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学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务一拟定成型工艺方案、初选成型设备一、任务引入图13-1所示为塑料基座的零件图，该塑件材料为增强聚丙烯（PP），生产批量为80万件，试完成整套注射模具的设计任务。图13-1基座零件图●塑料成型工艺与注射模具设计（熊建武、何冰强主编，大连理工大学出版社，2014年第2版）●学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务一拟定成型工艺方案、初选成型设备二、塑件的尺寸精度与结构分析1、塑料制品的尺寸、精度和表面质量（1）尺寸精度分析该零件重要尺寸有：¢5.5mm、8mm×5.5mm、11mm等，其余为次要尺寸，所有尺寸均未标注公差，故尺寸精度均取MT5级。从塑件的壁厚上来看，最大壁厚为5.5mm,凸台处壁厚为1.75mm，壁厚差较大，塑件不够均匀，浇口应设置在最厚处，便于熔融塑料充满型腔。（2）表面质量分析该零件的表面没有特别的表面质量要求。但安装、使用中其表面与人的手指接触较多，因此表面最好自然形成圆角。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务一拟定成型工艺方案、初选成型设备2、塑件的结构工艺分析◆从零件图上分析，该零件总体形状为长方形，侧面有5个8mm×5.5mm的方孔，模具上必须设置侧向分型抽芯机构；塑件顶面有5个凸台，凸台中间各有两个¢5.5mm的通孔，共有10个通孔。◆凸台间有4个宽2mm、深1mm的狭长槽，槽内有4个¢3.5mm的孔。该零件属于中等复杂程度的零件。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务一拟定成型工艺方案、初选成型设备三、拟定塑件成型工艺方案◆该塑件的材料采用增强聚丙烯（PP），属热塑性塑料。从使用性能上看，该塑料刚度好，耐水，耐热性强，其介电性与温度和频率无关，是理想的绝缘材料；从成塑性能上看，该塑料吸水性小，溶料的流动性较好，成型容易，但收缩率大。◆另外，该塑料成型时易产生缩孔，凹痕，变形等缺陷，成型温度低，方向性明显，凝固速度较快，易产生内应力。◆在成型时应注意控制成型温度，浇注系统应较缓慢散热，冷却速度不宜过快。◆综合来看，该塑件结构较复杂，需要设置侧向分型抽芯机构。在注射成型生产时，只要工艺参数控制合适，该塑件是比较容易成型的。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务一拟定成型工艺方案、初选成型设备四、初选塑件成型设备、记录参数聚丙烯（PP）的注射工艺参数，见表13-1。表13-1聚丙烯（PP）注射成型的工艺参数40～140成型周期/s1015～40冷却时间/s915～40保压时间/s82～5注射时间/s790～130注射压力/MPa670～90模具温度/℃5160～220料筒温度/℃4180～190喷嘴温度3直通式喷嘴形式2螺杆式塑机类型1增强聚丙烯（PP）项目序号学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务一拟定成型工艺方案、初选成型设备◆通过计算可知塑件体积单个约10.22cm3，查相关手册知聚丙烯（PP）的密度为1.04g/cm3,故塑件单件重量为10.22×1.04g=10.6288g≈10.7g。2个塑件的总质量为21.4g。考虑浇注系统的质量，按经验公式计算得出总的塑料质量为1.6×21.4g=34.24g。◆根据以上数据，初选XS-Z—60注射机，其主要技术参数，见表13-2。表13-2XS-Z—60主要技术参数4喷嘴孔直径/mm液压-机械锁模方式55定位圈尺寸/mm12喷嘴球半径/mm70最小模厚/mm柱塞式注射方式200最大模厚/mm2.9注射时间/s170移模行程/mm122注射压力/MPa190×300拉杆内间距/mm38螺杆直径/mm500锁模力/kN60额定注射容量cm3学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案一、初拟模具结构方案◆通过分析，初步确定基座的模具结构为单分型面注射模，一模两腔，侧浇口，推杆推出。采用斜导柱式侧向分型抽芯机构。◆型芯和型腔均采用镶拼结构，不开设冷却水道。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案二、讨论、确定模具结构方案1、分型面选择模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。选用如图13-2所示的分型方式较为合理。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案2、型腔数量的确定与排列形式本塑件在注射时采用一模两件，即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素，拟采取如图13-3所示的型腔排列方式。这种排列方式的最大的优点是便于设置侧向分型抽芯机构；其缺点是熔料进入型腔后到达另一端的熔料流程较长，但因该塑件较小，故对成型没有太大影响。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案3、浇注系统设计（1）主流道设计◆查得XS-Z-60型注射机喷嘴前端孔径d0=¢4㎜；喷嘴前端球面半径R0=12mm。◆根据模具主流道与喷嘴的关系可知：主流道进口端球面半径R=R0+(1～2)=12+（1～2）=12+1=13mm主流道进口端孔直径d=d0+（0.5～1）=4+0.5=4.5mm故取主流道球面半径R=13㎜，小端直径d=4.5㎜。◆为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为1°～3°，经换算得主流道大端直径D=8.5㎜.为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径r=5㎜的过渡圆弧。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案（2）分流道设计◆分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速度、分流道长度因素来确定。塑件的形状不算太复杂，熔料填充型腔比较容易。◆根据型腔的排列方式可知道分道流的长度较短，为了便于加工，选用截面形状为半圆形分流道，查表取R=4mm。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案（3）浇口设计◆根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想，如图13-3所示。◆设计时考虑选择从壁厚为5.5mm处进料，料由厚处往薄处流，与分型面同面，有利于填充、排气。◆侧浇口截面采用矩形，初选尺寸为1.5mm×2mm×0.8mm（b×L×h），试模时修正。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案4、排气和引气系统的设计由于制品尺寸较小，利用分型面和推出机构间的配合间隙排气即可。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案5、成型零件结构设计与尺寸计算（1）型腔的结构设计模具采用一模二件的结构形式，考虑到加工的难易程度和材料的价值利用等因素，凹模拟采用镶嵌式结构，由下成型块23、上成型块17和斜滑块组成塑件成型腔(参见装配图)。（2）型芯的结构设计凸模主要由型芯18和侧型芯组成(参见装配图)。（3）型腔和型芯工作尺寸计算型腔和型芯工作尺寸计算，见表13-3。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案6、导向方案与导向机构设计◆该塑件精度要求不高，塑件形状、行腔分布对称，无明显单边注射侧向力，可采用最为常见的导柱导向定位机构。◆在动模板、定模板之间使用四对导柱导套，导柱的长度要确保推杆推出塑件后不脱落。◆在推板与推板固定板之间也采用四对导柱导套，对推板与推板固定板的移动起导向定位作用。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案7、脱模方案与脱模机构设计◆本模具为侧浇口单分型面注射模，结构较简单，采用简单推出结构即可满足脱模要求。根据塑件结构特点，在每个塑件上沿纵向均匀布置6根顶杆。◆查相关手册后确定选用Ф6×100mm型号的带肩阶梯形推杆12根。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案8、侧向分型与抽芯机构设计塑件侧壁有5个方孔，它们均垂直于脱模方向，阻碍成型后塑件从模具脱出。因此模具上必须设置抽芯机构。本模具采用斜导柱抽芯机构。（1）确定抽芯距抽芯距一般应大于成型孔（或凸台）的深度，塑件孔深为22mm，且是通孔，所以采用两边对称抽芯，则孔深为11mm。S=h+(2～3)=14mm（2）确定斜导柱倾角斜导柱的倾斜角是斜抽芯机构的主要技术数据之一，它与抽拔力以及抽芯距有直接关系，一般取α=15°～20°,选取α=20°。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案（4）滑块与导槽设计◆侧向抽芯机构主要是用于成型塑件的侧孔，由于侧孔较多，考虑到型芯的强度和装配问题，采用左右两边5个孔组合式结构。侧型芯与滑块的连接采用镶嵌方式。◆为使模具结构紧凑，降低模具装配复杂程度，拟采用整体式滑块和整体导向槽形式。◆为提高滑块的导向精度，装配时可对导向槽或滑块采用配磨、配研的装配方法。滑块的定位装置采用弹簧、钢珠与台阶的组合形式。学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案三、确定模架、选用标准件◆根据以上分析、计算以及型腔尺寸及位置尺寸可确定模架的结构形式和规格为：A-1830-25×35×60GB/T12555-2006◆定模板厚度：A=25mm◆动模板厚度：B=35mm◆垫块厚度：C=60mm学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务二确定模具结构方案学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务三绘制模具装配图、模具零件图一、绘制模具装配图◆根据设计计算的结果绘制模具装配图，如图13-4所示。◆该模具为外侧斜导柱抽芯单分型面模具，侧浇口，一模两件。◆开模后，模具从件15与件10处分型，同时件16带动件10向外移动分开，侧型芯抽出，塑件由件3推出，复位由件33完成。图13-4模具装配图1、13、25、35——销钉；2——带头导套；3——推杆；4——螺塞；5——弹簧；6——钢珠；7——动模板；8、12、22、28、31、34、36——螺钉；9——挡块；10——斜滑块；11——锁紧楔；14——定模座板；15——定模板；16——斜导柱；17——上成型块；18——型芯；19——浇口套；20——带头导柱；21导滑板；23——下成型块；24——支承板；26——导柱；27——垫块；29——推杆固定板；30——推板；32——动模座板；33——复位杆学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务三绘制模具装配图、模具零件图二、绘制模具零件图根据设计要求拆画出必要的零件图，部分零件图如下。◆图13-5所示为定模板零件图。定模板尺寸为200mm×160mm×25mm。◆模板上的主要结构为两个上成型块固定孔和四个斜导柱固定孔。◆模板侧面和上表面分别有四个螺钉孔，用于安装楔紧块和固定定模座板。◆另外，模板上还开设了4个导柱固定孔、2个定位销孔以及流道和浇口等。图13-5定模板零件图学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务三绘制模具装配图、模具零件图◆图13-6所示为动模板零件图。动模板尺寸为200mm×190mm×25mm。◆模板上的主要结构为两个下成型块固定孔。◆模板侧面有四个螺钉孔，用于安装固定滑块的挡块。◆模板表面有四个圆柱孔，用于安装弹簧和钢珠。◆另外，模板上还开设了4个用于固定支承板的四个圆孔和2个定位销孔。图13-6动模板零件图学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务三绘制模具装配图、模具零件图图13-7支承板零件图学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务三绘制模具装配图、模具零件图图13-8垫块零件图学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务三绘制模具装配图、模具零件图图13-9定位圈零件图学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务三绘制模具装配图、模具零件图图13-10浇口套零件图学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务三绘制模具装配图、模具零件图图13-11推杆固定板零件图学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务三绘制模具装配图、模具零件图图13-12型芯零件图学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务三绘制模具装配图、模具零件图图13-13定模固定板零件图学习情境十三基座注射成型模具设计实例任务三绘制模具装配图、模具零件图图13-14动模固定板零件图学