灯座注射模设计_毕业设计(编辑修改稿)

灯座注射模设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

实际需要的注射量来初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注 射压力、公称锁模力、开模行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。 以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号：为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于或等于某注射机的公称注射量的 80%，由 知本设计中所选注射机的原则和方式刚好与此吻合。 所以设计中所选的注射机的注射量符合要求，在此不再进行过多的校核 灯座注射模设计 18 注射压力的校核 注射机压力的校核是校核设计所选注射机的公称压力 P公 能否满足塑件成型时所需要的注射压力 P0。 塑件成型时所需要的压力一般由塑料流动性、塑件结构和壁厚以及浇注系统类型等因素决 定，其值一般为 70~150MPa，通常要求为： P 公 ＞ P0 查表 41 部分塑料所需的注射压力 P0 [1]可知， PC 所需注射压力为 100~120MPa，这里取p0=100MPa，该注射机的公称注射压力 p 公 =104MPa，注射压力安全系数 k1=~，这里取 k1=，则： k1p0=179。 100=130p 公 所以，注射机注射压力不合格。 但考虑到本设计中的灯座在日常使用中其功能和性能要求不高，仅起到固定作用。 综合考虑注射量的要求和注射机注射压力值，最终决定选用此注射机。 锁模力的校核 锁 模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填型腔时，沿锁模方向产生一个很大的胀型力。 因此，注射机的锁模力必须大于该胀型力。 ① 塑件在分型面上的投影面积 A 塑 ， 则 A 塑 =π（ 170247。 2） 2= mm2 ② 浇注系统在分型面上的投影面积 A 浇 ，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 A 浇 数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。 A 浇 是每个塑件在分型面上的投影面积 A 塑 的 ~ 倍。 由于本例流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。 这里取 A 浇 = 塑。 ③ 塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积 A 总 ，则 A 总 =n（ A 塑＋ A 浇 ） =n（ A 塑 + 塑 ） =1179。 塑 =1179。 179。 = 灯座注射模设计 19 ④ 模具型腔内的胀型力 F 胀 ，则 F 胀 =A 总 p 模 式中， p 模 是型腔的平均计算压力值。 p 模 是模具型腔内的压力，通常取注射压力的~，大致范围是 25~40MPa。 对于粘度较大的精度较高的塑件制品应取较大值。 PC属高粘度塑料及有精度要求的塑件，故 p 模 取 40MPa。 所以 F 胀 =A 总 p 模 =179。 40 = 查表 32 可得该注射机的公称锁模力 F 锁 =3500kN，锁模力安全系数为 k2=~ 这里取k2=，则 k2 F 胀 = 胀 =179。 =＜ F 锁 所以，注射机锁模力合格。 对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。 灯座注射模设计 20 第四章 模具结构设计 注塑模结构设计在模具设计的整个设计流程中是最为关键的一步，也是最 重要的一个环节，其直接影响到设计的合理性和设计产品的可执行性，因此需要特别重视。 注射模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、推件方式、侧抽芯机构设计、模具结构零件设计等。 分型面位置和形式的确定 分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。 一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。 分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关。 在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的 形状和位置，否则无法用模具成型。 在模具设计阶段，首先就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。 分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。 因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。 该塑件为灯座，外形要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高，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。 其一，选塑件小端底平面作为分型面，如图 41所示；选择这种方案，侧面抽芯机构设在定模部分，模具结构需 用瓣合式，这样在塑件表面会有熔接痕，同时增加了模具结构的复杂度。 其二，选塑件大端底平面作为分型面，如图 42 所示，采用这种方案侧抽芯机构设计动模部分，模具结构较为简单。 所以选塑件大端底平面作为分型面较为合适。 灯座注射模设计 21 A A 图 41 A A 图 42 模具浇注系 统设计 所谓注射模的浇注系统，是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。 其作用是使塑料熔体平稳而有序地充填到型腔中， 具有传质、传压和传热的功能， 以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。 正确设计浇注系统对获得优质的塑件极为重要。 注射成型的基本要灯座注射模设计 22 求是在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔，影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。 因此，浇注系统十分重要。 浇注系统一般可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两类。 普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。 主流道的设计 主流道通常位于 模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。 主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。 其顶部设计成半球形凹坑，以便与喷嘴衔接，为避免高温塑料熔体溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大 1mm~2mm，如果凹坑半径小于喷嘴球头半径则主流道凝料无法一次脱出。 由于主流道与注射机的高温喷嘴反复接触和碰撞，所以设计成独立的主流道衬套，材料选用 45 钢，并经局部热处理球面硬度 55HRC~62HRC，设计独立的定位环用来安装模具时起定位作用，主流道衬套的进口直径略大于喷嘴直径 ~1mm 以避免溢料并且防止衔接不准而发生的堵截现象，其关系如图 43 所示。 图 42 喷嘴与浇口套尺寸关系 主流道尺寸 ① 主流道小端直径： d=注射机喷嘴直径 d0＋ （ ~1） =＋（ ~1），取 d=8mm ② 主流道球面半径： SR=注射机喷嘴球半径 SR0＋（ 1~2） =18+（ 1~2），取 SR=20mm ③ 球面配合高度： h=3~5mm，取 h=4mm ④ 主流道长度： 尽量小于 60mm，由标准模架结合该模具的结构，初取 L0=50mm ⑤ 主流道大端直径： D=d+2Ltanα≈11mm（半锥角 α为 1176。 ~2176。 ，这里取 176。 ） ⑥ 浇口套总长： L=L0+h=50+4=54mm 灯座注射模设计 23 ⒉ 主流道的凝料体积 V 主 = L 主 （ R2主 +r2主 +R 主 r 主 ） /3=179。 50179。 (+42+179。 4)/3 == ⒊ 主流道当量半径 Rn=(+4)/2mm= ⒋ 浇口套的形式及其固定方式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求严 格，因而在模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便于有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用 碳素工具 钢 （ T8A 或 T10A） 或合金钢等 ，热处理表面硬度为 52~56HRC。 本设计由于主流道比较长，凝料面积比较大，因此把衬套和定位圈设计成分体式结构。 如 图 44所示。 图 44 浇口套固定形式 ⒌ 冷料穴的设计 冷料穴也称冷料井。 冷料穴一般设在主流道和分流道的末端，其作用就是存放两次注射间隔而产生的冷料和料流前锋的“冷料”，防止“冷料” 进入型腔而形成各种缺陷。 根据冷料穴的所处的位置不同，冷料穴可分为主流道冷料穴和分流道冷料穴。 本设计仅设计主流道冷料穴，采用球形拉料杆。 分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面，起分流和转向的作用。 多型灯座注射模设计 24 腔模具必须设置分流道，单型腔大型塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。 分流道是塑料熔体进入型腔前的通道，可通过优化设置分流道的横截面形状、尺寸大小及方向，使塑料熔体平稳充型，从而保证最佳的成型效果。 分流道的横截面形状：通常分流道的横截面形状有圆形、矩形、梯形、 U 形和正六边形 等。 ⒈ 分流道的布置形式 在设计分流道是应考虑尽量减少在流道内压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式布置。 如图 45所示。 图 45 分流道形式 ⒉ 分流道的长度 由图 45 知，此灯座的分流道的设计较简单，根据零件的结构尺寸设计，分流道较长，单边分流道长度 L 分 取 170/2mm 为 85mm。 竖直方向的长度尺寸暂定为 50mm。 ⒊ 分流道的当量直径 因为该塑件的质量由 知 m 塑 =m1=＞ 200g。 据公式（ 416） [1]: D= m 4L =179。 179。 485 灯座注射模设计 25 = 对于流动性能差的塑料，比如： HPVC、 PC、 PMMA 等，分流道较长时，直径可达  10～  13mm。 但分流道直径在  8mm 以上时，再增大其直径，对改善流动的影响已经很小。 所以取分流道的直径 D 分 =13mm ⒋ 分流道截面形状 分流道的截面形状：通常分流道的横截面形状有圆形、矩形、梯形、 U 形和正六边形等。 为了减少流道内的压力损失和传热损失，希望流道的横截面积大、表面积小，通过比较圆形截面的效率最高，但相对加工难度大。 正方形流道凝料脱模困难且流道效率低。 梯形截面的流道相对于圆 形有较大的热量损失，但梯形横截面的流道便于选择加工刀具同时加工容易，又比较容易脱模，因此梯形横截面使用较为广泛，特别对于双分型面模具。 因此本模具设计采用梯形横截面。 所以据表 45[1]得： H==179。 13= B==179。 13= 取 H=10mm， B=15mm 5． 分流道截面尺寸 设梯形的上底宽度为 x，底面圆角半径 R=1mm，则该梯形的截面积为： A 分 =(x+B)179。 H/2 再根据该面积与当量直径为 13mm 的圆面积相等，可得 A 分 =（ x+15）179。 10247。 2= D 分 2/4=179。 132247。 4 即得： x≈ 12mm。 6．凝料体积 ① 分流道的长度： L 分 =170mm。 ② 分流道截面积： A 分 =（ 15+12）179。 10247。 2mm2=135mm2 ③ 凝料体积： V 分 =L 分 A 分 =170179。 135=22100mm2≈ 23cm3 7．校核剪切速率 ① 确定注射时间：查表 48[1]，可得 t=。 ② 计算分流道体积流量： q 分 =（ V 分 + V 塑 ） /=（ 23+）247。 =灯座注射模设计 26 ③ 由式（ 420） [1]可得剪切速率 3/.33 分分 Rq   =179。 179。 103247。 (179。 (13/2)3) =179。 102s1 该分流道的剪切接近浇口主流道与分流道的最佳剪切速率 5179。 102s1~5179。 103s1,所以，分流道内熔体的剪切速率合格。 8．分流道表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很高，一般取 ~，此处取 ，另外脱模斜度一般在 5176。 ~10176。 之间，在这里取脱模斜度为 8176。 本设计中的产品因其质量和体积相对较大，考虑到产品的成型条件和脱模，此成型模具采用双分型面，因此分流道采用平衡式的单排列式，以利于塑件充型。 分流道与浇口的连接处在加工时应加工成斜面并用圆弧过渡，有利于 塑料熔体的流动及充填。 本设计中的分流道分一级分流道和二级分流道，一级分流道横截面为梯形，二级分流道为竖直方向，考虑到加工的难易程度，因此二级分流道和浇口的连接采用圆形分流道和圆形浇口。 以便于加工且在之后的修模时降低了难度。 浇口的设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，其作用是使从分流道流过来的塑料熔体以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满后，浇口部分的熔体能迅速地凝固而封闭浇口，防止型腔内的熔体倒流。 浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。 注射成型时许。