欢迎来到【高训智造】原创专业课堂第191期，本期由苏瑜老师给大家带来模具注塑小课堂。

塑料上盖注塑模设计

苏瑜

摘要：  通过对注塑模几何形状的分析、研究，首先确定了塑件成型的材料，紧接着根据塑件的结构形状对分型面进行确定，通过对模具设计方案的论证，确定了型腔的布局、浇柱系统、冷却系统、镶件的设计、推出机构以及排气系统等。

关键词：塑料上盖，分型面，浇注、冷却系统，镶件设计

01

产品设计要求

（1）塑料制品名称：塑料上盖注塑模.

（2）塑料制品外观要求：无

（3）塑料原料：LCP

（4）收缩率：1.003%.

图1

图2

02

塑件成型工艺分析

2.1塑件结构分析

图1所示为产品塑件2D图，图二为产品的3D图。塑件的尺寸为3.5 X 3.5 X 1.45mm，该塑件表面没有特殊要求，一般情况下，外表面要求光洁，表面粗糙度Ra可以取0.8mm；没有特殊要求的塑件内表面粗糙度可取3.2um。

2.2塑件材料成型特性

LCP塑胶原料全称LIQUID CRYSTAL POLYMER，中文名称液晶聚合物。它是一种新型的高分子材料，在熔融态时一般呈现液晶性。这类材料具有优异的耐热性能和成型加工性能。聚合方法以熔融缩聚为主，全芳香族LCP多辅以固相缩聚以制得高分子量产品。非全芳香族LCP塑胶原料常采用一步或二步熔融聚合制取产品。连续熔融缩聚制取高分子量LCP的技术得到发展。拉伸强度和弯曲模量可超过发展起来的各种热塑性工程塑料。机械性能、尺寸稳定性、光学性能、电性能、耐化学药品性、阻燃性、加工性良好，耐热性好，热膨胀系数较低。

03

模具结构设计

3.1分型面选择

在选择分型面时，根据分型面考虑原则，考虑不影响外观质量，便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔的气体、分模后塑件留在动模一侧以便于取出塑件等因素，分型面应该在塑件轮廓的最大处，如图3所示。

图3

3.2浇注系统设计

为了满足生产需要及考虑到模具成本，模具设计采用一模八腔的结构，如图4所示。由于该产品为1/4圆形件，外形较为复杂且壁厚比较薄，为了使塑料能快速充满型腔，同时，浇口的位置和大小应该不影响塑件的外观质量为前提，也应该尽量使模具结构更简单。根据对塑件结构的分析，并结合已确定的分型面位置，采用点式浇口,进胶点直径为φ0.3mm，如图5所示。流道上端直径为φ3.5mm，下端直径为φ6mm，锥度为2.5°，分流道采用圆形，塑料热量与压力损失相对较小，分流道直径为φ5mm。浇口系统的设计如图6所示

图4

图5

图6

3.3冷却系统设计

冷却系统可以将熔融塑料固化成形过程中释放的大部分热量带走，能达到快速成形制品、均匀冷却、预防残余应力和不均匀收缩引起的翘曲变形、缩短成形周期的目的。在设计冷却水路时，应尽可能使冷却管道到各处型腔表面的距离相等，以确保冷却介质的冷却距离路线相等，降低入水口和出水口的温差。同时还要考虑加工工艺、密封等方面的问题。

该塑件采用大批量生产，应尽量缩短成型周期，提高生产效率，LCP为结晶型塑料，成型时需要充分、均匀冷却。因此，该模具的冷却采用水冷却进行循环冷却型腔，冷却水道布置的路径沿着塑件外观，如图7所示。

图7

3.4推出机构设计

考虑到塑件的特点和技术要求，防止塑件在顶出时变形或者损坏，因此在塑件圆周内对称设置圆顶针，同时可以保证塑件可靠的推出与平衡。顶杆采用直径为0.8mm和0.05mm俩种型号。推出机构设计如图8所示。

图8

3.5镶件的设计

在产品的设计过程中，一是强调经济型；二是考虑产品强度，需要布置加强筋。考虑到塑件加强筋较多，易造成塑件成型后脱模困难，模具不易冷却，产品成形缺陷多。因此在成型塑件的模具型腔结构采用镶拼结构，目的是为了加强冷却，同时也方便前期模具的加工，镶件分布线如图9所示，镶件设计如图10所示。

图9

图10

3.6排气系统设计

排气系统的作用是在注塑过程中，将模具型腔中的气体有序而顺利地排出型腔外，以免塑件产生气泡、疏松等缺陷,同时也能减少注射时受到的压力，有利产品的填充。排气系统如图11所示，在模芯和产品卡槽处开设排气槽，黄色面排气槽深度0.01mm，青色面排气槽深度0.2mm。

图11

3.7成型零件设计

为保证模具质量和产品的表面粗糙度，前模型芯、后模型芯、前后模镶件、滑块均选用S136淬火钢。模具成型零件的结构如图12所示。

前模由前模型芯和前模镶件镶拼而成，后模由后模型芯和多个后模镶件镶拼而成。

图12

3.8模具总装配图

基于UG软件Moldwizard模块，将设计好的型芯，型腔调整好坐标系，而后分别于定模板与动模板进行腔体计算，顶杆，复位杆与动模板，型腔布尔运算，并设计水却水道，完成好的2D组装图如图13所示，3D总装图如图14所示。

图13

图14