灯罩模具课程设计

1 绪论AbstractMold is the basis for industrial production technology and equipment, its role was to control and restrict the flow of materials, needed to make the formation of the body.The main types of molds: clicking die, forging die, plastic mold, die cast dies, mold of powder metallurgy, glass mold, rubber mold, such as ceramic mold.Research and development of technology, to improve the die technology, has a special significance for promoting national economic development.Injection mold and injection molding, injection molding was developed according to the principle of metal die casting,Plastic mold industry in China from the beginning up to now, after more than half a century, there has been a great development, mold level has been increased.In a large mold can produce 48-inch big-screen CTV in plastic injection molds, 6_2E5kg large capacity washing machine a full set of plastic mold and plastic molds, such as car bumpers and dashboards as a whole; precision plastic mold, plastic mold can produce a digital camera, multiple-cavity mold of small module gear and plastic.1.1 模具工业在国民经济中的地位模具是工业生产的基础工艺装备，它的作用是控制和限制材料的流动，使之形成所需要的形体。

用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。

模具的主要类型有：冲模，锻模，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。

模具工业地位之重要，在于国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。

目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。

中国模具数量出口少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的书控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，共同外贸渠道，模具出口将有很大的发展。

研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。

1.2注射成型原理注射模又称注塑模，注射成型是根据金属压铸成型原理发展起来的，首先将颗粒或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热熔融成粘流态，然后在柱塞或螺秆的推动下，以一定的流速通过料筒前端的喷嘴或模具的浇注系统注射入闭合的模具行腔中，经过一定时间后，塑料在模内硬化定型，接着打开模具，从模内脱出成型的塑件。

注射模主要用于热塑性塑料的成型。

注射成型原理：首先注射机的合模机构带动模具的活动部分从左向右移动，最终与模具的固定部分闭合，然后注射机的柱塞（螺杆）将由料斗中落入料筒里的粒料或粉料向前推进，与此同时，料筒中已经熔融成黏流态的塑料，在柱塞（螺杆）的高度和高压的推动下，通过料筒前端的喷嘴和模具浇注系统以较高的速度注入已经闭合的模具型腔中，充满型腔的通体在受压情况下，经冷却固化而保持型腔所赋予的形状。

最后，柱塞（螺杆）复位，料斗中的料又落入料筒，注射机的合模机构带动模具的动模部分向左运动而打开模具，模具的推出机构将塑件推出模具，至此完成一个成型周期，如此周而复始的进行注射成型。

1.3注塑模具在国内外的发展状况我国70年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。

80年代初，人们成功采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。

近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。

大型塑料模具已能生产单套重量达到50t 以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2μm ，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min 以上的高速塑料异型材挤出模具等。

2.塑件模具结构分析2.1 塑件分析2.1.1塑件原材料分析聚苯乙烯（PS ）的成型特性和工艺特性。

A 、非结晶性塑料，吸湿性小，不易分解，性脆易断，热膨胀系数大，易产生内应力,流动性好。

B 、宜用高料温，高模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔和变形。

C 、可采用各种形式的浇口，浇口与塑料连接处应圆滑过渡，脱模斜度取 1~30'以上。

顶出力要均匀。

D 、塑料厚度均匀，不宜有嵌件、缺口、尖角。

E 、无色无味无毒，具有优良的电绝缘性能和一定的化学稳定性。

2.1.2塑件的结构分析1）从图纸上看，该塑件的外形为回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。

2）从零件图上分析，该零件总体形状为圆柱形，在距底面mm 2.06±。

有12个半圆柱按03001±均匀分布于整个圆周。

底边为M24x1的螺纹。

因此该零件属于简单程度。

（零件图如下图所示）3）该塑件有外螺纹，需考虑侧抽机构2.1.3塑件的表面质量分析该零件的表面要求没有缺陷、毛刺，作为灯罩，内部不得有导电杂质，故比较容易实现。

由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等，对应的模具零件的尺寸加工容易保证。

注射时在工艺参数控制得较好的情况下。

零件成型要求容易保证。

2.2确定成型设备选择与模塑工艺规程编制2.2.1计算塑件体积计算结果为：34921mmV = 2.2.2计算塑件质量聚苯乙烯的密度为，305.1cm g ∙=ρ，故塑件质量为，g v m 17.505.1921.4=⨯==ρ。

计算塑件质量是为了选择注射机及确定模具型腔数。

根据塑件的体积和质量，查相关手册初步选定注射机型号为ＸＳ－ＺＹ－１２５。

该注射机的有关参数如下：注射机最大注塑量：3125cm ; 合模力:900Kn; 注射压力:120MPa; 最大开(合)模行程:300mm; 模具最大厚度:300mm; 模具最小厚度:200mm; 喷嘴前端孔径:4mm 喷嘴球面半径:12mm2.2.3塑件模塑成型工艺参数的确定苯乙烯主要技术参数指标表2-1 温度的经验数据表2-2 制品成型工艺参数试模时可根据实际情况做适当调整。

2.3注射模的结构设计注射模的结构设计主要包括：1）分型面的选择2）模具型腔数目的确定及型腔的排列3）浇注系统设计4）型芯型腔结构的设计5）推件方式6）侧抽芯机构设计7）模具结构零件设计等内容2.3.1注射模分型面的选择将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。

分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。

分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。

选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：a) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处；b) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边；c) 保证塑件的精度要求；d) 满足塑件的外观质量要求；e) 便于模具加工制造；f) 对成型面积的影响；g) 对排气效果的影响；h) 对侧向抽芯的影响；i) 选择分型面时，应尽量减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异。

根据分型面的选择原则和塑件有关参数选择分型面，该塑件上半部分要求表面光滑，不宜有分型面和浇口，而其下端有螺纹，故将分型面设在台阶面上（如图2-2示）图2-2 图2-32.3.2型腔数目的确定及型腔的排列本塑件在注射时采用一模两件即模具需要两个型腔，综合考虑浇注系统模具结构复杂程度等因素，拟采用如图2-3所示布局方式。

2.3.3注射模浇注系统设计2.3.3.1主流道设计根据手册查得XS —ZY —125型注射机喷嘴的有关尺寸为：喷嘴 前端孔径mm d 41=。

喷嘴前端球面半径mm R 121=。

根据模具主流道球面半径mm R R )21(1-+=及小端直径mm d d )15.0(1-+=取主流道球面半径R=14mm 。

小端直径d=5mm.为了便于将凝料从主流道中拔出将主流道设计成圆锥形,其斜度取为0062-，经换算得主流道下端直径D=6mm,为了使溶料顺利进入分流道可在主流道出料端设半径为r=2mm 的圆弧过渡。

2.3.3.2 分流道的设计分流道的形状及尺寸应根据塑件的体积,壁厚,形状的复杂程度,注射速率,分流道长度等因素来确定。

本塑件的形状不算太复杂,熔料填充比较容易。

根据型腔的排列方式可知分流道的长度不算太长,为了便于加工选用截面形状为半圆的分流道 取d=2.5mm.2.3.3.3浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。

A 浇口的选用它是流道系统和型腔之间的通道,浇口可分限制性浇口和非限制性浇口两种，。

浇口的作用可以概述为，非限制性浇口起着引料、进料的作用；限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速而均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可是多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。