模具设计

一.塑件分析1.塑件外形分析根据塑件的三维图，我们可以看到，这个制件上一共有四个孔，只有正上方的孔可以通过型芯型腔成型，而余下的一个45°斜孔和两个侧孔都是需要通过抽芯机构来成型的。使用方面进行分析的话，我们可以知道，整个制件在使用过程中，制件的大部分尺寸的精度对制件的正常使用影响不大，而只有少数的几个孔的尺寸需要得到保证，所以，在模具的制造过程中，不需要在制造精度上做过高的要求，只需通过机床的加工精度来保证模具的尺寸即可，这样，一方面降低了模具设计的难度，另一方面，也一定程度的降低了模具的成本。2.制件材料及具体配方的选取对制件的外形及尺寸做出了分析之后，我们下一步就要考虑一下制件的材质问题，经过资料的查找，市场上大多数的台灯配件的材料一般情况下有三种：PC、PVC、PMMA,所以这个制件的材料也将在这三种材料之中选取，经过我们从力学性能、电性能、热性能以及价格方面的比较，我们最终选定制件的材料为RPVC。选定了材料，为了给Moldflow分析提供更加精确的数据，也为了保证成本，我们要为这个制件选择一个具体的配方。如下PVC配方二.注塑工艺及设备选取1.注塑工艺的选择确定了制件的尺寸要求和材料配方，我们下一步，就要选择合适的注塑工艺，查找资料之后，我们确定了以下的工艺表。料筒温度前段/°C170~190成型时间注射时间/s5中段/°C165~180保压时间/s5后段/°C160~170冷却时间/s30喷嘴温度/°C180`185总时间/s90~120注射压力/MP80~130保压压力/MP90~1352.注塑设备的选取选取完成具体的工艺数据，再结合锁模力，注射量等数据，选取合适的注塑机。最终选取国产的SZ250/1250卧室注塑机。3a特性内容特性内容结构类型卧式拉杆内间距(mm)415×415理论注射容积（cm）270移模行程(mm)360螺杆(柱塞)直径(mm)45最大模具厚度(mm)550注射压力(MP)160最小模具厚度(mm)150螺杆转速（r/min）10—200锁模形式(mm)双曲肘塑化能力(g/s)110模具定位孔直径(mm)150注射速率（g/s）18.6喷嘴球半径(mm)10锁模力(KN)1250喷嘴口直径5三.模具的设计1.模具抽芯方案的选取通过对塑件的外形的分析，我们可以知道，模具上的两个侧抽芯和一个45°斜抽芯是整个模具的重点和难点。（1）侧抽芯方案的设计从对制件的分析可知，模具的两个侧抽芯的抽拔距只有2mm，从成本的方面考虑应该使用弹簧抽芯机构最优，但是，在塑件分析中我们已经指出，在两个侧孔的尺寸需要得到保证，而弹簧抽芯机构的可靠性不高，所以，这里的侧抽芯我们选用滑块斜导柱抽芯机构。（2）45°斜抽芯方案设计制件上最难成型的部分就是这个45°的斜孔，根据课本及一些参考书上的讲解，一般情况之下，滑块斜导柱抽芯机构和T型槽滑块抽芯机构的抽芯角度在36°时就会产生自锁现象，而选用液压抽芯机构的话，为了防止液压油缸和注塑机定模安装板产生干涉，就必须加厚定模厚度，使主流道的长度达到200mm左右，通过Moldflow流动分析，主流道达到200mm时，即使不冷却的话，冲模也不能冲满。所以最终我们选择了比较冷门的齿轮齿条抽芯机构。2.模具的设计（1）选定分型面模具的具体方案选取之后，下一步就是根据指导书一步一步的完成模具的设计过程，具体过程如下：由于制件为一个壳体，所以分型面就选择人制件的下表面。（2）型腔布局的确定根据制件的形状和尺寸，确定型腔布局为一模两腔。（3）模具材料选择由于制件材料为RPVC，具有一定的腐蚀性，所以在模具材料的选择上我们需要注意选择一些耐腐蚀的钢材，这里我们选择使用P20模具钢作为模具钢材，但是，目前市场上的P20钢的单价约为12元/公斤，而45钢的单价约为5元/公斤，而初步估计模具的重量约为180公斤，为了降低模具成本，我们只能对一些与制件有接触的零件，如型芯、型腔板、抽芯滑块等零件使用P20钢进行加工，其他的模板，具采用45钢进行加工。(4)浇注系统的设计浇注系统方面，主流道选择普通的冷流道即可，而分流道，为了脱模方便，我们选择梯形截面的分流道，由于PVC的流动性不是很好，所以我们选择矩形截面的侧浇口做为浇口，制件是普通的推杆推出，所以拉料杆我们选择用Z形拉料杆即可。（5）模架的选取根据制件的尺寸及型腔布局我们选择模具的规格为200×400。但由于本模具采取齿轮齿条抽芯机构且在完成齿轮齿条抽芯的过程中需要做到二次分型，为了固定齿条，本模具要比的模架要比普通的模架多几块板，我们可以选择直接在厂家定做想要的模架，也可以先从厂家购得标准模架在自行加工。（6）顶出系统的设计本制件采用推杆推出方式，但由于模架结构的关系，导致推杆很长，所以为了保证推杆的强度，我们选择带肩推杆。（7）冷去系统的设计模具的型芯采用的是镶拼式，所以，为了达到冷却型芯的目的，动模部分的冷却水流道采用的是环绕型芯的形式，而定模上则开出与动模相对应的结构。在完成以上一系列的结构设计之余，再对模具的一些数据，如模板的厚度、抽芯的尺寸等数据的计算校核，最后综合个数据完成模具图。模具动作原理开模时，由于（图2）锁紧机构的作用，分型面先不打开，齿条固定板和动模底板先分开，齿条固定板带动齿条相对齿轮运动，齿轮齿条抽芯机构工作，完成45°斜抽芯，当开模行程达到12mm时，锁紧机构打开，在限位拉钉的作用下，动模底板和动模板被拉动向后运动，分型面打开，侧抽芯机构工作，完成侧抽芯，制件脱离定模，继续开模，顶出机构顶出制件，制件自动脱落，模具闭合，继续下一个成型周期。Moldflow流动分析模具设计完成之后，为了确定模具的可行性，我们在制模试模之前需要对进行一个简单的生产分析，这里我们使用的是Moldflow软件进行了冲模、冷却和变形的模拟。填充时间体积收缩率熔接痕气穴制品冻结时间收缩变形收缩变形（10倍）收缩变形（30倍）收缩变形（冷却不同引起）（30倍）