充电式电筒外壳注塑模具设计(编辑修改稿)

充电式电筒外壳注塑模具设计(编辑修改稿)内容摘要：

主应尽量小于 60mm，本次设计中初取 50mm 进行设计。 2）主流道小端直径： d=注射机喷嘴尺寸 +（ ~1） mm=3+（ ~1） mm=。 3）主流道大端直径： d39。 =d+2L 主 tanα≈ 7mm，式中α =4176。 4）主流道球面半径： SR=注射机喷嘴球头半径 +（ 1~2） mm=（ 10+2） mm=12mm。 5）球面的配合高度： h=（ 1/3~2/5） SR=4mm (2)主流道的凝料体积 中南林业科技大学本科毕业设计 充电式电筒外壳模具设计 第 13 页 V主 =L主 （ R主 2 +r主 2 +R主 r主 ）π /3 =（ 178。 +178。 + ） 50mm 179。 = 179。 = 179。 (3)主流道当量直径 Rn=(+)/2mm=。 (4）主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购。 主流道小端入口处与注射机喷 嘴反复接触，易磨损。 对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑到上述因素仍分开来设计，以便于拆卸更换。 同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。 设计中常采用碳素工具钢（ T8A 或 T10A），热处理表面淬火硬度为 50~55HRC，如图 41所示。 图 41 主流道浇口套的结构形式 4. 2 分流道的设计 （ 1）分流道的布置形式在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。 （ 2）分流 道的长度由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，中南林业科技大学本科毕业设计 充电式电筒外壳模具设计 第 14 页 故设计时可适当选小一些。 单边分流道长度 L 分 取 35mm。 （ 3）分流道的当量直径因为该塑件的质量 m 塑 =ρ V 塑 = 35g=＜ 200g，根据式（ 416），分流道的当量直径为 D分 = 塑m 4 分L = mm=4mm （ 4）分流道截面形状常用的分 流道截面形状有圆形、梯形、 U 形、六角形等，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。 本设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。 （ 5）分流道截面尺寸设梯形的下底宽度为 x，底面圆角的半径 R=1mm，并根据课本表 46 设置梯形的高 h=，则该梯形的截面积为 A 分 =（ x+x+2 176。 ） h/2=(x+176。 ) 再根据该面积与当量直径为 6mm 的圆面积相等，可得 (x+176。 ) =Π D 分 178。 /4= 4178。 /4 即可得： x≈ 3mm，则梯形的上底约为 4mm,如图 42 所示。 图 42 分流道截面形状 （ 6）凝料体积 1）分流道的长度 L 分 =35 2=70mm。 2）分流道截面积 A 分 =(3+4) 178。 =178。 3）凝料体积 V 分 =L 分 V 分 =70 179。 =179。 =179。 （ 7）校核剪切速率 1）确定注射时间：查书后附录 G 表，可得注射时间 t=。 2）计算分流道体积流量： q 分 =(V 塑 ＋ V 分 )/t=(35+)/= cm 179。 /s 中南林业科技大学本科毕业设计 充电式电筒外壳模具设计 第 15 页 3）由式（ 420）可得剪切速率•γ 分 = 分 /π R 179。 分 = 103/（ 23 )s1 = 103s1该分流道的剪切速率处于浇口主流道的最佳剪切速率5102 ~5103 s1之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。 （ 8）分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取 ~ m即可，此处取 m。 另外，其脱模斜度一般在 5176。 ~10176。 之间，这里取脱模斜度为 8176。 4. 3 浇口的设计 该塑件要求颜色均匀一致，无黑点、杂质等缺陷，外表无明显的进料痕迹和其他划伤痕，表面平整美观，采用一模两腔注射，为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。 其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，且开设在分型面上，从性强的边缘 进料。 （ 1）侧浇口尺寸的确定 1）计算侧浇口的深度。 根据表 410.，可得侧浇口的深度 h 计算公式为 h=nt= 3mm= 式中， t是塑件壁厚，这里 t=3mm； n是塑料成型系数，对于 ABS，其成型系数n=。 在工厂进行设计时，浇口深度常常先取小值，以便在今后试模时发现问题进行修模处理，并根据表 49中推荐的 ABS 侧浇口的厚度为 ~，故此处浇口深度取。 2）计算浇口的宽度。 根据表 410，可得侧浇口的宽度 B的计算公式为 B= 30An == 取 B=3cm 式中， n 是塑料成型系数，对于 ABS 其 n=； A 是凹模的内表面积，可求得 A= 178。 3）计算侧浇口的长度。 根据表 410，可得侧浇口的长度 L浇一般选用 ~，这里取 L 浇 =1mm。 （ 2）侧浇口剪切速率的校核 1）计算浇口的当量半径。 由面积相等可得π R178。 浇 =Bh，由此矩形浇口的当量半 径 R 浇 =（ Bh/π） 189。 中南林业科技大学本科毕业设计 充电式电筒外壳模具设计 第 16 页 2）校核浇口的剪切速率 ①确定注射时间：注射时间 t=； ②计算交口的体积流量： q 浇 =V 塑 /t=35/179。 /s= 104mm179。 /s ③计算浇口的剪切速率：由式（ 420）可得： γ 浇 = 浇 /（π R 浇 3 ） = 104 s1 该矩形浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 5 103~5 104 s1之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。 4. 4 校核主流道的 剪切速率 上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积（浇口的体积太小可以忽略不计）以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流道熔体的剪切速率。 （ 1）计算主流道的体积流量 q 主 =V 主 +V 分 +nV 塑 /t=++2 35/=179。 ／ s （ 2）计算主流道的剪切速率 γ 主 = 主 /Π R179。 主 = 10 179。 ／ 179。 = 103 s1 主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 5 10 178。 ~5 10 179。 s1之间，所以，主流 道的剪切速率校核合格。 4. 5 冷料穴的设计及计算 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。 本设计仅有主流道冷料穴。 由于该塑件要求外表无明显的进料痕迹和其他划伤痕，表面平整美观，采用脱模板推出塑件，故采用与球头形拉料杆匹配的冷料穴。 开模时，利用凝料对球头的包紧力是凝料从主流道衬套中脱出。 5 成型零件的结构设计及计算 塑料在成型加工过程中，用来填充塑料熔体以及成型制品的空间被称为型腔或模膛。 而构成这个型腔的零件叫制作成型零件。 由于这些成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此要求他们有足够的中南林业科技大学本科毕业设计 充电式电筒外壳模具设计 第 17 页 强度、刚度、硬度耐磨性和较低的表面粗超度值。 成型零件的结构设计 （ 1）凹模的结构设计凹模是成型制品的外表面的成型零件。 按凹模的结构不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。 根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体式凹模 （ 2）凸模的结构设计（型芯）凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可 以分为整体式和组合式两种类型。 因塑件包紧力较大，所以设在动模部分。 将这几个部分装配起来，如图 所示 5. 2 成型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。 又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的凹模钢材选用 P20（美国牌号）。 对于成型塑件圆孔的两型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用高合金工具钢 Cr12MoV，型芯中心通冷却水冷却，如图 7 所示。 5. 3 成型零件工作尺寸的计算 采 用课本表 415 中的平均尺寸计算法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差由表 23中 ABS 选未注公差尺寸 MT5，再由表 24 查得各尺寸公差。 （ 1）凹模径向尺寸的计算 塑件外部径向尺寸的转换： 1sL mmmm 0  ，相应的塑件公差Δ 1= ㎜； mmmmxLSL zscpM ])0 0 5 [(])1[( 1    式中 Scp 是塑件的平均收缩 率， ABS 的收缩率 %~%，所以其平均收缩率为Scp= 2  =； X 是系数，查表得 X 一般在 ~ 之间，此处取 ； △分别为塑件上相应的尺寸公差， z 是塑件上相应的尺寸制造公差，对于中小型塑件 z 取 61 △（下同）。 （ 2）凹模深度尺寸的计算 塑件高度方向尺寸的转换：塑件高度的最大尺寸mmmmH 0  ，相应的Δ s＝。 中南林业科技大学本科毕业设计 充电式电筒外壳模具设计 第 18 页 mmmmxLSH zscpM ])0 0 5 [(])1[(   式中， x是模具尺寸计算系数，查表 415。