控制器殼體蓋塑料模具設(shè)計(jì)

控制器殼體蓋塑料模具設(shè)計(jì),控制器,殼體,塑料,模具設(shè)計(jì) 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：控制器殼體蓋塑料模具設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)電信息系 專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： B090201 學(xué) 生： 李怡飛 學(xué) 號(hào)： B09020112 指導(dǎo)教師： 鐘玲 2013年05月 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 院（系）：機(jī)電信息系專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造極其自動(dòng)化 班090201姓名：趙曉強(qiáng)學(xué)號(hào)：b09020535 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 刷柄塑料模具設(shè)計(jì) 2.題目背景和意義：我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。模具市場(chǎng)的總體趨勢(shì)是平穩(wěn)向上的，在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。本設(shè)計(jì)涉及的工件均為工程實(shí)際零件，通過(guò)對(duì)塑件的實(shí)體測(cè)繪，完成基本參數(shù)的采集，運(yùn)用《塑料模具設(shè)計(jì)》《塑料成型工藝》等知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生利用Pro/E或solidwork等軟件完成模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行相關(guān)的校核計(jì)算，完成包括選材、熱處理、制造工藝規(guī)程、可行性分析等工作。本設(shè)計(jì)旨在鍛煉學(xué)生在專(zhuān)業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力上達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求，在塑料成型工藝與塑料模具設(shè)計(jì)技術(shù)方面得到全面提高，并受到模具設(shè)計(jì)工程師的基本訓(xùn)練。 3.設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容（理工科含技術(shù)指標(biāo)）： (1) 不少于3000字的文獻(xiàn)綜述； (2) 充分了解塑件結(jié)構(gòu)，繪制3D圖，并完成基本參數(shù)的計(jì)算及注射機(jī)的選用； (3) 確定模具類(lèi)型及結(jié)構(gòu)，完成模具的結(jié)構(gòu)草圖的繪制； (4) 運(yùn)用Pro/E或solidwork等工具軟件輔助設(shè)計(jì)完成模具整體結(jié)構(gòu) ； (5) 對(duì)模具工作部分尺寸及公差進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算； (6) 對(duì)模具典型零件需進(jìn)行選材及熱處理工藝路線(xiàn)分析； (7) 編制模具中典型零件的制造工藝規(guī)程卡片； (8) 對(duì)設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和環(huán)保分析； (9) 繪制模具零件圖及裝配圖； (10) 對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維剖析，輸出模具開(kāi)合結(jié)構(gòu)圖； (11) 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（所有3D圖插入說(shuō)明書(shū)中恰當(dāng)位置）。 4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排（含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn)）： 第1周：熟悉課題，工廠(chǎng)參觀注塑生產(chǎn)過(guò)程，繪制塑件3D圖，翻譯外文資料 第2周：確定模具類(lèi)型及結(jié)構(gòu)，繪制模具結(jié)構(gòu)草圖，準(zhǔn)備開(kāi)題答辯 第3-8周：對(duì)模具工作部分尺寸及公差進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并運(yùn)用Pro/E輔助設(shè)計(jì)完成部分模具零件，準(zhǔn)備中期答辯 第9-15周：運(yùn)用Pro/E完成模具整體結(jié)構(gòu)3D圖，完成模具零件的選材、工藝規(guī)程的編制、裝配圖及零件圖的 繪制等工作 第16周：對(duì)所有圖紙進(jìn)行校核，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，所有資料提請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯 5.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作量要求 ① 實(shí)驗(yàn)（時(shí)數(shù)）*或?qū)嵙?xí)（天數(shù)）： 2周 ② 圖紙（幅面和張數(shù)）*： 不少于3張0＃圖 ③ 其他要求：外文翻譯不少于1000英文單詞;參考文獻(xiàn)(中文15篇, 英文3篇) 參考文獻(xiàn)書(shū)名或期刊、期號(hào)： (1) 《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》?????????? 機(jī)械工業(yè)出版社 (2) 《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》?????? 高等教育出版社 (3) 《Pro/E》 人民郵電出版社 (4) 《機(jī)械制圖》 高等教育出版社 (5) Frank W. Wilson, Philip D. Harvey & Charles B. Gump. 2nd ed. Die design handbook [M]. McGraw-Hill Book Company.1965 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 學(xué)生簽名： 年 月 日 系（教研室）主任審批： 年 月 日 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 控制器殼體蓋塑料模具設(shè)計(jì) 摘 要 本次設(shè)計(jì)題目控制器殼體蓋塑料模具設(shè)計(jì)，根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，選擇塑件制件尺寸。本模具采用一出二件，側(cè)入式澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天120W1×B型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和PROE繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說(shuō)明書(shū)，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；模具設(shè)計(jì)；CAD繪制二維圖；PROE繪制3D圖，注射機(jī)的選擇 The controller housing cover plastic mold design Abstract The title of the thesis is the design of the controller housing which used plastic mould,To understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products, analysis of the technical requirements of the plastic parts of the process, dimensional accuracy, select the workpiece size of the plastic parts. The mold using a two side gate feed injection machine adopts Haitian the 120W1×B models, and set a cooling system, CAD and PROE drawing two-dimensional assembly diagram and parts diagram, reasonable mold processing methods. Attach a manual, use brief text, a concise diagram and calculated analysis of plastic parts, in order to make a reasonable mold design. Keywords: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional map; PROE draw 3D maps, injection machine selection 主要符號(hào) 額定鎖模 模腔壓力 安全系數(shù) 最小模具厚度 最大模具 塑件尺寸誤差 塑料的最大收縮率 塑料的最小收縮率 塑件尺寸 塑料的平均收縮率 塑料的公差 模具制造公差 型腔許用變形量 型腔材料的彈性模量 型腔材料的需用壓力 脫模斜度 摩擦系數(shù) 脫模力 推桿長(zhǎng)度系數(shù) 總脫模力 應(yīng)力 屈服極限強(qiáng)度 II 目 錄 1 緒論 1 1.1塑料簡(jiǎn)介 1 1.2注塑成型及注塑模 1 1.3本文主要研究?jī)?nèi)容 2 2 塑料材料分析 3 2.1塑料材料的基本特性 3 2.2塑件材料成型性能 3 2.3塑件材料主要用途 4 3 塑件的工藝分析 5 3.1塑件尺寸及精度 6 3.2塑件表面粗糙度 6 3.3塑件的體積和質(zhì)量 7 4 注射成型工藝方案及成型零件設(shè)計(jì) 8 4.1注射成型工藝過(guò)程分析 8 4.2澆口種類(lèi)的確定 8 4.3型腔數(shù)目的確定 9 4.4注射機(jī)的選擇和校核 9 4.4.1注射量的校核 10 4.4.2塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 10 4.4.3模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 11 5 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 13 5.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 13 5.2導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 13 5.2.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 13 5.2.2導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 14 5.2.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 14 6 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 6.1分型面的設(shè)計(jì) 15 6.2型腔的布局 15 6.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 6.3.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的組成及要求 16 6.3.2主流道設(shè)計(jì) 16 6.4分流道設(shè)計(jì) 17 6.4.1分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) 18 6.4.2分流道的形狀和尺寸 18 6.4.3分流道的表面粗糙度 19 6.4.4冷料穴的設(shè)計(jì) 19 6.5注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 19 6.5.1成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 6.5.2成型零部件工作尺寸的計(jì)算 20 6.6排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 6.7脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 6.7.1脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 23 6.7.2脫模機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇 24 6.7.3脫模力的計(jì)算 24 6.7.4推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 24 6.8注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 25 6.8.1溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 25 6.8.2冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 26 6.9模架的選用 26 7 模具材料的選用 28 7.1成型零件材料選用 28 7.2注射模用鋼種 28 8 模具工作過(guò)程 30 總結(jié) 32 參考文獻(xiàn) 33 致謝 35 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 36 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 37 I 1 緒論 1 緒論 現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展為素有“工業(yè)之母”美譽(yù)的模具工業(yè)帶來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇，而模具材料的應(yīng)用在模具制造中起舉足輕重的作用。塑料，作為重要的模具材料之一，隨著家電、汽車(chē)、電子、電器、通訊產(chǎn)品的迅猛發(fā)展而得到更為廣泛的應(yīng)用。塑料模具，成為時(shí)下模具品種之“關(guān)鍵詞”。在此背景下，如何更深入地認(rèn)識(shí)塑料模具的發(fā)展?fàn)顩r并把握其市場(chǎng)走向，成為重要課題。隨著中國(guó)汽車(chē)、家電、電子通訊、各種建材的迅速發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總量中的比例將進(jìn)一步提高，其發(fā)展速度將快于其他模具種類(lèi)，塑料模具的加工與生產(chǎn)將形成遍地開(kāi)花之勢(shì)模具制造是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。 1.1 塑料簡(jiǎn)介 塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽纾⒃诔尚凸袒蟊３制浼鹊眯螤疃话l(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無(wú)機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門(mén)不可缺少的一種化學(xué)材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。 1.2 注塑成型及注塑模 將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓注，壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。 要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機(jī)的一些基本知識(shí)，注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過(guò)高壓加熱等工序進(jìn)行注射。?注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥 14 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機(jī)架系統(tǒng)等組成。 注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來(lái)的，其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開(kāi)啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。 注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。 注射模的種類(lèi)很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類(lèi)等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過(guò)程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。 注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時(shí)間。在成型過(guò)程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因?yàn)橛绊懗尚蜅l件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動(dòng)及環(huán)境溫度等。 1.3本文主要研究?jī)?nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是控制器殼體蓋注射模設(shè)計(jì)，也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)殼體蓋塑件產(chǎn)品，基于此，必須實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)周期，才能降低成本。注射模具的使用是實(shí)現(xiàn)高效率生產(chǎn)的一個(gè)非常好的途徑，在本次設(shè)計(jì)中就是要對(duì)塑料殼體蓋塑件的特性進(jìn)行分析，對(duì)成型工藝性的可行性進(jìn)行分析，完成其生產(chǎn)模具的設(shè)計(jì)。模具的設(shè)計(jì)過(guò)程綜合性很強(qiáng)，需要考慮的因素很多，需要一個(gè)整體的思維模式去考慮問(wèn)題，才能設(shè)計(jì)出一個(gè)合格的作品。本此設(shè)計(jì)的目標(biāo)，就是通過(guò)確定成型零件、推出機(jī)構(gòu)等的合理結(jié)構(gòu)并進(jìn)行計(jì)算校驗(yàn)，設(shè)計(jì)出一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、操作簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、使用壽命長(zhǎng)的模具。 2 塑料材料分析 2 塑料材料分析 2.1 塑料材料的基本特性 ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。 ABS無(wú)毒，無(wú)氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，不透明，密度為1.02~1.05。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類(lèi)對(duì)ABS幾乎沒(méi)有影響， ABS不溶于大部分醇類(lèi)及烴類(lèi)溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時(shí)會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂， ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色配成任何顏色其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐候性差，在紫外線(xiàn)作用下ABS易變硬發(fā)脆。 ABS的性能指標(biāo)：密度 1.02~1.05（），收縮率 ，熔點(diǎn)，彎曲強(qiáng)度80Mpa，拉伸強(qiáng)度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強(qiáng)度1839Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)，收縮率 范圍內(nèi)。ABS的熱變形溫度為93118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100℃的溫度范圍內(nèi)使用。 2.2 塑件材料成型性能 ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時(shí)黏度增高，黏度對(duì)剪切速率的依賴(lài)性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用潛伏式澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響及小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。。 2.3 塑件材料主要用途 ABS在機(jī)械工業(yè)上用來(lái)制造殼體蓋、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、產(chǎn)品、蓄電池槽、冷藏庫(kù)和冰箱襯里等，汽車(chē)工業(yè)上用ABS制造汽車(chē)擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用ABS夾層板制小轎車(chē)車(chē)身。ABS還可用來(lái)制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。 3 塑件的工藝分析 3 塑件的工藝分析 在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。 殼體蓋如圖3.1所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見(jiàn)圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。 圖3.1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 脫模斜度的確定，由于注射制品在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會(huì)緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過(guò)大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過(guò)小，不僅會(huì)使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過(guò)大時(shí)，雖然脫模方便，但會(huì)影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5~1.5，本次設(shè)計(jì)，塑件材料ABS的型腔脫模斜度為，型芯脫模斜度為1。 塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問(wèn)題之一。塑件的壁厚對(duì)于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時(shí)的熔體流動(dòng)、固化定型時(shí)的冷卻速度和時(shí)間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿(mǎn)足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因?yàn)楸诤裉蟛粌H會(huì)使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會(huì)延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長(zhǎng)，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在1~4，最常用的數(shù)值為2~3。該產(chǎn) 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 品壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為2.5左右。 c. 塑件的圓角是為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過(guò)程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過(guò)度。在無(wú)特殊要求時(shí)，塑件的各連接角處均有半徑不小于0.5~1的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。 d. 塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則上講，這些孔均能用一定的型芯成型。但當(dāng)孔太復(fù)雜時(shí)，會(huì)使熔體流動(dòng)困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成本提高，困此在塑件上設(shè)計(jì)孔時(shí)，應(yīng)盡量采用簡(jiǎn)單孔型。由于型芯對(duì)熔體有分流作用，所以在孔成型時(shí)周?chē)桩a(chǎn)生熔接痕，導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低，故設(shè)計(jì)孔時(shí)孔時(shí)孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。 3.1 塑件尺寸及精度 塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注射機(jī)規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿(mǎn)足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為ABS，流動(dòng)性較好，適用于不同尺寸的制品。 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿(mǎn)足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)我國(guó)目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)表3-2塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。根據(jù)任務(wù)書(shū)和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級(jí)精度，未注采用MT4級(jí)精度。 3.2 塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來(lái)保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過(guò)程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以?huà)伖鈴?fù)原。 由于該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高，外部為Ra0.8，內(nèi)部為Ra1.2。 3.3 塑件的體積和質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測(cè)量，在PROE軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的質(zhì)量（ABS的密度為1.02），即可以得出該塑件制品的質(zhì)量為。 4 注射成型工藝方案及成型零件設(shè)計(jì) 4 注射成型工藝方案及成型零件設(shè)計(jì) 4.1 注射成型工藝過(guò)程分析 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過(guò)程為： 第一步：為使注射過(guò)程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。 a. 成型前對(duì)原材料的預(yù)處理，ABS材料具有吸濕性，加工前的干燥很重要。干燥條件為100℃到200℃，2~3小時(shí)。加工前的濕度必須小于0.02%。 b. 料筒的清洗，在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。 柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專(zhuān)用料筒。對(duì)螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對(duì)空注射法清洗。 c. 脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴(lài)于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對(duì)ABS材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤?，一般塑料都可使用? 第二步: 注射成型過(guò)程 完整的注射過(guò)程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過(guò)程。 第三步：制件的后處理 注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為ABS，就采用退火處理1～3小時(shí)。 4.2 澆口種類(lèi)的確定 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。其作用是將塑料熔體充滿(mǎn)型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。由于本設(shè)計(jì)中殼體蓋塑件外表面質(zhì)量要求不是很高，所以本次設(shè)計(jì)選用側(cè)入式澆 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 口如圖4.1所示。 圖4.1側(cè)澆口示意圖 4.3 型腔數(shù)目的確定 單型腔模具的優(yōu)點(diǎn)是：塑件精度高，工藝參數(shù)易于控制，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具制造成本低，周期短。缺點(diǎn)是：塑件成型的生產(chǎn)效率低，成本高。單型腔模具適用于塑件較大，精度要求較高或者小批量及試生產(chǎn)。 多型腔模具的優(yōu)點(diǎn)是：塑件成型生產(chǎn)率高，成本低。其缺點(diǎn)是：塑件精度低，工藝參數(shù)難以控制，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具制造成本高，周期長(zhǎng)。多型腔模具適用于大批量長(zhǎng)期成產(chǎn)的小塑件。 在多型腔模具的實(shí)際設(shè)計(jì)中，型腔數(shù)目的確定方法主要有兩種： a. 首先確定注射機(jī)的型號(hào)，在根據(jù)注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)和塑件的技術(shù)經(jīng)要求，計(jì)算出要求選取型腔的數(shù)目。 b. 先根據(jù)生產(chǎn)效率的要求和制件的精度要求確定型腔的數(shù)目，然后再選擇注射機(jī)或?qū)ΜF(xiàn)有的注射機(jī)進(jìn)行校核。 一般可以按以下幾點(diǎn)對(duì)型腔數(shù)目進(jìn)行確定：①按注射機(jī)的最大注射量；②按注射機(jī)的額定鎖模力；③按塑件的精度要求；④根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。 考慮到塑料端蓋為單塑件，綜合以上因素，這里考慮采用方案(2)的方法確定型腔數(shù)目，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，以及提高生產(chǎn)效率，考慮采用一模兩腔的形式因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)入式澆口，且塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模兩腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。 4.4 注射機(jī)的選擇和校核 由于采用一模兩腔，需要至少注射量為56.32=112.6g，流道水口廢料3.5g，總注塑量達(dá)到116.1g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為海天120W1×B。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為： 表4.1 海天120W1×B注塑機(jī)參數(shù) 型號(hào) 單位 120W1×B 參數(shù) 螺桿直徑 mm 40 理論注射容量 cm3 214 注射重量PS g 195 注射壓力 Mpa 171 注射行程 mm 170 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~190 料筒加熱功率 KW 9.75 鎖模力 KN 1200 拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 410×410 允許最大模具厚度 mm 450 允許最小模具厚度 mm 150 移模行程 mm 360 移模開(kāi)距(最大) mm 810 液壓頂出行程 mm 120 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數(shù)量 PC 5 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 13 油箱容積 l 280 機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高) m 4.83×1.26×1.96 機(jī)器重量 t 4.6 最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬) mm 290×290 4.4.1注射量的校核 模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以?xún)?nèi)。校核公式為： （4.1） 式中 —型腔數(shù)量 —單個(gè)塑件的重量（g） —澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（g） 本設(shè)計(jì)中：n=2 56.3 g =3.5 g 注塑機(jī)額定注塑量為195g，注射量符合要求。 4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿(mǎn)足以下關(guān)系。 （4.2） 式中 n —型腔數(shù)目 —單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積 —澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 n=2 =6392.5 =363.6 =26392.5+363.6=13148.6 注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力，即： （）P < F （4.3） 式中： P—塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa） F—注射機(jī)額定鎖模力（N） 其它意義同上 根據(jù)表4.1所示，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP。 （）P=13148.6301.1=433.9KN<1200KN 鎖模力符合要求。 4.4.3 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 a. 模具閉合高度必須滿(mǎn)足以下公式 （4.4） 式中 —注射機(jī)允許的最大模厚 —注射機(jī)允許的最小模厚 本設(shè)計(jì)中模具厚度H為350mm 150

收藏