注射模设计实例

光明给我们经验，读书给我们知识。

——奥斯特洛夫斯基2008.3.13目的与要求：重点和难点：1.要求掌握塑料模具设计程序理论运用于实践2008.3.13§4.11塑料模设计程序一、原始资料分析1.明确塑件的设计要求2.明确塑件的生产批量3.估算塑件的体积和重量4.分析塑件的成型工艺参数5.了解本公司的现场生产条件2008.3.13§4.11塑料模设计程序二、确定模具结构方案1.确定型腔数量及布局形式2.选择分型面3.确定浇注系统与排气系统4.选择推出方式5.确定侧凹部分的处理方式6.模具加热与冷却方式7.确定成型零件的结构形式2008.3.13§4.11塑料模设计程序三、模具设计的有关计算1.型芯和型腔工作尺寸的计算2.侧壁厚度与底板厚度的计算3.斜导柱等侧抽芯有关计算4.冷却与加热系统有关计算2008.3.13§4.11塑料模设计程序四、绘制模具结构草图模具结构方案和有关尺寸确定后绘制模具结构草图草图结束要对初选设备做全面校核尽量选用标准组合结构和标准件逐步完善和确定各零件的结构和尺寸有必要时局部修改原始设计方案和参数2008.3.13§4.11塑料模设计程序五、绘总装图和非标零件图1.绘制塑件图或工序图标明尺寸、名称、材料、收缩率、特殊要求等2.绘制总图尽量以1：1绘制、从型腔开始绘制、几个视图同时画出。总装图中的技术要求一般包括以下一些内容：①对于模具某些系统的性能要求。例如对顶出系统、滑块抽芯结构的装配要求。②对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面间的贴合间隙应不大于0.05mm；模具上、下面的平行度要求；并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。2008.3.13§4.11塑料模设计程序五、绘总装图和非标零件图3.绘制非标准零件图

按国标进行，零件图的摆放方位与装配图一致尺寸、公差、粗糙度要合理齐全，注意尺寸的基准标题栏与技术要求③模具使用，装拆方法。④防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。⑤有关试模及检验方面的要求。2008.3.13§4.11塑料模设计程序六、全面审核后投产制造全面审核时应特别注意：成型零件的结构工艺性及与其它零件的配合关系各运动部件动作的协调性与稳定性2008.3.13§4.11塑料模设计程序七、试模及修模模具加工完成以后，要进行试模试验，看成型的制件质量如何。发现缺陷以后，要根据实际情况进行排除错误性的修模。八、整理资料进行归档在设计期间所产生的技术资料，例如任务书、制件图、技术说明书、模具总装图、模具零件图、模具设计说明书、检验记录表、试模修模记录等，按规定加以系统整理、装订、编号进行归档。

2008.3.13§4.12塑料模设计及制造实例零件名称：灯座设计要求生产批量：大批量未注公差取MT5级精度要求设计灯座模具2008.3.13一、塑件的工艺性分析§4.12塑料模设计及制造实例1．塑件的原材料分析

塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点聚碳酸酯PC线型结构非结晶型材料，透明。小于130℃，耐寒性好，脆化温度-100℃。有一定的化学稳定性，不耐碱、酮、酯等。透光率较高，介电性能好，吸水性小，但水敏性强（含水量不得超过0。2%），且吸水后会降解。力学性能很好，抗冲击抗蠕变性能突出，但耐磨性较差。熔融温度高（超过3300C才严重分解），但熔体粘度大；流动性差（溢边值为0.06mm）；流动性对温度变化敏感，冷却速度快；成型收缩率小；易产生应力集中。2008.3.13一、塑件的工艺性分析§4.12塑料模设计及制造实例1．塑件的原材料分析

结论1．熔融温度高且熔体粘度大，对于大于200g的塑件应用螺杆式注射机成型，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴，并加热，严格控制模具温度，一般在70～1200为宜，模具应用耐磨钢，并淬火；2．水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度显著下降现象；3．易产生应力集中，严格控制成型条件，塑件成型后需退火处理，消除内应力；塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取20。2008.3.13一、塑件的工艺性分析§4.12塑料模设计及制造实例2．塑件的尺寸精度分析该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5查取公差，其主要尺寸公差标注如下（单位均为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；内形尺寸：¢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、塑件的工艺性分析§4.12塑料模设计及制造实例3.塑件表面质量分析该塑件要求外形美观，色泽鲜艳，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4μm。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。4.塑件的结构工艺性分析

⑴从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。⑵塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，如Ф12、4-Ф10、4-Ф4.5、4-Ф5它们均符合最小孔径要求。⑶在塑件内壁有4个高2.2，长11的内凸台。因此，塑件不易取出。需要考虑侧抽装置。结论：综上所述，该塑件可采用注射成型加工。

2008.3.13二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制§4.12塑料模设计及制造实例1.计算塑件的体积和重量⑴计算塑件的体积：V=200172.30ｍｍ3（过程略）⑵计算塑件的重量：根据有关手册查得ρ=1.2Kｇ·ｄｍ3所以，塑件的重量为：W=ρV＝200172.30×1.2×10-3＝240.20ｇ根据塑件形状及尺寸采用一模一件的模具结构，考虑外形尺寸及注射时所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机：XS—ZY—250。2008.3.13二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制§4.12塑料模设计及制造实例2.确定成型工艺参数⑴塑件模塑成型工艺参数的确定查附表9得出工艺参数见下表，试模时可根据实际情况作适当调整。聚碳酸脂预热和干燥温度t/0C110~120成型时间注射时间20~90时间τ/h8~12保压时间0~5料筒温度t/0C后段210~240冷却时间20~90中段230~280总周期40~190前段240~285螺杆转速n/(r·min-1)28喷嘴温度t/0C

240~250后处理方法红外线灯模具温度t/0C70（90）~120温度t/0C鼓风烘箱100~110注射压力p/Ma80~130时间r/h8~12⑵填写模塑成型工艺卡

2008.3.13三、注射模的结构设计§4.12塑料模设计及制造实例1.分型面的选择在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，有两种分型面的选择方案。

采用这种方案，侧面抽芯机构设在动模部分，模具结构也较为简单。所以，选塑件大端底平面作为分型面较为合适。图a小端为分型面图b大端为分型面2008.3.13三、注射模的结构设计§4.12塑料模设计及制造实例2.型腔数目的确定及型腔的排列由于该塑件采用的是一模一件成型，所以，型腔布置在模具的中间。这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。3.浇注系统的设计⑴主流道设计根据手册查得xs-zy-250型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴球面半径R0=18mm喷嘴孔直径：d0=φ4mm根据模具主流与喷嘴的关系：R=R0+(1～2)mmd=d0+0.5mm2008.3.13三、注射模的结构设计§4.12塑料模设计及制造实例3.浇注系统的设计⑵分流道的设计分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关。该塑件的体积比较大，但形状不算太复杂，且壁厚均匀，可考虑采用多点进料方式，缩短分流道长度，有利于塑件的成型和外观质量的保证。本例从便于加工的方面考虑，采用截面形状为半圆形的分流道。查有关手册得流道半径R=5mm。2008.3.13三、注射模的结构设计§4.12塑料模设计及制造实例3.浇注系统的设计潜伏式浇口⑶浇口设计浇口形式的选择由于该塑件外观质量要求较高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽量使模具结构更简单。

浇口位置在塑件内表面，不影响其外观质量。但采用这种浇口形式增加了模具结构的复杂程度。2008.3.13三、注射模的结构设计§4.12塑料模设计及制造实例3.浇注系统的设计潜伏式浇口它是中心浇口的一种变异形式。采用几股料进入型腔，缩短流程，去除浇口时较方便，但有浇口痕迹。模具结构较潜伏式浇口的模具结构简单。

潜伏式浇口又称针浇口或菱形浇口。采用这种浇口，可获得外观清晰，表面光泽的塑件。但是模具需要设计成双分型面，以便脱出浇注系统凝料，增加了模具结构的复杂程度，但能保证塑件成型要求。

综合对塑料成型性能和浇口的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口形式。2008.3.13三、注射模的结构设计§4.12塑料模设计及制造实例3.浇注系统的设计进料位置的确定根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件底部。

型芯型腔可采用整体式或组合式结构。由于该塑件尺寸较大，最大达¢170mm，且形状复杂，有锥面过渡。若采用整体式型腔，加工和热处理都较困难。所以，采用拼块组合式，型腔的底部大面积镶拼结构。考虑模具温度调节，型芯采用整体式结构。

4.型芯型腔结构设计2008.3.13三、注射模的结构设计§4.12塑料模设计及制造实例5.推件方式的选择根据塑件的形状特点，模具型腔在动模部分，开模后，塑件留在型腔。推出机构可采用推块推出或推杆推出。推块推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外观质量，但塑件上有圆弧过渡，推块制造困难；推杆推出结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件顶部装配后使用时并不影响外观。从以上分析得出：该塑件采用推杆推出机构。2008.3.13三、注射模的结构设计§4.12塑料模设计及制造实例6.侧抽芯机构设计2008.3.13三、注射模的结构设计§4.12塑料模设计及制造实例7.标准模架的选择本塑件采用点浇口注射成型，根据其结构形式，选择A4型模架。绘制模具总装图如下：2008.3.13四、注射模设计的有关尺寸计算§4.12塑料模设计及制造实例1.成型零件尺寸计算查有关手册得PC的收缩率为Ｑ=0.5％～0.7％，故平均收缩率为：Scp=（0.5+0.7）％／2=0.6％=0.006，根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取Z=Δ／3。已知条件：平均收缩率SCP=0.006mm；模具的制造公差取Z=Δ／3。类别零件图号模具零件名称塑件尺寸计算公式型腔或型芯工作尺寸型腔的计算件25导滑板（型腔1）小端对应的型腔¢690-0.86Lm=（Ls+LsScp%-3/4Δ）0+ðZ¢68.770+0.22¢700-0.86¢69.780+0.22内凸对应的型芯¢1140+1.14lm=（ls+lsScp%+3/4Δ）0-ðZ

¢115.540-0.29¢1210+1..28¢122.680-0.322008.3.13四、注射模设计的有关尺寸计算§4.12塑料模设计及制造实例2.确定抽芯机构零件尺寸计算滑块倾角的确定本例抽芯距较小，选择α=10°。斜滑块在件25导滑板中导滑，导滑板的高度设计为85mm，斜滑块在件25导滑板中能导滑的行程40mm（考虑限位螺钉的安装尺寸和推出行程）。S实际=tga×40=tg10×48=0.176×40=7.04mm>S抽

满足抽芯距要求。抽芯距的计算S抽=h+(2～3)=（121-114）/2+2.5=6mm确定斜滑块尺寸2008.3.13四、注射模设计的有关尺寸计算§4.12塑料模设计及制造实例3.注射模具零件设计绘制非标准零件的零件图。2008.3.13五、注射机有关参数的校核§4.12塑料模设计及制造实例1.模具闭合高度的确定和校核⑴模具闭合高度的确定根据标准模架各模板尺寸及模具设计的其他零件尺寸：定模座板H定=45mm，压板H压=25mm，型芯固定板H固=25mm，型腔板H型=93mm,凹模镶块H凹=65mm,垫板H垫=35mm，模脚H模=85mm模具闭合高度：H闭=H足+H动+H导+H型+H固+H流+H定

=85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm=373mm2008.3.13⑵模具安装部分的校核该模具的外形尺寸为365mm×315mm，XS-ZY-250型注射机模板最大安装尺寸为598×520，故能满足模具安装要求。

XS-ZY-250型注射机所允许模具的最小厚度为Hmin=165mm，最大厚度Hmax=350mm即模具不满足Hmin≤H≤Hmax的安装条件。五、注射机有关参数的校核§4.12塑料模设计及制造实例1.模具闭合高度的确定和校核所以，另选注射机XS-ZY-500，即可满足模具安装要求。2008.3.13五、注射机有关参数的校核§4.12塑料模设计及制造实例2.模具开模行程校核经查资料型注射机XS-ZY-500的最大开模行程s=500mm,满足下式计算所需的出件要求：s>=H1+H2+a+(5～10)mm=40+133+95+7=275mm

此外，由于侧分型抽芯距较短，不会过大增加开模式距离，注射机的开模行程足够。经验证XS-ZY-500型注射机能满足使用要求，故可以采用。2008.3.13六、注射模主要零件加