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1、 塑料模课程设计塑料模课程设计注射模设计步骤注射模的标准化注射模设计实例第1页/共69页1.1 1.1 注射模设计步骤注射模设计步骤模具设计的一般步骤模具结构计算机辅助设计工作流程第2页/共69页 一、模具设计的一般步骤一、模具设计的一般步骤原始资料分析确定模具结构方案模具设计的有关计算绘制模具结构草图绘制模具总装图和非标零件图编制零件加工工艺卡片全面审核后投产制造试模及修模整理资料进行归档第3页/共69页（一）原始资料分析（一）原始资料分析1.明确塑件的设计要求2.明确塑件的生产批量3.估算塑件的体积和重量4.分析塑件的成型工艺参数5.了解本公司的现场生产条件第4页/共69页（二）确定模具结
2、构方案（二）确定模具结构方案1.型腔布置：根据塑件外形、重量及所选用的成型设备等，确定型腔数目及其排列方式。2.确定分型面。3.确定浇注系统与排气形式。4.选择推出方式。5.确定侧凹部位的处理方式。6.确定冷却、加热方式及加热、冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安排部位。7.根据模具材料、强度计算或经验数据，确定模具各部分厚度及外形尺寸，外形结构和所有连接、定位、导向件的位置。8.确定主要成型零件、结构件的结构形式。第5页/共69页（三）模具设计的有关计算（三）模具设计的有关计算1.型芯和型腔工作尺寸的计算2.侧壁厚度与底板厚度的计算3.斜导柱等侧抽芯有关计算4.冷却与加热系统有关计算第6页/共
3、69页（四）绘制模具结构草图（四）绘制模具结构草图模具结构方案和有关尺寸确定后绘制模具结构草图。模具结构方案和有关尺寸确定后绘制模具结构草图。草图结束要对初选设备做全面校核尽量选用标准组合结构和标准件逐步完善和确定各零件的结构和尺寸有必要时局部修改原始设计方案和参数第7页/共69页（五）绘制模具总装图和非标零件（五）绘制模具总装图和非标零件图图1.1.绘制塑件图或工序图绘制塑件图或工序图 标明尺寸、名称、材料、收缩率、特殊要求等。2.2.绘制总图绘制总图尽量以1：1绘制、从型腔开始绘制、几个视图同时画出。总装图中的技术要求技术要求一般包括以下一些内容：对于模具某些系统的性能要求。例如对顶出系统
4、、滑块抽芯结构的装配要求。对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面间的贴合间隙应不大于0.05mm；模具上、下面的平行度要求；并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。第8页/共69页绘制模具总装图和非标零件图绘制模具总装图和非标零件图3.3.绘制非标准零件图绘制非标准零件图 按国标进行，零件图的摆放方位与装配图一致 尺寸、公差、粗糙度要合理齐全，注意尺寸的基准 标题栏与技术要求模具使用，装拆方法。防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。有关试模及检验方面的要求。第9页/共69页（六）编制零件加工工艺卡片（六）编制零件加工工艺卡片 对模具零件进行加工工艺分析，并编制相应的加工工艺卡
5、。第10页/共69页（七）全面审核后投产制造（七）全面审核后投产制造全面审核时应特别注意：全面审核时应特别注意：成型零件的结构工艺性及与其它零件的配合关系。各运动部件动作的协调性与稳定性。第11页/共69页全面审核后投产制造全面审核后投产制造1.复算主要零件、成型零件尺寸和相互配合尺寸。2.检查总装图有无遗漏零件，查对总装图与零件图有无矛盾。3.检查全部零件图视图之间的对应关系，有无遗漏尺寸、材料、热处理、表面处理等要求是否恰当。4.复查零件加工工艺是否合理、可行、经济。审核的详细内容如下：审核的详细内容如下：第12页/共69页（八）试模及修模（八）试模及修模 模具加工完成以后，要进行试模试验
6、，看成型的制件质量如何。发现缺陷以后，要根据实际情况进行排除错误性的修模。第13页/共69页（九）整理资料进行归档（九）整理资料进行归档 在设计期间所产生的技术资料，例如例如例如例如任务书、制件图、技术说明书、模具总装图、模具零件图、模具设计说明书、检验记录表、试模修模记录等，按规定加以系统整理、装订、编号进行归档。第14页/共69页整理资料进行归档整理资料进行归档详细内容如下：详细内容如下：1.设计任务。2.使用设备及与设计有关的设备参数。3.方案的确定：根据塑件的特点，成型设备及加工条件，综合分析确定型腔数目、浇口位置、分型面选择和推出机构特点等。4.成型零件的尺寸计算及模具各模板尺寸的确
7、定。5.参数校核：注射量、锁模力、最大注射压力、注射模与注射机的安装部分尺寸、模具厚度及开模行程等的校核。第15页/共69页整理资料进行归档整理资料进行归档6.模具工作原理及结构特点介绍。7.存在问题及解决办法，包括模具设计、制造、装配、试模及使用中可能出现的问题。8.成型工艺条件，包括注射机料筒温度、塑料注射前的预处理及塑件的后处理等。9.模具的装配工艺。10.模具设计所用的参考资料，对设计所选用的参数、公式等必须说明出处。第16页/共69页二、模具结构计算机辅助设计工作流程二、模具结构计算机辅助设计工作流程第17页/共69页1.2 1.2 注射模的标准化注射模的标准化塑料注射模架结构塑料注
8、射模架分类与标记各国主要标准模架介绍标准模架的选用第18页/共69页 一、塑料注射模架结构一、塑料注射模架结构标准模架标准模架（standard mould bases）：由结构、形式和尺寸都标准化、系列化并具有一定互换性的零件成套组合而成的模架。第19页/共69页模具标准化的意义模具标准化的意义1.有助于稳定、提高和保证模具设计质量和制造中必须达到的质量规范，使工业产品零件的不合格率减少到最低程度。2.可以提高专业化协作生产水平、缩短模具生产周期、提高模具制造质量和使用性能。（可由专业厂大批量生产和提供）3.可使模具工作者摆脱大量重复的一般性设计，将主要精力用来改进模具设计、解决模具关键技术
9、问题、进行创造性的劳动。4.是采用现代化模具生产技术和装备、实现模具CAD/CAM技术的基础。5.有利于模具技术的国际交流和组织模具出口外销。第20页/共69页模具标准化的意义模具标准化的意义 模具标准化对于提高模具设计水平、提高模具质量、缩短制模周期、降低成本、节约材料和采用高新技术，都有十分重要的意义。第21页/共69页 二、塑料注射模架分类与标记二、塑料注射模架分类与标记第22页/共69页塑料注射模架分类与标记塑料注射模架分类与标记第23页/共69页塑料注射模架分类与标记塑料注射模架分类与标记一般标记方法：一般标记方法：品种型号规格（长宽）板厚。如：SA 3025303560表示：SA型
10、，长300mm，宽250mm，A、B、C各板的厚度为30mm、35mm、60mm，如图所示：第24页/共69页 三、各国主要标准模架介绍三、各国主要标准模架介绍我国中小型注射模标准模架FUTABA标准模架龙记模架（LKM）第25页/共69页（一）我国中小型注射模标准模架（一）我国中小型注射模标准模架四个基本型品种四个基本型品种A1A4A1A4，如图所示：A1无支承板和推件板A2只有支承板A3只有推件板A4有支承板和推件板均用于单分型面直接浇口或侧浇口第26页/共69页我国中小型注射模标准模架我国中小型注射模标准模架九个派生型品种九个派生型品种P1P9P1P9，如图所示：第27页/共69页（二）
11、（二）FUTABAFUTABA标准模架标准模架有三大系列：uS直接浇口。uD点浇口加流道板；E点浇口。uF简易点浇口加流道板；G简易点浇口。每一系列中按有无支承、推件板又可细分为四种型号：A只有支承板B有支承板和推件板C无支承板和推件板D只有推件板第28页/共69页FUTABAFUTABA标准模架标准模架第29页/共69页FUTABAFUTABA标准模架标准模架第30页/共69页FUTABAFUTABA标准模架标准模架第31页/共69页FUTABAFUTABA标准模架标准模架第32页/共69页FUTABAFUTABA标准模架标准模架第33页/共69页（三）龙记模架（三）龙记模架（LKMLKM）
12、有三大系列：u侧浇口系列，如图（a）、（b）、（c）、（d）。u点浇口系列，如图（e）、（f）。u简化双分型面系列，如图（g）。有三种型号：uI工字模；H直身模；T直身模加面板。每一型号中按有无支承、推件板又可细分为四种组合：A只有支承板B有支承板和推件板C无支承板和推件板D只有推件板第34页/共69页龙记模架（龙记模架（LKMLKM）第35页/共69页龙记模架（龙记模架（LKMLKM）第36页/共69页龙记模架（龙记模架（LKMLKM）第37页/共69页龙记模架（龙记模架（LKMLKM）第38页/共69页龙记模架（龙记模架（LKMLKM）第39页/共69页 四、标准模架的选用（经验法）四、标
13、准模架的选用（经验法）模架与镶块尺寸的确定垫块高度的确定模架整体结构的确定第40页/共69页（一）模架与镶块尺寸的确定（一）模架与镶块尺寸的确定要求：在保证足够强度的前提下结构越紧凑越好。第41页/共69页模架与镶块尺寸的确定模架与镶块尺寸的确定模架与镶件大小的选择见教材中P138的表49。第42页/共69页（二）垫块高度的确定（二）垫块高度的确定 垫块的高度应保证足够的推出行程，并留出一定的余量（510mm）。第43页/共69页（三）模架整体结构的确定（三）模架整体结构的确定 在基本选定模架后，经过校核最终确定模架外形的大小、厚度、最大开模行程、推出方式和顶出行程等。第44页/共69页 1.
14、3 1.3 注射模设计实例注射模设计实例零件名称：灯座设计要求 生产批量：大批量 未注公差取MT5级精度 要求设计灯座模具第45页/共69页 一、塑件工艺性分析一、塑件工艺性分析1 1塑件的原材料分析塑件的原材料分析 塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点聚碳酸酯PC线型结构非结晶型材料，透明。小于130，耐寒性好，脆化温度-100。有一定的化学稳定性，不耐碱、酮、酯等。透光率较高，介电性能好，吸水性小，但水敏性强（含水量不得超过0。2%），且吸水后会降解。力学性能很好，抗冲击抗蠕变性能突出，但耐磨性较差。熔融温度高（超过3300C才严重分解），但熔体粘度大；流动性差（溢边值为0.
15、06mm）；流动性对温度变化敏感，冷却速度快；成型收缩率小；易产生应力集中。第46页/共69页塑件工艺性分析塑件工艺性分析结论结论 1熔融温度高且熔体粘度大，对于大于200g的塑件应用螺杆式注射机成型，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴，并加热，严格控制模具温度，一般在701200为宜，模具应用耐磨钢，并淬火；2水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度显著下降现象；3易产生应力集中，严格控制成型条件，塑件成型后需退火处理，消除内应力；塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取20。第47页/共69页塑件工艺性分析塑件工艺性分析2 2塑件的尺寸精度分析塑件的尺寸精度分
16、析该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5查取公差，其主要尺寸公差标注如下（单位均为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+1.28、1310+1.28、1640+1.6、孔尺寸：100+0。32120+0。32、1370+1.281640+
17、1.64.50+0.242.0+0.2、50+0.24；孔心距尺寸：340.28960.501500.27。第48页/共69页塑件工艺性分析塑件工艺性分析3.3.塑件表面质量分析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。4.4.塑件的结构工艺性分析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2.2，长11的内凸台。因此，塑件不易取出。需要考虑侧抽装置。结论：
18、综上所述，该塑件可采用注射成型加工。结论：综上所述，该塑件可采用注射成型加工。第49页/共69页 二、二、设备选择及模塑工艺规程的编制设备选择及模塑工艺规程的编制1.1.计算塑件的体积和重量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=V200172.301.210-3240.20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。第50页/共69页设备选择及模塑工艺规程的编制设备选择及模塑工艺规程的编制2.2.确定成型工艺参
19、数确定成型工艺参数塑件模塑成型工艺参数的确定查附表9得出工艺参数见下表，试模时可根据实际情况作适当调整。聚碳酸脂聚碳酸脂预热和干燥预热和干燥温度温度t/t/0 0C110120C110120成型时间成型时间注射时间注射时间20902090时间时间/h812/h812保压时间保压时间0505料筒温度料筒温度t/t/0 0C C后段后段210240210240冷却时间冷却时间20902090中段中段230280230280总周期总周期4019040190前段前段240285240285螺杆转速螺杆转速n/(rminn/(rmin-1-1)2828喷嘴温度喷嘴温度t/t/0 0C C 240250
20、240250后处理后处理方法方法红外线灯红外线灯模具温度模具温度t/t/0 0C C7070（9090）120120温度温度t/t/0 0C C鼓风烘箱鼓风烘箱100110100110注射压力注射压力p/Map/Ma8013080130时间时间r/hr/h812812填写模塑成型工艺卡 第51页/共69页 三、注射模结构设计三、注射模结构设计1.1.分型面的选择分型面的选择 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。采用这种方案，侧面抽芯机构设在动模部分，模具结构也较为简单。所以，选塑件大端底平面作为分型面较为合适。图a小端
21、为分型面图b大端为分型面第52页/共69页注射模结构设计注射模结构设计2.2.型腔数目的确定及型腔的排列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。3.3.浇注系统的设计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+(12)mm d=d0+0.5 mm第53页/共69页注射模结构设计注射模结构设计3.3.浇注系统的设计浇注系统的设计分流道的设计 分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂
22、程度、注射速率等因素有关。该塑件的体积比较大，但形状不算太复杂，且壁厚均匀，可考虑采用多点进料方式，缩短分流道长度，有利于塑件的成型和外观质量的保证。本例从便于加工的方面考虑，采用截面形状为半圆形的分流道。查有关手册得流道半径R=5mm。第54页/共69页注射模结构设计注射模结构设计3.3.浇注系统的设计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。第55页/共69页注射模结构设计注射模结构设计3.3.
23、浇注系统的设计浇注系统的设计潜伏式浇口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。潜伏式浇口 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。但是模具需要设计成双分型面，以便脱出浇注系统凝料，增加了模具结构的复杂程度，但能保证塑件成型要求。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。定成型该塑件的模具采用点浇口形式。第56页/共69页注射模结构设计注射模结构设计3.3.浇注系统的设计浇注系统的设计进料位置的确定 根据塑件外观质量
24、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。4.4.型芯型腔结构设计型芯型腔结构设计 第57页/共69页注射模结构设计注射模结构设计5.5.推件方式的选择推件方式的选择 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
25、出平稳可靠，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。从以上分析得出：该塑件采用推杆推出机构。第58页/共69页注射模结构设计注射模结构设计6.6.侧抽芯机构设计侧抽芯机构设计第59页/共69页注射模结构设计注射模结构设计7.7.标准模架的选择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：第60页/共69页 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1.1.成型零件尺寸计算成型零件尺寸计算 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
26、.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：已知条件：平均收缩率SCP=0.006mm；模具的制造公差取Z=3。类类别别零件图零件图号号模具零模具零件名称件名称塑件尺寸塑件尺寸计算公式计算公式型腔或型芯工型腔或型芯工作尺寸作尺寸型型腔腔的的计计算算件25导滑板（型腔1）小端对应的型腔690-0.86Lm=（Ls+LsScp%-3/4）0+Z68.770+0.22700-0.8669.780+0.22内凸对应的型芯1140+1.14lm=（ls+lsScp%+3/4）0-Z 115.540-0.291210+1.28122.680-0.32第61页/共6
27、9页注射模设计的有关尺寸计算注射模设计的有关尺寸计算2.2.确定抽芯机构零件尺寸计算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确定斜滑块尺寸第62页/共69页注射模设计的有关尺寸计算注射模设计的有关尺寸计算3.3.注射模具零件设计注射模具零件设计绘制非标准零件的零件图。第63页/共
28、69页 五、注射机有关参数的校核五、注射机有关参数的校核1.1.模具闭合高度的确定和校核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=85mm模具闭合高度模具闭合高度：H闭=H足+H动+H导+H型+H固+H流+H定 =85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm =373mm第64页/共69页注射机有关参数的校核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365mm3
29、15mm，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。1.1.模具闭合高度的确定和校核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。第65页/共69页注射机有关参数的校核注射机有关参数的校核2.2.模具开模行程校核模具开模行程校核 经查资料型注射机XS-ZY-500的最大开模行程s=500mm,满足下式计算所需的出件要求：s=H1+H2+a+(510)mm=40+133+95+7=27
30、5mm 此外，由于侧分型抽芯距较短，不会过大增加开模式距离，注射机的开模行程足够。经验证经验证XS-ZY-500XS-ZY-500型注射机能满足使用要求，故可以采用。型注射机能满足使用要求，故可以采用。第66页/共69页六、注射模主要零件加工工艺规程的编六、注射模主要零件加工工艺规程的编制制1.1.型腔板的加工工艺过程型腔板的加工工艺过程第67页/共69页注射模主要零件加工工艺规程的编制注射模主要零件加工工艺规程的编制序号序号工序工序名称名称工序内容工序内容1锻造295mm295mm98 mm2热处理退火3刨刨六面至尺寸291mm291mm94mm、对角尺4平磨磨六面至尺寸290mm290mm
31、93mm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的精加工余量。配钻8M12螺纹底孔，并攻丝到要求。按拉块位置钻2M10螺纹底孔，并攻丝到要求。9磨磨414，29，169.82mm,136.86mm,128.8mm,126.8,215各孔到要求。10去毛刺研型腔Ra0.1并镀铬抛光。第68页/共69页感谢您的观看！第69页/共69页