燈座塑料模具設(shè)計

1、14 燈座塑料模具設(shè)計【設(shè)計題目】零件名稱：燈座。設(shè)計要求：大批量生產(chǎn)，未注公差取mt5級精度，塑料原材料為聚碳酸酯pc，要求設(shè)計燈座模具。關(guān)鍵詞 1 引言 日用品，有時采用精度和強度不太高的塑料傳動，由于塑料具有可塑性強，密度小、比強度高、結(jié)緣性、化學穩(wěn)定性高、外觀多樣的特點，因而受到越來越多的廠家及人民的喜愛。塑料工業(yè)是新興的工業(yè)，是隨著石油工業(yè)的發(fā)展而應而生的，目前塑料制件幾乎已經(jīng)進入一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個領(lǐng)域1。隨著機械工業(yè)電子工業(yè)，航空工業(yè)、儀器儀表工業(yè)和日常用品工業(yè)的發(fā)展，塑料成型制件的需求量越來越多，質(zhì)量要求也越來越高，這就要求成型塑件的模具的開發(fā)，設(shè)計制造的水平也須

2、越來越高。本文也就對日用品中的燈座模具設(shè)計過程進行闡述。2 塑件的工藝性分析2.1 塑件的原材料分析 聚碳酸酯pc的結(jié)構(gòu)特點是：線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型材料，透明；使用溫度：小于130，耐寒性好，脆化溫度-100；化學穩(wěn)定性：有一定的化學穩(wěn)定性，不耐堿、酮、酯等；性能特點：透光率較高，介電性能好，吸水性小，但水敏性強（含水量不得超過0.2%），且吸水后會降解。力學性能很好，抗沖擊抗蠕變性能突出，但耐磨性較差；成型特點：熔融溫度高（超過3300c才嚴重分解），但熔體粘度大，流動性差（溢邊值為0.06mm），流動性對溫度變化敏感，冷卻速度快， 成型收縮率小，易產(chǎn)生應力集中2。 根據(jù)上面的原材料的特點再結(jié)合

3、所制造塑件的形狀得到以下結(jié)論： 1熔融溫度高且熔體粘度大，對于大于200g的塑件應用螺桿式注射機成型，噴嘴宜用敞開式延伸噴嘴，并加熱，嚴格控制模具溫度，一般在701200為宜，模具應用耐磨鋼，并淬火。 2水敏性強，加工前必須干燥處理，否則會出現(xiàn)銀絲、氣泡及強度顯著下降現(xiàn)象。 3易產(chǎn)生應力集中，嚴格控制成型條件，塑件成型后需退火處理，消除內(nèi)應力；塑件壁不宜厚，避免有尖角、缺口和金屬嵌件造成應力集中，脫模斜度宜取2。2.2 塑件的尺寸精度分析 該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按mt5查取公差，其主要尺寸公差標注如下（單位均為mm）：塑件外形尺寸： 孔尺寸： 孔心距尺寸： 2.3

4、塑件表面質(zhì)量分析 該塑件要求外形美觀，色澤鮮艷，外表面沒有斑點及熔接痕，粗糙度可取ra0.4m。而塑件內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求。2.4 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析（1）從圖紙上分析，該塑件的外形為回轉(zhuǎn)體，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。（2）塑件型腔較大，有尺寸不等的孔，如12、4-10、4-4.5、4-5它們均符合最小孔徑要求。（3）在塑件內(nèi)壁有4個高2.2，長11的內(nèi)凸臺。因此，塑件不易取出。需要考慮側(cè)抽裝置。 結(jié)論：綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。 2.5 確定成型工藝參數(shù) 查閱相應的表格得出工藝參數(shù)見下表，試模時可根據(jù)實際情況作適當調(diào)整。表2.1 成型工藝參數(shù)聚碳酸脂預熱和干燥溫度t/

5、110120成型時間注射時間2090時間/h812保壓時間05料筒溫度t/后段210240冷卻時間2090中段230280總周期40190前段240285螺桿轉(zhuǎn)速n/(rmin-1)28噴嘴溫度t/ 240250后處理方法紅外線燈模具溫度t/70（90）120溫度t/鼓風烘箱100110注射壓力p/ma80130時間r/h812 3 成型零部件的設(shè)計3.1 型腔尺寸的確定 型腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu)。由于該塑件尺寸較大，最大達170mm，且形狀復雜，有錐面過渡。若采用整體式型腔，加工和熱處理都較困難。所以，采用拼塊組合式，型腔的底部大面積鑲拼結(jié)構(gòu)。 查有關(guān)手冊3得pc的收縮率為=0.50.7

6、，故平均收縮率為：scp=（0.5+0.7）2=0.6=0.006，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取z=3。表3.1 型腔尺寸已知條件：平均收縮率scp =0.006mm；模具的制造公差取z=3。類別零件圖號模具零件名稱塑件尺寸計算公式型腔工作尺寸型腔的計算件25導滑板（型腔1）小端對應的型腔690-0.86lm=（ls+lsscp%-3/4）0+z68.770+0.22700-0.8669.780+0.223.2 型芯尺寸的確定 型芯型腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu)。考慮模具溫度調(diào)節(jié)，型芯采用整體式結(jié)構(gòu)。 表3.2 型芯尺寸已知條件：平均收縮率scp =0.006mm；模具的制造公差取z=

7、3。類別零件圖號模具零件名稱塑件尺寸計算公式型芯工作尺寸型腔的計算件25導滑板（型腔1）內(nèi)凸對應的型芯1140+1.14lm=（ls+lsscp%+3/4）0-z115.540-0.291210+1.28122.680-0.324 澆注系統(tǒng)的設(shè)計4.1 分型面的選擇 在選擇分型面時，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量以及成型后能順利取出塑件，有兩種分型面的選擇方案。 圖4.1 圖4.2 圖4.1小端為分型面, 圖4.2大端為分型面。本文采用圖4.2這種方案，側(cè)面抽芯機構(gòu)設(shè)在動模部分，模具結(jié)構(gòu)也較為簡單。所以，選塑件大端底平面作為分型面較為合適。4.2 確定澆口形式及位置 由于該塑件

8、外觀質(zhì)量要求較高，澆口的位置和大小應以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提。同時，也應盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡單。澆口位置在塑件內(nèi)表面，不影響其外觀質(zhì)量?？梢圆捎脻摲綕部冢捎眠@種澆口形式增加了模具結(jié)構(gòu)的復雜程度。圖4.3 潛伏式澆口 點澆口是中心澆口的一種變異形式。采用幾股料進入型腔，縮短流程，去除澆口時較方便，但有澆口痕跡。模具結(jié)構(gòu)較潛伏式澆口的模具結(jié)構(gòu)簡單。 圖4.4 點澆口 針澆口或菱形澆口，采用這種澆口，可獲得外觀清晰，表面光澤的塑件。但是模具需要設(shè)計成雙分型面，以便脫出澆注系統(tǒng)凝料，增加了模具結(jié)構(gòu)的復雜程度，但能保證塑件成型要求。 圖4.5 針澆口或菱形澆口綜合對塑料成型性能和澆口的分析比較，

9、確定成型該塑件的模具采用點澆口形式。4.3 設(shè)計主流道及分流道形狀和尺寸4.3.1 主流道設(shè)計 根據(jù)手冊查得xs-zy-250型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴球面半徑r0=18mm 噴嘴孔直徑：d0=4mm根據(jù)模具主流與噴嘴的關(guān)系：r=r0+(12)mm d=d0+0.5 mm圖4.6 主流道4.3.2 分流道的設(shè)計 分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速率等因素有關(guān)。該塑件的體積比較大，但形狀不算太復雜，且壁厚均勻，可考慮采用多點進料方式，縮短分流道長度，有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證。本例從便于加工的方面考慮，采用截面形狀為半圓形的分流道。查有關(guān)手冊得流道半徑r=5mm

10、。 圖4.7 分流道5 推出機構(gòu)的設(shè)計5.1 推桿的設(shè)計 根據(jù)塑件的形狀特點，模具型腔在動模部分，開模后，塑件留在型腔。推出機構(gòu)可采用推塊推出或推桿推出。推塊推出結(jié)構(gòu)可靠，頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量，但塑件上有圓弧過渡，推塊制造困難；推桿推出結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件頂部裝配后使用時并不影響外觀。從以上分析得出：該塑件采用推桿推出機構(gòu)。5.2 側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計抽芯距的計算 s抽=h+(23)=（121-114）/2+2.5 =6mm滑塊傾角的確定 本例抽芯距較小，選擇=10。確定斜滑塊尺寸斜滑塊在件25導滑板中導滑，導滑板的高度設(shè)計為85mm， 斜滑

11、塊在件25導滑板中能導滑的行程40mm（考慮限位螺釘?shù)陌惭b尺寸和推出行程）。 s實際=tga40= tg1048=0.17640=7.04 mm s抽 滿足抽芯距要求。圖5.1 斜滑塊抽芯圖5.2 斜銷抽芯6 注射機的選擇6.1 計算塑件的體積和重量1 計算塑件的體積：v=200172.303（過程略）2 計算塑件的重量：根據(jù)有關(guān)手冊查得=1.2k3 所以，塑件的重量為：w=v200172.301.210-3240.20 根據(jù)塑件形狀及尺寸采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮外形尺寸及注射時所需的壓力情況，參考模具設(shè)計手冊初選螺桿式注射機：xszy250。6.2 模具閉合高度的確定和校核6.2.1 模

12、具閉合高度的確定 根據(jù)標準模架各模板尺寸及模具設(shè)計的其他零件尺寸：定模座板h定=45mm，壓板h壓=25mm，型芯固定板h固=25mm，型腔板h型=93mm,凹模鑲塊h凹=65mm,墊板h墊=35mm，模腳h模=85mm 模具閉合高度： h閉=h足+h動+h導+h型+h固+h流+h定 =85mm+35mm+65mm+93mm+25mm+25mm+45mm =373mm6.2.2 模具安裝部分的校核 該模具的外形尺寸為365mm315mm ，xs-zy-250型注射機模板最大安裝尺寸為598520，故能滿足模具安裝要求。 xs-zy-250型注射機所允許模具的最小厚度為hmin=165mm，最大厚度hmax=350mm即模具不滿足hminhhmax的安裝條件。所以，另選注射機xs-zy-500，即可滿足模具安裝要求。6.3 模具開模行程校核 經(jīng)查資料型注射機xs-zy-500的最大開模行程s=500mm,滿足下式計算所需的出件要求：s=h1+h2+a+(510)mm =40+133+95+7 =275mm 此外，由于側(cè)分型抽芯距較短，不會過大增加開模式距離，注射機的開模行程足夠。 經(jīng)驗證xs