模具畢業(yè)設(shè)計(jì)——電位器盒注塑模具設(shè)計(jì)

1、 0 電位器盒注塑模具設(shè)計(jì)聲 明本人所呈交的電位器盒模具設(shè)計(jì)，是我在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)和查閱相關(guān)著作下獨(dú)立進(jìn)行分析研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。 作者簽名： 日期： 2014年3月20日 摘要本課題是針對企業(yè)生產(chǎn)的普通電位器盒的模具加工設(shè)計(jì),通過對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、形狀和材料的分析,最終設(shè)計(jì)出能投入生產(chǎn)的一副簡單的注塑模具。本課題首先是從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析出發(fā)，然后設(shè)計(jì)模具澆注系統(tǒng)、分型面、模具成型工藝系統(tǒng)、推出系統(tǒng)和冷卻排氣系統(tǒng)，同時(shí)并簡單的編制了模具的加工工藝。本課題最

2、主要任務(wù)就是設(shè)計(jì)出滿足產(chǎn)品要求的一副注塑模具，來實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品自動(dòng)化大批量地生產(chǎn)。希望通過全部的設(shè)計(jì)過程來說明該注塑模具是有可行性的并且是滿足該產(chǎn)品的所有加工質(zhì)量要求的。【關(guān)鍵詞】：注塑模具 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品要求目錄引言.1一、塑件成型設(shè)備.2（一）成型設(shè)備校核.2二、塑件成型工藝分析.2（一）塑件產(chǎn)品成型特征.2（二） 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性.3三、分型面和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì).4（一）分型面的設(shè)計(jì).4（二）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì).5四、成型零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).7（一）型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).7（二）型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).8五、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).8（一）導(dǎo)向機(jī)構(gòu).9（二）推出機(jī)構(gòu).9六、冷卻機(jī)構(gòu)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì).9（一）冷卻機(jī)

3、構(gòu).9（二）排氣系統(tǒng).10七、開模合模過程.10八、模具裝配圖.,.11總結(jié).12參考文獻(xiàn).13謝詞.14 引言塑料制品的許多優(yōu)良特點(diǎn)是不言而喻的，所以也被廣泛地應(yīng)用。更讓人驚喜的是，隨著現(xiàn)代塑料成形工藝的進(jìn)一步提高，塑料成型模具的再發(fā)展戰(zhàn)略也逐步得到實(shí)施。隨著生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步地提高，電器類的模具應(yīng)用也變得越來越普遍，所以相關(guān)企業(yè)現(xiàn)在面臨的重要問題是如何更好地開發(fā)和利用電位器盒模具，來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。本人所在的實(shí)習(xí)單位是一家專門制造各種塑料產(chǎn)品的公司，其中電位器盒是最主要的產(chǎn)品，所以選了電位器盒注塑模具來作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。我運(yùn)用了學(xué)校學(xué)的UG和CAD輔助設(shè)計(jì)軟件來更好地完成對電位器盒的結(jié)構(gòu)分

4、析和模具設(shè)計(jì)。分析了該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀等所有加工工藝特點(diǎn)，簡述了該注塑模具的各個(gè)部分選用和裝配。2 一、塑件成型設(shè)備（一）成型設(shè)備校核計(jì)算 1.注射量的校核公式：（0.80.85）W公W注 W公：注射機(jī)的公稱注射量。單位：cm³ W注：澆注系統(tǒng)中的塑料和所有型腔內(nèi)塑料體積量之和。單位：cm³ 已知澆注系統(tǒng)和所有型腔塑料的總體積為74.14cm³，所以遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于注射機(jī)理論注射量634cm³ 所以是滿足該注塑機(jī)的要求。 2.注射壓力的校核公式：maxK´P0 max額定注射壓力（注塑機(jī)） 單位：MPa p0所需要的注射壓力(注射成型時(shí)) 單位：MPa K

5、´安全系數(shù) 將數(shù)據(jù)代入公式得：K´p0=1.3×90=117（MPa）max=150 MPa故滿足要求。 3.鎖模力的校核公式：FKAPm F額定鎖模力（注塑機(jī)） 單位：KN A流道、塑件在該模具分型面上投影面積總和 單位：cm² Pm型腔的平均壓力 單位：MPa K安全系數(shù) 通常K取1.11.2 將數(shù)據(jù)代入公式得：KApm=1.15×25×11.304=324.99（kN）F=3500kN324.99KN 故滿足要求。 二、塑件成型工藝的分析（一）塑件產(chǎn)品成型特征圖2-1產(chǎn)品三維圖2 圖2-1該塑件材料為聚苯乙烯（PS）。PS的電器

6、性能、光學(xué)性能和著色性都是比較不錯(cuò)的且易于被加工成型。所以，PS成為了現(xiàn)在最新型材料，而被廣泛運(yùn)用于各行各業(yè)。聚苯乙烯（PS）是通用熱塑性塑料品種。玻璃化溫度為8090，密度為1.054g/ cm³，熔融狀態(tài)下溫度為240，電阻率10201022/cm。導(dǎo)熱系數(shù)為30時(shí)是0.116瓦/(米·開)。通常情況下PS是非晶態(tài)無規(guī)則聚合物，但容易導(dǎo)致開裂。塑件工藝性分析：該塑件外殼為矩形，各個(gè)面圓滑連接，沒有連接痕跡。而PS流動(dòng)性較好，能夠運(yùn)用于大型薄壁制品，成型時(shí)注射壓力是70MP到130MP，高壓力會(huì)導(dǎo)致殘余應(yīng)力增加；注射速度應(yīng)適當(dāng)快些，但應(yīng)防止出現(xiàn)飛邊；由于吸濕性小，所以原料

7、是不有必要干燥處理的；又因?yàn)樗鼰崤蛎浵禂?shù)大，所以容易產(chǎn)生開裂。 該塑件的外形輪廓簡單，各面壁厚比較均勻，底面上有4個(gè)小孔和2個(gè)大孔。因?yàn)樵撍芗Y(jié)構(gòu)比較簡單，所以采用的是單分型面的注塑模具設(shè)計(jì)特點(diǎn)。(二)塑件的結(jié)構(gòu)工藝性圖2-2塑件圖1.塑件的尺寸精度分析看圖2-2該產(chǎn)品的尺寸精度不高且沒有什么特殊的要求。PS可采取建議精度5級，按MT5精度來查取公差 。塑件上主要尺寸的公差見表2-3。表2-3塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差外形尺寸580-0.74970-1.0300-0.52.50-0.2內(nèi)形尺寸450+0.64840+1.0孔尺寸3±0.106.5±0.14孔間距尺寸36

8、77;0.289±0.142.塑件的表面質(zhì)量分析（1） 因?yàn)樵摦a(chǎn)品是電器盒外殼，所以表面必須明亮干凈、色彩均勻，絕對不能夠出現(xiàn)斑點(diǎn)、坑坑洼洼和熔接痕跡，Ra為0.4m，其它沒有什么特殊要求。（2）該塑件的要求表面沒有缺陷、毛刺，因?yàn)殡娢黄骱幸?jīng)常與人的手接觸，所以表面必須光滑，最好自然形成圓角3.塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析（1）從圖2-1上來看可以知道該產(chǎn)品的外形輪廓為矩形，各面圓滑連接，且產(chǎn)品各面的薄壁厚度均勻，因此該產(chǎn)品是完全符合最小壁厚要求的。 （2）圓角的校核：R Rmin13·t=0.83 在產(chǎn)品底部有兩個(gè)尺寸不同的孔，大孔為6.5有2個(gè)、小孔為3有4個(gè)，它們均符合最小孔

9、徑的要求。 綜上所述，該產(chǎn)品符合注射成型加工的全部要求。三、分型面和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（一）分型面的設(shè)計(jì)1.分型面的選擇分型面的選擇應(yīng)遵循以下要求:（1）分型面必須放在在塑件外形的最大輪廓處。（2）要滿足塑件的外觀質(zhì)量要求：分型面盡量不要選擇在塑件光滑的外表面，避免影響了塑件的外觀。（3）應(yīng)有利于塑件順利脫模：脫模機(jī)構(gòu)通常是在動(dòng)模一側(cè)的，使塑件能夠留在動(dòng)模一側(cè)。 （4）應(yīng)有利于空氣和廢氣的排放。（5）分型面的數(shù)目和形狀：理論上是只使用一個(gè)與模具開模方向相互垂直的分型面。圖3-1該塑件模具分型面如圖3-1。（二）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)因?yàn)樵摦a(chǎn)品的外觀要求較高，所以表面上是不可以出現(xiàn)斑點(diǎn)和熔接痕，不然就是報(bào)廢

10、了。而殼體塑件是矩形，適合中心點(diǎn)澆口進(jìn)料。圓弧相連接澆口和塑件，避免去除澆口時(shí)，損害到塑件。（1）主流道的設(shè)計(jì)圖3-2該塑件主流道如圖3-2把主流道設(shè)計(jì)成圓錐形是為了讓主流道中凝料能順利地從澆口套中拔出來，而小端的直徑d設(shè)計(jì)的應(yīng)比注射機(jī)噴嘴的直徑D大0.5mm。因?yàn)樾《说那懊嫘螤顬榍蛎?，所以凹下的深度約為3mm。由于注射機(jī)噴嘴的球面是與模具相貼合接觸，所以主流道球面半徑應(yīng)大于噴嘴球面半徑約1mm。流道的表面粗糙度Ra<0.8um。（2）分流道的設(shè)計(jì)圖3-3分流道截面圖看圖3-3為圓形截面優(yōu)點(diǎn)：流道形狀效率較高流道長度不能過短也不能過長， 因?yàn)榱鞯肋^長會(huì)造成壓力損失,不利于生產(chǎn),也浪費(fèi)材料

11、；但過短的話,又會(huì)增大產(chǎn)品的殘余應(yīng)力，這樣更容易產(chǎn)生毛邊。（4）澆口的設(shè)計(jì)圖3-4澆口與分流道連接處截面圖 因?yàn)楫a(chǎn)品的外觀質(zhì)量必須沒有瑕疵，所以澆口的位置和大小必須以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提而設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)該盡量使模具結(jié)構(gòu)簡單不復(fù)雜。根據(jù)圖3-1的分型面位置，選了如圖3-4所示側(cè)澆口進(jìn)料。進(jìn)料口設(shè)計(jì)在了塑件的頂部，是根據(jù)型腔的安放方式。四、 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：型腔有3種結(jié)構(gòu)形式：整體式、組合式、拼塊組合式。從各個(gè)方面分析我最終選擇了整體式型腔，因?yàn)檎w式型腔有比較高的強(qiáng)度和剛度，在使用的過程中不容易發(fā)生變形，能使用較長時(shí)間。因?yàn)樵摦a(chǎn)品結(jié)構(gòu)較簡單，精度不高且為中心對稱，型腔加工

12、容易實(shí)現(xiàn)，所以為整體式結(jié)構(gòu)。如圖3-5所示： 圖3-5（二）型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：采用40Cr來制作型芯，熱處理后使它表面硬度必須達(dá)到HRC4550之間，表面粗糙度約為0.25um，配合面為0.8um，需要進(jìn)行鍍鉻并且進(jìn)行拋光處理。如圖3-6所示：.圖3-6五、 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：如圖3-8導(dǎo)柱（如圖3-7）： 長度 導(dǎo)向部分的長度應(yīng)高于凸模端面的高度約為8 cm，避免出現(xiàn)導(dǎo)柱還末導(dǎo)正方向時(shí)，型芯先進(jìn)入型腔的情況。 形狀 導(dǎo)柱前端要倒圓角，這樣才能使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。圖3-7 圖3-8導(dǎo)套（如圖3-8）：材料 與導(dǎo)柱相同，但硬度應(yīng)比導(dǎo)柱低，可以減輕磨損，防止拉毛。 形狀

13、 導(dǎo)套前端要倒圓角。導(dǎo)向孔為通孔，能使孔內(nèi)的空氣順利排除。（二）推出機(jī)構(gòu)：推桿直接頂住塑件中心，等開模后將塑件推出，順利脫模。圖3-9 1.導(dǎo)套 2.導(dǎo)柱 3.彈簧 4.支撐板 5.推桿6.推桿固定板 7.推板六、 冷卻機(jī)構(gòu)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（一）冷卻機(jī)構(gòu)： 冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則： 各個(gè)水孔之間距離相同且到型腔也相同。冷卻水孔愈多，冷卻效果愈好。 澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻避免冷卻水道干涉到其他的機(jī)構(gòu)。合理選擇冷卻水道的形式要降低溫差（進(jìn)水與出水）綜上所述，我決定采用水冷卻，環(huán)繞型腔布置兩層冷卻回路。（二）排氣系統(tǒng)：排氣不良容易引起塑件燒焦，短射、填充不足、脫模不良、陰影、氣泡、色差、縮水、流紋、表

14、面凹陷、不熔合等。適當(dāng)?shù)亻_設(shè)排氣槽；可以有效地降低注射時(shí)間、注射壓力，鎖模壓力以及保壓時(shí)間，使塑件成型更為容易，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。此套模具我采用的是利用分型面及模具各個(gè)零部件之間配合間隙，使它能夠自然排氣。七、 開模合模過程見圖3-10圖3-10八、 模具裝配圖見圖3-11圖3-11總結(jié)一、對產(chǎn)品的外形輪廓為矩形并且底部有4個(gè)小孔和2個(gè)大孔，我設(shè)計(jì)出了單分型面，一模兩腔的模具。該模具結(jié)構(gòu)緊湊新穎模具工作可靠，操作方便，型腔填充良好，脫模順利。二、在設(shè)計(jì)過程中，我積極地利用了學(xué)校學(xué)的CAD/UG輔助設(shè)計(jì)軟件來進(jìn)行電位器盒塑料模的設(shè)計(jì)。對得到的圖形進(jìn)行進(jìn)一步補(bǔ)充修改，使設(shè)計(jì)內(nèi)容更加豐

15、富具體。三、從設(shè)計(jì)角度看，我的模具結(jié)構(gòu)簡單且不復(fù)雜；從經(jīng)濟(jì)角度看，該模架比較實(shí)用耐磨可以長期投入生產(chǎn)，可以大幅度地減少投入成本。由此說明此次設(shè)計(jì)的可行性。在指導(dǎo)老師黃洪根老師的細(xì)心指導(dǎo)修改下，我學(xué)到了很多的以前沒學(xué)過的相關(guān)專業(yè)知識。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，提高我對學(xué)校所學(xué)的CAD/UG輔助軟件運(yùn)用的能力。在模具設(shè)計(jì)方面，我從這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中充分明白了，要學(xué)好設(shè)計(jì)必須要全方位地了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和所有可行性的操作。希望這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程更能鼓勵(lì)我不斷地去研究，學(xué)習(xí)。參考文獻(xiàn)1 梁士紅主編. UG注塑模具設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)M.北京：國防工業(yè)出版社，2013.12 唐建生主編. 工程材料與成形工藝（第2版）.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，20113 洪如瑾編譯. UG NX6 CAD快速入門指導(dǎo)M.北京：清華大學(xué)出版社，2009.14 史立峰主編. CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.85 張