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3、···················································· 1 第2章 塑件工艺性设计 ············································· 2 2.1 注塑模工艺 ···························· 2 2.2 化学和物理特征 ·························· 2 2.3 塑件尺寸和公差 ························· 3 2.4 塑件结构工艺性分析 ······················· 4
4、 2.5 确定成型工艺参数 ························· 4 第3章 成型零部件设计 ········································· 5 3.1 型腔尺寸确实定 ·························· 5 3.2 型芯尺寸确实定 ·························· 6 第 4章 浇注系统设计 ······································· 6 4.1 分型面选择 ·····························
5、6 4.2 确定浇口形式及位置 ························· 7 4.3 设计主流道及分流道形状和尺寸 ···················· 8 第5章 推出机构设计 ······································ 10 5.1 推杆设计 ····························· 10 5.2 侧抽芯机构设计 ·························· 10 第6章 注射机选择 ········································
6、 12 6.1 计算塑件体积和重量 ························ 12 6.2 模具闭合高度确实定和校核 ························ 12 6.3 模具开模行程校核 ·························· 12 第7章 模架选择 ·············································· 13 绪论 ································································· 14 参考文件 ······
7、······················································· 15 谢致 ································································· 16 第1章 序言 日用具，有时采取精度和强度不太高塑料传动，因为塑料含有可塑性强，密度小、比强度高、结缘性、化学稳定性高、外观多样特点，所以受到越来越多厂家及人民喜爱。塑料工业是新兴
8、工业，是伴随石油工业发展而应而生，现在塑料制件几乎已经进入一切工业部门和人民日常生活各个领域。伴随机械工业电子工业，航空工业、仪器仪表工业和日常见具工业发展，塑料成型制件需求量越来越多，质量要求也越来越高，这就要求成型塑件模具开发，设计制造水平也须越来越高。本文也就对日用具中灯座模具设计过程进行叙述。 第二章 塑料工艺性设计 2.1注塑模工艺 干燥处理：假如储存合适则不需要干燥处理。 熔化温度：220~275℃，注意不要超出275℃。 模具温度：40~80℃，提议使用50℃。结晶程度关键由模具温度决定。 注射压力
9、可大到1800bar。 注射速度：通常，使用高速注塑能够使内部压力减小到最小。假如制品表面出现了缺点，那么应使用较高温度下低速注塑。 流道和浇口：对于冷流道，经典流道直径范围是4~7mm。提议使用通体为圆形注入口和流道。全部类型浇口全部能够使用。经典浇口直径范围是1~1.5mm，但也能够使用小到0.7mm浇口。对于边缘浇口，最小浇口深度应为壁厚二分之一；最小浇口宽度应最少为壁厚两倍。PP材料完全能够使用热流道系统。 成型时间：注射时间 20s~60s 高压时间 0s~3s 冷却时间 20s~90s 总周期
10、 50s~160s 2.2化学和物理特征 PP是一个半结晶性材料。它比PE要更坚硬而且有更高熔点。因为均聚物型PP温度高于0℃以上时很脆，所以很多商业PP材料是加入1~4%乙烯无规则共聚物或更高比率乙烯含量钳段式共聚物。共聚物型PP材料有较低热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，不过有更强抗冲击强度。PP强度伴随乙烯含量增加而增大。PP维卡软化温度为150℃。因为结晶度较高，这种材料表面刚度和抗划痕特征很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采取加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶方法对PP进行改性。PP流动率MFR范围在1~40。低MFRPP材料抗冲击特征很好但延展强
11、度较低。对于相同MFR材料，共聚物型强度比均聚物型要高。因为结晶，PP收缩率相当高，通常为1.8~2.5%。而且收缩率方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%玻璃添加剂能够使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型PP材料全部含有优良抗吸湿性、抗酸碱 腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵御力。PP也不象PE那样在高温下仍含有抗氧化性。 2.3塑件尺寸和公差 1、塑件尺寸 塑件尺寸大小受制于以下原因： a) 取决于用户使用要求。 b) 受制于塑件流动性。 c) 受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到结构阻力。 该塑件尺寸精度无
12、特殊要求，全部尺寸均为自由尺寸，可按MT5查取公差，其关键尺寸公差标注以下（单位均为mm）： 塑件外形尺寸： （略） 孔尺寸： （略） 孔心距尺寸： （略） 图2-1 2、塑件尺寸公差标准 a) 影响塑件尺寸精度原因关键有：塑料材料收缩率及其波动。 b) 塑件结构复杂程度。 c) 模具原因（含模具制造、模具磨损及寿命、模具装配、模具合模及模具设计不合理所可能带来形位误差等）。 d) 成型工艺原因（模塑成型温度T、压力p、时间t及取向、结晶、成型后处理等）。 e) 成型设备控制精度等。 其中，塑件尺寸精
13、度关键取决于塑料收缩率波动及模具制造误差。 题中没有公差值，则我们按未注公差尺寸许偏差计算，查表取MT5。 3、塑件表面质量 塑件表面质量包含塑件缺点、表面光泽性和表面粗糙度，其和模塑成型工艺、塑料品种、模具成型零件表面粗糙度、模具磨损程度等相关。 模具型腔表面粗糙度通常应比塑件对应部位表面粗糙度在数值上要低1-2级。 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Ra0.4μm。而塑件内部没有较高表面粗糙度要求。 图2-2 图2-3 2.4 塑件结构工艺性
14、分析 （1）从图纸上分析，该塑件外形为回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。（2）塑件型腔较大，有尺寸不等孔，如Ф12、4-Ф10、4-Ф4.5、4-Ф5它们均符合最小孔径要求。 （3）在塑件内壁有4个高2.2，长11内凸台。所以，塑件不易取出。需要考虑侧抽装置。 结论：总而言之，该塑件可采取注射成型加工。 2.5 确定成型工艺参数 查阅对应表格得出工艺参数见下表，试模时可依据实际情况作合适调整。 表2.1 成型工艺参数 聚碳酸脂 预热和干燥 温度t/℃110～120 成型时间 注射时间 20～90 时间τ/h8～12 保压时
15、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·min-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/Ma 80～130 时间r/h 8～12 第3章 成型零部件设计 3.1 型腔尺寸确实定 型腔可采取整体式或组合式结构。因为该塑件尺寸较大，最大达φ17
16、0mm，且形状复杂，有锥面过渡。若采取整体式型腔，加工和热处理全部较困难。所以，采取拼块组合式，型腔底部大面积镶拼结构。 查相关手册[3]得PC收缩率为Ｑ=0.5％～0.7％，故平均收缩率为：Scp=（0.5+0.7）％／2=0.6％=0.006，依据塑件尺寸公差要求，模具制造公差取Z=Δ／3。 表3.1 型腔尺寸 已知条件：平均收缩率SCP =0.006mm；模具制造公差取Z=Δ／3。 类别 零件图号 模具零件名称 塑件尺寸 计算公式 型腔工作尺寸 型腔计算 件25 导滑板（型腔1） 小端对应型腔 φ690-0.86 Lm=（Ls+LsScp%
17、3/4Δ）0+ðZ φ68.770+0.22 φ700-0.86 φ69.780+0.22 3.2 型芯尺寸确实定 型芯型腔可采取整体式或组合式结构。考虑模具温度调整，型芯采取整体式结构。 表3.2 型芯尺寸 已知条件：平均收缩率SCP =0.006mm；模具制造公差取Z=Δ／3。 类别 零件图号 模具零件名称 塑件尺寸 计算公式 型芯工作尺寸 型腔计算 件25 导滑板（型腔1） 内凸对应型芯 φ1140+1.14 lm=（ls+lsScp%+3/4Δ）0-ðZ φ115.540-0.29 φ1210+1..28
18、φ122.680-0.32 第4章 浇注系统设计 4.1 分型面选择 在选择分型面时，依据分型面选择标准，考虑不影响塑件外观质量和成型后 能顺利取出塑件，有两种分型面选择方案。 图4.1 图4.2 图4.1小端为分型面, 图4.2大端为分型面。本文采取图4.2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适宜。 4.2 确定浇口形式及位置 因为该塑件外观质量要求较高，浇口位置和
19、大小应以不影响塑件外观质量为前提。同时，也应尽可能使模具结构更简单。浇口位置在塑件内表面，不影响其外观质量。能够采取潜伏式浇口，但采取这种浇口形式增加了模具结构复杂程度。 图4.3 潜伏式浇口 点浇口是中心浇口一个变异形式。采取几股料进入型腔，缩短步骤，去除浇口时较方便，但有浇口痕迹。模具结构较潜伏式浇口模具结构简单。 图4.4 点浇口 针浇口或菱形浇口，采取这种浇口，可取得外观清楚，表面光泽塑件。不过模具需要设计成双分型面，方便脱出浇注系统凝料，增加了模具结构复杂程度，但能确保塑件成型要求。 图4.5 针浇口或菱形浇口 综合对塑料成
20、型性能和浇口分析比较，确定成型该塑件模具采取点浇口形式。 4.3 设计主流道及分流道形状和尺寸 4.3.1 主流道设计 依据手册查得xs-zy-250型注射机喷嘴相关尺寸： 喷嘴球面半径R0=18mm 喷嘴孔直径：d0=φ4mm 依据模具主流和喷嘴关系： R=R0+(1～2)mm d=d0+0.5 mm 图4.6 主流道 4.3.2 分流道设计 分流道形状及尺寸和塑件体积、壁厚、形状复杂程度、注射速率等原因相关。 该塑件体积比较大，但形状不算太复杂，且壁厚均匀，可考虑采取多点进料方法，缩短分流道长度，有利于塑件成型和外观质量
21、确保。 本例从便于加工方面考虑，采取截面形状为半圆形分流道。查相关手册得流道半径R=5mm。 图4.7 分流道 第5章 推出机构设计 5.1 推杆设计 依据塑件形状特点，模具型腔在动模部分，开模后，塑件留在型腔。推出机构可采取推块推出或推杆推出。推块推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件外观质量，但塑件上有圆弧过渡，推块制造困难；推杆推出结构简单，推出平稳可靠，即使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：该塑件采取推杆推出机构。 5.2 侧抽芯机构设计 抽芯距计算 S抽=
22、h+(2～3)=（121-114）/2+2.5 =6mm 滑块倾角确实定 本例抽芯距较小，选择α=10°。 确定斜滑块尺寸 斜滑块在件25导滑板中导滑，导滑板高度设计为85mm， 斜滑块在件25导滑板中能导滑行程40mm（考虑限位螺钉安装尺寸和推出行程）。 S实际=tga×40= tg10×48=0.176×40=7.04 mm> S抽 满足抽芯距要求。 图5.1 斜滑块抽芯 图5.2 斜销抽芯 第6章 注射机选择 6.1 计算塑件体积和重量 1 计算塑
23、件体积：V=72.30ｍｍ3（过程略） 2 计算塑件重量：依据相关手册查得ρ=1.2Kｇ·ｄｍ3 所以，塑件重量为：W=ρV＝72.30×1.2×10-3＝240.20ｇ 依据塑件形状及尺寸采取一模一件模具结构，考虑外形尺寸及注射时所需压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机：XS—ZY—250。 6.2 模具闭合高度确实定和校核 6.2.1 模具闭合高度确实定 依据标准模架各模板尺寸及模具设计其它零件尺寸： 定模座板H定=45mm，压板H压=25mm， 型芯固定板H固=25mm，型腔板H型=93mm, 凹模镶块H凹=65mm,垫板H垫=35mm，模脚H模=8
24、5mm 模具闭合高度： H闭=H足+H动+H导+H型+H固+H流+H定 =85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm =373mm 6.2.2 模具安装部分校核 该模具外形尺寸为365mm×315mm ，XS-ZY-250型注射机模板最大安装尺寸为598×520，故能满足模具安装要求。 XS-ZY-250型注射机所许可模具最小厚度为Hmin=165mm，最大厚度Hmax=350mm即模具不满足Hmin≤H≤Hmax安装条件。 所以，另选注射机XS-ZY-500，即可满足模具安装要求。 6
25、3 模具开模行程校核 经查资料型注射机XS-ZY-500最大开模行程s=500mm,满足下式计算所需出件要求： s>=H1+H2+a+(5～10)mm =40+133+95+7 =275mm 另外，因为侧分型抽芯距较短，不会过大增加开模式距离，注射机开模行程足够。 经验证XS-ZY-500型注射机能满足使用要求，故能够采取。 第7章 模架选择 本塑件采取点浇口注射成型，依据其结构形式，选择A4型模架。
26、 图7.1 模架 绪论 光阴似梭，大学三年学习一晃而过，为具体检验这三年来学习效果，综合检测理论在实际应用中能力，除了平时考试、试验测试外，更关键是理论联络实际，即此次设计课题为闹钟后盖注塑模具。 此次毕业设计课题起源于生活，应用广泛，但成型难度较小，模具结构较为简单，对模具工作人员是一个很好操作实践。它能加强对塑料模具成型原理了解，同时锻炼对塑料成型模具设计和制造能力。 此次设计以塑料灯座模具设计为根本，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最终到模具零件加工方法，模具总装配等一系列模具生产全部过程。能很好学习致用效果。在设计
27、该模具同时总结了以往模具设计通常方法、步骤，模具设计中常见公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过基础课程融汇到综合应用此次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD等技术，使用Office软件，努力争取达成减小劳动强度，提升工作效率目标。 因为实际经验和理论技术有限，设计错误和不足之处于所难免，期望各位老师批评指正。 参考文件 1、中国机械工业教育协会组编， 塑料模设计及制造 ， 机械工业出版社. 2、谢昱北，模具设计和制造手册，北京大学出版社. 3、徐佩弘，塑料制品和模具设计，国轻工业出版社. 4、章飞，型腔
28、模具设计和制造，陈国平化学工业出版社. 5、屈华昌，塑料成型工艺和模具设计，高等教育出版社. 6、王志明，姚来根，李书绅等. 塑料制品在日常生活中关键性. 7、施梅梧，姚穆. 塑料品种及特征 西北纺织工学院学报. 8、齐卫东. 塑料模具设计和制造 北京高等教育出版社. 致谢 此次毕业设计是在赵敏老师悉心指导下完成。老师严谨治学态度、勤奋工作精神给学生留下极其深刻印象。在此次毕业设计过程中，老师严格要求我们，办忙中悉心指导，传授模具设计理念，耐心讲解模具动作吉利，使我得以顺利完成此次设计。值此论文完成之际，谨向老师表示高尚敬意和衷心感谢！ 感谢大学四年来全部老师认真负责，使我能够很好掌握和利用专业知识在毕业设计中得以表现！ 最终祝母校蓬勃发展！
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