機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)論文(設計)——臺燈燈罩塑件的注射模具設計

1、三 江 學 院本科生畢業(yè)設計（論文）題 目 臺燈燈罩塑件的注射模具設計 高等職業(yè)技術(shù)學院 機械設計制造及其自動化專業(yè)學 號 G095152 學生姓名 李 益 群 指導教師 李 云 峰 起訖日期 201201 設計地點 三江學院 摘 要本文主要介紹了臺燈燈罩的注射模具設計，臺燈燈罩是臺燈中的一個塑料組件，其材料為ABS塑料，根據(jù)ABS塑料成型的工藝特性和產(chǎn)品的使用要求，對產(chǎn)品進行詳細的工藝分析。通過對測繪的產(chǎn)品尺寸和工藝分析，選擇了合適的分型面，對模具進行了成型零件、澆注系統(tǒng)、側(cè)向抽芯機構(gòu)及推出機構(gòu)和復位機構(gòu)進行設計，最后完成一副模具總裝圖的設計及主要零件圖的繪制，并確保模具結(jié)構(gòu)的可靠性、合理性

2、、實用性。在制造方面，運用了數(shù)控技術(shù)，采用了先進的線切割，電火花加工技術(shù)，提高了加工精度和加工效率。關(guān)鍵詞：臺燈燈罩， 模具設計， ABS塑料AbstractThis text mainly introduced the injection mold design of the shade of the desk lamp. the shade of the desk lamp was one plastic subassembly of desk lamp. Its material was ABS plastics. According to the fashioned processin

3、g property of ABS and the operating requirement of the product, the product was proceed detailed technical analysis. Through the products size and the conclusion of technical analysis. I selected the favorable parting plane and designed the modeling part, runner system, side slide institution, pullo

4、ut institution and reset institution. In the end I completed designing the assemble diagram and the major parts diagram and made sure the credibility, rationality, and the function of the molding tool structure. In manufacture, by the exercise of numerical control technique, adopt advanced strung in

5、cise、spark erosion technique, advancing working accuracy and working efficiency.Keywords: the shade of the desk lamp； mould design； ABS plastic 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc263361183 第1章 緒論 PAGEREF _Toc263361183 h 1 HYPERLINK l _Toc263361184 模具概述 PAGEREF _Toc263361184 h 1 HYPERLINK l _Toc2633

6、61185 塑料工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位 PAGEREF _Toc263361185 h 1 HYPERLINK l _Toc263361186 1.3 現(xiàn)代模具的發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc263361186 h 2 HYPERLINK l _Toc263361187 第2章 塑料產(chǎn)品介紹及其工藝特點 PAGEREF _Toc263361187 h 4 HYPERLINK l _Toc263361188 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性分析 PAGEREF _Toc263361188 h 4 HYPERLINK l _Toc263361189 2.1.1 塑料的分析 PAGEREF _Toc2633611

7、89 h 4 HYPERLINK l _Toc263361190 2.1.2 塑件的工藝分析 PAGEREF _Toc263361190 h 5 HYPERLINK l _Toc263361192 塑件產(chǎn)品圖的測繪 PAGEREF _Toc263361192 h 6 HYPERLINK l _Toc263361194 第3章 注射成型方案分析 PAGEREF _Toc263361194 h 7 HYPERLINK l _Toc263361195 分型面及其選擇 PAGEREF _Toc263361195 h 7 HYPERLINK l _Toc263361196 3.2 側(cè)向分型分析 PAGE

8、REF _Toc263361196 h 7 HYPERLINK l _Toc263361197 澆注系統(tǒng)分析 PAGEREF _Toc263361197 h 8 HYPERLINK l _Toc263361198 第4章 模具的結(jié)構(gòu)設計 PAGEREF _Toc263361198 h 9 HYPERLINK l _Toc263361199 模架的選擇 PAGEREF _Toc263361199 h 9 HYPERLINK l _Toc263361200 注塑機的選擇 PAGEREF _Toc263361200 h 11 HYPERLINK l _Toc263361201 成型零部件設計 PAG

9、EREF _Toc263361201 h 12 HYPERLINK l _Toc263361202 4.3.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設計 PAGEREF _Toc263361202 h 12 HYPERLINK l _Toc263361203 成型零部件的工作尺寸計算 PAGEREF _Toc263361203 h 12 HYPERLINK l _Toc263361204 澆注系統(tǒng)的設計 PAGEREF _Toc263361204 h 17 HYPERLINK l _Toc263361205 主流道的設計 PAGEREF _Toc263361205 h 18 HYPERLINK l _Toc263

10、361206 澆口的設計 PAGEREF _Toc263361206 h 19 HYPERLINK l _Toc263361207 4.5 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設計 PAGEREF _Toc263361207 h 20 HYPERLINK l _Toc263361208 4.5.1 抽拔距與斜導柱直徑的確定 PAGEREF _Toc263361208 h 20 HYPERLINK l _Toc263361209 4.5.2 斜導柱的設計 PAGEREF _Toc263361209 h 21 HYPERLINK l _Toc263361210 4.5.3 抽芯距的確定 PAGEREF _Toc2

11、63361210 h 21 HYPERLINK l _Toc263361211 4.5.4 斜導柱長度的計算 PAGEREF _Toc263361211 h 21 HYPERLINK l _Toc263361212 側(cè)滑塊的設計 PAGEREF _Toc263361212 h 22 HYPERLINK l _Toc263361213 4.楔緊塊的設計 PAGEREF _Toc263361213 h 23 HYPERLINK l _Toc263361214 4.6 推出機構(gòu)的設計 PAGEREF _Toc263361214 h 23 HYPERLINK l _Toc263361215 4.6.1

12、 推出力的計算 PAGEREF _Toc263361215 h 24 HYPERLINK l _Toc263361216 4.6.2 推出機構(gòu)的選擇 PAGEREF _Toc263361216 h 24 HYPERLINK l _Toc263361217 4.7 復位機構(gòu)的設計 PAGEREF _Toc263361217 h 25 HYPERLINK l _Toc263361218 第5章 注塑機的選擇與校核 PAGEREF _Toc263361218 h 26 HYPERLINK l _Toc263361219 5.1 注塑量的校核 PAGEREF _Toc263361219 h 26 HY

13、PERLINK l _Toc263361220 5.2 注塑機鎖模力的校核 PAGEREF _Toc263361220 h 26 HYPERLINK l _Toc263361221 5.3 最大注射壓力的校核 PAGEREF _Toc263361221 h 26 HYPERLINK l _Toc263361222 5.4 開模行程及裝模高度的校核 PAGEREF _Toc263361222 h 26 HYPERLINK l _Toc263361223 第6章 模具的工作原理和模具結(jié)構(gòu)特點 PAGEREF _Toc263361223 h 27 HYPERLINK l _Toc263361224

14、6.1 模具工作原理 PAGEREF _Toc263361224 h 27 HYPERLINK l _Toc263361225 6.2 模具結(jié)構(gòu)特點 PAGEREF _Toc263361225 h 28 HYPERLINK l _Toc263361227 結(jié)束語 PAGEREF _Toc263361227 h 29 HYPERLINK l _Toc263361229 參考文獻 PAGEREF _Toc263361229 h 30 HYPERLINK l _Toc263361230 致 謝 PAGEREF _Toc263361230 h 31第1章 緒論模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是

15、國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎之一。塑料模具是指用于成型塑料制作的模具，它是型腔模的一種類型。模具設計水平的高低，模具制造能力的強弱以及模具質(zhì)量的優(yōu)劣，都直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著各種產(chǎn)品的質(zhì)量、經(jīng)濟效益的增長以及整體工業(yè)水平的提高。在國家“十五”規(guī)劃中指出，模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備，國民經(jīng)濟的五大支柱產(chǎn)業(yè)機械、電子、汽車、石化、建筑都要求模具工業(yè)發(fā)展與之相適應。目前，我國加入WTO之后，在當代工業(yè)的迅速發(fā)展下，各行業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加，換型速度加快，對產(chǎn)品質(zhì)量、樣式和外觀不斷提出新要求，對模具的需求量不斷增加，對模具的質(zhì)量要求也越來越高，模具技術(shù)直接影響制造

16、業(yè)的發(fā)展、產(chǎn)品更新?lián)Q代的時間和產(chǎn)品的市場競爭能力。因此，迅速提高模具技術(shù)水平已成為當務之急。我國的模具工業(yè)受到政府的重視及關(guān)懷，并提出相應的優(yōu)惠政策進行模具技術(shù)開發(fā)，在模具工業(yè)中大量采用先進制造技術(shù)和加工設備，努力提高模具的設計水平和制造水平，已取得顯著的經(jīng)濟效益。另外，從資料獲悉，目前，美國、日本、德國等發(fā)達國家的模具總產(chǎn)值都已超過機床總產(chǎn)值。模具技術(shù)的進步極大地促進了工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)發(fā)展，模具是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值將超過自身價格的幾十倍乃至上百倍、上千倍。塑料工業(yè)在各國經(jīng)濟發(fā)展過程中都起著舉足輕重的作用。我國作為一個發(fā)展中國家，我國的塑料工業(yè)也隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展而飛速發(fā)

17、展，經(jīng)過幾十年的老一輩塑料工作者的辛勤探索和創(chuàng)新，我國的塑料工業(yè)已形成了包括合成樹脂、塑料加工、塑料助劑、塑料機械和塑料模具在內(nèi)的較完整的塑料工業(yè)體系。在我們周圍，要用到各種各樣的塑料產(chǎn)品，小的包括各種日常生活用品和消費用品，如生活中的盆、瓶、數(shù)碼產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)件等等，大的有各種工業(yè)用品，如汽車的塑料大型內(nèi)飾件等等，這些形狀復雜，外形美觀的塑料產(chǎn)品，這些精美的產(chǎn)品都要靠塑料模具來成型，這些都會涉及到我國塑料成型工業(yè)的發(fā)展。1.3 現(xiàn)代模具的發(fā)展趨勢為了解決高精度、長壽命、高效的復雜型腔結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代模具，需積極考慮如下三方面：1模具材料及表面處理技術(shù)模具工業(yè)要上水平，材料應用是關(guān)鍵。因選材和用材不當，

18、致使模具過早失效的比例大約占失效模具的45%以上。常用塑料模具用鋼有預硬鋼（P20）、時效硬化型鋼（P21、PMS等）、熱處理硬化型鋼（MnCrWv）、多工位精密沖模硬質(zhì)合金（YG20、YG25等）及鋼結(jié)硬質(zhì)合金（GW50等）。 在模具表面處理方面，主要有滲碳、滲氮、碳氮共滲等技術(shù)，同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強化、輝光離子氮化技術(shù)也日益受到重視。2設計制造技術(shù)先進設計和加工方法的日益普及，為高質(zhì)量、短周期地開發(fā)模具并且保證模具有足夠長的使用壽命，提供了技術(shù)保證，為模具工業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎。模具設計與加工方法的發(fā)展主要有以下幾方面 ：鑒于現(xiàn)在塑料產(chǎn)品的形狀一般

19、都比較復雜，以前那種趴圖板的設計方法已經(jīng)跟不上現(xiàn)在市場經(jīng)濟發(fā)展的步伐了?，F(xiàn)在的速度可以說是一個企業(yè)存在的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)在使用CAD（計算機輔助設計的縮寫）技術(shù)進行產(chǎn)品的造型，然后再進一步修改，然后生成二維平面圖，可以大大提高設計的效率。這樣的軟件有AutoCAD、Pro/E、UG、Cimatron等等。CAM是計算機輔助制造的縮寫，它與CAD技術(shù)是緊密結(jié)合的，由CAD生成的三維圖形可以調(diào)入CAM軟件進行模擬加工，確認無誤后，可以由系統(tǒng)自動生成數(shù)控設備所認可的NC代碼，將NC代碼傳入數(shù)控系統(tǒng)后，數(shù)控系統(tǒng)便可以指揮數(shù)控機床加工出CAD中所設計的產(chǎn)品，并且精度相當高，生產(chǎn)效率高，加工周期短。這樣的軟件

20、有MasterCAM、Pro/E 、UG、Cimatron等等。數(shù)控技術(shù)在塑料模具加工的應用，使的復雜型芯和型腔的加工變的更加便捷和精確，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了模具的生產(chǎn)周期。在塑料模具的生產(chǎn)中，主要用到的是數(shù)控銑床和加工中心。線切割加工技術(shù)的發(fā)展，使的以前很時髦的模具鑲拼技術(shù)用的很少了。它非常適合于垂直或是有一定錐度的直通孔或異形孔的加工。電火花加工技術(shù)的發(fā)展，使的一些非常復雜的、用常規(guī)加工方法不好加工的型腔的生產(chǎn)變的方便。它主要是做成與型腔形狀相同的電極，利用放電來加工模具型腔。提高了模具表面的精度。3專業(yè)化生產(chǎn)及標準化專業(yè)化生產(chǎn)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要特征之一，國外工業(yè)先進的國家模具專業(yè)

21、化生產(chǎn)已達75%以上。專業(yè)化生產(chǎn)易于管理，反應靈活，易于提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效率，有較強的競爭力。標準化是實現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn)的基本前提，能系統(tǒng)提高整個模具行業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益的重要手段，是機械制造業(yè)向深層次發(fā)展必由之路?？傊?，隨著模具技術(shù)的迅速發(fā)展及機械各類產(chǎn)品的多樣化、復雜化，模具應用的廣度和深度將不斷向縱深發(fā)展，模具需求增長速度將繼續(xù)高于國民經(jīng)濟總體發(fā)展的速度，供小于求的被動狀態(tài)將大有改變。因此，在模具設計及制造中，采用新技術(shù)、新工藝、新設備可持續(xù)發(fā)展模具工業(yè)，更將成為所有企業(yè)得以占據(jù)市場制高點的必由之路。第2章 塑料產(chǎn)品介紹及其工藝特點2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性分析本次課程設計的題目是臺燈燈

22、罩注射模具的設計，其產(chǎn)品圖如圖1.1所示。 臺燈燈罩三維圖2.1.1 塑料的分析g/cm.ABS塑料具有較高的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降；具有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性和化學穩(wěn)定性和電氣性能。ABS幾乎不受酸、堿、鹽及水和無機化合物的影響，容于酮、醛、脂、氯代烴中，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。 ABS塑料表面不可接觸冰醋酸、植物油等化學藥品，否則會引起應力開裂。此外ABS塑料的熱穩(wěn)定性差，使用的溫度范圍為-40100, 其耐侯性也較差，紫外線作用下容易降解，從而會導致制件變硬變脆。ABS塑料具有良好的成型性和綜合力學性能，因此用途廣泛

23、，在機械工業(yè)上來制造水箱外殼、蓄電池槽、冷藏庫、冰箱襯里、管道、電機外殼、儀器殼、齒輪、泵葉輪、軸承和把手等。ABS在汽車工業(yè)上的用途也日趨增加，用ABS塑料可制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導管、加熱管等，還有的用ABS塑料夾板制作小轎車等。此外，ABS塑料還可以來制作水表殼，紡織器材、家用電器外殼、文體教育用品、玩具、電子琴及收錄機殼體、食物包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。表 1.1為ABS成型的工藝參數(shù)。表 1.1 塑料的成型工藝參數(shù)材料ABS注塑機類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速(r.min)3060密度（g/3 )計算收縮率（%）預熱溫度（ 0c）8085時間（h）23料筒溫度（0C）后段15017

24、0中段165180前段180200噴嘴形式直通式溫度（ 0c）180190模具溫度（0C）5070注射壓力（MPa）7090保壓力（MPa）5070成型時間（s）注射時間2090高壓時間05冷卻時間20120總周期50220適用注塑機類型螺桿式、柱塞式均可臺燈燈罩的外表面非常的光滑，所以本次設計的一個難點是澆口位置的選擇，這種澆口形式要使塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。它需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)與工藝特征和成型的質(zhì)量要求，并分析塑料原材料的工藝特性與塑料熔體在模內(nèi)的流動狀態(tài)成型的工藝條件等進行綜合考慮。因此參照我的塑件最后采用的澆口形式為在推桿上開設的潛伏口進料。還

25、有一個難點就是燈罩側(cè)面的兩個凸臺，必須采用側(cè)抽芯機構(gòu)，由于這兩個凸臺分布在同一側(cè)，所以只需一個方向的側(cè)抽芯，根據(jù)實際情況，我打算采用斜倒柱固定在定模，側(cè)滑塊安裝在動模的側(cè)抽芯方式。這樣既滿足了塑件的成型要求又降低了型芯的加工難度。經(jīng)過繪制，塑件的產(chǎn)品簡圖如圖2.1所示。圖2.1 塑件第3章 注射成型方案分析3.1 分型面及其選擇分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，因此，分型面的選擇是注射模具設計中的一個關(guān)鍵。通常模具的分型面與注射機的開模方向垂直。開模時將注射后的冷卻固化的塑件及澆注凝料從模體中頂出并取下（或自動落下），

26、再將模腔內(nèi)的雜物清除，或?qū)⑶都蚧顒有托景卜庞谀Ｇ粌?nèi)。但有時采用側(cè)向抽芯機構(gòu)或取出點澆口的凝料往往需要從幾個方面進行數(shù)次分型。臺燈燈罩不能通過單分型注射成型，還需要在側(cè)向抽芯分型。在考慮選擇有利于脫模的分型面時，必須保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求；要有利于側(cè)向抽芯。我將分型面設置在塑件的底部，這樣就保證了塑件的外觀質(zhì)量要求。3.2 側(cè)向分型分析當側(cè)面帶有凹孔、凸臺等結(jié)構(gòu)的塑件時，在成型后凹孔、凸臺的成型零件將阻礙塑件從模內(nèi)頂出，必須在頂出前將凹孔、凸臺的成型零件先行退出。這些零件一般是做成可以移動的。開模時先將側(cè)面的成型零件有序地全部抽出，清除障礙后再將塑件推出，合模時再將側(cè)成型零件恢復原位。這

27、種完成側(cè)型芯的抽出和復位動作的裝置叫做側(cè)抽芯機構(gòu)。側(cè)向抽芯機構(gòu)在塑料模具設計上經(jīng)常用到的有斜導柱側(cè)向抽芯機構(gòu)、彎銷側(cè)向抽芯機構(gòu)、液壓側(cè)向抽芯機構(gòu)、彈簧側(cè)向抽芯機構(gòu)，斜導槽側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)等。這類抽機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，動作可靠，適用于抽拔距不遠和抽拔力不大的情況。適用于生產(chǎn)批量比較大，而生產(chǎn)塑件的質(zhì)量、體積不大，抽拔距和抽拔力不大的生產(chǎn)。 適用于制品的側(cè)凹比較淺，所需要的抽拔力和抽芯距不大時，才采用彈簧或者硬橡膠實現(xiàn)抽芯的動作。其是斜導柱的變異形式，彎銷具有矩形斷面，能承受較大的彎矩，斜角可以達到300，所以在開模距相同的情況下可以獲得較大的抽芯距；另外的一個特點是彎銷側(cè)抽芯機構(gòu)可以設計成

28、變角度側(cè)抽芯。液壓側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)是指以壓力油作為分型與抽芯動力，在模具上配置專門的抽芯液壓缸，通過活塞的往復運動來完成側(cè)向抽芯與復位。這種抽芯方式傳動平穩(wěn)、抽芯力較大，抽芯距也較大，抽芯的時間順序可以自由的根據(jù)需要設定，其缺點是增加了操作而且需要配置專門的液壓抽芯器及控制系統(tǒng)，費用較篙。5.斜導槽側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 當塑件的側(cè)凹較淺，所需的抽芯距不大，但側(cè)凹的成型面積較大，因而需要比較大的抽芯，或者由于模具的結(jié)構(gòu)限制不適宜采用其他側(cè)抽芯形式時，則可以采用斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。其特點是利用模具推出機構(gòu)的推出力驅(qū)動斜滑塊做斜向運動，在塑件被推出脫模的同時由斜滑塊完成側(cè)向分型與抽芯動作。綜上

29、所述，在眾多的成型方案中，雖然有很多機構(gòu)都能滿足使用要求，通過觀測塑件的形狀和質(zhì)量，從設計成本和材料成本，模具的結(jié)構(gòu)復雜程度上看，臺燈燈罩模具結(jié)構(gòu)不是特別復雜，故斜導柱側(cè)向分型與抽芯結(jié)構(gòu)最符合要求。所以選擇這種形式。具體方案是斜倒柱固定在定模，側(cè)滑塊安裝在動模的側(cè)抽芯方式。3.3 澆注系統(tǒng)分析注射模澆注系統(tǒng)是將注塑機料筒中的熔融塑料從噴嘴高壓噴出后，穩(wěn)定而順暢地充入并同時充滿型腔的各個空間的通道。它在充模及塑件固化過程中還將注射壓力平衡的傳遞到型腔的各個部位，以獲得填充殷實、完整、質(zhì)量良好的塑件。此次設計的塑件是臺燈燈罩，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)的特殊情況，必須要保證殼體表面的外觀質(zhì)量要求，所以采用在推桿

30、上開設潛伏澆口進料的方式，使由于澆口斷裂形成的裂痕出現(xiàn)在殼體的內(nèi)表面。第4章 模具的結(jié)構(gòu)設計4.1 模架的選擇通過塑件的分析，以及注塑機的技術(shù)規(guī)格要求，選用龍記模胚2540，該模架各模板以及相關(guān)尺寸見圖4.1和表4.2。 大水口PW（mm）直身模（H）250工字模（I）300 圖4.1 龍記模胚2540示意圖表4.1 THICKNESS TABLE 厚度表A、B板ERP面板EP底板30354050607080901520表4.2 龍記模胚2030各板尺寸TP面板BP底板ST推板SP托板SB方快25252535804.2 注塑機的選擇對于模具設計，必須首先選則合適的注塑機型號，以確定額定注射量、

31、最大注射壓力、最大鎖模力、模具的安裝尺寸及開模行程等技術(shù)規(guī)范后，才能進行下面真正的模具設計。根據(jù)塑件的形狀及尺寸，計算其在分型面上的投影面積和塑件以及澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，計算所需鎖模力、總注射物料量，然后才能初選設備。由于制品的外觀由許多孔和凸臺組成，形狀復雜，首先利用Pro/E軟件的分析功能對制品的體積和在分型面上的投影面積進行計算與測量。在Pro/E軟件里打開三維模型，利用其質(zhì)量屬性分析對表面積、體積、質(zhì)量進行分析與計算。根據(jù)軟件計算得出結(jié)果如下：2塑件體積： 3 塑件密度： 3所以塑件的質(zhì)量： m =8)=g根據(jù)任務書的要求，該塑件采用點澆口形式，并且采用一模一腔的形式，3。所以初選設備為X

32、S-ZY-125 其主要技術(shù)規(guī)格見表4.3。表 4.3 型號為XS-ZY-125的注塑機參數(shù)結(jié)構(gòu)形式臥式額定注射量(cm3)125螺桿直徑()40注射壓力(MPa)120注塑時間(S)注射行程(mm)115螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)29、43、56、69、83、101鎖模力(KN)900拉桿內(nèi)間距()260290最大開模行程(mm)300最大模具厚度()300最小模具厚度()200鎖模形式雙曲肘模具定位孔直徑()125噴嘴球半徑()SR15噴嘴孔徑()44.3 成型零部件設計模具合模后，在動模板與定模板之間的某些零部件組成一個能填充塑料熔體的模具型腔，模具型腔的形狀的與尺寸就決定了塑料制件的形狀與

33、尺寸。構(gòu)成模具型腔的所有零部件稱為成型零部件。4.3.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設計成形零件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。它是模具的主要部分，主要包括凹模、凸模及鑲件、成型桿和成型環(huán)等。凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件；凸模亦稱型芯，是成型塑件內(nèi)表面的零件，而成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿。凹、凸模按結(jié)構(gòu)不同主要可分整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。 1）整體式的凹模和凸模是指直接在整塊模板上加工出凹、凸形狀的結(jié)構(gòu)形式。其特點是牢固、不易變形，不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但是加工困難，熱處理不方便，整體式凸模還有消耗模具鋼多、浪費材料等缺點。所以整體式凹、凸模結(jié)構(gòu)常用于形狀簡單的單個型腔中、

34、小型模具或工藝試驗模具。 2）組合式凹模、凸模結(jié)構(gòu)是指由兩個或兩個以上的零件組合而成的凹模或凸模。按組合方式的不同，可分為整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁拼合式等形式。，整體嵌入式多用于小型塑件多型腔的成型，使的各個型腔和型芯可以單獨加工，通過H7/m6的配合壓入到模板中，這種結(jié)構(gòu)加工效率高，拆裝方便，容易保證形狀和尺寸精度。局部鑲嵌式多用于型腔、型芯有些局部不易加工成型或需要經(jīng)常更換的模具結(jié)構(gòu)。四壁拼合式主要用于大型和形狀復雜的凹模，通過把型腔四壁和底板分別加工，經(jīng)研磨后壓入模套中組成型腔。臺燈燈罩的模具結(jié)構(gòu)較小，模具型腔不規(guī)則，但形狀還較為簡單，可以采用組合式凹模、凸模結(jié)構(gòu)，由于需要側(cè)向抽芯，

35、又是一模兩件，總共做十個型芯，兩個主型芯，八個小型芯，型腔通過H7/m6配合壓入定模板。4.3.2 成型零部件的工作尺寸計算影響塑件的尺寸精度的因素很多，概括的說，有塑料原材料的、塑件結(jié)構(gòu)和成型工藝、模具結(jié)構(gòu)、模具制造和裝配、模具使用中的磨損的因素。在一般情況下，原材料收縮率的波動、模具的制造公差和成型零件的磨損是影響塑件的主要原因。因為收縮率的波動引起塑件尺寸誤差隨塑件尺寸的增大而增大，因此，生產(chǎn)大型塑件時，收縮率波動是影響塑件精度的主要因素，若單靠提高模具制造精度是困難和不經(jīng)濟的，應穩(wěn)定成型工藝條件和選擇收縮率波動較小的塑料；生產(chǎn)小型塑件時，模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的

36、主要因素，因此，應提高模具制造精度等級和減少磨損。（1）收縮率的確定ABS塑料的收縮率為0.4%0.7%，該塑料的平均收縮率為=（0.4%+0.7%）/2=0.55%（2）精度的確定 對于ABS塑料而言，對于標注公差，高精度選用MT2，一般精度選用MT3，對于未注公差選用MT5。（3）型腔和型芯相關(guān)尺寸計算 eq oac(,1)主型芯（見圖4.1）相關(guān)尺寸計算圖4.1 主型芯徑向尺寸的計算【計算公式為 ）】式中 模具型芯徑向基本尺寸； 塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸；塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸的公差；模具成型零件制造公差；塑件平均收縮率。=76，公差等級MT3A，=0.46mm；=；=11.5 ，公差

37、等級MT3A， =0.18mm； 。高度尺寸的計算：=40 公差等級MT2A =3 公差等級MT2A =39 公差等級MT2A =6 公差等級MT3A 2.小型芯尺寸的計算（見）圖4.2 小型芯=3 公差等級MT3A =高度尺寸的計算：=50 公差等級MT2A 3.側(cè)型芯尺寸的計算（見圖4.3）圖4.3 側(cè)型芯尺寸的計算：=38 公差等級MT3A 高度尺寸的計算：=6.4 公差等級MT3A =型腔相關(guān)尺寸的計算上型腔尺寸計算（見圖4.4） 圖4.4 上型腔尺寸計算徑向尺寸的計算（計算公式為 ）式中 模具型腔徑向基本尺寸； 塑件外表面的徑向基本尺寸；塑件外表面的徑向基本尺寸的公差；模具成型零件制

38、造公差；塑件平均收縮率。=40 公差等級MT3A L=39 公差等級MT3A L高度尺寸的計算：=10 公差等級MT3A =15 公差等級MT3A 下型腔尺寸計算（見圖4.5 ）：圖4.5 下型腔尺寸計算徑向尺寸的計算=78 公差等級MT3A 高度尺寸的計算：=50 公差等級MT3A 4.4 澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)是指模具中由注塑機到型腔之間的進料通道。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設計是模具設計的一個重要環(huán)節(jié)，設計合理與否對塑件的性能、尺寸、質(zhì)量及模具結(jié)構(gòu)、塑件的利用率等有較大的影響。對澆注系統(tǒng)進行時，一般應遵循以下基本原則：1）結(jié)合型腔布局的考慮，盡可能

39、采用平衡式分流道布置。2）盡量縮短熔體的流動距離，以便降低壓力的損失、縮短充模時間。因此，澆注系統(tǒng)的長度應盡可能的短，斷面尺寸合理，應盡量減少流道的彎折。3）澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應有利于熔體流動，避免產(chǎn)生湍流，渦流、噴射和蛇形流動，并有利于排氣和補縮。4）避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生。5）澆注系統(tǒng)的凝料方向應方便可靠，凝料應易于和制品分離或者易于切除和修整。6）熔接痕部位與澆口尺寸，數(shù)量及位置有直接的關(guān)系，設計澆注系統(tǒng)時也優(yōu)先考慮到了熔接痕的部位，形態(tài)以及對制品質(zhì)量的影響。7）盡量減少因開設澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量的增加。8）澆注系統(tǒng)的模具工作

40、表面應達到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應有IT8以上的精度要求。9）設計澆注系統(tǒng)時應考慮儲存冷料的措施。10）應盡可能使主流道中心與模板中心重合，若無法重合也應該使兩者的偏離距離盡可能縮小。4.4.1 主流道的設計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注塑機的噴嘴注射出的熔體導入分流道中。其形狀為圓錐形，主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。由于主流道要與高溫熔體及注塑機噴嘴反復接觸，所以在注射模中主流道部分做成可拆卸更換的澆口套。為了使主流道的料順利脫出，小端直徑比注塑機噴嘴直徑d稍大一點，臺燈燈罩的噴嘴球面直徑為5mm，故臺燈燈罩的主流道的小端的直徑既澆口套的小端

41、直徑設計為D=d+1=4+1=5主流道入口的凹坑球面半徑R2也應該大于注塑機噴嘴球頭半徑R1，通常為R2=12 端面凹球面的深度一般為35mm，在這設計為 L=5mm主流道的半錐角通常為。過小則容易產(chǎn)生脫模困難，還會使充模時容體的流動阻力過大。過大的錐角則容易產(chǎn)生湍流或者渦流，卷入空氣。但對流動性較差的塑料可取的大些。由于主流道較長，取 =以下，拋光時沿軸向進行。主流道的長度L，一般按模板厚度確定。主流道的大端半徑取D=10mm澆口套使用的材料的通常為T8或者T10A鋼，經(jīng)淬火到硬度為5054HRC。此澆口套設計成澆口套與定位圈分別為兩個零件，以臺階形式固定在定模座板上。澆口套設計尺寸見圖4.

42、6。圖4.6 澆口套4.4.2 澆口的設計 澆口是連接流道和型腔之間的一段細短通道。一般這段很短的通道截面很小，當熔融的塑料在高壓下通過澆口時，因為澆口的截面積很小，使塑料流速加快，而由于摩擦的作用，又使塑料的溫度升高，黏度降低，提高了塑料的流動性，有利于充滿型腔。因為它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，所以，澆口的位置及其形狀、尺寸的設計的正確與否直接決定著塑件質(zhì)量、注射效果、注射效率。一般來說，注射塑件出現(xiàn)的缺陷，如缺料、縮孔、融接痕、翹曲變形也往往是澆口設計不當造成的。我此次選用的是潛伏澆口，潛伏澆口又稱剪切澆口，由點澆口變異而來。這種澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開設在模具的隱蔽處。

43、塑料熔體通過型芯的側(cè)面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外邊面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量和美觀效果。潛伏澆口的形式如圖圖所示。潛伏澆口一般是圓形截面，潛伏澆口的錐角取1020，傾斜角=4560圖4.7 潛伏澆口4.5 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設計在臺燈燈罩模具設計過程中采用的是斜導柱側(cè)抽芯機構(gòu)，其特點是借助于注塑機的開模力或者頂出力與合模力進行側(cè)向分型，抽芯，及其復位動作的機構(gòu)，經(jīng)濟性能好，效率高，動作可靠，實用性強。4.5.1 抽拔距與斜導柱直徑的確定由于計算比較復雜，可以采用查表法來確定斜導柱的直徑。由式4-1可知=2.8KN,由此可以得到抽芯力=3kN，進而查該書P192表10

44、.2得斜導柱的直徑d=14mm。4.5.2 斜導柱的設計斜導柱的設計圖如圖所示。 圖4.8 斜導柱斜導柱的傾斜角的設計，一般情況下，斜導柱與開合模方向的夾角稱為傾斜角（），其對斜導柱的有效工作長度，側(cè)抽芯距和受力狀況等起著直接的影響。一般在設計時取25，最常用的是1222。由于此塑件的側(cè)抽芯距不大，抽芯力也較小，在這選用為15，工作部分與滑塊選用H11/b11的配合，固定部分選用H7/m6配合。4.5.3 抽芯距的確定側(cè)向抽芯距一般比塑件上的側(cè)孔或突臺高度大23，這里選用高出側(cè)孔3，臺燈燈罩水平方向側(cè)孔深度都為13mm,則臺燈燈罩水平方向的側(cè)向抽芯距取16mm。4.5.4 斜導柱長度的計算工作

45、長度L的計算 在側(cè)型芯滑塊抽芯方向與開模方向垂直時，可以推導出斜導柱的工作長度L與抽芯距S和傾斜角有關(guān)，即L=S/sin。=S/sin=16/sin15=38.6斜導柱的總長為L0 =L1+L2+L3+L4+L5=tg/2+h/cos+dtg/2+s/sin+(510mm)式中 L0斜導柱的總長；d2斜導柱固定部分大端直徑；h斜導柱固定板厚度；d斜導柱工作部分的直徑；s側(cè)向抽芯距。將相關(guān)的尺寸代入上式，經(jīng)過計算斜導柱的總長L0為87.68mm。側(cè)滑塊的設計，鑲?cè)刖葹镠7/m6，如圖4.9所示。同時，為了讓側(cè)滑塊能在導滑槽里面能靈活的移動，導滑槽和側(cè)壓塊要求保持一定的配合長度。側(cè)滑塊完成抽拔動

46、作以后，其滑塊部分仍應全部或者大于2/3的長度保留在導滑槽里面。圖4.10 楔緊塊4.6 推出機構(gòu)的設計每次注射模在注射機上合模注射結(jié)束以后，都必須將模具打開，然后把成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中推出，完成推出脫模的機構(gòu)稱為推出機構(gòu)。推出機構(gòu)設計的合理性與可靠性直接影響到塑件的質(zhì)量，因此，推出機構(gòu)的設計是注射模設計中很重要的一個環(huán)節(jié)。推出機構(gòu)的設計要求：（1）推出機構(gòu)設計時應盡量使塑件留于動模一側(cè)；（2）塑件在推出過程中比發(fā)生變形與損壞；（3）不損壞塑件的外觀質(zhì)量；（4）合模時應使推出機構(gòu)正確復位；（5）推出機構(gòu)動作可靠。4.6.1 推出力的計算為了使塑件易于脫模，在動模上沿塑件脫模

47、方向都應有脫模斜度和較高的表面質(zhì)量。根據(jù)塑件尺寸，可取一定的脫模斜度，脫模斜度的大小一般為0.2注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力。塑件要型芯中脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力。實踐證明，塑件在剛開始脫模時，所需要克服的阻力最大，也就是說這時候所要的脫模力最大。脫模力由下式計算Ft=Ap(cos-sin)式中 Ft-脫模力；A-塑件包絡型芯的面積；塑件對鋼的摩擦系數(shù)；p塑件對型芯單位面積的包緊力，其值與塑件的幾何形狀以及塑料的品種、成型工藝有關(guān)。一般情況下，模外冷卻的塑件p約取2440Mpa ；模內(nèi)冷卻的塑件約812Mpa塑件在熱狀態(tài)下的摩擦系數(shù)，一般取

48、0.20;脫模斜度（或塑件的斜度）。此塑件的相關(guān)參數(shù)為 =95582，P=10MPa,=0.15, =40,將參數(shù)代入上式得； =955840-sin40由于影響脫模力大小的因素很多，如塑料與鋼的粘附力、大氣壓力、推出機構(gòu)本身運動時的摩擦阻力以及成型工藝條件的波動。因此，脫模力的計算只是一個大概的參考。4.6.2 推出機構(gòu)的選擇在注塑模設計和生產(chǎn)中，廣泛使用推出機構(gòu)的有推桿推出機構(gòu)、推管推出機構(gòu)、推件板推出機構(gòu)等。推桿推出機構(gòu)主要用于推出面積比較大的深桶塑件的推出；推桿的自由度大，而且推桿將截面積是圓形，制造，修配方便，容易達到推桿與模板或型芯上的配合精度，推桿推出的運動阻力小，推出動作靈活可

49、靠，損壞后維修也方便，因此，這類機構(gòu)在現(xiàn)實生產(chǎn)中大量使用，是推出機構(gòu)中最常見的結(jié)構(gòu)形式。推管推出機構(gòu)主要用于小的環(huán)形和筒形塑件或塑件上帶有孔的凸臺部分的推出；推件板推出機構(gòu)主要用于薄壁塑件的推出。臺燈燈罩的推出面積較大，適合用推桿推出機構(gòu)，推桿為直通式推桿，兩模各設置三根共六根推桿，推桿規(guī)格為8170 。4.7 復位機構(gòu)的設計復位機構(gòu)干涉現(xiàn)象的校核：校核公式為 hctan=Sc+式中 hc在完全合模狀態(tài)下推桿端面離側(cè)型芯的最近距離；Sc在垂直于開模方向的平面上，側(cè)型芯與推桿在分型面上投影范圍內(nèi)重合長度； -在完全不干涉的情況下，推桿復位到hc位置時，側(cè)型芯沿復位方向推桿側(cè)面的最小距離。通過計算

50、hctanSc+，所以在模具中，不需要使用先復位機構(gòu)。第5章 注塑機的選擇與校核5.1 注塑量的校核注塑量的校核公式為 /3600臺燈燈罩的體積為約39.33，流道的體積8.963，總體積48.263，而注塑機XS-ZY-125的理論注塑量為1253，注塑速率為110g/s，周期為1.3s。1100.8=114.4348.263，綜上所述，選用的注塑機的注塑量都符合實際生產(chǎn)要求。5.2 注塑機鎖模力的校核鎖模力的校核公式為： 蓮蓬頭插座固定器分流道和制件在分型面上的投影面積為約51.762，型腔的平均計算壓力。由于制件的材料流動性教好，質(zhì)量小，選用普通制品型腔平均計算壓力30MPa，則鎖模力F

51、=51.76*30=155.28KNFn=900Kn所以鎖模力符合要求。5.3 最大注射壓力的校核校核公式：其中K取1.3。在實際生產(chǎn)中，PO的大概范圍為20100MPa,工件尺寸小，材料的流動性好，故P0選用50MPa, 則 Pmax50=65MPa70MPa. ABS塑料的注射壓力為7090MPa.所以最大注射壓力是符合要求的。5.4 開模行程及裝模高度的校核開模行程校核公式為：臺燈燈罩的開模行程 H=39+39+80+10=168300；模具總高 H =240mm300mm通過上面的校核可知，注塑機的開模行程和裝模高度都符合要求。第6章 模具的工作原理和模具結(jié)構(gòu)特點6.1 模具工作原理模

52、具的裝配圖如6.1所示。工作原理：開模時，注射機合模系統(tǒng)帶動動模后退，模具從動模和定模分型面分開，塑件包在凸模11上隨動模一起后退，由于包緊力的作用和拉料桿25的作用使主流道凝料和塑件從澆口套中拉出，同時側(cè)抽芯開始，斜導柱18和側(cè)滑塊20開始動作，在動模往后運動的過程中，側(cè)滑塊向外運動，使垂直于主分型面的方向上沒有阻礙。當側(cè)滑塊上的凹槽碰到動模板上的彈簧頂銷21時，側(cè)滑塊停止移動，側(cè)抽芯結(jié)束。動模部分繼續(xù)向后移動，注射機的頂桿作用于推板2，通過上面的推桿12和拉料桿15將塑件從型芯上頂出，塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起從磨具中落下。合模時，動模部分向前移動，在復位桿23的作用下，推桿向后移動，在導柱5和導套7的幫助下分型面和側(cè)滑塊也開始合攏。至此，整個合模過程完成，為下一次注射做好準備。圖6.1 模具總裝圖6.2 模具結(jié)構(gòu)特點此塑件的外表面非常的光滑，所以本次設計的一個特點是澆口位置的選擇，這種澆口形式要使塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。它需要根據(jù)