電器后蓋塑料模具設計

電器后蓋塑料模具設計,電器,塑料,模具設計 寧XX學院畢業(yè)設計(論文)電器后蓋注射注塑模具設計所在學院專 業(yè)班 級姓 名學 號指導老師 年 月 日摘 要隨著高性能工程塑料的不斷發(fā)展，各種塑料制品行業(yè)，該行業(yè)需要繼續(xù)增長，注射成型工藝越來越多地用于成形制造的產品的各種性能要求。注塑模具設計的質量，對注塑機的生產效率直接影響成型，產品的質量和成本。模具可以是一個很好的注射成型上百萬次，因為其較長的壽命，在另一方面，降低了塑件的成型和模具成本，作為一個結果，一個好的更換，維修少，從而提高生產效率。為了滿足日益增長的工業(yè)需求和生活質量的需要，應繼續(xù)研究和開發(fā)，已被設計來提高注塑模具的性能，滿足各行各業(yè)的需求。在本設計中，通過對對電器后蓋，CAD模具設計和開發(fā)利用包括凸，凹模的設計，頂出機構的設計，注射機的選擇和校核，澆注系統(tǒng)的設計，冷卻系統(tǒng)的設計，模具及其他工作選擇。在本設計中，重點設計了以成形件的凸，凹模的設計，澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)是模具設計的靈魂和冷卻設計，澆注系統(tǒng)的設計直接影響著塑件的成型質量和生產效率 1 。因此，澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計工作的關鍵。同時，模具溫度對塑件的質量和生產效率有著直接的影響，對模具的凝固時間和收縮應力，模具溫度的控制直接影響，從而影響模具和塑料件質量的成型周期，和表面粗糙度。大小的凸，凹模尺寸，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設計重點和系統(tǒng)結構設計。通過這樣的設計，我們首先學習了解當前的形勢和發(fā)展情況，中國塑料模具結構和成型工藝的模具及注塑模具設計的基本原理。 關鍵詞：電器后蓋；注射模；設計；ABS27AbstractWith the development of high performance engineering plastics, plastic products industry, the industry needs to continue to grow, the injection molding process is more and more used in various performance requirements of the product manufacturing. The quality of injection mold design, the injection molding machine production efficiency directly affects molding, product quality and cost. Mold can be a very good injection molding millions of times, because of their longer life expectancy, on the other hand, reduces the cost of molding and mold plastic parts, as a result, a good replacement, repair, thereby improving the production efficiency. In order to meet the growing needs of the industry and the quality of life needs, should continue to research and development, has been designed to improve the performance of injection mold injection mold, to meet the needs of all walks of life.In this design, through the one or two point of cover on the air conditioning remote control, the design and development of CAD die comprises a convex, concave mold design, the ejection mechanism design, selection and optimization of the injection machine, the design of gating system, cooling system design, mold and other work options. In this design, designed to focus on parts of the convex, concave mold design, gating system, cooling system. The gating system is the mold design of the soul and cooling design, the design of gating system directly affects the moulding quality and production efficiency 1. Therefore, the design of gating system is the key of the injection mold design work. At the same time, mould temperature has a direct impact on the quality of plastic parts and production efficiency, solidification time and contraction on die stress, mold temperature control of a direct impact, thus affecting the molding cycle of molds and plastic parts quality, and surface roughness. The size of the convex, concave die size, design key points and system structure design of gating system and cooling system. Through this design, we first learn to understand the situation and the current development situation, basic principle of injection mold and die design China plastic mould structure and injection molding process. Key Words: remote base, injection mold, design, ABS目 錄摘 要IIAbstractIII目 錄IV第1章 緒論11.1蓬勃發(fā)展的模具工業(yè)11.2塑料模具工業(yè)的現狀和技術的主要發(fā)展方向1第2章 電器后蓋塑料模工藝設計32.1電器后蓋塑件的工藝分析32.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數32.1.2電器后蓋塑料的選材42.1.3 ABS材料成型特性42.2注射成型基本過程42.3電器后蓋的設計件6第3章 注射機的選擇和校核83.1注射機規(guī)格的選擇83.2注射機的校核83.2.1注射機注射容量的校核83.2.2注射機注射壓力的校核93.2.3注射機鎖模力的校核93.2.4注射機模具厚度校核注射機模具厚度校核103.2.5注射機最大開模行程校核103.3確定型腔數目和分模面的選擇103.3.1確定型腔數目103.3.2分模面的選擇11第4章澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設計124.1澆注系統(tǒng)設計124.1.1主流道的設計124.1.2分流道的設計124.1.3澆口設計134.1.4冷料穴和拉料桿設計144.1.5澆注系統(tǒng)的平衡144.2排氣系統(tǒng)的設計144.3冷卻系統(tǒng)設計154.3.1設計冷卻系統(tǒng)的必要性154.3.2冷卻系統(tǒng)尺寸計算16第5章 成型零件設計175.1 模具型腔的結構設計175.2 成型零件的尺寸確定18第5章 其他零部件結構設計205.1脫模機構設計205.1.1脫模機構的分類205.1.2脫模機構設計原則205.2導向機構設計215.2.1導向機構設計原則215.2.2導柱的外形尺寸計算215.2.3導向孔的設計225.2.4導柱的數量和布置225.3定位圈225.3.1定位圈的定義225.3.2導柱的數量和布置225.4主流道襯套235.5其他結構零件設計23結 論25參考文獻26致 謝27 第1章 緒論第1章 緒論1.1蓬勃發(fā)展的模具工業(yè)從20世紀80年代早期的第二十世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床產業(yè)中分離出來，和一個獨立的工業(yè)部門的發(fā)展，其產值已超過機床工業(yè)的價值。然后，隨著模具技術的發(fā)展，模具行業(yè)也被廣泛用于航空航天，汽車，電子，儀器儀表，輕工，塑料制品，日用品等工業(yè)部門。在發(fā)達國家，人們認為，沒有死亡，沒有高質量的產品。模具享受“重點發(fā)展產業(yè)”；“一個企業(yè)的心“；”的美譽，富裕的社會的一種力量”。改革開放以來，在中國模具工業(yè)的發(fā)展也很迅速。近年來，15%的年增長率快速發(fā)展。模具企業(yè)如竹筍春雨，快速啟動后，發(fā)展。隨著模具工業(yè)規(guī)模的不斷擴大，中國的模具技術水平較高，可以做成很大，反映現代模具設計與制造水平的精密模具，模具的部分已達到國際先進水平。雖然中國模具工業(yè)有了長足的進步，對模具的部分已達到國際先進水平，但無論是數量和質量還不能滿足國內市場的需求，大型，精密，復雜模具仍需要每年進口1000000000美元。為了減少模具工業(yè)發(fā)達國家之間的差距，模具在中國正朝著大型，精密，復雜模具的開發(fā)；加強模具標準件的應用；推廣CADCAMCAE技術的發(fā)展。1.2塑料模具工業(yè)的現狀和技術的主要發(fā)展方向（1）現狀近年來，國外的塑料模具的發(fā)展速度也迅速增長，在許多國家（日本，德國，瑞士）塑料模具工業(yè)的發(fā)展是高于沖壓模具，塑料模具產值占1 / 2模具行業(yè)的整個經濟。大量的塑料模具生產國外主要采用一模多腔，多層膜和多腔，多站多型腔模具，多層膜已發(fā)展到6464腔，以及多層成型機模具的發(fā)展，塑料飲料瓶，杯數鞋模采用多站多腔模32腔，飲料瓶模具。一些日本和歐美國家的鋁模具生產，鋁的導熱系數比鋼，是鋼的三倍，注塑周期可縮短為25 30%，和模具，大大降低。塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，在我國起步比較晚，但是，發(fā)展非常迅速，特別是近幾年來，無論在質量上有了很大的發(fā)展，技術和制造能力，取得了巨大的成就。中國30年的發(fā)展歷程，過去90年在海外的塑料模具的發(fā)展，現在有相當規(guī)模。1987我有塑料產量已達2970000噸，居世界第五位。現在，中國的塑料工業(yè)已形成完整的具有相當規(guī)模，設計系統(tǒng)，塑料模具的設計和應用技術的發(fā)展，CAD技術，CAABS技術具有相應的。塑料生產，加工，塑料機械及設備。模具工業(yè)以及科研等，都已發(fā)展都了一定規(guī)模。（2）發(fā)展趨勢隨著人類社會的不斷進步不斷發(fā)展和高新技術，人們對產品的要求越來越高，這促使我們必須大力發(fā)展模具設計技術。塑料模具的設計技術的世界也給予了高度重視，投入了大量的研究和開發(fā)。在塑料模具的未來主要進行了以下幾個方面的國際發(fā)展趨勢：在模具設計制造中全面推廣CAD/CAM/CAE技術CAD/CAM/CAE技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑，實踐證明，CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。注射模CAD的實用化塑料模MoldFlow或CFlow軟件和塑料模MoldCool或CCool軟件已經商品化，注射模CAD正向實用化方向邁進。我國政府對注射模CAD實用化進程也十分重視。專門組織了“八五”國家重點技術攻關項目“注射模CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)研究”。目前，美國PSP公司的IMES專家系統(tǒng)，能幫助模具設計人員用專家的知識解決注射模的問題。塑料模專用材料研究和開發(fā)目前，塑料模鋼擁有的類型有：基本型、預硬化型、時效硬化型、熱處理硬化型、馬氏體時效鋼和粉末冶金模具鋼等鋼種。在“八五”期間，國家也組織了諸多鋼鐵廠單位大力研究和開發(fā)塑料模專用系列鋼，這將進一步擴大和完善塑料模鋼材。塑料模加工程控化機械技術與電子技術的密切結合，日益更多地采用數控數顯、計算機程序控制的加工方法，實現高層次、多工位加工，使塑料模在質量上、效率上產生一個新的飛躍。模具研磨拋光自動化、智能化模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響,我國目前仍以手工研磨拋光為主,不僅效率低（約占整個模具周期的1/3),且工人勞動強度大,質量不穩(wěn)定,制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展。因此,研究拋光自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數控研磨機,可實現三維曲面模具的自動化研磨拋光。第2章 電器后蓋塑料模工藝設計2.1電器后蓋塑件的工藝分析2.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數塑料是在室溫下為高分子聚合物的高彈態(tài)。這是樹脂（聚合物）為主要成分，改善其加工性能的添加劑的使用性能，在一定的溫度，壓力，溶劑的影響，模具可成型為一定形狀和塑料零件的尺寸，并能保持一類的材料，在正常的溫度和壓力，在形式的多樣性，并具有不同的性能不同的塑料。塑料一般具有重量輕，低密度的優(yōu)點，比強度高，電，熱，聲和優(yōu)良的絕緣性能，耐腐蝕性能和光學性能強，耐磨性強，優(yōu)秀的。塑料成型過程中在許多方面的性能特點，一些操作相關，一些特性直接影響成型方法及工藝參數的選擇。熱塑性塑料，成型工藝參數包括收縮期，流動性，相容性，吸濕性和熱靈敏度和熱力學性質，結晶度和取向2.1.2電器后蓋塑料的選材塑料材料是根據材料的選擇和使用，為空調遙控器后，他不需要一個很大的負載，其工作溫度不高，因此要求的耐熱性不高。根據需要和條件看，一般塑料結構材料能滿足他們的要求，因此在材料的空調遙控器蓋材料的選擇。為塑料材料的一般結構，主要是在高，低密度聚乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，ABS，聚甲基丙烯酸甲酯，高抗沖聚苯乙烯樹脂，玻璃鋼和丙烯晴共聚物等。但塑件注射模設計的基礎上，根據在優(yōu)良的初步選擇注塑成型材料，低密度聚乙烯，聚丙烯，ABS，聚碳酸酯和其他四種材料作為原材料制造電器后蓋。2.1.3 ABS材料成型特性無定形塑料,流動性中等,吸濕性小, 一般不需要很大程度上干燥，也能獲得較好的表面質量塑料零件。高料溫,高模溫,材料分解溫度為270度，對精度要求較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤度高，耐熱塑件,模溫宜取60-80度。如出現水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變澆口位置等方法。2.2注射成型基本過程圖2.1. 注射成型基本過程生產前的準備工作一般是為了使注射成型生產順利進行和保證制件質量，在生產前進行的包括原料的預處理、清洗機筒、預熱嵌件和選擇脫模劑等準備工作。1、原料的預處理原料的預處理包括三個方面：一是質量檢驗，造型材料的分析。這一部分包括材料，水含量測試的顏色，紋理，無雜質，并測試其熱穩(wěn)定性，流動性，收縮率。粉狀物料，在注塑前還將制成小丸的要求。兩個，著色。根據塑件成型的產品需求，成型材料中添加一個顏色或顏色的材料，以達到所需的顏色。粉狀或粒狀熱塑性塑料的著色，用直接法和間接法兩種方法實現。前者稱為著色的方法，它是天然的彩色塑料著色劑和精細的簡單混合粉末可直接用于成型，或其他用于塑化成型。該方法比較簡單，容易操作。間接染色方法相比是更困難的，它需要使用被稱為“塑料粒子、彩色塑料顆粒高的顏料濃度色母比例稱重放入攪拌機，攪拌，然后發(fā)送到成型設備的使用。其步驟簡單，容易染色的分散均勻，色澤明亮的部分和沒有顏料粉塵污染，并能實現自動著色工藝。但因為它是簡單和自然的彩色塑料顆?；旌?，沒有混合功能或只成型設備的混合功能很差，所以當成型顏色均勻性高的產品不需要使用顏色形成材料。三，預熱和干燥。對材料的吸濕性和粘性的水性強，預熱干燥適當根據水的要求允許的注射成型工藝，以在材料和揮發(fā)水分太多出去，成型后的產品以防止氣泡和裂紋缺陷，而且可以避免注水時間的降解。但是，吸濕性和粘性的水是不強的材料，如果包裝是更好的可以不預熱干燥。2、清洗料筒如果你需要在塑料制品的生產，改變顏色或更換，更換材料在熱分解或降解反應時間形成的過程中發(fā)現，對注塑機清洗桶的需要。通常，筒柱塞式機庫存量大，必須拆卸清洗機筒，螺桿機筒，可用于清潔空氣噴射的方法。3、預熱嵌件本程序主要用于塑料插入，因為金屬和塑料收縮率不同，導致插入周圍的塑料易收縮應力和裂縫，為了防止這種現象的發(fā)生，在成型前可插入的預熱溫度，減少它融化的塑料在成型，避免或全塑性收縮應力和裂紋插入的抑制作用。4、選擇脫模劑常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟（白油）和硅油等。其中除了硬脂酸鋅不能用于聚先胺外，這三種脫模劑對于一般塑料均可使用，尤其是硅油的脫模效果是最好的，只要對模具施用一次，即可以長效脫模，但是價格昂貴。硬脂酸鋅通常多用于高溫模具而液體石蠟多用于中低溫模具。另外，對于含有橡膠的軟制品或透明制品不宜采用脫模劑，否則將影響制品的透明度。加料：計量將粒料和粉料加入料斗，通過料斗進入注射機料筒，物料一般是在注射機的料筒中塑化。通過對塑化計量的計算設定好后，物料在設定的計量中塑化完全，即粒料和粉料變成塑料熔體后，注射模閉合，注射機注射充模。注射充模：注射充模一般劃分為流動充模、保壓補縮和倒流三個階段。注流指的過程中熔體注射將好的塑料進入模腔。在注射壓力注射過程中隨時間而變化，流動期，噴射壓力、噴嘴壓力迅速上升，而腔（柵極端子）壓力接近于零，所以注射壓力主要是用來克服阻力，熔體在模腔中的思想。在填充過程中，熔體流入模腔，模腔壓力的急劇增加，注射壓力和噴嘴的壓力將增加到最大，然后停止變化，注射壓力對熔體起兩個作用，一是克服在模具型腔的液流，二是壓實熔融程度。包裝料，夾持進給階段從熔體充滿型腔在機筒螺桿回現在開始。壓力定義為熔體的注射壓力，模腔的壓實過程，喂養(yǎng)是注塑機的包裝工藝，模具型腔逐漸開始空冷熔體由于成型收縮，美聯(lián)儲的行動。反在機筒柱塞或螺桿后退（即解除保羅的壓力），熔體在澆口和流道流動方向相反的方向。冷卻：冷卻凍結時間開始從大門，放行產品到目前為止，這是注射成型過程的最后階段。在這個階段，有問題的注模腔壓力，冷卻部分的密度，熔體在模和脫模條件。的后處理部分：從模具零件，在塑性成形過程中熔體的流動行為的溫度和壓力是非常復雜的，再加上不均勻的熔體流動前沿和冷卻速率不同填充塊后，往往會出現一些結晶，部分不均勻取向和收縮，產生相應的結晶，取向和收縮應力，脫模后的變形的影響，還可使機械零件可轉換的光學性能，和表面質量，甚至開裂，需要解決一系列我們必須作出相應的處理問題。當這個過程完成后我們將推出的產品，卸料，清洗模具，可總回筒重新塑化注射成型周期，開始循環(huán)。2.3電器后蓋的設計件 該塑件經測量所得，其基本幾何值為：密度：p=0.9g/cm3；體積：V=21cm3；質量：M=18.9g；長度：L=150mm；塑件平均寬度：B=60mm；投水平投影面積：S=73.4cm2；制件表面積：S=194.3cm2第3章 注射機的選擇和校核第3章 注射機的選擇和校核3.1注射機規(guī)格的選擇 注射機為塑料注射成型所用的主要設備，按其外形可以分為立式、臥式、直角式三種注射機。按塑料在料筒中的塑化方式分可以分為，柱塞式和螺桿式兩種注射機。在此我們通過假設的模腔數目初步確定注射機的規(guī)格。初步設計模腔個數為兩個，ABS材料的密度p為p=0.9g/cm3（0.90.91）。通過測量所得出塑件的體積（V）和質量（M）以及水平投影面積（S）分別為V=21cm3、M=18.9g、S=73.4cm2。一模設計兩個模腔，那么每次注射機的注射量必須大于：2M= 221cm3=42cm3。根據注射機的最大注射量初步選擇型號為XSZ60的注射機，其工藝參數如下：螺桿直徑/mm：38 注射容量cm3：60注射壓力/105Pa：122 鎖模力/10KN：500最大成型面積/cm2：130 模板最大行程/mm：180定位孔直徑/mm： 55mm模具厚度/mm：（最大）：200（最?。?0噴嘴：（球半徑/mm）：12（孔直徑/mm）：43.2注射機的校核3.2.1注射機注射容量的校核模具設計時，必須是得在一個注射成型周期內所需注射的塑件料溶體的容量或質量在注射機額定注射量的80%以內，且在一個注射成型周期內，需注射入模具內的塑料溶體的容量和質量，應為制件和澆注系統(tǒng)兩部分容量和質量之和，即V=nVn+Vj或M=nMn+Mj式中：V（M）一個成型周期內所需要注射的塑料容積和質量，cm3或g；n 型腔數目；Vn（Mn）單個塑件的容量或質量，cm3或g；Vj（Mj）澆注系統(tǒng)凝料的容量和質量，cm3或g；故應使0.8Vn+Vj0.8Vg或M=0.8Mn+Mj0.8Mg式中：Vg（Mg）注射機額定注射量，cm3或g；將數據代入以上不等式（取其中之一的質量不等式來對注射量進行校核）得：M=nMn+Mj=218.9+5.5=43.3g0.8Mg=0.860=48g滿足要求上式中的：Mj=M主流道+M橫澆道+M分流道+M澆口+M拉料鉤5.5g由于為制件所選的材料為ABS，該材料非熱敏性材料，所以只需對其進行最大注射量即可，不必對其進行最小注射量的校核。3.2.2注射機注射壓力的校核注射壓力的校核是校驗注射機的最大注射壓力能否滿足制品的成型要求。只有在注射機額定的注射壓力內才能調整出某一制件所需要的注射壓力，因此注射機的最大注射壓力要大于該制件所要求的注射壓力。制件成型時所需要的注射壓力，與塑料品種、注射機類型、噴嘴形狀、制件形狀的復雜程度和澆注系統(tǒng)等因素有關系?？梢愿鶕芰系某尚凸に噮禂祿泶_定制品成型時所需要的注射壓力。根據塑料成型工藝參數表查得ABS材料的成型注射壓力在（70120Mpa）之間，而我們所選擇的注射機的額定注射壓力為119Mpa，在其設定的注射壓力之間，滿足工藝要求。3.2.3注射機鎖模力的校核當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會產生一個沿注射機軸向的很大的推力，該推力的大小必須小于注射機的鎖模力，否則在注射成型時會因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現象。型腔內塑料熔體的壓力（MPa）值可根據以下經驗公式算得：P=KPo式中：P 型腔內塑料熔體的壓力 （MPa）Po 注射壓力（MPa）K 壓力損耗系數 0.20.4將數據代入上式得：P=KPo=(0.20.4)119MPa=23.8MPa47.6MPa在該次設計中，并基于ABS這種塑料上我們取型腔中熔體的平均壓力為：P=30MPa再由公式T=PS計算推力大小。式中：T 塑料熔體在注射機軸向上的推力（MPa）P 型腔內塑料熔體的壓力，在此我們取P=30MPaS 制件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）將數據代入該公式得：T=PS=30MPa73.4cm2220.2KN500KN滿足要求經校核合格。3.2.4注射機模具厚度校核注射機模具厚度校核注射機規(guī)定的模具的最大與最小厚度是指模板閉合后達到規(guī)定鎖模力時動模板到定模板的最大與最小距離。所以，所設計的模具的厚度必須要在注射機規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內，否則將不可能獲得規(guī)定的鎖模力，當模具厚度小時，可以加墊板。根據要求模具的厚度必須滿足HminHHmax式中：H 模具厚度 mmHmin 注射機允許的最小模具厚度 mmHmax 注射機允許的最大模具厚度 mm根據我們已選擇的注射機得到Hmin=70mm；Hmax=200mm。根據已選擇的中小型標準模架中的模板規(guī)格BoL為300300的模架，根據模架的布置方式，則模具閉合高度H為：H=32+A+B+C+h4+2h1。將數據代入式中得：H=180mm將上述的數據代入HminHHmax得：70180200滿足不等式HminHHmax，符合要求。3.2.5注射機最大開模行程校核 模具開模后為了便于取出書簡，要求有足夠的開模距離，而注射機的開模行程是有限的，所以我們在設計是必須進行注射模開模行程的校核，在我們所選擇的這個規(guī)格的注射機中開模最大行程為180mm。注射機的開模行程應大于模具開模時取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需要的開模距離，即是必須滿足下式：SkH1+H2+(5 10)式中：Sk 注射機行程 Sk=300mmH1 脫模距離（頂出距離）H1=5mmH2 塑件高度+澆注系統(tǒng) H2=10+50=60mm所以H1+H2+(5 10)=5+50+10=65Sk=300mm能滿足要求。通過上述校核得出該規(guī)格的注射機滿足要求，因此，確定選擇型號為：XSZ60的注射機。3.3確定型腔數目和分模面的選擇3.3.1確定型腔數目根據上面計算結果，N能取到2個。所以取N = 2。符合設計要求，所以確定型腔數目為2個。）3.3.2分模面的選擇分模面為定模與動模的分界面。用于取出塑料件或澆注系統(tǒng)凝料的面。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成形的先決條件。選擇分型面時，應從以下幾個方面考慮：使塑件在開模后留在動模上；分型面的痕跡不影響塑件的外觀；澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；使塑件易于脫模。根據對塑件的形狀結構特殊，分型面的選擇，應符合上述原則。然后我考慮塑件的形狀，以及整體的設計，模具制造，加工要求，我選擇一個平面分型面。第4章澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設計4.1澆注系統(tǒng)設計4.1.1主流道的設計主流道的設計通常設計成圓錐形，塑件所選擇的塑料為ABS材料，該塑料的流動性較差，所以我們選擇的錐角度數 =36，以便于凝料從主澆道中拔出，內壁的粗糙度一般為Ra=0.63m為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道對接處緊密對接，主流道對接處應制成半球形凹坑。其半徑為：R2=R1+(12)mm式中：R1注射機噴嘴球半徑R1= 12mm將數據代入上式得澆口套半徑為：R2= R1+(12)mm=12+(12)=1314mm澆口套半徑為：R2=13mm小端直徑：d1=d2+(0.51)mm式中：d2注射機噴嘴直徑d=4mm所以小端直徑d1= d2+(0.51)mm=4+(0.51) = 4.55mm取小端直徑為：d1=5mm錐角取為3且主澆道的縱截面為梯形橫截面，所以大端直徑：d= d1+2(Ltan3)當L=60mm時大端直徑d為：d= d1+2(Ltan3)=5+2(47.50.052)9.94mm凹坑深：h=(35)mm為減小料流轉向過渡的阻力，主流道大端呈圓角過渡，其圓角半徑為：r=13mm4.1.2分流道的設計1、分流道截面形狀的選擇8分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、V 形等多種。其中圓形截面最理想，使用越來越多。本次設計采用圓形截面。分流道的尺寸由公式：d=Tmax1.5式中：Tmax塑件最大壁厚d=51.56.5mm2、分繞道的布置形式分澆道的布置形式，取決于型腔的布局，其遵循的原則應是排列緊湊，能縮小模板尺寸，減小流程，鎖模力力求平衡。 分繞道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種，本次設計采用平衡式布置。3、分流道的表面粗糙度7分流道的表面不要求太光潔，表面粗糙度通常取為Ra=1.252.5m，這可以增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層，有利于保溫。但為了保證脫模和分型，我們又必需保證表面的粗糙度不能過大以至于表面出現凹凸不平的現象，從而給脫模和分型都帶來難度。所以我們在此選擇分流道的表面粗糙度為Ra=1.5m。4.1.3澆口設計1、分流道與澆口的連接形式分流道與澆口的連接形式通常有斜面和圓弧連接等兩種連接方式，根據我們型腔的排樣方式和分流道的布置方式，分流道與澆口的連接地方選擇在寬度方向連接更佳。但在寬度上的連接時候，由于斜面會使分流到逐漸變窄，那么不同階段冷卻較快，產生不必要的壓力損失，而圓弧過渡的接口較斜面的寬，所以以上出現的缺陷能得到解決，所以分流道與澆口的連接選擇為在寬度上的圓弧過渡連接。2、澆口形狀的選擇及其尺寸確定澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，起著調節(jié)控制料流速、補料時間及防止倒流等作用。澆口的形狀、尺寸和進料位置等對塑件成型質量的影響很大，塑件上的一些缺陷，例如：縮孔、缺料、白斑、熔接痕、質脆、分解和翹曲等多數都是因為澆口設計的不合里而產生的。所以在設計澆口時我們一定要結合塑料性能、塑件形狀、截面尺寸、模具結構及注射工藝參數等因素周全考慮。在設計澆口時要求其熔料教快進入并充滿型腔，同時在充滿型腔后能適時冷卻封閉，因此澆口截面要小，長度要短，以便增大流速，快速冷卻封閉，其便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，從而保證塑件外觀形狀?；谶@些因素并根據型腔的排樣方式，選擇潛伏澆口。4.1.4冷料穴和拉料桿設計冷料穴常有帶Z 形頭拉料桿的冷料穴、帶球形頭的冷料穴、帶尖錐頭拉料桿及無拉料桿的冷料穴等三種冷料穴。其中帶Z 形頭拉料桿的冷料穴，其底部做成鉤形，塑件成型后，穴內冷料與拉料桿的鉤頭搭接在一起，拉料桿固定在推桿固定板上。開模時，拉料桿通過鉤頭拉住穴內冷料，使主流道的凝料脫出定模，將凝料與塑件一起推出動模。此種冷料穴的凝料脫模較易，且與推桿搭配使用脫?？旖?，能與塑件一起脫模，提高生產速度。而帶球形頭的冷料穴，專用于推板脫模機構中，在我們的設計中，選擇了推桿脫模機構，所以不宜選擇此種冷料穴。帶尖錐頭拉料桿及無拉料桿的冷料穴是帶球形頭的冷料穴的變異形式，這類拉料桿一般不配用冷料穴，是靠塑件的收縮時對尖錐頭的包緊力，將主流道的凝料拉出定模。此種形式的冷料穴的可靠性不如前兩種高，很容易出現凝料不能脫模的現象，并且要求塑件的收縮率高。條件苛刻效果不佳。綜上所述，本設計常選擇帶Z 形頭拉料桿的冷料穴。其中拉料桿的直徑和主流道的大端直徑相等，其長度由選擇的模架決定。4.1.5澆注系統(tǒng)的平衡該模具雖是設計的一模多腔型模具，但是模腔數量不多，并且根據模腔的排樣方式，模腔和主澆道的距離是一致的，并且他們的排樣方式是一個圓周形狀，所以主流道的熔體進入每個模腔的路徑長度都是一樣的，不會出現因為流道的長短或是因型腔離主流道的遠近不一樣，而帶來澆注系統(tǒng)中的各段流速不等，或是模腔的壓力不等，導致成型不一致的現象。所以按照該種型腔的排列方式，澆注系統(tǒng)能夠達到平衡，不再需要手動平衡澆注系統(tǒng)。4.2排氣系統(tǒng)的設計排氣系統(tǒng)是指在注塑模成型過程中將注塑過程中的氣體（氣體來源：原本型腔中的空氣、溶解于熔體的氣體、水蒸氣、塑料的分解產生的氣體等）排除的一種裝置。它一般回開設在溶體流到的末端。在本設計中由于塑件的體積較小，在成型過程中產生的氣體不會很大，因此，我們在此可以不必設計特殊的排氣系統(tǒng)，我們可以直接利用分型面和推桿配合間隙來排氣。在利用分型面排氣時，我們需要分型面具備一定粗糙度，因此，在研磨分型面時，砂輪路線必須指向外側，以此來保證熔體在填充過程中，氣體能沿分型面排除。另外，為了在分型面良好的排氣，可以在動模板與定模板結合的同時，在定模板上開一個寬2mm、高1mm的槽，從而加強了分型面的排氣功能。4.3冷卻系統(tǒng)設計4.3.1設計冷卻系統(tǒng)的必要性.1 設計冷卻系統(tǒng)的必要性在注射成型中，模具的溫度對塑件的質量和生產效率都有著直接影響。其對質量的影響主要表現在如下幾個方面：1、變形模具溫度穩(wěn)定，冷卻速度的平衡，可以減少塑件的變形。不均勻的壁厚和形狀復雜的零件，往往是由于收縮不均勻變形，部分必須調整產品設計一個合理的冷卻系統(tǒng)溫度，冷卻水溫度保持平衡，以便型腔內的熔體能同時凝固。2、尺寸精度溫度調節(jié)系統(tǒng)保持了模具的溫度，能減少制件成型收縮率的波動，從而提高了塑件尺寸精度的穩(wěn)定性。3、力學性能對于結晶塑料，結晶度越高，塑件的應力開裂傾向越大，降低模具溫度有利于減小應力開裂。4、表面質量過低的模溫會使制件輪廓清晰并產生明顯的熔接痕，導致制件表面的粗糙度提高。而提高模溫能改善制件表面質量，使其表面光滑，粗糙度降低。以上及格方面對模具溫度的要求有相互矛盾的地方，所以在選擇模具穩(wěn)定時，必須根據使用情況著重滿足制件的主要性能要求。溫度調節(jié)對生產效率的影響：在注射模中熔體的溫度一般要從200左右冷卻到60，而在這期間所釋放的熱量中只有5%是以輻射、對流的方式散發(fā)到大氣中去的，其余95%的熱量將有冷卻介質所帶走，因此，注射模的冷卻時間主要由冷卻介質的冷卻效果來決定，并且在整個注射循環(huán)的周期中，模具的冷卻時間占據了整個周期的2/3，所以，縮短模具的冷卻時間是提高注射模具生產效率最有效也是最關鍵的地方。模具溫度的控制系統(tǒng)包括兩個方面：冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，但因為我們所選擇的塑件的材料是ABS塑料，該種塑料對于模溫的要求較地（一般80），所以在設計中我們只需要設計一個冷卻系統(tǒng)即可。4.3.2冷卻系統(tǒng)尺寸計算塑件要達到一定的脫模溫度需要合足夠的時日。這一時間和橫具的溫度、塑件的尺寸(厚度)以及材料性質等有關。如果假設塑件中心部位的溫度達到熱變形溫度時即可脫模，那么冷卻時間就是使塑件溫度由注塑溫度降到中心溫度為熱變形溫度所需要的時間，那么我們可根據公式求得：t2=nm2式中：t2 固化時間(s)；m 塑件的厚度(cm)；n 塑料經驗參數 ABS取338t2=3380.52=84.5s該制件開模時是靠頂出裝置頂出，設開模時間為t3為t3=15s。根據查表得注射時間t1=2.9s。制品的周期：t=t1+t2+t3=2.9s+84.5s+15s=102.4s每次注射所需的塑料質量m為： m=mg+mj=18.92+9=46.8g式中： mg 塑件的質量（g）mj 凝料的質量（g）每小時注射次數為：360084.542(次)單位時間的注射量：W=46.8g4219.65kg用20的水作為冷卻介質，設定其出口溫度為24。那么模具冷卻時所需冷卻介質的體積流量（忽略模具因空氣對流、熱輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量）：第5章 成型零件設計5.1 模具型腔的結構設計型腔大體有以下幾種結構形式：整體式、整體組合式、局部組合式和完全組合式。型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進行處理等。型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多于型腔較深或形狀較為復雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。完全組合式是由多個螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點是，便于機加工，便于拋光研磨和局部熱處理。節(jié)約優(yōu)質鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。這里選擇整體式型腔。在塑料注射模具的注射過程中，型腔從合模到注射保證過程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應該有足夠的硬度和剛度，總的來說，型腔所承受的力大體有合模時的壓應力、注射過程中塑料流動的注射壓力、澆口封閉前一瞬間的壓力保證和開模時的壓應力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過程中總是在變化。在這些壓力作用下，當型腔的剛度不足時，往往會產生彈性變形，導致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質量和尺寸精度。所以在模具設計時要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強度和剛度，以保證型腔在注射過程中產生超過規(guī)定限度的彈性變形。因此型腔壁厚和底板的計算和選擇是十分重要的。（1）型腔側壁厚度的計算按強度計算其壁厚S按下列公式計算 式中 型腔材料的許用應力，=156.8MPa p型腔內單位平均壓力，P=38.4MPar型腔內半徑，r=10mm代入公式得：S=4mm（2）底板厚度的計算按強度計算其壁厚H按下面公式計算 式中 型腔材料的許用應力，=156.8MPa p型腔內單位平均壓力，P=38.4MPa代入公式得：H=5.5mm5.2 成型零件的尺寸確定（1）型腔尺寸計算型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應選擇塑件公差的1/2，取負偏差，再加上-1/4的磨損量，而型芯深度則再加上-1/6的磨損量，這樣的型芯的計算尺寸的表述如下。（a）型腔的徑向尺寸的計算式： 式中 D0型芯的最小基本尺寸； 塑件的最大基本尺寸；S塑件的平均收縮率，S=0.02；塑件的公差，取八級精度；模具制造公差，按1/4選??；根據公式計算得型腔的徑向尺寸： （b）型腔的深度根據尺寸的計算公式 式中 型腔深度的最小尺寸； 塑件的最大基本小尺寸；S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取八級精度；模具制造公差，按1/4選??；根據公式計算得型腔的深度尺寸： （2）型芯尺寸的計算型芯的各部尺寸除特殊情況外都是趨于縮小尺寸,因此應選擇塑件公差的1/2,取正偏差,再加上+1/4的磨損量,而型芯高度則加上+1/6的磨損量.型芯的計算尺寸表達如下。（a）型芯的徑向尺寸的計算式： 式中 型芯的最大基本尺寸； 塑件的最小基本尺寸；S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取八級精度；模具制造公差，按1/4選??；（b）型芯的高度尺寸的計算： 式中 型芯高度的最大尺寸； 塑件內形深度的最小尺寸；S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取八級精度；模具制造公差，按1/4選?。桓鶕接嬎愕眯托镜母叨瘸叽纾?具體見CAD圖紙第5章 其他零部件結構設計5.1脫模機構設計5.1.1脫模機構的分類注射成型后，使塑件從凸?；虬寄Ｉ厦摮龅臋C構稱為脫模機構。脫模機構由一系列推出零件和輔助零件組成，可具有不同的脫模動作。由于塑件的形狀與尺寸的變化，因此脫模機構的種類也是千變萬化的。按推出動作的動力源對機構可分為：手動脫模、機動脫模、氣動和液壓脫模等幾種脫模方式。按推出機構動作特點可分為：一次推出（簡單脫模機構）、二次推出、順序脫模、點澆口自動脫模和帶螺紋塑件脫模等幾類。5.1.2脫模機構設計原則脫模機構的種類繁多，設計也復雜，且要求在脫模時不對塑件造成損壞變質和影響其外觀形狀，所以在是設計時必須要求正確分析塑件對模具粘附力的大小和作用位置，一邊選擇更合適的脫模方式和恰當的脫模位置，使塑件平穩(wěn)脫出。同時推出位置也應盡量選擇在塑件的內表面比較隱蔽的地方，使塑件外表面不留下推出痕跡。為使推出機構簡單、可靠、開模時應使塑件留于動模，以利用注射機移動部分的頂桿或液壓桿夫人活塞推出塑件。推出機構結構運動要準確、靈活、可靠、無卡死與干涉現象。機構本身應有足夠的剛度、強度和耐磨性。5.2導向機構設計5.2.1導向機構設計原則導向機構主要用于保證動模和定模兩大部分或模內其他零部件之間的準確對合，起定位和定向作用。其結構類型（如圖5.1所示）。其中的A型導柱主要適用于簡單模具和小批量生產，一般不要求配置導套使用。B型導柱適用于塑件精度要求高及生產批量大的模具，通常與導套配套使用，以便在磨損后，通過更換導套繼續(xù)保持導向精度。裝在模具另一邊的安裝孔可以和導柱安裝孔以同一尺寸加工而成，從而保證了同軸度。為了確保導柱能起到很好的導向、定位并且保護型芯的作用，我們一般將導柱的長度設計得要比型芯的長度長出（510mm）左右，以免在導柱未導正時凸模先進入凹模型腔與其碰撞而損壞。導柱的直徑視模具大小而定。但必須滿足足夠的抗彎強度，并且表面要耐磨，芯部要堅韌，因此導柱的材料多半回采用低碳鋼（20）滲碳淬火，或是碳素工具鋼（T8，T10）淬火處理，硬度一般要求在5055HRC。導柱端部設計成錐形或半球形，以便導柱能順利的進入導向孔。導柱與導向孔通常采用間隙配合H7 / f 6或H8/ f 8，而與安裝孔之間采用H7 /m6或H7 / k6，配合部分表面粗糙度為R a =0.8m。同時必須要采用適當的方法防止導柱從安裝孔中脫出。導柱直徑尺寸按模具模板外形尺寸確定，模板尺寸也，導柱間中心距應越大，導柱直徑就越大。5.2.2導柱的外形尺寸計算本設計中導柱的材料選擇為碳素工具鋼 T8，淬火處理，硬度為55HRC，導柱的長度要高出凸模（510mm）在本設計中取6.5mm，其端部設計成半球形。由于我們所設計的塑件精度要求不高，為簡化設計和降低成本，我們選擇A型導柱。模板外形尺寸選擇為250250，導柱直徑一般選擇為1535mm，在設計中我們將導柱直徑選為20mm。導柱的長度L 為：L=L1+L2+8式中：L 導柱的總長度mmL1 動模板的厚度mmL2 型芯的高度mm5.2.3導向孔的設計我們選擇了 A 型導柱，它沒有配套的導套，所以不需設計導套機構，而只需要在模板上加工設計一個導孔即可。導向孔設計要點：導向孔在設計時必須要設計成為一個通孔，如是盲孔必須在導向孔的底部開設通氣孔，否則當導柱進入了盲孔后，導向孔中的空氣將會無法排除，而無法排除的空氣將會產生反壓力，給導柱運動造成阻力。為了能讓導柱順利進入導套中，在導套的前端應設計成為倒圓角。導套的材料采用淬火鋼或銅等耐磨材料，其硬度必須比導柱低，以改善摩擦和防止導套或導柱拉毛。導套孔的滑動部分按H8/ f 8間隙配合，導套外徑按H7 /m6過渡配合。導套安裝固定方式可用臺階式導柱，利用軸肩防止開模時拔出導套，也可采用直導套，用螺釘起止動作用。在本設計中選擇了后種導套的安裝方式。5.2.4導柱的數量和布置注射模的導柱一般取4根，其數量和布置形式根據模具的機構形式和尺寸來確定。5.3定位圈5.3.1定位圈的定義定位圈是主要用于與注塑機定位孔配合的，為了便于模具在注塑機的安裝以及主流道襯套與注塑機的噴嘴孔精確定位，而在模具（一般是在定模）上安裝的一種定位裝置。它除了能保證澆口套和噴嘴孔的精確定位外，還具有防止?jié)部谔讖哪让摮龅墓δ堋?.3.2導柱的數量和布置定位圈與注塑機上的定位孔上的配合長度的選擇。對于小型模具一般選擇810mm；對于大型模具取1015mm。定位圈的外徑D 比注塑機上的孔位徑小0.20.3mm，以便于裝模。根據定位圈的選擇要求和所設計的模具大小我們選擇的定位圈規(guī)格如下：定位圈與注塑機上的定位孔配合長度選為L=10mm；直徑：D=DO 0.2（DO：注塑機定位孔的直徑為100mm）D=DO0.2=1000.2=99.8mm在本設計中，一方面由于模具是小型模具，且精度要求并不高；另一方面，從設計的工作量，以及模具中澆注系統(tǒng)的主流道較短等幾方面綜合考慮看來，定位圈與定模的安裝搭配方式，我們可以選擇最常用型的安裝方式，其剖面圖（如圖5.2所示）5.4主流道襯套主流道襯套選擇：根據實用注射模設計手冊查的，主流道襯套尺寸是根據使用情況所決定的。而主流道襯套的常用材料為T8A，HRC55, 其剖面圖（如圖5.3所示）5.5其他結構零件設計 支承塊支承塊又稱支架，可以和動模固定板設計為一體，也可以單獨設計為一個零件。單獨設計為一個零件時又稱墊塊。外形為圓形的模具單獨設計為一個零件比較經濟，而方形模具則是常常設計為與動模固定板為一體的結構。在本設計中，模具外形為方形模具，我們可以選擇后者設計方法，將支承塊設計為與動模固定板為一體。 動模墊板動模墊板是墊在動模型腔下面（后面）或主型芯固定板下面的一塊平板，其作用是承受成型時塑料熔體對動模型腔和型芯的作用力，防止型腔底部或是主型芯脫出型芯固定板。動模墊板在設計時要注意其平衡度和必要的硬度和強度。通?？筛鶕涷烆惐鹊姆椒▉磉x擇，必要的時還要按動模部分受力狀況進行厚度計算。在本設計中，由于塑件的尺寸教小，其充模時對型腔和主型芯的壓力不是很大，所以對動模墊板的設計我們就可以根據經驗類比的方法來選擇。在此我們是通過動模、定模的外型尺寸和標準模架的選擇來確定動模墊板的尺寸和厚度。 模座模座是與注射機連接的模具底版，分為動模座和定模座。它在注射成型過程中，傳遞合模力并承受成型力，所以模座必須要具有足夠的強度和剛度。即是說模座必須要達到一定的厚度，一般小型模具不能低于13mm，大型模具可以達到75mm 以上，模座的形狀和尺寸應與注塑機上的動、定模固定板相匹配，模座上設計的安裝結構（螺栓孔、壓板臺階等）必須與注塑機上動、定模固定板上安裝落空的大小、位置相適應。 螺釘、銷釘螺釘、銷釘是模具中用于連接和定位的零件，通常根據具體強礦憑經驗來對其進行選擇，也可以根據所固定的板的厚度來選擇，其選擇方式如下表：表5.1螺釘尺寸選擇注：銷釘的選擇等同螺釘的選擇結 論經過我們兩個多月的學習研究，并在指導老師的悉心指導和嚴格要求下，順利完成了電器后蓋塑件的選擇、方案論證到具體設計和調試等整個過程中，無不凝聚著心血和汗水，在此向XX老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設計能夠順利的完成，同時也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現。另外，在這四年的本科學習和生活期間，各位老師的精心指導和無私的關懷，使我受益匪淺。也是有了他們的悉心幫助和永遠的支持，才使的我的畢業(yè)設計工作順利完成，在此向XXX大學，機械學院的全體老師以及我的畢業(yè)設計指導老師，表示由衷的謝意。參考文獻參考文獻1.馮愛新，戴亞春，袁定國，等著.塑料成型技術.北京：化學工業(yè)出版社,20042.高