灯座的注塑模具设计-[机械毕业设计论文A3407]
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- 关 键 词：
-
灯座
注塑
模具设计
机械
毕业设计
论文
a3407
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份。27页，8700字。
开题报告一份。
文献综述一份。
3D图一份。
图纸共13张，如下所示：
A0-动模座板.dwg
A0-型腔.dwg
A0-型腔固定板.dwg
A0-型芯.dwg
A0-型芯固定板.dwg
A0-定模座板.dwg
A0-脱料板.dwg
A0-装配图.dwg
A1-垫块.dwg
A1-斜顶.dwg
A3-定位环.dwg
A3-浇口套.dwg
A4-拉料杆.dwg
- 内容简介：
-
黄河科技学院 毕业设计 (论文 ) 题 目： 灯座 注塑工艺及模具设计 院 （系）： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 姓 名： 职 称： 题目类型 ： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2016 年 4 月 12 日 摘 要 模具在今时今日已经成为了现代工业发展的基础。在我国的国民经济中有着举足轻重的地位。模具作为我们奔小康社会的一个原动力，正推动着现代工业社会的前进，推动着我过经济的不断发展不断前进，而模具工业已在我国被确定为基础产业。由于对新技术、新工艺、新材料的不断挖掘，不断创新，促进这模具技术的不断 向前行，对人才的各种需求要求也在不断提高，如：技术、能力、知识等等。 塑料成型行业在基础工业中地位越来越重要，伴随着的成果是塑料模具在模具行业的地位也在不断的提升。在如今社会塑料模具的发展并不会停滞不前，手机的发展日新月异，带动着塑料模具的不停发展。而本题这是讲述了灯座塑料模具的设计。 关键词： 模具； 塑料； 灯座； in of an in of as a we a is to of of as in of of of of so in is of in In s of of is of 目录 摘 要 . 2 . 3 第 1 章 绪论 . 6 料 . 6 塑成型 . 7 第 2 章 课题介绍 . 8 第 3 章 灯座的工艺性分析 . 9 件的原材料分析 . 9 件的尺寸精度分析 . 10 件表面质量分析 . 11 件的结构工艺性分析 . 11 第 4 章 拟定的成型工艺 . 12 座的成型方法 . 12 座的成型参数 . 12 定型腔数目 . 12 用注射机及模架 . 13 第 5 章 注射模的结构设计 . 15 型面的选择 . 15 腔数目的确定及型腔的排列 . 16 注系统的设计 . 16 定浇口形式及位置 . 16 流道的设计 . 17 流道设计 . 18 型芯、型腔结构的确定 . 18 件方式的选择 . 18 顶内侧抽芯 机构设计 . 19 却系统的设计 . 20 气系统设计 . 21 准模架的选择 . 21 第 6 章 成型零件 的尺寸计算 . 23 第 7 章 注射机有关参数的校核 . 25 具闭合高度的确定和校核 . 25 具安装部分的校核 . 25 具开模行程校核 . 25 总结 . 26 第 1 章 绪论 模具制造 行 业是 我国 国民经济发展的重要产业 之一 ,对于我 国模具行业的发展 ,不断吸引着越来越多人的目光 。“模 具是工业生产的基础工艺设备”已 得到并 成为业界的共识。使用 模具生产零件 具有较 高 的 精度、一致性、复杂性、生产率 以及较低的 消耗 的特点 ,这些特点 是其他加工方 式所 无法匹配。 使用 模具生产 所得出 产品的价值 ,往往 能够 是模具 其价值的几十 上 百倍， 固有 “效益放大器” 的美誉 。模具 制造 行业是制造业的 基石 ,是 人类将 技术成果转化 为实际 的基础 ,与此同时这也是新时代高新技术产业的其中一个重要组成部分 。 生产率的高低很大程度上决定于模具设计水平 。模具 能够被充分有效的 设计 不仅可以 提高生产 率，而且 可以 降低资源调动带来的不良影响 ,能过更好的为生产计划 的规划提供更多空间。 随着我国制造业的高速发展，对各个行业带来了各种影响，对模具行业尤其是塑料模具的要求日益加深。虽然我国在改革开放几十年来在模具行业已经取了飞跃性得进步，或许在某几个方面我们能达到世界先进水平，但是在总体上我们还是与欧美几个发达国家存在着较大的差距。在很多人的眼中，落后陈旧的理念是阻碍模具技术发展的直接原因。加快自主研发的脚步，提高技术的创新，减少去进口模具的依赖是我国未来塑料模具的发展方向。 料 对于广义上的含义来说，如果一种材料它的本身具有一定的塑形能力，我们就把这种材料称 之为塑料；如果我们在它上面施加一定的压力之后，它会发生一种形变，并且我们在把这个压力取消时，它任旧保持在我们撤掉那个力时所存在的那个形态。在我们的认知中，它的关于弹性的形变处在小于橡胶但又高于纤维的范围中，在一定的压力下会产生一定的变形。而在我们的实际使用中，我们所了解的塑料大致分两种，软塑料和硬塑料。软塑料在性质上更接近于橡胶，硬塑料在性质上更接近与纤维。对于狭义上的含义来说，我们更多的用来形容那种在生产加工的过程中所使用的单体，然后使用一定的技术直接聚合得出的东西或者也能够用另外一种东西，即树脂，作为主 要成分，凭借着我们工业生产过程中的各种各样的添加剂作为辅料，使其能够在加工生产过程中得到我们需要的能够按照我们的想法随心所遇的通过其性质的流动所产生的形状的材料。由以上信息我们能够得出塑料是通过众多单体聚合而成为的一种高分子的化合物，它能够根据人们的所想所求的到各种各样的形状与风格。而在很多时候塑料是由塑料原始材料或者通过各种方式得到的单 体通过聚合作用形成的材料而使用的。在日常生活中，我们所使用的塑料是一种由多种材料通过其技术手段调配得到的东西，故它并不是一种纯净的物质。在这中间它最为主要的成分是高分子聚合 物，也就是我们通俗一点所说的合成树脂，而为了能够得到我们想要的以及尽可能高的提高它的特性，我们会在它的形成过程中添加各种辅料，从而得到我们想要的高品质的塑料。 在制造行业中，我们通常会使用塑料在我们各式各样模具中产生各种形状和想要的大小，同时它能都在成为我们想要的形状后能够保持状态而不容易发生变形。塑料具有许多优异的特点，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，耐冲击性好，绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，成型性与导热性好，加工性能好等诸多优点。与此同时，很多塑料具有一些我们在日常生活中所需 要的特性，如防水、防辐射、防透气等等。正是因为塑料具有如此多的功能特性，因而在工业制造过程中我们常会才用这些塑料代替一些其他材料，使其满足我们生产的需求，慢慢得塑料也以发展成我们许多生产研发部门的中不可缺少的一员。同样的，正因为生产带动经济发展，随着我国经济地不断腾飞，塑料的制作也以不断的被各个行业所接受，并成为了其中不可缺少的重要环节。 塑成型 工业生产过程中，我们往往需要用到塑料去制造我们我们所需要的东西，但是我们却不能仅仅拿着一块塑料就能够捏成我们所需要的东西，而这造就了我们一个伟大技术的诞生 个技术是在我们把温度控制在一定的范围内，通过使用我们的工具把已经熔好的塑料材料搅拌好，并且是用压力装置到达高压把塑性材料注射如我们模具的模腔中，经过一段时间，根据我们模腔的形状的到我们需要的产品的方法。正是因为拥有了这种技术，我们才能把塑料变成我们需要的各种形状，各种复杂的塑料体我们也能通过这种方法进行制造，而且这种方式方便快捷，使用于批量生产，是制造业中的一种重要的加工途径。而我们通过注塑成型技术得到产品主要有几个步骤：合上模具，射出胶体，保持压力，冷却降温，打开模具，拿出产品。 第 2 章 课题介绍 零件名称：灯座（如 下 图） 生产批量：大批量 材料：聚碳酸酯 未注公差取 要求设计灯座模具。 图 灯座 零件图 第 3 章 灯座 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 因为本课题模具所做产品为灯座，因而我们需要能在各个方面对它有个了解。首先它需要有良好的强度与韧性，同时在耐寒，防水，以 及稳定性需要足够。在塑料材料的品种中，能够满足我们要求的不在少数，但在考虑以上原因之后， 料更为合适。在制造工业的认知中， 料是一种在业界特别是手机塑料中广泛使用的材料，不仅能够满足耐冲击和良好的绝缘性质的材料，而且能够适应较为广泛的温度变化，能够接受从 00摄氏度的变化。而且其成本不高，来料途径也广，能够符合经济性要求。因而，在考虑种种后我们在选材上，我们选用 足了宽广的领域 们能够使用它进 行制作齿轮、齿条、壳体等等这些我们需要的东西。而且它具有良好的绝缘性能，我们又能运用在电器领域中，使用注塑技术后能做成绝缘保护框；而当我们把它做程薄膜时，它甚至能够变成电容器或者磁带等等。此外，根据 料的特性在光学领域，医疗领域，包装领域也被广泛的使用。 表 2件的尺寸精度分析 灯座 尺寸精度 没有 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 。 件表面质量分析 灯座 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 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 1） 灯座 尺寸不大，一般精度等级。属于中等难度的塑料模具。 2）为满足 灯座 表面质量要求与提高成型效率采用 点 浇口。 3）根据 们了解到该材料熔融状态下具有很高的黏稠度，因为我们能够通过温度改变它的流动性以及成型后的冷却与凝固，同时也影响着它定型所需要的时间，从而我们可以了 解到其需要很高的压力。 料在成型过程中极其容易受到水的干扰，所以在进行成型加工时，我们必须对加工环境进行充分的干燥处理。但是因为 料具有较强的刚性，因而在加工过程中会容易产生内应力，所以对工艺的方面会有着较为严格的要求。 第 4 章 拟定的成型工艺 座 的成型方法 灯座零件使用的是 料，根据书本知识，得知 热塑性塑料 ，注射成型适用于灯座模具。 座 的成型参数 塑料名称： 度（ g/： 算 收缩率（ %）： 具温度（）： 60 80 注射压力（ 60 100 成型时间（ s）： 注射时间 15 60； 加压时间 0 3； 冷却时间 20 90； 总周期 50 160 适应注射机类型：柱塞式 定型腔数目 通过三维制图 件测量得 : 图 座体积 单件 灯座 体积 V=有关资料可知 密度为 单件 灯座 重量 m=考虑 材料特性 ，灯座的 尺寸精度 ，灯座的结构 、生产成本 和批量等 等各种因素 ，将模具型腔 设计成 一个模 一腔 。 用 注射机及 模架 1）注射量：该塑料 灯座 单件重量 m=注系统重量的计算可以根据浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积 16 V= 10 3粗略计算浇注系统重量为 12g 总体积 V 灯座 =0=3总重量 M=足注射量 V 机 V 灯座 /中 V 机 额定注射量（ 3 V 灯座 灯座 与 浇注系统凝料体积和（ 3 V 灯座 /2）注射压力： P 注 P 成型 经查有关资料可知 料成型时的注射压力 P 成型 =70 90）锁模力： P 锁模力 中 p 塑料成型时型腔的压力， p=30 浇注系统和 灯座 在分型面上的投影面积和（ 2 各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积 F=0 据以上的分析、计算，查 模具设计手册 表 选注射机型号为： 有关技术参数如下： 理论注射容量（ 500 螺杆直径（ 65 注射压力（ 145 注射行程（） 200 注射方式 螺杆式 锁模力（ 3500 最大模具厚度（ 450 最小模具厚度（ 300 喷嘴圆弧半径（ 18 喷嘴孔直径（ 8 最大开合模行程（ 500 动、定模板尺寸（） 700 850 拉杆空间（） 540 440 第 5 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、 斜顶内侧抽芯 机构设计、模具结构零件设计等内容。 型面的选择 在制造业中分型面一般按照以下几个原则进行选择： 免气纹，困气的产生； 在影响； 除了这些基本原则 ,分型面选择考虑腔的大小的投影面积的分型面。为了保证侧卧位的位置的核心和抽芯机构运动平稳 ,应以浅侧凹洞或短侧凸平台为核心的方向 ,和深凹洞或更高凸平台放置在打开和关闭的方向。 结合上叙的要求， 分型面设计在 灯座 底面， 具体由图所示 ： 图 分型面的选择 腔数目的确定及型腔的排列 由于 灯座 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 在模具制造业中，当经过分流道后，塑胶熔体需要进入型腔，而 此时就有一个小通道对其进行指引，从而导致其能进入正确流入型腔中，这个小通道就是浇口。浇口，通俗来说就是进料口，它能够加快熔体进入型腔，以便于是熔体能够更快的充满型腔。而且当熔体成型后，浇口处的塑胶能够首先冷却并凝固，从而达到封闭型腔的效果；而这不仅能够防止熔体倒流而且会使型腔内的压力逐渐稳定，从而避免了其压力骤然下降，同时避免产品产生凹印或缩水等质量性问题；还有一好处是因为压力稳定，从而方便了浇注凝料跟产品分离时能够易于分离。浇口还能流速均衡，因而熔体进入型腔相对平衡，确保了各个型腔里真实填充的量是相对接近 的。在我们所使用的浇口简单来说可以总结成两个作用；首先它是作为我们熔融状态塑料通过的通道使用，其次它的作用是为我们控制产品凝固提供一个可以控制住的保压时间。 定浇口形式及位置 对 灯座 浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则： （ 1） 要熟悉 了解塑料的成型 特性 （ 2） 要尽量 避免或减少 零件的熔接痕迹 （ 3） 必须 有利于 气体从型腔中排出去 （ 4） 要 防止型芯的变形 和移位 （ 5） 用最短的 流程充满型腔 为了提高成型效率和综合考虑以上的基本设计原则并结合 灯座 质量要求，本模具采用点 浇口，由 四 处浇口进料。浇口位置 如图 示 根据课本上的 浇口厚度 此次模具设计 h=能大于 灯座 壁厚的 1/2），长度 L=度根据具体情况定。 图 口形式 流道的设计 主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定锥度 ， 锥度在 12 ， 内壁粗糙度在 m。 通常在直浇口设置往往有一个定位环 ， 在小模具浇注口可以设置和定位圈成一部分。我这次的设计采用两件分开设计 。 是通过 2丝固定在定模座板上 ，具体 如下图： 流道设计 分流道设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。 分流道的长度：分流道设计 比较的 简单，根据 本次模具设计的 结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些。 分流道截面形状： 选择流动行好的 ,分流道分流效率高、容易加工 的截面 2， 这里选择U 形流道。 型芯、型腔结构的确定 成型零件是决定产品的外形与尺寸的零件。它是直接负责着与熔体接触的“重任”，接受着高温高压熔料的“洗礼”，在脱模阶段还需跟产品有着摩擦的影响。正因为成型零件的有着如此重任，所以 我们在设计它时需要对其外形、尺寸精度以及表面粗糙度严格把关。同时，我们在设计时也必须遵循可靠而且可行的设计规则，让它的结构充分合理的设计，以及要具有良好的特性。 型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。 由于 灯座 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 当我们的产品在模具成型之后，产品很难直接在模具上取 出，而这需要我们一个机构能把产品从型腔中脱出的机构。而这个机构的动作我们的设计是通过利用注塑机的合模机构上的顶针进行运动从而实现这个推出工程。在模具行业中，推出机构我们也称之为脱模机构，是把产品从模具型腔中推出的机构。模具的设计需要几个原则： 而我们需要控制机构受力点的设置，使其能够尽量靠近型腔或者不好脱模的位置。 们也可说这个位置是刚性较好的位置；我们同样要避免其作用在我们产品的薄平面，以防产品被刺穿或者亮 印的情况。 出机构的使用痕迹我们需要尽量在隐藏面上，而且出现外观问题时需要尽量解决这个问题，不能解决时需要尽量减轻这个问题的影响。 要考虑整体布局，避免出现布局的不均匀，使其能够共同合作进行脱模。 理时，在保证质量以及空间足够的情况下，我们因尽量的使用同一个型号的顶出机构，这是为了节约时间，节约资源。 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： 灯座 采用推杆推出机构。 顶内侧抽芯 机构设计 在我们对我们模具进行分型时，我们产品往往会有许多侧孔与侧凹的脱模方向与开模方向不一致，而除了一些能够进行强制脱模处理外，我们往往需要其余部分进行侧向分型才能够使产品从模具中安然的拿出。在我们的模具的设计中，对侧向分型的要求是使其作用在具有内外侧都 具有侧凹的产品，它不是作用在一个整体之上，它是把凹模分成若干份，然后通过侧向分型机构对各个位置进行分离从而实现整体与塑件之间的分离，已致其能够脱离侧凹。我们所使用的侧向抽芯主要是作用在具有侧孔结构的产品，我们会根据产品中侧孔数量与位置再设计我们的侧向抽芯。在模具制造业中，我们是通过使用的动力来源的不同，从而这两个结构分为三个类型：机动型、液压或气动型、手动型。我们根据本可题的要求以及产品的结构最终的是机动斜顶内侧抽芯机构。 灯座 上有内凸结构， 无法直接脱模，需要 设置抽芯机构。根据塑件机构有两种选择方案。因塑件 斜顶内侧抽芯 距较小，故选择 此 抽芯机构。 图 顶内侧抽芯 机构的选择 却系统的设计 在模具这个行业中，我们不仅需要对模具环境有一个很好的掌控，而且我们对它的内在环境也需要掌控；注塑模的温度过高会影响产品的凝固、定型；温度过低，会导致熔体在注塑模中填充过程过慢并影响其流动；而且不管过高还是过低这都会影响了我们注塑模的生产效率以及我们产品的外形和尺寸。因而我们需要在注塑模中添加一个能够控制其温度的温度调节系统，从而能够让产品能有 更好的品质与更高的生产效率。 此次的设计中，冷却水道选择 8，环在零件的四个方向 。冷却管道的数目为 3根。 这样分布在零件的四周这样以保证 更好的散热效果 。 图 却系统 气系统设计 在众多模具的设计的过程中，我们需要解决的是注塑成型过程中，塑料熔体的排气问题，而这就直接关乎了我们产品的质量问题，同样也能决定我们模具是否设计合理。而本课题设计的是灯座，这种大面积塑料产品对于排气要求有着更为严格的要求。首先排气系统是为了能够让塑料熔体能够充满整个型腔，从而避免产品结构的不完整。其次是为了防止 产品有可能产生接缝、困气的出现。注塑模具在成型阶段一般采用以下几种方式进行排气： 动型芯、固定型芯与模板的配合，所产生的间隙从而达到排气的效果。在我们通常使用的模具中，能够使用这种方法进行排气的只有中小型的模具，因为这类模具具有较为简单的型腔，从而能够让我们能够使用其里面结构的配合产生间隙进行排气，而这个间隙按照行业标准设置在 间 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 图 座 第 6 章 成型零件 的尺寸计算 灯座 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 ）（根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 6 表 6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%( 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(
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