U盘外壳塑料件模具设计说明书

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1、湘潭大学课程设计说明书题 目：U 盘外壳塑料件模具设计学 院：兴湘学院专 业：材料成型及控制工程学号：2010960141姓名：朱胜指导教师：谢桂兰目录第一章 塑件成型工艺分析 . 三1.1 塑件分析 . 三1.2 塑件表面工艺性分析 . 四第二章成型设备的选择 . 五1. 塑件成型方法 . 五第三章 模具结构形式的拟定 . 七3.1 分型面的确定 . 七3.2 型腔数量和排列方式的确定 八3.3 注射机型号的确定 九4. 成型设备的校核计算 . 十一第四章 浇注系统的设计 . 十二4.1 主流道设计 十二图 5 . 十三4.2 分流道设计 . 十三4.3 浇口的设计 十四4.4 冷料井设计与

2、计算 十六第五章 主要零部件的设计计算 . 十六5.1 成型零件的结构设计 十六5.2 导向定位机构设计 十七5.3 成型零件工作尺寸的计算 十八5.4 推出机构的设计 . 十九参考文献 . 十九第一章塑件成型工艺分析1.1塑件分析1.外形尺寸分析:如图：塑件该U盘外壳塑件尺寸不是很大，无侧孔，能单向顶出，成型模具中无需抽 芯机构，可以采用一模多腔。2. 材料分析：【(ABS的成型特性与工艺参数】丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合 物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工

3、流动性。因此 ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要 干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。ABS塑料主要的性能指标：密度 (Kg.dm-3) 1.13 1.14收缩率%0.30.8熔点130160热变形温度45N/cm6598弯曲强度Mpa 80拉伸强度MPa 3549拉伸弹性模量GPa1.8弯曲弹性模量Gpa1.4压缩强度 Mpa 1839缺口冲击强度 kJ/ m21120硬 度 HRR6286体积电阻系数Q cm 10 13击穿电压 Kv.mm-1 15介电常数60Hz3.71.2 塑件表面工艺性分析塑件表面质量包括： 表面粗糙度要求、云

4、纹冷疤和表面缩陷的程度要求、表 面光泽性和色彩、毛刺和拼接缝缺陷的要求等。此塑件表面粗糙度为 Ra 1.6 。要求外观表面无云纹冷疤和便面缩陷。塑件表面色彩均匀和色泽光亮，无毛刺和拼接缝缺陷。第二章成型设备的选择1. 塑件成型方法该U盘外壳塑件的材料为 ABS查书本得知其密度为1.13-1.14g/cm 3，收缩 率为，计算其平均密度为1.135 g/cm3,平均收缩率为0.55 %。适宜采用注射成 型。2. 成型设备的选择考虑到塑件需要大批量生产， 应该尽量选择可以实现自动化， 且设备利于操 作和维修。同时结合经济型和制件需求，选择最合适设备。注射机根据注射和和模装置的排列方式可以分为：立式

5、注射成型机： 占地面积小，模具拆装方便，但制件顶出后需要手或其他 方式取出，不易实现全自动化操作，又因为机身较高，机器的稳定性差，加料和 机器维修不便。卧式注射成型机：相比于立式注射成型机，机身低，利于操作和维修，机器 重心较低，故稳定，同时，制件成型后课利用其重心自动落下，容易实现全自动 操作。所以，卧式应用广泛，对大、中、小型塑件的生产都适用，是国内外注射 成型机中最基本的形式。角式注射成型机：使用比较普遍，在大、中、小型注射成型机中都有应用。 特别适用于成型制品中心不允许留有浇口痕迹的制件， 熔料是沿着模具分型面进 入模腔，不存在受机器模板尺寸限制的情况。对于此U盘外壳塑件，应选用卧式注

6、射成型机。注射装置是注射成型机中直接对塑料加热和加压的部分， 塑料的塑化和注射 都在这里进行， 是注射成型机的重要组成部分。 注射装置的主要形式有： 柱塞式， 螺杆预塑式和往复螺杆式。由于柱塞式外热加热的热传导方式使塑料熔融塑化，会使塑料形成温度梯 度，使塑料塑化不良和温度不均导致最终效果不好；螺杆预塑式结构复杂庞大， 两个单向阀处容易英气塑料的停滞和分解；往复螺杆式克服了螺杆预塑式的缺 点，塑化质量好，速度快，先塑化后注射，注射压力损失小，螺杆的拆装和清理容易，广泛应用各类注射机。所以，本塑件生产所用的卧式注射机采用如图 2往复螺杆式注射装置图2 . 往复螺杆式注射机3. 注射成型过程1、成

7、型前的准备对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，成型前应进行充 分的干燥预处理（100-110 C）。同时，清洗料筒，对嵌件和模具进行预 热，确定应使用的脱模剂，在模具型腔表面均匀涂上一层脱模剂（如硬脂酸锌、 液体石蜡、硅油等），以保证塑料制品的顺利脱离，将原料加入料斗，对料筒加 热到预定温度，保温20分钟之后，启动螺杆对原料进行塑化和计量。2 、注射过程 塑料原料在注射机料筒内经过加热、塑化达到粘流状态后， 由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和 冷却五个阶段。3 、塑件的后处理调湿处理，即将刚脱模的塑件放入热水中（处理温度90-100 C）,保温一段时间（

8、处理时间为4小时左右），然后缓慢冷却，这样可以 隔绝空气，防止塑料氧化，同时，加速吸湿平衡，稳定塑件尺寸，消除内应力。注射工艺参数：1、注射机：螺旋式，线速度1.3m/s2、料筒温度C）:后段190210;中段200220;前段210230。3、喷嘴温度（C）： 200210。4、模具温度（C）： 60100。5、注射压力（ Mpa）： 70-120 Pa 。6、 充模时间：1 5 S7、保压时间： 20 S8、冷却时间： 20-120 S第三章 模具结构形式的拟定3.1 分型面的确定3.1.1 分型面的选择：塑料在模具型腔凝固形成塑件， 为了将塑件取出来， 必须将模具型腔打开， 也就是必须将

9、模具分成两部分， 即定模和动模两大部分。 定模和动模相接触的面 称分型面。通常有以下原则：（ 1 ）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使 塑件流在动模部分， 由于推出机构通常设置在动模的一侧， 将型芯设置在动模部 分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁 厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动 模一侧。 拔模斜度小或塑件较高时， 为了便于脱模， 可将分型面选在塑件中间的 部位，但此塑件外形有分型的痕迹。2)3)4)分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。 分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。

10、分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法， 都必须首先确定分型面， 因为 模具结构很大程度上取决于分型面的选择。 该塑件为外壳， 外形表面质量要求较 高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量、便 于清除毛刺及飞边、 有利于排除模具型腔内的气体、 分模后塑件留在动模一侧及 便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处，如图 3所示：图3 .分型面3.2型腔数量和排列方式的确定 型腔数量的确定该塑件生产批量为大批量生产， 故可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到模具结构尺寸与塑件尺寸之间的关系，加之制造

11、成本和经济利益的因素， 决定选用一摸四腔的模具结构形式。型腔排列形式1、型腔排列的一般原则（1）流动长度要适当，流道废料尽量少，浇口位置要合适统一，进料要平衡， 还要使型腔压力平衡；（2）排位应保证流道、浇口套距定模型腔边缘有一定距离，以满足封胶要求；（3）排位应满足模具结构等的空间要求；（4）为了使模具达到较好的冷却效果，排位应注意螺钉、推杆对冷却水孔的影 响，预留冷却水空的位置；（5）排位要尽可能紧凑，以减小模具的外形尺寸，且长宽比例要适中，同时也 要考虑注射机的要求。2、型腔排列形式的确定综合考虑上述排列原则及加工难度、经济性、效率、成本等因素，又由于本 设计选择的是一摸四腔，故采用对称

12、排列，如图4：图4 .型腔数及布置323模具结构形式的确定由以上的分析可知，本模具设计为一模四腔结构，对称排列型腔，根据塑件结构形状，推出机构采用推板的推出形式，利用推板推动推杆然后通过推杆再将 塑件顶出模具。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且设在分型面上， 无需侧向抽芯。因此，可确定选用单分型面注射模。3.3注射机型号的确定1.计算塑件体积和重量 V =4141.7903mm3=41.418cm3塑件的质量计算：塑件的质量为 M=Wp =41.418 x 1.2g/cm 3=49.7g。2.确定注射成型的工艺参数根据以上所计算的结果，可选择设备型号、规格、确定型腔数。注射

13、机 的额定注射量为每次的注射量不超过它的80%即n=(0.8 Vb-Vj)/ Vg 式中n 型腔数；V 浇注系统的体积(g);Vg 塑件体积。估算浇注系统的体积V：根据浇注系统初步方案进行估算浇注系统体积。Vj =0.78 cm3由于该塑件外形较小，因此采用一模四腔，即n=4则：M=(nVg+Vj)/0.8= 415.155 cm3根据该塑件的结构特点和 ABS的成型性能，查有关资料初步确定塑件的注 射成型工艺参数，见下表：塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容工艺参数内容预热和干燥温度8090 r成型时间/s注射时间35时间2h保压时间15 30料筒温度/ C后段180 200冷却时间15 30

14、中段210 230总周期40 70、八 刖170190螺杆转速/(r/mi n )30 60喷嘴温度/ C180190后处理方法红外线灯烘箱模具温度/ C60 80温度/ r70注射压力/MPa70 90时间/h243. 确定成型设备由于塑件采用注射成型加工，使用一模四腔分布，因此可计算出一次注射成型过程所用塑料量为：W=8w+v废料=8X49.7+49.7 X 20%=407.54g根据以上一次注射量的分析以及考虑到塑件品种、 塑件结构、生产批量及注射工 艺参数、注射模具尺寸大小等因素，参考设计手册，初选 SX ZY-500型螺杆式 注射机。记录下SX-ZY-500型柱塞式注射机的主要技术参数，见下表：SX ZY-500型柱塞式注射机的主要技术参数序号主要技术参数项目参数数值1取大注射量/cm35002注射压力/MPa10403锁模力/kN14004 :动、定模模板最大安装尺寸/ (mnX mm620x5205最大模具厚度/mm4506最小模具厚度/mm3007最大开模行程/mm5008喷嘴前端球面半径/mm129喷嘴孔直径/mm410