灯座塑料模具设计

灯座塑料模具设计

【设计题目】

零件名称：灯座。

设计要求：大批量生产，未注公差取MT5级精度，塑料原材料为聚碳酸酯PC，要求设计灯座模具。 摘要（略）对全文内容进行简要概括,字数应该控制在150～200字左右。 关键词（略）3～5左右

1引言

日用品，有时采用精度和强度不太高的塑料传动，由于塑料具有可塑性强，密度小、比强度高、结缘性、化学稳定性高、外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱。塑料工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展而应而生的，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。随着机械工业电子工业，航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，塑料成型制件的需求量越来越多，质量要求也越来越高，这就要求成型塑件的模具的开发，设计制造的水平也须越来越高。本文也就对日用品中的灯座模具设计过程进行阐述。

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2塑件的工艺性分析

2.1塑件的原材料分析

聚碳酸酯PC的结构特点是：线型结构非结晶型材料，透明；使用温度：小于130℃，耐寒性好，脆化温度-100℃；化学稳定性：有一定的化学稳定性，不耐碱、酮、酯等；性能特点：透光率较高，介电性能好，吸水性小，但水敏性强（含水量不得超过0.2%），且吸水后会降解。力学性能很好，抗冲击抗蠕变性能突出，但耐磨性较差；成型特点：熔融温度高（超过3300C才严重分解），但熔体粘度大，流动性差（溢边值为0.06mm），流动性对温度变化敏感，冷却速度快，成型收缩率小，易产生应力集中。 根据上面的原材料的特点再结合所制造塑件的形状得到以下结论：

1．熔融温度高且熔体粘度大，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70～1200为宜，模具应用耐磨钢，并淬火。 2．水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度显着下降现象。

3．易产生应力集中，严格控制成型条件，塑件成型后需退火处理，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°。

[2]

2.2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MT5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：（略） 孔尺寸：（略） 孔心距尺寸：（略）

2.3塑件表面质量分析

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Ra0.4μm。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。

2.4塑件的结构工艺性分析

（1）从图纸上分析，该塑件的外形为回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。（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。 结论：综上所述，该塑件可采用注射成型加工。

2.5确定成型工艺参数

查阅相应的表格得出工艺参数见下表，试模时可根据实际情况作适当调整。

表2.1成型工艺参数

预热和干燥 温度t/℃110～120 时间τ/h8～12 后段 料筒温度t/℃ 聚碳酸脂 喷嘴温度t/℃ 模具温度t/℃ 注射压力p/Ma 中段 前段 240～250 70（90）～120 80～130 后处理 210～240 230～280 240～285 成型时间 注射时间 保压时间 冷却时间 总周期 螺杆转速n/(r·min) 方法 温度t/℃ 时间r/h -120～90 0～5 20～90 40～190 28 红外线灯 鼓风烘箱100～110 8～12 3成型零部件的设计 3.1型腔尺寸的确定

型腔可采用整体式或组合式结构。由于该塑件尺寸较大，最大达φ170mm，且形状复杂，有锥面过渡。若采用整体式型腔，加工和热处理都较困难。所以，采用拼块组合式，型腔的底部大面积镶拼结构。

查有关手册得PC的收缩率为Ｑ=0.5％～0.7％，故平均收缩率为：Scp=（0.5+0.7）％／2=0.6％=0.006，根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取Z=Δ／3。

表3.1型腔尺寸

已知条件：平均收缩率SCP=0.006mm；模具的制造公差取Z=Δ／3。 类别 零件图号 模具塑件尺寸 计算公式 型腔工作尺寸 [3]

零件名称 小型腔的计算 件25 导滑板（型腔1） 端对应的型腔 φ700-0.86 Lm=（Ls+LsScp%-3/4Δ）0+eZ φ69.780+0.22 φ690-0.86 φ68.770+0.22 3.2型芯尺寸的确定

型芯型腔可采用整体式或组合式结构。考虑模具温度调节，型芯采用整体式结构。

表3.2型芯尺寸

已知条件：平均收缩率SCP=0.006mm；模具的制造公差取Z=Δ／3。 模具类别 零件图号 零件名称 内型腔的计算 件25 导滑板（型腔1） 凸对应的型芯 φ1210+1..28 lm=（ls+lsScp%+3/4Δ）0-eZ φ122.680-0.32 φ1140+1.14 φ115.540-0.29 塑件尺寸 计算公式 型芯工作尺寸 4浇注系统的设计 4.1分型面的选择

在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，有两种分型面的选择方案。 图4.1图4.2

图4.1小端为分型面,图4.2大端为分型面。本文采用图4.2这种方案，侧面抽芯机构设在动模部分，模具结构也较为简单。所以，选塑件大端底平面作为分型面较为合适。

4.2确定浇口形式及位置

由于该塑件外观质量要求较高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽量使模具结构更简单。浇口位置在塑件内表面，不影响其外观质量。可以采用潜伏式浇口，但采用这种浇口形式增加了模具结构的复杂程度。

图4.3潜伏式浇口

点浇口是中心浇口的一种变异形式。采用几股料进入型腔，缩短流程，去除浇口时较方便，但有浇口痕迹。模具结构较潜伏式浇口的模具结构简单。

图4.4点浇口

针浇口或菱形浇口，采用这种浇口，可获得外观清晰，表面光泽的塑件。但是模具需要设计成双分型面，以便脱出浇注系统凝料，增加了模具结构的复杂程度，但能保证塑件成型要求。

图4.5针浇口或菱形浇口

综合对塑料成型性能和浇口的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口形式。

4.3设计主流道及分流道形状和尺寸

4.3.1主流道设计

根据手册查得xs-zy-250型注射机喷嘴的有关尺寸：

喷嘴球面半径R0=18mm 喷嘴孔直径：d0=φ4mm 根据模具主流与喷嘴的关系： R=R0+(1～2)mm d=d0+0.5 mm

图4.6主流道

4.3.2分流道的设计

分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关。

该塑件的体积比较大，但形状不算太复杂，且壁厚均匀，可考虑采用多点进料方式，缩短分流道长度，有利于塑件的成型和外观质量的保证。

本例从便于加工的方面考虑，采用截面形状为半圆形的分流道。查有关手册得流道半径R=5mm。

图4.7分流道

5推出机构的设计

5.1推杆的设计

根据塑件的形状特点，模具型腔在动模部分，开模后，塑件留在型腔。推出机构可采用推块推出或推杆推出。推块推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外观质量，但塑件上有圆弧过渡，推块制造困难；推杆推出结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件顶部装配后使用时并不影响外观。

从以上分析得出：该塑件采用推杆推出机构。

5.2侧抽芯机构的设计

抽芯距的计算

S抽=h+(2～3)=（121-114）/2+2.5=6mm