散熱殼塑料模畢業(yè)設(shè)計(jì)

1湖南汽車技師學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)課題：散熱殼注射模設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 人：x x x班 級(jí)：高模 10-1 班專 業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造設(shè)計(jì)時(shí)間：2012 年 9 月指導(dǎo)老師：x x x2目 錄第一章 緒論3設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).4第二章 注射模設(shè)計(jì)5一、編制塑件成型工藝卡5二、塑件成型工藝分析與設(shè)計(jì).6三、塑件成型模具設(shè)計(jì)7第三章 致謝18參考文獻(xiàn).193第一章緒 論我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀： 我國(guó)模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，近幾年來(lái)，我國(guó)模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具又上了新臺(tái)階。大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件具為代表，我國(guó)主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級(jí)進(jìn)模、覆蓋面大增，已從電機(jī)、電鐵芯片模具，擴(kuò)大到接插件、電子零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。塑料模已能生產(chǎn) 34“、48“ 大展幕彩電塑殼模具，大容量洗衣機(jī)全套塑料模具及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具。塑 料模熱流道技術(shù)更臻成熟，氣體鋪助注射技術(shù)已開(kāi)始采用。壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體梯級(jí)壓鑄 模及汽車后轎齒輪箱壓鑄模等。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高；模具交貨期較前縮短。模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用，并開(kāi)發(fā)出了自主版權(quán)的模具 CAD/CAE 軟件。我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。在這種情況下，用戶對(duì)模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價(jià)格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢(shì)是非常明顯的?？焖俳?jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊現(xiàn)在是多品種、少批量生產(chǎn)的時(shí)代，未來(lái)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例 將達(dá) 75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開(kāi)發(fā)快速經(jīng)濟(jì)具越來(lái)越引起人們的重視。例如，研制 各種超塑性材料(環(huán)氧、聚脂等 )制作或其中填充金屬粉末、玻璃纖維等的簡(jiǎn)易模具：中、低 熔點(diǎn)合金模具、噴涂成型模具、快速電鑄模、陶瓷型精鑄模、陶瓷型吸塑模、疊層模及快速 原型制造模具等快速經(jīng)濟(jì)模具將進(jìn)一步發(fā)展。快換模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外，采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模技術(shù)也會(huì)得到發(fā)展和提高。在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向?，F(xiàn)在，全面普及CAD/CAM/CAE 技術(shù)已基本成熟。由于模具 CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具 CAD/CAM 技術(shù)的硬件與軟件 價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，特別是微機(jī)的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普4及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好的條件。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1. 產(chǎn)品圖圖 1-12. 產(chǎn)量：1 萬(wàn)件3. 未標(biāo)注公差取 MT5 級(jí)精度4. 設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)散熱殼注射模具，繪制注射模裝配圖 1 張、工作零件和非標(biāo)零件圖 23張，編制塑件成型工藝卡 1 份，成型零件機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 23 份，編寫(xiě)設(shè)5計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 份（20 頁(yè)以上） ，并提交電子文檔。第 二 章一、編制塑件成型工藝卡表 1-1 散 熱 殼 注 射 成 型 工 藝 卡 片（廠 名） 資料編號(hào)車 間塑 料 注 射 成 型 工 藝 卡 片共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè)零件名稱 散 熱 殼 材 料 牌 號(hào) ABS 設(shè)備型號(hào) XS-ZY500裝配圖號(hào) 材 料 定 額 每 模制 件 數(shù) 2 件零件圖號(hào) 單 件 質(zhì) 量 159.5g 工 裝 號(hào)設(shè) 備 紅外線烘箱溫度（） 90110材 料干 燥 時(shí)間（h） 23后 段 200220中 段 220240前 段 190200料 筒溫 度() 噴 嘴 190200模 具 溫 度（） 6085注 射 35保 壓 1530時(shí) 間-(s) 冷 卻 1550注 射壓 力 85120壓 力MPa 保 壓 5080溫 度（） 鼓風(fēng)烘箱 100110 輔 助 0.5后 處 理 時(shí) 間（h） 23時(shí) 間 定 額：（min） 單 件 0.5 1檢 驗(yàn)6編 制 校 對(duì) 審 核 組 長(zhǎng) 車 間 主 任 檢 驗(yàn) 組 長(zhǎng) 主管工程師二、塑件成型工藝分析與設(shè)計(jì)3.1 ABS 的特性ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三種化學(xué)單元合成，每種單體都有其不同的特性；丙稀腈有高強(qiáng)度，熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性，丁二烯具有堅(jiān)韌性，抗沖擊性，苯乙烯具有易加工，高光潔及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS 是非結(jié)晶性材料。三種單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯丙烯腈的連續(xù)相，另一個(gè)是聚丁二烯膠分散相。這就決定了 ABS 材料的耐高溫性、抗沖擊性及易加工性等多種特性。并有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能等特性。ABS 的平均收縮率為 0.55%。有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工且易著色，幾乎不受酸、堿、鹽及水和無(wú)機(jī)化合物的影響。密度為 1.081.2g/ 3 使用溫度在 40100，在紫外線作用下容易氧化分解。1.分析制件材料使用性能ABS 屬熱塑性非結(jié)晶型塑料，不透明。ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的，這 3 種組分各自的特性，使 ABS 具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使 ABS 有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使 ABS 堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工和染色性能。ABS 無(wú)毒、無(wú)味，呈微黃色，成型的制件有較好的光澤，密度為1.021.05g/cm 3。ABS 有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。ABS有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類對(duì) ABS 幾乎無(wú)影響，但在酮、醛、酯、氯代烴中 ABS 會(huì)溶解或形成乳濁液。ABS 不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS 塑料表面受冰醋酸、植物油等的侵蝕會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂。ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色。ABS 的缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70左右，熱變形溫度為93左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。7根據(jù) ABS 中 3 種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而可以適應(yīng)各種不同的需要。根據(jù)使用要求的不同，ABS 可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。2.分析塑料成型工藝性能查表 2-3 及相關(guān)資料可知：ABS 屬無(wú)定形塑料，流動(dòng)性中等；在升溫時(shí)黏度增高，所以成型壓力較高，故制件上的脫模斜度宜稍大；ABS 易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，預(yù)熱干燥 80100，時(shí)間 23h；ABS 易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，其壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響極小，在要求制件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，而在強(qiáng)調(diào)制件光澤和耐熱性時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在 6080；如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采用高料溫、高模溫，或者改變澆注口位置等方法；成型耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn) 37 天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具進(jìn)行及時(shí)清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置。1.無(wú)定型料，其品種牌號(hào)很多，各品種的性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方案及成型條件。2. 吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于 0.1%，必須充分干燥，要求表面光澤 2 的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。3.流動(dòng)性中等，溢邊料 0.04mm 左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好） 。4.比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對(duì)耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹(shù)脂，料溫更宜取高） ，料溫對(duì)塑件影響較大、料溫過(guò)高易分解（分解溫度為 250左右，比聚苯乙烯易分解） ，對(duì)要求精度較高的塑件模溫宜取 5060，要求光澤及耐熱型料模溫宜取 6080，注射壓力為 100140MPa，螺桿式注射機(jī)則取 160220，70100MPa。5.模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力小，澆口出外觀不良，已發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇澆口位置、形式，頂出力過(guò)大或機(jī)械加工是塑件表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失） ，查教科書(shū)中表 3-11 可知，材料為ABS 的塑件，其型腔脫模斜度一般為 35130，型芯脫模斜度為3540，而該塑件為開(kāi)口殼類零件，深度較淺且大圓弧過(guò)度，脫模容易，脫模斜度取 1即可。6 加強(qiáng)筋該塑件高度較小，壁厚適中，使用過(guò)程中承受壓力不大，可不設(shè)加強(qiáng)筋.通過(guò)以上分析可見(jiàn)，該塑件結(jié)構(gòu)屬于中等復(fù)雜程度，結(jié)構(gòu)工藝性合理，不需對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改；塑件尺寸精度中等，對(duì)應(yīng)的模具零件的尺寸加工容8易保證。注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，塑件的成型要求可以得到保證。7.該散熱殼要求中等精度，外表面無(wú)瑕疵、美觀、性能可靠。采用 ABS 材料，產(chǎn)品的使用性能基本能滿足要求，但在成型時(shí)，要注意選擇合理的成型工藝。3.確定成型方式及成型工藝流程（1）.塑件成型方式的選擇所生產(chǎn)的制品選擇 ABS 工程塑料，屬于熱塑性塑料，制品需要中批量生產(chǎn)。注射成型模具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，成本不高，生產(chǎn)周期短、效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，大批量生產(chǎn)模具成本對(duì)于單件成本影響不大。而壓縮成型、壓注成型主要用于生產(chǎn)熱固性塑件和小批量生產(chǎn)熱塑性塑料；擠出成型主要用以成型具有恒定截面形狀的連續(xù)型材；氣動(dòng)成型用于生產(chǎn)中空的塑料瓶、罐、盒、箱類塑件。所以圖 1-1 所示散熱殼塑件應(yīng)選擇注射成型生產(chǎn)。4.注射成型工藝過(guò)程的確定一個(gè)完整的注射成型工藝過(guò)程包括成型前準(zhǔn)備、注射過(guò)程及塑件的后處理3 個(gè)過(guò)程。（1） 成型前的準(zhǔn)備a. 對(duì) ABS 原料進(jìn)行外觀檢驗(yàn)：檢查原材料，要求色澤一致、細(xì)度均勻。b. ABS 是吸濕性強(qiáng)的塑料，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的預(yù)熱干燥，建議干燥條件為 8090下最少干燥 2 小時(shí)。材料濕度應(yīng)小于 0.1%。除去物料中過(guò)多的水分和揮發(fā)物，以防止成型后塑件出現(xiàn)氣泡和銀絲等缺陷。c. 生產(chǎn)開(kāi)始如需改變塑料品種、調(diào)換顏色，或發(fā)現(xiàn)成型過(guò)程中出現(xiàn)了熱分解或降解反應(yīng)，則應(yīng)對(duì)注射機(jī)料筒進(jìn)行清洗。d. 為了使塑料制件容易從模具中脫出，模具型腔或型芯還需涂上脫模劑，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件選用硬脂酸鋅、液體石蠟或硅油等。注射過(guò)程一般包括：加料、塑化、充模、保壓補(bǔ)縮、冷卻定型和脫模等步驟。（2）.ABS 常用范圍水箱外殼、蓄電池槽、電機(jī)外殼、齒輪、把手等。5.ABS 注塑模工藝條件熔化溫度：210280，模具溫度：2570，6mm 以下壁厚的塑件應(yīng)使用較高的模具溫度，6mm 以上壁厚的塑件應(yīng)使用較低的模具溫度。塑件冷卻溫度應(yīng)當(dāng)均勻以減小收縮率的差異而影響塑件的質(zhì)量。對(duì)于最優(yōu)的加工周期，冷卻腔道的直徑應(yīng)不小于 8mm，并且距塑件表面的距離應(yīng)在 1.3d 左右（d 為冷卻腔道的直徑） 。注射壓力：60100MPa，注射速度：使用高速注射。96.塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析（1）.結(jié)構(gòu)分析：從零件圖上分析，零件總體為一個(gè)長(zhǎng)方形殼類零件，基本尺寸 200mm100mm，頂部有 6 個(gè)直徑為 20 的孔。（2）.尺寸精度：塑件的精度為 5 級(jí)，精度要求中等。（3）.表面質(zhì)量分析：塑件的表面粗糙度ABS 注射成型時(shí)，表面粗糙度的范圍在 Ra0.11.6m，而該塑件表面粗糙度無(wú)要求，取為 Ra0.8。 7.塑件成型方法的確定綜上所述，該塑件的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，而且壁厚均勻，成型工藝好，可以采用注射成型方法生產(chǎn)。三、 塑件成型模具設(shè)計(jì)1.型腔的數(shù)量和布置該塑件的精度要求不高、屬小型塑件，且形狀簡(jiǎn)單，又為中小批量生產(chǎn)，初定為一模兩腔平衡的模具形式，其布置方式如下圖所示：為了保證塑件表面質(zhì)量要求，選擇點(diǎn)澆口，雙分型面注射模。2.選擇注射機(jī)型號(hào)及其參數(shù)的確定根據(jù)最大注射量初選設(shè)備通常保證制品所需注射量小于或等于注塑機(jī)允許的最大注射量的 80%，否則就會(huì)造成制品形狀不完整、內(nèi)部組織疏松或制品強(qiáng)度下降等缺陷；而過(guò)小注射機(jī)利用率就偏低，浪費(fèi)電能，而且塑化長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致塑料 分解變質(zhì)，因此，應(yīng)注意注射機(jī)能處理的最小注射量，最小注射量通常應(yīng)大于額定注射量的 20%。初選注射機(jī)規(guī)格通常依據(jù)注射機(jī)允許的最大注射量、鎖模力及塑件外觀尺寸等因素確定。習(xí)慣上依據(jù)其中一個(gè)設(shè)計(jì)依據(jù)，其余都作為校核依據(jù)。計(jì)算單個(gè)塑件體積： V=（20100.5-3.14120.56+201.80.52+101.80.52）cm 3=（100-9.42+36+18）cm 3145 cm 3計(jì)算單個(gè)塑件質(zhì)量：ABS 的密度為 1.081.2g/ 3 計(jì)算時(shí)取 1.1 g/ 3M=V 1451.1=159.5g 該模具設(shè)計(jì)為一模兩腔，所以塑件成型每次總注射量為：102M+10=2159.5+10329g （凝料的質(zhì)量初步估算約為 10g）根據(jù)注射量，查塑料模具設(shè)計(jì)書(shū)（卜建新 主編）表 3-2-1 選擇 XSZY500 型號(hào)的柱塞式注射機(jī)，滿足注射量小于或等于注射機(jī)允許的最大注射量的 80%。設(shè)備主要參數(shù)如表 2-1 所示：表 2-1 注 射 機(jī) 主 要 技 術(shù) 參 數(shù)項(xiàng) 目 設(shè) 備 參 數(shù) 項(xiàng) 目 設(shè) 備 參 數(shù)額 定 注 射 量（cm 3） 500模 板 行 程（mm） 500螺 桿 直 徑 （mm） 65最 大 模 厚 （mm） 450注 射 壓 力 (MPa) 104最 小 模 厚 （mm） 300注 射 行 程 （mm） 200噴 嘴 圓 弧 半 徑（mm） 18鎖 模 力 (kN) 3500噴 嘴 孔 直 徑 （mm） 43. 確定型腔數(shù)及布置根據(jù)以