退币盒注塑模具设计说明书

2016 届 本 科 生 毕 业 设 计退币盒前盖注塑模具设计Design of Injection Model for Front Cover of Coin Returning Box学生姓名 曾文团 学号 201211411129所在学院 工程学院 班级 模具 1126 班所在专业 机械设计与制造及其自动化申请学位 工学学士指导教师 刘璨 职称 副教授副 指 导 教 师 职称答辩时间 2016 年 6 月 2 日广东海洋大学 2016 届本科生毕业设计I摘 要根据注塑零件体积小的特点，本设计采取一模四腔和侧浇口进料的模具结构，并选取了国产海天 200XA 注塑机。本设计中采用镶嵌式式凸凹模，其优势是容易维护，组模方便，选用龙记 CI 型模架，另设侧向抽芯机构完成注塑成型，由斜导柱导向定位，并设计有水冷系统控制模具温度。本设计含有 ProE 三维图以及 CAD 二维图纸。关键词：注塑模；结构设计；ProE；广东海洋大学 2016 届本科生毕业设计iPlastic Injection MoldABStractBased on the characteristics of small volume injection molding parts, this design adopt one module and four cavities and side gate feed mould structure, and selected the domestic Haitian 200XA injection molding machine. Adopt and intensive in this design, its advantage is low cost, set of mould is convenient, selects the Dragon CI mould frame, the other side core-pulling mechanism complete injection molding, the inclined guide pillar guide positioning, and design a water-cooling system to control the mold temperature. This design contains ProE 3D and CAD 2D drawings. Key words: injection molding ;Structure design; ProE.广东海洋大学 2016 届本科生毕业设计ii目 录摘 要 .I第 1 章 1.1 绪论 .41.2 塑料简介 .41.3 注塑成型及注塑模 .4第 2 章 注塑件选型设计 .521 塑料材料的基本特性 .522 成型性能 .523 主要用途 .524 塑件的结构设计 .625 尺寸及精度 .726 塑件表面粗糙度 .727 塑件的体积和质量 .7第 3 章 注塑方案和模具结构分析 .831 确定浇注口的种类 .832 型腔数目的确定 .833 选择注塑机以及校核 .83.3.1 校核注射用量 .93.3.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 .93.3.3 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核 .10广东海洋大学 2016 届本科生毕业设计iii第 4 章 注射模具结构设计 .1141 分型面的设计 .1142 型腔的布局 .1243 浇注系统的设计 .1344 注射模成型零部件的设计 .15441 成型零部件结构设计 .15442 成型零部件工作尺寸的计算 .1745 排气结构设计 .174.5.1 凹模各尺寸的计算 .174.5.2 凸模各尺寸的计算 .1846 脱模机构的设计 .19461 选用脱模机构的准则 .19462 选择脱模机构的种类 .19463 推杆机构具体设计 .1947 注射模温度调节系统 .2048 冷却系统的设计原则 .2149 模架及标准件的选用 .22491 模架的选用 .22总结 .26参考文献 .27广东海洋大学 2016 届本科生毕业设计4第 1 章 绪论1.1在我国，模具制造是非常重要的的一个产业，对于经济的发展有着重要的作用，也是我国制造业振兴发达的非常重要的产业，我们的手机，塑料凳子，水瓶等等一系列的产品，很大一部分都依靠模具来制造成型。而且模具制造工艺高，精度高，复杂程度高，错误率低，生产率高，比其他一般的制造方法要优秀许多。模具生产中，一套模具设计的成本比较高，往往比产品价值高很多倍。总而言之，模具制造业在我国是非常基础的一项制造产业，并且也是开发高新技术产业举足轻重的领域。1.2 塑料简介：我们大部分人都知道，塑料是和我们生活息息相关的，一种高分子的材料。这种材料在设定的压力以及温度之下，有一个良好的流动性，这样的特性可以让熟料这种材料塑型成任何几何形状的产品，而且还不容易发生变形。在注塑生产中，塑料这样的材料有很多优点，比如他的密度小，绝缘性能优异，化学性质比较稳定，另外强度也挺高等等。除此之外，像我们平时用的矿泉水瓶，具有优秀的防水，防漏气的能力。在当今世界，塑料材料已经成为各种制造业不可或缺的基本材料。1.3 注塑成型及注塑模长久以来，注塑成型的技术一直都在发展并被完善着，它的成型方式也有很多种，在生产中，普遍使用的方式有压缩法，注射，挤出，吹塑等等。和本次设计的一样，各大工厂生产中最为广泛应用的注塑方式就是注射法了。这种方法成型比较快，对于形状复杂，各种尺寸要求高的产品，都是比较容易兼容的，有利于进行自动化一体化生产。但是这种方法有一个缺点，就是购买注塑设备比较贵，对于产品的成本会比较高，所以这种方法是不太适合量少的产品生产的，否则盈利不了。成型注塑这个方法，和金属的压铸成型有异曲同工之处，它的原理是通过塑料材料的可塑性挤压性，把一粒粒散状的塑料材料导入注塑机料斗，保压强冷凝一段时间，再开模，就可以成型出需要的塑料产品。在设计模具和生产当中，我们可以使用 CAE 技术，这样可以替换测试模具，这种技术里面提供了一个对于产品设计一直到生产的一个非常整体的方案。他可以在 PC 上对成型的整个过程进行分析，对于充填，压力冷却的预测都是比较精准的，这样的设备可以帮助设计人员方便快捷的找出设计中出现的问题，并加以改正。第 2 章 塑料材料分析21 塑料材料的基本特性广东海洋大学 2016 届本科生毕业设计5在这次的退币盒设计中，用到的塑料材料是 ABS，这种材料是三种单体聚合成的，有各自的特别性能，所以这种材料的性能比较综合，有良好的硬度，而且坚韧，也有非常良好的耐腐蚀性能，在后期的生产加工中，容易对其进行上色。最重要的事，ABS 不仅容易得到，还比较便宜，在各大生产中都是广泛应用的材料，ABS 无毒，密度为 1.02 到 1.053cmg22 塑件材料成型性能对 于 ABS 塑 料 的 性 能 ， 它 比 较 容 易 吸 水 导 致 产 品 表 面 出 现 斑 痕 等 瑕 疵 。 所 以 ， 我 们在 生 产 中 要 预 先 对 材 料 进 行 烘 干 ， ABS 材 料 在 温 度 变 高 后 ， 它 的 粘 度 会 增 加 ， 所 以 在注 塑 模 的 设 计 里 边 ， 都 会 使 用 浇 口 模 式 ， 压 力 也 比 较 高 ， 脱 模 斜 度 一 般 都 大 一 点 比较 合 适 。 其 次 ， 产 品 也 容 易 产 生 连 接 痕 迹 ， 在 设 计 里 我 们 应 该 减 少 控 制 浇 注 系 统 对 于熔 料 的 阻 力 ， 正 常 情 况 下 ， 厚 度 ， 熔 料 的 温 度 对 收 缩 率 影 响 比 较 小 的 。 另 外 ， ABS塑 料 塑 化 的 效 率 比 较 高 ， 比 热 容 低 ， 在 冷 却 方 面 也 比 较 快 ， 在 实 际 生 产 中 生 产 时 间 比较 短 ， 相 对 成 型 速 度 也 快 。23 塑件材料主要用途ABS 塑料在实际的生产中，往往用来制造把手啊，通道管道啊，垃圾铲，冷库等等，另外在汽车领域里，工业用 ABS 来生产汽车的后挡板啊，水箱，空调盖等等，因为 ABS 还防水，我们家用的水表的外壳，也可以用 ABS 来进行制造的，另外还有塑料的玩具等等，不胜枚举。 在设计前，我们要对零件实体做个分析，对其结构，形状，大小，精度和质量进行一个仔细的分析，在完成分析后，我们才好下决策决定塑料产品要什么模具结构和精度要求。本设计里的退币盒如图所示： 广东海洋大学 2016 届本科生毕业设计63D 视图24 塑件的结构设计（1） 、脱模斜度注射产品在冷却过程会收缩，所以它在脱模前会有可能粘住模具的型芯和型腔中突出的地方。为了可以成功脱模，防止因脱模力过大导致产品有瑕疵，与脱模方向平行的产品内外表面设计一个脱模斜度。脱模斜度的大小与退币盒前盖有关。（2） 、塑件的壁厚塑料件的外表厚度很重要，也就是壁厚，这个问题在设计中必须得到考虑，因为这个因素对注塑成型有很大的影响。对注射时候的流体流动，冷却时间的长短，产品最终的质量如何都有关系。那么对于壁厚的设计准则：一般情况下要尽量小。但是，太小会导致它的应力能力差，容易产生形变，到装配的时候可能会出现很多问题；反之，如果壁厚太大，直接回影响成本，塑料的用量，而且重厚的设计，会让塑料制品的冷却速度变慢，另单体的生产时间变得很长，另外的缺点还有可能产生表面气泡，不规则收缩等等。所以，在选择壁厚的时候，我们要尽量设计为均匀一些，不然就会出现上述说到的不规则收缩导致表面不平整。这里的选择建议是一般数值在 1 到 4，或者 2 到 3，这样可以促使表面均匀一些。（3） 、塑件的圆角在制品的时候，难免会有一些弯角，这些弯角有可能造成应力集中化，所以在设计中应该适当地设计改良模具的特性，改变或增加一些力学角度。这就要求我们在一些弯角的地方利用圆角来配合过度。一般情况下，弯角连接的地方应当有 0.5 到 1 的圆角，外圆弧要比外壁多 0.5 倍，内部圆角大于外壁厚 0.5 倍。（4） 、孔广东海洋大学 2016 届本科生毕业设计7仔细观察我们设计的退币盒，可以发现有很多通孔和盲孔，按照设计原则，我们应当用型芯，可是复杂的孔的加工难度不简单，液态塑料流动也不容易，并且成本不便宜。所以，我们在设计孔的时候基本用比较简单一点的孔，另外，型芯可以分流熔体，因此在孔连接成型的地方会有可能产生接触痕迹，这样的话孔的强度会比较低，所以说，在设计孔与孔的距离时，孔到产品边缘部分的距离要比孔径 要大，孔的附近部分应该适当增加壁厚，这样的做法对塑件的强度刚度性能都有保证。25 塑件尺寸及精度该塑件的材料为 ABS，流动性较好，适用于不同尺寸的制品，据任退币盒的参数和要求，这次的制品都用 MT3 级精度，未注采用 MT5 级精度。 26 塑件表面粗糙度塑件的表面粗糙度越低，证明产品的精度要求越高，在实际生产中，我们还要考虑模具的损耗以及机损，使用时间长了表面粗糙度也会增高，所以要适当给与模具型腔表面进行抛光修复。退币盒这个塑件内表面的粗糙度比外表面要高，外部数值是 Ra0.2 ，内部为 0.4m。m27 塑件的体积和质量用软件分析退币盒前盖，在 PROE 软件中， ，可以测得塑件的质量等息（ABS 的密度为1.05 ） ，计算出退币盒前盖的质量为 47 克。3/cg第 3 章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定31 选定浇口种类。浇口的是注射机喷嘴到型腔的通道，这里的通道可以让熔体流入型腔各个部分成型。这个部位的设计对塑件也有非常的大的影响。浇口由主流道，分流道，浇口和冷凝扣组成。这关系到产品是否能成型完好无缺。分析退币盒前盖，发现他的质量精度要求比较高，对此我们选用侧浇口。侧浇口设置在中间圆滑的地方进入，退币盒前盖组装后就会遮住浇口。32 确定型腔数分析可知塑件并不是很大，需要量产节约成本，所