盖315.063塑料模具设计_品牌

壳类塑料模具设计一模一腔 UG建模

钱斌

摘要：文章前部分对“盖”塑件模具设计过程作了详细的介绍，从塑件材料分析，到关键的模具设计，都一一阐述。并在设计过程中，做了一些相关尺寸的计算，得出了模具的总体尺寸，选购了模架。在确定了模架结构后，又参照相关表格查找了适用型号的注塑机，也记录了相关参数。然后利用UG绘制零件三维图形，利用UG中的MoldWizard软件设计模具，从项目初始化，确定一模两腔的布局、分型面的选择确定，再到型腔，型芯的确定，以及标准模架的调用，顶针的确定等都做了详细的说明。

关键词：盖；塑料模设计；PA66；UG

中图分类号：TQ320.52 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）19-0087-03

Abstract： In the first part of the paper， the design process of plastic parts mold is introduced in detail， from material analysis of plastic parts to key mold design. And in the design process， we do some calculation of the relevant dimensions， get the overall size of the mold， and purchase the mold frame. After the mold frame structure is determined， the suitable injection molding machine is found according to the relevant tables， and the relevant parameters are also recorded. Then using UG to draw 3D graphics of parts， using the MoldWizard software in UG to design the mould， from project initialization， to determining the layout of one mold and two cavities， the choice of parting surface， and to the cavity， core and standard mold frame call. The confirmation of thimble is explained in detail.

Keywords： cover； plastic mold design； PA66； UG

现代模具生产会应用到一系列高新技术，如计算机网络技术、CAD/CAE/CAM/CAPP等技术、高速加工及超精加工技术、快速成型技术及敏捷制造技术等等，因此，模具工业属于高新技术密集型产业。一个国家的模具制造技术水平，已成为衡量其整体制造业水平高低的重要标志，因为模具技术水平在很大程度上决定着产品的质量，生产效益和新产品研发水平。现代模具要实现数字化设计，便于数字化制造、数字化管理和数字化生产。本文通过对常用塑料件“盖”的CAD模具设计，系统和完整的介绍了现代模具设计的全过程，从选材到结构，到最后模具的确定，可以为模具设计者或相关人员提供一定的参考，便于更多的人员了解模具相关技术。

1 塑件材料的特点

盖315.063采用的材料是PA66，别称聚酰胺66，也叫尼龙66，是一种绝缘材料。

PA66这种材质是半晶体-晶体材料，特性是熔点较高，在较高温度下依旧能维持较高的强度和刚度。但其在成型后仍具有吸湿性，吸湿性对部件的几何稳定性的是会带来影响的。为了提高其机械性能，PA66中经常添加入各式各样的添加剂，如玻璃就是最常见的添加剂之一，有时还可能加入EPDM和SBR等合成橡胶，达到提高抗冲击性的目的。PA66粘度比较低，因此流动性很好。因此PA66可以用来成型薄壁塑件。但要重视这种材料的粘度会受外界温度变化而影响很大。它的收缩率在1%～2%之间，在加入另一种材料-玻璃纤维后可以将其的收缩率降低到0.2%～1%。要注意的是收缩率在其流动方向上以及与之垂直方向上的差异是比较大的。PA66应用很广，尤其是对抗冲击性和强度要求高的塑件上，如汽车工业、仪器壳体等。

2 模具结构的设计

2.1 分型面的选择

考虑到保证塑件质量的前提下模具结构尽可能简单，该塑件采用单分型面模具。所谓分型面就是定模和动模相接触的面，对于分型面的选择是对塑件的质量、模具的结构、模具制造和塑件生产的操作等都有很大的影响。根据盖315.063结构、尺寸和精度要求，考虑到脱模方便，确保塑件留在动模部分，同时又便于保证塑件的外观质量，更为了便于侧向抽芯布置，把分型面选于盖的最底层，这里也是塑件尺寸最大的部位。

2.2 型腔数和型腔排列方式的确定

在批量生产时，应保证塑件质量前提条件下，尽量采用一模多腔或高速自动化生产，以缩短生产周期，提高生产率，还有应根据客户的选择要求。经过综合分析，本模具使用一模两腔最合适。如使用一模一腔，不能提高效率；又考虑到该产品不是很大批量生产，所以也不需要选用一模四腔，而且在同样设计一副模具的条件下，成本高，时间长。当采用一模多腔时，型腔在模板可以有多种排列方式，如H形排列、圆形排列、直线排列、复合排列等。在对本塑件综合分析基础上，型腔排列方式选用H形排列，如图1所示。

2.3 浇口系统的设计

浇注系统又可称为浇口就是将熔融的塑料，經过注塑机喷嘴，在一定的压力下，以一定的速度，注射进入模具型腔。普通浇注系统通常包括主流道，分流道，浇口和冷料穴四个部分。浇注系统合理与否会直接影响塑件的成型质量，因此，浇注系统设计是模具设计过程中非常重要的一个环节。保证塑件质量的同时有利于缩短成型周期，是浇注系统设计的基本原则，同时还需要考虑以下几个方面：（1）根据部件的结构、尺寸，分析填充过程，确保塑件质量，同时保证尺寸稳定性。（2）对塑件外观有要求时，应注意浇口位置是否影响塑件外观，有时不能选择填充效果最好的部位。（3）在进行浇注系统的设计时，有时还要考虑生产方式，比如是否能适应全自动操作。要达到全自动操作，必须在保证开模时，塑件与浇注系统都能自动脱落，并且浇口与塑件尽可能实现自动分离。（4）在浇注系统设计时，还应预留有一定的空间，这样即使出现不足之处，也有空间来实现比较方便地解决问题。（5）设计浇注系统时，其主流道进口处的位置应尽量与模具中心重合。

2.4 分流道分布设计

型腔的布局决定后，分流道的布局基本确定，型腔与分流道尽可能排列紧凑，分流道的长度尽量短，便于缩小模具尺寸。分流道有平衡式进料和非平衡式进料两种布置形式，根据盖315.063自身特点，在这里采用平衡式进料形式。分流道分布如图2所示。

2.5 浇口的设计

在确定浇口的位置时，应注意以下几点：（1）浇口位置应开设在塑件的最大壁厚处，这样使材料从厚壁流向薄壁，另外还要保证浇口至型腔各处的流程基本一致，并且填充流程最短。（2）避免塑件内部产生应力，因此必须防止浇口处产生喷射现象。（3）塑料在流动方向上所承受的力最大，因此把浇口位置应开设在塑件的主要受力方向上，这样可以避免塑件变形。（4）熔融塑料填充型腔后，冷却后脱模，这个过程中必然存在收缩，而在塑料的流动方向与垂直于流动方向上的收缩率是不相同的，这样就会有变形和收缩方向性，因此在选择浇口位置时应考虑到塑件的尺寸要求。（5）浇口的位置应避免侧面冲击细长的型芯或镶件，防止它们变形或移位。

本塑件选择的浇口如图3所示。

2.6 抽芯机构设计

本塑件存在两处垂直于脱模方向的对称的侧凹，脱模时会阻碍成型后塑件脱模顺利进行，因此要设计抽芯机构。

如果塑件的侧凹较浅，那么所需的抽芯距不大，但由于侧凹的成型面积较大，因而需要较大的抽芯力，这里选用斜滑块机构实现侧向分型与抽芯。设计斜滑块机构时，要确定抽芯距，抽芯距一般应大于侧凹的深度，本塑件中侧凹深度为0.7mm，加上3～5mm的抽芯安全系数，这里取抽芯距为4.7mm；还要确定斜滑块倾斜角度，它与抽芯力和抽芯距有密切关系，本模具取18度，具体如图4所示。

2.7 脱模机构的设计

注塑成型冷却后的塑件必须从模具中型芯、型腔上脱出，模具上用来实现这一过程的装置称为脱模机构，或称为顶出机构。此模具采用的是顶杆脱模机构。这是最常用的脱模机构之一。

3 模具设计的相关计算

3.1 计算塑件的体积和质量

塑件的体积为530mm3、阻燃尼龙66的平均密度为1.435g/cm3。根据塑件的体积或质量，选用一模两腔的模具结构情况，查有关手册初步选定注塑机型号为JPH80A。

3.2 主流道的计算

机床喷嘴前端孔径：d=4mm，机床喷嘴球半径：r=19mm，主流道球面半径R=20mm，小端面直径D=5mm。

3.3 分流道的计算

分流道的尺寸由塑料品种、塑件的大小及流道长度确定。对于重量在200g以下，壁厚在3mm以下的塑件可用经验公式计算分流道的直径：D=3.2mm。

3.4 型腔的尺寸计算

（1）型腔的径向尺寸计算：L1=18.42+0.042，L2=7.67+0.044，L3=5.19+0.036，L4=8.82+0.03，L5=2.82+0.05

（2）型腔的深度尺寸计算：H1=1.24+0.08，H2=2.44+0.02，H3=2.24+0.02