仪表盖注射模具设计

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摘要：通过塑料仪表盖零件特点分析，介绍了塑料仪表盖注射模设计过程。从型腔数量和布局的确定、注射机选择、浇注系统设计、模板及其标准件的选用、推出机构的设计、成型部件的设计等一一进行了详细的介绍，应用CAD技术，进行了注射模具设计，阐述了模具设计过程，绘制了模具图。

关键词：塑料仪表盖　注射模具　浇注系统

1　塑料的工艺性设计

如图1所示为塑料仪表盖。技术要求：①塑件不允许有裂纹、变形缺陷；②脱模斜度30”；③未注圆角R1。材料为PP。

该塑件为回转体，顶部设有孔设计时不仅要注意材料的各项性能，还要注意浇注系统的设计，并且推出件要设计严谨。壁厚相对均匀，设计合理，且符合最小壁厚的要求，末端有3mm的台阶，做型心应注意设计间隙要求，该塑件结构较典型。

2　注射成型机的选择

通过计算得到塑件的体积为：

V塑件=39601mm3。PP材料ρ=0.90-0.91g/cm3，根据塑件形状及尺寸，采用一模两件的模具结构。

W总=ρV塑件=39601×0.90×10-3=35.64g

又有V塑件=0.8V

初步计算选螺杆式注射机XS-ZY-250。

注射机XS-ZY-250主要技术参数如表1所示

3　浇注系统的设计

注射模具浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔截止流经的通道，他们主要由主流道、分流道、浇口、冷料穴等几部分组成。主流道为圆锥形，上部直径与注射机喷嘴配合，查表得知XS-ZY-250型注射机的喷嘴有关尺寸为：①喷嘴孔直径d0=Φ6mm。②喷嘴球半径R0=18mm。③模具浇口套主流道小端直径为：d=d0+0.5=6.5mm。④模具浇口套主流道球面半径为：R=R0+1=18+1=

19mm。

侧浇口开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上。端部为Z字形和拉料杆的形式，开模时主流道凝料被拉杆拉出，具体数据如图2和3所示：

4　成型零部件设计

型腔是成型塑件外表面主要零件，主型芯是成型其主体部分内表面零件。主型芯设计成整体嵌入式凹模，结构制造，加工效率高，装拆方便，能节省贵重模具材料。成形其他小孔的型芯称为小型芯，设计中考虑了保证型芯强度，防止热处理时变形，且避免了尖角与壁厚突变。

根据塑件材料，该塑件平均收缩率为Scp=（1.0+2.5）%/2=0.0175

型腔径向尺寸φ80.2-0.30　φ70.2-0.40

Lm=（Ls+Ls.Scp-3/4Δ）0+δz

=（80.2+80.2*0.0175-3/4*0.3）0+0.1=81.3790+0.1

Lm=（Ls+Ls.Scp-3/4Δ）0+δz=71.1290+0.13

型腔径向尺寸φ63.850+0.05

Dm=（dm+dmScp+3/4Δ）0-δz=65.005-0.0170

型腔轴向尺寸40.1-0.20　4.23-0.460

Hm=（Hs+Hs.Scp%-2/3Δ）0+δ=40.6720+0.06

Hm=（Hs+Hs.Scp%-2/3Δ）0+δ=3.9940+0.15

型芯轴向尺寸36.90+0.2　2.810+0.38

hm=（hs+hs.Scp%+2/3Δ）0-δz=37.676-0.060

hm=（hs+hs.Scp%+2/3Δ）0-δz=3.109-0.130

根据塑件的形状特点，确定模具型腔的定模部分，模具型芯在动模部分。塑件成型开模后，塑件与型芯一起留在动模一侧。该塑件结构简单，含有很多圆形内孔，可用推板推出机构。推板推出塑件的运动方式与推杆推出的运动方式基本相同，只是增加推板，使模具的闭合高度加大，但结构可靠，推板推出机构动作均匀可靠，且在塑件上不留任何推出痕迹。

为满足模具在不同温度条件下的使用，可在适当的位置布置直径d为8mm的管道来调节温度，冷却水通过外部的塑料软管循环，调节冷却水的流速和温度，可在一定温度范围内调节冷却效果。

5　注射机有关参数的校核

由于XS—YZ—250型注射机所允许的模具最小厚度为200mm，最大厚度为350mm，如图4所示，本模具中闭合高都H=294mm，所以满足要求。该模具的最大外形尺寸为200mm*400mm，XS-ZY-250型注射机模板最大安装尺寸为589mm*520mm，故能够满足模具安装的要求。

XS-ZY-250型注射机的最大开模行程Smax=

500mm。为了使塑件成型后能够顺利脱模，确定该模具的开模行程S应满足下式要求：Smax>H1+H2+（5-10）mm其中H1-塑件所用的脱模距离，H2-塑件高度。

H1+H2+10=55+50+10=115mm。故该注射机的开模行程满足要求。

根据上述设计计算，综合应用Pro/E，AutoCAD设计的模具二维装配图如图4所示：

6　结语

综合应用Pro/E和AutoCAD进行设计，提高了设计精度和设计效率，模具采用推板推出顺利脱模，生产实践表明，模具结构合理，塑件质量符合要求。

参考文献：

[1]杨占尧.最新模具标准应用手册.北京：机械工业出版社.2011，4.

[2]张正修.模具产业的现状及发展对策[J].五金科技.2005，8.

[3]郭庆梁.模具设计.北京：中国轻工业出版社.2012，1.

作者简介：

王晓红（1967-），女，吉林人，无锡商业职业技术学院教师，高级工程师，研究方向：机械设计及制造。