模具设计与制造专业毕业论文--家用台灯灯罩注塑模设计

摘要本课题主要是针对台灯上小夜灯灯罩的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注射模。

该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统、支承零部件、注射机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。

通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。

根据题目设计的主要任务是灯罩注射模的设计。

也就是设计一副注射模具来生产灯罩塑件产品，以实现自动化提高产量。

关键词：灯罩；注射模；模具结构；加工工艺目录摘要 0引言 (4)1塑料成型工艺性分析 (3)1.1塑件结构工艺分析 (3)1.2塑件的性能分析 (3)1.2.1塑件材料的选择 (3)1.2.2材料基本特性 (3)1.2.3材料综合性能 (3)1.3PS注射成型过程及工艺参数 (4)1.3.1成型特点 (4)1.3.2注射成型过程 (4)1.33注射工艺参数 (4)2 模具的结构形式分析 (5)2.1分型面位置的确定 (5)2.2型腔数量和排列方式的确定 (5)2.2.1 型腔数量的确定 (5)2.2.2 腔排列形式的确定 (7)2.3注射机型号的确定 (7)2.3.1 注射量的计算 (23)2.3.2浇注系统凝料体积的初步估算 (23)2.3.3选择注射机 (23)3浇注系统的设计 (24)3.1主流道的设计 (24)3.1.1主流道尺寸 (24)3.1.2浇口套的形式 (25)3.2分流道的设计 (25)3.3浇口的设计 (26)3.4冷料穴的设计 (27)4成型零件的结构设计及计算 (27)4.1成型零件的结构设计 (27)4.1.1凹模的结构设计 (27)4.1.2凸模型芯的结构设计 (27)4.2成型零件钢材的选用 (28)4.3成型零件的尺寸计算 (28)4.3.1型腔尺寸计算 (28)4.3.2型芯尺寸的计算 (29)4.4型腔壁厚和底板厚度计算 (30)5模架的确定 (31)5.1各模板尺寸的确定 (31)5.2模架各尺寸的校核 (32)6排气系统设计 (32)7推出机构的设计 (32)7.1推出机构的组成 (33)7.2设计原则 (33)7.3脱模力的计算 (33)8温度调节系统的设计 (34)8.1冷却系统的作用 (34)8.2设计冷却系统时应考虑的因素 (35)8.3冷却介质 (35)9导向与定位结构的设计 (35)9.1导柱导向机构的作用 (35)9.2导柱导套的设计原则 (35)9.3导柱导套的设计 (36)10总装配图 (37)结束语 (38)致谢..................................................... 错误!未定义书签。

参考文献.. (39)家用台灯灯罩注射模设计引言随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。

在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。

可见模具工业在国民经济中重要地位。

我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。

近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。

随着塑料这一种新的工程材料的不断开发与应用，加之成型工艺不断成熟与完善，极大地促进了塑料成型模具的开发与制造。

随着工业塑件制件和日用塑料制件的品种和需求量的增大，而且更新换代周期也越来越短，对塑料的产量和质量提出了越来越高的要求，这就要求塑料模具的开发、设计与制造的水平也必须越来越高。

注射成型是热塑性塑料成型的一种重要方法。

到目前为止，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。

它具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件；对成型各种塑料的适应性强；生产效率高，易于实现全自动化生产的一系列优点。

但应当注意的是，注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料件生产。

目前，注射成型工艺发展很快，除了热塑性塑料注射成型以外，一些热固性塑料也可以成功的注射成型，而且有效率高，产品质量稳定的特点；低发泡塑料注射成型提供了缓冲、隔声、隔热等优良性能的塑料制件；双色或多色塑料成型提供了多种颜色、美观适用的塑料商品。

此外，应用热流道注射成型工艺在获得大型塑件和降低或消除浇注系统凝料等方面具有明显优点。

注射成型还是获得中空塑料制品型坯的重要工艺方法。

本次设计主要介绍了有关台灯灯罩塑料成型方面的设计。

灯罩所选材料为热塑性材料，适合与热塑成型。

灯罩注塑成型模具就是将灯罩塑料PS先加在注塑机的加热料筒内，塑料PS受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料PS在其中固化成型。

本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，成型难度中等，模具结构中等，对从事模具工作的人员是一个好的考验。

它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。

1塑料成型工艺性分析1.1塑件结构工艺分析图1塑件二维图如上图所示，该塑件为台灯上小夜灯的灯罩。

从塑料制品二维图可见，该制品整体结构比较简单。

厚度为1.5mm，高度为22mm，内圆直径为60mm，外圆直径为63。

外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合注射成型。

同时该塑件的尺寸精度要求相对较低，一般精度等级（MT5），对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。

该塑件的外观要求一般，表面粗糙度为Ra0.6μm。

PS收缩率比较小（0.5%～0.8%），成型收缩率比较小，则该塑件的脱模斜度为1°。

1.2塑件的性能分析1.2.1塑件材料的选择该塑件在尺寸上要求相对较低,且在长期的使用过程中需要较高的强度和硬度，也要求有一定的耐磨性，在保证塑料制品的功能和性能的同时还要考虑到加工生产、成本和供应，综合上述各方面的考虑和甄选以及结合工厂的实际生产，选用收缩率较小、综合性能优良、在工程技术中应用广泛的塑料PS（聚苯乙烯）。

1.2.2材料基本特性聚苯乙烯无色透明、无毒无味。

聚苯乙烯在工业上可仪表外壳、灯罩、化学仪器零件、透明模型等。

在电气方面用作良好的绝缘材料、接线盒、电池盒等。

在日用品方面广泛用于包装材料、个种容器、玩具等。

1.2.3材料综合性能综合性能如下表所示。

表1-2续表1-21.3 PS注射成型过程及工艺参数1.3.1成型特点PS成型特点:流动性和成型性优良，成品率高，但易出现裂纹，成型塑件的脱模斜度不宜过小，但顶出要均匀；由于热胀系数高，塑件中不宜有嵌件，否则会因两者的热胀系数相差太大而导致开裂，塑件壁厚应均匀；宜用高料温、高模温、低注射压力成型并延长注射时间，以防止缩孔及变形，降低内应力，但料温过高，容易出现银丝；因流动性好，模具设计中大多采用点浇口形式。

1.3.2注射成型过程⑴成型准备对PS的色泽、均匀度等进行检验。

原则上PS的吸水性很小，成型前可不必干燥，为了保险起见，成型前最好进行干燥。

⑵注射过程塑件在注射机料筒内加热塑化后达到流动状态，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，过程为充模，压实，保压，倒流，冷却五个阶段。

⑶塑料的后处理成型后的塑料产生应力，应加以退火处理，80℃，2～4h为宜。

1.3.3注射工艺参数表1-32 模具的结构形式分析2.1分型面位置的确定分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。

一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向平行和垂直。

模具分型面的选择原则：①分型面应选在塑件最大截面处。

②不影响塑件外观质量，尤其是对外观质量有明确要求的塑件更应注意。

③有利于保证塑件的精度要求。

④有利于模具的加工，特别是型腔的加工。

（尽可能使模具结构简便）⑤有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设置。

⑥便于塑件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一侧。

⑦尽量减小塑件在合模平面上的投影面积，以减小所需锁模力。

⑧便于嵌件的安装。

⑨长型芯应置于开模方向。

本塑件属于薄壁壳小型塑件，塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，故从塑件脱模和精度要求角度考虑，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模，而且不影响塑件的质量和外观形状，以及尺寸精度。

综合以上因素，分型面应选择在灯罩的下部较为合理，如图所示:分型面图2分型面2.2型腔数量和排列方式的确定2.2.1型腔数量的确定为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有以下：⑴根据经济性确定型腔数目根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原材料费用，仅考虑模具加工费和塑件成型加工费⑵根据注射机的额定锁模力确定型腔数目当成型大型平板制件时，常用这种方法。

设注射机的额定锁模力大小为F （N ），型腔内塑料熔体的平均压力为P m ,单个制品在分型面上的投影面积为A 1，浇注系统在分型面上的投影面积为A 2，则：(nA1+A2)P m ≤F即：n 12A P A P F m m ••-≤⑶根据制品精度确定型腔数目根据经验，在模具中每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低4%,高模具中的型腔数目为n,制品的基本尺寸为L ，塑件尺寸公差为δ±,单型腔模具注塑模具生产时可能性产生的尺寸误差为%s ∆±(s ∆不同的材料，有不同的值，如：聚甲醛为±0.2%,尼龙66为±0.3% ,聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS 等非结晶型塑料为±0.05%),则有塑件尺寸精度的表达式为：L ⨯s ∆%+ （n-1）L ⨯s ∆%⨯4%δ≤简化后可得型腔数目为： n 242500-•∆≤Ls δ 对于高精度制品，由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致，故通常推荐型腔数目不超过4个。

⑷根据注射机的额定最大注射量确定型腔数目设注射机的最大注射量G （g ），单个制品的质量为W1（g ），浇注系统的质量为W2（g ），则型腔数目n 为： n 128.0W W G -≤该塑件为批量生产，可采取一模多腔的结构形式。

同时由于设计数据不足，则初步选定一模两腔的结构形式。

2.2.2 腔排列形式的确定多型腔模具最好采用平衡式分布，且要求紧凑，并且与浇口开设的部位对称。