空調(diào)機(jī)后蓋注射成型工藝與模具設(shè)計

1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目： 空調(diào)機(jī)后蓋注射成型工藝與模具設(shè)計學(xué) 生： 指導(dǎo)老師： 副教授 系 別： 材料科學(xué)與工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 班 級： 模具 學(xué) 號： 2010年 5月34目錄摘要11 引言22 塑件工藝分析32.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析32.1.1塑件的尺寸精度分析32.1.2塑件表面質(zhì)量分析32.1.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析32.2塑件材料分析42.3成型條件分析52.4注射成型的工藝參數(shù)53 模具設(shè)計方案的確定73.1計算制件的體積和質(zhì)量73.2注射機(jī)的初選73.3 分型面的選擇83.3.1分型面的形式83.4 確定型腔數(shù)目和排列方式83.4.1型腔數(shù)目的確定93.4.2型腔的排

2、列方式93.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計103.5.1 澆注系統(tǒng)的組成103.6抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計143.6.1側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)143.6.2滑塊與導(dǎo)滑槽設(shè)計143.7凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計153.8凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計163.9導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計173.10 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計183.10.1脫模機(jī)構(gòu)183.10.2脫模機(jī)構(gòu)的分類及選用183.10.3脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則183.10.4空調(diào)機(jī)后蓋的脫模機(jī)構(gòu)193.11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計193.11.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計193.11.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則193.11.3冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式194 模具設(shè)計的有關(guān)計算214.1抽芯距的計算214.2抽芯力的計算214.3斜導(dǎo)柱的選擇21

3、4.4冷卻時間的計算214.5成型零件的工作尺寸計算214.5.1.型腔尺寸計算224.5.2型芯1尺寸計算234.5.3型芯2尺寸計算244.6型腔壁厚和底板厚度計算254.7冷卻系統(tǒng)的計算255 注射機(jī)參數(shù)的校核265.1 注射壓力的校核265.2 鎖模力的校核265.3開模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核266 模架選用287 模具裝配圖繪制297.1 模具裝配圖繪制297.2模具動作過程308設(shè)計小結(jié)31致謝32參考文獻(xiàn)33摘要塑料工業(yè)是當(dāng)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。本論文介紹了注射成型的基本原

4、理，特別是單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計，介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計過程度要求做了簡單說明。設(shè)計成型零部件以及設(shè)計合理的推出機(jī)構(gòu)。并分析和闡述了模具型芯零件及各標(biāo)準(zhǔn)件的選材、熱處理工藝，塑件的結(jié)構(gòu)要素，塑件的尺寸公差和精度的選擇，塑件的體積和質(zhì)量的計算方法對設(shè)計進(jìn)行驗證主要是對注射機(jī)的相關(guān)重要參數(shù)進(jìn)行驗證包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸等。在校驗合格后，進(jìn)行成型零件加工工藝過程的制定，既要保證塑件的質(zhì)量，又要兼顧經(jīng)濟(jì)性。 通過本設(shè)計可以對注塑模具有一個更進(jìn)一步的認(rèn)識，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)工藝 注射模 成型零件 塑料模具 分

5、型面 澆注系統(tǒng) 1 引言塑料具有可塑性強(qiáng)，密度小，比強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性高，外觀多樣的特點，因而受到越來越多的廠家及人民的喜愛，塑料制品幾乎已經(jīng)進(jìn)入一切工業(yè)部門及人民日常生活的各個領(lǐng)域?？照{(diào)機(jī)后蓋是日常生活中十分常見和常用的制品，選擇空調(diào)機(jī)后蓋是因為它的結(jié)構(gòu)包含了常見塑料模具的各個部分，能達(dá)到綜合訓(xùn)練自己設(shè)計水平的目的，能充分做到理論結(jié)合現(xiàn)實生活的實際情況，我們能做到同時站在生產(chǎn)方和使用者的角度來考慮產(chǎn)品的設(shè)計，可以結(jié)合自己對產(chǎn)品使用性能的一些需求來改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計方案，使產(chǎn)品模具設(shè)計更具實際意義。2 塑件工藝分析2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析2.1.1塑件的尺寸精度分析此塑件有要求的尺寸精度級別為mt3或

6、mt2級，其余的精度級別可按mt5級精度查公差值。2.1.2塑件表面質(zhì)量分析除了塑件一些特殊部位有較高的表面要求，其余的表面粗糙度為6.3m。2.1.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析該塑件外形為鉤形，其高度較高而寬度較窄，在成型時可能出現(xiàn)填充不足的現(xiàn)象。此次產(chǎn)品是在ug5.0的輔助下完成的，產(chǎn)品圖如圖2.1： a塑件俯視圖b塑件仰視圖圖2.1 空調(diào)機(jī)后蓋塑件三維實體圖2.2塑件材料分析1、化學(xué)名稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三種單體聚合而成的非結(jié)晶型的高聚物。2、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(xué)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、

7、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。abs樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將ps，san，bs的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。 3、abs塑料性能一般性能： abs外觀為不透明呈象牙色粒料，其制品可著成五顏六色，并具有高光澤度。abs相對密度為1.05左右，吸水率低。abs同其他材料的結(jié)合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。abs的氧指數(shù)為1820，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)出特殊的肉桂味。力學(xué)性能：abs有優(yōu)良的力學(xué)性

8、能，其沖擊強(qiáng)度極好，可以在極低的溫度下使用；abs的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。abs的耐蠕變性比psf及pc大，但比pa及pom小。abs的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度屬塑料中較差的。abs的力學(xué)性能受溫度的影響較大。熱學(xué)性能：abs的熱變形溫度為93118，制品經(jīng)退火處理后還可提高10左右。abs在-40時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100的溫度范圍內(nèi)使用。電學(xué)性能：abs的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。環(huán)境性能：abs不受水、無機(jī)鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會產(chǎn)生應(yīng)

9、力開裂。abs的耐候性差，在紫外光的作用下易產(chǎn)生降解；于戶外半年后，沖擊強(qiáng)度下降一半。成型性能：abs塑料成型性較好。它的流動性較好，成型收縮率??；abs塑料比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也較快，模塑周期短。但abs吸水性大，成型前必須充分干燥，表面要求光澤的制品應(yīng)進(jìn)行較長時間的干燥。abs塑料可采用注射、擠出、壓延、吹塑、真空成型等方法制造塑料制品。 4、abs塑料的用途 由于abs塑料具有良好的綜合性能并易于成型，所以在機(jī)械、電器、輕工、飛機(jī)、造船以及日用品等工業(yè)中得到較廣泛的應(yīng)用，如電機(jī)外殼、電話機(jī)殼、汽車儀表盤、儀表殼、把手、管道、電池槽、及電視機(jī)、收錄機(jī)、洗衣機(jī)、計算機(jī)

10、外殼等。2.3成型條件分析干燥處理：吸濕性強(qiáng)，通常需要干燥處理；分解溫度：250；模具溫度：5080；注射壓力：可大到6001000bar（1bar=0.1mpa，bar是國際組織壓力單位）；保壓壓力：可大到800bar；2.4注射成型的工藝參數(shù)注射機(jī)類型： 螺桿式預(yù)熱和干燥t/: 150170 165180 180200噴嘴溫度t/: 170180模具溫度t/: 5080注射壓力p/mpa： 60100成型時間t/s: 注射時間 2090 高壓時間 05 冷卻時間 20120 總周期 50220螺桿轉(zhuǎn)速n/(rmin-1): 30后處理： 方法 紅外線燈、烘箱 溫度t/ 70 時間t/h 2

11、43 模具設(shè)計方案的確定3.1計算制件的體積和質(zhì)量注射模是安裝在注射機(jī)上的，因此在設(shè)計注射模具時應(yīng)該對注射機(jī)有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計出符合要求的模具，同時選定合適的注射機(jī)型號。從模具設(shè)計角度考慮，需要了解注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)范。在設(shè)計模具時，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的有關(guān)“注射機(jī)使用說明書”上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)范，因為即使同意規(guī)格的注射機(jī)，生產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。選用注射機(jī)時，通常是以某塑件（或模具）實際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號，然后依次對該機(jī)型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校核。以實際注射量初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號

12、；為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實際注射量應(yīng)該小于某注射機(jī)的公稱注射量，即： v實 p0=70mpa，這里p0選70mpa，所以注射壓力滿足要求。5.2 鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力，當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產(chǎn)生一個很大的脹型力。為此，注射機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力，即： f鎖f脹=a分xp型 f鎖注射機(jī)的額定鎖模力（n）； p分模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（mpa）；一般為注射壓力的0.3 0.65倍，通常取2040mpa。這里選p型=30mpa。 a分塑料和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（mm2） 由ug分析/面測量，可得投影面

13、積為115cm2，澆注系統(tǒng)的投影面積不超過10cm2。 f鎖f脹=a分x p型 =（115+10）x30=3.75x105（n） 而鎖模力為180t即1.764x106n，大于3.75x105，符合要求。5.3開模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核開模行程是指從模具中取出塑料所需要的最小開合距離，用h表示，它必須小于注射機(jī)移動模板的最大行程s。由于注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)不同，開模行程可按以下兩種情況進(jìn)行校核：一是開模行程與模具厚度無關(guān)；二是開模行程與模具厚度有關(guān)。這里選用的是開模行程與模具厚度無關(guān)，且是但雙型面注射模具。1.當(dāng)開模行程與模具厚度無關(guān)時 這種情況主要是指鎖模機(jī)構(gòu)為液壓機(jī)械聯(lián)合作用的注射機(jī)，其模板行程

14、是由連桿機(jī)構(gòu)的最大沖程決定的，而與模具厚度是無關(guān)的。對雙分型面注射模，所需開模行程h為： s機(jī)h=h1+h2+a+(510)mm式中，h1塑件推出距離（mm）； h2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度（mm）； s注射機(jī)移動板最大行程（mm）； a中間板與定模的分開距離（mm）； h所需要開模行程（mm）。 h=27+133+90+10=260s機(jī)=3502.推出機(jī)構(gòu)的校核各種型號注射機(jī)的推出裝置與最大推出距離各不同，設(shè)計模具時，推出機(jī)構(gòu)應(yīng)與注射機(jī)相適應(yīng)，具體可查資料。6 模架選用模架選用選擇依據(jù)：根據(jù)型腔布局、澆注系統(tǒng)形式、成型零件結(jié)構(gòu)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置要求，估算出模架周界尺寸為

15、 355450mm。結(jié)果：龍記大水口ah型 355450模架，a板厚63mm，b板厚50mm，c板厚50mm，如圖6.1所示： 圖6.1 龍記模架7 模具裝配圖繪制7.1 模具裝配圖繪制 1.模具結(jié)構(gòu)主視圖如圖a：a模具結(jié)構(gòu)主視圖2.模具結(jié)構(gòu)俯視圖如圖b：b模具結(jié)構(gòu)俯視圖1.型腔 2.銷 3.內(nèi)六角螺釘 4.定位圈 5.主流道襯套 6.內(nèi)六角螺釘 7.動模板 8.導(dǎo)套 9.定模板 10.支承板 11.導(dǎo)柱 12.拉料桿 13.復(fù)位桿 14.墊塊 15.下模座板 16.內(nèi)六角螺釘 17.銅套 18.推板 19.內(nèi)六角螺釘 20.內(nèi)六角螺釘 21.推桿固定板 22.導(dǎo)桿滑座 23.斜導(dǎo)桿24.銷

16、25.內(nèi)六角螺釘 26.斜導(dǎo)柱 27.內(nèi)六角螺釘 28.限位塊 29.壓板 30.彈簧 31.限位螺釘 32.斜滑塊 34.銷 35.型芯2 36.內(nèi)六角螺釘 37.銷 38.上模 座板 39.型芯1 40.密封圈圖7.1 模具裝配圖7.2模具動作過程 在注射機(jī)的作用下，隨著動模部分的開模，由于型芯對塑件的包緊力，所以首先在分型面1處先分開。拉料桿12將塑件和冷凝料從型腔1中拉出，塑件停留在型芯1和型芯2中。緊接著，斜滑塊在斜導(dǎo)柱26和壓板29的導(dǎo)向作用下，向兩邊滑動，限位塊28、限位螺釘31和彈簧30起到定位作用，其中楔緊塊33起緊固作用。 隨著動模機(jī)構(gòu)后移，在注射機(jī)的頂桿，作用在推板18和

17、推板固定板21，利用導(dǎo)桿滑座22和斜導(dǎo)桿23的推力，型芯2向上滑動的同時，向中間移動。這樣，塑件在型芯2的作用下，實現(xiàn)脫模。和模時，在導(dǎo)柱11和導(dǎo)套8的作用下將完全合模，準(zhǔn)備進(jìn)入下一次澆注。 8設(shè)計小結(jié)塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上最快的工業(yè)門類之一，對于我國而言，它在整個國民經(jīng)濟(jì)的各個部門中發(fā)揮了越來越大的作用。我們大學(xué)生對于塑料工業(yè)的認(rèn)識還是很膚淺的，但是通過這次塑料模具畢業(yè)設(shè)計，讓我們更多的了解有關(guān)塑料模具設(shè)計的基本知識，更進(jìn)一步掌握了一些關(guān)于塑料模具設(shè)計的步驟和方法，對塑料模有了一個更高的認(rèn)識。這對我們在今后的生產(chǎn)實踐工作中無疑是個很好的幫助，也間接性地為今后的工作經(jīng)驗有了一定的積累。 塑料制品

18、成型及模具的設(shè)計還是個專業(yè)性、實踐性很強(qiáng)的技術(shù)，而它的主要內(nèi)容都是在今后的生產(chǎn)實踐中逐步積累和豐富起來的。因此，我們要學(xué)好這項技術(shù)光靠書本上的點點知識還是不夠的，我們更多的還應(yīng)該將理論與實際結(jié)合起來，這還需要我們到工廠里去實踐。我相信在未來的我一定能走到最前頭。 致謝畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)到了收尾階段，在這近二個月的設(shè)計過程中，首先感謝范新鳳老師的精心指導(dǎo)，范老師給我提出了許多寶貴的意見，從課題選擇、設(shè)計框架、內(nèi)容體系的安排直至成文后一次又一次的修改。范老師熱情待人、認(rèn)真的研究精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度也深深感染了我，借此論文完成之際特向她表示我的敬意和感激之情。同時，在設(shè)計過程中資料的收集、軟件的應(yīng)用、文字的處理等方面，得到了很多同學(xué)、朋友的積極幫助，占用了他們許多寶貴時間，在此也向他們表示由衷的感謝。此外，感謝答辯組委會老師在百忙之中抽時間評閱我的論文及設(shè)計內(nèi)容，并根據(jù)所設(shè)計的內(nèi)容給提出相關(guān)的專業(yè)問題，指引我做更多的思考，讓我對所做課題有了更深入的認(rèn)識，為我整個畢業(yè)設(shè)計畫上圓滿的句號。最后，我還要感謝大學(xué)三年來所有的老師，他們淵博的學(xué)術(shù)知識、認(rèn)真的教學(xué)態(tài)度在課堂上使我