空調(diào)控制面板注塑模具設計-塑料注射模抽芯含UG三維及10張CAD圖-獨家.zip

空調(diào)控制面板注塑模具設計-塑料注射模抽芯含UG三維及10張CAD圖-獨家.zip,空調(diào),控制,面板,注塑,模具設計,塑料,注射,模抽芯含,UG,三維,10,CAD,獨家 空調(diào)控制面板注塑模具設計 摘 要 本文主要介紹的是空調(diào)控制面板注塑模具的設計方法。 首先分析了塑件的材料性能、工藝性能、成型特性與條件、結構工藝性等。通過繪圖設計計算最終確定空調(diào)控制面板注塑模的分型面的選擇、型腔數(shù)目的確定及布置，論文重點介紹了澆注系統(tǒng)、成型零件、合模導向機構、脫模機構、定距分型機構以及冷卻系統(tǒng)的設計，并對注射機的工藝參數(shù)進行相關校核以確保注塑機配合模具順利工作。本次設計中讓我可以綜合運用以前學到的專業(yè)知識，加深我對注塑模具設計原理的理解。 關鍵詞：空調(diào)控制面板；注塑模具；分型面；型腔；澆注系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)；注射機 Abstract This paper mainly introduces the design method of injection mold for air-conditioning control panel. Firstly, the material properties, technological properties, molding properties and conditions, structure and manufacturability of the plastic parts were analyzed. The selection of parting surface, the determination and arrangement of cavity number of injection mold for air conditioning control panel are determined by drawing design and calculation. The design of pouring system, forming parts, clamping guide mechanism, demoulding mechanism, fixed distance parting mechanism and cooling system are introduced in detail, and the technological parameters of injection machine are correlated. Check to ensure that the injection molding machine works smoothly with the mold. This design allows me to use the professional knowledge I learned before to deepen my understanding of the principles of injection mold design. Key words: air conditioning control panel; injection mold; parting surface; cavity; pouring system; cooling system; injection machine IV 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1塑料簡介 1 1.2注塑成型及注塑模 1 第2章 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 第3章 塑件的工藝分析 5 3.1塑件的結構設計 5 3.2塑件尺寸及精度 6 3.3塑件表面粗糙度 7 3.4塑件的體積和質量 7 第4章 注射成型工藝方案 8 4.1注射成型工藝過程分析[5] 8 4.2澆口種類的確定 9 4.3型腔數(shù)目的確定 9 4.4注射機的選擇和校核 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模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 11 第5章 注射模具結構設計 13 5.1分型面的設計 13 5.2型腔的布局 13 5.3澆注系統(tǒng)的設計 14 5.3.1澆注系統(tǒng)組成 14 5.3.2確定澆注系統(tǒng)的原則 14 5.3.3主流道的設計 15 5.3.4分流道的設計 16 5.3.5澆口的設計 17 5.3.6冷料穴的設計 18 5.4注射模成型零部件的設計[7] 18 5.4.1成型零部件結構設計 18 5.4.2成型零部件工作尺寸的計算 20 5.5排氣結構設計 21 5.5.1凹模寬度尺寸的計算 21 5.5.2凹模長度尺寸的計算 21 5.5.3 凹模高度尺寸的計算 22 5.5.4 凸模寬度尺寸的計算 22 5.5.5 凸模長度的計算 22 5.5.6凸模高度尺寸的計算 22 5．6脫模機構的設計 23 5.6.1脫模機構的選用原則 23 5.6.2脫模機構類型的選擇 23 5.6.3推桿機構具體設計 23 5.7注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 24 5.7.1溫度調(diào)節(jié)對塑件質量的影響 24 5.7.2冷卻系統(tǒng)之設計規(guī)則 25 5.8模架的選用 25 5.9側向抽芯機構類型選擇 27 第6章 模具材料的選用 30 6.1成型零件材料選用 30 6.2注射模用鋼種 30 總結 31 模具總裝圖 32 致謝 33 第1章 緒論 模具在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)當中應用的非常普遍，很多行業(yè)當中都有所應用。例如汽車、電器、移動通信等等，絕大部分的零部件都是依據(jù)模具來固定成型的。而且最近這些年很多的行業(yè)都在快速的發(fā)展當中， 對模具的需求也逐漸提高，構造也逐漸的繁瑣。模具在生產(chǎn)制作的過程中有很多的優(yōu)點，是別的生產(chǎn)制作不能夠達到的，例如精度很高、能制作復雜的物品、生產(chǎn)的速度很快、能耗很低。塑料制作的產(chǎn)品運用的越來越廣泛，對塑料的強度要求也越來越高，因此塑料制品的質量也需要提高。通過注射制成模型的最主要工具是注射制成模型的模具，這個模具的產(chǎn)品質量，精確度，還有生產(chǎn)速度的快慢，會對生產(chǎn)成品的質量、產(chǎn)品的生產(chǎn)成本、生產(chǎn)的產(chǎn)量都會產(chǎn)生影響。 1.1塑料簡介 塑料中的重要組成部分是樹脂，它擁有不固定性，在特種溫度與壓力下能體現(xiàn)出來。因此可用模具把它制作成不同的形狀，不同大小的物品，在它成型之后把它固定就可以使得尺寸大小不會有變化。塑料有很多的優(yōu)點，比如：單位體積的質量小，比別輕，不導電，穩(wěn)定性高等等。塑料可以代替很多類型的材質，例如皮革、木頭、金屬等。 1.2注塑成型及注塑模 將塑料溶液加工成為我們需要的塑料固體，方法是比較多的，在這么多的方式里面用的最多的就是注射，擠出，還有壓縮。在這三種中，用的最多的是注射。 首先要了解一下注射成型是什么概念，注射模具又是怎么一回事，第一步，對注射設備的有關說明要進行一個了解，將塑料熔體變位我們需要的固體時候，注射機是很關鍵的一個裝置，根據(jù)這個機器把顆粒狀的塑料靜高溫高壓等加工制作注射。 注射模具就是用來將塑料熔體加工成為塑料固體的一個工具。注射模的類別是很多的，注射模的結構是什么樣，跟塑料屬于哪一種類型，塑料加工產(chǎn)品是難還是簡單，還有注射機的型號有很大的關系。注射模的結構組成部分有兩個，一個是定模，一個是動模。 對一個產(chǎn)品要進行注射加工成型，少不了的就是注射模，塑料產(chǎn)品的原材料，還有注射裝置。 注射制成模型必須具有三個重要因素：溫度、壓力、時間。在制造成型的途中，特別是比較精致細密的成型，想要選取最好的一組成型的溫度、壓力、時間是一件非常不容易的事情，是由于很多因素都會對制作成型產(chǎn)生影響，例如，模具的構造，產(chǎn)品的尺寸大小等。 在設計塑料模具的時候，一般使用的都是CAD，還要使用CAE?，F(xiàn)在這些技術都是加工產(chǎn)品的重要技術。 原來我們進行注塑的時候都是在生產(chǎn)開始之前，都是依靠經(jīng)驗來對模具進行設計的，將模具裝配好了之后，還要對模具進行試驗，有問題出來了，對這些工藝參數(shù)還要進行設置，有的時候還要講塑料制品的設計方案改變，這些都改變了之后，產(chǎn)品的造價就會高了，而且要生產(chǎn)產(chǎn)品的時間也比原來長了。 MOLDFLOW軟件包括三個部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問，簡稱MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡稱MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型過程控制專家，簡稱MPX）。 原先使用的技術是試模，現(xiàn)在使用的技術是CAE,這種新的技術讓我們在對產(chǎn)品進行加工的時候，它可以提供一套完全的方案，要想對產(chǎn)品進行加工，首先將整個注射過程在電腦上進行加工，這樣一來才可以對于模具里面的熔體的狀況進行一個完整的分析，通過它的分析我們的設計人員可以從中間發(fā)現(xiàn)問題，針對這些問題進行改進。這種新的技術相比較原來的試模，讓我們的模具的返修率和報廢率都大大的降低了，而且產(chǎn)品的質量也提高了很多，所以說這項技術是一個跨時代的技術。 第2章 塑料材料分析 2.1塑料材料的基本特性 ABS這種材質的化學組成部分是丙烯、丁二烯、苯乙烯。這三種成分的特點都是不一樣的，這樣一來組成ABS以后我們的材料的性能就是非常的棒了。丙烯讓我們的材料的耐腐蝕性還有耐熱性都是非常好的，而且會讓我們的產(chǎn)品強度很高，丁二烯讓材料的性能變得強韌，苯乙烯讓我們的材料方便進行加工還有上色。因為這種材料的成本很低，而且非常的普遍，所以說現(xiàn)在大部分加工塑料產(chǎn)品都是使用的ABS。是一種良好的熱塑性塑料。 ABS這種材料沒有毒，也沒有味道，顏色是微黃的，加工成產(chǎn)品以后，產(chǎn)品的色澤是比較好看的，而且不是透明的。生產(chǎn)出來了制品以后，這個制品的抗沖擊，抗磨，抵抗寒冷，油還有水的能力都是相當?shù)暮玫摹? ABS的性能指標：密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點，彎曲強度80Mpa，拉伸強度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強度1839Mpa，缺口沖擊強度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它的吸水性能是非常好的，所以說加工出來的產(chǎn)品很容易出現(xiàn)斑痕，所以我們在對模具進行設計的時候一定要降低澆筑系統(tǒng)對于料流的阻力。通常來說，模具的厚度，還有熔料的溫度高低對于產(chǎn)品成型時候的收縮率影響是很小的，不過如果加工產(chǎn)品的精確度要求很高的話，我們可以將這個模具里面的溫度調(diào)整在五十度到六十度之間。因為這種ABS材料的比熱容是很低的，而且材料在進行塑化的時候速度非常的快，產(chǎn)品后期凝固也是很快的，所以說加工的時間也是比較短的。 2.3塑件材料主要用途 ABS這種材料在很多行業(yè)都可以使用，比方說可以用在機械制造行業(yè)，用來加工軸承，把手管道等等，用在汽車工業(yè)上的話，我們可以用來加工汽車的配件，比方說擋泥板，扶手，空調(diào)調(diào)節(jié)的管道等等。另外，我們在加工汽車車身的夾板層的時候，也可以用ABS來進行加工，別的領域也可以進行加工，可以生產(chǎn)紡織的器材，小孩子的玩具，電子琴，收音機，家具等等，應用是非常的廣闊。 第3章 塑件的工藝分析 在設計模具之前，首先要分析一下塑料加工產(chǎn)品的工藝性能，比方說塑料加工產(chǎn)品的外形，塑膠加工產(chǎn)品的構造，塑料加工產(chǎn)品的精確等級還有外表的質量等等，只有分析之后，才能將塑料加工產(chǎn)品生產(chǎn)時候的模具構造還有精確度都確定下來。 在下面的圖紙里面展示的就是空調(diào)控制面板的外殼，詳細的數(shù)據(jù)還有構造在圖紙里面有所展示，這個塑料加工產(chǎn)品的難度是一般，需要生產(chǎn)的數(shù)量是很多的，模具成本不能高，加工出來的時候比較簡單，并且精確度的要求沒有多高。 圖（1）3D視圖 3.1塑件的結構設計 （1）、脫模斜度 因為注射制件在溫度降低的過程中會發(fā)生變短或者減小，所以塑件在脫離模型之前會包緊模具的中芯。為了讓它更容易從模內(nèi)脫出來，害怕因為從模里面脫離出來的拉力太大而損壞塑料制品的表面，跟模里脫離的方向一置的產(chǎn)品里外應該擁有相對的脫模的傾斜角度。通常來說，塑料加工產(chǎn)品從模具里面拖出來的時候，模具要進行傾斜，這個角度的大小是在0.5～1.5 ，pom的型腔在進行脫模的時候，需要傾斜的角度范圍是在0.35 ～1 30/ ，將產(chǎn)品從型芯里面拿出來的時候，這個模具要傾斜的角度是在30/～1 。 （2）、塑件的壁厚 塑料制件的壁厚相對于注射成為模型擁有非常重要的作用，正常情況下，符合要求的塑料制件的壁厚不應該大，應該盡量小。壁厚過大會對塑料制件產(chǎn)生很大的影響，會使得原料耗費變大，制作成本變大，最重要的一點是讓塑料制件在模型里面溫度降低的時間變長，這樣一來每一次制作的時間變長了，還會讓塑件比較容易變形等缺點。但是壁厚也不能過分小，太小則塑件在受力時抵抗彈性變形的能力變差，在組裝調(diào)試的過程中都容易發(fā)生形狀的改變，對塑料制件的運用和安裝都會有影響。這個塑料加工產(chǎn)品的壁的厚度一般都是在1到4這個范圍里面，在進行實際加工的時候，壁厚的數(shù)值是在2到3這個范圍里面。 （3）、塑件的圓角 為了避免塑料制件在拐彎的地方用聚集，應該在塑料制件的拐角的地方和里面部件連接的地方運用圓形角度過度。要求不是很嚴格的時候，塑料產(chǎn)品在進行角的連接的時候，它的圓形度數(shù)都是比半徑大出0.5到1這個數(shù)值的。一般來說，壁厚的一半就是這個外面的圓弧的半徑的數(shù)值。 論文里塑料加工產(chǎn)品外面圓角半徑是0.5mm，里面的拐角這個地方的圓角就是0.5mm。 （4）、孔 一般情況下塑料制件的上面會有不同種類的孔，在塑料上面制作孔的時候，應該最大限度的運用結構簡單的孔的類型。因為芯子相對溶化的液體具有分道流向的效果，因此在這個孔制成模型的時候非常容易發(fā)生交接的痕跡，致使孔變形的能力變低，所以在制作孔的時候孔與孔之間的距離和孔到塑料制件旁邊的距離正常情況下都不能小于孔的直徑，孔的旁邊應該加強壁厚，用來確保塑料制件變形的能力提高。 3.2塑件尺寸及精度 塑料制件外面形狀的長寬度是由塑料制件的不固定性與注射機器的尺寸決定。塑料也能做成模型比較大，長寬比較大的產(chǎn)品，這個需要具備一定的機器對原材料進行加工。 塑料制品的大小精確度能對模具的構造和制作產(chǎn)生比較大的影響。為了讓模具的工藝難度降低、模具的生產(chǎn)成本減小，應該最大限度的把塑料制件的大小精確度制作的更低一點，當然必須在符合塑料制件要求的前提下。根據(jù)論文的任務書，我們論文里面設計的塑料產(chǎn)品精度等級是MT5。 3.3塑件表面粗糙度 如果說塑料加工產(chǎn)品表面的要求是比較嚴格的，那么翻過來說，這個產(chǎn)品的表面粗糙度的數(shù)值就是很小的。這就要求在制成模型的時候生產(chǎn)上面就必須最大限度的減少小的瑕疵、冷卻留下的疤痕等，模具內(nèi)部的粗糙成都能直接影響到這些。一般來說，塑料加工產(chǎn)品表面的粗糙度是在0.02到1.25這個范圍里面的，在模具的里面的腔室，它的表面粗糙度的數(shù)值是塑料加工產(chǎn)品表面粗糙度數(shù)的數(shù)值的二分之一。模具在應用的途中因為模型的內(nèi)腔摩擦損壞從而導致外面的粗糙程度也持續(xù)加大，因此應該查看來保證物體的表面光滑。 論文里面的塑料加工產(chǎn)品外面的粗糙度要求要比里面的粗糙度要求高，外面的粗糙度是Ra0.2，里面的粗糙度是0.4。 3.4塑件的體積和質量 在對塑料產(chǎn)品進行加工的時候，檢測塑料產(chǎn)品的質量還有外形的時候，用3D的測量方式來進行的，通過UG軟件，檢測塑料加工產(chǎn)品的零部件，這樣就能將這個塑料加工產(chǎn)品的質量算出來，就是125g。 第4章 注射成型工藝方案 4.1注射成型工藝過程分析[5] 安排它具體的工藝步驟： 第一步：要想產(chǎn)品在注射時候沒有任何間斷，保證加工出來的產(chǎn)品質量要好，那么在使用設備加工塑料的時候，提前有一些工作要注意： （1）、要先處理一下加工產(chǎn)品的原材料 按照需要加工產(chǎn)品對物料的要求，要檢測一下物料里面含有的水量有多少，看物料的外形還有顏色，還有原材料的情況，看一下原材料的性能是不是穩(wěn)定，測量一下它的流動性是多少，收縮率是多少，還要事先先將原材料進行干燥處理，因為ABS對水是不融合的，所以在這就不需要進行干燥處理了。如有需要，可在70 ～ 80 ℃下干燥2～4 h。 （2）、料筒的清洗 剛開始確定的塑料，還有確定注射機的時候，還有在對產(chǎn)品進行加工，原材料要更換的時候，顏色出現(xiàn)更換的時候等等應該要對注射機器采取洗滌或者調(diào)換的處理。 柱塞式注射機器材料筒的清潔洗滌，跟注射機相比，還是有一定的難度的，因為在這個料筒的里面，所含有的物料是很多的，使得它不容易運轉，清潔洗滌的時候應該先拆下進行清潔洗滌或者選用專門的料筒。螺桿式的料筒在更換加工物料的時候，直接進行清洗就可以了。 （3）、脫模劑的選用 脫離模具的試劑是塑料制作的產(chǎn)品便于在模具里面脫離出來涂在外面的試劑。一般來說，脫模裝置要滿足加工產(chǎn)品的各項要求，還能達到模具設計的要求。要想讓產(chǎn)品很快的從模具里面拿出來，使用的脫模劑有很多，針對POM這種材料，使用的脫模劑是硬脂酸鋅。 第一步: 注射成型過程 整個在注射的時候，流程是添加物料，對物料進行塑化，將熔體注射到模具里面，穩(wěn)定壓力進行冷卻，最后將模具脫掉，不過在現(xiàn)實的生產(chǎn)里面，它的過程只有塑化還有冷卻。 第二步：制件的后處理 注射制作的產(chǎn)品經(jīng)過脫離模具之后或者進行機器生產(chǎn)以后，經(jīng)常需要對它采取恰當?shù)暮笃诩庸?，這個作用是減除里面存有的內(nèi)在作用力。這樣一來，塑料產(chǎn)品的性能和質量就大大提高了，產(chǎn)品的穩(wěn)定性能也是非常好的。制作零件的后期加工主要是退貨與調(diào)整濕度的加工。文中的塑料加工制品使用的原材料是ABS，所以在進行退火的時候，需要耗費的時間大概是一個小時到三個小時。 4.2澆口種類的確定 所謂的澆筑系統(tǒng)說的就是從模具上面的注射口一直到模具內(nèi)部腔室的這一段的通道。它主要是用來將這個塑料模的內(nèi)部都灌滿材料。所以說我們可以知道，這個澆注系統(tǒng)的好壞就直接關系到加工出來的塑料產(chǎn)品的質量，這個澆注系統(tǒng)的組成部分是流道，澆口還有冷料穴。在這個里面直接關系到產(chǎn)品質量的是澆口的設計還有澆口的選擇。 因為論文里面在對空調(diào)的面板進行設計的時候，面板的質量要求是不低的，所以澆口形式是點澆口。這個澆口所在的位置是在中間的圓端這個地方，空調(diào)安裝起來之后，澆口就看不見了。 4.3型腔數(shù)目的確定 論文里面的澆口形式是點澆口，再加上塑料加工產(chǎn)品的外形沒有多大，所以為了讓加工產(chǎn)品的成功率變高點，并且要讓成本小一點，所以模具的類型是一個模具一個腔室。 4.4注射機的選擇和校核 因為使用的是一個模具一個腔室，最少需要注射的數(shù)量是125g，在流道水口的廢料應該是5g，總的注塑量在一百三十克，參照工藝要求，確定下來這個注射機的類型是海天160*2C。下面是它的有關數(shù)據(jù)： 表一：海天HTF160*2C參數(shù)要求 型號 160*2A　 160*2B 160*2C 參數(shù) 螺桿直徑 40 45 48 理論注射容量 253 320 364 注射重量PS 230 291 331 注射壓力 202 159 140 注射行程 201 螺桿轉速 0~230 料筒加熱功率 9.3 鎖模力 1600 拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) 455*455 允許最大模具厚度 500 允許最小模具厚度 180 移模行程 420 移模開距(最大) 920 液壓頂出行程 140 液壓頂出力 33 液壓頂出桿數(shù)量 5 油泵電動機功率 18.5 油箱容積 240 機器尺寸(長×寬×高) 5.4*1.45*2.05 機器重量 5 最小模具尺寸(長×寬) 320*320 4.4.1注射量的校核 在對模具進行設計的時候，注射到模具型腔里面的塑料熔體的量只能是注射機額定數(shù)量的八成，接下來對注射量進行校核： 式中 --型腔數(shù)量 --單個塑件的質量（g） --澆注系統(tǒng)所需塑料的質量（g） 本設計中：n=1 125g =5g M=125*1+5=130g（約等于）<331g*80% 注塑機額定注塑量為331g 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 注射成型的時候塑料制件的模具分型面上的投影面積對鎖模力影響比較大。假如這個數(shù)值比注射機器所承受的最大成型面積大，則制作成型的途中會發(fā)生漲模溢出材料的現(xiàn)象，應該符合下面的條件。 式中 n --型腔數(shù)目 n=1 =26061.48 =750 =26061.48+750=26061.48 注射成型的時候確保更好的鎖模，應該使用塑料熔融物質對型腔的制作成型壓力與塑料制件和澆注結構在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力。即： （）P < F 根據(jù)教科書表5-1，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP （）P=26061.48*30*1.1*0.001= 860KN<1600KN 鎖模力符合要求 4.4.3模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 （1）、模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 本設計中模具厚度為370mm 180

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