保护盒锁条塑料模具设计

摘 要 本文主要介绍的是 具的设计方法。首先分析了 锁条的塑件工艺性 ，包括 原材料分析 、 尺寸精度的分析 、 表面质量的分析及结构工艺性分析 等，并 选择了成型设备及编制了模塑工艺规程 。接着介绍了 锁条 注塑模分型面的选择、型腔数目的确定及布置，重点介绍了浇注系统、 型芯、型腔的确定 、 推件方式的选择 、 侧抽芯机构设计 以及 标准模架 的 选择，最后对注塑机进行了校核，并绘制了一些非标准件的图纸。 本文论述的 锁条塑料 模具采用 两板 式结构， 采用大水口进料方式，并采用一 模 两 腔的型腔布置，最后利用推板将制件推出 。 关键 词 塑料模具；标准模架；两板式；大水口；一模两件 1 is of of of of on of of of of a 目 录 摘 要 . 0 引 言 . 1 1. 塑件的工艺性分析 . 1 件的原材料分析 . 1 件的尺寸精度分析 . 2 件表面质量分析 . 3 件的结构工艺性分析 . 3 2. 确定成型设备选择与模塑工艺规程编制 . 3 算塑件的体积 . 3 算塑件的质量 . 3 件模塑成型工艺参数的确定 . 4 写模塑成型工艺卡 . 4 3. 注射模的结构设计 . 6 型面的选择 . 6 腔数目的确定及型腔的排列 . 7 注系统的设计 . 7 芯、型腔结构的确定 . 8 件方式的选择 . 8 抽芯机构设计 . 9 准模架的选择 . 9 4. 注射模设计的尺寸计算 . 12 型零件尺寸计算 . 12 定抽芯机构零件尺寸计算 . 13 射模具零件设计 . 13 5. 注射机有关参数的校核 . 14 模具闭合高度的确定 . 14 模具安装部分的校核 . 14 模具开模行程校核 . 14 结 论 . 15 参 考 文 献 . 16 1 引 言 称电子商品防窃（盗）系统，是目前大型零售行业广泛采用的商品安全措施之一。 统主要由三部分组成：检测器（ 解码器（ 电子标签 （ 电子标签分为软标签和硬标签，软标签成本较低，直接粘附在较 “ 硬 ” 商品上，软标签不可重复使用；硬标签一次性成本较软标签高，但可以重复使用。硬标签须配备专门的取钉器，多用于服装类柔软的、易穿透的物品。解码器多为非接触式设备，有一定的解码高度，当收银员收银或装袋时，电子标签无须接触消磁区域即可解码。也有将解码器和激光条码扫描仪合成到一起的设备，做到商品收款和解码一次性完成，方便收银员的工作，此种方式则须和激光条码供 应商相配合，排除二者间的相互干扰，提高解码灵敏度。未经解码的商品带离商场，在经过检测器装置（多为门状）时，会触发报警，从而提醒收银人员、顾客和商场保安人员及时处理。 针对以上情况，我选择了锁条作为本次毕业设计，采用工学结合的方式完成本次课题。通过在学校学校的理论，结合公司所见的实物，设计出生产这类产品的模具。在设计中，我要充分考虑模具的生产条件，生产成本，以及模具设计出来后的可实用性。 在本次模具设计中我得到了学校各位老师的指导，尤其要感谢我的指导老师对我在设计中的帮助，以及对我在设计中的支持与鼓励 。 本次模具设计论文编写过程中引用了一些单位的科研成果、数据，对此特表深切的谢意。由于我水平有限，设计中难免出现错误或不当之处，欢迎各位老师，专家及广大读者加以批评指正。 1 零件名称：锁条（如图 1示） 生产批量：大批量 材料：聚碳酸酯（ 公差取 精度 要求设计锁条模具。图 1锁条 1. 塑件的工艺性分析 塑件的工艺性分析包括塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的结构工艺性分析，其具体如下： 塑件的原材料分析 2 塑料 品种 结构 特点 使用 温度 化学 稳定性 性能 特点 成型 特点 聚碳酸酯（ 属于热塑性塑料 线型结构非结晶型材料 小于130 ，耐寒性好，脆化温度为有一定的化学稳定性，不耐碱、酮、酯等 透光率较高，介电性能好，吸水性小，但水敏性强（含水量不得超过 ，且吸水后会降解 力学性能很好，抗冲击抗蠕变性能突出，但耐磨性能差 熔融温度高（超过330 才严重分解），但熔体粘度大；流动性差（溢边值 流动性对温度变化敏感，冷却速度快；成 型收缩率小；易产生应力集中 结论 a) 熔融温度高且熔体粘度大，喷嘴宜用敞开式延伸喷嘴并加热，严格控制 模具温度，一般在 70120 为宜，模具应用耐磨钢，并淬火； b) 水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度显著下 降现象； c) 易产生应力集中，严格控制成型条件，合理排位顶针，防止产生顶白， 消除内应力；塑件壁不宜厚，避免有尖角缺口，脱模斜度宜取 2 。 件的尺寸精度分析 该塑件要求表面无飞边、留痕、收缩、缺料等注塑缺陷，所有尺寸均为一般精度，可按 取公差，其主要尺寸公差标注如下（单位均为 塑件外形尺寸： 、 、 、 、 、 、 、 、 ； 内形尺寸： 、 、 、 、 、 、 3 、 、 、 ； 孔尺寸： 、 。 件表面质量分析 该塑件 要求外形美观，有火花纹，所以要进 行电火花进行型腔、型芯处理，而内部无特殊要求，所以没有较高的表面粗糙度要求。 件的结构工艺性分析 a) 从图纸上分析，该塑件的外形方方正正，壁厚均匀，且符合 最 小壁厚要求； b) 塑件中心位置有几个孔，如 们均符 合 最小孔径要求； c) 在塑件两侧有几个规则孔，因此，塑件不易取出，需要考虑 侧抽芯装置； 综上所诉，该塑件可采用注塑成型加工。 2. 确定成型设备选择与模塑工艺规程编制 算塑件的体积 V=据 得）； 算塑件的质量 计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型腔数。根据有关手册查得 =以，塑件的质量为 m= V =据塑件形状及尺寸采用一模两件的模具结构，考虑外形尺寸、对塑件原材料的分析及注射时所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注塑机： 4 件模塑成型工艺参数的确定 聚碳酸酯注射成型工艺参数见表 1模时，可根据实际情况作适当调整。 表 1聚碳酸酯注射成型工艺参数 工艺参数 规 格 工艺参数 规 格 预热和干燥 温度 ： 110120 成型时间/s 注射时间 2090 时间 ： 812h 保压时间 05 料筒温度 后段 210240 冷却时间 2090 中段 230280 总周期 40190 前段 240285 螺杆转速28 喷嘴温度 240250 后处理 方法 红外线灯 模具温度 70（ 90） 120 温度 鼓风烘箱100110 注射压力80130 时间 812 写模塑成型工艺卡 锁条模塑工艺卡见表 1 表 1锁条模塑工艺卡 （厂名） 塑料注射成型工艺卡片 资料编号 车 间 共 页 第 页 零件名称 锁条 材料牌号 备型号 配图 材料定额 每模件数 2 件 5 号 零件图号 单件质量 装 号 零件草图 材料干燥 设备 温度 110120 时间 812 料筒温度 后段 210240 中段 230280 前段 240285 喷嘴 240250 模具温度 70(90)120 时间 注射 2090 保压 05 冷却 2090 压力 注射压力/0130 背压 /后处理 温度鼓风烘箱100110 时间定额 辅助 /时间812 单件 /检验 编制 校对 审核 组长 车间主任 检验组长 主管工程师 6 3. 注射模的结构设计 注塑模结构设计主要包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定及 型腔的排列、浇注系统设计、型芯、型腔结构的确定、推件方式、侧抽芯机构 设计、模具结构零件设计等内容。 型面的选择 该塑件为锁条，要求表面无飞边、留痕、收缩、缺料等注塑缺陷，表面要求质量适中。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，有两张分型面的选择方案。其一，选塑件的上端面作为分型面，如图 1a）所示，选择这种方案，侧抽芯的楔块需另外做，同时增加了型芯的加工难度；其二，选塑件的下端面作为分型面，如图 1b）所示，采用这种方案，省去了楔块的制作，模具结构也较为简单。所以，选塑件的下端面作为分型面较为合适。（ a） (b) 7 图 1分型面的选择 腔数目的确定及型腔的排列 由于该塑件产品小且质量轻，为提高生产效率，采用一模两件成型，在排位上，采用异向对称排布，这样有利于充分填满料，且模具排位较为美观。 注系统的设计 a) 主流道设计。 根据手册查得 注射机喷嘴的有关尺寸。 喷嘴球半径： 2嘴孔直径： 4据模具主流道与喷嘴的关系： R= 12） d= 主流道球面半径： R=13主流道的小端直 径： d= 了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为 13 。经换算得主流道大端直径 D=11时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端适当采用圆弧过度。 b) 分流道的设计。 分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、 形状的复杂程度、注射速率等因素有关。该塑件体积适中，但形状不算复杂，且壁厚均匀，采用了一模两件的排位方式，所以可考虑采用单侧进料方式，零件长度适中，所以可以适当缩短分流道的长度，有利于塑件的成型和外观质量的保证。本 例从便于加工的方面考虑，采用截面形状为半圆形的分流道。查有关手册得 R=3 c) 浇口设计。 由于该塑件外观质量要求适中，为了从经济效益 8 及模具设计方面考虑，尽量节约成本及使模具结构简单，后期维修方便。根据对该塑件结构的分析及已确定的分型面的位置，可选择两种方案的浇口形式。 i. 大水口进料方式：其模具制造中方便，后期维修方便且节约模 具成本，进料速度快，产品成型时间短，但是后期成型的产品需要一个人修刮产品水口。 细水口进料方式：一般用于三板模模具，制造麻烦，进料速度 慢，产品成型时间长，但产品成型美观 综 上所述，产品外观质量要求适中，所以采用第一种方案，细水口进料方式将进料口放置在侧面。 芯、型腔结构的确定 型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。 整体式型腔是直接在型腔板上加工，有较高的强度和刚度。但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。整体式型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢多，不便加工和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。 组合式型腔是由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容 易，能满足大型塑件的成型需要。组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方 便。同时也有利于型芯冷却和排气的实施。 由于该塑件型腔形状规则，但正中间有一规则圆柱类孔，且圆柱孔内有一段需要强脱，所以该圆柱孔采用用镶件的方法配合整体式型腔，便于芯子换修且加工，节约成本。型芯部分有侧抽芯，因此，型芯及侧抽芯的料必须耐磨损。若采用整体式型芯，则制造成本偏高，所以型芯部分需要采用组合式结构。 件方式的选择 根据塑件的形状特点，模具型芯在动模部分。开模后，塑件留在 9 型芯。其推出机构可采用顶针退出，由于产品内部无较高表面质量要求，且不影响配合即可，所以，顶针只要安排合理即可。 抽芯机构设计 该塑件上侧面有 4 个规则孔，它垂直于脱模方向，阻碍成型后塑件 从模具中脱出。因此，成型这些规则孔时必须做成活动的型芯，即设置抽芯机构。 设计如图 1示： 图 1侧抽芯机构 准模架的选择 本塑件采用大水口注射成型，根据其结构形式，选择富得巴大水 口 模架。锁条注射模具见图 1 10 图 1锁条注塑模具 11 28 水堵 45 16 外购 27 水管 外购 26 密封圈 4 外购 25 水嘴 45 4 外购 24 垃圾钉 6 外购 23 推板 45 1 调质 2502902 推杆固定板 45 1 调质 2502901 螺钉 4 0 推杆 45 12 淬火 40459 型芯固定板 45 1 调质 2502908 滑块 淬火 50557 斜导柱 45 2 淬火 40456 型腔固定板 45 1 调质 2502905 定模座板 45 1 调质 2502904 螺钉 4 3 螺钉 4 2 浇口套 淬火 50551 销 41 0 型腔 淬火 5055 导套 45 4 淬火 4045 型芯 淬火 5055 导柱 45 4 淬火 4045 螺钉 4 弹簧 4 外购 4 垫块 45 2 调质 250290 螺钉 4 螺钉 4 2 1 动模座板 45 1 调质 250290号 名称 材料 数量 备注 锁条注射模 射成型机 量 比例 张数 1 1： 1 4. 注射模设计的尺寸计算 型零件尺寸计算 该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算。查有关手册得 收缩率为 Q=故平均收缩率为 %/2=据塑件尺寸公差要求，模 具的制造公差取 = 。成型零件尺寸计算见表 1 表 1型腔、型芯主要工作尺寸计算 已知条件：平均收缩率 具的制造公差取 = 类别 塑件尺寸 计算公式 型芯或型腔工作尺寸 型腔的计算 13 型芯的计算 定抽芯机构零件尺寸计算 a) 抽芯距的计算 S 抽 =h+（ 23） =20+3=23中： h 为凸台高度，（ 23） 抽芯安全系数。 b) 滑块倾角的确定。斜滑块倾角是抽芯机构的主要技术数据之 一， 它 与塑件成型后能否顺利取出以及推出力、推出距离有直接的关系。本例侧抽芯的抽芯距较大，选择导柱斜度为 28 ，斜滑块的斜度为30 。 射模具零件设计 见附录 14 5. 注射机有关参数的校核 具闭合高度的确定 根据标准模架各模板尺寸及模具设计的其他零件尺寸：定模座板H 定 =25腔固定板 H 腔 =60芯固定板 H 芯 =70块 H 垫 =70模座板 H 动 =25 模具闭合高度： H 闭 =H 定 +H 腔 +H 芯 +H 垫 +H 动 +H 间隙 =250005 =251具安装部分的校核 查资料得 注射机所允许模具的最小厚度为 00大厚度 00 足，所以模具闭合高度满足。 具开模行程校核 查资料得注射机 的最大开模行程为 S=300足 下式计算所需的出件要求 S 2+(5 10)0+10=以可以选用 注射机。根据校核结论，将 型工艺卡。 15 结 论 走的最快的总是时间，来不及感慨，大学生活已近尾声，三年的努力与付出，伴随这次毕业论文的完成，将要划下完美的句号。 短短的几十天的毕业设计中，碰到了许多自己开始设计前所没想到的困难，如绘制零件图、零件图的标注、零件设计时相关数据的计算、查证等等，这个过程是温故和拓展了这三年来所学的知识。好在有老师的指导和同学的相互帮助设计才能顺利地完成。 锁条塑料模具的设计，使我获益良多，首先，通过查阅注塑模具设计相关资料，基本掌握了模具设计的原理和基本过程，对注塑模具各个组成