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1、塑料机壳模具课程设计说明书2资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。 课 程 设 计设计( 论文) 题目: 学 院 名 称: 机械工程学院 专 业: 材料成型及控制工程 班 级: 姓 名: 学 号 指 导 教 师: 职 称 定稿日期: 年 月 日目录1引言12塑件成形工艺性分析2 2.1塑件的分析2 2.2塑件材料的确定5 2.3塑件材料的性能分析5 2.4塑件的脱模斜度6 2.5分型面的设计6 2.6确定型腔数量及型腔布局8 2.7模架的选择9 2.8模具零件材料的选择11 2.9注射机型号的选择11 2.10注射机有关工艺参数的校核13 2.11本章小结153浇注系统的
2、设计16 3.1主流道的设计16 3.2冷料穴的设计18 3.3分流道的设计19 3.4浇口的设计21 3.5本章小结224模具成型零部件的设计23 4.1型腔的结构设计23 4.2型芯的结构设计24 4.3成型零部件的工作尺寸的计算265合模导向机构的设计29 5.1导向机构的总体设计29 5.2导柱设计29 5.3导套的设计30 5.4本章小结316脱模顶出机构的设计32 6.1脱模推出机构的设计原则32 6.2顶杆顶出机构32 6.3脱模力的计算与校核33 6.4本章小结337冷却系统的设计34 7.1 冷却水管的工艺计算34 7.2 冷却水管的结构设计358模具的工作过程原理36参考文
3、献381引言在现代化的生产当中, 模具是用来生产各种大批量产品和日用生活品的重要工艺装备, 它以其特定的形状经过一定的方式方法使原料成型。由于模具成型具有质量好、 产量多、 省材料和成本低等特点, 现如今已经在国民经济各个部门得到应用, 特别是汽车、 航天航空、 机械制造、 家用电器、 仪器仪表和石油化工以及轻工日用品等部门。因为模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备, 因此模具生产的最终产品的价值是模具自身价值的几十倍、 上百倍, 因此说国民经济的基础工业是模具工业, 模具的生产技术水平的高低, 无形之中已经变成衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。由于塑料模具工业快速发展, 中国今后塑
4、料模具的发展速度必将大于模具工业总体的发展速度。塑料模具生产在向着规模化和现代化发展的同时, 更加专业和精度高是一个必然的发展趋势。从技术层次上来说, 是为了满足用户对模具制造的 ”精度高”、 ”质量好”、 ”交货期短”、 ”价格低”的要求。1我们需要经过对塑件材料、 质量、 体积的分析与计算, 合理的选用注塑机型号, 并对注塑机各个参数进行校核, 设计出一副经济, 合理, 适用的塑料注塑模具。中国的模具标准化程度与国外相比较, 还有一定的差距, 国外一般为七成到八成, 而中国只有三成左右。假如能够广泛应用模具标准件, 将会缩短模具设计制造周期四分之一以上, 而且可减少由于使用者自制模具件而导
5、致的工时浪费。应用计算机辅助绘图技术设计模具已经较为普遍, 推广和使用模具标准件, 能够在一定程度上实现部分资源的共享, 这将会大大减少模具设计的工作量和工作时间, 对于发展计算机辅助绘图技术、 提高模具的精密度有着重要的意义。2塑件成形工艺性分析2.1塑件的分析2.1.1塑件如图2-1所示: 图中尺寸为塑料机壳塑件实际测量尺寸。图2-1 塑料机壳塑件产品图2.1.2塑件的结构及成形工艺性分析( 1) 结构分析如下: 该塑件是塑料机壳, 外形为薄壁不规则体, 制件表面有加强筋、 孔、 锥柱圆柱等一系列结构, 因此在模具设计和制造上要有精度的定位措施和良好的加工工艺以保证塑件精度。由于该塑件为中
6、型薄壁件, 为保证在顶出塑件时不在产品显眼处留下痕迹影响美观, 因此在塑件底面腹部用18根顶针同时顶出塑件, 见图2-2。图2-2塑件顶针顶出示意图( 2) 成型工艺分析如下: 由于该塑件产品的外表面要求平整、 光洁、 美观棱角清晰, 因此将分型面设置在塑件产品的底面最大截面处, 具体见下一章节分型面的分析。 精度等级: 采用高精度MT2级; 脱模斜度: 该塑料件长度为198mm, 宽度为98mm, 虽然由于原料在注射时流动性比较好, 可是型腔和型芯与塑件接触面积较大,顶针顶出塑件需要克服塑件与型腔和型芯之间的摩擦力较大, 因此, 塑件脱模斜度为3。( 3) 塑件的成型工艺参数确定的三大要素:
7、 温度、 压力和时间。温度: 注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、 喷嘴温度和模具温度等。料筒温度: 料筒温度的选择应保证塑料塑化良好顺利注射, 而不会引起塑料分解喷嘴温度: 料筒和喷嘴温度的选择应与其它工艺条件相配合。料筒和喷嘴温度对成型条件及塑件的物理力学性能影响十分显著。模具温度: 模具温度对塑件的内在性能和表现质量有很大影响。模具温度根据塑件是否结晶、 塑件的尺寸和结构要求等确定的。压力: 注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种, 它们都直接影响塑 料的塑化和塑件的质量。塑化压力:注射过程中塑化压力的大小是随塑杆的设计、 塑件质量的要求以及塑件的种类等的不同而异。注射压力:
8、注射压力的大小取决于注射成型机的类型、 模具结构、 塑件壁厚、 塑件种类和注射成型工艺等。时间: 一次注射成型周期包括注射时间( 充模时间和保压时间) 、 闭模冷却时间。生产中充模时间为35s。注射时间中的保压时间所占比例较大, 约为20120s。在浇口处熔料凝结之前, 保压时间的长短对塑件尺寸精度有直接影响, 而浇口处凝结之后则无影响。保压时间以塑件的收缩波动范围最小的时间为准。冷却时间取决于塑件厚度, 塑件的热性能和结晶性能, 以及模具温度。冷却时间约为30120s。冷却时间过长会对复杂塑件造成脱模困难。温度、 压力和时间。这三大成型工艺控制因素都需要根据塑料品种、 塑件壁厚和形状以及模具
9、结构来选定。22.2塑件材料的确定考虑到塑料机壳的工作条件, 是在日常见品中使用, 且与人们生活有关, 因此必须要无毒, 无臭, 无味的材料制成。又由于是用手触摸使用, 必须耐酸、 稳定性要好; 硬度、 耐磨性、 抗拉强度要高, 综合的机械性能要好。拥有这些条件的塑料一般第一考虑: 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯( 英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene , 称: ABS) 。2.3塑件材料的性能分析2.3.1使用性能综合性能良好, 冲击强度较高, 化学稳定性, 电性能良好。适于制作一般机械零件、 减摩耐磨零件、 家用塑料制品件、 传动零件和电讯结构零件。2.3.2成
10、型性能( 1) 无定性料, 流动性中等, 比聚苯乙烯、 AS差, 但比聚碳酸酯、 聚氯乙烯好, 溢边值为0.04毫米左右。( 2) 吸湿性强, 必须充分干燥, 表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥。( 3) 成型时宜取高料温、 高模温, 但料温过高易分解( 分解温度为250) 。2.3.3 ABS的主要性能指标ABS塑料主要的性能指标: 密度 (g.cm-3) 1.02-1.14 收缩率 % 0.30.8熔 点 130160热变形温度 45N/cm 6598弯曲强度 Mpa 80拉伸强度 MPa 3549拉伸弹性模量 GPa 1.8弯曲弹性模量 Gpa 1.4压缩强度 Mpa 1839缺口冲
11、击强度 kJ/ 1120硬 度 HR R628632.4塑件的脱模斜度2.4.1脱模斜度的意义和影响一般情况下塑件在冷却后会产生一定的收缩, 会产生包紧力, 该力作用在凸模或者成型的型芯上; 也可粘附作用, 塑件是紧贴在凹模的型腔内或包在型芯上。为了容易脱模, 还要防止塑件表面在脱模时刮伤和擦毛, 在设计的时候塑件表面沿脱模方向一般具有合理的脱模斜度。2.4.2脱模斜度的确定本设计中采用3的拔模斜度, 这样从外表面到内表面, 模具的脱模斜度基本正常, 能保证正常的脱模斜度要求2.5分型面的设计2.5.1分型面的选择原则模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面成为分型面。分型面是决定模
12、具结构形式的重要因素, 而且直接影响着塑料熔体的流动、 充填性能及塑件的脱模。分型面的选择受到塑件的形状、 壁厚、 尺寸精度, 及塑件在模具内的成型位置、 脱模方法、 浇口的形式及位置、 模具类型、 模具排气、 模具制造及其成型设备结构因素的影响。本次设计, 分型面的选择考虑七个方面: ( 1) 分型面应设置在塑件外形最大轮廓处, 便于脱模, 否则塑件无法取出。( 2) 考虑塑件的外观, 使得分型面产生的飞边易于清除且不影响塑件的外观。( 3) 分型面的选择应保证塑件的尺寸精度要求。( 4) 有利于防止溢料, 考虑飞边在塑件上的位置。( 5) 分型面选择应考虑排气效果, 因此应尽量设置在塑件熔
13、体充满的末端处, 这样分型面就能够有效排除型腔内积聚的空气。( 6) 考虑脱模斜度对塑件尺寸的影响。( 7) 使成型零件便于加工。2.5.2分型面的选择在前面章节塑件成型分析中得知塑件脱模斜度为3, 对于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底部最大截面处, 且塑件外形无明显分型的痕迹。分型面选择与开模方向垂直, 且设置在塑件产品底部最大截面处, 塑件产品比较容易取出, 如图2-3所示。此处分模, 塑件产品脱模行程最小, 脱模力减小, 使得塑件容易顺利脱模; 而且分型面设置在此处, 使得整个塑件的排气间隙增加, 容易排出型腔内的气体, 避免成型不饱满等缺陷; 而且分型面处产生的飞边在塑件的底部处, 不易察觉、 不影响美观, 容易去除且使得塑件外观无缺陷, 整个塑件成型精度比较高, 模具结构也比较简单。图2-3 分型面形式以及位置2.
