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zm209 灯座 注塑 模具设计 ug 抽芯

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【ZM209】灯座注塑模具设计【UG】[抽芯],zm209,灯座,注塑,模具设计,ug,抽芯

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教学管理制度汇编题目：灯座注塑模具设计系（部） 专 业 班 级 级 班学 生 学号 指导教师 职称 单 位 设计提交日期 年 月 日 设计答辩日期 年 月 日 答辩委员会主席 设计评阅人 灯座注塑模具设计摘 要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类。因此研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是侧向分型与抽芯机构的结构与工作原理，并对注塑产品提出了基本的设计原则。详细介绍了注塑模具的材料及工艺分析，浇注系统、主要零部件、侧向分型与抽芯机构、推出机构、温度调节系统和排气系统的设计过程，并对模具各参数选取和校核做相应说明。本设计利用Auto CAD和世界最先进的三维CAD/CAM软件UG，对冷却水路、导柱、导套及各标准件和标准模架进行了参数化设计。关键词：注塑模具；参数化；分型面；成型；冷却水路Holder injection mold designAbstractPlastic industry is one of the fastest growth in todays world, and the injection mold is one of the types of rapid development. So the research of injection mold of plastic production process and improve product quality to have the very big significance.This design introduced the basic principle of injection molding, especially the structure and working principle of side parting and core pulling mechanism, and the basic principle of design of injection molding products. A detailed analysis of material and process of injection mold, pouring system design process, the main parts, side parting and core pulling mechanism, pushing mechanism, the temperature control system and exhaust system, and make the corresponding explanation of each parameter of mould selection and check. This design uses the Auto CAD and the worlds most advanced 3D CAD/CAM software UG, the cooling water path, guide pin, guide sleeve and the standard parts and standard mold are parameterized design.Keywords: injection mold; parameterization; parting surface; forming; cooling water目 录前 言1第1章 课题介绍2第2章 塑件的工艺性分析32.1 塑件的原材料分析32.2 塑件的尺寸精度分析32.3 塑件表面质量分析42.4 塑件的结构工艺性分析4第3章 确定成型设备选择与模塑工艺规程编制53.1 计算塑件的体积53.2 计算塑件的质量53.3 塑件模塑成型工艺参数的确定5第4章 注射模的结构设计74.1分型面的选择74.2 型腔数目的确定及型腔的排列74.3 浇注系统的设计74.4 型芯、型腔结构的确定94.5 推件方式的选择104.6 侧抽芯机构设计104.7 标准模架的选择10第5章 注射模设计的尺寸计算145.1成型零件尺寸计算145.2 确定抽芯机构零件尺寸计算155.3 注射模具零件设计15第6章 注射机有关参数的校核206.1 模具闭合高度的确定和校核206.2模具安装部分的校核206.3 模具开模行程校核20第7章 注射模主要零件加工工艺规程的编制217.1型腔板的加工工艺过程217.2 型芯的加工工艺过程22设计小结23致谢24参考文献25毕业设计（论文）知识产权声明26毕业设计（论文）独创性声明27前 言注射成型也称注塑，是塑料的一种重要成型方法。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料部可用此法成型。注射成型也能加工某些热固性塑料，如酚醛塑料等。 注射成型是将粒状或粉状塑料从注射成型机的料斗送入机简内加热熔融塑化后，在柱塞或螺杆加压下，物料被压缩并向前移动，通过机简前端的喷嘴，以很快的速度注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间的冷却定型后，开启模具即得制品。这种成型方法是一种间歇式的操作过程。 注射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射成型机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件等。注射成型制品的重量从一克到几十公斤不等，视需要而定。 注射成型具有生产周期快、生产效率高、能成型形状复杂、尺寸精确或带微件的制品以及易于实现自动化等特点，因此广泛用于各种塑料制品的生产。其成型制品占目前全部塑料制品的2030。注射成型是一种比较先进的成型工艺，目前正继续向着高速化和自动化方向发展。注射成型机是由塑料塑化、模具闭合、注射入模、压力保持、制品固化定型、开模取出制品等多道工序组成的连续生产过程。液压传动和电器控制则是为了保证注射成型机按照成型工艺的要求，如压力、速度、温度等和动作程序准确有效地进行工作而设置的。28第1章 课题介绍零件名称：灯座（如图1）生产批量：大批量材料：聚碳酸酯未注公差取MT5级精度要求设计灯座模具。 图1 灯座第2章 塑件的工艺性分析塑件的工艺性分析包括塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的结构工艺性分析，其具体分析如下。2.1 塑件的原材料分析表2-1 原材料分析塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点聚碳酸酯（PC）,属于热塑性塑料线形结构非结晶型材料，透明小于130，耐寒性好，脆化温度为-100有一定的化学温度性，不耐碱、酮、酯等透光率较高，介电性能好，吸水性小，但水敏性强（含水量不得超过0.2%），且吸水后降解力学性能很好，抗冲击抗蠕变性能突出，但耐磨性较差熔融温度高（超过330才严重分解），但熔体黏度大；流动性差（溢边值为0.06mm）；流动性对温度变化敏感，冷却速度快；成型收缩率小；易产生应力集中结论 熔融温度高且熔体黏度大，对于大于200g的塑件应用螺杆式注射机成型，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴，并加热，严格控制模具温度，一般在70120为宜，模具应用耐磨钢，并淬火 水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度下降现象 易产生应力集中，严格控制成型条件，塑件成型后退火处理，消除内应力；塑件壁不宜厚，避免尖角、缺口金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取22.2 塑件的尺寸精度分析该塑件尺寸精度舞特殊要求，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：、。内形尺寸：、。孔尺寸：、。孔心距尺寸：、。2.3 塑件表面质量分析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0.4。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。2.4 塑件的结构工艺性分析 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。 塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，如、，它们均符合最小孔径要求。 在塑件内壁有4个高2.2，长11的凸台。因此，塑件不易取出。需考虑侧抽装置。综上所述，该塑件可采用注射成型加工。第3章 确定成型设备选择与模塑工艺规程编制3.1 计算塑件的体积(过程略)3.2 计算塑件的质量计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型腔数。根据有关手册查得所以，塑件的质量为 根据塑件形状及尺寸采用一模一腔的模具结构，考虑外形尺寸、对塑件原材料的分析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：XS-ZY-250（经.5节注射机参数校核，XS-ZY-250不能满足闭合高度要求，故选XS-ZY-250）。3.3 塑件模塑成型工艺参数的确定聚碳酸酯注射成型工艺参数见表2，试模时，可根据实际情况作适当调整。表2 聚碳酸酯注射成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度t:110120成型时间/s注射时间2090时间：812h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/(r.)28喷嘴温度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/MPa80130时间/h8123.4 填写模塑成型工艺卡灯座模塑工艺卡见表3表3 灯座模塑工艺卡（厂名）塑料注射成型工艺卡片资料编号车间共 页第 页零件名称灯座材料牌号PC设备型号XS-ZY-250装配图号材料定额每模件数1件零件图号单件质量240.20g工装号 零件草图材料干燥设备温度/时间/h料筒温度后段/中段/前段/喷嘴/模具温度/时间注射/s保压/s冷却/s压力注射压力/MPa背压/MPa后处理温度/鼓风烘箱100110时间定额辅助/min时间/h812h单件/min检验编制校对审核组长车间主任检验组长主管工程师第4章 注射模的结构设计注射模的结构设计主要包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统设计、型芯、型腔结构的确定、推件方式、侧抽芯机构设计、模具结构零件设计等内容。4.1分型面的选择该塑件为灯座，外形要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高。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。其一，选塑件小端底平面作为分型面，如图2（a）所示，选择这种方案，侧面抽芯机构设在定模部分，模具机构需用瓣合式，这样在塑件表面会留有熔接痕，同时增加了模具结构的复杂程度。其二，选塑件大端底平面作为分型面，如图2（b）所示，采用这种方案，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。（a） (b)图2 分型面的选择4.2 型腔数目的确定及型腔的排列由于该塑件采用的是一模一件成型，所以，型腔布置在模具的中间。这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。4.3 浇注系统的设计 主流道设计。根据手册查得XS-ZY-250型注射机喷嘴的相关尺寸。喷嘴球半径：喷嘴孔半径：根据模具主流道与喷嘴的关系：，取主流道球面半径：取主流道的小端直径：为了便于将凝料从主流道拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为13。经换算得主流道大端直径。同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计的圆弧过渡。 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。从便于加工方面考虑，采用截面形状为半圆形的分流道。查有关手册得。 浇口设计。a.浇口形式的选择。由于该塑件外观质量要求较高，浇口位置和大小应以不影响塑件的质量为前提。同时，也尽量使模具结构简单。根据对该塑件结构的分析及已确定分型面的位置，可选用的浇口形式有几种方案，其分析见表4。表4 浇口形式的选择类型图示特点潜伏式浇口它从分流道处直接以隧道式浇口进入型腔。浇口位置在塑件内表面，不影响其外观质量。但采用这种浇口形式会增加模具结构的复杂程度轮辐式浇口它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点浇口又称针浇口或菱形浇口。采用这种浇口，可获得外观清晰、表面光泽的塑件。在模具开模时，浇口凝料会自动拉断，有利于自动化操作。由于浇口尺寸较小，浇口凝料去除后，在塑件表面残留痕迹也很小，基本上不影响塑件的外观质量。同时，采用四点浇口进料，流程短而进料均匀。由于浇口尺寸较小，剪切速率会增大，塑料黏度降低，提高流动性，有利于充模。但是模具需用设计成双分型面，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综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口形式。b.进料位置的确定。根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件底部。4.4 型芯、型腔结构的确定型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。整体式型腔是直接在型腔板上加工，有较高的强度和刚度。但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。整体式型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢多，不便加工和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。组合式型腔是由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要。组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便。同时也有利于型芯冷却和排气的实施。由于该塑件尺寸较大，最大可达，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，在型腔的底部大面积镶拼结构。考虑模具温度调节，型芯采用整体式结构。4.5 推件方式的选择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。其推出机构可采用推块推出或推杆推出。其中，推块推出机构可靠，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；推杆推出机构简单，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。4.6 侧抽芯机构设计该塑件上有内凸结构，它垂直于脱模方向，阻碍成型后塑件从模具中脱出。因此，成型内凸部分的零件必须做成活动的型芯，即设置抽芯机构。根据塑件机构有两种选择方案。其一，采用滑块导滑的斜滑块分型抽芯机构，如图3（a）所示。其二，采用斜杆导滑的分型抽芯机构，如图3（b）所示。如图3所示，因塑件侧抽芯距较小，且图3（a）的模具机构较图3（b）的模具结构安装调整简单，故选择滑块导滑的斜滑块分型抽芯机构。 （a） (b)图3 侧抽芯机构的选择4.7 标准模架的选择本塑件采用点浇口注射成型，根据其结构形式，选择型模架。灯座注射模具如图4。图4 灯座螺钉M1040与拉块匹配各4共8GB/T70.1-2000螺钉M12756GB/T70.1-2000螺钉M12508GB/T70.1-2000螺钉M12808GB/T70.1-2000销4151GB/T119.1-2000螺钉M10358GB/T70.1-2000螺钉M10254GB/T70.1-2000螺钉M102510GB/T70.1-2000螺钉M10204GB/T70.1-2000销4154GB/T119.1-2000螺钉M5124GB/T73-198533O型密封圈01003.11外购32隔水板451外购31拉块452对外购30水堵4524外购29水嘴458外购28模足452调质250290HBS27复位杆454淬火4045HRC26支承板451调质250290HBS25导滑板CrWMn1淬火5560HRC24型芯CrWMn4淬火5055HRC23导柱454淬火4045HRC22型腔板P201淬火3035HRC21固定板451调质250290HBS20导套ZQSn6-6-38调质250290HBS19压板451调质250290HBS18浇口套CrWMn1淬火5055HRC17定位圈451调质250290HBS16镶圈451调质250290HBS15推板451调质250290HBS14推杆固定板451调质250290HBS13推杆454淬火4045HRC12推杆454淬火4045HRC11小型芯CrWMn2淬火5055HRC10滑块T10A4淬火5560HRC9限位钉M6螺钉改制48垫圈4547大型芯P201淬火3035HRC6型芯CrWMn4淬火5055HRC5限位杆454调质250290HBS4浇口套CrWMn4淬火5055HRC3脱浇口板451调质250290HBS2定模板451调质250290HBS1拉料杆554淬火4246HRC图号名称材料数量备注灯座注射模XS-ZY-250克注射成型机PC数量比例张数11：2共32张第5章 注射模设计的尺寸计算5.1成型零件尺寸计算该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算。查有关手册得PC的收缩率为，故平均收缩率为，根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取。成型零件尺寸计算见表5。表5 型腔、型芯主要工作尺寸计算已知条件，平均收缩率；模具的制造公差取类别零件图号模具零件名称塑件尺寸计算公式型腔或型芯工作尺寸型腔的计算件25导滑板（型腔1）小端对应的型腔内凸对应的型芯件22型腔板大端对应的型腔型芯的计算件7型芯大型芯件11型芯()件6型芯()件7型芯()件24型芯()小型芯孔距型孔之间的中心距5.2 确定抽芯机构零件尺寸计算 抽芯距的计算其中：h为凸台高度，（23）mm为抽芯安全系数。 滑块倾角的确定。斜滑块倾角是抽芯机构的主要技术数据之一，它与塑件成型后能否顺利取出以及推出力、推出距离有直接的关系。此抽芯距较小，选择。 确定斜滑块尺寸。斜滑块在件25导滑板（型腔1）中导滑，根据塑件尺寸要求，件25导滑板（型腔1）的高度设计为85mm，斜滑块在件25导滑板（型腔1）中能导滑的行程40mm（考虑限位螺钉的安装尺寸和推出行程），见图16，校核实际抽芯距 满足抽芯距要求。斜滑块尺寸见图17。5.3 注射模具零件设计注射模具零件设计图如图5图25所示。2-28 大型芯 2-29 固定板 2-30 压板 2-31 脱浇口板 2-32 定模版 2-33 浇口套 2-34 限位杆 2-35 定位圈 2-36 镶圈 2-37 拉料杆 图2-38型腔板 2-39 导滑板 2-40 滑块 2-41 支撑板 2-42 推杆固定板 2-43 推板 2-44 推杆2-45 模足2-46 复位杆 2-47 型芯 2-48 隔水板第6章 注射机有关参数的校核6.1 模具闭合高度的确定和校核 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。 压板，型芯固定板，型腔板，凹模镶块，垫板，模脚。模具闭合高度： 6.2模具安装部分的校核该模具的外形尺寸为，XS-ZY-250型注射机模板最大安装尺寸为，故能满足模具安装要求。由于XS-ZY-250型注射机所允许模具的最小厚度为，最大厚度，即模具闭合高度不满足的安装条件。所以，另选注射机XS-ZY-250型，即可满足模具安装要求。6.3 模具开模行程校核经查资料注射机XS-ZY-250型的最大开模行程，满足下式计算所需的出件要求。此外，由于侧分型抽芯距较短，不会过大增加开模距离，注射机的开模行程足够，经验证明，XS-ZY-250型注射机能满足使用要求，故可以采用。根据校核结论，将XS-ZY-250填入表3模型工艺卡。第7章 注射模主要零件加工工艺规程的编制在此仅对型腔板、型芯的加工工艺进行分析。7.1型腔板的加工工艺过程表6 型腔板加工工艺过程(图号22)序号工序名称工序内容0备料棒料1锻造320mm320mm98mm2热处理退火3铣铣六面至尺寸315.5mm315.5mm93.5mm、对角尺4平磨磨六面至尺寸315mm315mm93mm，保证上下平面与四平面互相垂直，垂直度为0.01mm/10mm、对角尺5钳以上下平面及一对相互垂直的侧基面为基准划各孔中心线6车（镗）车（镗）型腔孔，并按图纸要求加工出、的孔（留0.05mm的磨量）7钻钻绞孔，锪两沉头孔，留0.5mm的精加工余量用深孔钻钻的孔，冷却水孔到满足要求8钳与件2，19，21，25配作，钻绞的孔，锪的沉头孔到满足要求，并留出0.5mm的精加工余量与件2，3，19，21，25配合钻绞的孔到满足要求与件25，26，14配合钻绞的孔，同时按图上要求加工出的孔，留出0.5mm的精加工余量配钻8-M12螺纹底孔，并攻丝到满足要求按拉块位置钻2-M10螺纹底孔，并攻丝到满足要求9淬火淬火回火达3035HRC10平磨磨上下面11磨磨，各孔到满足要求12电化学处理研型腔并镀铬抛光7.2 型芯的加工工艺过程表7 型芯的加工工艺过程（图号7）序号工序名称工序内容1下料2锻锻造成3热处理退火4车粗车型芯顶部端面，粗车外圆面至尺寸，掉头粗车型芯底部至半精车型芯顶部至，倒R2圆角，车锥面达小端，大端，长，车锥面，达小端，大端，长，车锥面，达大端为，长，车外圆达，车底端达 钻的圆孔的预孔及底锥孔，镗圆孔留磨量0.5，孔深80，留磨量0.2mm切槽达图纸要求，小径，深2.4mm5钳工画各装配孔中心线6钻钻、绞孔，留研磨量0.01mm钻、绞孔，留研磨量0.01mm7热处理淬火、回火，达到3035HRC8磨磨型芯各端面及外圆和的孔，其中外圆与工作端面，即的表面，留钳工研磨量0.02mm（按图纸最终尺寸加工）9钳研磨，孔达图样要求研磨型芯外圆面10化学热处理镀铬抛光设计小结塑料注射模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。该课题为灯座模具的设计，该制件的成型工艺较复杂，尺寸小，精度高，成型有一定的困难，通过该课题的研究选取较好的方法，设计一套合理的经济性好的模具。在该注射模的设计过程中，可以培养独立思考的能力；将所学注塑模具知识与本设计结合，掌握一定的设计方法和技术，了解注塑模的加工特点；熟悉相关的绘图软件，提高AutoCADUG绘图的能力；掌握模具制造的专业知识和成型灯座的工艺方法，提高模具设计和制造的综合水平。同时，该课题的设计是一次实战演习，熟悉模具设计的基本过程，了解模具设计的一些常见问题，为以后工作打下一定的基础。致谢在本次毕业设计中，特别感谢指导老师肖斌的指导和帮助，也让我学会了成功要自己去努力。由于经验不足和对专业知识的了解不够透彻，在设计时常常遇到一些问题无法理解，肖老师则很有耐心的讲解。同时也感谢的其他帮助我的老师和同学，是您们的教学和帮助让我有了强烈的自信去做好这次毕业设计，特别感谢李泽胜同学，他在帮助我解决三维模型和工程图装备的问题上给予了我莫大的帮助，还有信息工程系的肖智维同学，在我用Word遇到问题时，一叫他就过来热心地帮助我。由于你们的支持和帮助，让我成功地完成了这次毕业设计。再次感谢大家！参考文献1邹继强.塑料制品及其成型模具设计.北京,清华大学出版社.2005.2.2屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.机械工业出版社.2006.1.3申开智，叶淑静.塑料成型模具.北京.轻工业出版社.19824张承琦.塑料成型工艺学.北京.轻工业出版社.19835曹宏深,赵仲治.塑料成型工艺与模具设计.北京.机械工业出版社.1993毕业设计（论文）知识产权声明本人完全了解泉州信息职业技术学院有关保护知识产权的规定，即：高职学生在校学习期间毕业设计（论文）工作的知识产权属于泉州信息职业技术学院。本人保证毕业离校后，使用毕业设计（论文）工作成果或用毕业设计（论文）工作成果发表论文时署名单位仍然为泉州信息职业技术学院。学校有权保留送交的毕业设计（论文）的原文或复印件，允许毕业设计（论文）被查阅和借阅；学校可以公布毕业设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文）。（保密的毕业设计（论文）在解密后应遵守此规定）毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名： 年 月 日毕业设计（论文）独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含他人已申请奖励或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。毕业设计（论文）与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名： 年 月 日 目录 第 1 章 课题介绍 4 第 2 章 塑件的工艺性分析 5 2 1 塑件的原材料分析 5 2 2 塑件的尺寸精度分析 5 2 3 塑件表面质量分析 5 2 4 塑件的结构工艺性分析 5 第 3 章 确定成型设备选择与模塑 工艺规程编制 6 3 1 计算塑件的体积 6 3 2 计算塑件的质量 6 3 3 塑件模塑成型工艺参数的确定 6 3 4 填写模塑成型工艺卡 7 第 4 章 注射模的结构设计 8 4 1 分型面的选择 8 4 2 型腔数目的确定及型腔的排列 8 4 3 浇注系统的设计 9 4 4 型腔、型芯结构的确定 10 4 5 推件方式的选择 10 4 6 侧抽芯机构的设计 10 4 7 标准模架的选择 10 第 5 章 注射模设计的尺寸计算 14 5 1 成型零件尺寸计算 14 5 2 确定抽芯机构零件尺寸计算 14 5 3 注射模具零件设计 15 第 6 章 注射机有关参数的校核 36 6 1 模具闭合高度的确定和校核 36 6 2 模具安装部分校核 36 6 3 模具开模行程校核 36 第 7 章 注射模主要零件加工工艺规程的编制 37 7 1 型腔板的加工工艺过程 37 7 2 型芯的加工工艺过程 37 设计小结 39 参考文献 40 毕业设计 2 第 1 章 课题介绍 零件名称：灯座（如图 1） 生产批量：大批量 材料：聚碳酸酯 未注公差取 精度 要求设计灯座模具。 图 1 灯座 毕业设计 3 第 2 章 塑件的工艺性分析 塑件的工艺性分析包括塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的结构工艺性分析，其具体分析如下。 件的原材料分析 见下表 1 塑料品种 结构特点 使用温度 化学稳 定性 性能特点 成型特点 聚碳酸酯（ ,属于热塑性塑料 线形结构非结晶型材料，透明 小于130，耐寒性好，脆化温度为 有一定的化学温度性，不耐碱、酮、酯等 透光率较高，介电性能好，吸水性小，但水敏性强（，且吸水后降解 力学性能很好，抗冲击抗蠕变性能突出，但耐磨性较差 熔融温度高（超过 330才严重分解），但熔体黏度大；流动性差（溢边值为 流动性对温度变化敏感，冷却速度快；成型收缩率小；易产生应力集中 结论 熔融温度高且熔体黏度大，对于大于 200g 的塑 件应用螺杆式注射机成型，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴，并加热，严格控制模具温度，一般在 70 120为宜，模具应用耐磨钢，并淬火 水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度下降现象 易产生应力集中，严格控制成型条件，塑件成型后退火处理，消除内应力；塑件壁不宜厚，避免尖角、缺口金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取 2 件的尺寸精度分析 该塑件尺寸精度舞特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按 主要尺寸公差标注如下（单位均为 。 塑件外形尺寸： 、 、 、 、 、 、 、0 、 0 、 0 。 内形尺寸： 、 、 1464 、 、 、 、 。 孔尺寸： 、 、 、 、 、 、 。 孔心距尺寸： 、 、 。 件表面质量分析 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 .4 m 。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。 件的结构工艺性分析 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。 毕业设计 4 塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，如 12 、 104 、 、 54 ，它们均符合最小孔径要求。 在塑件内壁有 4 个高 11 的凸台。因此，塑件不易取出。需考虑侧抽装置。 综上所述，该塑件可采用注射成型加工。 第 3 章 确定成型设备选择与模塑工艺规程编制 算塑件的体积 (过程略 ) 算塑件的质量 计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型腔数。根据有关手册查得 3/2.1 所以，塑件的质量为 根据塑件 形状及尺寸采用一模一腔的模具结构，考虑外形尺寸、对塑件原材料的分析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： 注射机参数校核， 能满足闭合高度要求，故选 件模塑成型工艺参数的确定 聚碳酸酯注射成型工艺参数见表 2，试模时，可根据实际情况作适当调整。 表 2 聚碳酸酯注射成型工艺参数 工艺参数 规格 工艺参数 规格 预热和干燥 温度 t:110 120 成型时间/s 注射时间 20 90 时间 ： 8 12h 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. 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/0 130 时间 /h 8 12 毕业设计 5 写模塑成型工艺卡 灯座模塑工艺卡见表 3 表 3 灯座模塑工艺卡 （厂名） 塑料注射成型工艺卡片 资料编号 车间 共 页 第 页 零件名称 灯座 材料牌号 备型号 配图号 材料定额 每模件数 1 件 零件图号 单件质量 装号 零件草图 材料干燥 设备 温度 / 时间 /h 料筒温度 后段 / 中段 / 前段 / 喷嘴 / 模具温度 / 时间 注射 /s 保压 /s 冷却 /s 压力 注射压力 /背压 /后处理 温度 / 鼓风烘箱 100 110 时间定额 辅助 /时间 /h 8 12h 单件 /检验 编制 校对 审核 组长 车间主任 检验组长 主管工程师 毕业设计 6 第 4 章 注射模的结构设计 注射模的结构设计主要包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统设计、型芯、型腔结构的确定、推件方式、侧抽芯机构设计、模具结构零件 设计等内容。 型面的选择 该塑件为灯座，外形要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高。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。其一，选塑件小端底平面作为分型面，如图 2（ a）所示，选择这种方案，侧面抽芯机构设在定模部分，模具机构需用瓣合式，这样在塑件表面会留有熔接痕，同时增加了模具结构的复杂程度。其二，选塑件大端底平面作为分型面，如图 2（ b）所示，采用这种方案，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。 （ a） (b) 图 2 分型面的选择 腔数目的确定及型腔的排列 由于该塑件采用的是一模一件成型，所以，型腔布置在模具的中间。这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。 注系统的设计 主流道设计。根据手册查得 注射机喷嘴的相关尺寸。 喷嘴球半径： 0 根据模具主流道 与喷嘴的关系： 21(0 ， 取主流道球面半径： 0 毕业设计 7 取主流道的小端直径： 为了便于将凝料从主流道拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为 1 3。经换算得主流道大端直径 2 。同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计 的圆弧过渡。 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。从便于加工方面考虑，采用截面形状为半圆形的分流道。查有关手册得 。 浇口设计。 由于该塑件外观质量要求较高，浇口位置和大小应以不影响塑件的质量为前提。同时，也尽量使模具结构简单。根据对该塑件结构的分析及已确定分型面的位置，可选用的浇口形式有几种方案 ，其分析见表 4。 表 4 浇口形式的选择 类型 图示 特点 潜伏式浇口 它从分流道处直接以隧道式浇口进入型腔。浇口位置在塑件内表面，不影响其外观质量。但采用这种浇口形式 会增加模具结构的复杂程度 轮辐式浇口 它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 毕业设计 8 点浇口 又称针浇口或菱形浇口。采用这种浇口，可获得外观清晰、表面光泽的塑件。在模具开模时，浇口凝料会自动拉断，有利于自动化操作。由于浇口尺寸较小，浇口凝料去除后， 在塑件表面残留痕迹也很小，基本上不影响塑件的外观质量。同时，采用四点浇口进料，流程短而进料均匀。由于浇口尺寸较小，剪切速率会增大，塑料黏度降低，提高流动性，有利于充模。但是模具需用设计成双分型面，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 综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口形式。 据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件底部。 型芯、型腔结构的确定 型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。 整体式型腔是直接在型腔板上加工，有较高的强度和刚度。但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。整体式型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢多，不便加工和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。 组合式型腔是由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要。组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便。同时也有利于型芯冷却和排气的实施。 由于该塑件尺寸较大，最大可达 ，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，在型腔的底部大面积镶拼结构。考虑模具温度调节，型芯采用整体式结构。 件方式的选择 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。其推出机构可采用推块推出或推杆推出。其中，推块推出机构可靠，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；推杆推出机构简单，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。 抽芯机构设计 该塑件上有 内凸结构，它垂直于脱模方向，阻碍成型后塑件从模具中脱出。因此，成型内凸部分的零件必须做成活动的型芯，即设置抽芯机构。根据塑件机构有两种选择方案。其一，采用滑块导滑的斜滑块分型抽芯机构，如图 3（ a） 所示。其二，采用斜杆导滑的分型抽芯机构，如图 3（ b） 所示。 如图 3 所示，因塑件侧抽芯距较小，且图 3（ a） 的模具机构较图 3（ b） 的模具结构安装调整简单，故选择滑块导滑的斜滑块分型抽芯机构。 毕业设计 9 （ a） (b) 图 3 侧抽芯机构的选择 准模架的选择 本塑件采用点浇口注射成型，根据其结构形式，选择 4A 型模架。 灯座注射模具如图 4。 毕业设计 10 图 4 灯座 螺钉 40 与拉块匹配 各 4 共 8 螺钉 75 6 螺钉 50 8 螺钉 80 8 销 4 15 1 螺钉 35 8 螺钉 25 4 螺钉 25 10 螺钉 20 4 销 4 15 4 螺钉 12 4 733 O 型密封圈 0100 1 外购 32 隔水板 45 1 外购 31 拉块 45 2 对 外购 30 水堵 45 24 外购 29 水嘴 45 8 外购 28 模 足 45 2 调质 2502907 复位杆 45 4 淬火 40456 支承板 45 1 调质 2502905 导滑板 淬火 55604 型芯 淬火 50553 导柱 45 4 淬火 40452 型腔板 淬火 3035 毕业设计 11 21 固定板 45 1 调质 2502900 导套 调质 2502909 压板 45 1 调质 2502908 浇口套 淬火 50557 定位圈 45 1 调质 2502906 镶圈 45 1 调质 2502905 推板 45 1 调质 2502904 推杆固定板 45 1 调质 2502903 推杆 45 4 淬火 40452 推杆 45 4 淬火 40451 小型芯 淬火 50550 滑块 淬火 5560 限位钉 钉改制 4 8 垫圈 45 4 7 大型芯 淬火 3035 型芯 淬火 5055 限位杆 45 4 调质 250290 浇口套 淬火 5055 脱浇口板 45 1 调质 250290 定模板 45 1 调质 250290 拉料杆 55 4 淬火 4246号 名称 材料 数量 备注 灯座注射模 注射成型机 量 比例 张数 1 1： 2 共 32 张 毕业设计 12 第 5 章 注射模设计的尺寸计算 型零件尺寸计算 该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算。查有关手册得 收缩率为 % ，故平均收缩率为 0 0 ）（据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取 4/z 。成型零件尺寸计算见表 5。 表 5 型腔、型芯主要工作尺寸计算 已知条件，平均收缩率 模具的制造公差取 4/Z 类别 零件图号 模具零件名称 塑件尺寸 计算公式 型腔或型芯工作尺寸 型腔的计算 件 25 导滑板 （型腔 1） 小端对应的型腔 0 0)4/3%(0 内凸对应的型芯 0)4/3%( 0 0 件 22 型腔板 大端对应的型腔 0 0)4/3%( 0 0 0 0)3/2%( 毕业设计 13 0 型芯的计算 件 7 型芯 大型芯 0)4/3%( 0 0 0 0 0 件 11 型芯( 2 )件 6 型芯 ( 5 )件 7型芯 ( 12 ) 件 24 型芯( 10 ) 小型芯 0)4/3%( 0 0 0 0 0)3/2%( 0 0 孔距 型孔之间的中心距 8/%)( 定抽芯机构零件尺寸计算 抽芯距的计算 1 1 41 2 1()32( 抽 其中： h 为凸台高度，（ 23） 抽芯安全系数。 滑块倾角的确定。斜滑块倾角是抽芯机构的主要技术数据之一，它与塑件成型后能否顺利取出以及推出力、推出距离有直接的关系。此抽芯距较小，选择 10 。 确定斜滑块尺寸。斜滑块在件 25 导滑板（型腔 1）中导滑，根据塑件尺寸要求，件 25 导滑板（型腔 1）的高度设计为 85滑块在件 25 导滑板（型腔 1）中能导滑的行程 40虑限位螺钉的安装尺寸和推出行程）， 见图 16，校核实际抽芯 距抽实 满足抽芯距要求。 斜滑块尺寸 见图 17。 射模具零件设计 注射模具零件设计图如 图 5图 25 所示。 毕业设计 14 2大型芯 毕业设计 15 2固定板 毕业设计 16 2压板 毕业设计 17 2脱浇口板 毕业设计 18 2定模版 毕业设计 19 2浇口套 毕业设计 20 2限位杆 毕业设计 21 2定位圈 毕业设计 22 2镶圈 毕业设计 23 2拉料杆 毕业设计 24 2腔板 毕业设计 25 2导滑板 毕业设计 26 2滑块 毕业设计 27 2支撑板 毕业设计 28 2推杆固定板 毕业设计 29 2板 毕业设计 30 2 杆 毕业设计 31 2足 毕业设计 32 2位杆 毕业设计 33 2芯 毕业设计 34 2