1、畢業設計(論文) 燈座注塑模具設計與制造 院（系）名稱 工學院機械系 專業名稱材料成型及控制工程 2012年 5 月 10 日摘 要根據設計任務書的要求，先了解塑件的用途，分析了塑件的材料、表面質量、結構工藝性、確定塑料成型方式及工藝過程、確定塑件成型工藝參數、初選注射成型設備、注射模的結構設計、注射模設計的有關尺寸計算、注射機有關參數的校核、注射模主要零件加工工藝規程的編制、尺寸精度等問題。然后確定成型模具的種類，成型設備的規格和型號。并編制塑件的模型成型工藝。本模具采用一模一件，點交澆口進料，注射機選XSZY500型號，設置冷卻系統，該注射模具利用了斜導柱抽芯機構及定模推出機構,解決了帶側

2、向凸起的塑件的脫模問題,此模具結構緊湊,推出可靠,安裝操作方便,成型塑件質量好,生產效率高,采用Pro/E三維造型，AutoCAD繪制二維總裝圖及零件圖，選擇模具合理的加工方法。在設計過程中系統的運用簡要的文字、簡明的示意圖和計算等分析塑件，從而作出合理的模具設計。關鍵詞：斜導柱抽芯機構，AutoCAD，注射模，點交澆口 The Lampholders Injection Mold Design And ManufacturingAbstractAccording to the requirements of the design task book, first of all, I unde

3、rstand 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, i

4、njection 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 o

5、f 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 laterall

6、y 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

7、 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 錄1 引言12 分析塑件原

8、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 分析塑料的工藝性能33 確定塑料成型方式及工藝過程53.1 塑件成型方式的選擇53.2 成型工藝規程53.2.1 成型前的準備63.2.1.1 原材料的預處理63.2.1.2 料筒的清理63.2.1.3 脫模劑的選用73.2.2 注射過程73.2.3 塑件后處理74 分析塑件的結構工藝性94.1 塑件的尺寸精度分析94.2 塑件表面質量分析94.3 塑件的結構工藝性分析95 確定塑件成型工藝參數106 注射機的選擇與校核116.1 注射機的選擇116.1.1 計算塑件的體積和質量116.1.2 依據最大鎖模力初選

9、設備116.2 注射機的校核126.2.1 模具的閉合高度的確定和校核126.2.2 模具安裝部分的校核126.2.3 模具開模行程的校核137 注射模的結構設計147.1 確定型腔數目及布置147.2 分型面的選擇157.3 型腔數目的確定及型腔的排列157.4 澆注系統的設計167.4.1 主流道設計167.4.2 分流道的設計177.4.3 澆口設計187.5 型芯、型腔結構的確定207.6 側抽芯機構沒計217.6.1 側向分型與抽芯機構的分類217.7 模具導向機構的設計227.7.1 導柱機構的技術要求227.7.2 導套的結構和技術要求237.8 定模座板、動模座板的設計237.

10、9 工件脫模機構的設計237.10 排氣系統的設計247.11 溫度調節系統247.11.1 溫度調節對塑件成型的影響247.11.2 冷卻系統的設計248 注射模設計的有關尺寸計算278.1 成型零件尺寸的計算278.2 確定抽芯機構零件尺寸的計算288.2.1 抽芯距的計算288.2.2 滑塊傾角的確定288.2.3 確定斜滑塊尺寸288.3 注射模具零件設計309 注射模主要零件加工工藝規程的編制349.1 型腔板的加工工藝過程349.2 型芯的加工工藝過程35總 結36致 謝37參考文獻381 引言在現代工業生產中，60%90%的工業產品需要使用模具，模具工業已經成為工業發展的基礎。根

11、據國際生產技術協會的預測，21世紀機械制造工業零件粗加工的75，精加工的50都需要通過模具來完成，這在汽車、電器、通信、石化和建筑等行業中最為突出。然而這些模具中塑料模具使用的最為廣泛。在工業或生活用品中我們不難發現一個現象：有時采用精度和強度不太高的塑料傳動，由于塑料具有可塑性強，密度小、比強度高、結緣性、化學穩定性高、外觀多樣的特點，因而受到越來越多的廠家及人民的喜愛。塑料工業是新興的工業，是隨著石油工業的發展應運而生的，目前塑料制件幾乎已經進入一切工業部門以及人民日常生活的各個領域。隨著機械工業電子工業，航空工業、儀器儀表工業和日常用品工業的發展，塑料成型制件的需求量越來越多，質量要求也

12、越來越高，這就要求成型塑件的模具的開發，設計制造的水平也須越來越高。本文也就對日用品中的燈座模具設計過程進行闡述。2 分析塑件原材料本課題以模具中的塑料模為設計對象，選用臺燈燈座為畢業設計實例，根據任務書的要求選擇如下圖所示外形的塑件成型材料為ABS，以下是對此材料的工藝分析：圖2.1 燈座的二維圖形圖2.2 燈座的三維圖形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屬熱塑性非結晶型塑料，密度為1.05g/cm31。ABS制品強度高、剛性好，硬度、耐沖擊性、制品表面光澤性好，耐磨性好，成型加工性，尺寸穩定性好，周色性能、電鍍性能都好。其缺點是不耐有機溶劑，耐氣候性差，在紫

13、外線下易老化。ABS的典型用途：在機械工業上用來制造齒輪、噴葉輪、軸承、把手、管道、電機外殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池槽；冷藏庫和冰箱襯里等；汽車工業上用ABS制造汽車儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒，擋泥板、扶手、熱空調節導管、加熱器等，還有用ABS夾層板制小轎車車身;ABS還可以用來制作水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴、 機殼體、收錄機殼體、打字機鍵盤、電冰箱、食品包裝容器、農藥噴霧器及家具等。2.1.2 分析塑料的工藝性能（1）無定形料，其品種牌號很多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應按品種確定成型方法及成型條件。（2）吸濕性強，含水量應小于0.3

14、%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件要求長時間預熱干燥2。（3）流動性中等，溢邊料0.04mm左右。（4）比基苯乙烯加工困難，易取高料溫、模溫。料溫對物料性能影響較大，料溫過高易分解對要求精度較高塑件模溫宜取5060，要求光澤及耐熱型料宜取6080。注射壓力比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射機時料溫為180230，注射壓力為100140MPa。螺桿式注射機則取160220、70100MPa為宜。（5）模具設計時要注意澆注系統選擇交口位置、形式、定出力過大或機械加工時塑件表面呈現“白色”痕跡，脫模斜度宜取2°以上。將苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚體（ABS）的性能特點歸類可得表2.1內容

15、：表2.1原材料苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚體（ABS）分析塑料品種結構特點使用溫度化學穩定性性能特點成型特點苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚體（ABS）屬于熱塑性塑料線型結構非結晶型材料可在110115使用，也可在-40下使用有一定的化學穩定性和良好額介電性能，同時還耐酸、堿、鹽、油、水等綜合性能較好，沖擊韌度、力學強度較高，尺寸穩定，耐化學性；電性能良好；易于成型和機械加工，與372有機玻璃的熔接性良好，可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻熔融溫度高，但熔體粘度大；流動性差結論(1) 無定形料，其品種牌號很多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應按品種確定成型方法及成型條件。(2) 吸濕性強，含水量

16、應小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件要求長時間預熱干燥。(3) 流動性中等，溢邊料0.04mm左右。(4) 比基苯乙烯加工困難，易取高料溫、模溫。料溫對物料性能影響較大，料溫過高易分解對要求精度較高塑件模溫宜取5060，要求光澤及耐熱型料宜取6080。注射壓力比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射機時料溫為180230，注射壓力為100140MPa。螺桿式注射機則取160220、70100MPa為宜。(5) 模具設計時要注意澆注系統選擇交口位置、形式、定出力過大或機械加工時塑件表面呈現“白色”痕跡，脫模斜度宜取2°以上臺燈座制件為工業用品，要求具有一定的強度、耐腐蝕性和耐磨

17、性能，中等精度。采用ABS材料，產品的使用性能基本能滿足要求，但在成型時，要注意選擇合理的成型工藝，對原料不需要進行干燥、采用50100MPa的注射壓力和210280的注射溫度。3 確定塑料成型方式及工藝過程3.1 塑件成型方式的選擇塑料成型的種類很多，包括各種模塑成型、層壓成型和壓延成型等。其中模塑成型種類較多，如注射成型、擠出成型、壓縮模塑、傳遞模塑等，約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與模具。表3.1常用的塑料成型方法及模具序號成型方法成型模具用 途1注射成型注射模電視機外殼、食品周轉箱、塑料盆、桶、汽車儀表盤等2擠出成型口模如棒、管、板、薄膜、電纜護套

18、、異性型材等3壓縮成型壓縮模適于生產非常復雜的制品，如含有凹槽、側抽芯、小孔、嵌件等，不適合生產精度高的制品4傳遞模塑傳遞模設備和模具成本高，原料損失大，生產大尺寸制品受到限制5中空吹塑口模、吹塑模具適于生產中空或管狀制品，如瓶子、容器及形狀復雜的中空制品6熱成型真空成型模具適合生產形狀簡單的制品，此方法可供選擇的原材料較少壓縮空氣成型模具結論：根據上表格的成型方法和用途應選擇注射成型，而且ABS是擁有良好的綜合力學性能的熱塑性材料，適合用注射模成型。3.2 成型工藝規程一個完整的注射成型工藝過程包括成型前準備、注射過程及塑件的后處理三個過程。成型工藝規程相當的重要，因為一個完整的成型工藝規程

19、能夠保證塑件成型前所需要的條件能夠順利進行，從而在注射成型過程中才能保證塑件的外觀、綜合力學性能良好，因此在成型前必須做到以下幾點：3.2.1 成型前的準備3.2.1.1 原材料的預處理（1）分析檢驗成型物料的質量對ABS原料進行含水量、外觀色澤、顆粒情況、有無雜質并測試其熱穩定性、流動性和收縮率等指標。如果檢測中出現問題，應及時采取措施解決。對于粉狀物料，在注射成型前，經常還需將其配制成粒料，因此其檢驗工作應放在配料后進行。 （2）預熱干燥 對于吸濕性或粘水性強的成型物料，應根據注射成型工藝允許的含水量要求進行適當的預熱干燥。目的是為了除去物料中過多的水分及揮發物，以防止成型后塑件出現氣泡和

20、銀紋等缺陷，同時也可以避免注射時發生水降解。對于吸濕性或粘水性不大的成型物料，如果包裝儲存較好，也可不必預熱干燥。ABS的吸水性或水敏性較強，在成型前一般需要干燥處理。3.2.1.2 料筒的清理生產中如果需改變塑料品種、更換物料、調換顏色，或發現成型過程中出現了熱分解或降解反應，均應對注射機的料筒進行清洗。通常，柱塞式料筒存料量大，必須將料筒拆卸清洗、對于螺桿式注射機通常采用直接換料、對空注射法清洗。換料清洗時，必須掌握料筒中的塑料盒欲換的新塑料的特性，然后采用正確的清洗步驟。對空注射清洗時，應注意以下事項：（1） 新塑料成型溫度高于料筒內殘存塑料的成型溫度時，應將料筒溫度升高到新料的最低成型

21、溫度，然后加入新料，連續“對空注射”，直到殘存塑料全部清洗完畢，再調整溫度進行正常生產。（2） 新塑料的成型溫度比料筒內殘存塑料的成型溫度低時，應將料筒溫度升高到殘存塑料的最佳流動溫度后切斷電源，用新料或新料的回料在降溫下進行清洗。（3） 如果新料成型溫度高，而料筒中殘存塑料又是熱敏性塑料，則應現流動性好、熱穩定性高的塑料作為過度料，先換出熱敏性塑料，在用新料或新料的回料換出熱穩定性好的過渡料。（4） 兩種物料成型溫度相差不大時，不必改變溫度，先用新料的回料，后用新料連續“對空注射”即可。3.2.1.3 脫模劑的選用注射成型時，塑件的脫模主要依賴于合理的工藝條件和正確的模具設計，當由于塑件本身

22、的復雜性或工藝條件暫不穩定，在試模時可使用脫模劑幫助脫模。實際上，在正常的生產情況下，應盡量不使用脫模劑為好。常用的脫模劑有硬脂酸鋅。液體石蠟和硅油等。除了硬脂酸鋅不能用于聚酰胺之外，對于一般塑料，上述三種脫模劑均可使用。其中尤以硅油脫模效果最好，只要對模具使用一次，即可長效脫模，但價格很貴。硬脂酸鋅通常多用于高溫模具，而液體石蠟多用于低溫模具。對于含有橡膠的軟塑件或透明塑件不宜采用脫模劑，否則將影響塑件的透明度。使用脫模劑時，噴涂合理、適量，以免影響塑件的外觀和質量。3.2.2 注射過程完整的注射成型過程包括加料、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模等步驟。但就塑料在注射成型中的實質變化而言，是塑料

23、的塑化和熔體充滿型腔與冷卻定型兩大過程。（1）塑料的塑化。（2）熔體充滿型腔與冷卻定型。3.2.3 塑件后處理塑件脫模后常需要進行適當的后處理，以便改善和提高塑件的性能和尺寸穩定性。塑件的后處理主要指退火或調濕處理。退火處理是使塑件在定溫的加熱液體介質或熱空氣循環烘箱中靜置一段時間。利用退火時的熱量，能加速塑料中大分子松弛，從而消除或降低塑件成型后的殘余應力。對于結晶型塑件，利用退火能對他們的結晶度大小進行調整，或加速二次結晶和后結晶的過程。此外，退火還可以對塑件進行解取向，并降低塑件硬度和提高韌性。生產中的退火溫度一般都在塑件的使用溫度以上高于使用溫度(1020)至熱變形溫度以下低于熱變形溫

24、度(1020之間)的溫度區間進行選擇和控制。退火時間與塑件品種和塑件厚度有關，如無數據資料，也可按每毫米厚度約需半小時的原則估算。退火后應使塑件緩冷至室溫。有些塑件在高溫下雨空氣接觸會氧化變色或容易吸收水分而膨脹，此時需進行調濕處理，即將剛脫模的塑件放在熱水中處理，這樣既可隔絕空氣，進行無氧化退火，又可使塑件快速達到吸濕平衡狀態，使塑件尺寸穩定下來，以免塑件尺寸在使用過程中發生更大的變化。應當指出，并非所有塑件都有塑件都要進行后處理。通常，只是對于帶有金屬嵌件、使用溫度范圍變化較大、尺寸精度要求較高和壁厚大的塑件才有必要。4 分析塑件的結構工藝性4.1 塑件的尺寸精度分析該塑件尺寸精度無特殊要

25、求，所有尺寸均為自由尺寸，由文獻3可將塑件尺寸按MT5查取公差，其主要尺寸公差標注如下（單位均為mm）：如圖2.1所示為本次設計的零件圖，對該零件上的尺寸進行分類：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；內形尺寸：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

26、+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：34±0.2896±0.50150±0.57。4.2 塑件表面質量分析該塑件要求外形美觀，色澤鮮艷，外表面沒有斑點及熔接痕，粗糙度可取Ra=0.4m。而塑件內部沒有較高的表面粗糙度要求。4.3 塑件的結構工藝性分析（1）從圖紙上分析，該塑件的外形為回轉體，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。（2）塑件型腔較大，有尺寸不等的孔，如12、4×10、4&#

27、215;4.5、4×5它們均符合最小孔徑要求。（3）在塑件內壁有4個高2.2，長11的內凸臺。因此，塑件不易取出。需要考慮側抽裝置。5 確定塑件成型工藝參數注射成型工藝條件的選擇可查參考資料得。采用螺桿式塑料注射機，螺桿轉速為2183 r/min4。材料在料斗中的預干燥2h以上。（1）溫度 料筒第一段：200210第二段: 210230 第三段：180200；（2）壓力 ABS的注射壓力為7090MPa；（3）成型周期 閉模時間：5s ；注射時間：35s；保壓時間：1530s；冷卻時間：1530s；開模時間：1530s；取件：7s；方法：紅外線烘箱溫度：8085時間：45h。該制件的

28、注射成型工藝卡片見表5.1。表5.1燈座注射成型工藝卡片（廠名）塑料注射成型工藝卡片資料編號車間共 頁第 頁零件名稱燈座材料牌號ABS設備型號XS-XY-500裝配圖號材料定額每模件數1件零件圖號單件質量210.18g工裝號材料干燥設備溫度/110120時間/h812料筒溫度后段/180200中段/210230前段/200210噴嘴/180190模具溫度/5070時間注射/s35保壓/ s1530冷卻/ s1530壓力注射壓力/MPa7090保壓/MPa5070后處理溫度/鼓風烘箱100-110時間定額輔助/min時間/h812單件/min檢驗編制校對審核組長車間主任檢驗組長主管工程師6 注射

29、機的選擇與校核初選注射機規格通常依據注射機允許的最大注射量、鎖模力及塑件外觀尺寸等因素確定。習慣上依據其中一個設計依據，其余都作為校核依據。6.1 注射機的選擇6.1.1 計算塑件的體積和質量 通常保證制品所需注射量小于或等于注射機允許的最大注射量的的80，否則就會造成制品的形狀不完整、內部組織疏松或制品強度下降等缺陷；而過小，注射機利用率偏低，浪費電能，而且塑料長時間處于高溫狀態可導致塑料分解和變質，因此，應注意注射機能處理的最小注射量，最小注射量通常應大于額定注射量的20。（1）計算塑件的體積根據Proe設計的三維模型且由文獻5可知，利用三維軟件中的功能可直接求得塑件的體積為V=20017

30、2.30mm3（2）計算塑件的質量根據文獻2查得ABS的密度為=1.04 1.06·cm-3所以取=1.05所以，塑件的重量為 W=V=200172.30×1.05×10-3=210.18所以每次注入的塑件原材料的質量至少應為210.18g。6.1.2 依據最大鎖模力初選設備當熔體充滿模腔時，注射壓力在模腔內所產生的作用力會使模具沿分型面脹開，為此，注射機的鎖模力必須大于模腔內熔體對動模的作用力，以避免發生溢料和漲模現象。（1）單個塑件在分型面上投影面積A1 A1 22698mm2（2）成型時熔體塑料在分型面上投影面積AA22698mm2（3）成型時熔體塑料對動模

31、的作用力F F=AP=22698×40=907.920KN式中 P塑料熔體對型腔的平均成型壓力，參考文獻6可知成型ABS塑件型腔所需的平均成型壓力P=40 MPa。（4）根據塑件形狀及尺寸采用一模一件的模具結構，考慮外形尺寸，對塑件的材料的分析及注射時所需的壓力情況、注射量，查文獻7可知部分國產注射機型號及技術參數初步選擇螺桿式注射機：XS-ZY-500。設備主參數如表6.1所示：表6.1注射機主要技術參數螺桿直經mm65模板行程mm700注射容量g500定位孔直經mm24.5注射壓力MPa104頂出兩側孔距mm530鎖模力kN3500拉桿空間650×550模具高度最大45

32、0噴嘴球半經mmSR18最小300孔直經mm56.2 注射機的校核6.2.1 模具的閉合高度的確定和校核模具閉合高度的確定。根據標準模架各模板尺寸及模具設計的其他零件尺寸：定模板H定=45mm，壓板H壓=25mm，型芯固定板H固=25mm，墊板H墊=90mm，動模座板H動座=35mm，支承板 H支=30mm，定模座板H定座=30mm，型腔板和導滑板組合H組=158mm模具閉合高度：H閉=H動座+H墊+H組+H定座+H支+H固+H壓+H定 =35mm+90mm+158mm+30mm+30mm+25mm+25mm+45mm =438mm6.2.2 模具安裝部分的校核該模具的外形尺寸為315mm&#

33、215;400mm，XS-ZY-500型注射機模板最大安裝尺寸為598mm×520mm，故能滿足模具安裝要求。由于XS-ZY-500型注射機所能允許模具的最小高度為300mm，最大厚度450mm，即模具閉合高度滿足HminHHmax安裝條件8。所以，選注射機XS-ZY-500型可以滿足模具安裝要求。6.2.3 模具開模行程的校核經查參考文獻9可知注射機XS-ZY-500型的最大開模行程Smax=500mm，滿足下式計算所需的出件要求：Smax>H1+H2+a+(510)mm=135+130+118+7=390mm式中 H1塑件所用的脫模距離(mm) H2塑件的高度(mm) a取

34、出澆注系統凝料必須的長度(mm)此外，由于側分型抽芯距較短，不會過大增加開模距離，注射機的開模行程足夠，經驗證明，XS-ZY-500型注射機能滿足使用要求，故可以采用。根據校核結論，將XS-ZY-500填入表5.1模型工藝卡。7 注射模的結構設計注射模結構設計主要包括：分型面的選擇，模具型腔數目的確定及腔型的排列，澆注系統設計，型芯，型腔結構的確定，推件方式，側向抽芯機構的設計，模具結構零件設計等內容。7.1 確定型腔數目及布置 初選螺桿式注射機選擇XSZY500型號，注射機主要技術參數如表6.1，下列公式由參考文獻10可以查到。（1）按注射機的最大注射量確定型腔數 式中 最大注射量的利用系數

35、，一般去0.8；注射機的最大注射量，； 澆注系統及飛邊體積或質量，；單個塑件的體積或質量，。 由Proe三維零件設計可以得到mj為31cm3。（2）按注射機的鎖模力大小確定型腔數- 式中注射機的額定鎖模力；塑料熔體對型腔的平均成型壓力，由參考文獻10可以查到= 40 MPa。單個塑件在模具分型面上的投影面積，mm2 ；澆注系統在模具分型面上的投影面積，mm2 。由Proe三位造型可以得到Aj=4100mm2結論：通過以上兩個參數的計算得出型腔的數量再根據塑件外觀成型綜合考慮得出此零件為一模一件。 7.2 分型面的選擇該塑料為燈座，外形要求美觀，無斑點和熔接痕，表面質量要求較高，在選擇分型面時，

36、要遵循以下原則：（1）分型面應選在塑件外形最大輪廓處。（2）分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模。（3）分型面的選擇應保證塑件的精度要求。（4）分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求。（5）分型面的選擇要使于模具的加工制造。（6）分型面的選擇應有利于排氣。根據分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質量以及成型后能順利取出塑件，有兩種分型面的選擇方案。 其一，這塑件小端底平面需用瓣合式，這樣在塑件表面會留有熔接痕，同時增加了模具結構的復雜程度；其二，選塑件大端底平面作為分型面，如圖7.1所示，采用這種方案，側面抽芯機構設在動模部分，模具結構也較為簡單。所以，選塑件大端底平面作為分型面，如圖7.1(b

37、)所示，較為合理。圖7.1 分型面的選擇7.3 型腔數目的確定及型腔的排列由于該塑件采用的是一模一件成型，所以，型腔布置在模具的中間。這樣也有利于澆注系統的排列和模具的平衡。7.4 澆注系統的設計7.4.1 主流道設計主流道是指澆注導流中以注射機噴嘴與模具接角處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是溶體最關鍵的部分，它的形狀與尺寸對塑體的流動速度和充模時間有較大的影響。根據手冊查得XS-ZY-500型注射機噴嘴的有關尺寸。因此，必須使熔體的溫度降和損失最小，主流道設計成圓錐形，其錐角為2060，小端直徑d注射機噴嘴直徑大0.51mm。噴嘴球半徑：R0=18mm噴嘴孔直徑：d0=4mm根據模具

38、主流道與噴嘴的關系：R=R0+（12）mm，d= d0+(0.51)mm取主流道球面半徑：R=20mm取主流道的小端直徑：d=4.5mm為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度為10-30。經換算得主流道大端直徑D=12mm。同時為了使熔料順利進入分流道，在主流道出料端設計r=2mm的圓弧過渡，流道表面粗超度Ra 0.8um，澆口套一般采用碳素工具鋼如T8A,T10A等材料制造，熱處理淬火硬度5357HRC。圖7.2 主流道7.4.2 分流道的設計在設計多型腔或者多澆口的單型腔的澆注導流時，應設置分流道，分流道是指主流道未端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。分流道采用是改變

39、熔體流向，使其以平穩的流態均衡地分配到各個型腔。設計時請注意盡量減少流動過程中的熱量損失的壓力損失。分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速率等因素有關。該塑件的體積比較大，但形狀不算太復雜，且壁厚均勻，可考慮采用多點進料方式；縮短分流道長度，有利于塑件的成型和外觀質量的保證。本例從便于加工的方面考慮，采用截面形狀為半圓形的流流道，其需用球頭銑刀加工,其表面積比梯形和U形截面分流道略大。圖7.3 分流道（1）分流道截面尺寸視塑料品種、塑件尺寸，成型工藝條件以及流道的長度等因素來確定，通常圓形截面分流道直徑為210mm；對流動性較好的尼聚乙稀，聚丙烯等塑料的小型塑料，在分流道

40、長度很短時，直徑可小到2mm，對流動性一般的ABS，可取10mm，對于大多數料，分流道截面直徑常取56mm。（2）分流道的長度，根據型腔在分型面上的排布情況，分流道可分為一次分流道，二次分流道甚至三次分流道。分流量的長度要盡可能短，且磨折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節約塑料的原材料和能耗，根據對型腔壁厚度的計算，綜合選取分流道的長度為190mm。此模具的分流道與澆口的連接應加工成斜面由文獻10可知分流道的尺寸可按下面經驗公式確定：=0.2654=14mm式中b梯形大度邊寬度，(mm)； L分流道的長度，(mm)； m塑件的質量，(g)；（3）分流道的表面粗糙度，由于分道流中與模具接觸的外層

41、塑料的外層塑料迅速冷卻，只有內部的腔體流動狀態比較理想，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，這可增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻、固定、形成耐熱層。（4）分流道在分型面上的布置形狀呈輻射狀分布，因為此模具的型腔是圓形的，這種分布分流道有利于注射的成型且流程不是太長，對稱布置，使脹模力的中心與注射機鎖模力的中心一致！7.4.3 澆口設計（1）澆口形式的選擇。由于該塑件外觀質量要求較高，澆口的位置和大小應以不影響塑件的外觀質量為前提。同時，也應盡量使模具結構更簡單。根據對該塑件結構的分析及已確定的分型面的位置，可選擇的澆口形式有幾種方案，其分析見表如下：澆

42、口形式有以下幾種常見形式：a. 潛伏式澆口，其特點是從分流道處直接以隧道式澆口進入型腔，澆口位置在塑件內表面，不影響其外觀質量，但采用這種澆口形式會增加模具結構的復雜程度；圖7.4 潛伏式澆口b. 輪輻式澆口，它是中心澆口的一種變異形式，采用幾股料進入型腔，縮短流程，去除澆口時較方便，但有澆口痕跡，模具結構較潛伏式澆口的模具結構簡單；圖7.5 輪輻式澆口c. 盤形澆口，它具有料流同時前進、進料均勻、不易產生熔接痕、排氣條件好等優點，但是澆口凝料去除較困難，需要切削加工或沖切法去除。此外，模具結構設計也不易實現；圖7.6 盤形澆口d. 點澆口，又稱針澆口或菱形澆口，采用這種澆口，可獲得外觀清晰，

43、表面光澤的塑件，在模具開模時，澆口凝料會自動拉斷，有利于自動化操作。由于澆口尺寸較小，澆口凝料去除后，在塑件表面殘留痕跡也很小，基本上不影響塑件的外觀質量，同時，采用四點澆口進料，流程短而進料均勻。由于澆口尺寸較小，剪切速率會增大，塑料黏度降低，提高流動性，有利于充模。但是模具需要設計成雙分型面，以便脫出澆柱系統凝料，增加了模具結構的復雜程度，但能保證塑件成型要求。圖7.7 點澆口根據燈座塑件的特點以及對塑料成型性能，澆口和模具結構的分析比較，確定成型該塑件的模具采用點澆口方式。（2）進料位置的確定。根據塑件外觀質量的要求以及型腔的安放方式，進料位置設計在塑件底部。7.5 型芯、型腔結構的確定

44、型芯、型腔可采用整體式或組合式結構。整體式型腔是直接在型腔板上加工。有較高的強度和剛度。但零件尺寸較大時加工和熱處理都較困難。整體式型芯結構牢固，成型塑件質量好，但尺寸較大。消耗貴重模具鋼多不便加工和熱處理。整體式結構適用于形狀簡單的中小型塑件。組合式型腔是由許多拼塊鑲制而成，機械加工和熱處理比較容易，能滿足大型塑件的成型需要。組合式型芯可節省貴重模具鋼，便于機加工和熱處理，修理更換方便。同時也有利于型芯冷卻和排氣的實施。由于該塑件尺寸較大，最大可達170mm，且形狀復雜，有錐面過渡。若采用整體式型腔加工和熱處理都較困難。所以，采用拼塊組合式，在型腔的底部大面積鑲拼結構。考慮模具溫度調節，型芯

45、采用整體式結構。7.6 側抽芯機構沒計7.6.1 側向分型與抽芯機構的分類根據動力來源的不同，分為手動、機動、液壓等三大類。（1）手動側向分型抽芯機構 開模后將側型芯或鑲塊連同塑件一起取出，在模外依靠人工接抽拔或通過傳動裝置抽出側型芯。這一類機構結構簡單，制造方便，但操作麻煩，生產率低，勞動強度大且抽拔力較小。因此只有在小批量生產或有時因塑件形狀的限制無法采用機動抽芯時采用。（2）機動側向分型與抽芯機構 指利用注射機開模時的開模力進行模具的側向分型與抽芯的機構。機動抽芯具有的抽芯力和抽芯距，生產率高、操作簡單，生產中廣泛采用。按傳動方式劃分，機動抽芯大致可分為四種形式，即斜導柱分型與抽芯機構、

46、斜滑塊分型與抽芯機構、齒輪齒條抽芯機構和其他形式抽芯機構。（3）液壓或氣動側向分型與抽芯機構 液壓或氣動側向分型與抽芯機構是以液體或壓縮空氣為動力進行側向分型與抽芯，同樣依靠液體或壓縮空氣使側向成型零件復位。這類機構抽芯動作比較平穩，但液壓或氣動裝置成本較高。液壓或氣動側抽芯機構多用于大型模具中需要抽拔力大、抽芯距比較長的場合，例如大型三通或四通管接頭塑件的抽芯等。該塑件上有內凸結構，它垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此，成型內凸部分的零件必須做成活動的型芯，即設置抽芯機構。根據塑件的形狀特點，模具型腔在動模部分。開模后，塑件留在型腔。根據塑件結構有兩種選擇方案。其一，采用滑塊導

47、滑的斜滑塊分型抽芯機構，其中，推塊推出結構可靠，頂出力均勻，不影響塑件的外觀質量。如圖7.8 (a)所示。其二，采用斜桿導滑的分型抽芯機構如圖7.8 (b)所示。如圖7.8所示，因塑件側芯距較小，且圖7.8(a)的模具結構較圖7.8(b)的模具結構安裝調整簡單，故選擇滑塊導滑的斜滑塊分型抽芯機構（圖7.8（a）。圖(a) 斜滑塊抽芯圖(b) 斜銷抽芯圖7.8 側抽芯機構7.7 模具導向機構的設計導向機構對塑料模具是不同的部件，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設有導向機構，通常導柱設在全型心周圍，導向機構主要有定位、導向、承受一定側壓力三個作用。本模具是一模一具的模具，一般采用四

48、根導柱的導向機構。7.7.1 導柱機構的技術要求（1）長度 導柱導向部分的長度應該比凸摸端面的高度高出812mm，以免出現導柱未導正方向而型芯先進入型腔的情況。（2）形狀 導柱前段應該做成錐臺形或半球形以使導柱能順利的進入導向孔。（3）材料 一般采用20鋼或者t8，t10鋼硬度5055 HRC。（4）數量及布置 導柱應該合理均勻分布在模具分型面的四周。（5）配合精度 導柱的導向部分通常采用H7/f7或H8/f7的間隙配合。7.7.2 導套的結構和技術要求（1）形狀 為使導柱順利進入導套，導套的前端面倒圓角，導向孔最好作成通孔，以利于排出孔內的空氣，如果摸板較厚，導孔必須作成盲孔時可在盲孔的側面

49、打一個小孔排氣或在導柱的側壁磨出排氣槽。（2）材料 可采用與導柱相同的材料。（3）配合精度 直導套用H7/r6過盈配合潛入摸板。（4）導柱與導套的配用 由模具的結構及生產要求而定。7.8 定模座板、動模座板的設計定模座板 使定模固定在注射機的固定工作臺面的模具動模座板 使動模固定在注射機的移動工作臺面的模具（1）選用的摸板在注射機上的安裝只需在定模板上設置定位孔。（2） 動、定模座板的厚度 一般采用Q235或45鋼材料為了把模具固定在注射機上，動定模座板的兩側均需要比動定模板的外型尺寸加厚2530mm。7.9 工件脫模機構的設計在注射成型的沒一個循環中，塑件必須由模具行腔中脫出，脫出塑件的機構

50、稱為脫模機構，脫模機構可采取機械的，氣吹的或復合的，機械脫模機構主要是頂出零件、頂出固定板、頂出板、導柱、導套、復位桿和螺釘組成。（1）確保塑件留于動模，本模具設計時可將整個塑件留于動模一側，這樣便于塑件順利脫模。（2）確保塑件不變形，不損壞，要正確地分析塑件對模腔的附著力的大小和所在位置，以便選擇合適的脫模方式喝脫模位置，使脫模力得以均勻合理的分布。（3）要保證塑件具備良好的外觀，頂出塑件的位置盡量設在塑件內部，以免損壞塑件的外觀。（4）脫模結構要工作可靠，運動靈活，制造方便，配換容易本模具采用的是推桿，推動塑件底部，使塑件從動模中脫落。 7.10 排氣系統的設計注射模通常有三種方式排氣（1

51、）利用配合間隙排氣。（2）在分型面上開設排氣槽。（3）利用排氣塞排氣。本模具采用的是間隙排氣發來將模具中的氣體排出，主要是因為本模具利用滑塊和推桿將塑件退出的，滑塊、推桿和模具之間有足夠的間隙，所以可以利用來排氣。7.11 溫度調節系統7.11.1 溫度調節對塑件成型的影響注射入模具中的熱塑性熔融樹脂，必須在模具內冷卻固化才能成為塑件，所以模具溫度必須低于注射入模型腔內的熔融樹脂的溫度，即達到玻璃化溫度以下的某一溫度范圍。為了提高成型效率，一般通過縮短冷卻時間的方法來縮短成型周期，由于樹脂本身的性能特點不同，所以不同的塑料要求有不同的模具溫度。對于粘度高，流動性一般的塑料，例如聚甲基丙烯酸甲酯

52、（PMMA），聚甲醛(POM)，ABS，聚氯醚等要特別處理，本塑料的材料為ABS，為了提高充型性能，考慮到成型工藝要求有較高的模具溫度，因此經常要對模具加熱。7.11.2 冷卻系統的設計冷卻水孔開設原則（1）冷卻水孔的數量應盡可能多，直徑盡量大。（2）各冷卻水孔至型腔表面的距離應相等，一般保持在1520毫米范圍內，距離太近不易冷卻均勻，太遠則效率底，水孔直徑一般取814毫米，孔距最好為水孔直徑的5倍。（3）水孔通過壤塊時，防止壤套等漏水。（4）冷卻管路一般不宜設在型腔內塑料容接的地方，以免影響塑件強度。（5）水管接頭（冷卻水嘴）應設在不影響操作的一側。本模具型腔和型芯冷卻形式采用循環式，因為圓

53、孔循環或矩形槽循環冷卻，對型腔，型芯的冷卻效果好。如圖7.9所示圖7.9 冷卻示意圖本塑件采用點澆口注射成型，根據其結構形式，參考文獻10選擇A2型模架，燈座注射模具見總裝配圖7.10。圖7.10 裝配圖8 注射模設計的有關尺寸計算8.1 成型零件尺寸的計算該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計算，查有關手冊得ABS的收縮率為Q=0.4%0.7%，故平均收縮率為SCP=（0.4+0.7）%/2=0.55%=0.0055。根據塑件尺寸公差要求。模具的制造公差取z=/4。表8.1型腔、型芯主要工作尺寸計算已知條件：平均收縮率Scp=0.006；模具制造公差取Z=/4類別零件圖號模具零件名稱塑件尺寸計算

54、公式型腔或型芯工作尺寸型腔的計算5導滑板（型腔1）小端對應的型腔69 0 -0.86Lm=(LS+LSSCP%-3/4)+z 068.77+0.22 070 0 -0.8669.78+0.22 0內對應的型芯114+1.14 0lm=(LS+LSSCP%+3/4) 0 -z115.54 0 -0.29121+1.28 0122.68 0 -0.32型腔板大端對應的型腔127 0 -1.28Lm=(LS+LSSCP%-3/4)+z 0126.8+0.32 0129 0 -1.28128.8+0.32 0137 0 -1.28136.86+0.32 0170 0 -1.6169.82 +0.4 08 0 -0.28hm=(hs+hsScp%-2/3) 0 -z7.860.7 0133 0 -1.28132.94+0.32 0型芯的計算型芯大型芯63+0.74 0lm=(LS+LSSCP%+3/4) 0 -z63.9 0 -0.1864+0.74 064.9 0 -0.18123+1.28 0124.69 0 -0.32131