臺燈燈座注射模具設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計報告課題名稱: 臺燈燈座注射模具設(shè)計作 者: 專 業(yè): 班級學(xué)號: 指導(dǎo)教師: 目 錄 第一節(jié) 塑件的工藝性分析3第二節(jié) 確定成型設(shè)備選擇與模塑工藝規(guī)程編制6第三節(jié) 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計9第四節(jié) 注射模設(shè)計的尺寸計算14第五節(jié)注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核18心得體會 19參考文獻(xiàn) 20臺燈燈座注射模具設(shè)計摘 要 本課題以燈具廠的燈座產(chǎn)品為模具設(shè)計的對象，通過對該產(chǎn)品的材料、尺寸精度、表面質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)工藝性等方面的分析，確定成型模具的種類，成型設(shè)備的規(guī)格和型號。編制塑件的模型成型工藝，并進(jìn)一步對該燈具的注射模結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。編制了該注射模主要零件的加工工藝。關(guān)鍵詞燈座 注射模具 模具設(shè)計 模具制造工藝

2、第一節(jié) 塑件的工藝性分析在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，60%-90%的工業(yè)產(chǎn)品都涉及到模具設(shè)計和模具制造，本課題以塑料模中的注射模為設(shè)計對象，選用臺燈燈座為畢業(yè)設(shè)計實例，其目的是對注射模具設(shè)計的全過程有一個總體的認(rèn)識，通過典型的設(shè)計實例，掌握一定的塑料模具設(shè)計與制造的方法。塑件的工藝性分析包括塑件的原材料分析，塑件的尺寸精度分析，塑件表面質(zhì)量和塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及分析，其具體分析如下：1.塑料的原材料 塑料品種：聚碳酸脂（PC）屬于熱塑性塑料。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型材料，透明。使用溫度：小于130；耐寒性好，脆化溫度為-100?；瘜W(xué)穩(wěn)定性： 有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，不耐堿、酮、酯等。性能特點(diǎn)：透氣率較高，介

3、電性良好，吸水性小，但水敏性強(qiáng)，給水量不得超過，且吸水后會降解，力合性能很好，抗沖擊、抗蠕性能突出，但耐磨性較差。成型特點(diǎn)：容易溫度高超過330才可重成型，但黏度大，流動性差，溢邊值為0.06 min，流動性對溫度變化敏感，冷卻速度快，成型溶率小，易產(chǎn)生應(yīng)力集中。結(jié)論：(1)熔融溫度高且熔體黏度大，對于大于200g的塑件應(yīng)用螺桿式注射機(jī)成型，噴嘴宜用敞開式起伸噴嘴，并加墊，嚴(yán)格控制模具溫度，一般在70-120為宜，模具應(yīng)用耐磨鋼，并碎化。(2)水敏性強(qiáng)，加工前必須干燥處理，否則會出現(xiàn)銀絲。強(qiáng)度顯著下降現(xiàn)象。(3)易產(chǎn)生應(yīng)力集中，嚴(yán)格控制成型條件，塑件成型后，退水處理，消除內(nèi)應(yīng)力；(4)塑件壁不

4、宜厚，避免有尖角，缺口和金屬嵌件造成應(yīng)力集中脫模斜度宜取20。2.NT5查取公差，其主要尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)如下（單位為mm）如圖1-1所示為本次設(shè)計的零件圖，對該零件上的尺寸進(jìn)行分類： 圖1-1 零件圖(1)塑件外的尺寸：(2)內(nèi)形尺寸： (3)孔尺寸：(4)孔心距尺寸：34±0.28 96±0.50 150±0.573.塑件表面質(zhì)量分析該塑件要求外觀美觀，色澤鮮艷，外表面沒有斑點(diǎn)及熔接痕，粗糙度可取Ra×10mm，而塑件內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求。4.塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 (1)從圖紙上分析，該塑件的外形為回轉(zhuǎn)體，壁厚切勻，且符合最小壁厚要求；(2)塑件型

5、腔較大，有尺寸不等的孔，如12 ， 4-10 ， 4-4.5 ， 4-5，它們符合最小孔徑要求；(3)在塑件內(nèi)壁有4個高2米，長11米凸臺。因此，塑件不易取出，需要考慮側(cè)向抽芯裝置。綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。第二節(jié) 確定成型設(shè)備選擇與注塑模工藝規(guī)程編制（1）計算塑件的體積 計算如圖2-1所示塑件零件的體積：V=V1+V2+V3+V4 =r12h1+r22h2+(×r3)2+(×r3)2/2 ×h3+r42h4 =(3.14×322×60)+ (3.14×612×32)+ (×65)2+(×61)

6、2/2 ×30+ (3.14×652×8) =200172.30mm 圖2-1塑件零件圖(2)計算塑件的質(zhì)量計算塑件的質(zhì)量是為了選擇注射機(jī)及確定模具型腔數(shù)目。塑件的質(zhì)量為 ： W= =200172.30×1.2×10-3 =2402064.6g根據(jù)塑件形狀及尺寸采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮外形尺寸，對塑件的材料的分析及注射時所需的壓力情況，參考模具設(shè)計手冊螺桿式注射機(jī)：Xs-ZY-250，（經(jīng)注射機(jī)參數(shù)校核，X3 -ZY-250不能滿足閉合高度要求，所以取用X3 -ZY-500）。(3)塑件成型工藝參數(shù)的確定工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格預(yù)熱和干燥溫

7、度t：110-120 成型時間/s注射時間20-90時間t:8-12h保壓時間0-5料筒溫度t/后段210-240冷卻時間20-90中段230-280總周期40-190前段230-285螺桿轉(zhuǎn)速n/(r·min)28噴嘴溫度t/240-250后處理方法紅外線燈模具溫度t/70（90）-120溫度t/鼓風(fēng)烘箱100-110注射壓力p/MPa80-130時間r/h8-12（4）填寫塑件成型工藝卡片（廠名）塑料注射成型工藝卡片資料編號車間共 頁第 頁零件名稱燈座材料牌號PC設(shè)備型號XS-XY-500裝配圖號材料定額每模件數(shù)1件零件圖號單件質(zhì)量240.20g工裝號材料干燥設(shè)備溫度/110-1

8、20時間/h8-12料筒溫度后段/210-240中段/230-280前段/240-285噴嘴/240-250模具溫度/70(90)-120時間注射/s20-90保壓/ s0-5冷卻/ s20-90壓力注射壓力/MPa80-130背壓/MPa后處理溫度/鼓風(fēng)烘箱100-110時間定額輔助/min時間/h8-12單件/min檢驗編制校對審核組長車間主任檢驗組長主管工程師第三節(jié) 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定及腔型的排列，澆注系統(tǒng)設(shè)計，型芯，型腔結(jié)構(gòu)的確定，推件方式，側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計，模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計等內(nèi)容。1.分型面的選擇該塑料為燈座，外形要求美觀，無斑

9、點(diǎn)和熔接痕，表面質(zhì)量要求較高，在選擇分型面時，根據(jù)分型面的選擇方案。其一，這塑件小端底平面需用瓣合式，這樣在塑件表面會留有熔接痕，同時增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度；其二，選塑件大端底平面作為分型面，如圖3-1所示，采用這種方案，側(cè)面抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)在動模部分，模具結(jié)構(gòu)也較為簡單。所以，選塑件大端底平面作為分型面，如圖3-1(b)所示，較為合理。 圖3-1 分型面的選擇由于該塑件采用的是一模一件成型，所以，型腔布置在模具的中間。這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(1)主流道設(shè)計主流道是指澆注導(dǎo)流中以注射機(jī)噴嘴與模具接角處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是溶體最關(guān)鍵的部分，它的

10、形狀與尺寸對塑體的流動速度和充模時間有較大的影響。根據(jù)手冊查得XS-ZY-500型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸。因此，必須使熔體的溫度降和損失最小，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角為20-60，小端直徑d注射機(jī)噴嘴直徑大0.5-1mm。噴嘴球半徑：R0=18mm噴嘴孔直徑：d0=4mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：R=R0+（1-2）mm，d= d0+0.5mm取主流道球面半徑：R=20mm取主流道的小端直徑：d=4.5mm為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為10-30。經(jīng)換算得主流道大端直徑D=12mm。同時為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計r=5mm的圓弧過渡。(2)分流

11、道的設(shè)計在設(shè)計多型腔或者多澆口的單型腔的澆注導(dǎo)流時，應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道未端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。分流道采用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔。設(shè)計時請注意盡量減少流動過程中的熱量損失的壓力損失。分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率等因素有關(guān)。該塑件的體積比較大，但形狀不算太復(fù)雜，且壁厚均勻，可考慮采用多點(diǎn)進(jìn)料方式；縮短分流道長度，有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證。本例從便于加工的方面考慮，采用截面形狀為半圓形的流流道。查有關(guān)手冊得R=6mm。1)分流道截面尺寸視塑料品種、塑件尺寸，成型工藝條件以及流道的長度等因素來確定，通常

12、圓形截面分流道直徑為2-10mm；對流動性較好的尼聚乙稀，聚丙烯等塑料的小型塑料，在分流道長度很短時，直徑可小到2mm，對流動性較差的聚碳酸酯，聚硯等可大至10mm，對于大多數(shù)料，分流道截面直徑常取5-6mm。梯形截面分流道的尺寸可按下面經(jīng)驗公式確定b=式中b梯形大度邊寬度，mm； L分流道的長度，mm； m塑件的質(zhì)量，g； h梯形的高度，mm；2) 分流道的長度，根據(jù)型腔在分型面上的排布情況，分流道可分為一次分流道，二次分流道甚至三次分流道。分流量的長度要盡可能短，且磨折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和能耗。3) 分流道的表面粗糙度，由于分道流中與模具接觸的外層塑料的外層塑

13、料迅速冷卻，只有內(nèi)部的腔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不能太低，一般Ra取1-65m左右，這可增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻、固定、形成耐墊層。4) 分流道在分型面上的布置形狀，分流道在分型面上的布置形式與型腔在場型面上的布置形式密切相關(guān)，如果型腔成圓形分布，則分流道是輻射狀布置，如果型腔呈矩形狀分布則分流道一般采用“非”字狀布置；另一個是流程盡量短，對稱布置，使脹模力的中心與注射機(jī)鎖模力的中心一致，分流道常用的布置形式自平衡式和非平衡式兩種，這與多型腔的平衡式與非平衡式是一致的。(3)澆口設(shè)計a、澆口形式的選擇。由于該塑件外觀質(zhì)量要求較高，澆口的位置和大小應(yīng)以不影

14、響塑件的外觀質(zhì)量為前提。同時，也應(yīng)盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡單。根據(jù)對該塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分型面的位置，可選擇的澆口形式有幾種方案，其分析見表如下：澆口形式有以下幾種常見形式：1）潛伏式澆口，其特點(diǎn)是從分流道處直接以隧道式澆口進(jìn)入型腔，澆口位置在塑件內(nèi)表面，不影響其外觀質(zhì)量，但采用這種澆口形式會增加模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度；2）輪輻式澆口，它是中心澆口的一種變異形式，采用幾股料進(jìn)入型腔，縮短流程，去除澆口時較方便，但有澆口痕跡，模具結(jié)構(gòu)較潛伏式澆口的模具結(jié)構(gòu)簡單；3）盤形澆口，它具有料流同時前進(jìn)、進(jìn)料均勻、不易產(chǎn)生熔接痕、排氣條件好等優(yōu)點(diǎn)，但是澆口凝料去除較困難，需要切削加工或沖切法去除。此外，模具結(jié)

15、構(gòu)設(shè)計也不易實現(xiàn)；4）點(diǎn)澆口，又稱針澆口或菱形澆口，采用這種澆口，可獲得外觀清晰，表面光澤的塑件，在模具開模時，澆口凝料會自動拉斷，有利于自動化操作。由于澆口尺寸較小，澆口凝料去除后，在塑件表面殘留痕跡也很小，基本上不影響塑件的外觀質(zhì)量，同時，采用四點(diǎn)澆口進(jìn)料，流程短而進(jìn)料均勻。由于澆口尺寸較小，剪切速率會增大，塑料黏度降低，提高流動性，有利于充模。但是模具需要設(shè)計成雙分型面，以便脫出澆柱系統(tǒng)凝料，增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，但能保證塑件成型要求。根據(jù)燈座塑件的特點(diǎn)以及對塑料成型性能，澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較，確定成型該塑件的模具采用點(diǎn)澆口方式。b進(jìn)料位置的確定。根據(jù)塑件外觀質(zhì)量的要求以及型腔的

16、安放方式，進(jìn)料位置設(shè)計在塑件底部。(4)型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定 型芯、型腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu)。 整體式型腔是直接在型腔板上加工。有較高的強(qiáng)度和剛度。但零件尺寸較大時加工和熱處理都較困難。整體式型芯結(jié)構(gòu)牢固，成型塑件質(zhì)量好，但尺寸較大。消耗貴重模具鋼多不便加工和熱處理。整體式結(jié)構(gòu)適用于形狀簡單的中小型塑件。 組合式型腔是由許多拼塊鑲制而成，機(jī)械加工和熱處理比較容易，能滿足大型塑件的成型需要。組合式型芯可節(jié)省貴重模具鋼，便于機(jī)加工和熱處理，修理更換方便。同時也有利于型芯冷卻和排氣的實施。由于該塑件尺寸較大，最大可達(dá)170mm，且形狀復(fù)雜，有錐面過渡。若采用整體式型腔加工和熱處理都較困難。所以，

17、采用拼塊組合式，在型腔的底部大面積鑲拼結(jié)構(gòu)?？紤]模具溫度調(diào)節(jié)，型芯采用整體式結(jié)構(gòu)。(5)推件方式的選擇 根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)，模具型腔在動模部分。開模后，塑件留在型腔。其推出機(jī)構(gòu)可采用推塊推出或推桿推出。其中，推塊推出結(jié)構(gòu)可靠，頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量。但塑件上有圓弧過渡，推塊制造困難；推桿推出結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件頂部裝配后使用時并不影響外觀。從以上分析得出：該塑件采用推桿推出機(jī)構(gòu)。(6)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)沒計 該塑件上有內(nèi)凸結(jié)構(gòu)，它垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此，成型內(nèi)凸部分的零件必須做成活動的型芯，即設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)有兩

18、種選擇方案。其一，采用滑塊導(dǎo)滑的斜滑塊分型抽芯機(jī)構(gòu)，如圖3-2 (a)所示。其二，采用斜桿導(dǎo)滑的分型抽芯機(jī)構(gòu)如圖3-2 (b)所示。 如圖3-2所示，因塑件側(cè)芯距較小，且圖3-2 (a)的模具結(jié)構(gòu)較圖3-2 (b)的模具結(jié)構(gòu)安裝調(diào)整簡單，故選擇滑塊導(dǎo)滑的斜滑塊分型抽芯機(jī)構(gòu)（圖3-2（a）。 (a) (b)圖3-2 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)（7）標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 本塑件采用點(diǎn)澆口注射成型，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，選擇A型模架，燈座注射模具見總裝配圖。第四節(jié) 注射模設(shè)計的尺寸計算 一、成型零件尺寸計算 該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計算，查有關(guān)手冊得PC的收縮率為Q=0.5%-0.7%，故平均收縮率為SCP=（0.5+

19、0.7）%/2=0.6%=0.006。根據(jù)塑件尺寸公差要求。模具的制造公差取t=/4。(1)型腔的計算a、導(dǎo)滑板的計算小端對應(yīng)的型腔計算：Lm=(Ls+LsscP%-3/4)+ 20當(dāng)Ls取 時=(+·scp%-3/4)+(/4) 20scp=(0.5+0.7)%/2=0.6%=0.006Lm=(+·0.006%-3/4)+ (/4) 20 =Lm=(Ls+LsscP%-3/4)+ 20當(dāng)Ls取時=（+·scp%-3/4）+20=（ +·0.006%-3/4）+(/4)20 =內(nèi)凸對應(yīng)的型芯計算Lm=(Ls+Lsscp%-3/4)+ 20取Ls為 時Lm

20、=(Ls+Lsscp%-3/4)+ 20 =（+·0.006%-3/4）+ (/4)20 =115.54取Ls為 時Lm=（+·0.006%-3/4）+ (/4)20 =b、型腔板的計算大端對應(yīng)的型腔計算：Lm=(Ls+LsscP%-3/4)+ 2 取Ls為時 Lm=(+·0.006%-3/4)+ (/4)20 =以下依次取Ls為 、 、 時結(jié)果分別為Lm= Lm= Lm=(2)型芯的計算：hm=（hs+hscp%-3/4）+20取hs=時，代入數(shù)據(jù)hm=（+·0.006%-3/4）+ (/4)20 =取hs=時hm=（+·0.006%-3/4

21、）+ (/4)20 =a、型芯的計算：Lm=(Ls+LsscP%-3/4)+ -02取Ls=時Lm=（+·0.006%-3/4）+ (/4)20 =依次取Ls= 、 、 、 時分別結(jié)果為Lm= Lm= Lm= Lm=b、小型芯的計算Lm=(Ls+LsscP%-3/4)+ -02取Ls為時Lm=（+·0.006%-3/4）+ (/4)20 =2.16依次取Ls為、 、 、 時分別結(jié)果Lm= Lm= Lm= Lm=hm=（hs+hscp%-2/3）+20取hs=hm=+·0.006%-2/3)+ (/4)20 =取hs=時 hm=（+·0.006%-2/3）

22、+ (/4)20 =c、孔距的計算型腔之間的中心距Cm=（CS+CSS CP%）±S2/8 取Cs為34±0.28時Cm=（34±0.28+34±0.28·0.006%）±S2/8 =34.20±0.035依次取C s為96±0.50、150±0.57時結(jié)果分別為：Cm=96.58±0.062Cm=150.9±0.071二、確定抽芯機(jī)構(gòu)零件尺寸計算(1)抽芯距的計算S抽=h+(2-3) =(121-114)/2+2.5 =6mm 其中，h為凸臺高度，（2-3）mm為抽芯安全導(dǎo)數(shù)。 (2

23、)滑塊傾角的確定 斜滑塊傾角是抽芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與塑件成型后能否順利取出以及推出辦推出距離有直接的關(guān)系，本燈座抽芯距離較小，選擇0.2100。 (3)確定斜滑塊尺寸。 斜滑塊在導(dǎo)滑板中導(dǎo)滑，根據(jù)塑件尺寸需求，校核實際抽芯距。 =tan100×40 =7.04mm>S抽 滿足抽芯距要求。第五節(jié) 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核1.模具閉合高度的確定和校核 (1)模具閉合高度的確定。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架各模板尺寸及模具設(shè)計的其他零件尺寸：定模座板=45mm。 (2)壓板=25mm，型芯固定板=25mm，型腔板=93mm，凹模鑲塊=65mm，墊板35mm，模腳=85mm。模具閉合高度： +

24、+ + 85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm=373mm2.模具安裝部分的校核 該模具的外形尺寸為365mmX315mm，XS-ZY250型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為598X520，故能滿足模具安裝要求。 由于XS-ZY-250型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為Hmin=165mm，最大厚度Hmax350mm，即模具閉合高度不滿足HminHHmax的安裝條件。所以，另選注射機(jī)XS-ZY-500型，即可滿足模具安裝要求。3.模具開模行程校核 經(jīng)查資料注射機(jī)XS-ZY500型的最大開模行程s=500mm，滿足下式計算所需的出件要求 sHl+H2+a+(510)mm =40+133+95+7=275mm此外，由于側(cè)分型抽芯距較短，不會過大增加開模距離，注射機(jī)的開模行程足夠，經(jīng)驗證明，XS-ZY-500型注射機(jī)能滿足使用要求，故可以采用。根據(jù)校核結(jié)論，將XS-ZY-500填入表226模型工藝卡。總 結(jié)三年的大學(xué)生活即將結(jié)束了，接踵而致的就