塑料模设计及制造实例教材

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1、8.3 塑料模设计及制造实例 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 零件名称：灯座 一、塑件的工艺性分析 1塑件的原材料分析 塑料 品种 结结构 特点 使用温 度 化学稳稳 定性 性能特点成型特点 聚碳 酸酯酯 PC 线线型结结 构非结结 晶型材 料，透 明。 小于130 ，耐寒性 好，脆化 温度 -100。 有一定 的化学 稳稳定性 ，不耐 碱、酮酮 、酯酯等 。 透光率较较高， 介电电性能好， 吸水性小，但水 敏性强（含水量 不得超过过0。2% ），吸水后会降 解。 力学性能很好， 抗冲击击抗蠕变变性 能突出，但耐磨 性较较差。 熔融温度高（超过过 3300

2、C才严严重分解） ，但熔体粘度大； 流动动性差（溢边值边值 为为0.06mm）； 流动动性对对温度变变化 敏感，冷却速度快 ； 成型收缩缩率小； 易产产生应应力集中。 结论 1熔融温度高且熔体粘度大，对对于大于200g的塑件应应 用螺杆式注射机成型，喷喷嘴宜用敞开式延伸喷喷嘴，并 加热热，严严格控制模具温度，一般在701200为为宜，模 具应应用耐磨钢钢，并淬火； 2水敏性强，加工前必须须干燥处处理，否则则会出现银现银 丝丝、气泡及强度显显著下降现现象； 3易产产生应应力集中，严严格控制成型条件，塑件成型后 需退火处处理，消除内应应力；塑件壁不宜厚，避免有尖 角、缺口和金属嵌件造成应应力集中，

3、脱模斜度宜取20 。 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 该该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为为自由尺寸，可按MT5 查查取公差，其主要尺寸公差标标注如下（单单位均为为mm）： 塑件外形尺寸：690-0.86 、700-0.86 1270-1.281290-1.28、 1700-1.6 、R50-0.241370-1.2830-0.2、80-0.281330-1.28； 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+128

4、、1310+128、 1640+1.6、 孔尺寸：100+0。32120+0。32、 1370+1.281640+1.64.50+0.242.0+0.2、50+0.24； 孔心距尺寸：340.28960.501500.27。 一、塑件的工艺性分析 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Ra0.4m。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 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。 塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，如12、4-10、4- 4.5、4-5它们均符合最小孔径要求。 在塑件内壁有4个高2

5、.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。 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 1.计算塑件的体积和重量 计算塑件的体积：V=200172.303（过程略） 计算塑件的重量：根据有关手册查得=1.2K3 所以，塑件的重量为：W=V 200172.301.210-3 240.20 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：XSZY250。 二、确定成型设备选择与模塑工艺规程编制 2.确定成型工艺参数 塑件模塑成型工艺参数的确定 查表得

6、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 预热预热 和干燥温度t/0C110120成型时间时间注射时间时间2090 时间时间 /h812保压时压时 间间 05 料筒温度t/0C后段210240冷却时间时间2090 中段230280总总周期40190 前段240285螺杆转转速n/(rmin-1)28 喷喷嘴温度t/0C 240250后处处理方法红红外线线灯 模具温度t/0C70（90）120温度t/0C鼓风风烘箱 100110 注射压压力 p/Ma 80130时间时间 r/h812 填写模塑成型工艺艺卡 三、注射模的结构设计 1.分型面的选择 选择分型面时，根据分型面

7、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。 采用这这种方案，侧侧面抽芯机构设设在动动模部分，模具结结构也较较 为简单为简单 。所以，选选塑件大端底平面作为为分型面较为较为 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 2.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。 3.浇注系统的设计 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=4mm 根据模具主流与喷嘴的关系： R=R0

8、+(12)mm d=d0+0.5 mm 3.浇注系统的设计 分流道的设计设计 分流道的形状及尺寸与塑件的体积积、壁厚、形状的 复杂杂程度、注射速率等因素有关。 该该塑件的体积积比较较大，但形状不算太复杂杂，且壁厚 均匀，可考虑虑采用多点进进料方式，缩缩短分流道长长度，有 利于塑件的成型和外观质观质 量的保证证。 本例从便于加工的方面考虑虑，采用截面形状为为半圆圆 形的分流道。查查有关手册得流道半径R=5mm。 三、注射模的结构设计 3.浇注系统的设计 潜伏式浇口 浇口设计 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

9、简单。 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增加了模具结 构的复杂程度。 三、注射模的结构设计 轮辐式浇口 点浇口 3.浇注系统的设计 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。 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。但是模具需要设计设计 成双分型面 ，以便脱出浇浇注系统统凝料，增加了模具结结构的复杂杂程 度，但能保证证塑件成型要求。 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。 三、注射模的结构设计 3.浇注系统的设

10、计 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。 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，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。 4.型芯型腔结构设计 三、注射模的结构设计 5.推件方式的选择 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。 推出机构可采用推块推出或推杆推出。 推块推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外观 质量，但塑件上有圆弧过渡，推块制造困难；推杆推出结 构简单，推出

11、平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出 痕迹，但塑件顶部装配后使用时并不影响外观。 从以上分析得出：该塑件采用推杆推出机构。 三、注射模的结构设计 6.侧抽芯机构设计 三、注射模的结构设计 三、注射模的结构设计 7.标准模架的选择 本塑件采用点浇口注射成型，根据其结构形式，选择A4型模架。 绘制模具总装图如下： 1.成型零件尺寸计算 查有关手册得PC的收缩率为=0.50.7，故平均收缩 率为：Scp=（0.5+0.7）2=0.6=0.006，根据塑件尺寸公 差要求，模具的制造公差取Z=3。 已知条件：平均收缩缩率SCP =0.006mm；模具的制造公差取Z=3。 类类 别别 零件 图图号 模具

12、零件 名称 塑件尺寸计计算公式型腔或型芯 工作尺寸 型 腔 的 计计 算 件25 导导滑 板 （型 腔1） 小端对应对应 的型腔 690-0.86Lm=（Ls+LsScp%-3/4 ）0+Z 68.770+0.22 700-0.8669.780+0.22 内凸对应对应 的型芯 1140+1.14lm=（ls+lsScp%+3/4 ）0-Z 115.540-0.29 1210+128122.680-0.32 四、注射模设计的有关尺寸计算 2.确定抽芯机构零件尺寸计算 滑块倾角的确定 本例抽芯距较小，选择=10。 斜滑块在件25导滑板中导滑，导滑板的高度设计为85mm， 斜滑块在件25导滑板中能导

13、滑的行程40mm（考虑限位螺 钉的安装尺寸和推出行程）。 S实际=tga40= tg1048=0.17640=7.04 mm S抽 满足抽芯距要求。 抽芯距的计算 S抽=h+(23) =（121-114）/2+2.5 =6mm 确定斜滑块尺寸 四、注射模设计的有关尺寸计算 四、注射模设计的有关尺寸计算 3.注射模具零件设计 绘制非标准零件的零件图。 1.模具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： 定模座板H定=45mm，压板H压=25mm， 型芯固定板H固=25mm，型腔板H型=93mm, 凹模镶块H凹=65mm,垫板H垫=35mm，模脚H模

14、=85mm 模具闭合高度： H闭=H足+H动+H导+H型+H固+H流+H定 =85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm =373mm 五、注射机有关参数的校核 模具安装部分的校核 该模具的外形尺寸为365mm315mm ，XS-ZY-250型注射 机模板最大安装尺寸为598520，故能满足模具安装要求。 XS-ZY-250型注射机所允许模具的最小厚度为 Hmin=165mm，最大厚度Hmax=350mm即模具不满足 HminHHmax的安装条件。 1.模具闭合高度的确定和校核 所以，另选注射机XS-ZY-500，即可满足模具安装要求。 五、注射机有关参数的校核 五、

15、注射机有关参数的校核 2.模具开模行程校核 经查资经查资 料型注射机XS-ZY-500的最大开模行程 s=500mm,满满足下式计计算所需的出件要求： s=H1+H2+a+(510)mm =40+133+95+7 =275mm 此外，由于侧侧分型抽芯距较较短，不会过过大增加开模 式距离，注射机的开模行程足够够。 经验证经验证 XS-ZY-500型注射机能满满足使用要求，故可以采用。 六、注射模主要零件加工工艺规程的编制 1. 型 腔 板 的 加 工 工 艺 过 程 序号工序 名称 工序内容 1锻造295mm295mm98 mm 2热处理退火 3刨刨六面至尺寸291mm291mm94mm、对角尺

16、 4平磨磨六面至尺寸290mm290mm93mm保证上下平面与四平面互相垂直，垂直度为 0.01mm/10mm、对角尺 5钳以上下平面及一对相互垂直的侧基面为基准划各孔中心线 6车车型腔孔，并按图纸 要求加工出169.82mm,136.86mm,128.8mm,126.8mm的孔 。 7钻钻绞 29孔，并锪两沉头孔215, 并留出0.5mm的精加工余量。 用深孔钻钻 14的孔，冷却水孔到要求。 8钳与件2，19，21，25配作，钻绞 430的孔，锪436的沉头孔到要求，并留 出0.5mm的精加工余量。 与件2，3，19，21，25配合钻绞 416.8的孔到要求 与件25，26，14配合钻铰 414的孔，同时按图上要求加工出415，留出 0.5mm的精加工