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1、电器件后盖注塑模具设计 摘要本文通过查找文献等途径，针对电器件后盖注塑模具设计的总体要求，先对相应的塑件成型工艺、加工精度要求进行了分析；并在此基础上，通过对注塑机进行选择和校核，得出海天80CX型号的注塑机能够完全满足本文的需求；然后又对注塑模具进行了合理的结构设计以及材料的选择；最后通过三维建模软件进行装配图和零件图的绘制，并采用说明书和计算分析的形式完成了模具设计的论文。关键词：成型工艺；UG三维建模；模具设计；注塑机；模具材料AbstractAccording to the general requirements for injection mold design of electr
2、onic component covering. Firstly, the plastic molding process and the machining precision is analyzed; Secondly, the injection molding machine has been selected and checked, results show that Haitian 80CX can fully meet the demand; Then the reasonable structure design and material selection of the i
3、njection mold are discussed. Finally, the assembly and detail drawings have been completed using 3D modeling software, and with a detail report and much of calculations, the graduation thesis is done.Key Word：Molding process；UG 3D modeling；Mould design；Injection molding machine；Mold materialIII目 录第1
4、章 绪述1第2章 塑件成型工艺性分析22.1 塑件分析22.2 材料的选择22.3 成型结构设计分析2第3章 注塑机选择和校核43.1 选择模具注塑机43.1.1 塑件体积及质量估算43.1.2 凝料体积的初步估算43.1.3注塑机的初步选择43.2 注塑机工艺参数校核53.2.1 最大注射量校核53.2.2 注射压力及锁模力的校核63.2.3 模具厚度的校核63.2.4 开模行程的校核73.2.5 顶出装置的校核7第4章 注塑模具结构设计84.1 成型零件设计84.1.1分型面的确定84.1.2 型腔的分布84.2 浇注系统的设计94.2.1 浇注系统的组成94.2.2 确定浇注系统的原则9
5、4.2.3 主流道的设计94.2.4 分流道的设计114.2.5 浇口的设计124.2.6 冷料穴的设计124.3型注射模成型零件的设计124.3.1 模具成型零件结构设计124.3.2模具成型零部件工作尺寸计算144.4 排气系统结构设计154.5 脱模机构的设计154.5.1脱模机构的选用原则164.5.2 脱模机构类型的选择164.5.3 简单脱模机构的设计164.6 温度调节系统设计174.6.1 温度调节对塑料制件的影响174.6.2 注塑机冷却装置设计184.7 模架的选用18第5章 模具材料选择205.1 成型零件材料的选用205.2 注射模所用钢种20总结21参考文献22致谢2
6、3V第1章 绪 述在我国经济之中，模具制造产业占有非常重要的意义，如何对我国的模具工业进行进一步的发展越来越为人们所重视。业内人士普遍对于模具持有工业生产基础工艺装备的态度，在许多产品的生产过程之中都会模具进行利用，比如电子、电器、家电以及通信产品等等，这些产品之中运用到复杂的零部件，而大约占总部件数量百分之六十到八十的零部件都是利用模具生产出来的。这不仅仅是因为用模具制件能够使部件的精度等品质得到保障，也能够在一定程度上降低材料成本等方面的消耗，和其他的制件方法相比，具有很强的优越性。与此同时，利用模具能够生产出来的产品，相比于模具本事，具有远远高于其的价值。在制造业之中，模具工业属于基础产
7、业，也是对重要技术成果进行转行的前提条件，在高新技术产业之中，是一个非常重要的领域。从市场情况的角度出发，对模具进行发展的过程之中，主要的发展重点是对技术含量较高、较为精密和复杂、使用寿命更长的模具进行发展，与此同时，进一步拓宽国际市场，在出口模具方面投入一定精力。随着我国在塑料工业方面的发展，尤其是在工程塑料方面的发展速度加快，可以看出，我国塑料模具的发展速度将持续处于较高水平，预测在未来几年间增长率会保持在20%左右的水平，我国国内一些外资企业发展也十分迅速，在这些企业之中，也会生产一些塑料模具以供生产利用，没有在相关数据之中进行统计和整合。科学发展和进步的过程之中，人才是一个非常重要的因
8、素，必须要在人才培养方面给予足够的重视，提高模具制造水平。我国的模具制造业正在向着充满朝气、更加信息化的方向发展。第2章 塑件成型工艺性分析2.1 塑件分析本文设计的课题是电器件后盖注射模具设计，塑件3D图如图2.1所示，塑件详细的结构和尺寸见图纸。根据课题要求可得知，本塑件为批量进行生产，在进行模具设计的时候，需要对已知塑件的形状尺寸、表面加工性能等属性进行研究，通过分析可知，本课题对塑件进行模具设计，其自身并不是很复杂，而且可以进行大批量生产，精度要求不高、成型也较为容易。图2.1 塑件3D图2.2 材料的选择ABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene）是一种高
9、分子材料，是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)这三种单体构成的，被广泛用于电子电器领域。一般而言大部分ABS是无毒的、不透水、不透明，并且呈现出良好的性能，比如它具有优良的力学性能，抗冲击能力强、耐磨损，而且热力学性能好，退火后表现出一定的韧性，此外它还具有优异的环境性能和电学性能。此外硬度高也是ABS的一大特点，与PVC和PS等材料相比，它热变形温度一般为93118摄氏度，因此比前面两种材料更优，并且它还具有一定的尺寸稳定性和成型加工性，当需要变更颜色时可以采用调色的手段来实现。因此，本论文的塑料外壳注射模具设计选用的材料是ABS.2.3 成型结构设计分析1.脱模斜度1根据资料文献1
10、得知，常用的塑件脱模斜度推荐值为0.5到1.5，根据塑件材料和脱模斜度的关系，ABS的材料型腔一般取0.35到130，而型芯则取为为30到1。2.壁厚塑件的壁厚推荐值为1mm至4mm，23mm为其常用值，本课题中，塑件的壁厚采取均值，四周和底部均采用4mm。3.圆角通常，如果塑件的转角处应力集中，因此为了改善成型性能，需要进行0.5mm至1mm的倒圆角。根据相关的经验，外部倒圆角时，其倒角半径往往大于零件壁厚的1/2倍，而对于内部倒圆角，只需要是二分之一就可以满足要求。综上所述，对于本文中塑件的外表面和内部拐角处，其倒圆角的半径均取为0.5mm。4.孔型芯对熔体的分流作用会导致一些问题，如孔的
11、强度会因为其在成型过程中产生的熔接痕而降低。因此需要保证适当的孔间距，以及孔与塑件边缘之间的距离，一般该距离应大于孔径，此外为了提高塑件的刚度和硬度，需要增加孔周边的壁厚。5.尺寸及精度2根据目前我国的成型技术水平和类型，文献2中给出了塑件的公差数值标准，参考其对塑件的尺寸公差要求，并结合本文的总体要求，本文认为MT3级精度要求能够符合塑件尺寸性能指标。 6.表面粗糙度根据相关文献，表面粗糙度是由加工方法决定的，一般塑件取Ra=0.021.25 m，而模腔为了延长寿命常在表面做硬化处理，因此其表面粗糙度约为前者的一半。经过一定时间的反复使用，机械磨损会导致表面粗糙度增加，从而使模腔失效，因此需
12、要适时的进行表面抛光处理。 综上所述，本课题设计的塑件，外表面和内表面相比，粗糙度要求有所不同。一般前者的要求更高一些，因此这里推荐前者取Ra=0.2 m，后者取Ra=0.4 m。第3章 注塑机选择和校核3.1 选择模具注塑机3.1.1 塑件体积及质量估算本文中的塑件体积可以通过UG软件中的测量体命令进行测量。已知ABS的密度约为1.05g/cm3，根据测得的体积3.3cm3，可以计算得到质量约为3.5g。 3.1.2 凝料体积的初步估算在计算完塑件的体积和质量之后，需要对凝料的体积进行估算。这里我们估计凝料体积应该占前者的0.2倍到1倍之间。为方便计算，这里取它们的中间值0.5倍。此外若一副
13、模具的体积按两个塑件体积来计算，可以得到n个塑件所需的凝料总体积为： （3.1)其中：V总为凝料的总体积；n为塑件的个数；V塑则为单个塑件的体积；3.1.3注塑机的初步选择根据注射容量来对注塑机进行初步选择，本文采用一模二腔，则根据单个塑件的质量为3.5g可知，至少需要7g的注射量，考虑到可能产生的废料约为3g，则总的注射量至少为10g。结合相应的理论注射量、注射重量等，本文考虑采用选择海天80XC型号的注塑机，其具体性能指标如下表所示。表3.1 海天80XC型号注塑机的性能参数技术参数单位80A80B80C螺杆直径mm343640理论注射量cm3111列6153注射重量g101列7149注射
14、压力Mpa206183149注射行程mm122螺杆转速r/min0220料筒加热功率KW5.7锁模力KN800拉杆内间距（水平垂直）mm365365允许最大模具厚度mm360允许最小模具厚度mm150移模行程mm310移模开距（最大）mm670液压顶出行程mm100液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW11油箱容量l200机器尺寸（长宽高）m4.31.251.8机器重量t3.22最小模具尺寸（长宽）mm2402403.2 注塑机工艺参数校核3.2.1 最大注射量校核实际生产过程中，需要对注塑机的最大注射量进行校核。浇注系统所需要的塑料总量，需要控制在注塑机最大注射量的4/5左右。其检验公式可由下式给出： （3.2)其中： 和分别表示为单个塑件的质量以及浇注系统所需塑料质量，为型腔总数。本文的设计参数计算如下，其中n取2，m1和m2分别为3.5g和3个，则 (3.3)由于本注塑机的注射器固定量为139g，因此符合设计要求。3.2.2 注射压力及锁模力的校核注射成型时需要对注射压力及锁模力进行校核。锁模力是注射时需要克服的张开力，其影响因素有很多，
