138 灯座注塑模具的设计

138 灯座注塑模具的设计,灯座,注塑,模具,设计 江西农大工学院09届毕业生毕业设计 灯座注射模具的设计,设计者姓名：李 健 所在班级：工学院农机051班 设计者学号:20050659 指导老师：蒋育华,产品设计说明导引,第一部分 产品分析第二部分 注塑机的选择第三部分 注塑模具的结构设计（重点一）第四部分 模具的加工制造与装配简介第五部分 模具的工作过程分析（重点二）第六部分 设计方案的自我评价,第一部分 产品分析,产品的结构分析产品的材料性能分析产品的使用性能分析产品设计方案的初步构想,1、产品结构分析,（1）灯座产品图示：,产品正面效果图,产品底面效果图,（2）灯座产品结构特点分析：,本产品为均壁薄壳类零件，同时其总体尺寸小（735225mm），壁厚较小（1mm）；该塑件产品外观形状虽然不是很复杂，其表面也没有复杂的曲面，但在内部细节上的孔，槽等结构较多之。,2、产品的材料性能分析,材料简介： 所设计的产品材料为ABS，是由丙烯腈、 丁二烯、苯乙烯共聚而成的。其密度为1.05克/立方厘米、成型收缩率:0.4-0.7%、成型温度：200-240、干燥条件：80-90 2小时 。 成型性能 ： (1) 流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热，干燥80-90度,3小时。 （2）宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度)。对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度。,3、产品的使用性能分析,要有较高的强度，在成型过程中要尽量减少熔接痕的产生。要保证产品性能与质量，同时要要降低模具成本与生产成本,4、产品设计方案的初步构想,该灯座注塑产品在细节上的孔，槽等结构较多，虽然不需要抽芯，但已经使得型芯镶件结构较为复杂。再加之，该产品为薄壳类零件，无论是型腔和型芯采取何种形式，其加工难度和加工成本都是比较高的。同时其尺寸小，壁厚较小，要求要有较高的强度。 因此在设计时应保证产品性能、质量的同时，重点考虑模具加工的成本、加工时间。,第二部分 注射机的选择,1.注射机规格的初选2.注射机各部分参数的校核3.对所选注塑机结构和原理的认识,1.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：K G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 由于根据设计要求和加工的经济性取N=4，通过proe得到G废=2.84g, G件=4.79gG公（44.79+1.84）1.25=22（g）也就是说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1253的注射机，机型为XS-ZY-125，也就是说这台注射机的公称注射量为大约为125克,2.注射机各参数的校核,根据初选的注射机的各基本参数，以及等作材料ABS的成型特性参数，从注射量，注射压力，锁模力，模板安装尺寸，模具厚度等方面对初选的注射机进行校核，确认各参数均符合要求，最终才可以确定注射机的类型为XS-ZY-125.（详见说明书P5）,3.对注塑机机构的认识,所选的注塑机的基本特征如下： （1）注塑机为卧式的； （2）注塑机为螺杆式的;,（1）卧式注塑机的基本结构原理,（2）螺杆注塑机的基本结构原理,第三部分 注塑模具的结构设计,1.型腔数目及布局的确定2.型芯与型腔结构的设计（重点）3.其他机构系统的设计4.注塑模具结构的整体性设计,1.型腔数目及布局的确定,(1)型腔数目的确定： 从塑件经济性；注射机的最大注射量；注射剂额定锁模力；制品精度要求等方面加以综合考虑，确定出该产品的型腔数为4.（详见设计任务说明书P7）(2)型腔布局的确定：考虑产品要求和模具制造成本，现取一模四腔。为使塑料熔体同时充满每个型腔，使每个型腔的的塑件内在质量均一稳定使模具整体达到平衡稳定。因此选择平衡式排列中的H形排列 .（详见下图）,本产品的型强布局图如下,2.型芯与型腔结构的设计,型芯采用镶拼组合式结构，这样就可方便更换，若是某根型芯由于磨损或其它原因被损坏，就可以直接更换。这样就不须整体换。由于型芯各部分分开，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表面加工，且易于保证加工精度。各镶拼件采用H7/m6配合。这种结构形式具有以下优点：加工难度不大，加工成本低，易于保证型芯精度，易于更换。,（1）型芯的结构设计,凸模部分的总体效果图,型芯总体结构采用镶拼组合式：两块大型芯采用螺钉固定，其他的三个小型芯采用铆接的方式固定.,动模固定板的效果图,（1）动模固定板上用于固定凸模型芯的异形大孔采用线切割的方法加工.,（2）动模固定板上的流道采用电火花成型加工或者先数控铣削再进行表面处理，使得表面粗糙度达到Ra0.4Ra0.8,单个产品凸模的组合效果图,总体的凸模组合方案已经采用了较多的铆接小型芯，在一定程度上降低了加工难度，便于更换磨损的成型部位.,由于塑件本身的结构特点，使得两块大的型芯的加工仍然不是很方便.但是如果进一步拆分，将会使得模具的装配和调试难度大大增加，同时塑件精度也会必然下降.,凸模型芯一的效果图,该型芯的加工首先采用线切割切下胚料，然后再用线切割切除出所有的通孔，最后再用电火花成型加工的方法来加工其他的成型曲面.,凸模型芯二的效果图,该型芯的加工同样难度比较大.首先采用线切割切割出胚料，然后再用电火花成型加工来加工其他的成型部位.其中的四个细长孔采用钻孔加工不仅易使钻头折断，同时孔的精度等也较难保证.应此采用电火花成型加工使比较合理 的加工方案.,其他铆接的凸模小型芯,凸模型芯三,凸模型芯四,凸模型芯五,型腔的结构设计,注射模成型零件由型芯和型腔组成.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。注塑模的型腔主要分为整体式型腔和镶嵌式型腔.目前，常用的型腔镶嵌形式主要有：整体嵌入式、局部嵌入式和拼块嵌入式.,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.但是嵌镶后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.,凹模（型腔的整体效果图）,为了方便水道的布局，型腔和定模固定板采用了整体式的结构.虽然使得模具成本有所增加，但却使得水道布局的自由度增大，同时难度降低，不必考虑水道的密封问题.,每个型腔中都加了一个凹模镶件，使得凹模型腔的加工难度有所降低,单个凹模成型部位的放大效果图,单个凹模型腔的放大效果图,型腔结构比较复杂，可以先采用线切割的方法将型腔中间的非圆通孔切割出来.然后使用电火花成型加工加工出型腔的曲面.,由于型腔是塑件产品外观表面的主要成型部位.因此型腔表面的表面粗糙度值要稍低于凸模部分用于成型的表面.,凹模镶件的效果图,插入三维图片,凹模镶件相对比较简单，可以采用线切割的方法来加工.,3.模具其他机构系统的设计,（1）浇注系统的设计 a.浇口套与喷嘴的位置配合关系是非常重要的 b.锥形拉料杆的作用与原理,（2）排气溢料系统的设计（详见任务说明书P14）（3）冷却系统的设计（详见任务说明书P24）（4）导向机构的设计（详见任务说明书P21）（5）推出与复位机构的设计（详见任务说明书P22）,四、注塑模具结构的整体性设计,目前，我国已经有许多专业的模架制造厂，并多是按照GB/T 12556.1-1990, GB/T 12555.1-1990模架系列标准制造。在模具设计时，设计人员应尽量采用这些标准模架，以缩短生产时间，降低生产成本，集中精力搞好模具结构设计和型腔，型芯的设计。 然后根据塑件的尺寸，形状，型腔的布置，冷却系统的布置及所选模具结构等方案，结合模架生产厂家所提供的生产目录，来选择合适形式和尺寸系列的标准模架和相应的标准零件。,该模具的整体结构效果图,插入图,目前，我国已经有许多专业的模架制造厂，并多是按照GB/T 12556.1-1990, GB/T 12555.1-1990模架系列标准制造。在模具设计时，设计人员应尽量采用这些标准模架，以缩短生产时间，降低生产成本，集中精力搞好模具结构设计和型腔，型芯的设计。然后根据塑件的尺寸，形状，型腔的布置，冷却系统的布置及所选模具结构等方案，结合模架生产厂家所提供的生产目录，来选择合适形式和尺寸系列的标准模架和相应的标准零件。,整体结构按注塑机方向的爆炸效果图,插入图,第四部分 模具的加工制造与装配简介,1.模具零件的加工与制造： 第三部分中已经具体的对该模具主要零部件的加工做了详细介绍，可知模具的成型零部件大多采用电火花和线切割的方法来加工的。模板中的孔系结构主要通过钻孔，扩孔和铰孔等即可完成。,线切割加工原理简介,电火花加工原理简介,模具的装配过程,第五部分 注塑模的工作过程分析,塑料注射模使用来成型热塑性塑料制品零件所使用的模具.它的成型特点是：塑料在注射机料筒内加热到流动状态以后，闭合模具再以高压、高速将料筒内的粘稠塑料通过机床喷嘴，注射入模具并经浇注系统进入模具型腔并充满.然后经保压、冷却，固化成型为塑件.,塑料注射成型，大致可以分为以下六个阶段：（1）进料阶段；（2）塑料预热阶段；（3）合模阶段；（4）注射阶段；（5）保压阶段；（6）开模卸件阶段. 经过上述六个阶段后，即可制成塑件.依此循环下去，可成批量生产.,进料阶段和塑料预热阶段,第一阶段进料阶段：,将塑料放入注射机料斗内，由螺杆或柱塞将塑料定量推入注射机料筒内；,第二阶段塑料预热阶段：,塑料在保持一定温度的料筒内预热并成粘稠状态.料筒内的温度一般在90100C；,模具闭模后，注塑机通过高压使固体塑料塑化，再通过压力充满型腔。通过大约3s 钟的保压后开模,第三阶段合模阶段：,安装时定模以定位圈或浇口套与注射机定模板上的定位孔配合，并将动模部分通过四块压铁紧固在定模板上，动模部分则通过四块压铁紧固在注射机的动模板上，等塑料预热到粘稠状态时，注射机的锁模机构推动其动模将动模与定模楔紧合模；,第四阶段注射阶段：,当模具合模后，启动注射机液压缸中的活塞，推动料筒内的螺杆，以40130Mpa的注射压力，将料筒内已加热均匀成熔融的塑料，通过料筒喷嘴和定模部分的浇口套以及浇注系统注入动模与定模密紧后组成的型腔内；,合模前的状态,第五阶段保压阶段,保压阶段：塑料充满型腔后需保持一段时间的注射压力，并使型腔内由足够的压力，以对塑料收缩进行补料，使塑料密实，同时塑件在模内冷却定型；,合模、注射、保压阶段状态,第六阶段开模卸件阶段,塑件在模内型腔中冷却硬化道一定强度后，注射机的锁模机构松压并带动动模板与动模与定模沿分型面分开，开启模具.并由注射机上的顶出机构，推动动模部分的定出机构，将塑件从模具内顶出即可卸下塑件产品.,开模状态,卸件状态,第五部分 设计方案的自我评价,如果把这份毕业设计的答卷比作一各自己亲手制造的机械零件产品的话，虽然它的表面粗糙度值是很大的，但是它却是我亲手一点点的做的！在这个过程中，我不仅系统的回顾了我们机械方面的基础知识，更重要的是从辅导老师那里学到了严谨治学的态度，一丝不苟的思维作分。感谢毕业设计这个“艰巨而漫长”的任务给我的“痛并快乐着”的感觉！,谢谢给位老师！,江西农大工学院09届毕业生毕业设计 灯座注射模具的设计,设计者姓名：李 健 所在班级：工学院农机051班 设计者学号:20050659 指导老师：蒋育华,产品设计说明导引,第一部分 产品分析第二部分 注塑机的选择第三部分 注塑模具的结构设计（重点一）第四部分 模具的加工制造与装配简介第五部分 模具的工作过程分析（重点二）第六部分 设计方案的自我评价,第一部分 产品分析,产品的结构分析产品的材料性能分析产品的使用性能分析产品设计方案的初步构想,1、产品结构分析,（1）灯座产品图示：,产品正面效果图,产品底面效果图,（2）灯座产品结构特点分析：,本产品为均壁薄壳类零件，同时其总体尺寸小（735225mm），壁厚较小（1mm）；该塑件产品外观形状虽然不是很复杂，其表面也没有复杂的曲面，但在内部细节上的孔，槽等结构较多之。,2、产品的材料性能分析,材料简介： 所设计的产品材料为ABS，是由丙烯腈、 丁二烯、苯乙烯 共聚而成。其密度为1.05克/立方厘米、成型收缩率:0.4-0.7%、成型温度：200-240、干燥条件：80-90 2小时 。 成型性能 ： (1) 流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热，干燥80-90度,3小时。 （2）宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度)。对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度。,3、产品的使用性能分析,要有较高的强度，在成型过程中要尽量减少熔接痕的产生。要保证产品性能与质量，同时要要降低模具成本与生产成本,4、产品设计方案的初步构想,该灯座注塑产品在细节上的孔，槽等结构较多，虽然不需要抽芯，但已经使得型芯镶件结构较为复杂。再加之，该产品为薄壳类零件，无论是型腔和型芯采取何种形式，其加工难度和加工成本都是比较高的。同时其尺寸小，壁厚较小，要求要有较高的强度。 因此在设计时应保证产品性能、质量的同时，重点考虑模具加工的成本、加工时间。,第二部分 注射机的选择,1.注射机规格的初选2.注射机各部分参数的校核3.对所选注塑机结构和原理的认识,1.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：K G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 由于根据设计要求和加工的经济性取N=4，通过proe得到G废=2.84g, G件=4.79gG公（44.79+1.84）1.25=22（g）也就是说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1253的注射机，机型为XS-ZY-125，也就是说这台注射机的公称注射量为大约为125克,2.注射机的校核,根据初选的注射机的各基本参数，以及等作材料ABS的成型特性参数，从注射量，注射压力，锁模力，模板安装尺寸，模具厚度等方面对初选的注射机进行校核，确认各参数均符合要求，最终才可以确定注射机的类型为XS-ZY-125.（详见说明书P5）,3.对注塑机机构的认识,所选的注塑机的基本特征如下： （1）注塑机为螺杆式的； （2）注塑机为卧式的;,（1）卧式注塑机的基本结构原理,（2）柱塞式注塑机的基本结构原理,第三部分 注塑模具的结构设计,1.型腔数目及布局的确定2.型芯与型腔结构的设计（重点）3.其他机构系统的设计4.注塑模具结构的整体性设计,1.型腔数目及布局的确定,(1)型腔数目的确定： 从塑件经济性；注射机的最大注射量；注射剂额定锁模力；制品精度要求等方面加以综合考虑，确定出该产品的型腔型腔数为4.（详见设计任务说明书P7）(2)型腔布局的确定：考虑产品要求和模具制造成本，现取一模四腔。为使塑料熔体同时充满每个型腔，使每个型腔的的塑件内在质量均一稳定使模具整体达到平衡稳定。因此选择平衡式排列中的H形排列 .（详见下图）,本产品的型强布局图如下,2.型芯与型腔结构的设计,型芯采用镶拼组合式结构，这样就可方便更换，若是某根型芯由于磨损或其它原因被损坏，就可以直接换。这样就不须整体换。由于型芯各部分分开，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表面加工，且易于保证加工精度。各镶拼件采用H7/m6配合。这种结构形式具有以下优点：加工难度不大，加工成本低，易于保证型芯精度，易于更换。,（1）型芯的结构设计,凸模部分的总体效果图,型芯总体结构采用镶拼组合式：两块大型芯采用螺钉固定，其他的三个小型芯采用铆接的方式固定.,动模固定板的效果图,（1）动模固定板上用于固定凸模型芯的异形大孔采用线切割的方法加工.,（2）动模固定板上的流道采用电火花成型加工或者先数控铣削再进行表面处理，使得表面粗糙度达到Ra0.4Ra0.8,单个产品凸模的组合效果图,总体的凸模组合方案已经采用了较多的铆接小型芯，在一定程度上降低了加工难度，便于更换磨损的成型部位.,由于塑件本身的结构特点，使得两块大的型芯的加工仍然不是很方便.但是如果进一步拆分，将会使得模具的装配和调试难度大大增加，同时塑件精度也会必然下降.,凸模型芯一的效果图,该型芯的加工首先采用线切割切下胚料，然后再用线切割切除出所有的通孔，最后再用电火花成型加工的方法来加工其他的成型曲面.,凸模型芯二的效果图,该型芯的加工同样难度比较大.首先采用线切割切割出胚料，然后再用电火花成型加工来加工其他的成型部位.其中的四个细长孔采用钻孔加工不仅易使钻头折断，同时孔的精度等也较难保证.应此采用电火花成型加工使比较合理 的加工方案.,其他铆接的凸模小型芯,凸模型芯三,凸模型芯四,凸模型芯五,型腔的结构设计,注射模成型零件由型芯和型腔组成.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。注塑模的型腔主要分为整体式型腔和镶嵌式型腔.目前，常用的型腔镶嵌形式主要有：整体嵌入式、局部嵌入式和拼块嵌入式.,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.但是嵌镶后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.,凹模（型腔的整体效果图）,为了方便水道的布局，型腔和定模固定板采用了整体式的结构.虽然使得模具成本有所增加，但却使得水道布局的自由度增大，同时难度降低，不必考虑水道的密封问题.,每个型腔中都加了一个凹模镶件，使得凹模型腔的加工难度有所降低,单个凹模成型部位的放大效果图,单个凹模型腔的放大效果图,型腔结构比较复杂，可以先采用线切割的方法将型腔中间的非圆通孔切割出来.然后使用电火花成型加工加工出型腔的曲面.,由于型腔是塑件产品外观表面的主要成型部位.因此型腔表面的表面粗糙度值要稍低于凸模部分用于成型的表面.,凹模镶件的效果图,插入三维图片,凹模镶件相对比较简单，可以采用线切割的方法来加工.,3.模具其他机构系统的设计,（1）浇注系统的设计 a.浇口套与喷嘴的位置配合关系是非常重要的 b.锥形拉料杆的作用与原理,（2）排气溢料系统的设计（详见任务说明书P14）（3）冷却系统的设计（详见任务说明书P24）（4）导向机构的设计（详见任务说明书P21）（5）推出与复位机构的设计（详见任务说明书P22）,四、注塑模具结构的整体性设计,插入图,目前，我国已经有许多专业的模架制造厂，并多是按照GB/T 12556.1-1990, GB/T 12555.1-1990模架系列标准制造。在模具设计时，设计人员应尽量采用这些标准模架，以缩短生产时间，降低生产成本，集中精力搞好模具结构设计和型腔，型芯的设计。然后根据塑件的尺寸，形状，型腔的布置，冷却系统的布置及所选模具结构等方案，结合模架生产厂家所提供的生产目录，来选择合适形式和尺寸系列的标准模架和相应的标准零件。,整体结构按注塑机方向的爆炸效果图,插入图,第四部分 模具的加工制造与装配简介,1.模具零件的加工与制造： 第三部分中已经具体的对该模具主要零部件的加工做了详细介绍，可知模具的成型零部件大多采用电火花和线切割的方法来加工的。模板中的孔系结构主要通过钻孔，扩孔和铰孔等即可完成。,线切割加工原理简介,电火花加工原理简介,模具的装配过程,第五部分 注塑模的工作过程分析,塑料注射模使用来成型热塑性塑料制品零件所使用的模具.它的成型特点是：塑料在注射机料筒内加热到流动状态以后，闭合模具再以高压、高速将料筒内的粘稠塑料通过机床喷嘴，注射入模具并经浇注系统进入模具型腔并充满.然后经保压、冷却，固化成型为塑件.,塑料注射成型，大致可以分为以下六个阶段：（1）进料阶段；（2）塑料预热阶段；（3）合模阶段；（4）注射阶段；（5）保压阶段；（6）开模卸件阶段. 经过上述六个阶段后，即可制成塑件.依此循环下去，可成批量生产.,进料阶段和塑料预热阶段,第一阶段进料阶段：,将塑料放入注射机料斗内，由螺杆或柱塞将塑料定量推入注射机料筒内；,第二阶段塑料预热阶段：,塑料在保持一定温度的料筒内预热并成粘稠状态.料筒内的温度一般在90100C；,模具闭模后，注塑机通过高压使固体塑料塑化，再通过压力充满型腔。通过大约3s 钟的保压后开模,第三阶段合模阶段：,安装时定模以定位圈或浇口套与注射机定模板上的定位孔配合，并将动模部分通过四块压铁紧固在定模板上，动模部分则通过四块压铁紧固在注射机的动模板上，等塑料预热到粘稠状态时，注射机的锁模机构推动其动模将动模与定模楔紧合模；,第四阶段注射阶段：,当模具合模后，启动注射机液压缸中的活塞，推动料筒内的螺杆，以40130Mpa的注射压力，将料筒内已加热均匀成熔融的塑料，通过料筒喷嘴和定模部分的浇口套以及浇注系统注入动模与定模密紧后组成的型腔内；,合模前的状态,第五阶段保压阶段,保压阶段：塑料充满型腔后需保持一段时间的注射压力，并使型腔内由足够的压力，以对塑料收缩进行补料，使塑料密实，同时塑件在模内冷却定型；,合模、注射、保压阶段状态,第六阶段开模卸件阶段,塑件在模内型腔中冷却硬化道一定强度后，注射机的锁模机构松压并带动动模板与动模与定模沿分型面分开，开启模具.并由注射机上的顶出机构，推动动模部分的定出机构，将塑件从模具内顶出即可卸下塑件产品.,开模状态,卸件状态,第五部分 设计方案的自我评价,如果把这份毕业设计的答卷比作一各自己亲手制造的机械零件产品的话，虽然它的表面粗糙度值是很大的，但是它却是我亲手一点点的做的！在这个过程中，我不仅系统的回顾了我们机械方面的基础知识，更重要的是从辅导老师那里学到了严谨治学的态度，一丝不苟的思维作分。感谢毕业设计这个“艰巨而漫长”的任务给我的“痛并快乐着”的感觉！,谢谢给位老师！,学校代码：10410序 号：050659本 科 毕 业 设 计题目： 灯座注塑模具的设计 学 院： 工 学 院 姓 名： 李 健 学 号： 20050659 专 业：农业机械化及自动化年 级： 05 级 指导教师： 蒋 育 华 二 OO 九年 五月灯座注塑模具设计说明书i摘 要世界范围内制造业的竞争变得越来越激烈。企业高效率、低消耗地为顾客提供个性化、高质量产品的能力，已成为企业竞争能力的重要标志。模具被称为“工业之父” ，模具质量的高低，将直接影响到产品的质量、产量、成本，新产品投产及老产品更新换代的周期，企业产品结构调整的速度与市场竞争力，因此经济形势对模具的质量提出了越来越高的要求。塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而迅速发展起来的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。在塑料模具发展日益迅速的今天，注塑模具无疑已经成为塑料模具发展的先进代表，在塑料模具中占据着核心的地位。本次设计为一个塑料灯座产品的注塑模具。通过对该产品结构和性能的全面分析，设计了一副一模四腔的注塑模具。该说明书详细地叙述了该产品模具成型零件的设计和加工工艺过程，重要零件的工艺参数的选择与计算，推出机构与浇注系统以及注塑模具其它结构的设计过程。关键词：制造业、模具、塑料制品、注塑模具、塑料模具、塑料灯座产品、成型零件、加工工艺过程、浇注系统、工艺参数.灯座注塑模具设计说明书iiInjection mold of lamp holderAbstract：Worldwide competition is becoming increasingly fiercely among manufacturing industry. Providing individualized product for customers with high efficiency, low consumption and high quality ,has become an important symbol of competitiveness for a modern enterprise. Mould has been known as the father of industrial”.The quality of mould, will directly affect the quality of products, production, cost, production of new products and product replacement cycle of old, the pace of structural adjustment enterprise products and market competitiveness and economic situation the quality of the molud the ever-increasing demands. With the development of plastics industry ,plastic mould t is developing more and more rapidly.In recent years, the demands of people for all kinds of equipments and supplies lightweight and beautiful and the demand of feel is becoming higher and higher, which provides a broader market for the plastic products. The development of plastic mould, it is necessary to follow the development of plastic products.Plastic mold is developing increasingly today, no doubt injection mould plastic mould has become the representative of the development of advanced, in the plastic mould to occupy the core status.This design is a plastic injection mold for a Plastic Product of lamp holder.A set of mould with one module and four cavities has been designed. Through a comprehensive analysis of the structure and properties. A detailed description of molding part and technological process, the selection of technological parameters and calculation of the important part .At the same time ,a design for its molding part, injection system ,rejecting mechanism of injection mold and other make-up of the mould, as well as the working process of the mould, were specified in detail.Key words：manufacturing industry、mould、 plastic products 、 injection mold、Plastic Molding、Injection Mold 、Plastic Product of lamp holder/Lamp base、molding part、technological process 、injection system、 rejecting mechanism of injection mold、technological parameter. 灯座注塑模具设计说明书iii目 录前言1第一部分 设计内容与设计目的一、设计内容2二、设计目的2第二部分 模具设计一、确定塑料件的有关参数31.塑件特性分析2.ABS 成型条件二、注塑机类型的选择41.注射机规格的初选2.注射机各部分参数的校核三、型腔数目及布局的确定71.型腔数目的确定2.型腔布局的排列方法四、分型面的确定91.分型面选择的基本原则2.本设计分型面的确定五、浇注系统的设计101.浇注系统选择的基本原则2.主流道的设计3.分流道的设计灯座注塑模具设计说明书iv4.浇口的设计5.冷料穴和拉料杆的设计六、排气系统的设计14七、成型零部件的设计151.型芯和型腔结构形式的设计2.脱模斜度的确定3.成型零部件工作尺寸的确定八、型腔壁厚的确定191. 型腔的强度及刚度要求2. 型腔的底板厚度和型腔壁厚的计算校核：九、合模导向机构的设计21十、推出机构的设计221.推出机构的设计2.推出机构的导向3.脱出机构的复位十一、冷却系统的设计24十二、模具结构整体设计25结束语28参考文献29灯座注塑模具设计说明书- 1 -前 言模具是工业生产和材料成型加工中的主要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。随着工业飞速发展，带来了塑料工业的迅猛发展；石油工业的发展又为塑料工业插上了腾飞的翅膀。塑料制品已进入到人们生活的各个领域，几乎所有的电器都有塑料制品，快餐盒、塑料袋等都是塑料制品。塑料以其密度小、机械性能好等优点独领风骚，未来的世界必将是塑料的世界，而模具是塑料工业的基石。因此，模具设计具有广阔的发展前景。本次毕业设计，就瞄准这一发展前景，在蒋育华老师的精心指导下，通过对灯座注塑模具的设计，深入学习 Pro/E，掌握了注塑模具设计的一般程序和步骤、模具制造的专用设备及注射机的工作原理，为今后工作打下了坚实的基础。本次设计历时 5 周，进程如下：第一周：在指导老师的带领下去工厂实习参观，了解产品的注塑过程和模具零部件的制造方法，初步了解了在设计过程中所需要注意的问题；第二周：彻底弄清自己的具体工作，设计所要达到的要求。计算数据，确定每个零件用什么材料、热处理方法；第三周：首先用 Pro/E 对灯座产品进行三位建模，然后利用 Pro/E的自动分分模功能对产品进行分模，最后建立完整的模具结构三维效果图。第四周：利用 AutoCAD 对各个零件画出标准的机械工程图，整理资料并编写设计说明书；第五周：交由指导教师审阅，并作修改，最后定稿。最后，由于水平有限，加之经验不足，疏漏和错误之处在所难免，灯座注塑模具设计说明书- 2 -恳请各位老师指正。第一部分 设计内容及设计目的一、本次设计内容：为下图所示的塑料灯座产品设置一副塑料注射模具。二、本次设计的目的：1、掌握注塑模具设计的一般方法和步骤;2、了解注射机的工作原理基本结构；产品正面效果图产品反面效果图灯座注塑模具设计说明书- 3 -3、了解现代模具加工的各种方法；4、熟练地使用 Pro/E 和 AutoCAD 等软件设计机械类相关产品。第二部分 模具设计一、确定塑料件的有关参数1、塑件特性分析所设计的塑料产品为塑料灯座，主要是起固定作用，其材料为ABS，全称为丙烯腈 丁二烯苯乙烯共聚物。英文名全称 Acrylonitrile-butadiene-styrene，收缩率为 0.3%0.8%，密度为 1.031.07g/cm3。该灯座产品（见上页图）的体积为 4.69103 ，质量为 4.79g（通过 Pro/E3m软件对该产品的质量属性分析得出） ，属于工程材料。该塑件外观形状虽然不是很复杂，其表面也没有复杂的曲面，但是细节上的孔，槽等结构较多，虽然不需要侧抽芯，但已经使得型芯镶件结构较为复杂。再加之，该产品为薄壳类零件，无论是型腔和型芯采取何种形式，其加工难度和加工成本都是比较高的。其尺寸小，壁厚较小，要求要有较高的强度。因此设计时在应保证产品性能、质量的同时，重点考虑模具加工的成本、加工时间等问题。2、ABS 成型条件适用注射机类型：柱塞式、螺杆式均可密度 ：1.031.07g/ 3cm收缩率 ：0.0030.008预热温度 ：温度 8085C时间 23h料筒温度：前段 150170C中段 165180C后段 180200C喷嘴温度：170180 C模具温度：5080 C灯座注塑模具设计说明书- 4 -注射压力：60100Mpa成型时间：注射时间 2090s高压时间 05s冷却时间 ：20120s 总周期 ： 50220s螺杆转速（螺杆式）：30r/min后处理：方法 红外线灯烘箱温度 70C时间 24h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：K G 公NG 件+G 废式中： K=0.8N 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=4.79gG 公（44.79+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：3cmXS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：灯座注塑模具设计说明书- 5 -注射容量：125 3cm螺杆直径： 42注射压力：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 2cm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：428458mm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：D100 mm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：33107501550mm（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：0.8sjgnV式中： 单个塑件的容积（ ）或质量（g） ；3cm模具的型腔数目；浇注系统和飞边所需塑料的容积（ ）或质量（g） ； j 3cm灯座注塑模具设计说明书- 6 -注射机额定注射量（ 或 g）.gV3cm其中： =4.79g，n=4， =2.84g， =125gsjV经验证： ，符合条件。0.8sjgn2、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 60100MPa 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 分式中： 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0.340.67A 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=52324+40624+406=8816 0.0088162m（2）由 ABS 成型条件查得： P 注=60100Mpa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=100106pa（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=1.671001060. 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。灯座注塑模具设计说明书- 7 -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：428458 可以安装 400315 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： 。minmaxH模具的闭合高度；mH注射机最小闭合高度；in注射机最大闭合高度.ax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： max12510SHm:式中： 注射机的最大开模行程；塑件脱模所需顶出距离；1塑件高度.2经零件测绘得到塑料产品的高度为 =25mm2H塑件脱模的顶出距离为 =40mm1查 XS-ZY-125 注射机参数得: =300mm，显然满足要求。maxS7、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。 灯座注塑模具设计说明书- 8 -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 810mm，大型模具为1015mm.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：按塑件经济性确定型腔数： 1NYt60cn=按注射机的最大注射量来确定型腔数： gjs.8V按注射剂额定锁模力确定型腔数： mjFpAz按制品精度要求确定型腔数: 254nL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：n20（2）按注射剂额定锁模力确定型腔数：n7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.灯座注塑模具设计说明书- 9 -（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。其主要优点是：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。灯座注塑模具设计说明书- 10 -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，灯座注塑模具设计说明书- 11 -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 26，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 0.51mm。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 35mm。XS-ZY-125 注射机的喷嘴球头半径为 SR-12,其半径为 4，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 13mm，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，以减少灯座注塑模具设计说明书- 12 -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4045HRC。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：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。分流浇注系统浇口套与定位圈，分两种结构形式。本设计中所采用的是浇口套与定位圈分开的结构形式。其中浇口套是直接以H7/n6 的过盈配合压入到定模部分的，而定位圈一般可以通过螺钉固定在定模座上面。1. 浇口套的外形尺寸，根据模座及制品零件大小而定，其形状、尺寸精度如图示。2. 浇口及流道尺寸设计参见下表：主流道小端直径 注射机喷嘴直径2D+（0.51）=4+0.6=4.6mm;球面半径 R=喷嘴球半径+（12）=12+1=13mm;球面配合高度 h=35mm,现取h=3.2mm；主流道锥角 =26，现取 =4；主流道长度 L=60mm；主流道大端直径为：= =8.5mm1Dd2Ltg（/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：灯座注塑模具设计说明书- 13 -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 Ra1.6，并用平衡式排列。查表得到，ABS 塑料的分流道直径推荐值为 4.89.5mm。分流道的长度一般在 830mm 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 Ra1.60.8。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（12mm）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=12mm。灯座注塑模具设计说明书- 14 -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：利用配合间隙排气；在分型面上开设排气槽利用推杆设排气槽方法排气。灯座注塑模具设计说明书- 15 -在本设计方案中，对于 ABS 这种材料,排气间隙不得高于 0.0 5。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、型芯的结构设计左图为利用推杆设排气槽的方法进行排气时推杆最前端部分的截面形状.灯座注塑模具设计说明书- 16 -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： .o4012（ o351（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。属于灯座注塑模具设计说明书- 17 -这类尺寸的有：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：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；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 1/31/4，因此在确定成型零件工作尺寸时可取塑件公差的1/31/4，获取 IT78 级作为模具的制造公差；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；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 +x1s10式中： D 型芯外径尺寸；d 塑件内形尺寸 t；1塑件公差；塑料平均收缩率；s成形零件制造公差,取 。312） 、型腔的尺寸计算型腔径向尺寸按以下公式计算：D = 1+ d x2s20式中： D 型腔的内形尺寸；灯座注塑模具设计说明书- 18 -d 塑件外形基本尺寸；2 塑件公差；塑料平均收缩率；s成形零件制造公差,取 。31型腔深度尺寸按以下公式计算：=MH0)(xs式中： 型腔深度;塑件外形高度尺寸;塑件公差;塑料平均收缩率;s成形零件制造公差 ,取 . 313） 、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 Ra0.80.4。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（SJ137278）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 基本尺寸 公差3 0.16 36 0.18610 0.20 1014 0.22灯座注塑模具设计说明书- 19 -1418 0.24 1824 0.282430 0.32 3040 0.364050 0.40 5065 0.466580 0.52 80100 0.60100120 0.68（1）以型芯四为例来说明型芯的工作尺寸的计算，该型芯非常结构简单，为一个小圆柱体.其工作部分的尺寸均为轴类尺寸，工作尺寸有两个： 小圆柱体的长度；小圆柱体的直径。先计算小圆柱型芯的径向尺寸：d=3，取 =0.5%（以下收缩率都取 0.5%）sD=（1+0.005 ）3+0.5 0.1=3.1 1.0而对于型芯高度尺寸，由于型芯端面磨损很小，所以可不考虑其磨损量。 （2）以型腔的长度尺寸 46 为例来说明型腔的工作尺寸：型腔径向尺寸为：L=46；取 =0.5%（以下收缩率都取 0.5%）sL=（1+0.005 ）460.50.40 =46.031.01.0而对于型腔深度尺寸，由于型腔底部磨损很小，可不考虑其磨损量。型芯和型腔其他工作部分的尺寸按照上上述的方法计算即可。由于需要本设计中需要计算的尺寸的较多，在此不再一一列举。八、型腔壁厚的计算1、型腔的强度及刚度要求灯座注塑模具设计说明书- 20 -塑料模具型腔的侧壁和底壁厚度计算是模具设计中经常遇到的问题，尤其对大型模具更为突出。目前常用的计算方法有按强度条件计算和按刚度条件计算两类，但塑料模具要求既不许因强度不足而发生明显变形，甚至破坏，也不许刚度不足而变形过大的情况，因此要求对强度和刚度综合加以考虑。对于型腔主要受到的力是塑料熔体的压力，在塑料熔体的压力作用下，型腔将产生内应力及变形。如果型腔侧壁和底壁厚度不够。当型腔中产生的内应力超过材料的许用应力时，型腔发生强度破坏，与此同时，刚度不足则发生弹性变形，从而产生溢料现象，将影响塑件成型质量，所以模具对强度和刚度都有要求。但是，实践证明，模具对强度和刚度的要求并非同时兼顾，对大型腔，按刚度条件，对小型腔则按强度条件计算即可。 （在本设计中先按强度条件来计算，然后再利用刚度条件来校核） 。2、型腔的底板厚度和型腔壁厚的计算校核：（1）对矩形组合式凹模底板厚度：从强度的观点来出发，型腔的最小壁厚为： 234pbLSB其中： 是型腔内熔体压力，一般取 2545Mpa；p是型腔侧壁长边尺寸（mm ） ；1L是型腔侧壁边长；l是凹模宽度；B是型腔宽度；b是支撑宽度；L是模具材料的许用压力是型腔高度（mm） ；H是受熔体压力部分的高度（mm ） ；a灯座注塑模具设计说明书- 21 -是弹性模量，钢材取 Mpa；E52.10是允许变形量。如对低粘度塑料，取 0.0250.04mm；中粘度塑料，取 0.05mm 左右；对高粘度塑料，取0.060.08；为保证精度；可取塑件允许公差的 1/5 左右。从刚度的观点来出发，型腔的最小壁厚为：4352palSEH从强度和刚度两方面综合加以考虑，最终取矩形镶拼式型腔壁厚值为 S=16mm.（2）对矩形组合式凹模的型腔壁厚：首先采用采用下面的矩形型腔壁厚参考尺寸表，选取一个型腔壁厚的参考数值。然后再用相应的理论公式进行验证与校核。矩形型腔宽度 a 镶拼式型腔壁厚 S40 94050 9105060 10116070 11127080 1213灯座注塑模具设计说明书- 22 -8090 131490100 1415100120 1517120140 1719140160 1921本设计中的型腔宽度值 a 为 72，根据上表，镶拼式型腔壁厚 S 的推荐值为1213。从强度观点出发，型腔最小壁厚为：4132cpaLsEH从强度的观点出发，型腔侧壁每边均受拉应力和弯曲应力的联合作用，其校核为： 221ccpallHS拉 弯利用上面两个公式进行验证，最终取拼镶式型腔壁厚的最小值取为：S=15mm，就可以满足型腔壁厚在强度和刚度两方面的要求。九、合模导向与定位机构的设计：注射模在工作中周期性的开模、合模。当动、定模完全分开时，可依靠注射成型机的拉杆导向，但是仅靠注射成型机的拉杆导向并不能保证注塑模具正常工作，注塑模本身必须设置导向与定位机构。注射模导向与定位机构主要用来保证动模和定模两大部分或模内其他零件之间的准确配合和可靠地分开，以避免模内个零件之间发生碰撞和干涉，并确保塑件的形状和尺寸精度。导向机构的主要形式有导柱导向和锥面定位两种。导柱导向在注射模中应用极为广泛，而锥面定位机构主要是在注射成型大型、深腔、薄壁、高精度塑件及偏心件时和前者一起使用，以确保定位精度和定位强度导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具模板的强度，防止压入导柱和导套灯座注塑模具设计说明书- 23 -后发生变形。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。由于导柱导套都是模具结构中的标准件，因此在设计中只需要从相应的国标文件中选取合适的规格即可。在此不再对其结构进行接受。仅对其安装和使用做简要说明。本次设计中所采用的导柱均为带头导柱，其优点是结构简单，加工方便，用于简单模具。生产批量较大时，在模板中设置导套，导向孔磨损以后，只需要更换导套即可。导柱固定端与模板之间一般采用 H7/m6 或 H7/k6 的过渡配合，导柱的导向部分通常采用 H7/f7 或 H8/f7 的间隙配合。本次设计中所采用的导套均为带头导套（型导套） ，其结构相对直导套较为复杂，用于精度较高的场合，导套的固定孔便于与导柱的固定孔同时加工。型导套用 H7/k6 或 H7/m6 配合镶入模板中。 十、推出机构设计1 、推出机构设计塑件冷却后由于有少量的收缩，塑件会紧抱在型芯上，所以在脱出产品时不象冲压件那样可以自动脱落。这样，我们必须设计推出机构将塑件顶出，推出机构设计时我们考虑的是要使塑件各部分受力均匀。常用的推出机构有：推杆推出机构，推管推出机构和推件板推出机构。推出机构的动作 是通过装在注射机合模机构上的顶杆和液压缸来完成的。在此设计方案中中，由于采用了一模多腔的结构，而且产品为薄壁空壳类注塑产品，塑件本身强度较低，同时塑件产品尺寸较小，质量分布不均匀，外观结构不对称，分析塑件的结构特点可知，采用推件板来推出是不合适的，应此需合理的布置较多的推杆来使塑件顺利脱模，推杆极易由于强度和刚度不够而折断。在本次设计中，需要使用较多的布局较为集中的顶杆，在方案的确定与探索过程中，遇到了以下几方面的问题：.顶杆头部与塑件的内形成型接触部位不是平面的，而是一般的曲面形状的接触。怎样才能使得塑件的内形残留较少的废料而又不会是的顶杆头部的加工难度加大呢？由模具总装配图或凸模型芯的零件图可知，需要使用灯座注塑模具设计说明书- 24 -两种基本尺寸（直径）不同的推杆，而且每种基本尺寸的推杆的长度要求又分别为两种，也就是说我们需要使用四种不同的顶杆。以上 这个问题我们可以这样解决是比较经济的：我们在订购标准的推杆时，只选用基本尺寸的为 2 和 3 两种规格的顶杆，顶杆长度以较长的为选取的基准。首先不对顶杆头部进行处理，就可以直接将顶杆分别装入各自的凸模型芯中，待装入之后，再配合相应的型芯表面的进行简单的磨削处理即可。这样既在一定程度上是塑件内形美观了，又使得加工简单、方便而经济。.由于顶杆的分布多而且较为密集，所以在顶杆固定板上的顶杆固定孔的间距可能会相当的小，甚至经常会出现相邻的两个孔会有一部分的相交，这样就会使得顶杆无法直接装入。这种情况可能会使顶杆固定板的强度降低，因此首先要适当加大模具厚度.当顶杆固定孔的间距较小时，顶杆仍然可以顺利装入；当顶杆固定孔相交时，无法直接装入顶杆。可以首先将顶杆的固定端在砂轮上面磨削掉一部分，直到顶杆可以顺利装入即可。在尺寸较小的异形薄壳类零件中，这种情况金非常发生，只要顶杆的运动部位不会相互接触即可。有些情况下，顶杆甚至可以不加固定的大头端.虽然本模具中使用的顶杆基本尺寸比较小，推杆极易由于强度和刚度不够而折断，但是我们应尽量避免使用两段式的推杆，因为这样会给加工和设计带来很多的不变。.较多、较小、分布较密集的孔，在零件图的表达时也是一个难点。2 、推出机构的导向：注射模的推出机构为了确保推料及开模和合模的可靠稳定性，对于精度要求较高的模具，要设导向机构. 同时对于顶杆推出机构一般都是要设导柱导套导向机构的.