有侧抽的注塑模毕业设计.doc

编号： 注塑模设计论文说明书题 目： 计算器盖注塑模设计 院 （系）： 专 业： 机械设计制造及自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2010年 1 月 12 日引 言 近模具是工业生产的基础工艺装备，国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业发展与之相适应。 模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而获得广泛应用，与其他加工制造业所无法比拟的。从工业产品生产行业看，模具是现代工业，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通讯、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占85%以上；在电冰箱、洗衣机、空调、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车、手表等轻工业产品中占90%以上；在了弹、枪支等兵器产品中占95%以上。我国模具工业在政府十分重视及关怀下，并提出相应的优惠政策进行模具技术开发，在模具工业中大量采用先进技术和设备，努力提高模具设计和制造水平，取得显著的经济效益。另外，从资料获悉，目前，美国、日本、德国等发达国家的模具总产值都已超过机床总产值。模具技术的进步极大地促进了工业产品的生产发展，模具是“效益放大器”，用模具生产最终产品的价值将超过自身价格的几十倍乃至百倍及上千倍。模具技术含量不断提高，属于高新技术产品的模具越来越多。据了解，目前已被国家有关部门列入中国高新技术产品出口目录的已有四种模具。其实已经有不少模具的技术含量超过了这四种模具，例如汽车零部件级进模具、精密多工位级进模具、轿车大型复杂覆盖件冲压模具、自动化汽车内饰件浇注模具、高强度板热压成型模具等。随着高新技术的发展，越来越多的模具生产企业被各级政府有关部门认定为高新技术企业。据中国模协初步统计，目前模具行业国家级高新技术企业有7家，省、市级高新技术企业已有近百家。 国际模具资本向我国转移的趋势十分明显，模具出口前景很好。由于我国模具特别是中、低档模具在国际市场上存在着较大的价格优势，有的模具价格甚至只有国际市场的几分之一，再加上我国有较低廉的优质劳动力资源及较好的技术基础和基础配套设施，因此近年来外商在我国模具行业的投资额一年比一年大，到我国采购模具的跨国公司也越来越多。（若想要CAD图可联系QQ847799784）目 录引 言II1塑件分析21.1塑件结构21.2塑件成型工艺分析21.3材料ABS的注射成型过程及工艺参数31.3.1注射成型过程31.3.2材料ABS性能32.模具结构设计42.1分型面位置的确定42.2确定型腔数量及排列方式42.3模具结构形式的确定53.设计计算63.1注塑设备的选择63.1.1计算塑件体积63.1.2塑件质量计算63.2型腔壁厚和底板厚度计算83.3成型零件的工艺尺寸的计算83.3.1型腔的径向尺寸93.3.2型芯的径向尺寸103.3.3型腔深度和型芯高度尺寸的计算114 浇注系统的设计114.1主流道设计124.1.1流道设计要点及计算124.2冷料井设计134.3分流道设计要点134.3.1 分流道的长度135.模具冷却系统的设计145.1设计计算过程146排气及加热系统系统的设计166.1塑件可能出现的缺陷分析166.2排气系统的设计要点166.3加热系统167脱模机构的设计168模具的装配17结论18谢 辞19参考文献20附录(工程图6张、工艺卡4张)21. 20摘 要本次的实训主要内容为计算器注塑模的设计。首先获得产品部件的外型实体模型，进行分析,然后利用AUTO2006重画出二维图，用AutoCAD2006完成注塑模具非标准零件的零件图和模架的装配图。设计塑件确定成型方法：（采用注射法）。编写成型工艺；选择成型设备：成型设备的性能、规格、特点；设计模具结构方案；绘制模具装配图和零件图；编写模具制造工艺卡片； 撰写课程设计报告等。通过不断分析改进和修整，使设计达到要求，通过所有检验后，用AutoCAD2006完成注塑模具非标准零件的零件图和模架的装配图。关键词：注塑模，模具制造，制造工艺AbstractThe main contents of the training for the calculator injection mold design. First secure product components exterior solid model, analyzed, then use AUTO2006 re-tracing the 2d figure, with AutoCAD2006 complete injection mould non-standard parts graph and formwork of assembly drawings. Design plastic parts to determine the shaping method: (using injections). Write molding process, Choose molding equipment: shaping equipment performance, specifications, characteristics, Design of die structure scheme, Draw mold assembly drawing and detail drawings, Write mould manufacturing process card, Writing course design reports etc. Through continuous improvement and trim analysis, make a design meet the requirements, through all inspection after completion, with AutoCAD2006 injection mould non-standard parts graph and formwork of assembly drawings Key words： Injection mold, mould design and manufacture, manufacturing process1塑件分析1.1塑件结构塑件结构如图3-1所示该零件尺寸中等大小，最大长度为100mm，最大高度6mm，最大宽度60mm，平均厚度2mm，根据各材料的注塑性能及加工使用性能，综合市场价格，选择材料为ABS。1.2塑件成型工艺分析1.结构分析该塑件端部带有连接运动部分，两个连接运动部分分别在不同的型腔内成型，故在模具设计和制造上要有一定的定位措施和良好的加工工艺，以保证转动的顺畅和零件的使用寿命。该塑件装配在计算器表面，对表面美观有一定要求，设计时要注意对外边面的处理。2.成型工艺分析精度等级：采用一般精度。脱模斜度：该注塑零件壁厚约为1.8mm，其脱模斜度查参考文献有塑件内表面351，塑件外表面40120。由于该塑件没有特殊狭窄细小部位，所用塑料为ABS，流动性较好，而且，主要部分有较好的弧度，可顺势脱模，所以塑件外表面没有放脱模斜度。同时，侧面采用滑块机构，脱模时，滑块抽去，两壁处脱模没有困难，所有也不放脱模斜度。1.3材料ABS的注射成型过程及工艺参数1.3.1注射成型过程1.成型前的准备对ABS的色泽、细度和均匀度进行检验。由于ABS的吸水率大约为0.2%0.8%，容易吸湿，成型前应进行充分的干燥，干燥至水分含量 H最小； 故满足要求。3) 开模行程校核此处所选用的注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机）。注塑机的开模行程应满足下式：S机-（H模- H最小） H1H2+（510）mm因为S机- (H模- H最小)360-（280-220）=300mmH1H2（510）30+60+10=90mm即 S机-（H模-H最小） H1H2+（510）mm故满足要求。式中: H1推出距离，单位mm；H2包括浇注系统在内的塑件高度，单位mm；S机注塑机最大开模行程。 3.2型腔壁厚和底板厚度计算根据教材塑料成型工艺与模具设计P158，公式1侧壁厚度计算公式为：S =因H1/L=6/100=0.06，根据中国模具工程大典取c=1,又因为：P=75MPa,E=2.05X105MPa, 取0.05，算得S=18.4mm2型腔底板厚度计算公式：根据教材塑料成型工艺与模具设计（按刚度计算） : L=100mm, b=60mm,E=2.06x105MPa, p=75MPa, 取c=0.025, 取0.05算得h=13.5mm 综合上述的计算结果，故 根据塑件选定模架为 : A3250X315F2GB/T1225561990，取A板=30mm B板=25mm D垫板=60mm H=30+25+60+70=185mm3.3成型零件的工艺尺寸的计算直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑件外形的成型零件成为凹模，构成塑件内部形状的成型零件成为凸模（型芯）。由于凹、凸模件直接与高温、高压的塑料接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及足够低的表面粗糙度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生翘曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响脱模。工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。（包括矩形和异形型芯的长和宽），型腔深度和型芯高度和尺寸。由于计算器盖须与机配合，所以只有计算器的，内边缘的才起着配合决定性的作用，凹，凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸确定。因 ABS的成型收缩率为0.40.7%,所以平均收缩率取=0.5%3.3.1型腔的径向尺寸按教材塑料成型工艺与模具设计P158计算公式：（L m）0+=（1+）Ls-(0.50.75) 0+=1.003Ls-0.75 0+ 其中Lm为型腔的基本尺寸公差值为正偏差，Ls塑件的基本尺寸。塑件公差为负偏差，S为塑料的平均收缩率，z为模具成型零件的制造公差按教材塑料成型工艺与模具设计P151取z=1/3 ，（有的书本取1/41/6），代入数据得：计算型腔的径向尺寸当塑件尺寸：Ls=20-0.06 计算：Lm=1.003Ls-0.75 0+=(1.003*2-0.75*0.06) 0。020=1.96+0。020;Ls=600-0.19 经计算：Lm=1.003Ls-0.75 0+=(1.003*60-0.75*0.19) 0+=60.04+0.060;Ls=1000-0.22 经计算：Lm=(1.003*100-0.75*0.22) 0+=100.14+0.070; 3.3.2型芯的径向尺寸按教材塑料成型工艺与模具设计P151计算公式： = 1.003+0.75 0-其中为型腔的基本尺寸公差值为正偏差，Ls塑件的基本尺寸。塑件公差为负偏差，为塑料的平均收缩率，z为模具成型零件的制造公差按教材塑料成型工艺与模具设计P151取z=1/3 ，（有的书本取1/41/6），代入数据得：计算型芯的径向尺寸当塑件尺寸：Ls=4+0.0750，经计算， 1.003+0.75 0- =（1.003*4+0.75*0.06）0- =4.06 -0.025 0Ls=54+0.190 , 经计算1.003+0.75 0- =(1.003*54+0.75*0.19) 0- =54.3 -0.060Ls=62+0.190 ，经计算 1.003+0.75 0- =(1.003*62+0.75*0.19) 0- =62.33 0-0.06Ls=96+0.220 ，经计算 1.003+0.75 0- =(1.003*96+0.75*0.22) 0- =96.45 0-0.073.3.3型腔深度和型芯高度尺寸的计算按塑料成型工艺及模具设计151中的公式进行计算型腔径向尺寸： 型芯径向尺寸：当塑件尺寸Hs=60-0.09时，经计算，得型腔深度（1+）Hs-0.6 ,=(1.003*6-0.6*0.09) =5.96 +0.030当塑件尺寸=4+0.0750 , 经计算，得型芯高度 （1+）Hs+0.60- =(1.003*4+0.6*0.09) 0- =4.070-0.0254 浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模两腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：1 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。2 型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。3 系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。4 对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。5满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。6浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。4.1主流道设计主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计成锥形，锥度为3，内表面的粗糙度为Ra0.8微米,孔径为0.5毫米。4.1.1流道设计要点及计算1为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，因ABS的流动性为中性，故其锥度取3度，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为R0.8um。2主流道大端呈圆角，浇口套圆弧直径=SR喷嘴+（12）mm主流道尺寸:主流道小端直径 D=注射机喷嘴直径+（0.51） =3+（0.51），取D=4主流道球面半径SR喷嘴=注射机喷嘴球头半径+（12） =12+(12)，取SR0=14球面配合高度h=35mm，取h=3mm主流道长度L=56mm主流道大端直径D=D+2Ltan=4+256tan2=7.91，取D=8mm(4-6)浇口套总长LO=L+h+2=61mm3在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。4为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，凹坑深度常取34mm。在此模具中取浇口套圆弧直径=14mm。5由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼作定位环，圆盘凸出定模端面的长度H=510mm。4.2冷料井设计冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。基于本次设计的模具，可采用底部带有拉料杆的冷料井，这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。拉料杆装于型芯固定板上，因此它不能随脱模机构运动。利用球头形的拉料杆配合冷料井。4.3分流道设计要点1 在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。2 分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。3 分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。4 分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。4.3.1 分流道的长度分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。1 分流道的断面分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。因ABS的推荐断面直径为4.59.5(查表4-2)，部分塑件常用断面尺寸推荐范围。分流道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，同时因考虑加工的方便性。分流道应考虑出料的流畅性和制造方便，熔融料的热量损失小，流动阻力小，比表面和小等问题。2 分流道的布局在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种，根据本模具的要求我们选取平衡式，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，尺寸都相同的布置形式。它要求各对应部位的尺寸相等。这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，是成型的塑件力学性能基本一致。而且在此模具中不会造成份流道过长的缺点。 5.模具冷却系统的设计5.1设计计算过程根据模具设计手册中有关公式例题计算:已知：材料ABS，塑件厚度2mm，一次注塑质量13.16g，(取13g方便计算)ABS单位热流量系数Q1=350kg/kg,解：冷却时间s 根据ABS性能，取=10s 注射时间=2s，保压2s 注射周期为t=10+2+2+（58）=20s 每小时注射次数N=3600/20=180 总热量 Q=W=NG =800.0215350 =1354.5kJ/h 模具四侧面积 分型面面积 开模率 散热表面积=0.04m2 模温取70，室温20对流所散发的热量： 辐射所散发的热量： =0.86 注塑机所散发的热量： 应由冷却系统从模具中带走的热量为 为负所以模具靠自身可以散热。但为更加安全和提高效率，仍添加冷却系统根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据书上的经验值取4根，冷却水口口径为8mm.另外，具冷却系统的过程中，还应同时遵循：1 浇口处加强冷却；2 冷却水孔到型腔表面的距离相等；3冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大；4 冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水。5 进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面。6 冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。而且在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。6排气及加热系统系统的设计6.1塑件可能出现的缺陷分析为了防止塑件出现气泡，疏松等缺陷，在注射过程中应该将型腔中的气体排出。模具型腔中的气体来源主要有以下几个方面： 1)浇注系统和型腔中原有的气体；(2)塑料中的水分在注射温度下蒸发的水蒸汽；(3)塑料熔体受热分解产生的挥发气体；(4)熔体中某些添加剂的挥发和化学反应生成的气体；6.2排气系统的设计要点(1)保证迅速，有序，通畅，排气速度应该与注射速度相适应；(2)排气槽设在塑料流末端；(3)应设在主分型面凹模一侧，便于加工和修整，飞边容易脱模和去除；(4)尽量设在塑件较厚的部位；(5)设在便于清理的位置，以免积存冷料；(6)排气方向应避开操作区，以防高温熔体溅出伤人；(7)其深度与塑料流动性、注射压力以及温度有关；该套模具是属于小型模具，排气量很小，可利用分型面、滑块和顶杆等间隙进行排气，不需要单独开设排气槽。6.3加热系统由塑料模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产率。ABS材料的注塑成型温度为5070 ，查参考文献中国模具工程大典中表常用热塑料的模具温度表，可以得知所选塑件材料模具温度为：60C，所以可以不设置加热装置。7脱模机构的设计注射成型的每一循环中，塑件必须准确无误的从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置成为脱模机构，也称为推出机构。1.脱模推出机构的设计原则 塑件推出是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时，应遵循下列原则。（1）推出机构应尽量设置在动模一侧；（2）保证塑件不因推出而变形损坏；（3）机构简单、动作可；（4）良好的塑件外观；（5）合模时的准确复位。2.塑件推出的基本方式选择零件脱模无特殊要求，采用最常见的推杆推出即能满足脱模要求。推杆形式选择圆形推杆。3.顶杆布局顶杆布局如图所示，两侧为对称布局，8模具的装配1、 确定装配基准；2、 装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净；3、 调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于80%，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边。4 、在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查；5 、组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象；6、 组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，门动作灵活紧固所连接螺钉，装配定位销。装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶，但应防止进入系统中；7 、试模：试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记及组装基面。 模具预热模具预热的方法，采用外部加热法，将铸铝加热板安装在模具外部，从外部向内进行加热，这种方法加热快，但损耗量大。筒和喷嘴的加热根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热，与模具同时进行。工艺参数的选择和调整根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度，压力，时间参数，调整工艺参数时按压力，时间，温度这样的先后顺序变动。注塑在料筒中的塑料和模具达到预热温度时，就可以进行试注塑，观察注塑塑件的质量缺陷，分析导致缺陷的原因，调整工艺参数和其他技术参数，直至达到最佳状态。8、模具的维护模具在使。那么优化设计的镶件和嵌件在这里就起到了很大的作用，只须更换个别已损坏的零件，不会导致用过程中，会出现正常的磨损或不正常的磨损。不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的彻底报废。最后检查各种配件、附件待零件，保证模具装备齐全，另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。装配滚动轴承允许采用机油进行热装，油的温度不得超过1000C。结论 这次的设计给我最深的就是：“多一份耕耘，多一份收获”。在这次的设计中，老师指导我们去设计过程中，本人查阅了很多资料，学习了之前未曾了解的一些知识，开阔了视野，对模具行业也有了新的认识。在技能方面，通过对此塑件模具的设计，本人更加熟练了对机械制图的理解和运用，特别是AutoCAD的运用，同时，增加了解决问题的能力和查阅手册的能力。期