磁套注塑模具設計【一模兩腔】,一模兩腔,注塑,模具設計
寧xx大學
畢業(yè)設計(論文)
磁套注塑模具設計
所在學院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學 號
指導老師
年 月 日
摘 要
隨著高性能工程塑料的不斷發(fā)展，各種塑料制品行業(yè)，該行業(yè)需要繼續(xù)增長，注塑成型工藝越來越多地用于成形制造的產品的各種性能要求。注塑模具設計的質量，對注塑機的生產效率直接影響成型，產品的質量和成本。模具可以是一個很好的注塑成型上百萬次，因為其較長的壽命，在另一方面，降低了塑件的成型和模具成本，作為一個結果，一個好的更換，維修少，從而提高生產效率。為了滿足日益增長的工業(yè)需求和生活質量的需要，應繼續(xù)研究和開發(fā)，已被設計來提高注塑模具的性能，滿足各行各業(yè)的需求。
在本設計中，通過對對磁套注塑，CAD模具設計和開發(fā)利用包括凸，凹模的設計，頂出機構的設計，注塑機的選擇和校核，澆注系統(tǒng)的設計，冷卻系統(tǒng)的設計，模具及其他工作選擇。在本設計中，重點設計了以成形件的凸，凹模的設計，澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)是模具設計的靈魂和冷卻設計，澆注系統(tǒng)的設計直接影響著塑件的成型質量和生產效率。因此，澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計工作的關鍵。同時，模具溫度對塑件的質量和生產效率有著直接的影響，對模具的凝固時間和收縮應力，模具溫度的控制直接影響，從而影響模具和塑料件質量的成型周期，和表面粗糙度。大小的凸，凹模尺寸，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設計重點和系統(tǒng)結構設計。通過這樣的設計，我們首先學習了解當前的形勢和發(fā)展情況，中國塑料模具結構和成型工藝的模具及注塑模具設計的基本原理。
關鍵詞：磁套注塑；注塑模；設計；ABS
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Abstract
With the development of high performance engineering plastics, plastic products industry, the industry needs to continue to grow, the injection molding process is more and more used in various performance requirements of the product manufacturing. The quality of injection mold design, the injection molding machine production efficiency directly affects molding, product quality and cost. Mold can be a very good injection molding millions of times, because of their longer life expectancy, on the other hand, reduces the cost of molding and mold plastic parts, as a result, a good replacement, repair, thereby improving the production efficiency. In order to meet the growing needs of the industry and the quality of life needs, should continue to research and development, has been designed to improve the performance of injection mold injection mold, to meet the needs of all walks of life.
In this design, through the one or two point of cover on the air conditioning remote control, the design and development of CAD die comprises a convex, concave mold design, the ejection mechanism design, selection and optimization of the injection machine, the design of gating system, cooling system design, mold and other work options. In this design, designed to focus on parts of the convex, concave mold design, gating system, cooling system. The gating system is the mold design of the soul and cooling design, the design of gating system directly affects the moulding quality and production efficiency [1]. Therefore, the design of gating system is the key of the injection mold design work. At the same time, mould temperature has a direct impact on the quality of plastic parts and production efficiency, solidification time and contraction on die stress, mold temperature control of a direct impact, thus affecting the molding cycle of molds and plastic parts quality, and surface roughness. The size of the convex, concave die size, design key points and system structure design of gating system and cooling system. Through this design, we first learn to understand the situation and the current development situation, basic principle of injection mold and die design China plastic mould structure and injection molding process.
Key Words: remote base, injection mold, design, ABS
目 錄
摘 要 II
Abstract III
目 錄 1
第1章 緒論 3
1.1蓬勃發(fā)展的模具工業(yè) 3
1.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀和技術的主要發(fā)展方向 3
第2章 磁套注塑塑料模工藝設計 5
2.1磁套注塑塑件的工藝分析 5
2.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù) 5
2.1.2磁套注塑塑料的選材 5
2.1.3 ABS材料成型特性 6
2.2注塑成型基本過程 6
2.3磁套注塑的設計件 8
第3章 注塑機的選擇和校核 10
3.1注塑機規(guī)格的選擇 10
3.2注塑機的校核 10
3.2.1注塑機注塑容量的校核 10
3.2.2注塑機注塑壓力的校核 11
3.2.3注塑機鎖模力的校核 11
3.2.4注塑機模具厚度校核注塑機模具厚度校核 12
3.2.5注塑機最大開模行程校核 12
3.3確定型腔數(shù)目和分模面的選擇 12
3.3.1確定型腔數(shù)目 12
3.3.2分模面的選擇 13
第4章 澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設計 14
4.1澆注系統(tǒng)設計 14
4.1.1主流道的設計 14
4.1.2分流道的設計 14
4.1.3澆口設計 15
4.1.4冷料穴和拉料桿設計 16
4.1.5澆注系統(tǒng)的平衡 16
4.2排氣系統(tǒng)的設計 16
4.3冷卻系統(tǒng)設計 17
4.3.1設計冷卻系統(tǒng)的必要性 17
4.3.2冷卻系統(tǒng)尺寸計算 18
第5章 其他零部件結構設計 19
5.1脫模機構設計 19
5.1.1脫模機構的分類 19
5.1.2脫模機構設計原則 19
5.2導向機構設計 19
5.2.1導向機構設計原則 19
5.2.2導柱的外形尺寸計算 20
5.2.3導向孔的設計 20
5.2.4導柱的數(shù)量和布置 21
5.3定位圈 21
5.3.1定位圈的定義 21
5.3.2導柱的數(shù)量和布置 21
5.4主流道襯套 21
5.5其他結構零件設計 21
第6章 繪制模具圖 23
6.1 CAD創(chuàng)建模具 23
6.2 繪制總裝配結構圖和部分零件圖 23
結 論 25
參考文獻 26
致 謝 27
第1章 緒論
1.1蓬勃發(fā)展的模具工業(yè)
從20世紀80年代早期的第二十世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床產業(yè)中分離出來，和一個獨立的工業(yè)部門的發(fā)展，其產值已超過機床工業(yè)的價值。然后，隨著模具技術的發(fā)展，模具行業(yè)也被廣泛用于航空航天，汽車，電子，儀器儀表，輕工，塑料制品，日用品等工業(yè)部門。在發(fā)達國家，人們認為，沒有死亡，沒有高質量的產品。模具享受“重點發(fā)展產業(yè)”；“一個企業(yè)的心“；”的美譽，富裕的社會的一種力量”。改革開放以來，在中國模具工業(yè)的發(fā)展也很迅速。近年來，15%的年增長率快速發(fā)展。模具企業(yè)如竹筍春雨，快速啟動后，發(fā)展。
隨著模具工業(yè)規(guī)模的不斷擴大，中國的模具技術水平較高，可以做成很大，反映現(xiàn)代模具設計與制造水平的精密模具，模具的部分已達到國際先進水平。雖然中國模具工業(yè)有了長足的進步，對模具的部分已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量和質量還不能滿足國內市場的需求，大型，精密，復雜模具仍需要每年進口1000000000美元。為了減少模具工業(yè)發(fā)達國家之間的差距，模具在中國正朝著大型，精密，復雜模具的開發(fā)；加強模具標準件的應用；推廣CAD／CAM／CAE技術的發(fā)展。
1.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀和技術的主要發(fā)展方向
（1）現(xiàn)狀
近年來，國外的塑料模具的發(fā)展速度也迅速增長，在許多國家（日本，德國，瑞士）塑料模具工業(yè)的發(fā)展是高于沖壓模具，塑料模具產值占1 / 2模具行業(yè)的整個經濟。大量的塑料模具生產國外主要采用一模多腔，多層膜和多腔，多站多型腔模具，多層膜已發(fā)展到64×64腔，以及多層成型機模具的發(fā)展，塑料飲料瓶，杯數(shù)鞋模采用多站多腔模32腔，飲料瓶模具。一些日本和歐美國家的鋁模具生產，鋁的導熱系數(shù)比鋼，是鋼的三倍，注塑周期可縮短為25 ~ 30%，和模具，大大降低。
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，在我國起步比較晚，但是，發(fā)展非常迅速，特別是近幾年來，無論在質量上有了很大的發(fā)展，技術和制造能力，取得了巨大的成就。中國30年的發(fā)展歷程，過去90年在海外的塑料模具的發(fā)展，現(xiàn)在有相當規(guī)模。1987我有塑料產量已達2970000噸，居世界第五位?，F(xiàn)在，中國的塑料工業(yè)已形成完整的具有相當規(guī)模，設計系統(tǒng)，塑料模具的設計和應用技術的發(fā)展，CAD技術，CAABS技術具有相應的。塑料生產，加工，塑料機械及設備。模具工業(yè)以及科研等，都已發(fā)展都了一定規(guī)模。
（2）發(fā)展趨勢
隨著人類社會的不斷進步不斷發(fā)展和高新技術，人們對產品的要求越來越高，這促使我們必須大力發(fā)展模具設計技術。塑料模具的設計技術的世界也給予了高度重視，投入了大量的研究和開發(fā)。在塑料模具的未來主要進行了以下幾個方面的國際發(fā)展趨勢：
①在模具設計制造中全面推廣CAD/CAM/CAE技術
CAD/CAM/CAE技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑，實踐證明，CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。
②注塑模CAD的實用化
塑料模Mold——Flow或C——Flow軟件和塑料模Mold——Cool或C——Cool軟件已經商品化，注塑模CAD正向實用化方向邁進。我國政府對注塑模CAD實用化進程也十分重視。專門組織了“八五”國家重點技術攻關項目“注塑模CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)研究”。目前，美國PSP公司的IMES專家系統(tǒng)，能幫助模具設計人員用專家的知識解決注塑模的問題。
③塑料模專用材料研究和開發(fā)
目前，塑料模鋼擁有的類型有：基本型、預硬化型、時效硬化型、熱處理硬化型、馬氏體時效鋼和粉末冶金模具鋼等鋼種。在“八五”期間，國家也組織了諸多鋼鐵廠單位大力研究和開發(fā)塑料模專用系列鋼，這將進一步擴大和完善塑料模鋼材。
④塑料模加工程控化
機械技術與電子技術的密切結合，日益更多地采用數(shù)控數(shù)顯、計算機程序控制的加工方法，實現(xiàn)高層次、多工位加工，使塑料模在質量上、效率上產生一個新的飛躍。⑤模具研磨拋光自動化、智能化
模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響,我國目前仍以手工研磨拋光為主,不僅效率低（約占整個模具周期的1/3),且工人勞動強度大,質量不穩(wěn)定,制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展。因此,研究拋光自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機,可實現(xiàn)三維曲面模具的自動化研磨拋光。
第2章 磁套注塑塑料模工藝設計
2.1磁套注塑塑件的工藝分析
2.1.1塑料材料的性能及基本成型工藝參數(shù)
圖2-1 磁套
塑料是在室溫下為高分子聚合物的高彈態(tài)。這是樹脂（聚合物）為主要成分，改善其加工性能的添加劑的使用性能，在一定的溫度，壓力，溶劑的影響，模具可成型為一定形狀和塑料零件的尺寸，并能保持一類的材料，在正常的溫度和壓力，在形式的多樣性，并具有不同的性能不同的塑料。塑料一般具有重量輕，低密度的優(yōu)點，比強度高，電，熱，聲和優(yōu)良的絕緣性能，耐腐蝕性能和光學性能強，耐磨性強，優(yōu)秀的。塑料成型過程中在許多方面的性能特點，一些操作相關，一些特性直接影響成型方法及工藝參數(shù)的選擇。熱塑性塑料，成型工藝參數(shù)包括收縮期，流動性，相容性，吸濕性和熱靈敏度和熱力學性質，結晶度和取向。
2.1.2磁套注塑塑料的選材
塑料材料是根據(jù)材料的選擇和使用，其工作溫度不高，因此要求的耐熱性不高。根據(jù)需要和條件看，一般塑料結構材料能滿足他們的要求，因此在材料的蓋材料的選擇。為塑料材料的一般結構，主要是在高，低密度聚乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，ABS，聚甲基丙烯酸甲酯，高抗沖聚苯乙烯樹脂，玻璃鋼和丙烯晴共聚物等。但塑件注塑模設計的基礎上，根據(jù)在優(yōu)良的初步選擇注塑成型材料，低密度聚乙烯，聚丙烯，ABS，聚碳酸酯和其他四種材料作為原材料制造磁套注塑。
2.1.3 ABS材料成型特性
①無定形塑料,流動性中等,吸濕性小, 一般不需要很大程度上干燥，也能獲得較好的表面質量塑料零件。
②高料溫,高模溫,材料分解溫度為>270度，對精度要求較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤度高，耐熱塑件,模溫宜取60-80度。
③如出現(xiàn)水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變澆口位置等方法。
2.2注塑成型基本過程
圖2.1. 注塑成型基本過程
生產前的準備工作一般是為了使注塑成型生產順利進行和保證制件質量，在生產前進行的包括原料的預處理、清洗機筒、預熱嵌件和選擇脫模劑等準備工作。
1、原料的預處理
原料的預處理包括三個方面：一是質量檢驗，造型材料的分析。這一部分包括材料，水含量測試的顏色，紋理，無雜質，并測試其熱穩(wěn)定性，流動性，收縮率。粉狀物料，在注塑前還將制成小丸的要求。兩個，著色。根據(jù)塑件成型的產品需求，成型材料中添加一個顏色或顏色的材料，以達到所需的顏色。粉狀或粒狀熱塑性塑料的著色，用直接法和間接法兩種方法實現(xiàn)。前者稱為著色的方法，它是天然的彩色塑料著色劑和精細的簡單混合粉末可直接用于成型，或其他用于塑化成型。該方法比較簡單，容易操作。間接染色方法相比是更困難的，它需要使用被稱為“塑料粒子、彩色塑料顆粒高的顏料濃度色母比例稱重放入攪拌機，攪拌，然后發(fā)送到成型設備的使用。其步驟簡單，容易染色的分散均勻，色澤明亮的部分和沒有顏料粉塵污染，并能實現(xiàn)自動著色工藝。但因為它是簡單和自然的彩色塑料顆?；旌?，沒有混合功能或只成型設備的混合功能很差，所以當成型顏色均勻性高的產品不需要使用顏色形成材料。三，預熱和干燥。對材料的吸濕性和粘性的水性強，預熱干燥適當根據(jù)水的要求允許的注塑成型工藝，以在材料和揮發(fā)水分太多出去，成型后的產品以防止氣泡和裂紋缺陷，而且可以避免注水時間的降解。但是，吸濕性和粘性的水是不強的材料，如果包裝是更好的可以不預熱干燥。
2、清洗料筒
如果你需要在塑料制品的生產，改變顏色或更換，更換材料在熱分解或降解反應時間形成的過程中發(fā)現(xiàn)，對注塑機清洗桶的需要。通常，筒柱塞式機庫存量大，必須拆卸清洗機筒，螺桿機筒，可用于清潔空氣噴射的方法。
3、預熱嵌件
本程序主要用于塑料插入，因為金屬和塑料收縮率不同，導致插入周圍的塑料易收縮應力和裂縫，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在成型前可插入的預熱溫度，減少它融化的塑料在成型，避免或全塑性收縮應力和裂紋插入的抑制作用。
4、選擇脫模劑
常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟（白油）和硅油等。其中除了硬脂酸鋅不能用于聚先胺外，這三種脫模劑對于一般塑料均可使用，尤其是硅油的脫模效果是最好的，只要對模具施用一次，即可以長效脫模，但是價格昂貴。硬脂酸鋅通常多用于高溫模具而液體石蠟多用于中低溫模具。另外，對于含有橡膠的軟制品或透明制品不宜采用脫模劑，否則將影響制品的透明度。
加料：計量將粒料和粉料加入料斗，通過料斗進入注塑機料筒，物料一般是在注塑機的料筒中塑化。通過對塑化計量的計算設定好后，物料在設定的計量中塑化完全，即粒料和粉料變成塑料熔體后，注塑模閉合，注塑機注塑充模。
注塑充模：注塑充模一般劃分為流動充模、保壓補縮和倒流三個階段。注流指的過程中熔體注塑將好的塑料進入模腔。在注塑壓力注塑過程中隨時間而變化，流動期，噴射壓力、噴嘴壓力迅速上升，而腔（柵極端子）壓力接近于零，所以注塑壓力主要是用來克服阻力，熔體在模腔中的思想。在填充過程中，熔體流入模腔，模腔壓力的急劇增加，注塑壓力和噴嘴的壓力將增加到最大，然后停止變化，注塑壓力對熔體起兩個作用，一是克服在模具型腔的液流，二是壓實熔融程度。包裝料，夾持進給階段從熔體充滿型腔在機筒螺桿回現(xiàn)在開始。壓力定義為熔體的注塑壓力，模腔的壓實過程，喂養(yǎng)是注塑機的包裝工藝，模具型腔逐漸開始空冷熔體由于成型收縮，美聯(lián)儲的行動。反在機筒柱塞或螺桿后退（即解除保羅的壓力），熔體在澆口和流道流動方向相反的方向。
冷卻：冷卻凍結時間開始從大門，放行產品到目前為止，這是注塑成型過程的最后階段。在這個階段，有問題的注模腔壓力，冷卻部分的密度，熔體在模和脫模條件。
的后處理部分：從模具零件，在塑性成形過程中熔體的流動行為的溫度和壓力是非常復雜的，再加上不均勻的熔體流動前沿和冷卻速率不同填充塊后，往往會出現(xiàn)一些結晶，部分不均勻取向和收縮，產生相應的結晶，取向和收縮應力，脫模后的變形的影響，還可使機械零件
可轉換的光學性能，和表面質量，甚至開裂，需要解決一系列我們必須作出相應的處理問題。
當這個過程完成后我們將推出的產品，卸料，清洗模具，可總回筒重新塑化注塑成型周期，開始循環(huán)。
2.3磁套注塑的設計件
該塑件經測量所得，其基本幾何值為：
密度：p=0.9g/cm3；
體積：V=21cm3；
質量：M=18.9g；
長度：L=140mm；
投水平投影面積：S=73.4cm2；
制件表面積：S=194.3cm2
第3章 注塑機的選擇和校核
3.1注塑機規(guī)格的選擇
注塑機為塑料注塑成型所用的主要設備，按其外形可以分為立式、臥式、直角式三種注塑機。按塑料在料筒中的塑化方式分可以分為，柱塞式和螺桿式兩種注塑機。
在此我們通過假設的模腔數(shù)目初步確定注塑機的規(guī)格。初步設計模腔個數(shù)為兩個，ABS材料的密度p為p=0.9g/cm3（0.9~0.91）。通過測量所得出塑件的體積（V）和質量（M）以及水平投影面積（S）分別為V=21cm3、M=18.9g、S=73.4cm2。一模設計1個模腔，根據(jù)注塑機的最大注塑量初步選擇型號為XS?Z?60的注塑機，其工藝參數(shù)如下：
螺桿直徑/mm：φ38
注塑容量cm3：60
注塑壓力/105Pa：122
鎖模力/10KN：500
最大成型面積/cm2：130
模板最大行程/mm：180
定位孔直徑/mm： 55mm
模具厚度/mm：（最大）：200（最?。?0
噴嘴：（球半徑/mm）：12（孔直徑/mm）：φ4
3.2注塑機的校核
3.2.1注塑機注塑容量的校核
模具設計時，必須是得在一個注塑成型周期內所需注塑的塑件料溶體的容量或質量在注塑機額定注塑量的80%以內，且在一個注塑成型周期內，需注塑入模具內的塑料溶體的容量和質量，應為制件和澆注系統(tǒng)兩部分容量和質量之和，即V=nVn+Vj或M=nMn+Mj
式中：V（M）——一個成型周期內所需要注塑的塑料容積和質量，cm3或g；
n—— 型腔數(shù)目；
Vn（Mn）——單個塑件的容量或質量，cm3或g；
Vj（Mj）——澆注系統(tǒng)凝料的容量和質量，cm3或g；
故應使0.8Vn+Vj≤0.8Vg或M=0.8Mn+Mj≤0.8Mg式中：Vg（Mg）——注塑機額定注塑量，cm3或g；將數(shù)據(jù)代入以上不等式（取其中之一的質量不等式來對注塑量進行校核）得：M=nMn+Mj=2×18.9+5.5=43.3g≤0.8Mg=0.8×60=48g滿足要求上式中的：
Mj=M主流道+M橫澆道+M分流道+M澆口+M拉料鉤≈5.5g
由于為制件所選的材料為ABS，該材料非熱敏性材料，所以只需對其進行最大注塑量即可，不必對其進行最小注塑量的校核。
3.2.2注塑機注塑壓力的校核
注塑壓力的校核是校驗注塑機的最大注塑壓力能否滿足制品的成型要求。只有在注塑機額定的注塑壓力內才能調整出某一制件所需要的注塑壓力，因此注塑機的最大注塑壓力要大于該制件所要求的注塑壓力。制件成型時所需要的注塑壓力，與塑料品種、注塑機類型、噴嘴形狀、制件形狀的復雜程度和澆注系統(tǒng)等因素有關系。可以根據(jù)塑料的成型工藝參數(shù)數(shù)據(jù)來確定制品成型時所需要的注塑壓力。根據(jù)塑料成型工藝參數(shù)表查得ABS材料的成型注塑壓力在（70~120Mpa）之間，而我們所選擇的注塑機的額定注塑壓力為119Mpa，在其設定的注塑壓力之間，滿足工藝要求。
3.2.3注塑機鎖模力的校核
當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會產生一個沿注塑機軸向的很大的推力，該推力的大小必須小于注塑機的鎖模力，否則在注塑成型時會因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。型腔內塑料熔體的壓力（MPa）值可根據(jù)以下經驗公式算得：P=KPo
式中：P —— 型腔內塑料熔體的壓力 （MPa）
Po —— 注塑壓力（MPa）
K —— 壓力損耗系數(shù) 0.2~0.4
將數(shù)據(jù)代入上式得：P=KPo=(0.2~0.4)×119MPa=23.8MPa~47.6MPa
在該次設計中，并基于ABS這種塑料上我們取型腔中熔體的平均壓力為：P=30MPa再由公式T=PS計算推力大小。
式中：T —— 塑料熔體在注塑機軸向上的推力（MPa）
P —— 型腔內塑料熔體的壓力，在此我們取P=30MPa
S —— 制件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）
將數(shù)據(jù)代入該公式得：T=PS=30MPa×73.4cm2≈220.2KN≤500KN滿足要求經校核合格。
3.2.4注塑機模具厚度校核注塑機模具厚度校核
注塑機規(guī)定的模具的最大與最小厚度是指模板閉合后達到規(guī)定鎖模力時動模板到定模板的最大與最小距離。所以，所設計的模具的厚度必須要在注塑機規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內，否則將不可能獲得規(guī)定的鎖模力，當模具厚度小時，可以加墊板。根據(jù)要求模具的厚度必須滿足Hmin
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