运城学院学士学位论文
注塑加工是所需注射压力与塑料品种，塑件形状和尺寸，注塑机类型，喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。选择的注塑机的注射压力必须大于成型制品所需的注射压力。根据经验，成型所需的注射压力范围如下：
⑴、塑件形状简单熔体流动性好，壁厚者，所需注射压力一般小于70MPa；
⑵、塑件形状一般,精度要求一般，熔体流动性好者，所需注射压力通常选70-100MPa; ⑶、塑件形状一般,有一定精度要求，熔体粘度中等，所需注射压100-140MPa ⑷、塑件壁厚，尺寸大，壁厚不均精度要求高，熔体粘度高者注射压力选为100-140MPa 根据塑件的原材料分析,查相关手册得知该塑件的原材料所需的注射压力为60-100 Mpa,由于塑件的尺寸较大,型芯较多,所以选择较大的注射压力Mpa.模具所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力,其关系按下式: P成?P注
P注?90MPa
式中P成- 塑件成型是所需的压力(Mpa) P注- 所选注射机的额定注射压力(Mpa)
3.锁模力
锁模力为注塑机锁模装置用于加紧模具的力，模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力,其关系式如下:
P锁?P腔?A1000
.58P锁?30?19613?588.4N1000
式中P腔- 模具型腔压力,取30MPa
A- 塑件与浇注系统在分型面上的投影面积(mm) P锁- 注射机额定锁模力(N)
再根据塑件形状及尺寸采用一模一件的模具结构,由以上数据,相关资料初选螺杆式注塑机:XS-ZY-100/60.它的注射容量为100mm,注塑压力为150MPa,锁模力为600KN,均满足以上条件.
此注射机主要参数和技术规格如下：
表3-1 注射机主要参数和技术规格
项目 螺杆直径(mm)
32性能参数 35
项目 最小模具厚度(mm)
性能参数 10
最大理论注射容量(cm3)
注射压力(MPa) 锁模力(KN) 最大成型面积(cm3) 最大模具厚度(mm)
100 150 600 90 340
动、定模固定板尺寸为(mm) 最大开合模行程(mm) 喷嘴球半径(mm) 喷嘴孔径(mm) 喷嘴移动距离(mm)
440×340 260 12 4 125
4. 塑件模塑成型工艺参数的确定
ABS注射成型工艺参数见下表,试模时,可根据实际情况作适当调整
表3-2 ABS注射成型工艺参数
工艺参数 预热和干燥 规格 温度t/℃: 80-95 时间 料筒温度t/℃ 喷嘴温度t/℃ 模具温度t/℃ 注射压力p/Mpa 后段 中段 前段 /h: 4-5 150-170 165-180 180-200 后处理 成型时间/s 螺杆转速n/( 工艺参数 规格 注射时间 保压时间 冷却时间 总周期 ) 方法 温度t/℃ 时间/h 0-5 15-30 15-30 40-70 30-60 红外线灯烘箱 70 2-4 第四章 模具的总体设
170-180 50-80 60-100 计
4.1 确定模具类别
注射模具的种类有很多，生产中常按其特征来分，可以分为：单分型面注射模具（两板式），双分型面模具（三板式），侧向分型与抽芯注射模具，带活动镶件的注射模具等。按塑件生产批量，注射机的规格和塑件形状和大小，确定此塑件采取一模一件的生产方式。由于其形状比较复杂，体积小，可设计成带活动镶件的注射模。
4.2 选择分型面
分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，常见的形式有水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面等，其中水平分型面结构简单，加工方便，所以经常采用。
分型面的选择是一个比较复杂的问题，选择分型面应遵循以下原则：
（1）分型面塑件应尽可能留在动模或下模，以便从动模或下模顶出，简化模具结构。
运城学院学士学位论文
（2）分型面塑件留于动模时，应考虑最简顶出形式，简化模具结构。
（3）塑件有侧抽芯时，应尽可能放在动模或下模部分，避免定模或下模侧抽芯。 （4）塑件有多组抽芯时，应尽量避免长端侧抽芯。
（5）头部有圆弧的塑件，采用圆弧部分分型会损伤塑件外观。一般应选择在头部下端分型。
（6）一般塑件分型面的选择，应考虑到塑件的外观，尽量避免塑件表面留有分型痕迹。
（7）有同心度要求的塑件，应尽可能将型腔设在同一分型面上。 （8）一般分型面应尽可能设在塑料流动方向的末端，以利于排气。 综合以上原则，根据塑件的结构形式，这里选择最常用的水平分型面(图4-1)
图4-1 塑件分型面
根据塑件结构，分型面设置在塑件的对称平面。
4.3确定型腔布局
塑件结构比较复杂，需要侧滑块抽芯以及齿轮齿条啮合在模具内抽芯，所以这里选择一
模一腔。
4.4浇注系统设计
浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。它的设计是注射模设计中很重要的环节。浇注系统的作用是：将塑料熔体均匀地送到每个型腔，并将注射压力有效地传送到型腔的各个部位，以获得形状完整，质量优良的塑件。
普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。
4.4.1主流道设计
主流道是指注射机喷嘴与型腔或与分流道连接的这一段进料通道，是塑料熔体进入模具最先经过的部位，它与注射机喷嘴在同一轴芯线上。在卧式注射机用模具中，主流道垂直于分型面，主流道的结构形式及与注射机喷嘴的连接如图4-2所示。
图4-2 主流道形状及其与注射机喷嘴的关系
主流道需设计成锥角为20o~60o的圆锥形，表面粗糙度Ra<0.8 m，以便于浇注系统凝料从其中顺利拔出。由于主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计在可拆卸的主流道衬套（浇口套）内。衬套一般选用碳素工具刚如T8A，T10A等，热处理要求53~57HRC，衬套与定模板的配合可采用H7/m6。
为使塑料熔体完全进入主流道而不溢出，主流道与注射机喷嘴球的对接处应设计成半球形凹坑，其半径SR=SR1+（1~2）mm,其小端直径d=d1+(0.5~1)mm.
为便于模具安装时与注射机的对中，模具上应设有定位圈。大多数情况下，主流道衬套和定位圈分开设计，然后配合固定在模板上。衬套与定位圈的配合可采用H9/f9.
由于选择的注射机的喷嘴球半径为SR1=12mm,所以设计的SR=12+1=13mm；喷嘴孔径d1=2mm,所以设计的d=2+0.5=2.5mm.主流道锥角为30o。
4.4.2分流道设计
在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，由于本塑件模具属于单型腔模具，塑件又比较小，所以不必设置分流道。
4.4.3浇口设计
浇口是指连接分流道和型腔的进料通道。模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择。
通常要考虑以下几项原则： （1）尽量缩短流动距离；
（2）浇口应开设在塑件壁厚最大处； （3）必须尽量减少熔接痕； （4）应有利于型腔中气体排出；
运城学院学士学位论文
（5）考虑分子定向影响； （6）避免产生喷射和蠕动；
（7）浇口处避免弯曲和受冲击载荷； （8）注意对外观质量的影响。
浇口的形式很多，尺寸也各不相同，常见的浇口形式有：直接浇口（主流道型浇口）、侧浇口、中心浇口、扇形浇口、薄片浇口、潜伏式浇口、点浇口、护耳浇口等。具体到本模具，考虑到模具本身的复杂度，选用比较简单的直接浇口。该浇口在单型腔模中，塑料熔体直接进入型腔，因而压力损失小，进料速度快，成型比较容易。另外传递压力好，保压补缩作用强，模具结构简单紧凑，制造方便，但去除浇口困难，设计在主流道衬套内。
4.5成型零件的设计
成型零件是决定塑件几何形状和尺寸的零件。它是模具的主要部分，主要包括：凹模（型腔）、型芯（凸模）及镶件等。
4.5.1 凹模的结构
凹模有整体式和组合式两种。
整体式凹模结构简单，成型出的塑件质量较好，模具强度好，不易变形。但加工工艺差，所以只适合形状简单的塑件成型；组合式凹模是指凹模有两个以上的零件组合而成。这种凹模加工工艺性能好，但装配调整困难。
组合式凹模可分为整体嵌入式、局部镶拼式和四壁拼合式。对于形状复杂或易损坏的凹模，将难以加工或易损坏的部分设计成镶件形式，嵌入型腔主体上，以方便加工和更换（即局部镶拼式）。
考虑到塑件的特殊结构，以及分型面选择在塑件的对称平面等原因，本模具的凹模选择组合式凹模中的局部镶拼式凹模。所以对于成型G1/2\×20的外螺纹，采用局部镶拼上的丝哈夫。
4.5.2 型芯的结构
型芯是成行塑件内表面的凸状零件。型芯有整体式和组合式两类。
整体式型芯是将模板和型芯制成一体，其结构牢固，但工艺性较差，同时模具材料损耗费多，多用于形状简单的单型腔模具中。
组合式型芯可分为整体嵌入式和镶拼式。整体嵌入式的型芯是将型芯单独加工后镶入模板中组成，这样可以节省贵重模具材料，便于加工，尺寸精度容易保证，配合采用H7/m6。镶拼式的型芯是将某些难以加工的或易损的部位做成镶件或拼块，然后嵌入主型芯内的组合式结构。
考虑到塑件的特殊结构，本模具可以设计成有三个型芯的结构。对以R50的圆弧形孔型芯，设计成由侧滑块运动带动齿条，由齿条带动齿轮式型芯来进行抽芯,对于M20的内螺纹则采用螺纹型芯在模外手动抽芯的方法。