灯座注塑模具的设计

灯座注塑模具的设计内容摘要：

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 2D 注射机喷嘴直径 +（ ~1） =4+=φ。 球面半径 R= 喷 嘴球半径 +（ 1~2 ）=12+1=13mm。 球面配合高度 h=3~5mm,现取 h=； 主流 道锥角α =2~6，现取α =4； 主流道长度 L=60mm； 主流道大端直径为： 1D =d 2Ltg  （ /2）= 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 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 Ra＜ ，并用平衡式排列。 查表得到， ABS 塑料的分流道直径推荐值为 ~。 分流道的长度一般在 8~30mm 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 ～。 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（ 1~2mm）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=1~2mm。 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 以下 ,现取 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。 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灯座注塑模具设计说明书 14 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：①利用配合间隙排气；②在分型面上开设排气槽③利用推杆设排气槽方法排气。 在本设计方案中，对于 ABS 这种材料 ,排气间隙不得高于 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： 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。 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。 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 15 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 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。 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 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。 型芯的结构设计 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。 灯座注塑模具设计说明书 16 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 : o4039。 1 20 39。 ˉ ‘ˉ ‘～ ,型芯： o3539。 1ˉˉ～ . （三） 成型零部件工作尺寸的计算 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： ①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； ②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 1/3～ 1/4，因此在确定成型零件工作尺寸时可取塑件公差的灯座注塑模具设计说明书 17 1/3～ 1/4，获取 IT7～ 8 级作为模具的制造公差； ③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； ④模具安装配合的误差。 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： D1=〈〔 1+s 〕 d1+xΔ〉 0　 式中： D1 —— 型芯外径尺寸； d1—— 塑件内形尺寸 t； Δ —— 塑件公差； s —— 塑料平均收缩率；  —— 成形零件制造公差 ,取 31。 2）、型腔的尺寸计算 ①型腔径向尺寸按以下公式计算： D2=〈〔 1+s 〕 d2－ xΔ〉 0 式中： D2—— 型腔的内形尺寸； d2—— 塑件外形基本尺寸； Δ— 塑件公差； s — 塑料平均收缩率；  — 成形零件制造公差 ,取 31。 ②型腔深度尺寸按以下公式计算： MH =  0)( xsHH 式中： MH —— 型腔深度。 H —— 塑件外形高度尺寸。 Δ —— 塑件公差。 s —— 塑料平均收缩率。  —— 成形零件制造公差 ,取 31 . 3）、 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。 一灯座注塑模具设计说明书 18 般取 ,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 ～。 在本次设计中，型腔取。 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。 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 （ SJ1372— 78）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 3~6 6~10 10~14 14~18 18~24 24~30 30~40 40~50 50~65 65~80 80~100 100~120 （ 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： ①小圆柱体的长度；②小圆柱体的直径。 先计算小圆柱型芯的径向尺寸： d=3，取 s =%（以下收缩率都取 %） D=[（ 1+） 3+ ]=  灯座注塑模具设计说明书 19 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 s =%（以下收缩率都取 %） L=[（ 1+） 46－ ]  =  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 型腔的强度及刚度要求 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。