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1、精选优质文档-倾情为你奉上毕 业 设 计 （论文） 任 务 书该套毕业设计有完整的CAD电子档和说明书；本人代做毕业设计例如冲压模具等。如有需要请联系本人QQ姓名 专业 任 务 下 达 日 期 2011 年 03 月 8 日设计（论文）开始日期 2011 年 03 月 8 日设计（论文）完成日期 2011 年 05 月 28 日设计（论文）题目：节能灯塑件注塑模毕业设计 A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 系（部）主 任 2011 年 05 月 20 日毕业设计（论文）答辩委员会记录该套毕业设计有完整的CAD电子档和说明书，如有需要请联系本人QQ 学院模具设计与制造专业，学生
2、于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 节能灯塑件注塑模设计 专题（论文）题目： 节能灯塑件注塑模设计 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名： 专业 年级 08级 毕业设计（论文）题目： 节能灯塑件注塑模设计 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语
3、： 专心-专注-专业摘 要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。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
4、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。关键词：塑料模具，参数化，镶件，分型面1 前言.4 1.1 模具工业在国民经济中的地位.4 1.2 我国模具技术的现状及发展趋势.42 注塑件的设计.5 2.1 功能设计.5 2.2 材料选择.5 2.3 塑件成型工艺分析 . 82.4结构设计. 8 2.3.1 壁厚.8 2.3.1 脱模斜度.8 2.3.3 加强肋.8 2.3.4 圆角.82.5 塑件的尺寸精度及表面质量. 9 2.4.1 尺寸精度. 9 2.4.2 塑件的表面质量.93 注塑成型的准备.11 3.1 注塑成型工艺简介.11 3.2 注塑成型工艺条
5、件.11 3.3 注塑机的选择.13 3.3.1 注塑机简介.13 3.3.2 注塑机基本参数.13 3.3.3 选择注塑机.14 3.4 注射机的校核 15 3.4.1 最大注塑量的校核.15 3.4.2 锁模力的校核.15 3.4.3 塑化能力校核 163.4.4 模具厚度校核.16 3.4.5 模具安装尺寸校核.16 3.4.6 开模行程校核 .16 4 模具设计.16 4.1 分型面的确定.16 4.2 型腔数目的确定.16 4.3 浇口确定.17 4.4 浇注系统设计.19 4.4.1 主流道. 19 4.4.3 浇口.19 4.5 模架的确定.19 4.6 导向与定位机构.21 4
6、.7 顶出系统设计.224.7.1 推杆脱模机构 .224.7.2 推管脱模机构 .23 4.8 成型零件工作尺寸的计算.24 4.9 排气设计. 25 4.10 温度调节系统设计.26 4.10.1 温度调节对塑件质量的影响.26 4.10.2 对温度调节系统的要求.26 4.10.3 冷却系统设计.265 模具装配图.27结论.28致谢.29参考文献.301 前言1.1 模具工业在国民经济中的地位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。模具生产技术水
7、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。在电子，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6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。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 我国模具技术的现状及发展趋势20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都
8、以15的增长速度快速发展。不仅许多模具企业十分重视技术发展，而且许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。今后，我国要发展成为世界制造强国，将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具
9、材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向
10、，可显著地提高模具设计制造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。2 注塑件的设计2.1 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
11、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.2.2 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2-1所示。表 1 材料的特性塑料名称PS (聚苯乙烯)PC (聚碳酸酯)PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)收缩率%0.40.70.50.70.20.80.40.8拉伸强
12、度/MPa51.96672350430弯曲强度/MPa110951131470800断裂伸长率/%280100 落球冲击强度J/m1642218洛氏硬度（M）115821206286氧指数（OI）18.124.917.3 热变形温度/8513420576维卡软化点/10515312085马丁耐热温度/112 体积电阻率/cm10102.1101016 吸水率%0.050.130.1 透光度/%889290 8687雾度%30.9 折射率1.5921.586 价格（元/吨）11501230330004100023000280001400018000和机械加工一样要考虑到加工工艺问题，模具成型也要
13、考虑到材料的注塑特性，在各特点都相差无几的情况下，好的成型特性是选择材料的主要标准，以下是四种材料的性能和成型特性比较，如表2-2所示。表 2 材料的性能和成型特性比较塑料品种性 能 特 点成 型 特 点模具设计注意事项使用温度主要用途聚苯乙烯PS（非结晶型）透明性好，电性能好，抗拉强度高，耐磨性好，质脆，抗冲击强度差，化学稳定性教好 成型性能好，成型前可不干燥，但注射时应防止溢料，制品易产生内应力，易开裂 因流动性好，适宜用点浇口，但因热膨胀大，塑件中 不宜有嵌件 3080 装饰制品，仪表壳，绝缘零件，容器，泡沫塑料，日用品等有机玻璃PC（非结晶型）透光率最好，质轻坚韧，电气绝缘性好/但表面
14、硬度不高，质脆易开裂，化学稳定性较好，但不耐无机酸，易溶于有机溶剂流动性差，易产生流痕，缩孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射时速度不能太高合理设计浇注系统，便于充型，脱模斜度尽可能大，严格控制料温与模温，以防分解收缩率取0.3580透明制品，如窗玻璃，光学镜片，灯罩等聚对苯二甲酸丁二醇酯PTB（非结晶型）透光率较高，介电性能好，吸水性小，力学性能好，抗冲击，抗蠕变性能突出，但耐磨性差，不耐碱，酮，酯耐寒性好，熔融温度高，黏性大，成型前需干燥，易产生残余应力，甚至裂纹，质硬，易损模具，使用性能好如果是潜入式浇口，建议最小直径为0.75mm。60脆化温度为30家用器具，电器元件（开关、电机壳
15、、保险丝盒、计算机键盘按键等），汽车工业等。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS（非结晶型)强度高，韧性好，耐腐蚀，耐高温。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。设计的塑料模具时依照流动性选定适当的浇道及浇口(一般为2.8mm-3.0mm).（140OC汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具，电话机壳体，打字机键盘等图 1 原始零件图以上的性能分析对比中看出, 节能灯外壳内装镇流器,温度并不高,但节能灯灯管根部与塑壳交接处的温度高达100度左右.普通塑料的耐温性是比较差的,而ABS适用在60度环境下工作,也只能制作一般机
16、壳,不能适合做节能灯外壳.,所以只能用PBT塑料注成节能灯外壳使用才能符合使用要求.PBT材料能在100度以上温度环境条件下工作。它所拥有的特性符合我们的塑件要求。 2.3 塑件成型工艺分析PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩ccp PBT擦系数，耐候性、吸水率低，仅为0.1%，在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性能），电绝缘性，但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀，耐水解性差，低温下可迅速结晶，成型性良好。缺点是缺口冲击强度低 ，成型收缩率大 。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性，其拉伸强度、弯曲强度可提
17、高一倍以上，热变形温度也大幅提高。可以在140下长期工作，玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致，易使制品发生翘曲。PTB在熔融状态下流动性很好，仅次于尼龙，但是可发生延流现象。PBT又可称为热塑性聚酯塑料，为适用于不同加工业者使用，一般多少会加入添加剂，或与其它塑料掺混，随着添加物比例不同，可制造不同规格的产品。由于PBT具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好，广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等，而PBT产品又与PPE、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。 2.4 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
18、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.，塑件三维图图22.4.1 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PMMA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mm0.75
19、 1.25 1.6 3.25.4该塑件属于小型件,从图上看,塑件边缘的壁较厚,达到1.25MM,壳体取壁厚1MM,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, 边缘壁厚可用来放置推杆。2.4.2 脱模斜度 由于塑件成型时冷却过程中产生收缩,使其紧箍在凸模或型芯上,为了便于脱模,防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损,与脱模方向平行的塑件内,外表面都应具有合理的斜度.以下是PMMA的脱模斜度推荐值:制件外表面 制件内表面351.35 301塑件内表面在造型时就有弧度,如果要有脱模斜度就是在凹槽和锁位处,这不仅对脱模有好处，而且可以更好的锁模。2.4.3 加强肋塑件上
20、适当设置的加强肋可以防止塑件的翘曲变形；沿着物料流动方向的加强肋还能降低充模阻力，提高融体流动性，避免气泡，缩孔和凹陷等现象的产生。在该塑件是用在手机上，人们经常接触的东西，内部要与手机配合并且要求外形美观。因此不需要加强肋。2.4.4 圆角塑件上各处的轮廓过度和壁厚连接处，一般采用圆角连接，有特殊要求时才采用尖角结构。尖角容易产生应力集中，在受力或受冲击载荷时会发生破裂。圆角不仅有利于物料充模，同时也有利于融料在模具型腔内的流动和塑件的脱模。圆角的取值与应力集中的关系遵循R/T函数关系，当R/T=0.6以后应力集中变的缓和，该塑件大部分的圆角取R1，较大值取到R3。 塑件上其它的特征还有如孔
21、，螺纹，嵌件，铰链，文字和花纹等，各个特征都有其设计原则和特殊功能，因为该塑件没有涉及，所以就不一一介绍2.5 塑件的尺寸精度及表面质量2.5.1 尺寸精度 （1）尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般民用品，所以精度要求为一般精度即可，但是由于要保证两半壳体的闭合，所以在凹槽和锁位处应该对精度要求高些，对其要有公差配合要求，应选择高精度。根据精度等级选用表，PMMA的高精度为2级，一般精度为3级。根
22、据塑件尺寸公差表，在公称尺寸在100120范围内，取MT2B级的公差数值为0.52 mm，MT3B级的公差数值为0.78 mm。（2）尺寸精度的组成及影响因素；制品尺寸误差构成为：=+ 1式中 制件总的成型误差； 塑料收缩率波动所引起的误差；模具成型零件制造精度所引起的误差； 模具磨损后所引起的误差；模具安装，配合间隙引起的误差；影响塑料制品尺寸精度的因素比较复杂，归纳有以下三个方面。（1）模具 模具各部分的制造精度是影响制件尺寸精度重要的因素。（2）塑料材料 主要是收缩率的影响，收缩率大的尺寸精度误差就大。（3）成型工艺 成型工艺条件的变化直接造成材料的收缩，从而影响尺寸精度。2.5.2 塑
23、件的表面质量表面质量是一个相当大的概念，包括微观的几何形状和表面层的物理-力学性质两方面技术指标，而不是单纯的表面粗糙度问题。塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，溢料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出一个等级。该塑件要求对型腔抛光，所以对粗糙度的要求比较高，查表得PMMA抛光后顺纹路方向的表面粗糙度为0.02m，垂直纹路方向的表面粗糙度为0.26m。3 注塑成型的准备3.1 注塑成型工艺简介注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔
24、体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。一般分为物料准备、注塑过程、制件后处理三个阶段的工作。3.2 注塑成型工艺条件（1）温度；注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。PMMA料与温度的经验数据如表3-1所示。表 4 温度
25、的经验数据料筒温度 /喷嘴温度/模具温度/热变形温度 /后段中段前段1.82MPA0.45MPA1502101702301902502402505756596（2）压力；注射成型过程中的压力包括注射压力，保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。对于像PMMA流动性差的料，保压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度
26、减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高，根据生产经验，背压的使用范围约为3.427.5MPA。（3）时间；完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间，保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为35秒，保压时间一般为20120秒，冷却时间一般为30120秒（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大则相应的时间越长）。确定成型周期的经验数值如表8所示。表 5 成型周期与壁厚关系制件壁厚 /mm成型周期 /
27、s制件壁厚 / mm成型周期 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 经过上面的经验数据和推荐值，可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数如表3-3所示。表 6 制品成型工艺参数初步确定 特性 内容 特性 内容注塑机类型 螺杆式 螺杆转速（r/min） 48 喷嘴形式 直通式 模具温度 50喷嘴温度() 230 后段温度() 150210中段温度() 170230 前段温度() 190250 注射压力MPa 90 保压力MPa
28、 80注射时间s 1.5 保压时间 s 5冷却时间s 20 其他时间s 3成型周期s 30 成型收缩(%) 0.6干燥温度() 6080 干燥时间() 13 后处理温度70，保温时间2小时。3.3 注塑机的选择3.3.1 注塑机简介1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机,这是注塑成型工艺技术的一大突破,目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%;注塑机的产量占整个塑料机械产量的50%.成为塑料成型设备制造业中增长最快,产量最多的机种之一.注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的说法有（1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机；（2）按加工能力分类:超
29、小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。3.3.2 注塑机基本参数注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据.(1)公称注塑量；指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力.(2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力.(3)注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度.常用的注射速率如表3-4所示。表 7 注射量与注射时间的关系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4)塑化能力；单位时间内所能