毕业设计-电源支架塑料模设计

毕业设计学院机电工程学院专业材料成型及控制工程班级姓名学号指导教师日期陕西科技大学机电工程学院目录摘要IABSTRACTII1材料的选择311选材料312ABS塑料的性能特点、成型特点、用途及工艺参数313ABS的主要性能指标42拟定模具结构形式521分型面位置的确定522确定型腔数量和排列方式623模具结构形式的确定63注射机型号的确定731塑件体积、质量的计算732浇注系统凝料体积的初步估算733注塑机型号的选定84型腔数量及注射机有关工艺参数的校核941型腔数量的校核942注射机工艺参数的校核95浇注系统的设计1151主流道设计1152冷料穴的设计1153分流道的设计1254浇口的设计1455浇注系统的平衡156侧向分型与抽芯机构的设计1761斜导柱设计1762斜导柱的结构形状及安装形式1863斜导柱的安装及斜角的确定1864斜滑块的设计197按平均收缩率计算成型尺寸2171尺寸计算2172型腔侧壁厚度和底板厚度的计算278模架的确定309总结31致谢32参考文献331材料的选择11选材料此制件为电源支架，选用白色不透明材料ABS,加入黑色染料。12ABS塑料的性能特点、成型特点、用途及工艺参数1）ABS是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三种单体的共聚物即（1）丙烯晴使ABS有较高的强度、硬度、耐热性及耐化学腐蚀性。（2）丁二烯使ABS有弹性和较高的冲击强度。（3）苯乙烯则使ABS具有质硬、坚韧、刚性等特性。2）ABS显著的提高了冲击强度和表面硬度其热变形，温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯等都高，尺寸稳定性较好，具有一定的化学稳定性和良好的介电性还有很好的加工性以及能与其他塑料和橡胶相混溶的特点。3）ABS的成型特性（1）ABS表面极易潮，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷，为此成型钱必须进行干燥处理。（2）ABS比热熔底，在注塑机料筒中能很快加热，因而塑化效率高，在模具中凝固比聚快，故模塑周期短。（3）模具设计中大都采用点浇口形式。（4）ABS树脂为非结晶高聚物，所以成型收缩率低。（5）ABS树脂的蓉蓉温度较低，熔融温度范围宽，流动性好，有利于成型。13ABS的主要性能指标密度（G/CM3）105屈服强度/MPA5356收缩率（）0407抗拉强度/MPA5356比热容（J/KGK）11001400拉伸弹性模量/GPA25吸水率24H/0208弯曲强度/MPA84质量体积（CM3/G）095弯曲弹性模量/GPA2526玻璃化温度OC8090抗压强度/MP熔点（）170剪切强度/MP2拟定模具结构形式21分型面位置的确定在塑件设计阶段，就应该考虑成型时分型免得形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面得位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具设计制造有很大的影响。因此分型面的选择是注射模设计中的关键因素。1）分型面的选择原则（1）有利于保证塑件的外观质量。（2）分型面应选择在塑件的最大截面处。（3）尽可能使塑件留在动模一侧。（4）有利于保证塑件的尺寸精度。（5）尽可能满足塑件的使用要求。（6）尽量减少塑件在合模方向上的投影面积。（7）长型芯应置于开模方向。（8）有力于排气。（9）有力简化模具结构。2）分型面的选择根据上述原则以及塑件的结构形式，分型面应该选在电源支架最大截面处如图11所示22确定型腔数量和排列方式1）型腔数量的确定该塑件精度要求不高，又是大批量生产，可以采用一模多腔形式，由于塑件俩侧壁都带有孔所以成型时需要侧抽，初定为一模俩腔的模具形式。2）型腔排列形式的确定如图23模具结构形式的确定从上面分析中可知，本模具采用一模俩腔，双列直排，推件板推出，流道采用平衡式，浇口采用点浇口，双分型面，动模部分需要一块型芯固定板和支撑板，因此基本上可以确定模具结构形式为A型带推件板的双分型面注射模。3注射机型号的确定31塑件体积、质量的计算1）23221543147246RRHVM22383195333461201M34356564158402VM333123472198026856C2）塑件质量,33,MINAX12058056925397430192376MVGGFKAMPAKNKKNKCMP型型32浇注系统凝料体积的初步估算可按塑件体积的的倍计算，由于该模具采用一模俩腔，所以浇注系统凝料体积为,332068106572068106572VVCMCM该模具一次注射所需塑料ABS体积,302810572819V质量330015281926015GGMVCM33注塑机型号的选定根据每一生产周期的注射量的计算值，可选用SZ60/450卧式注塑机（上海第一塑料机械厂），见表11表11注射机主要技术参数理论注射容量/3CM60锁模力/KN400螺杆直径/MM30拉杆内间距/MM220300注射压力/MPA180移模行程/MM250注射速率（G/S）70最大模厚/MM250塑化能力（G/S）56最小模厚/MM150螺杆转速（R/MIN）0200定位孔直径/MM80喷嘴球半径/MM20喷嘴孔直径/MM3锁模方式双曲肘4型腔数量及注射机有关工艺参数的校核41型腔数量的校核由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔个数N,08563092506366132KMTN型腔数合格。式中K注射机最大注射量的利用系数08M注射机的额定塑化量（56/S）T成型周期（30S）42注射机工艺参数的校核1）注射量校核注射量以容积表示，最大注射容积为33MAX08576VCM式中模具型腔和流道的最大容积AX3CV指定型号与规格的注射机注射容积该注射机为。3378CM注射系数，取075085（非结晶塑料取08085，考虑了螺杆逆流漏料）该处取085倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力的不到发挥；塑料在料筒中停留时间就会过长。所以最小注射量容积，故每次注射的实际注射33MIN02578195VC容积应满足而22027符合要求。,V,MINAX,32）锁模力校核FKAP型12A每个塑件在分型面上的投影面积1流道凝料（包括浇口）在分型面得投影面积在模具设计前的020522A倍即可用035进行估算。1KA2103503524632974M由于影响型腔压力P与损耗系数K的因素较复杂，因此在采用通用塑MAFP型料生产中小型制品的时候，模腔内塑料压力常取2040MPA取P为30MPA则23974301923MMAKN型其F450KN143076KN1276FKKNK校核合格。3）最大注射压力校核,0MPK其中AX17MP安全系数常取12514取13,K,K取130MP属于薄壁窄浇口类0P,01316970MMPAPA注射压力校核合格。5浇注系统的设计51主流道设计1）主流道尺寸根据所选注射机则主流道小端尺寸为D注射机喷嘴尺寸（051）35054MM2主流道球面半径为SR喷嘴球面半径（12）MM20222MM3球面配合高度H3MM5MM取4MM4主流道长度尽量小于60MM，由标准模架结合该模具的结构，取来L3020H255MM5主流道大端直径。（半锥角为取）。126）浇口套总长。050LHM7）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。数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即浇口套，以便有效地选用优质刚材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢如T8A、T10A热处理硬度为50HRC55HRC如图52冷料穴的设计1）主流道冷料穴的设计开模是应该将主流道的凝料拉出，所以冷料穴直径应稍大于主流道大端直径，由于该模具具有侧向分型，水平分型俩部分，所以采用半球形，并采用球形头拉料杆，该拉料杆固定在动模定板上，开模时利用凝料对球头的抱紧力使主流道凝料从主流道衬套中脱出。主流道的大端直径D7则该模具取D18MM,冷料穴深度为3/4D515MM。2）分流道冷料穴的设计当分流道较长时，可将分流道端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，以贮存前锋冷料。53分流道的设计1）分流道的布置形式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A）一方面排列紧凑，缩小模具板面尺寸B）尽量短，锁模力力求平衡。该模具的流道布置形式采用平衡式，定模部分开有分流道。该流道形式是由模具模具结构形式所确定。2）分流道的长度长度型尽量短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用塑料和降低注射机的能耗，减少压力热量损失；分流道长度一般在8MM30MM之间，根据型腔数量和布置情况确定，但最短不宜小于8MM，否则给修剪带来困难，取分流道长度L30MM3分流道的形状及尺寸分流道尺寸由塑料品种，塑件大小及流道长度确定，根据常用塑料分流道直径表查表得ABS分流道直径4895MM。对于塑件厚度在3MM以下，质量小于200G采用经验式B02654MLH2/3BB梯形大底边的宽度（MM）M塑件的质量（G）为8896GL单位分流道的长度50MMH梯形的高度（MM）B02654026542978MM4ML4289650根据参考文献【1】取B6MMH2/3B2/364MM梯形斜角通常取，此处取。5O106O4）分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较理想，因此分流道的内表面粗糙度并不要求很低一般取063UM16UM,这样AR稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力，避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率此处08UM。A5）分流道截面形状（梯形分流道）6）从理论,分流道可比截面小10，但为了刀具的统一和加工方便，在分2L31L型面上的分流道采用一样的截面。A凝料体积分流道长度L（50202122）114MM分流道截面积A（65）/24165M2M凝料体积114MM165188118811Q233CB分流道剪切速率的校核采用经验公式33Q/3316995/3141753NR302169310SQV/T2/12847237169451V3CMNR2233/31470269065CCA式中T注射时间取1SA梯形面积（0165）3C梯形周长（6524）17L4MM04CM在55之间，剪切速率校核合格。2103C主流道凝料体积/4L/4【（714）/2】5012089981209Q主2ND3M3CD主流道剪切速率校核由经验公式33/V3NR12091881284723720035CMVQ主分塑件714/2/22775MM02775CMNR则3320035/9853440满足要求，故型芯长度，比平均收缩率计算的结果偏大，便03942于修模。（3）型腔深度按平均收缩率计算040MCPHCPSPC2SPCH168PC1689MCPH型腔按IT8级精度制造，其制造公差为0027MMM若型腔易修浅则MMCP0271689按极限尺寸计算MHIN/MPCS0274校核塑件最小高度是否合格（1）MAXSS式左端为1704（10007）0401732173217故满足要求，型腔深为MM,按平均收缩率计算更偏深一些便02713于修模。（4）型芯高度按平均收缩率计算020MCPHCPSPC2SPCH/214/2141PC1418MCP假设型芯容易修长，型芯高度按IT8级精度制造，其制造偏差查表为0027MMMMHMCP027148按公差带计算，如果型芯采取轴肩连接，用修模固定板厚度的办法来调整型芯高度，即型芯易修长则MMMAX1MPS027413校核型芯可能出现的最大高度是否在制件公差允许范围内（1）MHAXSP上式左端为1413（10004）0201387138714,故满足要求，型芯高度为MM027143（5）计算小孔中心距长度方向把平均收缩率和按极限尺寸计算时，其尺寸都用下面的公式MLPSCP2PL1M孔间距的制造公差取MPSCP2P1M19110015按公差带计算时结果完全相同，但需校核极限尺寸MLINSM12GPL设型芯配合间隙0G上式左端为19110004191100312矩形型芯宽轴按平均收缩率法计算平均收缩率00055，040L043MCPLSCP2SCPCL3180PC12318000055318031803198MCP205模具型腔按IT8级精度制造，其制造偏差0038MMLMCP038319038194如按极限尺寸计算MAX1MPS0382校核塑件肯能出现的最大尺寸，该模具最大磨损量为004MM,1MLWMINSPL上式左端（31820038004）（10004）3182318232满足要求，故型腔长度为MM比按平均收缩率计算的结果要03812小，有更大的修模余量。（6）宽度方向型芯按平均收缩率计算MCPLSCP2SCPCL303018PC12036301830180005530183035MCP205模具型腔按IT8级精度制造，其制造偏差0052M如按极限尺寸计算30570052MLAX1MPS052367MMCP0524校核塑件可能出现最小尺寸（）（1）MLWMAXSPL左边（30570052004）（10007）3026302630满足要求，故型芯长度为05237长度方向中心距按平均收缩率和按极限尺寸计算时，其尺寸都用下面的公式MLPSCP2PL1M孔间距的制造公差取00230000553030002M205按公差带计算时结果完全相同，但需校核极限尺寸MLMINS12MGPL设型芯配合间隙0G上式左端为30170004301700022999120142因299930符合要求，模具横向孔间距为301700272型腔侧壁厚度和底板厚度的计算侧壁厚度HCTMPAH凹模型腔的深度1732MMAL/H凸模型芯的长度或模具支撑块（垫块）的间距（MM）则176则A1226LH305172模腔压力（MPA）MP通用塑料生产中小型制品的时候模腔压力P取2040MPA取40MPAM_成型零件的强度P（成型零件取45钢，调制，硬度2226HRC,淬火，硬度4348HRC）整体式矩形型腔侧壁厚度和底板厚度计算变形量MAX43CPEHC由而定的常数LHL侧壁内侧边长MM（3051MM）H侧壁内侧边高（1732MM）则C176,则C取1226LH305172P模腔压力（MPA）取40MPA当通用塑料生产中小型制品的时候模腔压力P取2040MPA取P40MPAE弹性模量45号钢的许用应力20MPAA75