相机充电器面板与底盖一模成型的注塑模具设计说明书.docx
相机充电器面板与底盖的注塑模具设计-一模成型注射模含NX三维及11张CAD图
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相机充电器面板与底盖一模成型的注塑模具设计摘 要首先我们根据课题的对塑料制品有些详细的要求，同时要了解塑料的一定的可使用型的使用，产品零件制作出来的工艺分析，完后控制产品精度的一些规范。此套设计我们采用了模两，其中我们侧浇口张设置进行进料设置，主要选择的注塑机器型号可以选择为80XB模型，在整个设计过程中要完成模具最基本的系统设计，其中可以使用各种软件进行辅助设计，同时设计出模具最为重要的冷却系统，对整个模具结构进行完整的设计。关键词：机械设计；模具设计；CAD绘制二维图；UG绘制3D图。ABStractFirst, we according to the detailed requirements of some plastic products, at the same time to use a certain type of plastic can be used to understand the analysis process of product parts produced, some standard control precision products after.This set of design we adopted the model two, which we have set a side gate feed set, injection molding machine mainly can be selected as the 80XB model, and at the same time to establish a system of cooling, followed by the use of computer aided design software is designed using UG and CAD drawing, drawing die drawings reasonable mold design and in accordance with the actual processing of mould design.Keywords: Mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional graph;.目 录前言11 相机上下盖的成型工艺21.1相机上下盖的工艺性分析2 1.1.1原材料分析4 1.1.2塑件尺寸分析4 1.1.3表面质量分析4 1.1.4型腔数目的确定51.2相机上下盖注塑成型工艺参数51.3注塑设备的选择7 1.3.1计算塑件体积7 1.3.2注塑机的选择72 注塑模结构的设计82.1分型面的设计82.2浇注系统的设计8 2.2.1主流道的设计9 2.2.2分流道的设计10 2.2.3浇口的设计102.3型腔、型芯的设计与计算11 2.3.1型腔尺寸计算12 2.3.2型芯尺寸的计算14 2.4嵌件的侧向抽芯机构设计152.5脱模机构的设计17 2.5.1推出机构的设计172.6合模导向机构的设计17 2.7排气槽、冷却系统的设计18 2.8注塑机参数校核18 2.8.1注塑机主要参数校核18 2.8.2注塑机安装部分尺寸校核19 2.9 2.9模具的结构及工作过程20总 结29参考文献30致谢 31前言课题背景当今的制造业中，模具制造已经成为了目前工业中最广泛的基础设备，其中覆盖在整合行业中，比如说在汽车行业中为应用广泛，同时在，很多行业也有着广泛的使用，在电子行业的使用中也得到大批量的使用，目前中国已经进入全新的工业4.0时代，工业自动化的推广及应用，也深深的影响着模具制造行业，产品的疯狂换代更新，各个企业在技术研发投资每年都在不断的增加，不断的提升技术实力，其中我们的模具行业在也飞速的发展中，在模具行业中可以分为冲压模具与注塑模具几个大方向，其中有很多结构都是要有一定的区分才可以正确了解模具的真正含义，从模具的一些特殊结构上注塑模具还可以分成多种格式与样式，其中最为常见的是把一些结构稳定的模具称之为固定模还有一些为动态型模具，同时又因为材料本身的特性与机械的相关参数所以在设计模具中时要晋级一些实际参数这样可以稳定材料的稳定性。因为注塑模具本身的机构特点，所以说在设计模具时候有着很多需要注意的问题点。模具设计应考虑以下几点：此类的材料有一些固定的特性，其中的物理性与机械性都很突出，在一些特殊的性能上比如说，在韧性，强度，刚度，应力方面等等一些详细的去中，这样可以充分发挥材料其中的优势。一般塑料零件的结构我们可以使得模具的设计结构更加简单些，其中特别要重要避免开分型的抽芯机构的设计其中简化的一些设计。、1 相机上下盖的成型工艺 零件名称：相机上下盖（图1-1，1-2，1-3所示）； 生产方式：大批量； 材料：； 颜色：黑色； 技术要求： 1.塑件表面无裂痕； 2.保证嵌件与塑件之间牢固连接； 3.公差按照制造； 4.未注倒角为。图1-1 相机上下盖图1-2 塑件立体图1.1相机上下盖工艺性分析1.1.1原材料分析塑件采用塑料作为原材料。查阅注塑相关的资料得知一般的制造精度在之间，结合塑件尺寸及使用性能的基础上，确定出原材料在塑件制造过程中满足其精度要求。其中产品的很多表现都是，塑料中的没有毒，也没有味道其中有些特性就可以透明，容易涂装和着色。密度为，收缩率为，吸收水分性250，尺寸稳定性好。有优良的力学性能，它的抗冲击强度极好，此种材料的稳定性很强，在整个使用过程中优异的材料特性也直接影响到尺寸3，热变形温度在85。其中它的绝缘性很不错。1.1.2塑件结构及尺寸分析（）：经实测可知，相机上下盖部件是由塑料包裹金属嵌件制作而成，下部有两个沉头孔组成用以连接发热装置，上部金属开有一个通孔为连接手柄所留，此孔可作为金属嵌件的定位装置，利用侧向抽芯机构便可完成。要生产的相机上下盖的尺寸精度要求一般，能保证正常使用即可。因此按照公差等级进行设计就可以满足要求。相机上下盖的主要尺寸公差标注如下塑料制件的外形尺寸： 孔的尺寸：孔心距的尺寸： 1.1.3表面质量分析相机上下盖的表面质量要求一般，该部件为普通带有金属嵌件的连接件，除能正常满足使用要求之外应该避免产生裂纹，同时毛刺、翘曲与收缩等问题也不允许出现。作为日常使用的塑件，要求无有毒物质。1.1.4型腔数目的确定我们为了使得模具设中的注射机这样相互匹配之后可以大幅度的可以提升中生产资料与经济性的很多其中塑料的精度的中可以满足模具设计的数目，我。其具体影响因素如表1-4所示。表1-4 型腔数目对照表估算公式影响因素 1.2相机上下盖注塑成型工艺参数相机上下盖的注塑成型工艺参数包括温度、压力、时间的设定，由于选择的材料不同，导致注塑成型时所设定的参数也不同。相机上下盖所选材料为，其注塑成型时的工艺参数如下表1-5所示。表1-5 注塑成型工艺参数注塑机类型螺杆式喷嘴形式直通式模具温度注射压力保压力注射时间保压时间冷却时间成型周期1.3注塑设备的选择1.3.1估算塑件体积材料其中的塑料可以选择，查阅相关资料得知其密度，收缩率为，我们可以通过这个平均把密度控制到,平均收缩率是。相机上下盖的体积计算，我们可以这个计算之后调整到约。1.3.2注塑机的选择 由软件计算可知塑件的体积为24.49，采用一模二件的成型方式，且考虑到塑件本身的结构特点，初步选用型号为XS-ZY250/160，相关参数如表1-6所示。表1-6 注塑机参数项目数值单位螺杆直径50注射容量250注射重量228注射压力127注射速率134塑化能力55注射方式螺杆式锁模力1600移模行程350拉杆间距370370最大模厚400最小模厚200顶出行程220顶出力302 注塑模结构的设计 通常我们在设计模具的过程中一些很重要的机构，通常都是塑料件成型的机构同时与分型机构的选择及分型面的控制与抽芯机构的设计、顶出机构设计、排气方式设计等，优良的结构设计能够节省大量工作时间和生产成本。2.1分型面的设计 为使塑件在保证质量和精度的前提下脱模方便，根据经验常把分型面留在动定模中间，这样设计还有利于带嵌件侧向抽芯机构的布置以及使模具达到简化和提高模具的使用性能的要求4。 通过下图2-1见图所示出来结合塑料件，相机上下盖的设计结构中，会把重要的选择点也就是平面分型这个机构选则为上面.图2-1分型面2.2浇注系统的设计 浇注系统的设计是合理的，对性能和塑件的质量影响很大，设计时应尽量缩短熔体的流动距离，以减少压力损失，实现快速模具，提高焊缝的强度和减少焊缝附近产生。合理布置浇口位置，避免了高压熔体对定位和性能的影响，在满足快速模具的前提下，使浇注系统在投影面积上减少，以提高原材料的利用率。2.2.1主流道的设计 在设计模具时候一般都会使用模具的设计中心来设置成实际加工时候的浇口，这它可以完成分流的任务，同时进行分流成型机注塑溶体，这样的主流道设在一个模具制造中起到的作用尤其重大。通常我们会把主要的流道设计成圆角，取的锥角，通过这样的方式可以保证了流道的设计完整度。内壁表面粗糙度取，这里取的锥角。其半径取值，小端直径。如图2-2所示其中主要介绍了注射机喷嘴与流道的形状关系图2-2 主流道形状及其与注射机喷嘴的配合 2.2.2分流道的设计流道是可以保存在一个单一的模具，但在一个多腔模具是必不可少的，它是熔体通道和每个通道的主通道，在分流的设计应尽量减少在流道中的压力损失，并尽量避免熔体热损失，使塑料熔体均匀的分流到每个型腔中6。 选择分流道直径大小时可参照经验值进行取值，表2-3是常用塑料分流道直径的常用取值范围。表2-3 常用塑料分流道直径塑料品种分流道直径/mm塑料品种分流道直径/mmABS聚丙烯聚甲醛聚乙烯丙烯酸酯聚苯醚耐冲击丙烯酸酯聚苯乙烯尼龙-6聚氯乙烯聚碳酸酯根据经验公式： ； ； ； 材料ABS的流动性比较好，查阅相关资料可在的范围内取分流道直径，为使分流道尽量短，取，塑件质量,代入上式得,分流道并不是很长，因此根据经验值确定，在分流道末端不需要设置冷料穴。 分流道的布局选型:其中可以分为两种方式有平衡式与不平衡7，根据一模二件以及相机上下盖的结构与工艺要求，相机上下盖注塑模具设计选用平衡式。2.2.3浇口设计 浇口设计的主要方式一般都是流经通过流道与腔之间的短通道，完后在一些关健部位，同时在进出料的时间上，流量上还有这需要设置一个防倒流等很多方面都起到了重要的作用。它的位置及其尺寸应该避免熔体破裂进而产生喷射和蠕动、并有利于流动、排气和补料和浇口位置及数量应利于塑件的表面成型8。根据相机上下盖的结构和型腔的分布情况，采用侧浇口，侧浇口根据需要合理布置浇口位置和调整尺寸大小。相机上下盖注塑模具设计的浇口结构如图2-4所示。图2-4 侧浇口的结构形式2.3型腔、型芯的尺寸计算查阅资料的材料的收缩率为，其平均收缩率为 。2.3.1型腔的关键尺寸计算 我们使用最为规范的模具规格来计算的，相机上下盖注塑模具计算全部取值为9。型腔径向尺寸计算可以看下如表2-5； 表2-5型腔径向尺寸计算公式名称符号单位模具型腔的径向公称尺寸mm塑件外形的径向公称尺寸mm塑件内表面径向尺寸公差mm原材料的平均收缩率% (1) (2） (3） 表2-6 型腔深度方向尺寸计算公式名称符号单位凸模径向公称尺寸mm塑件内表面径向公称尺寸mm塑件内表面径向尺寸公差mm原材料的平均收缩率% （1） （2） 2.3.2型芯的尺寸计算表2-7 型芯径向尺寸计算公式名称符号单位凸模径向公称尺寸mm塑件内表面径向公称尺寸mm塑件内表面径向尺寸公差mm原材料的平均收缩率%模具制造公差mm 2.4合模导向机构的设计 在注塑成型过程中，为了保证模具与模具其它部位的精确对准，需要模具导向机构来保证塑件的形状和精度。其中最重要的部分是导柱和导套两部分。其中导向机构中有几点的作用：适应凸模的运行并与加压方向平行、减小部分侧向压力、使注塑机合模时正确复位，这里就不在详述导柱、导套的结构形式，在装配图中进行体现。2.5脱模机构的设计 在注塑模具中，脱膜机构的设计中我们都会用浇注系统从模具上进行设计其中会从安全方面进行考虑与分析，又称为脱模机构或推出机构。在设计过程中弹射机构的都会按照动力分配分析，这样都可以进行多种分类，可以分为以下几种，液压式启动发射，手动发射形式，机构发射机构2.5.1推出机构的设计在产品进行推出时，我们可以进行一个受力，以确保塑性变形不影响外观或因顶部输出，在塑料挤出方面设计上要有一定的方法，要选择一个适当发射位置，这样可以方便挤出，注塑机采用塑件的回程力。机构动作应准确、可靠、无干10。相机上下盖结构简单，使用推杆就可以完成推出过程。推杆内部组成简单可靠，推杆与推杆孔配合一般为，其长度一般比推出行程长，推杆结构如图2-8所示。 图2-8 推杆结构图采用圆柱形推杆优点：由于圆柱形状的推杆和推杆孔最容易加工，而且很容易保证其配合精度，易于保证其互换性，并且易于更换，而且它还具有滑动阻力小，不易于卡滞等。推杆结构形式如图7-1（a）所示；推杆的固定形式如图7-1（b）。 （a） (b)1-螺钉2-推板3-推杆固定板4-推杆图7-1 推杆结构形式2.5.2推杆尺寸计算及校核a.推杆直径计算推杆直径计算公式为： （7-1）式中 圆形推杆直径（mm）； 推杆长度系数，0.7； 推杆长度（mm）； 推杆数量； 钢材抗拉弹性模量（MPa）； 脱模力（N）。计算如下：取标准值推杆直径。b. 推杆应力校核推杆应力校核公式为： （7-2）式中 推杆应力（）；脱模力（N）；推杆数量；圆形推杆直径（）； 推杆钢材的屈服极限强度（）。一般中碳钢；合金中碳钢计算如下：2.6排气槽、冷却系统的设计 我们在一个成型设计中，可以把模具的一个不良现象，其中我们就把气体受收到阻止我们正常的压缩中的气体中会有很多塑料材质烧毁。因此务必要排尽型腔和流道里的气体。在设计排气槽时候我们要考虑到产品的零件图上的一些特殊结构，就拿本设计的相机上下盖都是为小型模具，这样的设计是本身就就有排气的作用，所以说不必单独设计排气槽。 冷却水的设计过程中要遵守模具设计 原理，其中设计要为围绕着模具形成要安排成统一，我们有很多的小腔模具在设计这个冷却系统时候会按照设计的原则规定来进行，使冷却水尽可能靠近腔面 都可以通过模板进行一系列的加工，同时也可以使用镶嵌结构进行设计，这样由于模具的尺寸不一，完后腔与蕊都需要有不大的尺寸进行，这样的设计都可以布置到模板上。其中我们可以把芯的各的每一个回路中，我们可以把一些冷却的方式与快速完后我们可以塑料冷却进行均匀，完后还可以保持尺寸变形量一定。冷却水路排布如图所示：模具冷却水路图2.6.1冷却水道的计算冷却计算方式：使用单位一定的时间内的模具应除的总热量Q可以用参考文献中公式计算，通过以下公式： Q=W1 a 式中 W1单位时间内进入模具的塑料的重量g a克塑料的热容量(J/g) 经计算：Q=34.611161303092.3J我们把之前的热量，其中我们把冷却水量计算： 式中 W通过模具冷却水的重量(g/h) T3出水温度 T4入水温度 K热传导系数；经计算 W378997 g/h使用出冷却水道的直径数值： 式中 冷却液容重kg/cm3 =0001 kg/cm， L 冷却水道长度cm L=12.7cm d冷却水道直径cm 经计算d7.895 cm，取8mm2.7注塑机参数的校核 校核注塑机主要有注塑机提供的压力是否满足材料成型所需压力、锁模力的校核、安装尺寸部分的校核等。2.7.1注塑机主要参数校核 1.相机上下盖材料选用，成型时注射压力为。由表1-2可知注塑机压力为，我们可以把注塑机的压力与零件的所需压力共同要求。 2.锁模力校核 查阅塑料模具设计指导（国防工业出版社，2010.4）表2-2取型腔压力。 锁模力必须满足以下关系： 在成型压力与塑料与浇注系统中可以看到分型面的的投影面积一定要小于注射机的一定数值。即： 式中： 塑料熔体对型腔的成型压力； 注射机额定锁模力 ； 塑件(浇注系统)在分型面的投影面积； 型腔数； 2.7.2注塑机安装部分尺寸校核 1.模具闭合时，模具的尺寸同注塑机尺寸基本吻合、拉杆间距满足： 模具长宽拉杆面积，由模具装配图得其尺寸为拉杆尺寸370mm370mm，因此符合要求。 2.模具闭合高度校核模具闭合高度必须满足：式中 ： 注射机允许的最大模厚 注射机允许的最小模厚所选模具厚度为271.00,200H400,符合闭合要求。 3.开模行程校核注塑机型号为XS-ZY250/160，根据资料可用公式：式中： -塑件脱模距离； -其中浇注型的塑料内强度很好；其中： ，从公式得出其中的开模需要的距离模板行程所以说符合要求。2.8模具的结构及工作过程 相机上下盖的模具工作过程如图2-9所示。主要包括定模座板，推件板，支撑板，推杆固定板，型芯，型腔，动模座板等。模具工作过程 1.注射过程：注塑机的螺杆的推进可以在合模的状态下进行，由料筒开始向型腔中注射熔融的熔体。等到熔体充满型腔后，此时停止进料。开始保压和冷却处理,待塑件冷却到固化定型后即可开模。 2.开模过程：图4-1为合模状态，开模时在注塑机的作用下，定模板2与动模座板10整体向下运动，塑件跟着型芯向下运动。当动模座板1向下运动一定距离后，注塑机会给推板9一个向上的力，迫使推杆6受力推塑件，待塑件被缓慢推出，即完成脱模。 3.合模过程：当塑件被完全推出后，取出塑件与凝料，提前把金属嵌件放入指定位置后再进行合模操作。合模过程中斜导柱14运动，侧抽芯机构作为金属嵌件的定位机构完成金属嵌件的定位后，开始注塑即开始下一个生产周期。参考文献1曹宏深 赵仲治主编 塑料成型工艺及模具设计 北京机械工业出版社 19932黄虹主编 塑料成型加工与模具 化学工业出版社2003年3月第一版3黄锐主编 塑料工程手册 下册 第四章节 机械工业出版社4宋卓颐 史勤芳 房双宽 赵永仙编着 塑料原料与助剂 科学技术文献出版社2003年9月第1版5黄锐主编 塑料成型工艺学 第二版 中国轻工业出版社 1997年5月第2版6塑料模设计手册（软件版） 机械工业出版社7王文广 田宝善 田雁晨 主编 塑料注射模具设计技巧与实例 化学工业出版社2004年1月第1版8田春年主编 塑料注射成型模具结构设计图册 北京 轻工业出版社 19988. Donggang Yao, Scaling Issues in Miniaturizaton of Injection Molded Parts Journal of Manufacturing Sc
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