《工作灯盖注塑模设计》5100字

工作灯盖注塑模设计目录TOC\o"1-2"\h\u21190工作灯盖注塑模设计 150221绪论 2187192塑件材料的分析 219702.1塑件介绍 264353塑件的结构分析 3322623.1塑件的功能介绍 3168073.2塑件原材料的选取 397453.3确定塑件成型方法 462373.4塑件表面质量分析 467953.5塑件结构的工艺分析 586363.6确定工作灯盖的成型供应参数 5225671.注塑的工艺要点： 5126382.料温的控制 5202263.模具的温度 5241103.7依据最大的锁模力初次选择注射机 532193.8依据最大注射量初次选择注射机 6289501.注射量的校核； 7107930.8V机≥Vs+Vj公式3-2 7271502.锁模力的校核； 7195053.开模行程的校核； 7222074模具设计 784154.1分型面的选择 7202434.2模具型腔的排列 82384.3成型零件工作尺寸计算 8203264.4模架选取 10111564.5浇注系统和排气引气系统的设计 1295321.模具加热 1478992.模具冷却 1427274.6推出机构设计 1422526结论 1511703参考文献: 15摘要：工作灯盖是一种常见的生活类用品，无公害并且需要大量生产，是注塑机注塑成型的一种零件。本次毕业设计是工作灯盖注塑模设计，利用UG软件来绘制出工作灯盖的三维设计图，再进行注射模三维建模，并运用AutoCAD软件进行二维图的修改和完善。本文介绍了制作工作灯盖的塑件材料，塑件的成型方法，分型面和模具型腔的排列，计算了成型零件的工作尺寸，模架的选取，浇口的设计，温度调节系统的设计和对于推出机构的设计。关键词：工作灯盖二板模侧抽芯机构1绪论在工业快速发展的时代中，模具是重要的工艺装备之一，它在塑料、冲压、铸造等的各种生产行业中得到了广泛的应用。产品采用模具制造，能够大大提高生产效率，节约成本，而且能够保证对加工质量的要求近年来，模具迎来了快速的发展，模具产业的智能化程度较以前有着巨大的进步，对模具的加工精度、生产效率和质量有着很大的提高。但是和工业发达国家相比还是有着较大的差距，在设计、生产能力和制造方面还不能达到经济发展的要求。现在CAD/CAM发展迅速，此次的模具设计也大量的用到了CAD/CAM的技术。可以这么说现在的模具产业离不开CAD/CAM的技术，CAD/CAM技术的出现大大提升了模具设计的时间和节约了成本。此次设计的工作灯盖的制造采用塑料注射成型方法，工作灯盖的形状不规则较复杂，模具设计难度较高。2塑件材料的分析2.1塑件介绍工作灯盖主要应用日常的生活中，是一种生活中常见的塑料制品，对制件强度有一定的要求。在经过很多的塑料对比之后可以得出两种可进行选择的材料，有聚丙烯（PP）和聚乙烯（（PE）两种材料可以进行选择,由于聚乙烯（（PE）冷却成型比较慢，生产时间比较低，所以本次设计中工作灯盖的塑料材料选用聚丙烯（PP）。工作灯盖的零件图如图2-1所示。图2-2塑件的基本视图3塑件的结构分析3.1塑件的功能介绍工作灯盖是生活中最常见的一种塑料制品，起到保护内部结构的作用，由于使用条件的不同，它要求具有一定的强度、耐热性、阻燃性，因此在满足结构的同时，要对制件的强度进行评估。3.2塑件原材料的选取3.2.1名称中文名：聚丙烯（pp）英文名：polypropylene3.2.2基本特性聚丙烯的基本如表3-1所示。表3-1基本特性物理性能聚丙烯是一种无毒、无臭、无味的一种特殊的材料，结晶的聚合物，密低，在所有的塑料中物理性能较好的塑料。流动性能好，质量轻，可浮于水中，比较突出的是延申性能和抗疲劳的性能。力学性能聚丙烯的结晶度高，结构比较完整，力学性能高，冲击强度差。热性能具有耐热性，熔点为189℃。化学性能化学稳定性好，化学稳定性随结晶度的增加而增加。电性能绝缘性能好，不吸水，不受湿度影响，抗电压。3.2.3工艺性能（1）冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热。流动性极好,溢边值大约为0.03mm。（3）结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解.。3.2.4结论此次设计中的工作灯盖是一种日常用品，而且无公害，无瑕疵，且具有很高的强度。使用聚丙烯（PP）材料能使产品的性能能够达到满足此次设计的要求，它的成型工艺性能好，可以满足大批量成型的要求。3.3确定塑件成型方法3.3.1工作灯盖的成型工艺分析由于工作灯盖选择了聚丙烯材料，聚丙烯由于一种热塑料件，并且需要大量的生产，由于注射成型结构复杂，周期比较短，而且效率高，所以对于批量生产基本没有影响，所以工作灯盖选择注射成型生产。注塑成型工艺共有成型前准备、注射过程和后处理3个过程。3.4塑件表面质量分析PP塑料表面粗糙度的范围在Ra0.2~1.8，粗糙度的要求为Ra0.4，表面粗糙度的要求为1.0。3.5塑件结构的工艺分析工作灯盖总体形状为正方形，而且壁厚不均匀，最小壁厚只有2mm。通过以上的分析可得知，工作灯盖结构工艺性合理，不需要再对塑件的结构进行修改。塑件尺寸精度中等，注射时，在控制成型工艺参数的情况下，塑件的成型要求能够得到保证。3.6确定工作灯盖的成型供应参数1.注塑的工艺要点：在加工之前一般不需要另外干燥，染色性能比较的差，成型的收缩率比较的大。易变形，所以必须要提高注射的压力和注射的注射速度，材料的冷却速度快，比较适合快速注射。2.料温的控制塑料成型所需要的温度比较高，所以前料筒的温度大概在180-220℃的温度之间，中料筒的温度大概的温度在150-200℃的温度之间，料筒的温度大概在140-170℃的温度之间。3.模具的温度一般模具的温度在30-55℃之间，如果模具的温度太低的话，产品的表面的光泽感会比较的差，如果模具的温度比较的高的话，会有变形的情况发生，所以控制好模具的温度是很重要的。3.7依据最大的锁模力初次选择注射机（1）塑件在分型面上的投影面积a=64×64=4096（2）成型的时侯熔体塑料对动模的作用力FF=Ap/K=4096×33.3×=136KN公式3-1式中，p塑料熔体对型腔的平均成型压力，成型PP时，p=33.3MPaK安全系数（3）初选注射机根据锁模力必须大于模腔内熔体对动模的作用力的原则，选择G54-S200/400型号的注射机。3.8依据最大注射量初次选择注射机没有什么特别的情况下只要能够满足塑料制品所需的注射量小于等于注射剂最大量的80%，就不会出现形状大小不一的情况，如果注射量太小就会出现注射机利用率很低的情况，而且塑料长时间处于高温的状态就可能致使塑料会发生分解和变质的情况。3.8.1计算塑件的体积和质量塑件的体积和质量如图3-8所示。图3-8塑件质量分析材料PP的密度ρ=0.91g/cm3，由图3-8塑件质量的分析图可以得出：塑件的体积为5.19cm³，塑件的质量为4.72g。根据塑件的形状比较为规则，尺寸较小，所以工作灯盖成型采用一模两件的模具结构，塑件总质量M=9.44g，产品成型每次需要注射量为12。3.8.2计算每次注射进入型腔的塑料总体积V=M/ρ=12/0.91=13.2cm³根据注射量选择G54-S200/400型号，满足注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的80%的要求。3.8.3注射机工艺参数的校核1.注射量的校核；0.8V机≥Vs+Vj公式3-2其中V机是注塑机的最大注塑量，V是塑件的体积，M是塑件的质量由以上的设计就可以得出：0.8V机≥5.19+13.2故，V机≥22.9875即，M机≥P×V机=0.91×22.9875=20.91注塑机的注塑量为400，故满足要求。2.锁模力的校核；有以上的设计可以得出F≥Pm（nAs=Aj）=9.44×200=1888（KN）注射机的最大锁模力为2530KN大于1888KN，所以满足要求。3.开模行程的校核；注射机的开模行程要满足取出塑件的需要，即S≥H1+H2+10其中S是注塑机最大开模行程，H1是推出的距离，H2为塑件的高度故，250≥100+64+10，满足要求。4模具设计4.1分型面的选择因为工作灯盖的形状简单，所以在对选择分型面的时候，要保证分型面的选择不会对塑件造成影响，也要使塑件便于脱落，在这基础上进行对需要分型面进行选择。分型面的位置选择如下图4-1分型面的位置所示。图4-1（分型面位置）4.2模具型腔的排列模具的型腔排列要能够保证得到较好的塑件，所以此次的设计选择了一模两腔的设计方案。4.3成型零件工作尺寸计算由于工作灯盖的复杂形状，所以在模具成型的时候成型零件用凸凹模成型，如下图的4-2凸模和4-3凹模所示。图4-2凸模图4-3凹模本次设计使用的材料是PP塑料：S—收缩率由于塑件的精度要求不高，这里可以将塑件的允许公差设为0.62。由于成型零件的制造误差一般1/3，所以成型零件的制造误差是0.21。通过查看《塑料模具工程师手册》的资料可知，型腔经向尺寸的计算公式是：公式4-1公式（4-1）中的是型腔的径向尺寸，是塑件的最大尺寸，S是PP平均收缩率，是修正系数，一般的取值为0.75，是塑件的允许公差，是成型零件所造成的的制造误差。通过上面的公式，可以获得型腔的径向尺寸：塑件尺寸是64，由公式4-1得：=64+64*0.006-0.75*0.62=63.91-00.207QUOTE72+72*0.006-0.75*0.62=同理可得，型腔深度计算的公式是：公式4-2公式4-3中的Hm是塑件通过上述的公式，可以求得零件的型腔深度：当塑件深度的尺寸是43时，由公式4-2得：=(43+43*0.006-0.75*0.62)=42.79-00.207QUOTE25.6900.207型芯径向尺寸计算的公式是：公式4-3公式（4-3）中的是塑件的尺寸，其余的参数跟公式（4-1）相同。通过上述的公式，可以求得零件的型芯径向尺寸：当塑件的型芯径向尺寸是38.7时，由公式4-1得：=(38.7+38.7*0.006-0.75*0.62)=38.470.2070QUOTE68.950.2070同理可得，型芯高度计算的公式是：公式4-4公式（4-4）中的是塑件的孔深，其余参数跟公式（4-1）相同。通过上述的公式，可以求得制件的型芯高度：当塑件成型型芯高度的尺寸是26时，由公式4-2得：=(26+26*0.006-0.75*0.62)=25.690.2070QUOTE24.180.20704.4模架选取模架的选取一般都是采用标准模架，可以缩短模具的制作时间，可以大幅度降低模具制造的成本，现在国内基本都是采用标准模架龙记，模架的种类有很多，有水口、细水口和简易细水口等的模架，因为工作灯盖是一种结构比较简单尺寸比较小的结构，所以在对模架进行选择的时候应尽可能选择比较适合的模架，最后选择C型号标准中型的模架。确定工作灯盖模板的周界尺寸为：300mm×350mm，再确定模板的厚度为40mm，最终根据模架的选择、模板的周界尺寸和模板的厚度确定模架的尺寸为400mm×200mm。模架的的基本视图如图4-4所示。图4-4模架的基本视图上模型芯固定板，如图4-5所示。图4-5上模型芯固定板下模型腔支撑板，如图4-6所示。图4-6下模型腔支撑板4.4.5模架的校核(1)产品推出距离与垫块高度产品所需推出距离为40mm。凹模固定板推板固定板所形成空间为50mm。因为40<50,所以满足要求（2）选择型注射机的型号为为G54-S200/400。模架与注射机之间关系校核，如表4-1所示。表4-1校核表注射机的参数模架的规格检验结论最大开模的行程/mm245取件的距离/mm45合格最大模厚/mm395闭合高度/mm235合格最小模厚度/mm1554.5浇注系统和排气引气系统的设计4.5.1主流道的设计主流道是分流道的塑料熔体与注射机喷嘴的交会通道，其大小形状会对模具具有较大的影响，主流道基本都设计再浇口套中。主流道设计为糙度Ra≤0.8μm。主流道设计如图4-7所示。图4-7主流道4.5.2浇口的设计为了考虑到浇口的加工方便以及浇口的灵活性，因此选用点浇口的进料方式。点浇口的优点：开模后点浇口可以自动拉断，有利于自动化操作。去除浇口以后，塑件上留下的痕迹不明显，不影响塑件表面的美观。4.5.3工作灯盖注射模排气系统和引气系统设计由于工作灯盖整体较薄，排气量较小，型腔最后被充满的地方位于分型面，因此可利用分型面进行排气，同时滑块与模板的配合间隙也可以起到排气的作用。4.5.4温度调节系统的设计1.模具加热通常使用热水、油、蒸汽等加热，需要在模具上加热介质通道。2.模具冷却模具的冷却系统一般分为2个部分，分别为型芯的冷却和型腔的冷却，由于塑件材料较薄，所以冷却系统的设计如图4-8所示。图4-8温度调节系统4.6推出机构设计4.6.1脱模力力计算为了使塑件在推出的过程中不损坏变形，需要对模具脱模力的计算，合理的选择出推出方式Q＝Ahp（ucosa-sina）公式4-6-1其中Q-脱模力，A-型芯断面周长，h-塑料深度，a-脱膜斜度，u-摩擦系数，p-包紧力，A=5978mm²，h=50mm，p=1×Pa，u=0.25，a=0由公式4-6-1可得，Q=5978×50×1×（0.25cos0-sin0）=9.8×106（N）QUOTE64.6.2确定推出机构由于工作灯盖的结构简单，且为了不损坏塑料件的外观，合模时能够使机构正确的复位所以模具的结构特征为简单推出机构。结论本次毕业设计为工作灯盖的注塑模设计，设计的难点是灯盖形状较为复杂，需要采用侧抽芯机构；模具采用一