1、 常州工学院毕业设计 - 1 - 摘 要 塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物 ,树脂可分为天然树脂和合成树脂两大类 ,塑料大多采用合成树脂 .塑料制件之所以能得到广泛应用 ,是由于它们本身具有的一系列特殊优点决定的 .塑料工业是新兴的工业 ,是随着石油工业的发展应运而生的 ,目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域 .塑料工业又是一个飞速发展的工业领域 .我国的香港与深圳等地区 ,其模具工业主要是从事塑料模具的制造与塑料制件的生产 .在江苏省、浙江省、上海市及其以南 地区，尤其在浙江省从事塑料模具的制造与塑料制件的开发的个体企业也日益增多。本设计说明书对塑料模具设计
2、的各种成型方法，成型材料的设计，成型，成型零件的加工工艺（主要有线切割，电火花加工，数控车床，加工中心），主要设计参数的计算，产品缺陷及其解决方法，模具总体结构设计及零部件的设计较详细的做了介绍。综上所述，塑料成型工业在基础工业中的地位和对国民经济的影响显得日益重要。 关键词： 模具结构、浇注系统、加工工艺。 多用工作灯后盖注塑模 - 2 - 目 录 第一章拟定模具结 构形式 - 4 1.1确定型腔数量及排列方 - 4 第二章注射机型号的确定 - 4 第三章分型面位置的确定 - 5 第四章浇注系统形式和浇口的设计 - 6 4.1 确定浇注系统的基本要点 - 6 4.2 主浇道 的设计 - 7
3、4.2.1主流道的尺寸 - 7 4.2.2 主流道衬套的形式 - 7 4.2.3 主流道衬套的固定 - 8 4.3 分流口的设计 - 8 4.4 浇口的设计 - 10 4.4.1 浇口的选用 - 10 4.5 浇口系统的平衡 - 11 4.6 排气槽的设计 - 11 4.7 冷料穴的设计 - 11 第五章成型零件的设计与加工工艺 - 12 5.1 成型零件的结构设计 - 12 第六章冷却水道的设计 - 13 第七章成型零件的加工工艺 - 13 7.1成型特性 - 13 常州工学院毕业设计 - 3 - 7.2型腔的加工工艺 - 14 7.3 型腔和型心加工 前的准备 - 14 第八章结构零部件的
4、设计 - 14 第九章脱模推出机构的设计 - 14 第十章模具的试模与修模 - 15 第十一章 模具的动作过程 - 15 结论 - 19 致谢 - 20 参考文献 - 16 附录一 主型心的编程（加工中心）程序 - 17 附表一 机械加工工艺规程 - 18 多用工作灯后盖注塑模 - 4 - 第一章 拟定模具结构形式 1.1 确定型腔数量及排列形式 型腔的数量是由长方给定的，为“一出二”即一模两型腔，他们已考虑了本产品的生产批量（大批量生产）和自己的注射机型号。因此我们设计的模具为多型腔的模具。 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如下图 1.1 所示： 1.2 模
5、具结构形式的确定 由于塑料外观质量可靠要求高，尺寸精度要求一般，且装配精度要求高，因此我们设计的模具采用多型腔单分型面。 第二章 注射机型号的确定 一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型号和大型号的占一 小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体的模具厂方提供的注射机型号和规格等参数如下： 注射量： 125g 锁模力： 500T 模板大小： 330X440 拉杆内间距： 280X250 开模距离： 220 模具定位孔距离： 55 喷嘴球半径： SR20 螺杆转速（ r/min） :20 30 常州工学院毕业设计 - 5 - 注射压力 /MPa:： 80 1
6、30 根据塑件（ ABS）面积尺寸计算锁模力、注射量如下： zF 熔融塑料在分型面上的张开力， N pF -注射 机的额定锁模力， N A - 单个塑件在模具分型面上的投影面积。 2mm 1A - 浇注系统在模具分型面上的投影面积。 2mm p-塑料熔体对型腔的成型压力， MPa，其大小一般是注射机的 80%， ABS 密度 =1.02g/ 3cm A=2 28 2+2 76=264 2mm =28 72-3.14 225.3 =2016-33=1983 2mm ZF =P(nA+ 1A ) PF =(64-104)(2 264+1983) =160.704-261.144KN450KN V=
7、80 72 28-76 68 28+(76-6.5) 68 2+20 3+2 2 2 =161280-144704+10268+68 =26912 3cm ggcmV cmg 11029.54226912 1 0 0 0/02.131 3 经过验算，此注射机适用。 第三章 分型面位置的确定 如何确定分型面，需要考虑的因数比较复杂。由于分型面要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。塑件位置形状以及推出方式、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，从几种方案中优先选出较为合理的方案。 选择分型面时一般应遵循以下几个原则： 1）分型面
8、应选在塑件外形最大轮廓处 2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 3）保证塑件的精度要求。 4）满足塑件的外 观质量要求 5）便于模具加工制造。 6）对成型面积的影响。 7）对排气效果的影响。 8）对侧向抽芯的影响。 多用工作灯后盖注塑模 - 6 - 其中最重要的是第五和第八点。为了便于模具加工制造，应尽量选择平直分型面加工易于加工的分型面。把分型面放在 A-A 处有利于塑件的脱模。大大简化了动模镶块、动模型心的加工，由于塑件收缩会包在动模型芯上和移模架的运动冲击，制品便可自动脱落或手动取出。 综合考虑以上各方面因素决定分型面位置如图 3.1 所示： . 第四章 浇注系统形式和浇
9、口的设计 4.1 浇注 系统的基本要点 浇注系统的作用是将塑料熔体顺利的充满到行腔各处，以便获得外型轮廓清晰，内在质量优良的塑件。 因此要求冲模速度快而有序，压力损失小，热量散失少排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，且在铸件上留下浇口痕迹小。 在设计浇注系统时，首先选择浇口位置的选择恰当与否，将直接关系到铸件的成型质量及注射过程是否能顺利进行。流道及浇口位置的选择应遵循以下原则： 1） 设计浇注系统时，流道应尽量少弯折，表面粗糙度为 8.0aR m-1.6 m 2） 应考虑到模具是一模一腔还是 一模多腔，浇注系统应按型腔的布局设计，尽量与模具中心线对称。 3） 单型腔塑件投影面积较大
10、时，在设计浇注系统时，应避免在模具的单面开设浇口，不然会造成注射时模具受力不均。 4） 设计浇注系统时，应考虑去除浇口方便，修正浇口时在塑件上常州工学院毕业设计 - 7 - 不留痕迹。 5） 一腔多模时，应防止将大小悬殊的的塑件放在同一模具内。 6） 在设计浇口时避免塑件熔体填充过程中不致产生塑料熔体涡流、紊流现象，使型腔内的气体顺利排出模外。 7） 在满足成型排气良好的前提下，要选择最短的流程，这样可以缩短填充时间 8） 在设计浇口时，避免塑料熔体直接冲击小直径型芯及嵌件，以免产生弯 曲、折断或异位。 9） 在成批生产塑件时，在保证产品质量的前提下，要缩短冷却时间及成型周期。 10） 若是主
11、流道型浇口，因主流道处有收缩现象，若塑件在这个部位要求精度较高时，主流道应留有加工余量或修正余量。 11） 浇口的位置应保证塑料熔体流入型腔，即对着型腔中宽畅、厚壁部位。 12） 尽量避免使塑件产生熔断痕，或使其熔断痕产生在塑件不重要的部位。 4.2 主流道的设计 4.2.1 主流道的尺寸 主流道是一端与注射机喷嘴相接触另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道锥度为 2 -6，小端前面是球面，其深度为3-5mm先端直径比注射机直径大 0.5-1mm，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面大 1-2 mm 流道的表面粗糙度 Ra 8. 4.2.2 主流道衬套的形式 主流道小端入口与注射机喷嘴
12、反复接触，属易损坏，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套）以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。浇口套都是标准件，只需要去买就行了。常用浇口套分为有托浇口套和无托浇口套两种，下图为前者，有托浇口套用于装配定位圈。浇口套的规格有 12、 16、 20，等几种。 由于注射机的喷嘴半径为 10，所以浇口套为 R=10。 如下图 4.1 所示为浇口套的剖面图 多用工作灯后盖注塑模 - 8 - 向图 4.1 浇口套 剖面图 4.2.3 主流道衬套的固定 因为采用的有台阶的浇口套；所以用定位圈配合后固定，在模具的面板上。定位定位圈是标准件，外径为 55mm
13、，内径为 20 mm，具体固定的形式如下图 4.2所示： 4.3 分流道的设计 在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间塑料溶体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型 腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段，因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态并在流动的过程中压力损失尽可能小，能将塑料溶体均匀的分配到各个型腔。 常州工学院毕业设计 - 9 - 1）主流道是图（ 4.4）中定模下水平的流道 为了便于加工几凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺
14、好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用以下经验公式可却其截面尺寸： B=0.264 LM4 式（ 1） H=32 B 式（ 2） 式中 B-梯形大底边的宽度（ mm） M-塑件的重量（ g） L-分流道的长度（ mm） H-梯形的高度（ mm） 该式的选用范围为塑件壁厚在 3.2 mm 以上，塑件质量小于 200g 且计算结果应在 3.2 9.5 mm 范围内才合理。本多用工具灯后盖的体积为 26912 mm，质量大约为 28 g，分流道的长度预设计成 40 mm 且有 2 个型腔，所以 B=0.2654 40284 =7.06 取 B 为 8mm H= 832 =5 取 H 为 5
15、mm 梯形小底边宽度取 6MM，其侧边与垂直与分型面的方向约 10，另外由于使用了定模板（即我们所说的定模和中间再加的一块板，分流道必须做成梯形截面，便于分流道凝料脱模。 实际加工时，常用两种截面尺寸的梯形流道，一种大型号，一种小型号。如下图 4.3 所示： （ 2）分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料溶体的流 动状态较为理想，因而分流道的内表层粗糙度 Ra并不要求很低，一般取 1.6 左右即可这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层皮层坚固，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 实际加工时，用铣床铣出
16、流道后，少为省一下模，省掉加工纹理就行了。（抛光：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的抛光工，多用工作灯后盖注塑模 - 10 - 即用打磨机，砂纸，油石等打磨工具将模具型腔表面抛光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。） 3）分流道的布局形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具版面尺寸：另一方面流程尽量短、锁模力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如图 4.4 所示 4.4 浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与行腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、
17、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。 4.4.1 浇口的选择 浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们采用限制性浇口。限制性浇口一方 面通过截面积的变化，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，使其变成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料溶体进入时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料分离的作用。 从图（ 4.4）中可看成，我们采用的是侧浇口又称边缘浇口，国外称为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其形状多为矩形（扁槽），改变浇口的宽度与厚度可以调节熔体的剪切速率及浇口冻结时间。这类浇口的可以根据塑件的形状特性选择其位置，加工和修正方便，因此它是应用 较广泛的一种浇口形式，普通用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性强，由于浇口截面小，减少
