冰箱感温盒盖注射模的设计毕业论文全文.doc

冰箱感温盒盖注射模的设计毕业论文全文 毕业设计说明书I本文主要介绍的是冰箱感温盒盖注射模的设计方法。 首先分析了冰箱感温盒盖制件工艺特点，包?材料性能、成型特性与条件、结构工艺性等，并选择了成型设备。 接着介绍了冰箱感温盒盖注射模的分型面的选择、型腔数目及布置，重点介绍了浇注系统、成型零件、导向机构、脱模机构、斜导柱导滑的侧向抽芯机构的设计。 然后选择标准模架，并对注射机的工艺参数进行了校核。 最后对模具的工作原理进行说明，以及在安装调试中可能出现的问题进行总结、分析，并给出了相应的解决方法。 本文论述的冰箱感温盒盖注射模模具采用三板式结构，即浇注系统凝料和制件在不同的分型面脱出，一模四腔型腔布置，对侧凹结构采用斜导柱抽芯机构，然后利用四根推杆来推出制件。 本模具结构稳定可靠，效果很好，塑件达到了规定的技术要求。 毕业设计说明书II Thedesigning methodsof injectionstructure of the refrigerator temperature-sensitive boxare mainlyintroduced in this paper.First,the technologicalcharacteristics areanalyzed,including materialproperties,forming characteristicsand conditions,the processofthestructure,and the forming equipmentwere selected.Then theparting lineis selected,the numberof cavityand layoutare determined.A specificintroduction ismade onfeed system,cooling system,forming parts,guiding mechanism,stripper mechanism,and core-pulling mechanism.Then thestandard mouldbases areselected,and checkedthe technologicalparameters oftheformingequipment.Finally,problems thatmay emergeduring themold installationprocess areanalyzed and the appropriatesolution isprovided.The mouldof refrigeratortemperature-sensitive boxdiscussed inthis articleuses three-plate mould,that ispouring materialand the plastic partsare ejectedfrom differentparting lines.There arefour cavitiesinthismould,and forthe re-entrant partsusing angelpin core-pulling mechanismto movethe slide.Simultaneously,four ejectorpins areused topush outtheplastic parts,so itcan reducethe ejectionforce.The moldstructure isstable andreliable,as wellas leadsto goodeffect,andtheproperties ofplasticpartsmeet therequirements.Key words:injection mold;core-drawing mechanism;refrigeratortemperature-sensitive box毕业设计说明书III目录111.1课题及目的11.2模具、塑料模具及其发展趋势1232.1材料性能32.2成型特性及条件32.3结构工艺性32.4零件体积及质量估算42.5冰箱感温盒盖注塑工艺参数的确定42.6初选注射机的型号和规格4363.1确定模具基本结构63.2确定型腔数目及布置73.3分型面的选择73.4浇注系统的设计73.4.1主流道的设计83.4.2分流道设计83.4.3浇口设计83.4.4冷料穴的设计83.4.5浇口套和定位圈的设计93.5成型零部件设计93.5.1型腔、型芯结构设计93.5.2成型零件的尺寸计算93.6导向与定位机构设计113.7脱模机构设计113.7.1脱模力计算113.7.2推杆直径计算12毕业设计说明书IV3.8侧向分型与抽芯机构设计123.8.1抽芯距的计算123.8.2斜导柱倾斜角?133.8.3斜导柱直径的计算133.8.4斜导柱长度和最小开模行程的计算133.8.5滑块的设计143.9温度调节系统设计143.10模架及模具材料的选择154174.1最大注射量的校核174.2注射压力校核174.3锁模力校核184.3安装部分尺寸校核184.3.1模具厚度的校核184.3.2开模行程尺寸校核195205.1模具的工作原理205.2模具的安装215.3试模215.4设计?结21242526毕业设计说明书第1页共38页本文的研究课题是冰箱感温盒盖注塑模具设计。 本课题涉及到冰箱感温盒盖制品的设计、模具的设计、模具零件加工工艺规程的编制以及模具最后的安装调试等内容。 根据以上内容，制定本次设计主要的设计步骤如下 （1）对所选制品进行成型工艺性分析，确定制品的成型工艺及工艺参数，并绘制制品的三维立体图； （2）根据所学知识进行冰箱感温盒盖的注塑模具设计，要求结构设计合理，易于加工装配； （3）绘出全套设计图纸包括制品图，模具总装（部装）及零件工作图，并制定相应的模具零件加工工艺规程； （4）确定模具安装方法并且初定成形工艺参数。 本次设计的意义在于通过冰箱感温盒盖的注塑模具设计，掌握塑料成型模具结构特点和设计计算方法；能够熟练运用计算机进行塑料模具设计和计算；深化对理论知识的理解和掌握，提高应用理论知识解决实际问题的能力。 模具是材料成型加工中的工艺装备。 模具工业是国民经济各部门发展的重要基础，世界上工业发达国家无不把发展模具工业放在优先地位。 近年来，工业品零件粗加工的70%、精加工的50%是由模具胶成型来完成的。 在洗衣机、照相机、电视、电话等电器、仪器仪表、通信工具中，约有90%以上的零件需要用模具进行生产1。 模具在现代化工业生产，如汽车、飞机、家用电器、电子信息、仪器仪表、农业机械、工程机械、冶金设备、机床、兵器、等行业应用广泛；模具工业的设计水平、加工质量、技术含量、模具材料等的状况将直接影响着许多相关行业或产业的发展；影响着产品质量和企业的经济效益；影响着行业企业的技术进步与创新。 因此，模具工业作为国民经济发展的基础工业，具有重要地位。 我国模具工业虽然起步较晚，但随着改革开放的深入，我国的模具产业正不断朝着复杂、精密、高效、长寿命方向发展，模具工业逐渐成为技术密集、设备先进、管理科学的行业。 塑料模具是成型塑料制件的工艺装备或工具。 全面要求是能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等方面均能满足使用要求的优质制品。 现代塑料制品中合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺毕业设计说明书第2页共38页要求，塑料制件使用要求和造型设计起着重要作用。 从塑料模具的设计、制造及材料选择等方面考虑，塑料模具技术发展趋势可归纳为以下几个方面。 1塑料模具标准化开展模具标准化工作，使模板，导柱等通用零件标准化、商品化，以适应大规模地成批生产塑料成型模具。 2CAD/CAE/CAM技术的应用随着计算机技术的发展，计算机已广泛应用于模具工业，在注射成型系统中，针对每一个环节都可将计算机作为辅助工具而加入，以此来提高模具设计的效率，减少模具设计过程中的失误，缩短生产周期，降低成本。 3加强理论研究随着塑料制件向大型化、复杂化、精密化发展，模具制造成本越来越高，这些模具如果只靠经验来设计往往会因为设计不当而造成模具报废，损失巨大。 在模具设计中，所以要加强理论研究，使模具设计由经验设计阶段逐渐向理论计算方面发展。 4塑料模具专用材料的研究与开发模具材料选用在模具设计与制造过程中占有很大比例，直接影响模具成本、使用寿命及塑料制件的质量。 为了提高模具使用寿命，并获得良好的切削加工工艺性能，国内外模具材料工作者进行了大量的研究，并开发出来了较为完善的系列化塑料模具专用钢。 5模具加工新技术的研究与发展为了提高加工精度、缩短模具制造周期，塑料模成型零件的加工已经广泛应用仿形加工、电加工、快速成型制造、数控加工及微机控制加工等先进技术。 模具加工技术与设备的现代化发展，推进了模具行业企业向着技术密集、专业化与柔性化相结合、高技术与高技艺相结合的发展方向。 毕业设计说明书第3页共38页图2-1所示为冰箱感温盒盖立体图，材料为ABS，乳白色，精度等级为一般精度等级（4级精度），制品要求表面光滑美观。 ABS为热塑性塑料，密度1.051.07g/2cm，抗拉强度3050MPa，抗弯强度4176MPa，拉伸弹性模量15872277MPa，弯曲弹性模量13802690MPa，收缩率0.3%0.8%2。 该材料综合性能好，即冲击强度高，尺寸稳定，易于成型，耐热和耐腐蚀性也较好，并具有良好的耐寒性。 图2-1冰箱感温盒盖立体图1）其吸湿性强，塑料在成型前必须充分预热干燥，其含水量小于0.3%。 对于要求表面光泽的零件，塑料在成型前更应该进行长时间预热干燥。 2）流动性中等，溢边值0.04mm。 3）塑料加热温度对塑料的质量影响较大，温度过高易于分解（分解温度为250o C）。 成型时宜采用较高的加热温度（模温5080o C）和较高的注射压力（柱塞式注射机料温180230o C，注射压力100140MPa；螺杆式注射机温度160220o C，注射压力70100MPa。 ）3。 零件壁厚基本均匀，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚0.8mm，借助Moldflow软件分析可知注塑成型时应不会发生填充不足现象。 塑件为盒形状制件,内外表面均为可见光亮面,零件的外表面有22个通风槽,一个安装挂钩,2个Z字形凸起筋,3个一字凸起。 该制件虽小,但结构复杂,需采用三板双分型结构,制造精度要求稍高。 毕业设计说明书第4页共38页1）单个塑件体积V=73.73cm，质量m=77.4g。 2）浇注系统凝料浇注系统凝料按一个塑件体积的60%进行估算，则凝料体积V凝=73.760%=44.223cm。 3）四个塑件和浇注系统凝料总体积V总=3393cm，总质量m总=355.95g。 查实用模具技术手册一书表12-10，确定ABS塑料的注射工艺参数如下4注射机类型螺杆式螺杆转速3060r/min喷嘴形式直通式喷嘴温度180190o C料桶前端温度200210o C料桶中段温度210230o C料桶后段温度180200o C模具温度5070o C注射压力7090MPa保压力5070MPa注射时间35s保压时间1530s冷却时间1530s成型周期4070s以上参数在试模时可以做适当调整。 注塑机的主要参数有公称注射量、注射压力、注射速度、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合模速度、空循环时间等。 这些参数是设计，制造，购买和使用注塑机的主要依据 (1)公称注塑量指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量，反映了注塑机的加工能力。 毕业设计说明书第5页共38页 (2)注射压力为了克服熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。 (3)注射速率为了使熔料及时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外，熔料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。 这里从实际注射量在额定注射量的20%80%之间考虑，初选额定注射量在25003cm以上的卧式注射机SZ-2500/500注射机1。 该设备的技术规范见表2-1。 表2-1SZ-2500/500注射机技术规范注射装置螺杆直径/mm90螺杆转速/（r1min?）0120理论注射容量/3cm2500注射压力/MPa150注射速率/（g1s?）570塑化能力/（kg1h?）245锁模装置锁模力/kN500拉杆间距(HV)/（mmmm）900830模板行程/mm1200模具小厚度/mm400模具最大厚度/mm750定位孔直径/mm250定位孔深度/mm50喷嘴伸出量/mm50喷嘴球半径/mm35顶出行程/mm165顶出力/kN110毕业设计说明书第6页共38页该零件成型时必须采用侧向外抽芯机构，可能适合的模具结构有两种1.单分型面注射模型腔在定模上；主流道设在定模一侧，分流道也设在定模板上，开模后塑件连同流道内的凝料一起留在动模一侧，动模上设有顶出机构，用于顶出塑件和流道内的凝料。 可能的浇口形式有直接浇口、侧浇口、扇形浇口、重叠式浇口和潜伏式浇口等。 该类模具采用的侧向抽芯机构，一般是斜导柱机构（斜导柱在定模、滑块在动模）、斜滑块抽芯机构等。 2.双分型面注射模它从不同的分型面分别取出流道内的凝料和塑件，又称三板式注射模具。 与单分型面注射模相比，三板式注射模具增加了一个可移动的中间板（又名浇口板）。 中间板适用于采用点浇口进料的单型腔和多型腔模具。 在开模时由于定距拉杆的限制，中间板作定距离的分开，以便取出这两块板之间流道内的凝料，而利用推板或推杆将型芯上的塑件脱出。 适合的浇口形式有点浇口、直接浇口、侧浇口、扇形浇口等。 该类模具可采用的侧向抽芯机构，一般是斜导柱机构、斜滑块抽芯机构等。 该零件为盒形状制件，内外表面均为可见光亮面，要求外表面光滑美观。 可选用的浇口形式有点浇口、侧浇口、潜伏式浇口。 其中潜伏式浇口去除浇口留下的痕迹可选在制品内侧，对制品外观无任何影响，但浇口制造较为复杂；点浇口去除浇口留下的痕迹在制品外表面，对制品外观有一定影响；侧浇口形状简单，加工方便，特别是一模多腔的浇注系统非常方便，其缺点是在制品表面留有浇口痕迹。 综上，选择双分型面注射模，点浇口进料，采用斜导柱在定模、滑块在动模的斜导柱抽芯机构，凝料由拉料杆拉出，型腔板刮掉，塑件有顶杆顶出。 图3-1型腔布置方案毕业设计说明书第7页共38页确定模具型腔的方法有根据锁模力确定；根据最大注塑量确定；根据塑件精度和经济性确定。 本零件主要从精度考虑。 该零件尺寸中等，为大批量生产，因此采用一模四腔，即一次注射成型四个塑料制件。 采用如图3-1所示的型腔布置方案。 选择分型面的基本原则是分型面应选择在塑件断面轮廓最大位置处，以便于顺利脱模。 同时在选择分型面是还应考虑一下因素51.分型面的选择应便于塑件脱模并简化模具结构，因此，应尽可能使塑件留在动模一侧；2.分型面的选择应考虑塑件的技术要求当塑件表面有同轴度、平行度等要求时，应尽可能将其置于同一半模内，否则，将会由于合模误差影响塑件精度；分型面应尽量选择在不影响塑件外观的位置，并使其产生的飞边易于清理和修整；3.分型面的选择应有利于排气，为此应尽量使分型面与充模时型腔料流末端重合，以利于排气；4.分型面的选择应便于模具零件的加工；5.分型面的选择应考虑注射机的技术参数注塑成型时所需要的锁模力是与塑件在合模方向的投影面积成正比，所以选择分型面时，应尽量选择塑件在垂直合模方向上投影面积较小的表面，以减少锁模力。 根据以上原则冰箱感温盒盖注塑模具的分型面形状及位置如图3-2所示。 图3-2冰箱感温盒盖注塑模具的分型面形状及位置图3-3流道截面形状与效率浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。 其作用是使注射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，在充模过程中将注射压力传送毕业设计说明书第8页共38页到型腔的各个部位，以保证塑件的完整成型。 3.4.1主流道的设计上端直径d=注射机喷嘴直径+0.5mm=8mm，主流道的锥度为3o C。 3.4.2分流道设计分流道是主流道与浇口之间的进料通道。 在设计分流道时主要考虑的是尽量减少熔体流动时的压力损失和温度降低，同时尽量减小分流道的容积。 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U形、半圆形和矩形等。 流道截面积越大，压力损失就越小；流道的表面积越小，热量