灯座塑料模具设计(1).docx

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1、目 录第1章 前言 1第2章 塑件的工艺性设计 22.1 注塑模工艺 22.2 化学和物理特性 22.3 塑件的尺寸与公差 32.4 塑件的结构工艺性分析 42.5 确定成型工艺参数 4第3章 成型零部件的设计 53.1 型腔尺寸的确定 53.2 型芯尺寸的确定 6第 4章 浇注系统的设计 64.1 分型面的选择 64.2 确定浇口形式及位置 74.3 设计主流道及分流道形状和尺寸 8第5章 推出机构的设计 105.1 推杆的设计 105.2 侧抽芯机构的设计 10第6章 注射机的选择 126.1 计算塑件的体积和重量 126.2 模具闭合高度的确定和校核 126.3 模具开模行程校核 12第

2、7章 模架的选择 13绪论 14参考文献 15 谢致 16第1章 前言第1章 前言 日用品，有时采用精度和强度不太高的塑料传动，由于塑料具有可塑性强，密度小、比强度高、结缘性、化学稳定性高、外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱。塑料工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展而应而生的，目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。随着机械工业电子工业，航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，塑料成型制件的需求量越来越多，质量要求也越来越高，这就要求成型塑件的模具的开发，设计制造的水平也须越来越高。本文也就对日用品中的灯座模具设计过程进行阐述。第1页（共16页）第

3、二章 塑料的工艺性设计2.1注塑模工艺干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：220275，注意不要超过275。模具温度：4080，建议使用50。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。流道和浇口：对于冷流道，典型的流道直径范围是47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可

4、以使用热流道系统。成型时间：注射时间 20s60s 高压时间 0s3s 冷却时间 20s90s 总周期 50s160s2.2化学和物理特性PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加

5、剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱第2章 塑料的工艺性设计腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。2.3塑件的尺寸与公差1、塑件的尺寸塑件尺寸的大小受制于以下因素：a) 取决

6、于用户的使用要求。b) 受制于塑件的流动性。c) 受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。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： （略）孔尺寸： （略）孔心距尺寸： （略） 图2-1 2、塑件尺寸公差标准a) 影响塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收缩率及其波动。第3页（共16页）b) 塑件结构的复杂程度。c) 模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配、模具的合模及模具设计的不合理所可能带来的形位误差等）。d) 成型工艺因素（模塑成型的温度T、压力p、时间t及取向、结晶、成型后处理等）。e)

7、成型设备的控制精度等。其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。题中没有公差值，则我们按未注公差的尺寸许偏差计算，查表取MT5。3、塑件的表面质量塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2级。第3章 成型零部件的设计 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。图2-2 图2-32.4 塑件的结构工艺性分析（1）从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚

8、均匀，且符合最小壁厚要求。（2）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。（3）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。 2.5 确定成型工艺参数 查阅相应的表格得出工艺参数见下表，试模时可根据实际情况作适当调整。表2.1 成型工艺参数第7页（共16页）聚碳酸脂预热和干燥温度t/110120成型时间注射时间2090时间/h812保压时间05料筒温度t/后段210240冷却时间2090中段230280总周期40190前段240285螺杆转速n/(rmin-1)28喷

9、嘴温度t/ 240250后处理方法红外线灯模具温度t/70（90）120温度t/鼓风烘箱100110注射压力p/Ma80130时间r/h812 第3章 成型零部件的设计3.1 型腔尺寸的确定 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。 查有关手册3得PC的收缩率为=0.50.7，故平均收缩率为：Scp=（0.5+0.7）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。表3.1 型腔尺寸已知条件：平均收缩率SCP =0.006mm；模具的

10、制造公差取Z=3。类别零件图号模具零件名称塑件尺寸计算公式型腔工作尺寸型腔的计算件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+0.223.2 型芯尺寸的确定 型芯型腔可采用整体式或组合式结构。考虑模具温度调节，型芯采用整体式结构。 第5页（共16页）表3.2 型芯尺寸已知条件：平均收缩率SCP =0.006mm；模具的制造公差取Z=3。类别零件图号模具零件名称塑件尺寸计算公式型芯工作尺寸型腔的计算件25导滑板（型腔1）内凸对应的型芯1140+1.14lm=（ls+lsScp%+3/4）0-Z11

11、5.540-0.291210+1.28122.680-0.32第4章 浇注系统的设计第4章 浇注系统的设计4.1 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。 第7页（共16页） 图4.1 图4.2图4.1小端为分型面, 图4.2大端为分型面。本文采用图4.2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。第7页（共16页）第4章 浇注系统的设计4.2 确定浇口形式及位置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

12、具结构更简单。浇口位置在塑件内表面，不影响其外观质量。可以采用潜伏式浇口，但采用这种浇口形式增加了模具结构的复杂程度。图4.3 潜伏式浇口点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。 第7页（共15页）图4.4 点浇口针浇口或菱形浇口，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。 图4.5 针浇口或菱形浇口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。4.3 设计主流道及分流道形状和尺

13、寸4.3.1 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第9页（共16页）第5章 推出机构的设计图4.6 主流道4.3.2 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。 图4.7 分流道第9页（共15

14、页）第5章 推出机构的设计5.1 推杆的设计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。5.2 侧抽芯机构的设计抽芯距的计算 S抽=h+(23)=（121-114）/2+2.5 =6mm滑块倾角的确定 本例抽芯距较小，选择=10。确定斜滑块尺寸斜滑块在件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

15、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。图5.1 斜滑块抽芯第6章 注射机的选择图5.2 斜销抽芯第11页（共16页）第6章 注射机的选择第6章 注射机的选择6.1 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。6

16、.2 模具闭合高度的确定和校核6.2.1 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定第11页（共15页） =85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm =373mm6.2.2 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-25

17、0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。6.3 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。 第7章 模架的选择第7章 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

18、架。第13页（共16页）第7章 模架的选择第13页（共16页）第7章 模架的选择图7.1 模架绪论 绪论光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为闹钟后盖的注塑模具。本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度较小，模具结构较为简单，对模具工作人员是一个很好的操作实践。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以塑料灯座模具设计为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所

19、有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。第13页（共15页）参考文献参考文献1、中国机械工业教育协会组编， 塑料模设计及制造 ， 机械工业出版社.2、谢昱北，模具设计与制造手册，北京大学出版社.3、徐佩弘，塑料制品与模具设计，国轻工业出版社.4、章飞

20、，型腔模具设计与制造，陈国平化学工业出版社.5、屈华昌，塑料成型工艺与模具设计，高等教育出版社.6、王志明，姚来根，李书绅等. 塑料制品在日常生活中的重要性.7、施梅梧，姚穆. 塑料的品种及特性 西北纺织工学院学报.8、齐卫东. 塑料模具设计与制造 北京高等教育出版社.第15页（共16页）致谢第15页（共15页）致谢本次毕业设计是在赵敏老师悉心指导下完成的。老师严谨的治学态度、勤奋的工作精神给学生留下的极其深刻的印象。在本次毕业设计过程中，老师严格要求我们，办忙中悉心指导，传授模具设计理念，耐心解说模具的动作吉利，使我得以顺利完成本次设计。值此论文完成之际，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！感谢大学四年来所有老师认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识在毕业设计中得以体现！最后祝母校蓬勃发展！