手機電池后蓋塑料模具設計-注塑模具【10張CAD圖紙+說明書完整資料】

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1 目目 錄錄 中文摘要 英文摘要 引 言 1 第 1 章 制件及模具的三維造型 2 第 2 章 第 2 章 該塑件材 料 分 析 和 工藝性分析 8 2 1 材料分析 8 2 2 工藝分析 9 第 3 章 擬 定 的 成 型 工 藝 10 3 1 制件成型方法 10 3 2 制件成型參數(shù) 10 3 3 確定型腔數(shù)目 10 第 4 章 澆注系統(tǒng)的設計 11 4 1 制件在模具中的位置 11 4 2 確定澆口形式及位置 13 4 3 流道設計 12 4 4 冷料穴 設計 16 第 5 章 成型零部件的設計 16 5 1 成型零部件的結構設計 16 5 2 成型零部件工作尺寸計算 17 5 3 成型零部件的強度與剛度計算 18 第 6 章 結構零部件的設計 19 6 1 選用標準注射模架 21 2 6 2 支承零部件的設計 21 6 3 合模導向機構的設計 23 第 7 章 推出機構的設計 21 第 8 章 側向分型與抽芯機構設計 26 第 9 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計 27 第 10 章 排氣系統(tǒng)設計 28 第 11 章 注塑機參數(shù)校核 29 11 1 注射量 鎖模力 注射壓力 模具厚度的校核 29 11 2 開模行程的校核 29 11 3 模具與注射機安裝相關部分尺寸校核 29 第 12 章 編寫技術文件 29 設計總結 32 答謝語 32 參考文獻 33 電 池 后 蓋 塑 料 模 具 設 計 中 文 摘 要 注 射 成 型 是 熱 塑 性 塑 料 成 型 的 主 要 方 法 之 一 可 以 一 次 成 型 形 狀 復 雜 的 精 密 塑 件 手 機 業(yè) 的 快 速 發(fā) 展 要 求 手 機 外 殼 快 速 更 新 本 設 計 進 行 了 一 款 手 機 電 池 后 蓋 的 注 塑 模 設 計 對 零 件 結 構 進 行 了 工 藝 分 析 確 定 了 分 型 面 澆 注 系 統(tǒng) 等 選 擇 了 注 射 機 計 算 了 成 型 零 部 件 的 尺 寸 采 用 側 澆 口 利 用 推 桿 頂 料 及 內(nèi) 抽 芯 方 式 并 對 模 具 的 材 料 進 行 了 選 擇 如 此 設 計 出 的 結 構 可 確 保 模 具 工 作 運 用 可 靠 最 后 對 模 具 結 構 與 注 射 機 的 匹 配 進 行 了 校 核 并 用 autoCAD 繪 制 了 一 套 模 具 裝 配 圖 和 零 件 圖 Abstract Thermoplastic injection molding plastic molding is the main method of forming the shape can be a complex precision plastic parts The mobile phone industry s rapid 3 development requirements of mobile phone casing quickly update The design for a cell phone battery the back of injection mold design the structure of parts of the process Determine the type face pouring system a choice of injection machine calculating the size of the molding components Using the side gate Use of materials and putting in top form and die out of the core material of choice So the structure can be designed to ensure that the use of reliable mold work Finally the structure and mold injection machine to match the check AutoCAD and drawing with a mold assembly and parts plans 關 鍵 詞 塑 料 模 具 參 數(shù) 化 鑲 件 分 型 面 成 型 引言 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟 各部門發(fā)展的重要基礎之一 是國際上公認的關鍵工業(yè) 模具 生產(chǎn)技術水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要 標志 它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開 發(fā)能力 模具工業(yè)既是高新技術產(chǎn)業(yè)的一個組成部分 又是高 新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域 模具在機械 電子 輕工 汽車 紡織 航空 航天等工業(yè)領域里 日益成為使用最廣泛的主要 工藝裝備 它承擔了這些工業(yè)領域中 60 90 的產(chǎn)品的零件 組件和部件的生產(chǎn)加工 振興和發(fā)展我國的模具工業(yè) 正日益 受到人們的關注 所以研究塑料模具設計意義重大 本課題設計產(chǎn)品是楊華老師指定的 塑料制件 電池后蓋 它包含了模具的基本結構 并有側向分型和抽芯機構 屬于中 等難度的塑料模具 本設計介紹了注射成型的基本原理 特別 是內(nèi)側抽芯機構的結構與工作原理 對注塑產(chǎn)品提出了基本的 設計原則 還分別介紹了塑料模具的一般設計方法 設計步驟 4 材料的選取 材料性能 結構和用途的分析等 詳細介紹了注 射模具的材料及工藝分析 澆注系統(tǒng) 主要零部件 側向分型 與抽芯機構 推出機構 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設計過程 并對模具強度要求做了說明 以及模具的各種工藝參數(shù)的確定 與校核等 亦介紹了模架選取的方法和校核注射機的各種工藝 參數(shù)等 在模具制造中運用了現(xiàn)代先進的線切割和數(shù)控加工等 加工技術 綜合利用三維 UG 和二維 Auto CAD 進行設計并繪制 各種非標準零件圖紙 說明書已詳細地闡述設計的全過程 由于時間倉促 水平有限 本設計難免有不當和錯誤之處 懇請各位老師和讀者批評指正 第一章 制件及模具的三維造型 如圖 1 1 所示塑料制件 材料為 ABS 取收縮率 5 大批量生產(chǎn) 5 圖 1 1 本模具采用 UG4 0 進行模具分型 各步驟如下 1 載入產(chǎn)品同時設定收縮率 如圖 1 2 所示 圖 1 2 2 設定模具工作坐標系 以制件主分型面中心為模具工作坐 標且 Z 指向制件頂出方向 如圖 1 3 所示 6 圖 1 3 3 設定工件大小 如圖 1 4 所示 圖 1 4 4 型腔布局 如圖 1 5 所示 7 圖 1 5 5 創(chuàng)建各箱體 如圖 1 6 所示 8 圖 1 6 6 在各箱體處補實體 如圖 1 7 所示 如圖 2 4 圖 1 7 9 7 創(chuàng)建分型線 如圖 1 8 所示 圖 1 8 8 創(chuàng)建分型面 如圖 1 9 所示 圖 1 9 9 創(chuàng)建預備型芯 如圖 1 10 所示 10 如圖 2 6 圖 1 10 10 創(chuàng)建預備型腔 如圖 1 11 所示 11 圖 1 11 第 2 章 塑件材 料 分 析 和 工藝性分析 2 1 材料分析 該 產(chǎn) 品 的 成 型 材 料 是 ABS 該 材 料 是 由 丙 烯 腈 丁 二 烯 和 苯 乙 烯 三 種 化 學 單 體 合 成 每 種 單 體 都 具 有 不 同 特 性 丙 烯 腈 有 高 強 度 熱 穩(wěn) 定 性 及 化 學 穩(wěn) 定 性 丁 二 烯 具 有 堅 韌 性 抗 沖 擊 特 性 苯 乙 烯 具 有 易 加 工 高 光 潔 度 及 高 強 度 從 形 態(tài) 上 看 ABS 是 非 結 晶 性 材 料 三 中 單 體 的 聚 合 產(chǎn) 生 了 具 有 兩 相 的 三 元 共 聚 物 一 個 是 苯 乙 烯 丙 烯 腈 的 連 續(xù) 相 另 一 個 是 聚 丁 二 烯 橡 膠 分 散 相 ABS 的 特 性 主 要 取 決 于 三 種 單 體 的 比 率 以 及 兩 相 中 的 分 子 結 構 這 就 可 以 在 產(chǎn) 品 設 計 上 具 有 很 大 的 靈 活 性 并 且 由 此 產(chǎn) 生 了 市 場 上 百 種 不 同 品 質(zhì) 的 ABS 材 料 這 些 不 同 品 質(zhì) 的 材 料 提 供 了 不 同 的 特 性 例 如 從 中 等 到 高 等 的 抗 沖 擊 性 從 低 到 高 的 光 潔 度 和 高 溫 扭 曲 特 性 等 ABS 材 料 具 有 超 強 的 易 加 工 性 外 觀 特 性 低 蠕 變 性 和 優(yōu) 異 的 尺 寸 穩(wěn) 定 性 以 及 很 高 的 抗 沖 擊 強 度 主要用途 ABS 廣泛用于水表殼 紡織器材 電器零件 文教體育用 品 玩具等 成型特點 ABS 在升溫時粘度增高 所以成型壓力比較高 塑料上的 脫模斜度宜稍大 ABS 易吸水 成型加工前應進行干燥處理 易產(chǎn)生熔 接痕 模具設計時應注意盡量減少澆口對流道的阻力 在正常的成型條 件下 壁厚 熔料溫度及收縮率影響極小 要求塑件精度高時 模具溫 度可控制在 50 60 C 要求塑件光澤和耐用時 應控制在 60 80 C 2 2 工藝分析 1 該塑件尺寸不大 一般精度等級 屬于中等難度的塑料模具 包 括了模具的基本結構 其中有兩處內(nèi)側抽芯 2 為滿足制品表面質(zhì)量要求與提高成型效率采用側澆口 12 3 為了節(jié)約成本和方便加工與熱處理 型腔和型芯均采用整體鑲嵌 式結構 4 ABS 在升溫時粘度增高 所以成型壓力較高 故塑件上的脫模斜 度宜稍大 要有足夠的脫模斜度 防止頂角 ABS 易吸水 5 成型加工前應進行干燥處理 ABS 易產(chǎn)生熔接痕 模具設計時應 注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力 要注意澆口位置防止和減 少熔接痕 在正常的成型條件下 壁厚 熔料溫度對收縮率影響 極小 模具溫度應控制在 60 80 第 3 章 擬 定 的 成 型 工 藝 3 1 制 件 的 成 型 方 法 熱 塑 性 塑 料 指 定 采 用 注 射 成 型 本 設 計 選 用 熱 塑 性 塑 料 ABS 可 用 注 射 成 型 3 2 制 件 的 成 型 參 數(shù) 根 據(jù) 制 品 結 構 特 點 及 選 定 的 原 料 ABS 可 擬 定 如 下 工 藝 參 數(shù) 塑 料 名 稱 ABS 密 度 g cm 1 02 1 05 計 算 收 縮 率 0 5 模 具 溫 度 50 60 注 射 壓 力 MPa 60 100 成 型 時 間 s 注 射 時 間 15 60 加 壓 時 間 0 3 冷 卻 時 間 20 90 總 周 期 50 160 適 應 注 射 機 類 型 柱 塞 式 3 3 確定型腔數(shù)目 1 計算制品的體積和重量 13 通過三維制圖 UG 軟件測量得 單件塑件面積 S 6900 6 2 單件 塑件體積 V 4897 91 3 查有關資料可知 ABS 的密度為 1 02 1 05g cm 3 則單件塑件重量 m 5g 2 型 腔 數(shù) 目 的 確 定 主 要 參 考 以 下 幾 點 來 確 定 1 根 據(jù) 經(jīng) 濟 性 確 定 型 腔 數(shù) 目 和 總 成 型 加 工 費 用 最 小 的 原 則 并 略 準 備 時 間 試 生 產(chǎn) 原 材 料 費 用 僅 考 慮 模 具 加 工 費 和 塑 件 成 型 加 工 費 2 根 據(jù) 注 射 機 的 額 定 鎖 模 力 確 定 型 腔 數(shù) 目 當 成 型 大 型 平 板 制 件 時 常 用 這 種 方 法 3 根 據(jù) 注 射 機 的 最 大 注 射 量 確 定 型 腔 數(shù) 目 根 據(jù) 經(jīng) 驗 每 加 一 個 型 腔 制 品 尺 寸 精 度 要 降 低 4 對 于 高 精 度 制 品 由 于 多 型 腔 模 具 難 以 保 證 各 型 腔 的 成 型 條 件 一 致 故 推 薦 型 腔 數(shù) 目 不 超 過 4 個 3 根據(jù)本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及尺寸精度要求采用一模兩腔 由 于 多 型 腔 模 具 在 滿 足 塑 料 制 件 的 形 狀 和 尺 寸 一 致 性 好 成 型 工 藝 條 件 容 易 控 制 條 件 下 具 有 提 高 生 產(chǎn) 效 率 和 降 低 塑 件 的 整 體 成 本 并 結 收 音 機 外 殼 的 質(zhì) 量 要 求 所 以 采 用 雙 型 腔 模 具 第 4 章 澆注系統(tǒng)的設計 4 1 制件在模具中的位置 1 型腔的布置 主要考慮制件在分型后能保留在動模上以便脫模 并結合制件的結 構特征應將型腔設置在定模側 型芯設置在動模側 2 分型面的選擇 選 擇 分 型 面 即 是 決 定 型 腔 空 間 在 模 內(nèi) 應 占 有 的 位 置 由于分型 面受到塑件在模具中的成型位置 澆注系統(tǒng)的設計 塑件結構工藝性及 尺寸精度 嵌件的位置 塑件的推出 排氣等多種因素的影響 因此在 選擇分型面時應綜合分析 應遵循以下幾項的設計原則 14 1 復 合 塑 件 脫 模 為 使 塑 件 能 從 模 內(nèi) 取 去 分 型 面 的 位 置 應 設 在 塑 件 斷 面 尺 寸 大 的 部 位 2 確 保 塑 件 質(zhì) 量 分 型 面 應 不 要 選 擇 在 塑 件 光 滑 的 外 表 面 避 免 影 響 外 觀 質(zhì) 量 將 塑 件 要 求 同 軸 度 的 3 有 利 于 塑 件 脫 模 由 于 模 具 脫 模 機 構 通 常 只 設 在 動 模 一 側 故 選 擇 分 型 面 時 應 盡 可 能 使 開 模 后 塑 件 留 在 動 模 一 側 這 對 于 自 動 化 生 產(chǎn) 使 用 的 模 具 尤 其 顯 得 重 要 4 考 慮 側 向 軸 拔 距 一 般 機 械 式 抽 芯 機 構 的 側 向 拔 距 都 較 小 因 此 選 擇 分 型 面 時 應 將 抽 芯 或 分 型 距 離 長 的 方 向 置 于 動 定 模 的 開 合 模 方 向 上 而 將 短 抽 拔 距 做 為 側 向 分 型 或 抽 芯 并 注 意 將 側 抽 芯 放 在 動 模 邊 避 免 定 模 抽 芯 5 鎖 緊 模 具 的 要 求 側 向 合 模 鎖 緊 力 較 小 故 對 于 投 影 面 積 較 大 的 大 型 塑 件 應 將 投 影 面 積 大 的 方 向 放 在 動 定 模 的 合 模 方 向 上 而 將 投 影 面 積 小 的 方 向 作 為 側 向 分 型 面 6 有 利 于 排 氣 當 分 型 面 作 為 主 要 排 氣 渠 道 時 應 將 分 型 面 設 在 塑 料 熔 體 的 末 端 以 利 于 排 氣 7 模 具 零 件 易 于 加 工 選 擇 分 型 面 時 應 使 模 具 分 割 成 便 于 加 工 的 零 件 以 減 小 機 械 加 工 的 困 難 除了以上這些基本原則以外 分型面的選擇還要考慮到型腔在分型 面上的投影面積的大小 為了保證側向型芯的位置的放置及抽芯機構的 動作順利 應以淺的側向凹孔或短的側向凸臺作為抽芯方向 而將較深 的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向 綜合考慮以上的設計原則并結合該塑件的結構特點和質(zhì)量要求 應 采用階梯分型面 如圖 4 1 粗實線所示 15 圖 4 1 4 2 確定澆口形式及位置 對澆注系統(tǒng)進行設計時 一般應遵循如下基本原則 1 了解塑料的成型性能 2 盡量避免或減少熔接痕 3 有利于型腔中氣體排出 4 防止型芯的變形和嵌件的位移 5 盡量采用較短的流程充滿型腔 6 流動距離比和流動面積比的校核 為了提高成型效率和綜合考慮以上的基本設計原則并結合制件質(zhì)量 要求 本模具應采用側澆口 由兩處澆口進料 澆口位置如圖 4 2 所示 16 圖 4 2 澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算 d 0 14 0 20 A 式中 d 澆口直徑 mm 塑件在澆口處的壁厚 mm A 型腔的表面積 2 d 0 14 0 20 13491 1mm 41 5 澆口直徑也可根據(jù)經(jīng)驗值取 d 1mm 澆口錐角取 0 澆口傾斜角取 5 3 流 道 的 設 計 1 主 流 道 的 設 計 主 流 道 是 連 接 注 射 機 噴 嘴 與 分 流 道 的 一 段 通 道 通 常 和 注 射 機 噴 嘴 在 同 一 軸 線 上 斷 面 為 圓 形 帶 有 一 定 錐 度 1 主流道設計成圓錐型 其錐角為 2 6 內(nèi)壁粗糙度 Ra 取 0 4um 分流道截面設計成圓型截面 加工容易 且熱量損失與壓力損失均 不大為常用形式 圓形截面分流道的直徑可以根據(jù)塑料的流動性等 因素確定 該塑料件采用 ABS 塑料 流動性為中等 所以選圓形截 17 面 根具經(jīng)驗分流道的直徑可以取 d 5 6mm 根據(jù)型腔在分型面上 的排布情況設置分流道 2 主 流 道 大 端 成 圓 角 半 徑 r 1 3 mm 以 減 小 料 轉(zhuǎn) 向 過 度 時 的 阻 力 3 在 模 具 結 構 允 許 的 情 況 下 主 流 道 盡 可 能 短 一 般 小 于 60mm 過 長 則 會 影 響 流 體 的 順 利 充 型 4 對 于 小 型 模 具 可 將 主 流 道 襯 套 與 定 位 圈 設 計 成 整 體 式 但 在 大 多 數(shù) 情 況 下 將 主 流 道 襯 套 與 定 位 圈 設 計 成 兩 個 零 件 主 流 道 襯 套 與 定 模 板 采 用 H7 m6 過 度 配 合 與 定 位 圈 的 配 合 采 用 H9 f9 間 隙 配 合 5 主 流 道 襯 套 一 般 選 用 T8 T10 制 造 熱 處 理 強 度 為 52 5 6HRC 根 據(jù) 常 用 塑 料 直 澆 口 尺 寸 表 選 主 流 道 始 端 尺 寸 d 2 5mm 大 端 尺 寸 D 4mm 澆 口 套 始 端 半 徑 R 機 床 噴 嘴 小 經(jīng) d 0 5 1 10 0 5 1 11mm 半 錐 角 a 2 其 長 度 尺 寸 取 L 40mm 其 余 尺 寸 見 圖 主 流 道 內(nèi) 壁 粗 造 度 Ra 0 63 拋 光 時 要 沿 軸 向 進 行 澆 口 套 與 定 位 圈 采 用 H9 f9 的 配 合 定 位 圈 在 模 具 安 裝 調(diào) 試 時 應 插 入 注 射 機 定 模 板 的 定 位 孔 內(nèi) 用 于 模 具 與 注 射 機 的 安 裝 定 位 定 位 圈 外 徑 比 注 射 機 定 模 板 上 的 定 位 孔 徑 小 0 2mm 以 下 澆 口 套 與 模 板 的 配 合 為 H7 m6 2 分 流 道 設 計 分 流 道 設 計 時 應 注 意 盡 量 減 少 流 動 過 程 中 的 熱 量 損 失 與 壓 力 損 失 1 分 流 道 的 形 狀 與 尺 寸 分 流 道 的 截 面 尺 寸 視 塑 料 的 品 種 塑 件 是 尺 寸 成 型 工 藝 條 件 以 及 流 道 長 短 等 因 素 來 確 定 通 常 圓 形 截 面 分 流 道 直 徑 為 2 10 本 制 件 采 用 的 是 ABS 由 于 ABS 的 流 動 性 能 較 好 且 分 流 道 長 度 教 短 時 因 此 分 流 道 采 用 圓 形 截 面 初 選 直 徑 為 3 具 體 尺 寸 由 修 模 時 修 正 2 分 流 道 的 長 度 具 體 尺 寸 根 據(jù) 型 腔 的 太 小 而 定 18 3 分 流 道 的 表 面 粗 糙 度 由 于 分 流 道 中 與 模 具 接 觸 的 外 層 塑 料 迅 速 冷 卻 只 有 內(nèi) 部 的 熔 體 比 較 理 想 因 此 分 流 道 的 表 面 粗 糙 糙 不 能 太 低 一 般 Ra 取 1 6um 這 可 增 加 對 外 層 塑 料 熔 體 的 流 動 阻 力 使 外 層 塑 料 冷 卻 皮 固 定 形 成 絕 熱 層 4 分 流 道 在 分 型 面 的 布 置 形 式 如 圖 4 2 根據(jù)以上設計參數(shù)校核流動比 iLt 式中 流動比距離 Li 模具中各段料流通道及各段型腔的長度 mm ti 模具中各段料流通道及各段型腔的截面厚度 mm 60 3 5 37 5 4 5 5 2 2 140 2 108mm3 因為影響流動比的因素主要是塑料的流動性 ABS 塑料的流動性為 中等 經(jīng)查有關資料可知 ABS 允許的流動比 210 110 所以 4 4 冷 料 穴 設 計 冷 料 穴 位 于 主 流 道 正 對 面 的 動 模 板 上 或 處 于 分 流 道 末 端 其 作 用 是 容 納 澆 注 系 統(tǒng) 流 道 中 料 流 的 前 鋒 的 冷 料 以 避 免 這 些 冷 料 注 入 型 腔 而 影 響 塑 件 質(zhì) 量 還 有 便 于 在 流 道 處 設 置 主 流 道 拉 料 桿 的 功 能 開 模 時 又 可 以 將 主 流 道 的 冷 凝 料 拉 出 冷 料 穴 直 徑 宜 稍 大 于 主 流 道 大 端 直 徑 長 度 約 為 主 流 道 大 端 直 徑 分 流 道 冷 料 穴 當 分 流 道 較 長 時 可 將 分 流 道 的 盡 頭 沿 料 流 前 進 方 向 延 長 作 為 分 流 道 冷 料 穴 以 貯 存 前 鋒 冷 料 其 長 度 為 分 流 道 直 徑 的 1 5 2 倍 本 模 具 采 用 Z 形 拉 料 桿 第 5 章 成型零部件的設計 5 1 成型零部件的結構設計 由 于 制 件 有 抽 芯 機 構 比 較 復 雜 為 了 便 于 加 工 制 造 型 芯 型 腔 均 采 用 整 體 鑲 嵌 式 只 有 型 腔 有 兩 處 鑲 嵌 小 型 芯 1 圖 5 1 所 示 兩 處 均 需 要 內(nèi) 側 抽 芯 采 用 斜 頂 頂 出 機 構 來 成 型 19 圖 5 1 4 圖 5 2 所 示 一 個 小 槽 為 了 方 便 如 加 工 應 制 造 成 小 型 芯 圖 5 2 5 2 成型零部件工作尺寸計算 1 由 于 成 型 零 件 直 接 與 高 溫 高 壓 的 塑 料 熔 體 接 觸 它 必 須 有 以 一 些 性 能 1 必 須 具 有 足 夠 的 強 度 剛 度 以 承 受 塑 料 熔 體 的 高 壓 20 2 有 足 夠 的 硬 度 和 耐 磨 性 以 承 受 料 流 的 摩 擦 和 磨 損 通 常 進 行 熱 處 理 使 其 硬 度 達 到 HRC40 以 上 3 對 于 成 型 會 產(chǎn) 生 腐 濁 性 氣 體 的 塑 料 還 應 選 擇 耐 腐 濁 的 合 金 鋼 理 4 材 料 的 拋 光 性 能 好 表 面 應 該 光 滑 美 觀 表 面 粗 造 度 應 在 Ra0 4 以 下 5 切 削 加 工 性 能 好 熱 處 理 變 形 小 可 淬 性 良 好 6 熔 焊 性 能 要 好 以 便 修 理 7 成 型 部 位 應 須 有 足 夠 的 尺 寸 精 度 孔 類 零 件 為 H8 H10 軸 類 零 件 為 h7 h10 2 型腔 型芯工作部位尺寸的確定 經(jīng)查有關資料可知 ABS 塑料的收縮率是 0 3 0 8 平均收縮率為 S 0 3 0 8 2 0 55 型腔工作部位的尺寸 型腔徑向尺寸 001zzmsLSL 型腔深度尺寸 zz sH 型芯徑向尺寸 00z zmsll 型芯高度尺寸 1z zshSh 中心距尺寸 2 2mzsCC 式中 L 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸 mm l 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸 mm H 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸 mm h 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸 mm C 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸 mm x 修正系數(shù) 取 0 5 0 75 21 塑件公差 mm 模具制造公差 取 1 3 1 4 各工作部位尺寸計算結果詳見相應零件圖紙所標明 通常 制品中 1mm 和小于 1mm 并帶有大于 0 05mm 公差的部位以及 2mm 和小于 2mm 并帶有大于 0 1mm 公差的部位不需要進行收縮率計算 5 3 成型零部件的強度與剛度計算 為了方便加工和熱處理 其型芯整體鑲嵌式 型腔為整體形式 因 此 型腔的強度和剛度按型腔整體式計算 由于型腔壁厚計算比較麻煩 也可參考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù) 經(jīng)查有關資料可知型腔側壁厚 S 25mm 支承板 厚度計算可以經(jīng)過 Auto CAD 的燕秀工具箱承板厚度計算器來計算 如圖 5 3 所示 22 圖 5 3 第 6 章 結構零部件的設計 6 1 選用標準注射模架 1 初選注射機 1 注射量 該塑料制件單件重量 m 148g 澆注系統(tǒng)重量的計算可以根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計算澆注系統(tǒng)的體積 V 3 601 3cm 粗略計算澆注系統(tǒng)重量為 3 601 1 05 3 5gjjV 總體積 V 塑件 4 898 3 601 8 499 3c 總重量 M 8 499 1 05 9g 聚苯乙烯的密度為 1 054g cm3 ABS 的密度為 1 02 1 05g 3cm 滿足注射量 V 機 V 塑件 0 80 式中 V 機 額定注射量 3cm V 塑件 塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和 3c 28 052 470 8 塑 件 m 或滿足注射量 M 機 M 塑件 12 0 8 式中 M 機 額定注射量 g M 塑件 塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和 g 聚苯乙烯的密度 g cm 3 1 塑件采用塑料的密度 g cm 3 2 g214 0529 860 8 塑 件 2 注射壓力 P 注 P 成型 經(jīng)查有關資料可知 ABS 塑料成型時的注射壓力 P 成型 70 90MPa 3 鎖模力 P 鎖模力 pF 23 式中 p 塑料成型時型腔的壓力 ABS 塑料的型腔壓力 p 30MPa F 澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和 2m 各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積 F 8187 5 2m PF 30 8187 5 245 625KN 根據(jù)以上的分析 計算 查教材第 103 頁表 4 2 初選注射機型號為 XS ZS 22 其有關技術參數(shù)如下 理 論 注 射 容 量 cm 30 20 螺 桿 直 徑 mm 25 20 注 射 壓 力 MPa 75 115 注 射 行 程 130 注 射 方 式 注 塞 式 鎖 模 力 KN 250 拉 桿 內(nèi) 向 距 mm 350 移 模 行 程 mm 160 最 大 模 具 厚 度 mm 180 最 小 模 具 厚 度 mm 60 噴嘴圓弧半徑 mm 12 噴嘴孔直徑 mm 2 最大開合模行程 mm 160 動 定模板尺寸 250 280 拉桿空間 235 2 選標準模架 根據(jù)以上分析 計算以及型腔尺寸及位置可確定模架的結構形式 和規(guī)格 通過調(diào)用 Auto CAD 的燕秀工具箱模架選用 如圖 6 1 所示 定模板厚度 A 40 動模板厚度 B 45 墊塊厚度 C 70 模具厚度 H 模 250 24 模具外形尺寸 250 300 250 6 2 支承零部件的設計 支承板厚度計算可以經(jīng)過 Auto CAD 的燕秀工具箱承板厚度計算器 來計算 如圖 5 3 所示 6 3 定模板與動模板的設計 本模具的模架是 Auto CAD 的燕秀工具箱調(diào)出拉 已經(jīng)設計好動定 各模板的相關參數(shù) 圖 6 1 25 6 4 合模導向機構的設計 1 為 了 使 導 柱 能 順 利 地 進 入 導 套 導 柱 端 部 應 做 成 錐 形 或 半 球 形 導 套 的 前 端 也 應 倒 角 2 導 柱 設 在 動 模 一 側 可 以 保 護 型 芯 不 受 損 傷 而 設 在 定 模 一 側 則 便 于 順 利 脫 模 取 出 塑 件 因 此 可 根 據(jù) 需 要 而 決 定 裝 配 方 式 3 一 般 導 柱 滑 動 部 分 的 配 合 形 式 按 H8 f8 導 柱 和 導 套 固 定 部 分 配 合 按 H7 k6 導 套 外 徑 的 配 合 按 H7 k6 4 除 了 動 模 定 模 之 間 設 導 柱 導 套 外 一 般 還 在 動 模 座 板 與 推 板 之 間 設 置 導 柱 和 導 套 以 保 證 推 出 機 構 的 正 常 運 動 5 導 柱 的 直 徑 應 根 據(jù) 模 具 大 小 而 定 可 參 考 標 準 模 架 數(shù) 據(jù) 選 取 一 次 分 型 導 向 機 構 設 計 導 柱 固 定 在 固 定 模 板 上 與 固 定 模 板 為 H7 m6 的 過 渡 配 合 導 柱 直 徑 參 考 標 準 取 D 12mm 導 柱 頭 部 做 成 半 圓 形 導 柱 長 度 與 主 流 導 長 度 點 澆 口 長 度 以 及 塑 件 長 度 等 有 關 第 7 章 推出機構的設計 26 注 射 成 型 每 一 循 環(huán) 中 塑 件 必 須 準 確 無 誤 的 從 模 具 的 凹 模 中 或 型 芯 上 脫 出 完 成 模 具 脫 模 脫 模 機 構 設 計 應 遵 循 下 述 原 則 1 塑 件 滯 留 于 動 模 邊 以 便 借 助 于 開 模 力 驅(qū) 動 脫 模 裝 置 完 成 脫 模 動 作 致 使 模 具 結 構 簡 單 2 防 止 塑 件 結 構 變 形 或 損 壞 正 確 分 析 塑 件 對 模 腔 的 粘 附 力 的 大 小 及 所 部 位 有 針 對 性 的 選 擇 合 適 的 脫 模 裝 置 使 推 出 重 心 與 脫 模 阻 力 中 心 相 重 合 由 于 塑 件 收 縮 時 包 緊 型 芯 因 此 推 出 力 作 用 點 應 盡 量 靠 近 型 芯 同 時 推 出 力 應 施 于 塑 件 剛 性 和 強 度 最 大 部 位 作 用 面 積 也 盡 可 能 大 一 些 以 防 塑 件 變 形 或 損 壞 3 由 于 塑 件 收 縮 時 包 緊 型 芯 因 此 推 出 力 作 用 點 應 盡 量 靠 近 型 芯 同 時 推 出 力 應 施 于 塑 件 剛 性 和 強 度 最 大 部 位 作 用 面 積 也 盡 可 能 大 一 些 以 防 塑 件 變 形 或 損 壞 4 力 求 良 好 的 塑 件 外 觀 在 選 擇 頂 相 互 位 置 時 應 盡 量 設 在 塑 件 內(nèi) 部 或 對 塑 件 影 響 不 大 的 部 位 在 采 用 推 桿 脫 模 時 尤 其 要 注 意 這 個 問 題 5 結 構 合 理 可 靠 脫 模 結 構 應 工 作 可 靠 運 動 靈 活 制 造 方 便 更 換 容 易 且 有 足 夠 的 強 度 和 剛 度 根 據(jù) 制 件 的 形 狀 本 模 具 可 才 用 頂 桿 頂 出 復 位 桿 長 度 尺 寸 L4 L 頂 桿 固 定 板 L 支 撐 板 L 型 芯 板 30 20 15 30 45 30 120mm 復 位 桿 徑 向 尺 寸 參 考 標 準 見 尺 寸 取 d 15mm 推出結構的設計 1 推件力的計算 推件力 1cosintFApqA 式中 A 塑件包絡型芯的面積 2 塑件對型芯單位面積上的包緊力 p 取 0 8 107 1 2 10 7Pa 27 脫模斜度 大氣壓力 0 09MPaq 塑件對鋼的檫系數(shù) 約為 0 1 0 3 制件垂直于脫模方向的投影面積 1A2m 查教材第 70 頁可知道 ABS 的脫模斜度 40 A 103 5 2 103 5 1 0 0 2cos sin 0 09 1715 11 6kNtF7040 61 2 確定頂出方式及頂桿位置 根據(jù)制品的結構特點 確定在制品的四角上設置六根普通的圓頂桿 普通的圓形頂桿按 GB4169 1984 選用 均可滿足頂桿剛度要求 經(jīng)查相關資料 選用 5 129 5 型號的圓型頂桿 4 根和選用 2 127 型號的圓型頂桿 2 根 由于塑件不大 推出裝置可不設導向裝置 第 8 章 側向分型與抽芯機構設計 內(nèi)側抽芯機構設計 內(nèi)側抽芯機構由斜頂頂出 斜頂角度計算由 Auto CAD 的燕秀工具箱 斜頂角度計算器計算 如圖 8 1 所示 具體參數(shù)設計參考圖 8 2 的設計 標準 抽芯滑塊具體尺寸詳見零件圖 28 圖 8 1 模具設計標準 斜頂頂出 TSUN NGAI INDUSTRIAL CO LTD 29 圖 8 2 以上是斜頂頂出機構的主要參考資料 斜頂?shù)南嚓P參數(shù)均按照以上 模具標準進行設計 第 9 章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計 冷 卻 系 統(tǒng) 的 設 計 原 則 1 盡 量 保 證 塑 件 收 縮 均 勻 維 持 模 具 的 熱 平 衡 2 冷 卻 水 孔 的 數(shù) 量 約 多 孔 徑 約 大 則 對 塑 件 的 冷 卻 效 果 約 均 勻 根 據(jù) 經(jīng) 驗 一 般 冷 卻 水 孔 中 心 線 與 型 腔 壁 的 距 離 應 為 冷 卻 水 孔 直 徑 的 1 2 倍 常 位 12 15mm 冷 卻 水 孔 中 心 距 約 為 水 孔 直 徑 的 3 5 倍 水 孔 直 徑 約 為 8 12mm 3 盡 可 能 使 冷 卻 水 孔 至 型 腔 表 面 的 距 離 相 等 當 塑 件 壁 厚 均 勻 時 冷 卻 水 孔 與 型 腔 表 面 的 距 離 應 處 處 相 等 當 塑 件 壁 厚 不 均 勻 時 壁 厚 處 應 強 化 冷 卻 水 孔 應 靠 近 型 腔 距 離 要 小 但 也 不 應 小 于 10mm 4 澆 口 處 加 強 冷 卻 一 般 在 注 射 成 型 時 澆 口 附 近 溫 度 最 高 距 澆 口 越 遠 溫 度 越 低 因 此 要 加 強 澆 口 處 的 冷 卻 即 冷 卻 水 從 澆 口 附 近 流 入 5 應 降 低 進 水 與 出 水 的 溫 差 如 果 進 水 與 出 水 溫 差 過 大 將 使 模 具 30 的 溫 度 分 布 不 均 勻 尤 其 對 流 程 很 長 的 大 型 塑 件 料 溫 越 流 越 低 對 于 矩 形 模 具 通 常 沿 模 具 寬 度 方 向 開 設 水 孔 使 進 水 與 出 水 溫 差 不 大 于 5 6 合 理 選 擇 冷 卻 水 道 的 形 式 對 于 收 縮 大 的 塑 件 入 聚 乙 烯 應 沿 收 縮 方 向 開 設 冷 卻 水 孔 7 合 理 確 定 冷 卻 水 管 的 接 頭 的 位 置 為 不 影 響 操 作 進 出 口 水 管 接 頭 通 常 設 在 注 射 機 背 面 的 模 具 的 同 一 側 8 冷 卻 系 統(tǒng) 的 水 道 應 盡 量 避 免 與 模 具 上 其 它 機 構 如 推 桿 孔 小 型 芯 孔 等 發(fā) 生 干 涉 現(xiàn) 象 設 計 時 要 通 盤 考 慮 9 冷 卻 水 管 進 出 接 頭 應 埋 入 模 板 內(nèi) 以 免 模 具 在 搬 運 過 程 中 造 成 損 壞 最 好 在 進 口 和 出 口 處 分 別 打 出 標 志 如 IN 進 口 和 OUT 出 口 等 由于制品平均厚度為 2 制品尺寸不大 確定水孔直徑為 10 由于冷卻水道的位置 結構形式 孔徑 表面狀態(tài) 水的流速 模具材 料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水的傳遞 精確計算比較困難 實際生產(chǎn)中 通常都是根據(jù)模具的結構確定冷卻水路 通過調(diào)節(jié)水溫 水速來滿足要求 第 10 章 排氣系統(tǒng)設計 當 排 氣 不 良 時 將 在 塑 件 上 形 成 氣 泡 銀 文 云 霧 接 縫 使 表 面 輪 廓 不 清 甚 至 沖 模 不 滿 嚴 重 時 在 塑 件 表 面 產(chǎn) 生 焦 痕 降 低 沖 模 速 度 影 響 成 型 周 期 形 成 斷 續(xù) 注 射 減 低 生 產(chǎn) 效 率 因 此 我 們 一 般 用 以 下 的 幾 種 排 氣 方 法 1 排 氣 槽 排 氣 對 于 成 型 大 中 型 塑 件 的 模 具 需 排 住 的 氣 體 量 多 通 常 都 應 開 設 排 氣 槽 2 分 型 面 排 氣 對 于 小 型 模 具 可 利 用 分 型 面 間 隙 排 氣 但 分 型 面 須 位 于 容 體 流 動 末 端 3 拼 鑲 件 縫 隙 排 氣 對 于 組 合 的 凹 模 或 型 芯 可 利 用 其 拼 合 的 縫 隙 排 氣 31 4 推 桿 間 隙 排 氣 利 用 推 桿 與 模 板 或 型 芯 的 配 合 間 隙 排 氣 5 粉 末 燒 結 合 金 塊 排 氣 6 排 氣 井 排 氣 在 塑 料 熔 體 匯 合 處 的 外 側 設 置 一 個 空 穴 使 氣 體 排 入 其 中 也 可 以 獲 得 良 好 的 排 氣 效 果 7 強 制 性 排 氣 在 封 閉 氣 體 的 部 位 設 置 排 氣 桿 由 于 本 模 具 有 較 多 的 型 芯 是 采 用 鑲 拼 形 式 內(nèi) 部 排 氣 效 果 較 好 故 只 在 分 型 面 上 開 設 排 氣 槽 由于本制品尺寸不大 可利用分型面開設排氣槽 推桿的配合間隙 和活 動 型 芯 排氣即可 分型面排氣槽應離開型腔 5 6 深度 h0 03 利用間隙排氣 其配合間隙不能超過 0 05 一般為 0 03 0 005 第 11 章 注塑機參數(shù)校核 11 1 最大注射量 鎖模力 注射壓力 模具厚度的校核 由于在初選注射機和選用標準模架時是根據(jù)以上的四個技術 參數(shù)及計算壁厚等因素選用的 所以注射量 鎖模力 注射壓力 模具厚度不必進行校核 已經(jīng)符合所選注射機要求 11 2 開模行程的校核 注射機最大的開模行程 S S 2h 件 h 澆 5 10 91 160 式中 2h 件 塑料制品高度 mm h 澆 澆注系統(tǒng)高度 故滿足要求 11 3 模具與注射機安裝相關部分尺寸校核 從標準模架外形尺寸看小于注射機拉桿空間 并采用壓板固定模 具 所以所選注射機規(guī)格滿足要求 第 11 章 編寫技術文件 32 編寫加工工藝和裝配技術 模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一 為了保證模具精 度 塑料模具制造時應達到以下技術要求 a 組成塑料模具的所有零件 在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均 應符合相應圖樣的要求 b 組成模架的零件應達到規(guī)定的加工要求 裝配成套的模架應活動自 如 并達到規(guī)定的平行度和垂直度要求 c 模具的功能必須達到設計要求 d 為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量 裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模 并根據(jù)試模存在問題進行修整 直至試出合格的成型件為止 1 加工要求 1 模具分型面及組合件的結合面應很好貼合 局部間隙不大于 0 02mm 2 模具成型表面的內(nèi)外銳角 尖邊 圖樣上未注明圓角時允許不大 于 0 5mm 圓角 分型面及結合面除外 當不允許有圓角時 應在 圖樣上注明 3 圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按 GB1804 標準即孔按 H13 軸按 h13 長度按 J14 來加工 4 模具中各承壓板 模板 的兩承壓面的平行度公差按 GB1184 附錄 一的 5 級 5 導柱 導套孔對模板平面的垂直度公差按 GB1184 附錄一的 4 級 導柱 導套之間的配合按 H8 f8 6 模具中安裝鏍釘 鏍栓 之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于 2mm 或相應各孔配作 7 導柱 直導柱 臺肩導柱 其配合部位的大徑與小徑的同軸度公差 t 按 GB1184 附錄一的 5 級 8 導套 直導套 帶頭導套 外圓與內(nèi)孔的同軸度公差 t 按 GB1184 附錄一的 5 級 33 9 主流道襯套的中心錐孔應研磨拋光 不得有影響脫澆口的各種缺陷 10 成型零部件 為了保證導向作用 動 定模的導柱 導套孔的孔距 精度應控制在 0 01mm 以內(nèi) 因此 必須用坐標鏜床對動 定模鏜孔 在缺少坐標鏜床的情況下 較普遍采用的方法是將動 定模合在一 起 在車床 銑床或鏜床上進行鏜孔 成型零部件采用優(yōu)質(zhì)模具鋼 強度高 耐磨性好 熱處理變形小 要求耐腐蝕 調(diào)質(zhì)淬火低溫回 火 55HRC 型芯的加工 把成型面的曲面圖通過計算機產(chǎn)生刀具加工路徑 進行數(shù)控銑外形加工 再銑小型芯孔和凹臺 鉆推桿孔 加工澆口 再用電火花加工成型 型腔的加工 把成型面的曲面圖通過計算機產(chǎn)生刀具加工路徑 留余量在數(shù)控銑上加工成型 再用電火花加工成型 2 裝配要求 1 頂出制品的推桿的端面與所在的相應型面保持齊平 允許推桿端面 高出型面不大于 0 1mm 2 注射模的復位桿 其端面應與模具分型面齊平 允許低于分型面大 大于 0 03mm 3 型芯 凸模 鑲件等 其尾部高度尺寸未注明公差時 其端面應在 裝配后與其配合的零件齊平 4 制品同一表面的成型腔分布在上 下模或兩模時 裝配后沿分型面 的錯邊不大于 0 05mm 并其組合尺寸不超過型腔允許的極限尺寸 5 凸模與凹模裝配后的配合間隙 應保持周圍均勻 6 需保持同軸的兩個以上零件 其同軸度必須保證裝配要求 使各配 合零件能順利裝卸 活動自如 7 模具導向件的導向部分 裝配后保證滑動靈活 無卡滯現(xiàn)象 8 模具中供兩次分型用的拉桿 拉板裝配后 各工作面應在同一平面 內(nèi) 允許其極限偏差為 0 1mm 34 9 模具裝配后 兩安裝平面應保持平 其平行度公差按按 GB1184 附 錄一的 6 級 3 綜合要求 1 模具 模架及其零件的工件表面 不應有碰傷 凹痕 裂紋 毛刺 銹蝕等缺陷 2 經(jīng)熱處理后的零件 硬度應均勻 不允許有脫碳 軟點 氧化斑點 及裂紋等缺陷 熱處理后應清除氧化皮 臟物油污 3 配通用模架模具 裝配后兩側面應進行同時磨削加工 以保證模具 能順利裝入模架 4 模具的冷卻水道應保證暢通 設計總結 畢業(yè)設計能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運用 綜合檢驗大學期 間所學的知識 通過本次畢業(yè)設計收益匪淺 主要體現(xiàn)在以下幾個方面 1 培養(yǎng)我綜合運用所學的基礎理論 基本知識和基本技能 提高分析解 決實際問題的能力 2 接受模具設計工程師必須的綜合訓練 提高實際工作能力 如調(diào)查研 究 查閱文獻和收集資料并進行分析的能力 制訂設計或試驗方案的 能力 設計 計算和繪圖能力 總結提高撰寫論文的能力 3 檢驗我綜合素質(zhì)與實踐能力 是畢業(yè)的重要依據(jù) 通過對模具專業(yè)的學習 掌握了常用材料在成型過程中對模具的工 藝要求 掌握模具的結構特點及設計計算的方法 以達到能夠獨立設計 一般模具的要求 在模具制造方面 掌握一般機械加工的知識 金屬材 料的選擇和熱處理 結合模具結構的特點 根據(jù)不同情況選用模具加工 新工藝 35 由于時間倉促 水平有限 本設計難免有不當和錯誤之 處 懇請各位老師和讀者批評指正 參考文獻 1 史鐵梁 模具設計指導 第 1 版 北京 機械工業(yè)出版社 2003 2 屈華昌 塑料成型工藝與模具設計 第 1 版 北京 高等教育出版社 2001 教材 3 王樹勛 注塑模具設計與制造實用技術 第 1 版 廣州 華南理工大學 出版社 1996 4 唐海翔 UGNX2 注塑模具設計培訓教程 第 1 版 北京 清華大學出版 社 2005 5 閻啞林 塑料模具圖冊 第 1 版 北京 高等教育出版社 2001 6 高長銀 模具設計 第 1 版 北京 電子工業(yè)出版社 2007 7 UGNX4 0 塑料模具設計就業(yè)實戰(zhàn)精解 第 1 版 北京 清華大學出版 社 2006 8 UGNX4 0 模具設計典型范例教程 第 1 版 北京 電子工業(yè)出版社 2007