径为5 mm的浇口套，具体结构见模具装配图。的浇口套，具体结构见模具装配图。上一页 下一页返回8.

22、2 模具设计案例分析模具设计案例分析4.抽芯机构设计抽芯机构设计本模具采用斜导柱侧抽芯机构，具体结构见装配图本模具采用斜导柱侧抽芯机构，具体结构见装配图(见图见图8-4)。(1)斜导柱设计制件孔壁和凸台高度相等，为斜导柱设计制件孔壁和凸台高度相等，为0.95mm，考，考虑到抽芯时的安全，抽芯距可取虑到抽芯时的安全，抽芯距可取4.9mm。斜导柱的倾斜角。斜导柱的倾斜角一般为一般为1525o，本例取，本例取20o。斜导柱的直径根据经验估算。斜导柱的直径根据经验估算选取选取14 mm。上模座板和上凸模固定板的厚度不确定，暂。上模座板和上凸模固定板的厚度不确定，暂定为定为25 mm，这样斜导柱的长度取

23、，这样斜导柱的长度取55 mm。(2)滑块与导滑槽设计由于侧向孔和侧向凸台的尺寸较小，考滑块与导滑槽设计由于侧向孔和侧向凸台的尺寸较小，考虑到型芯强度和装配问题，故滑块和侧型芯采用镶嵌的组合虑到型芯强度和装配问题，故滑块和侧型芯采用镶嵌的组合式结构，其结构如式结构，其结构如图图8-4所示。滑块导滑采用整体式滑块和所示。滑块导滑采用整体式滑块和整体式导向槽的方式，这样可使模具结构紧凑，装配较为简整体式导向槽的方式，这样可使模具结构紧凑，装配较为简单。由于侧抽芯距较短，所以导滑长度只要符合在开模时的单。由于侧抽芯距较短，所以导滑长度只要符合在开模时的定位要求就可以。滑块的定位装置采用弹簧与限位挡块

24、的组定位要求就可以。滑块的定位装置采用弹簧与限位挡块的组合形式，如合形式，如图图8-4所示。所示。上一页 下一页返回8.2 模具设计案例分析模具设计案例分析5.成型零件结构设计成型零件结构设计凹模采用镶拼式结构，不仅加工容易而且节约模具钢材料，凹模采用镶拼式结构，不仅加工容易而且节约模具钢材料，如图如图8-4中的上凹模镶块中的上凹模镶块2和下凹模镶块和下凹模镶块18所示。凸模与侧所示。凸模与侧型芯的结构形式如图型芯的结构形式如图8-4中的件中的件17，19，27，28所示。所示。8.2.5 模具设计的有关计算模具设计的有关计算1.凸、凹模工作尺寸的计算凸、凹模工作尺寸的计算本例采用平均收缩率法

25、进行计算。增强聚丙烯的最大收缩率本例采用平均收缩率法进行计算。增强聚丙烯的最大收缩率为为0.8%，最小收缩率为，最小收缩率为0.4，模具制造公差取，模具制造公差取 /3。2.模具加热和冷却系统的计算模具加热和冷却系统的计算设定模具的平均工作温度为设定模具的平均工作温度为40 ，用常温水作为冷却介质，用常温水作为冷却介质，出口温度为出口温度为30 ，产量为，产量为0.26kg/h，则根据计算得冷却，则根据计算得冷却水的体积流量为水的体积流量为0.61x 10-4m3/min，由体积流量查表后，由体积流量查表后可知冷却水管直径非常小，所以不设冷却系统，采用空冷的可知冷却水管直径非常小，所以不设冷却

26、系统，采用空冷的方式冷却模具即可。方式冷却模具即可。上一页 下一页返回8.2 模具设计案例分析模具设计案例分析8.2.6 模具闭合高度的确定模具闭合高度的确定根据支承与固定零件设计中提供的经验数据确定定模座板、根据支承与固定零件设计中提供的经验数据确定定模座板、上固定板、下固定板、动模座板的厚度，根据推出行程和推上固定板、下固定板、动模座板的厚度，根据推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块的厚度，至此模具闭合高度就完出机构的结构尺寸确定垫块的厚度，至此模具闭合高度就完全确定下来，大约为全确定下来，大约为190mm。上一页返回图图8-1 电流线圈架零件图电流线圈架零件图返回图图8-2 分型面选择分型面选择返回图图8-3 型腔的排列型腔的排列返回图图8-4 电流线圈架注塑模电流线圈架注塑模返回