注射模設計實例

光明給我們經(jīng)驗，讀書給我們知識。

——奧斯特洛夫斯基2008.3.13目的與要求：重點和難點：1.要求掌握塑料模具設計程序理論運用于實踐2008.3.13§4.11塑料模設計程序一、原始資料分析1.明確塑件的設計要求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)場生產(chǎn)條件2008.3.13§4.11塑料模設計程序二、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塑料模設計程序三、模具設計的有關(guān)計算1.型芯和型腔工作尺寸的計算2.側(cè)壁厚度與底板厚度的計算3.斜導柱等側(cè)抽芯有關(guān)計算4.冷卻與加熱系統(tǒng)有關(guān)計算2008.3.13§4.11塑料模設計程序四、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)束要對初選設備做全面校核盡量選用標準組合結(jié)構(gòu)和標準件逐步完善和確定各零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有必要時局部修改原始設計方案和參數(shù)2008.3.13§4.11塑料模設計程序五、繪總裝圖和非標零件圖1.繪制塑件圖或工序圖標明尺寸、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、幾個視圖同時畫出?？傃b圖中的技術(shù)要求一般包括以下一些內(nèi)容：①對于模具某些系統(tǒng)的性能要求。例如對頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯結(jié)構(gòu)的裝配要求。②對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該尺寸的要求。2008.3.13§4.11塑料模設計程序五、繪總裝圖和非標零件圖3.繪制非標準零件圖

按國標進行，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，注意尺寸的基準標題欄與技術(shù)要求③模具使用，裝拆方法。④防氧化處理、模具編號、刻字、標記、油封、保管等要求。⑤有關(guān)試模及檢驗方面的要求。2008.3.13§4.11塑料模設計程序六、全面審核后投產(chǎn)制造全面審核時應特別注意：成型零件的結(jié)構(gòu)工藝性及與其它零件的配合關(guān)系各運動部件動作的協(xié)調(diào)性與穩(wěn)定性2008.3.13§4.11塑料模設計程序七、試模及修模模具加工完成以后，要進行試模試驗，看成型的制件質(zhì)量如何。發(fā)現(xiàn)缺陷以后，要根據(jù)實際情況進行排除錯誤性的修模。八、整理資料進行歸檔在設計期間所產(chǎn)生的技術(shù)資料，例如任務書、制件圖、技術(shù)說明書、模具總裝圖、模具零件圖、模具設計說明書、檢驗記錄表、試模修模記錄等，按規(guī)定加以系統(tǒng)整理、裝訂、編號進行歸檔。

2008.3.13§4.12塑料模設計及制造實例零件名稱：燈座設計要求生產(chǎn)批量：大批量未注公差取MT5級精度要求設計燈座模具2008.3.13一、塑件的工藝性分析§4.12塑料模設計及制造實例1．塑件的原材料分析

塑料品種結(jié)構(gòu)特點使用溫度化學穩(wěn)定性性能特點成型特點聚碳酸酯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（含水量不得超過0。2%），且吸水后會降解。力學性能很好，抗沖擊抗蠕變性能突出，但耐磨性較差。熔融溫度高（超過3300C才嚴重分解），但熔體粘度大；流動性差（溢邊值為0.06mm）；流動性對溫度變化敏感，冷卻速度快；成型收縮率??；易產(chǎn)生應力集中。2008.3.13一、塑件的工藝性分析§4.12塑料模設計及制造實例1．塑件的原材料分析

結(jié)論1．熔融溫度高且熔體粘度大，對于大于200g的塑件應用螺桿式注射機成型，噴嘴宜用敞開式延伸噴嘴，并加熱，嚴格控制模具溫度，一般在70～1200為宜，模具應用耐磨鋼，并淬火；2．水敏性強，加工前必須干燥處理，否則會出現(xiàn)銀絲、氣泡及強度顯著下降現(xiàn)象；3．易產(chǎn)生應力集中，嚴格控制成型條件，塑件成型后需退火處理，消除內(nèi)應力；塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金屬嵌件造成應力集中，脫模斜度宜取20。2008.3.13一、塑件的工藝性分析§4.12塑料模設計及制造實例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塑料模設計及制造實例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個高2.2，長11的內(nèi)凸臺。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、確定成型設備選擇與模塑工藝規(guī)程編制§4.12塑料模設計及制造實例1.計算塑件的體積和重量⑴計算塑件的體積：V=200172.30ｍｍ3（過程略）⑵計算塑件的重量：根據(jù)有關(guān)手冊查得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所需的壓力情況，參考模具設計手冊初選螺桿式注射機：XS—ZY—250。2008.3.13二、確定成型設備選擇與模塑工藝規(guī)程編制§4.12塑料模設計及制造實例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，試模時可根據(jù)實際情況作適當調(diào)整。聚碳酸脂預熱和干燥溫度t/0C110~120成型時間注射時間20~90時間τ/h8~12保壓時間0~5料筒溫度t/0C后段210~240冷卻時間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鼓風烘箱100~110注射壓力p/Ma80~130時間r/h8~12⑵填寫模塑成型工藝卡

2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設計§4.12塑料模設計及制造實例1.分型面的選擇在選擇分型面時，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)面抽芯機構(gòu)設在動模部分，模具結(jié)構(gòu)也較為簡單。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)設計§4.12塑料模設計及制造實例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)的設計⑴主流道設計根據(jù)手冊查得xs-zy-250型注射機噴嘴的有關(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)設計§4.12塑料模設計及制造實例3.澆注系統(tǒng)的設計⑵分流道的設計分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速率等因素有關(guān)。該塑件的體積比較大，但形狀不算太復雜，且壁厚均勻，可考慮采用多點進料方式，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)手冊得流道半徑R=5mm。2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設計§4.12塑料模設計及制造實例3.澆注系統(tǒng)的設計潛伏式澆口⑶澆口設計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以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提。同時，也應盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡單。

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)的復雜程度。2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設計§4.12塑料模設計及制造實例3.澆注系統(tǒng)的設計潛伏式澆口它是中心澆口的一種變異形式。采用幾股料進入型腔，縮短流程，去除澆口時較方便，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。但是模具需要設計成雙分型面，以便脫出澆注系統(tǒng)凝料，增加了模具結(jié)構(gòu)的復雜程度，但能保證塑件成型要求。

綜合對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澆口形式。2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設計§4.12塑料模設計及制造實例3.澆注系統(tǒng)的設計進料位置的確定根據(jù)塑件外觀質(zhì)量的要求以及型腔的安放方式，進料位置設計在塑件底部。

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￠170mm，且形狀復雜，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)設計2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設計§4.12塑料模設計及制造實例5.推件方式的選擇根據(jù)塑件的形狀特點，模具型腔在動模部分，開模后，塑件留在型腔。推出機構(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)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件頂部裝配后使用時并不影響外觀。從以上分析得出：該塑件采用推桿推出機構(gòu)。2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設計§4.12塑料模設計及制造實例6.側(cè)抽芯機構(gòu)設計2008.3.13三、注射模的結(jié)構(gòu)設計§4.12塑料模設計及制造實例7.標準模架的選擇本塑件采用點澆口注射成型，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、注射模設計的有關(guān)尺寸計算§4.12塑料模設計及制造實例1.成型零件尺寸計算查有關(guān)手冊得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。類別零件圖號模具零件名稱塑件尺寸計算公式型腔或型芯工作尺寸型腔的計算件25導滑板（型腔1）小端對應的型腔￠690-0.86Lm=（Ls+LsScp%-3/4Δ）0+eZ￠68.770+0.22￠700-0.86￠69.780+0.22內(nèi)凸對應的型芯￠1140+1.14lm=（ls+lsScp%+3/4Δ）0-eZ

￠115.540-0.29￠1210+1..28￠122.680-0.322008.3.13四、注射模設計的有關(guān)尺寸計算§4.12塑料模設計及制造實例2.確定抽芯機構(gòu)零件尺寸計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導滑板中導滑，導滑板的高度設計為85mm，斜滑塊在件25導滑板中能導滑的行程40mm（考慮限位螺釘?shù)陌惭b尺寸和推出行程）。S實際=tga×40=tg10×48=0.176×40=7.04mm>S抽

滿足抽芯距要求。抽芯距的計算S抽=h+(2～3)=（121-114）/2+2.5=6mm確定斜滑塊尺寸2008.3.13四、注射模設計的有關(guān)尺寸計算§4.12塑料模設計及制造實例3.注射模具零件設計繪制非標準零件的零件圖。2008.3.13五、注射機有關(guān)參數(shù)的校核§4.12塑料模設計及制造實例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)標準模架各模板尺寸及模具設計的其他零件尺寸：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+H導+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、注射機有關(guān)參數(shù)的校核§4.12塑料模設計及制造實例1.模具閉合高度的確定和校核所以，另選注射機XS-ZY-500，即可滿足模具安裝要求。2008.3.13五、注射機有關(guān)參數(shù)的校核§4.12塑料模設計及制造實例2.模具開模行程校核經(jīng)查資料型注射機XS-ZY-500的最大開模行程s=500mm,滿足下式計算所需的出件要求：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，不會過大增加開模式距離，注射機的開模行程足夠。經(jīng)驗證XS-ZY-500型注射機能滿足使用要求，故可以采用。2008.3.13六、注射模主要零件加