摩托車后尾燈罩注射模設(shè)計

1、 課 程 設(shè) 計 課程名稱 塑料模塑成型技術(shù) 題目名稱 尾燈罩注射模具設(shè)計 專業(yè)班級 材控 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2013年11月 6號一、零件分析11.1 零件工藝性分析11.2 注射成型分析1二、基本結(jié)構(gòu)和零部件設(shè)計22.1 分型面的選擇22.2 成型零件的設(shè)計22.2.1凹模設(shè)計及計算32.2.2 型芯設(shè)計及計算42.3 結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計52.4 加熱與冷卻裝置的設(shè)計5三、 注射模設(shè)計63.1 選取注射機63.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計73.2.1 主流道73.2.2 分流道83.2.3 澆口93.3 側(cè)向分型與抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計103.3.1側(cè)向分型抽芯機構(gòu)類型103.3.2抽芯距的確定103.3

2、.3斜導(dǎo)柱分型與抽芯結(jié)構(gòu)103.3.4斜導(dǎo)柱的確定123.3.5滑塊與導(dǎo)滑槽133.3.6楔緊塊的設(shè)計143.4 推出機構(gòu)的設(shè)計143.5選取模架14四、校核144.1校核鎖模力144.2校核注射壓力154.3校核模具閉合高度154.4校核開模行程15五、參考文獻15一、 零件分析1.1 零件工藝性分析零件圖如上分析如下：1、塑件有側(cè)孔，須采用側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)；2、塑件兩側(cè)有一定角度，方便脫模；3、壁厚均勻，容易注射成型；4、塑件表面要求較高，應(yīng)盡量使熔接痕不出現(xiàn)在外表面；5、塑件轉(zhuǎn)角有圓弧過渡，避免應(yīng)力集中，提高強度，利于充滿型腔，便于脫模。1.2 注射成型分析塑件材料為ABS，精度為MT5，要求

3、大批量生產(chǎn)ABS成形性較好，流動性較好，收縮率小。ABS塑料比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也較快，模塑周期短。但ABS吸水性大，成型前必須充分干燥，制品要求表面光潔，應(yīng)進行較長時間的干燥。參數(shù)收縮率s=0.407%，取S=0.006。精度為MT5，較低。大批量生產(chǎn)，因此模具設(shè)置一模兩腔。二、基本結(jié)構(gòu)和零部件設(shè)計2.1 分型面的選擇 方案一： 方案二： 單一分型面 兩個分型面，點澆口適用 結(jié)構(gòu)簡單方案三： 分型面投影面積大，鎖模力大，飛邊大，不采用基于分型面的選擇原則和總體方案考慮，本設(shè)計采用方案二。2.2 成型零件的設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型

4、芯、鑲件、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核。2.2.1凹模設(shè)計及計算凹模是成型零件外表面的主要零件，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式和組合式兩類。1、

5、整體式凹模 整體式凹模由整快材料加工而成。結(jié)構(gòu)簡單，成型的制品質(zhì)量較好。但消耗模具鋼多，對于形狀復(fù)雜的凹模，其機械加工工藝性較差。但隨著數(shù)控技術(shù)和電加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，采用整體式凹模將會越來越多2、組合式凹模 組合式凹模是指凹模由兩個以上零件組合而成，其改善了加工性，減少了熱處理變形，節(jié)約了模具鋼，但裝配調(diào)整較麻煩，有時制品表面可能存在拼塊的拼接線痕跡。因此適用于形狀復(fù)雜的塑件成型。由于本制品尺寸小，模具也將為中小型模具，形狀復(fù)雜程度一般，因此采用整體式凹模。如下圖：型腔尺寸計算：徑向尺寸：LM=式中 LM型腔的徑向基本尺寸；Ls塑件的徑向基本尺寸； S塑料的平均收縮率,取S=0.006；塑

6、件的公差；根據(jù)參考文獻【1】中表3-10選?。荒＞咧圃旃?，精度要求不高的塑件按1/3選取。根據(jù)塑件零件圖有：Ls1 =90， Ls2 =22，Ls3 =75, Ls4 =4則型腔徑向尺寸為：LM1=90（1+0.006）-1.0= LM2=22（1+0.006）-0.44=LM3 = LS3（1+S）-=75（1+0.006）-=LM4 = LS4（1+S）-=4（1+0.006）-= 深度尺寸：HM= HS（1+S）-式中 HM型腔的深度基本尺寸；HS塑件的深度基本尺寸。根據(jù)塑件零件圖有：HS1 =75， HS2 =20則型腔的深度尺寸為： HM1 = HS1（1+S）-=75（1+0.0

7、06）-=HM2 = HS2（1+S）-=20（1+0.006）-=2.2.2 型芯設(shè)計及計算型芯是成型塑件內(nèi)表面的零件。根據(jù)型芯所成型零件內(nèi)表面大小不同，通常又有型芯與成型桿之分。型芯一般指成型制品中較大的主要內(nèi)型的成型零件，又稱主型芯；成型桿一般是指成型制品上較小孔的成型零件，又稱小型芯。1、主型芯設(shè)計及計算型芯（主型芯）分為整體式和組合式兩類。整體式型芯型芯與模板為一整體，其結(jié)構(gòu)牢固，成型的制品質(zhì)量較好，但消耗貴重模具鋼多，不便加工，主要用于形狀簡單的型芯。組合式型芯的優(yōu)缺點與組合式凹模的基本相同，設(shè)計和制造這一類型芯時，必須注意提高拼塊的加工和熱處理工藝性，拼接必須牢靠嚴密。本設(shè)計所需

8、的主型芯結(jié)構(gòu)簡單，因此采用整體式型芯，使用螺釘連接主型芯與模板，結(jié)構(gòu)牢固。如右圖：主型芯尺寸計算：徑向尺寸：lM = ls (1+S)+式中 lM型芯的徑向基本尺寸； ls塑件的徑向基本尺寸；其余符號與型腔計算公式相同。根據(jù)塑件零件圖有：lS =2則型芯徑向尺寸為：lM = lS（1+S）+=2（1+0.006）+=2、側(cè)型芯設(shè)計及計算側(cè)型芯采用螺釘固定，如下圖：側(cè)型芯尺寸計算： 徑向尺寸公式同主型芯根據(jù)塑件零件圖有：lS1 =60，lS2 =4則側(cè)型芯徑向尺寸為：lM1 = lS1（1+S）+=60（1+0.006）+=lM2 = lS2（1+S）+=4（1+0.006）+= 高度尺寸：hM

9、= hS（1+S）+ 根據(jù)零件圖有：hS=26 則側(cè)型芯高度尺寸為：hM = hS（1+S）+=26（1+0.006）+=2.3 結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計1、導(dǎo)向裝置設(shè)計采用導(dǎo)柱導(dǎo)套定位，使用帶頭導(dǎo)柱，直導(dǎo)套。2、支承零件設(shè)計定模座板和動模座板：是動模和定模的基座，也是固定式塑料模具與成型設(shè)備連接的模板。定模扳和動模板：作用是固定型芯、凹模、導(dǎo)柱和導(dǎo)套等零件，所以也稱固定板。支承板：是墊在動模板背面的模板，作用是防止型芯、凹模、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等零件脫出，增強這些零件的穩(wěn)定性并承受型芯和凹模等傳遞來的成型壓力。墊塊：主要作用是使動模支承板與動模座板之間形成用于推出機構(gòu)運動的空間和調(diào)節(jié)模具總高度以適應(yīng)成型設(shè)備上

10、模具安裝空間對模具總高的要求。2.4 加熱與冷卻裝置的設(shè)計本制品材料為ABS，不需要加熱裝置，因此只設(shè)計冷卻裝置。冷卻裝置設(shè)計原則：冷卻回路數(shù)量應(yīng)盡量多，冷卻通道孔徑盡量大，冷卻通道布置應(yīng)合理，應(yīng)特別注意的是一般情況下型芯的散熱能力差，因而對型芯應(yīng)加強冷卻，并特別注意型芯冷卻回路的布置。型腔冷卻采用了循環(huán)式冷卻裝置，冷卻效果較好；型芯冷卻采用了隔板式冷卻裝置，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。三、 注射模設(shè)計3.1 選取注射機1、根據(jù)注射量塑件成形所需的注射總量應(yīng)該小于所選注射機的注射量。為了保證正常的注射成型，注射機的最大注射量應(yīng)稍大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道凝料）。通常注射機的實際注射量最好在注射機的

11、最大注射量的80%以內(nèi)。當注射機最大注射量以最大注射容積標定時，其應(yīng)滿足： KV0V=+V流 V0注射機最大注射容積（cm3） V制品的總體積（包括制品、流道凝料在內(nèi)）（cm3） 一個制品的體積（cm3） V流流道凝料的體積（cm3） n型腔數(shù)，n=2 K注射機最大注射量的利用系數(shù)，取K=0.8由ProE測量兩個塑件體積=87.91216 cm3，取V流=0.8=70.329728 cm3，所以V=+V流=158.24189 cm3，因此V料197.80233 cm32、根據(jù)鎖模力鎖模力又稱合模力，是指注射機的合模結(jié)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。當熔體充滿型腔時，注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力

12、總是力圖使模具沿分型面脹開，因此，注射機的鎖模力要大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影之和的乘積，即： F0F=p模*A分 F0注射機最大鎖模力 p模模內(nèi)平均壓力（型腔內(nèi)的熔體平均壓力），查參考文獻【1】表5-2，取34.3MPa A分制品、流道、澆口在分型面上的投影面積之和。 由計算可得塑件在分型面的投影面積為A=2*75*90=13500mm2，取流道凝料投影面積為0.8A=10800mm2，所以F034.3*（13500+10800）=833.49kN。綜上所述，選取型號為XS-ZY-250的注射機。3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則1. 適應(yīng)塑料的成型工藝特性2.

13、 有利于型腔內(nèi)的氣體排出3. 盡量減少塑料熔體的熱量損失與壓力損失4. 避免熔料直沖細小型芯或嵌件5. 便于修整，不影響塑件的外觀和質(zhì)量6. 減小塑料用量和模具尺寸7. 防止塑件翹曲變形3.2.1 主流道主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動距離。它與注射機噴嘴在同一軸線上，熔體在主流道中不改變流動方向。主流道是熔融塑料最先經(jīng)過的流道，所以它的大小直接影響熔體的流動速度和充模時間。本制品采用直澆注系統(tǒng)。如右圖，主流道為圓錐形，錐度為，依圖中公式，小端直徑d=4.5mm，主流道長度L60mm.，取L=30mm。由于主流道需要與高溫塑料和噴嘴頻繁接觸，設(shè)

14、置主流道襯套是很有必要的。尤其是當主流道需要穿過幾塊模板時更應(yīng)該設(shè)置主流道襯套，否則在模板接觸面可能開始溢料，致使主流道凝料難以取出。一般主流道襯套采用碳素工具鋼如T8A、T10A等，熱處理要求淬火5357HRC。主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具的對稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機噴嘴為同一軸心線。主流道襯套形式如下圖所示，（a）為主流道與定位圈設(shè)計成整體式，一般用于小型模具；（b）和（c）所示為將主流道襯套和定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上。在本設(shè)計中，為了安裝與拆卸方便，所以采用圖（b）的形式。(a) (b) (c)3.2.2 分流道 在多型腔或單型腔多澆口時應(yīng)設(shè)置分流道。分流道

15、是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段，因此要求所設(shè)計的分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小。為便于機械加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上。常用的分流道截面形狀一般可分為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等。1、分流道的截面形狀和尺寸分流道截面形狀及尺寸應(yīng)根據(jù)塑料制件的結(jié)構(gòu)（大小和壁厚）、所用塑料的工藝特性、成型工藝條件及分流道的長度等因素來確定。由理論分析可知，圓形截面的流道總是比任何其他形狀截

16、面的流道更可取，因為在相同截面積的情況下，其比表面積最小（流道表面積與體積之比值稱為比表面積），即它在熱的塑料熔體和溫度相對較低的模具之間提供的接觸面積最小，因此從流動性、傳熱性等方面考慮，圓形截面是分流道比較理想的形狀。圓形截面分流道因其要以分型面為界分成兩半進行加工才利于凝料脫出，但這種加工的工藝性不佳，且模具閉合后難以精確保證兩半圓對準，故生產(chǎn)實際中不常使用。而U形截面分流道容易加工，且塑料的熱量散失及流動阻力均不大，經(jīng)過多方面的考慮，在本設(shè)計里采用U形截面（即圖中的拋物線截面）的分流道。等效尺寸（使效率值均為0.25D時應(yīng)取的尺寸）：D=7mm。2、分流道的布置本模具采用一模兩腔，因此

17、分流道對向分布，分流道較長時應(yīng)設(shè)置冷料穴。分流道與澆口的過渡應(yīng)平滑，有利于熔體的流動和填充，否則會使料流產(chǎn)生紊流和渦流，從而使充模條件惡化。3.2.3 澆口澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。按澆口形狀可分為扇形澆口、環(huán)形澆口、盤形澆口、輪輻式澆口、薄片式澆口、點澆口，按澆口的特殊性又分為潛伏式澆口、護耳澆口等。1、澆口形狀：本制品要求表面光潔，因此采用點澆口，只會在制品表面留下很淺的痕跡。2、澆口位置：本模具采用一模兩腔，對向布置。方案一：澆口設(shè)置在制品上方正中間

18、，表面會留下痕跡，但流程短；方案二：澆口設(shè)置在制品下方，表面不留痕跡，但流程長。本制品屬于薄壁零件，且點澆口所留痕跡很小，不影響使用，因此采用方案一，將澆口設(shè)置在制品上方正中間。點澆口設(shè)置須是雙分型面，三板式。本設(shè)計還設(shè)計了自動拉斷點澆口裝置，如下圖，在定模型腔板內(nèi)鑲一托板。開模時，由定距分型機構(gòu)（彈簧）保證定模板與定模座板首先分型，拉料桿將主流道凝料從主流道襯套內(nèi)拉出。當開模一定距離后，限位螺釘帶動托板使主流道凝料與拉料桿脫離，同時拉斷點澆口，整個澆注系統(tǒng)凝料便自動落下。3.3 側(cè)向分型與抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計本制品側(cè)壁上帶有與開模方向不同的孔，阻礙制品成型后直接脫模，因此將成型側(cè)孔的成型零件做成活動

19、的側(cè)型芯，在制品脫模前抽出側(cè)型芯，再從模具中推出制品。因此設(shè)計側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。3.3.1側(cè)向分型抽芯機構(gòu)類型側(cè)向分型抽芯機構(gòu)可分為手動、機動、氣動或液壓型，本設(shè)計采用機動側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。機動側(cè)向分型抽芯機構(gòu)有斜導(dǎo)柱、斜滑塊、齒輪齒條，及其他形式的結(jié)構(gòu)。本制品底部不平齊，因此排除斜滑塊側(cè)向分型抽芯機構(gòu)；齒輪齒條側(cè)向分型抽芯機構(gòu)較復(fù)雜，因而不采用，本設(shè)計最終采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。3.3.2抽芯距的確定如上圖，抽芯距S抽=h+(23)mm=5mm3.3.3斜導(dǎo)柱分型與抽芯結(jié)構(gòu)有四種形式： 斜導(dǎo)柱在定模，滑塊在動模： 該形式必須避免復(fù)位時滑塊與推桿出現(xiàn)干涉。 斜導(dǎo)柱在動模，滑塊在定模： 該形

20、式特點是沒有推出機構(gòu)。 斜導(dǎo)柱、滑塊在動模： 該形式可以通過推出機構(gòu)或順序分型機構(gòu)來實現(xiàn)斜導(dǎo)柱與滑塊的相對運動。 斜導(dǎo)柱、滑塊在定模： 該形式必須使滑塊帶著側(cè)型芯先從制品中抽出，才不會損壞制品的側(cè)孔或凸臺。因此，應(yīng)使定模板與定模座板先分型。本設(shè)計采用第種形式，即斜導(dǎo)柱、滑塊都在定模。3.3.4斜導(dǎo)柱的確定 斜導(dǎo)柱斜角：L4=S抽/sin，H4=S抽sin當抽芯距（S抽）一定時，越小，斜導(dǎo)柱工作長度（L4）越長，完成抽芯所需的開模行程（H4）越大。生產(chǎn)中斜導(dǎo)柱斜角一般取15o20o，本設(shè)計取150。斜導(dǎo)柱截面形狀：常用為圓形和矩形，圓形截面加工方便，裝配容易，應(yīng)用較廣；矩形截面在相同截面積的條件

21、下，具有較大的抗彎截面系數(shù)，能承受較大彎矩，強度、剛度好，但加工與裝配較難，適用于抽拔力較大的場合。本設(shè)計采用圓形截面。斜導(dǎo)柱截面尺寸斜導(dǎo)柱截面尺寸取決于所受的彎矩：斜導(dǎo)柱材料的許用彎曲應(yīng)力，對于碳鋼，=127.2MPa彎曲力作用點（B）距斜導(dǎo)柱伸出部分根部（A）的距離本次設(shè)計，分型面在側(cè)型芯上方7mm處，因此=7/cos150=7.25mm，F(xiàn)彎經(jīng)計算得3163.96N，因此斜導(dǎo)柱截面直徑d=11.87mm，斜導(dǎo)柱為標準件，圓整后取d=12.5mm。斜導(dǎo)柱長度由上面可得=15，S抽=5mm，則D=16mm， ha=55mm，計算取整可得斜導(dǎo)柱長度L=80mm。3.3.5滑塊與導(dǎo)滑槽滑塊與側(cè)型

22、芯連接形式有整體式和組合式兩種： 整體式：滑塊與側(cè)型芯做成一體 組合式：滑塊與側(cè)型芯單獨制造并通過一定方式連接本設(shè)計采用組合式，使用通槽加銷釘固定側(cè)型芯。如右圖： 滑塊導(dǎo)滑形式為了確保側(cè)型芯可靠地抽出和復(fù)位，保證滑塊在移動過程中平穩(wěn)、無上下竄動和卡死現(xiàn)象，導(dǎo)塊和導(dǎo)滑槽必須很好地配合和導(dǎo)滑。本設(shè)計采用如圖所示的導(dǎo)滑形式。 滑塊定位裝置滑塊在完成抽芯動作后，必須可靠地留在要求的位置上，不能任意滑動，否則合模時導(dǎo)柱無法準確插入滑塊斜孔中。3.3.6楔緊塊的設(shè)計楔緊塊楔角必須大于斜導(dǎo)柱的斜角：= +（2030），保證在模具開模過程中,楔緊塊先松開，斜導(dǎo)柱才撥動滑塊抽芯動作。干涉現(xiàn)象：為了防止干涉現(xiàn)象損壞制品側(cè)孔，使用彈簧先復(fù)位機構(gòu)。3.4 推出機構(gòu)的設(shè)計脫出機構(gòu)設(shè)計原則1. 結(jié)構(gòu)可靠、運動自如2. 保證塑件外觀良好3. 保證塑件推出時不變形不損壞 脫模力作用位置靠近型芯 脫模力應(yīng)作用于塑件剛度及強度最大的部位 作用力面積盡可能大 一般而言：塑件收