电器盒成型课程设计

1、机电工程系重庆机电职业技术学院课程设计任务书 模具设计与制造 专 业 2011 年级 1班 一、设计题目根据编号为JDMKS115的电器盒图示，设计该塑料产品的注射成型模具。 二、主要内容JDMKS115电器盒，外观为60×30×23mm的长方形盒体， 材料为ABS，年产量为80万件，具体尺寸要求如下图和表格所示： 塑料产品分课题尺寸A (/mm)尺寸B (/mm)JDMKS115JDMKS115-186JDMKS115-210JDMKS115-312JDMKS115-414JDMKS115-516JDMKS115-618JDMKS115-7 63JDMKS115-864三

2、、具体要求1.绘制模具装配图和成型零件图(按A4规格，图号分别为：JDMKS115-X-A, JDMKS115-X-B,)；2.编制塑料产品注射成型工艺卡(按A4规格)；3.撰写设计计算说明书；4.将任务书、说明书、工艺卡及图纸装订成册。四、进度安排作业完成时间：2013年6月21日12时五、成绩评定指导教师 签名 日期 2013 年 07 月 01日系主任 审核 日期 2013 年 07 月 02 日目录一、引言7二、电器盒注射成型模具设计方案82.1 电器盒工艺性分析8塑件原材料性能分析8塑件制品工艺性分析82.2 塑料注射机的选取9计算电器盒的体积和质量及确定模具型腔数量9电器盒成型工艺

3、参数102.3 分型面的选择112.4 浇注系统的设计与选取12主流道设计12分流道设计14浇口的设计15排气系统的设计17冷料穴和拉料杆设计172.5 主要零部件的设计与计算18型腔的设计18型芯的设计18型腔与型芯的尺寸计算19模具型腔侧壁和底板厚度的计算21侧向抽芯机构21推件机构和模架的选取212.6 塑料机注射的校核22三、总结23附件125附件226附件329一、引言模具是利用其特定形状去成型一种具有一种形状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金必压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。人们日常生活的制品和各种机械零件，在成型中多

4、数是用模具来制成品。在高分子材料加工领域中，用于塑料制品成型的模具，简称塑料模具。塑料模具优化设计，是当代高分子材料加工领域的重要课题。塑料成型加工及模具技术是一门不断发展的综合科学，不仅随着高分子材料合成技术的提高、成型设备的革新、成型工艺的成熟而进步，而且随着计算机技术、数值模拟技术等在塑料成型加工领域的渗透而发展。我国塑料模的发展迅猛。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术，已有相当规模的开发和应用。在设计技术和制造技术与发达国家和地区差距比较大；在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少，规格不全质量不稳定。所以，尤其是大型模的设计与制造水平，常常标志一个国家工业化的发展程度。注塑

5、成型作为塑料模中一种重要的成型加工方法，在家电行业、汽车工业、机械工业等都有广泛应用，且生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产率高和消耗低的特点，有很大的市场要求和良好的发展前景。通过完成此次课程设计，意义在于将我大学所学的知识进行归纳性总结，提高我的专业实践能力，通过对整个设计过程的实际操作来发现并解决问题，从而为自己将来在工作岗位中打下良好的基础。在此次设计塑料产品的注射成型模具中，从大部件到小配件，我把它们进行全方位的细致剖析，最深程度的了解注射成型模具的各方面知识，并学习与运用它。二、电器盒注射成型模具设计方案2.1 电器盒工艺性分析塑件原材料性能分析塑料品种：丙烯腈-丁二烯-

6、苯乙烯共聚物（ABS），属于热塑性塑料。结构特点：不透明非结晶型聚合物。ABS一般参数比重：1.05克/立方厘米成型收缩率：0.40.7%吸水率：0.20.45%成型温度：200240干燥条件：8090 2个小时热变形温度：70107使用温度范围：-4080硬度：R65115性能特点：ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。ABS外观为不透明呈象牙色粒料，

7、其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。 2.1.2塑件制品工艺性分析塑件结构分析：从零件图上分析，该零件形状为四方形的电盒，总长为60mm，宽度30mm，高度23mm。该电器盒的外形简单，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。该型腔较小，并有尺寸不等的两个盲孔，它们均符合孔间距，孔边距的要求，并且需要考虑侧向抽芯装置。尺寸精度分析：因该塑件材料为ABS，查表3-2可知该塑件的标注公差等级为一般精度：MT3,未注公差尺寸公差等级为：MT5，查3-1，其主要尺寸公差标注如下：外形尺寸:60.370-0.74、

8、23.220-0.44、30.250-0.50、15.190-0.38、8.140-0.28、R2.10-0.20内形尺寸：500+0.34、180+0.20、2.90+0.20孔尺寸：5.880+0.24、13.840+0.32表面质量的分析：该零件除要求没有斑点、条纹、凹痕、起泡、变色外，无特别的表面质量要求，故比较容易实现。电器盒要求外观美观，表面光滑，并且内部没有较高的表面粗糙度要求。非透明制品的隐蔽面可取较大的粗糙度。塑料制品圆角及圆角半径的分析：该制品上所有内外表面的交接处应尽可能采用圆角过渡，可以避免因尖角引起的应力集中，提高制品强度，减少转折处对塑料流动的阻力，改善熔体在型腔中

9、的流动状况，有利于充满型腔，便于脱模，同时也可以改善制品的外观。塑料制品脱模斜度的分析：为便于塑料制品脱模，防止脱模是撞伤或擦伤塑料制品的表面，在设计时，应在与脱模平行的方向设计一合理的脱模斜度。因为该塑料制品的材料为ABS，所以根据表35可得脱模斜度为：制品外表面（型腔）：401.20°制品内表面（型芯）：351°2.2 塑料注射机的选取计算电器盒的体积和质量及确定模具型腔数量塑件的体积为V=22853.64mm3。电器盒的质量，根据设计手册可查得ABS的密度为=1.05g/cm3，故塑件的质量W= V=23.996322g根据塑件的体积，考虑到该塑件需大批量生产，采用一

10、模四腔的模具结构。参考塑料成型工艺与模具设计附表A初选柱塞式注射机型号为XS-ZY-125XS-ZY-125型注塑机的主要参数公称注射量/cm3125柱塞直径/mm42注射压力/MPa119注射行程/mm115最大成型面积/cm2320模板最大行程/mm300模板最大厚度/mm300模板最小厚度/mm200螺杆转速/(r/min)29、43、56、69拉杆空间/mm360×3602.2.2电器盒成型工艺参数注射机类型：螺杆式注射机（阻燃）喷 嘴：直通式-温度（180-190）料筒温度 ：前段190-200中段200-220后段170-190 模具温度 ：50-70注射压力 ：6010

11、0Mpa 保压压力：3060Mpa注射时间 ：35s 保压时间：1530s冷却时间 ：1030s 成型周期：3070s本模具采用一模四件大批量生产，根据要求从主流道来的熔体能均衡到达各浇口并同时充满型腔，综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素采取，有两种方案：方案一，侧抽机构设置在前后方向，这样对要求大的模架。方案二，侧抽芯机构设置在左右方向，同样的抽芯力，选择的模架比较适中，节省材料。综合上述比较选择左右侧抽芯。如图所示的排列方式。2.3 分型面的选择分型面的选择原则：1、尽量使塑件在开模后留在动模一侧 2、分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模3、分型面的选择应保证塑件的位置及尺寸精度4、

12、分型面的选择应便于实现侧向分型抽芯动作5、分型面的选择应考虑到对溢边的选择6、有利于模具制造7、分型面的选择应有利于排气8、分型面的选择考虑到对设备的合模力9、分型面的选择应考虑到脱模斜度综上所述，由于该塑件形状规则，则其分型面的位置如下图12.4 浇注系统的设计与选取定义：指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止流经的通道。作用：将熔体平稳的引入型腔，使之按要求填充型腔的每一个角落;使型腔内的气体顺利的排出；在熔体填充型腔和凝固的过程中，能充分把压力传到型腔各部位，以获得组织致密、外形清晰、尺寸稳定的塑料制品。浇注系统设计的基本原则：1) 了解塑料的成型性能和塑料的流动性。2) 要保证塑件的质量，

13、避免常见的充填问题。3) 尽量减少停滞现象；尽量避免熔接痕；尽量避免过度保压和保压不足；尽量减少流向杂乱。4) 尽量减少及缩短浇注系统的断面和长度。5) 尽可能做到同步填充。6) 便于修整浇口以保证制件外观。2.4.1主流道设计作用：是连接注射机和模具的桥梁，是熔体最先流经模具的部分。如图所示：图2主流道部分尺寸单位（mm）主流道参数符号名称尺寸d主流道小端直径注射机喷嘴直径（0.51）SR主流道球面半径喷嘴球面半径（0.51）h球面配合高度35主流道锥角26L主流道长度一般60mmD主流道大端直径d（0.51）确定后尺寸如下：d=5.5 SR=18 h=4=3 D=112.4.2分流道设计作

14、用：改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡的分配到各个型腔。分流道的设计原则(1）对于含有玻璃纤维流动性较差的树脂，流道截面要大一些，聚甲醛属于流动性中等，截面适中（2）流向改变的拐角处，应适当设置冷料穴（3）使塑件和流道在分型面的投影面积的几何中心和锁模力的中心相重合（4）保证熔体迅速而均匀地充满型腔（5）分流道的尺寸尽可能短，容易尽可能小，使熔体到达浇口时，温度和压力降低最少（6）要便于加工及刀具的选择综上所述：分流道开设在动模分型面的一侧，其截面形状应尽量使其比表面积小；分流道的截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸、成型工艺条件以及分流道的长度等因素来确定。为了便于加工，选择半圆形的截面分流道，选择

15、直径为7的半圆形截面分流道。分流道的布置及长度，采用非平衡式。如图所示：（a）图3（b）分流道的表面粗糙度 Ra小于1.6um原因：可增加塑料熔料的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层，有利于流道保温。2.4.3浇口的设计作用：使从分流道来得熔体产生加速，快速充满型腔。注射模具的浇口形式较多，应根据塑料的成型特点、制品的几何形状、尺寸、生产批量、成型条件、注射机构等因素综合考虑并合理选用。浇口的类型：（1）直接浇口、（2）中心浇口、（3）侧浇口、（4）点浇口、（5）潜伏式浇口、（6）护耳浇口。本设计采用矩形截面侧浇口，设计时从壁厚2处进料，料由厚处往薄处流，而且在模具上采取整体嵌入式型

16、腔、型芯和侧向抽芯，有利于填充和排气，有利于更换方便，又节省材料。测浇口的尺寸根据表4-1得知：厚度=1.2mm；宽度=3.6mm；长度=1.5mm。如图所示：(a)图4(b)2.4.4排气系统的设计利用模具分型面和配合间隙自然排气，排气间隙以不产生溢料为限，通常为0.030.05。2.4.5冷料穴和拉料杆设计（1）冷料穴的设计冷料穴的位置及尺寸：一般开设在主流道对面的动模板上，其直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度为直径的1-1.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。本次设计采用的是端部为“Z”字形拉料杆形式的冷料穴，见图：（2）拉料杆的设计作用：起到模具开模时，将凝料从定模部分脱

17、出和将塑件留在动模的作用基本尺寸及结构见图图52.5 主要零部件的设计与计算2.5.1型腔的设计由于塑件的型腔形状简单，且尺寸不大，但需要大批量生产比较容易磨损，故采用整体式嵌入凹模。型腔顶部有一凸台，以便于成型零件顶部凹槽。零件如图所示：图62.5.2型芯的设计型芯结构简单，且尺寸不大，由于需要侧抽芯，所以型芯做成锥度配合，具有较好的强度。零件如图所示：图72.5.3型腔与型芯的尺寸计算（1）确定塑料平均收缩率 Scp=Smax+Smin2×100%=0.6%（2）明确制品尺寸公差等级，并将尺寸换算为规定的形式（表3-1、3-2）18+0.2000.000MT3,=0.20050=

18、0.3400.000MT3，=0.340基轴：60MT5,60.37-0.740023MT5,23.22-0.440015MT5,15.19-0.380030MT5,30.25-0.50008MT5,8.14-0.28014MT5,14.16-0.32006MT5,6.12-0.2403MT5,3.1-0.2000基孔：20MT5,19.780+0.44（3）成型尺寸计算型腔径向尺寸：LM=LS+ LS SCP3/4 0+z式中1: LS塑料制品外形的径向尺寸。 SCP平均收缩率。POM的收缩率为1.53%，取平均收缩率2.25% 取z =/3。L1=(60.37+60.37×0.6

19、%-3/4×0.74)0+0.74/3=60.1780+0.247L2=（30.25+30.25×0.6%-3/4×0.50）0+0.50=30.0570+0.167型腔深度尺寸：HM=HS+ HSSCP-2/3 0+z式中1: HS塑料内形的高度的尺寸。 SCP平均收缩率。取z =/3Hm=（23.22+23.22×0.6%-2/3×0.44）0+0.44/3=23.070+0.147主型芯的径向尺寸：lM=lS+ lS SCP+3/4 0-z式中1: lS塑料制品外形的径向尺寸。 SCP平均收缩率。取z =/3L1=(50+50×

20、0.6%+3/4×0.68)0-0.68/3=50.8100-0.227L2=（19.78+19.78×0.6%+3/4×0.44）0-0.44/3=20.2290-0.147主型芯高度的尺寸：hm=hS+ hSSCP+2/30-z式中1: hS塑料内形的高度的尺寸。SCP平均收缩率。取z =/3Hm=（18+18×0.6%+2/3×0.4）0-0.4/3=18.3750-0.133小型芯的径向尺寸：Lm1=（14.16+14.16×0.6%+0.75×0.32）0-0.32/3=14.4850-0.107Lm2=（6.12

21、+6.12×0.6%+0.75×0.24）0-0.24/3=6.3370-0.080小型芯的高：hm=（3.1+3.1×0.6%+2/3×0.2）0-0.2/3=3.2520-0.067其他尺寸:L1=（15.19+15.19×0.6%-0.38/4）±0.38/2=13.838±0.19L2=（8.14+8.14×0.6%-0.28/4）±0.28/2=7.619±0.142.5.4模具型腔侧壁和底板厚度的计算塑料膜型腔在模塑成型过程中受到熔体的强大压力作用，可能因强度不足而产生塑性变形甚至破

22、坏；还可能因刚度不足而产生过大变形，导致溢料形成飞边，降低塑料制品精度和影响塑料制品脱模。本设计凹模材料选用45钢，许用应力为160Mpa。（1） 凹模侧壁厚度:9mm（2） 凹模底板厚度:9mm2.5.5侧向抽芯机构（1）抽芯距的确定：抽芯距是指侧型芯从成型位置抽到不妨碍制品取出位置时，侧型芯在抽拔方向移动的距离。一般抽芯距S等于侧向型孔或侧向型芯深度S2再加上2-3mm。S=S2+（23）=5mm（2）斜导柱长度的确定：L=Ssin(取1523°)L=14.62mm斜导柱的直径为5mm2.5.6推件机构和模架的选取（1）推出机构的选取：推杆和推板，推杆的基本形状如下：图8（2）模

23、架的选取：模具闭合高度的确定定模坐板H1=25；定模板H2=45；动模板H3=35；推件板H4=25；动模坐板H5=25；垫块H6=70：H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=225mm；如图所示2.6 塑料机注射的校核本模具的外形尺寸为320×300×225。有上述计算的模具闭合高度H=295mm，XS-ZY-125型注射机所允许模具的最小厚度Hmin=200mm，最大厚度Hmax=300mm，即模具满足HminHHmax的安装条件。模具的长×宽<拉杆面积320mm×300mm<360mm×360mm，满足要求。经查资料的XS-ZY-125型注射机的最大开模行程S=300mmSH1+H2+(510)=28mm满足出件要求