灯罩注塑模具设计实例

塑料模设计及制造实例零件名称：灯座设计要求生产批量：大批量未注公差取MT5级精度要求设计灯座模具设计步骤及内容一、塑件的工艺性分析1．塑件的原材料分析2．塑件的尺寸精度分析3.塑件表面质量分析4.塑件的结构工艺性分析二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制1.塑件三维建模确定塑件的体积和重量2.确定成型工艺参数三、注塑工艺分析及注射模的结构设计⒈塑件浇口位置选择2.分型面的选择3.型腔数目的确定及型腔的排列4.浇注系统的设计塑料模设计及制造实例5.型芯型腔结构设计6.推件方式的选择7.侧抽芯机构设计8.标准模架的选择设计步骤及内容一、塑件的工艺性分析二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制三、注塑工艺分析及注射模的结构设计四、注射模设计的有关尺寸计算1.成型零件尺寸计算2.成型零件力学计算3确定抽芯机构零件尺寸计算4.注射模具零件设计五、注射机有关参数的校核1.模具闭合高度的确定和校核2.模具开模行程校核塑料模设计及制造实例六、热平衡计算七、注射模主要零件加工工艺规程的编制八、全面审核、投产制造九、试模及修模十、整理资料进行归档一、塑件的工艺性分析塑料模设计及制造实例1．塑件的原材料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聚碳酸酯PC线型结构非结晶型材料，透明。小于130℃，耐寒性好，脆化温度-100℃。有一定的化学稳定性，不耐碱、酮、酯等。透光率较高，介电性能好，吸水性小，但水敏性强（含水量不得超过0。2%），且吸水后会降解。力学性能很好，抗冲击抗蠕变性能突出，但耐磨性较差。熔融温度高（超过3300C才严重分解），但熔体粘度大；流动性差（溢边值为0.06mm）；流动性对温度变化敏感，冷却速度快；成型收缩率小；易产生应力集中。一、塑件的工艺性分析塑料模设计及制造实例1．塑件的原材料分析结论1．熔融温度高且熔体粘度大，对于大于200g的塑件应用螺杆式注射机成型，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴，并加热，严格控制模具温度，一般在70～1200为宜，模具应用耐磨钢，并淬火；2．水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度显著下降现象；3．易产生应力集中，严格控制成型条件，塑件成型后需退火处理，消除内应力；塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取20。一、塑件的工艺性分析2．塑件的尺寸精度分析§4.12塑料模设计及制造实例所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5查取公差，其主要尺寸公差标注如下（单位mm）：塑件外形尺寸：¢690-0.86、¢700-0.86﹑¢1270-1.28﹑¢1290-1.28、¢1700-1.6、R50-0.24﹑¢1370-1.28﹑30-0.2、80-0.28﹑1330-1.28；内形尺寸：¢630+0.74、¢640+0.74、¢1140+01.14、¢1210+1.28、R20+0.2、600+0.74、320+0.56、300+0.50、80+0.28；¢1230+1..28、¢1310+1..28、¢1640+1.6、孔尺寸：¢100+0。32﹑¢120+0。32、¢1370+1.28﹑¢1640+1.6﹑¢4.50+0.24﹑¢2.0+0.2、¢50+0.24；孔心距尺寸：34±0.28﹑¢96±0.50﹑¢150±0.27。一、塑件的工艺性分析塑料模设计及制造实例3.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Ra0.4μm。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。4.塑件的结构工艺性分析⑴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。⑵塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，如Ф12、4-Ф10、4-Ф4.5、4-Ф5它们均符合最小孔径要求。⑶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。结论：综上所述，该塑件可采用注射成型加工。二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制塑料模设计及制造实例1.塑件三维建模、确定塑件的体积和重量二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制塑料模设计及制造实例1.塑件三维建模、确定塑件的体积和重量⑴塑件体积：V=208675.30ｍｍ3⑵塑件重量：根据有关手册查得ρ=1.2Kｇ·ｄｍ3塑件重量为：W=ρV＝250.20ｇ二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制塑料模设计及制造实例1.塑件三维建模确定塑件的体积和重量根据塑件形状及尺寸采用一模一件的模具结构，考虑外形尺寸及注射时所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机：XS—ZY—250。注塑装置参数、整机性能参数①注塑机的最大注塑量：②最大注塑压力：③最大锁模力：④最大成型面积：合模部件参数模具最大、最小厚度；最大开模行程；模板安装模具的位置和尺寸；注塑机喷嘴孔直径和喷嘴球头半径值。二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制塑料模设计及制造实例2.确定成型工艺参数⑴塑件模塑成型工艺参数的确定查附表得出工艺参数见下表，试模时可根据实际情况作适当调整。聚碳酸脂预热和干燥温度t/0C110~120成型时间注射时间20~90时间τ/h8~12保压时间0~5料筒温度t/0C后段210~240冷却时间20~90中段230~280总周期40~190前段240~285螺杆转速n/(r·min-1)28喷嘴温度t/0C240~250后处理方法红外线灯模具温度t/0C70（90）~120温度t/0C鼓风烘箱100~110注射压力p/Ma80~130时间r/h8~12⑵填写模塑成型工艺卡三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例⒈塑件浇口位置选择图a小端为分型面图b大端为分型面⑴应有利于充模流动、排气和补料⑵减小制品翘曲变形⑶浇口位置与分子取向关系⑷注塑成型时的喷射现象与浇口位置和尺寸的关系⑸减少熔接痕，增加熔接牢度（6）浇口位置应防止料流将型芯或镶件技歪变形三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例⒈塑件浇口位置选择图a小端为分型面图b大端为分型面分类：直接浇口（又称主流道型浇口，中心浇口）；小浇口（限制性浇口）形状和尺寸：圆形截面浇口：常见有针点浇口、潜伏式浇口、主流道形浇口；矩形截面浇口：有侧浇口、轮辐式浇口；狭缝式浇口：有扇形浇口、薄膜式浇口等。塑料模设计及制造实例三、注射模的结构设计2.分型面的选择（1）、应选在塑件外形最大轮廓处（2）.有利于塑件顺利脱模（3）.保证塑件的尺寸精度和表面质量（4）.有利于模具的加工、模具结构简化（5）.有利于排气（6）.减少分型面数量、避免侧向分型和侧向抽芯三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例2.分型面的选择在选择分型面时，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。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较为合适。图a小端为分型面图b大端为分型面三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例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。4.浇注系统方案设计⑴主流道设计根据手册查得xs-zy-250型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴球面半径R0=18mm喷嘴孔直径：d0=φ4mm根据模具主流与喷嘴的关系：R=R0+(1～2)mmd=d0+0.5mm三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例4.浇注系统方案设计⑵分流道的设计设计原则：型腔布置和分流道的布置应同时加以考虑；①尽量保证各型腔同时充满并均衡地补料，以保证各塑件的性能、尺寸尽可能一致。②各型腔之间有足够空间排冷却水道，螺钉等，有足够截面积承受注塑压力。③尽量缩短流道长度、降低浇注系统在料重量。④型腔和浇注系统投影面积的重心，注塑机锁模力的中心，一般在模板的中心上。三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例4.浇注系统方案设计⑵分流道的设计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分流道。查有关手册得流道半径R=5mm。三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例潜伏式浇口A4.浇注系统方案设计⑶浇口设计⒈）浇口位置选择①应有利于充模流动、排气和补料②减小制品翘曲变形③浇口位置与分子取向关系④注塑成型时的喷射现象与浇口位置和尺寸的关系⑤减少熔接痕，增加熔接牢度：⑥浇口位置应防止料流将型芯或镶件技歪变形三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例潜伏式浇口A4.浇注系统方案设计⑶浇口设计2）浇口形式的选择分类：直接浇口（又称主流道型浇口，中心浇口）；小浇口（限制性浇口）圆形截面浇口（针点浇口、潜伏式浇口、主流道形浇口）；矩形截面浇口：有侧浇口、轮辐式浇口；狭缝式浇口：有扇形浇口、薄膜式浇口等。该塑件外观质量要求较高，浇口位置、大小应以不影响塑件的外观质量为前提。尽量使模具结构更简单。潜伏式浇口A：浇口位置在塑件内表面，不影响其外观质量。该浇口形式增加了模具结构的复杂程度。三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例4.浇注系统方案设计潜伏式浇口A：注塑质量分析三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例4.浇注系统方案设计潜伏式浇口B潜伏式浇口B：轮幅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。点浇口C点浇口C：采用这种浇口，可获得外观清晰，表面光泽的塑件。模具需要设计成双分型面，以便脱出浇注系统凝料，增加了模具结构的复杂程度，但能保证塑件成型要求。综合对塑料成型性能和浇口的分析比较，确定成型该塑件的模具采用：潜伏式浇口C点浇口形式。三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例4.浇注系统方案设计点浇口C点浇口C：采用这种浇口，可获得外观清晰，表面光泽的塑件。模具需要设计成双分型面，以便脱出浇注系统凝料，增加了模具结构的复杂程度，但能保证塑件成型要求。综合对塑料成型性能和浇口的分析比较，确定成型该塑件的模具采用：点浇口形式C。三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例4.浇注系统方案设计4Ackd34Rqv浇口直径：经验值0.4～2mm；经验公式（A--型腔的表面积；C—壁厚系数，）视物料性质和制件重量而定。点浇口圆柱孔长度：0.5～1.2㎜。剪切速率控制在≥105s-1流道尺寸理论计算目的：计算流道最小尺寸；保证熔体有适当的流动速率和恰当的压力损失。计算原理整个计算是对初步设计的挠注系统进行反复校核的过程。遵循的原则和方法。①适当的剪切速率：经验值：主流道-13s105分流道-12s105点浇道-15s105，其它浇口-143s10__5105三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例5.浇注系统尺寸设计②流通截面当量计算主流道：圆锥形，用长度中间的圆截面直径近似计算。圆形截面1-43s104Rqv矩形截面1-42s10hw6vq梯形、半圆形等分流道的当量半径为Rn32L2A式中Rn—假想的圆形流道的当量半径，cmA——实际流道的截面面积，cm2L——实际流道截面的周边长度，cm流率计算tVqv注射充模时间t计算：t=tl/3＋t22/3主流道的充模时间tl：：由模具型腔体积Vl,计算得到；经浇口的充模时间t2：由塑料件型腔体积V2，计算得到，③恰当的压力降整个浇注系统恰当的压力降浇注系统压力降=注射压力－注射装置中的压损－成型压力（25～45Mpa）④压降计算工程计算法将各截面视为当量半径Rn的圆形通道，由LPRw2nK联立可解得p；式中K、、n查表可得。三、注射模的结构设计塑料模设计及制造实例型芯型腔可采用整体式或组合式结构。由于该塑件尺寸较大，最大达¢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，型腔采用拼块组合式，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。5.浇注系统尺寸设计三、注射模的结构设计塑料模设计及制造