视频头底座注塑模具.doc

大学本科生毕业设计（论文）摘 要本次毕业设计的课题为视频头底座的注射成型模具设计，主要从视频头底座材料特性、成型性能及视频头底座的形状、型腔结构等多角度详细分析了视频头底座注塑加工工艺性。因无批量生产要求，且零件体积不大、结构较为简单，故采用“一模四件”的生产方式。初步选择注塑机的型号和规格，分析视频头底座结构及生产方式宜采用单分型结构，对浇注系统、成型零部件、导向及定位机构、脱模机构、冷却系统、模架各部件零件都进行了相关的计算和选择。最后，在参照视频头底座的体积、重量等参数后对注塑机的相关主要参数进行校核，以判断所选的注塑机能否满足注塑要求。关键词：注射成型；一模四件；单分型面；注塑机abstractthe graduation design subject to cover the injection molding design, mainly from the plastic material characteristics, forming performance and plastic parts, die-cavity structure is analyzed in detail from multiple perspectives, such as plastic injection molding process technology. because there is no batch production requirements, and small parts, simple structure, a mold piece of the means of production. preliminary selection of type and specification, injection molded parts structure analysis and production mode, appropriate uses double type structure, gating system, forming parts, orientation and positioning and demoulding mechanism, cooling system, formwork components parts are made of calculation and choice. finally, in the reference of the volume, weight after injection parameters such as the main parameters related to test to determine whether meet the selected injection molding requirements.keywords: njection molding; mold one; duplex profile; injection molding machine;目 录第一章 绪论11.1注塑成型简介11.2注塑行业存在的主要问题31.3国内外模具的现状及发展趋势情况3第二章 视频头底座的工艺性分析52.1视频头底座的原材料分析52.1.1 abs材料性能分析52.2 abs的注射成型过程62.2.1 注射成型过程62.2.2 成型前的准备62.2.3 注射过程62.2.4 塑件的后处理72.3 abs的成型工艺参数72.4 成型特性及条件82.4.1丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物abs的成型特性82.4.2 abs主要性能92.4.3 主要用途92.4.4abs与其他主要通用塑料对比92.5 视频头底座的结构和尺寸精度及表面质量分析102.5.1结构分析102.5.2尺寸精度分析112.5.3表面质量分析112.6计算视频头底座的体积和重量11第三章 初选注射成型机的型号和规格123.1注射机型号的确定123.2 注射机的相关参数的校核133.2.1 注射压力的校核133.2.2锁模力的校核13第四章 分型面的设计144.1分型面的选择144.1.1分型面位置的确定144.1.2分型面类型的选择144.2确定型腔数目及排列方式15第五章 浇注系统设计165.1流道设计165.1.1主流道设计175.1.2分流道设计195.2浇口设计195.2.1浇口位置的选择应遵循的原则195.2.2 浇口设计的基本要点195.3浇口套及定位环设计20第六章 成型零件结构设计226.1型腔工作尺寸的计算226.2型腔侧壁厚度和底板厚度计算25第七章 侧向分型与抽芯机构设计27第八章 导向及定位机构设计298.1导向机构的设计298.1.1导柱导套材料的选择和热处理298.2脱模机构设计298.2.1脱模力计算298.2.2脱模机构的选择与设计308.3推出机构的复位31第九章 冷却系统设计329.1 模具温度对模具的影响329.2 冷却系统设计原则329.3冷却回路的设计33第十章 模架34第十一章 注射机有关参数的校核3511.1最大注射量的校核3511.2注射压力的校核3511.3开模行程相关尺寸校核3511.4模具外形尺寸的校核3611.5模具厚度校核3611.6注射机定位孔与模具浇口套外圈配合的校核3611.7锁模力的校核37第十二章 数控编程3812.1定模座板的工艺过程3812.2 定模座板的数控编程39第十三章 设计小结43参考文献44致 谢45- 46 -第一章 绪论1.1注塑成型简介将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生产中，其产口占目前塑料制件生产的30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料件的生产。要了解注射成型和注射模，首先得了解注射机的一些基本知识，注射机是注射成型的主要设备，依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射。注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种，由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。注塑成型是高分子材料成型加工中一种重要的方法，热塑性塑料注塑占注塑成型工艺主导地位，热固性塑料和结构泡沫塑料注塑也占有一定份额。特别是为适合特殊性能要求的塑料注塑，在传统热塑性塑料注塑成型技术的基础上开发了专用注塑成型技术，如气体辅助注塑成型（gaim）、反应注塑成型（rim）、增强反应注塑成型（rrim）、结构发泡注塑成型、电磁动态注塑成型和精密注塑成型等，通过各种注塑成型可以获得各种结构形状复杂的塑料制品。如今各种复杂塑料注塑成型的结构件、功能件以及特殊用途的精密件已广泛的应用到交通、运输、包装、储运、邮电、通讯、建筑、家电、汽车、计算机、航空航天、国防尖端等国民经济的所有领域，已成为不可缺少的重要的生产资料和消费资料。进入90年代，我国国民经济的持速增长，带动了塑料工业的快速增长。塑料机械产业明显的跃升，促使注塑产品的应用领域从一般日用、民用行业向国民经济几乎所有的部门拓展，而且具有较高技术含量和高附加值的注塑产品开发应用不断增多，提高了我国注塑行业的整体水平。企业技术装备、市场开发能力、产品应用范围和参与市场竞争的能力等方面与以往相比均有了较大提高，沿海工业发达地区的注塑产品档次接近港台同类产品的水平。到2000年全国注塑产品耗用量约287万吨；其中农用注塑品2.65万吨、包装储运注塑品6.5万吨、建筑注塑管件22.6万吨、工业配套注塑件127万吨、日用注塑制品128.2万吨。注塑行业主要生产加工配套产品，服务于国民经济各行各业，市场需求量大，2000年家电行业洗衣机、冰箱、小家电产品等约需50万吨；电子电器、电视机、电脑等产品需塑料配件产品约50万吨；250万辆汽车需注塑配件约30万吨；包装储运物流产品约6.5万吨。沿海经济发达地区，由于经济高速增长，急需注塑产品的配套服务，给注塑行业发展带来机遇。目前国内经济发达地区广东、浙江、上海、江苏和山东等省市注塑产品产量约占全国总产量65%，且从过去劳动密集型逐渐转向技术、资本密集型发展，生产力布局日趋合理。目前注塑行业年加工能力350万吨以上，单机注塑加工容量可从4克-5万克，甚至将有6万克注塑机问世。注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用塑料的可挤压性和可模塑性。首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备。注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成2 。注射模、塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起。注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到所要求的质量。注射机和模具结构确定以后，注射成型工艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素。注射成型有三大工艺条件，即：温度、压力、时间。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素太多，有制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。塑料模具的设计不但要采用cad技术，而且还要采用计算机辅助工程（cae）技术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段，即开发/设计阶段（包括产品设计、模具设计和模具制造）和生产阶段（包括购买材料、试模和成型）。传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。目前国际市场上主要流行的，运用范围最广的注射模流动模拟分析软件有澳大利亚的moldflow、美国的cflow、华中科技大学的h-flow等。其中moldflow软件包括三个部分：moldflow plastics advisers （产品优化顾问，简称mpa），moldflow plastics insight （注射成型模拟分析，简称mpi），moldflow plastics xpert （注射成型过程控制专家，简称mpx）。采用cae技术，可以完全代替试模，cae技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案，在模具制造加工之前，在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义3。1.2注塑行业存在的主要问题1、我国注塑行业专业化生产企业，大多数是原国家轻工业部管辖下五、六十年代建的塑料制品厂，其特点生产规模小、分散广、科技力量不强、市场开发应变能力薄弱、中低档产品偏多、企业老负担重、资金缺乏。而国内一些原料生产基地和大型家电集团、汽车制造厂、建材厂自己投资搞注塑配件、其生产规模、科学技术水平和产品市场拥有率大大超过原有企业水平，市场竞争的地理化和本土化，这种上游产品往下发展，而下游产品往上发展，使我国处于中间状态的注塑企业发展空间越来越小，注塑产品单一，企业生存和发展越来越难，濒临破产倒闭。2、我国注塑行业市场存在混乱状况。个别乡镇私人企业，由于其负担轻、税赋低、劳动成本低、偷工减料以低档次、低价格倾销产品冲击市场，阻碍我国注塑行业的健康有序发展。3、注塑行业重复建设、产能过剩、产品互相削价，致使经济效益大幅度滑坡。4、国内多数注塑产品企业整体技术、装备、水平与发达国家比还处于较落后状态、产品开发能力差，创新少、深度加工跟不上市场需求。5、注塑制品加工离不开注塑设备和模具，而目前国内能制造的最大注塑机锁模力只有3600吨左右，注塑量未超过5万克。同时全国模具厂缺乏龙头企业，模具开发能力尚不及先进发达国家。6、原材料供应方面。国内自己生产原料品种牌号少，选择余地小，不能满足加工厂需求，每年还需大量进口原材料。国内原材料供需矛盾突出。1.3国内外模具的现状及发展趋势情况我国塑料模具的发展随着塑料工业的发展而发展，在我国，起步较晚，但发展很快，特别是近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大的发展，取得了很大成绩。现在cad/cam/cae技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍，特别是cad/cam技术的应用较为普遍，取得了很大成绩。目前，使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。这不仅缩短了生产前的准备时间，而且还为扩大模具出口创造了良好的条件，也相应缩短了模具的设计和制造周期。此外，气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，热流道技术的应用更加广泛，精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高，模具寿命及效率不断提高，同时还采用了先进的模具加工技术和设备。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时，“小而专”、“小而精”仍然是一个必然的发展趋势。从技术上来说cad/cam/cae技术将全面推广，快速原型制造（rpm）及相关技术将得到更好的发展，高铣削加工、热流道技术、气体辅助注射技术及高压注射成型将进一步发展。近年来，随着科学技术的进步以及塑件质量的提高，塑料模塑成型技术正向高精度、高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的方向发展。具体表现在以下几个方面。（1）塑料成型理论研究的发展对塑料充模过程中的流变行为研究不断深入；对注射成型的流变理论有了更进一步探讨；对挤出成型已初步建立起数学模型。（2） 新的成型方法不断出现在实验、研究的基础上，热流道浇注系统实际应用更为广泛；热固性塑料注射成型技术更为完善；气体辅助注射成型技术得到实际应用。（3）塑件更趋向精密化、微型化以及大型化据资料介绍，德国已研制出注射量只有0.1g的微型注射机，用于生产0.05g的塑件；我国也研制出.5g的注射机，用于生产0.1g的手表轴塑件；另外，法国已拥有注射量达到170kg的超大型注射机。（4）开发新的模具材料如采用粉末冶金及喷射成型工艺制作出硬制合金、陶瓷及复合材料。（5）模具表面强化热处理新技术应用近年来，我国研制的镜面塑料模具以及美国的21以及日本的55钢，就是在低级材料中加入ni、cr、al、cu、ti等合金元素后，经过毛坯淬火与回火处理，使其硬度hrc，然后加工成型，再进行时效处理，使模具硬度上升到hrc，大大提高了模具的使用寿命。注塑成型又称注射模塑或注射成型，是热塑性塑料制品成型的一种重要方法。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型塑件。注塑成型可以成型各种形状、满足众多要求的塑料制件。注塑成型已经成功地运用于某些热固性塑料制件、甚至橡胶制品的工业生产中。本次设计我的课题是视频头底座注塑模具设计，经过阅读了大量相关书籍以及计算之后，我酝酿的设计思路是：首先要分析、消化原始资料，确定模具的结构方案，进行模具设计的相关计算，再绘制结构草图、绘制模具总装图和非标准零件工作图，最后编写设计说明书。第二章 视频头底座的工艺性分析2.1视频头底座的原材料分析2.1.1 abs材料性能分析视频头底座的材料采用abs（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），属热塑性塑料。abs密度1.051.07g/cm3，抗拉强度3563mpa，抗弯强度6297mpa，拉伸弹性模量15872277mpa，弯曲弹性模量13802690mpa，收缩率0.3%0.8%，常取0.55%，成型温度200240。abs塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。abs树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件。（1）使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。 （2）成型性能 1)无定型塑件。其品种很多，各种各样的机电性能及成型特型也各有差异，应按品种来选择确定成型方法及成型条件。 2）吸湿性强 含水量应小于0.3%（质量），必须充分干燥，要求表面光泽的塑应要求长时间预热干燥。 3）在成型的过程之中要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现白色痕迹。 4）abs主要技术指标密度： 1.021.08g/cm3比体积： 0.860.98cm3/g熔点： 130160oc吸水性： 0.20.4% (24h)计算收缩率： 0.30.8%热变形温度： 4.6105pa- 90108oc 18.0105pa- 83103oc屈服强度: 50mpa拉伸弹性模量： 1.4gpa抗弯强度： 80mpa2.2 abs的注射成型过程2.2.1 注射成型过程注射成型工艺过程包括：成型前的准备、注射成型过程以及塑件的后处理三个阶段，现分述如下：2.2.2 成型前的准备分析检验成型物料质量根据塑料工艺性能要求，检验其各种性能指标，如含水量等。对于该塑件材料abs，含水量应小于0.3质量，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。料筒的清洗在注射成型过程中，当改变产品、更换原料及颜色时均需清洗料筒。通常，柱塞式料筒可拆卸清洗，而螺杆式料筒可采用对空注射法清洗。选择脱模剂 使用脱模剂是为了便于成型后的塑件顺利地脱模出模仁。常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡（白油）和硅油等。必须注意使用脱模剂将影响塑件的透明性能。2.2.3 注射过程注射过程是塑料转变为塑件的主要阶段。它包括加料、塑化、加压、注射、保压、冷却定型和脱模等步骤：1）加料 由注射机的料斗落入一定量的塑料，以保证操作稳定、塑料塑化均匀，最终获得良好的塑件。通常其加料量由注射机计量装置来控制。2）塑化 塑化是指塑料在料筒内经加热达到熔融流动状态，并具有良好可塑性的全过程。就生产的工艺而论，对这一过程的总要求是：在规定时间内提供足够数量的熔融塑料，塑料熔体在进入型腔之前要充分塑化，既要达到规定的成型温度，又要使塑化料各处的温度尽量均匀一致，还要使热分解物的含量达最小值。这些要求与塑料的特性、工艺条件的控制及注射机塑化装置的结构等密切相关。3）加压注射 注射机用柱塞或螺杆推动具有流动性和温度均匀的塑料熔体，从料筒中经过喷嘴、浇注系统，直至压入模腔。4）保压 保压是自注射结束到柱塞或螺杆开始后移的这段过程，即压实工序。保压的目的一方面是防止注射压力解除后，如果浇口尚未冻结，发生型腔中熔料通过浇口流向浇注系统，导致熔体倒流；另一方面则是当型腔内熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞或螺杆可迫使浇口附近的熔料不断补充进模具中，使型腔中塑料能成型出形状完整而致密的塑件。5）冷却定型 当浇注系统的塑料已经冷却凝固继续保压已不再需要，此时可退回柱塞或螺杆，同时通入冷却水或空气等冷却介质，对模具进一步冷却，这一阶段称冷却定型、实际上冷却定型过程从塑料注入型腔起就开始，它包括从注射完成、保压到脱膜前这一段时间。6）脱模 塑件冷却到一定温度即可开模，在推出机构的作用下将塑件推出模外。2.2.4 塑件的后处理塑件经注射成型后，除去浇口凝料修饰浇口处余料及飞边毛刺外，常需要进行适当的后处理，借以改善和提高塑件的性能，塑件的后处理主要指退火和调湿处理。1）退火处理 退火处理是使塑件在定温的加热液体介质(如热水、甘油和液体石蜡，或热空气循环烘箱中静置段时间，然后缓慢冷却的过程。其目的在于减少由于塑件在料筒内塑化不均匀或在型腔内冷却速度不一致，而形成的内应力，这在生产厚壁或带有金属嵌件的塑件时尤为重要。一般退火温度控制在塑件使用温度以上，或低于塑料的热变形温度。退火处理的时间取决于塑件品种加热介质温度塑件的形状和成型条件。退火时间到达后塑件应缓慢冷却至室温，冷却太快，有可能重新产生内应力。对于该塑件查参考文献2得处理介质为空气和水；处理温度为6075；处理时间为1620min。2）调湿处理 将刚脱模的塑件放在热水中进行处理以隔绝空气防止塑件氧化而变色，同时加快达到吸湿平衡的一种处理方法-通过处理，使塑件的颜色性能和尺寸达到稳定，通常聚酰胺类塑件需进行调湿处理，处理的时间随塑料的品种、形状、厚度及结晶度大小而异。2.3 abs的成型工艺参数abs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。注射温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度t1选用160； 中段温度t2选用1800； 前段温度t3选用200；喷嘴温度：选用180；模具温度：选用80；注射压力：选用100mpa（相当于注射机表压35kgf）；注射时间：选用40s；保压时间：选用20s；冷却时间：选用30s。2.4 成型特性及条件2.4.1丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物abs的成型特性1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的视频头底座须长时间预热干燥80-90度。2、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。3、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。4、流动性中等，溢边值0.04mm。5、塑料的加热温度对视频头底座的质量影响较大，温度过高易于分解（分解温度为250）。成型时宜采用较高的加热温度（模温5080）和较高的注射压力（柱塞式注射机：料温180230，注射压力100140mpa；螺杆式注射机：温度160220，注射压力70100mpa）。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物abs的成型特性abs，中文名，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，英文名，acrylonitrile-butadiene-styrene。abs是三元共聚物，因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的材料。abs树脂具有较高冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成形和机械加工等特点。此外，表面还可镀铬，成为塑料涂金属的一种常用材料。另外，abs与#372有机玻璃熔接性良好，用于制造双色成形塑件。1）无定形料，其品种牌号很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。2）吸湿性强，含水量应小于0.3，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3）流动性中等，溢边料0.04 左右(流动性比聚苯乙烯，差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好)。4）比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温(对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高)，料温对物性影响较大、料温过高易分解(分解温度为250左右，比聚苯乙烯易分解)，对要求精度较高塑件模温宜取5060，要求光泽及耐热型料宜取6080，注射压力应比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射机时料温为180230，注射压力为100140，螺杆式注射机则取150200，60100。5）模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口处外观不良，易发生熔接痕，应注意选择浇口位置、形式，顶出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹(但在热水中加热可消失)，脱模斜度宜取2以上。2.4.2 abs主要性能abs，易燃，拉伸强度38，伸长率35%，摩擦系数0.45，计算收缩率0.4-0.7 %。具体如下表：表2.1 abs的主要性能指标性能单位数值密度比体积吸水率（24h）收缩率（%）熔点热变形温度抗拉屈服强度拉伸弹性模量抗弯强度冲击韧度硬度体积电阻系数kg/dm3dm3/ kgpc1001mpampampakj/m2hbcm1.021.080.860.980.40.70.513016090108(0.46 mpa) 83103(0.185mpa)501.410380261(无缺口)/11(缺口)9.76.910162.4.3 主要用途在机械工业系统中用来制造凸轮，齿轮，泵叶轮，轴承，电机外壳，仪表表壳，蓄电池槽，水箱外壳，手柄，冰箱衬里等，汽车工业中用来制造驾驶盘，空气调节器，管加热器等，还可供电视机晶体管收音机制造外壳。2.4.4abs与其他主要通用塑料对比表2.2 abs与其他几种主要的通用塑料性能的比较塑料种类pppepvcpsabs密度最小小于水较大略高于水略高于水刚性较好差好好好收缩率一般差好好好韧性低温下差好差差好强度较高低较高高高耐热性好一般差较差较差化学稳性好好好好好耐候性差差一般一般较差毒性无毒无毒可以无毒无毒无毒粘合剂粘合差差好一般一般热合性一般好一般一般一般成型加工性好好麻烦好好2.5 视频头底座的结构和尺寸精度及表面质量分析2.5.1结构分析从零件图上分析，视频头底座的形状较复杂，带有两个凸起，侧抽芯给模具的加工带了很大的难度。视频头底座的注塑材料选用abs，视频头底座的铰链的决定了视频头底座的重心的位置的所在。所以我们必须很好多处理视频头底座壁厚的均匀，譬如在注塑成型过程中因为壁厚的不均匀造成了收缩率的不一致，这样就只能通过有效的控制模具温度来调节收缩率。由于视频头底座的主体作用是起固定作用，它的内部结构就相应的给注塑带来了一定的难度。主要是它螺钉孔的壁厚相对壁厚有一定的差距，势必会在注塑的时候到来很大的牛顿减力，造成视频头底座填充不满的缺陷，可以考虑采用单浇口，但应用了ug的塑料顾问对其进行模仿cae的注塑之后，发现会给视频头底座的表面带来更多的熔接痕和气孔。也可以利用模具的可靠的精度来定位，但是这样的话成本太高，而且易造成模具损坏。因为考虑到凹凸模形状的复杂，用整体形式是不利于损坏后的维修，适当的使用嵌件就可以解决这些问题，但不能利用过多的嵌件，不然的话就会造成型腔的强度与刚度不够。图2.1 塑件图 图2.2 产品三维图2.5.2尺寸精度分析该零件的尺寸主要为视频头底座外形尺寸和内部结构形状、位置尺寸，没有具体精度要求，因此可以在加工中得到保证。从视频头底座的壁厚上来看，所有壁厚均大于最小壁厚2mm,分布比较均匀，根据尺寸注射成型时不会发生填充不足现象，有利于零件的成型。2.5.3表面质量分析图纸上并未注明表面技术要求，但是联系实际情况，零件对外表面美观要求较高，表面无毛刺、斑点等缺陷，内部不需要特别的表面质量要求，一般容易实现。综上分析可以看出，注射成型时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2.6计算视频头底座的体积和重量1）估算单个视频头底座的体积：v4601mm34.6cm3估算视频头底座的重量：根据设计手册课可查得abs的密度为=1.05g/,故视频头底座的重量为m=v=1.05*4.6=4.83g2）四个视频头底座和浇注系统凝料 总体积v约18.4cm3，总质量m约19g。由于没有批量要求，从零件结构、尺寸、生产率等多方面考虑，初步确定型腔数为4个，即一模四腔。第三章 初选注射成型机的型号和规格3.1注射机型号的确定注射机的最大注射量应满足 式中 注射机的最大注射量（）； 注射机最大注射量的利用系数，一般取=0.8； v视频头底座的总体积（）（包括视频头底座，浇注系统凝料）。根据以上的公式可计算=23.75。从实际注射量应在额定注射量的20%80%之间，初选额定注射量在125以上的卧式注塑成型机xs-zy-125型。该设备的技术规范见表3-1。表3.1 xs-zy-125 卧式注塑成型机技术规范注 射 装 置一次注射量/125螺杆直径/mm42注射压力/mpa120最大注射面积/320喷嘴孔直径/mm4喷嘴球半径r/mmr10喷嘴移动距离/mm120合模力/kn900合 模 装 置 拉杆内间距/mm370320压板尺寸/mm350440模板行程/mm300模具厚度/mm291-313模板最大开距/mm350其他顶出行程（中心顶出）/mm230注射机顶杆直径/mm22定位圈尺寸/mm1003.2 注射机的相关参数的校核 3.2.1 注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力p能否满足塑件所成型时需要的注射压力p0，其值一般查表可知abs所需的注射压力为80110mpa，通常要求p p0。我们这里选90mpa。而注射机的公称压力p=100mpa.所以注射机注射压力合格。3.2.2锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，的额定锁模力必须大于该胀型力，见下式：f锁 f胀 = a 分 p型 f锁注射机的额定锁模力（n）； p型模具型腔内塑料熔体平均压力（mpa）；一般为注射压力的0.30.65倍，通常取2040mpa。我们这里选p型=30mpa；a分塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2）。据测量，可得投影面积大约为3840mm2，所以f锁 f胀 = a 分 p型= 300030=134.4104（n），而该注射机的公称锁模力为900kn，大于134.4kn，符合要求。第四章 分型面的设计注射模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置设置、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。4.1分型面的选择4.1.1分型面位置的确定模具设计中，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视频头底座的成型要求来选择分型面。在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。选择分型面的一般原则：1.分型面应选在视频头底座外形最大轮廓处；2.确定有利的留模方式，便于视频头底座顺利脱模；3.保证视频头底座的精度要求；4.满足视频头底座的外观质量要求；5.便于模具加工制造；6.有利于排气；7.对成型面积的影响；8.对侧向抽芯的影响。4.1.2分型面类型的选择对于分型面，其特点如下： 1）单分型面注射模单分型面注射模又称两板式模具，它是注射模中最简单又最常见的一种结构形式。这种模具可根据需要设计成单型腔，也可以设计成多型腔。构成型腔的一部分在动模，另一部分在定模。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由于拉料杆的拉料作用以及塑件应收缩包紧在型芯上，塑件连同浇注系统凝料一同留在动模一侧，动模一侧设置的推出机构推出塑件和浇注系统凝料。一般对于塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。2）双分型面注射模双分型面又称三板式注射模。与单分型面注射模相比，在动模与定模之间增加了一个可移动的浇口板（又称中间板），塑件和浇注系统凝料从两个不同的分型面取出。双分型面的种类较多，我们接触到的大致有以下几种：a 定距板式双分型面注射模b 定距拉式双分型面注射模c 定距导柱式双分型面注射模d 拉钩式双分型面注射模e 摆钩式双分型面注射模f 尼龙拉钩式双分型面注射模双分型面对于塑件外观质量要求比较高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用以上各种双分型面结构。本设计只需要一个分型面进行分型。此视频头底座为薄壁后盖，表面质量要求一般偏高，考虑到出模的方便，视频头底座表明精度及加工成本，结合分型面选择的原则，选择单分型面结构，分型面如图4-1。 图4.1 分型面选择4.2确定型腔数目及排列方式注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）视频头底座的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；（4）模具制造难度。由于该视频头底座的尺寸适中，结构一般，考虑制造成本，所以本课题选用一模四腔成型。第五章 浇注系统设计5.1流道设计浇注系统是指从注射机的喷嘴到模具型腔的浇口这一段塑料流动的信道称为浇注系统。浇注系统由主浇道、分流道、冷料穴、浇口等组成。浇注系统设计原则 1）重点考虑型腔布局。 2）热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应尽可能短，截面尺寸应尽可能大，弯折尽量少，表面粗糙度要低。 此文档为不完全文件，我这有全套毕业设计压缩包，里面有说明书和cad装配图和零件图图纸，翻译，开题报告，实习报告，你能用到的基本都有。若有你需要的材料可以联系我，qq号944439233或734570778，我这里还有其他题目的毕业设计全本，欢迎介绍朋友下载。注塑模具还可以定制哦！欢迎下次光临！。10）塑料熔体流动特性（充分利用热塑性塑料熔体的假塑性行为）。浇注系统一般有主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。其作用是使来自注塑机喷嘴的塑料熔体，稳定而顺利地流入并充满全部型腔，同时，在充模的过程中将注射压力传递到型腔的各个部位，以保证视频头底座的完整成型。浇注系统尺寸如图5.1所示：图5.1 浇注系统尺寸5.1.1主流道设计主流道是喷嘴熔融状态的塑料进入模具型腔时的首段信道，它的形状和尺寸直接影响塑料的流动速度及填充时间。主流道一般呈圆锥形，锥度一般为24度，其小端直径应大于喷嘴直径0.51mm，以便补偿与喷嘴对中的误差。主流道的最佳长度一般应小于60mm。 主流道的设计参考塑料成型工艺与模具设计p114表5-2主流的部分尺寸：图5.2 主流道部分尺寸根据塑料模具设计手册初步得xsz60型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔径：d0=4 mm；喷嘴前端球面半径：r0=12 mm；根据模具主流道与喷嘴的关系 r=r0+(12) mm d= d0+(0.51) mm取主流道球面半径：r=13 mm；取主流道的小端直径d=5 mm。为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为2-6，取4，经换算得主流道大端直径为d=8 mm。根据设计手册查得xs-zy-125型注射机喷嘴的有关尺寸如下：喷嘴前端孔径：=2mm；喷嘴前端球面半径：r1=16mm；根据模具主流道与喷嘴关系：r=r1+（12）mm d=+（0.51）mm 取主流道球面半径：r=13mm；取主流道的小端直径：d=3mm；为便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为13，取=1.5，经换算的主流道大端直径7.6故d取6mm。5.1.2分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。本设计属于多型腔模具，必须设置分流道。a分流道的形状和尺寸分流道的形状和尺寸应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速度、分流道的长度等因数来确定。本塑件的形状不复杂，熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道的形状长度较短，为了便于加工起见，选用截面形状为半圆形分流道，查表5-40(塑料模具设计手册)得r=2.5 mmb、分流道的表面粗糙度由于分流道与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度要求不太低，一般ra取1.6m左右，这可增加对外层塑料熔体的阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。分流道是主流道与浇口之间的通道。在多腔模中，一般都设置分流道。本模具分流道为半圆形，只设在定模一侧。分流道宽度为6mm,高度为3mm，长度l=46mm。5.2浇口设计5.2.1浇口位置的选择应遵循的原则（1）避免制件上产生喷射等缺陷（避免喷射有两种方法：a 加大浇口截面尺寸，降低熔体流速；b 采用冲击型浇口，改善塑料熔体流动状况。）该模具采用方法a；（2）浇口应开设在塑件截面最厚处；（3）有利于塑件熔体流动；（4）有利于型腔排气；（5）考虑塑件使用时的载荷状况；（6）减少或避免塑件的熔接痕；（7）考虑分子取向对塑件性能的影响；（8）考虑浇口位置和数目对塑件成型尺寸的影响；（9）防止将型芯或嵌件挤歪变形。5.2.2 浇口设计的基本要点1）尽量缩短流动距离 浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模具型腔，尽量缩短熔体的流动距离，减少压力损失，有利于排除模具型腔中的气体，这对大型塑件更为重要。2）浇口应设在塑件制品断面较厚的部位 当塑件的壁厚相差较大时，若将浇口开设在塑件的薄壁处，这时塑料熔体进入型腔后，不但流动阻力大，而且还易冷却，以致影响了熔体的流动距离，难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角度考虑，塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方，若浇口开设在薄壁处，则厚壁处极易因液态体积收缩得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡。因此为保证塑料熔体的充分流动性，也为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因液态体积收缩时所需的补料，一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。3）必须尽量减少或避免熔接痕 由于成型零件或浇口位置的原因，有时塑料充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤为严重。有时为了增加熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤其严重。一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生，有时为了增加熔体汇合处的溶接牢度，可以在溶接处外侧设一冷料穴，使前锋冷料引如其内，以提高熔接强度。在选择浇口位置时，还应考虑熔接的方位对塑件质量及强度的不同影响。4）应有利于型腔中气体的排除 要避免从容易造成气体滞留的方向开设浇口。如果这一要求不能充分满足，在塑件上不是出现缺料、气泡就是出现焦斑。同时熔体充填时也不顺畅，虽然有时可用排气系统来解决，但在选择浇口位置时应先行加以考虑。5）考虑分子定向影响 充填模具型腔期间，热塑性塑料会在流动方向上呈现一定的分子取向，这将影响塑件的性能。对某一塑件而言，垂直流向和平行于流向的强度、应力开裂倾向等都是有差别的，一般在垂直于流向的方位上强度降低，容易产生应力开裂。6）避免产生喷射和蠕动（蛇形流） 塑料熔体的流动主要受塑件的形状和尺寸以及浇口的位置和尺寸的支配，良好的流动将保证模具型腔的均匀充填并防止分层。塑料溅射进入型腔可能增加表面缺陷、流线、熔体破裂及气，如果通过一个狭窄的浇口充填一个相对较大的型腔，这种流动影响便可能出现。特别是在使用低粘