插座面板注塑模設(shè)計

插座面板注塑模設(shè)計,插座,面板,注塑,設(shè)計 中文題目：插座面板注塑模設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）共 頁 圖紙共 張 完成日期 答辯日期 摘 要 本次設(shè)計師插座面板注塑模設(shè)計，塑件采用聚碳酸酯材料，該材料在耐熱性、阻燃性、抗沖擊性三大方面表現(xiàn)優(yōu)秀。本產(chǎn)品運(yùn)用了CAD、UG、Moldflow等軟件進(jìn)行分析來得出報告。本篇文章涉及到加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)、外觀要求、圓角等內(nèi)容。該設(shè)計使用moldflow軟件對插座面板進(jìn)行分析，得出以單分型面注塑模，型腔采用是一模二腔注射，該產(chǎn)品采用側(cè)澆口注射。頂出機(jī)構(gòu)以推桿來把塑件完成推出。 關(guān)鍵詞：單分型面；插座面板；聚碳酸酯 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 塑件工藝分析 2 1.1 塑料材料的選擇 2 1.2 塑件的尺寸 2 1.3 脫模斜度 3 1.4 外觀要求 3 1.5 塑件的加強(qiáng)筋 3 1.6 圓角 3 2 模具的結(jié)構(gòu)形式 4 2.1 分型面位置的確定 4 2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定 4 3 注塑機(jī)型號的確定 6 3.1注射機(jī)參數(shù)報告 6 3.2 Xs-Z-60技術(shù)參數(shù) 7 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計 8 4.1 澆口的位置選擇 8 4.2 流道設(shè)計 8 4.3 冷料穴的設(shè)計 9 4.4 澆口設(shè)計 9 4.5 澆口套設(shè)計 9 5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 5.1 型腔件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 5.2 型芯件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 5.3 成型零件鋼材選用 10 6 模架選取 11 7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 12 8 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計 13 總 結(jié) 14 致 謝 15 附 錄 16 參考文獻(xiàn) 18 蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 前 言 隨著社會的不斷發(fā)展，工業(yè)的不斷進(jìn)步，新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，對于模具要求也不斷的提高，于插座面板更新也是不斷加快。 本次設(shè)計為插座面板，插座面板作為日常家電用品，日常要求主要在外觀和材料。由于面板較薄，所以在內(nèi)表面增加了很多加強(qiáng)筋，也是為了增加材料壁厚，提高產(chǎn)品在生活中使用期限，防止在安裝時由于受力不平衡導(dǎo)致彎曲或斷裂。由于面板四周壁厚都比較薄，所以設(shè)計頂出機(jī)構(gòu)設(shè)在內(nèi)表面，且面板要求外觀光澤和明亮，其次頂出機(jī)構(gòu)靠近加強(qiáng)筋，來減小頂出機(jī)構(gòu)對產(chǎn)品相應(yīng)的應(yīng)力。防止塑件因為頂出力而發(fā)生變形。其次頂出機(jī)構(gòu)布置在塑件四周，讓塑件受力均勻，防止塑件受頂出力而變形。此次設(shè)計步驟為：塑件的分析、模具的結(jié)構(gòu)形式、注塑機(jī)型號的確定、澆注系統(tǒng)設(shè)計、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、模架選取、冷卻系統(tǒng)設(shè)計、頂出機(jī)構(gòu)等。本次設(shè)計涉及到AuToCad、Ug、Moldflow軟件，通過AuToCad確定插座面板的外形尺寸，用三維軟件Ug畫出產(chǎn)品，在通過Moldflow來分析插座面板的注塑參數(shù)，來選取注塑機(jī)的型號。 1 塑件工藝分析 1.1 塑料材料的選擇 1）基本特性 聚碳酸酯（pc）是一種透明而略帶黃色的塑料，具有抗拉沖擊強(qiáng)度和抗蠕變的能力。耐熱耐寒性能優(yōu)秀，能在高溫下長期工作，成型收速率僅為0.5% ～0.8%，所以塑件材料的尺寸穩(wěn)定性好。聚碳酸酯的耐磨性、抗老化性性能、電絕緣性能優(yōu)良，有一定的抗化學(xué)腐蝕能力。 2）主要用途 在機(jī)械上主要用在渦輪和蝸桿，也有一些用在水箱蓋板。在生活中主要用于風(fēng)扇、插座面板、接線插排等，在電氣方面主要用在電動機(jī)內(nèi)部零件，測量表盤上等。聚碳酸酯還設(shè)計一些光學(xué)零件，如日常用電燈，防護(hù)玻璃等。 3）成型特點(diǎn) Pc不易吸水。但是在高溫工作環(huán)境時水分對其有較大的影響，會產(chǎn)生銀絲現(xiàn)象，所以要保持工作環(huán)境的干燥，真空干燥法是一種非常好的辦法；熔融時由于溫度較高，溶體沾度上升，導(dǎo)致其無法順暢流通。所以要有足夠高的溫度和壓力來保證塑件成型，其次溶體粘度對溫度有很大影響，為了保證塑件的流動性能，通常采用增加溫度的方法。 1.2 塑件的尺寸 1) 塑件的尺寸指塑件流動性能受塑件總體尺寸而影響和模具在工作時注塑機(jī)的注塑量、模具的鎖模力、模具的模仁影響。 2) 塑件尺寸主要受模具自身精度和模具工作時發(fā)生損壞或在安裝模具時可能產(chǎn)生誤差。包括塑件在型腔冷卻時發(fā)生的收縮變化和塑件冷卻完畢后發(fā)生時效變化（后收縮。） 3) 該塑件外形尺寸90＊86＊10，壁厚為1mm，如圖1-1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖所示。 圖1-1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖 1.3 脫模斜度 為了方便脫模，所以在塑件內(nèi)外表面留有一定的斜度，防止脫模時磨傷塑件，避免模具型芯型腔過度磨損，稱為脫模斜度，脫模斜度選定為0.5。 1.4 外觀要求 技術(shù)要求：表面光潔沒有毛刺、沒有收縮的痕跡，交口不可以設(shè)在產(chǎn)品外表面。 1.5 塑件的加強(qiáng)筋 1）加強(qiáng)筋的主要作用是增加塑件的硬度和減小塑件受外力作用下而彎曲。 2）加強(qiáng)筋主要設(shè)計在內(nèi)表面，且靠近壁厚處，一般以圓弧過渡在側(cè)壁上面。防止安裝時產(chǎn)生應(yīng)力集中使塑件變形而彎曲。 3) 用于插座面板材料過薄，防止變形，所以在插座面板折彎地方布置了加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋的厚度為0.5mm，來增加塑件的強(qiáng)度。 1.6 圓角 在設(shè)計塑件時盡量避免塑件有尖角，由于塑件是日常經(jīng)常接觸，所有的尖角應(yīng)該設(shè)計成圓角，或者使用圓弧過渡，來保證塑件外觀圓滑光潤。 1）圓角的主要作用防止應(yīng)力集中破壞塑件，其次它能提高塑件的硬度。因為有一定的圓角，所以在充模和脫模時比較方便。再次圓角在制造中方便于加工生產(chǎn)，所以在設(shè)計時盡可能的把尖角設(shè)計成圓角。 2）圓角的確定是有一定的原則。首先內(nèi)壁圓角和外壁圓角半徑設(shè)計是根據(jù)壁厚來決定，其次圓角半徑都應(yīng)該小0.5mm，而且外壁圓的半徑應(yīng)該大于內(nèi)壁圓的半徑，三者關(guān)系為塑件壁厚一半為內(nèi)壁圓圓角半徑，塑件壁厚的3.5倍為外壁圓的半徑。 2 模具的結(jié)構(gòu)形式 2.1 分型面位置的確定 分析面位置的選擇原則： 1) 符合脫模要求，能使塑件從模具取出。 2) 保證塑件留在后模，有利于頂針痕跡不顯在外表面。 3) 分模線不影響外形，而且分型面盡量避免光滑的外表面。 4) 方便塑件在模具時的便利。 根據(jù)對產(chǎn)品工藝分析，通過分型面設(shè)計原則，分型面選在產(chǎn)品截面積最大位置處，分型面位置如圖2-1。圖2-1根據(jù)分型線分析后設(shè)計的分型面。 圖2-1 分型面 2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定 模具型腔數(shù)確定，應(yīng)考慮型腔的布局，注塑機(jī)的料簡通常布局定模板中心軸上，所以保證了主流道的位置，各個型腔到主流道的相對位置應(yīng)滿足以下基本幾個要求： 1) 盡量保證各型腔從總壓力均衡分到的型腔壓力，同時均勻充滿，并均衡補(bǔ)料，來確認(rèn)各塑件的性能、尺寸盡可能穩(wěn)定。 2) 主流道到各型腔流程較短，來降低廢料率。 3) 各型腔間距應(yīng)盡量大，方便在空間布置冷卻水道、推出桿等，并具有相對的截面積，來承受注射壓力。 4) 型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的中心應(yīng)該接近注射機(jī)鎖模力的中心，一般與模板中心重合。 從上面要求來看，本模具設(shè)計為一模二腔。塑件內(nèi)部中間有4個螺絲孔，并且頂出壓力主要集中在塑件四周側(cè)壁，所以用推桿推出等常規(guī)結(jié)構(gòu)，如圖2-2. 由于該塑件澆口不可以設(shè)置在產(chǎn)品外表面，澆口設(shè)計在產(chǎn)品內(nèi)表面為內(nèi)澆口。 模架方面，由上可確定為單分型面模架，因此選用龍記模架的AI型大水口模架比較合適。 圖2-2 型腔布置圖 3 注塑機(jī)型號的確定 3.1注射機(jī)參數(shù)報告 根據(jù)moldflow分析得出注塑機(jī)參數(shù): 最大注塑機(jī)鎖模力= 7.0005E+009 tonne 最大注射壓力= 2.3000E+002 MPa 最大注塑機(jī)注射率= 6.0000E+003 cm^3/s 注塑機(jī)液壓響應(yīng)時間= 1.0000E-002 工藝參數(shù): 充填時間= 0.9000 s 自動計算已確定注射時間。 射出體積確定= 自動 冷卻時間= 20.0000 s 速度/壓力切換方式= 自動 保壓時間= 10.0000 s 螺桿速度曲線(相對): % 射出體積 % 螺桿速度 0.0000 100.0000 100.0000 100.0000 保壓壓力曲線(相對): % 持續(xù)時間 % 充填壓力 0.0000 s 80.0000 10.0000 s 80.0000 20.0000 s 0.0000 環(huán)境溫度= 25.0000 C 熔體溫度= 230.0000 C 理想型腔側(cè)模溫= 50.0000 C 理想型芯側(cè)模溫= 50.0000 C 即選用Xs-Z-60的注射機(jī)。 3.2 Xs-Z-60技術(shù)參數(shù) 如表3-1所示。 表 3-1 注塑機(jī)參數(shù) 型號 Xs-Z-60 一次注射量/cmз 60 螺桿直徑/mm 38 注射壓力、MPa 122 注射方式 柱塞式 鎖模力/kn 500 最大注射面積/cm 130 最大開（合）模行程/mm 180 模具最大厚度/mm 200 具最小厚度/mm 70 動、定模固定板尺寸a*b（mm或mm*mm） 330*440 拉十空間a或a*b（mm或mm*mm） 190*300 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計 4.1 澆口的位置選擇 如圖4-1產(chǎn)品進(jìn)澆口所示，塑料熔體從兩個澆口進(jìn)入型腔相互融合，同時抵達(dá)末端，實現(xiàn)平衡沖模。 優(yōu)點(diǎn)：流動方向與塑件軸線平行，一般翹曲比較小。 缺點(diǎn)：流程較長，注射壓力比較大，保壓問題嚴(yán)重。 圖4-1 產(chǎn)品進(jìn)澆口 4.2 流道設(shè)計 流道設(shè)計主要分為二種，一種為主流道設(shè)計，一種為分流道設(shè)計。主流道形狀一般為圓錐形，主要用在開模時取出廢料和注塑機(jī)注入液體時方便流動。主流道的作用就是將注塑機(jī)注入時的液體導(dǎo)入分流道，起著導(dǎo)向作用。主流道的位置一般設(shè)計在模具中心塑料熔體的入口處。主流道尺寸影響著注入液體時流動的速度主，所以主流道設(shè)計時還要短一點(diǎn)，這樣可以減小液體在主流道里散發(fā)的熱量和壓力損耗。由于注塑機(jī)注入的液體首先從主流道進(jìn)入，受高溫的影響，所以設(shè)計套設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。如圖4-2為模具主流道澆口套的結(jié)構(gòu)圖。 澆口套與定位環(huán)配合關(guān)系如圖4-2所示，要考慮到定模的強(qiáng)度影響，因此導(dǎo)致定模座板和定模板的厚度比較厚，所以澆口套的長度也會增加，而冷料長度過于長會導(dǎo)致材料的浪費(fèi)，造成熱量的損失，對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。因此該模具的澆口套并沒有隨著模板加長而變長，而是埋入定模座板，這樣就減小了主流道冷料的長度，但是注射機(jī)噴嘴要加長。 圖4-2 澆口套位置 4.3 冷料穴的設(shè)計 冷料穴的作用是注塑機(jī)剛開始注入液體時，液體進(jìn)過主流道，液體溫度降逐漸降低，這時候前面這些液體將不能進(jìn)入型腔，防止影響塑件的整體質(zhì)量，所以在主流道末端一般設(shè)計為半球型凹坑。 4.4 澆口設(shè)計 在我們設(shè)計中，進(jìn)澆口往往取最小值，這樣可以避免試模時發(fā)現(xiàn)問題及時解決。因為PC材料理論參考值0.5～ 1.5mm，塑件對于外觀要光潔，所以澆口先設(shè)計為Φ0.5mm，如圖4-4所示。 圖4-4 側(cè)澆口 4.5 澆口套設(shè)計 在實際生活生產(chǎn)中澆口套材料一般采用碳素工具鋼T8A加工，材料需要進(jìn)行熱處理，并且淬火要求53~57HRC。澆口套的安裝位置一般位于二個型腔的中心位置，并且注塑機(jī)的噴嘴和它處于同一軸上。為了方面從主流道道出凝料，一般主流道設(shè)計為圓錐形，錐度取2~4粗糙度小于0.63，所以在設(shè)計中噴嘴鏈接的地方為半圓形凹坑。 5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.1 型腔件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔件是指注塑機(jī)注入的液體型腔內(nèi)冷卻成型的外表面零件。型腔件可以按照凹模結(jié)構(gòu)分為整體式、整體嵌入式，組合式和鑲嵌式等。此次選用整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)，將型腔嵌入在凹模中，處在模具的中心位置，如圖5-1所示。 圖5-1 型腔整體嵌入式結(jié)構(gòu) 5.2 型芯件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔件是指注塑機(jī)注入的液體型腔內(nèi)冷卻成型的內(nèi)表面零件。型芯共有二種結(jié)構(gòu)一種為整體式，另一種為組合式。通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析，得出此次設(shè)計選用整體嵌入式結(jié)構(gòu)。如圖5-2所示。因為型芯整體嵌入在動模板上，采用用螺釘固定在凹模上面。 圖5-2 型芯固定動模板結(jié)構(gòu) 5.3 成型零件鋼材選用 根據(jù)成型塑件的全面分析，塑件對于外觀要求光澤明亮，所以成型塑件要求效果好，所以成型零件的選擇要求具有防酸能力，光度要求高并且拋光性能必須好。而且成型零件的硬度和剛度都有求極高。因為型腔型芯都采用嵌入式結(jié)構(gòu)，所以考慮在生產(chǎn)時的機(jī)械性能和拋光性能，材料選用45#，并且淬火熱處理。 6 模架選取 根據(jù)澆口的設(shè)計得出，塑件進(jìn)澆口選用側(cè)澆口，根據(jù)導(dǎo)套、導(dǎo)柱的長度，再參考書本《塑料模具設(shè)計與基礎(chǔ)》的選擇方法，將采用龍記大水口模架，選用尺寸為AI3540型模架結(jié)構(gòu)。 各模板尺寸的確定: 1）定模板尺寸 定模板高度為70mm，首先型腔要嵌入在定模板中，型腔的厚度為30mm，所以定模板厚度大于型腔，其次要考慮型腔嵌入與定模板最小壁厚大于20mm，再次要留出足夠的距離來引出水路。最后要有足夠的強(qiáng)度和硬度。 2）動模板尺寸 方法設(shè)定和定模板方法類似，厚度要求也要厚80mm。 3）模腳尺寸 模腳的高度是根據(jù)等式來決定，模腳高度=頂出行程+推板厚度+頂出固定厚度+5mm=30+25+20+5=80，模腳的高度為90mm。 綜合上面尺寸，用Ug在胡波上面調(diào)用龍記大水口AI3540模架，外形尺寸位：長*寬*高=400mm*350mm*346mm，如圖6-1所示。 圖6-1 模架 7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 聚碳酸酯材料屬于中等粘度，其模具溫度的溫度為50～80C，采用常溫水進(jìn)行冷卻模仁。 在設(shè)計冷卻系統(tǒng)時，要對于注塑機(jī)注入液體時產(chǎn)生的熱量和空氣的流動熱量忽略不計。而且在每單位時間溶體冷卻完后所發(fā)出的熱量和冷卻水流過模具帶走的全部熱量。 型腔的成型面積較為平坦，適合直通式冷卻回路，如圖7-1所示。而動模部分嵌入結(jié)構(gòu)復(fù)雜適合環(huán)繞式水路，如圖7-2所示。 圖7-1 直通式水路 圖7-2 環(huán)繞式水路 8 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計 動模頂出，當(dāng)塑件成型冷卻完動模側(cè)的包緊力大于定模側(cè)的包緊力。其次采用動模頂出，模具結(jié)構(gòu)相對簡單。由于插座面板表面要求光滑，頂出痕跡只能留在插座面板內(nèi)表面。 此次設(shè)計采用圓柱形推桿來推出塑件，圓柱形推桿比較常見，應(yīng)用范圍也比較多，而且圓柱型推桿方便加工制造，精度比較準(zhǔn)確，安裝方便，在更換時比較便利。所以采用圓柱形推桿推出，如圖8-1所示。 推桿布局的原則為以下幾點(diǎn)： （1）靠近加強(qiáng)筋地方。 （2）塑件壁厚的地方。 （3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位。 由于插座面板厚度較薄，所以在加強(qiáng)筋附件布置了4個Φ6的推桿，為了防止塑件受力不均勻在頂部與底部添加了4個Φ5的推桿。由于塑件頂部和底部壁厚沒有側(cè)面大，所以選用Φ3.5的推桿。本塑件一共采用了16個推桿頂出，其中8個是190*Φ5，其余是190*Φ3.5，如圖8-1所示。 圖8-1 頂出機(jī)構(gòu) 總 結(jié) 經(jīng)過整整幾周的努力，插座面板注塑模的畢業(yè)設(shè)計終于完成了，通過這一段時間的學(xué)習(xí)，掌握了很多知識和經(jīng)驗。通過這次畢業(yè)設(shè)計對我們以后有著許多的幫助。 通過這次插座面板注塑模的畢業(yè)設(shè)計是對我們?nèi)晁鶎W(xué)知識的運(yùn)用，把學(xué)習(xí)的知識用在實戰(zhàn)中來體現(xiàn)出來。加強(qiáng)了我對《塑料模具設(shè)計基礎(chǔ)及項目實踐》課程所學(xué)的內(nèi)容，·學(xué)會了塑料模具設(shè)計的方法和步驟，知道如何來查理書籍、手冊、圖表等相關(guān)的數(shù)據(jù)和內(nèi)容。并且學(xué)會如何運(yùn)用本專業(yè)理論和生產(chǎn)實際知識。 在此次設(shè)計中分析面的選擇，是我遇到最大的問題，通過不同地方的確定，做出來的難度也會不斷增加。在請教身邊的同學(xué)時，才發(fā)現(xiàn)各有各的想法，通過這些想法，擴(kuò)展了我的思維，才能完成此次的畢業(yè)設(shè)計。 此次設(shè)計涉及到二維和三維軟件，運(yùn)用最多的是AuToCad、Ug這二個軟件，從繪畫塑件尺寸到三維成型，運(yùn)用了很多平常不運(yùn)用的命令，提高了我們對軟件的熟練操作與運(yùn)用，通過這一系列的軟件操作，讓我們對軟件理解與分析更透徹。 在做插座面板注塑模設(shè)計時，發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足，也意識到自己該掌握哪些知識和學(xué)習(xí)的方向。在設(shè)計時遭遇了很多困難，在身邊同學(xué)與老師的輔助下，克服了這些困難，更好的規(guī)劃、完善自己。使得自己各方面能力得到很大提高。 在做插座面板注塑模畢業(yè)設(shè)計中，它使我們發(fā)現(xiàn)了很多三年以來忽略的地方，讓我們對書本一次全面復(fù)習(xí)，告訴了我們實戰(zhàn)中才能發(fā)現(xiàn)更多的問題；通過這次插座面板注塑模的畢業(yè)設(shè)計是對我們知識的一次查漏補(bǔ)缺，讓我們認(rèn)識到了很多不足，也讓我們知道從哪方面開始完善自身。 致 謝 此次插座面板注射模設(shè)計，首先感謝在這次設(shè)計中陪伴我們成長的老師，是他們給我們提出了很多指導(dǎo)，才使我們在設(shè)計過程中一步步的走到最后，借助此次畢業(yè)設(shè)計的完成向我們老師表示誠摯的敬意和謝謝。 在這次設(shè)計中還要感謝那些可愛的舍友們給予我的鼓勵和幫助，在于他們的交流中擴(kuò)展了我的視野和思路，使我更完善的來完成這次插座面板注射模設(shè)計論文。 其次我還要感謝三年以來所有教過我們的老師，雖然他們在設(shè)計中沒有親自指導(dǎo)，但是他們所教的知識，都在被我們設(shè)計中所運(yùn)用，是他們?yōu)槲覀兇舜萎厴I(yè)設(shè)計奠定了基礎(chǔ)，感謝大學(xué)三年的老師。同時還要感謝身邊一起走過畢業(yè)過程的同學(xué)們，真是因為大家的互相鼓勵和幫助，讓我們順利完成這次畢業(yè)設(shè)計。 附 錄 序號 圖名 圖號 1 插座面板注射模裝配圖 CZMBZS-00 2 型芯圖 CZMBZS-01 3 型腔 CZMBZS-02 4 插座面板結(jié)構(gòu) CZMBZS-03 5 水路分布圖 CZMBZS-04 參考文獻(xiàn) [1]夏江梅.塑料成型模具與設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 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[10]齊衛(wèi)東．塑料模具設(shè)計與制造．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. 17 中文題目：插座面板注塑模設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）共 頁 圖紙共 張 完成日期 答辯日期 摘 要 本次設(shè)計師插座面板注塑模設(shè)計，塑件采用聚碳酸酯材料，該材料在耐熱性、阻燃性、抗沖擊性三大方面表現(xiàn)優(yōu)秀。本產(chǎn)品運(yùn)用了CAD、UG、Moldflow等軟件進(jìn)行分析來得出報告。本篇文章涉及到加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)、外觀要求、圓角等內(nèi)容。該設(shè)計使用moldflow軟件對插座面板進(jìn)行分析，得出以單分型面注塑模，型腔采用是一模二腔注射，該產(chǎn)品采用側(cè)澆口注射。頂出機(jī)構(gòu)以推桿來把塑件完成推出。 關(guān)鍵詞：單分型面；插座面板；聚碳酸酯 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 塑件分析 2 1.1 塑料材料的選擇 2 1.2 塑件的尺寸 2 1.3 脫模斜度 3 1.4 外觀要求 3 1.5 塑件的加強(qiáng)筋 3 1.6 圓角 3 2 模具的結(jié)構(gòu)形式 4 2.1 分型面位置的確定 4 2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定 4 3 注塑機(jī)型號的確定 6 3.1注射機(jī)參數(shù)報告 6 3.2 Xs-Z-60技術(shù)參數(shù) 7 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計 8 4.1 澆口的位置選擇 8 4.2 流道設(shè)計 8 4.3 冷料穴的設(shè)計 9 4.4 澆口設(shè)計 9 4.5 澆口套設(shè)計 9 5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 5.1 型腔件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 5.2 型芯件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 5.3 成型零件鋼材選用 10 6 模架選取 11 7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 12 8 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計 13 總 結(jié) 14 致 謝 15 附 錄 16 參考文獻(xiàn) 17 蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 前 言 模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要裝備，隨著工業(yè)的發(fā)展，新產(chǎn)品的不斷誕生，對模具設(shè)計與制造速度，對產(chǎn)品的加工質(zhì)量，提出了越來越多的要求。 現(xiàn)在對模具的要求周期越來越短、精度越來越高，為加新產(chǎn)品的更新?lián)Q代品，提高經(jīng)濟(jì)效益及競爭力。最近幾年，許多企業(yè)認(rèn)識到這一點(diǎn)，都在朝這個方向努力發(fā)展。把在實際工作中積累的經(jīng)驗收集、整理與總結(jié)。逐漸形成一種規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計。 本設(shè)計就是全面利用書本中的理論知識，和實習(xí)基地的所見。來對塑件的分析，確定用一模兩腔注射成型該塑件。同時為了鍛煉一下自己的能力，故意在塑件內(nèi)表面增加一些結(jié)構(gòu)，來增加設(shè)計的難度，提高對模具設(shè)計方面的知識，為以后在企業(yè)有個生存的空間打下基礎(chǔ)。本次設(shè)計遵循模具設(shè)計的步驟，及模具設(shè)計中的要求來設(shè)計的：塑件工藝性的分析、型腔數(shù)量和排列方式的確定、分型面位置的確定、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等，這一整套的流程走下來，感覺對模具這方面的知識豐富了很多。同時在設(shè)計中也要求對機(jī)械的相關(guān)知識有相當(dāng)?shù)牧私猓簷C(jī)械制圖、機(jī)械制造、材料成型等。 1 塑件分析 1.1 塑料材料的選擇 1）基本特性 聚碳酸酯（pc）是一種透明而略帶黃色的塑料，具有抗拉沖擊強(qiáng)度和抗蠕變的能力。耐熱耐寒性能優(yōu)秀，能在高溫下長期工作，成型收速率僅為0.5% ～0.8%，所以塑件材料的尺寸穩(wěn)定性好。聚碳酸酯的耐磨性、抗老化性性能、電絕緣性能優(yōu)良，有一定的抗化學(xué)腐蝕能力。 2）主要用途 在機(jī)械上主要用渦輪、蝸桿、蓋板、容器、齒條、各種外殼、冷卻和冷卻裝置等。在電氣方面，用作電機(jī)零件、風(fēng)扇部件、儀表盤、撥號盤、接線板等。聚碳酸酯還可以用作照明燈、高溫濕透鏡、防護(hù)玻璃、視孔鏡等光學(xué)零件。 3）成型特點(diǎn) Pc吸水性小。但是高溫時對水分比較敏感，會產(chǎn)生銀絲現(xiàn)象，所以加工時在干燥環(huán)境下進(jìn)行，而且用真空干燥法比較好；熔融溫度高，溶體沾度大，流動性能差，所以成型時要求在高溫和一定的壓力下進(jìn)行；溶體沾度對溫度十分敏感，一般用提高溫度的方法來增加熔融塑料的流動性。 1.2 塑件的尺寸 1) 塑件的尺寸：塑件的尺寸指塑件的總體尺寸受以下兩個因素影響：塑料的流動性（大而薄的塑件充模困難）；設(shè)備的工作能力（注射量、鎖模力、工作臺面）。 2) 影響塑件尺寸精度的因素:模具的本身精度、使用期間磨損程度和安裝模具時的誤差；塑料在冷卻時收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化；塑件成型后發(fā)生的時效變化(后收縮)。 3) 該塑件外形尺寸90＊86＊10，壁厚為1mm，如圖1-1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖所示。 圖1-1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖 1.3 脫模斜度 為了方便脫模，防止脫模時磨傷塑件，避免模具型芯型腔過度磨損，所以要在塑件件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為脫模斜度，脫模斜度為0.5。 1.4 外觀要求 技術(shù)要求：表面光潔沒有毛刺、沒有收縮的痕跡，交口不可以設(shè)在產(chǎn)品外表面。 1.5 塑件的加強(qiáng)筋 1）加強(qiáng)筋的作用：它能增加塑件的強(qiáng)度、避免塑件的變形和翹曲。 2）加強(qiáng)筋設(shè)計要點(diǎn)：加強(qiáng)筋的底部與壁連接應(yīng)為圓弧過渡，防止外力作用時，產(chǎn)生應(yīng)力集中而破壞塑件的外形。 3) 用于插座面板材料過薄，防止變形，所以在插座面板折彎地方布置了加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋的厚度為0.5mm，來增加塑件的強(qiáng)度。 1.6 圓角 在滿足使用要求的前提下,制件的所有的尖角應(yīng)該全部設(shè)計成圓角，或者使用圓弧過渡。 1）圓角的作用：圓角應(yīng)該避免應(yīng)力集中，來提高制件硬度，圓角有利于充模和脫模，圓角方便于模具制造，加強(qiáng)模具強(qiáng)度。 2）圓角的確定：內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)該為壁厚的一半；外壁圓角半徑為壁厚的3.5倍；一般圓角半徑不應(yīng)該小于0.5mm；壁厚不均勻的兩壁轉(zhuǎn)角可按平均壁厚確定內(nèi)、外圓角半徑；理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的2/3以上。 2 模具的結(jié)構(gòu)形式 2.1 分型面位置的確定 分析面位置的選擇原則： 1) 符合脫模要求，能使塑件從模具取出。 2) 保證塑件留在后模，有利于頂針痕跡不顯在外表面。 3) 分模線不影響外形，而且分型面盡量避免光滑的外表面。 4) 合理安排澆注系統(tǒng)，特別注意交口位置。 5) 有利于模具加工。 通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)分型面設(shè)計原則，分型面選在產(chǎn)品截面積最大位置處，分型面位置如圖2-1。圖2-1根據(jù)分型線分析后設(shè)計的分型面。 圖2-1 分型面 2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定 模具型腔數(shù)確定，應(yīng)考慮型腔的布局，注塑機(jī)的料簡通常布局定模板中心軸上，所以保證了主流道的位置，各個型腔到主流道的相對位置應(yīng)滿足以下基本幾個要求： 1) 盡量保證各型腔從總壓力均衡分到的型腔壓力，同時均勻充滿，并均衡補(bǔ)料，來確認(rèn)各塑件的性能、尺寸盡可能穩(wěn)定。 2) 主流道到各型腔流程較短，來降低廢料率。 3) 各型腔間距應(yīng)盡量大，方便在空間布置冷卻水道、推出桿等，并具有相對的截面積，來承受注射壓力。 4) 型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的中心應(yīng)該接近注射機(jī)鎖模力的中心，一般與模板中心重合。 從上面要求來看，本模具設(shè)計為一模二腔。塑件內(nèi)部中間有4個螺絲孔，并且頂出壓力主要集中在塑件四周側(cè)壁，所以用推桿推出等常規(guī)結(jié)構(gòu)，如圖2-2. 由于該塑件澆口不可以設(shè)置在產(chǎn)品外表面，澆口設(shè)計在產(chǎn)品內(nèi)表面為內(nèi)澆口。 模架方面，由上可確定為單分型面模架，因此選用龍記模架的AI型大水口模架比較合適。 圖2-2 型腔布置圖 3 注塑機(jī)型號的確定 3.1注射機(jī)參數(shù)報告 根據(jù)moldflow分析得出：注塑機(jī)參數(shù): 最大注塑機(jī)鎖模力 = 7.0002E+003 tonne 最大注射壓力 = 1.8000E+002 MPa 最大注塑機(jī)注射率 = 5.0000E+003 cm^3/s 注塑機(jī)液壓響應(yīng)時間 = 1.0000E-002 s 工藝參數(shù): 充填時間 = 0.8000 s 自動計算已確定注射時間。 射出體積確定 = 自動 冷卻時間 = 20.0000 s 速度/壓力切換方式 = 自動 保壓時間 = 10.0000 s 螺桿速度曲線(相對): % 射出體積 % 螺桿速度 0.0000 100.0000 100.0000 100.0000 保壓壓力曲線(相對): % 持續(xù)時間 % 充填壓力 0.0000 s 80.0000 10.0000 s 80.0000 20.0000 s 0.0000 環(huán)境溫度 = 25.0000 C 熔體溫度 = 230.0000 C 理想型腔側(cè)模溫 = 50.0000 C 理想型芯側(cè)模溫 = 50.0000 C 即選用Xs-Z-60的注射機(jī)。 3.2 Xs-Z-60技術(shù)參數(shù) 如表3-1所示。 表 3-1 注塑機(jī)參數(shù) 型號 Xs-Z-60 一次注射量/cmз 60 螺桿直徑/mm 38 注射壓力、MPa 122 注射方式 柱塞式 鎖模力/kn 500 最大注射面積/cm 130 最大開（合）模行程/mm 180 模具最大厚度/mm 200 具最小厚度/mm 70 動、定模固定板尺寸a*b（mm或mm*mm） 330*440 拉十空間a或a*b（mm或mm*mm） 190*300 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計 4.1 澆口的位置選擇 如圖4-1產(chǎn)品進(jìn)澆口所示，塑料熔體從兩個澆口進(jìn)入型腔相互融合，同時抵達(dá)末端，實現(xiàn)平衡沖模。 優(yōu)點(diǎn)：流動方向與塑件軸線平行，一般翹曲比較小。 缺點(diǎn)：流程較長，注射壓力比較大，保壓問題嚴(yán)重。 圖4-1 產(chǎn)品進(jìn)澆口 4.2 流道設(shè)計 流道設(shè)計包括主流道設(shè)計和分流道設(shè)計。 主流道一般在模具中心塑料熔體的入口處，它主要是將注射機(jī)噴嘴注射的熔體導(dǎo)入分流道。主流道形狀大多數(shù)為圓錐形，方便熔體的流動和開模時取出廢料。主流道尺寸影響熔體流動速度和充填時間。其次，主流道與高溫塑料溶體反復(fù)接觸，因此設(shè)計成可拆換的澆口套。再次主流道要短一些，縮小熔料在主流道中的熱量和壓力消耗，圖4-2位該模具主流道澆口套的結(jié)構(gòu)圖。 澆口套與定位環(huán)配合關(guān)系如圖4-2所示，要考慮到定模的強(qiáng)度影響，因此導(dǎo)致定模座板和定模板的厚度比較厚，所以澆口套的長度也會增加，而冷料長度過于長會導(dǎo)致材料的浪費(fèi)，造成熱量的損失，對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。因此該模具的澆口套并沒有隨著模板加長而變長，而是埋入定模座板，這樣就減小了主流道冷料的長度，但是注射機(jī)噴嘴要加長。 圖4-2 澆口套與定位圈配合 4.3 冷料穴的設(shè)計 冷料穴的作用是儲存前鋒注射間隔產(chǎn)生的冷料，防止溶體冷料進(jìn)入型腔，影響塑件的質(zhì)量，因此在主流道末端一般設(shè)計為半球型凹坑。 4.4 澆口設(shè)計 在實際設(shè)計中，進(jìn)澆口一般取最小值，方便在試模中發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行處理，PC材料理論參考值0.5～ 1.5mm，由于該塑件對于外觀要光潔，因此對澆口先取Φ0.5mm，如圖4-4所示。 圖4-4 側(cè)澆口 4.5 澆口套設(shè)計 在實際設(shè)此次澆口套材料選用碳素工具鋼T8A加工，材料需要熱處理來要求淬火53~57HRC。對應(yīng)位置設(shè)在模具的對稱位置上面，并保證與注射機(jī)的噴嘴為同一軸心線。為了方面從主流道道出凝料，一般主流道設(shè)計為圓錐形，錐度取2~4粗糙度小于0.63，噴嘴對接處設(shè)計成半圓形凹坑。 5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.1 型腔件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔件是成型塑料的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同分為整體試、整體嵌入式、組合式和鑲嵌式四種。此次設(shè)計采用整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)。型腔的主體采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，如圖5-1所示。 圖5-1 型腔整體嵌入式結(jié)構(gòu) 5.2 型芯件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，同時分為整體式和組合式。通過結(jié)構(gòu)的分析，此次設(shè)計采用整體嵌入式，如圖5-2所示。因為嵌入在動模板上，所以用螺釘固定。 圖5-2 型芯固定動模板結(jié)構(gòu) 5.3 成型零件鋼材選用 根據(jù)成型塑件的綜合分析，塑件屬于外觀件，所以對成型效果要求高，要求鋼材有防銹防酸能力極佳，拋光性能好，并且剛度、強(qiáng)度高，同時考慮加工的機(jī)械性能和拋光性能，所以形成型腔的嵌入式凹模和凸模選用是45#，并且淬火熱處理。 6 模架選取 根據(jù)整體式的外形尺寸，塑件進(jìn)澆方式為側(cè)澆口，又考慮導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置等，再參考注射模架的選擇方法，確定選用龍記大水口AI3540型（即寬*長=350mm*400mm）模架結(jié)構(gòu)。 各模板尺寸的確定: 1）定模板尺寸 定模板要開框裝入嵌入式型腔件，加上整體嵌入式型腔件還要有冷卻水道，嵌入的高度為30mm，還有定模板留出足夠的距離引出水路，而且要有足夠的強(qiáng)度，所以定模板的高度為70mm。 2）動模板尺寸 具體選用方法和定模板相似，因為動模板下面是模腳。注射時承受很大壓力，所以定模板的厚度也要厚一些，即動模板的厚度取80mm。 3）模腳尺寸 模腳高度=頂出行程+推板厚度+頂出固定厚度+5mm=30+25+20+5=80，所以初定模腳為90mm。 綜上述尺寸可得，模架尺寸已經(jīng)確定為AI3540模架，其外形尺寸：寬*長*高=350mm*400mm*346mm，如圖6-1所示。 圖6-1 模架 7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 當(dāng)pc屬于中等粘度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200C和50～80C。所以模具初步設(shè)定為50C，用常溫水進(jìn)行冷卻。 冷卻系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)該忽略注射機(jī)接觸所產(chǎn)生的熱量和空氣的對流。按單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所產(chǎn)出的熱量等于冷卻水所帶走的全部熱量。 型腔的成型面積較為平坦，適合直通式冷卻回路，如圖7-1所示。而動模部分嵌入結(jié)構(gòu)復(fù)雜適合環(huán)繞式水路，如圖7-2所示。 圖7-1 直通式水路 圖7-2 環(huán)繞式水路 8 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計 動模頂出，當(dāng)塑件成型冷卻完動模側(cè)的包緊力大于定模側(cè)的包緊力。其次采用動模頂出，模具結(jié)構(gòu)相對簡單。由于插座面板表面要求光滑，頂出痕跡只能留在插座面板內(nèi)表面。 本設(shè)計采用圓面形狀為圓柱形的推桿，圓柱型推桿是最常用的一種，由于這個形狀的推桿和推桿孔方便于加工，而且容易保證其配合精度，便于保證其互換性，并便于更換，而且它還包含滑動阻力小，不容易發(fā)生卡滯等優(yōu)點(diǎn)，因此，我們采用圓柱形推桿推出。 推桿應(yīng)設(shè)置在有效位置即布局的原則為： （1）有深槽深孔部位附近。 （2）加強(qiáng)筋部位。 （3）局部壁厚部位。 （4）結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位。 由于插座面板厚度較薄，所以在加強(qiáng)筋附件布置了4個Φ6的推桿，為了防止塑件受力不均勻在頂部與底部添加了4個Φ5的推桿。由于塑件頂部和底部壁厚沒有側(cè)面大，所以選用Φ3.5的推桿。本塑件一共采用了16個推桿頂出，其中8個是190*Φ5，其余是190*Φ3.5，如圖8-1所示。 圖8-1 頂出機(jī)構(gòu) 總 結(jié) 經(jīng)過整整幾周的努力，插座面板注射模設(shè)計終于完成了，通過這一段時間的學(xué)習(xí)，掌握了很多知識和經(jīng)驗。通過這次畢業(yè)設(shè)計對我們以后有著很大幫助和提高。 畢業(yè)設(shè)計是考驗我們在校三年對專業(yè)的認(rèn)知和掌握，是對我們這次設(shè)計一次檢閱。 通過這次插座面板注射模設(shè)計對我們所學(xué)知識的一次全面運(yùn)用，把所學(xué)知識用在實戰(zhàn)中來體現(xiàn)出來。加強(qiáng)了我對《塑料模具設(shè)計基礎(chǔ)及項目實踐》課程所學(xué)的內(nèi)容，·學(xué)會了塑料模具設(shè)計的方法和步驟，知道如何來查理書籍、手冊、圖表等相關(guān)的數(shù)據(jù)和內(nèi)容。并且學(xué)會如何運(yùn)用本專業(yè)理論和生產(chǎn)實際知識。 在做插座面板注射模設(shè)計時，發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足，也意識到自己該掌握哪些知識和學(xué)習(xí)的方向。在設(shè)計時遭遇了很多困難，在身邊同學(xué)與老師的輔助下，克服了這些困難，更好的規(guī)劃、完善自己。使得自己各方面能力得到很大提高。 在做插座面板注射模設(shè)計，它不僅對我學(xué)習(xí)知識進(jìn)行測試，也是對自己一次綜合檢測，是自己所學(xué)課本的一次全面復(fù)習(xí)。通過這次插座面板注射模設(shè)計，讓我發(fā)現(xiàn)自身知識的缺乏和不足，從而讓自己更好的完善與規(guī)劃自己，去市場的打拼，我們將會在以后工作中做的更好，更全面。 致 謝 此次插座面板注射模設(shè)計，首先感謝老師的指導(dǎo)，給我提出了很多意見，從選材、框架、內(nèi)容的安排到成文一次一次的修改。借論文的完成向他表示我的敬意和感激。 同時在這次設(shè)計中感謝舍友給予我的鼓勵和幫助，在于他們的交流中擴(kuò)展了我的視野和思路，使我更完善的來完成這次插座面板注射模設(shè)計論文。 最后，我還要感謝大學(xué)三年來所有的老師，是他們用淵博的學(xué)術(shù)知識、認(rèn)真的教學(xué)態(tài)度在課堂上來給予我們知識，是他們用辛勤的汗水給我們換來了掌握知識的機(jī)會，是他們的熱情工作為我們學(xué)業(yè)的完成提供了良好的環(huán)境！ 附 錄 序號 圖名 圖號 1 插座面板注射模裝配圖 CZMBZS-00 2 型芯圖 CZMBZS-01 3 型腔 CZMBZS-02 4 插座面板結(jié)構(gòu) CZMBZS-03 5 水路分布圖 CZMBZS-04 參考文獻(xiàn) [1]夏江梅.塑料成型模具與設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 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