注射模設(shè)計(jì)實(shí)例

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——奧斯特洛夫斯基2008.3.13目的與要求：重點(diǎn)和難點(diǎn)：1.要求掌握塑料模具設(shè)計(jì)程序理論運(yùn)用于實(shí)踐2008.3.13§4.11塑料模設(shè)計(jì)程序一、原始資料分析1.明確塑件的設(shè)計(jì)要求2.明確塑件的生產(chǎn)批量3.估算塑件的體積和重量4.分析塑件的成型工藝參數(shù)5.了解本公司的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件2008.3.13§4.11塑料模設(shè)計(jì)程序二、確定模具結(jié)構(gòu)方案1.確定型腔數(shù)量及布局形式2.選擇分型面3.確定澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)4.選擇推出方式5.確定側(cè)凹部分的處理方式6.模具加熱與冷卻方式7.確定成型零件的結(jié)構(gòu)形式2008.3.13§4.11塑料模設(shè)計(jì)程序三、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算1.型芯和型腔工作尺寸的計(jì)算2.側(cè)壁厚度與底板厚度的計(jì)算3.斜導(dǎo)柱等側(cè)抽芯有關(guān)計(jì)算4.冷卻與加熱系統(tǒng)有關(guān)計(jì)算2008.3.13§4.11塑料模設(shè)計(jì)程序四、繪制模具結(jié)構(gòu)草圖模具結(jié)構(gòu)方案和有關(guān)尺寸確定后繪制模具結(jié)構(gòu)草圖草圖結(jié)束要對(duì)初選設(shè)備做全面校核盡量選用標(biāo)準(zhǔn)組合結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)件逐步完善和確定各零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有必要時(shí)局部修改原始設(shè)計(jì)方案和參數(shù)2008.3.13§4.11塑料模設(shè)計(jì)程序五、繪總裝圖和非標(biāo)零件圖1.繪制塑件圖或工序圖標(biāo)明尺寸、名稱、材料、收縮率、特殊要求等2.繪制總圖盡量以1：1繪制、從型腔開始繪制、幾個(gè)視圖同時(shí)畫出?？傃b圖中的技術(shù)要求一般包括以下一些內(nèi)容：①對(duì)于模具某些系統(tǒng)的性能要求。例如對(duì)頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯結(jié)構(gòu)的裝配要求。②對(duì)模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面間的貼合間隙應(yīng)不大于0.05mm；模具上、下面的平行度要求；并指出由裝配決定的尺寸和對(duì)該尺寸的要求。2008.3.13§4.11塑料模設(shè)計(jì)程序五、繪總裝圖和非標(biāo)零件圖3.繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖

按國標(biāo)進(jìn)行，零件圖的擺放方位與裝配圖一致尺寸、公差、粗糙度要合理齊全，注意尺寸的基準(zhǔn)標(biāo)題欄與技術(shù)要求③模具使用，裝拆方法。④防氧化處理、模具編號(hào)、刻字、標(biāo)記、油封、保管等要求。⑤有關(guān)試模及檢驗(yàn)方面的要求。2008.3.13§4.11塑料模設(shè)計(jì)程序六、全面審核后投產(chǎn)制造全面審核時(shí)應(yīng)特別注意：成型零件的結(jié)構(gòu)工藝性及與其它零件的配合關(guān)系各運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)作的協(xié)調(diào)性與穩(wěn)定性2008.3.13§4.11塑料模設(shè)計(jì)程序七、試模及修模模具加工完成以后，要進(jìn)行試模試驗(yàn)，看成型的制件質(zhì)量如何。發(fā)現(xiàn)缺陷以后，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行排除錯(cuò)誤性的修模。八、整理資料進(jìn)行歸檔在設(shè)計(jì)期間所產(chǎn)生的技術(shù)資料，例如任務(wù)書、制件圖、技術(shù)說明書、模具總裝圖、模具零件圖、模具設(shè)計(jì)說明書、檢驗(yàn)記錄表、試模修模記錄等，按規(guī)定加以系統(tǒng)整理、裝訂、編號(hào)進(jìn)行歸檔。

2008.3.13§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例零件名稱：燈座設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)批量：大批量未注公差取MT5級(jí)精度要求設(shè)計(jì)燈座模具2008.3.13一、塑件的工藝性分析§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例1．塑件的原材料分析

塑料品種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使用溫度化學(xué)穩(wěn)定性性能特點(diǎn)成型特點(diǎn)聚碳酸酯PC線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型材料，透明。小于130℃，耐寒性好，脆化溫度-100℃。有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，不耐堿、酮、酯等。透光率較高，介電性能好，吸水性小，但水敏性強(qiáng)（含水量不得超過0。2%），且吸水后會(huì)降解。力學(xué)性能很好，抗沖擊抗蠕變性能突出，但耐磨性較差。熔融溫度高（超過3300C才嚴(yán)重分解），但熔體粘度大；流動(dòng)性差（溢邊值為0.06mm）；流動(dòng)性對(duì)溫度變化敏感，冷卻速度快；成型收縮率??；易產(chǎn)生應(yīng)力集中。2008.3.13一、塑件的工藝性分析§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例1．塑件的原材料分析

結(jié)論1．熔融溫度高且熔體粘度大，對(duì)于大于200g的塑件應(yīng)用螺桿式注射機(jī)成型，噴嘴宜用敞開式延伸噴嘴，并加熱，嚴(yán)格控制模具溫度，一般在70～1200為宜，模具應(yīng)用耐磨鋼，并淬火；2．水敏性強(qiáng)，加工前必須干燥處理，否則會(huì)出現(xiàn)銀絲、氣泡及強(qiáng)度顯著下降現(xiàn)象；3．易產(chǎn)生應(yīng)力集中，嚴(yán)格控制成型條件，塑件成型后需退火處理，消除內(nèi)應(yīng)力；塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金屬嵌件造成應(yīng)力集中，脫模斜度宜取20。2008.3.13一、塑件的工藝性分析§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例2．塑件的尺寸精度分析該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按MT5查取公差，其主要尺寸公差標(biāo)注如下（單位均為mm）：塑件外形尺寸：￠690-0.86、￠700-0.86﹑￠1270-1.28﹑￠1290-1.28、￠1700-1.6、R50-0.24﹑￠1370-1.28﹑30-0.2、80-0.28﹑1330-1.28；內(nèi)形尺寸：￠630+0.74、￠640+0.74、￠1140+01.14、￠1210+1.28、R20+0.2、600+0.74、320+0.56、300+0.50、80+0.28；￠1230+1..28、￠1310+1..28、￠1640+1.6、孔尺寸：￠100+0。32﹑￠120+0。32、￠1370+1.28﹑￠1640+1.6﹑￠4.50+0.24﹑￠2.0+0.2、￠50+0.24；孔心距尺寸：34±0.28﹑￠96±0.50﹑￠150±0.27。2008.3.13一、塑件的工藝性分析§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例3.塑件表面質(zhì)量分析該塑件要求外形美觀，色澤鮮艷，外表面沒有斑點(diǎn)及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4μm。而塑件內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求。4.塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

⑴從圖紙上分析，該塑件的外形為回轉(zhuǎn)體，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。⑵塑件型腔較大，有尺寸不等的孔，如Ф12、4-Ф10、4-Ф4.5、4-Ф5它們均符合最小孔徑要求。⑶在塑件內(nèi)壁有4個(gè)高2.2，長11的內(nèi)凸臺(tái)。因此，塑件不易取出。需要考慮側(cè)抽裝置。結(jié)論：綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。

2008.3.13二、確定成型設(shè)備選擇與模塑工藝規(guī)程編制§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例1.計(jì)算塑件的體積和重量⑴計(jì)算塑件的體積：V=200172.30ｍｍ3（過程略）⑵計(jì)算塑件的重量：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)查得ρ=1.2Kｇ·ｄｍ3所以，塑件的重量為：W=ρV＝200172.30×1.2×10-3＝240.20ｇ根據(jù)塑件形狀及尺寸采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮外形尺寸及注射時(shí)所需的壓力情況，參考模具設(shè)計(jì)手冊(cè)初選螺桿式注射機(jī)：XS—ZY—250。2008.3.13二、確定成型設(shè)備選擇與模塑工藝規(guī)程編制§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例2.確定成型工藝參數(shù)⑴塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定查附表9得出工藝參數(shù)見下表，試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。聚碳酸脂預(yù)熱和干燥溫度t/0C110~120成型時(shí)間注射時(shí)間20~90時(shí)間τ/h8~12保壓時(shí)間0~5料筒溫度t/0C后段210~240冷卻時(shí)間20~90中段230~280總周期40~190前段240~285螺桿轉(zhuǎn)速n/(r·min-1)28噴嘴溫度t/0C

240~250后處理方法紅外線燈模具溫度t/0C70（90）~120溫度t/0C鼓風(fēng)烘箱100~110注射壓力p/Ma80~130時(shí)間r/h8~12⑵填寫模塑成型工藝卡

2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例1.分型面的選擇在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量以及成型后能順利取出塑件，有兩種分型面的選擇方案。

采用這種方案，側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模部分，模具結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單。所以，選塑件大端底平面作為分型面較為合適。圖a小端為分型面圖b大端為分型面2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例2.型腔數(shù)目的確定及型腔的排列由于該塑件采用的是一模一件成型，所以，型腔布置在模具的中間。這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)⑴主流道設(shè)計(jì)根據(jù)手冊(cè)查得xs-zy-250型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴球面半徑R0=18mm噴嘴孔直徑：d0=φ4mm根據(jù)模具主流與噴嘴的關(guān)系：R=R0+(1～2)mmd=d0+0.5mm2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)⑵分流道的設(shè)計(jì)分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率等因素有關(guān)。該塑件的體積比較大，但形狀不算太復(fù)雜，且壁厚均勻，可考慮采用多點(diǎn)進(jìn)料方式，縮短分流道長度，有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證。本例從便于加工的方面考慮，采用截面形狀為半圓形的分流道。查有關(guān)手冊(cè)得流道半徑R=5mm。2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)潛伏式澆口⑶澆口設(shè)計(jì)澆口形式的選擇由于該塑件外觀質(zhì)量要求較高，澆口的位置和大小應(yīng)以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提。同時(shí)，也應(yīng)盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。

澆口位置在塑件內(nèi)表面，不影響其外觀質(zhì)量。但采用這種澆口形式增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)潛伏式澆口它是中心澆口的一種變異形式。采用幾股料進(jìn)入型腔，縮短流程，去除澆口時(shí)較方便，但有澆口痕跡。模具結(jié)構(gòu)較潛伏式澆口的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

潛伏式澆口又稱針澆口或菱形澆口。采用這種澆口，可獲得外觀清晰，表面光澤的塑件。但是模具需要設(shè)計(jì)成雙分型面，以便脫出澆注系統(tǒng)凝料，增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，但能保證塑件成型要求。

綜合對(duì)塑料成型性能和澆口的分析比較，確定成型該塑件的模具采用點(diǎn)澆口形式。2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)料位置的確定根據(jù)塑件外觀質(zhì)量的要求以及型腔的安放方式，進(jìn)料位置設(shè)計(jì)在塑件底部。

型芯型腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu)。由于該塑件尺寸較大，最大達(dá)￠170mm，且形狀復(fù)雜，有錐面過渡。若采用整體式型腔，加工和熱處理都較困難。所以，采用拼塊組合式，型腔的底部大面積鑲拼結(jié)構(gòu)?？紤]模具溫度調(diào)節(jié)，型芯采用整體式結(jié)構(gòu)。

4.型芯型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例5.推件方式的選擇根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)，模具型腔在動(dòng)模部分，開模后，塑件留在型腔。推出機(jī)構(gòu)可采用推塊推出或推桿推出。推塊推出結(jié)構(gòu)可靠，頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量，但塑件上有圓弧過渡，推塊制造困難；推桿推出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時(shí)會(huì)在塑件上留下頂出痕跡，但塑件頂部裝配后使用時(shí)并不影響外觀。從以上分析得出：該塑件采用推桿推出機(jī)構(gòu)。2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例6.側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例7.標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇本塑件采用點(diǎn)澆口注射成型，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，選擇A4型模架。繪制模具總裝圖如下：2008.3.13四、注射模設(shè)計(jì)的有關(guān)尺寸計(jì)算§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例1.成型零件尺寸計(jì)算查有關(guān)手冊(cè)得PC的收縮率為Ｑ=0.5％～0.7％，故平均收縮率為：Scp=（0.5+0.7）％／2=0.6％=0.006，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取Z=Δ／3。已知條件：平均收縮率SCP=0.006mm；模具的制造公差取Z=Δ／3。類別零件圖號(hào)模具零件名稱塑件尺寸計(jì)算公式型腔或型芯工作尺寸型腔的計(jì)算件25導(dǎo)滑板（型腔1）小端對(duì)應(yīng)的型腔￠690-0.86Lm=（Ls+LsScp%-3/4Δ）0+eZ￠68.770+0.22￠700-0.86￠69.780+0.22內(nèi)凸對(duì)應(yīng)的型芯￠1140+1.14lm=（ls+lsScp%+3/4Δ）0-eZ

￠115.540-0.29￠1210+1..28￠122.680-0.322008.3.13四、注射模設(shè)計(jì)的有關(guān)尺寸計(jì)算§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例2.確定抽芯機(jī)構(gòu)零件尺寸計(jì)算滑塊傾角的確定本例抽芯距較小，選擇α=10°。斜滑塊在件25導(dǎo)滑板中導(dǎo)滑，導(dǎo)滑板的高度設(shè)計(jì)為85mm，斜滑塊在件25導(dǎo)滑板中能導(dǎo)滑的行程40mm（考慮限位螺釘?shù)陌惭b尺寸和推出行程）。S實(shí)際=tga×40=tg10×48=0.176×40=7.04mm>S抽

滿足抽芯距要求。抽芯距的計(jì)算S抽=h+(2～3)=（121-114）/2+2.5=6mm確定斜滑塊尺寸2008.3.13四、注射模設(shè)計(jì)的有關(guān)尺寸計(jì)算§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例3.注射模具零件設(shè)計(jì)繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖。2008.3.13五、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例1.模具閉合高度的確定和校核⑴模具閉合高度的確定根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架各模板尺寸及模具設(shè)計(jì)的其他零件尺寸：定模座板H定=45mm，壓板H壓=25mm，型芯固定板H固=25mm，型腔板H型=93mm,凹模鑲塊H凹=65mm,墊板H墊=35mm，模腳H模=85mm模具閉合高度：H閉=H足+H動(dòng)+H導(dǎo)+H型+H固+H流+H定

=85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm=373mm2008.3.13⑵模具安裝部分的校核該模具的外形尺寸為365mm×315mm，XS-ZY-250型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為598×520，故能滿足模具安裝要求。

XS-ZY-250型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為Hmin=165mm，最大厚度Hmax=350mm即模具不滿足Hmin≤H≤Hmax的安裝條件。五、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例1.模具閉合高度的確定和校核所以，另選注射機(jī)XS-ZY-500，即可滿足模具安裝要求。2008.3.13五、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核§4.12塑料模設(shè)計(jì)及制造實(shí)例2.模具開模行程校核經(jīng)查資料型注射機(jī)XS-ZY-500的最大開模行程s=500mm,滿足下式計(jì)算所需的出件要求：s>=H1+H2+a+(5～10)mm=40+133+95+7=275mm

此外，由于側(cè)分型抽芯距較短，不會(huì)過大增加開模式距離，注射機(jī)的開模行程足夠。經(jīng)驗(yàn)證XS-ZY-500型注射機(jī)能滿足使用要求，故可以采用。2008.3.13六、注射模主要零件加