心型台灯塑料注塑模具设计
心型台灯塑料注塑模具设计[20200123185745]
【摘要】
本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明；最后介绍了当今世界上最为普及的三维CAD/CAM系统标准软件PRO/ENGNEER的PROGRAM模块，对导柱和导套进行了参数化设计。
通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对PROGRAM的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:塑料模具；参数化；镶件；分型面
引 言 1
一、注塑件的设计 2
（一）功能设计 2
（二） 材料选择 2
（三） 结构设计 3
二、注塑成型的准备 4
（一） 注塑成型工艺简介 4
（二） 注塑成型工艺条件 6
（三）注塑机的选择 6
三、模具设计方案论证 7
（一）塑料配方说明 7
（三）型腔数目的确定 8
（四）浇口确定 8
（五）模具材料的选择 8
（六）浇注系统设计 9
（七）模架的确定 10
（八）导向与定位机构 12
（九）顶出系统设计 13
（十）脱模力的计算 13
（十一）凹模工作尺寸的计算 15
（十二） 凸模工作尺寸的计算 16
（十三）中心距尺寸的计算 17
（十四）排气设计 18
四、模具的装配 18
（一）模具的装配顺序 19
（二）模具的维护 19
总结 20
谢辞 21
附 录 23
引 言
模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。
模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。
模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％~90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。
一、注塑件的设计
（一）功能设计
功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能,并达到一定的技术指标.该塑件是日用品,承受外力的几率不大,如冲击载荷,振动,摩擦等情况比较少;塑件的工作温度是室温,这使得在材料选择时对热变形温度,脆化温度,分解温度的要求降低;作为一种日用品,生产批量应该是大批大量生产,这样,就必须考虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素;此外,塑料都会老化,作为一种光学用品,还要考虑到材料的光氧化等问题.
（二） 材料选择
通常,选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求,以及原材料厂家提供的材料性能数据.对于常温工作状态下的结构件来说,要考虑的主要是材料的力学性能,如屈服应力,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等.该塑件对材料的要求首先必须是透光性好,其次才是成型难易和经济性问题,以下是对几种透光性能较好材料的性能对比，如表1-1所示。
表1-1 材料的特性
塑料名称
PS PC PMMA
拉伸强度/MPa 51.9 66~72 ——
弯曲强度/MPa 110 95~113 ——
断裂伸长率/% 2 80~100 ——
落球冲击强度J/m 16 422 ——
洛氏硬度（M） 115 82 101
氧指数（OI） 18.1 24.9 17.3
热变形温度/℃ 85 134 100
维卡软化点/℃ 105 153 120
马丁耐热温度/℃ —— 112 ——
体积电阻率/ ·cm 10 ~10 2.1×10 10 ~10
吸水率% 0.05 0.13 1.19
透光度/% 88~92 93 93
雾度% 3 0.9 0.9
折射率 1.592 1.586 1.492
价格（元/吨） 1150~1230 33000~41000 19500~20700
以上的性能分析对比中看出,在透光度方面三种材料相差不大，成型特性上以聚碳酸酯为好，由于是一般性民用品，所以价格上是需要考虑的，我们主要要求是价格和透光度,其它如拉伸强度,断裂伸长率等则是次要考虑的指标(这由塑件的工作环境决定),最终选定PS为塑件材料.因为除了质脆和抗拉强度不如其它两种材料外，它所拥有的特性符合我们的塑件要求，但这些不是我们主要考虑的。
（三） 结构设计
塑料制件的结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法的适应性.在塑料生产过程中,一方面成型会对塑件的结构,形状,尺寸精度等诸方面提出要求,以便降低模具结构的复杂程度和制造难度,保证生产出价廉物美的产品;另一方面,模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析,弄清塑件生产的难点,为模具设计和制造提供依据.
1.对塑件的修改说明 ：
（1）外型轮廓 原零件2D图的心型曲线不规则。在用PRO/E造型时总会造成曲面不能加厚的问题,用修剪曲面的办法虽然能解决加厚问题,但整个塑件也不规则,给后续工作带来不便.所以在保证基本外型的前提下对尺寸做了修改,目的是为了造型。
（2）结构 原图形有两个小而薄的吊耳,且置于塑件外端,考虑到所有PS料硬而脆,这会使得两个吊耳极易损坏,所以,改两个吊耳为一个,设计吊耳,开关,灯泡在塑件中心位置,如图2.2所示,这样起到吊挂作用又不易损坏.设计凹槽使两半灯罩配合,设置了三个锁位加强. 最终确定的尺寸如图1-2所示。
图1-1原始零件图 图1-2 修改后的产品零件图
2.壁厚
各种塑件,不论是结构件还是板壁,根据使用要求具有一定的厚度,以保证其力学强度。一般地说,在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚,不仅可以节约原材料,降低生产成本,而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短,提高生产率；其次可避免因过厚产生的凹陷,缩孔,夹心等质量上的缺陷。以下是PS的壁厚推荐值如表1-2所示。
表1-2 PS的壁厚推荐值
最小壁厚mm 小型件壁厚mm 中型件壁厚mm 大型件壁厚mm
0.75 1.25 1.6 3.2~5.4
该塑件属于中小型件,从图上看,塑件边缘的壁很厚,达到5MM,壳体取中型件壁厚1.6,这样使得整个塑件的壁厚是不均匀的,但若减小边缘壁厚,则对塑件的推出不利,而且有可能使电池不能安装. 边缘壁厚可用来放置推杆或推板。
【摘要】
本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明；最后介绍了当今世界上最为普及的三维CAD/CAM系统标准软件PRO/ENGNEER的PROGRAM模块，对导柱和导套进行了参数化设计。
通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对PROGRAM的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:塑料模具；参数化；镶件；分型面
引 言 1
一、注塑件的设计 2
（一）功能设计 2
（二） 材料选择 2
（三） 结构设计 3
二、注塑成型的准备 4
（一） 注塑成型工艺简介 4
（二） 注塑成型工艺条件 6
（三）注塑机的选择 6
三、模具设计方案论证 7
（一）塑料配方说明 7
（三）型腔数目的确定 8
（四）浇口确定 8
（五）模具材料的选择 8
（六）浇注系统设计 9
（七）模架的确定 10
（八）导向与定位机构 12
（九）顶出系统设计 13
（十）脱模力的计算 13
（十一）凹模工作尺寸的计算 15
（十二） 凸模工作尺寸的计算 16
（十三）中心距尺寸的计算 17
（十四）排气设计 18
四、模具的装配 18
（一）模具的装配顺序 19
（二）模具的维护 19
总结 20
谢辞 21
附 录 23
引 言
模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。
模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。
模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％~90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。
一、注塑件的设计
（一）功能设计
功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能,并达到一定的技术指标.该塑件是日用品,承受外力的几率不大,如冲击载荷,振动,摩擦等情况比较少;塑件的工作温度是室温,这使得在材料选择时对热变形温度,脆化温度,分解温度的要求降低;作为一种日用品,生产批量应该是大批大量生产,这样,就必须考虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素;此外,塑料都会老化,作为一种光学用品,还要考虑到材料的光氧化等问题.
（二） 材料选择
通常,选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求,以及原材料厂家提供的材料性能数据.对于常温工作状态下的结构件来说,要考虑的主要是材料的力学性能,如屈服应力,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等.该塑件对材料的要求首先必须是透光性好,其次才是成型难易和经济性问题,以下是对几种透光性能较好材料的性能对比，如表1-1所示。
表1-1 材料的特性
塑料名称
PS PC PMMA
拉伸强度/MPa 51.9 66~72 ——
弯曲强度/MPa 110 95~113 ——
断裂伸长率/% 2 80~100 ——
落球冲击强度J/m 16 422 ——
洛氏硬度（M） 115 82 101
氧指数（OI） 18.1 24.9 17.3
热变形温度/℃ 85 134 100
维卡软化点/℃ 105 153 120
马丁耐热温度/℃ —— 112 ——
体积电阻率/ ·cm 10 ~10 2.1×10 10 ~10
吸水率% 0.05 0.13 1.19
透光度/% 88~92 93 93
雾度% 3 0.9 0.9
折射率 1.592 1.586 1.492
价格（元/吨） 1150~1230 33000~41000 19500~20700
以上的性能分析对比中看出,在透光度方面三种材料相差不大，成型特性上以聚碳酸酯为好，由于是一般性民用品，所以价格上是需要考虑的，我们主要要求是价格和透光度,其它如拉伸强度,断裂伸长率等则是次要考虑的指标(这由塑件的工作环境决定),最终选定PS为塑件材料.因为除了质脆和抗拉强度不如其它两种材料外，它所拥有的特性符合我们的塑件要求，但这些不是我们主要考虑的。
（三） 结构设计
塑料制件的结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法的适应性.在塑料生产过程中,一方面成型会对塑件的结构,形状,尺寸精度等诸方面提出要求,以便降低模具结构的复杂程度和制造难度,保证生产出价廉物美的产品;另一方面,模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析,弄清塑件生产的难点,为模具设计和制造提供依据.
1.对塑件的修改说明 ：
（1）外型轮廓 原零件2D图的心型曲线不规则。在用PRO/E造型时总会造成曲面不能加厚的问题,用修剪曲面的办法虽然能解决加厚问题,但整个塑件也不规则,给后续工作带来不便.所以在保证基本外型的前提下对尺寸做了修改,目的是为了造型。
（2）结构 原图形有两个小而薄的吊耳,且置于塑件外端,考虑到所有PS料硬而脆,这会使得两个吊耳极易损坏,所以,改两个吊耳为一个,设计吊耳,开关,灯泡在塑件中心位置,如图2.2所示,这样起到吊挂作用又不易损坏.设计凹槽使两半灯罩配合,设置了三个锁位加强. 最终确定的尺寸如图1-2所示。
图1-1原始零件图 图1-2 修改后的产品零件图
2.壁厚
各种塑件,不论是结构件还是板壁,根据使用要求具有一定的厚度,以保证其力学强度。一般地说,在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚,不仅可以节约原材料,降低生产成本,而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短,提高生产率；其次可避免因过厚产生的凹陷,缩孔,夹心等质量上的缺陷。以下是PS的壁厚推荐值如表1-2所示。
表1-2 PS的壁厚推荐值
最小壁厚mm 小型件壁厚mm 中型件壁厚mm 大型件壁厚mm
0.75 1.25 1.6 3.2~5.4
该塑件属于中小型件,从图上看,塑件边缘的壁很厚,达到5MM,壳体取中型件壁厚1.6,这样使得整个塑件的壁厚是不均匀的,但若减小边缘壁厚,则对塑件的推出不利,而且有可能使电池不能安装. 边缘壁厚可用来放置推杆或推板。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/mjsk/2152.html
