摩托車后尾燈罩注射模設(shè)計(jì)

1、 課 程 設(shè) 計(jì) 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(jì) 專業(yè)班級(jí) 材控 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2013年11月 6號(hào)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(jì)22.1 分型面的選擇22.2 成型零件的設(shè)計(jì)22.2.1凹模設(shè)計(jì)及計(jì)算32.2.2 型芯設(shè)計(jì)及計(jì)算42.3 結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)52.4 加熱與冷卻裝置的設(shè)計(jì)5三、 注射模設(shè)計(jì)63.1 選取注射機(jī)63.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)103.3.1側(cè)向分型抽芯機(jī)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(jì)143.4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(xiàn)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(qiáng)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(dòng)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(jìn)行較長時(shí)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(jì)2.1 分型面的選擇 方案一： 方案二： 單一分型面 兩個(gè)分型面，點(diǎn)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(jì)采用方案二。2.2 成型零件的設(shè)計(jì)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(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)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(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，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(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。2.2.1凹模設(shè)計(jì)及計(jì)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(duì)于形狀復(fù)雜的凹模，其機(jī)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(huì)越來越多2、組合式凹模 組合式凹模是指凹模由兩個(gè)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(shí)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(jì)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(xiàn)【1】中表3-10選??；模具制造公差，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(jì)及計(jì)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(jì)及計(jì)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(diǎn)與組合式凹模的基本相同，設(shè)計(jì)和制造這一類型芯時(shí)，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(yán)密。本設(shè)計(jì)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(jì)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(hào)與型腔計(jì)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(jì)及計(jì)算側(cè)型芯采用螺釘固定，如下圖：側(cè)型芯尺寸計(jì)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(jì)1、導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)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(jì)定模座板和動(dòng)模座板：是動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(qiáng)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(dòng)模支承板與動(dòng)模座板之間形成用于推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(duì)模具總高的要求。2.4 加熱與冷卻裝置的設(shè)計(jì)本制品材料為ABS，不需要加熱裝置，因此只設(shè)計(jì)冷卻裝置。冷卻裝置設(shè)計(jì)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(duì)型芯應(yīng)加強(qiáng)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(jì)3.1 選取注射機(jī)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(jī)的注射量。為了保證正常的注射成型，注射機(jī)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(jī)的實(shí)際注射量最好在注射機(jī)的

11、最大注射量的80%以內(nèi)。當(dāng)注射機(jī)最大注射量以最大注射容積標(biāo)定時(shí)，其應(yīng)滿足： KV0V=+V流 V0注射機(jī)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(gè)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(jī)最大注射量的利用系數(shù)，取K=0.8由ProE測量兩個(gè)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(jī)的合模結(jié)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。當(dāng)熔體充滿型腔時(shí)，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(jī)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(jī)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(xiàn)【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(jì)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(hào)為XS-ZY-250的注射機(jī)。3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(xì)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(jī)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(dòng)距離。它與注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，熔體在主流道中不改變流動(dòng)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(dòng)速度和充模時(shí)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(dāng)主流道需要穿過幾塊模板時(shí)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(duì)稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)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(jì)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(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上。在本設(shè)計(jì)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(shí)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(dòng)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(jì)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(dòng)過程中壓力損失及熱量損失盡可能小。為便于機(jī)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?yàn)樵谙嗤孛娣e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(duì)較低的模具之間提供的接觸面積最小，因此從流動(dòng)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(jìn)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(duì)準(zhǔn)，故生產(chǎn)實(shí)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(dòng)阻力均不大，經(jīng)過多方面的考慮，在本設(shè)計(jì)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(shí)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(duì)向分布，分流道較長時(shí)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(dòng)和填充，否則會(huì)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(jìn)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(duì)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(diǎn)澆口，按澆口的特殊性又分為潛伏式澆口、護(hù)耳澆口等。1、澆口形狀：本制品要求表面光潔，因此采用點(diǎn)澆口，只會(huì)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(duì)向布置。方案一：澆口設(shè)置在制品上方正中間

18、，表面會(huì)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(diǎn)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(diǎn)澆口設(shè)置須是雙分型面，三板式。本設(shè)計(jì)還設(shè)計(jì)了自動(dòng)拉斷點(diǎn)澆口裝置，如下圖，在定模型腔板內(nèi)鑲一托板。開模時(shí)，由定距分型機(jī)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(dāng)開模一定距離后，限位螺釘帶動(dòng)托板使主流道凝料與拉料桿脫離，同時(shí)拉斷點(diǎn)澆口，整個(gè)澆注系統(tǒng)凝料便自動(dòng)落下。3.3 側(cè)向分型與抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(dòng)

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(jì)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。3.3.1側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)類型側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、氣動(dòng)或液壓型，本設(shè)計(jì)采用機(jī)動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。機(jī)動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)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(jī)構(gòu)；齒輪齒條側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，因而不采用，本設(shè)計(jì)最終采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機(jī)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(dòng)模： 該形式必須避免復(fù)位時(shí)滑塊與推桿出現(xiàn)干涉。 斜導(dǎo)柱在動(dòng)模，滑塊在定模： 該形

20、式特點(diǎn)是沒有推出機(jī)構(gòu)。 斜導(dǎo)柱、滑塊在動(dòng)模： 該形式可以通過推出機(jī)構(gòu)或順序分型機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)斜導(dǎo)柱與滑塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 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(huì)損壞制品的側(cè)孔或凸臺(tái)。因此，應(yīng)使定模板與定模座板先分型。本設(shè)計(jì)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(dāng)抽芯距（S抽）一定時(shí)，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(jì)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(qiáng)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(jì)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(duì)于碳鋼，=127.2MPa彎曲力作用點(diǎn)（B）距斜導(dǎo)柱伸出部分根部（A）的距離本次設(shè)計(jì)，分型面在側(cè)型芯上方7mm處，因此=7/cos150=7.25mm，F(xiàn)彎經(jīng)計(jì)算得3163.96N，因此斜導(dǎo)柱截面直徑d=11.87mm，斜導(dǎo)柱為標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(dú)制造并通過一定方式連接本設(shè)計(jì)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(dòng)過程中平穩(wěn)、無上下竄動(dòng)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(jì)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(dòng)作后，必須可靠地留在要求的位置上，不能任意滑動(dòng)，否則合模時(shí)導(dǎo)柱無法準(zhǔn)確插入滑塊斜孔中。3.3.6楔緊塊的設(shè)計(jì)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(dòng)滑塊抽芯動(dòng)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(jī)構(gòu)。3.4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則1. 結(jié)構(gòu)可靠、運(yùn)動(dòng)自如2. 保證塑件外觀良好3. 保證塑件推出時(shí)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(qiáng)度最大的部位 作用力面積盡可能大 一般而言：塑件收