膨胀螺钉用塑料壳注塑模具设计
膨胀螺钉用塑料壳注塑模具设计
1 引言
塑料制品在日常社会中得到广泛利用，模具技术己成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。国内注塑模在质与量上都有了较快的发展。但是与国外的先进技术相比，我国还有大部分企业仍然处于需要技术改造、技术创新、提高产品质量、加强现代化管理的关键时期。塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成型模具产量中约半数是注塑模具。
在CAD/CAM技术得到普及的同时，CAE技术应用越来越广，以 CAD/CAM/CAE一体化得到发展，模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，特别是汽车、家电等工业快速发展，使得注塑模的发展迅猛。
整体来看我国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。
总体来说，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，塑料模具的发展在未来将会有很好的前景。
2 产品成型工艺分析
2．1 产品结构性能简介
本课题为膨胀螺钉用塑料壳注塑模具设计，其外形结构如下图所示。塑件不可以直接脱模，需要用到侧抽机构；浇口位置的选择应不影响塑件的外表形状，采用潜伏式浇口，材料选用HDPE，一模两腔。
图2-1 膨胀螺钉用塑料壳
图2-2 塑件尺寸
2．2 产品工艺分析
2.2.1 HDPE塑件的性能
经综合分析，本设计选用HDPE为制件材料。HDPE又叫高密度聚乙烯，英文名称：High Density Polyethylene。密度：0.941~0.965克/立方厘米 成型收缩率:1.2~2.2% 成型温度：180~210℃。物料性能 无臭，无毒，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，使用寿命长，柔韧性好，抗冲击强度高，耐强震、扭曲，重量轻，吸水性小，电绝缘性能优良。 适于制作低档日用品，中空制品，瓶子等零件。
成型性能:
（1）HDPE的成型收缩率大，易发生变形、缩孔，故应严格控制成型条件。冷却速度慢，必须充分冷却，且冷却速度要均匀。质地软易脱模，塑件有浅侧凹时也可强行脱模。
（2）熔融温度高，粘度高，大于200g的塑件，宜用加热式的延伸喷嘴。
（3）冷却速度快，模具浇注系统以粗、短为原则，宜设冷料井，浇口宜取大，模具宜加热。
（4）料温过低会造成缺料，塑件无光泽，料温过高易溢边，塑件起泡。模温低时收缩率、伸长率、抗冲击强度高，抗弯、抗压、抗张强度低。模温超过120℃时塑件冷却慢，易变形粘模。
（5）塑件壁不宜太厚，应均匀，避免有尖角和缺口。
2.2.2 HDPE成型工艺
注塑是HDPE塑料最重要的成型方法，在设计模具时，为了生产出合格的塑料制件，除了应掌握注塑成型工艺过程外，还应对所选用的注塑机的有关技术参数进行全面的了解。注塑机是塑料注塑成型所用的主要设备。注塑成型时模具安装在注塑机的动模板和定模板上，通过注塑机的液压锁模机构使动定模处于合模状态。这就需要较核该模具所需要的锁模力。是否在注塑既允许范围内。另外模具的开模行程和最大闭和高度都应该通过校核。经分析，本设计适应采用卧式注塑机。其卧式注塑机的工艺参数如下表：
表2-1 HDPE塑料的注射工艺参数
注塑机类型 喷嘴形式 喷嘴温度/℃ 料筒温度/℃
卧式注塑机 直通式 150~180 前段 中段 后段
180~190 180~200 140~160
模具温度/℃ 注射压力/ MPa 保压力/ MPa 注射时间/s
30~60 70~100 75~100 0~5
保压时间/s 冷却时间/s 成型周期/s 成型温度/℃
15~60 15~60 40~140 160~190
3 模具总体方案
综合考虑模具制作成本和结构复杂程度，选定以下方案：
如图所示，由于侧抽芯距离较长，膨胀螺钉用塑料壳注塑模的最佳方案是用液压侧抽机构、潜伏式浇口。侧抽机构采用液压侧抽机构，如图3-1所示。
图3-1 液压侧抽机构
1-液压缸 2-支架 3-楔紧块 4-连结器 5-滑块 6-型芯7-下凹模
4．1 设计步骤
注塑模具的结构设计一般按如下步骤进行，在本章只作简要概述，初步拟订设计方案，具体详细设计依据及计算放在后面进行论述。
（1）确定型腔的数目；
（2）选定分型面；
（3）确定浇注系统；
（4）确定成型零部件；
（5）确定合模导向机构；
（6）确定脱模顶出机构；
（7）温度调节系统分析；
（8）排气系统分析；
（9）绘制模具结构草图，选取标准模架。
1 引言
塑料制品在日常社会中得到广泛利用，模具技术己成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。国内注塑模在质与量上都有了较快的发展。但是与国外的先进技术相比，我国还有大部分企业仍然处于需要技术改造、技术创新、提高产品质量、加强现代化管理的关键时期。塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成型模具产量中约半数是注塑模具。
在CAD/CAM技术得到普及的同时，CAE技术应用越来越广，以 CAD/CAM/CAE一体化得到发展，模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，特别是汽车、家电等工业快速发展，使得注塑模的发展迅猛。
整体来看我国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。
总体来说，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，塑料模具的发展在未来将会有很好的前景。
2 产品成型工艺分析
2．1 产品结构性能简介
本课题为膨胀螺钉用塑料壳注塑模具设计，其外形结构如下图所示。塑件不可以直接脱模，需要用到侧抽机构；浇口位置的选择应不影响塑件的外表形状，采用潜伏式浇口，材料选用HDPE，一模两腔。
图2-1 膨胀螺钉用塑料壳
图2-2 塑件尺寸
2．2 产品工艺分析
2.2.1 HDPE塑件的性能
经综合分析，本设计选用HDPE为制件材料。HDPE又叫高密度聚乙烯，英文名称：High Density Polyethylene。密度：0.941~0.965克/立方厘米 成型收缩率:1.2~2.2% 成型温度：180~210℃。物料性能 无臭，无毒，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，使用寿命长，柔韧性好，抗冲击强度高，耐强震、扭曲，重量轻，吸水性小，电绝缘性能优良。 适于制作低档日用品，中空制品，瓶子等零件。
成型性能:
（1）HDPE的成型收缩率大，易发生变形、缩孔，故应严格控制成型条件。冷却速度慢，必须充分冷却，且冷却速度要均匀。质地软易脱模，塑件有浅侧凹时也可强行脱模。
（2）熔融温度高，粘度高，大于200g的塑件，宜用加热式的延伸喷嘴。
（3）冷却速度快，模具浇注系统以粗、短为原则，宜设冷料井，浇口宜取大，模具宜加热。
（4）料温过低会造成缺料，塑件无光泽，料温过高易溢边，塑件起泡。模温低时收缩率、伸长率、抗冲击强度高，抗弯、抗压、抗张强度低。模温超过120℃时塑件冷却慢，易变形粘模。
（5）塑件壁不宜太厚，应均匀，避免有尖角和缺口。
2.2.2 HDPE成型工艺
注塑是HDPE塑料最重要的成型方法，在设计模具时，为了生产出合格的塑料制件，除了应掌握注塑成型工艺过程外，还应对所选用的注塑机的有关技术参数进行全面的了解。注塑机是塑料注塑成型所用的主要设备。注塑成型时模具安装在注塑机的动模板和定模板上，通过注塑机的液压锁模机构使动定模处于合模状态。这就需要较核该模具所需要的锁模力。是否在注塑既允许范围内。另外模具的开模行程和最大闭和高度都应该通过校核。经分析，本设计适应采用卧式注塑机。其卧式注塑机的工艺参数如下表：
表2-1 HDPE塑料的注射工艺参数
注塑机类型 喷嘴形式 喷嘴温度/℃ 料筒温度/℃
卧式注塑机 直通式 150~180 前段 中段 后段
180~190 180~200 140~160
模具温度/℃ 注射压力/ MPa 保压力/ MPa 注射时间/s
30~60 70~100 75~100 0~5
保压时间/s 冷却时间/s 成型周期/s 成型温度/℃
15~60 15~60 40~140 160~190
3 模具总体方案
综合考虑模具制作成本和结构复杂程度，选定以下方案：
如图所示，由于侧抽芯距离较长，膨胀螺钉用塑料壳注塑模的最佳方案是用液压侧抽机构、潜伏式浇口。侧抽机构采用液压侧抽机构，如图3-1所示。
图3-1 液压侧抽机构
1-液压缸 2-支架 3-楔紧块 4-连结器 5-滑块 6-型芯7-下凹模
4．1 设计步骤
注塑模具的结构设计一般按如下步骤进行，在本章只作简要概述，初步拟订设计方案，具体详细设计依据及计算放在后面进行论述。
（1）确定型腔的数目；
（2）选定分型面；
（3）确定浇注系统；
（4）确定成型零部件；
（5）确定合模导向机构；
（6）确定脱模顶出机构；
（7）温度调节系统分析；
（8）排气系统分析；
（9）绘制模具结构草图，选取标准模架。
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