機(jī)械畢業(yè)設(shè)計（論文）-電視遙控器注塑模具設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

1、2015年度本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）電視遙控器外殼注塑模具設(shè)計院_系：學(xué)院系專 業(yè)：材料成型與控制工程專業(yè)年 級：2011級學(xué)生姓名：學(xué) 號：導(dǎo)師及職稱：2015年3月摘要塑料成型制品是以塑料為主要結(jié)構(gòu)材料經(jīng)成型加工獲得的制品，又叫做塑料 制件，簡稱塑件。塑料成型制品應(yīng)用廣泛，特別是在電子儀表、電器設(shè)備、通信 工具等方面獲得大量應(yīng)用。如各種受力不大的殼體、支架、結(jié)構(gòu)件、裝飾件等； 作為塑料制品的主要生產(chǎn)基礎(chǔ)工藝裝備的塑料模具，在國民經(jīng)濟(jì)占冇重要的地位， 模具技術(shù)也己成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志。注射成型是塑料成型 的一種重要方法，它主要適用于熱塑性的成型可以一次成型形狀復(fù)雜的精密塑件,

2、 木次設(shè)計就是將電視遙控器外殼作為設(shè)計模型,將注塑模具的相關(guān)知識作為依據(jù), 闡述塑料注塑模具的整體設(shè)計過程。本文設(shè)計的內(nèi)容就是電視遙控器外殼注塑模具，材料為abs，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形 狀特點(diǎn)以及通過對電視遙控器外殼成型工藝的正確分析，確定型腔的總體布局， 選擇分型面，確定脫模方式，設(shè)計澆注系統(tǒng)等；同吋本文對注塑模具進(jìn)行簡要介 紹，對注塑模具中的主要零件進(jìn)行設(shè)計計算，在設(shè)計過程中著重考慮其生產(chǎn)實(shí)際 中的經(jīng)濟(jì)性和合理性。注塑模具;注射成型;分型面abstractplastic molding products are plastic as the main structural material. th

3、e p rocessing of products.referred to as the plastic parts.plastic molding products ar ewidely used.especially in the electronic instrument electrical equipment，commu nication tools，etc to obtain a large number of applications . such as all kinds ofstress are shell stents structure decoration.based

4、process equipment as the mai n production of plastic products of plastic mold .occupies an important positioni n national economy mould technology has also become to measure a national p roduct manufacture level of important symbol.injection molding plastic molding isan important method .it is mainl

5、y suitable for thermoplastic molding .and canb ea complicated shape of precision plastic forming parts is the ads i surface hellaa design model .this paper will be injection mold related knowledge as thebas is.the overall design process of plastic injection mould are expounded.design the content of

6、this article is shell of plastic injection mould，materi als for abs .according to the shape of the structure characteristics and through the analysis of the right across the shell molding process,determine the overall distribution of cavity choose the parting surface determine the demoulding way . t

7、he design of gating system,etc.keywords: plastic mold; injection molding; the parting surfacea1裝配圖.a2-動模板 a2型施 dwg墊板.dwgdwga3上模板a3-飾.a4-鏈座.dwgdwgdwgdwga4定位圉. dwga4復(fù)位桿.a4澆口套.圖紙合集. dwgdwgdwgjpeg 圖像（1）三維截圖.jpg:microsoft word 97 - 2003(2)說明書.doc文gts譯.doc文件夾（1）1sw三維圖全套設(shè)計，請加12401814目錄1. s21.1我國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前

8、景21.2注塑模具設(shè)計與制造技術(shù)31.3 ug模具設(shè)計的基木流程51.4課題意義62. 注塑件的設(shè)計82. 1功能設(shè)計82.2材料選擇82.3結(jié)構(gòu)設(shè)計82.4塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量103. 塑件3d建模及注射成型工藝分析123.1塑件的3d模型123.2塑件的注射成型工藝性分析123. 3注塑機(jī)134. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計154.1型腔數(shù)目的確定154. 2分型面的確定164. 3澆口的確定164. 4模具材料的確定164. 5澆注系統(tǒng)的設(shè)計174. 6成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計204.7抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計214. 8模架的選用224. 9導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計234. 10頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計錯誤!未定義書簽。4. 11排氣

9、設(shè)計234. 12溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計255. 注射機(jī)的校核265.1最大注塑量的校核265. 2鎖模力的校核錯誤!未定義書簽。5. 3模異外形尺寸校核錯誤!未定義書簽。5. 4模異厚度校核錯誤!未定義書簽。5. 5模具安裝尺寸校核5.6開模行程校核6. 模具總裝設(shè)計6.1模具裝配及加工要求6. 2模具工作原理鵬-錯誤!未定義書簽。 錯誤!未定義書簽。 錯誤!未定義書簽。 錯誤!未定義書簽。2811參考文獻(xiàn)電視遙控器外殼注塑模具設(shè)計1. 前言1.1我模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景經(jīng)過1990年代的高速發(fā)展，中國的模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達(dá)到一定的水平，生 產(chǎn)能力也有了相當(dāng)大的提高，模具市場的規(guī)模也正在逐步擴(kuò)大。過去

10、十 年，中國模具工業(yè)(主要集中在汽車、電子信息以及電器)以每年15%左右 的増長速度快速發(fā)展。到2005年，全國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)己達(dá)3萬多家，從業(yè)人員50多萬人；模 具銷售總額高達(dá)610億元，比上年増長25%；模具生產(chǎn)企業(yè)總體上任務(wù)飽 滿、訂單充足。2006年，業(yè)界預(yù)測中國汽車的年度銷售數(shù)量將會比前一年 增長15%,年度銷售數(shù)量將會達(dá)到640萬臺。而汽車零部件市場比汽車整車 的市場更大，可以預(yù)測汽車相關(guān)模具產(chǎn)業(yè)將會有高速發(fā)展。與2004年和比，2005年中國的模具生產(chǎn)值增加了 125%，以610億人民 幣居世界第三位。其中，出口比前一年增加了 150%,達(dá)到了 7.4億美元。 目前，國內(nèi)模具行業(yè)正

11、隨著我國制造業(yè)特別是汽車和電子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速 發(fā)展而逐漸步入“黃金期”。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復(fù) 雜、長壽命模具和模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模 和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快。隨著 經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入，“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展較快。在注塑模具方面，2006年，注塑模具比例進(jìn)一步上升，熱流道模具和 氣輔模具水平進(jìn)一步提高，注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國 最大的注塑模具單套重量己超過50噸，最精密的注塑模具精度已達(dá)到2微 米。在cad/cam技術(shù)得到普及的同時，cae技術(shù)應(yīng)用越來越廣， cad/cam/

12、cae體化得到發(fā)展，模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng) 新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，未來我國模具發(fā)展趨勢包括10個方而：(1) 模具日趨大型化。(2) 模具的精度將越來越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn) 已達(dá)到2-3微米，1微米精度的模具也將上市。(3) 多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能 要求越來越高。(4) 熱流道模具在塑料模具屮的比重也將逐漸提高。(5) 隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成 型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。(6) 標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。

13、模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大 地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成木。(7) 快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。(8) 隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。 同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。(9) 以塑代鋼、以塑.代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增 大。由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越 來越高。(10) 模具技術(shù)含量將不斷提高。從應(yīng)用趨勢方面分析，受用戶要求模具的生產(chǎn)周期縮短影響；快速經(jīng) 濟(jì)模具的殲發(fā)將被重視，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛，且采用計算機(jī)控 制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技

14、術(shù)也會得到發(fā)展和提 高。1.2注塑模具設(shè)計與制造技術(shù)質(zhì)量、成本(價格)、時間(工期)己成為現(xiàn)代工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)的 核心因素，現(xiàn)代企業(yè)大都以高質(zhì)量、低價格、短周期為宗旨來參與競爭市 場。先進(jìn)制造技術(shù)的出現(xiàn)正急劇改變著制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程，對 模具行業(yè)也是如此。模具行業(yè)必須在設(shè)計技術(shù)、制造工藝、生產(chǎn)模式等諸 方面加以調(diào)整以適應(yīng)這種耍求。1.2.1注塑模具的可視化設(shè)計現(xiàn)在我們對產(chǎn)品設(shè)計的要求是快速、準(zhǔn)確。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，三 維設(shè)汁(3d)的誕生使模具實(shí)現(xiàn)了可視化、面向裝配的設(shè)計。模具由二維設(shè) 計(2d)到三維(3d實(shí)現(xiàn)了模具設(shè)計技術(shù)的重大突破。模具三維設(shè)計直觀再現(xiàn)了未來加工出的模具木體，

15、設(shè)計資料可以直接 用于加工，真正實(shí)現(xiàn)了 cad/cam體化和少、無圖樣加工；模具三維設(shè)計解決了二維設(shè)計難以解決的一系列問題，如干涉檢查、模擬裝配、cae分析等;模具三維設(shè)計能對模具的可制造性加以評價，大大減少了設(shè)計失誤。1.2.2注塑模具的快速制造(1) 基于并行工程的模具快速制造近些年來，為了滿足工期的要求，模具企業(yè)大都在自覺與不自覺中應(yīng) 用“并行”的概念來組織生產(chǎn)、銷售工作。并行工程應(yīng)用的明確提出是對 現(xiàn)有模具制造生產(chǎn)模式的總結(jié)與提高。并行工程、分散化網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)為 模具快速制造提供了有效的實(shí)施平臺。并行工程的基礎(chǔ)是模具的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計是由三方面耍素組 成：統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和文件傳輸格式

16、是基礎(chǔ)；實(shí)現(xiàn)信息集成和數(shù)據(jù)資源共享是 關(guān)鍵；高速加工等先進(jìn)制造工藝是必備條件。(2) 應(yīng)用快速原型技術(shù)制造快速模具(rp+rt)在快速原型(rapid prototyping, rp)技術(shù)領(lǐng)域屮，a前發(fā)展最迅速、 產(chǎn)值增長最明顯的就是快速模具(rapid tooling, rt)技術(shù)。應(yīng)用快速原型 技術(shù)制造快速模具(rp+rt)，在最終生產(chǎn)模具之前進(jìn)行新產(chǎn)品試制與小批 量生產(chǎn)，可以大大提高產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，有效地縮短開發(fā)吋間、降 低成木。這就是rp+rt技術(shù)產(chǎn)生根木原因。(3) 高速切削技術(shù)的應(yīng)用高速切削(high speed machining, hsm)在模具領(lǐng)域的應(yīng)用主要是在加 工復(fù)

17、雜曲面方面。其中高速銑削(也稱為硬銑削hard milling, hm)可以把 復(fù)雜形面加工得非常光滑，幾乎或者根本不再需耍精加工，從而節(jié)約了點(diǎn) 火花(edm)加工和拋光時間及有關(guān)材料的消耗，及大地提高了生產(chǎn)效率， 并且形面的精度不會遭到破壞。1.2.3制造模式的改變信息流驅(qū)動的模具制造先進(jìn)制造生產(chǎn)模式對模具工業(yè)的影響主要體現(xiàn)在信息的流動。與制造 活動有關(guān)的信息包括產(chǎn)品信息和制造信息，現(xiàn)代制造過程可以看作是原材 料或毛坯所含信息量的增值過程，信息流驅(qū)動將成為制造業(yè)的主流。目 前，面向模具開發(fā)的cad/caabs/cam/cae、dnc、pdm、網(wǎng)絡(luò)集成等均是圍繞 如何實(shí)現(xiàn)信息的提取、傳輸與物化

18、，即使信息流得以暢通為宗旨。1.3 ug模具設(shè)計的基本流程目前，國際上占主流地位的注射模cad軟件有ug、i-deas、ug、 solidworks等；結(jié)構(gòu)分析軟件存msc、analysis等；注射過程數(shù)值分析軟 件有moldflow等;數(shù)控加工軟件有mastercam、cimatron等。本次是運(yùn)用 ug進(jìn)行模具設(shè)計的，下面簡單介紹以下ug模具設(shè)計流程。ug模具設(shè)計的基木流程如圖1. 1零件成品(design model)模具裝配(mold assembly)模型檢驗(yàn)(model check)零件設(shè)計(part design)參照零件(reference part)厚度檢驗(yàn)(thicknes

19、s check)設(shè)置收縮率(aabsly shrinkage)模流分析(analysis of mold flows)建立分模面(parting surface)建立模具體積塊 (mold volume)建立或分割(create or split)模具開啟 (mold opening)干涉檢驗(yàn)(interference專家模具系(expert moldbase extension)cnc加工2-d工程圖 (drawing)圖1.1 ug模具設(shè)'什的基本流程1.4課題意義在傳統(tǒng)槊料模具設(shè)計中，設(shè)計周期長，一般要二到三個月的時間；設(shè) 計成本高，需要往返數(shù)次制模，修模；產(chǎn)品質(zhì)量不能保證，對流

20、體在模腔 內(nèi)的流動狀態(tài)，冷卻狀況缺乏了解。本文以電視遙控器外殼的注塑模具設(shè)計為例，運(yùn)用ug軟件智能分模， 不但保證了模具的精確性，而且分模簡單，是設(shè)計者可以節(jié)約吋間，集中 精力拆模做型腔；運(yùn)用cae分析功能，對塑料注塑過程進(jìn)行模擬分析，包 括充模流動模擬、保壓過程模擬、冷卻過程模擬及翹曲模擬分析。通過模 擬分析可以預(yù)測制品填充不足、熔接線、氣泡和翹曲變形等缺陷，還可以 測定最佳澆口數(shù)量和位置，測定注塑時注射壓力以及注射時間，溶體流動 前鋒的溫度變化等系列參數(shù)：運(yùn)用專家模架系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計參數(shù)直接選取 標(biāo)準(zhǔn)模架，構(gòu)造模具三維實(shí)體。這樣設(shè)計出來的模具具有更高的質(zhì)量，更 大的準(zhǔn)確性。現(xiàn)代的模具設(shè)計在計

21、算機(jī)的平臺上，運(yùn)用cad/cae/cam等軟件，使現(xiàn)代模具設(shè)計具有了高質(zhì)量，高效率，低成本等特點(diǎn)。2. 注塑件的設(shè)計2.1功能設(shè)計功能設(shè)計是要求塑件應(yīng)具冇滿足使用目的功能，并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo). 該塑件是電視遙控器外殼，承受外力的幾率不大，如沖擊載荷，振動，摩檫等 情況比較少；塑件的工作溫度是室溫，這使得在材料選擇時對熱變形溫度，脆 化溫度，分解溫度的要求降低；作為一種日用品，生產(chǎn)批量應(yīng)該是中批中量或 大批大量生產(chǎn)，這樣，就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命，在材料的選擇時要綜 合各種因素。2.2材料選擇通常選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求，以 及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).對

22、于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說，要 考慮的主要是材料的力學(xué)性能，如屈服應(yīng)力，彈性模量，彎曲強(qiáng)度，表面硬度 等.該塑件屬于日常生活用品，沒有什么特別的耍求，因此主耍從容易成型 方面選擇材料。苯乙烯塑膠，英文名稱簡稱abs,為非結(jié)晶性熱塑性槊料。它是一類分 子鏈中含有碳酸酯結(jié)構(gòu)的高分子化合物及以它為基礎(chǔ)而制得的各種材料的 總稱。按分子結(jié)構(gòu)中所帶酯基不同可以分為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族和脂 肪一芳香族等幾大類。并以雙酚a型聚碳酸脂為最重要，分子量通常為3 一 10萬。在無特別說明情況下，通常所說的聚碳酸脂都指雙酚a型苯乙烯 及其改性品種。由于其優(yōu)良的機(jī)械性能，俗稱防彈膠。abs是苯乙烯的簡 稱，abs工

23、程塑料，abs材料其實(shí)就是我們所說的工程塑.料中的一種，作 為被世界范圍內(nèi)廣泛使用的材料，abs有著其自身的特性和優(yōu)缺點(diǎn)，abs是 一種綜合性能優(yōu)良的非晶型熱塑性樹脂，具有優(yōu)異的電絕緣性、延仲性、尺寸穩(wěn)定性及耐化學(xué)腐蝕性，較高的強(qiáng)度、耐熱性和耐寒性；還具有自 熄、阻燃、無毒、可著色等優(yōu)點(diǎn)，在你生活的各個角落都能見到abs塑料 的影子，大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)及容易加工的特性也使其價格極其低廉。2. 3結(jié)構(gòu)設(shè)計塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性。在塑 料生產(chǎn)過程中，一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸精度等諸方面提出要 求，以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度，保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品

24、； 另一方面，模具設(shè)計者通過對給定槊件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析，弄清塑件生 產(chǎn)的難點(diǎn)，為模具設(shè)計和制造提供依據(jù)。2. 3. 1壁厚塑料制品的壁厚對制品的質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。壁厚過厚，不但用多，容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷，而且冷卻時間長生產(chǎn)效率低；壁 厚過薄，成型困難，流動阻力大。在此主要是分析壁厚對成型的影響，所 以只驗(yàn)證產(chǎn)品在脫模頂出時保證不變形。該產(chǎn)品的壁厚1.5mm,在此材料的 推薦壁厚0. 62. 3mm的范圍內(nèi)。所以本次產(chǎn)品的壁厚值能滿足工藝要求。2. 3.2脫模斜度由于塑件成型時冷卻過程中產(chǎn)生收縮，使其緊箍在凸?；蛐托旧?，為了 便于脫模，防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損，

25、與脫模方向平行 的塑件內(nèi)，外表面都應(yīng)具有合理的斜度。在塑件的高度比較小時也可以不需 要脫模斜度。abs的脫模斜度為v，由此確定塑件的脫模斜度。2. 3.3加強(qiáng)肋塑件上適當(dāng)設(shè)置的加強(qiáng)肋可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動方 向的加強(qiáng)肋還能降低充模阻力，提高熔體流動性，避免氣泡，縮孔和凹陷 等現(xiàn)象的產(chǎn)生。2.3.4圓角塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時 才采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集屮，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生 破裂。圓角不僅有利于物料充模，句時也冇利于融料在模具型腔內(nèi)的流動 和塑件的脫模。2.4塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量2.4.1尺寸精度影響制品精度的因素較多。

26、首先是模具的制造精度和模具的磨損量， 其次是成型工藝條件的變化所引起的塑料收縮率的波動。另外，成型后的 時效率變化和模具結(jié)構(gòu)形狀對尺寸精度也有一定的影響。因此，對塑料制 品的精度要求不能太高，應(yīng)在保證使用功能的條件下，盡可能選擇低精度 等級。該產(chǎn)品零件閣所有尺寸為未注公差尺寸，根據(jù)國家推薦標(biāo)準(zhǔn) (gb/t14486-93)規(guī)定的mt5級精度選取作為塑料制品的尺寸公差等級。已 注尺寸公差等級也在abs/abs的一般精度等級mt3范圍內(nèi)。所以該產(chǎn)品注射 成型能夠達(dá)到此精度要求。表2-3-3是國家推薦標(biāo)準(zhǔn)的工程塑料模塑塑件 尺寸公差，該表只取了在產(chǎn)品尺寸范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。2.4.2塑件的表面質(zhì)量塑件的表

27、面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤，波紋等 疵點(diǎn)外，主要的由模具的表面的粗糙度決定。塑件的表觀缺陷是其特有的 質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，間陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的 腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個 等級。由于該制品為一般日常生活用品，對表面粗糙度要求不高，取槊件 表而粗糙度為0. 8/zmo3. 塑件3d建模及注射成型工藝分析3.1塑件的3d模型運(yùn)用ug繪圖軟件繪制塑件的3d圖，如圖3.1所示下：3.2塑件的注射成型工藝性分析3. 2.1初步分析單件投影面積= 17638. 2 mm 2通過ug對3d模型質(zhì)量屬性分析 分析結(jié)果：單件體積=1

28、3902. 3 mm 3密度=1. 05g/cm3單件質(zhì)量=0. 015kg3. 2.2塑件注射成型工藝性cae分析利用moldflow對塑件進(jìn)行最佳澆口分析，塑料流動性分析，冷卻質(zhì)量 分析，縮痕分析等。初始條件：abs在moldflow中搜索到此材料，可以查看材料的一些異體信息。以這些信息作為分析的初始條件。其中模異溫度為c，熔化溫度為24gc，材料融化溫度范圍：200c28cxc，模具溫度范圍：20 c-57 c,塑料固體密度為1.05mm3，融化密度為1. 03 mm 3,最大剪切應(yīng) 力為 0. 26mpa03.3注塑機(jī)3. 3.1注塑成型工藝參數(shù)查模具設(shè)計手冊可知abs料注射成型的主要

29、工藝參數(shù)如下表3-1表3-1abs料注射成型的主要工藝參數(shù)工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格預(yù)熱和干燥溫度t/°c: 8095成型時間/s注射吋間05吋間 f/h: 45保壓時間15 30料簡溫度t/°c后段150170冷卻吋間15 30中段165180總周期40 70前段180200螺桿轉(zhuǎn)速/(r-min"1)30 60噴嘴溫度t/°c170180后處理方法紅外線燈烘箱模具溫度t/°c50 80溫度t廣c70注射壓力 p/mpa60100時間f/h243.3.2注塑機(jī)的選擇由公稱注射量選定注射機(jī)由3.2.1分析己得出單個塑件體積v=685304. 6

30、mm 3 ,流道凝料v =4545 mm 3實(shí)際注射量為：v$ = 15144x2+4545=34. 833cm3；根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則，即：of公=v實(shí)，公=v 實(shí)/0.8 =34.833 + 0.8=43.541cm3；由上計算初步確定注塑機(jī)為sz-60/60,查模具設(shè)計手冊注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 如下表3-2。表3-2國產(chǎn)注射機(jī)sz-60/60技術(shù)參數(shù)表特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥拉桿內(nèi)間距(mm)320x520理論注射容積(cm3)60移模行程(mm)300螺桿直徑(mm)40最大模具厚度(nun)350注射壓(mp。)145最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)

31、>100鎖模形式(nun)液壓塑化能力(g/s)11.7模具定位孔直徑(nun)125螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)20200噴嘴球半徑(nun)35鎖模力(kn)600噴嘴u直徑(酮)44. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1型腔數(shù)目的確定注塑模的型腔數(shù)目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔數(shù)目的 確定時主要考慮以下兒個有關(guān)因素：(1) 塑件的尺寸精度；(2) 橫具制造成本；(3) 注塑成型的生產(chǎn)效益；(4) 模具制造難度?？紤]到該塑件是一般r用品，根據(jù)生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)因素，初步確定該 模具為一模兩腔。4.2分型面的確定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(shè)計、塑件結(jié) 構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件

32、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(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)的設(shè)計原則：1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度耍求4）分型而的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求5）分型面的選擇要便于模具的加工制造6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣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(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機(jī)構(gòu)的動作 順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)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。4. 3澆口的確定abs料的流動性好，可適用于各種澆口，為了不

33、影響外觀，確定使用潛伏 澆口。澆口位置已經(jīng)在3. 2. 2分析中確定。4.4模具材料的確定現(xiàn)有模具模架己經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以在模具材料的選擇時主要是根據(jù)制品的 特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料.如何合理的選擇模具鋼，是關(guān) 系到模具質(zhì)量的前提條件，如果選材不當(dāng)，則所有的精密加工所投入的工時， 設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。在選擇模具鋼時，首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能，從使用性 能考慮：硬度是主耍指標(biāo)之一，模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變，必須有足夠的硬度，當(dāng)承受沖擊載荷時還要考慮折斷，崩刃問題，所以韌性也是 一重要指標(biāo)，耐磨性是決定模具壽命的重要因素。從工藝性能考慮：要熱加 工工藝好，加工溫度范圍寬，

34、冷加工性能如切削，銑削，拋光等加工性能好，此 外還要考慮淬透性和淬硬性，熱處理變形和氧化脫碳等性能.另外從經(jīng)濟(jì)考 慮，要求材料來源廣，價格低。模仁的材料為p20鋼。p20鋼屬優(yōu)質(zhì)碳素塑料模具鋼，與普通優(yōu)質(zhì)45 碳素鋼相比，其鋼中硫，磷含量低，鋼材純度好。制造小型塑料模具，用 調(diào)質(zhì)處理可獲得較高的硬度和較好的強(qiáng)韌性。p20鋼的優(yōu)點(diǎn)是價格便宜，切 削加工性好，淬火后具有較高的硬度，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的強(qiáng)韌性和一 定的耐磨性，被廣泛用于制造中、低擋的塑料模具。材料預(yù)備熱處理：斷后退火；高溫回火；正火推薦回火規(guī)范：回火溫度為50(t56(tc,空冷，硬度為253311rc。4.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計注塑模的

35、澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的塑 料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔 中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)、外表質(zhì)量，它的布置和安排 影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模 具設(shè)計中的重點(diǎn)內(nèi)容之一。4.5.1主流道設(shè)計主流道是一端與注塑機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有 冇錐度的流動通道。根據(jù)注塑機(jī)型號設(shè)計主流道尺寸，具體尺寸詳見圖 紙。由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道 部分常設(shè)計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱 處理。澆口套結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖4. 1所示采用兩顆m

36、5x20l螺釘固定。由注塑機(jī) 確定定位圈的尺寸，定位圈采用兩顆m6x20l螺釘固定，如圖4. 2所示。圖4. 1澆口套圖4-2定位圈4.5.2分流道設(shè)計分流道是主流道與澆門之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和 轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道 的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷 面形狀有圓形，矩形，梯形，u形和六角形。澆道的截面積越大，壓力的損 失就越大；澆道的表面積越小，熱量的損失就越少。用澆道的截面積和表 面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設(shè)計越合理?？紤]熱量 損失和澆道加工性能等因素，查6p151表4-3,選擇圓

37、形截面的分澆道。 具體詳見圖4. 3所示。4.5.3冷料井冷料井一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用 是存放料流前端的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫，此外，開模時 又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料井的尺寸，宜稍大于主流道大端 的直徑，長度約為主流道大端直徑。該模具的冷料井設(shè)計錐形的冷料井。 冷料井如圖4. 3所不： 4.5.4 澆口澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部 分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要 作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓 時間。澆口的類型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接

38、澆口，潛伏式澆口 等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按槊件的形狀和尺寸而定。該模具采用潛伏式澆 口，己在4.3中得到確定。其有以下特性： 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； 試模時如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時修改； 能相對獨(dú)立地控制填充速度及封閉時間； 對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。澆口的截面形狀和分流道的一樣都采用閱形截面，與分流道的連接方 式見圖4. 3所示。圖4. 3主流道、分流道、澆口的連接情況4.6成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計所謂成型零件是模具屮決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹 模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接 觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模吋

39、與塑件間還發(fā)生磨擦。因 此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙 度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨 性能。設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定 型腔的總體結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成 型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度 和剛度校核。以下是成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)產(chǎn)品特征，為了便于加工制造，型腔采用整體鑲嵌式，型腔靠用8 顆m8x40l螺釘固定于型腔板，如圖4. 4所示；型芯也采用整體鑲嵌式，型 芯用8顆m8x30l螺釘固定，如圖4.5所示；圖4. 4型腔4.7

40、抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)用來成型具有內(nèi)側(cè)凹槽和孔的塑件；成型殼體制 品的局部凸起、凹槽和肓孔。因?yàn)槌樾緳C(jī)構(gòu)的注射模，其可動零件多，動 作復(fù)雜。因此，側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)盡量可靠、靈活和高效。木產(chǎn)品圖需要 抽芯位置如圖4. 6所示平面所示：圖4. 6本設(shè)計采用斜頂結(jié)構(gòu)來成型內(nèi)側(cè)抽芯 a.斜頂及其組件的性能要求斜頂冇相對于其他零件的運(yùn)動而ii行位還是產(chǎn)品成型結(jié)構(gòu)部分，因此 行位及與其想配合的零件不僅滿足一定的耐磨性要求還必須具有一定成型 零件的性能。斜頂及其組件的具體性能必須滿足以下幾點(diǎn)：(1) 高表面硬度：表面淬火或者滲碳或滲氮處理到iirc50。(2) 各相配合的零件不可為相同材料以防粘著磨

41、損。(3) 配合要求：與固定在b板上的耐磨片采用ii7/f7間隙配合；與b 板避空即可；與下模鑲件采用h7/f7配合。詳細(xì)的配合情況見模具總裝的 配合要求。b.斜頂?shù)某叽缬嬎?1) 斜頂?shù)某樾揪嚯x斜頂?shù)某樾揪嚯x為0. 72,所以s彡1.5mm(2) 斜頂?shù)捻敵鲂谐逃?iis/tan#解得：15mm；式中：為斜頂?shù)膬A斜角度；為5°。斜頂?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如圖4.7所示，其性能要求以及詳細(xì)尺寸見斜頂零件 圖。4.8模架的選用注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩個國家標(biāo)準(zhǔn)：一是使用于模板尺寸bxl彡560mm x900mm的中小型模架(gb/t12556. 1 1990);二是使用于模板尺寸bxl 為 630mn

42、ix630nim1250mmx 2000mm 的大型模架(gb/t12555. 1 1990) o塑料模具型腔在成型過程中承受著塑料熔體的高壓，如果側(cè)壁或底板 的強(qiáng)度不足，則可能產(chǎn)生幵裂，如果強(qiáng)度不足，則可能產(chǎn)生過大的變形， 造成溢料，使脫模困難，型腔側(cè)壁和底板厚度的計算方法有強(qiáng)度計算和剛 度計算兩種，一般情況下，大尺寸型腔剛度不足是主要問題，應(yīng)按剛度條 件計算，小尺寸型腔強(qiáng)度不足是主要問題，應(yīng)按強(qiáng)度條件計算。根據(jù)制件的尺寸分析，本制件的成型型腔屬于較大尺寸，所以應(yīng)按剛 度來計算，而型腔采用的是整體嵌入式，根據(jù)型腔的材料和經(jīng)驗(yàn)，型腔的 壁厚為55160mm,模套壁厚350mm。由此按經(jīng)驗(yàn)參考標(biāo)

43、準(zhǔn)模架，選取標(biāo)準(zhǔn)模架為1-150200 gb/t 12556.1-1990表4-1模架參數(shù)表名稱材料尺寸(mm)上模座板45鋼230x200x 15型腔板45鋼230x200x30型芯板45鋼230x200x20下模座板45鋼260x200x254.9導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī) 構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu) 用于動、定模之間的精密對中定位。設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有：合理布罝導(dǎo)柱的位罝，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個導(dǎo)柱直徑 的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險斷面上。通常設(shè)在長邊離中心 線的1/3處最為

44、安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑 對稱布置。導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端而高出68 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo) 作用。導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用ii7/f7,低精度時可采取更低的配合要 求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用h7/r6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取h7/k6。 配合長度通常取配合直徑的1.52倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩檫， 降低加工難度。導(dǎo)柱可以設(shè)置在動?；蚨?，設(shè)在動模一邊可以保護(hù)型芯不受損 壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。除了在動模和定模之間設(shè)罝導(dǎo)柱，導(dǎo)套以外，還需要在推板與動模 坐之間設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套，以保證推板的順利推出。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)柱：由模架已經(jīng)確定基本尺寸為

45、+ 8mm，總長l=80nini，詳細(xì)資料看零 件圖紙；導(dǎo)套：由導(dǎo)柱基本尺寸確定，長度l=80mm,詳細(xì)資料看零件圖紙。4. 10排氣設(shè)計在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑 料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低 分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料 交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時，還 會因?yàn)闅怏w被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺 陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲 件等的間

46、隙排氣。4.11溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效 率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。 流動性差的塑料如abs，pom等，要求模具溫度高，溫度過低會影響塑料的 流動，增大流動剪切力，使槊件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿 等缺陷。普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào) 節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入 模內(nèi)，可以提高成型效率。對于高熔點(diǎn)，流動性差的塑料，流動距離長的 制件，為了防止填充不足，有時也在水管屮通入溫水把模具加熱。由前面 分析可知道abs的成型溫度為248&#

47、176;c,模具溫度為47. 5°c。4.11.1溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率；模溫均勻，冷卻時間短，注射速度快可以減少塑件的變形 對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)；溫度對塑件質(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計時要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。4. 11.2對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求根據(jù)塑料的品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式；希望模溫均一，塑件各部同時冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好； 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本

48、低廉;4. 11.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計由4.8.3屮分析得出，需要給模具設(shè)計冷卻系統(tǒng)，重點(diǎn)在上部球形 面和直流道。設(shè)計原則 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好； 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相 等，經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻水管中心距b大約為2.53.5d,冷卻水管壁距模具邊 界和制件壁的距離為0. 81. 5b。最小不要小于10。 澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳； 應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過5"c 冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度 方向開設(shè)水孔。 合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的 其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。該塑件屬于中等深度的塑件，又由于前面分析可以知道，在塑件