资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共27页)
编号：533718
类型：共享资源
大小：6.99MB
格式：ZIP
上传时间：2015-11-26
上传人：QQ28****1120
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
辽宁
IP属地：辽宁
20
积分
- 关 键 词：
-
机械毕业设计全套
- 资源描述：
-
灯罩塑料模具设计,机械毕业设计全套
- 内容简介：
-
本科毕业设计（论文） 题目：灯罩塑料模具设计 系别： 机电信息系 专业： 机械设计制造及自动化 班级： 学生： 学号： 指导老师： 2013 年 5 月 nts I 灯罩塑料模具设计 摘要 本设计分析了灯罩的结构，提出了模具设计的关键点，设计了模具的整体结构。根据塑件分型面的位置，设计了推件板和斜顶杆的推出结构，零件采用了双分型面的点浇口，提高了零件的外面质量。通过对塑件进行工艺的分析及其结构分析，从产品结构工艺性 ， 具体模具结构出发 ， 对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、注射机的选择及有关参数的校核都有详细的设计。该模具一模四腔 ， 采用顶针顶出结构。经过生产验证，该模具结构合理，动作可靠。 关键词： 灯罩 ； 塑料模具 ； 注射机 nts II The Plastic Mold Design of Lampe Shade Abstract This design on the analysis of the structure of lamp shade， and puts forward the mold design key points， designed the overall structure of the mold. According to the plastic pieces of parting surface， designed the push plate and the inclined plunger， the introduction of the structure， part uses the double parting surface point gate， improve the quality of the parts outside of the. Through to the plastic parts for process analysis and structure analysis， from the product structure craft， specific die structure， the mold of gating system， molding part of the structure， the ejection system， selection of injection machine and related parameters of checking all have detailed design. The mold one module and four cavities， adopts the thimble ejection structure. Through production verification， the die structure is reasonable， reliable operation. Keyword： Lampe shade； Plastic mold； Injection machine nts III 主要符号表 k 安全系数 E 材料弹性模量 Smax 塑料的最大收缩率 q 熔融塑料在模腔内的压力 Smin 塑料的最小收缩率 V 塑 塑件体积 P0 注射压力 V 注 注射机理论注射量 P 公 公称注射压力 F 锁 锁模力 s 塑件公差 s 塑件收缩引起的塑件尺寸误差 T 注射机的额定锁模力 LS 塑件尺寸 L 凹 型腔尺寸 L 凸 型芯尺寸 H 塑 塑件內形深度基本尺寸 S 注射机最大行程 d 塑件外径基本尺寸 H 模具闭合尺寸 D 塑件內形基本尺寸 Hmin 模具最小尺寸 h 凸模 /型芯高度尺寸 Hmax 模具最大尺寸 模具制造公差 倾斜角 A 塑件包紧型芯的侧面积 p 单位面积塑件对型芯的正力 F 塑件的投影面积 n 个数 P 型腔压力 f 摩擦系数 长度系数 Q 总脱模力 nts IV 目录 1 塑件分析 . 1 1.1 塑件分析 . 1 1.2 材料的选择 . 1 2 注塑机的选择 . 2 2.1 估算塑件体积 . 2 2.2 浇注系统凝料体积的初步估算 . 2 2.3 根据注射容量初选注塑机 . 2 2.4 注塑机的校核 . 3 2.4.1 最大注射量校核 . 3 2.4.2 注射压力校核 . 3 2.4.3 锁模力校核 . 3 2.4.4 模具厚度校核 . 3 2.4.5 开模行程校核 . 4 3 浇注系统设计 . 5 3.1 主流道设计 . 5 3.2 冷料井设计 . 5 3.3 分流道设计 . 5 3.3.1 分流道的布置形式 . 6 3.3.2 分流道长度 . 6 3.3.3 分流道截面形状及尺寸 . 6 3.4 浇口设计 . 6 4 成型零件设计 . 7 4.1 分型面的确定 . 7 4.2 型腔分布 . 7 4.3 成型零件结构设计 . 7 4.3.1 模具成型零件的工作尺寸计算 . 7 5 导向机构设计 . 11 5.1 导向机构的作用 . 11 5.2 导柱、导套设计 . 11 5.2.1 导柱的设计 . 11 nts V 5.2.2 导套设计 . 11 6 脱模机构的设计 . 13 6.1 脱模力的计算 . 13 6.2 简单脱模机构 . 13 6.2.1 顶杆强度的计算 . 14 6.3 复位装置 . 14 7 抽芯机构设计 . 15 8 冷却系统设计 . 16 9 塑料模具用钢 . 17 10 模具装配图及工作过程 . 18 10.1 模具装配二维图 . 18 10.2 模具开模状态 . 19 10.3 模具装配图三维爆炸图 . 20 10.4 模具工作过程 . 21 nts1 塑件分析 1 1 塑件分析 1.1 塑件分析 工件如图 1.1 所示，它是日常用品，需求量大，外面要求比较高，所以模具浇注系统采用双分型的点浇口，根据该塑件的结构特点，模具设计采用顶 杆 顶出机构 。为了使模具与注射机相匹配以提高生产力和经济性、保证塑件精度，并考虑模具设计时应合理确定型腔数目，由于产 量 比较大，该模具选择一模四腔。 1.2 材料的选择 通常 ， 选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求 ， 以及原材料厂家提供的材料性能数据 。 对于常温工作状态下的结构件来说 ， 要考虑的主要是材料的力学性能 。 该塑件对材料的要求首先必须是透光性好 ， 其次才是成型难易和经济性问题 ， 成型特性上以聚碳酸酯为好，由于是一般性民用品，所以价格上是需要考虑的，我们主要要求是价格和透光度，最终选定 PS 为塑件材料。 图 1.1 塑件图 （ a）二维塑件图 （ b）三维塑件内部结构 （ c）三维塑件外部结构 nts2 注塑机的选择 2 2 注塑机的选择 2.1 估算塑件体积 通过 solidworks 软件建模分析塑件质量属性为 （塑件 材料为 PS， 密度 1.05g/cm3） ： 塑件体积为： V 塑 18cm3； 塑件质量为： m 塑 19g。 2.2 浇注系统凝料体积的初步估算 由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验 按照塑件体积的 0.2 倍 1 倍来估算 16。由于本次设计采用的流道比较长每一次浇注系统的凝料按塑件体积的 0.5 倍估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统和 4 个塑件体积之和）为： V 总 1.5nV 塑 （ 2.1） 式中 V 总 塑料熔体的总体积 ， cm3； n 塑件的个数 ，个 ； V 塑 塑件的体积 ， cm3。 计算得 V 总 1.5418 108cm3。 2.3 根据 注射容量 初选注塑机 确定了一次注入模具型腔塑料熔体的总体积 V 总 以后 ， 就可以根据注射容量初选注射机，而注射机容量可以用下式计算 16。 V 总 0.8V 注 （ 2.2） 式中 V 注 注射机最大注射容量， cm3； 0.8 最大注射容量的利用系数。 计算得 V 注 108/0.8 135cm3 根据计算，初步选择公称注射量为 200cm3，注射机型 号 G54 S 200/400卧式注射机。其主要参数见表 2.1。 nts毕业设计（论文） 3 表 2.1 注射机主要技术参数 理论注射量 /cm3 200 拉杆空间（长 宽） /mm 290368 螺杆直径 /mm 55 定位孔直径 /mm 100 注射压力 /Mpa 109 喷嘴球半径 /mm 15 锁模力 /kN 2540 注射方式 螺杆式 模板最大行程 /mm 350 螺杆转速 /rmin-1 16、 28、 48 模具最大厚度 /mm 400 喷嘴孔径 /mm 4 模具最小厚度 /mm 230 锁模形式 液压 机械 2.4 注塑机的校核 2.4.1 最大注射量校核 G54 S 200/400 型注射出成型机的理论注射量为 200cm3 135cm3，因此满足要求。 2.4.2 注射压力校核 根据材料 PS 所需注射压力为 60MPa110MPa，取 P0 80MPa， 该注射机 的注射压力 P 公 109MPa，注射压力安全系数 k1 1.251.4，取 k1 1.3，则 k1P0 1.380 104MPa P 公 ，所以，注射机注射压力合格。 2.4.3 锁模力校核 模具从分型面涨开的必须小于注射机规定的锁模力 16。即 Tk2Fq/1000（ 2.3） 式中 T 注射机的额定锁模力， t； F 塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积， cm2； q 熔融塑料在模腔内的压力 ， MPa； k2 安全系数，通常取 1.1 1.2， 这里取 1.1。 经查表可 取 q = 30MPa； k2Fq/1000 1.1 （ 3.14402） 30/1000 16.57t 165.7kN F 锁 2540kN 即该注塑机的锁模力符合要求。 2.4.4 模具厚度校核 模具厚度必须满足下式： HminHHmax（ 2.4） 式中 H 模具闭合厚度， mm； minH 注塑机所允许的最小模具厚度， 230mm； maxH 注塑机所允许的最大模具厚度， 400mm； nts毕业设计（论文） 4 根据结构草图可知，初选的模具厚度为 280mm。 则 满足要求。 2.4.5 开模行程校核 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于 双 分形面的注塑模具，其开模行程按下式效核 16： SH1+H2+H3+A+（ 5 10） mm （ 2.5） 式中 S 注塑机的最大行程， mm； H1 为 浇口套凝料 脱模距离，此模具中为 60mm； H1 为塑件 离开型腔 的脱模距离，此模具中为 30mm； H1 点浇口脱模距离 ，此模具中为 30mm； A 定模板与浇口板的分离距离，此模具中为 10mm。 S 60+30+30+10+5 135mm 所以上式成立（ 350135），即该注塑机的开模行程符合要求。 由以上对各参数的效核可知该 G54 S 200/400 型注塑机符合要求。 nts 3 浇注系统设计 5 3 浇注系统设计 浇注系统组成是：主流道、分流道、浇口、冷料井 。 3.1 主流道设计 主流道通常位于模具的中心，是塑料熔体的入口，其形状为圆 锥形，便于熔融塑料的顺利进入，开模时又能使主流道的凝料顺利拔出 16。 主流道长度取 L 60mm；取主流道锥角 4； 主流道入口直径 d 注射机喷嘴直径 +1 4+1 5mm； 主流道出口直径 D d+2Ltan（ /2） = 5+260tan（ 4/2） = 8mm； 主流道球面半径 SR 注射机喷嘴球头半径 +（ 12） 18+2 20mm； 球面配合高度 h 3mm。 故主流道的结构形式如图 3.1。 3.2 冷料井设计 冷料井的位置在正对主浇道的动模上，它的作用是将物料前端的“冷料”收集起来，防止“冷料”进入型腔而影响塑件的质量。开模时冷料井能起到将主流道的冷凝料拉出的作用。冷料井的形式有带 Z 形拉料勾的冷料井；带球头形拉料的冷料井；倒锥形冷料井等 4。 本方案采用的是倒锥形冷料井。 3.3 分流道设计 主流道与浇口之间的通道称为分流道 8。（ a）浇口套二维图 （ b）浇口套三维图 图 3.1 浇口套 nts毕业设计（论文） 6 3.3.1 分流道的布置形式 为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同事还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式 分流道 15。如图 3.2 所示。 3.3.2 分流道长度 根据四个型腔的结构设计，分流道长度适中，如图 3.2。 3.3.3 分流道截面形状 及尺寸 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、半圆形和正六角等 18。 通过考虑加工工艺，装配和经济性，本模具采用梯形截面分流道。 对于壁厚小于 3mm（本塑件厚度为 2mm） ，质量在 200g(本塑件质量 19g)以下的塑件可用 以 下经验公式确定分流道的直径 15。 1 / 2 1 / 40 . 2 6 5 4D W L （ 3.1） 式中 D 分流道的直径， mm； W 流经分流道的塑料量， g； L 分流道长度， mm。 经计算得，本模具分流道直径 D6mm。 梯形高度 H 2D/3 4mm， 梯形斜边与竖直方向夹角在 510，即可确定下底边宽度为 d 4.5mm。 分流道截面如图 3.3。 3.4 浇口设计 浇口的形式众多 ， 该塑件表面质量要求较高，因此采用点浇口。 位置在塑件的 顶 端中心位置。 浇口的结构如图 3.4。 图 3.2 分流道布置形式 图 3.3 分流道截面形状 图 3.4 点浇口的结构形式 nts4 成型零件设计 7 4 成型零件设计 4.1 分型面的确定 该模具中分型面设在塑件截面尺寸最大的部位，如图 4.1 中 A-A 截面。 4.2 型腔分布 模具型腔在模板上的排列方式通常有圆形排列、 H形排列、直线排列、对称排列及复合排列等。该模具有简单的抽芯结构，综合考虑模具设计为一模四腔，零件采用对称排列，有利于节约材料，简化结构。具体排布如图 4.2。 4.3 成型零件结构设计 4.3.1 模具成型零件的工作尺寸计算 按 平均收缩率法进行计算，公式如以下 7： （ 1）凹模 （型腔） 內形尺寸： 凹 塑 (1+ ) 34+3 （ 4.1） 式中： L 凹 型腔內形尺寸 ， mm； L 塑 塑件外径尺寸 ， mm； k 塑料平均收缩率 ， %， 取 0.5%； 模具制造公差，按 IT9 级公差选取而精度要求不高的塑件按（ 1/3 1/6） 选取，此处选 1/3。 塑件公差， 此值查塑料公差表 ； 所以型腔尺寸如下： 1 80 (1+ 0.005) 34 0.86+0.863 80.78 0:0.29 2 28 (1+ 0.005) 34 0.50+0.503 28.75 0:0.17 3 37 (1+ 0.005) 34 0.56+0.563 36.76 0:0.19图 4.1 分型面位置 图 4.2 型腔分布 nts毕业设计（论文） 8 型腔深度的尺寸计算： 凹 塑 (1+ ) 23+3 （ 4.2）式中： h 凹 凸模 /型芯高度尺寸 ， mm； h 塑 为塑件內形深度尺寸 ， mm； 、 k 含义如（ 4.1）式中。 1 28 (1+ 0.005) 23 0.50+0.503 27.81 0:0.17 2 15 (1+ 0.005) 23 0.30+0.303 14.86 0:0.10 型腔二维图三维图如图 4.3。 （ 2） 凸模（型芯） 外形尺寸计算： 凸 塑 (1+ ) + 34（ 4.3） 式中： L 凸 凸模 /型芯外形尺寸 ， mm； L 塑 塑件內形尺寸 ， mm； 、 k 含义如（ 4.1）式中 。 所以型芯的尺寸如下： （ a）型腔板二维图主视图 （ b）型腔板二维左视图 （ c）型腔板三维图正面 （ d）型腔板三维图背面 图 4.3 型腔 nts毕业设计（论文） 9 1 76 (1+ 0.005) + 34 0.86. 77.03;0.29 0 2 4 (1+ 0.005) + 34 0.24. 4.2;0.08 0 2 13 (1+ 0.005) + 34 0.28. 13.3;0.09 0 型芯的二维三维如图 4.4。 型芯的深度尺寸计算： 凹 塑 (1+ ) + 233（ 4.4） 式中： h 凹 凸模 /型芯高度尺寸 ， mm； h 塑 塑件內形深度尺寸 ， mm， 即塑件的实际內形深度尺寸 ； 、 k 含义如（ 4.1）式中。 型芯的高度为： 1 4 (1+ 0.005) + 23 0.240.243 4.18;0.08 0 （ a）型芯二维主视图 （ b）型芯二维左视图 （ d）型芯三维背面图 图 4.4 型芯 （ c）型芯三维正面图 nts毕业设计（论文） 10 2 1 (1+ 0.005) + 23 0.200.203 1.14;0.07 0 3 6 (1+ 0.005) + 23 0.240.243 6.19;0.08 0 抽芯机构斜顶杆二维三维图 4.5。 图 4.5 斜顶杆 （ a）斜顶杆二维图 （ b）斜顶杆三维图 nts5 导向机构设计 11 5 导向机构设计 5.1 导向机构的作用 导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定 位和导向的重要零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。 具体作用有以下几点 15：（ 1）定位作用 ； （ 2）导向作用 ； （ 3）承载作用（ 4）保持运动平稳作用 。 5.2 导柱、导套 设计 导柱导向是指导柱与导套（导向孔）采用间隙配合使导柱在导套（导向孔）内滑动，配合间隙一般采用 H7/f6 级配合。 5.2.1 导柱的设计 本模具采用加油槽的带头导柱，根据 GB4169.4-84 选用直径为 25mm 长度为 200mm 的导柱。其示意图 6.1 如下： 5.2.2 导套设计 由于导柱已选定所以可查的与之相配的导套 。 为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前段倒一圆角 R。 根据导柱选择直径为 25mm 的导套，其结构如图 5.2 和图 5.3. 图 5.1 导柱 （ a）二维图 （ b）三维图 nts5 导向机构设计 12 图 5.2 导套 1 （ a）导套 1 二维图 （ b）导套 1 三维图 图 5.3 导套 2 （ b）导套 2 三维图 （ a）导套 2 二维图 nts6 脱模机构设计 13 6 脱模机构的设计 6.1 脱模力的计算 经过注射机的高压注射塑料在模具内冷却定型，此时塑料收缩将型芯包紧，这一包紧力是开模后塑件脱出时所必须克服的，此外还有不通孔带来的大气压力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力及机构本身运动时所产生的摩擦阻力。开始脱模时的瞬时阻力最大，称为初始脱模力。脱模力的计算一般总是计算初始脱模力。 塑件的脱模力计算公式如下所示 8。 ( cos sin)（ 6.1） 式中 F 脱模力， N； p 单位面积塑件对型芯的正力， Pa，一般取 p （ 4.48 11.76） MPa； A 塑件包紧型芯的侧面积， m2； f 塑件与模体刚才的摩擦系数，一般去 f 0.1 0.3； 脱模斜度， 取 5.36。 2 2 3.14 40 26 6.531 103 mm2 10 106 6.53 103 (0.25.36 5.36) 6408N 6.2 简单脱模机构 在所有模具的脱模机构中，简单 脱模 机构是最常用的一种形式，即在动模一边施加一次顶出力，就可将塑件从模具中脱出的机构 20，本模具方案采用顶杆脱模机构。 顶杆的形状多种多样，最常见的是截面为圆形的圆形顶杆。其尺寸可参照GB4169.1-1984。本模具采用顶杆为截面为圆形的圆形顶杆如图 6.1，特殊顶杆如图 6.2。 （ a）顶杆 1 二维图 （ b）顶杆 1 三维图 图 6.1 顶杆 1 nts毕业设计（论文） 14 6.2.1 顶杆强度 的计算 （ 1）圆形推 杆直径 d的计算公式如下。 = (64 2 23 )14（ 6.2） 式中 d 圆形推杆直径， mm； 推杆长度系数 0.7； l 推杆长度， mm； n 推杆数量； E 推杆材料的弹性模量， N/cm2，钢 72 .1 1 0E ； Q 总脱模力， N； 计算得 ( 64 0.72 135220 3.143 2.1107 6408)14 3 mm （ 2）推杆应力校核 = 42 (6.3) 式中 推杆应力， N/cm2； s 推杆钢材的屈服极限强度， N/cm2； 4 640820 3.14 32 45.35 即推杆满足要求。 6.3 复位装置 脱模机构将塑件脱模后，在进行下一次成型前，除推板脱模机构以外，必须先行回到初始位置，顶杆与侧向抽出型芯之间会相互干扰，这就更要求顶出机构必须在闭模前回到初始状态 13。 本模具采用复位杆复位 。 复位杆结构形式如图6.3 所示。 图 6.2 顶杆 2 （ a）顶杆 2 二维图 （ b）顶杆 2 三维图 （ a）复位杆二维图 （ b）复位杆三维图 图 6.3 复位杆 nts7 抽芯机构设计 15 7 抽芯机构设计 本模具采用斜滑块机构进行侧向分型与抽芯。斜滑块侧向分型与抽芯的特点是利用推出机构的推力推动斜滑块斜向运动，在塑件被推 出脱模的同时由斜滑块完成侧向分型与抽芯动作 14。 由于该塑件有内侧凹孔，故该塑件必须有内侧抽芯机构。 结构如图 7.1 所示。 抽芯机构的简单运动过程： 模具在分模时型腔 6 与动模分开，动模继续运动，直到顶出机 构 顶到推板 1，推板 1 与 T 型滑槽 2 和顶杆8， 9 连接，推动斜顶杆 3 和顶杆 8， 9，斜顶杆 3 和顶杆 8， 9 推出塑件 7，而斜顶杆 3 为内侧抽芯，此内侧抽芯与塑件推出同时进行。图 7.1 内侧抽芯 1推杆固定板 2.T 型滑槽 3.斜导杆 4.型芯固定板 5.型芯 6.型腔 7.塑件 8 和 9.顶杆 nts8 冷却系统设计 16 8 冷却系统设计 该塑件体积比较小，所以水道采用直水道直径为 6mm，其分布如下图 8.1： （ b）冷却管道分布主视图 （ a）冷却管道分布俯视图 （ c）冷却管道分布左视图 图 8.1 冷却管道分布 nts9 塑料模具用钢 17 9 塑料模具用钢 本模具所用钢材及热处理如下表 9.1 所示。 表 9.1 本模具所用钢材及热处理 20 零件名称 主要性能要求 材料 热处理 浇口套 定位环 耐磨性 T8A 淬火 +低温回火 导柱 导套 表面耐磨，心部有一定韧性 T8A 渗碳 +淬火 +低温回火 淬火 +低温回火 顶杆 拉料杆 头部耐磨，杆部有一定强度 45 局部淬火 +低温回火 螺钉等 一般强度 45 正火 固定模板 、垫板 一般强度 45 正火 型芯、型腔等成型零件 高精度、高抛光性、高寿命 40Cr 调质处理 nts10 模具装配图及工作过程 18 10 模具 装配图及工作过程 10.1 模具装配二维图 如图 10.1。 图 10.1 模具装配图 1.动模固定板 2.内六角螺钉 1 3.垫块 4.推杆支撑板 5.推杆固定板 6. 3 顶杆 1 7.型芯固定板 8.内六角螺钉 2 9.型芯 10.水路 11.塑件 12.开闭器 13.型腔 14.型腔固定板 15.内六角螺钉 3 16.推料板 17.定模座板 18.导套 2 19.导套 1 20.导柱 21.支撑钉 22.内六角螺钉 4 23.滑块 24.复位杆 25.弹簧 26.斜顶杆 27.
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号