散热壳塑料模毕业设计论文汇总

1、湖南汽车技师学院毕业设计说明书设计课题：散热壳注射模设计设计人：x x x班级：高模10-1班专业：模具设计与制造设计时间：2012年9月指导老师：xxx目录第一章绪论 .3设计说明书 .4第二章注射模设计 .5一、编制塑件成型工艺卡 .5二、 塑件成型工艺分析与设计 .6三、 塑件成型模具设计 .7第三章 致谢18参考文献 . .19第一章绪论我国模具技术的现状：我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具 技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命 模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件具为代表， 我国主要汽车模具企 业，已能生产部分轿

2、车覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖 面大增，已从电机、电铁芯片模具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调 器散热片等家电零件模具上。塑料模已能生产34、48大展幕彩电塑壳模具，大 容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯 整体梯级压铸 模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。模具质量、模具寿命明显提高； 模具交货期较前缩短。模具 CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发 出了自主版权的模具CAD/CAE软件。我国模具技术的发展趋势当前，我国工业生产的特点是产品品种多、 更新快和

3、市场竞争激烈。在这种 情况下，用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此， 模具工业的发展的趋势是非常明显的。快速经济模具的前景十分广阔现在是多品种、少批量生产的时代，未来，这种生产方式占工业生产的比例 将 达75%以上。一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化 频繁，均要求模具的生产周期越快越好。 因此，开发快速经济具越来越引起人们 的重视。例如，研制 各种超塑性材料（环氧、聚脂等）制作或其中填充金属粉末、 玻璃纤维等的简易模具：中、低 熔点合金模具、喷涂成型模具、快速电铸模、 陶瓷型精铸模、陶瓷型吸塑模、叠层模及快速原型制造模具等快速经济模具将进一步发展

4、。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外，采用计算机控制和机 械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模 具CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及 CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。由于模具 CAD/CAM技术已发展成为一项比 较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM技术的硬件与软件 价格已降低到中 小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具CAD/CAM技术创造了良好的条件。设计说明书1

5、.产品图图1-12.产量：1万件3.未标注公差取MT5级精度4.设计要求：设计散热壳注射模具，绘制注射模装配图1张、工作零件和非标零件图23张，编制塑件成型工艺卡1份，成型零件机械加工工艺过程卡 23份，编写设计MPa说明书1份（20页以上），并提交电子文档。第二章一、编制塑件成型工艺卡50 80（厂名）资料编号车间塑料注射成型工艺卡片共1页第1页零件名称散热壳材料牌号ABS设备型号XS-ZY500装配图号材料定额模数件 每制2件零件图号单件质量159.5g工装号散热壳注射成型工艺卡片表1-1红外线烘箱设备材料丄r(C)温度（C）时间（h）模具温度（C）(s)90 11020022022024

6、019020019020060 851530155085 120后处理温度（C）鼓风烘箱100110时间定额:（min）0.5时间（h）单件230.5 1校对审核组长车间主任检验组长主管工程师、塑件成型工艺分析与设计3.1 ABS 的特性ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三种化学单元合成，每种单体都 有其不同的特性； 丙稀腈有高强度， 热稳定性及化学稳定性， 丁二烯具有坚韧性， 抗冲击性，苯乙烯具有易加工，高光洁及高强度。从形态上看， ABS 是非结晶 性材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物， 一个是苯乙烯丙烯腈 的连续相，另一个是聚丁二烯胶分散相。这就决定了 ABS 材料的耐

7、高温性、抗 冲击性及易加工性等多种特性。并有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、 耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能等特性。 ABS 的平均收缩率为 0.55%。 有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工且易着色，几乎不受酸、碱、盐及水 和无机化合物的影响。密度为1.081.2g/cm 3使用温度在40100C，在紫外线作 用下容易氧化分解。1.分析制件材料使用性能ABS 属热塑性非结晶型塑料，不透明。 ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯 共聚而成的，这 3 种组分各自的特性，使 ABS 具有良好的综合力学性能。丙烯 腈使 ABS 有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度， 丁二烯使 ABS 坚韧，

8、苯乙烯使它 有良好的加工和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的制件有较好的光泽，密度为1.021.05g/cm3。 ABS 有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。 ABS 有良好 的机械强度和一定的耐磨性、 耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。 水、无机盐、碱和酸类对 ABS 几乎无影响，但在酮、醛、酯、氯代烃中 ABS 会 溶解或形成乳浊液。 ABS 不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软 化溶胀。 ABS 塑料表面受冰醋酸、植物油等的侵蚀会引起应力开裂。 ABS 有一 定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续

9、工作温度为 70T左右，热变形温度为93C 左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中3种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而可以适应各 种不同的需要。根据使用要求的不同， ABS可分为超高冲击型、高冲击型、中冲 击型、低冲击型和耐热型等。2.分析塑料成型工艺性能查表2-3及相关资料可知：ABS属无定形塑料，流动性中等；在升温时黏度 增高，所以成型压力较高，故制件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理，预热干燥 80C100C，时间23h; ABS易产生熔接痕， 模具设计时应注意减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，其壁厚、 熔料温度对收缩率影

10、响极小，在要求制件精度高时，模具温度可控制在50C60 C,而在强调制件光泽和耐热性时，模具温度应控制在60C80 E ;如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采用高料温、高模温，或者改变浇注口位置等 方法；成型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，需对模具进行及时清理，同时模具表面需增加排气位置。1.无定型料，其品种牌号很多，各品种的性能及成型特性也各有差异，应按 品种确定成型方案及成型条件。2.吸湿性强，含水量应小于 0.1%，必须充分干燥，要求表面光泽 2的塑件 应要求长时间预热干燥。3.流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯差，

11、但比聚碳酸酯、 聚氯乙烯好）。4.比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击 型树脂，料温更宜取高） ，料温对塑件影响较大、料温过高易分解（分解温度为 250 E左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高的塑件模温宜取 5060C, 要求光泽及耐热型料模温宜取 6080C,注射压力为100140MPa螺杆式注射 机则取 160220C，70100MPa5.模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口出外观不良，已发生熔接 痕，应注意选择浇口位置、 形式，顶出力过大或机械加工是塑件表面呈现 “白色” 痕迹（但在热水中加热可消失），查教科书中表3-11可知，材料为ABS的塑件，

12、其型腔脱模斜度一般为351 30型芯脱模斜度为3540而该塑件 为开口壳类零件，深度较浅且大圆弧过度，脱模容易，脱模斜度取 1即可。6加强筋 该塑件高度较小，壁厚适中，使用过程中承受压力不大，可不设加强筋 . 通过以上分析可见， 该塑件结构属于中等复杂程度， 结构工艺性合理， 不需 对塑件的结构进行修改； 塑件尺寸精度中等， 对应的模具零件的尺寸加工容易保 证。注射时在工艺参数控制得较好的情况下，塑件的成型要求可以得到保证。7.该散热壳要求中等精度，外表面无瑕疵、美观、性能可靠。采用ABS材料, 产品的使用性能基本能满足要求，但在成型时，要注意选择合理的成型工艺。3.确定成型方式及成型工艺流程

13、（1） .塑件成型方式的选择所生产的制品选择ABS工程塑料，属于热塑性塑料，制品需要中批量生产。注射成型模具结构较简单，成本不高，生产周期短、效率高，容易实现自动化生 产，大批量生产模具成本对于单件成本影响不大。 而压缩成型、 压注成型主要用 于生产热固性塑件和小批量生产热塑性塑料； 挤出成型主要用以成型具有恒定截 面形状的连续型材；气动成型用于生产中空的塑料瓶、罐、盒、箱类塑件。所以 图 1-1 所示散热壳塑件应选择注射成型生产。4.注射成型工艺过程的确定一个完整的注射成型工艺过程包括成型前准备、 注射过程及塑件的后处理 3 个过程。(1) 成型前的准备a.对ABS原料进行外观检验：检查原材

14、料，要求色泽一致、细度均匀。b.ABS是吸湿性强的塑料，成型前应进行充分的预热干燥，建议干燥条件为8090C下最少干燥2小时。材料湿度应小于0.1%。除去物料中过多的水分 和挥发物，以防止成型后塑件出现气泡和银丝等缺陷。c.生产开始如需改变塑料品种、调换颜色，或发现成型过程中出现了热分 解或降解反应，则应对注射机料筒进行清洗。d.为了使塑料制件容易从模具中脱出，模具型腔或型芯还需涂上脱模剂， 根据生产现场实际条件选用硬脂酸锌、液体石蜡或硅油等。注射过程一般包括： 加料、塑化、充模、保压补缩、 冷却定型和脱模等步骤。(2) .ABS常用范围水箱外壳、蓄电池槽、电机外壳、齿轮、把手等。5. ABS

15、注塑模工艺条件熔化温度：210280C，模具温度：2570C, 6mm以下壁厚的塑件应使用 较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件应使用较低的模具温度。塑件冷却温度应 当均匀以减小收缩率的差异而影响塑件的质量。 对于最优的加工周期， 冷却腔道 的直径应不小于8mm并且距塑件表面的距离应在1.3d左右(d为冷却腔道的直 径)。注射压力：60100MPa注射速度：使用高速注射。6.塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析(1).结构分析：从零件图上分析，零件总体为一个长方形壳类零件，基本尺寸200mM 100mm顶部有6个直径为20的孔。(2).尺寸精度：塑件的精度为 5级，精度要求中等。( 3) . 表

16、面质量分析：塑件的表面粗糙度ABS注射成型时，表面粗糙度的范围在 R0.11.6卩m而该塑件表面粗糙 度无要求，取为 Ra0.8。7.塑件成型方法的确定 综上所述，该塑件的结构比较简单，而且壁厚均匀，成型工艺好，可以采用注射成型方法生产。三、塑件成型模具设计1.型腔的数量和布置该塑件的精度要求不高、属小型塑件，且形状简单，又为中小批量生产， 初定为一模两腔平衡的模具形式，其布置方式如下图所示：为了保证塑件表面质 量要求，选择点浇口，双分型面注射模。2.选择注射机型号及其参数的确定根据最大注射量初选设备通常保证制品所需注射量小于或等于注塑机允许的最大注射量的80%否则就会造成制品形状不完整、内部

17、组织疏松或制品强度下降等缺陷； 而过小注射机 利用率就偏低，浪费电能，而且塑化长时间处于高温状态会导致塑料分解变质，因此，应注意注射机能处理的最小注射量，最小注射量通常应大于额定注射量的20%初选注射机规格通常依据注射机允许的最大注射量、锁模力及塑件外观尺 寸等因素确定。习惯上依据其中一个设计依据，其余都作为校核依据。 计算单个塑件体积：2V= （20X 10X 0.5-3.14 X 1 X 0.5 X 6+20X 1.8 X 0.5 X 2+10X 1.8 X 0.5 X 2）3cm=（100-9.42+36+18 ） cni3心 145 cm 计算单个塑件质量：ABS的密度为1.081.2

18、g/cm 3计算时取1.1 g/cm 3M= p V= 145X 1.1=159.5g 该模具设计为一模两腔，所以塑件成型每次总注射量为：2M+10=2X 159.5+10329g（凝料的质量初步估算约为 10g） 根据注射量，查塑料模具设计书（卜建新 主编）表3-2-1选择XS-ZY500型号的柱塞式注射机，满足注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的80%设备主要参数如表2-1所示：表2-1注射机主要技术参数项目设备参数项目设备参数额定注射量（cm?）500模板行程（mm500螺杆直径（mm65最 大模 厚（mm450注射压力（MPa104最小模厚（mm300注射行程（mm200喷嘴圆弧半

19、径（mm18锁模力 （kN）3500喷嘴孔直径（mm4Km N - m2m13.确定型腔数及布置根据以上初选螺杆式注射机，选择XS- ZY500型号，注射机主要技术参数如表2-1所示。(1)按注射机的最大注射量确定型腔数nfLUxEon-in = 2 45159.5式中：k 最大注射量的利用系数，一般取 0.8 ；m 注射机的最大注射量，cm；m-浇注系统及飞边体积或质量，cm3；m-单个塑件的体积或质量，cm。所以确定型腔数n=2 即模具确定为一模两腔，对称分布。4.分型面的设计分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和和模具的制 造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动

20、充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。 该塑件外形要求不高，表面质量 要求一般。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，可选单分型面或双分型面均可。(1)分型面的选择如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中成型位置、浇筑系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌 件位置、形状以及推出方案、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响， 因此在选择分型面时应综合分析比较， 从几种方案中优选出较为合理的方案。 选 择分型面时一般应遵循以下几项基本原则： 分型面应选在塑件外形最大轮廓处 确定有利的留模方式

21、，便于塑件顺利脱模 保证塑件的精度要求 满足塑件的外观质量要求 便于模具加工制造 对成型面积的影响 有利于提高排气效果对侧抽芯的影响以上阐述了选择分型面的一般原则， 在实际设计中，不可能全部满足上述原 则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。 所以确定该模具的最 佳分型面为B-B分型面，如图2-1所示：分型面图2-15.浇注系统的设计（1）浇注系统的作用普通流道浇注系统从总体来看，其作用可慨述如下： 将来自注塑机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内 的气体能及时顺利地排出。 在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效的传递到型腔的各个 部位，以获得形状完整、内外在质

22、量优良的塑料制件。（2）.主流道设计浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、 结构、尺寸、内外在质量等影响很 大，而且还与塑件所用塑料的利用率、 成型生产效率等有关，因此浇注系统设计 是模具设计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则： 了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性 采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失 浇注系统设计应有利于良好的排气 防止型芯变形和嵌件位移 便于休整浇口以保证塑件外观质量 浇注系统应结合型腔布局同时考虑 流动距离比和流动面积比的校核综上所述，由表2可得XS-ZY500型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴球半径r = 18mm喷嘴孔直径d= 4mm根据模具主

23、流道与喷嘴的关系，主流道衬套的球面半径R= r + （12） = 18+ （12） mm 取主流道球面半径 R= 20mm小端直径 D= d+（0.51）= 4+ （ 0.51） mm,取主流道的小端直径 D= 4.5mm为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥角为26,表面粗糙度Ra0.8um,抛光时沿轴向进行，以便于浇注系统凝料从 其中顺利拔出。 同时为了使熔料顺利进入分流道， 在主流道出料端设计 r，=3mm 的圆弧过渡。（ 3） . 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。该塑件的体积比较大，塑件原料 ABS流动性中等

24、，但形状不算太复杂， 且壁厚均匀， 可考虑采用多点进料方式， 缩短分流道长度， 有利于塑件的成型和 外观质量的保证。 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 塑料成型工艺与模具设计得分流道半径R= 4mm分流道长度取决于浇口位置，末端延伸一部分起冷料穴作用。（ 4） . 浇口设计.浇口形式的选择。由于该塑件外观质量要求不高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提，可选择的浇口形式有几种方案。综合对塑料成型性能、 浇口和模具结构的分析比较， 确定成型该塑件的模具 采用点浇口（多点进料）形式。. 进料位置的确定。根据塑件使用要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件顶部

25、。.浇口尺寸的确定。 查教科书中表5-4可知点浇口尺寸要求，依次设计浇口尺 寸：点浇口直径d= 1.5mm 长度I = 1.5mm ,6.排气和引气系统设计 由于该塑件整体不大，排气量不大，同时，采用点浇口模具结构，属于中小型模具，可以用分型面间隙排气。 塑件中部有6个20mm勺孔，两个8mm的顶 杆孔，因此可以利用推杆、活动型芯、与模板的配合间隙进行排气，其配合间隙 不能超过0.04mm 一般0.030.04mm该塑件虽然属于壳深腔类塑件，但塑件顶部有6个通孔，即6XO 20mm的孔， 在开模及脱模过程中不会形成真空负压现象，因此不需要设计引气系统。7.成型零件的结构设计 整体式型腔（芯）是

26、直接在型腔（芯）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注射模的成型零件。组合式型腔（芯）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，便于机加工和热型腔深度尺寸和型芯高度尺寸:(巾)0 =： (1 + S)Hs宁】处理，修理更换方便，同时也有利于型芯冷却和排气的实施。由于散热壳尺寸较大，最大达 200mm有通孔，若采用整体式型芯，加工和 热处理都较困难，所以采用组合式，即型芯与其固定板分开

27、加工好后镶拼起来。 由于型腔结构简单所以采用整体式结构。8.成型零件的尺寸计算该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算。查表得ABS的收缩率为 S= 0.3%0.8%,故平均收缩率为 S = (Smax/2+ Smin /2) 100%= (0.3 /2+ 0.8 /2)100%= 0.55%,根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取S Z =/3(LM) o z = 200。z = : (1 + S)Ls 1 门 0 z = 200.56 00.36 2(LM) o z = 100 0 z = : (1 + S)L S丄门 z = 100.3 00.17 2/ 、 0 1 0型芯径向尺寸计算：(L

28、M) _ - = (1 + S )L S _ -20 0 10(LM)电=190= (1 + S)LS -A 电=19.58 7.6(LM)电=90= :(1 + S)L S:弋=90.74 =0 - 0 20= (1 + S)L S 也= 2071 0 0420 1 0WM) 、z = (1 + s)h s孑- z型腔径向尺寸计算:0 Z = (1 + S)LS】(Smax Smin)CS V (巾)o z = 50。z = :(1 + S)Hs- j 门 00.07 = SO.070 0 1 0 0(hM)_.z= 45 _、z= (1 + S)h s 2:-z = 45.35 .0.07

29、中心距尺寸：(CM) 士 1、：Z =： (1+S)Cs 士 1-z2 2(CM) 士 1、.Z = 100 z = (1+S)CS 士 1Z = 100.55 士 0.252 2 2(CM) 士 r.z = 40士z = (1+ S)CS 士 V-z = 40.22 士 0.102 2 29.成型零件尺寸校核按平均收缩率法计算工作尺寸有一定误差，这是因为在上述公式中的 辽及x 系数取值凭经验确定。为保证塑件实际尺寸在规定的公差范围内，尤其对于尺寸 较大且收缩率波动范围较大的塑件，需要对成型尺寸进行校核。其校核的条件是 塑件成型尺寸公差应小于塑件尺寸公差。型腔或型芯的径向尺寸为（Smax Sm

30、in ） Ls（或 Is） +- z + -：C S ,符合开模要求。11.模架的选择：根据成型零件尺寸结合标准模架，选用结构形式为A4型，模架尺寸为450mx360mm可满足要求。模架结构图2-2所示：模架 图450图2-211温度调节系统的设计(1)注射模的温度对塑料熔体的充模流动、 固化定型、生产效率及塑件的形 状和尺寸精度都有重要的影响。注射模中设置温度调节系统的目的， 就是要通过 控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生存率。一般注射模内的塑料熔体温度为 200 C左右，而塑件从模具型腔中取出时其温 度在60C以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效冷却，以

31、便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模， 提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融粘 度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等。当塑件是小型薄壁时，则 模具可简单进行冷却。（2）温度调节系统设计的原则： 尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡 冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好 尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等 应降低进水与出水的温差 合理选择冷却水道的形式 合理确定冷却水管接头位置 冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象 冷却水道进出接头应埋入模板内，以避免模具在搬运过程中造成损坏（3）冷却系统的结构形式根据塑料制品的形状及其所需的冷却效果， 冷却回路可分为直通式、圆周 式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等。同时还可以互相配合，构成各种冷 却道回路。基本形式有六种，该塑件结构简单，产量不高，我这里选用的是简单 的直通式。12.推出导向机构的设计由于该塑件为壳类产品，因