電器外殼塑料模設(shè)計說明書

1 前 言 隨著模具技術(shù)的迅速發(fā)展 ,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝裝備。它在國民經(jīng)濟中占有越來越多重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。模具畢業(yè)設(shè)計是工科類學(xué)校機械專業(yè)最重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，它是學(xué)生對所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際的綜合運用。 畢業(yè)設(shè)計的主要目的有兩個 : 一、讓學(xué)生掌握模具設(shè)計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設(shè)計資料與手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等能力 ,能夠熟練運用CAD、 Preo/engineer 等繪圖應(yīng)用軟件進(jìn)行模具設(shè)計；二、在了解工藝基本知識的基礎(chǔ)上掌握模具設(shè)計的 一般方法和步驟 ,了解模具的工藝加工過程，從而能夠設(shè)計一般的模具。 我設(shè)計的是一副塑料注射模，通過這次設(shè)計， 對于一般塑模的結(jié)構(gòu)特點和開模原理有了比較深刻的認(rèn)識。在本次畢業(yè)模具設(shè)計過程中 ,我得到了老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)大力幫助 ,在此，我一并致以衷心的感謝。 由于我理論水平和實踐經(jīng)驗有限 ,對模具的不全面了解，再加上設(shè)計水平有限 ,在設(shè)計過程中，錯誤和不妥之處在所難免，希望各位老師批評指正 ,以便在今后的學(xué)習(xí)工作中吸取教訓(xùn) ,本人十分感謝。 2 目 錄 0 前言 一塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 二注射成型機的選定 三型腔數(shù)目的確定 四型腔分型面的設(shè)計 五模架的選擇 六模具材料的選用 七澆注系統(tǒng)的設(shè)計 八排氣槽的設(shè)計 九成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 十成型 零件的工作尺寸的計算 十一溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 十二塑件脫模機構(gòu)的設(shè)計 十三合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 十四零部件圖樣和裝配總圖的繪制 十五后語 3 一 . 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 1. 1 尺寸精度的選用及塑件尺寸公差的確定 1.1.1 塑件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差，該塑料制件套蓋的材料為 ABS 料，其收縮率為 0.5% .查塑件精度等級的選用表3-1-2(模具制造手冊 )可知 ,該塑件采用 5 級低精度 . 1.1.2 尺寸公差的確定 該制件采用 5 級精度，查塑件尺寸公差推薦表（模具制造手冊）可知： 因受模具活動部分的影響的尺寸在查取表中公差值之后再加上 0.1mm(3-5 級精度選用 )。 1.2 脫模斜度的確定 脫模斜度的取向根據(jù)塑件的內(nèi)外尺寸而定，塑件內(nèi)孔以小型芯小端為準(zhǔn)，斜度由擴大方向取得，因該塑件為 ABS 料，查表 3-1-3 塑件脫模斜度（模具制造手冊）可知，型腔、型芯的脫模斜度均可取 1。 1.3 孔成型方法的確定 該塑件孔的直徑為 6.2mm,孔深為 11.8mm，而且是盲孔，其深度至最大截面處。可采單獨型芯來成型，這樣既能起成型作用，又起著頂出作 4 用。 二、注射成型機的選定 選用 XS-ZY-250 型注射成型機，其主要技術(shù)規(guī)格為： 螺桿（柱塞）直徑（） 50 最大注射面積（ mm2） 500 注射容量 (cm3 或 g) 250 模具厚度（） 最大 350 最小 250 注射壓力（ 105 MPa ） 1300 模板行程（） 350 鎖模力（ 104 N） 180 噴 嘴 球半徑（） 18 孔直徑（） 4 定位孔直徑 125+0.06 頂 出 中心孔直徑（） 50 兩 側(cè) 孔徑 40 孔距 280 三、型腔數(shù)目的確定 以機床的注射能力為基礎(chǔ)，每次注射量不超過注射機最大注射量的 80%。按公式： N=0.8S-W 澆 /W 件 計算， 式中： N -型腔數(shù)， S -注射機的注射量， W 澆 -澆注系統(tǒng)的重量（ g）， W 件 -塑件重量。 S=250（ g）， W 澆 =PV 因該塑件物料為 ABS 查表 3-2-12 塑件性能（模具制造手冊）可知， P=1.15 ； V=r2 h r(分流道半徑 )為 2.5mm; V”=R2 h R(主流道澆道半徑 )為 2.5mm; V= r2 h = *2.52*30*2=1177.5mm3 V”= R2 h = *2.52*82=1609.25mm3 W 澆 =P(V+ V”)=1.15*(1177.5+1609.25)=56.52（ g） 5 W 件 =PV V1=r12 h1 + r22 h2 + r32 h3 + r42 h4 =*15.42*6+72*11.8+102*1.7 +14.42*2 =5364.3 mm3 V2=*3.22*11.8+2.5*13*4+1/2*1/3*2.95*5*4 +3.8*1.6*11.8*2 =662.73 mm3 W 件 =P(V1 -V2 )=1.15*(5364.3-662.73)=14.16（ g） N=0.8S-W 澆 /W 件 = 0.8*250-56.52/14.16=3.56 故 N 取 4，即一模四腔。 四、型腔分型面的設(shè)計 4.1 分型 面的確定對制件的質(zhì)量、操作的難易、模具制造都有很大的影響，故分型面是否設(shè)計得當(dāng)，應(yīng)考慮以下點： 1） 塑件在型腔中的方位 該塑件采用一個與注射機開模方向相互垂直的分型面，因該塑件的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜且無側(cè)凹及抽芯機構(gòu)。 2） 分型面的形狀 該塑件的分型面是與注射機開模方向相互垂直的平面。 3） 分型面的位置確定 分型面必須開設(shè)在制件斷面輪廓最大的地方才能保證制件順利的從型腔中脫出來，不致使塑件受損傷。 4.2 因塑件的外表觀質(zhì)量要求較高，而分型面不可避免地要在制件上留下溢料痕跡或拼合縫的痕跡， 所以該分型不選在斷面輪廓最大的倒角處，而是選擇在斷面輪廓最大的平面處，這樣既不會影響制件的光亮平滑的外表面質(zhì)量也便于脫模。 4.3 從制件的頂出考慮分型面的確定使制件留于動模一邊。 五、模架的選擇 4.1 模具坯料的選用 因該模具為一模四腔，且均勻的布置在坯料上，塑的最大外形尺寸為30.8mm，故該模具坯料選用 B L=120 120 mm，從分型面計算，后模中型腔深為 15.5mm。前模為 2.3mm 。 考慮鉆冷卻水等因素，后模選厚為 35 mm 的料，前模選厚為 30 mm 的 6 料。故前、后模坯料選擇分 別為 120 x 120 x 30 mm; 120 x 120 x35 mm 各一件。 4.2 模架的選用 1） 因該模具采用直澆口進(jìn)膠，故采用大水口系列。 2） 該模具為“一開式”模架，無須加板。由四塊板，兩條腿組成，即 j 靜模板； d 動模板； A 凹模板； B 凸模板和兩條 C 支撐塊組成，故模架選用 CI 型（工字直身模）。 3） 已知制品的最大直徑為 30.8mm，且排型一模四腔，則選用模架周界 B X L（ 200 X 200） mm 較為緊湊。 4） 已知制品在型芯固定板上成型高度為 15.5mm，坯料選用厚為 35 mm，考慮到型芯固定部 分和成型壓力的作用，凸模板 B 板選用70 mm 較好。 5） 已知制品凹模部分成型高度為 2.3mm，坯料厚度為 30 mm。故凹模板 A 板選用 60 mm 適用。 6） 從塑件圖上可知，脫模距 S=16 mm ，模具規(guī)格為 CI2020，其周界的模架上下頂出板厚 t=20+15=35mm，再加上余量 10 mm ，則支撐塊方鐵的高度為 C=16+35+10=56 mm ，故方鐵高度可取 60 mm。 7） 由以上可知其模架選用大水口模架，周界尺寸 B X L 為（ 200X200）的模架，即其規(guī)格為 CI2020 的工字直身模。組合板件為：工字面板、 A 板、 B 板、面針板、底針板、方鐵、工字底板。具體幾何尺寸以及各模板的厚度，螺釘、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、反推板的安裝尺寸見附圖（標(biāo)準(zhǔn)模架 CI2020 組裝模板）。 4.3 模板及組合精度 動模板孔位精度及與基準(zhǔn)面的位置精度需達(dá)到互換要求，動模板、定模板的垂直度、平度、導(dǎo)柱導(dǎo)套孔距及基準(zhǔn)邊距尺寸精度和模架組合技術(shù)要求為： 1） 基準(zhǔn)面垂直度誤差為 300： 0.02。 2） 模板厚度方向兩平面平行度誤差 300： 0.02。 3） 導(dǎo)柱導(dǎo)套孔距偏差 0.02 mm。 4） 導(dǎo)柱孔至基準(zhǔn)面邊距偏差 0.02 mm。 5） 組裝后動定模固定板上 下平面平行度誤差 300： 0.05。 7 6） 組合后分型面貼合間隙 50,即 508=400mm 11.4 密封圈的選用 0 為防止漏水，影響塑件的質(zhì)量及模具溫度，需采用密封圈該冷卻水管的孔選取用 8 ，故選用 12 的密封圈。 十二、塑件脫模機構(gòu)的設(shè)計 12.1 脫模機構(gòu)的選擇原則 1） 使塑件脫模后致變形，推力分均勻，推力面盡可能靠近型芯。 2） 塑件頂出時不能造成碎裂，推力應(yīng)設(shè)在塑件承力較大的地方，如筋部、凸緣、殼體壁等處。 3） 盡量不損傷塑件的外表觀形狀。 4） 頂出機構(gòu)應(yīng)動作可靠、運動靈活、制造方便、配換容易。 12.2 脫模機構(gòu)形式的選擇 1） 注射面的型號為 XS-ZY-250，故該脫模機構(gòu)采用機動脫，即利用注射機的開模動作脫出塑件。在開模時，塑件先隨動模一起移動，到一定的位置時，脫模機構(gòu)被注射機上固定不動的頂桿頂住而不能隨動模移動，動模繼續(xù)移動時，塑件由脫模機構(gòu)頂出型腔。 2） 因該塑的最小壁厚面都大于 1.5mm，且塑件的形狀并不復(fù)雜，幾何形狀呈圓筒形，在盲孔處設(shè)置了一個成型桿，將成型桿固定在面針板上，故采用簡單脫模機構(gòu)中的頂桿脫模機構(gòu)，其 回 19 定形式與成型桿的固定形式相同。 3） 頂出位置及頂針數(shù)量的確定 頂桿的頂出位置應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方，該塑件形為 套蓋，幾何形狀呈圓筒形，下側(cè)面的脫模脫力最大，因其距 分型最遠(yuǎn)，又因其中心部分由成型桿來頂出脫模。因此將頂 桿設(shè)計在最下端出。又因該塑件的幾何形狀呈幾何對稱的圓 筒形，故各處的脫模阻力相同，為保證塑件受力均勻，頂桿 應(yīng)均勻設(shè)置。因該塑件下端的壁厚為 7.8mm，故采用 2.5mm 的頂桿。頂桿端面均勻分布在 14mm 與 6.2mm 之間的圓環(huán) 上。 每個塑件上只需設(shè)置 4 支頂桿既可。又因該 模具采用一模四 腔，所以頂桿的數(shù)共需 16 支。 為了不影響塑件的使用，在裝配時，頂桿端的和型腔在 同一平面或比型腔的平面高出 0.051mm.查表 3-6-18 塑溢邊值（塑料成型模具設(shè)計）可知，該塑件的溢邊值為 0.03mm，所以在裝配時注意頂桿與模體的配合間隙應(yīng)不大于其塑件的溢邊值 0.03mm，以免產(chǎn)生飛邊。 12.4 頂桿的形狀與尺寸 頂桿的材料選用鋼 45，頂桿頭部需淬火處理硬度達(dá) HRC5055。光潔度為 7 以上，頂出的滑動配合部分光潔度為 7 即可，其它部位的光潔度還可以低一些，故可采 用 A 型頂桿，其結(jié)構(gòu)形式為： 20 直徑 d 與型腔部分頂桿孔的配合為 D3/dC3，裝配部分應(yīng)保證 D-d=4.6mm ，因 d 取 2.5 mm，故 D 可取 7 mm。軸肩厚一般為 46 mm ，故軸肩厚 H 取 5 mm，其長度為 119.17mm，或可高出 0.051mm。 10.5 頂桿與頂出固定板的連接形式 頂桿與頂出固定板的固定形式與成型桿相同，其結(jié)構(gòu)簡圖為： 12.6 澆注系統(tǒng)凝料的脫落 因澆注系統(tǒng)的凝料與塑件連接在一起，所以在開模時 因澆注系統(tǒng)的凝料也會留在動模一側(cè)，只要塑件脫模澆注系統(tǒng)的凝料也會隨之脫。 12.7 彈簧的選用 該模具為模多腔的中小型模具，受到的注射力不是很大，故采用藍(lán)色的輕載荷彈簧。外徑為 30 。因其開模高度為 16 ，故彈簧的預(yù)壓縮量為 16 。 十三、合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部件，因為，模具在閉合時要求有一定的方向和位置， 所以，必須開設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)向機構(gòu)主要起定位、導(dǎo)向及承受一定側(cè)壓力三個方面的作用，以避免模具在裝配時方位搞錯而損壞模具；引導(dǎo)動定模正確閉合，以保證成型零件不受損傷，并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不致因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均勻。因塑料注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機精度的限制，使導(dǎo)柱在工作過程中承受了一定的側(cè)壓力 。 因該模具為小型模具，其所產(chǎn)生的側(cè)壓力可以由導(dǎo)柱來承擔(dān)，故該模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。 13.1 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的選用 21 因該模具的結(jié)構(gòu)簡單，且生產(chǎn)批量較小，故導(dǎo)柱結(jié) 構(gòu)形式采用 A型。 13.2 對導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的要求 1） 長度：導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面的高度要高出 68mm， 以免導(dǎo)未導(dǎo)正而凸模先進(jìn)入型腔與其相碰而損壞。 2） 形狀：導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分，使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔。 3） 材料：導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，故該導(dǎo)柱采用低碳鋼（ 20 號），滲碳淬火處理，硬度為 HRC5055。 4） 配合精度：導(dǎo)柱裝入模板采用二級精度過渡配合，再用 接固定起來，或用工字面板擋固起來。 5）光潔度：配合部分光潔度要求為 7 。 13.3 導(dǎo)柱尺寸的確定 因該模架選用的規(guī)格為 CI2020的工字直身模 ,與之相配的導(dǎo)柱尺寸選用為 :dDHL3wL4 為 2530612325 其結(jié)構(gòu)簡圖為： 13.4 導(dǎo)向孔的結(jié)構(gòu)及要求 因為該模具的精度要求不是很高，且生產(chǎn)批量較小，所 以導(dǎo)向孔本可以直接開設(shè)在模板上，這樣加工起來也就簡單， 但為了檢查方便，保證導(dǎo)向機構(gòu)的精度，故導(dǎo)抽向 孔采用鑲 22 入導(dǎo)套的形式。選擇 A 型導(dǎo)套其結(jié)構(gòu)形式為： 對導(dǎo)向孔的結(jié)構(gòu)要求為： 1） 形狀：為了使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端倒一圓角 R。導(dǎo)柱孔在模板上直接開通，以免導(dǎo)柱進(jìn)入未打通的導(dǎo)柱孔時，孔內(nèi)空氣無法逸出，而產(chǎn)生反壓力，給導(dǎo)柱的進(jìn)入造成阻力。 3） 材料：可用耐磨材料淬火鋼來制造，其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，淬火處理硬度達(dá)到 HRC3338。這樣可以改善摩擦、防止導(dǎo)柱拉毛。 3） 導(dǎo)柱的精度與配合： A 型導(dǎo)套采用二級精度過渡配合，螺釘固定方 式。因?qū)自诖慊饡r右能產(chǎn)生裂紋，最好將環(huán)形槽底部做成圓角，以彌補此缺陷。 4） 光潔度：配合部分的光潔度為 7。 13.5 導(dǎo)柱的布置 導(dǎo)柱的布置的原則：必須保證動定、模只能按一個方向 合模，不要在裝配時或合模因為方位搞錯使模具損壞，該模 架選用 CI2020 的工字直身模，其所選用的導(dǎo)柱布置形式為四 根直徑相同的導(dǎo)柱對稱分布在模架上，其布置簡圖形式為： 23 十四、零部件圖樣和裝配總圖的繪制 具體的零部件圖樣和 裝配總圖見圖紙。 參考文獻(xiàn) 1. 孫鳳勤主編 . 模具制造工藝與設(shè)備 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1999 2. 五樹勛主編 . 模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊 . 廣州：華南理工大學(xué)出版社， 1995 10 3. 溫松明主編 . 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) . 長沙：湖南大學(xué)出版社， 1998 4. 丁仁亮主編 . 金屬材料及熱處理 . 北京：機械工業(yè)出版社。 1999 5. 塑模設(shè)計組主編 . 塑模設(shè)計手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社 1999 24 工 裝 工 藝 卡 片 共 3 頁 第 2 頁 工裝圖號 件號 5 零件名稱 型芯 數(shù)量 1 材料牌號 45 單件毛坯尺寸 125*125*40 單件總工時 25 序號 工種 工序的主要內(nèi)容 工作者 定額時 （分） 檢驗結(jié)果 1 下料 鋸床下料 2 鍛造 鍛六方 3 熱處理 退火 , HBS 241 4 立銑 銑六方 5 平磨 磨上下面 6 鉗工 劃線 ,去毛刺，做螺紋孔 . 7 仿形銑 銑型腔及外形 8 線切割 割 通孔 9 鉗 研成型部