论暖壶底塑料件注塑模的设计
目录
引言 1
一、模具的预设计 2
（一）塑件分析 2
（二）塑件原材料分析 3
（三）塑件表面质量分析 3
二、分型面的选取和型腔布局 4
（一）分型面的选取 4
（二）型腔的布局 5
三、浇注系统的设计 6
（一）主流道 6
（二）分流道 7
（三） 浇口位置的选择和设计 7
四、成型零件的结构设计 9
（一）型腔的设计 9
（二）型芯的设计 9
（三）嵌块的设计 11
五、侧型芯机构的设计 12
（一）抽芯距的计算 12
（二）斜导柱的设计 12
六、顶出机构的设计 14
（一）模温调节的目的 15
（二）冷却系统的设计 15
（三）模具的加热系统 16
八、 注射模相关尺寸 16
九、模具最终成型设计 17
结论 18
参考文献 19
谢辞 20
引言
当今社会，在模具行业发展中乃至整个工业发展中塑料成型已经变得越来越重要，在欧美国家中，德国、美国的注塑成型技术已经尤为成熟。现如今，塑料成型技术涉及范围很广，例如：儿童玩具、车辆制造、生活用品、军事产业等等。塑料已经成为我们生活中不可或缺的一部分，它的价值就像水一样。随着塑料行业的发展，它深入各个领域，带动着各个行业的发展，主要原因在于塑料的性能比较优越。塑料的性能优越主要是塑料具有相当高的绝缘性，化学稳定性好，强度高等等。塑料是以单体为原料的，它的的主要成分是树脂，它是一种有机化合物，塑料可以自由改变 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
成分及其样式，又被称为高聚物。塑料具有可塑性，它可以通过温度和压力在模具中使用使之成型为塑料制品。塑料中的成分除了树脂的存在，还具有增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料剂等其他成分。在塑料成型的过程中，如何选择分型面是至为重要的，一般塑料成型中，分为单分型面注射模和双分型面注射模，分型面的选择有利于脱模，抽芯，塑件制造等方面。在暖壶底的设计中，我采用的是双峰型面注射模，这样有助于我取出塑料件，这样一来，也有助于我取出凝料。
在本篇论文中，针对暖壶底的设计我主要分为注塑模的分析，暖壶底的结构分析，分型面的选择，浇注系统的设计以及它成型工艺分析这几个部分。一、模具的预设计
模具设计前，需要对塑件暖壶底的材料、尺寸精度、表面质量和加工工艺性进行相关分析，设计出合适的模具。设计时要根据暖壶底的实际情况选择合适的注塑机，还需对注塑过程的工艺性进行初步分析。
（一）塑件分析
暖壶底座，材料是AS（苯乙烯-丙烯腈共聚体），收缩率为0.6-1.5，该塑件要求色彩鲜艳，具有一定的韧性，外表没有熔接痕和斑点。其结构如图1-1和图1-2所示，
图1-1暖壶底底部视图
图1-2暖壶底内部视图
目前需要进行大批量生产，且查参考文献得知，本塑件未注公差取IT5级。
（二）塑件原材料分析
对塑件暖壶底的材料分析如下表1-1所示，
表 1-1 AS材料相关性能分析
塑料名称 与聚苯乙烯（PS）的区别 塑料适用温度 稳定性 注射压力 常见质量问题
苯乙烯-丙烯腈共聚体 冲击强度比聚苯乙烯高；承受载荷能力比较高 加工温度200-250℃；熔化温度200-270℃；模具温度40-80℃； 有优良的耐热性，耐油性，耐化学性 注射压力 350-1300bar ；考虑注射速度时，建议使用高速注射 溢料飞边、气泡、缩痕、熔接痕、烧焦及黑纹、银丝及斑纹、表面划痕、翘曲变形、脱模不良、模具严重腐蚀
应用范围 电气：插座、壳体等；日用商品：厨房器械，冰箱装置，电视机底座，卡带盒等；汽车工业：车头灯盒、反光境、仪表盘等；家庭用品：餐具、食品刀具及化装品包装等。
AS塑料具有易吸湿的特性，所以，加工前要进行干燥处理，大概需一小时以上，且加工时易产生应力集中，因此，需要严格控制成型条件，在塑件成型后，要通过退火处理消除内应力。
（三）塑件表面质量分析
据日常生活需求及塑件外形要求，塑件的粗糙度可取Ra0.4μm，对塑件内部没有较高的要求，达到一般粗糙度即可。
（四）塑件的结构工艺性分析
1、塑件结构分析
通过分析图纸得知，塑件是关于中间对称的结构，且壁厚符合壁厚最小的要求塑件型芯部分的孔距有较深且窄的特征，不利于直接加工制造模具，考虑使用型芯嵌块
因此，综上所叙，该塑件可以采用注射成型加工。
2、 塑件体积与重量的计算
据调查显示，塑件的体积大约为5714.79mm3，塑料的密度据参考文献显示为 1.05g/cm3，计算得塑件的重量为60g。
根据塑件的形状及尺寸，模具结构采用的是一模两腔；在选择螺旋式注射机时，要考虑外形尺寸及注射时所需的压力，根据模具设计手册[2]初选XS-ZY-600型号的螺旋式注射机。
3、塑件成型工艺参数的确定
AS是热塑性材料，根据热塑性材料的成型条件得出塑件暖壶底的注射工艺参数，如表1-2所示：
表1-2 AS塑料的注射工艺参数
苯乙烯-丙烯腈共聚体（AS） 温度/℃ 喷嘴温度 180-190
料筒温度 前段 200-210
中段 210-230
后段 170-180
模具温度 50-70
压力/MPa 注射压力 80-120
保压压力 40-50
时间/s 注射时间 0-5
保压时间 15-30
冷却时间 15-30
二、分型面的选取和型腔布局
塑料注射模具设计时，分型面的设计是极为重要的一个环节。它是决定模具结构形式的重要因素，如果分型面的选择合理，模具就容易加工，也能够保证塑件的质量，否则，会影响模具的整体结构和模具质量。
模具在生产塑件时，会产生必要的凝料，为了取出模具中的凝料和塑件，模具必须有两个以上的部分，一般分为两个部分的结构，即定模和动模两个部分。当模具处于闭合状态时，型腔型芯相合时的接触表面叫作分型面。而且，一般模具的分型面选用垂直分型面。开模时，将形成的塑件和浇注凝料从模具中取出。
（一）分型面的选取
确定分型面需要考虑很多复杂的因素。分型面在模具中受到很多方面的影响，例如成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性、塑件的精度及塑件的推出方式、模具制造时的排气方案等等。因此，选择分型面时要注意综合分析比较，一般要遵循以下八个方面的原则：
1、分型面应选在塑件外形最大轮廓处
2、要方便塑件的顺利脱模，而且开模时，塑件要尽量留在动模一边
3、 塑件的精度要求要保证
4、 塑件的外观质量要满足相应的要求
5、要方便模具的加工制造
引言 1
一、模具的预设计 2
（一）塑件分析 2
（二）塑件原材料分析 3
（三）塑件表面质量分析 3
二、分型面的选取和型腔布局 4
（一）分型面的选取 4
（二）型腔的布局 5
三、浇注系统的设计 6
（一）主流道 6
（二）分流道 7
（三） 浇口位置的选择和设计 7
四、成型零件的结构设计 9
（一）型腔的设计 9
（二）型芯的设计 9
（三）嵌块的设计 11
五、侧型芯机构的设计 12
（一）抽芯距的计算 12
（二）斜导柱的设计 12
六、顶出机构的设计 14
（一）模温调节的目的 15
（二）冷却系统的设计 15
（三）模具的加热系统 16
八、 注射模相关尺寸 16
九、模具最终成型设计 17
结论 18
参考文献 19
谢辞 20
引言
当今社会，在模具行业发展中乃至整个工业发展中塑料成型已经变得越来越重要，在欧美国家中，德国、美国的注塑成型技术已经尤为成熟。现如今，塑料成型技术涉及范围很广，例如：儿童玩具、车辆制造、生活用品、军事产业等等。塑料已经成为我们生活中不可或缺的一部分，它的价值就像水一样。随着塑料行业的发展，它深入各个领域，带动着各个行业的发展，主要原因在于塑料的性能比较优越。塑料的性能优越主要是塑料具有相当高的绝缘性，化学稳定性好，强度高等等。塑料是以单体为原料的，它的的主要成分是树脂，它是一种有机化合物，塑料可以自由改变 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
成分及其样式，又被称为高聚物。塑料具有可塑性，它可以通过温度和压力在模具中使用使之成型为塑料制品。塑料中的成分除了树脂的存在，还具有增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料剂等其他成分。在塑料成型的过程中，如何选择分型面是至为重要的，一般塑料成型中，分为单分型面注射模和双分型面注射模，分型面的选择有利于脱模，抽芯，塑件制造等方面。在暖壶底的设计中，我采用的是双峰型面注射模，这样有助于我取出塑料件，这样一来，也有助于我取出凝料。
在本篇论文中，针对暖壶底的设计我主要分为注塑模的分析，暖壶底的结构分析，分型面的选择，浇注系统的设计以及它成型工艺分析这几个部分。一、模具的预设计
模具设计前，需要对塑件暖壶底的材料、尺寸精度、表面质量和加工工艺性进行相关分析，设计出合适的模具。设计时要根据暖壶底的实际情况选择合适的注塑机，还需对注塑过程的工艺性进行初步分析。
（一）塑件分析
暖壶底座，材料是AS（苯乙烯-丙烯腈共聚体），收缩率为0.6-1.5，该塑件要求色彩鲜艳，具有一定的韧性，外表没有熔接痕和斑点。其结构如图1-1和图1-2所示，
图1-1暖壶底底部视图
图1-2暖壶底内部视图
目前需要进行大批量生产，且查参考文献得知，本塑件未注公差取IT5级。
（二）塑件原材料分析
对塑件暖壶底的材料分析如下表1-1所示，
表 1-1 AS材料相关性能分析
塑料名称 与聚苯乙烯（PS）的区别 塑料适用温度 稳定性 注射压力 常见质量问题
苯乙烯-丙烯腈共聚体 冲击强度比聚苯乙烯高；承受载荷能力比较高 加工温度200-250℃；熔化温度200-270℃；模具温度40-80℃； 有优良的耐热性，耐油性，耐化学性 注射压力 350-1300bar ；考虑注射速度时，建议使用高速注射 溢料飞边、气泡、缩痕、熔接痕、烧焦及黑纹、银丝及斑纹、表面划痕、翘曲变形、脱模不良、模具严重腐蚀
应用范围 电气：插座、壳体等；日用商品：厨房器械，冰箱装置，电视机底座，卡带盒等；汽车工业：车头灯盒、反光境、仪表盘等；家庭用品：餐具、食品刀具及化装品包装等。
AS塑料具有易吸湿的特性，所以，加工前要进行干燥处理，大概需一小时以上，且加工时易产生应力集中，因此，需要严格控制成型条件，在塑件成型后，要通过退火处理消除内应力。
（三）塑件表面质量分析
据日常生活需求及塑件外形要求，塑件的粗糙度可取Ra0.4μm，对塑件内部没有较高的要求，达到一般粗糙度即可。
（四）塑件的结构工艺性分析
1、塑件结构分析
通过分析图纸得知，塑件是关于中间对称的结构，且壁厚符合壁厚最小的要求塑件型芯部分的孔距有较深且窄的特征，不利于直接加工制造模具，考虑使用型芯嵌块
因此，综上所叙，该塑件可以采用注射成型加工。
2、 塑件体积与重量的计算
据调查显示，塑件的体积大约为5714.79mm3，塑料的密度据参考文献显示为 1.05g/cm3，计算得塑件的重量为60g。
根据塑件的形状及尺寸，模具结构采用的是一模两腔；在选择螺旋式注射机时，要考虑外形尺寸及注射时所需的压力，根据模具设计手册[2]初选XS-ZY-600型号的螺旋式注射机。
3、塑件成型工艺参数的确定
AS是热塑性材料，根据热塑性材料的成型条件得出塑件暖壶底的注射工艺参数，如表1-2所示：
表1-2 AS塑料的注射工艺参数
苯乙烯-丙烯腈共聚体（AS） 温度/℃ 喷嘴温度 180-190
料筒温度 前段 200-210
中段 210-230
后段 170-180
模具温度 50-70
压力/MPa 注射压力 80-120
保压压力 40-50
时间/s 注射时间 0-5
保压时间 15-30
冷却时间 15-30
二、分型面的选取和型腔布局
塑料注射模具设计时，分型面的设计是极为重要的一个环节。它是决定模具结构形式的重要因素，如果分型面的选择合理，模具就容易加工，也能够保证塑件的质量，否则，会影响模具的整体结构和模具质量。
模具在生产塑件时，会产生必要的凝料，为了取出模具中的凝料和塑件，模具必须有两个以上的部分，一般分为两个部分的结构，即定模和动模两个部分。当模具处于闭合状态时，型腔型芯相合时的接触表面叫作分型面。而且，一般模具的分型面选用垂直分型面。开模时，将形成的塑件和浇注凝料从模具中取出。
（一）分型面的选取
确定分型面需要考虑很多复杂的因素。分型面在模具中受到很多方面的影响，例如成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性、塑件的精度及塑件的推出方式、模具制造时的排气方案等等。因此，选择分型面时要注意综合分析比较，一般要遵循以下八个方面的原则：
1、分型面应选在塑件外形最大轮廓处
2、要方便塑件的顺利脱模，而且开模时，塑件要尽量留在动模一边
3、 塑件的精度要求要保证
4、 塑件的外观质量要满足相应的要求
5、要方便模具的加工制造
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