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1、中物院工学院“塑料灯座”塑料模具设计 班 级：2012级数控2班 设 计 者：彭 雷 指导教师：李丹老师 2015年 10月20日至 12月 20日 目录序 言3一、 塑件工艺分析3二、 确定模具方案及结构形式7四、注射机的初步选择8五、成型零件设计8六、模具零件设计12七、注射机参数校核15八、动模板加工工艺16九、装配图18十、零件图18十一、结束语18 序 言塑料分热塑性和热固性塑料，我国的塑料工业起步较晚，但发展很迅速。据1991年统计，日本模具工业已实现了高度的专业化、标准化和商业化，新统计的韩国、新加坡等国家的资料也表明了塑料模具已处于同冲压模具并驾齐驱的地位了。近年来在我国各行各
2、业对模具工业的发展十分重视，工业化快速推进的同时，在国民经济中占有重要地位的模具工业也得到了迅速发展。统计显示，1996至2001年，我国模具制造业的产值年均增长14%到15%。2001年我国模具总产值就已突破300多亿元人民币，排名跃居世界第四位。虽然近几年来，我国模具工业的技术水平已取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备还很少，许多先进的技CAD/CAE/CAM技术的普及率还不高，特别是大型、精密、复杂和长寿命模具远远不能满足国民经济各行业的发展需要。因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是
3、国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档模具的比重，质中求效益，提高模具的国产化程度，减少对进口模具的依赖，而且我们必须提高我国模具工业的整体水平并迎头赶上发达国家的模具水平。注塑模设计是对我们塑料成型工艺与模具设计这门课程学习的综合考核，更有是对我们学习过的绘图软件进行一次大操练，主要是让我们运用UGNX软件设计造型和分出模来，再调出工程图运用CAD软件进行装配图和各零件图的设计，让我们充分地运用好理论和实践的知识完成这次任务。这次毕业设计让我们在设计中发扬刻苦精神，更好地提高我们思考问题和查找资料解决问题的能力。通过
4、这次的设计，总结了我们大学这两年多的知识，让我们在以后的学习和工作中所遇到问题和困难都可以更容易的解决，为我们以后的路打好基础，让我们能更好地发挥自己的能力。这次是自己进行设计出来的，由于时间仓促，收集的资料和自己的水平有限，所以设计过程中难免有出现设计过程有欠妥和错误的地方，恳请给予批评指正，希望自己以后做得更好。1、 塑件工艺分析 1.1塑件结构及成型分析1.2塑件的工艺性分析本次塑料设计材料为PC。聚碳酸酯，成型收缩率：0.60 到 0.80%（）塑件的原材料分析化学和物理特性：PC是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，这些基团可以是芳香族，可以是脂肪族，也可两者皆有。
5、双酚A型PC是最重要的工业产品。PC是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为600900J/m，未填充牌号的热变形温度大约为130C ，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10C。PC的弯曲模量可达2400MPa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。低于100C 时，在负载下的蠕变率很低。PC耐水解性差，不能用于重复经受高压蒸汽的制品。PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。PC材料具有阻燃性，耐磨。抗氧化性。密度：1.181.22
6、g/cm3 线膨胀率：3.810-5 cm/C 热变形温度：135C 低温-45C聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V-0级阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理优点：1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广;2、高度透明性及自由染色性;3、成形收缩率低、尺寸安定性良好；4、耐疲劳性佳;5、耐候性佳;6、电气特
7、性优;7、无味无臭对人体无害符合卫生安全。主要性能：a、机械性能：强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小（高温条件下也极少有变化）；b、耐热老化性：增强后的UL温度指数达120140（户外长期老化性也很好）；c、耐溶剂性：无应力开裂；d、对水稳定性：高温下遇水易分解（高温高湿环境下使用需谨慎）；e、电气性能：1、绝缘性能：优良（潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料）；2、介电系数：3.0-3.2；3、耐电弧性：120s；f、成型加工性：普通设备注塑或挤塑。PC塑料的粘接根据不同需要，可以选择以下粘合剂：1.G-933：单组分常温固化软弹性防震粘合剂，耐高低温，不同粘度粘接
8、速度几秒至几个小时固化完毕。2. KD-833瞬间粘接剂，可以数秒钟或数十秒钟快速粘合PC塑料，但胶层硬脆，不耐60度以上热水浸泡。3. QN-505，双组分胶，胶层柔软，适合PC塑料大面积粘接或复合。但耐高温性能较差。4.QN-906：双组分胶，耐高温。5.G-988:单组份室温硫化胶，固化后是弹性体具有优秀的防水，防震粘合剂，耐高低温， 1-2mm厚度的话，10分钟左右初固，5-6小时基本固化，有一定的强度。完全固化的话需要至少24小时。单组份，不需要混合，挤出后涂抹静置即可，无需加温。6.KD-5606：UV紫外线固化胶，粘合透明PS片材及板材，可达无痕迹效果，需要用紫外线灯照射固化。粘
9、后效果美观。但耐高温性能较差。聚碳酸酯的性能以及成型参数见表：密度1.181.20模具温度5080收缩率0.50.8注射压力80130预热温度/C110120工艺参数注射时间2090时间/h810高压时间05料桶温度/C后段210240冷却时间2090中段230280总周期40190前段240285螺杆转数28喷嘴温度240250使用注射机类型螺杆式（）塑件的尺寸精度分析 该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5查取公差。（）塑件表面质量分析 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Ra0.4 um。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。（）塑件的结构工
10、艺性分析从图纸上分析，塑件的外形为回转体。壁厚均匀，且符合最小壁要求。 塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，它们均符合最小孔径要求。综上所述，该塑件可采用注射成型加工。2、 确定模具方案及结构形式 一般，塑料依据性能可以分为热塑性塑料和热固性塑料这两种，这两种塑料的成型方式是不相同的，对于热塑性塑料大多数都是注射成型，聚丙烯，为热塑性塑料，且大多数为注射成型，跟据实际，我们使用了注射成型方法。 由于该“E27灯座”零件的结构圆柱空、凸台，所以该模具采用单分型面注塑模具。从塑件产量考虑，对试制或小批量塑件宜取单型腔或少型腔，大批量时宜取多型腔。此工件形状单一，但表面质量要求高。固采用一模一腔，顶杆推出
11、，浇口采用点浇口。 三、确定型腔数量和排列方式该塑件精度不高，尺寸较小，形状单一，但表面质量要求高。考虑到模具制造成本和生产效率，所以采用一模一腔模具形式。四、注射机的初步选择1.注射量的计算。通过计算得，可知单个塑件体积约为20.5cm3，根据经验，成型塑件所需的注射量为塑件体积的1.6倍，即1.620.5=32.8cm3。聚丙烯的密度为1.2g/mm3，故所需塑料质量为1.232.8=39.36（g）。2.锁模力的计算。通过计算，可知单个塑件在分型面升的投影面积约为3846.5mm2。根据经验，总的投影面积为塑件在分型面上投影面积的1.35倍，即1.353846.5=5192.78mm2。
12、PC成型时型腔的平均压力为40MPa，故所需的锁模力为Fm=SP=5192.7840=207.711KN208KN3.注塑机的选择。根据以上计算，选用XS-ZY-60/40注射机，其主要参数如表所示。理论注射量（cm3）60锁模力（KN）400螺杆直径（mm）35拉杆内间距（mm）330300注射压力（MPa）135移模行程（mm）180注射行程（mm）170最大模厚（mm）300注射方式螺杆式最小模厚（mm）200喷嘴球半径（mm）10定位圈尺寸（mm）55锁模方式液压-机械喷嘴孔直径（mm）4五、成型零件设计 1、分型面位置的确定 根据塑件结构形式，最大截面为底平面，故分型面应选在底平面处
13、。 2、排气系统设计 由于制品尺寸较小，排气量小，利用分型面和推杆、型芯间的配合间隙即可。该套模具设置了4根推杆，因此不需要单独开设排气槽。 3、成型零件的结构设计 本模具采用一模一腔，点浇口的成型方案。型芯和型腔采用整体式结构。 4、成型零件钢材的选用 该塑件是大批量生产，成型零件所选用的钢材耐磨性和抗疲劳性应该良好，机械加工性能和抛光性能也应良好，因此，决定采用硬度比较高的模具钢Gr12MoV,淬火后表面硬度业务58HRC62HRC。 5、成型尺寸计算 .型腔内型尺寸计算。 Dm=D+DS-2-z20+z Dm1=70+700.8%-0.432-0。20.432=70.30+0.086 Dm2=36+360.8%-0.282-0。20.282=36.10+0.058 Dm3=10+100.8%-0.142-0。20.142=100+0.03 Dm4=20+200.8%-0.222-0。20.222=200+0.072 Dm5=12+120.8%-0.142-0。20.142=120+0.03 Dm6=10+100.8%-0.142-0。20.142=100+0.03 Dm7=7+70.8%-0.142-0。20.142=70+0.03 Dm8=42+420
