灯座塑料模具设计Word文档下载推荐.docx
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注塑成型机SZ100/630主要参数如下表1-2所示
表1-2
理论注射量
634cm^3
最小模具厚度
250mm
注射压力
150MPa
定位孔的直径
Ø
180深20
锁模力
3500kN
喷嘴球半径
SR18mm
拉杆内间距
545mm×
480mm
喷嘴口孔径
4mm
最大模具厚度
500mm
移模行程
490mm
（二）、注塑机的终选
（1）注射量的校核
公式：
（0.8-0.85）W公≥W注
W公——注塑机的公称注塑量（cm3）；
W注——每模的塑料体积量，是所有型腔的塑料加上浇注系统塑料的总和（cm3）；
如前所述，塑件及浇注系统的总体积为74.14mm3远小于注塑机的理论注射量634cm3，将数据代入公式得：
59.31x103cm3＜634cm3,
故满足要求。
（2）模具闭合高度的校核
Hmin﹤H闭﹤Hmax
如装配图可知模具的闭合高度H闭＝477mm，而注塑成型机的最大模具厚度Hmax=500mm,最小模具厚度Hmin=250mm,满足Hmin﹤H闭﹤Hmax安装要求。
（3）模具安装部分的校核
模具的外形尺寸为450mm×
450mm，而注塑成型机拉杆内间距为545mm×
480mm，故能满足安装要求。
模具定位圈的直径Ø
100＝注塑机定位孔的直径Ø
100，满足安装要求。
浇口套的球面半径为SR1=SR+（1-2）=20满足要求。
浇口套小端直径R1＝R+9（1-2）=4+2=6满足要求。
（5）模具开模行程的校核
H模=H1+H2+a≤H注
H模——模具的开模行程（mm）
H注——注塑成型机移模行程（mm）
H1——制件的推出距离（mm）
H2——包括流道凝料在内的制品的高度（mm）
a——侧抽芯在开模方向的距离（mm）
代入数据得：
H模＝115+177+31＝323mm≤H注＝490mm，满足要求。
（6）锁模力的校核
F≥KAPm
F——注射机的额定压力（kN）；
A——制件和流道在分型面上的投影面积之和（cm）
Pm——型腔的平均压力（Mpa）；
K——安全系数，通常取K=1.1～1.2；
将数据代入公式得：
KAPm=1.15×
25×
11.304=324.87KN
F=630KN>
324.87KN，满足要求。
（7）注射压力的校核
Pmax≥K′P0
Pmax——注射机的额定注射压力（Mpa）；
P0——注射成形时的所需调用的注射压力（Mpa）；
K′——安全系数
K′P0=1.3×
90=117MPa≤Pmax=150Mpa
满足要求。
结论：
选取螺杆式注塑成型机SZ630/3500完全符合本模具的使用要求。
一、模具结构分析与设计
•
型腔数目的确定
制件为小批量生产，故采用一模一腔。
优点：
1）保证产品的精度要求。
2）冷却系统便于设置同时冷却效果很好。
3）模具开模距离小。
分型面的确定
从模具结构及成形工艺的角度出发，采用三种方案
方案一：
如图1-2所示
A）有一个分型面，开模距离小，模具可用两板式，其结构简单。
B）从上端采用侧浇口进料不影响制件表面质量，且流程短、压力损失小。
缺点：
A）所需开模力大。
B）冷却系统安置不便，与模具其它结构发生干涉，同时造成模具体积庞大，冷却效果不佳。
C）制件采用推管推出，由于推管与小型芯磨损，配合间隙增大，从而发生飞边。
D）开模时，制件包紧大型芯，由于包紧力较大，制件易变形。
由以上分析可知：
方案一不可取
方案二：
如图1-3所示
A）两个分型面，但由于侧抽芯距不大，开模距离不大。
B）模具在I-I处分型完成侧抽芯动作，可使制件留置在动模；
在II-II分型完成推出制件动作。
C）制件采用推件板推出，推出动作稳定可靠，制件受力均匀不变形。
D）将分流道和浇口放在型芯上，有利模具的制造。
E）模具冷却系统的安置更合理且冷却效果大大提高。
A）主流道的流程变长。
B）分流道和浇口安置复杂。
解决方案：
A）采用延伸式喷嘴使主流道的流程变短。
B）将浇口套和小型芯做成一体，将分流道和浇口做在浇口道上，有利于制件直径为22孔径端面高度尺寸的保证又有利于模具的制造。
方案三：
如图1-4所示
该方案是在方案二的基础采用点浇口进料，推出方式和冷却方式同方案二。
A）有利于保证直径22孔高度尺寸精度。
B）有利于塑料熔体充模，减少熔接痕。
模具结构复杂，成本大大提高。
通过以上分析可知，从保证产品的质量和降低模具成本的角度
考虑优选方案二。
型腔和型芯的结构和固定方式
型腔采用镶块式结构
A）利于模具温度控制，冷却充分。
B）零件更换方便。
C）缩短模具制造周期。
型腔和型芯固定方式：
采用台肩固定
A）加工方便。
B）减少安装过程中出现的偏差。
浇注系统的确定
模具采用方案二，直径为22的孔内部端面用四个侧浇口进料，且分流道和侧浇口做在小型芯上。
一方面有利于模具的制造，另一方面保证端面尺寸的精度。
如将分流道和侧浇口做在大型芯上，由于浇注凝料的存在，使其端面凸凹不平，不能保证尺寸精度。
侧浇口采用矩形侧浇口，有利控制熔体的充模。
分流道采用梯形截面形式，流动阻力小。
脱模方式的确定
根据分型面的选择及制件外形特点，采用推件板推出制件。
其优点：
制件受力均匀在推出时不产生变形。
制件表面质量不受影响。
无须设置复位杆使模具结构紧凑。
冷却系统的结构设计
PP熔点和熔点热焓量比LDPE高，在结晶和冷却过程中会放出较多的热量，故模具应设置冷却系统。
冷却采用螺旋水道方式，冷却均匀，这样使模具有恒定的模温，能有效地减少塑件成型时收缩的波动，保证塑件的尺寸精度。
防止制件翘曲变形。
排气方式的确定
通过分型面和小型芯处的间隙来排气。
标准模架的选择
根据成型零件及结构零件的布局定选标准标准模架为GB/T12556.1~12556.1-1990中355×
L
（1）。
二.装配图
四、模具相关的计算
成型零件的尺寸的计算
平均收缩率为0.2﹪。
根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取δZ=△/4。
成型零件尺寸计算
如下表1-3：
表1-3
已知条件：
平均收缩率Scp=0.002;
模具的制造公差取δZ=△/4
类别
零件名称
塑件尺寸
计算公式
型腔或型芯工作尺寸
型腔计算
大型腔
12100.92
Lm=（Ls+Ls*Scp-¼
Δ）+δZ0
123.3200.23
1150+0.82
115.0600.203
8600.72
87.540+0.18
680-0.64
69.21+0.160
1190-0.72
121.180+0.205
220-0.32
22.3600+0.36
940-0.72
94.010+0.18
20-0.16
20+0.04
3900.042
39.170+0.0105
小型腔
R50-0.18
Δ）+δZ0
R5.070+0.045
120-0.48
11.160-0.06
1.50-0.36
1.49+0.040
型芯计算
小型芯
22+0..540
Lm=（Ls+Ls*Scp+Δ）0-δZ
22.360-0.04
侧型芯
3.4+0.160
Lm=（Ls+Ls*Scp+Δ）0-δZ
3.430-0.04
6.7+0.20
6.960-0.05
大型芯
81+0.540
82.450-0.14
66+0.540
67.15-0.180
7.0+0.200
12.0+0.240
11.160-0.08
28.0+0.320
29.190-0.0033
113+0.820
113.020-0.205
冷却系统水管孔径的计算
根据热平衡计算：
在单位时间内熔体凝固时放出等热量等于冷却水所带走的热量，故有
公式：
qv＝WQ1/ρc1（θ1-θ2）
qv——冷却水的体积流量（m³
/Min）；
W——单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料重量（Kg/Min）；
Q1——单位的重量的塑料制品在凝固时所放出的热量（KJ/kg）；
ρ——冷却水密度；
c1冷却水的比热容；
θ1−冷却水出口温度；
θ2−冷却水入口温度；
1）.求塑料制品在固化时每小时释放的热量Q
设注射时间为2s，冷却时间为20s，保压时间为15s，开模取件时间为3s.，得注射成型周期为40S。
设用20℃的水作为冷却介质，其出口温度为28℃，水呈湍流状态，
一个小时成型次数n＝3600/40＝90
W＝M×
n＝66.64×
90＝5997g/h=6Kg/h
查手册[1]得PP单位重量放出的热量Q1＝5.9×
10²
KJ/h
故
Q=WQ1＝6×
5.9×
KJ/h＝3.54×
10³
KJ/h
2）.水的体积流量
由公式qv＝WQ1/ρc1（θ1-θ2）＝（3540/60）/（10³
×
4.187×
（28-20））m³
/Min＝1.8×
10-³
m³
/Min
3）.求冷却水道直径d
根据水的体积流量查手册[1]得d=8mm
3.浇注系统尺寸的计算
1）分流道截面尺寸的计算
对于壁厚小于3mm、重量小于200g以下塑料制件品，可采用如下的经验公式来计算分流道的直径：
D=0.2654G1/2*L1/4
式中
D——分流道的直径（mm）；
G——制品质量（g）；
L——分流道的长度（mm）；
D=0.2654G1/2*L1/4＝0.2564（66.64）1/2*（4.75）1/4=3.18mm
2）侧浇口深度（h）和宽度（w）的经验公式如下：
h=nt
W＝nA1/2/30
n——塑料材料系数，查得PP的系数为0.7；
t——制品的壁厚（mm）；
A——型腔外表面积（mm²
）；
h=1.4mm
W=4.42mm
L取经验值0.54mm
由公式γ=6q/（Wh²
）≥104s-1进行校核是否合理
q——熔体的充模速度（cm³
/s）
制件的体积为V1=72.54cm³
，由前述知充模时间为2s，故q=36.27cm³
/s
于是
γ=6q/（Wh²
）=6×
36.27/0.3×
0.14²
=3.7×
104s-1
≥104s-1
符合要求
4.凹模壁厚和垫板厚度、刚度与强度计算与校核
R——凹模外半径（mm）；
r——凹模内半径（mm）；
E——模具钢材的弹性模量（Mpa）；
P——模具型腔内最大的压力（Mpa）；
u——模具钢材的泊松比u=0.25；
δp——模具强度计算的许用变形量（mm）；
σp——模具强度计算许用应力（Mpa）；
由组合式，低粘度和4级精度的条件，查长手册[1]得：
δp＝25i1=25（0.35r1/5+0.001r）＝25（0.35（81.63）1/5+0.001×
81.63）＝23μm＝0.023mm
r=52mm
E＝2.2×
105Mpa
P=40Mpa
u＝σp0.25
σp＝300Mpa
1）.凹模侧壁刚度条件计算
R=r[（（δpE/rP）+1-u）/（（δpE/rP）+1-u））]1/2
将数据代入公式得:
R=52（0.023×
2.2×
105+0.75×
52×
40/0.023×
105-1.25×
40）=85mm
2）.凹模侧壁强度条件计算
R=r[（σp/σp-2P）1/2-1]
（σp>
2P）
σp=133Mpa
P=25Mpa
将数据代入公式得：
R＝64.4mm
综合1）、2）得：
R＝85mm
3）.凹模垫板的刚度计算
t=0.91r（Pr/Eδp）
t＝34mm
4）.凹模垫板的强度计算
t=1.1r（P/σp）½
t=21mm
综合3）、4）得：
t=34mm
5、推件板厚度的计算
刚度计算
h=（C2QeR²
/EBδp）1/3
强度计算
h=[K2（Qe/σp）]1/2
h=推件板的厚度（mm）；
C2——随R/r值变化系数；
R——推杆作用在推件板上的几何半径（mm）；
r——推件板圆形内孔（mm）；
K2——随R/r值变化系数；
Qe——脱模阻力（N）；
E——推杆材料的弹性模量（Mpa）；
σp——推件板材料的许用应力（Mpa）；
δp——推件板中心允许的变形的量，通常取制件尺寸公差的1/5-1/10（mm）；
查手册[1]得：
C2=0.0249
K2=0.428
R=174.14mm
r=120.44mm
E=209×
MPa
Qe=6.283×
N
σp=300MPa
δp=0.92/5=0.15
按强度计算代入数据得：
h=3.2mm
按刚度计算代入数据得：
h=4.5mm
取h=4.5mm
6.脱模机构相关计算
1）.脱模力、斜销直径、推杆直径的计算
A）侧型芯脱模力计算
Qc1=10fcαE（Tf-Tj）th
式中
Qc1——制件对型芯包紧脱模阻力（N）；
fc——脱模系数
α——塑料的线胀系数（1/℃）
E——在脱模温度下塑料的抗拉弹性模量（Mpa）
Tf——软化温度（℃）
Tj——脱模顶出时的制品温度（℃）
t——制件的厚度（mm）
h——型芯脱模方向的高度（mm）
查阅手册[1]得：
fc=0.45,
α=7.8×
10-5℃-1,
E=1.2×
Mp,Tf=110℃,
Tj=60℃,
t=2mm,
h=17.
Qc1=716N
斜销直径d＝20mm
B）主型芯脱模力计算：
d/t=58>
20
属于厚壁
公式为：
Qc2=1.25KfcαE（Tf-Tj）Ac
＝（dk+2t）²
+dk²
+μ
（dk+2t）²
-dk²
式中
Qc2——制件对型芯包紧脱模阻力（N）；
Ac——制件包紧型芯的有效面积（mm²
）；
dk——制件直径（mm）；
K——脱模斜度系数；
其中K=（fcCosβ-Sinβ）/fc（1+fcCosβSinβ）；
μ——在脱模温度下的泊松比；
将数据代入得：
Qc2=5567N
总脱模阻力为：
Qe=Qc1+Qc2=6283N=6.283×
N
推杆直径计算
直径确定公式：
d=K（l²
Qe/nE）1/4
直径校核公式：
σc=4Qe/n∏d²
≤σs
式中
d——推杆的直径（mm）；
K——安全系数；
l——推杆长度（mm）；
Qe——脱模阻力（N）；
E——推杆材料的弹性模量（Mpa）；
n——推杆的数目；
σc——推杆所受的压应力（Mpa）；
σs——推杆材料的屈服点（Mpa）；
查手册[1]得：
K=1.6
l=215.6
MPa
σs=353MPa
d=8mm
用公式σc=4Qe/n∏d²
校核得：
σc=31.25MP<
σs=353MP，故d=8mm符合要求。
2）推杆长度计算
公式L工=S+推杆行程+3mm＝215.5mm
3）侧抽芯距计算
完成抽拔距为s所需的最小开模行程H由以下公式和得：
H=S×
Ctgα
α——斜销的斜角（°
在此取20°
由制件图可知S=11mm
故H=11×
Ctg20°
=31mm
五、塑件模塑成型工艺
1、PP注射成型工艺参数
工艺参数
规格
料筒温度（℃）
后段：
160-220
中段：
180-200
前段：
160-180
成型时间（t）
注射时间：
2
保压时间：
15
冷却时间：
20
喷嘴温度（℃）
220-310
螺杆转速（r/min）
40
模具温度（℃）
20-60
注射压力（MPa）
70-100
2、填写模塑成型工艺卡
六、模具零件制造工艺
1、型腔镶件的加工工艺
序号
工序名称
工序内容
1
备料
棒料
锻造
176mm×
14Omm
3
热处理
退火
4
铣
铣六面至尺寸166.5mm×
166.5mm×
13O.5mm对角尺
5
平磨
磨六面至尺寸166mm×
166mm×
130mm，保证上下平面与四平面互相垂直，垂直度为0.01/100mm，对角尺
6
车（镗）
车钻通孔φ21.86mm，钻孔φ87.04mm深至图纸要求并留1mm的加工余量
绞φ21.86至图纸要求并留1mm精加工余量
车（镗）型腔孔，并按图纸要求加工出φ122.31、φ120、φ86.54、φ68.12、φ38.17,φ21.36的孔
车外型，并按图
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