凸件保護蓋注塑模具設計（全套含CAD圖紙）

凸件保護蓋注塑模具設計（全套含CAD圖紙）,保護,維護,注塑,模具設計,全套,cad,圖紙 摘要 本課題主要是針對凸件保護蓋的注射模具設計，該保護蓋的材料為ABS，應用于各個凸出易損壞的地域。通過對塑件進行工藝的分析和比較，最終設計出一副注塑模。該模具從產(chǎn)品結構工藝性，具體模具結構出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結構、冷卻系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關參數(shù)的校核都有詳細的設計。題目設計的主要任務是保護蓋注塑模具的設計，也就是設計一套模具來生產(chǎn)塑料產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)來提高產(chǎn)量。 關鍵詞：凸件保護蓋、ABS、模具 目錄 前言 1 1.塑件分析 2 1.1功能分析 2 1.1.1尺寸精度分析 2 1.1.2表面質量分析 2 2.成型工藝分析 3 2.1塑件選材 3 2.2塑件的成型工藝參數(shù)確定 3 3.模具結構設計 4 3.1分型面的選擇 4 3.2型腔布局 4 3.3澆注系統(tǒng)的結構 5 3.3.1主流道的設計 5 3.3.2分流道的設計 6 3.3.3澆口的選擇 6 3.4推出機構設計 7 3.4.1推出方式的選擇 7 3.4.2推桿位置的選擇 7 3.5模架類型的選擇 7 3.6冷卻系統(tǒng)設計 8 3.7排氣系統(tǒng)設計 9 3.8開模順序介紹 10 4.模具尺寸計算與注塑機選擇 11 4.1型芯型腔結構尺寸計算 11 4.2模具結構尺寸計算 12 4.3初選注射機 15 4.3.1注塑量的計算 15 4.3.2鎖模力的計算 15 4.3.3注塑機的選擇 15 4.4其他尺寸計算 16 4.4.1澆注系統(tǒng)尺寸計算 16 4.4.2其他結構尺寸 17 4.5校核注塑機 17 4.5.1開模行程 17 4.5.2最大注射量的校核 17 4.5.3注射壓力的校核 18 4.5.4鎖模力的校核 18 總結 19 致 謝 20 附錄 21 參考文獻 22 前言 塑料模具是一種用于壓塑、擠塑、注塑、吹塑和低發(fā)泡成型的組合式塑料模具，它主要包括由凹模組合基板、凹模組件和凹模組合卡板組成的具有可變型腔的凹模，由凸模組合基板、凸模組件、凸模組合卡板、型腔截斷組件和側截組合板組成的具有可變型芯的凸模。模具凸、凹模及輔助成型系統(tǒng)的協(xié)調變化?？杉庸げ煌螤?、不同尺寸的系列塑件。塑料加工工業(yè)中和塑料成型機配套，賦予塑料制品以完整構型和精確尺寸的工具。由于塑料品種和加工方法繁多，塑料成型機和塑料制品的結構又繁簡不一，所以，塑料模具的種類和結構也是多種多樣的。之所以會出現(xiàn)塑料模具，一個是金屬材料產(chǎn)品的單一，且不如塑料成形方便，更多的還是一種資源的替換。因此，我國要從一個制造業(yè)大國發(fā)展成為一個制造業(yè)強國，必須要振興和發(fā)展我國的塑料模具工業(yè)，只有跟上別人的步伐甚至走在別人的前面，才能實現(xiàn)強國更強，國民更富的夢想，也是一種中國夢的形式體現(xiàn)。 第 21 頁 蘇州健雄職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 1.塑件分析 本塑件為凸件保護蓋，用于保護凸出在外的一些插件。 圖1-1塑件3D圖 1.1功能分析 1.1.1尺寸精度分析 該塑件為保護蓋，主要目的就是用于保護凸件所以結構簡單，生產(chǎn)批量一般，尺寸精度不高，塑件尺寸公差等級MT7，尺寸精度不高，比較容易加工。 1.1.2表面質量分析 該塑件為保護蓋，其材料為ABS，結構類似于一個方盒子，四周有圓弧形底爪，用于鎖定。保護蓋中間有圓孔，目的是觀察凸件是否損壞，或廢舊，以便于及時更換。該塑件表面除要求沒有熔接痕、氣痕、飛邊、毛刺等產(chǎn)生缺陷外，沒有特別的表面質量要求，故表面質量公差等級為Ra3.2。 2.成型工藝分析 2.1塑件選材 ABS樹脂是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。有良好的機械強度和極好的抗沖擊強度，有一定的耐油性和穩(wěn)定的化學性和電氣性能。要求塑件光澤和耐熱時，應控制在60—80℃。ABS比熱容低。塑化效率高，凝固也快，成形周期短，故適用于日常生活用品的加工。ABS通常為淺黃色或乳白色的粒料非結晶性樹脂。ABS為使用最廣泛非通用塑料之一。 ABS特點： 1、綜合性能較好,沖擊強度較高,化學穩(wěn)定性,電性能良好（這里利用的就是其沖擊強度高）。 2、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。 主要用途：ABS廣泛用于各類家用電子電氣、工業(yè)設備及日常生活用品如計算機、電視機、凈水加熱器等的殼體；工業(yè)機械中的齒輪、泵葉輪、軸承、把手、儀器儀表盤等。 2.2塑件的成型工藝參數(shù)確定 化學穩(wěn)定性 良好 密度 1.02-1.20g/cm3; 收縮率0.3-0.8％； 料筒溫度 后段150℃-170℃，中段165℃-180℃，前段噴嘴溫度170℃-180℃； 預熱溫度80℃-90℃，預熱時間2-3h； 噴嘴溫度 170℃-180℃； 模具溫度 50℃-80℃； 注射壓力 60-100MPa; 成型時間 注射時間 20-90S，保壓時間0-5S，冷卻時間20-120S； 成型特點 ABS易吸水，但是該塑件的外觀不是特別重要，所以其可在正常的成型條件下成型。另外熔料溫度對收縮率影響極小且有一定的耐油性和穩(wěn)定的化學性和電氣性能。 3.模具結構設計 3.1分型面的選擇 分型面的選取不僅關系到塑件的成型和脫模，而且涉及模具結構和制造成本，因此，必須重視選擇分型面。一般來說，分型面選擇的總體原則主要有三： （1)保證塑件質量。這是最基本的一條，必須使塑件質量符合預定要求。? （2)便于塑件脫模。易于脫模，可使生產(chǎn)率提高，塑件不易變形，提高正品率。? （3）簡化模具結構。同樣一個塑件，因為分型面選擇的不同，使結構的復雜程度有很大 不同，合理地選擇，即可簡化模具結構。 綜上：以塑件的結構形狀分析，分型面應放在最大截面處。如下圖3-1所示 圖3-1 分型面的選擇 3.2型腔布局 該塑件精度要求一般，采用一模多腔的形式?？紤]到模具制造成本和生產(chǎn)效率，采 用模具為一模兩穴的模具形式（如左圖所示）。型腔固定方式采用嵌入式，利用螺釘鎖定。 圖3-2型腔布局圖 3.3澆注系統(tǒng)的結構 普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 3.3.1主流道的設計 主流道垂直于分型面，通常設計在模具的中間，為了主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設計成圓錐形，其角度為4°～8° 圖3-3主流道襯套圖（唧嘴） 蘇州健雄職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 3.3.2分流道的設計 常用的分流道的截面形狀有圓形、梯形、半圓形及矩形等幾種形式。分流道采用平衡式排布，有利于熔料平衡流動，保證各型腔產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。這里的流道設計為圓形，簡單方便易加工。 3.3.3澆口的選擇 澆口形式常用的有直接澆口、側澆口、點澆口，潛伏式澆口。 注塑模具的澆口是接通主流道（或分流道）與型腔的通道，所以它是整個流道系統(tǒng)中截面積最小的部分，但是它卻具有超大的作用。 　　第一，注塑模具澆口的一般截面形狀為矩形或圓形，截面積宜小而長度宜短。 　　第二，在注射中可因存于這部分的熔料早凝而防止倒流。 　 第三，便于制品與流道系統(tǒng)分離。澆口形狀、尺寸和位置的設計取決于塑料的性質、制品的大小和結構。 澆口的位置和大小不能影響塑件成形和模具的結構。結合各類因素選擇使用點澆口。點澆口是一種尺寸很小截面為圓形的直接澆口的特殊形式。為了方便，澆口位置定在塑件的中心位置（一般注塑模具澆口都設立于中間位置）。 圖3-3 澆口布局圖 3.4推出機構設計 3.4.1推出方式的選擇 由于塑件較小，所需要的推出里不是太大，所以采用推桿推出。推桿推出較為方便，且結構簡單，適應性強，應用最為廣泛。 3.4.2推桿位置的選擇 推桿的位置應選擇在塑件受力最均勻初，因為該塑件有四個爪，中間是一個空，所以選擇在塑件中間空兩邊，以保證塑件推出時受力均勻，從而塑件推出平穩(wěn)和不變形。推桿位置如圖3-4，每個塑件下方都有兩根推件桿，使其受力均勻，切每根推件桿的力也不是很大。 圖3-4 推桿分布 3.5模架類型的選擇 根據(jù)整體嵌入式的型芯型腔布局以及相互的位置尺寸，塑件的進澆方式為點澆口進澆，根據(jù)型腔型芯的尺寸（設計來自于塑件和以下表4-1和圖4-3）利用胡波外掛調出的尺寸。同時參考模架選擇的原則，在根據(jù)成型零件尺寸結合標準模架可確定選用簡化細水口FCI型 3.6冷卻系統(tǒng)設計 考慮到塑件的熱脹冷縮會影響塑件成形，為保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡，滿足塑料成型要求，再考慮到塑料ABS的特性，流動性好，所以一個塑料模具中，冷卻系統(tǒng)是必須的。冷料井的作用就是收容冷卻了的熔料，在兩次注射間隔之間，即注塑機第二次注射前，噴嘴最前端的部分熔料的溫度較低（噴嘴散熱大），必須防止其在第二次注射時進入流道或型腔。否則，這種冷料進入流道能堵塞流道或減緩料流速度，進入型腔就造成制件上的冷疤或冷斑。為了收容這些冷料，就要加設冷料井。主流道上的冷料井還兼有靠倒鉤拖出制件的作用。如下圖所示，為冷料井位置的示意圖： 圖3-5冷料井位置示意圖 溫度調節(jié)系統(tǒng)的冷卻形式有普通冷卻、內模轉模胚冷卻 、隔水片冷卻、噴泉式冷卻、等。因為設的塑件不是特比重要，且外觀問題不必細膩加上結構較為簡單，模具結構也不復雜，所以采用普通冷卻的方式。同樣普通冷卻也是最常見的冷卻方式，分為平行冷卻和連續(xù)冷卻。在這里選用的便是平行冷卻。 如圖3-6采用直通式水路，設立于模仁下方，左右的借口都可以用來進出水便可達到冷卻作用。 圖3-6冷卻系統(tǒng) 3.7排氣系統(tǒng)設計 塑料熔體在填充模具型腔時，會有氣體進去（這是不可避免的），對于塑件，這些氣體的存在是不利因素。當氣體么有及時排除，壓縮的空氣充斥在型腔與型芯之間，很容易導致塑件尺寸不合格，其次，也會造成塑件便面有氣泡，影響外觀質量，因此，注塑模具必須要有排氣系統(tǒng)。 常用的排氣系統(tǒng)： （1）利用分型面的間隙來排氣 （2） 設置排氣槽 （3）利用成形零件配合間隙來排氣 （4）專設排氣系統(tǒng) 考慮到成本，還有塑件的形狀等因素，該模具便可以通過分型面間隙來排氣，并利用鑲塊、頂針與型芯之間的配合間隙進行排氣。所以不需要再另設排氣系統(tǒng)。 蘇州健雄職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 3.8開模順序介紹 一般三板模的開合模順序都是相差不大的，都是在注射液壓缸的作用下，塑料熔體通過注射機噴嘴經(jīng)過模具澆注系統(tǒng)進入型腔，待熔體充滿型腔并經(jīng)過保壓、補縮和冷卻定型后開模，開模時，動模開始向后運動，水口板與B板為第一分型面打開，小拉桿拉住冷料穴，冷卻系統(tǒng)被拉開，塑件包緊型芯，跟著動模一起向后運動，動模繼續(xù)向后運動，開閉器被迫打開，A板與B板之間為第二分型面打開，行駛到一定距離時，塞打螺絲小拉桿會拉住A板，限制A板的運動距離。動模繼續(xù)向后運動，當注射機頂桿碰到推件板固定板，動模繼續(xù)后退，相對于推件板固定板向前推出推桿推出塑件。和澆注系統(tǒng)凝料，至此完成一次注射過程。 合模時，在導柱、導套的導向和定位作用下，注射機的合模系統(tǒng)帶動動模部分向前運動，當B板碰到A板上的開閉器時，A板跟著B板一起往前運動，當B板與水口板合在一起時，動模繼續(xù)往前運動，當A板擠進開閉器時，A板與B板重合，合模結束。 4.模具尺寸計算與注塑機選擇 4.1型芯型腔結構尺寸計算 圖4-1 型芯、型腔圖 型芯、型腔尺寸計算： LM=(LS+LSSCP-3/4Δ)+δ HM=(HS+HSSCP-2/3Δ)+δ 蘇州健雄職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 圖4-2型芯圖 4.2模具結構尺寸計算 產(chǎn)品投影面積約為5000（考慮到受力問題，投影面積值可大不可?。? 表4-1 普通塑件模具模架與鑲件大小的選擇 圖4-3 型芯型腔計算尺寸圖例 由表和塑件尺寸可得以下數(shù)據(jù)： A=45 B=25 C=50 H=40 D=25 E=20 型腔長度L=2（D﹢?D）﹢l=120mm 型腔寬度I=2（D﹢?D）﹢i=120mm 型腔高度H=(HS+HSSCP-2/3Δ)+δ=40mm 型芯長度LM=(LS+LSSCP+3/4Δ)-δ=120mm 型芯高度HM=(HS+HSSCP+2/3Δ)-δ=30mm 綜上所述型腔高度H=X﹢E=40mm，型芯高度H=X﹢E=30mm 根據(jù)表4-1與圖4-3結合，利用胡波外掛，可以得出模具的標準尺寸，由上述型腔型芯的尺寸可以得出木架的標準尺寸： 定模座板 400×400×50 水口板 400×400×35 定模板 400×400×90 動模板 400×400×100 模腳 400×68×120 動模座板 400×450×30 4.3初選注射機 4.3.1注塑量的計算 塑件單體體積約為V=150cm3，兩個約為300cm3 ABS的密度為ρ=1.01g/cm3，即注射量為m=ρV=1.01g/cm3×300cm3=303g 式中，ρ參考相關資料取1.01g/cm3 4.3.2鎖模力的計算 計算鎖模力有兩個重要的因素 1） 投影面積 2） 模腔壓力 S=5000mm2 兩個約為10000mm2，ABS平均壓力不超過100MPa，故鎖模力 Fm=10000mm2×60MPa=600KN 4.3.3注塑機的選擇 該產(chǎn)品材料為ABS，根據(jù)材料ABS注射成形的工藝參數(shù)，注射機類型 螺桿式，注射壓力為70-90；鎖模力為600KN根據(jù)注射機的主要技術參數(shù)，初步選定注射機SZY-300 注射方式 螺桿式 最大注射量 320cm3 螺桿直徑 60mm 注射壓力 125Mpa 注射行程 170mm 鎖模力 1400KN 最大開（合）模行程 340mm 模具最大厚度 355mm 模具最小厚度 130mm 噴嘴圓弧球半徑 12mm 噴嘴孔直徑 4mm 表4-3注射機的相關參數(shù) 4.4其他尺寸計算 4.4.1澆注系統(tǒng)尺寸計算 圖4-4 澆注系統(tǒng)尺寸 4.4.2其他結構尺寸 推桿的尺寸 圖4-5 推桿尺寸 4.5校核注塑機 4.5.1開模行程 注射機開模行程應大于模具開模時，取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離。 則校核合格條件為： Smax=S0-Hm≥H1+H2+(5-10)mm 式中：S0----最大開模行程 Hm----模具閉合厚度 H1----塑件的推出距離 H2 ----塑件的總高度 代入上式得：355mm≥130mm 綜上計算所得，所選注射機符合要求。 4.5.2最大注射量的校核 為了保證注塑成型，塑料制品和凝料的體積不應超過注射機最大注塑量的80％。 當塑料注塑成型機最大注塑量以最大注塑容積標定時，按下式校核： KV0≥V=nV1+V澆 式中：V0----塑料注塑成型機最大容積，cm3 V----塑件的體積（包括塑料制品、澆道凝料和飛邊），cm3 V1----一個塑件的體積， n----型腔cm3 K----塑料注塑成型機最大注射量的利用系數(shù)。取K=0.8 代入上式得：300cm3≥240cm3 4.5.3注射壓力的校核 注塑加工時所需注塑壓力與塑料品種、塑件的形狀及尺寸，注塑機類型、噴嘴及模道的阻力等因素有關。 該塑件材料為ABS，其注塑壓力為70-90Mpa,所選注射機最大注塑壓力為120Mpa 符合要求。 4.5.4鎖模力的校核 鎖模力又稱合模力，是指注射機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力。 即 F≥KPA/1000 ?? 式中??? F ----注射機的分稱鎖模力，N ??????? P ----模內平均壓力（型腔內的熔體平均壓力） ??????? A ----塑件、流道、澆口在分型面上的投影面積之和 K為系數(shù)取1.1-1.2 經(jīng)過計算，符合要求。 總結 凸件保護蓋的模具設計到了尾聲，雖然不一定能被廣泛利用，但是，作為一個保護蓋，它還是合適的，塑件薄，材料的性能也合適，能夠很好的保護漏在外面或容易被破壞的插件凸件等。另外，作為一個學者，不能僅限于書本，更多的東西還是實踐里得來的，就像螺紋一般，不一定要按照螺距去車，經(jīng)驗值還是特別可靠的。最后，即將畢業(yè)，期待著走出校門，在更廣闊的天空，擁有一片屬于我自己的舞臺。 21 蘇州健雄職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 致 謝 畢業(yè)設計接近尾聲，能做完，真心的不容易，不是說這有多難，而是有太多人的幫助和資料讓我用在了這上面，這一切也是為了最后的畢業(yè)，畫上一個圓滿的句號。我很感謝那些幫助過我的人，不是說我有多差，而是別人能真心誠意的幫你，哪怕你會，那也值得去虛心去聽，去請教。我很感謝我的老師，當我迷茫不知所措時，是他不厭其煩的指導，讓我能堅持下去，一點一點的完成畢業(yè)設計。值得一提的還有胡波先生，他開發(fā)出來的胡波外掛軟件，給我們這些初學者給予很大幫助。最后，我要謝謝那些出版資料的前輩們，是他們將對模具的理解和經(jīng)驗分享出去，我們這些初學者才能走上一條平直的路線，更快的進入模具這扇大門，為模具這一事業(yè)做出貢獻。 附錄 圖紙 23 蘇州健雄職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 參考文獻 [1]?田水,?朱墩.?纖維增強塑料(FRP)在結構加固工程中的應用[J].?建筑結構,??2000(03).? [2]?金秀蓮?淺談注塑工藝的影響因素[J].?商品與質量·前沿觀察,?2010,??? [3]?劉松年,?崔怡.?水輔助注塑工藝介紹[J].?模具技術,?2009,? ?[4]?馬俊彪.?微發(fā)泡注塑成型設備的改造[J].?農機使用與維修,?2009,?(3).? [5]?幾種新型注塑設備的簡單介紹中國液壓機械網(wǎng),?2009.? [6]?劉缽,?陳利民.?熱塑性塑料注塑工藝參數(shù)優(yōu)化設計工程塑應用,?2005,36(4):?8-11.? [7]?翁其金.?塑料模塑成型技術[M].?北京:機械工業(yè)出版社,?2001.? [8]?許發(fā)樾實用模具設計與制造手冊[M].?北京:?機械工業(yè)出版社,?2005?