衣架頭注塑模的設計
摘要：在現代生產中，模具是大批量生產各種產品和日用生活品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型。以衣架頭模具的設計爲例，介紹了注塑模具的設計方法和流程。首先根據塑件材料及工藝特性對零件進行塑件分析，然後選擇注塑機，接着確定成形方案：總體結構設計、分型面設計、澆注系統設計、脫模機構設計、冷卻系統設計等。
關鍵詞：衣架頭；注塑模；設計
1引言
在現代生產中，模具是大批量生產各種產品和日用生活品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型。由於模具成型具有優質、高產、省料和成本低等特點，現已在國民經濟各個部門，特別是汽車、拖拉機、航天航空、儀器儀表、機械製造、家用電器、石油化工、輕工日用品等部門得到極其廣泛的應用。模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，模具生產的最終產品的價值往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍，因此模具工業是國民經濟的基礎工業，模具的生產技術水平的高低，已成爲衡量一個國家產品製造業水平高低的重要標誌。由於塑料模具工業快速發展及上述各方面差距的存在，因此我國今後塑料模具的發展必將大於模具工業總體發展速度。塑料模具生產企業在向着規模化和現代化發展的同時，“小而專”、“小而精” 仍舊是一個必然的發展趨勢。從技術上來說，爲了滿足用戶對模具製造的“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求。
本課題是《衣架頭注塑模的設計》。通過對塑件材料、質量、體積的分析與計算，合理選用注塑機，並對各個參數進行了校覈，設計出一副合理，經濟，適
用的塑料注塑模具。
2塑件分析
2.1塑件的結構
塑件衣架頭的結構如圖1所示。
圖1塑件衣架頭的結構
2.2塑件材料的選擇
本設計選用ABS塑料成型，ABS是一種具有良好綜合性能的工程材料，它具有苯聚乙烯的良好成型性，聚丁二烯的韌性，聚丙烯晴的化學穩定性和表面硬度，其抗拉強度可達35～50Mpa，ABS粘度適中，流動性好。它的另一個優點是耐氣候性，其製品的使用溫度範圍40℃～100℃。ABS的線膨脹係數小，製品具有良好的尺寸穩定性，且抗蠕變性好；拉伸強度、衝擊強度、硬度值都較高；能耐水、無機酸、鹼等.由於ABS中B組分的存在，耐候性差，易發生光氧化老化和熱氧化老化，爲了提高耐候性，可加入抗氧化劑和光穩定劑。綜上所述，由於ABS具有良好的耐酸鹼性、較強力學性能、使用溫度範圍較寬，相比之下ABS更加適合做衣架的成型材料。
2.3塑料的結構工藝性分析
2.3.1塑料的結構工藝性
（1）塑件公差等級選用與塑料品種有關：模具塑件尺寸公差的代號爲MT，公差等級分爲7級,每一級可分爲A、B兩部分，其中A爲不受模具活動影響尺寸的公差，B爲受模具活動影響尺寸的公差。塑件尺寸精度確定應合理選擇，儘可能選用低精度等級。常用材料模塑件公差等級選用。材料爲ABS時，選取一般精度等級爲MT3，未注公差尺寸公差等級爲MT5。
（2）塑件表面粗糙度，主要取決於模具成型零件的表面粗糙度。一般模具表面粗糙度要比塑件的低1~2級，塑料製件表面粗糙度Ra值一般爲3.2~0.2μm，在模具使用中，由於型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，應給以拋光復原。透明製件要求型腔和型芯表面粗糙度相同；而不透明製件則根據使用情況而定，非配合表面和隱藏面可取較大表面粗糙度值,除有特殊要求外，一般型腔表面粗糙度要低於型芯表面粗糙度。ABS塑料表面粗糙度取值範圍爲0.025μm～1.6μm。在本設計中表面粗糙度採用1.6μm。
2.3.2工藝參數
乾燥處理：吸溼性強，必須充分乾燥，表面要求光澤的塑件須經長時間預熱乾燥。
模具溫度：60~68 ℃
噴嘴溫度：180~190 ℃
中段溫度：210~230 ℃
後段溫度：180~200 ℃
注射壓力：70~90 MPa
塑化形式：螺桿式
噴嘴形式：直通式
注射時間：3~5s
保壓時間：15~30s
冷卻時間：15~30s
成型週期：40~70s
2.4脫模斜度的確定
塑件高度在25mm以下時可不考慮脫模斜度。本產品的架身有個側抽芯機構，必須考慮下脫模的斜度，取脫模斜度爲0.5°。架頭不採用側抽芯機構，採取碰穿的形式，所以必須採用脫模斜度，也同樣取0.5°。其他的因爲製品截面比較簡單，而且高度小於25mm，所以不考慮脫模斜度。
3注塑機的選用
採用一模四腔，總體積是7.993×103mm3 ×4=31.972㎝3 要求注射成型時的總注射量應是注射機最大注射量的80%以下，由《模具設計與製造》的參考數據得Gmax= G/0.8=31.972 /0.8=39.965 mm3
衣架頭注塑機的選用如表1。
表1 衣架頭注射機的主要參數爲XS-ZY-125
注射機型號 XS-ZY-125
理論容量/ cm^3 200
螺桿直徑/ mm 55
注射壓力/ MPa 109
移模行程/ mm 740
鎖模力/ KN 2540
最大注射面積/ cm^2 645
模具最大厚度/ mm 406
模具最小厚度/ mm 165
模板最大距離mm 260
模板行程mm 666
噴嘴圓弧半徑mm 18
噴嘴孔徑mm 4
噴嘴移動距離mm 310
其他 總力280KN開模力8T，頂杆最大距離190mm
4模具結構設計
4.1分型面的選擇
分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵。它是決定模具結構形式的一個重要因素，它與模具的整體結構、澆注系統的設計、塑件的脫模和模具的製造工藝有關。
（1）分型面應先在塑件外形的最大輪廓處
（2）分型面的選擇應有利於塑件的順利脫模
（3）分型面的選擇應保證塑件的尺寸精度和表面質量
（4）分型面的選擇應有利於模具的加工
（5）分型面的選擇要有利於排氣
4.2衣架頭的型腔分佈
塑件的成型位置：衣架頭採用一模四腔模具，採用塑件在動模中和定模中都有的分佈。