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凸模.dwg
凹模.dwg
塑件图-收音机电池后盖模具设计.dwg
导套.dwg
导柱.dwg
导轨.dwg
总装图.dwg
推杆.dwg
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斜滑块.dwg
斜滑块抽心.dwg
模架.dwg
滑块1.dwg
滑块2.dwg
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收音机电池后盖模具设计
摘 要
塑料模具在工业生产中运用广泛。不论是工业生产还是日常生活，塑料制品都得到了广泛的应用。而注射模具则是一种非常重要而高效的塑料生产工艺装备，在现代化生产的各个领域发挥着重要的作用。注射模具的设计充分利体现了时代性与进步性，且生产效率提高，经济效益显著。?本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠，对类似工件的大批量生产具有一定的参考作用。本文采用塑料注射模来实现收音机后盖的注射成型生产。通过对收音机电池后盖工艺的正确分析，设计了一副一模两腔的注射塑料模具。详细地叙述了模具等的设计过程，工艺参数的选择与计算，推出机构斜导柱、滑块与浇注系统以及其它结构的设计过程。并对其主要参数效核计算。同时展现塑料注射模方便快捷的优越性。
关键词:注射；充填型腔；开模取件
Radio batteries the back mold design
Abstract
The ramming mold applies widely in the industrial production. The ramming mold's design has used the mechanical press's function characteristic fully, carries on the ramming forming under the room temperature condition to the semifinished product, the production efficiency enhances, the economic efficiency is remarkable. This article introduced mold example structure simple practical, the easy to operate is reliable, has certain reference function to the similar work piece's production in enormous quantities. This article uses the superposable die to realize the filling piece ramming production. Along with the technical development, in the industrial production mold's use already more and more brings to people's attention now, but is applied massively in the industrial production. The ramming mold's feed control technology also invests into the actual production, the ramming mold may the big enhancement labor production efficiency, reduce the worker to bear, has the important technology advancement significance and the economic value.
Key word: Compound；filling piece；ramming
目录
绪 论 1
1 产品技术要求和工艺分析 2
1.1 产品分析 3
1.2 制件的分析 3
1.3 塑料的分析 3
1.4 成型工艺分析 4
1.5 成型方法 4
1.6 成型设备 4
2 型芯、型腔主要工件尺寸计算 4
2.1 参数查找 4
2.2 型腔基本尺寸计算 5
2.3 型芯基本尺寸计算 5
3 标准模架的选取 7
3.1 标准模架设计参数选取 7
3.2 确定型腔壁厚 8
4 分型面的选择 9
5 浇注系统的设计 10
5.1 主浇道的设计 10
5.2 浇口衬套 11
5.3 分浇道 12
5.4 浇口 13
6 脱模机构的设计 14
6.1 脱模机构的选用原则 14
6.2 推杆的设计 15
6.3 侧抽芯机构的计算 16
6.4 拉料杆与拉料穴 18
7 冷却与加热系统的设计 18
8 排气系统 18
9 模具装配 19
9.1 总装图 19
9.2 模具的工作过程 21
10 主要技术参数的效核 21
10.1 最大注射量的效核 21
10.2 最大锁模力的效核计算 21
10.3 最大开模行程效核 22
总 结 23
参考文献 24
致 谢 25
- 内容简介：
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收音机电池后盖模具设计摘 要塑料模具在工业生产中运用广泛。不论是工业生产还是日常生活，塑料制品都得到了广泛的应用。而注射模具则是一种非常重要而高效的塑料生产工艺装备，在现代化生产的各个领域发挥着重要的作用。注射模具的设计充分利体现了时代性与进步性，且生产效率提高，经济效益显著。 本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠，对类似工件的大批量生产具有一定的参考作用。本文采用塑料注射模来实现收音机后盖的注射成型生产。通过对收音机电池后盖工艺的正确分析，设计了一副一模两腔的注射塑料模具。详细地叙述了模具等的设计过程，工艺参数的选择与计算，推出机构斜导柱、滑块与浇注系统以及其它结构的设计过程。并对其主要参数效核计算。同时展现塑料注射模方便快捷的优越性。关键词:注射；充填型腔；开模取件Radio batteries the back mold designAbstract Authr : HuFeiTutor : Zeng XinThe ramming mold applies widely in the industrial production. The ramming molds design has used the mechanical presss function characteristic fully, carries on the ramming forming under the room temperature condition to the semifinished product, the production efficiency enhances, the economic efficiency is remarkable. This article introduced mold example structure simple practical, the easy to operate is reliable, has certain reference function to the similar work pieces production in enormous quantities. This article uses the superposable die to realize the filling piece ramming production. Along with the technical development, in the industrial production molds use already more and more brings to peoples attention now, but is applied massively in the industrial production. The ramming molds feed control technology also invests into the actual production, the ramming mold may the big enhancement labor production efficiency, reduce the worker to bear, has the important technology advancement significance and the economic value.Key word: Compound；filling piece；rammingRadio batteries the back Mold Design AbstractAuthr : Zeng XinTutor : HuFeiPlastic Die in wide use in industrial production. Whether industrial production ordaily life, plastic products have been widely used. The injection mold is a very important and efficient production of plastic processing equipment, modernization of production in the various fields to play an important role. Injection Mould full benefit of the design reflects the spirit of the times and progress, and more efficient production and significant economic benefits. This paper describes the mold structure is simple and practical examples, easy to use and reliable, similar to parts of the mass production of certain references. In this paper, plastic injection mould to achieve the back of the radio production of injection molding. Through the radio battery the back of the correct analysis, design of a two-cavity of a plastic injection molds. Detailed description of the mold, such as the design process, and the choice of technical parameters, launch ramps lead-agency, slider and pouring system and other structural design process. And its main parameters of efficiency calculated. At the same time show plastic injection mould convenient superiority.Key words: injection; cavity filling; open-pickup目录绪 论 .11 产品技术要求和工艺分析 .21.1 产品分析 .31.2 制件的分析 .31.3 塑料的分析 .31.4 成型工艺分析 .41.5 成型方法 .41.6 成型设备 .42 型芯、型腔主要工件尺寸计算 .42.1 参数查找 .42.2 型腔基本尺寸计算 .52.3 型芯基本尺寸计算 .53 标准模架的选取 .73.1 标准模架设计参数选取 .73.2 确定型腔壁厚 .84 分型面的选择 .95 浇注系统的设计 .105.1 主浇道的设计 .105.2 浇口衬套 .115.3 分浇道 .125.4 浇口 .136 脱模机构的设计 .146.1 脱模机构的选用原则 .146.2 推杆的设计 .156.3 侧抽芯机构的计算 .166.4 拉料杆与拉料穴 .187 冷却与加热系统的设计 .188 排气系统 .189 模具装配 .199.1 总装图 .199.2 模具的工作过程 .2110 主要技术参数的效核 .2110.1 最大注射量的效核 .2110.2 最大锁模力的效核计算 .2110.3 最大开模行程效核 .22总 结 .23参考文献 .24致 谢 .251绪 论改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。21 产品技术要求和工艺分析1.1 产品分析产品的设计如图：11.51 3164541825920.16图 11 塑件实体图：图 12 塑件实体3设计要求：1)材料：LDPE2)生产批量：100 万件3)未注公差为 MT51.2 制件的分析1) 该制件外形长度尺寸为 64mm，宽为 18mm,外观呈长方形，有圆角。产品壁度为 1.5mm。而 LDPE 的中型制件推荐壁厚为 0.8mm 所以符合注射成型要求。2)此件壁薄，根据材料为 LDPE，脱模斜度查表取 1.5总体尺寸不大相对较高，无特别尺寸精度要求，零件表面要求光滑。成型公差在朔件公差范围内。1.3 塑料的分析原料为 LDPE，成型性能好，可用注射成型加工方法。材料收缩率范围大为 1.5%3%，取向性明显。不易采用直接进料口。有较好的柔软性、伸长率、电绝缘性、透明性。注射工艺参数为下表：表 11 工艺参数LDPE注射机类型 螺杆式螺杆转速 20-30喷嘴温度 180-200喷嘴形式 直通式180-210 200-210190-210 210-230料筒温度180-200 180-200模具温度 40-80注射压力 50-120保压力 40-60注射时间 0-5保压时间 20-40冷却时间 20-40塑料项目4成型周期 50-901.4 成型工艺分析此件每年生产批量 100 万件，属于大批量生产。根据该产品的工艺分析，综合现的注射成型设备，外观要求比较高，从产品的生产效率和经济性能等方面考虑，该模具采用一模两腔。1.5 成型方法1) 根据塑料的性能，宜采用注射成型，注射成型是热塑性塑料成型的一种重要方法，使用广泛，除氟塑料外，几乎可以成型所有热塑性塑料。2) 此种成型方法成型周期短，生产率高，能一次成型外型复杂，尺寸精确的塑件，易于实现自动化生产。3) 适应性强。1.6 成型设备注射机是由厂方提供，厂方提供的注射机型号和规格以及各参数如下：型号：XS-ZY-125注射量：125cm 注射压力：119Mpa 注射行程：115mm3注射时间：1.6s 锁模力：900KN 模板的最大行程：300mm模具厚度最大：300mm 最小 200mm 拉杆空间：260290mm模板尺寸：428450mm 喷嘴球径：SR12mm 喷嘴孔径：4mm2 型芯、型腔主要工件尺寸计算2.1 参数查找由公差为 MT5、由查表可知公差值 =0.44（A 型） 、 =0.62（型）料收缩率范围大为 1.5%3%，故材料平均收缩率为 2.0%、制造公差取 = /3Z塑件外型长度尺寸：a= 04.162塑件外型宽度尺寸：b= .05塑件外型高度尺寸：h= 062.32.2 型腔基本尺寸计算由公式 zcpsSL0m)4/3%( zs2H计算可得凹模内腔尺寸：凹模内腔长度尺寸：A= 146.03凹模内腔宽度尺寸：B= .095凹模内腔宽度尺寸：H= 146.2以上计算所有尺寸以塑件尺寸为基准如图（另见附图 1）：2520020020.23(+0.150 )64.95(+0.150)2.64(+0.150)图 21 凹模内腔2.3 型芯基本尺寸计算 由公式 zcpsSL0m)4/3%( 6zcpsS0m)3/2%H( 计算可得凸模内腔尺寸：凸模型芯长度尺寸： =1A146.089凸模型芯宽度尺寸： =B.0凸模型芯高度尺寸： =1H146.3以上计算所有尺寸以塑件尺寸为基准 如图（另见附图 2）： 80+0.1502520020018.89+0.15061.61+0.15028481.43+0.150图 22 凸模内腔711.51 3164541825920.16图 23 塑件尺寸凸凹模合模如图所示：图 24 合模3 标准模架的选取3.1 标准模架设计参数选取为了提高生产率，简化生产过程，提高效率，模具制造的主体框架可在标准模架中选取。8由于制造的是小型塑件，可在中小型模架周界尺寸为：小于 560mm900mm 的范围内选取。确定模架的组合形式根据塑件成形所需的结构来确定模架的结构形式为 模架。2A3.2 确定型腔壁厚通过查表可得壁厚：S=0.14L+15(L 为型腔尺寸)根据型腔与加工工艺等方面的综合考虑通过计算取：S=203.2.1 计算型腔模板周界由长度公式：L=S+A+t+A+S宽度公式：N=S+B+t+B+S式中 L型腔模板长度N型腔模板宽度S壁厚A型腔长度B型腔宽度t型腔间壁厚计算得到型腔模板周界：L=168N=160考虑到抽芯机构的设计可在查表选取模架过程中取比计算值稍大的数值，所以查表后的取值为：N=200mmL=200mm3.2.2 确定模板厚度根据型腔深度并参考模架表格按标准尺寸结合工艺进行修正。可得到如下数据：A=32mmB=32mmC=40mm9H =52+A+B+C=156mm式中：A上模板厚度B下模板厚度C垫块H模架高度3.2.3 选择模架尺寸可根据周界尺寸在标准表格中选取，查表(周界尺寸小于 500mm500mm 中小型标准模架参数)可得：L=200 N=200 =250 =118 =170 =162 1N2tLtl=96 =170 =20 =28 mLl1M-88-41d2=12.5 =170 =94 =140 =156 =403d1n23n5n如图（另见附图 3）：d2d1d3N1NN2n5 n5n1n2LLtLmltlmn3n4图 31 模架3.2.4 检验所选模架的合适性以及与注射机的关系(注释：闭合高度、开模空间等)。3.2.5 经检验所选模架合格。4 分型面的选择10选择分型面时，应从以下几个方面考虑：1)使塑件在开模后留在动模上；2)分型面的痕迹不影响塑件的外观；3)浇注系统，特别是浇口能合理的安排；4)使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；5)使塑件易于脱模。如图：图 41 分型面5 浇注系统的设计5.1 主浇道的设计5.1.1 主浇道设计要点：1)主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流通道。主流道小端尺寸为 3.54mm，取 4mm。2)浇口套内孔为圆锥形（26）度。光洁度 Ra=1.60.8 范围内，锥度须适当，太大会造成压力减小，产生倒流，易混进空气而产生气孔，锥度过小使流速增大，造成注射困难。3)浇口套口劲应比机台圆喷嘴孔劲大 1mm2mm。等于或小于注射机喷嘴直径,在注射成型时会造成死角,并积存塑胶，注射压力下降，塑料冷凝后脱模困难。4)一般在浇口套大端设置倒圆角(R 为 1mm3mm),以利于料流。5)主浇道与机台喷嘴接触处要设计成半球形凹坑，深度常取 3mm5mm。特别注意浇口套半径要比注嘴半径大 1mm2mm，一般取 R 在 19mm22mm 之间，11以防溢胶。6)主浇道尽量短，以减少冷料回收，减少压力和热量损失。7)主浇道尽量避免拼快结构，以防塑料进入接缝，导致脱摸困难。5.1.2 主浇道各部分尺寸图 52 主浇道经查表主浇道据材料推荐值得: D=6.5 d=4.5mm R=14mm a=3r=3mm H=4mm5.2 浇口衬套5.2.1 主流道衬套的形式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（俗称浇口套），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。浇口套都是标准件，只需去买就行了，浇口套用于配装定位圈。浇口套的规格有 20, 50 等几种。 如图： 12图 53 浇口套其 L1=30mm L2=10mm D=45 mm d=25 R=15mm R3=3mm a=30 主流道衬套的固定用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为100mm，内径 40mm。具体固定形式如下图所示：图 54 衬套的固定5.3 浇道 因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 1.6m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。为简化加工所以选用梯形截面,浇道结构特点如表 51：13表 51 浇道特点特征截面形状 简图热量损失加工性能流动阻力效果U 形 较小 易 小 佳分流道的计算公式：734xLWDD：各级分流道的直径，W：各经分流道熔体重量，L：流过熔体的分浇道的长度，但因为在设计时 W 值不易确定,所以可查表的出 LDPE 的分浇道直径 D 范围为 4.89.5mm 可取 5mm为直径的由图可计算出以分浇道深度为 0.6mm，采用平衡式分浇道。5.4 浇口5.4.1 通常要考虑以下几项原则：1) 尽量缩短流动距离。2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处。3) 必须尽量减少熔接痕。4) 应有利于型腔中气体排出。5) 考虑分子定向影响。6) 避免产生喷射和蠕动。7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。8) 注意对外观质量的影响。经综合考虑，采用的浇口形式为侧浇口，优点：1. 形状简单,便于加工,而且尺寸精度容易保证；142. 试模时,如发现不适当,容易及时修改；3. 能相对独立地控制填充速度与封闭时间；4. 可用于各种塑料；5. 对于壳体类塑件,流动填充效果更佳。5.4.2 查表得 LDPE 用推荐的侧向浇口尺寸壁厚 t:1.62.0浇口宽 w:（1.55）取 1.5浇口深 h：（0.52）取 1浇口长 l：（0.72）取 1综合以上所述浇注系统如图：. 图 55 浇注系统实体6 脱模机构的设计6.1 脱模机构的选用原则件脱模时不发生变形（略有弹性变形在一般情况下是允许的，但不能形成永久变形）：1) 推力分布依脱模阻力的的大小要合理安排；2) 推杆的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部产生隙裂；3) 推杆的强度及刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；154) 推杆位置痕迹须不影响塑件外观；5）脱模机构的运动应保证灵活、可靠、不发生误动作。6.2 推杆的设计6.2.1 推杆的选择原则1)为使推杆不易于弯曲，推杆的截面应有不少于 12 的面积承受脱模力；2)推杆直径的选择，依塑件具体情况而定。原则上宁多勿少，直径宁小勿大,个别情况例外；3)为使推杆不触及型芯，推杆外周距型芯应留有不小于 0.20.5mm 的距离(依型芯大小而定)，且当推杆孔磨损时，有更换较大截面推杆的余地；4)推杆的前端，原则上应高出于型腔表面 0.10.2mm，以免塑件上留有推杆突起痕迹，但应依塑件要求而定；5)推杆与推杆孔之间的双边间隙，应能保证不溢料而又能排气。6.2.2 推杆的确定1）脱模力的计算：P= )1(cosmRaESt式中 p正压力（MPa） ；E塑料的弹性模量（N/cm2） ；S成形收缩率（mm/mm） ；t塑件平均壁厚（cm） ；脱模斜度（） ；R凸模半径（指圆形截面，矩形截面时可求其相等远，即以其周长除以 ） （cm） ；m塑料的帕松比。结果 p=1741670.172）初始脱模力计算：Q=fmtELS12式中 Q脱模力（N） ；E塑料弹性模量（N/cm2） ；16S塑料平均成形收缩率（mm/mm） ；t塑件壁厚（cm） ；L包容凸模的长度（cm） ；f塑料与钢的摩擦系数；m塑料的柏松比。计算得 Q=87556.64N3）推杆直径计算：d= 41326QEnt式中 d圆形推杆直径（cm） ；推杆长度系数0.7；Q总脱模力（N） ；n推杆数量；E推杆材料的弹性模量（N/cm2） ，E=21000000=2.110。计算得 d=2.98mm。6.3 侧抽芯机构的计算6.3.1 抽芯距计算S= adD2式中 s最小抽芯距（mm） ；D骨架塑件最大直径（mm） ；d骨架塑件最小直径（mm） ；a取 24（mm） 。 计算得 S=3.85mm。6.3.2 抽拔力计算Q=Ahq(ucosa-sina)式中 Q抽拔力（N） ；A型芯被塑件包紧的断面形状周长（cm） ；h芯型成形深度（cm） ；q由于塑件收缩形成的单位正压力，一般取 812MPa；u摩擦系数，取 0.10.2；17脱模斜度（） 。计算得 Q=24.33 N抽芯机构如图所示(另见附图 4.5.6)：80135?R5 94 64 20160200130150442812 1032524 30 132 14图 61 抽芯机构6.3.3 开模行程计算：H=s/tga式中 s抽芯距（考虑到塑件顶出以及斜销与滑块孔之间的间隙等因素，抽芯距应按塑件侧面凹槽或型孔深度增加 23mm 以上） （mm） ；斜销安装角度（）, 一般取 1520，不大于 25；H抽芯距为 s 时所需开模行程（mm） 。计算得：H=18.50mm6.3.4 斜销的长度计算L=h/cosa+s/sina+1/2d式中 h斜销固定板厚度(mm)s抽芯距(mm)d斜销工作部分的直径（mm）斜销安装角度（）计算得：L=56.21mm186.3.5 斜销头长度计算：L1=hcosaH式中 h斜销固定板厚度(mm)；H斜销凸台厚度（mm） ；斜销安装角度（） 。计算得：L1=5.236.4 拉料杆与拉料穴拉料穴作成锥形，开模时起拉料作用。LDPE 具有较好的柔软性、伸长率可以利用拉料杆对其强制推出。取料时不需侧移，宜自动化操作。其锥度为（35）取 4。7 冷却与加热系统的设计为保证电池后盖的外观质量要求，防止塑件在脱模时发生变形，缩短成型周期及高塑件质量，合理设置冷却水道是非常重要的。该成型零件由型腔，型芯组成，塑件外表面全部与型腔接触，塑件的内表面与型接触，考虑到冷却水道的加工，所以对模芯的冷却是主要的，同时对流到附近也加强冷却，故对模芯设计了冷却水道。这样的结构设计可使模具得到充分的冷却。且模温均匀稳定，塑料制件的收缩性好。加热系统采用电磁感应器加热，这样更加简易方便，且适于现在的高效生产，也利于温度的控制。8 排气系统考虑到收音机电池盖的数量和外观质量要求，模具的浇注系统采用侧浇口。这样：19塑料溶料在成型过程中有利于排气，且成型后修整方便。如图 81：图 81 排气系统注释： L=0.03 h=0.5 h1=59 模具装配9.1 总装图如图（另见附图 7）：201561 2 3 4 5 6 7 8 9101112131415161718192021222324250L27A A图 91 总装图1.动模座板 2.螺钉 3.定位圈 4.浇口套 5.动模板 6.定模板 7.斜导柱 8.压紧块 9.螺钉 10.滑块 11.螺柱 12. 限位挡块 13.支承板 14.垫块 15.定模座板 16.螺钉 17. 螺钉 18.推板 19.推杆固定板 20.螺柱螺旋压缩弹簧 21.推杆 22.拉料杆 23.导柱 24.导套 25.销钉 26.弹簧 27.弹簧219.2 模具的工作过程模具和模安装在卧式压铸机上，在一定的注射压力下，通过喷嘴将塑件熔体沿浇注系统均匀的注射到模具的型腔中，并将型腔中的气体从分型面上的排气模排出，完成注射过程。在冷却系统的作用下，熔体在型腔中冷却成型。开模时，定模部分固定在注塑机的定模板上不动，动模部分向下移动，侧抽芯机构向两边移动，塑件留在型芯上随动模板一起移动，浇注系统中冷疑料也一起由主浇道脱出，到达一定的距离后，由顶板脱模机构从动模型芯上推出塑件。和模时，动模向前移动，由复位弹簧顶出机构复位，完成一个注射成型周期，进入下一个工作循环，塑件产品取出后去除余料，修整电池后盖表面。10 主要技术参数的校核10.1 最大注射量的校核KLVmaxVs式中 KL注射机最大注射量利用系数，一般取 0.8；Vs塑件所需塑料的体积(cm3)；Vmax注射机最大注射量(cm3)；该塑件总体积 V=8.19cm3;浇口疑料 V1=5.3cm3；则所需塑料的体积 Vs=4(2x8.19)+5.3=76.6cm3(查相关质料 LDPE 的收缩率取2.0)；根据实际注射量应小于 0.8 倍最大注射量 Vmax 原则，即 0.8VmaxVs VmaxVs/0.8=97.725cm3；所以选择注射机最大注射量 125cm3 满足使用要求。10.2 最大锁模力的校核计算F1.5PA0.1式中 F
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