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1、毕业设计（论文）题 目： 磁带机面板注塑模具设计 学 生： 邹 宗 胜 指导老师： 范 有 发 副教授 系 别： 材料科学与工程系 专 业： 模具设计与制造 班 级： 模具061 学 号： 1506203130 2009年6月目 录 目 录I摘要III1.选题背景11.1塑料模具的发展状况及地位11.2 选择磁带机面板形件的背景及意义21.3 选材及性能分析21.3.1 ABS21.4设计内容41.5 应解决的主要问题42.塑件成型工艺性分析42.1 塑料材料42.2 尺寸和精度52.3 结构特点53.塑件成型方案设计63.1 分型面选择63.2型腔数确定73.3 浇注系统类型与位置选择83.
2、3.1 浇口的选择83.3.2 浇口尺寸的确定93.4 成型零件结构设计103.5 脱模结构设计113.5.1 脱模力计算113.5.2 脱模机构的选用及布局113.5.3 凝料脱出机构的设计133.6 导向、定位机构设计133.6.1 导向机构的作用133.6.2 导向机构结构及设计133.7 侧抽芯结构设计14根据抽芯行程 S=80mm143.8 模具冷却系统设计153.8.1制品所需冷却时间的计算153.8.2冷却介质一边所需传热面积的设计计算153.9 模架选用164.模具结构设计164.1 模具成型零部件设计164.1.1 成型零件重要工作尺寸计算164.1.2 成型零件结构设计17
3、4.1.3 排气方式及排气槽的设计194.2 模具强度与刚度计算194.2.1型腔(上模)的侧壁和底板厚度计算194.3 塑件基本参数214.4 注塑机参数校核214.4.1 最大注塑量214.4.2 锁模力校核224.4.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核224.4.4 开模行程校核224.5 模具结构总图绘制234.6 成型零件的加工工艺254.6.1 选材254.6.2型腔的加工256.结束语27致谢28参考文献29磁带机面板塑料件模具设计摘要 本课题设计的产品是磁带机面板形件。首先，对材料性能进行分析，选用ABS作为制件材料。然后，对制件做总体分析，该制件的结构不是很复杂，精度要求也
4、不高，最大的难点是侧抽芯成型，通过对产品结构设计、生产效率等方面的综合分析，决定采用侧抽芯。课题的另一个难点也是重点就是进料问题，不能在制件表面留下熔接痕，通过对分型面的选定结合制件的实际情况选用潜伏式浇口。最后，对产品进行工艺分析、模具的设计及注塑机相关参数的校核。重点一是产品结构工艺分析，在符合使用要求的情况下，尽量简化产品模具的生产，另一个是模具结构的设计，设计合理的模具，以满足制件结构和精度的要求，合理安排加工工艺，完成加工要求的前提下降低模具制造成本。1.选题背景 1.1塑料模具的发展状况及地位模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、
5、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。现代工业的飞速发展为素有“工业之母”美誉的模具工业带来前所未有的发展机遇，而模具材料的应用在模具制造中起举足轻重的作用。塑料，作为重要的模具材料之一，随着家电、汽车、电子、电器、通讯产品的迅猛发
6、展而得到更为广泛的应用。塑料模具，成为时下模具品种之“关键词”。近年来,我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右。当前，国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，仅汽车行业将需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量己超过3000万台。家电行业近期家电业所需模具量年增长率为10%。一台电冰箱约需模具350副，价值约400万元；一台全自动洗衣机约需模具200副，价值3000万元；一台空调器仅塑料模具就有20副，价值150万元；单台彩电大约共需模具
7、140副，价值约700万元。则仅彩电模具每年就有约28亿元的市场。随着家电市场竞争的白热化，外壳设计成为重要的一环，对家电外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。业内人士普遍认为，大型、精密、设计合理（主要针对薄壁制品）的注塑模具将得到市场的欢迎。在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。塑料成型模具的发展方向包括：模具CAD/CAE/CAM技术应用的普及，以提高模具制造精度，缩短制造周期；模具零件加工和装配朝着“零公差”要求发展；模具结构设计往“免试模”方向发展；精密注射成型设备向超高速、全电动、智能化等方向发展。在此背景下，如何更深入地认识塑料
8、模具的发展状况并把握其市场走向，成为重要课题。而站在塑料制件模具的设计生产去探求此课题的实质与内涵，成为最佳视角。1.2 选择磁带机面板形件的背景及意义磁带机面板形件结构虽然不是很复杂但五脏具全，包含了常见塑料模具的各个部分，能达到综合训练自己设计水平的目的，而且磁带机面板形件是日常用品，能充分做到理论结合现实生活的实际情况，我们能做到同时站在生产方和使用者的角度来考虑产品的设计，可以结合自己对产品使用性能的一些需求来改进产品的设计方案，使产品模具设计更具实际意义。1.3 选材及性能分析 本课题是普通日常用品，产品外形尺寸为107X75（单位毫米）。该产品对材料没有什么特殊要求，因此选用ABS
9、即可。1.3.1 ABS (1) ABS名称：a.化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；b.英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene ；(2) 性能：物理性能ABS树脂无毒、无嗅、坚韧、质硬、呈刚性，有较好的耐低温性和耐蠕变性。ABS树脂不透水，常温下吸水率1，表面可抛光。机械性能冲击强度:ABS树脂有极好的冲击强度，而且在低温下强度下降不多。冲击强度的大小主要与橡胶含量、接枝率和橡胶形态等因素有关。拉伸强度 ABS树脂的拉伸强度一般为3550MPa，相氏横量为1.42.8GPa，屈服伸率24。压缩强度:ABS的压缩强度比拉伸强度大。标准ABS树脂在14.1M
10、Pa压缩负荷下，50经24小时，尺寸变化不超过0.21.7。A.弯曲强度 ABS树脂的弯曲强度可达2870MPa。B.耐磨性 ABS树脂扽爱模型能很好，虽不能作自润滑材料，但由于有良好的尺寸稳定性，故可做中等负荷的轴承。C.抗蠕变性 ABS树脂的抗蠕变性视品种不同而异，超高冲ABS制品可承受7MPa负荷，而尺寸不变化。热电性能一般ABS的热变形温度为93，耐热级可达115，脆化温度可达-7，通常在-40时仍有相当强度。ABS制品的使用温度为-40100.ABS的热稳定性差，250时既能分解产生有毒的挥发性物质。一般ABS易燃，无自熄性。电性能ABS有良好的电绝缘性，且很少受温度、湿度影响，能在
11、很大频率范围的保持恒定。化学性能ABS树脂对水、无机盐、碱及酸类几乎完全呈惰性，能溶于酮、醛、酯和氯化烃，而不溶于大部分醇类和烃类溶剂，但与烃类长期接触后软化和溶胀。ABS表面受冰醋酸、植物油等化学品的侵蚀能引起应力开裂。密度：1.021.16g/cm3； 注射速度：建议使用快速的注射速度。流道和浇口：可以采用所有常规类型的浇口； (3) 成型工艺特点:a.干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80-90 下最少干燥2小时； b.熔化温度：210-280 ；建议温度：245 ； c.模具温度：25-70 （模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）
12、； d.注射压力：500-1000Pa； e.注射速度：中高速度f.成型收缩率:0.4-0.7%1.4设计内容本课题是在给定二维产品图纸和塑料件实样的基础上，对塑料件进行注射成型分析，确定模具结构，选择注塑机型号，完成模具设计。基本内容包括：（1) 根据产品的二维图纸利用三维建模平台建立三维模型：主要是根据二维图纸利用PROE软件进行造型，并利用软件测得本产品的体积和重量；（2） 利用二维绘图软件平台设计出完整的模具装配图和零部件图：主要是利用所学的知识对塑料件进行注射成型分析确定合理的模具结构，并利用AutoCAD软件进行绘制出完整的模具装配图和零件图，并打印出来；（3） 编制模具主要零件的
13、制造工艺和模具装配工艺；（4）完成毕业论文：应包括所有的说明、分析和计算。1.5 应解决的主要问题结合磁带机面板形件注射成形工艺及模具设计的特点，本课题应解决的主要问题:侧抽芯机构设计；塑件设计怎么反映工艺、成型指标；型芯抽芯的驱动力来源；推杆的分布要保证推出力均衡且不影响制件的外观；进料不能影响制件外观此外，成型设备的改造也是必须考虑的一个重要问题。2.塑件成型工艺性分析2.1 塑料材料(1) 材质：丙烯睛丁二烯苯乙烯共聚物（ABS,橙黄色）(2) 工艺参数：成型收缩率：0.4%-0.7% ；成型温度： 前段160180 ;中段：210-260 ;后段：210-260 ；喷嘴：210-260
14、 ；模温：40-80 ；注射压力：80-130MPa(3) 成型性能：在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度，尺寸稳定性好，制品表面光泽度高，具有良好的涂装性和染色性，而且绝少出现塑后收缩。2.2 尺寸和精度尺寸： 这里的尺寸是指塑料制件的总体尺寸大小。由于受塑料流动性的影响，对流动性差的塑料或薄壁制件，在注射或压住成型时塑件的尺寸不能太大，以免塑料容体充不满模具型腔或使产生的熔接痕强度过差，从而使塑件不能正常成型或对塑件的外观和强度产生影响。此外，塑件尺寸还受现有的成型设备规格，参数等的影响。尺寸精度：塑料制件尺寸公差：塑件图上无公差要求的默认为8级精度，本人所选塑件材料为丙烯氰丁二烯苯乙烯共聚物，故定塑件的等级为：5级精度。螺纹及与配件相配合部分的尺寸精度要求较高，装配后无松动，相配件外轮廓形状应吻合，过渡平顺。2.3 结构特点深腔薄壁罩形件，均匀壁厚23mm，上表面要无接痕，光亮。制件二维截图如图2-1所示。图2-1 制件的二维图结论：采用普通热塑性塑料注射模成型即可，塑件精度MT5级；模具精度IT11以上3.塑件成型方案设计3.1 分型面选择如何确定分型面，需
