机械毕业设计（论文）-手机下盖注塑模具设计【全套图纸UG三维】.doc

毕业设计说明 I 摘 要 本次设计的题目是手机下盖产品造型与模具设计 要求设计出用于生产的注射模 具 初步对该塑件的结构分析可知 由于该塑件的面积较小 因此采用侧浇口浇注 并且采取一模两腔的结构形式 由于塑件的结构特点 故而需要采用斜顶机构 本次设计的具体过程如下 首先对塑件的成型工艺性能进行分析 这包括对塑件 的结构尺寸的分析和成型塑件的材料各项性能的分析 其次 就是如何合理的选择注 射机 选择正确的注射机是本次设计的基础 再次 就是拟定模具的结构形式 模具 的结构形式必须根据塑件的结构尺寸 通过计算进行合理的选择 第四步就是浇注系 统的设计 第五步是本次设计的重点 成型零部件的设计和计算 第六步是斜顶机构 的设计和计算 通过本次设计 使我对注塑模具的结构和性能有了全面的了解 并且巩固和学到 了模具设计的基本知识 为以后踏入社会工作打下了基础 可以说是受益匪浅 关键词 关键词 塑料模具 注射机 浇注系统 全套图纸 加全套图纸 加 153893706 毕业设计说明 II 目 录 摘 要 1 1 绪论绪论 1 1 1 11 1 综述综述 1 1 1 1 11 1 1 塑料模的功能塑料模的功能 1 1 1 1 21 1 2 我国塑料模具现状及发展趋势我国塑料模具现状及发展趋势 1 1 1 1 31 1 3 未来塑料模具工业和技术的主要发展方向未来塑料模具工业和技术的主要发展方向 1 1 1 21 2 本设计的意义及目的本设计的意义及目的 2 2 2 2 手机下盖设计及其成型工艺的分析手机下盖设计及其成型工艺的分析 3 3 2 12 1 塑件分析塑件分析 3 3 2 22 2 塑料的选材及性能分析塑料的选材及性能分析 4 4 2 32 3 ABSABS 塑料的注射过程及工艺塑料的注射过程及工艺 5 5 2 42 4 ABSABS 的主要缺陷及消除措施的主要缺陷及消除措施 6 6 3 3 模具设计方案的确定模具设计方案的确定 7 7 毕业设计说明 III 3 13 1 分型面方案的确定分型面方案的确定 8 8 3 23 2 型腔数量确定型腔数量确定 8 8 4 4 模具设计模具设计 9 9 4 14 1 注塑机选型注塑机选型 9 9 4 24 2 模具浇注系统设计和浇口的设计模具浇注系统设计和浇口的设计 1313 4 34 3 成型零件工作尺寸的设计和计算成型零件工作尺寸的设计和计算 1515 4 44 4 模架的确定和标准件的选用模架的确定和标准件的选用 1717 4 54 5 合模导向机构和定位机构合模导向机构和定位机构 1919 4 64 6 脱模推出机构的设计脱模推出机构的设计 2020 4 74 7 斜顶与抽芯机构设计斜顶与抽芯机构设计 9 9 2222 4 84 8 排气系统设计排气系统设计 2323 4 94 9 冷却系统的优化设计冷却系统的优化设计 2323 4 104 10 模具材料例表模具材料例表 2525 5 5 模具装配模具装配 2525 5 15 1 塑料模具装配的技术要求塑料模具装配的技术要求 2525 5 25 2 塑料模具装配过程塑料模具装配过程 2626 总总 结结 2828 参考文献参考文献 I I 致致 谢谢 IIII 毕业设计说明 1 1 绪论 1 1 综述 1 1 1 塑料模的功能 模具是工业产品生产用的重要工艺装备 在现代工业生产中 60 90 的工业产 品需要使用模具 模具工业已经成为工业发展的基础 许多新产品的开发和研制在很 大程度上都依赖于模具生产 特别是汽车 摩托车 轻工 电子 航空等行业尤为突 出 而作为制造业基础的机械行业 根据国际生产技术协会的预测 21 世纪机械将会 有进一步的创新改进 制造工业的零件 其粗加工的 75 和精加工的 50 都将依靠模 具完成 因此 模具工业已经成为国民经济的重要基础工业 模具工业发展的关键是 模具技术的进步 1 1 2 我国塑料模具现状及发展趋势 近年来 我国的模具工业一直以每年 13 左右的增长速度快速发展 据预测 我 国模具行业在 十五 期间的增长速度将达到 13 15 模具钢的需求量也将以年 12 的速度递增 全国年需求量约 70 万吨左右 而国产模具钢的品种只占现有国外模 具钢品种的 60 每年进口模具钢约 6 万吨 我国每年进口模具约占市场总量的 20 左右 已超过 10 亿美元 其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的 50 以上 冲压模具 占全部进口模具约 40 1 2 1 1 3 未来塑料模具工业和技术的主要发展方向 目前 全世界模具的年产值约为 650 亿美元 我国模具工业的产值在国际上排名 位居第三位 仅次于日本和美国 未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是 大力普及 广泛应用 CAD CAM CAE 技术 逐步走向集成化 现代模具设计 制造不仅应强调信息的集成 更应该强调技术 人和管理的集成 毕业设计说明 2 提高大型 精密 复杂与长寿命模具的设计与制造技术 逐步减少模具的进 口量 增加模具的出口量 在塑料注射成型模具中 积极应用热流道 推广气辅或水辅注射成型 以及 高压注射成型技术 满足产品的成型需要 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率 模具标准件是模具基础 其大 应用可缩短模具设计制造周期 同时也显著提高模具的制造精度和使用性能 大大地 提高模具质量 发展快速制造成型和快速制造模具 即快速成型制造技术 迅速制造出产品 的原型与模具 降低成本推向市场 积极研究与开发模具的抛光技术 设备与材料 满足特殊产品的需要 推广应用高速铣削 超精度加工和复杂加工技术与工艺 满足模具制造的需 要 开发优质模具材料和先进的表面处理技术 提高模具的可靠性 研究和应用模具的高速测量技术 逆向工程与并行工程 最大限度地提高模 具的开发效率与成功率 1 2 本设计的意义及目的 本次毕业设计是我们大学所学知识做的一次总测验 是锻炼也是检验自己所学 并掌握运用知识的能力 是我们高等院校学生的最后的学习环节 通过这次设计 学 到许多原本未能学到的东西 对过去没有掌握的知识得到了更进一步巩固 目的在于 需要独立思考 综合运用所掌握理论知识的能力得到很大的提高 学会从生产实际出 发 针对实际课题解决实际问题 掌握如何综合使用各种设计手册 图册 资料的等 方法 提高个人电脑绘图水平 同时也为我们即将参加工作所做的必要准备 打下基 础 更是我们在校学习模具设计与制造等专业知识的一次综合考验 毕业设计说明 3 2 手机下盖设计及其成型工艺的分析 2 1 塑件分析塑件分析 图 2 1 手机下盖 上图2 1 所示是手机下盖零件 2 1 1 结构分析如下 该塑件为壳体 壳体具有一定的深度 表面光滑 在模具设计和制造上要有良好 的加工工艺 确保成型零件具有一定的光洁度 壳体内部凹下的胶位是为了插入时能配合紧密 所以必须具备一定的制造精度 2 1 2 成型工艺分析 采用一般精度等级5级 大量生产 该塑件壁厚约为1mm左右 考虑到壳体较浅 塑件内表面不设脱模斜度 由于有斜顶 型腔将被做成镶拼式所以塑件外形没有放脱模斜度 毕业设计说明 4 2 2 塑料的选材及性能分析 该壳用于手机底壳 经常用手触摸 必须耐酸 对电绝缘 化学稳定性要好 抗 拉强度 硬度 耐磨性要突出 综合机械性能要好 具备这些条件的塑料首选 丙烯 腈 丁二烯 苯乙烯 英文名称 Acrylonitrile Butadiene Styrene 简称 ABS 2 2 1 使用特点 1 综合性能较好 冲击强度较高 化学稳定性 电性能良好 2 与 372 有机玻璃的熔接性良好 制成双色塑件 且可表面镀铬 喷漆处理 3 有高抗冲 高耐热 阻燃 增强 透明等级别 4 流动性比HIPS差一点 比PMMA PC等好 柔韧性好 3 2 2 2 成型特性 1 无定形料 流动性中等 吸湿大 必须充分干燥 表面要求光泽的塑件须长时间 预热干燥80 90度 3小时 2 宜取高料温 高模温 但料温过高易分解 分解温度为 270度 对精度较高的 塑件 模温宜取 50 60度 对高光泽 耐热塑件 模温宜取60 80度 3 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 4 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 2 2 3 ABS 的主要性能指标 4 ABS 的技术指标见下表 2 1 密度 3 kg dm 1 02 1 16比体积 31 vdm kg 0 86 0 98 吸水率 24 100 p c 0 2 0 4收缩率 s0 4 0 7 熔点tC 130 160硬度 HB9 7 R121 抗拉屈服强度 b MPa 50拉伸弹性模量 1 E MPa 3 1 8 10 体积电阻率 V cm 16 6 9 10 弯曲强度 w MPa 80 毕业设计说明 5 0 46MP90 108无缺口261热变形温度 t c 0 185MP83 103 冲击韧度 2 n kJ m 2 k kJ m 缺口11 2 3 ABS 塑料的注射过程及工艺 2 3 1 注射成型过程 1 成型前准备 对ABS进行干燥 ABS是吸水的塑料 于室温下 24小时可 吸收0 2 0 35 水分 虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响 但注塑时若 湿度超过0 2 塑料表面会受大的影响 所以对ABS进行成型加工时 一定要事先 干燥 而且干燥后的水分含量应小于0 2 ABS的干燥方法 常压热风干燥 80 85 2 4小时 真空热风干燥 80 1 2 小时 2 注射过程 塑料在注射机内经过加热 塑化达到流动状态后 由模具的浇注系 统进入模具型腔成型 起过程可分为充模 压实 保压 倒流 和冷却 5 个阶段 2 3 2 ABS 的注射工艺参数 1 螺 杆 类 别 标 准 螺 杆 直 通 式 喷 嘴 2 回 料 转 速 rpm 30 1 minn r 3 注射机料筒温度 前段 180 200 中段 165 180 后段 150 170 4 喷嘴 170 180 5 模具 50 80 玻纤增强制品取75 毕业设计说明 6 6 注射压力 60 100 7 注射速度 注射压力 一般ABS制品采用高速及多级注射 但是对于阻燃品级 要慢速注射 可以避 免注射料的分解 耐热ABS也要快速注射 可减少内部应力 注射压力在75MPa左 右 保压时可低些 8 熔胶温度 190 9 成型时间 s 注射时间 20 90 高压时间 0 5 冷却时间 20 120 总周期 50 220 在265 温度下 物料在机筒内停留时间最多不能超过5 6分钟 若温度为 280 则物料在机筒内停留时间就不能超过2 3分钟 10 后处理 把塑件放在红外线或者烘箱下 温度设为70度烘干2 4小时 4 2 4 ABS 的主要缺陷及消除措施 2 4 1 残余应力引起的龟裂 残余应力主要由于以下三种情况 即充填过剩 脱模推出和金属镶嵌件造成的 作为在充填过剩的情况下产生的龟裂 其解决方法主要可在以下几方面入手 1 由于直浇口压力损失最小 所以 如果龟裂最主要产生在直浇口附近 则可 考虑改用多点分布点浇口 侧浇口及柄形浇口方式 2 在保证树脂不分解 不劣化的前提下 适当提高树脂温度可以降低熔融粘度 提高流动性 同时也可以降低注射压力 以减小应力 3 一般情况下 模温较低时容易产生应力 应适当提高温度 但当注射速度较高 时 即使模温低一些 也可减低应力的产生 4 注射和保压时间过长也会产生应力 将其适当缩短或进行 Th 次保压切换效果 较好 2 4 2 熔接痕 毕业设计说明 7 熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却 在结合处未能完全融合 而产生的 一般情况下 主要影响外观 对涂装 电镀产生影响 严重时 对制品强 度产生影响 可参考以下几项予以改善 l 调整成型条件 提高流动性 如 提高树脂温度 提高模具温度 提高注射压 力及速度等 2 增设排气槽 在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气 3 尽量减少脱模剂的使用 4 设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处 成型后再予以切断去除 5 若仅影响外观 则可改变烧四位置 以改变熔接痕的位置 2 4 3 银线 银线产生的主要原因是由于材料的吸湿性引起的 因此 一般应在比树脂热变形 温度低10 15C的 条件下烘干 特别是在使用自动烘干料斗时 需要根据成型周期 成型量 及干燥时间选用合理的容量 还应在注射开始前数小时先行开机烘料 另 外 料简内材料滞流时间过长也会产生银线 不同种类的材料混合时 例如聚苯乙烯 和 ABS树脂 AS树脂 聚丙烯和聚苯乙烯等都不混合 2 4 4 白化 白化现象最主要发生在 ABS 树脂制品的推出部分 脱模效果不佳是其主要原因 可采用降低注射压力 加大脱模斜度 增加推杆的数量或面积 减小模具表面粗糙度 值等方法改善 当然 喷脱模剂也是一种方法 但应注意不要对后续工序 如烫印 涂装等产生不良影响 3 模具设计方案的确定 3 1 分型面方案的确定 分型面是模具上用来取出塑件和浇注系统料可分离的接触面称为分型面 分型面的 选择对模具设计方式影响最大 分型面设计是否合理对塑件质量和模具复杂程度具有很 毕业设计说明 8 大的影响 基本上是一种分型面对应着一种模具设计方案 所以分型面的选择决定着 模具总体的设计方案 3 1 1 分型面的选择原则 3 1 保证塑料制品能够脱模 2 使分型面容易加工 3 尽量避免侧向抽芯 4 使侧向抽芯尽量短 5 有利于排气 6 有利于保证塑件的外观质量 7 尽可能使塑件留在动模一侧 8 尽可能满足塑件的使用要求 9 尽量减少塑件在合模方向的投影面积 10 长型芯应置于开模方向 11 有利于简化模具结构 3 1 2 分型面确定 分型面与开模方向垂直 如图3 1所示 定模型芯利用开模动作从塑件中抽出 塑件双耳式侧孔利用滑块或者斜导柱来成型 整个塑件成型精度比较高 模具结构还 算简单 只需要双向抽芯 图 3 1 分型面形式与位置 毕业设计说明 9 3 2 型腔数量确定 由于生产批量大 本套模具采用一模两腔如图3 2所示 图 3 2 型腔排列方式 4 模具设计 4 1 注塑机选型 注射机是安装在注射机上使用的设备 因此设计注射模应该详细了解注射机的技 术规范 才能设计出符合要求的模具 注射机规格的确定主要是根据塑件的的大小及型腔的模具和排列方式 在确定模 具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下 设计人员应对模具所需的注射量 锁模力 注射压力 拉杆间距 最大和最小模具厚度 推出形式 推出位置 推出行程 开模 距离进行计算 根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机 倘若用户自己提供型 号和规格 设计人员必须对其进行校核 若不能满足要求 则必须自己调整或与用户 取得商量调整 4 1 1 注射量计算 该产品为ABS 查书 设计与制造实训 得知其密度为1 08 1 10g cm 3 毕业设计说明 10 收缩率为0 4 0 7 计算其平均密度为1 09 平均收缩率为0 55 通过计算得 两塑件体积为 V塑 97 5 cm3 两塑件的质量 M塑 106 3g 浇注系统体积 V浇 0 955 cm3 浇注系统质量 M浇 1 04g 故得总体积和总质量为 V总 98 5 M总 107 34g 4 1 2 注射机型号的选定 根据以上的计算初步选定型号为SZ 125 630 型卧式注射机 其主要技术参数见 表4 1 表 4 1 SZ 125 630 型注射机主要技术参数 4 螺杆直径 mm40拉杆内间距 mm370 x320 推动行程 mm550最大模具厚度 mm300 理论容量 3 cm140最小模具厚度 mm150 注射速度 g s 110顶出杆根数1 塑化能力 g s 16 8定位孔直径 mm125 额定注射压力 MP126顶出中心孔直径 mm35 螺杆转速 r min 14 200顶出力 KN1500 锁模力 KN530球半径 SR mm15 开模行程 mm270 喷 嘴孔直径 mm 4 1 3 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核 6 毕业设计说明 11 1 型腔数量的校核 1 由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 4 1 2 1 0 8 16 8 60 1 04 7 106 3 KMtm n m t 取60s 符合要求 71 右边 式中 K 注射机最大注射量的利用系数 非结晶型塑料一般取0 8 M 注射机的额定塑化量 改注射机为16 8g s T 成型周期 因塑件还比较大 壁厚 取30s m1 单个塑件的质量 取106 3g m2 浇注系统的质量 取1 04g 2 按注射机的最大注射量校核型腔数量 2 1 0 8 140 1 04 1 041 106 3 n Kmm n m 符合要求 式中 注射机允许的最大注射量 该注射机为140g N m 其他符号意义与取值同前 3 按注射机的额定锁模力校核型腔数量 壳体正反两面产生的胀模力由内模壳抵消 左右两行位压力由导柱和前模板的斜 面抵消 取这两处力的一半为正压力 2 11 1 2 86 7230 8772 2 Amm 分型面合模处的作用面积 2 22 2 2 200800Amm 塑料熔体对型腔的成型压力是 一般是注射压力的30 65 60 100 a MP 取平均压力为 4 2 3 1865 10 41500 2 P 型a P 4 3 1122 530000 1 31 41 5 8772800 F n PAA 型 符合要求 2 注射机工艺参数的校核 毕业设计说明 12 1 注射量的校核 注射量以容积表示最大注射容积为 3 max 0 85 140119Vvcm 最少注射容积 3 min 0 2535Vvcm 而 minmax VVV 3 98 5Vcm 符合要求 2 锁模力的校核 前面计算过 符合要求 3 最大注射压力的校核 注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力 max 126PMP 应该大于注射成型所需调用的注射压力的 即 0 P max0 Pk P 式中 1 251 4k 为70 90 0 P a MP 代入数据计算 符合要求 3 安装尺寸的校核 最大与最小模具厚度 模具厚度 H 应满足 minmax HHH 式中 minmax 150 300Hmm Hmm 该套模具厚度H 25 70 90 90 1 25 301mm 很明显 选择该注射机能满足模具设计的要求 4 开模行程校核 12 510 HHHmm 注射机动模板的开模行程 取270mm 见表4 2 H 塑件推出行程取 30mm 1 H 为包括流道凝料在内的塑件高度 2 H 毕业设计说明 13 2 3070 5 10 105 110Hmm 代值计算发现开模行程能满足 4 2 模具浇注系统设计和浇口的设计 为了使塑料熔体平稳有序地填充到型腔中 把注射压力充分传递到型腔的各个部 位 以获得组织致密 外形清晰的塑件 浇注系统设计合理与否影响塑件的内在性能质量 尺寸精度 外观质量 成型效 率 塑料利用率等 对浇注系统进行设计时 一般应遵循以下基本原则 1 适应塑料的成型工艺性能 2 结合型腔布局考虑 3 热量及压力损失要小 4 有利于型腔中气体的排出 5 防止型芯变形和嵌件位移 6 保证塑件外观质量 7 降低成本 提高生产效率 4 2 1 主流道的设计 4 主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道 通常和注射机喷嘴在同一轴线 上 断面为圆形 具有一顶的锥度 以便熔体的流动和开模时主流到凝料的顺利拔除 1 主流道尺寸和浇口的设计 1 主流道的小端直径 D 注射机喷嘴直径 0 5 1 3 0 5 1 取D 3 5mm 2 主流道的球面半径 SR 注射机喷嘴球头半径 1 2 15 1 2 取SR 16mm 3 球面的配合高度 取h 3mm 35hmmmm 4 主流道的长度 取L 15 52 5 67 5mm 毕业设计说明 14 主流道大端直径 半锥角 2 tan6 54DDL 1 取 5 8Dmm 浇口套总长 0 67 5370 5LLhmmmmmm 2 浇口套的设计 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触 属易损件 对材料要求比较严 因而 模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套 以便有效的选用优 质钢材单独进行加工和热处理 常采用碳素工具钢 如T8A T10A等 热处理硬度 为50HRC 55HRC 如图4 1所示 图 4 1 主流道衬套 3 定位圈的设计与固定 由于该模具主流道比较长 定位圈和衬套设计成分体式 注射机定位孔尺寸为 定位圈尺寸取 两者之间呈较松的间隙配合 0 10 0 125 0 2 0 4 125 定位圈结构尺寸如图4 2所示 定位圈和衬套的固定形式如图4 3所示 图 4 2 定位圈 毕业设计说明 15 图 4 3 主道衬套的固定形式 1 内六角螺纹 2 定位圈 3 定模座板 4 主流道衬套 5 定模板 4 2 2 浇口的设计 采用梯形侧浇口如图4 4 塑料熔体通过主流道然后到分流道流入型腔 图 4 4 侧浇口的设置形式 4 3 成型零件工作尺寸的设计和计算 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件 包括凹模 型芯 镶块 成型杆和成型环等 成型零件工作时 直接与塑料接触 塑料熔体的高压 料流的冲 毕业设计说明 16 刷 脱模时与塑件间还发生摩擦 因此 成型零件要求有正确的几何形状 较高的尺 寸精度和较低的表面粗糙度 此外 成型零件还要求结构合理 有较高的强度 刚度 及较好的耐磨性能 设计成型零件时 应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求 确定型腔的总体 结构 选择分型面和浇口位置 确定脱模方式 排气部位等 然后根据成型零件的加 工 热处理 装配等要求进行成型零件结构设计 计算成型零件的工作尺寸 对关键 的成型零件进行强度和刚度校核 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸 主要有型腔和型芯的径向尺寸 型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等 ABS 的成型收缩率为0 4 0 7 所以平均收缩率取 s 0 55 塑件尺寸公差按SJ1372 78标准中的5级精度成型 4 3 1 长方体型芯 见图4 7 图 4 7 型芯 1 采用台肩固定的形式 下底面用模珂与动模压紧 2 塑件的尺寸公差源自 塑料成型工艺与模具设计 的塑件公差数值表 塑件尺寸 0 44 10 71 s l 0 8 20 174 s l 0 86 0 49 5 s h 000 110 25 0 440 11 1 10 55 240 75 0 44 24 46 Ms ls dx 毕业设计说明 17 000 220 25 0 800 2 1 10 55 660 75 0 80 66 96 Ms ls lx 000 0 25 0 860 21 1 10 55 770 75 0 86 78 06 MS hs hx 式中 s 塑料的平均收缩率 ABS为0 55 塑件外径尺寸 取25 64mm s d 修正系数 取0 75 x 塑件尺寸公差 见上塑料尺寸公差值 模具制造误差 其他误差忽略 当尺寸小于50mm时 当 4 塑件尺寸大于50mm 时 5 4 3 2 动模模仁 见图4 8 图 4 8 动模型腔 1 模仁为镶入式 通过沉头螺钉固定在动模板上 2 尺寸计算 塑件的尺寸公差源自 塑料成型工艺与模具设计 的塑件公差数 值表 3 1 0 10 50 74 s L 0 20 86 177 s L 0 10 15 2 5H 0 0 20 9 8H 4 5 0 25 0 50 125 11000 1 10 55 740 75 0 5 73 83 Ms Ls Lx 0 25 0 860 22 22000 1 10 55 1770 75 0 86 176 29 Ms Ls Lx 0 25 0 150 04 11000 1 10 55 2 50 75 0 15 2 67 Ms Hs Hx 0 25 0 200 05 22000 1 10 55 9 80 75 0 20 10 05 Ms Hs Hx 式中各符号同前 毕业设计说明 18 4 3 34 3 3 型腔零件刚度和强度校核 由于塑件成型部分采用模仁 再从模板上开框把模仁镶入 用螺丝吃紧 成型部 分离模仁有满足条件的规定距离 20 25mm 而模仁离模板四周也有满足条件的规 定距离 所以成型时型腔零件完全满足强度和刚度的要求 在这里就不一一校核 在 动模板上 由于成型压力很大部分垂直压在其上 底部为了节约材料不打算采用支撑 板 在这里我们采用四个中托司支撑 尺寸位置大小和中托司布局请见模具组装图 4 4 模架的确定和标准件的选用 根据前面型腔的布局以及互相位置尺寸 再根据成型零件尺寸结合标准模架 选 用结构形式为CI3030 70 90 90 01 S 即采用数量为1的标准模架 1 定模座板 300mm x 350mm 厚为25mm 定模座板是模具与注射机连接固定的板 材料为45钢 通过4个M12的内六角圆柱螺钉与定模固定板连接 定位圈通过2个M6的内 六角圆柱螺钉与其连接 定模座板与浇口套为H8 f8配合 7 2 定模板 300mm x 300mm 厚70mm 用于固定型芯 导套 固定板应有一定的厚度 并有足够强度 一般用45号钢 调质到230HB 270HB 其上的导柱和导套一端采用H7 k6 配合 另外一段采用 H7 f7配合 定模板与浇口套采用H7 m6配合 7 3 动模座板 300mm x350mm 厚为25mm 材料为45钢 其上的注射机顶孔为 50 4 动模板 300mmx 300mm 厚90mm 行位滑块通过矩形导滑槽在模套中滑动 以完成侧向分型和合模复位 材料为45 钢 其上的导柱和导柱孔为H7 k6配合 7 5 垫块 58mm x 300mm 厚90mm 1 主要作用 在动模座板与支撑板之间形成推出机构的动作空间 或是调节模具的总厚度 以 适应注射机的模具安装厚度要求 2 结构形式 毕业设计说明 19 可以是平行垫块或拐角垫块 该模具采用平行垫块 3 垫块材料 垫块材料为Q235A 也可以用HT200 球墨铸铁等 改套模具采用Q235A制 造 6 推板 180mm x 300mm 厚度20mm 材料为45钢 其上的推板导套孔与推板导套采用H7 k6配合 用M6的内六角 圆柱螺钉与推杆固定板固定 7 推杆固定板 180mm x 300mm 厚度25mm 钢材为45钢 其上的推板导套孔与推板导套采用H7 f9配合 7 模架如图 4 11 所示 图 4 11 模架 4 5 合模导向机构和定位机构 采用标准模架 模架本身带有导向装置 按模架规格选取即可 4 5 1 导向机构的总体设计 1 导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部分 其中心至模具 边缘应有足够的距离 以保证模具的精度 防止压入导柱和导套后变形 2 该导套采用4根导柱 其布置为等直径导柱不对称布置 毕业设计说明 20 3 导柱安装在支承板和模套上 导套安装在定模固定板上 4 为了保证分型面很好的接触 导柱和导套在分型面处应只有承屑槽 在导柱 孔口倒角 5 在合模时 保证导向零件首先接触 避免凸模先进入型腔 导致模具损坏 6 动定模板采用合并加工时 可确保同轴度要求 4 5 2 导柱设计 1 采用带头导柱 加油槽 如图4 12所示 2 导柱长度必须比凸模端面高度高出6mm 8mm 3 为了使导柱能顺利地进入导向孔 导柱端部常做成圆锥形的先导部分 4 导柱的直径应根据模具尺寸来确定 应保证有足够的抗弯强度 5 导柱的安装形式 导柱固定部分与模板按H7 k6配合 导柱滑动部分按 H7 f7或H8 f7间隙配合 7 6 导柱工作部分的表面粗糙度为0 2um 7 导柱应具有坚硬耐磨的表面 不易折断的内芯 多采用低碳钢经渗碳淬火处 理或碳素工具钢T8A T10A经淬火处理 硬度为50HRC以上或45钢经调质 表 面淬火 低温回火 硬度为50HRC以上 图 4 12 导柱 4 5 3 导套设计 导套与安装在另外一半模上的导柱相配合 用以确定动 定模的相对位置 以保 证模具运动导向精度的圆套形零件 导套常用的结构形式有两种 直导套 带头导套 1 采用带头导套 如图 4 13 所示 2 导套的端面应倒圆角 导柱孔最好做成通孔 利于排出孔内剩余空气 3 导套孔的的滑动部分按H8 f7 H7 f7的间隙配合 表面粗糙度为0 4um 导套外径与模板一端采用H7 k6配合 另外一端采用H7 e7配合镶入模板 毕业设计说明 21 4 导套材料可用淬火钢或铜等耐磨材料制造 该模具中采用T8A 图 4 13 导套 4 6 脱模推出机构的设计 注射成型每一循环中 塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出 完成 脱出塑件的装置称为脱模机构 也常称为推出机构 4 6 1 脱模推出机构的设计原则 8 塑件推出 顶出 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 应遵循以下原则 1 推出机构应近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 动作可靠 4 良好的塑件外观 5 合模时的准确复位 4 6 2 塑件的推出机构 该套模具的塑件采用推板推出 推杆的形式为圆形 1 推杆如图4 14所示 共8根推杆 图 4 14 带肩圆筒推杆 毕业设计说明 22 2 推杆应设置在脱模阻力大的地方 3 推杆应布置均匀 4 推杆应设在塑件强度 刚度较大的地方 5 推杆直接与模板上的推杆空采用H8 f8间隙配合 6 通常推杆装入模具后 其端面应与型腔地面平齐或高出型腔底面 0 05mm 0 10mm 7 推杆与推杆固定板 通常采用单边0 5mm的间隙 这样可以降低加工要求 又能在多推杆的情况下 不因各板上的推杆孔加工误差引起轴线不一致而发生卡死现 象 8 推杆的材料常用T8 T10碳素工具钢 热处理要求硬度 50HRC 以上 工作 端配合部分的表面粗糙度为 u 0 8um 4 7 斜顶与抽芯机构设计 9 当在注射成型的塑件上与开合模方向不同的内侧或外侧有孔 凹穴或凸台时 塑 件就不能直接由推杆等推出机构推出脱模 此时 模具上成型该处的零件必须制成可 侧向移动的活动型芯 以便在塑件脱模推出之前 先将侧向成型零件抽出 然后在把 塑件从模内推出 否则就无法脱模 4 7 1 侧向分型与抽芯机构类型的确定 壳体下面的双耳式侧孔需要用到抽芯机构 在这里运用斜顶抽芯 该塑件的侧凹 较浅 所需的抽芯距不大 侧凹的成型面积也不大 所以采用斜顶抽芯足够 一般将主型芯 和滑块位置设于动模 这样在脱模过程中 侧向分型时对塑件有限制侧向移动的作用 脱模比较顺利 4 7 2 斜顶的设计 斜顶设置在动模 有足够的强度 斜顶中部用管位控制 底部固定在推杆固定板 上可以左右摆动 斜顶角度为 5 度 4 7 4 各项尺寸的计算与校核 毕业设计说明 23 斜顶的相对位置以及脱模推出完成后的相对位置如图 4 15所示 图 4 15 侧向分型与抽芯分析 4 8 排气系统设计 模板分型面上设置1mm深的排气槽用于排气 而且在成型壳体内腔的型芯上设 置了12 推杆 排气条件足够 4 9 冷却系统的优化设计 10 4 9 1 加热系统 该套模具的模温要求在70以下 又是小型模具 所以无需设置加热装置 C 4 9 2 冷却系统 ABS塑料注射到模具内的塑料温度为180 190 左右 而塑料固化后C C 从模具型腔中取出时其温度在60 以下 热塑性塑料在注射成型后 须对模具进行C 有效的冷却 使熔融塑料的热量尽快地传给模具 以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱 模 毕业设计说明 24 ABS的成型温度和模具温度分别为180 190 50 70 用常温C C C C 水对模具进行冷却 1 冷却介质 冷却介质有冷却水和压缩空气 但用冷却水比较多 因为冷却水热容量大 传热 系数大 成本低 用水冷却 即使在模具型腔周围或者内部开设冷却水道 2 冷却系统的简略计算 如果忽略模具因空气对流 热辐射以及与注射机接触所散发的热量 不考虑模具金属 材料的热阻 可对模具冷却系统进行初步的简略计算 1 求塑料固化时每分钟释放的热量Q 查表得ABS单位质量放出的热量 故 2 1 7 10 QkJ kg 2 1 0 1077 10 7 49QWQkgkj kgkj 式中 W 单位时间内注入模具中的塑料质量 kj min 模具每分钟注射1次 2 冷却水的体积流量 4 7 3 3 3 12 7 49 0 358 10 min 104 187 2520 v WQkj m q PC 式中 冷却水的密度 为 33 1 10 kg m 冷却水出口温度 取25 1 C 冷却水进口温度 取20 2 C C 冷却水的比热容 为4 187 kjkg C 3 冷却管道的直径 为使冷却水处于湍流状态 查资料取d 8mm 4 冷却水在管道内的流速 4 8 3 232 44 0 358 10 0 95 3 14 8 10 60 v q vm s d 5 冷却水管道水孔壁与冷却水之间的传热膜系数 查参考文献中的表取f 7 22 水温为25时 因此C 4 9 0 8 3 0 2 3 616769 v hfkjm h C d 6 冷却管道的总传热面积 毕业设计说明 25 4 10 2 42 6060 0 0084 7 10 5 61 10 2025 16769 60 2 Q Am h 7 模具上应开设的冷却水孔数 孔 4 11 4 5 61 10 2 3 14 8 1000 150 1000 A n dl 式中 l 模珂长度 为150mm 4 9 3 冷却装置布置方案 理论上算得两孔 型芯和型腔上各分布一方形水管 具体分布见装配图 4 10 模具材料例表 表 4 7 该模具的选材及热处理见表 零件名称材料牌号热处理硬度说明 型腔718H预硬化36HRC 38HRC保证加工后获得较高的形状和 尺寸精度 易于抛光 斜顶T7A淬火52HRC 55HRC 型芯718H淬火42HRC 54HRC保证加工后获得较高的形状和 尺寸精度 沿脱模方向抛光 动定模座板45调质230HB 270HB 垫块Q235调质230HB 270HB 支撑柱S50C调质225HB 240HB 推板固定板45调质230HB 270HB 主流道衬套T10A淬火50HRC 55HRC 导柱导套T10A淬火54HRC 58HRC 定位圈45调质230HB 270HB 复位杆45淬火43HRC 48HRC 毕业设计说明 26 5 模具装配 5 1 塑料模具装配的技术要求 塑料模具种类较多 结构差异很大 装配的具体内容与要求也不同 一般注射 压缩和挤出模具结构相对复杂 装配环节多 工艺难度大 其他类型的塑料模具结构 较为简单 无论哪种类型的模具 为保证成形制品的质量 都应具有一定的技术要求 1 模具装配后各分型面应贴合严密 主要分型面的间隙应小于0 05mm 在模具 适当的平衡位置应装有吊环或起吊孔 模具的外形尺寸 闭合高度 安装固定及定位尺 寸 推出方式 开模行程等均应符合设计图样要求 并与所使用的设备条件相匹配 模具应有标记 各模板应打印顺序编号及加工与装配时使用的基准标记 2 导向或定位精度应满足设计要求 动 定模开合运动平稳 导向准确 无卡阻 咬死或刮伤现象 安装精定位元件的模具时 应保证定位精度 可靠 且不得与导柱 导套发生干涉 3 成型零件的形状与尺寸精度及表面粗糙度应符合设计图样要求 表面不得有碰 伤 划痕 裂纹 锈蚀等缺陷 抛光方向应与脱模方向一致 成形表面的文字 图案 与脱模方向一致 活动成形零件或镶件应定位可靠 配合间隙适当 活动灵活 不产 生溢料 4 浇注系统表面光滑 尺寸与表面粗糙度符合设计要求 5 推出机构应运动灵活 工作平稳 可靠 推出元件不应承受侧向力 既不允许 放生溢料 也不得有卡阻现象 6 侧向分型与抽芯机构应运动灵活 平稳 斜导柱不应承受侧向力 滑块锁挈应 固定可靠 工作时不得产生变形 7 模具加热元件应安装可靠 绝缘安全