灯座的注塑模具设计-[机械毕业设计论文A3407]
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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：
-
院 毕业设计开题报告 课题名称： 灯座 注 注塑模具设计 分 院： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2016 年 4 月 一、选题的依据、课题的研究意义及今后的发展方向 塑料制件之所以能够在工业生产中得到广泛应用，是由于它们本身具有的一系列特殊优点所决定的。塑料 密度 小，质量轻。这就是“以塑代钢”的明显优点所在。塑料的比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，所以塑料是现代电工行业和电器行业中不可缺少的原材料。塑料的化学稳定性最高，减磨耐磨性能好。此外，塑料的减振和隔音性能也很好。许多塑料还具有透 光性能和绝热性能以及防水，防透气和防辐射等特殊性能。因此，塑料已成为各行各业中不可缺少的一种重要材料。需求量的日益增加，这些产品的更新换代的周期愈来愈短。因此对塑料的品种，产量和质量都提出了越来越高的要求 。 21 世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化 5。已经能够实现全三维设计，全三维设计可以使产品模型设计、模具结构设计、加工编程、及工艺设计都以 3D 数据为基础，实现数据共享，不仅提高了设计效率而且保证了设计质量及数据更新的方便性。 3、国内外概况和发展 趋势 （ 1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。 （ 2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。 （ 3）推广 术；模具 术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具 术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。 （ 4）重视快速模具制造 技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。 二、研究内容、预计达到的目标、技术指标、采用的研究思路与方法、可能遇到的问题及解决措施 对现有市场上的模具产品进行调查， 使用 软件来对 灯座 进行三维造型 ， 进行塑料模具的设计并且熟练掌握手工和电脑制图，达到产品的要求。查阅学过的书籍以及寻找相关资料，并在最后附上 绘图模具总装配图及主要零件图、重要模具零件 加工工艺卡、设计说明书等重要资料。 (1)座 的三维造型； (2)座 注塑模具的设计： (3)座 模具中的典型零部件进行数控加工编程； (4)献综述的写作；完成外文资料的翻译； (5)座 注塑模具总装图及部分典型零部件的二维图纸绘制； (6) 模具结构形式；型腔数量及排列形式；分型面的确定；浇注系统；合模导向机构；推出机构；温度调节系统；成型零部件的设计 (1)通过上网、到图书馆查资 料，深入研究塑件的结构、功能。 (2)通过看有关 和 习他们的常用功能，用 和 进行装配。 (3)结合所学专业课程，通过查阅相关资料，温习相关制图软件，完成毕业设计； (4)及时主动与指导老师联系，沟通，不懂就问； (5)注意与同学进行相关问题的探讨； 重点 ： 运用 配，设计简便的塑料模具，论证方案的优缺点 ,使模具结构简单并能保证加工出来的零件符合精度要求，绘制装配图，零件图。 难点 ： 灯座由于是装配件，零件比较复杂， 行零件的 3D 造型比较复杂。我采取的是先量出零件的尺寸，用 出后导入 进行 3D 绘制，方便快捷。 三、进度安排 第 1 周：对课题进行调研、完成开题报告； 第 2：完成文献综述； 第 4：完成工艺和结构分析、工艺和结构设计计算、装配图、零件图； 第 11 周：完成设计说明书的编制； 第 12 周：修改论文与图纸，准备答辩； 第 13 周：答辩。 主要参考文献 1 张海筹 模具制造， 2004 (11):4243 4 董斌斌等 术在注射模浇注系统设计中的应用 2000 (8):34 3 郝安林 理与 发教程 M。北京：国防工业出版社， 2000. 4 黄圣杰 ,张祥杰 具设计 M中国铁道出版社 ,2003. 5 陈万林 M京希望电子出版社， 2000. 6 易际明 究 J002(2):447 黄春曼 ,阂好年 ,张淑珍 G 北京 :冶金工业出版社 8 郑景愚 算机辅助设计与制造 3) 9 械设计配置 5 解决方案 . 10 李玉胜 G 注塑模具 统的研发与应用 文 11 李志刚。模具 京：机械工业出版社 ， 1994. 12 申长雨等。塑料注射模具计算机辅助工程。郑州：河南科技出版社， 1997. 13 周永泰 J2002， (3):514 22(4)1115 1994， 26(8). 指导教师审核意见 ： 指导教师签名： 年 月 日 文献综述 课题名称： 灯座注塑模具设计 学院（系）： 年级专业： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 模具是制造业中用量最大、影响面广的工具产品，工业产品的零件粗加工的75%、精加工的 50%及塑料零件的 90%由模具来完成。随着钢铁时代向聚合物时代过渡，工业及生活中使用的工程塑料、橡胶己远远超过钢铁，聚合物必须用模具成型，没有高水平的模具就没有高质量的产品 :另一方面，随着产品更新换代速度加快，模具成为新产品开发的关键 1 。 我国注射模成型工艺发展了近 50 年，但是由于塑料制品的多样性、 复杂性和工程技术人员经验的局限性，长期以来，工程技术人员很难精确地设置制品最合理的加工参数，选择合适的塑料材料和确定最优的工艺方案。传统模具开发流程为概念设计一产品设计 模具设计一模具制造 设置工艺参数 试模一生产。 2传统方法在开始大规模生产前由于仅凭经验设计模具，模具装配完毕后，通常需要儿次试模，发现问题后，不仅要工艺师重新设置工艺参数，甚至还要设计师调整塑料制品和模具设计方案，修改模具。重复各个步骤增加了生产成本，影响模具质量，同时延长了制品生产时间。 实践证 明，利用先进的计算机技术，采用模具 术是提高模具产品的设计质量、缩短模具的设计、制造周期，提高塑料制品的质量及性能的重要途径之一。 计算机辅助设计 (工程技术人员在人和计算机组成的系统中以计算机为辅助工具，完成产品的设计、分析、绘图等工作，一般包括零件设计、装配设计、复杂曲面设计、图样绘制等。 计算机辅助制造 ( 序编制、包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及 码的生成等。 注射模计算机辅助工程 (术是利用塑料加工流变学、传热学、数值计算方法和计 算机图形学等理论，对注射模浇口及流道的配置和尺寸、冷却管道的尺寸、布置及联接方式、塑料熔体在模具中的流动、充填、冷却情况等进行定量分析和模拟。 我国的模具行业是应用 早的一个领域，但就整个行业而言，至今具有较完备集成环境的企业较少。目前在该行业具有代表性的是在设计、制 造及管理等部门部分或单独采用了 技术。虽然这些技术在应用初期对提高产品设计水平、增加企业活力起到了积极的促进作用，但随着产品更新换代速度不断加快、同行业竞争加剧及市场不断扩大，客户对产品质量、成本、制造周期要求不断 提高，原来分散独立使用己不适应发展需要 3 。 在 究及应用上，我国处于起步阶段， 正应用不超过十年， 仅是近些年逐步开始应用， 应用仅限于为数不多的较大模具企业应用，还处于探索阶段。 随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞越发展己经成为推动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断发展，促使工 批量、高质量、低成本的方向发展。为了保持和加强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期，生产周 期越来越短，于是对制造各种产品的关键工艺装备一模具的要求越来越苛刻。没有计算机辅助技术的支持，就不可能适应上述两方面的要求 4 。 国内外模具 术与应用现状 随着模具工业的飞速发展，传统的模具设计、制造方法已不能适应产品生产的要求。缩短模具设计与制造周期，提高模具精度和质量，加快新产品的上市速度，最有效的手段就是采用 体化技术 5 。 国外模具 术与 应用现状 近几年来国外先进工业国家对模具 术的开发非常重视，在 发 !投入了很人的人力和物力，将通用 统改造成为适合模具行业的专用 统，并将其应用于模具的设计与制造目前国际上流行的模具 件如下 6 : G 强大的建模工具和分析模块，被广泛地应用于航空、航天、汽车、机械、模具、工业设 计等行业。 列软件中一个独立的应用模块，也是应用于注塑模具自动设计的专业应用模块。它应用知识嵌入的基本理念，按照注塑模具设计过程的卜一般顺序来模拟模具设计的整个过程，在此过 程中，它只需根据一个产品的二维实体造型建立一套与产品造型参数相关的三维实体模具。它不但能自动设计一般模具，还能结合应用 件的其它应用模块来拓展其功能，设计出复杂程度较高的模具 7 。此外， 提供了 压模工程 向导 )、 工位级进模向导 )等专用模具 具。 出的二维 件，为满足模具行业需求， 提供了一系列模具设计模块 :造模具设计 )、 塑模、压铸模、锻模设计 )，压模设计 )、 架专家库 C ， 塑模具流动分析功能包 )等。 块用于设计模具部件和模板组装，能自动生成模具型腔儿何体，并可通过修改造型几何体的方法补偿产品的收缩。为满足模架设计与制造解决方案， 提供了模架专家库系统 模块能将使用者对模架设计的专业知识和整个设计流程整合在一起，将模芯拆模及模座设计两大部分完整的结合在一起，使设计者可以通过简单的操作界面完成模架的相关设定 8 。 法国达索飞机公司 (其开发的系统设计应用软件的基础上与美国 司合作研究发展，共同支持和销售的 体化软件。新的 本界面更加友好，功能也日趋完善，开创了 A 也提供了模具辅助设计模块 ( 具设计产品 1)，它支持包括凸凹模固定板定义、组件实例化、注射和冷却特征定义等模具设计的所有工作。用户界而以标准日录库访问功能为基础， 通过对组件及其关联孔的混合实例化，支持模具零件和装配的自动配置 9 。这些预定义的组件可以使用诸如 系列标准模架库，以快速、经济地创建模具。 件是美国 司在总结和继承大型机械 件的基础上，在 境下实现的第一个机械 件，是面向产品级的机械设计工具。 块是 供标准模架库，它是该软件最新模具 设计工具，提供了标准模架目录并完全与 它工具集成。 除了完整的装配以外， 提供大量的组件，例如 :销钉、顶杆、 、螺栓、定位环、轴衬等 10 。 国内模具 术与应用现状 我国模具 0世纪 70年代。 80午代，注塑模 在生产中取得了一定的经济效益。例如华中理工大学模具国家重点实验室开发的 统。在90 年代，模具 入高速发展期间。到目前为止，先后通过国家有关部门鉴定的有 :精冲模、辊锻模、锤模和注塑模等 统 件系统已经完成商品化工作，并在企业中推广使用，能大大提高模具设计效率，应用前景广阔 11 。 如今，人们己经越来越认识到模具在制造业中的重要基础地位，认识到模只水平的高低，己成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并很大程度上抉定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。因此许多模具企业纷纷加大了对 模具技术开发的投资力度，此外，许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究和开发。 经过多年的努力，在模具 术等方面取得了显著进步，在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。例如 :华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模件，上海交通大学模具 家工程研究中心开发的冷冲模和精冲模 件，北京机电研究所开发的锻模 件。 如今，我国 业有了较大进展，代表性的软件有 京北航海尔软件有 限公司 )、高华 京高华计算机有限公司 )、开目 汉开目信息技术有限责任公司 )、金银花 (广州红地技术有限公司 )等，具有一定的市场占有率。 塑模 业发展趋势 21 世纪 术发展的主要趋势是集成化、标准化、智能化、和网络化。而在塑模行业中，所追求的目标是提高产品质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最人限度的提高塑模制造业的应变能力，满足用户要求。因此，塑模 业的发展趋势可归纳为卜述 7 个特征 12 : (l)集成化技术：现代 塑模设计制造系统不仅强调信息的集成 1371，更应该强调技术、任何管理的集成。在开发塑模制造系统时，强调“多集成”的概念，即信息集成，智能集成，串并行 l 一作机集成及人员集成。这才更适合未来系统的需求。 (2)智能化技术：应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化，实现生产过程各个环一丁的智能化，以及模具设备的智能化，也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。当前，在人工智能系统中应用的人工智能技术主要有专家系统、人工神经网络、遗传算法、模糊系统。 (3)网络技术的应用：网络技术包括硬件与软件的集成 实现，各种通讯协议及制造自动化协议，信息通讯接口，系统操作控制策略等，是实现各种制造系统自动化的基础。目前一早己出现了通过 现跨国界塑模设计的成功例子。网络技术的应用为我国塑模企业实现敏捷制造和动态联盟奠定了技术基础。近年来，由于网、网络数据库、电子商务等新技术的飞速发展，为 术又赋予了新的设计理念和技术内容，将改变现有辅助设计的模式和方式，因此又将发展成为网络时代的辅助设计系统技术 (4)多学科多功能综合产品设计技术：未来产品的开发设计不仅要用到机械科学的理论与知识，还用到 电磁学、光学、控制理论等，甚至要考虑到经济、心理、环境、卫生及社会等各方面的因素。产品的开发，要进行多目标全性能的优化设计，以追求塑模产品动静态特性、效率、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳结合。 (5)虚拟现实与多媒体技术的应用：虚拟现实 VR(人造的计算机环境，人处在这种环境中有身临其境的感觉，并强调人的介入与操作。 术在 21 世纪整个制造业中都将有厂泛的应用 :可以用 造系统的仿真，实现基于制造仿真的设计与制造，集成设计与制造，实现集成人的设计等。 基于虚拟现实技术的 统是虚拟设计技术和 术发展的必然结合。美国己于 1999 年借助 术成功地修复了哈博太空望远镜。多媒体技术采用多种介质来存储、表达、处理各种信息，融文字、语言、图像于一体，给人一种真实感。 (6)反求技术的应用：常规的塑模设计通常以产品的已有设计信息为依据。 这些设计信息通过程图或一些模型来表达，然后制定出加工工艺规程，最终通过工装 /塑模和设备制造出产品。但是在许多情况下，一些产品并非来自设计概念，而是起源于另外一些产品或实物，要在只有产品原型或实物模型，而没有产品图样的 条件下进行模具的设计，以便制造出产品。此时需要通过实物的测量，然后利用测量数据进行实物的 维几何模型的重新构造。这种过程就是反求工程 然后可将反求出的模型加以转换，就可以被快速原型系统所接受。除此之外，一旦建立了 维几何模型后，还可以依据这种数字化的 维儿何模犁用于许多操作 :如实物 型的修复，零件的重新设计，有限元分析，误差分析 伟，数控加指令生成及塑模的设计和制造等，如图 l。 图 1 传统设计过程与反求过程的区别 (a)传统设计过程 (b)反求工程设计过程 (7)快速成形技术：作为一项先进的制造技术，快速成形技术自 20 世纪 80年代末问世以来，在成形理论、成形工艺、设备开发和应用技术等方面取得了显著进展。彻底摆除了传统的“去除”加工法，将复杂的三维加工分解为简单的二维加工的组合 。因此，它不必采用传统的加工机床和加工模具，只需传统加工方法 30%、 50%的工时和 20%35%的成本就能直接制造出产品或塑模。就产业而言，目前快速成形还是一个比较小的行业。但是该技术的推广应用有利于人大提高我国制造业的产品创新和快速响应能力，并可由此带来巨大的应用效益。 快速成形技术 于层制造原理，迅速 制造出产品原烈，而与零们几的复杂程度无关。尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型，供设计评估，装配 校验，功能实现，而且还可以通过形状复制，快速经济地制造出产品塑模 (如制造电极用于 工，作为模芯消失铸造出塑模等 )，从而避免了传统塑模制造的耗时和耗成本的 工。因此， 术在塑模制造中发挥着重要的作用。 (8)并行处理技术：并行处理技术也即并行工程 (它是随着技术发展提出的一种新哲理，是全新的系统工程方法。这种方法要求产品开发人员在设计阶段就能考虑招个产品生产周期中可能出现的各种问题，充分预见该产品在制造、装配、销售、使用、售后服务以及报废、回收等环节 中的“表现”，通过组织多学科产品开发队伍，利用各种计算机辅助工具，有效地缩短产品开发周期，提高产品质量，降低产品成本。这种技术的关键就在于用并行设计方法，代替串形设计方法，变串形设计 (如图 2)中信息的单向流为并行设计 (如图3)中信息的多向流。 图 2 注塑模串行系统 图 3 注塑模并行设计系统 注塑模工程 主要内容 13 在塑件产品的注塑成型系统中，产品设计、模具设计、模流分析、模具制造等每一个环节都可将计算机作为辅助工具而加 入，构成该环节的 。图 4 为注塑模 具体内容。 图 4 注塑模 程系统图 模具 工作流程 首先在零件设计模块下创建注塑件模型， 即产品原形 ; 然后根据标准模架设计模具毛胚 ( 定义出所有模具元件的体积 ; 再根据不同的收缩率和脱模斜度，通过注塑件模型构建型腔、型芯特征或尺寸 ; 加入模具装配特征形成浇注系统，定义分模面和模块 ; 定义模具使用的步骤及检查干涉 ; 依需要装配模座，完成冷却系统设计 ; 生成所有零件的零件图 ; 最后根据加工需要，形成零件的 码。 模具 模具设计、制造的发展方向。 是全方位的 3业的 件，它实现了模具设计、成型工艺优化、模具结构优化、模具加工的全部集成，缩短了产品的 开发周期，提高了设计质量。 利用 软件开发模具，通过模具成型零件的充模仿真和开模仿真，检查所设计成型零件在结构和尺寸上的正确性，从而在模具正式投入生产前发现和解决设计中存在的问题，减少试模次数，降低设计周期和生产成本，这种技术对模具企业具有深远的影响。 软件是一个完整集成了从设计构思到制成零件功能的 决方案，它使设计模具、分析模具和制造模具这一过程只需要用一个软件包就能实现。利用该解决方案体现出来的灵活性，借助实例中空球形柄的注塑模具的设计过程，显示了 在塑料注射模具设计中的 便捷、高效，为企业节约了模具开发时间、成本，提高了企业的竞争力，为其带来了巨大的经济效益。 供的设计理念将设计、制造、装配以及生产管理融为一体， 赋予 设计 完整的概念，符合现代设计技术的发展趋势。它提供的 件造型技术能方便快捷的实现产品设计， 在设计过程中，可以直接修改模型，缩短了产品开发的周期，而且能直接为后期的模具设计提供准确的三维数据。强大的 成功能使模具设计技术人员的设计更加快捷、方便，大大缩短了模具设计周期，提高了模具设计的准确性，降低了模具 设计成本， 同时也为工程技术人员和生产管理人员在短期内完成高质量的产品开发提供保证。 系统可以根据用户给定的相关变量参数，对已经定义好的标准零件、标准模架和常用零件的相应参数进行修改，引起相关图形元素及关系的联动，生成所需零件的二维模型。这个过程只需要鼠标一点和输入主要的参数就可以了，操作非常简单。对己经生成的零件三维模型，系统可以自动给出其二维工程图，减少设计人员的工作量。对于非标准模型，用户可以通过输入自己需要的参数进行再生，或者修改己经生成的零件二维模型，并且二维工程图将随之改变，实现联动。 除了模具 术之外，计算机辅助工艺设计 (术在我国模具企业中也开始应用。由于大部分模具都是单件生产，其工艺规程有别于批量生产的产品，因此应用 术难度较大，也很难有适应于各类模具和不同模具企业的 件。为了较好地应用 术，模具企业自身必须搞好开发和研究。虽然 术的应用和推广要比 得多，但这也是一个发展方向，应予重视。基于知识的工程 (术近年来已越来越受到重视。它是面向现代设计决策自动化的重要工具，已成为促进工程设计智能化的重要途径。术作为一种新型的智能设计思想，将对模具的智能、优化设计产生重要的影响。 1 张海筹 模具制造， 2004 (11):4243 4 董斌斌等 术在注射模浇注系统设计中的应用 2000 (8):34 3 郝安林 理与 发教程 M。北京：国防工业出版社，2000. 4 黄圣杰 ,张祥杰 具设计 M中国铁道出版社 ,2003. 5 陈万林 设计与制造教程 M京希望电子出版社，2000. 6 易际明 究 J002(2):447 黄春曼 ,阂好年 ,张淑珍 G 北京 :冶金工业出版社 8 郑景愚 算机辅助设计与制造 3) 9 械设计配置 5 解决方案 . 10 李玉胜 G 注塑模具 统的研发与应用 文 11 李志刚。模具 京：机械工业出版社， 1994. 12 申长雨等。塑料注射模具计算机辅助工程。郑州：河南科技出版社，1997. 13 周永泰 J2002， (3):514 22(4)1115 1994， 26(8). 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
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