首饰盒注塑模设计案例.doc

4.2 首饰盒注射模具设计与制造如图4－2、4－3所示首饰盒塑料件工程图，图4－4为三维结构塑件材料为ABS，未注壁厚均为1.5mm，颜色为灰色或瓷白，大批量生产要求塑件不允许有飞边、毛刺、缩孔、气泡、裂纹与划伤等缺陷试设计并制造注射模具 图4－2 合盖塑件 图4－3 盒体塑件4.2.1 首饰盒塑件原材料与结构工艺性分析1.首饰盒原材料性能与使用要求该塑件所用塑料为ABS，是家用电器及汽车行业常用的一种热塑性工程塑料，具有优良的综合性能 模具设计方面注意事项：需采用较高的料温与模温；注意选择浇口位置，避免浇口与熔接痕位于塑料件显眼处；塑料件顶出时表面易顶白或拉白，因此应合理设计顶出机构；溢边值为0.04mm2. 注塑成型工艺条件1) ABS具有吸湿性，吸水率少高，若存放严密， 图4－4 首饰盒塑件三维结构可不干燥通常工厂生产前都有干燥干燥温度T=80－85°C，干燥时间2－4小时成型收缩率在0.3%～0.8%之间，通常取平均收缩率0.5％2）注塑工艺条件① 熔化温度 170-200℃，建议温度185℃；② 模具温度 50-80℃ （模具温度将影响塑件表面粗糙度，温度较低则导致塑件表面质量差）；③ 注射压力取50-100MPa；④ 注射速度宜中高速度。

3）注意点 对于电镀产品，表面质量要好，不允许有顶出痕迹壁厚不能太薄，厚壁有利于电镀3. 首饰盒结构工艺性分析1）塑件尺寸精度分析该塑件属于日用品，零件较小，外形不复杂，精度要求不高，配合部位精度为MT4，其他尺寸精度为MT6注射成型尺寸精度容易保证2）塑件表面质量分析该塑件要求外形美观，表面粗糙度0.1μm，要求较高另外求塑件不允许有飞边、毛刺、缩孔、气泡裂纹与划伤等缺陷壁厚为1.5mm，容易注射成型，ABS成型性能较好，塑件外观质量容易保证3）塑件结构工艺性分析由塑件图纸可知，零件为盒形体，结构简单，尺寸精度一般，壁厚均匀且符合最小厚度要求，采用注射成型工艺方案最佳4.2.2 注射成型设备选择与成型工艺编制1. 模具型腔的选择该塑件尺寸较小，复杂程度一般，但表面质量要求较高，两个塑件外形相似，质量接近，采用一模两腔的模具结构较合理，即一次生产可注射盒体和盒盖两个塑料件2. 塑件体积和质量计算由三维软件可计算塑件体积为：V＝V1+V2＝ cm3流道体积V′＝ cm3查ABS塑料密度ρ＝1.04g/cm3，塑件质量m＝（V+ V′）ρ＝（ + ）×1.04＝ g 3. 注射机初步选择根据塑件外形尺寸，估算模架尺寸。

ABS塑料适合螺杆式注射机，查塑料注射成型工艺参数表，注射压力在P＝50～100Mpa之间注射机锁模力：F机 ≥P模 ·A面浇注系统和塑件在分型面上的投影面积A面≈π（D1/2）2 +π（D1/2）2+π（D3/2）2+6×35=3.14×(24.92+29.52+32)+210=4707.7+210=4917.7mm2=4.92×10-3m2查本书表7－21，得模具内型腔压强P模＝30×106Pa F机 ≥P模 ·A面＝20×106×4.92×10-3＝98400N=98.4KN查本书表8－12，XS-Z-60注射机锁模力和注射量均能保证初选螺杆式注射机型号XS-Z-603. 编制注射成型工艺1）注射成型工艺参数的确定 查本书表7－18、表7－22，把相关内容填入下表表4－14首饰盒注射成型工艺参数ABS预热和干燥温度70～80°C成型时间（s）注射时间1～5时间4～8h保压时间20～40料筒温度(°C)前段200～210冷却时间20～90中段210～230成型周期40～135后段180～200螺杆转速r/min28射嘴温度(°C)180～190后处理方法红外线灯模具温度(°C)70～110温度(°C)鼓风烘箱100～110注射压力（Mpa）80～130时间（h）8～122）填写注射成型工艺卡，如表4－15所示。

4.2.3 首饰盒注射模具结构设计1.分型面选择该塑件结构较简单，分型面选在外形最大轮廓处，如图4－5所示a）盒体分型面选择（b）盒盖分型面选择图4－5 首饰盒塑件分型面确定2.浇注系统设计塑件尺寸较小，型腔排列为一模两件，能采用的浇口形式有点浇口、侧浇口、潜伏式浇口点浇口使盒盖塑件表面留有浇口痕迹，外观质量达不到要求，不能采用而侧浇口与潜伏式浇口的痕迹都在塑件背面不明显处，不影响外观质量，均可采用本套模具采用侧浇口由塑件结构可知，分流道和浇口若选在塑件中心位置，模具两个型腔此处均有镶件，注射时高压熔融塑料直接冲击镶件，将会使镶件变形甚至弯曲断裂因此应采用圆弧形分流道以避开模具镶件，如图4－6所示 为确保塑件留在动模，防止主流道留在定模，主流道底部设计Z型拉料装置主流道、分流道、浇口与冷料穴结构尺寸如图4－7所示 图4－6分流道形式与浇口位置表4－15 首饰盒注射工艺卡车间××××首饰盒注射成型工艺卡片资料编号×××零件名称灯罩材料牌号PC共 页第 页装配图号××××材料定额××设备型号XS-Z-60零件图号××××单件质量(净)240.21g每模件数2件材料干燥设备干燥机温度(°C)70～80时间（h）4～8料筒温度(°C)前段200～210中段210～230后段180～200射嘴180～190模具温度(°C)50-80成型时间（s）注射时间1～2保压时间3～5冷却时间10～15压力（Mpa）注射压力70～90背压力50～70后处理温度(°C)时间定额（S）辅助时间3时间（s）单件22检验编制校对审核组长车间主任检验组长主管工程师3.确定型腔、型芯镶件1）动模型芯结构确定由于动模型芯结构较复杂，镶拼零件较多，通常模具设计从动模型芯开始。

为便于动模型芯加工和抛光及节约贵重模具钢材，动模型芯采用组合式镶拼结构，如图4－8所示2）定模型腔结构确定 为方便定模型腔数铣加工、配研和抛光，也采用组合镶拼式结构，在模板上开框镶入，如图4－6所示 型腔、型芯尺寸传统计算方法见教材“注射模成型零件尺寸确定”，在3D设计中只需输入收缩率与脱模斜度，绘图软件会自动计算模具工作零件的相关尺寸3）型腔排位型腔排位如图4－9所示4）定模镶件尺寸确定取模腔到镶件边缘距离20mm， 图4－7 浇注系统结构与尺寸则镶件宽度：B1=75+2×25=125mm，圆整为130mm镶件长度：L1＝2×（74+25）+2×25＝248mm，圆整为250mm模腔最深处h＝12.9mm，取定模镶件厚度H1＝15+12.9＝27.9mm，圆整为30mm查5－7表选取定模板厚度A＝35mm 图4－8 动模镶拼结构5）动模镶件尺寸确定动模镶件可直接把凸模加工好后镶入动模板内动模镶件最高凸起11.4mm，取动模板厚度B=25mm图4－9 型腔排位4. 确定模架型号与规格1）动、定模板尺寸选择定模板尺寸：长×宽×高＝（250+2×25）×（130+2×25）×（30+20） ＝300mm×180mm×50mm动模板长宽尺寸和定模板取一致，厚度取25mm,即300mm×180mm×25mm2）模架选择由浇注系统和动模型芯镶拼结构，查本书表5－4，选择直浇口A型基本模架。

由动、定模板尺寸，查本书表5－7，选用1830模架较合适,即：宽×长＝180mm×300mm查本书表5－7，支承板厚度取35mm5. 侧向抽芯机构设计两个塑件都存在侧凸搭扣结构，尺寸为8mm×0.8mm，4mm×l.2mm两处侧抽芯位置较小，采用其他抽芯结构较难实现，模具结构也复杂因此采用斜顶杆侧抽芯结构比较合适侧凸较小，抽芯距取4mm，塑件推出高度15mm已完全脱离动模型芯，取推出距离为25mm，用作图法求得斜推杆倾斜角度为10.1°，圆整为10°，如图4－10所示为使斜推杆在推出时稳定可靠，设计斜推杆导向底座，如图4－11所示 图4－10 斜顶杆角度用同样方法设计另一处斜推杆6.脱模机构设计该盒形塑件深度较低，加强筋较少，脱模斜度足够因此本套模具主要采用推杆推出，在有搭扣和加强筋处设计有两条斜推杆在φ2铰链处采用活动型芯，该处塑件没有封闭，只有两面贴紧活动型芯，包紧力很小，因此塑件被推出后采用手工脱模，结构如图4－12所示推出形式与推杆平面位置如图4－13所示7.冷却系统设计1）定模型腔镶件采用直通式水流冷却，如图4－16所示。

2）动模主要是型芯温升高，应加强冷却对于两个型芯采用冷却效果好的水井隔片式冷却，如图4－17 和4－18 所示8.排气系统设计本套模具可利用分型面、推杆、斜顶杆、活动型芯等零件之间的间隙进行排气 图4－11斜顶杆设计 图4－12活动型芯结构9.模具整体结构设计与绘图步骤由上面计算与分析，可进行模具整体结构设计，过程如下：1）打开AutoCAD，建立新图名，将该制品图形插入；2）建立新图层：其中包括尺寸线图层、冷却水图层、推杆图层、型腔和型芯图层、中心线图层、虚线图层；3）将图纸缩放到1：1，塑件尺寸加收缩率；4）将塑件图镜射成型腔、型芯图，并更换成型腔、型芯图层；5）绘制并完善各零件； 6）标注总体、配合和主要零件外形尺寸；7）调入图框，填写标题栏和明细表，详细说明技术要求； 8）清理图块，减小占用计算机空间如图4－14所示为模具立体结构，图4－15为模具平面结构模具装配标题栏与明细表参见表4－16图4－13 推出形式与推杆平面位置图4－14模具装配立体图图4－15模具装配图10. 注射机校核本模具的外形尺寸为300mm×2300mm×240mm。

查本书表8－12，XS－Z－60型注射机模板最大安装尺寸为190mm×300mm，模具最大安装厚度200mm，最小厚度70mm本套模具的闭合高度H＝240mm，因此，厚度不能满足模具的安装要求，长宽尺寸也没有安装余量，初选注射机不合用查本书表8－12，选用XS－Z－125型注射机的最大开模行程S=300mm，最大模具厚度300mm，长宽最大安装尺寸260×300，满足要求两板模开模行。