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文檔編號：175892
上傳時間：2017-12-03
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工作燈后蓋的注塑模具設計【塑料注射模】
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工作燈后蓋注塑模具設計摘 要注塑模的整個過程，包括成型零部件、推出機構、流道等一些設計。在設計書寫過程中，通過一個月的時間對原始資料進行搜集，充分考慮模具的各種結構并和指導老師及同學之間進行討論，最終選擇了完成了注塑模具的設計本設計的資料大多是編寫者結合所學的各方面的理論知識完成的，包括機械制圖、公差與配合、工程力學、機械設計、注射模具成型、工程材料等；一部分是通過查手冊所得；還有少部分是同學之間的交流和自己三年的實習總結。關鍵詞：注塑模具，推出機構；流道IAbstractThe whole process of injection mould, including molding parts, the introduction of institutions, such as some of the design flow. In the design process of writing, the original data were collected through a month's time, fully consider the various structures and mould and guide discussions between teachers and students, finally chose to complete the design of injection mouldThe design of the data are written with various aspects of the theory of knowledge is complete, including mechanical drawing, tolerance and fit, engineering mechanics, mechanical design, injection molding, and other engineering materials; one part is by checking the manual income; there are few exchanges between the students and their three year internship summary.Keywords: injection mold; flow ejecting mechanism.II目 錄摘 要 .......................................................................................................................................IAbstract ......................................................................................................................................II第 1 章 緒 論 ...........................................................................................................................1第 2 章 塑料材料分析 .............................................................................................................32.1 塑料材料的基本特性 .................................................32.2 塑料的性能指標 .....................................................32.3 塑件材料成型性能 ...................................................32.4 塑件材料工藝參數(shù) ...................................................4第 3 章 塑件的工藝分析 .........................................................................................................53.1 塑件的脫模斜度 .....................................................53.2 塑件尺寸及精度 .....................................................53.3 塑件表面粗糙度 .....................................................63.4 塑件的體積和質量 ...................................................6第 4 章 注射成型工藝方案及模具結構的分析確定 .............................................................74.1 注射成型工藝過程分析[5] ............................................74.2 注射機的選擇和校核 .................................................84.4.1 注射量的校核 .................................................84.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 .......................94.4.3 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 ........................10第 5 章 注射模具結構設計 ...................................................................................................125.1 確定型腔數(shù)量及排列方式 ............................................125.1 分型面的設計 ......................................................125.3 澆注系統(tǒng)的設計 ....................................................135.3.1 澆注系統(tǒng)組成 ................................................135.3.2 主流道的設計 ................................................135.3.3 分流道設計 ..................................................145.3.4 澆口確定 ....................................................14III5.4 注射模成型零部件的設計[7] .........................................155.4.1 成型零部件結構設計 ..........................................155.4.2 成型零部件工作尺寸的計算 ....................................165.5 排氣結構設計 ......................................................195.6 脫模機構的設計 ....................................................195.6.1 脫模機構的選用原則 ..........................................195.6.2 脫模機構類型的選擇 ..........................................205.6.3 推板機構具體設計 ............................................205.7 內抽芯 ............................................................205.8 注射模溫度調節(jié)系統(tǒng) ................................................215.8.1 溫度調節(jié)對塑件質量的影響 ....................................215.8.2 冷卻系統(tǒng)的設計 ..............................................22第 6 章 模具材料的選用 .......................................................................................................236.1 成型零件材料選用 ..................................................236.2 注射模用鋼種 ......................................................23第 7 章 型腔零件的工藝分析 .................................................................................................247.1 零件圖的分析 ......................................................247.2 毛坯的選擇 ........................................................257.3 定位基準的選擇 ....................................................257.4 工藝路線的擬定 ....................................................257.5 刀具的選擇 ........................................................267.6 夾具的選擇 ........................................................26總 結 .........................................................................................................................................27參考文獻 ...................................................................................................................................280第 1 章 緒 論注塑模具使用與塑料注射成型中,它是重要的技術來實現(xiàn)注射成型工藝和設備。指的是所謂的成型( 注塑), 加熱到融化的材料由高壓進入空腔,冷卻固化后,得到成形品。該方法適用于形狀復雜部件的批量生產,是重要的加工方法之一。注射成型過程大致可分為以下 6 個階段“合模-注射-保壓-冷卻- 開模-制品取出 ”，上述工藝反復進行，就可連續(xù)生產出制品。注塑模具設計、成形原理的塑料從注塑機料斗進行加熱,加熱后的缸融化流動狀態(tài)的推動下,柱塞和螺絲,熔融塑料是壓縮和向前流動,再通過噴嘴安裝在前面的氣缸在快速注意降低溫度封閉空腔,在空腔充液壓力的條件下,冷卻和凝固后保存模具型腔的形狀,然后打開模具切割成型塑料零件。因此,為了完成一個周期的經營生產過程。正常情況下,一個成型周期長度范圍從秒到幾分鐘,這取決于塑料零件的形狀、尺寸和厚度,模具結構,注射機的類型和品種的塑料和成型工藝條件和其他因素。注塑模具的分類方法很多,根據(jù)其類型可分為臥式注塑機的注塑機器適用于注塑、立式注塑機注塑模具,注塑成型角與注射模具及雙色注塑機和注塑模具等;根據(jù)模具腔數(shù)可分為單腔和多型腔注射模;根據(jù)數(shù)量的分型面可分為單和雙分型面或控制型面注塑模具分型面;根據(jù)澆注系統(tǒng)的形式可分為普通澆注系統(tǒng)和注塑模具熱流道澆注系統(tǒng) ;除了氣體輔助注射成型、蒸汽壓鑄模,疊加褶皺(死)。一般可分為普通注塑模具和特殊注塑模具、特殊注塑模具可以分為:滑動芯式注塑模具,注塑模具 ,注塑盤珠寶模具的螺紋,滑動核心結合盤或塊注塑模具。近年來,由于高速、穩(wěn)定的增長,促進國民經濟的迅速發(fā)展,模具工業(yè)在我們的國家,因此,模具設計與制造專業(yè)或相關材料成形與控制已成為我們國內有優(yōu)勢的熱門專業(yè)。我們的許多產品在我們的日常生活中是由模具來生產,所以,越來越多的人從事模具行業(yè)的設計,因此,我國的模具設計水平有了進一步的改善和發(fā)展空間。與國民經濟的高速發(fā)展,市場日益增長的需求,模具設計、模具產業(yè)的迅速發(fā)展,將不可避免地使企業(yè)所有制結構在模具行業(yè)發(fā)生了巨大變化,除了國有專業(yè)模具廠、集體、合資、獨資和私營也得到了快速的發(fā)展。不斷加快步驟符合國際標準和日益激烈的市場競爭,已經越來越多的人意識到產品質量、成本的重要性,并對新產品開發(fā)能力。和模具制造是一種最基本的元第 1 章 緒論1素在鏈、模具制造技術正在逐漸成為一個重要的象征一個國家制造水平和發(fā)展程度的標志之一。在現(xiàn)代機械制造工業(yè),模具工業(yè)已成為一個非常重要的產業(yè),國民經濟的發(fā)展和生產的許多新產品,在很大程度上依賴于模具制造技術,特別是在汽車工業(yè)、輕工、電子、航空行業(yè)顯得尤為重要。模具作為一種高附加值和技術密集型產品,其技術水平已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一,所以它是相關產品的質量和經濟效益的提高,直接影響許多行業(yè)的發(fā)展。2第 2 章 塑料材料分析2.1 塑料材料的基本特性ABS 樹脂是丙烯腈（A）、丁二烯（ B）和苯乙烯（S ）三種單體的共聚物，ABS樹脂保持了苯乙烯的優(yōu)良電性能和易加工成型性，又增加了彈性、強度（丁二烯的特性）、耐熱和耐腐蝕性（丙烯腈的優(yōu)良性能），且表面硬度高、耐化學性好，同時通過改變上述三種組分的比例，可改變 ABS 的各種性能，故 ABS 工程塑料具有廣泛用途，主要用于機械、電氣、紡織、汽車和造船等工業(yè)。 2.2 塑料的性能指標1 使用特點： 1）綜合性能較好,電性能良好,化學穩(wěn)定性,沖擊強度較高。 2）與 372 有機玻璃的且可表面鍍鉻，制成雙色塑件，熔接性良好、噴漆處理。3）有透明、增強、阻燃、高耐熱、高抗沖等級別。 4）流動性比 HIPS 差一點，比 PC、PMMA 等好，柔韌性好 [3]。 2 成型特性： (1)無定形料流動性中等，吸濕大，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須預熱干燥長時間 80-90 度，3 小時。(2)應采取高料溫，高模溫，熔體溫度太高，但易分解（分解溫度> 270 度）。對于高精密塑料零件，模具溫度應該是 50-60 度，熱量高光塑料模具溫度應采取 60-80 度。 (3)要解決夾水紋，需提高材料的流動性，模具溫度高，耐高溫材料，或改變成水和其他方法。(4)后殘存的塑料模具表面分解形成耐熱或阻燃材料，生產 3 至 7 天，導致模具表面的光澤，需要及時清理模具，模具表面在同一時間需增加排氣位置。 2.3 塑件材料成型性能ABS 塑料具有優(yōu)良的綜合性能，極好的沖擊強度，尺寸穩(wěn)定性好，耐磨性，電性能，耐化學性，染色成型和機械加工較好。 ABS 樹脂水、堿和酸、無機鹽，醇類和烴類，第 2 章 塑料材料分析3不溶于大多數(shù)溶劑，而容易溶于酮，醛，酯和某些氯代烴。 ABS 工程塑料的缺點：耐熱性較差，可燃，熱變形溫度較低。2.4 塑件材料工藝參數(shù)ABS 的注射工藝參數(shù)1）螺桿類別：標準螺桿（直通式噴嘴）2）回料轉速( )：30rpmn1i/??3）注射機料筒溫度：（ ）：Co前段 180～200中段 165～180后段 150～1704）噴嘴：170～1805）模具：50～80，玻纖增強制品取 756）注射壓力：60～1007）注射速度、注射壓力：一般 ABS 制品采用高速及多級注射，但是對于阻燃品級，要慢速注射，可以避免注射料的分解，耐熱 ABS 也要快速注射(可減少內部應力)，注射壓力在 75MPa 左右，保壓時可低些。8）熔膠溫度：190 Co9）成型時間( )：s/?注射時間：20～90高壓時間：0～5冷卻時間：20～120總周期：50～220在 265 溫度下，物料在機筒內停留時間最多不能超過 5-6 分鐘，若溫度為 280Co，則物料在機筒內停留時間就不能超過 2～3 分鐘。o10）后處理：把塑件放在紅外線或者烘箱下,溫度設為 70 度烘干 2～4 小時 。]4[4第 3 章 塑件的工藝分析在模具設計之前需要對塑件的工藝性如形狀結構、尺寸大小、精度等級和表面質量要進行仔細研究和分析，只有這樣才能恰當確定塑件制品所需的模具結構和模具精度。塑件如圖所示，具體結構和尺寸詳見圖紙，從零件圖上分析（如圖 2），該零件整體尺寸 72×80×28,側面有 3mm 厚的凸槽，需內抽芯，該零件屬于中等復雜程度。3-1 零件工程圖3.1 塑件的脫模斜度脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關。斜度過小，不僅會使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時，雖然脫模方便，但會影響制品尺寸精度，并浪費原材料。通常塑件的脫模斜度約取 0.5～1.5 ，根據(jù)文獻[1]，塑件材料?ABS 的型腔脫模斜度為 0.5 ～1 ，型芯脫模斜度為 0.5/～1/?3.2 塑件尺寸及精度塑件的尺寸精度直接影響模具結構的設計和模具的制造精度。第 3 章 塑件的工藝分析5為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設計得低一些。根據(jù)我國目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻 [2]表 3-2 塑件的尺寸與公關（SJ1372-1978 ）的塑料制件公差數(shù)值標準來確定。根據(jù)任務書和圖紙要求，本次產品尺寸均采用 MT5 級精度。3.3 塑件表面粗糙度塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度該塑件外部需要的表面粗糙度比內部要高許多，為 Ra0.8 ，內部為 1.6 。m??3.4 塑件的體積和質量本次設計中，塑件的質量和體積采用 3D 測量，在 UG 軟件中，使用塑模部件驗證功能，可以測得塑件的體積為 V=26.4cm3（ABS 的密度為 1.03 ），即可以得出3/cg該塑件制品的體積為質量為 27.19g6第 4 章 注射成型工藝方案及模具結構的分析確定4．1 注射成型工藝過程分析[5]根據(jù)塑件的結構、材料及質量，確定其成型工藝過程為：第一步：為使注射過程順利和保證產品質量，應對所用的設備和塑料作好以下準備工作。第二步: 注射成型過程完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個步驟，但實際上是塑化成型與冷卻兩個過程。第三步：制件的后處理注射制件經脫?；驒C械加工后，常需要進行適當?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的內應力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調濕處理。該塑料制件材料為 ABS，就采用退火處理 0.5～2 小時。表 4-1 常用熱塑性注射成形的工藝參數(shù)塑料項目ABS高抗沖擊ABS耐熱ABS阻燃ABS透明ABS注射機類型 螺桿式 螺桿式 螺桿式 螺桿式 螺桿式螺桿轉速/（r/min） 30-60 30-60 30-60 20-50 30-60形式 直通式 直通式 直通式 直通式 直通式噴嘴溫度/°C 180-190 190-200 190-200 180-190 190-200前段 200-210 200-210 200-220 190-200 200-220中段 210-230 210-230 220-240 200-220 220-240料筒溫度/°C后段 180-200 180-200 190-200 170-190 190-200模具溫度/°C 50-70 50-80 60-85 50-70 50-70注射壓力/MPa 70-90 70-120 85-120 60-100 70-100保壓壓力/MPa 50-70 50-70 50-80 30-60 50-60注射時間/s 3-5 3-5 3-5 3-5 0-4保壓時間/s 15-30 15-30 15-30 15-30 15-40冷卻時間/s 15-30 15-30 15-30 10-30 10-30成形周期/s 40-70 40-70 40-70 30-70 30-80第 4 章 注射成型工藝方案及模具結構的分析確定7經過上面的經驗數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因為各個推薦值有差別，而且有的與實際注塑成型時的參數(shù)設置也不一致，結合兩者的合理因素，另外這些基本的參數(shù)在塑件注塑的過程中根據(jù)實際需要做適當?shù)男薷摹?.2 注射機的選擇和校核由于采用一模 2 腔，需要至少注射量為 54.38g，流道水口廢料初步估計 10g，總注塑量達 64.38g，體積方面很小，選定注射機為 XS-ZY-60（可調整高度型）。注射方式為螺桿式，其有關性能參數(shù)為：D（塑料成型工藝與模具設計）初步選用注射機 XS-ZY-125。注射機 XS-ZY-125 參數(shù)：額定注射量：125mm 2最大成型面積：320cm柱塞直徑：42mm注射壓力：120Mpa模板尺寸：428×450（mm×mm）柱桿空間：260×290(mm×mm)鎖模力：900KN噴嘴圓弧半徑：12mm噴嘴孔徑：4mm最大開模行程：300mm模具最大厚度：300mm模具最少厚度：200mm4.4.1 注射量的校核模具設計時，必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質量在注射機額定注射量的 80%以內。校核公式為：mn%80≤21+式中 --型腔數(shù)量8--單個塑件的體積（ ）（零件上下兩件，體積按照統(tǒng)一1m3cm計算）--澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（ ）2 3上述算出 M=26.4X2+10=64.38g注塑機額定注塑量為 125g 64.8x80%=51.84＜125 g注射量符合要求4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核注射成型時塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機所允許的最大成型面積，則成型過程中會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關系。An<1式中 n --型腔數(shù)目--單個塑件在模具分型面上的投影面積1=5703.1043 1A2m注射成型時為了可靠的鎖模，應使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力。即：（ ）P < F21An?第 4 章 注射成型工藝方案及模具結構的分析確定9式中： P—塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa ）F—注射機額定鎖模力（ N）其它意義同上根據(jù)教科書表 5-1，型腔內通常為 20-40MPa，一般制品為 24-34MPa，精密制品為39-44MP（ ）P=2x5703.1043X30x1.1=376.4KN<900KN1nA鎖模力符合要求4.4.3 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核（1）模具厚度（閉合高度）模具閉合高度必須滿足以下公式 maxminH?式中 --注射機允許的最大模厚in--注射機允許的最小模厚max本設計中模具厚度為 220mm 180
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