灯座注塑模具的设计 精品Word文档下载推荐.docx
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适用注射机类型：
柱塞式、螺杆式均可
密度：
1.03~1.07g/
收缩率：
0.003~0.008
预热温度：
温度80~85°
C
时间2~3h
料筒温度：
前段150~170°
中段165~180°
后段180~200°
喷嘴温度：
170~180°
模具温度：
50~80°
注射压力：
60~100Mpa
成型时间：
注射时间20~90s
高压时间0~5s
冷却时间：
20~120s
总周期：
50~220s
螺杆转速（螺杆式）：
30r/min
后处理：
方法红外线灯烘箱
温度70°
时间2~4h
二、注射机类型的选择
在选择注射机类型时，应根据塑料的品种、塑件的结构、成型方法、生产批量、现有设备及注射工艺等综合考虑加以选择。
（一）、注射机规格的初选：
一个产品的质量为4.79克,根据以下公式，选择注射机的最大注射量：
KG公≥NG件+G废
式中：
K=0.8
N为型腔数量
G公为注射机公称注射量
G件为产品重量
G废为各部分冷料的质量
根据设计要求和加工经济性取N=4，通过Pro/E得G废=2.84g,G件=4.79g
G公≥（4×
4.79+1.84）×
1.25=22（g）
也就是说所选注射机的注射量要大于22克。
参照《模具设计与制造简明手册》选择公称注射量为125
的注射机，机型为XS-ZY-125。
其中：
XS——塑料成型机；
Z——注射机；
Y——螺杆式；
125——注射机的最大注射量。
XS-ZY-125注射机参数如下：
注射容量：
125
螺杆直径：
42㎜
120Mpa
注射行程：
115mm
注射时间：
1.6s
注射方式：
螺杆式
锁模力：
900KN
最大注射面积（最大成型面积）：
320
最大模具厚度：
300㎜
最小模具厚度：
200㎜
最大开合模行程（模板行程）：
300㎜
动定模固定板尺寸：
428×
458mm
合模方式：
液压—机械
喷嘴球头半径：
SR12mm
喷嘴孔直径：
D4mm
定位圈（定位孔）直径：
D100mm
顶出（中心孔）直径：
D100mm
顶出方式：
两侧顶出
顶杆中心距：
230mm
顶杆孔径：
D22mm
机器外形尺寸：
3310×
750×
1550mm
（二）、注射机各部分参数的校核：
1、注射量的校核：
注射模内的塑件以及浇注系统凝料的总熔量（容量或体积）应在注射机规定注射量的80%以内，即：
——单个塑件的容积（
）或质量（g）；
——模具的型腔数目；
——浇注系统和飞边所需塑料的容积（
——注射机额定注射量（
或g）.
=4.79g，n=4，
=2.84g，
=125g
经验证：
，符合条件。
2、注射压的力校核：
注射机的最大压力应大于塑件成型所需要的压力，即：
P公=120Mpa而产品要求注射压力P注在60~100MPa之间
3、锁模力的校核：
注射机从分型张开的力应小于注射机额定锁模力，即：
F锁=K损P注A分
F锁——注射机额定锁模力（N）
P注——塑件所须的实际注射压力（Pa）
K损——注射压力达到型腔的压力损失系数，一般取0.34~0.67
A分——塑件及浇注系统在分型面上的投影面积㎡（Pro/E测）
（1）通过计算得：
A分=52×
32×
4+40×
6×
2×
6=8816
≈0.008816㎡
（2）由ABS成型条件查得：
P注=60~100Mpa
考虑到该产品外形较为复杂以及型腔布局的情况，注射时压力损失较大，所以P注取大值：
P注=100Mpa=100×
106pa
（3）同样的，考虑到该产品外形较为复杂以及型腔布局的情况，注射时沿程损失和局部损失都相对较大，所以取K损=0.67
（4）查询XS-ZY-125注射机的特性参数得：
F锁=900KN
计算得到：
F锁=K损P注A分=1.67×
100×
106×
0.008816=590.672Mpa
所以F锁>
K损P注A分，符合条件，能保证注射保压过程锁模稳定可靠。
4、模板安装尺寸的校核：
动定模固定板尺寸最大安装尺寸为：
458可以安装400×
315的模具。
5、模具高度与注射机闭合高度关系的校核：
模具的闭合高度应在最大与最小闭合高度之间，即：
。
——模具的闭合高度；
——注射机最小闭合高度；
——注射机最大闭合高度.
所设计的模具高度为233㎜，小于模具的最大高度300mm，同时也大于模具的最小高度200mm。
6、开模行程校核：
注射机的开模行程应大于脱模取出塑件所需的开模距离。
对于单分型面模具：
——注射机的最大开模行程；
——塑件脱模所需顶出距离；
——塑件高度.
经零件测绘得到塑料产品的高度为
=25mm
塑件脱模的顶出距离为
=40mm
查XS-ZY-125注射机参数得:
=300mm，显然满足要求。
7、推出装置校核：
设计模具时，需根据注射机顶出装置的形式、顶杆的直径、配置和顶出距离，校核模具的推出脱模机构是否与之相适应。
8、模具外形尺寸校核：
（1）模具的长度与宽度应使模具可以穿过拉杆空间在注塑机动模固定板和定模固定板上安装；
（2）模具安装尺寸，必须与注射机动、定模板上的螺孔直径和位置相适应。
9、注射机定位孔和和模具定位圈的配合：
为了使模具安装在注射机上，其主流道中心线应与注射机喷嘴中心线重合，其模具的定位圈和注射机定模板上的定位孔应呈较松的间隙配合，定位圈的高度对于小型模具为8~10mm，大型模具为10~15mm.
10、喷嘴的校核：
模具主流道的球面半径应与注射机喷嘴球头半径相吻合或稍大，以便于脱卸主流道中凝料，主流道小端孔应较喷嘴前端孔径较小.
三、型腔数目及其布局的确定：
（一）型腔数目的确定：
1、确定型腔数目的原则和方法：
根据设计任务书及所制定的工艺成型卡，按塑件的生产批量，所选用的注塑机的最大注塑量，锁模力大小，及产品的精度要求和经济性分析，确定一模几腔，即出几个制品零件。
批量较大的塑件，在成型设备工艺条件允许的条件下，可以一模多腔，但是模具复杂；
批量较小的塑件，为简化模具结构，可以一模单腔，但生产效率较低。
型腔在一模中的数量确定方法有以下四种：
①按塑件经济性确定型腔数：
②按注射机的最大注射量来确定型腔数：
③按注射剂额定锁模力确定型腔数：
④按制品精度要求确定型腔数:
根据上述要点所确定的型腔数目，既要保证最佳的生产经济性，技术上又要保证产品的质量，也就是应该保证塑件制品最佳的技术经济性。
2、本案例型腔数目的确定：
（1）按注射机的最大注射量来确定型腔数：
n≤20
（2）按注射剂额定锁模力确定型腔数：
n≤7
综合考虑
（1）
（2）以及成型设备工艺条件的允许情况等，确定型腔数目n=4.
（二）型腔布局的排列方法：
1.确定型腔布局的原则：
多型腔模具在一般情况下成型同一尺寸以及精度要求的塑件。
由于型腔的布局与浇注系统的布置密切相关，因而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。
型腔的排布应使每个型腔浇口处由足够的压力，以保证塑料熔体能够同时均匀的充满型腔，使得各个型腔的塑件内在质量稳定，这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，同时采用平衡的流道和合理的浇口以及均匀的冷却。
合理的排布可以避免塑件尺寸的差异，应力形成和脱模困难等问题。
简言之，其遵循的原则是：
排列紧凑，能缩小模板尺寸，减小流程，锁模力力求平衡。
2.型腔布局的排列方法：
型腔的布置方式由平衡式和非平衡式两种。
以平衡式布置最佳。
其主要优点是：
从主浇道到各个型腔的分浇道，其长度，断面形状及尺寸均相等，以达到各个型腔能够同时均匀进料的目的。
其中平衡式的排列方法又可以分为：
圆形排列，直线型排列和H形排列。
3.本案例型腔的布局方案：
依据本产品外形和型腔数目，结合各种型腔布局方法的优缺点加以综合考
虑，我们选择平衡式排列种的H形排列。
平衡性好，加工容易，因此适用广泛。
而圆形排列加工较困难，直线型排列平衡性较差。
具体排布见下图。
四、分型面的确定：
1、分型面选择的基本原则：
选择分型面时，应该考虑到使模具结构简单，分型容易，并且不影响塑件的外观及使用，具体应从以下几方面综合考虑；
（1）有利于塑件的脱模和取出：
分型面应该使得塑件在开模后留在动模
的一侧，以便于脱模；
（2）应有利于嵌件的安装：
分型面要考虑将型腔放在动模部位，而使带嵌
件的塑件不留在定模部位；
（3）应有利于模具零件的加工；
（4）应有利于模具结构的简化以及便于操作；
（5）应有利于塑件的质量和精度要求；
（6）应有利于保证塑件的表面质量；
（7）应有利于预防飞边和溢料的产生；
（8）应有利于排气以确保质量和成型；
（9）应有利于制品的成型和模具的制造.
2、本产品设计分型面的确定：
为了能顺利的出模，使塑件能留在动模一侧，不影响该塑件的外观，分型面应设在该产品的底面。
这样就可以利用多根顶杆同时把4个塑件推出，使每个塑件受力均匀而不会产生大的变形，。
因此该分型面为单分型面。
垂直于开模方向。
分型面的选择与修改应充分考虑用于成型的凹模和凸模部分的加工以及装配的难度和精度。
五、浇注系统的设计：
1、浇注系统的设计原则：
普通浇注系统是由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成的。
浇注系统直接影响注射成型的效率和质量。
设计时一般遵循以下原则：
（1）浇口要设在不影响塑件外观质量的地方和部位；
（2）浇注系统应适应塑料的成型特性，以保证成型周期和塑件质量；
（3）浇注系统应尽量采用短的流程，以减少热量和压力损失及节约原材料；
（4）浇注系统应有利于良好的排气，并防止型芯的变形和嵌件的位移；
（5）浇注系统的确定要考虑注射机的安装尺寸，防止单边安装；
（6）浇注系统的设计，要考虑便于修整浇口，以保证塑件质量。
2、主流道设计：
主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流经通道。
由于本设计中选的注射机XS-ZY-125是卧式注塑机，因此其主流道应垂直于模具分型面。
一般把其设计成圆锥形，以便于使凝料能从主流道中顺利的拔出。
主流道锥角一般为2～6°
，其表面粗糙度为Ra0.8。
主流道的进口端直径应根据注射机喷嘴孔径确定，主流道的进口端直径应比喷嘴直径大0.5~1mm。
主流道的进口端与喷嘴头部接触的形式一般是是弧面，凹下深度约3~5mm。
XS-ZY-125注射机的喷嘴球头半径为SR-12,其半径为φ4，主流道锥角取为4°
.
主浇道与分浇道结合处采用圆角过渡，其半径R为1~3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。
在保证塑件成型良好的前提下，主浇道的长度L尽量短，以减少压力损失及废料，一般主浇道的长度视模板的厚度而定。
由于主浇道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，容易损坏。
所以一般不会将主浇道直接开在定模板上，而是将它单独设在一个主浇道衬套上。
浇口套一般用T8A，硬度为40～45HRC。
本次设计中主流道的尺寸以及浇口套与定位圈的尺寸及结构如下：
1.定位圈安装在定模座板上，一般为台阶结构，固定一定要牢靠。
2.定位圈凸出定模座板部分的径向名义尺寸应与注射机固定板定位孔的径向名义尺寸相同，两者应设计成H9/f9的配合形式。
3.定位圈的尺寸精度要求见图示：
3、分浇道的设计：
在多型腔或者单型腔多浇口（塑件尺寸较大）时应设置分流道。
分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料溶体的流动通道。
它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。
因此要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料溶体尽快地经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能使塑料溶体均衡的分配的各个型腔。
为了便于机械加工和凝料脱模，分流道应设置在分型面上。
常用的分流道截面形状一般可为圆形、梯形、半圆形、和矩形等.从理论上讲，圆形截面的分流道的比表面积最小，从流动性和传热性等方面考虑是最理想的形状。
但是由于圆形截面的分流道需要以分型面为界分成两半进行加工才有利于凝料脱出，这种加工的工艺性不佳，且模具闭合以后难以精确保证两半圆对其，故实际生产中不常用。
在此，我们选择半圆形的分流道截面形状，表面粗糙度Ra＜1.6，并用平衡式排列。
查表得到，ABS塑料的分流道直径推荐值为4.8~9.5mm。
分流道的长度一般在8~30mm之间，一般根据型腔布局适当加长或者缩短，但最短不得小于8mm。
否则，会给塑件修磨和分割带来困难。
流道不应加工的太光滑，让塑件熔体和流道有点摩擦，这样可以使塑件熔体放出热量，从而使其更不易凝固。
若是流道加工的太光滑。
这样反而使熔体更易凝固。
一般分流道粗糙度为Ra1.6～0.8。
4、浇口的设计：
浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，它对塑件的质量影响很大。
一般情况浇口采用长度很短（1~2mm）而截面很窄的小浇口。
小浇口可以使塑料熔体产生加速度和较大的剪切热，降低粘度，提高充模能力；
小浇口容易冷却固化，缩短模塑周期，防止保压不足而引起的倒流现象；
小浇口还便于塑件和废料的分离。
根据该产品的结构，以及采用的一模四腔的多腔模具，所以选用测浇口。
浇口的截面形状同样采用半圆形，浇口的截面积一般为分流道截面积的3%~5%,浇口的长度L尽量短，对减小塑料熔体流动阻力和增大流速均有利，通常取L=1~2mm。
为了塑件熔体能快速地充满型腔，浇口表面粗糙度很小，一般为Ra0.4以下,现取Ra0.4作为浇口的表面粗糙度。
这样不致产生较大的摩擦阻力，有利于充型。
5、冷料穴和拉料杆的设计：
当分流道较长时，在分流道末端开设冷料穴，以容纳冷料，保证塑件的质量。
在此，我们采用锥形拉料杆，其优点使能够自动脱料，便于实现生产的自动化，同时设计与制造也是最简单的。
冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头及熔体流动的前锋冷料，以防止冷料进入型腔而影响产品质量。
冷料穴常设计在主流道的末端，即主流道正对面的动模上，直径稍大于主流道大端直径，以利于冷料的流入。
锥形拉料杆的形式与应用实例如下：
六、排气系统：
排气系统的作用是将型腔中原有的空气及成型过程中产生的气体顺利的排出，以免塑件产生气泡，疏松等缺陷而影响成型及表面质量。
模具在充型过程中，除了型腔内原有的空气外，还有塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体，尤其是在高速注射成型时，必须考虑如何将多余的气体排出模外，否则被压缩的气体产生高温引起塑件局部炭化，或使塑件产生气泡的工艺缺陷。
为了解决该问题,常用的排气系统的结构形式有：
①利用配合间隙排气；
②在分型面上开设排气槽③利用推杆设排气槽方法排气。
在本设计方案中，对于ABS这种材料,排气间隙不得高于0.05㎜。
为了能快速充满型腔，得到质量合格的产品采用了以下措施：
1、型芯采用组合式，型芯的长度高出型腔，把型腔板上的型芯孔打通，型芯与型腔小间隙配合。
这样可以成为主要的排气途径。
2、由于型腔板和推杆存在小的间隙，这样也可以排出一部分气体。
必要时，也可以利用推杆设排气槽的方法排气。
七、成型零部件的设计
注塑模的成型零部件是指构成模具型腔的零件，通常包括凹模、型芯，以及各种成型杆和成型镶件块。
型腔用于成型塑件的外形型腔，一般设在定模一侧，而型芯及成型塑件的内形型腔，设在动模一侧。
成型零件固定部分的粗糙度值为Ra1.6即可；
工作部分与塑料直接接触，用来成型塑件，其表面粗糙度根据塑件材料和表面质量要求来定，一般不大于Ra0.4。
进行成型零件的结构设计时，既要考虑保证合格的塑件，又要便于加工制造，还要尽量节约贵重模具材料，以降低模具成本。
（一）型芯和型腔的结构形式的设计
1、型腔的结构设计
型腔是成型塑件外表面的主要零件。
按其结构的不同，可分为整体式和组合式两类。
组合式凹模按照组合方式的不同，又可分为整体嵌入式，局部嵌入式，底部拼镶式，侧壁拼镶式和四壁拼合式。
本设计型腔结构综合考虑了加工难度以及模具结构设计的简便性，采用了局部嵌入式。
但是嵌镶件必须和母体结合严实，不得有缝隙，否则会产生溢料或者飞边，影响产品质量。
型腔的加工主要采用电火花成型方法。
2、型芯的结构设计
型芯采用镶拼组合式结构，这样可方便更换，若是某根型芯由于磨损或其它原因损坏，就可以直接更换它，而不需要整体做整体的更换。
由于型芯的各部分分开加工，这样就降低了型芯的加工难度，把复杂的型芯加工转化为镶拼块的加工，且易于保证加工精度。
各镶拼件采用H7/m6配合。
型芯的加工也主要采用电火花成型加工和线切割加工的方法。
（二）脱模斜度的的确定
塑件在冷却的过程中，由于收缩率的影响，使得冷却后的塑件会紧紧地贴合在型芯的表面。
虽然在推出时有推杆的作用力将其推出，但是在设计注射模成型零件时，为了使塑件成型以后更易于从模具型腔内脱模，在垂直分型面的定模与动模型腔和型芯工作面上，必须设计出脱模斜度。
脱模斜度的的选取计算方法是：
型腔的尺寸以大端为准，而斜度应从大端向小端尺寸进行选取；
而型芯恰好相反，应以小端尺寸为准，斜度应从小端向大端尺寸进行选取。
本产品设计采用的是ABS塑料，该种塑料成型时的出模斜度取值为：
型腔:
型芯：
（三）成型零部件工作尺寸的计算
1、成型零件工作部分尺寸的影响因素：
成型零部件中与塑料接触并决定塑件几何形状的各处尺寸，称为工作尺寸。
其包括型芯和型腔的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，成型零件中心距（如孔间距、型芯间距、孔或凸台中心道型腔（主型芯）侧表面的距离等）。
根据成型零部件与塑料溶体或塑件之间产生磨损之后尺寸的变化趋势，可将工作尺寸分为三大类：
（1）孔类尺寸（A类）：
该类尺寸属于包容尺寸（或广义上的孔），与塑料熔体和塑件之间产生产生摩擦磨损之后具有变大的趋势。
属于这类尺寸的有：
型腔深度和型腔径向尺寸；
（2）轴类尺寸（B类）：
该类尺寸属于被包容尺寸（或广义上的轴），与塑料熔体和塑件之间产生产生摩擦磨损之后具有变小的趋势。
型芯高度和型芯径向尺寸；
（3）中心距类尺寸（C类）：
该类尺寸不受摩擦磨损的影响，因此可视为一种不变尺寸。
属于该类尺寸的有：
孔间距、型芯间距、孔中心和型芯中心的距离、孔或凸台中心线到型腔（主型芯）侧表面的距离.
在模具设计时，应根据塑件的尺寸和精度等级确定模具成型零件的工作尺寸和精度等级。
影响塑件尺寸精度的因素有：
①塑件收缩率：
按照一般要求，塑件收缩率波动所引起的误差应不小于塑件公差的1/3；
②模具成型零件的制造误差：
实践证明，成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/3～1/4，因此在确定成型零件工作尺寸时可取塑件公差的1/3～1/4，获取IT7～8级作为模具的制造公差；
③成型零件的磨损：
对于中小型塑件，最大磨损量取塑件公差的1/6；
④模具安装配合的误差。
2、成型零件工作部分尺寸的计算公式：
1）、型芯的尺寸计算
型芯的尺寸按以下公式计算：
D
=〈〔1+
〕d
+xΔ〉
D
——型芯外径尺寸；
d
——塑件内形尺寸t；
Δ——塑件公差；
——塑料平均收缩率；
——成形零件制造公差,取
2）、型腔的尺寸计算
①型腔径向尺寸按以下公式计算：
－xΔ〉
——型腔的内形尺寸；
——塑件外形基本尺寸；
Δ—塑件公差；
—塑料平均收缩率；
—成形零件制造公差,取
②型腔深度尺寸按以下公式计算：
=
——型腔深度;
——塑件外形高度尺寸;
Δ——塑件公差;
——塑料平均收缩率;
.
3）、由于该产品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度要求不需那么高。
一般取Ra1.6,在机床上加工就可以直接投入使用，不需要经过其它的特殊加工。
考虑模具的修模以及型芯的磨损，在精度范围内，型芯尺寸尽量取大值。
而型腔则取大值，型腔的表面粗糟将决定产品的外观，因此型腔的表面粗糙度则要求较高，一般取Ra0.8～0.4。
在本次设计中，型腔取Ra0.8。
4）、X——综合修正系数（考虑塑料收缩率的偏差和波动，成型零件的磨损等因素），塑件精度低、批量较小时，X取1/2；
塑件精度高、批量比较大，X取3/4，根据设计要求取X为0.5。
3、成型零件工作尺寸的计算应用举例：
要计算型芯、型腔的工作尺寸，必先确定塑件的公差及模具的制造公差。
根据要求塑件精度取五级精度。
根据塑料制件公差数值表（SJ1372—78）塑件在五级精度下，基本尺寸对应的尺寸公差如下：
基本尺寸㎜
公差㎜
~3
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