毕业设计（论文）-灯座注塑模具设计与制造.doc

单位代码 02 学 号 080118603 分 类 号 TH6 密 级 毕业设计(论文) 灯座注塑模具设计与制造 院（系）名称 工学院机械系 专业名称材料成型及控制工程 学生姓名 指导教师 2012年 5 月 10 日 黄河科技学院毕业设计（论文） 第 1 页 全套图纸加扣 3012250582 黄河科技学院毕业设计说明书 灯座注塑模具设计与制造摘 要根据设计任务书的要求，先了解塑件的用途，分析了塑件的材料、表面质量、结构工艺性、确定塑料成型方式及工艺过程、确定塑件成型工艺参数、初选注射成型设备、注射模的结构设计、注射模设计的有关尺寸计算、注射机有关参数的校核、注射模主要零件加工工艺规程的编制、尺寸精度等问题。然后确定成型模具的种类，成型设备的规格和型号。并编制塑件的模型成型工艺。本模具采用一模一件，点交浇口进料，注射机选XSZY500型号，设置冷却系统，该注射模具利用了斜导柱抽芯机构及定模推出机构,解决了带侧向凸起的塑件的脱模问题,此模具结构紧凑,推出可靠,安装操作方便,成型塑件质量好,生产效率高,采用Pro/E三维造型，AutoCAD绘制二维总装图及零件图，选择模具合理的加工方法。在设计过程中系统的运用简要的文字、简明的示意图和计算等分析塑件，从而作出合理的模具设计。关键词：斜导柱抽芯机构，AutoCAD，注射模，点交浇口 全套图纸加扣 3012250582 第 VI 页The Lampholders Injection Mold Design And ManufacturingAuthor: Guo XiaoKunTutor: Wang ZongCaiAbstractAccording to the requirements of the design task book, first of all, I understand the use of plastic parts parts use the plastic parts of the material, surface quality, structure, process and to determine the plastic molding methods and processes ,to determine the plastic molding process parameters, the primary injection molding equipment, injectionmold structure design, injection mold design size calculation, the checking of the parameters of the injection machine, injection mold for the main parts the preparation of process planning, dimensional accuracy and so on.Then determine the type of mold, and molding equipment specifications and models,and the preparation of the plastic parts of model molding process.The mold with a mold 2, side gate into the material, injection machine selection XS-ZY-500 type, set the cooling system.The mold has been use the bevel pillar core institutions and scheduled to die introduction of institutions and solved the with laterally protruding plastic parts of the mold release.This mold has a compact structure, reliable launch, easy installation, good quality of castings produced and the high production efficiency,using Pro/ E 3D modeling, AutoCAD drawing two-dimensional assembly diagram and parts diagram, select a reasonable mold processing method. In the design process, I use the brief text systematic, concise schematic and computational analysis of plastic parts, etc., in order to make a reasonable die design.Key words：Bevel pillar pulling mechanism ,AutoCAD, injection mold, Mold Design, the side gate 目 录1 引言12 分析塑件原材料22.1 分析制件材料的性能32.1.1 分析制件材料的使用性能32.1.2 分析塑料的工艺性能33 确定塑料成型方式及工艺过程53.1 塑件成型方式的选择53.2 成型工艺规程53.2.1 成型前的准备63.2.1.1 原材料的预处理63.2.1.2 料筒的清理63.2.1.3 脱模剂的选用73.2.2 注射过程73.2.3 塑件后处理74 分析塑件的结构工艺性94.1 塑件的尺寸精度分析94.2 塑件表面质量分析94.3 塑件的结构工艺性分析95 确定塑件成型工艺参数106 注射机的选择与校核116.1 注射机的选择116.1.1 计算塑件的体积和质量116.1.2 依据最大锁模力初选设备116.2 注射机的校核126.2.1 模具的闭合高度的确定和校核126.2.2 模具安装部分的校核126.2.3 模具开模行程的校核137 注射模的结构设计147.1 确定型腔数目及布置147.2 分型面的选择157.3 型腔数目的确定及型腔的排列157.4 浇注系统的设计167.4.1 主流道设计167.4.2 分流道的设计177.4.3 浇口设计187.5 型芯、型腔结构的确定207.6 侧抽芯机构没计217.6.1 侧向分型与抽芯机构的分类217.7 模具导向机构的设计227.7.1 导柱机构的技术要求227.7.2 导套的结构和技术要求237.8 定模座板、动模座板的设计237.9 工件脱模机构的设计237.10 排气系统的设计247.11 温度调节系统247.11.1 温度调节对塑件成型的影响247.11.2 冷却系统的设计248 注射模设计的有关尺寸计算278.1 成型零件尺寸的计算278.2 确定抽芯机构零件尺寸的计算288.2.1 抽芯距的计算288.2.2 滑块倾角的确定288.2.3 确定斜滑块尺寸288.3 注射模具零件设计309 注射模主要零件加工工艺规程的编制349.1 型腔板的加工工艺过程349.2 型芯的加工工艺过程35总 结36致 谢37参考文献38 全套图纸加扣 3012250582 第 39 页1 引言在现代工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具，模具工业已经成为工业发展的基础。根据国际生产技术协会的预测，21世纪机械制造工业零件粗加工的75，精加工的50都需要通过模具来完成，这在汽车、电器、通信、石化和建筑等行业中最为突出。然而这些模具中塑料模具使用的最为广泛。在工业或生活用品中我们不难发现一个现象：有时采用精度和强度不太高的塑料传动，由于塑料具有可塑性强，密度小、比强度高、结缘性、化学稳定性高、外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱。塑料工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展应运而生的，目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。随着机械工业电子工业，航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，塑料成型制件的需求量越来越多，质量要求也越来越高，这就要求成型塑件的模具的开发，设计制造的水平也须越来越高。本文也就对日用品中的灯座模具设计过程进行阐述。2 分析塑件原材料本课题以模具中的塑料模为设计对象，选用台灯灯座为毕业设计实例，根据任务书的要求选择如下图所示外形的塑件成型材料为ABS，以下是对此材料的工艺分析：图2.1 灯座的二维图形图2.2 灯座的三维图形2.1 分析制件材料的性能2.1.1 分析制件材料的使用性能ABS属热塑性非结晶型塑料，密度为1.05g/cm31。ABS制品强度高、刚性好，硬度、耐冲击性、制品表面光泽性好，耐磨性好，成型加工性，尺寸稳定性好，周色性能、电镀性能都好。其缺点是不耐有机溶剂，耐气候性差，在紫外线下易老化。ABS的典型用途：在机械工业上用来制造齿轮、喷叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽；冷藏库和冰箱衬里等；汽车工业上用ABS制造汽车仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒，挡泥板、扶手、热空调节导管、加热器等，还有用ABS夹层板制小轿车车身;ABS还可以用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴、电话机壳体、收录机壳体、打字机键盘、电冰箱、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。2.1.2 分析塑料的工艺性能（1）无定形料，其品种牌号很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。（2）吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件要求长时间预热干燥2。（3）流动性中等，溢边料0.04mm左右。（4）比基苯乙烯加工困难，易取高料温、模温。料温对物料性能影响较大，料温过高易分解对要求精度较高塑件模温宜取5060，要求光泽及耐热型料宜取6080。注射压力比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射机时料温为180230，注射压力为100140MPa。螺杆式注射机则取160220、70100MPa为宜。（5）模具设计时要注意浇注系统选择交口位置、形式、定出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹，脱模斜度宜取2以上。将苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚体（ABS）的性能特点归类可得表2.1内容：表2.1原材料苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚体（ABS）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苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚体（ABS）属于热塑性塑料线型结构非结晶型材料可在110115使用，也可在-40下使用有一定的化学稳定性和良好额介电性能，同时还耐酸、碱、盐、油、水等综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性；电性能良好；易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，可作双色成型塑件，且表面可镀铬熔融温度高，但熔体粘度大；流动性差结论(1) 无定形料，其品种牌号很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。(2) 吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件要求长时间预热干燥。(3) 流动性中等，溢边料0.04mm左右。(4) 比基苯乙烯加工困难，易取高料温、模温。料温对物料性能影响较大，料温过高易分解对要求精度较高塑件模温宜取5060，要求光泽及耐热型料宜取6080。注射压力比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射机时料温为180230，注射压力为100140MPa。螺杆式注射机则取160220、70100MPa为宜。(5) 模具设计时要注意浇注系统选择交口位置、形式、定出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹，脱模斜度宜取2以上台灯座制件为工业用品，要求具有一定的强度、耐腐蚀性和耐磨性能，中等精度。采用ABS材料，产品的使用性能基本能满足要求，但在成型时，要注意选择合理的成型工艺，对原料不需要进行干燥、采用50100MPa的注射压力和210280的注射温度。3 确定塑料成型方式及工艺过程3.1 塑件成型方式的选择塑料成型的种类很多，包括各种模塑成型、层压成型和压延成型等。其中模塑成型种类较多，如注射成型、挤出成型、压缩模塑、传递模塑等，约占全部塑料制品加工量的90%以上。表3.1列出了常用的成型加工方法与模具。表3.1常用的塑料成型方法及模具序号成型方法成型模具用 途1注射成型注射模电视机外壳、食品周转箱、塑料盆、桶、汽车仪表盘等2挤出成型口模如棒、管、板、薄膜、电缆护套、异性型材等3压缩成型压缩模适于生产非常复杂的制品，如含有凹槽、侧抽芯、小孔、嵌件等，不适合生产精度高的制品4传递模塑传递模设备和模具成本高，原料损失大，生产大尺寸制品受到限制5中空吹塑口模、吹塑模具适于生产中空或管状制品，如瓶子、容器及形状复杂的中空制品6热成型真空成型模具适合生产形状简单的制品，此方法可供选择的原材料较少压缩空气成型模具结论：根据上表格的成型方法和用途应选择注射成型，而且ABS是拥有良好的综合力学性能的热塑性材料，适合用注射模成型。3.2 成型工艺规程一个完整的注射成型工艺过程包括成型前准备、注射过程及塑件的后处理三个过程。成型工艺规程相当的重要，因为一个完整的成型工艺规程能够保证塑件成型前所需要的条件能够顺利进行，从而在注射成型过程中才能保证塑件的外观、综合力学性能良好，因此在成型前必须做到以下几点：3.2.1 成型前的准备3.2.1.1 原材料的预处理（1）分析检验成型物料的质量对ABS原料进行含水量、外观色泽、颗粒情况、有无杂质并测试其热稳定性、流动性和收缩率等指标。如果检测中出现问题，应及时采取措施解决。对于粉状物料，在注射成型前，经常还需将其配制成粒料，因此其检验工作应放在配料后进行。 （2）预热干燥 对于吸湿性或粘水性强的成型物料，应根据注射成型工艺允许的含水量要求进行适当的预热干燥。目的是为了除去物料中过多的水分及挥发物，以防止成型后塑件出现气泡和银纹等缺陷，同时也可以避免注射时发生水降解。对于吸湿性或粘水性不大的成型物料，如果包装储存较好，也可不必预热干燥。ABS的吸水性或水敏性较强，在成型前一般需要干燥处理。3.2.1.2 料筒的清理生产中如果需改变塑料品种、更换物料、调换颜色，或发现成型过程中出现了热分解或降解反应，均应对注射机的料筒进行清洗。通常，柱塞式料筒存料量大，必须将料筒拆卸清洗、对于螺杆式注射机通常采用直接换料、对空注射法清洗。换料清洗时，必须掌握料筒中的塑料盒欲换的新塑料的特性，然后采用正确的清洗步骤。对空注射清洗时，应注意以下事项：（1） 新塑料成型温度高于料筒内残存塑料的成型温度时，应将料筒温度升高到新料的最低成型温度，然后加入新料，连续“对空注射”，直到残存塑料全部清洗完毕，再调整温度进行正常生产。（2） 新塑料的成型温度比料筒内残存塑料的成型温度低时，应将料筒温度升高到残存塑料的最佳流动温度后切断电源，用新料或新料的回料在降温下进行清洗。（3） 如果新料成型温度高，而料筒中残存塑料又是热敏性塑料，则应现流动性好、热稳定性高的塑料作为过度料，先换出热敏性塑料，在用新料或新料的回料换出热稳定性好的过渡料。（4） 两种物料成型温度相差不大时，不必改变温度，先用新料的回料，后用新料连续“对空注射”即可。3.2.1.3 脱模剂的选用注射成型时，塑件的脱模主要依赖于合理的工艺条件和正确的模具设计，当由于塑件本身的复杂性或工艺条件暂不稳定，在试模时可使用脱模剂帮助脱模。实际上，在正常的生产情况下，应尽量不使用脱模剂为好。常用的脱模剂有硬脂酸锌。液体石蜡和硅油等。除了硬脂酸锌不能用于聚酰胺之外，对于一般塑料，上述三种脱模剂均可使用。其中尤以硅油脱模效果最好，只要对模具使用一次，即可长效脱模，但价格很贵。硬脂酸锌通常多用于高温模具，而液体石蜡多用于低温模具。对于含有橡胶的软塑件或透明塑件不宜采用脱模剂，否则将影响塑件的透明度。使用脱模剂时，喷涂合理、适量，以免影响塑件的外观和质量。3.2.2 注射过程完整的注射成型过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等步骤。但就塑料在注射成型中的实质变化而言，是塑料的塑化和熔体充满型腔与冷却定型两大过程。（1）塑料的塑化。（2）熔体充满型腔与冷却定型。3.2.3 塑件后处理塑件脱模后常需要进行适当的后处理，以便改善和提高塑件的性能和尺寸稳定性。塑件的后处理主要指退火或调湿处理。退火处理是使塑件在定温的加热液体介质或热空气循环烘箱中静置一段时间。利用退火时的热量，能加速塑料中大分子松弛，从而消除或降低塑件成型后的残余应力。对于结晶型塑件，利用退火能对他们的结晶度大小进行调整，或加速二次结晶和后结晶的过程。此外，退火还可以对塑件进行解取向，并降低塑件硬度和提高韧性。生产中的退火温度一般都在塑件的使用温度以上高于使用温度(1020)至热变形温度以下低于热变形温度(1020之间)的温度区间进行选择和控制。退火时间与塑件品种和塑件厚度有关，如无数据资料，也可按每毫米厚度约需半小时的原则估算。退火后应使塑件缓冷至室温。有些塑件在高温下雨空气接触会氧化变色或容易吸收水分而膨胀，此时需进行调湿处理，即将刚脱模的塑件放在热水中处理，这样既可隔绝空气，进行无氧化退火，又可使塑件快速达到吸湿平衡状态，使塑件尺寸稳定下来，以免塑件尺寸在使用过程中发生更大的变化。应当指出，并非所有塑件都有塑件都要进行后处理。通常，只是对于带有金属嵌件、使用温度范围变化较大、尺寸精度要求较高和壁厚大的塑件才有必要。4 分析塑件的结构工艺性4.1 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，由文献3可将塑件尺寸按MT5查取公差，其主要尺寸公差标注如下（单位均为mm）：如图2.1所示为本次设计的零件图，对该零件上的尺寸进行分类：塑件外形尺寸：69 0 -0.86 、70 0 -0.86 127 0 -1.28129 0 -1.28、170 0 -1.60 、R5 0 -0.24137 0 -1.283 0 -0.20、8 0 -0.28133 0 -1.28；内形尺寸：63+0.74 0、64+0.74 0、114+1.14 0、121+1.28 0、R2+0.20 0、60+0.74 0、32+0.56 0、 30+0.50 0、8+0.28 0；123+1.28 0、131+1.28 0、164+1.60 0；孔尺寸：10+0.32 012+0.32 0、137+1.28 0164+1.60 04.5+0.24 02+0.20 0、5+0.24 0；孔心距尺寸：340.28960.501500.57。4.2 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Ra=0.4m。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。4.3 塑件的结构工艺性分析（1）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。（2）塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，如12、410、44.5、45它们均符合最小孔径要求。（3）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。5 确定塑件成型工艺参数注射成型工艺条件的选择可查参考资料得。采用螺杆式塑料注射机，螺杆转速为2183 r/min4。材料在料斗中的预干燥2h以上。（1）温度 料筒第一段：200210第二段: 210230 第三段：180200；（2）压力 ABS的注射压力为7090MPa；（3）成型周期 闭模时间：5s ；注射时间：35s；保压时间：1530s；冷却时间：1530s；开模时间：1530s；取件：7s；方法：红外线烘箱温度：8085时间：45h。该制件的注射成型工艺卡片见表5.1。表5.1灯座注射成型工艺卡片（厂名）塑料注射成型工艺卡片资料编号车间共 页第 页零件名称灯座材料牌号ABS设备型号XS-XY-500装配图号材料定额每模件数1件零件图号单件质量210.18g工装号材料干燥设备温度/110120时间/h812料筒温度后段/180200中段/210230前段/200210喷嘴/180190模具温度/5070时间注射/s35保压/ s1530冷却/ s1530压力注射压力/MPa7090保压/MPa5070后处理温度/鼓风烘箱100-110时间定额辅助/min时间/h812单件/min检验编制校对审核组长车间主任检验组长主管工程师6 注射机的选择与校核初选注射机规格通常依据注射机允许的最大注射量、锁模力及塑件外观尺寸等因素确定。习惯上依据其中一个设计依据，其余都作为校核依据。6.1 注射机的选择6.1.1 计算塑件的体积和质量 通常保证制品所需注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的的80，否则就会造成制品的形状不完整、内部组织疏松或制品强度下降等缺陷；而过小，注射机利用率偏低，浪费电能，而且塑料长时间处于高温状态可导致塑料分解和变质，因此，应注意注射机能处理的最小注射量，最小注射量通常应大于额定注射量的20。（1）计算塑件的体积根据Proe设计的三维模型且由文献5可知，利用三维软件中的功能可直接求得塑件的体积为V=200172.30mm3（2）计算塑件的质量根据文献2查得ABS的密度为=1.04 1.06cm-3所以取=1.05所以，塑件的重量为 W=V=200172.301.0510-3=210.18所以每次注入的塑件原材料的质量至少应为210.18g。6.1.2 依据最大锁模力初选设备当熔体充满模腔时，注射压力在模腔内所产生的作用力会使模具沿分型面胀开，为此，注射机的锁模力必须大于模腔内熔体对动模的作用力，以避免发生溢料和涨模现象。（1）单个塑件在分型面上投影面积A1 A1 22698mm2（2）成型时熔体塑料在分型面上投影面积AA22698mm2（3）成型时熔体塑料对动模的作用力F F=AP=2269840=907.920KN式中 P塑料熔体对型腔的平均成型压力，参考文献6可知成型ABS塑件型腔所需的平均成型压力P=40 MPa。（4）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，对塑件的材料的分析及注射时所需的压力情况、注射量，查文献7可知部分国产注射机型号及技术参数初步选择螺杆式注射机：XS-ZY-500。设备主参数如表6.1所示：表6.1注射机主要技术参数螺杆直经mm65模板行程mm700注射容量g500定位孔直经mm24.5注射压力MPa104顶出两侧孔距mm530锁模力kN3500拉杆空间650550模具高度最大450喷嘴球半经mmSR18最小300孔直经mm56.2 注射机的校核6.2.1 模具的闭合高度的确定和校核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：定模板H定=45mm，压板H压=25mm，型芯固定板H固=25mm，垫板H垫=90mm，动模座板H动座=35mm，支承板 H支=30mm，定模座板H定座=30mm，型腔板和导滑板组合H组=158mm模具闭合高度：H闭=H动座+H垫+H组+H定座+H支+H固+H压+H定 =35mm+90mm+158mm+30mm+30mm+25mm+25mm+45mm =438mm6.2.2 模具安装部分的校核该模具的外形尺寸为315mm400mm，XS-ZY-500型注射机模板最大安装尺寸为598mm520mm，故能满足模具安装要求。由于XS-ZY-500型注射机所能允许模具的最小高度为300mm，最大厚度450mm，即模具闭合高度满足HminHHmax安装条件8。所以，选注射机XS-ZY-500型可以满足模具安装要求。6.2.3 模具开模行程的校核经查参考文献9可知注射机XS-ZY-500型的最大开模行程Smax=500mm，满足下式计算所需的出件要求：SmaxH1+H2+a+(510)mm=135+130+118+7=390mm式中 H1塑件所用的脱模距离(mm) H2塑件的高度(mm) a取出浇注系统凝料必须的长度(mm)此外，由于侧分型抽芯距较短，不会过大增加开模距离，注射机的开模行程足够，经验证明，XS-ZY-500型注射机能满足使用要求，故可以采用。根据校核结论，将XS-ZY-500填入表5.1模型工艺卡。7 注射模的结构设计注射模结构设计主要包括：分型面的选择，模具型腔数目的确定及腔型的排列，浇注系统设计，型芯，型腔结构的确定，推件方式，侧向抽芯机构的设计，模具结构零件设计等内容。7.1 确定型腔数目及布置 初选螺杆式注射机选择XSZY500型号，注射机主要技术参数如表6.1，下列公式由参考文献10可以查到。（1）按注射机的最大注射量确定型腔数 式中 最大注射量的利用系数，一般去0.8；注射机的最大注射量，； 浇注系统及飞边体积或质量，；单个塑件的体积或质量，。 由Proe三维零件设计可以得到mj为31cm3。（2）按注射机的锁模力大小确定型腔数- 式中注射机的额定锁模力；塑料熔体对型腔的平均成型压力，由参考文献10可以查到= 40 MPa。单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2 ；浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2 。由Proe三位造型可以得到Aj=4100mm2结论：通过以上两个参数的计算得出型腔的数量再根据塑件外观成型综合考虑得出此零件为一模一件。 7.2 分型面的选择该塑料为灯座，外形要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高，在选择分型面时，要遵循以下原则：（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。（2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模。（3）分型面的选择应保证塑件的精度要求。（4）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求。（5）分型面的选择要使于模具的加工制造。（6）分型面的选择应有利于排气。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。 其一，这塑件小端底平面需用瓣合式，这样在塑件表面会留有熔接痕，同时增加了模具结构的复杂程度；其二，选塑件大端底平面作为分型面，如图7.1所示，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，如图7.1(b)所示，较为合理。图7.1 分型面的选择7.3 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。7.4 浇注系统的设计7.4.1 主流道设计主流道是指浇注导流中以注射机喷嘴与模具接角处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是溶体最关键的部分，它的形状与尺寸对塑体的流动速度和充模时间有较大的影响。根据手册查得XS-ZY-500型注射机喷嘴的有关尺寸。因此，必须使熔体的温度降和损失最小，主流道设计成圆锥形，其锥角为2060，小端直径d注射机喷嘴直径大0.51mm。喷嘴球半径：R0=18mm喷嘴孔直径：d0=4mm根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R0+（12）mm，d= d0+(0.51)mm取主流道球面半径：R=20mm取主流道的小端直径：d=4.5mm为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为10-30。经换算得主流道大端直径D=12mm。同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=2mm的圆弧过渡，流道表面粗超度Ra 0.8um，浇口套一般采用碳素工具钢如T8A,T10A等材料制造，热处理淬火硬度5357HRC。图7.2 主流道7.4.2 分流道的设计在设计多型腔或者多浇口的单型腔的浇注导流时，应设置分流道，分流道是指主流道未端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道采用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时请注意尽量减少流动过程中的热量损失的压力损失。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流流道，其需用球头铣刀加工,其表面积比梯形和U形截面分流道略大。图7.3 分流道（1）分流道截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸，成型工艺条件以及流道的长度等因素来确定，通常圆形截面分流道直径为210mm；对流动性较好的尼聚乙稀，聚丙烯等塑料的小型塑料，在分流道长度很短时，直径可小到2mm，对流动性一般的ABS，可取10mm，对于大多数料，分流道截面直径常取56mm。（2）分流道的长度，根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流道，二次分流道甚至三次分流道。分流量的长度要尽可能短，且磨折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗，根据对型腔壁厚度的计算，综合选取分流道的长度为190mm。此模具的分流道与浇口的连接应加工成斜面由文献10可知分流道的尺寸可按下面经验公式确定：=0.2654=14mm式中b梯形大度边宽度，(mm)； L分流道的长度，(mm)； m塑件的质量，(g)；（3）分流道的表面粗糙度，由于分道流中与模具接触的外层塑料的外层塑料迅速冷却，只有内部的腔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度要求不能太低，因此分流道Ra取0.8um左右，这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却、固定、形成耐热层。（4）分流道在分型面上的布置形状呈辐射状分布，因为此模具的型腔是圆形的，这种分布分流道有利于注射的成型且流程不是太长，对称布置，使胀模力的中心与注射机锁模力的中心一致！7.4.3 浇口设计（1）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。根据对该塑件结构的分析及已确定的分型面的位置，可选择的浇口形式有几种方案，其分析见表如下：浇口形式有以下几种常见形式：a. 潜伏式浇口，其特点是从分流道处直接以隧道式浇口进入型腔，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会增加模具结构的复杂程度；图7.4 潜伏式浇口b. 轮辐式浇口，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；图7.5 轮辐式浇口c. 盘形浇口，它具有料流同时前进、进料均匀、不易产生熔接痕、排气条件好等优点，但是浇口凝料去除较困难，需要切削加工或冲切法去除。此外，模具结构设计也不易实现；图7.6 盘形浇口d. 点浇口，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，在模具开模时，浇口凝料会自动拉断，有利于自动化操作。由于浇口尺寸较小，浇口凝料去除后，在塑件表面残留痕迹也很小，基本上不影响塑件的外观质量，同时，采用四点浇口进料，流程短而进料均匀。由于浇口尺寸较小，剪切速率会增大，塑料黏度降低，提高流动性，有利于充模。但是模具需要设计成双分型面，以便脱出浇柱系统凝料，增加了模具结构的复杂程度，但能保证塑件成型要求。图7.7 点浇口根据灯座塑件的特点以及对塑料成型性能，浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口方式。（2）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。7.5 型芯、型腔结构的确定型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。整体式型腔是直接在型腔板上加工。有较高的强度和刚度。但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。整体式型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大。消耗贵重模具钢多不便加工和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。组合式型腔是由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要。组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便。同时也有利于型芯冷却和排气的实施。由于该塑件尺寸较大，最大可达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，在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。7.6 侧抽芯机构没计7.6.1 侧向分型与抽芯机构的分类根据动力来源的不同，分为手动、机动、液压等三大类。（1）手动侧向分型抽芯机构 开模后将侧型芯或镶块连同塑件一起取出，在模外依靠人工接抽拔或通过传动装置抽出侧型芯。这一类机构结构简单，制造方便，但操作麻烦，生产率低，劳动强度大且抽拔力较小。因此只有在小批量生产或有时因塑件形状的限制无法采用机动抽芯时采用。（2）机动侧向分型与抽芯机构 指利用注射机开模时的开模力进行模具的侧向分型与抽芯的机构。机动抽芯具有的抽芯力和抽芯距，生产率高、操作简单，生产中广泛采用。按传动方式划分，机动抽芯大致可分为四种形式，即斜导柱分型与抽芯机构、斜滑块分型与抽芯机构、齿轮齿条抽芯机构和其他形式抽芯机构。（3）液压或气动侧向分型与抽芯机构 液压或气动侧向分型与抽芯机构是以液体或压缩空气为动力进行侧向分型与抽芯，同样依靠液体或压缩空气使侧向成型零件复位。这类机构抽芯动作比较平稳，但液压或气动装置成本较高。液压或气动侧抽芯机构多用于大型模具中需要抽拔力大、抽芯距比较长的场合，例如大型三通或四通管接头塑件的抽芯等。该塑件上有内凸结构，它垂直于脱模方向，阻碍成型后塑件从模具中脱出。因此，成型内凸部分的零件必须做成活动的型芯，即设置抽芯机构。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。根据塑件结构有两种选择方案。其一，采用滑块导滑的斜滑块分型抽芯机构，其中，推块推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外观质量。如图7.8 (a)所示。其二，采用斜杆导滑的分型抽芯机构如图7.8 (b)所示。如图7.8所示，因塑件侧芯距较小，且图7.8(a)的模具结构较图7.8(b)的模具结构安装调整简单，故选择滑块导滑的斜滑块分型抽芯机构（图7.8（a）。图(a) 斜滑块抽芯图(b) 斜销抽芯图7.8 侧抽芯机构7.7 模具导向机构的设计导向机构对塑料模具是不同的部件，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，通常导柱设在全型心周围，导向机构主要有定位、导向、承受一定侧压力三个作用。本模具是一模一具的模具，一般采用四根导柱的导向机构。7.7.1 导柱机构的技术要求（1）长度 导柱导向部分的长度应该比凸摸端面的高度高出812mm，以免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔的情况。（2）形状 导柱前段应该做成锥台形或半球形以使导柱能顺利的进入导向孔。（3）材料 一般采用20钢或者t8，t10钢硬度5055 HRC。（4）数量及布置 导柱应该合理均匀分布在模具分型面的四周。（5）配合精度 导柱的导向部分通常采用H7/f7或H8/f7的间隙配合。7.7.2 导套的结构和技术要求（1）形状 为使导柱顺利进入导套，导套的前端面倒圆角，导向孔最好作成通孔，以利于排出孔内的空气，如果摸板较厚，导孔必须作成盲孔时可在盲孔的侧面打一个小孔排气或在导柱的侧壁磨出排气槽。（2）材料 可采用与导柱相同的材料。（3）配合精度 直导套用H7/r6过盈配合潜入摸板。（4）导柱与导套的配用 由模具的结构及生产要求而定。7.8 定模座板、动模座板的设计定模座板 使定模固定在注射机的固定工作台面的模具动模座板 使动模固定在注射机的移动工作台面的模具（1）选用的摸板在注射机上的安装只需在定模板上设置定位孔。（2） 动、定模座板的厚度 一般采用Q235或45钢材料为了把模具固定在注射机上，动定模座板的两侧均需要比动定模板的外型尺寸加厚2530mm。7.9 工件脱模机构的设计在注射成型的没一个循环中，塑件必须由模具行腔中脱出，脱出塑件的机构称为脱模机构，脱模机构可采取机械的，气吹的或复合的，机械脱模机构主要是顶出零件、顶出固定板、顶出板、导柱、导套、复位杆和螺钉组成。（1）确保塑件留于动模，本模具设计时可将整个塑件留于动模一侧，这样便于塑件顺利脱模。（2）确保塑件不变形，不损坏，要正确地分析塑件对模腔的附着力的大小和所在位置，以便选择合适的脱模方式喝脱模位置，使脱模力得以均匀合理的分布。（3）要保证塑件具备良好的外观，顶出塑件的位置尽量设在塑件内部，以免损坏塑件的外观。（4）脱模结构要工作可靠，运动灵活，制造方便，配换容易本模具采用的是推杆，推动塑件底部，使塑件从动模中脱落。 7.10 排气系统的设计注射模通常有三种方式排气（1）利用配合间隙排气。（2）在分型面上开设排气槽。（3）利用排气塞排气。本模具采用的是间隙排气发来将模具中的气体排出，主要是因为本模具利用滑块和推杆将塑件退出的，滑块、推杆和模具之间有足够的间隙，所以可以利用来排气。7.11 温度调节系统7.11.1 温度调节对塑件成型的影响注射入模具中的热塑性熔融树脂，必须在模具内冷却固化才能成为塑件，所以模具温度必须低于注射入模型腔内的熔融树脂的温度，即达到玻璃化温度以下的某一温度范围。为了提高成型效率，一般通过缩短冷却时间的方法来缩短成型周期，由于树脂本身的性能特点不同，所以不同的塑料要求有不同的模具温度。对于粘度高，流动性一般的塑料，例如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），聚甲醛(POM)，ABS，聚氯醚等要特别处理，本塑料的材料为ABS，为了提高充型性能，考虑到成型工艺要求有较高的模具温度，因此经常要对模具加热。7.11.2 冷却系统的设计冷却水孔开设原则（1）冷却水孔的数量应尽可能多，直径尽量大。（2）各冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保持在1520毫米范围内，距离太近不易冷却均匀，太远则效率底，水孔直径一般取814毫米，孔距最好为水孔直径的5倍。（3）水孔通过壤块时，防止壤套等漏水。（4）冷却管路一般不宜设在型腔内塑料容接的地方，以免影响塑件强度。（5）水管接头（冷却水嘴）应设在不影响操作的一侧。本模具型腔和型芯冷却形式采用循环式，因为圆孔循环或矩形槽循环冷却，对型腔，型芯的冷却效果好。如图7.9所示图7.9 冷却示意图本塑件采用点浇口注射成型，根据其结构形式，参考文献10选择A2型模架，灯座注射模具见总装配图7.10。图7.10 装配图8 注射模设计的有关尺寸计算8.1 成型零件尺寸的计算该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算，查有关手册得ABS的收缩率为Q=0.4%0.7%，故平均收缩率为SCP=（0.4+0.7）%/2=0.55%=0.0055。根据塑件尺寸公差要求。模具的制造公差取z=/4。表8.1型腔、型芯主要工作尺寸计算已知条件：平均收缩率Scp=0.006；模具制造公差取Z=/4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