端蓋注塑成型工藝分析及模具設計

摘 要:介紹了端蓋注射成型工藝與其注射設備選擇及澆注系統的設計過程與結構特點;成型零件工作尺寸的設計計算等，為同類模具設計提供參考。

關鍵詞:端蓋注射機分型面澆注系統成型零件注射模設計

中圖分類號:TM933文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(b)-0078-01

1 塑件結構特點與工藝性分析

圖1所示塑件用于兒童玩具，材料為PA，要求塑件外觀光滑(其表面粗糙為1.6m)，無飛邊縮孔等工藝缺陷.塑件具有以下特點:

(1)塑件Φ24.7與Φ3處主要尺寸精度要求均為MT4，其余精度按自由尺寸或MT6級精度處理.(2)根據使用環境要求材料有較好的抗拉強度、抗應力開裂、較大的彈性模量;結構為回轉體，下壁壁厚為1.4mm，部分較厚，塑件的屬于小件，材料要滿足充模流動要求。制品材料定為:PA。(3)塑件為骨架主體注射成型時需要側成型動作。(4)塑件開口處斜度大于脫模斜度，此處可不考慮脫模斜度設計。(5)屬大批量生產。

2 塑件原料(PA)配方分析

對塑件原料要求熔點較低，工藝溫度范圍寬(230～260C)，成型工藝比較容易操作.為了提高機械特性，可加入合成橡膠EPDM.為使收縮率降低可加入玻璃纖維添加劑.

根據以對熱塑生塑料:尼龍PA即聚酰胺的特性分析所得結論，尼龍PA即聚酰胺塑料材料特性完全符合制品工藝性要求.

3 選取適用注射機與模具設計

3.1 計算塑件體積或重量及該模具脹模力，選取適用的注射機

根據制件的三維模型，利用三維軟件直接求得塑件的體積為:V1＝5407.24mm3;其中澆注系統凝料體積為:V2=602.18mm3;故一次注射所需要

的塑料總體積為:V＝6009.42mm3

查手冊得密度為:r＝1.38g/cm3[1]

塑件的質量為:M1=V1×r=7.46g

澆注系統凝料質量為:M2=V2×r=0.83g

塑件和澆注系統凝料總質量為:M=V1+V2=8.3g

注射成型時注射機合模裝置對模具施加的夾緊力即合模力．注射機的合模力應大于模腔內塑料熔體的壓力產生的脹開模具的力。即:F≥PqA[1]式中

F-合模力(Ｎ)

Pq-模腔內熔體的壓力(MPA)，取注射壓力的1/3

A-所有塑件及澆注系統在模具分型面上的投影面積之和

塑件的總投影面積為:

3.14×12.352×4=1915.6826mm2 =19.2cm2

澆注系統總投影面積:

3.14×2.422+3.14×0.52+(20.24-2.42)×2×4=164.08mm2=1.64cm2。

所有塑件及澆注系統在模具分型面上的投影面積之和為:

19.2+1.64=20.84cm2=20.84×10-4m2

模腔內熔體的壓力Pq為160×105Pa/3

模腔內塑料熔體的壓力產生的脹模力

PqA=160×105/3×20.84×10-4=11.2kN

由以上計算初步選注射機型號為SZ-63-400

3.2 模具厚度確定

模具的厚度一般應在注射機允許的最大模具厚度和最小模具厚度之間，既:

Hmax≥H≥Hmin[1]

式中H為模具厚度(mm)

Hmin為注射機允許的最小模具厚度(mm)

Hmax為注射機允許的最大模具厚度(mm)

H=170 Hmin=90Hmax=240由此可得與以上公式符合

4 塑件成型位置及分型面的選擇

4.1 塑件成型位置

一模四腔，采用正方形分布。

4.2 分型面的確定

從模具結構及成形工藝的角度出發有兩種方案方案中，根據設計要求盡可能避免影響塑件外觀，并使溢料邊易于清除或修整，便于模具零件的加工.綜合以上左側分型不合理.右側方案有如下優點:(1)該分型面便于于塑件脫模和簡化模具結構;(2)有利于排氣;(3)便于模具零件的加工。采用如圖2右側分型面。

5 模具重要零部件設計

5.1 成型零件工作尺寸的設計

(1)成型凹模徑向尺寸:

LM=(LS+LSSCP-0.75)+δz (1)

LM為成型凹模徑向公稱尺寸。

LS為塑件徑向公稱尺寸。

SCP為塑件平均收縮率。

為塑件尺寸偏差。

δz為成型凹模制造公差。

PA平均收縮率為

SCP=0.3% 由式(1)得

LM=24.62+0.06

LM=2.934+0.03

LM=4.95+0.03

(2)成型凹模的深度尺寸計算

HM=(HS+HSSCP-0.66)+δz

(2)

塑件尺寸偏差。

δz為成型凹模制造公差。

由式(2)得

HM=3.5791+0.06

HM=5.5165+0

5.2 開模行程確定

參考注射機的開模行程保證模具開啟后能順利取出塑件。

S按下式校核:

S≥H1+H2+H3+H4+(5～10)mm

(3)

240≥45+15+10+40=110所以符合。

5.3 頂出機構參數確定

根據要求，推件桿的移動行程為45mm 小于注射機的頂出行程(60mm)所以符合注射機工作要求。

5.4 推出機構的設計

推桿的位置選在脫模阻力大的地方;及設在塑件強度較大處，以免塑件變形損壞.推桿的端面高出型腔面0.05～0.1mm，這樣不會影響塑件以后的使用。推桿與其配合孔長度取直徑的1.6倍，為避免在推出塑件過程中產生中干涉現象。模具采用斜滑塊側向分模;塑件采用機動推出。

6 結語

端蓋屬于典型回轉體，其注塑模工藝分析及模具設計具有典型性，它對同類其它塑件的模具設計有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]陳劍鶴.模具設計基礎.機械工業出版社，2007.

[2]蔣文森.模具設計與制造簡明手冊.上?？茖W技術出版社，2005.