燈座注射模設計

燈座注射模設計學生姓名：葉揚學號：25專業(yè)班級：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、注射成型設備、注射成型模具、工藝特性等問題。該模具利用斜導柱抽芯機構及定模推出機構解決了帶側向凸起的塑件的脫模問題,模具結構緊湊,推出可靠,安裝操作方便,成型塑件質量好,生產效率高。具體設計內容包括：根據(jù)制品要求，正確選定注射機型號，確定合理的模具設計總體方案，正確完成模具機構的設計計算，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構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），屬于熱塑性料線型結構非結晶型材料，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（含水量不得超過0.2％），且吸水后會降解化學性能很好，沖擊抗蠕變性能突出，但耐磨性較差熔融溫度高（但超過330°C才嚴重分解），但熔體黏度大流動性差（溢邊值為0.06mm)；流動性對溫度變化敏感，冷卻速度快；成型收縮率小；易產生應力集中結論①熔融溫度高且熔體黏度大，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70～120為宜，模具應用耐磨鋼，并淬火②水敏性強，加工前必須燥處理，否則會出現(xiàn)銀絲、氣泡及強度顯著下降現(xiàn)象③易產生應力集中，嚴格控制成型條件，塑件成型后退火處理，消除內應力；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?？壮叽纾骇?0+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）塑件表面質量分析

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Ra0.4um。而塑件內部沒有較高的表面粗糙度要求。塑件的結構工藝性分析①從圖紙上分析，塑件的外形為回轉體。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在塑件內壁有4個高2.2，長11的內凸臺。因此，塑件不易取出。需要考慮側抽裝置。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構，考慮外形尺寸、對塑件原材料的分析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（經(jīng)第2.6節(jié)（2）注射參數(shù)校核，ＸＳ－ＺＹ－250不能滿足閉合高度要求，故選ＸＳ－ＺＹ－500)。（1）計算塑件的體積

V＝200172.30mm3(過程略）（2）計算塑件的質量計算塑件的質量是為了選擇注射機及確定模具型腔數(shù)。根據(jù)有關手冊查得ρ=1.2kg/dm3確定成型設備選擇與模塑工藝規(guī)程編制確定成型設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)見下表，試模時可根據(jù)實際情況作適當整。工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格預熱和干燥溫度t：110～120℃成型時間/s注射時間20～90時間：8～12h保壓時間0～5料筒溫度t/℃后段210～240冷卻時間20~90中段230～280總周期40~190前段240～285螺桿轉速n（r/min?1）28噴嘴溫度t/℃240～250后處理方法紅外線燈模具溫度t/℃70（90）~120溫度t/℃鼓風烘箱100~110注射壓力p/MPa80～120時間τ/h8~12注射模結構設計主要包括：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)設計，型芯，型腔結構的確定，推件方式，側抽芯機構設計，模具結構零件設計等內容。（1）分型面的選擇

該塑料為燈座，外形要求美觀，無斑點和熔接痕，表面質量要求較高。要選擇分型面時，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，側面抽芯機構設在定模部分，模具結構需用瓣合式，這樣在塑件面會留有熔接痕，同時增加了模具結構的復雜程度。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，側面抽芯機構設在動模部分，模具結構也較為簡單。所以，選塑件大端底平面作為分型面較為合適。注射模的結構設計注射模的結構設計（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①主流道設計。根據(jù)手冊查得XS-ZY-500型注射機噴嘴的有關尺寸。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，將主流道設計成圓錐形，其斜度為1°~3°。經(jīng)換算得主流道大端直徑D=Ф12mm。同時為了使熔料順利進入分流道，在主流道出料端設計r=5mm的圓弧過渡。②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。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。查有關手冊得R=6mm。注射模的結構設計③澆口設計。

a澆口形式的選擇。由于該塑件外觀質量要求較高，澆口的位置和大小應以不影響塑件的外觀質量為前提。同時，也應盡量使模具結構更簡單。根據(jù)對該塑件結構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，其分析見下表。注射模的結構設計類型圖示特點潛伏式澆口它從分流道處直接以隧道式澆口進入型腔。澆口位置在塑件內表面，不影響其外觀質量。但采用這種澆口形式增加模具結構的復雜程度輪輻式澆口它是中心澆口的一種變異形式，采用幾股料進入型腔，縮短流程，去除澆口時較方便，但有澆口痕跡。模具結構較潛伏式澆口的模具結構簡單盤形澆口它具有料流同時前進，旱災料均勻，不易產生熔接痕，排氣條件好等優(yōu)點，但是澆口凝料去除較困難。此外，模具結構設計也不易實現(xiàn)點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。在模具開模時，澆口凝料會自動拉斷，有利于自動化操作。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質量。同時，采用四點澆口進料，流程短而進料均勻。由于澆口尺寸較小，剪切速率會增大，塑料黏度降底，提高流動性，有利天充模。但是模具需要設計成雙分型面，以便脫出澆注系統(tǒng)凝料，增加了模具結構的復雜程度，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，有較高的強度和剛度。但零件尺寸較大時加工和熱處理都較困難。整體式型芯結構牢固，成型塑件質量好，但尺寸較大，消耗貴重模具鋼多，不便加工和熱處理。整體式結構適用于形狀簡單的中小型塑件。組合式型腔是由許多拼塊鑲制而成，機械加工和熱處理比較容易，能滿足大型塑件的成型需要。組合式型芯可節(jié)省貴重模具鋼，便于機加工和熱處理，修理更換方便。同時也有利于型芯冷卻和排氣的實施。由于該塑件尺寸較大，最大可達Ф170mm，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，在型腔的底部大面積鑲拼結構?？紤]模具溫度調節(jié)，型芯采用整體結構。注射模的結構設計

綜合對塑料成型性能，澆口和模具結構的分析比較，確定成型該塑件的模具采用點澆口形式。

b,進料位置的確定。根據(jù)塑件外觀質量的要求以及型腔的安放方式，進料位置設計在塑件底部。

④型芯，型腔結構的確定型芯，型腔可采用整體式或組合式結構。

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。其推出機械可采用推塊推出或推桿推出。其中，推塊推出結構可靠，頂出力均勻，不影響塑件的外觀質量。但塑件上有圓弧過渡，推塊制造困難；推桿推出結構簡單，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械。⑥側抽芯機構設計該塑件上有內結構，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的型芯，即設置抽芯機構。根據(jù)塑件結構有兩種選擇方案。其一，采用滑塊導滑的斜滑塊公型抽芯機構，如下圖所示。其二，采用斜桿導滑的分型抽芯機構。

因塑件側抽芯距較小，且采用滑塊導滑的斜滑塊公型抽芯機構模具結構較采用斜桿導滑的分型抽芯機構模具結構安裝調整簡單，故選擇導滑的斜滑塊分型抽芯機構。注射模的結構設計注射模的結構設計

⑦標準模架的選擇本塑件采用點澆口注射成型，根據(jù)其結構形式，選擇A4型模架。燈座注射模具見下圖注射模設計的尺寸計算（1）成型零件尺寸計算

該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計算。查有關手冊得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。成型零件尺寸計算見表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Ф690-0.86Lm=(LS+LSSCP%-3/4Δ)+δz0Ф68.77+0.220Ф700-0.86Ф69.78+0.220內對應的型芯Ф114+1.140lm=(LS+LSSCP%+3/4Δ)0-δzФ115.540-0.29Ф121+1.280Ф122.680-0.32件22型腔板大端對應的型腔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注射模設計的尺寸計算③確定斜滑塊尺寸。斜滑塊在件25導滑板（型腔1）中導滑，根據(jù)塑件尺寸需要，件25導滑板（型腔1）的高度設計為85mm，斜滑塊在件25導滑板（型腔1）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），見圖，校核實際抽芯距S抽實=tana×40=tan10×40=0.176×40=7.04mm>S抽滿足抽芯距要求斜滑塊的尺寸見圖。注射模設計的尺寸計算(2)確定抽芯機構零件尺寸計算①抽芯距的計算

S抽=h+(2~3)mm=(121-114)/2+2.5=6mm其中：h為凸臺高度，（2~3）mm為抽芯安全系數(shù)。②滑塊傾角的確定。斜滑塊傾角是機芯機構的主要技術數(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系。本例抽芯距較小，選擇a=10o。導滑板（型腔1）材料CrWMn熱處理：58~60HRC注射模設計的尺寸計算（3）注射模具部分零件設計

大型芯材料：P20熱處理：30~35HRC注射機有關參數(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=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+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型注射機模板最大安裝尺寸為598×520，故能滿足模具安裝要求。由于XS-ZY-250型注射機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足Hmin≤H≤Hmax安裝條件。所以，另選注射機XS-ZY-500型，即可滿足模具安裝要求。（2）模具開模行程校核

經(jīng)查資料注射機XS-ZY-500型的最大開模行程s=500，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，由于側分型抽芯距較短，不會過大增加開模距離，注射機的開模行程足夠，經(jīng)驗證明，XS-ZY-500型注射機能滿足使用要求，故可以采用。根據(jù)校核結論，將XS-ZY-500填入表2-13模型工藝卡。注射機有關參數(shù)的校核注射模主要零件加工工藝進行分析型腔板的加工工藝過程序號工序名稱工序內容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、對角尺5鉗以上下平面及一對相互直的側基面為基準劃各孔中心線6車（鏜）車型腔孔，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配合鉆絞孔到滿足要求③與件25，26，14配合鉆鉸4-Ф16.8的孔，同時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，并攻絲到滿足要求⑤按拉塊位置鉆2-M10螺紋底孔，并攻絲到滿足要求9淬火淬火回火達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各孔到滿足要求12電化學處理研型腔Ra0.1μm并鍍鉻拋光注射模主要零件加工工藝進行分析總體裝配圖注射模主要零件加工工藝進行分析型芯的加工工藝過程序號工序名稱工序內容1下料2鍛鍛造成Ф147mm×168mm3熱處理退火4車粗車型芯頂部端面，粗車外圓面至尺寸Ф12.5×3.2,Ф65×59.5,Ф125×31.5,Ф133×57.5調頭型芯底部至Ф139mm半精車型芯頂部至Ф12.15×3，倒R2