注射模设计程序及实例.ppt

单元七 注射模设计程序及实例,学习目的：1、掌握注射模设计程序和设计要点2、根据注射模具设计实例熟练掌握注射模设计方法、设计步骤及工艺文件的编制,一、塑料模设计注意事项,1.必须注意塑料成型工艺特性与模具设计的关系，这是塑料模设计的基础；,2.模具设计应注意结构的合理性、经济性、适用性和切合实际的先进性,3.认真设计模具零部件。成型零部件影响塑件质量和成型工艺的顺利进行。设计时必须注意结构形状及尺寸的合理性、正确性、制造工艺性，材料及热处理要求的正确性，视图表达、尺寸标准、形状位置误差及表面粗糙度等符合国家标准；,4.模具结构应便于操作与维修，安全可靠；,5.充分利用塑料成型的优越性，塑件结构形状尽量用模具成型，减少后加工工序。,二、塑料模设计程序,1、接受设计任务,塑料模设计任务的三种类型：（1）.提供经审定的塑件图样及其技术要求，要求设计成型工艺及塑料模具；（2）.提供塑件样品及其技术要求，要求测绘塑件图样并设计成型工艺及塑料模具；（3）.提供塑件图样和模具图及其技术要求，要求按实际生产条件，审定模具图。,（1）符合标准的塑件图样或塑件样品；,2、收集并分析必要的设计原始资料与数据,（2）塑件产量；,（3）塑料品种牌号；,（4）塑件生产车间设备型号及参数；,（5）模具制造设备及制造技术水平；,（6）其他要求。,认真分析消化这些原始资料和数据及其与成型工艺、模具设计的关系。,（1）根据塑件图样及产量等要求，确定模具的型腔数目；,3、塑件基本参数的计算及注射机的选用,（2）计算单件塑件的体积及质（重）量；,（3）计算塑件、浇注系统在分型面上的投影面积；,（4）计算必要的锁模力或所需的成型压力；,（5）初步选用成型设备类型及其参数。,（1）根据塑件的成型工艺方案确定模具类型，即注射模、压缩模、压注模、挤出模、热（温）流道模等；,4、模具类型及结构的确定,（2）确定模具结构方案：,1）塑件成型位置及分型面的选择；,2）型腔数目的最后确定及型腔的排列；,3）成型零件的结构；,4）浇注系统与排气、引气系统结构；,5）侧向分型与抽芯机构的结构形式；,6）推出机构和拉料杆的结构形式；,7）加热、冷却方式与装置选择。,根据以上模具类型及结构，绘制模具结构草图（尽量选用标准组合结构和标准件），确定模具零部件主要结构尺寸和模具轮廓尺寸及功能尺寸（如抽芯距、斜导柱或斜滑块角度、定距分型距离、推出距离等）。,5、模具结构草图的绘制,根据塑件的基本参数和所选塑料成型设备的基本参数，进行两者之间适应性校核，以最后调整与确定模具结构与参数。,6、模具与塑料成型设备关系校核,（1）成型零件工作尺寸计算；,7、模具零件的必要计算,（2）型腔、底板的强度与刚度计算；,（3）模具加热与冷却系统的有关计算；,（4）斜导柱等侧向分型与抽芯机构的有关计算。,8、绘制模具装配图,（1）尽量采用1：1比例绘制，从型腔开始绘制、几个视图同时画出。绘图应符合机械制图国家标准；,（2）正确选择足够的视图，以表示模具整体结构、各零部件之间的装配关系及紧固、定位方法；,（3）应标注出必要的尺寸，如轮廓尺寸、配合尺寸、与注射机的装配关系尺寸，模具功能尺寸等；,（4）参照塑料模具技术条件国家标准，适当地、正确地拟定模具的技术要求和必要的使用说明；,（5）装配图的右上角绘制塑件图，复杂的塑件则绘制在另外一张图纸上（标明尺寸、名称、材料、收缩率、特殊要求等）；,（6）按国标并根据目前生产实际需要，拟定模具零件明细表。,（7）总装图中的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。例如对推出系统、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。,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。,9、绘制模具零件图,（1）绘图应符合机构制图国家标准，一般1：1比例绘制，必要时可以放大或缩小；,（2）绘制顺序为先成型零件后结构零件；,（3）图形方位尽可能与其在总图中一致，视图选择与表达应合理、正确、布置得当；,（4）结构形体尺寸应按机械制图国家标准标注，对于型腔型芯的设计基准、尺寸基准、形位尺寸及公差、脱模斜度、圆角半径、镶块尺寸、表面粗糙度等要合理齐全，并充分考虑加工工艺要求与实际可能性；,（5）合理确定零件材料，正确确定热处理要求及表面粗糙度要求；,（6）绘制标题栏，拟定必要的技术要求及其它说明。,10、图纸审核,装配图和零件图绘制之后应认真进行全面审核，尤其应注意审定成型零件的结构工艺性和其与其它模具零件的配合关系；注意审核模具工作过程各运动部件动作的协调性与稳定性。,11、塑料模设计的标准化,模具标准化是专业化的基础，是模具发展的方向之一。目前塑料模已经颁布了不少国家标准，注射模模架、常用零部件均有国家标准。为缩短模具设计周期和制造周期，提高模具质量和经济性，设计时应尽量采用。,三、塑料模设计实例,零件名称：灯座设计要求 材料：PC 生产批量：大批量 未注公差取MT5级精度 要求设计灯座模具,1、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+1.64.50+0.242.0+0.2、50+0.24；孔心距尺寸：340.28960.501500.27。,（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2.2，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。,2、确定成型设备选择与成型工艺规程编制,（1）计算塑件的体积和重量,1）计算塑件的体积：V=200172.303（过程略）2）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。,（2）确定成型工艺参数,1）塑件成型工艺参数的确定查表得出工艺参数见下表，试模时可根据实际情况作适当调整。,填写塑料成型工艺卡,3、注射模的结构设计,（1）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。,采用图b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。,小端为分型面,大端为分型面,（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,1）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,2）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。,潜伏式浇口,3）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。,潜伏式浇口的浇口位置设在塑件内表面，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。,轮辐式浇口,轮辐式浇口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。,点浇口,点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，确定成型该塑件的模具采用点浇口形式。,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,（3）浇注系统的设计,（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。,（6）侧抽芯机构设计,（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：,4、注射模设计的有关尺寸计算,（1）成型零件尺寸计算,查有关手册得PC的平均收缩率为：S=0.006，模具的制造公差取Z=3。,（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,（3）注射模具零件设计,绘制非标准零件的零件图。,5、注射机有关参数的校核,（1）模具闭合高度的确定和校核,1）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：H闭=H足+H动+H导+H型+H固+H流+H定=85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm=373mm,2）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。,所以，另选注射机XS-ZY-500，即可满足模具安装要求。,（2）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=275mm 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XS-ZY-500型注射机能满足使用要求，故可以采用。,思考与练习：,进行注射模设计流程。,