灯座注塑模具设计文档格式.docx
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成型设备与模塑工艺分析...................................................
第2
章
注射模的结构设计...............................................................
9
2.1
分型面的选择........................................................................
2.2
型腔数目的确定及型腔的排列..........................................
11
2.3
浇注系统的设计.................................................................
2.3.1
主流道设计...............................................................
2.3.2
分流道的设计...........................................................
12
2.3.3
浇口设计...................................................................
2.4
型芯、型腔结构的确定.....................................................
14
2.5
推件方式的选择.................................................................
2.6
侧抽芯机构设计.................................................................
2.7
标准模架的选择.................................................................
15
第3
注射模设计的尺寸计算.....................................................
17
3.1
成型零件尺寸计算.............................................................
3.2
确定抽芯机构零件尺寸计算..............................................
18
3.3
注射模具部分零件设计.....................................................
19
第4
注射及有关参数的校核.....................................................
21
4.1
模具闭合高度的确定和校核..............................................
4.2
模具安装部分的校核.........................................................
4.3
模具开模行程校核.............................................................
22
第5
注射模主要零件加工工艺进行分析..................................
5.1
型腔板的加工工艺过程.....................................................
5.2型芯的加工工艺过程23
第6章模具的装配24
设计总结26
谢辞28
参考文献29
附录29
前言
一、塑料及塑料工业的发展概况
塑料工业是发展历史短但发展速度惊人的新兴工业之一。
据统计,全
世界的塑料年产量
1910
年为
2万
t,1930
10万
t,1950
150万
t,1970
3000
万
t,1990
1亿
t。
现今,塑料已成为四大工业基
础材料(钢铁、木材、水泥和塑料)之一,
21世纪将跨入塑料工业迅猛发
展的时代。
二、塑料工业在国民经济中的作用
由于塑料具有质量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性好,易着色、制件可加工成任意形状,而且具有生产率高、价格低廉等特点,所以应用日趋广泛,年增长居四大工业材料之首,已经深入到国民经济的各个部门,我国
塑料制品工业发展于20世纪50年代后期,主要用于日常用品,如塑料鞋、日用塑料薄膜等。
进入20世纪70年代以来,塑料的应用已涉及到国民经
济和人民生活中的各个方面,如仪表、机械制造、汽车、家用电器、化工、建材、医辽卫生、农业、军事、航天和原子能工业中,塑料已经成为金属
的良好代用材料,出现了金属零件塑料化的趋势。
例如ABS塑料有1/4
于汽车、1/3用天家用电器和视听设备中。
目前我国地膜、棚膜等覆盖面
积已位居世界首位。
包装用塑料制品已达100多万t,各种塑料编织袋达
用
50亿条,为世界之最。
在建材应用上,各种塑料门穿窗、管道、地板革、异型材等应用日趋广泛。
到2010年塑料门窗和塑料排水管的普及率将达到
30%-50%。
由于塑料材料具有不能被其它材料所替代的特性,使得塑料工业
在促进现代科技发展、加速国防现代化建设、推进农业现代化、改善和提
高人们生活方面,发挥着越来越重要的作用。
三、模具工业在国民经济中的重要性
用模具生产的塑料制品(简称塑件)具有高精度,高复杂程度、高一
致性、高生产率和低消耗等特点,因此广泛用天仪器、仪表、家用电器、
汽车等行业。
模具又是“效益放大器”骼模具生产的最终产品的价值,往
往是模具价值的几十倍、上百倍。
模具技术已成为衡量一个国家制造水平
高低的重要标志,决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。
美国工业
界认为“模具工业是美国工业的基石”,日本则称“模具是促进社会繁荣富
裕的动力”。
模具工业在我国国民经济中的重要性,表现在国民经济的五大支柱产
业——机械、电子、汽车、石油化工和建筑,都要求模具工业的发展与之
相适应,以满足五大支柱产业发展的需要。
目前,全世界的模具年产值约有600-650亿美元。
发达国家,如美国、
日本、法国及瑞士等国家,模具出口约占本国模具年产值的1/3。
而我国
模具出口数量极少,1998年模具出口为0.96亿美元,约占我国模具总产
值的3.6%,与发达国家的差距比较大。
当前,由于产品品种增多,更新加快,市场竞争激烈,因此对模具的要求是交货期短、精度高及成本低,塑料成型模具正朝着高效率、高精度及高寿命方向发展。
随着现代产品对形状尺寸、精度及零件整体性要求的提高,以及许多新材料、新工艺的广泛应用,对现代模具的结构形式和型腔形状的要求也日益复杂。
许多精密塑料成型模具结构的复杂程度近似于一台精密机床。
不仅型腔表面形状复杂,而且模具中零件的配套性要求极高,加工中必须保证多个模具之间几何形状一致。
例如塑料注射模具设计与制造具有三维几何复杂及运动配合精度要求高等特点,同时涉及模具强度计算、模具寿命计算及熔融塑料在模具中流动预测等复杂的工程运算问题,是一项综合性的复杂技术工作。
只有在成型设备和模具设计及制造方面引入CAD/CAM/CAE先进技术,才能迅速地完成模具各类尺寸的计算以及平衡浇注系统、模拟注射的计算和分析,通过反复地完成查询表格数据,零件目录,绘制模具图纸和明细表等工作,使设计的模具达到尽可能的完美,让模具设计人员从繁重的重复劳动中解脱出来,有较多的时间从事创造性工作,以提高模具的设计质量。
模具标准化是发展模具生产技术的关键,包括模具设计、制造、材料、
验收和使用等方面,是开展模具计算机CAD/CAM/CAE的前提。
国外塑料模标准化程度很高,从材料、品种、规格、结构、精度及验收等都实现了标
准化,而且还建立了模具标准结构典型组合。
标准化是专业化生产的重要前提,也是提高劳动生产技术水平,提高产品质量,降低产品成本及改善
劳动组织的最重要的条件之一。
模具的标准化程度越高,专业化生产越强,因而模具生产周期越短,生产成本越低,模具质量越高;
同时模具设计简化,交货期限缩短,产品更新换代迅速。
我国结合实际情况,已制
定出了塑料模国家标准,塑料模专业化生产工厂可提供标准件和标准模架,这些为简化设计,缩短制模周期,提高产品质量,提供了保证。
我国长期以来,对模具重视不够,没有认识到模具的重要性,各部门
都用模具,但都不管模具,90年代以前大专院校很少有模具专业。
改革开
放后,国家开始重视模具工业的发展,1984年全国模具工业协会成立;
1989
年3月国家把模具列为机械工业技术改造序列第一位,生产和基本建设序列的第二位;
1997年以后,又把模具及模具加工技术和成型设备列入国家
重点发展产业,同时对80多家国有专业模具厂实行增值返还70%的优惠
政策,扶植模具工业的发展。
所有这些,都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持,也体现了模具工业在国民经济中的重要性。
第1章塑件成型工艺规程的编制
1.1制品结构及成型分析
图1-1制品外形及结构尺寸
图1-2实体图
1.1.1塑件的原材料分析
塑件的原材料分析见下表:
表1-1塑件的原材料分析
塑料品种
结构特点
使用温度
化学稳定性
性能特点
成型特点
聚碳酸酯
线型结构非
小于130°
有一定的化
透光率较
熔融温度高
(PC),属
结晶型材
C,耐寒性
学稳定性,
高,介电性
(但超过
于热塑性料
料,透明
好,脆化温
耐碱,酯,
能好,吸水
330°
C才严
度为-100°
酮等.
性小,但水
重分解),但
C
敏性强(含
熔体黏度大
水量不得超
流动性差
过0.2%),
(溢边值为
且吸水后会
0.06mm);
流
降解
动性对温度
化学性能很
变化敏感,
好,冲击抗
冷却速度
蠕变性能突
快;
成型收
出,但耐磨
缩率小;
易
性较差
产生应力集
中
①熔融温度高且熔体黏度大,对于大于
200g的塑件应用螺杆式注射机成型,喷嘴
宜用敞开式延伸喷嘴,并加热,严格控制
模具温度,一般在
70~120
为宜,模具应
结论
用耐磨钢,并淬火
②水敏性强,加工前必须燥处理,否则会
出现银丝、气泡及强度显著下降现象
③易产生应力集中,严格控制成型条件,
塑件成型后退火处理,消除内应力;
塑件
壁不宜厚,避免有尖角,缺口和金属嵌件
造成应力集中,脱模斜度宜取2°
1.1.2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MT
5
查
取公差,其主要尺寸公差标注如下(单位均为
mm)
塑件外形尺寸:
Ф690-0.86
、Ф700-0.86
、Ф1270-1.28
、Ф1290
-1.28、Ф1700-1.6
、R50-0.24
、Ф1370-1.28
、30-0.2
、80-0.28
、
1330-1.28。
内形尺寸:
Ф64+0.740、Ф63+0.74
0、Ф114+1.140
、Ф121+1.28
0、R2+0.20、60+0.74
0、32+0.56
0、30+0.500、8+0.280Ф123+1.28
0、Ф164+1.60、Ф131+1.280
。
孔尺寸:
Ф10+0.320、Ф12+0.320
、Ф137+1.280、Ф164+1.60
Ф4.5+0.240、Ф2+0.20、Ф5+0.240。
孔心距尺寸:
34+0.28-0.28、96+0.05-0.05、150+0.57-0.57。
1.1.3塑件的表面质量分析
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Ra0.4um。
而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。
1.1.4塑件的结构工艺性分析
1.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。
2.塑件型腔较大,有尺寸不等的孔,如Ф12、4-Ф10、4-Ф4.5、4-
Ф5,它们均符合最小孔径要求。
3.在塑件内壁有4个高2.2,长11的内凸台。
因此,塑件不易取出。
需要考虑侧抽装置。
综上所述,该塑件可采用注射成型加工。
1.2成型设备与模塑工艺分析
1.计算塑件的体积V=200172.30mm3
2.计算塑件的质量计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型
腔数。
根据有关手册查得ρ=1.2kg/dm3
所以,塑件的质量为
W=ρV
=200172.30×
1.2×
103
=240.20g
根据塑件的形状及采用一模一件的模具结构,考虑外形尺寸、对塑件
原材料的分析及注射时所需的压力情况,参考模具设计手册初选螺杆式注
射机:
XS-ZY-
250(经注射参数校核,XS-ZY-
250不能满足闭
合高度要求,故选XS-ZY-
500)。
3.塑件模塑成型工艺参数的确定
聚碳酸酯注射成型工艺参数见表2-12,试模时可根据实际情况作适
当整。
表1-2聚碳酸酯注射成型工艺参数
工艺参数
规格
温度t:
110~120℃
注射时间
20~90
预热和干燥
时间:
8~12h
保压时间
0~5
后段
210~240
成型时间/s
冷却时间
20~90
中段
230~280
总周期
40~190
料筒温度t/℃
前段
240~285
螺杆转速
n(r/min
1)
28
喷嘴温度
t/℃
240~250
方法
红外线灯
70(90)~120
后处理
温度t/℃
鼓风烘箱
模具温度
100~110
注射压力p/MPa
80~120
时间τ/h
8~12
4.填写模塑成型工艺卡
表1-3灯座模塑工艺卡
资料编号
塑料注射成型工艺卡片
车间共页第页
PC
XS-ZY-50
零件名称
灯座
材料牌号
设备型号
0
装配图号
材料定额
每模件数
1件
零件图号
单件质量
240.2
工装号
0g
设备
材料
温度/
℃
110~120
干燥
时间/h
8~12
零件草图
料筒
后段/
210~240
温度
中段/
230~280
前段/
240~285
喷嘴/
240~250
模具温度/℃
70(90)~12
时间
注射/s
20~90
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- 灯座 注塑 模具设计