MP3的前后蓋的模具設(shè)計(jì)

MP3的前后蓋的模具設(shè)計(jì)

論文關(guān)鍵詞：注射成型模具設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯推出機(jī)構(gòu)

論文摘要：本設(shè)計(jì)包括MP3的前后蓋的模具設(shè)計(jì)。前蓋：此產(chǎn)品的材料為ABS塑料，有利于提高制品的強(qiáng)度，采用一模兩腔的布局方法，澆口的形式為側(cè)澆口。模具結(jié)構(gòu)為斜導(dǎo)桿內(nèi)抽芯的結(jié)構(gòu)。后蓋：和前者一樣也同樣是ABS塑料。采用一模四腔的布局，澆口的形式為潛伏式澆口。模具的結(jié)構(gòu)同樣為斜導(dǎo)桿內(nèi)抽芯的結(jié)構(gòu)形式。通過以下的計(jì)算和設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)是可行的，并可以用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。

第二章塑件的工藝分析

工藝性分析

前蓋塑件成型工藝性分析

塑件如圖1-1所示

圖1-1

名稱：MP3充電器前蓋材料：ABS塑料數(shù)量：較大批量生產(chǎn)質(zhì)量：顏色：黑色

要求：塑件表面光滑，塑件允許最大的脫模角度為度。

后蓋塑件成型工藝性分析

塑件如圖1-1所示

圖1-1

名稱：MP3充電器后蓋材料：ABS塑料數(shù)量：較大批量生產(chǎn)質(zhì)量：顏色：黑色

要求：塑件表面光滑，塑件允許最大的脫模角度為度

塑件材料特性

前蓋的材料特性

ABS塑料是在聚苯乙烯分子中導(dǎo)入了丙烯腈、丁二烯等異種單體后成為的改性共聚物，也可稱改性聚苯乙烯，具有聚苯乙烯更好的使用性能和工藝性能。ABS塑料是一種常用的具有良好的綜合力學(xué)性能的工程塑料。它具有的良好的機(jī)械強(qiáng)度，特別是抗沖擊強(qiáng)度；具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化學(xué)穩(wěn)定性和電性能。一般為無定型料，不透明，無毒、無味，成型塑件的表面有較好的光澤。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，并且耐氣候性較差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆，

后蓋的材料特性

由于后蓋所選的材料和前蓋相同，所以材料特性也與前蓋相同，不加以詳細(xì)敘述。

塑件成型工藝參數(shù)的確定

前蓋塑件成型工藝參數(shù)的確定

查相關(guān)手冊(cè)得到ABS塑料成型工藝參數(shù)

密度～

收縮率～

預(yù)熱溫度80～85，預(yù)熱時(shí)間2～3；

料筒溫度后段150～170，中段165～180，前端180～200。

噴嘴溫度170～180；

模具溫度50～80；

注射壓力60～100

成型時(shí)間注射時(shí)間20～90，保壓時(shí)間0～5，冷卻時(shí)間20～150。

后蓋塑件成型工藝參數(shù)的確定

查相關(guān)手冊(cè)得到ABS塑料成型工藝參數(shù)

密度～

收縮率～

預(yù)熱溫度80～85，預(yù)熱時(shí)間2～3；

料筒溫度后段150～170，中段165～180，前端180～200。

噴嘴溫度170～180；

模具溫度50～80；

注射壓力60～100

成型時(shí)間注射時(shí)間20～90，保壓時(shí)間0～5，冷卻時(shí)間20～150。

第三章模具結(jié)構(gòu)方案及模架的選擇

模具的基本結(jié)構(gòu)

前蓋模具的基本結(jié)構(gòu)

塑件采用注射成型生產(chǎn)。因?yàn)樗芗?nèi)有凸起的臺(tái)階，所以模具應(yīng)用內(nèi)抽芯的注射模具結(jié)構(gòu)。并采用側(cè)澆口澆注系統(tǒng)形式。

后蓋模具的基本結(jié)構(gòu)

塑件采用注射成型生產(chǎn)。因?yàn)樗芗?nèi)有凸起的臺(tái)階，所以模具應(yīng)用內(nèi)抽芯的注射模具結(jié)構(gòu)。并采用潛伏式澆口澆注系統(tǒng)形式。

確定型腔數(shù)目及布置

前蓋的確定塑件形狀較簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小、生產(chǎn)批量大，所以應(yīng)使用多型腔注射模具?？紤]到塑件內(nèi)壁有突起的地方。需側(cè)向抽芯，所以模具采用一模二腔，非平衡式型腔布置，這樣模具結(jié)構(gòu)尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高塑件成本低。型腔布置如圖2-1所示。

圖2-1

后蓋的確定塑件形狀較簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小、生產(chǎn)批量大，所以應(yīng)使用多型腔注射模具。考慮到塑件內(nèi)壁有突起的地方。需側(cè)向抽芯，所以模具采用一模四腔，非平衡式型腔布置，這樣模具結(jié)構(gòu)尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高塑件成本低。型腔布置如圖2-1所示。

圖2-1

分型面的選擇

前蓋分型面的選擇塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，本塑件的分型面位置如圖2-2所示。圖2-2所示的分型面選擇在塑件下端的最大分型面上，這樣的選擇使塑件外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型，塑件外表面光滑，同時(shí)側(cè)向抽型容易，而且塑件脫模方便。如果分型面選擇在其他位置，會(huì)在分型面處留下痕跡，則會(huì)影響塑件表面的質(zhì)量，同時(shí)會(huì)使側(cè)向抽芯困難，所以選擇如圖2-2所示的分型面位置。

圖2-2

后蓋分型面的選擇塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，本塑件的分型面位置如圖2-2所示。圖2-2所示的分型面選擇在塑件下端的最大分型面上，這樣的選擇使塑件外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型，塑件外表面光滑，同時(shí)側(cè)向抽型容易，而且塑件脫模方便。如果分型面選擇在其他位置，會(huì)在分型面處留下痕跡，則會(huì)影響塑件表面的質(zhì)量，同

時(shí)會(huì)使側(cè)向抽芯困難，所以選擇如圖2-2所示的分型面位置。

圖2-2

澆注系統(tǒng)的確定

確定前蓋澆注系統(tǒng)塑件采用側(cè)澆口成型，其澆注系統(tǒng)如圖2-3所示。側(cè)澆口的厚度a=,寬度b=4mm,長(zhǎng)度L=1mm。分流道截面采用梯形截面，各個(gè)部分的尺寸如圖2-4所示。主流道為圓錐形，主流道的錐角為2°～6°，內(nèi)壁的表面粗糙度為μm小端直徑d為—8mm,長(zhǎng)度L通常由模板的長(zhǎng)度決定，一般不超過60mm，為了防止主流道與注射機(jī)的噴嘴處產(chǎn)生溢料，而造成流道凝料脫出困難，主流道與注射機(jī)噴嘴處應(yīng)緊密對(duì)接，為此主流道對(duì)接處應(yīng)制成半球型凹坑，凹坑的深度h為3—5mm,凹坑半徑SR應(yīng)比噴嘴頭半徑大1—2mm，主流道小端直徑也應(yīng)比噴嘴直徑大—1mm，主流道襯套的結(jié)構(gòu)如圖2-6示

圖2-3

圖2-4

分流道的尺寸大小，如圖2-5所示。

圖2-5

圖2-6

冷料穴的寬度和分流道相等，其長(zhǎng)度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以取值為寬度的—2倍。所以冷料穴的長(zhǎng)度為取為8mm。

確定后蓋澆注系統(tǒng)塑件采用潛伏式澆口成型，其澆注系統(tǒng)如圖2-3所示。分流道截面采用梯形截面，各個(gè)部分的尺寸如圖2-5所示。主流道為圓錐形，主流道的錐角為2°～6°，內(nèi)壁的表面粗糙度為μm小端直徑d為—8mm,長(zhǎng)度L通常由模板的長(zhǎng)度決定，一般不超過60mm，為了防止主流道與注射機(jī)的噴嘴處產(chǎn)生溢料，而造成流道凝料脫出困難，主流道與注射機(jī)噴嘴處應(yīng)緊密對(duì)接，為此主流道對(duì)接處應(yīng)制成半球型凹坑，凹坑的深度h為3—5mm,凹坑半徑SR應(yīng)比噴嘴頭半徑大1—2mm，主流道小端直徑也應(yīng)比噴嘴直徑大—1mm，主流道襯套的結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。

圖2-7

成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括凹模和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

前蓋：凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)可以保證塑件的外表面的質(zhì)量，并且有利于塑件的拋光。

型芯的結(jié)構(gòu)是組合式結(jié)構(gòu)，這樣有利于加工的方便，并保證配合精密，防止塑件產(chǎn)生飛邊。

后蓋：由于后蓋與前蓋的的形式大體相同，所以成型零件的設(shè)計(jì)也與前者一樣。

確定推出方式

前蓋由于塑件形狀為方殼型零件，所以可以使用推竿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出，這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、推出力均勻，塑件在推出時(shí)變形小，推出可靠。

后蓋與前蓋相同。

確定側(cè)向抽芯方式

前蓋塑件的側(cè)面有矩形的小孔，因此模具應(yīng)設(shè)置側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，由于抽芯距離較短，抽芯力較小，并且應(yīng)為內(nèi)抽芯，所以選用滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。

后蓋與前蓋相同

確定模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)

由于兩者都式ABS材料塑件的注射模具,由于制品平均厚度只有2毫米，制品尺寸較小，所以都不必增加冷卻和加熱裝置

確定排氣方式由于兩個(gè)制品的尺寸比較小，利用分型面和推桿的配合間隙排氣即可。

模具結(jié)構(gòu)方案模具結(jié)構(gòu)都為單分型面?zhèn)认虺樾灸＞?，模具打開的距離應(yīng)大于塑件的高度，以便能夠順利去出制品。

第四章制品的計(jì)算

1前蓋的計(jì)算

4．1．1粗略計(jì)算制品的體積和質(zhì)量。

=5712

=

=×ρ

=

ρ—ABS塑料的密度，通常取/

4．1．2粗略計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積和質(zhì)量。

=2×2×π×60＋×4/2×50

=2060

=

=×ρ

=

4．1．3總體積和總質(zhì)量的計(jì)算。

=×2+

=

=×2+

=

聚苯乙烯的密度為/,ABS塑料的密度為—/

滿足注射量≥/

式中—額定注射量

—塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和

≥/=/=

注射壓力

查表可得ABS塑料成型是的注射壓力

≥

查表可以得到ABS塑料成型時(shí)的注射壓力=70—90MPa鎖模力

≥pF

式中p—塑料成型時(shí)型腔壓力，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

各型腔及澆注系統(tǒng)及在分型面上的投影面積

F=40×66＋40×66＋6×50=5580

pF=30×5580=167400N=168KN

4．2后蓋的計(jì)算

4．2．1粗略計(jì)算制品的體積和質(zhì)量。

=8748

=

=×ρ

=

ρ—ABS塑料的密度，通常取/

4．2．2粗略計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積和質(zhì)量。

=(5+4)×÷2×＋9π×60

=

=

=×ρ=

4．2．3總體積和總質(zhì)量的計(jì)算。

=×4+=39

=×2+=41g

聚苯乙烯的密度為/,ABS塑料的密度為—/

滿足注射量≥/

式中—額定注射量

—塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和

≥/=41/=49.

8

注射壓力

查表可得ABS塑料成型是的注射壓力

≥

查表可以得到ABS塑料成型時(shí)的注射壓力=70—90MPa鎖模力

≥pF

式中

p—塑料成型時(shí)型腔壓力，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

各型腔及澆注系統(tǒng)及在分型面上的投影面積

F=40×66×4＋152×5=11320

pF=30×11320=340000N=320KN

第五章注射機(jī)和模架的選用

5．1注塑機(jī)的選用

5．1．1前蓋的選擇

根據(jù)以上分析、計(jì)算，查表可以得到初選注射機(jī)的型號(hào)為XS-Z-60。

注射機(jī)XS-Z-60的有關(guān)技術(shù)參數(shù)

最大開合模行程S180mm

模具最大厚度200mm

模具最小厚度70mm

噴嘴圓弧半徑12mm

噴嘴孔直徑4mm

動(dòng)定模板尺寸428mm×458mm

拉料空間260mm×290mm

5．1．2后蓋的選擇

根據(jù)以上分析、計(jì)算，查表可以得到初選注射機(jī)的型號(hào)與前蓋相同。

5．2標(biāo)準(zhǔn)模架的選用

5．2．1前蓋的選用

根據(jù)以上分析，計(jì)算以上分析，計(jì)算以及型腔尺寸及位置可以確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。查表選用

-160250-27-Z2GB/—1990

定模板厚度：A=32mm

動(dòng)模板厚度：B=25mm

墊塊厚度：C=50mm

模具厚度：=72+A+B+C=(72+32+25+50)mm=179mm

5．2．2后蓋的選用

根據(jù)以上分析，計(jì)算以上分析，計(jì)算以及型腔尺寸及位置可以確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。查表選用

-315250-27-Z2GB/—1990

定模板厚度：A=32mm

動(dòng)模板厚度：B=25mm

墊塊厚度：C=63mm

模具厚度：=25+25+40+A+B+C=210mm

模具外形尺寸315×250×210

第六章注射機(jī)的校核

前蓋的校核

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(jī)和選用模架時(shí)是根據(jù)以上四個(gè)技術(shù)參數(shù)及計(jì)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(jìn)行校核，已符合所選注射機(jī)要求。

開模行程的校核注射機(jī)最大開模行程S

式中—塑料制品的高度；

—澆注系統(tǒng)的高度。

=2×14+60+10=94mm

故滿足要求。

模具在注射機(jī)上的安裝從標(biāo)準(zhǔn)模架外型尺寸看小于注射機(jī)拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以所選注射機(jī)規(guī)格滿足要求。

推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

后蓋的校核

注射量、鎖模力、注射壓力的校核由于在初選注射機(jī)和選用模架時(shí)是根據(jù)以上三個(gè)技術(shù)參數(shù)及計(jì)算壁厚等因素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力不必進(jìn)行校核，已符合所選注射機(jī)要求。

模具厚度的校核由于模具的最大厚度小于模具的外型尺寸，所以必須重新選擇?？蛇x擇型號(hào)為XS-ZY-125

注射機(jī)XS-Z-60的有關(guān)技術(shù)參數(shù)

最大開合模行程S300mm

模具最大厚度300mm

模具最小厚度200mm

噴嘴圓弧半徑12mm

噴嘴孔直徑4mm

動(dòng)定模板尺寸428mm×458mm

拉料空間260mm×290mm

開模行程的校核注射機(jī)最大開模行程S

式中—塑料制品的高度；

—澆注系統(tǒng)的高度。

=2×+60+10=91mm

故滿足要求。

模具在注射機(jī)上的安裝從標(biāo)準(zhǔn)模架外型尺寸看小于注射機(jī)拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以所選注射機(jī)規(guī)格滿足要求。

第七章推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

前蓋的設(shè)計(jì)

推件力的計(jì)算

推件力

式中A—塑件包絡(luò)型芯的面積

—塑件對(duì)型芯面積上的包緊力，取×—×Pa;

α—脫模斜度；

—大氣壓力;

μ—塑件對(duì)剛的摩擦系數(shù)μ，約為—；

—制件垂直于脫模方向的投影面積。

A≈=2968

=[2968×××/＋×66×40×]N

=[+]N

=

=

確定頂出方式和頂桿位置根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定制品在除內(nèi)抽芯區(qū)域外都有頂出裝置，并在塑件長(zhǎng)邊的中間有兩根頂桿，長(zhǎng)度為40的邊有兩根，并都是普通的圓頂桿。

對(duì)于流道的固化塑料也設(shè)置拉料桿和頂出桿。

普通的圓形頂桿按—1984選用，均可滿足頂桿剛度要求。

查表選用φ6×125型號(hào)的圓形頂桿12根。由于制件較小，推出機(jī)構(gòu)可以不設(shè)置導(dǎo)向裝置。

模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算

后蓋的設(shè)計(jì)

推件力的計(jì)算

推件力

式中A—塑件包絡(luò)型芯的面積

—塑件對(duì)型芯面積上的包緊力，取×—×Pa;

α—脫模斜度；

—大氣壓力;

μ—塑件對(duì)剛的摩擦系數(shù)μ，約為—；

—制件垂直于脫模方向的投影面積。

A≈=1666

=[1666×××（

40′―sin40′）/＋×62×36]N

=(+)N

=

確定頂出方式和頂桿位置根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定制品在除內(nèi)抽芯區(qū)域外都有頂出裝置，并在塑件長(zhǎng)邊的中間有兩根頂桿，長(zhǎng)度為40的邊有兩根，并都是普通的圓頂桿。

對(duì)于流道的固化塑料也設(shè)置拉料桿和頂出桿。

普通的圓形頂桿按—1984選用，均可滿足頂桿剛度要求。

查表選用φ6×125型號(hào)的圓形頂桿24根。由于制件較小，推出機(jī)構(gòu)可以不設(shè)置導(dǎo)向裝置。

模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算

第八章成型零件工作尺寸的計(jì)算

取ABS塑料的平均收縮率為%，塑件未注公差按照SJ1372種的8級(jí)精度公差選取，即R25為R、50為、45為、φ10為φ、15為、為，根據(jù)計(jì)算公式得凹模、型芯工作尺寸，結(jié)果見表

前蓋的計(jì)算

類別

零件名稱

塑件尺寸

計(jì)算公式

凹模的工作尺寸

凹模

徑向尺寸

深度尺寸