灯座塑料模具设计(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7章模架的选择··············································13绪论·································································14参考文献·····························································15谢致·································································16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章前言第1页（共16页）第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：220~275℃，注意不要超过275℃。模具温度：40~80℃，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4~7mm。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1~1.5mm，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材料完全可以使用热流道系统。成型时间：注射时间20s~60s高压时间0s~3s冷却时间20s~90s总周期50s~160s2.2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1~4%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、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。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1.8~2.5%。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、抗酸碱灯座塑料模具设计第2页（共15页）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2-12、塑件尺寸公差标准第2章塑料的工艺性设计第3页（共16页）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。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)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。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Ra0.4μm。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Ф12、4-Ф10、4-Ф4.5、4-Ф5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确定成型工艺参数灯座塑料模具设计第6页（共16页）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成型工艺参数聚碳酸脂预热和干燥温度t/℃110～120成型时间注射时间20～90时间τ/h8～12保压时间0～5料筒温度t/℃后段210～240冷却时间20～90中段230～280总周期40～190前段240～285螺杆转速n/(r·min-1)28喷嘴温度t/℃240～250后处理方法红外线灯模具温度t/℃70（90）～120温度t/℃鼓风烘箱100～110注射压力p/Ma80～130时间r/h8～12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φ170mm，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Ｑ=0.5％～0.7％，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=Δ／3。表3.1型腔尺寸已知条件：平均收缩率SCP=0.006mm；模具的制造公差取Z=Δ／3。第3章成型零部件的设计第5页（共16页）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φ690-0.86Lm=（Ls+LsScp%-3/4Δ）0+ðZφ68.770+0.22φ700-0.86φ69.780+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。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=Δ／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φ1140+1.14lm=（ls+lsScp%+3/4Δ）0-ðZφ115.540-0.29φ1210+1..28φ122.680-0.32灯座塑料模具设计第6页（共15页）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。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。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。第4章浇注系统的设计第7页（共15页）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。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。灯座塑料模具设计第8页（共15页）4.3设计主流道及分流道形状和尺寸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=φ4mm根据模具主流与喷嘴的关系：R=R0+(1～2)mmd=d0+0.5mm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。第5章推出机构的设计第9页（共15页）图4.7分流道第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+(2～3)=（121-114）/2+2.5=6mm滑块倾角的确定本例抽芯距较小，选择