灯座模具设计

1、中国工程物理研究院工学院二0一0届毕业设计说明书题目：灯座塑料模设计系部：机械系专业：数控技术与应班级：10级数控2班学生姓名：任浩东指导教师：孙铭、任红兵、伍涛2012年9月2013年3月、儿、4刖百现模具设计、制造信息化与智能化，是!”世纪中国模具制造业光荣而艰巨的任务。应用信息技术将先进的设计理论、方法与制造技术加以系统的集成创新，是全面推动中国由模具制造大国走向模具制造强国的重要措施。为此，中国机械工程学会、中国模具设计大典编委会首次组织众多专家教授，经过三年的共同努力，顺利地完成了中国模具设计大典出版工后，又组织多位专家教授完成中国模具设计大典数据库（简称模具设计数据库）的编制工作，

2、模具设计数据库与模具设计大典配套使用，能使广大工程技术人员在进行模具设计和制造时更方便、快捷、准确地选用有关数据、图表等最新设计资料。模具设计数据库由模具材料工程数据库、模具设计基础标准数据库、塑料模设计数据库、冲模设计数据库、锻模设计数据库、铸造工艺装备与压铸模设计数据库等构成。模材料工程数据库主要汇总了中国、国际标准化组织、日本、韩国、美国、欧共体、德国、英国、法国、俄罗斯、瑞典、意大利等国家（或组织）常用冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢的钢号、特点与应用、化学成分、物理性能、热加工与热处理规范、力学性能、化学性能、工艺性能、选择实例、采购渠道等数据；模具设计基础标准数据库主要包括技术制

3、图、公差与配合、形位公差、表面粗糙度等最新标准内容；塑料模、冲模、锻模、铸造工艺装备与压铸模设计数据库汇总各类模具标准模架、模具标准件与技术条件的相关数据和图表，供用户快速查阅使用。由于时间仓促，编者水平有限，加上此类数据库属国内首创，数据库还有很多不完善之处，欢迎广大用户多提宝贵意见，以便数据库升级时加以完善。目录绪论 TOC o 1-5 h z 第一章：塑件的工艺分析1第二章：注射模的结构设计2第三章：浇注系统的设计2第四章：成形零件的结构设计3第五章：模具设计的有关计算3第六章：绘制模具总装图7第七章：本模具的工作原理8第八章：总结及参考文献绪论模具在汽车、拖拉机、飞机、家用电器、工程机

4、械、动力机械、冶金、机床、兵器、仪器仪表、轻工、日用五金等制造业中，起着极其重要的作用；模具是实现上述行业的钺金件、锻件、粉末治金件、铸件、压铸件、注塑件、橡胶件、玻璃件、陶瓷件等生产的重要工艺装备。采用磨具生产毛坯或成品零件，是材料成型的重要方式之一，与切削加工相比，具有材料利用率高能耗低、产品性能好、生产率高和成本低等显著特点。从20世纪80年代初，工业发达国家的模具工业，已从机床工业中分离出来，并发展成为一个独立的工业部门，而且其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，中国的模具工业发展十分迅速；近年来，一直以每年15溢右的增长速度快速发展。目前，中国约有17000多个模具制造厂点，从业

5、人数60多万；2001年中国模具工业产值达320亿人民币，中国模具工业的技术水平取得了长足的进步。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越多且越来越高的要求，巨大的市场需求推动着中国模具工业更快速发展。2001年中国大陆制造业对模具的市场总需求量约为430亿元人民币；今后几年仍将以每年10姒上的速度增长。对大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%勺增幅。引言当今科技的发展，塑料制品以其方便、使用、牢固等优点被广泛的应用到各个领域当中，并且越来越受到重视，发挥着举足轻重的作用。向着小型化、轻便化的趋势所发展，成本低廉，制造简单，外表美观，对手机而言，小且美观是至关重要的。塑料件的

6、生产和制造是适应现代市场需要，有着广泛的市场和发展前景。塑料注射成型这一生产方式已普遍应用于塑料加工领域，塑料注射成型有“生产周期短,能一次成型外型复杂，尺寸精度高，带有金属或非金属嵌件的塑料制品”，“对于所用原料的适应性强”，“生产效率高，能实现自动化生产”等一系列的优越性。因此，注塑成型是一种先进的、经济的成型技术,发展迅速。加深塑料成型基础理论和工艺原理，引进和开发技术、新工艺，大力发展大型、微型、高精度、高寿命、高效率的模具，以适应不断扩大的塑料应用领域的需要。这需要在工艺设计、模具制造、材料研究、生产管理等方面协同发展才能实现。在引进先进塑料成型设备的同时，要做好对先进技术的吸收和推

7、广工作，努力提高国产塑料成型设备的质量、性能及推广品种规格。加强塑料材料性能的研究，加强模具新型材料的开发与应用。开展模具CAD/E/M技术的研究、推广和应用。模具CAD/E/M一体化技术的应用提高了模具设计与制造水平和质量，并节省时间，提高了生产效率，产品成本也大幅度降低。因此，为了更好的取得塑料成型方面的进展，就应该认真研究塑料成型性能和注塑成型技术，培养一批高技能的开发人才，积极采用先进的制造技术，以满足现代工业的发展需求而不断努力。零件名称灯座材料PP（聚丙烯）工件精度MT4一.塑件的工艺分析.塑件的原材料为：PP（聚丙烯）.塑件的材料特性PP（聚丙烯）的特点是密度小，强度、刚性、硬度

8、、耐热性均优于低压聚乙烯，可以100c左右适用。具有优良的耐腐蚀性，良好的高频绝缘性，不受温度影响；但低温变脆，不耐磨，易老化。适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件，物体比较硬，燃烧时底部有蓝火，顶部有红火，有轻微香味。.塑件成型工艺参数查相关手册得到PP塑料成型工艺参数：密度0.900.91g/cm3收缩率1.0%3.0%预热温度80100C,预热时间12(h)料筒温度后段160180C,中段180200C,前段200220C喷嘴温度170180C模具温度8090C注射压力7001000MPa成型时间注射时间2060s,保压时间03s,冷却时间2090s,总周期50160s4塑件的结构

9、和尺寸精度、表面质量分析(1)结构分析。该塑件有8段圆弧组成且左右上下对称。(2)尺寸精度分析。该塑件尺寸有：R35R12。R9。R48R85、120、30其精度都按MT4(3)表面质量分析。该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺、内部不得有导电杂质外，没有特别的表面质量要求。(4)计算塑件的体积和质量V19.7821795cm3M154.907g采用一模二腔的模具结构，考虑其外形尺寸、注塑是所需的压力情况，初步选用注射机型号XS-ZY-500。(5)塑件注射工艺参数的确定：查表PP的成形参数：成形温度160175C、压力为700MPa-1000Mp卷。工艺参数可在试模时适当调整。.注射模的结构设计

10、：分型面选择：如图所示选用此种分型方式比较合适。确定型腔的排列方式：.浇注系统的设计：.主流道设计。差得XS-ZY-500型注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径d07.5；喷嘴前端球面半径R018mm.根据模具主流道与喷嘴的关系RR01mm及dd00.5mm,取主流道球面半径R19mm,小端直径d8mm。为了便于江凝料从主流道中拔出，将主流道大设计成圆锥形，其斜度为1o30,经换算得主流道大端直径D8.5mm。可在主流道出料端设计半径r5mm的圆弧过渡。.浇口设计：根据塑件的成形要求及型腔的排列方式，选用侧浇口。.推出机构的设计：(1)推杆的确定：根据塑件结构的特性选推杆顶出力应该作用在塑件刚性

11、和强度最大的部位，作用面积近可能大，以防塑件损坏。(3)塑件顶出位置应在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。如图所示为本产品模具的推出结构图。四、成形零件的结构设计：(1)凹模的结构设计。模具采用一模两件的结构形式，考虑加工的成本和材料的利用等因素，凹模采用镶嵌式结构。如右图所示凹模结构凹模型芯如图所示(2)凸模采用镶嵌式的结构设计。如右图所示凸模型芯如图所示五、模具设计的有关计算:(1)型腔和型芯工作尺寸计算:型腔工作尺寸计算尺寸77.4,1.8,z0.63.一_306Lm0ZLsLsScp77.477.4.0.021.350=77.598040尺寸39.6,1.14,zLM0LsLsSCP

12、40尺寸36.5,1.14,z,Z3LM0LsLsSCP40尺寸34.4,1.14,zLm0LsLsSCP400.383Z39.639.60.020.383Z(36.536.50.020.383Z(34.434.40.020.85500.38=39.5370.855)00.38=36.37500.380.855)00.38=34.23300.38LM0ZLS(32.232.20.020.855)00.38=31.98900.38尺寸7.9,0.580.197LM0ZLS型腔深度尺寸：尺寸HsHsScp2.2(7.97.90.020.435)00.1977.63200.1970.38,(2.22

13、.20.270.020.254)00.1271.99o0.127尺寸13.70.68,0.227HsHsScp(13.713.70.020.454)o0.22713.5200.227尺寸16.10.76,0.253HsHsSCP(16.116.10.020.506)o0.25315.916o0.253尺寸22.30.88,0.293HsHsSCP(22.322.30.020.586)00.29322.1600.293尺寸37,1.140.38HsHsSCP(37370.020.76)00.3836.9800.38孔心距17.9,0.760.28(Lm)z/2(LmLMZ/2(9.39.30.0

14、20.14475)0.09659.341250.09650.0965型芯工作尺寸计算：尺寸73.6,1.8,0.6LMZLSLSSCP(73.673.60.021.35)00.6=76.42200.6尺寸37.2,0.380LmZLsLsScp(37.237.20.020.285)00.38=75.35700.38尺寸4.8,0.48,0.160LmZLsLsScp(4.84.80.020.36)00.16=5.25600.16尺寸9.6,0.58,0.1930LmZLsLsScp(9.69.60.020.435)00.193尺寸32.2,1.140.380LmZLsLsScp(32.232.

15、20.020.285)00.38=33.12900.38尺寸3.7,0.48,0LmZLsLsScp0.16(3.73.70.02=4.43400.16尺寸7.30.58,0.193Lm0ZLsLsScp(7.37.30.020.435)00.193=7.28100.193尺寸5.3,0.480LmZLsLsScp0.16中心距53.51.54(5.35.30.020.66)00.16=6.06600.160.513(Lm)z/2(LsLsScpz/2(53.553.51.135)0.256553.4350.2565中心距17.90.76,0.28(Lm)z/2(LmLmScp34)z/2(1

16、7.917.90.020.57)0.126518.8280.12650.1265型芯高度尺寸:尺寸12.80.680hmhsScp0.2273012.812.80.02_0一-,00.4540.22713.510.227尺寸0.58,0.193hm0hsScp9.89.80.0200.3860.19310.37200.1930.127尺寸2.7,0.38,0hmhsScp2.72.70.0200.2540.127二一02.4980.127(3)模具加热和冷却系统的计算本塑件在注射成形时不要求有太高的模温，因而在模具上可不设加热系统。是否可要冷却系统可作如下计算。设定模具平均工作温度为60C,用

17、20C的水作为模具的冷却介质，其出口温度为30C。选定成形周期为60s。确定注射次数为60次/h ,塑件的质量为0.155kg ,V料 V =19.482 X 0.915 X1.105=19.698cm3加上浇注系统每次注入20.14g,冷却水的密度1g/cm3,比热容为4.2X103J/kgC,PP密度为0.915g/cm3,比体积为1.105cm3/g,单位热流量为60X104J/kg,计算塑料注射模冷却时所需要的冷却水量V一nmh600.0201460104_nOQQ3/V3=0.288m/min,因为模具母60ct1t2601034.210分钟所需要的冷却水体积水体积流量较小，故可以不

18、设冷却系统。依靠空冷的方式即可。模具闭合高度的确定。确定定模固定高度H1=70mm；定模板高度H2=30mm动模固定板高度H3=30mm根据推出机构行程和推出机构的结构尺寸确定垫块高度H4100mmi因而模具闭合高度HHiH2H3H4230mm注射机有关参数的校核。本模具的外形尺寸为350mmK350mm,XS-Z-500型注射机模板最大安装尺寸为500m由800mm故能满足模具的安装要求。由上述的计算模具的闭合高度H230mmXS-Z-500型注射机所允许模具的最小厚度Hmin=70mm最大厚度Hmax=200mm即模具满足HminHHmax的安装条件。经查资料XS-Z-500型注射机得最大

19、开模行程S500mm,满足出件要求。由于侧分抽芯距较短，不会过大增加开模距离，注射机的开模行程足够。经校核XS-Z-500型注射机能满足使用要求，故可采用。六、绘制模具总装图七.本模具的工作原理：模具安装在注射机上，定模部分固定在注射机的定模板上，动模部分固定在注射机的动模板上。合模后，注射机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压，冷却后塑件成形。开模时动模部分随动板一起运动，渐渐将分型面打开，于此同时在直导柱下，侧抽芯滑块从型腔中退出。完成侧抽芯动作。当分型面打开打开到80mm寸，动模运动停止，在注射机顶出装置作用下，推动杆运动将塑件顶出。合模时，随着分型面的闭合，侧型芯滑块复位至型腔，同时复

20、位杆也对推杆进行复位。八动模板内型芯加工工艺设计根据动模板内型芯的形状设定的加工方法。动模板内型芯形状如图1-161零件结构分析此零件材料为45,毛坯为78x65加棒料。形状为圆柱形。所要加工表面不是很多，所以用数车。数铳及电火花加工。动模板内型芯加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料2车车外圆及内孔数车3铳铳孔铳床4电火花电极加，两个方槽电火花机床5钳工修光，及去毛刺9检验去毛刺2.数控加工工艺分析(1)选用机床：回转体类零件加工，选用数控车床，数控铳床，电火花机床；(2)选用夹具及装夹方法：零件是回转体，选用通用夹具：山爪卡盘。根据零件的形状和要求，加工顺序：首先在数控车床上粗精车外

21、圆和粗车台阶孔，再在铳床上精加工台阶孔及孔、然后再在电火花机床上加工方梢。选用刀具：此零件在车床上需要外圆刀和中心钻及链刀，在数控铳床上需要立铳刀和加长巾2的立铳刀才行。最后再用电火花加工两个方梢。刀具材料为硬质合金。注意：加工时程序中的刀具号应与刀塔上刀具的实际安装位应。3加工准备选用的机床为WVC500系统的NEF400型数控铳床，及数控车床。加工中使用的工具、量具参照表进行配置序号名称规格数量备注1游标卡尺01500.0213百分表0100.0114磁性表座15其他铜棒、铜皮、毛刷等常用工具4拟定零件加工工艺路线1）以毛坯巾78mm的外圆表面作为装夹表面，手动车削毛坯端面并进行对刀。2）

22、采用外圆粗、精车指令加工外轮廓，保证尺寸760；mm、69.60.0.1mm、36.750.1,310.1x8mm和表面粗糙度0.8-m（注,这里需要两次装夹）3）保证总长59.8mm）4）拆卸工件，并对工件去毛刺。5）上数控铳床，用三爪卡盘装假工件需要垫铜皮保证以免划伤工件表面。精铳山2.5圆台和巾4.8,（J）9.6.和巾3孔。6）钳工打孔小6.8保证同心度0.2mm7）螺纹孔需要和动模板配做。78x65mm5工艺卡片单位名称产品名称或代号零件名称零件图号材料牌号45毛坯种类棒料毛坯尺寸78x65mm件数2工序号工序名称工序内容车间使用设备工艺装备工时1备料下料49x75mm锯床2车车零件

23、外轮廓，保证外圆、长度尺寸。数控中心MVC5004检验根据图纸检验各尺寸达要求。数控中心编制审核批准年月日共页6数控电火花线切割加工动模板内型芯。不过加工之前必须做电极。电极需要先铳削一块方料7.3X7.3X2.5mm的方，再在方料中打穿丝孔。最后用线切割加工方孔。最后再用焊接的方式把这块方料焊接在棒料上。最后就做成了电极。7）电极方孔加工。下面主要就是工艺计算和程序编制进行描述。电极丝直径为0.2mm的铝丝，单边放电间隙为0.1mm1）确定计算坐标由于图形需先加工内孔，所以先打穿丝孔。2）确定补偿距离补偿为：R（0.2/20.1）mm0.2mm。铝丝中心轨迹，如图1-18中虚线表示。3）计算交点坐标将电极丝中心：点轨迹划分成单一的直线段或圆弧段。用CAX徽车软件求出各点坐标值，如下表格所示。4）编写程序段a切割内方孔，因此要在穿丝孔。点为起点。再按OHA-B-C-AA的顺序切割。b切割轨迹3B代码在舁厅PBXBYBJGZ说明OAB1BpB2450GXrL2OA直线段ABB5100B0B5100GXL1AB直线段BCB0B5100B5100GYL4BC直线段CDB5100B10B5100GXrL3CD直线段DAB0B5100B5100GYL2DA直线段总结作为大学期间最后一环节，毕业设计给了我一很好的锻炼机会。通过本次设计，我理加巩固了我的专业知识。本课题是研究注