安装极板塑料成型工艺及模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 安装极板注塑成型工艺及模具设计 摘 要： 本设计题目为 安 装 极 板 注 塑 成 型 工 艺 及 模 具 设 计 ，体现了板类塑料零件的设计要求、内容及方向，有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者注塑模设计的基础知识，为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。 本设计运用塑料成型工艺及模具设计的基础知识，首先分析了塑件的成分及性能要求，为选取浇口的类型做好了准备；然后估算了塑件的体积，便于选取注塑机及确定型腔数量；最后分析了塑件的特征，确定模具的设计参数、设计要点及推出装置的选取。 本塑件的两侧都有螺纹 孔，采用顶杆顶出，有利于模具的简化，工作效率较高，这是这种模具的普遍之处。这种机构脱模可靠，非常适合在本副模具中使用。 关键词 ：注塑模 螺纹孔 顶杆 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 a of a is to si de of of of to of of to a of is to of of is to c to of is to u of al l be to of be is of of of in in 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目录 1 绪论 . 1 2 模塑工艺规程的编制 . 7 件的工艺性分析 . 7 件的原材料分析 . 7 件的结构和尺寸精度及表面质量分析 . 7 构分析 . 8 寸精度分析 . 8 面质量分析 . 8 2 3 计算塑件的体积和质量 . 8 2 4 塑件注塑工艺参数的确定 . 9 2 5 塑料成型设备的选取 . 10 3 注塑模 的结构设计 . 11 型面选择 . 11 定型腔的数目及排列方式 . 12 腔数量的确定 . 12 腔的排列方式 . 13 注系统设计 . 14 主流道设计 . 14 流道设计 . 15 口设计 . 15 气结构的设计 . 15 流道衬套的选取 . 16 出机构设计 . 16 型零件结构设计 . 16 4 安装极板注塑 模具的有关计算 . 18 5 模具加热和冷却系统的设计 . 20 6 模具闭合高度确定 . 21 核注塑机的开、合模空间 . 21 具合模时校核 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 具开模时校核 . 21 7 注塑机有关参数的校核 . 22 具合模时校核 . 22 具开模时校核 . 22 8 绘制模具总装图及模具工作原理 . 23 结束语 . 24 致谢 . 25 参考文献 . 26 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 绪论 近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、 长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以 珠 江 三 角 洲 和 长 江 三 角 洲 为 中 心 的 东 南 沿 海 地 区 发 展 快 于 中 西 部 地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。 模具成型具有优质，高产，低消耗，低成本的特点。因而，在国民经济各个部门得到了极其广泛的应用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化学稳定性好， 电绝缘性强，力学性能高，自润滑，耐磨及相对密度小等独特的优异性能，成为工业部分必不可少的新型材料。 根据业内专家预测，今年中国塑料模具市场总 体规模将增加 13%左右，到 2005 年塑料模具产值将达到 460 亿元，模具及模具标准件出口将从现在的 9000 多万美元增长到 2005 年的 2 亿美元左右，产值在增长，也就意味着市场在日渐扩大。 相当多的发达国家塑料模具企业移师中国，是国内塑料模具工业迅速发展的重要原因之一。中国技术人才水平的提高和平均劳动力成本低都是吸引外资的优势，所以中国塑模市场的前景一片辉煌，这是塑料模具市场 迅速成长的重要因素所在。按照我国国家标准，模具共分为 10 大类 46 个小类，塑料模具是 10 大类中的 l 个大类，共有 7 个小类：热塑性塑料注塑模、热固性塑料注塑模、热固性塑料压塑模、挤塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他类塑料模。塑料模的发展是随着塑料工业的发展而发展的，在我国起步较晚，但发展却很快，特别是最近几年，无论在质量、技术和制造能力上，都有很大发展。但就总体来看，与国民经济发展和世界先进水平相比，差距仍较大，一些大型、精密、复杂、高效、长寿命的塑料模具每年仍大量进口。 据悉目前全世界年产出模具约 650 亿美元，其中 塑料模具约为 260亿美元。我国 1999 年模具总产值 245 亿元其中塑料模具约为 82 亿元， 2000 年近 100 亿元。七类塑料模具中，注塑模具所占比例很大，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 约占全部塑料模具的 80%左右。 塑料模具的主要用户是家用电器行业、汽车、摩托车行业、电子音像设备行业、办公设备行业、建筑材料行业、信息产业及各种塑料制品行业等。目前国内年需塑料模具约 130元，真中有 30 多亿元仍靠进口，进口量最多的塑料模具有汽车摩托车饰件模具、大屏幕彩电壳模具、冰箱洗衣机模具、通讯及办公设备塑壳模具、塑料异型材模具等。大学三年的学习即 将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。经过在新飞电器有限公司、洛阳中国一拖的生产实习，我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模 具的结构和动作过程方面的知识，而对于模具的制造工艺更是实现了零的突破。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。 在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 2 模塑工艺规程的编制 图 1 安装极板 零件图 该塑件是 安装极板 产品，其零件图如图 1 所示。本塑件的材料采用尼龙 1010，生产类型为大批量生产。 件的工艺性分析 件的原材料分析 塑件的材料采用尼龙 1010，属热塑性塑料。 无定行料，其品种牌号很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。吸湿性强，含水量应小于 必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预干燥。流动性中等，溢边料 右。从使用性能上看，尼龙 1010 是半透明，吸水小，耐寒 性较好，坚韧 耐磨耐油耐水，抗霉菌，但吸水性大；从成型性能上看，塑件壁不宜取厚，并应均匀，脱模度不宜取小，尤其对厚壁及深高塑件更应取大。受热时间不宜超过 30温高则收缩大，易出飞边，收缩小，取向性强，注射压力低易发生凹痕，波纹。成型周期按塑件壁厚而定，厚则取长，薄则取短，为了减少收缩，凹痕缩孔， 对要求精度高的塑件模温宜取 50 60 ，要求光泽及耐热塑料宜取 60 80。注射压力应买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射机时料温为 180 230，注射压力为 100 140，螺杆式注射机宜 取 160 220，注射压力70 100。 构分析 从塑件的壁厚上来看 ,壁厚最大处为 6厚相差不大 , 符合尼龙1010 的最小壁厚原则，在制件的转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷，由于制件的尺寸较小，尼龙 1010 的强度较大不需增设加强筋。 该零件属于中等复杂程度。 从零件图上分析，该零件为长方形。在宽度方向的一侧有一个宽 3 3凹空，在高度为 25为 40为 9凸台上 ,两个 孔对称分布 ,因此 ,模具设计时也可不设置侧向分型抽心机构 , 在长度方向的一侧有两个高度 2径为 5孔，以减小模具复杂程度。 寸精度分析 该零件重要尺寸，如 136尺寸精度为 ，次要尺寸，如 1773的尺寸精度为 。由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关尺寸加工可以得到保证。 面质量分析 要想获得合格的塑料制件除选用塑料的原材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性，塑件的结构工艺性与模具设计有直接关系，只有塑件设计满足成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构以防止成型时产生气泡、缩孔、凹陷、及开裂等缺 陷，达到提高生产率和降低成本的目的。该零件的表面除要求没有缺陷毛刺，内部不得有导电杂质外，没有什么特别的表面质量要求，故比较容易实现。 综上分析可以看出 ,注塑时在工艺控制得较好的情况下 ,零件的成型要求可以得到保证。 2 3 计算塑件的体积和质量 计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 计算塑件的体积： V= 计 算 塑 件 的 质 量 ： 根 据 设 计 手 册 可 查 得 尼 龙 1010 的密度为= 塑件质量： M=103 103 =时选用一模一件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机 125 型。 2 4 塑件注塑工艺参数的确定 查找有关文献和参考工厂时间应用的情况，尼龙 1010 的成型工艺参数可作如下选择：（试模时，可根据 实际情况作适当调整） 注塑温度：包括料筒温度和喷嘴温度。 料筒温度 后段温度 t 1 选用 190 2100 c； 中段温度 t 2 选用 200 220 0 c； 前段温度 10 2300 c； 喷嘴温度： 选用 200 2100 c； 注塑压力： 选用 40 100 注塑时间： 选用 20 90s； 保压压力： 选用 65 高压时间： 选用 0 5s； 冷却时间： 选用 20 120s； 总周期： 选用 45 220s； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 后处理方法： 采用油水盐水； 后处理温度： 90 100t/0 c; 后处理时间： 4h5h。 说明：预热和干燥均采用鼓风烘箱 ,凡潮湿环境使用的塑料，应进行调湿处理，在 100 1200 c 水中加热 2 18h。 2 5 塑料成型设备的选取 注射模具是安装在注射机上的，模具与注射机应当相适应，这将关系到制件的质量，均匀性及成型周期。一副模具放在许多型号和规格的注射机上使用，均可能获得令人满意的效果，但是只有该模具的注射量、锁模力、注射速度和总的循环操作都与预想值相同的情况下才能取得最佳效果。选择注塑机时，必须保证制品的注射量小于注射机允许的最大注射量。根据生产经验，制品注射量一般不超过注射机最大注射 量的80%，此模具采用一模两腔。 模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切联系，设计模具时应保证注塑模内所需融体总量在注射机实际的最大注射量；根据生产经验，注射机的最大注射量是允许最大注射量的 80%。 由 1M + 2M 80% M 计算可得满足使用要求。 注射压力校核是检验注射机的最大注射压力能否满足制品成型的需要，注射压力的大小与制品的复杂程度、模具结构、塑件品种、注射速度、流 动比、喷嘴及模具流道系统以及注射机类型等因素有关，注射机的注射压力为 119满足注射压力的需要。 注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠的锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料融体时型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的 乘积小于注射机额定锁模力。 即（ 1 2A ） PF 经计算满足上式要求，故满足使用要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 3 注塑模的结构设计 注塑模结 构设计主要包括：分型面选择模具型腔数目的确定型腔的排列方式冷却水道布局浇口位置设置模具工作零件的结构设计侧向分型与抽芯机构的设计推出机构的设计等内容。 型面选择 模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。 该塑件为 安装极板 ，表面无特殊的要求，其分型面选择如下图所示： 图 3图 3示取 为分型面，不影响零件外观质量，抽芯在动模构简单。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 图 3图 3示取 为分型面，抽芯在定模，抽芯机构复杂， 应当避免定模抽芯。从以上两个分型面的比较可以很容易的看出应该选择第一个分型方法，有利于模具成型。 定型腔的数目及排列方式 腔数量的确定 塑件的生产属大批量生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量。 按注射机的额定锁模力确定型腔数量 1=（ F/ B/A 其中： F 注塑机的锁模力 N 型腔内的 平均压力 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 A 每个制件在分型面上的面积（ 2 ） B 流道和浇道在分型面上的投影面积（ 2 ） 在模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析 B 为（ 常取 B=体内的平均压力取决于注射压力，一般为 25 40保险起见常用 C)/00000 0 342=个） 注射机注塑量确定型腔数目 2=（ G C） /V 其中： G 注射机的公称注塑量（ 3 ） V 单个制件体积 （ 3） C 流道和浇口的总体积（ 3 ） 生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的 ，取 计算，同时流道和浇道的体积 为未知量，据统计每个制品所需浇注系统是体积的 1 倍，现取 C= =（ 125） /） 从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取 的较小值，在这里可以选取的个数是 2， 4， 6， 8， 10 个，考虑的制件的取出和模具的开模等情况，以及模具的主流道长度最好小于 60防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。我们所设计的端盖注塑模具采用一模两腔的方案，即 N=1 腔的 排列方式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 3 本塑件在注塑时采用一模一腔 ,综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素采取如图 3示的型腔排列方式。 注系统设计 主流道设计 根据 注塑机喷嘴的有关尺寸 喷嘴前端孔径： 4嘴前端球面半径： 2据模具主流道与喷嘴的关系： R= 1 2） =1)主流道的球面半径： R=13主流道的小端直径 d= 了方便将凝料从主流道中拔出，将主流道设计为圆锥形式其斜度买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 取 1 3 度经换算得主流道大端直径 D= 了使料能顺利的进入分流道，可在主流道的出料端设计半径 r=5圆弧过渡。 流道设计 分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积，壁厚和形状的复杂程度来确定分流道的长度的。由于塑件的形状比较简单，尼龙 1010 的流动性好，冲型能力比较好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根据主流 道大端直径 D= 梯形可选用上底为 b=为 h=8截面。 截面形状为 U 型，在流道设计中要减小压力损失，则希望流道的面积大。要减少传热损失，又希望流道的面积小。因此可用流道的面积与周长的比值来表示流道的效率。 U 型实质上是一种双梯形流道截面。效率为 流道的尺寸 分流道直径 / 选取 6流道表面粗糙度 分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度常取 m，这可增加对外层塑料熔体流 动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。有利于保温。但表面不得凸凹不平，以免对分型不利。 口设计 根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想。设计时考虑选择从塑件的表面进料，而且在模具结构上采取镶拼型腔型心，有利于填充排气。故采用截面为矩形的侧浇口，查表初选尺寸为（ b l h） 1模时修正。 气结构的设计 在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，甚至会 产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。 排气方式有两种：开排气槽排气和利用合模间隙排气。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 由于端盖注塑模是小型镶拼式模具，可直接利用分型面和镶拼间隙进行排气，而不需在模具上开设排气槽。（尼龙 1010 塑料的最小不溢料间隙为 隙较小，再加上尼龙 1010 的流动性较好，也不宜开排气槽。 流道衬套的选取 为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主流道衬套形式，选取材料为 处理以后的硬度为 53 57流道衬套和定模的配合形式为 H7/过渡配合。 出机构设计 图 3图 3示模具开模后 ,塑件包紧动模型心的力并不大 ,适当考虑脱模斜度 ,采用顶杆并不会将塑件顶变形 ,且模具结构简单。 型零件结构设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 本副模具采用整体式凹模结构，由于制件结构简单，模具牢固，不易变形，制件没拼界逢，适用用本制件的模具。如图所示： 材料选用 硬度在 50上。 根据分流道与浇口的设计要求，分流道与浇口设在凹模型腔上其结构见上图所示。 凹模板尺寸：根据矩形凹模最小壁厚经验曲线知，此塑件的成型压力小于 30么尺寸见下图： 由经验可知：长为 250 宽为 260 h=25制件高为 12 加工可以直接用铣刀铣出，也可用成型电极。在这里我选用铣刀铣。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 4 安装极板注塑模具的有关计算 本例中成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸，平均收缩率平均制造公差和平均磨损率来计算。 查常用塑料的收缩率塑料尼龙 1010 的成型收缩率为 S=故平均我们取为 考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取 = /3。 表一：凹模工作尺寸的计算： 塑件尺寸 计算公式 型腔工作尺寸 120 3/4 )+ 14 0 型 30型芯： 材料选用 硬度在 50上。 成型零部件的制造误差：成型零部件的制造误差包括成型零部件的加工误差和安装误差，配合误差等几个方面。设计时一般应将成型零部件的制造公差控制在塑件的 1/3 左右，通常取 9 级，综合考虑取 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 5 模具加热和冷却系统的设计 塑料在生产过程中由于需要对熔 融的塑料流体进行冷却，塑料制件不能有太高的温度（防止出模后制件发生翘曲，变形）冷却系统设计可按下式进行计算： 设该模具平均工作温度为 60，用 20的常温水作为模具的冷却介质，其出口温度为 30，产量为（ 1 分钟 2 模） 1000g/h。 （ 1） 求塑件在硬化时每小时释放的热量为 有关文献得尼龙 1010的单位热流量为 g ,取 50J/g： 008g/h 350J/h=352800J （ 2） 求冷却水的体积流量 V V=1 =352800/60 1/1000 30 20） =140注射模具中溶体从 200 0 C,左右降低到 600 C 左右，所释放的能量5以辐射，对流的方式散发到大气中，其余 95由冷却介质带走，因此注射模的冷却时间只要取决与冷却系统的冷却效果。模具的冷却时间约占整个循环周期的 2/3。缩短循环周期的冷却时间是提高是提高生产效率的关键。 在冷却水冷却过程中，在湍流下的热传递是层流的 10 20 倍。在次我选择湍流。 冷却水道直 径 d/（ 最低流量 v /（ m/s） 流量 12 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 6 模具闭合高度确定 在支撑板与固定零件的设计中根据经验确定：定模板厚度 5楔块厚度为 8型 腔板 0板厚度为 8模脚 厚度0模板厚度 0虑模具的抽芯距 )如下 图所示： 算模具的闭合高度 H=35 8 30 16 80 20 =201 核注塑机的开、合模空间 具合模时校核 1100177 （模具符合注塑机的要求） 具开模时校核 110011520 （模具符合注塑机的要求） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 7 注塑机有关参数的校核 本模具的外形尺寸为 240280200注塑机模板最大安装尺寸为 350能满足模具的安装要求。 由于上述计算的模具闭合高度为 注塑机的最小模具厚度为 200大模具厚度为 300具合模时校核 2000100 具开模时校核 由资料查得 注塑机的最大开模行程 S=300足顶出塑件要求。 5(21 10） H 塑件脱出距离（ 2H 包括流道凝料在内的塑件高度 (此外，由于侧分型抽芯距较短，不会过大增大开模距离，注塑机的开模行程足够。 经验证， 注塑机能满足使用要求，故可采用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 8 绘制模具总装图及模具工作原理 本模具的工作原理： 模具安装在注塑机上，定模部分固定在注塑机的定模板上，动模固定在注塑机的动模板上。合模后，注塑机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压，冷 却后塑件成型，注塑完成。 A 分型面先分型。然后 B 分型面分型。 当分型面打开到一定程度时，动模运动停止，在注塑机顶出作用下，推动顶杆运动将塑件顶出。合模时，随着分型面的闭合侧型心滑块，同时复位杆也对顶杆进行复位。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 结束语 安装极板 属于中等难度的塑料件，分析其工艺性，并确定工 艺方案。根据计算确定本塑件的