異形外殼注塑模設計,異形,外殼,注塑,設計 硅湖職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 題目 異形外殼注塑模設計 . 年級 2009級 . 專業(yè) 模具設計與制造 . 姓名 張 寧 寧 . 學號 090000721 . 指導老師 黎 彥 . 2012年 2月 1日 畢業(yè)設計任務書 設計題目：異形外殼注塑模具設計 一、零件（產(chǎn)品）圖： 塑件名稱 材料 產(chǎn)品顏色 產(chǎn)品批量 異形外殼 ABS 銀灰色 30萬件 二、設計要求： 1．分組設計，按時間分段進行，具體按排如下：第1周確定設計方案，進行相關(guān)的計算。第2周初步繪制模具裝配圖和零件圖。第3周整理圖紙，寫出正式設計說明書。 2．模具壽命50萬模次以上，模具盡可能采有全自動操作。 3．繪制模具裝配圖（裝配圖應注明模具工作原理、零件明細表、技術(shù)要求、模具總體尺寸、重要零件的定位尺寸和裝配要求等）。及除標準件外的2副模具零件圖。 4、要求圖面清析、整潔，尺寸標注規(guī)范，符合國家制圖標準。 5、要求一模八穴。 三、設計說明書的要求 1、有摘要和3—4個關(guān)鍵詞（中英文）。 2、寫出分析要點（設計方案確定方法、設備選型原則）。注：設計方案應包括型腔數(shù)的確定、布局，澆口與流道的設計方法，模具結(jié)構(gòu)設計，制品及流道料脫出方案，模具溫度的調(diào)節(jié)（冷卻）等。 3、有分析與總結(jié)。 4、有參照文選。 指導老師 教研室主任： 系主任： 硅湖職業(yè)技術(shù)學院綜合設計說明書 目 錄 摘要……………………………………………………………..…….………………………….…1 Abstract………………………………………………………………………………..…….…….25 1、緒論及設計任務零件………………………………………………………………..…….…….2 2、塑件成型工藝分析 2.1塑件成型特點……………………………………………………………..…….…….………4 2.2塑件結(jié)構(gòu)的工藝性……………………………………………………………..…….…….…5 2.3塑件的生產(chǎn)批量……………………………………………………………..…….…….…….6 2.4初選注塑機……………………………………………………………..…….…….……….…7 3、分型面的選擇 3.1分型面的選擇……………………………………………………………..…….…….………10 3.2澆注系統(tǒng)的設計……………………………………………………………..…….……. ….…11 4、模具設計的方案論證 4.1型腔的布局……………………………………………………………..…….…….……….…14 4.2成型零件的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………..…….…….……14 4.3合模導向機構(gòu)的設計……………………………………………………………..…….……14 4.4推出機構(gòu)的確定……………………………………………………………..…….…….……14 4.5冷卻系統(tǒng)的論證……………………………………………………………..…….…….……14 5、主要零部件的設計與計算 5.1成型零件的成型尺寸計算……………………………………………………..…….………16 5.2模具型腔壁厚的確定……………………………………………………………..…….……16 5.3模具型腔模板的總體尺寸的確定……………………………………………………………17 5.4標準模架的確定……………………………………………………………..…….…………17 6、注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 6.1模具閉合高度的確定……………………………………………………………...…….……18 6.2模具閉合高度的校核………………………………………………………..…….…….……18 6.3模具安裝部分的校核……………………………………………………………..…….……18 6.4模具開模行程的校核………………………………………………………..…….…………18 6.5注塑量的校核……………………………………………………………..…….…….………19 7、設計成型模具的特點……………………………………………………………..…….…….…20 8、模具的工作過程……………………………………………………………..…….…….……21 9、畢業(yè)設計的心得與體會…………………………………………………………..…….…….…22 10、致謝…………………………………………………………………..…….…….…………23 參考資料…………………………………………………………………..…….…….…………24 硅湖職業(yè)技術(shù)學院綜合設計(論文) 異形外殼注塑模具設計 （一模八腔兩板模） 張寧寧 摘要：塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。 本設計介紹了注塑成型的基本原理,特別是單分型面注塑模具的結(jié)構(gòu)與工作原理。對注塑產(chǎn)品提出了基本的設計原理：介紹了當今世界上最為普及的三維CAD/CAM系統(tǒng)標準軟件unigraphics的modwizard模塊，對模具進行了參數(shù)化設計。 本設計是異形外殼模具設計。異形外殼的材料是ABS,有利于提高制品的強度，采用一摸八腔，澆口的形式為點澆口；并且通過計算，此設計是可行的。 通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理. 關(guān)鍵詞：注塑成型 模具設計 點澆口 1、緒論及設計任務零件 1.1緒論 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，將模具列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。 1.2設計任務零件 （1）.塑料制品名稱：異形外殼. （2）.成型方法和設備：SZ-160/100型注塑機上成型 （3）. 塑料原料：ABS （4）.收縮率：0.4%-0.6% （5）.生產(chǎn)批量30萬件 （6）.二維三視圖圖如下圖1-1所示 表1-1 2、塑件成型的工藝分析 2.1塑件成型特性 ABS是聚苯乙烯的改性產(chǎn)品，是目前產(chǎn)量最大，應用最廣的工程塑料。ABS是非結(jié)晶型聚合物，無毒、無味，密度為1.02～1.05g/cm3.ABS具有突出的力學性能，堅固、堅韌、堅硬；具有一定的化學穩(wěn)定性和良好的介電性能；具有較好的尺寸穩(wěn)定性，易于成型和機械加工，成型塑件表面有較好的光澤，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色，表面可鍍鉻。其缺點是耐熱性差，連續(xù)工作溫度為70℃左右，熱變形溫度為93℃左右，但熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍都高；耐侯性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。ABS可采用注射、擠出、壓延、吹塑、真空成型、電鍍及表面涂飾等多種成型加工方法。多應用于汽車（儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等），電冰箱，大強度工具（頭發(fā)烘干機，攪拌器，食品加工機，割草機等），電話機殼體，打字機鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。 1.ABS的成型特性 （1）易吸水，成型加工前應進行干燥處理，表面光澤要求高的塑件應長時間預熱干燥。 （2）流動性中等，（溢邊值為0.04mm左右）。 （3）壁厚和熔料溫度對收縮率影響極小，塑件尺寸精度高。 （4）比熱容低，塑化效率高，凝固也快故成型周期短。 （5）表面黏度對剪切速率的依賴性很強，因模具設計中大都采用點澆口形式。 （6）頂出力過大或機械加工時塑件表面會留下白色痕跡，脫模斜度宜取2度以上。 （7）易產(chǎn)生焊接痕，模具設計時應注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力。 （8）易采用高料溫、高模溫、高注射壓力成型。在要求塑件精度告示，模具溫度可控制在50～60℃；而在強調(diào)塑件光澤和耐熱時，模具溫度可控制在60～80℃. 2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 （1）.塑件的尺寸精度分析 該塑件沒有特殊的尺寸精度要求，查閱《塑料模具設計指導和資料匯編》，該塑件的尺寸精度要求為MT5。查表2-2確定塑件主要尺寸公差要求。 表2-2塑件尺 公差等級 公差種類 O 3 3 6 6 10 10 14 14 18 18 24 標注公差 MT1 A 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 B 0.14 0.16 0.18 0.20 0.21 0.21 MT2 A 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 B 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30 MT3 A 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.24 B 0.32 0.34 0.36 0.38 0.40 0.44 MT4 A 0.16 0.18 0.20 0.24 0.28 0.32 B 0.36 0.38 0.40 0.44 0.48 0.52 MT5 A 0.20 0.24 0.28 0.32 0.38 0.44 B 0.40 0.44 0.48 0.52 0.58 0.64 MT6 A 0.26 0.32 0.38 0.46 0.54 0.62 B 0.46 0.52 0.58 0.68 0.74 0.82 MT7 A 0.38 0.48 0.58 0.68 0.78 0.88 B 0.58 0.68 0.78 0.88 0.98 1.08 （2）.塑件表面質(zhì)量分析 對該塑件表面沒有特殊要求。一般情況下，外表面要求光潔，表面粗糙Ra可以取0.8；塑件的內(nèi)部表面粗糙度Ra可取3.2。 （3）.塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 a.從圖紙上看。該塑件外形為四方殼罩。圓角過渡且無尖角存在，且符和最小壁厚要求。 b.塑件型腔較小，有尺寸相等的孔，符合最小孔徑要求。 c.塑件內(nèi)部有四個均布的加強筋，可增加塑件扣柱的強度，減少塑件的變形，底部有R0.5的圓角過渡。 綜合分析如上所述，該塑件可以采用一摸多腔，注塑成型加工。注塑時在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證。 2.3塑件的生產(chǎn)批量 塑件的生產(chǎn)類型對注塑模具的結(jié)構(gòu)、注塑模具材料的的使用均有重要影響,在大批量生產(chǎn)中，由于注塑模的價格在整個生產(chǎn)費用中所占比例較小，提高生產(chǎn)率和注塑模壽命問題比較突出，所以可以考慮使用自動化程度較高，結(jié)構(gòu)復雜、精度壽命高的模具。如果是小批量生產(chǎn)，則應盡量采用結(jié)構(gòu)簡單、制造容易的注塑模具，以降低注塑模具的成本。該塑件產(chǎn)量30萬件，生產(chǎn)類型屬于中批量生產(chǎn)，因此考慮采用一模多腔、快速脫模以及成型周期不易太長的模具，以便降低成本。 2.4初選注塑機 （1）通過三維造型Pro/e可獲得制件的體積V1=7.6 cm3 ABS的密度ρ=1.03g/cm3。 所以塑件的質(zhì)量 m=ρ* V1=1.03*7.6 cm3=7.828g (2)根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目 由于該塑件的主要尺寸無特殊要求，有一個的通孔。外表面要求一般，且整體尺寸不大，可以采用一模八腔。 （3）ABS的成型工藝。 　　阻燃PC/ABS樹脂會吸收空氣中的水分，含水量為0.2~0.3%之間。為了使注塑制品達到最佳效果，減少降解的可能性，PC/ABS在成型加工前必須進行干燥，使材料含水量降至0.04%以下，最好在0.02%以下，以提高加工穩(wěn)定性和機械性能。 通常，阻燃PC/ABS樹脂在建議的溫度下預干燥4~6小時，可達到所需含水率。干燥時間與干燥設備有關(guān)，但最長累積干燥時間不能超過48小時，否則材料有降解變色的可能。常用干燥設備有三種：箱式干燥機、料斗式干燥機和除濕干燥機。無鹵阻燃PC/ABS建議使用除濕干燥機干燥。 (4)確定成型設備 注射量是指注射機在對空注射的條件下，一次注射聚丙烯時所能達到的最大注射體積（或質(zhì)量） 螺桿式注射機注射其他塑料時的注射量計算 一個產(chǎn)品體積*型腔數(shù)量+預估的澆注系統(tǒng)體積<注塑機理論注射容量*80% 即V+Vy ——單個塑件的容積（cm） Vy——澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（cm） ——注射機理論注射量（cm） ——模具型腔數(shù)目 對于該制件通過相關(guān)軟件PRO/E來實現(xiàn)體積計算。 計算得： VS=7.6 cm3 Vy=1.6 cm3 型腔數(shù)n=8 所以Vg=（8*7.6cm3+1.6 cm3）/0.8=78 cm3 根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑料的品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)注塑模具的尺寸大小等因素，參考塑料成型工藝與模具設計，初選SZ-160/100型螺桿式注塑機。見表 SZ-160/100型螺桿式注塑機的主要技術(shù)參數(shù) 表2-3 序號 主要技術(shù)項目參數(shù) 參數(shù)數(shù)值 1 理論注射容積/cm 160 2 螺桿直徑/mm 40 3 注射壓力/ 150 4 螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min） 0~220 5 鎖模力/KN 100 6 注射速率g/s 105 7 噴嘴球頭半徑/mm 15 8 噴嘴孔直徑/mm 3 9 定位孔直徑/mm 100 10 定位孔深度/mm 10 11 頂出力/kN 15 12 模板行程mm 325 13 最大模具厚度/mm 300 14 最小模具厚度/mm 200 3、分型面的選擇 3.1分型面的選擇 不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設計方法，都必須首先確定塑件的分型面，因為模具結(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇。為了保證塑件能夠順利分型,應考慮以下因素。 （1）分型面的選擇應便于塑件脫模并簡化模具結(jié)構(gòu)。 （2）分型面的選擇應考慮塑件的技術(shù)要求。 （3）分型面應盡量選擇在不影響塑件外觀的位置。 （4）分型面的選擇應有利于排氣。 （5）分型面的選擇應便于模具零件的加工。 （6）分型面的選擇應考慮注塑機的技術(shù)參數(shù)。 如圖表3-1在滿足該原則有兩個方案，方案B開模后會影響塑件的外觀質(zhì)量，不易開模。方案A不但保證了塑件外觀質(zhì)量，且易脫模。因此選方案A. （A） （B） 表3-1 3.2澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四個部分組成?？紤]到塑件的外觀質(zhì)量，ABS的物理性質(zhì)，以及一模八穴的布置，澆口采用方便加工修整、冷料去除容易且不會在塑件外壁留下痕跡的點澆口。模具采用單分型面的模具結(jié)構(gòu)澆注系統(tǒng)如圖3-2所示, 表3-2 (1) 主流道的設計 主流道與注塑機的高溫噴嘴反復接觸碰撞，故應設計成獨立可拆卸更換的交口套，采用優(yōu)質(zhì)的剛才制作，并經(jīng)熱處理提高硬度，定位圈與交口套分開設計如圖3-3 表3-3 由表1-5可知，SZ-160/100型注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸為： 噴嘴球面半徑SR0=10mm,噴嘴孔直徑do=3mm 根據(jù)模具主流道和噴嘴的關(guān)系得到： 主流道進口端球面的半徑SR=SR0+(1~2)=10+(1~2)mm,取SR=12mm 主流道進口端孔直徑d=d0+(0.5~1)=3+(0.5~1)mm,取d=3.5mm 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成錐形，其斜度取3°；同時為了使熔體順利進入分流道，再主流道的出料端設計R2的圓弧過渡。 定位圈是安裝模具是定位用的。查SZ-160/100型螺桿注射機的定位圈直徑為100mm,定位圈高出定模座板表面10mm. (2) 分流道的設計 本案例是采用的半圓形斷面分流道,在一塊模板上容易實現(xiàn)加工。且比面積不大，熱量損失和阻力損失小。該模具分流道的半徑取R=4mm。 (3) 澆口的設計 根據(jù)塑件的外觀要求及型腔布局情況選用點澆口，從塑件的底部中部進料，去除凝料時不會在塑件的底部留下交口的痕跡，不影響塑件外觀質(zhì)量。如圖3-4 表3-4 （4）冷料穴的設計 采用帶Z形頭拉料桿的冷料穴，如圖3-5所示，將其設置在主流道德末端，即起到了冷料穴的作用，又兼起開模分型時將凝料從主流道中拉出留在動模一側(cè)，稍做側(cè)向移動便可取出凝料的作用。 表3-5 4、模具設計的方案論證 4.1型腔的布局 對于一摸多件的模具型腔布置，再保證澆注系統(tǒng)分流道德流程短、模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具能正常工作的前提下，盡量使用模具型腔對稱、均衡、取件方便。本案例的模具采用一摸八穴。 4.2成型零件的結(jié)構(gòu) 成型零件直接與高溫高壓的塑件接觸，它的質(zhì)量直接直接影響塑件的質(zhì)量。該塑件的材料為ABS工程塑料，對表面質(zhì)量要求不是很高，因此要求成型零件有一定的強度、剛度、硬度和耐磨性，應選用優(yōu)質(zhì)鋼制作，還應進行熱處理以使其具備50~55HRC的硬度。 （1）型芯的設計 采用整體嵌入式的型芯，可以減少加工工作量，便于更換，節(jié)約成本。 （2）型腔的設計 采用整體嵌入式的型腔，放在定模一側(cè)。主要是可以節(jié)約成本，方便加工，便于更換。 4.3合模導向機構(gòu)的設計 由于塑件基本是對稱的且無單向側(cè)壓力，所以采用四導柱的直導柱導向定位可以滿足該模具。 4.4推出機構(gòu)的確定 由于塑件無側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)，塑件的內(nèi)凸所需的抽拔力不大，采用制造安裝方便的圓柱型推桿推出機構(gòu)。 4.5冷卻系統(tǒng)的論證 采用冷卻水冷卻，型腔采用直通是單層式冷卻回路，開設水路是要注意型芯和型腔不要和制件相接觸。 5、主要零部件的設計與計算 5.1成型零件的成型尺寸計算 該塑件的成型零件的尺寸均按平均算法計算，查有關(guān)手冊得PP得收縮率為:1.0%~2.5%,故平均收縮率為Scp= (1.0+2.5)%/2=1.75%=0.017,根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差δz=Δ/3,成型零件尺寸計算件表如表5-1 尺寸類別 塑件尺寸 計算公式 工作尺寸 徑向尺寸 型腔徑向尺寸 Φ23.850-0.44 Lm=［（1+Scp）Ls-3/4Δ］+δz0 23.930-0.44 Φ15.580-0.38 15.560-0.38 Φ18.980-0.44 190-0.44 Φ12.890-0.32 12.870-0.32 型芯徑向尺寸 Φ15.960+0.38 Lm=［（1+Scp）Ds-3/4Δ］0-δz 15.950+0.38 Φ10.80+0.32 10.750+0.32 Φ3±0.2 2.9±0.2 軸向尺寸 型腔的軸向尺寸 10-0.2 Hm=［Hs(1+Scp)-2/3Δ］+δz0 0.890-0.2 0.20-0.2 0.10-0.2 型芯的軸向尺寸 0.80+0.2 Hm=［Hs(1+Scp)-2/3Δ］0-δz 0.680+0.2 0.80+0.2 0.680+0.2 表5-1 5.2模具型腔壁厚的確定 6、注塑機有關(guān)參數(shù)的校核 7、設計成型模具的特點 8、模具的工作過程 9、畢業(yè)設計的心得與體會 通過本次課程設計只是初步了解模具設計的過程，在設計過程中省略了一些相關(guān)的結(jié)構(gòu)設計、計算與校核。如模具的導向機構(gòu)設計、冷卻系統(tǒng)設計。盡管如此，還是通過本次課程設計還是受益匪淺。首先我對模具設計的步驟注塑機的選擇級相關(guān)參數(shù)的選用、計算、校核都有了初步的了解。其次，本次課程設計是對我這兩年所學知識的一個總結(jié)與鞏固復習。再設計過程中，我查閱了一些相關(guān)書籍，對我以前所學的知識有了更深的認識與理解。最后，本次課程設計對我的畢業(yè)設計和走向社會打下了一定的基礎。通過這次綜合設計看到了自己的不足，看到了自己的能力。從中學到了很多培養(yǎng)自己從多方面、多角度細致考慮問題的能力，從模具的結(jié)構(gòu)應注意有關(guān)細節(jié)如公差、配合、加工工藝、安全性、制造成本等問題都有一個細致的了解和全面的思考。這次實踐受益頗多。 10、致謝 在這次綜合設計中我從老師身上學到了很多東西，老師認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)慕虒W水平都使我受益匪淺，在這次時實踐中給了我很大的幫助，使我的知識提升了很多，感謝她的幫助。 剛開始時，我有一些知識有些模糊不是很清楚。在設計過程中，我查閱了一些有關(guān)書籍，在這過程中充實了我自己。 在設計期間，老師給了我很多的幫助，每個星期都有新的任務，有些不符合要求或錯的地方都給指出來。通過這次設計，我鞏固了書本的知識，了解。在設計中更改結(jié)構(gòu)，是它跟符合實際要求。 在此，我又重的感謝老師對我的指導，同時謝謝同學對我的幫助。 【參考資料】 ［1］.塑料成型工藝與模具設計 齊曉杰主編 2010年1月第一版 機械工業(yè)出版社出版 ［2］.塑料模具設計指導與資料匯編 何冰強 高漢華主編 第二版 大連理工大學出版社 ［3］.中國模具設計大典 夏巨諶 李志剛主編 數(shù)據(jù)版 [Abstract ] Plastics industry is the world's one of the fastest growing industry categories The injection mold is one of the types of fast development，Therefore, Understanding of plastic injection molds for the production process and improve product quality have great significance。 This design introduces the basic principle of injection molding, in particular, is a single injection mold parting surface structure and working principle，Plastic products for the basic design principles put forward：Introduced the world's most popular three-dimensional CAD / CAM system, the modwizard module standard software unigraphics，The parameters of the mold design。 The triangular design is key mold design，The material is PP triangle button，Help improve the strength of products。Touched four-chamber with，Side of the gate in the form of gate，And by calculating。This design is feasible。 Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes some certain detail questions in design, understands the mold structurethe principle of working. Keywords：Injection Molding Mold Design - 16 -