燈座注射模設(shè)計(jì)

燈座注射模設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：葉揚(yáng)學(xué)號(hào)：25專(zhuān)業(yè)班級(jí)：材料103班分析這種材料的性能要求、原料的選擇、注射成型工藝、注射成型設(shè)備、注射成型模具、工藝特性等問(wèn)題。該模具利用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)及定模推出機(jī)構(gòu)解決了帶側(cè)向凸起的塑件的脫模問(wèn)題,模具結(jié)構(gòu)緊湊,推出可靠,安裝操作方便,成型塑件質(zhì)量好,生產(chǎn)效率高。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：根據(jù)制品要求，正確選定注射機(jī)型號(hào)，確定合理的模具設(shè)計(jì)總體方案，正確完成模具機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，使用Pro\E繪出模具總裝配圖及主要零部件圖并生成工程圖。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），屬于熱塑性料線(xiàn)型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型材料，透明小于130°C,耐寒性好，脆化溫度為-100°C有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，耐堿，酯，酮等．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(guò)0.2％），且吸水后會(huì)降解化學(xué)性能很好，沖擊抗蠕變性能突出，但耐磨性較差熔融溫度高（但超過(guò)330°C才嚴(yán)重分解），但熔體黏度大流動(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；成型收縮率小；易產(chǎn)生應(yīng)力集中結(jié)論①熔融溫度高且熔體黏度大，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(kāi)式延伸噴嘴，并加熱，嚴(yán)格控制模具溫度，一般在70～120為宜，模具應(yīng)用耐磨鋼，并淬火②水敏性強(qiáng)，加工前必須燥處理，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2°塑件外形尺寸：Ф690-0.86、Ф1270-1.28、Ф700-0.86、Ф1700-1.6、R50-0.24、Ф1370-1.28、30-0.2、80-0.28、1330-1.28。內(nèi)形尺寸：Ф64+0.740、Ф63+0.470、Ф114+1.140、Ф121+1.280、R2+0.20、60+0.740、32+0.560、30+0.500、8+0.280Ф123+1.280、Ф164+1.60、Ф131+1.280。孔尺寸：Ф10+0.320、Ф12+0.320、Ф137+1.280、Ф164+1.60、Ф4.5+0.240、Ф2+0.20、Ф5+0.240?？仔木喑叽纾?4+0.28-0.28、96+0.05-0.05、150+0.57-0.57。塑件的尺寸精度分析

該塑件尺寸精度無(wú)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）塑件表面質(zhì)量分析

該塑件要求外形美觀(guān)，色澤鮮艷，外表面沒(méi)有斑點(diǎn)及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4um。而塑件內(nèi)部沒(méi)有較高的表面粗糙度要求。塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析①?gòu)膱D紙上分析，塑件的外形為回轉(zhuǎn)體。壁厚均勻，且符合最小壁要求。②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。③在塑件內(nèi)壁有4個(gè)高2.2，長(zhǎng)11的內(nèi)凸臺(tái)。因此，塑件不易取出。需要考慮側(cè)抽裝置。綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。所以，塑件的質(zhì)量為

W=ρV=2001272.30×1.2×10?3=240.12g根據(jù)塑件的形狀及采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮外形尺寸、對(duì)塑件原材料的分析及注射時(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（經(jīng)第2.6節(jié)（2）注射參數(shù)校核，ＸＳ－ＺＹ－250不能滿(mǎn)足閉合高度要求，故選ＸＳ－ＺＹ－500)。（1）計(jì)算塑件的體積

V＝200172.30mm3(過(guò)程略）（2）計(jì)算塑件的質(zhì)量計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選擇注射機(jī)及確定模具型腔數(shù)。根據(jù)有關(guān)手冊(cè)查得ρ=1.2kg/dm3確定成型設(shè)備選擇與模塑工藝規(guī)程編制確定成型設(shè)備選擇與模塑工藝規(guī)程編制（３）塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定

聚碳酸酯注射成型工藝參數(shù)見(jiàn)下表，試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)整。工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格預(yù)熱和干燥溫度t：110～120℃成型時(shí)間/s注射時(shí)間20～90時(shí)間：8～12h保壓時(shí)間0～5料筒溫度t/℃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/℃240～250后處理方法紅外線(xiàn)燈模具溫度t/℃70（90）~120溫度t/℃鼓風(fēng)烘箱100~110注射壓力p/MPa80～120時(shí)間τ/h8~12注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，型芯，型腔結(jié)構(gòu)的確定，推件方式，側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)等內(nèi)容。（1）分型面的選擇

該塑料為燈座，外形要求美觀(guān)，無(wú)斑點(diǎn)和熔接痕，表面質(zhì)量要求較高。要選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀(guān)質(zhì)量以及成型后能順利取出塑件，在兩種分型面的選擇方案。其一，選塑件小端底平面作為分型面，如左圖所示；選擇這種方案，側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)在定模部分，模具結(jié)構(gòu)需用瓣合式，這樣在塑件面會(huì)留有熔接痕，同時(shí)增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。其二，選塑件大端底平面作為分型面，如右圖所示，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。注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（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)①主流道設(shè)計(jì)。根據(jù)手冊(cè)查得XS-ZY-500型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸。噴嘴球半徑：R0=18mm噴嘴孔直徑：d0=Ф4mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：R=R0+（1~2）mm,d=d0+0.5mm取主流道球面半徑：R=20mm取主流道的小端直徑：d=4.5mm為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為1°~3°。經(jīng)換算得主流道大端直徑D=Ф12mm。同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)r=5mm的圓弧過(guò)渡。②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(zhǎng)度，有利于塑件的成型和外觀(guān)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R=6mm。注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)③澆口設(shè)計(jì)。

a澆口形式的選擇。由于該塑件外觀(guān)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(guān)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。根據(jù)對(duì)該塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分型面的位置，可選擇的澆口形式有幾種方案，其分析見(jiàn)下表。注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類(lèi)型圖示特點(diǎn)潛伏式澆口它從分流道處直接以隧道式澆口進(jìn)入型腔。澆口位置在塑件內(nèi)表面，不影響其外觀(guān)質(zhì)量。但采用這種澆口形式增加模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度輪輻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)單盤(pán)形澆口它具有料流同時(shí)前進(jìn)，旱災(zāi)料均勻，不易產(chǎn)生熔接痕，排氣條件好等優(yōu)點(diǎn)，但是澆口凝料去除較困難。此外，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也不易實(shí)現(xiàn)點(diǎn)澆口又稱(chēng)針澆口或菱形澆口。采用這種澆口，可獲得外觀(guān)清晰，表面光澤的塑件。在模具開(kāi)模時(shí)，澆口凝料會(huì)自動(dòng)拉斷，有利于自動(dòng)化操作。由于澆口尺寸較小，澆口凝料去除后，在塑件表面殘留痕跡也很小，基本上不影響塑件的外觀(guān)質(zhì)量。同時(shí)，采用四點(diǎn)澆口進(jìn)料，流程短而進(jìn)料均勻。由于澆口尺寸較小，剪切速率會(huì)增大，塑料黏度降底，提高流動(dòng)性，有利天充模。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整體式型腔是直接在型腔板上加工，有較高的強(qiáng)度和剛度。但零件尺寸較大時(shí)加工和熱處理都較困難。整體式型芯結(jié)構(gòu)牢固，成型塑件質(zhì)量好，但尺寸較大，消耗貴重模具鋼多，不便加工和熱處理。整體式結(jié)構(gòu)適用于形狀簡(jiǎn)單的中小型塑件。組合式型腔是由許多拼塊鑲制而成，機(jī)械加工和熱處理比較容易，能滿(mǎn)足大型塑件的成型需要。組合式型芯可節(jié)省貴重模具鋼，便于機(jī)加工和熱處理，修理更換方便。同時(shí)也有利于型芯冷卻和排氣的實(shí)施。由于該塑件尺寸較大，最大可達(dá)Ф170mm，且形狀復(fù)雜，有錐面過(guò)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，在型腔的底部大面積鑲拼結(jié)構(gòu)?？紤]模具溫度調(diào)節(jié)，型芯采用整體結(jié)構(gòu)。注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

綜合對(duì)塑料成型性能，澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較，確定成型該塑件的模具采用點(diǎn)澆口形式。

b,進(jìn)料位置的確定。根據(jù)塑件外觀(guān)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。

④型芯，型腔結(jié)構(gòu)的確定型芯，型腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu)。

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(kāi)模后，塑件留在型腔。其推出機(jī)械可采用推塊推出或推桿推出。其中，推塊推出結(jié)構(gòu)可靠，頂出力均勻，不影響塑件的外觀(guān)質(zhì)量。但塑件上有圓弧過(guò)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(guān)。從以上分析得出：該塑件采用推桿推出機(jī)械。⑥側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)該塑件上有內(nèi)結(jié)構(gòu)，它垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此，成型部分的零件必須做成活動(dòng)的型芯，即設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)有兩種選擇方案。其一，采用滑塊導(dǎo)滑的斜滑塊公型抽芯機(jī)構(gòu)，如下圖所示。其二，采用斜桿導(dǎo)滑的分型抽芯機(jī)構(gòu)。

因塑件側(cè)抽芯距較小，且采用滑塊導(dǎo)滑的斜滑塊公型抽芯機(jī)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)較采用斜桿導(dǎo)滑的分型抽芯機(jī)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)安裝調(diào)整簡(jiǎn)單，故選擇導(dǎo)滑的斜滑塊分型抽芯機(jī)構(gòu)。注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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。燈座注射模具見(jiàn)下圖注射模設(shè)計(jì)的尺寸計(jì)算（1）成型零件尺寸計(jì)算

該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(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S=0(0.5+0.7)％/2=0.6％=0.006,根據(jù)塑件尺寸公差取δz=△/4。成型零件尺寸計(jì)算見(jiàn)表2-15。已知條件：平均收縮率Scp=0.006；模具制造公差取Z=△/4類(lèi)別零件圖號(hào)模具零件名稱(chēng)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Ф690-0.86Lm=(LS+LSSCP%-3/4Δ)+δz0Ф68.77+0.220Ф700-0.86Ф69.78+0.220內(nèi)對(duì)應(yīng)的型芯Ф114+1.140lm=(LS+LSSCP%+3/4Δ)0-δzФ115.540-0.29Ф121+1.280Ф122.680-0.32件22型腔板大端對(duì)應(yīng)的型腔Ф1270-1.28Lm=(LS+LSSCP%-3/4Δ)+δz0Ф126.8+0.320Ф1290-1.28Ф128.8+0.320Ф1370-1.28Ф136.86+0.320Ф1700-1.6Ф169.82+0.4080-0.28hm=(hs+hsScp%-2/3Δ)0-δz7.86+0.701330-1.28132.94+0.320型芯的計(jì)算件7型芯大型芯Ф63+0.740lm=(LS+LSSCP%+3/4Δ)0-δzФ63.90-0.18Ф64+0.740Ф64.90-0.18Ф123+1.280Ф124.690-0.32Ф131+1.280Ф132.740-0.32Ф164+1.60Ф1660-0.4件11型芯（Ф2）件6型芯（Ф5）件7型芯（Ф12）件24型芯（Ф10、Ф4.5）小型芯Ф2+0.20lm=(LS+LSSCP%+3/4Δ)0-δzФ2.160-0.05Ф5+0.240Ф5.210-0.06Ф12+0.280Ф12.280-0.07Ф10+0.280Ф10.270-0.07Ф4.5+0.240Ф4.7+0.2405+0.240hm=(hs+hsScp%+2/3Δ)0-δz5.210-0.062.25+0.202.390-0.04孔距型孔之間的中心距340±28Cm=(CS+CsScp%)+δz/8-δz/834.20+-0.035Ф96±0.50Ф96.58+-0.062Ф150±0.57Ф150.9+-0.071注射模設(shè)計(jì)的尺寸計(jì)算③確定斜滑塊尺寸。斜滑塊在件25導(dǎo)滑板（型腔1）中導(dǎo)滑，根據(jù)塑件尺寸需要，件25導(dǎo)滑板（型腔1）的高度設(shè)計(jì)為85mm，斜滑塊在件25導(dǎo)滑板（型腔1）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），見(jiàn)圖，校核實(shí)際抽芯距S抽實(shí)=tana×40=tan10×40=0.176×40=7.04mm>S抽滿(mǎn)足抽芯距要求斜滑塊的尺寸見(jiàn)圖。注射模設(shè)計(jì)的尺寸計(jì)算(2)確定抽芯機(jī)構(gòu)零件尺寸計(jì)算①抽芯距的計(jì)算

S抽=h+(2~3)mm=(121-114)/2+2.5=6mm其中：h為凸臺(tái)高度，（2~3）mm為抽芯安全系數(shù)。②滑塊傾角的確定。斜滑塊傾角是機(jī)芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與塑件成型后能否順利取出以及推出力、推出距離有直接的關(guān)系。本例抽芯距較小，選擇a=10o。導(dǎo)滑板（型腔1）材料CrWMn熱處理：58~60HRC注射模設(shè)計(jì)的尺寸計(jì)算（3）注射模具部分零件設(shè)計(jì)

大型芯材料：P20熱處理：30~35HRC注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核（1）模具閉合高度的確定和校核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=35mm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型+H固+H流+H定=85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm=373mm（2）模具安裝部分的校核

該模具的外形尺寸為365×315，XS-ZY-250型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為598×520，故能滿(mǎn)足模具安裝要求。由于XS-ZY-250型注射機(jī)所能允許模具的最小厚度為=165，最大厚度=350，即模具閉合高度不滿(mǎn)足Hmin≤H≤Hmax安裝條件。所以，另選注射機(jī)XS-ZY-500型，即可滿(mǎn)足模具安裝要求。（2）模具開(kāi)模行程校核

經(jīng)查資料注射機(jī)XS-ZY-500型的最大開(kāi)模行程s=500，滿(mǎn)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(guò)大增加開(kāi)模距離，注射機(jī)的開(kāi)模行程足夠，經(jīng)驗(yàn)證明，XS-ZY-500型注射機(jī)能滿(mǎn)足使用要求，故可以采用。根據(jù)校核結(jié)論，將XS-ZY-500填入表2-13模型工藝卡。注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核注射模主要零件加工工藝進(jìn)行分析型腔板的加工工藝過(guò)程序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容0備料棒料1鍛造320mm×320mm×98mm2熱處理退火3銑銑面至尺寸315.5mm×315.5mm×93.5mm、對(duì)角尺4平磨磨面至尺寸315mm×315mm×93mm，保證上下平成與四平成互相垂直，垂直度為0.01mm/10mm、對(duì)角尺5鉗以上下平面及一對(duì)相互直的側(cè)基面為基準(zhǔn)劃各孔中心線(xiàn)6車(chē)（鏜）車(chē)型腔孔，并按圖紙要求加工出的Ф169.82mm,Ф136.86mm,Ф128.8mm,Ф126.8mm孔（留0.05mm磨量）7鉆①鉆2-Ф9絞孔，锪兩沉頭孔2-Ф15，留出0.5mm的精加工余量②用深孔鉆鉆Ф14的孔，冷卻水孔到滿(mǎn)足要求8鉗①與件2，19，21，25配作，鉆絞4-Ф30的孔，锪4-Ф36的沉頭孔到滿(mǎn)足要求，并留出0.5mm的精加工余量②與件2，3，19，21，25配合鉆絞孔到滿(mǎn)足要求③與件25，26，14配合鉆鉸4-Ф16.8的孔，同時(shí)按圖上要求加工出的孔，留出0.5mm的精加工余量④配鉆8-M12螺紋底孔，并攻絲到滿(mǎn)足要求⑤按拉塊位置鉆2-M10螺紋底孔，并攻絲到滿(mǎn)足要求9淬火淬火回火達(dá)30~35HRC10平磨磨上下面11磨磨4-Ф14,2-Ф9,Ф169.82mm,Ф136.83mm,Ф128.8mm,Ф126.8,2-Ф15各孔到滿(mǎn)足要求12電化學(xué)處理研型腔Ra0.1μm并鍍鉻拋光注射模主要零件加工工藝進(jìn)行分析總體裝配圖注射模主要零件加工工藝進(jìn)行分析型芯的加工工藝過(guò)程序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容1下料2鍛鍛造成Ф147mm×168mm3熱處理退火4車(chē)粗車(chē)型芯頂部端面，粗車(chē)外圓面至尺寸Ф12.5×3.2,Ф65×59.5,Ф125×31.5,Ф133×57.5調(diào)頭型芯底部至Ф139mm半精車(chē)型芯頂部至Ф12.15×3，倒R2