灯座注射模设计说明

1、灯座注塑模具设计概括毕业设计内容为灯座的注塑模具设计，材质为PC。塑料模具注塑成型的最大特点是：成型周期短，一次成型形状复杂、尺寸精度高的塑件；对各种塑料适应性强；生产效率高，产品质量稳定，易于实现自动化生产。注塑成型的工艺是将塑料原料放入机筒内加热、熔融、塑化成粘性流体。在螺杆的高压作用下，熔体以较高的压力通过喷嘴注入模具型腔，然后冷却固化。第一阶段，经过冷却定型，开模脱模后得到塑料制品。设计中的主要工作是首先分析塑料的工艺性能，绘制塑料件的零件图。本设计中采用了侧抽芯机构，所以侧抽机构（斜推杆和斜导槽的设计）关系到主、流道的设计、型腔的分布和他们的零件图，模架的选择和验证，注塑机的选择和验

2、证等，最重要的是纠正模腔和型芯的径向和高度尺寸的计算过程。模具结构，这些设计过程需要查阅大量资料，在所有计算和设计完成后，必须绘制模具设计总装图和模具结构件。图片。【关键词】：灯座、注塑模具、PC第一章介绍1.1 毕业设计目的塑胶模具毕业设计是在课程设计编制依据上，通过毕业实践，毕业前的最后一次实践教学培训，其主要目的：1.提高学生对技术资料的收集、整理、汇编和应用能力，增强编写技术文档的能力。是对他们在技术文件中的语言和文字使用、组织、总结和总结的综合训练。2、综合运用所学的理论知识、生产实践和设计实践知识，对难点的塑料模具设计进行实践训练，全面培养学生独立分析和解决问题的能力，初步培养学生

3、的创新意识和创新能力。3.巩固和拓展塑料模具设计等课程所学内容，掌握塑料模具设计的方法和步骤，掌握塑料模具设计的计算、绘图等基本技能，查阅设计资料和手册，熟悉模具标准等相关。在模具设计中执行标准和法规。4、初步掌握3D建模（制图）软件，精通2D制图软件在模具设计中的应用。进一步熟悉塑料模具设计中的各种专业零件标准，并能在模具设计中合理应用，可有效简化模具结构，加快设计进程。1.2 毕业设计内容毕业设计的内容主要包括：塑件分析（确定塑件的设计要求、明确塑件的生产批次、计算塑件的体积和质量）、成型方法的确定、成型工艺条件的确定（成型时间、成型温度、成型压力）、分型面的设计、模腔数的确定、型腔的排列

4、和流道布局以及浇口位置的设置、注塑机的选择、注塑机参数的检查、模具的工作零件结构设计及理论计算、横向分型及抽芯机构设计、顶出机构设计、拉杆形式选择、排气方式设计、模具整体尺寸确定、模架选择、模具安装尺寸检查、绘制模具装配图和零件图，编写和组织设计说明等。1.3 毕业设计基本要求毕业设计是在课程设计编制依据上进行的，所以形状复杂、需要二次分型、顶出或抽芯的注塑模具可以根据塑件的复杂程度设计成单腔和多腔；流道形式可根据塑件批次和塑件类型设计为普通流道或热流道。要求模具结构合理，理论分析计算充分。在毕业设计中，要求学生注意培养认真负责、踏实细致的工作作风和保质保量、按时完成任务的习惯。在设计过程中，

5、他们必须：1、合理选择模具结构，正确确定模具成型零件的结构形状、尺寸和技术要求。所设计的模具制造工艺好，成本低。2、充分利用塑料成型的优良特性，尽量减少后加工。3、设计的模具应能高效、优质、安全可靠地生产，模具使用寿命长。1.4 毕业设计步骤毕业设计的一般流程和步骤见表1-1表 1-1设计准备接受设计任务书，明确设计任务，参观现场，在实验室拆装模具，熟悉与设计相关的模具结构，阅读塑料模具设计指导书，准备设计材料、绘图工具或电脑模具整体结构设计、理论分析计算塑件在模具中的成型位置、分型面和型腔数的确定、浇口系统形式和浇口位置的选择和设计、成型件的设计、设计顶出机构、横向分型和抽芯机构设计、合模导

6、向机构设计、排气系统和调温系统设计、模架选择等。装配图的机构设计先绘制模具装配草图，各零件的结构设计，协调零件之间的装配关系，最后完成装配工作图成型件工作图设计绘制成型零件的工作图编写设计规范组织编写设计计算规范设计总结与辩护设计总结和完整的防御准备1.5 毕业设计中应注意的问题1、塑胶模具的毕业设计是学生在老师的指导下独立完成，也是学生比较全面的工装设计培训。学生要明确设计任务，掌握设计进度，精心设计。每个阶段完成后都要认真检查，提倡独立思考，认真修正错误，不断改进。2.塑料模具设计过程的各个阶段是相互关联的。设计时，构件的结构尺寸并不完全由计算确定，还应考虑结构、可制造性、经济性和标准化的

7、要求。由于影响部件结构尺寸的因素很多（如加热或冷却系统的设计和布局），随着设计的进行，需要考虑的问题会变得更加全面和合理。因此，在后期的设计中，应考虑前期设计中不合理的结构。根据需要修改尺寸。因此，设计应同时计算和绘制，反复修改，计算、设计和绘图交替进行。3、学习和利用好前人积累的宝贵设计经验和资料，可以加快设计进程，避免不必要的重复工作。它是提高设计质量的重要保证，是创新编制依据。但任何设计任务都可能有多种决策方案，应根据具体情况认真分析，合理吸收，不能盲目照搬或抄袭。4、在设计中实行标准化、系统化、通用化，可以保证互换性，降低成本，缩短设计周期。是模具设计中应遵循的原则之一，是设计质量的评

8、价指标。在设计中要熟悉并正确采用各种相关的技术标准和规定，尽量使用标准件，注意一些需要四舍五入到标准尺寸的尺寸。同时，设计时应减少材料的种类和标准件的规格。第二章塑件成型工艺分析2.1 产品基本尺寸及要求产品名称：灯头（如图2-1、2-2、2-3所示）；生产批次：大批量；产品材质：PC（Polycarbonate，聚碳酸酯）；公差等级：对于未标注的公差，取MT5级精度。图 2-1图 2-2图 2-32.2 塑件工艺分析塑件的工艺分析包括塑件原材料分析、塑件尺寸精度分析、塑件表面质量分析和塑件结构工艺分析。详细情况如下：2.2.1 塑件原料分析及主要用途聚碳酸酯是一种线性结构的无定形材料，透明。

9、材料使用温度小于130，耐寒性好，脆化温度-100。具有一定的化学稳定性，不耐碱、酮、酯等。聚碳酸酯透光率高，介电性能好，吸水率低，但对水的敏感性强（含水量不应超过0.2%），使用后会降解吸水。机械性能好，抗冲击性和抗蠕变性优良，但耐磨性差。成型熔融温度高，但熔体粘度大，流动性差（溢流值为0.06mm）；流动性对温度变化敏感，冷却速度快；成型收缩率容易产生应力集中。产品主要用作机械中的齿轮、凸轮、涡轮、皮带轮等；电子电气产品零件、光学零件等通过以上对原材料的分析，在模具设计中应注意以下两点：。熔融温度高，熔体粘度高。因此，在模具设计中，大于200g的塑件应采用螺杆式注塑机成型。喷嘴应为开放式延

10、伸喷嘴并加热，严格控制模具温度。一般以70120为宜，模具应选用耐磨钢并淬火。由于材料的水敏性强，加工前必须烘干，否则会出现气泡、银丝，强度明显下降。容易发生应力集中。应严格控制成型条件。塑件成型后必须进行退火消除应力；度数取2，其主要性能指标如下：表2-1 聚碳酸酯主要性能指标密度/Kgdm -31.341.35抗拉屈服强度/MPa84比容/cm 3 g -10.740.75拉伸弹性模量/MPa6.510 3吸水率（%）0.090.15抗弯强度/MPa134收缩率(%)0.050.5冲击韧性/KJm -257.8熔点/235245硬度/HB13.5热变形温度/146149体积电阻率/cm10

11、 172.2.2 塑件尺寸及精度分析塑料件的整体尺寸受到塑料流动性的限制。在一定的设备和工艺条件下，流动性好的塑料可以形成较大尺寸的塑件；反之，成型的塑件尺寸更小。此外，塑件的外形尺寸也受到成型设备的限制。影响塑件精度的因素很多，如模具制造精度和使用后的磨损程度、塑料收缩率的波动、成型工艺条件的变化、塑件的形状、成型后的脱模斜度和尺寸变化等对塑件的零件图尺寸进行分析后发现对塑件的尺寸精度没有特殊要求，所以尺寸均为自由尺寸，按要求取MT5级精度。根据表2-4国标塑料件尺寸公差（GB/T14486-1993）1，核对公差值，其主要尺寸公差标注如下（单位为mm）：。尺寸： 69 0 -0.86 ,

12、70 0 -0.86 , 127 0 -1.28 , 129 0 -1.28 , 170 0 -1.6 , 137 0 -1.28 ,R5 0 -0.24、3 0 -0.2、133 0 -1.28 。 _ _、外形尺寸： 63 0 +0.74 , 64 0 +0.74 , 114 0 +1.14 , 121 0 +1.28 , 123 0 +1.28 , 131 0 +1.28 , 164 0 +1.6 , R2 0 +0.2 , 60 0 +0.74 , 32 0 +0.56 , 30 0 +0.50 , 8 0 +0.28 。孔尺寸： 100 + 0 。 32 , 120 + 0.32 ,

13、 1370 + 1.28 , 1640 + 1.6 , 4.50 + 0 。 24、20 + 0.2、50 + 0.24 。 _ _ _孔间距尺寸： 340.28、96 0.50、150 0.57。塑料件表面质量分析塑件的表面质量包括表面粗糙度和外观质量等。塑件的表面粗糙度主要与模腔各成型面的粗糙度有关。一般模具型腔的表面粗糙度值比塑件要求低12个等级。一般来说，原材料的质量、成型工艺（各种参数的设定和控制等人为因素）和模具的表面粗糙度都会影响塑件的表面粗糙度，尤其是型腔壁的表面粗糙度.最有影响力的。此外，对于透明塑料零件，尤其是光学元件，要求模具和型芯具有相同的表面粗糙度。塑件要求外形美观，

14、色泽鲜艳，外表面无斑点和焊痕，粗糙度为Ra0.4mm。但是塑件对表面粗糙度的要求不高，所以塑件是通过注塑成型得到的。根据表2-5不同加工方法、不同材料可达到的塑件表面粗糙度1，塑件表面粗糙度可为Ra0.8mm或Ra1.6mm。2.2.4 塑件结构工艺分析2.2.4.1 塑件的几何结构设计塑料制品的形状一般是普通使用形状、艺术形状、工程（功能）形状或它们的组合三种情况之一。塑料制品的形状直接决定了相应模具的结构设计。产品设计中一些简单的要求，往往会给模具制造和成型带来困难；相反，优化产品结构有利于模具设计，往往可以大大简化模具结构或改进成型工艺。塑料制品的结构设计包括壁厚、脱模坡度、加强筋、支撑

15、面、圆角、孔设计和塑料件的表面形状。 壁厚塑件的壁厚对其质量影响很大。壁厚过小，难以满足强度和刚度要求，大型复杂零件的型腔难以填满；容易产生气泡，外表容易产生凹陷等缺陷，也会增加冷却时间。此外，同一塑件的壁厚应尽量均匀，以免因收缩不一致而变形或开裂。塑件壁厚一般为16mm，最大可达8mm。最常用的壁厚为1.83mm，这取决于塑件的种类和用途。从表2-7常用热塑性塑料件的最小壁厚和推荐壁厚1中发现，聚碳酸酯的最小壁厚为0.95mm，推荐壁厚为1.45mm3.2mm。分析本设计中的零件 图2.11 已知塑件壁厚为3mm，形状为旋转体。壁厚均匀，满足最小壁厚要求。 脱模坡度当塑件冷却后收缩时，会紧紧

16、包裹在凸模上，或因粘连而紧贴型腔。为便于脱模，在脱模时防止塑件表面出现顶白、顶损、划伤等现象。在设计塑件时，应考虑其表面具有合理的脱模斜度。塑件上脱模斜度的大小与塑件的性质、收缩率、摩擦系数、壁厚和几何形状有关。因此，在选择脱模斜度时应考虑塑件的精度要求、塑件的尺寸、塑件的形状是否复杂、塑件的收缩率和塑件的壁厚。 .根据常用塑件脱模斜度表2-101，发现聚碳酸酯模具脱模斜度为3540，型芯脱模斜度为3050 .此外，塑件的外观要求更高，高度尺寸更大，孔和凹槽也更多。为便于脱模，凹模与型芯的脱模斜度统一为2。 圆角塑件的圆角不仅使成型时的熔体流动性能好，成型进行顺利，而且可以减少应力集中。因为当

17、塑件有尖角时，尖角处容易发生应力集中，受力或冲击振动时会发生断裂。根据图2-5，圆角半径R与厚度T与应力的关系1：当R/T0.8时，应力集中不明显。根据零件图，塑件有两个圆角R2和R5，塑件壁厚为3mm。很容易知道 R/T 为 0.7 和 1.7。显然，塑件底部的两个圆角不会产生应力集中。孔设计塑件上的孔包括通孔、非通孔、形状复杂的孔和螺纹孔。这些孔大多与塑料零件同时形成。由于塑件的成型特性，设计时应注意孔的极限尺寸、孔间距、孔类型。(1)孔的极限尺寸原则上，塑件上的孔可以形成一定的芯。但是，考虑到由于高压冲击导致的核心弯曲变形和加工的困难。因此，塑件孔的最小直径和孔的最大深度受到限制。根据表

18、2-15 热塑性孔的极限尺寸1，聚碳酸酯的最小直径d=0.35mm，通孔的最大深度h=6d。本设计塑件均为通孔，最小直径d=2mm，明显满足孔的极限尺寸要求。(2)孔距注塑时，塑件的熔体遇到成型孔的小芯时会一分为二，料流背面容易产生焊痕，这会降低塑料零件孔的强度。因此，孔的边缘与孔的边缘之间，孔的边缘与塑件的边缘之间应有一定的距离，以保证塑件具有足够的强度。孔间距、孔边距和孔直径。对设计零件进行分析发现，塑料零件具有三组不同直径的通孔，分别为2mm、 5mm和5.5mm；对应的孔距和孔距分别为17mm和12mm、13.5mm和15.5mm、7.5mm和7.5mm。 7毫米。根据表2-16 塑件

19、的孔距、孔边距和孔径的关系1，分析每个孔的数据，得出该塑件的孔可以同时形成的结论。时间作为塑件，可以保证塑件有足够的强度。(3) 孔的种类 塑件上常见的孔有通孔、非通孔、螺丝固定孔和异形孔。本设计部分的孔位为通孔和螺丝固定孔。并且每个孔的深度是塑件的壁厚，易于成型。 塑件凸台设计本设计的塑件结构分析发现塑件有四个凸台，高h=3.5mm，宽b=11mm，均匀分布在直径为121的外筒圆周上。因此，需要在模具设计中设计横向。抽芯机构，该机构的详细设计将在后面的模具设计章节中详细介绍。PC注塑成型工艺及工艺参数注塑成型又称注塑成型，是热塑性塑料制品的主要成型方法。除了个别的热塑性塑料外，几乎所有的热塑

20、性塑料都可以用这种方法成型。注塑模具约占整个塑料模具的90%。近年来，注射成型已成功地用于成型某些热固性塑料制品。注塑成型可以形成各种形状的塑料制品。其特点是成型周期短，可一次成型形状复杂、尺寸精确、嵌件的塑料制品。生产效率高，易于实现自动化生产。广泛用于生产塑料制品。2.3.1 注塑成型工艺注塑成型过程包括三个主要阶段：注塑前准备、注塑过程和产品后处理。 注射前准备为了使注塑成型顺利进行，保证塑件的质量，一般在注塑前需要对原材料进行预处理、清洗机筒、预热嵌件和选择脱模剂。(1)在原料的前处理中，对PC的颜色、粒度、均匀性进行检测。由于PC吸湿性强，若有微量水分存在，产品会产生其他颜色或气泡，

21、必须密封干燥。预干燥；干燥温度t=110120，干燥时间h24h。(2)在生产清洗过的料筒时，如果需要更换塑料类型、更换材料、改变颜色，或发现成型过程中有热分解或降解反应，注塑机料筒应该清洗。空气喷射清洗法。(3)脱模剂的选择为便于脱模，生产中常使用脱模剂。常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡和硅油三种。除尼龙塑料外，可使用硬脂酸锌。 注塑工艺完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等几个步骤。 产品后处理在塑件成型过程中，由于塑化不均匀或塑件在型腔内结晶取向和冷却不均匀，塑件各部分的收缩率不一致，或塑件不可避免地有一些部分用于其他原因。应力在使用过程中可能引起变形或开裂，应予以消除。

22、应力消除的方法包括退火处理和调湿处理。根据表3-2 常用塑料注塑成型注意事项 1 PC必须在烘箱中130135或自来水中退火1h，然后缓慢冷却。2.3.2 注塑成型工艺参数在注塑成型过程中，工艺条件的选择和控制是保证成型顺利进行和塑件质量的关键因素之一。主要的工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度、压力和相应的作用时间。 温度注塑成型中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。前两者影响塑料的塑化流动；后者的温度主要影响灌装和冷却。料筒的温度分布一般遵循前高后低的原则，即从料斗一侧（后侧）到喷嘴（前端）逐渐升高。喷嘴温度一般是为了防止熔体在喷嘴处“流口”，通常将喷嘴温度控制在略低于料筒最高温度

23、，即与料筒中断温度大致相同。模具温度对塑料熔体的流动性、塑件的性能和外观质量影响很大，模具必须保持在一定的温度。 （见表 2-2）表2-2 PC成型温度表工艺参数个人电脑料筒后端温度/220240料筒中部温度/230280机筒前段温度/240285喷嘴温度/240250模具温度/701202. 压力注塑成型过程中需要控制四种压力：塑化压力、注射压力、保压压力和型腔压力，它们直接影响塑料的塑化和塑件的质量。塑化压力代表塑料在塑化过程中的压力；注射压力是指柱塞或螺杆顶部对塑料熔体施加的压力；身体的压实；型腔压力是注射压力经过注塑机喷嘴、模具流道、浇口等压力损失后作用在型腔单位面积上的压力。一般型腔

24、压力为0.30.65倍注射压力约为 20 至 40 MPa。 （见表 2-3）表2-3 PC成型压力系数压力/MPa注射70130保压40503. 射出率注射速率主要影响熔体在型腔中的流动行为。通常，随着注射速度的增加，熔体流动速率增加，剪切作用加强，熔体粘度降低，由于剪切加热，熔体温度升高，因此有利于填充。产品各个部分的塑料熔体焊接处的焊接强度也有所提高。但由于注射速度的增加，熔体可能会从层流状态转变为湍流状态，严重时熔体会喷入模具，无法排出模具空气。4.成型周期完成一次注塑成型过程所需的时间称为成型（或生产）周期。它是决定注塑成型生产率和塑件质量的重要因素。它包括以下部分：注射时间（填充时

25、间和保压时间）、合模冷却时间和其他时间（开模、脱模、涂脱模剂和合模时间）。成型周期直接影响生产效率和设备利用率。在保证产品质量的前提下，尽可能缩短成型和冷却过程。注射时间和冷却时间对塑料制品的质量有着决定性的影响。 （见表 2-4）表2-4 PC各成型时间时间/秒注射时间1到5压缩时间2090冷却固化时间2090成型周期50130 其他工艺参数塑件的工艺参数除上述工艺参数外，还有以下工艺参数，如下表2-5所示表 2-5 其他工艺参数螺杆转速/rmin -12540喷嘴结构直截了当的注塑机类型拧紧螺杆结构普遍的第三章注塑工艺及注塑机的选择3.1 概述注塑成型的原理是将粒状或粉状塑料从注塑机的料斗

26、中送入加热的料筒中，加热后熔融塑化成粘性熔体。大流量通过喷嘴注入模具型腔。经过一定的保压、冷却、定型后，可以保持模腔给定的形状，然后开模分模，得到成型的塑件。用于注塑成型的设备是注塑机。目前注塑机的种类很多，但常用的是柱塞式注塑机和螺杆式注塑机。在对灯座进行材料选择、零件可制造性分析、成型工艺分析和工艺参数粗选编制依据上，可以根据塑件的批量大小和精度要求，确定型腔的数量和排列方式，并根据模具的要求注射量可以决定注射机的型号和安装尺寸。3.2 型腔数和排列方式的选择本设计中设计的零件和其他座椅均为中小型塑料零件，为具有规则形状和一般精度要求的旋转体，批量生产。但是塑件的外筒壁有凸台，需要侧拉。考

27、虑到经济效益和生产效率，结合模具结构，防止模具结构过于复杂，初步建议采用一模一腔，零件尺寸如图3- 1：图 3-13.3 注塑机的选择3.3.1 注射量计算通过Pro/E建模，如图2-3，通过“分析”-“模型”-“质量属性”，塑件体积v =218.06cm ，塑件质量m 1 = 294.4g （取PC的密度为1.35Kg/dm 3 ），流道骨料的质量m 2仍未知，可按塑件质量的0.2倍推算。由以上分析，确定为一模一型腔，故注射量为：m = 1.2纳米1 = 1.21294.4=353.28gv = m / p =353.281.35=261.69cm 3图 3-2 Pro/E 质量属性分析图3

28、.3.2 浇注系统总体积初步估算浇注系统冷凝水的准确值在设计前无法确定，但可以根据经验估算为塑件体积的0.21倍。由于本次流道简单短，浇注系统的冷凝水以塑料件为主。 0.2 倍的体积来估算，所以一次注入模具型腔的塑料熔体的总体积（即浇注系统的冷凝液与塑料零件的体积之和）为vtotal =(1+0.2) vplastic =1.2 261.69 = 314.03cm 33.3.3 选择注塑机注塑模具是安装在注塑机上的，所以在设计注塑模具时，应该对注塑机的相关技术规范有必要的了解，从而设计出符合要求的模具，选择合适的注塑机模型。从模具设计的角度，要了解注塑机的主要技术指标：公称注射量、公称注射压力

29、、公称锁模力、模具安装尺寸和开模行程等。根据第二步计算，一次注入模腔的塑料总量vtotal = 314.03cm 3 ，结合公式（4-18）1，有： vtotal /0.8= 314.03 / 0.8= 392.54cm 3 。根据以上计算，根据附录G1中国产注塑机的型号和技术参数，初步确定了标称注射量为500cm 3的卧式注塑机，注塑机型号为XS-ZY-500选择。参数见表3-2。表 3-2 注塑机主要技术参数注射压力/ MPa104MPa_ _射出行程/ mm200螺杆转速/ r/min20 80r /min注射时间/秒2.7锁模力/ N35 10 5最大成型面积/ cm1000模板最大行

30、程/ mm5 00最大模具厚度/ mm450拉杆间距/mm500 440最小模具厚度/ mm300喷嘴球半径/ mm18喷嘴孔径/ mm7.5定位孔直径/ mm150模板尺寸/ mm700 8503.3.4 查看注塑机相关参数1.检查注射量在选择注塑机时，通常是根据塑件（或模具）的实际注塑量来初步选择标称注塑量的注塑机型号，然后按照型号的公称注塑压力和公称锁模力反过来。 ,开模行程与模具安装部位尺寸一一核对。根据实际注射量初步选择标称注射量的注塑机型号：为保证正常注射成型，模具每次所需的实际注射量应小于或等于标称注射量的80%某注塑机，从3.3开始。 3 本书设计中选用的注塑机原理和方法正好符

31、合此。所以设计中选用的注射机的注射量是符合要求的，这里不需要做太多的检查。2.检查注射压力注塑机压力的校核是检查所选注塑机的公称压力P是否能满足塑件成型所需的注塑压力P 0 。塑件成型所需的压力一般由塑料流动性、塑件结构和壁厚、浇注系统类型等因素决定。其值一般为70150MPa，通常要求为：P男 P 00 1表 4-1 中某些塑料的要求，可以知道 PC 所需的注射压力为 100120MPa，这里我们取p 0 =100MPa，注射机的公称注射压力为p = 104MPa , 射出压力安全系数k 1 =1.251.4，这里k 1 =1.3，则：k 1 p 0 =1.3100=130 p公共因此，注射

32、机的注射压力是不合格的。但考虑到本设计中的灯座在日常使用中对功能和性能要求不高，只起到固定作用。综合考虑注射量的要求和注射机的注射压力值，最终决定选用该注射机。2.检查夹紧力锁模力是指注塑机的锁模机构对模具施加的最大锁模力。当高压塑料熔体充满型腔时，沿合模方向产生较大的胀形力。因此，注塑机的锁模力必须大于胀形力。分型面上的塑件为A ，则A塑料= (1702) 2 =22686.5 mm 2浇注系统在分型面上的投影面积A，即流道骨料（包括浇口）在分型面上的投影面积A，可根据多腔模具的统计分析确定。 A浇注为各塑件在分型面上的投影面积A的0.20.5倍。由于本例的流道设计简单，且流道较短，因此流道

33、冷凝水的投影面积可以适当小一些。在这里，取A浇注= 0.3 A塑料。总投影面积A ，则一共= n （ A塑料+ A铸件）= n （ A塑料+ 0.3A塑料）=1 1.3A塑料= 1 1.3 22686.5 =29492.45mm 2 如果模具型腔的膨胀力 F扩大，则F -扩展=总p模式其中p -mode是腔的平均计算压力值。 p型为模腔压力，通常为注射压力的0.30.65，大致为2540MPa 。对于粘度高、精度高的塑料制品，应取较大值。 PC是高粘度塑料，是对精度要求较高的塑料件，所以p型模具为40MPa。所以F扩展=总p -mod = 29492.45 x 40=1179.7KN 查表3-

34、2得到注塑机公称锁模力Flock = 3500kN ，锁模力安全系数k 2 =1.11.2取k 2 =1.2，则k 2 F膨胀=1.2 F膨胀=1.21179.7=1415.64KN F锁因此，注塑机的锁模力是合格的。其他安装尺寸的校核只能在模架选定并确定结构尺寸后进行。第四章模具结构设计注塑模具的结构设计是整个模具设计过程中最关键的一步，也是最重要的环节。它直接影响设计的合理性和设计产品的实用性，需要特别注意。注塑模具的结构设计主要包括：分型面的选择、浇注系统的设计、型芯和型腔的结构确定、推压方式、侧向抽芯机构的设计、设计的模具结构件。4.1 分型面位置和形式的确定分型面是指分离模具以取出塑

35、件和浇注系统冷凝液的可分离接触面。一对模具可以根据需要具有一个或多个分型面，分型面可以垂直于合模方向，也可以平行或倾斜于合模方向。分型面的形式与塑件的几何形状、脱模方法、模具的类型和排气条件、浇口形式等有关。成型时应考虑分型面，否则模具不能用于成型。在模具设计阶段，首先要确定分型面的位置和浇口的形式，然后才能确定模具的结构。分型面设计的合理与否，对塑件的质量、工艺操作的难易程度和模具的设计制造都有很大的影响。因此，分型面的选择是注塑模具设计的关键因素。塑料件为灯座，要求外形美观，无斑点和焊痕，表面质量要求高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑到塑件的外观质量不受影响，与成型后的形状保持

36、一致。分型面有两种选择，可以顺利取出塑料件。首先，选择塑件小端的底平面作为分型面，如图4-1所示；选择该方案，侧向抽芯机构设置在定模部分，模具结构需要翻盖闭合，使塑件表面闭合。会有熔接线，同时增加模具结构的复杂性。二、选择塑件大端底平面作为分型面，如图4-2所示，采用本方案侧抽芯机构设计动模部分，模具结构为比较简单。因此，选择塑件大端底平面作为分型面较为合适。AA图 4-1AA图 4-24.2 模具浇注系统设计所谓注塑模具的浇注系统是指从主通道开始到型腔的熔体流动通道。其作用是将塑料熔体顺利有序地填充到型腔中，具有传质、传压、传热的作用，从而获得组织致密、轮廓清晰的塑件。浇注系统的正确设计对于

37、获得高质量的塑料零件极为重要。注塑成型的基本原理是在适当的温度和压力下，尽快使足量的塑料熔体充满型腔。顺利填充的关键之一是浇注系统的设计。因此，浇注系统非常重要。浇注系统一般可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两种。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料腔四部分组成。4.2.1 主通道设计主流道通常位于模具中心的塑料熔体入口处，它引导从注射机喷嘴注入的熔体进入流道或型腔。浇道的形状为圆锥形，便于熔体的流动和开模时浇道冷凝液的顺利抽出。它的顶部设计成一个半球形的凹坑与喷嘴相连。为避免高温塑料熔体溢出，坑球半径比喷嘴球头半径大1mm2mm。一下子出不来。由于注口与注塑机高温喷嘴的反复接触和碰撞

38、，设计了独立的注口套。材质为45钢，经局部热处理后球面硬度为55HRC62HRC。设计了一个独立的定位环来安装模具。定位时，浇口套入口直径比水口直径略大0.5mm1mm，避免溢流，防止连接不准造成堵塞现象。关系如图 4-3 所示。图 4-2 水口与浇口套的尺寸关系1、主通道尺寸 主通道小端直径： d =注塑机喷嘴直径d 0 + ( 0.51) = 7.5 + (0.51)，取d = 8mm 主通道球面半径： SR =注塑机射嘴球半径SR 0 +(12)=18+(12)，取SR =20mm 球面拟合高度： h =35mm，取h =4mm主通道长度：尽量小于60mm，标准模架结合模具结构，初始值为

39、L 0 =50mm 主通道大端径： D = d +2 L tan 11 mm（半锥角为12，此处为1.5） 浇口套全长： L = L 0 + h = 50 +4= 54 mm 主渠道总量V main = L main (R 2 main + r 2 main + R main r main )/3 = 3.1450(5.5 2 +4 2 +5.54)/3= 1152.07 毫米3 = 1.15 厘米3 主通道等效半径R n = (5.5+4)/2mm=4.75mm 浇口套的形式及其固定方法浇口小端的入口与注塑机的喷嘴反复接触，属于易损件，对材料有严格的要求。因此，模具的浇道部分常设计成可拆卸、

40、可更换的浇道套，即浇道套，以利于有效地单独加工和热处理选用优质钢，碳素工具钢（T8A或常用T10A)或合金钢，热处理表面硬度为5256HRC。在本设计中，由于主流道较长，聚集面积较大，因此将衬套和定位环设计为分离结构。如图4-4所示。图 4-4 浇口套固定形式1.定位环 2.定模座板 3.浇口套 冷料孔设计冷料孔又称冷料井。冷料孔一般位于主通道和流道的末端，其作用是储存两次射出之间产生的冷料和料流前端的“冷料”，以防止“冷料”进入型腔并形成各种缺陷。 .根据冷料孔位置的不同，冷料孔可分为主通道冷料孔和支通道冷料孔。本设计仅设计主通道冷料腔，采用球形拉杆。4.2.2 分流通道的设计流道是主流道与

41、浇口之间的通道。一般开在分型面上，起分流和转弯的作用。多腔模具必须配备流道，单腔大型塑件在采用多点浇口时也应配备流道。流道是塑料熔体进入型腔之前的通道。通过优化流道的横截面形状、尺寸和方向，塑料熔体可以顺利填充，从而保证最佳的成型效果。流道的截面形状：通常流道的截面形状有圆形、矩形、梯形、U形、正六边形。 选手安排在流道的设计中，要考虑尽量减少流道内的压力损失，尽量避免熔体温度的降低，还要考虑减少流道的体积和压力平衡，所以平衡布置是采用。如图 4-5 所示。图 4-5 分流道形式 分流通道长度从图4-5可以看出，这种灯座的分流通道设计比较简单。根据零件结构尺寸设计，分流道较长，单边分流道长度L

42、为170 /2mm，即85mm。上下方向的长度尺寸暂定为50mm。 分流道等效直径因为塑料件的质量由 3.3.1 m塑料= m 1 =294.4g200g 可知。根据公式（4-16）1：D=0.2654=0.2654 =13.83mm对于流动性较差的塑料，如：HPVC、PC、PMMA等，分流通道较长时，直径可达10-13mm 。但是，当分流器的直径大于8mm时，增加其直径对改善流量的作用不大。所以取分流通道的直径D点= 13mm 流道截面形状流道的截面形状：通常流道的截面形状有圆形、矩形、梯形、U形、正六边形。为了减少流道的压力损失和传热损失，希望流道的截面积大、表面积小。通过比较圆形截面，效

43、率最高，但加工难度较大。方形流道骨料脱模困难，流道效率低。断面梯形的流道比圆形的热损失大，但断面梯形的流道容易选择加工刀具，容易加工和脱模。因此，梯形截面被广泛使用，特别是双分型。面模。因此，本模具设计采用梯形截面。所以根据表4-51：H=0.76D=0.7613=9.88mmB=1.14D=1.1413=14.82mm取H=10mm，B=15mm5 .流道横截面尺寸假设梯形的上底宽为x，底圆角半径为R=1mm，则梯形的截面积为：A点=(x+B)H/2然后根据面积等于等效直径为13mm的圆的面积，我们可以得到A点=(x+15)102= D点2 / 4= 3.14 13 2 4即：x12mm。6

44、. 总量= 1 * GB3流道长度：L分=170mm。= 2 * GB3流道截面积：A点=(15+12)102mm 2 =135mm 2= 3 * GB3骨料体积：V分=L分A分=170135=22100mm 2 23cm 37. 检查剪切速率= 1 * GB3确定注入时间：查看表4-81，可得t=2.5s。= 2 * GB3计算分流通道的体积流量：q点=（V点+V塑料）/2.5=（23+261.69）2.5=113.88cm 3 /s= 3 * GB3剪切速率可由公式(4-20)1得到=3.3113.8810 3 (3.14(13/2) 3 )=4.410 2秒-1该流道的剪切接近浇口主流道

45、和流道的最佳剪切速率，即510 2 s -1 510 3 s -1 ，因此流道熔体的剪切速率是合格的。8、流道表面粗糙度和拔模斜度流道的表面粗糙度要求不是很高。一般可以使用Ra1.252.5um。这里使用Ra1.6um。另外，拔模角一般在5到10之间。此处选择拔模斜度。度数为 8。9、流道的布置及流道与浇口的连接这种设计中的产品在质量和体积上都比较大。考虑到产品的成型条件和脱模，成型模具采用双分型面，因此流道采用平衡单排式，便于塑件的填充。 .流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动和充填。本设计中的流道分为主流道和次流道。一次流道横截面为梯形，二次流道为垂直。考虑到

46、加工难度，二次流道与铸件口的连接采用圆形流道和圆形浇口。易于加工，降低了后续模具修复的难度。4.2.3 闸门设计浇口是连接流道和型腔的又细又短的通道。它的作用是使从流道流出的塑料熔体以更快的速度进入并充满型腔。熔体可以迅速凝固以关闭浇口并防止熔体在型腔中回流。浇口的形状、位置和大小对塑件的质量有很大的影响。注塑成型的很多缺陷都是由于浇口设计不合理造成的，所以浇口设计要特别注意。塑件不允许有裂纹和变形缺陷，要求表面质量高。采用一模一腔注射，采用圆点浇口。浇口尺寸的确定= 1 * GB3计算浇口直径，根据表4-101得到经验公式：where-点浇口直径；- 型腔的表面积； 塑料材料系数，见表4-1

47、01：n=0.8k产品壁厚的函数值，见表4-101：k=0.206 ，t=3mm。必须k=0.36d=0.80.36 3.77mm；根据表4-101的经验数据：d=0.32mm，故取d=2mm。= 2 * GB3计算浇口长度。根据表4-101的经验数据，浇口长度L一般为0.72.5mm，其中L =1mm 。浇口剪切率检查= 1 * GB3计算浇口的等效半径。此浇口为圆点浇口，因此 R pour = d/2 = 1mm。= 2 * GB3检查浇口的剪切速率。1）确定注入时间：查表4-81可知t=2.5s。2）计算浇口的体积流量：q浇注=Vplastic/t= 261.692.5= 104.68c

48、m 3 /s。3）计算浇口的剪切速率：由公式（4-20）1可得：则：=(3.3104.6810 3 )(3.141 3 )=1.110 52 s -1 510 3 s -1浇口和流道的最佳剪切速率，所以浇口的剪切速率是合格的。4.2.4 检查主通道的剪切速率塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积（浇口的大小可以忽略不计）作为主流道的等效半径计算，使得主流道的剪切速率可以检查流道熔体。= 1 * GB3计算主通道的体积流量q main = (V main + V min + nV plastic ) / t = (1.15 + 23 + 1 261.69) / 2.5 = 114.34 cm 3

49、 /s= 2 * GB3计算主通道的剪切速率=(3.3114.3410 3 )(3.144.75 3 )s -1=1.1210 3秒-1浇道熔体的剪切速率在浇口和流道之间最佳剪切速率的510 2 s -1 510 3 s -1 之间，所以浇道的剪切速率是合格的。4.2.5 冷料腔设计计算冷料孔位于主通道正对面的动压板上，其作用主要是收集熔体前沿的冷料，防止冷料进入模腔影响制品的表面质量。本设计所设计的模具为双分型面模具，只有主通道冷料型腔。拉杆设计在动模侧面，使主通道内的塑料在第一次分模时能顺利拉出，在第二次分模时能将流道内的凝液拉出，即方便工作人员取出冷凝水。 .第五章 成型件结构设计与计算

50、5.1 成型件的结构设计成型件的工作尺寸是指直接用于塑件成型的成型件的尺寸，主要包括型腔与型芯的径向尺寸、型腔与型芯的深度和中心距等。成型件的设计、尺寸和制造误差必须根据塑件的尺寸和精度要求以及塑料收缩率来确定，但影响塑件尺寸和公差的因素相当复杂，所以各种确定成型件尺寸时应综合考虑影响因素。一般来说，模具制造公差、磨损和成型收缩波动是影响塑件公差的主要因素。因此，在计算成型件时应主要考虑上述三个因素的影响。成型件工作尺寸的计算方法有两种：一种是平均法，根据平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量计算；另一种是基于极限收缩率、极限制造公差和极限磨损量。计算。前一种计算方法简单，但可能存在误差，受限于

51、精密塑件的模具设计；后一种计算方法可以保证成型的塑件在规定的公差范围内，但计算比较复杂。以下计算是基于平均值的计算方法。在计算成型件和型芯的尺寸时，塑件和成型件的尺寸受单向极的限制。如果塑件上的公差是双向分布的，应按此要求换算。孔中心距是按照公差带对称分布的原则计算的。5.1.1 模具结构设计模具是成型制品外表面的成型部件。按模具结构分为：(1) 积分(2) 整体嵌入(3) 结合(4) 镶嵌式整体模具由单块材料加工而成。整体模具的特点是强度高、刚性好，不会在产品上产生接缝痕迹。但是，处理起来很困难。需要用电火花机床和立式铣床加工，热处理也不方便。只适用于形状简单的中小型产品。整体嵌入式模具适用

52、于小型产品的多腔模具。通常在模具固定板中嵌入多个整体模具。整体模具的形状多为带台阶的圆柱体，从下部嵌入模具固定板中。对于形状复杂的模具，最常用的方法是将模具制成通孔，然后插入垫板。这种形式是组合模具。通孔模具更便于刀具切割、线切割、研磨、抛光和热处理。组合模的强度和刚度较差。在高压熔体下，容易造成垫板变形。垫板变形后，熔体很容易渗入连接的缝隙中，产生飞边，严重时会造成脱模困难。这种结构很昂贵。镶嵌模具适用于各种结构的模具。这种结构的模具是将四壁和垫板分别加工研磨后压入模板中。侧壁采用卡扣连接，确保连接精度。在拼装模具的设计中，要注意接缝位置的合理选择和各块的准确定位和紧固。在模具的结构设计中，

53、采用镶嵌结构具有以下优点：1）简化凹模型腔的加工，可以将凹模本体的加工变成镶件的形状加工，降低了加工难度。2）刀片可用高碳钢或高碳合金钢淬火，表面形状可用专用磨床磨削。模具内使用镶件的局部型腔精度高，耐磨，镶件更换方便。3）可以节省优质的塑料模具钢材，对于大型模具可以大大降低模具成本。4）有利于排气系统的设计，采用块状结构的模具设计应注意以下几个方面：= 1 * GB3模具的强度和刚度减弱，因此模板应具有足够的强度和刚度。= 2 * GB3刀片间应采用凹凸槽相互锁紧和准确定位。嵌件与模架之间应设计可靠的紧固装置。= 3 * GB3镶嵌缝必须紧密配合。不能在拐角和曲面处设置接缝。缝线方向应与脱模

54、方向一致。= 4 * GB3刀片的结构应有利于加工、组装和更换。镶件的形状和尺寸精度应有利于模具的整体精度，并保证动模和定模能准确对位。经分析设计零件的结构，模具采用整体式，结构简单，易于加工。如图5-1、5-2所示：图 5-1 模具图 5-2 凹芯5.1.2 核心设计芯用于形成制品的表面。它分为以下几种形式：组合主芯积分核心异型芯结构镶嵌核心结构结合产品部分的结构，对比以上几种形式，组合型芯的优点是节省优质模具钢，便于机加工和热处理，节省贵重模具钢，易于修复，是也有利于核心冷却和排气的实施。 .它可以用肩连接或用螺钉固定。整体型芯直接在芯板上加工而成，强度和刚度高，成型的塑件质量好。然而，当

55、零件尺寸较大时，加工和热处理很困难并且浪费材料。异形和非圆形铁芯大多采用反嵌法固定。对于复杂型芯，为了便于加工，可以采用镶嵌型芯，大大简化机加工和热处理工艺，但要注意镶嵌结构的合理性。性别。最后选择了第一种方法，组合芯。它的固定形式与肩部相连。图 5-3 主核心5.2 成型零件材料的选择综合分析成型塑件，要求塑件成型件纯度高、组织均匀、致密，无网状和带状碳化物、空隙、松散和白点缺陷；良好的冷热加工性能，优异的抛光性能，足够的刚度、强度、耐磨性和良好的抗疲劳性，同时考虑其耐腐蚀性和一定的耐热性。并且由于塑料件是大批量生产的，所以采用Cr12MoV作为模板来形成型腔。这种材料淬透性高，耐磨，热处理

56、变形小。主芯为9Mn2V，在淬透性、耐磨性和淬火变形方面优于碳素工具钢。5.3 成型件工作尺寸的计算成形件的工作尺寸是指模具和凸模直接形成的型腔的尺寸，通常包括凹模和凸模的径向尺寸、凹模和凸模的高度尺寸、位置（中心距）尺寸等。平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量用于计算成型零件的工作尺寸。模具制造公差z取塑件公差的1/3，模具磨损量c取塑件公差的1/6。对于型腔内部或型芯端面，由于与脱模方向垂直，因此取磨损量c。为 0。在计算成型件的型腔和型芯尺寸时，塑件和成型件的尺寸受单向极的限制。如果塑件的公差是双向分布的，应按此要求换算。孔的中心矩尺寸是按照公差带对称分布的原则计算的。从表1-

57、21可以看出，聚碳酸酯材料的成型收缩率为S=0.5%0.8%，所以平均收缩率S =(0.5+0.8)%/2=0.65%。5.3.1 铁心径向尺寸计算由表4-151可知，铁芯径向尺寸计算公式为：lm=(1+Scp)ls+x 0 -z (5-1)式中：lm纤芯径向尺寸，ls塑件的基本径向尺寸；x：数值随塑件的精度和尺寸而变化，一般在0.5-0.8之间，这里取0.6，x=0.6；塑件的公差；z：铁芯的制造公差取z=/3。尺寸 ：l m =(1+Scp)ls+x 0 -z= (1+0.0065)131+0.61.28 0 - 0.43= 132.6 0 - 0.43毫米尺寸 ：l m = (1 + S

58、cp) ls + x 0 -z= (1 + 0.0065) 123 + 0.6 1.28 0 - 0.43= 124.6 0 - 0.43毫米尺寸 ：l m = (1 + Scp) ls + x 0 -z= (1 + 0.0065) 64 + 0.6 0.74 0 - 0.25= 64.8 0 - 0.255.3.2 铁芯高度尺寸计算由表4-151可知，铁芯高度尺寸计算公式为：hm=(1+Scp)Hs+x 0 -z (5-2)式中：hm纤芯高度，Hs塑件孔深基本尺寸；x：数值随塑件的精度和尺寸而变化，一般在0.5-0.7之间，这里取0.6，x=0.6；塑件的公差；z：芯高制造公差取z=/3。尺

59、寸：hm=(1+Scp)Hs+x 0 -z=(1+0.0065)8+0.60.28 0 -0.09=8.2 0 -0.09毫米尺寸：hm=(1+Scp)Hs+x 0 -z=(1+0.0065)30+0.60.50 0 -0.17= 30.5 0 -0.17毫米尺寸：hm=(1+Scp)Hs+x 0 -z=(1+0.0065)32+0.60.56 0 -0.19=32.5 0 -0.19毫米尺寸：hm=(1+Scp)Hs+x 0 -z=(1+0.0065)60+0.60.74 0 -0.25=60.8 0 -0.25毫米5.3.3 模具径向尺寸的计算由表4-151可知，铁芯径向尺寸计算公式为：L

60、m=(1+Scp)Ls-x z (5-3)式中： Lm模具的径向尺寸，Ls塑件的基本径向尺寸；x：数值随塑件的精度和尺寸而变化，一般在0.5-0.8之间，这里取0.6，x=0.6；塑件的公差；z：铁芯的制造公差取z=/3。尺寸 ：Lm = (1 + Scp) Ls-x z= (1 + 0.0065) 170-0.6 1.6 0 +0.53= 170.1 0 +0.53毫米尺寸 ：Lm = (1 + Scp) Ls-x z= (1 + 0.0065) 137-0.6 1.28 0 +0.43= 137.1 0 +0.43毫米 尺寸 ：Lm = (1 + Scp) Ls-x z= (1 + 0.0