方形灯座模具设计及模具价格估算毕业设计.doc

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1、摘 要本设计根据实际的需要完成方形灯座的注射模设计。该产品采用聚甲基丙烯酸甲酯塑料进行注塑成型，成型方式为一模一腔。该设计分析了产品的工艺性，确定了所采用塑料的工艺参数和所采用的成型设备，确定了模具的总体方案，分析并解决了模具的总体结构和各工作部分的具体结构，并进行了一些必要的尺寸计算和强度校核。该论文还对分型面、浇注系统、脱模机构和温度调节系统进行了分析设计，完成了产品的三维实体造型、二维零件图和装配图，圆满完成了模具设计所要求的各项工作。关键词：方形灯座，塑料模具，注射成型，注塑机，模具结构设计 目录绪论1一、塑件材料的选择及材料特性4（一）材料的选择4（二）材料简介及成型特性4（三）材料

2、的用途4二 、塑件的分析5（一）塑件的成型分析5三、注塑成型过程5（一）成型前准备6（二）计算制品的体积和重量6（三）影响成型的主要原因6四、分型面的选择7五、注塑机及模架的选择和参数校核8（一）注塑机的选择8（二）模架的选择9（三）注塑机参数校核9六、模具总体结构设计及分析11（一）确定材料的成型工艺参数及条件12（二）确定型腔数量及流道布局形式12（三）浇注系统的设计12（四）浇口设计14（五）冷却系统的设计14（六）脱模机构的设计16（七）排气系统的设计17（八）成型零件的设计18（九）模具的动作原理图20七、型腔型芯的计算20（一）、型腔20（二）型芯21八、模具零件图和装配图21（一

3、）成型零件图21（二）模具装配图22九、关键零件的加工工艺过程22（一）型芯加工工艺过程22（二）型腔加工工艺过程23（三）A板加工工艺过程23（四）B板加工工艺过程24十、模具的装配24十一、模具材料例表25（一）标准件的清单25（二）非标准件的清单25十二、模具的生产过程26十三、模具成本的估26十四、结论27参考文献28致 谢29附 录30方形灯座模具设计及模具价格估算 绪论(一) 注塑模具随着塑料制品在机械、电子、汽车、家电、国防、建筑、农业等各行业中的广泛应用，对塑料模具的需求日益增加，塑料模在国民经济中的重要性也日益突出。模具作为一种高附加值和技术密集型产品， 其生产的最终产品的价

4、值，往往是模具自身价值的几十倍，上百倍。可以说，模具既是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，同时又是原料及设备的“效益放大器”。模具生产的工艺水平和技术含量的高低，已成为衡量一个国家产品制造业技术水平高低的重要标志1。塑料成型加工及其模具技术是一门不断发展的综合学科，不仅随着高分子材料合成技术的提高、成型设备成型机械的革新、成型工艺的成熟而进步，而且随着计算机技术、数值模拟技术等在塑料成型加工领域的渗透而发展。注塑成型作为一种重要的成型加工方法，在家电行业、汽车工业、机械工业等都有广泛应用，且生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产率高和消耗低的特点，有很大的市场要求和良好的发展前景。（二

5、）国内外现状分析及比较近年来，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、复合加工和激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术。 虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业

6、发达国家。当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面： 1、 发展不平衡，产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近国际先进水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平比尚有较大差距。2、 工艺装备落后，且组织协调能力差，利用率低。虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已经比较先进，有些三资企业的装备水平也并不落后于国外，但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是，企业组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。3、 大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发

7、投入少；更重要的是观念落后，对创新和开发不够重视。模具企业不但要重视模具的开发，同时也要重视产品的创新。4、 供需矛盾短期难以缓解。近几年，国产塑料模具国内市场满足率一直不足74%，其中大型、精密、长寿命模具满足率更低，估计不足60%。同时，工业发达国家的模具正在加速向中国转移，国际采购越来越多，国际市场前景看好。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。5、 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理。信息化管理相对落后。（三）塑料模具在我国未来的发展趋势1、在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位。2、提高大型、

8、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。3、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术，提高模具制造过程的自动化程度2。4、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。5、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。6、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量十分必要。7、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率，以提高模具质量，缩短模具制造周期。 8、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。9、模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展，CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等将向智慧化、集成化和网

9、络化方向发展3。10、在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天，“绿色模具”的概念已逐渐被提到议事日程上来。总之，在机械行业中，由于高新技术的融入，极大地促进生产力的发展，使制造业不再局限于手动操作的范围，从而开创了一个更大的自动化空间，可以最大限度的利用机器设备，提高生产效率、增加产量，创造更大的财富，推动社会发展。（四）设计思想本设计是基于CAD和UG的注塑模具设计，从零件角度上考虑，此零件为聚甲基丙烯酸甲酯塑料，产品壁较薄，结构比较复杂，外形尺寸较大，精度及表面粗糙度要求不高，但是有四个方块突起结构，有一定的配合精度要求。因此主要采用生产效率高的注射成型方法进行生产，成型方式为一模一腔三板

10、式，采用扇形浇口浇注系统结构，顶出机构采用顶杆式。而且方形灯座采用的材料是聚甲基丙烯酸甲酯，由于聚甲基丙烯酸甲酯的电绝缘性、耐热性、稳定性和流动性好，机械强度高，易于成型等优点，常采用其作为灯座材料。 一、塑件材料的选择及材料特性（一）材料的选择该产品用于台灯，对台灯起固定及保护作用，由聚甲基丙烯酸甲酯材料制成，有良好的电绝缘性及综合力学性能，且耐腐蚀性好，由于产品结构上的独特设计，可使灯架保持稳定。（二）材料简介及成型特性塑件的材料采用聚甲基丙烯酸甲酯塑料，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）俗称“有机玻璃”，是一种透明非结晶形热塑性塑料，透光率达92，优于普通硅玻璃。其密度为：1.181.19 g

11、/cm3，比普通硅玻璃轻一半。 有机玻璃的力学强度和韧性是硅玻璃的10倍以上，在玻璃化温度下进行定向拉伸，可大大提高冲击强度；有机玻璃最高连续使用温度随工作条件不同在65-95oC之间改变，软化温度100-120oC；有机玻璃能耐水、碱、稀酸及大多数无机盐溶液腐蚀，可溶于醇、酮、酯及芳烃等溶剂；性能优良，耐电弧性好，耐电压强度高，气候老化对电性能的影响很小，是室外使用的良好绝缘材料；耐候性优良，长期在室外仍保持高透光率，能透紫外线。有机玻璃熔体粘度高，流动性差，热稳定性差，可用挤出、浇铸及热成型等方法成型。有机玻璃吸湿性低，成型收缩率小，尺寸稳定性好，而且刚性及冲击韧度好。其主要缺点是质脆，易

12、开裂，表面硬度低，容易被划伤，产生划痕，不耐有机溶剂，耐热性差。所以成型时应注意避免气泡、混浊、银丝、熔接痕和发黄等缺陷，成型前原料应很好的干燥，成型时采用低的注射速度。（三）材料的用途有机玻璃主要用于天窗及天棚的防震玻璃、汽车挡风、光学透镜、塑料铭牌、仪表盘、刻度盘、仪表外壳、化工耐腐蚀性透镜、电气绝缘部件及日用品，如自来水管、圆珠笔和钮扣等，还可以制成板、棒及管等型材。 二 、塑件的分析（一）塑件的成型分析其产品的结构由图1、图2表示。该产品形状如下:图1 方形灯座三维图图2方形灯座二维图该产品成四方形，结构比较复杂，壁厚较薄，精度及表面粗糙度要求不高，但是有四个方块突起结构，有一定的配合

13、精度要求。该产品是中小批量生产。故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统为侧浇口结构。由于该塑件较大，所以模具采用一模一腔结构，浇口形式采用扇形浇口，四侧进料，以利于充满型腔。 三、注塑成型过程（一）成型前准备成型前应先干燥处理，PMMA具有吸湿性因此加工前的干燥处理是必须的。干燥条件为90 oC、24小时，熔化温度：240-270 oC，模具温度35-70 oC。注射速度：中等。化学和物理特性：PMMA具有优良的光学特性及耐气候变化特性。PMMA制品具有很低的双折射，具有室温蠕变特性。随着负荷加大、时间增长，可导致应力开裂现象。PMMA具有较好的抗冲击特性。收缩率在0.5%左右。注塑制品也需

14、要后处理消除内应力，处理在70-80 oC热风循环干燥箱内进行，处理时间视制品厚度，一般均需4h左右。（二）计算制品的体积和重量该产品材料为聚甲基丙烯酸甲酯，查塑料手册得聚甲基丙烯酸甲酯的密度为1.181.19g/cm3，收缩率为0.1% 0,4%，考虑到其成型过程的收缩比例，取塑料的密度为1.18g/cm3，收缩率为0.3%。使用UG软件画出方形灯座的三维实体图，通过软件自动计算所建模型体积的功能，可以得出以下塑件和浇注系统的体积：塑件的体积V塑= 102.3(cm3)塑件的重量 （1）浇注系统体积 V浇= 13.5 （cm3）浇注系统重量故故（三）影响成型的主要原因1、压力(1) 合模力：

15、合模力的调整将直接影响制品的表面质量和尺寸精度，合模力不足会导致模具开缝，发生溢料；合模力太大会使模具变形，制品不合要求，能量消耗也高。(2) 注射压力：太高时，塑料在高压下强迫冷凝，易产生内应力，易产生溢料、溢边，对模腔残余压力大，塑料易粘模，但有利于提高塑料的流动性，不产生气泡等；太低时，塑料的流动性下降，成型不足，产生熔接痕，不利于气体从熔料中溢出，易产生气泡、凹痕和波纹等。(3) 保压压力：压力较高时，往往会使制品的收缩率减小，制品表面光洁、密度增加、熔接痕强度提高、制品尺寸稳定。2、温度(1) 熔料温度：熔料温度与模腔内塑料的填充状态及冷却时间等有密切关系，成型收缩则表现为这些因素的

16、综合结果。熔料温度偏高，易分解，易产生内应力，熔体表现为粘度下降，流动性好，充模容易；熔料温度偏低，不易分解，熔体表现粘度大，流动性差，充模困难，易产生成型不足、熔接痕、冷块或僵块等。(2) 喷嘴温度：喷嘴温度太高，塑料易发生分解反映；温度太低，喷嘴易堵塞，易产生冷块或僵块等。(3) 料桶温度：料桶温度要大于塑料的流动温度，小于塑料的分解温度。3、速度(1) 开模速度：开模速度快，则成型周期短，但过快，容易引起塑件表面与型腔之间的摩擦加大，造成划伤。(2) 顶出速度：顶出速度过大，则塑件容易产生变形。4、时间(1) 闭模锁模时间：闭模锁模时间太长，则模具温度过低，熔料在料筒中停留时间过长；太短

17、模具温度相对较高。(2) 保压时间：保压时间短塑件不紧密，易产生凹痕，塑件尺寸不稳定等；保压时间长，加大塑件的内应力，易产生变形、开裂，脱模困难。(3) 冷却时间：冷却时间长，脱模困难，易变形，结晶度高等；冷却时间短，易产生变形，冷却不足。 四、分型面的选择注射成型模的分型面是其闭合时凹模与凸模相配合的接触面。分型面的正确选择，对制品的质量、工艺操作和模具制造均有很大的影响。选择分型面时，应考虑的基本原则：(1) 不应该影响制品尺寸的精度和外观(2) 不妨碍制品脱模和抽芯(3) 有利于浇注系统的合理设置(4) 尽可能与料流的末端重合，有利于排气(5) 尽量使成型零件便于加工从零件图上分析，该制

18、品外形简单，而内形复杂，制品成型后收缩较大，分型后会使制品留在动模内，这样可以利用动模上的脱模机构进行脱模，取件方便。否则，若使制品留在定模上，定模上又要增设脱模机构，使模具结构复杂化。由于产品要求外表面光滑无痕迹，而且中间有四个方形突起所以决定分型面的选择阶梯分型面。故选用图6所示的分型方式较为合理。其开模过程为动模与定模分开，由于拉料杆的作用使料头和塑件件全部留在动模上。然后由面针底板向上移动，在顶针和推杆共同作用下把塑件和料头顶出动模。 图3 分型面的选择 五、注塑机及模架的选择和参数校核（一）注塑机的选择6根据塑料的品种、塑件的结构、成型方法、生产批量、制品的体积或重量查塑料模设计手册

19、拟定注塑机型号为：SZ-500/2000。注塑机的参数见表1：表1 注射机主要技术参数最大注塑量/cm3525喷嘴前断孔径/mm4锁模力/KN2000 喷嘴球面半径/mm15注射压力/MPa153定位孔直径/mm160最小模厚/mm280拉杆间距/mm460460最大开模行程/mm450（二）模架的选择7根据型腔、型芯和流道的布局，以及考虑到导柱、导套、限位拉杆、联接螺钉的位置和采用推杆推出等各方面的问题，拟定模架型号为4040-AI-A板60-B板50龙记标准模架。模架结构如图4：图4 模架结构1、定模板尺寸塑件高度17.09mm，在模板上还要开设冷却水道和分流道，冷却水道离型腔应有一定的距

20、离，因此定模板厚度取60mm。2、凸模固定板尺寸凸模厚度为25mm，在模板上还要布置循环水道，其直径为d8mm，因此凸模固定板厚度取50mm。3、支撑板尺寸支撑用于支撑动模，且还要在支撑板上设置水道取值为50mm。（三）注塑机参数校核81、最大注塑量校核必须使一个成型周期内所需注射的塑料熔体的量（包括流道及浇口凝料和飞边）在注射机额定注射量的80%以内，其关系按下式校核： (2) 式中：V机注塑机的额定注塑量，单位cm3。V塑件单个塑件的体积，单位cm3， V塑件=102.3 cm3 。V浇浇注系统和飞边所需要塑料的体积，单位cm3，V浇= 13.5 cm3 。故 （cm3） 而我们选定的注塑

21、机注塑量为：525 cm3 ，所以满足要求。2、合模力的校核应使注射机的合模力大于模具从分型面胀开的力，则 (3)式中：F注塑机的合模力（N）Pm塑料熔体在模腔内的平均压力，通常模腔压力为2040Mpa。n模具型腔数目As、Aj分别为塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面面积（mm2）经计算两者的面积和为14213 mm2 故 我们选定的注塑机的锁模力为：2500(KN)，故满足要求。3、注射压力的校核注射机的最大压力应大于塑件成型所需的压力，即 (4)式中：Pz注射机最大注射压力（Mpa） Pch塑件成型所需的注射压力（Mpa）聚甲基丙烯酸甲酯的注射压力为80130 Mpa ，选定的注塑机的注

22、射压力:153Mpa，故满足要求。4、模具闭合高度的确定和校核由于考虑到塑件的大小，由以上拟定模架为4040-AI-A板60-B板50的标准龙记模架可知：动模座板厚度30mm ，A板厚度60mm，B板厚度50mm，支撑板厚度50mm，模脚厚度120mm，定模座板厚度30mm。模具的闭合高度为: H模=30+60+50+50+120+30=340mm注塑机最小闭合厚度 H最小=280mm即 H模H最小 ，故满足要求。5、模具在注射机上的安装尺寸(1) 模具的长、宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合即模具长宽拉杆面积，模具的长宽为450400 注塑机拉杆的间距460460。(2) 喷嘴头的凸球

23、面半径R1=15mm，喷嘴的孔径d0=4mm。喷嘴头的凸球面半径R1与主浇道始端凹球面半径R、喷嘴的孔径d0与主浇道衬套的孔径d之间，分别保持如下关系： (5) (6) 取喷嘴头的凸球面半径Rp=16mm ，主浇道衬套的孔径dp=5mm 6、开模行程我们选用全液压式锁模机构注射机，其最大开模行程等于动模与定模之间最大开距（Lk）减去模具的厚度（Hm）.当模具厚度增大，则开模行程减少。 mm (7) 式中：H1推出距离，单位mm H2包括浇注系统在内的塑件高度，单位mm L注塑机开模行程因为 故满足要求。综上计算及校核，可选定注塑机型号为：SZ-500/2000，模架为4040-AI-A板60-

24、B板50的标准龙记模架。 六、模具总体结构设计及分析模具结构采用一模一腔三板式结构，扇形浇口浇注系统结构，顶出机构采用顶杆，矩形顶杆，推杆及推管套。（一）确定材料的成型工艺参数及条件查塑料手册可知，聚甲基丙烯酸甲酯的工艺参数及成型条件如下所示：注射机类型：螺杆式注塑机料筒温度： 后段温度t1选用190 中段温度t2选用200 前段温度t3选用210喷嘴温度：选用210模具温度：选用80 注射压力：选用90Mpa保压压力：选用50Mpa螺杆转速：选用30r/m（二）确定型腔数量及流道布局形式由于制件的外型尺寸比较大，所以模具采用一模一腔结构。综合考虑浇注系统，模具结构复杂程度等因素制定如图5所示

25、的流道布局形式：图5 流道布局形式此方案使塑料溶体的流向得到平稳的转换并尽快地充满型腔，可以达到均衡地进料，同时充满型腔。分流道呈S分布，能方便调整充模时的剪切速率。（三）浇注系统的设计1、主流道的设计根据材料成型设备9查得SZ-500/2000型注射机喷嘴的有关尺寸喷嘴头的凸球面半径R1=15mm，喷嘴的孔径d0=4mm。根据模具主流道和喷嘴的关系 取喷嘴头的凸球面半径R=16mm取主浇道衬套的孔径d=5mm球面配合高度h=38mm，取h=4mm主流道长度L=53mm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24，经换算得主流道大端直径D=6mm；为了使熔料顺利进入分流道，

26、主流道与分流道过度圆角r=13mm，取r=3mm；内壁表面粗糙度Ra为0.63um。2、分流道的设计分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快的经分流道均衡的分配到各个型腔，因此采用图7所示平衡式分流道。图6 分流道布局形式（1）分流道长度分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。（2）分流道的截面尺寸和形状分流道的截面尺寸应根据塑件的体积、壁厚、形状复杂程度、注射速率、分流道的长度等因素来确定。本塑件材料为聚甲基丙烯酸甲酯，根据模具设计与加工速查手册10查得分流道推荐断面直径为4.89.

27、5，分流道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此取分流道半径为6mm。同时因考虑加工的方便性、分流道出料的流畅性、比表面和小、熔融料的热量损失小和流动阻力小等因素，决定采用半圆形的分流道。（3）分流道的表面粗糙度考虑到塑料熔体的流动性，分流道的表面粗糙度并不要求很低，一般取0.8um-1.6um即可，在此取1.6um。（四）浇口设计浇口是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。根据塑件的成型要求和外部特征，除了一个特定的表面外，其他表面的外观要求不是很高，选用扇形浇口较为理想，用扇形浇口易取得浇注系统的平

28、衡，也利于自动化操作，可以满足产品质量要求。在扇形浇口的设计中，为保持整个浇口长度上截面积处处相等，浇口的深度应逐渐较少。同时，扇形中部和边缘流道长度不同，熔体的流速和压力降不同，为使其流速和压力降相同，在同一截面上浇口的深度应不同。其扇形浇口如图8所示：图7扇形浇口（五）冷却系统的设计1、确定冷却方式聚甲基丙烯酸甲酯所要求的模温较低，虽然模具不断地被注入的熔融塑料加热，模温升高，但是单靠模具自然散热不能使其保持较低的温度，因此必须加冷却机构。由于水的热容量大，导热系数大，成本低，所以选用水作为冷却介质。有时为了满足加速冷却，也可以采用冷冻水冷却。2、冷却系统的计算模具的热量是由辐射传热、对流

29、散热、向模板的传热和与注射喷嘴接触的传热等很多因素综合作用的结果11。要对其精确计算十分困难，现仅考虑冷却介质在管内强制对流的散热，而忽略其它传热因素：（1）假设有熔融塑料放出的热量全部传给模具，其热量为： (8)式中 n每小时注射次数（次/h）；m每次注射的塑料质量（kg/次）；C塑料比热容（J/kg.C）；T1熔料进入模腔温度（C）； T2制品脱模温度（C）。 （2）则带走上述热量，所需冷却水量按下试计算： (9)式中 W通过模具的冷却水量(kg)； T3出水温度()； T4入水温度()； 导热系数（J/m.）， 聚甲基丙烯酸甲酯的导热系数为185J/m.。（3）根据冷却水处于湍流状态下的

30、流速v与管道直径d的关系，确定模具冷却水管直径d. (10)式中 M冷却水的质量（kg）; v管道内冷却水的流速，一般取0.82.5m/s； 水的密度（kg/m3）考虑到模具温度的变化，因此取模具冷却水道直径d=8mm.3、水道的布置考虑到模具的冷却，由于本设计的塑件内部结构比较复杂，所以模具内部必须能够得到充分的冷却，在定模上布置6条冷却水道，动模采用循环水道。冷却水管的布置见图9：图8水道的布置（六）脱模机构的设计在对方形灯座塑件进行脱模时必须遵循以下原则：(1) 推出机构应尽量设置在动模一侧。因为推出机构通常是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的。(2) 因为塑料收缩是抱紧凸模，所以顶

31、出力的作用点应尽量靠近凸模。(3) 顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如壁厚处。作用面积尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏。(4) 为了保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。(5) 机构简单动作可靠。推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。方形灯座是壁薄的方形塑件，因此采用顶杆、矩形顶杆、推杆及推管套机构，机动推出。采用标准顶杆、矩形顶杆、推管，其中有4根顶杆、8根矩形顶杆、4根推杆及推管套，其结构、布置形式见10和图11。为了减少顶杆与凸模固定板的摩擦和有利于排气

32、，将顶杆配合孔的前半段直径减小，使前端顶杆直径与塑件小孔直径相等。顶杆用T10A材料，头部淬火硬度达HRC50以上，表面粗糙度取Ra0.8，和顶杆孔呈H7/h6配合。图9 顶杆图10 塑件上顶杆的布置形式（七）排气系统的设计1、排气系统的作用在注射过程中将型腔中的气体顺利排出，以免塑料产生气泡，疏松等缺陷。气体来源：（1）浇注系统和型腔中原有的空气；（2）塑料中的水分在注射温度下蒸发的水蒸气；（3）塑料熔体受热分解产生的挥发气体；（4）熔体中某些添加剂的挥发和化学反应生成气体2、设计要点（1）保证迅速、有序、通畅，排气速度应与注射速度相适应；（2）排气系统应设在塑料流末端；（3）应设在主分型面

33、凹模一侧；（4）尽量设在塑件较厚的部位；（5）排气方向应避开操作区，以防高温熔料溅出伤人；3、采用的设计方法由于该塑件厚度较小，所以模具可通过分型面和凸模固定板上的顶杆间隙进行排气。（八）成型零件的设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件。本设计中成型零件包括成型外表面的凹模和镶块、成型内表面的凸模和型芯。设计成型零件时应考虑：(1) 尽量保证塑件外观：完整性、美观，避免尖角、毛边、飞刺等；(2) 应使成型零件的加工工艺合理，省时省力，并能达到必要的装配精度；(3) 成型零件要有必要的制造和装配基准面，力求装配时定位可靠、方便和快捷；(4) 配合面应尽量少，以便制造和装配；(5) 嵌

34、件应便于修复和更换；(6) 成型零件在使用时应方便和简捷；(7) 成型零件应具有足够的强度和刚度；设计成型零件时，应根据塑料的特性、塑件的结构和使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件的结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。1、成型零件的结构设计（1）型腔型腔用以形成制品的外表面，采用局部镶拼结构，便于研磨和抛光。利用这种型腔不仅有效的解决了模具加工的成本问题，也便于维修。如图12所示：图11 凹模零件图（2）型芯型芯用以形成制品的内表面，采用螺钉固定式型芯，刚性大，加工

35、量较小。如图13所示：图12 凸模零件图2、成型零件钢材的选用方形灯座是中批量生产，成型零件所选用的钢磨性和抗疲劳性，材料的机械加工性能和抛光性能也应良好。型腔的材料是3Cr2W8V，淬火后其硬度可达55HRC；型芯的材料是3Cr2W8V，淬火后其硬度可达55HRC；（九）模具的动作原理图图13 模具动作过程动作原理：模具合模，注射机将熔融塑料液态注入主流道，通过分流道流到型腔中，注塑完后模具保持一定压力同时进行冷却，一段时间后进行开模，定模与动模分开，由于拉料杆的作用使料头和塑件全部留在动模上。然后顶出液压缸作用带动面针底板和面针板推动，在顶杆、矩形顶杆和推杆及推管套共同作用下把塑件和料头顶

36、出动模。合模进行下一次注塑。 七、型腔型芯的计算（一）、型腔Ls1=50 Scp=0.03 Hs=6.8 Hb=4.2 模具成型零件的制造公差取$z=/4 Lm=(Ls1+Ls1Scp-3/4) +& =(50+50*0.03-3/4 ) +&=51.2+0.1Hm=(Hs1+Hs1Scp-2/3) +&=(6.8+6.8*0.03-2/3*0.4) +&=6.74+0.1Hml=(Hb+HbScp+2/3) +&=4.2+4.2*0.03+2/3*0.4) +&=4.59 +0.1Lm=(d+dScp-3/4) +& （二）型芯Ls2=42 模具成型零件的制造公差取$c=/6Lm=( Ls2

37、+ Ls2Scp-$c /4) + $z/2 =(42+42*0.03-0.1/6) +0.03=43.273Hm=( Hb + HbScp +$c /4) + $z/2 =(4.2+4.2*0.03+0.1/6) + 0.03=4.37 八、模具零件图和装配图（一）成型零件图凹模、凸模的形状结构如图15、16所示，具体尺寸标注及技术要求可见零件图：图14凹模零件图图15凸模零件图（二）模具装配图模具二维装配图由零件图所示，模具三维装配如图17：图16模具三维装配图 九、关键零件的加工工艺过程（一）型芯加工工艺过程1415图17 型芯加工流程图（二）型腔加工工艺过程图18 凹模加工流程图（三）

38、A板加工工艺过程图19定模座板加工流程图（四）B板加工工艺过程 图20动模座板加工流程图 十、模具的装配装配模具是模具制造过程的最后阶段，装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。其装配顺序为： 确定装配基准；装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净； 调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于80%，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边； 在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查； 组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象； 装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电。装

39、配液压系统时允许使用密封填料或密封胶，但应防止进入系统中； 试模：试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记及组装基面。其装配流程见图22：图21模具装配流程1、型腔的装配为了装配方便，采用型腔与模板之间过盈配合。2、导柱导套的装配导柱、导套是模具合模和开模的导向装置，它们分别安装在塑料模具的动、定模部分。装配后，要求导柱、导套垂直于模板平面。导柱和导套以H7/g6配合，导套以最紧过渡配合H7/n6紧固在定模上。3、浇口套的装配一般采用过盈配合。装配后的要求浇口套与模板配合孔紧密、无缝隙。浇口套和模板孔的定位台肩应紧密贴实。 十一、模具材料例表（一）标准件的清单表2 标准件的清单名称材料型

40、号数量模架55钢4040-AI-A板80-B板501浇口套T10A型50571定位环45钢160151导柱T8AGB/T4169.4-1984 351104带头导套T8AGB/T4169.3-1984 48604螺钉45钢GB70-76 M162304螺钉45钢GB70-76 M16604螺钉45钢GB70-76 M5238螺钉45钢GB70-76 M12508密封圈半粗羊毛毡d20mm12密封圈半粗羊毛毡d8mm4（二）非标准件的清单表3 非标准件清单名称材料型号数量凸模3Cr2W8V260260251凹模3Cr2W8V260260351复位杆T10A301854拉料杆T10A111821顶

41、杆T10A101874矩形顶杆T10A20130（151.4） 8推杆T10A142454推管套T10A212904电极紫铜 十二、模具的生产过程模具的生产过程如图24所示：图22模具生产流程 十三、模具成本的估模具价格技术参数法计算表客户客户名机种名部品名注塑材料密度/(d/mm3)产品长(L)/mm宽(W)/mm高(H)/mm产品体积/mm3产品重量/t PA661.1950506.8102.30.121 模具长(L)/mm宽(W)/mm高(H)/mm重量/kg注塑机吨位/t型腔型芯每模取件数取件方式产品表面热流道450400340460.481模架材料/部品明细其它零件/部品明细模具零件

42、名长(L)/mm宽(W)/mm高(H)/mm数量重量/kg材质单价/(元/kg)金额/元零件名数量材质单价/(元/kg)金额/元基本模架4504003401460.555C=B497.53454 斜推块kg71855.60 定模座板450400601132.455C=B497.5993 斜导柱0 自动脱料板45C5.60 顶杆4T10A1040 型腔板2602603514071855.62224 顶管0 型芯板26026025133.8571855.61882 弹簧0 顶出推板45C5.60 合计40 模脚支架45C5.60 选购件明细推杆固定板45C5.60 零件名数量规格单价金额推板24514144784 T10A1031360 热流道0 动模座板450400601132.455C=B497.5993 截流腔0 其它0.02371855.60 隔热板0