衣架头注塑模的设计
摘要：在现代生产中，模具是大批量生产各种产品和日用生活品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原料成型。以衣架头模具的设计为例，介绍了注塑模具的设计方法和流程。首先根据塑件材料及工艺特性对零件进行塑件分析，然后选择注塑机，接着确定成形方案：总体结构设计、分型面设计、浇注系统设计、脱模机构设计、冷却系统设计等。
关键词：衣架头；注塑模；设计
1引言
在现代生产中，模具是大批量生产各种产品和日用生活品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原料成型。由于模具成型具有优质、高产、省料和成本低等特点，现已在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航天航空、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等部门得到极其广泛的应用。模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，模具生产的最终产品的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍，因此模具工业是国民经济的基础工业，模具的生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。由于塑料模具工业快速发展及上述各方面差距的存在，因此我国今后塑料模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时，“小而专”、“小而精” 仍旧是一个必然的发展趋势。从技术上来说，为了满足用户对模具制造的“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求。
本课题是《衣架头注塑模的设计》。通过对塑件材料、质量、体积的分析与计算，合理选用注塑机，并对各个参数进行了校核，设计出一副合理，经济，适
用的塑料注塑模具。
2塑件分析
2.1塑件的结构
塑件衣架头的结构如图1所示。
图1塑件衣架头的结构
2.2塑件材料的选择
本设计选用ABS塑料成型，ABS是一种具有良好综合性能的工程材料，它具有苯聚乙烯的良好成型性，聚丁二烯的韧性，聚丙烯晴的化学稳定性和表面硬度，其抗拉强度可达35～50Mpa，ABS粘度适中，流动性好。它的另一个优点是耐气候性，其制品的使用温度范围40℃～100℃。ABS的线膨胀系数小，制品具有良好的尺寸稳定性，且抗蠕变性好；拉伸强度、冲击强度、硬度值都较高；能耐水、无机酸、碱等.由于ABS中B组分的存在，耐候性差，易发生光氧化老化和热氧化老化，为了提高耐候性，可加入抗氧化剂和光稳定剂。综上所述，由于ABS具有良好的耐酸碱性、较强力学性能、使用温度范围较宽，相比之下ABS更加适合做衣架的成型材料。
2.3塑料的结构工艺性分析
2.3.1塑料的结构工艺性
（1）塑件公差等级选用与塑料品种有关：模具塑件尺寸公差的代号为MT，公差等级分为7级,每一级可分为A、B两部分，其中A为不受模具活动影响尺寸的公差，B为受模具活动影响尺寸的公差。塑件尺寸精度确定应合理选择，尽可能选用低精度等级。常用材料模塑件公差等级选用。材料为ABS时，选取一般精度等级为MT3，未注公差尺寸公差等级为MT5。
（2）塑件表面粗糙度，主要取决于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级，塑料制件表面粗糙度Ra值一般为3.2~0.2μm，在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度不断加大，应给以抛光复原。透明制件要求型腔和型芯表面粗糙度相同；而不透明制件则根据使用情况而定，非配合表面和隐藏面可取较大表面粗糙度值,除有特殊要求外，一般型腔表面粗糙度要低于型芯表面粗糙度。ABS塑料表面粗糙度取值范围为0.025μm～1.6μm。在本设计中表面粗糙度采用1.6μm。
2.3.2工艺参数
干燥处理：吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须经长时间预热干燥。
模具温度：60~68 ℃
喷嘴温度：180~190 ℃
中段温度：210~230 ℃
后段温度：180~200 ℃
注射压力：70~90 MPa
塑化形式：螺杆式
喷嘴形式：直通式
注射时间：3~5s
保压时间：15~30s
冷却时间：15~30s
成型周期：40~70s
2.4脱模斜度的确定
塑件高度在25mm以下时可不考虑脱模斜度。本产品的架身有个侧抽芯机构，必须考虑下脱模的斜度，取脱模斜度为0.5°。架头不采用侧抽芯机构，采取碰穿的形式，所以必须采用脱模斜度，也同样取0.5°。其他的因为制品截面比较简单，而且高度小于25mm，所以不考虑脱模斜度。
3注塑机的选用
采用一模四腔，总体积是7.993×103mm3 ×4=31.972㎝3 要求注射成型时的总注射量应是注射机最大注射量的80%以下，由《模具设计与制造》的参考数据得Gmax= G/0.8=31.972 /0.8=39.965 mm3
衣架头注塑机的选用如表1。
表1 衣架头注射机的主要参数为XS-ZY-125
注射机型号 XS-ZY-125
理论容量/ cm^3 200
螺杆直径/ mm 55
注射压力/ MPa 109
移模行程/ mm 740
锁模力/ KN 2540
最大注射面积/ cm^2 645
模具最大厚度/ mm 406
模具最小厚度/ mm 165
模板最大距离mm 260
模板行程mm 666
喷嘴圆弧半径mm 18
喷嘴孔径mm 4
喷嘴移动距离mm 310
其他 总力280KN开模力8T，顶杆最大距离190mm
4模具结构设计
4.1分型面的选择
分型面的选择是注射模设计中的一个关键。它是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺有关。
（1）分型面应先在塑件外形的最大轮廓处
（2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模
（3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量
（4）分型面的选择应有利于模具的加工
（5）分型面的选择要有利于排气
4.2衣架头的型腔分布
塑件的成型位置：衣架头采用一模四腔模具，采用塑件在动模中和定模中都有的分布。