電器盒成型課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)電工程系重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 模具設(shè)計(jì)與制造 專 業(yè) 2011 年級(jí) 1班 一、設(shè)計(jì)題目根據(jù)編號(hào)為JDMKS115的電器盒圖示，設(shè)計(jì)該塑料產(chǎn)品的注射成型模具。 二、主要內(nèi)容JDMKS115電器盒，外觀為60×30×23mm的長方形盒體， 材料為ABS，年產(chǎn)量為80萬件，具體尺寸要求如下圖和表格所示： 塑料產(chǎn)品分課題尺寸A (/mm)尺寸B (/mm)JDMKS115JDMKS115-186JDMKS115-210JDMKS115-312JDMKS115-414JDMKS115-516JDMKS115-618JDMKS115-7 63JDMKS115-864三

2、、具體要求1.繪制模具裝配圖和成型零件圖(按A4規(guī)格，圖號(hào)分別為：JDMKS115-X-A, JDMKS115-X-B,)；2.編制塑料產(chǎn)品注射成型工藝卡(按A4規(guī)格)；3.撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書；4.將任務(wù)書、說明書、工藝卡及圖紙裝訂成冊(cè)。四、進(jìn)度安排作業(yè)完成時(shí)間：2013年6月21日12時(shí)五、成績?cè)u(píng)定指導(dǎo)教師 簽名 日期 2013 年 07 月 01日系主任 審核 日期 2013 年 07 月 02 日目錄一、引言7二、電器盒注射成型模具設(shè)計(jì)方案82.1 電器盒工藝性分析8塑件原材料性能分析8塑件制品工藝性分析82.2 塑料注射機(jī)的選取9計(jì)算電器盒的體積和質(zhì)量及確定模具型腔數(shù)量9電器盒成型工藝

3、參數(shù)102.3 分型面的選擇112.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選取12主流道設(shè)計(jì)12分流道設(shè)計(jì)14澆口的設(shè)計(jì)15排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)17冷料穴和拉料桿設(shè)計(jì)172.5 主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算18型腔的設(shè)計(jì)18型芯的設(shè)計(jì)18型腔與型芯的尺寸計(jì)算19模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算21側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)21推件機(jī)構(gòu)和模架的選取212.6 塑料機(jī)注射的校核22三、總結(jié)23附件125附件226附件329一、引言模具是利用其特定形狀去成型一種具有一種形狀和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般將模具分為塑料模具，金屬?zèng)_壓模具，金必壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。人們?nèi)粘Ｉ畹闹破泛透鞣N機(jī)械零件，在成型中多

4、數(shù)是用模具來制成品。在高分子材料加工領(lǐng)域中，用于塑料制品成型的模具，簡稱塑料模具。塑料模具優(yōu)化設(shè)計(jì)，是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域的重要課題。塑料成型加工及模具技術(shù)是一門不斷發(fā)展的綜合科學(xué)，不僅隨著高分子材料合成技術(shù)的提高、成型設(shè)備的革新、成型工藝的成熟而進(jìn)步，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)等在塑料成型加工領(lǐng)域的滲透而發(fā)展。我國塑料模的發(fā)展迅猛。塑料模的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距比較大；在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少，規(guī)格不全質(zhì)量不穩(wěn)定。所以，尤其是大型模的設(shè)計(jì)與制造水平，常常標(biāo)志一個(gè)國家工業(yè)化的發(fā)展程度。注塑

5、成型作為塑料模中一種重要的成型加工方法，在家電行業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等都有廣泛應(yīng)用，且生產(chǎn)的制件具有精度高、復(fù)雜度高、一致性高、生產(chǎn)率高和消耗低的特點(diǎn)，有很大的市場(chǎng)要求和良好的發(fā)展前景。通過完成此次課程設(shè)計(jì)，意義在于將我大學(xué)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行歸納性總結(jié)，提高我的專業(yè)實(shí)踐能力，通過對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程的實(shí)際操作來發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而為自己將來在工作崗位中打下良好的基礎(chǔ)。在此次設(shè)計(jì)塑料產(chǎn)品的注射成型模具中，從大部件到小配件，我把它們進(jìn)行全方位的細(xì)致剖析，最深程度的了解注射成型模具的各方面知識(shí)，并學(xué)習(xí)與運(yùn)用它。二、電器盒注射成型模具設(shè)計(jì)方案2.1 電器盒工藝性分析塑件原材料性能分析塑料品種：丙烯腈-丁二烯-

6、苯乙烯共聚物（ABS），屬于熱塑性塑料。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：不透明非結(jié)晶型聚合物。ABS一般參數(shù)比重：1.05克/立方厘米成型收縮率：0.40.7%吸水率：0.20.45%成型溫度：200240干燥條件：8090 2個(gè)小時(shí)熱變形溫度：70107使用溫度范圍：-4080硬度：R65115性能特點(diǎn)：ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能，其沖擊強(qiáng)度極好，可以在極低的溫度下使用；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。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(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40100的溫度范圍內(nèi)使用。ABS外觀為不透明呈象牙色粒料，

7、其制品可著成五顏六色，并具有高光澤度。ABS相對(duì)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。 2.1.2塑件制品工藝性分析塑件結(jié)構(gòu)分析：從零件圖上分析，該零件形狀為四方形的電盒，總長為60mm，寬度30mm，高度23mm。該電器盒的外形簡單，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。該型腔較小，并有尺寸不等的兩個(gè)盲孔，它們均符合孔間距，孔邊距的要求，并且需要考慮側(cè)向抽芯裝置。尺寸精度分析：因該塑件材料為ABS，查表3-2可知該塑件的標(biāo)注公差等級(jí)為一般精度：MT3,未注公差尺寸公差等級(jí)為：MT5，查3-1，其主要尺寸公差標(biāo)注如下：外形尺寸:60.370-0.74、

8、23.220-0.44、30.250-0.50、15.190-0.38、8.140-0.28、R2.10-0.20內(nèi)形尺寸：500+0.34、180+0.20、2.90+0.20孔尺寸：5.880+0.24、13.840+0.32表面質(zhì)量的分析：該零件除要求沒有斑點(diǎn)、條紋、凹痕、起泡、變色外，無特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。電器盒要求外觀美觀，表面光滑，并且內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求。非透明制品的隱蔽面可取較大的粗糙度。塑料制品圓角及圓角半徑的分析：該制品上所有內(nèi)外表面的交接處應(yīng)盡可能采用圓角過渡，可以避免因尖角引起的應(yīng)力集中，提高制品強(qiáng)度，減少轉(zhuǎn)折處對(duì)塑料流動(dòng)的阻力，改善熔體在型腔中

9、的流動(dòng)狀況，有利于充滿型腔，便于脫模，同時(shí)也可以改善制品的外觀。塑料制品脫模斜度的分析：為便于塑料制品脫模，防止脫模是撞傷或擦傷塑料制品的表面，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在與脫模平行的方向設(shè)計(jì)一合理的脫模斜度。因?yàn)樵撍芰现破返牟牧蠟锳BS，所以根據(jù)表35可得脫模斜度為：制品外表面（型腔）：401.20°制品內(nèi)表面（型芯）：351°2.2 塑料注射機(jī)的選取計(jì)算電器盒的體積和質(zhì)量及確定模具型腔數(shù)量塑件的體積為V=22853.64mm3。電器盒的質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得ABS的密度為=1.05g/cm3，故塑件的質(zhì)量W= V=23.996322g根據(jù)塑件的體積，考慮到該塑件需大批量生產(chǎn)，采用一

10、模四腔的模具結(jié)構(gòu)。參考塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)附表A初選柱塞式注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY-125XS-ZY-125型注塑機(jī)的主要參數(shù)公稱注射量/cm3125柱塞直徑/mm42注射壓力/MPa119注射行程/mm115最大成型面積/cm2320模板最大行程/mm300模板最大厚度/mm300模板最小厚度/mm200螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)29、43、56、69拉桿空間/mm360×3602.2.2電器盒成型工藝參數(shù)注射機(jī)類型：螺桿式注射機(jī)（阻燃）噴 嘴：直通式-溫度（180-190）料筒溫度 ：前段190-200中段200-220后段170-190 模具溫度 ：50-70注射壓力 ：6010

11、0Mpa 保壓壓力：3060Mpa注射時(shí)間 ：35s 保壓時(shí)間：1530s冷卻時(shí)間 ：1030s 成型周期：3070s本模具采用一模四件大批量生產(chǎn)，根據(jù)要求從主流道來的熔體能均衡到達(dá)各澆口并同時(shí)充滿型腔，綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采取，有兩種方案：方案一，側(cè)抽機(jī)構(gòu)設(shè)置在前后方向，這樣對(duì)要求大的模架。方案二，側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)置在左右方向，同樣的抽芯力，選擇的模架比較適中，節(jié)省材料。綜合上述比較選擇左右側(cè)抽芯。如圖所示的排列方式。2.3 分型面的選擇分型面的選擇原則：1、盡量使塑件在開模后留在動(dòng)模一側(cè) 2、分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模3、分型面的選擇應(yīng)保證塑件的位置及尺寸精度4、

12、分型面的選擇應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)側(cè)向分型抽芯動(dòng)作5、分型面的選擇應(yīng)考慮到對(duì)溢邊的選擇6、有利于模具制造7、分型面的選擇應(yīng)有利于排氣8、分型面的選擇考慮到對(duì)設(shè)備的合模力9、分型面的選擇應(yīng)考慮到脫模斜度綜上所述，由于該塑件形狀規(guī)則，則其分型面的位置如下圖12.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選取定義：指熔體從注射機(jī)的噴嘴開始到型腔為止流經(jīng)的通道。作用：將熔體平穩(wěn)的引入型腔，使之按要求填充型腔的每一個(gè)角落;使型腔內(nèi)的氣體順利的排出；在熔體填充型腔和凝固的過程中，能充分把壓力傳到型腔各部位，以獲得組織致密、外形清晰、尺寸穩(wěn)定的塑料制品。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則：1) 了解塑料的成型性能和塑料的流動(dòng)性。2) 要保證塑件的質(zhì)量，

13、避免常見的充填問題。3) 盡量減少停滯現(xiàn)象；盡量避免熔接痕；盡量避免過度保壓和保壓不足；盡量減少流向雜亂。4) 盡量減少及縮短澆注系統(tǒng)的斷面和長度。5) 盡可能做到同步填充。6) 便于修整澆口以保證制件外觀。2.4.1主流道設(shè)計(jì)作用：是連接注射機(jī)和模具的橋梁，是熔體最先流經(jīng)模具的部分。如圖所示：圖2主流道部分尺寸單位（mm）主流道參數(shù)符號(hào)名稱尺寸d主流道小端直徑注射機(jī)噴嘴直徑（0.51）SR主流道球面半徑噴嘴球面半徑（0.51）h球面配合高度35主流道錐角26L主流道長度一般60mmD主流道大端直徑d（0.51）確定后尺寸如下：d=5.5 SR=18 h=4=3 D=112.4.2分流道設(shè)計(jì)作

14、用：改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡的分配到各個(gè)型腔。分流道的設(shè)計(jì)原則(1）對(duì)于含有玻璃纖維流動(dòng)性較差的樹脂，流道截面要大一些，聚甲醛屬于流動(dòng)性中等，截面適中（2）流向改變的拐角處，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置冷料穴（3）使塑件和流道在分型面的投影面積的幾何中心和鎖模力的中心相重合（4）保證熔體迅速而均勻地充滿型腔（5）分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能小，使熔體到達(dá)澆口時(shí)，溫度和壓力降低最少（6）要便于加工及刀具的選擇綜上所述：分流道開設(shè)在動(dòng)模分型面的一側(cè)，其截面形狀應(yīng)盡量使其比表面積??；分流道的截面尺寸視塑料品種、塑件尺寸、成型工藝條件以及分流道的長度等因素來確定。為了便于加工，選擇半圓形的截面分流道，選擇

15、直徑為7的半圓形截面分流道。分流道的布置及長度，采用非平衡式。如圖所示：（a）圖3（b）分流道的表面粗糙度 Ra小于1.6um原因：可增加塑料熔料的流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層，有利于流道保溫。2.4.3澆口的設(shè)計(jì)作用：使從分流道來得熔體產(chǎn)生加速，快速充滿型腔。注射模具的澆口形式較多，應(yīng)根據(jù)塑料的成型特點(diǎn)、制品的幾何形狀、尺寸、生產(chǎn)批量、成型條件、注射機(jī)構(gòu)等因素綜合考慮并合理選用。澆口的類型：（1）直接澆口、（2）中心澆口、（3）側(cè)澆口、（4）點(diǎn)澆口、（5）潛伏式澆口、（6）護(hù)耳澆口。本設(shè)計(jì)采用矩形截面?zhèn)葷部冢O(shè)計(jì)時(shí)從壁厚2處進(jìn)料，料由厚處往薄處流，而且在模具上采取整體嵌入式型

16、腔、型芯和側(cè)向抽芯，有利于填充和排氣，有利于更換方便，又節(jié)省材料。測(cè)澆口的尺寸根據(jù)表4-1得知：厚度=1.2mm；寬度=3.6mm；長度=1.5mm。如圖所示：(a)圖4(b)2.4.4排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)利用模具分型面和配合間隙自然排氣，排氣間隙以不產(chǎn)生溢料為限，通常為0.030.05。2.4.5冷料穴和拉料桿設(shè)計(jì)（1）冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴的位置及尺寸：一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度為直徑的1-1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。本次設(shè)計(jì)采用的是端部為“Z”字形拉料桿形式的冷料穴，見圖：（2）拉料桿的設(shè)計(jì)作用：起到模具開模時(shí)，將凝料從定模部分脫

17、出和將塑件留在動(dòng)模的作用基本尺寸及結(jié)構(gòu)見圖圖52.5 主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.5.1型腔的設(shè)計(jì)由于塑件的型腔形狀簡單，且尺寸不大，但需要大批量生產(chǎn)比較容易磨損，故采用整體式嵌入凹模。型腔頂部有一凸臺(tái)，以便于成型零件頂部凹槽。零件如圖所示：圖62.5.2型芯的設(shè)計(jì)型芯結(jié)構(gòu)簡單，且尺寸不大，由于需要側(cè)抽芯，所以型芯做成錐度配合，具有較好的強(qiáng)度。零件如圖所示：圖72.5.3型腔與型芯的尺寸計(jì)算（1）確定塑料平均收縮率 Scp=Smax+Smin2×100%=0.6%（2）明確制品尺寸公差等級(jí)，并將尺寸換算為規(guī)定的形式（表3-1、3-2）18+0.2000.000MT3,=0.20050=

18、0.3400.000MT3，=0.340基軸：60MT5,60.37-0.740023MT5,23.22-0.440015MT5,15.19-0.380030MT5,30.25-0.50008MT5,8.14-0.28014MT5,14.16-0.32006MT5,6.12-0.2403MT5,3.1-0.2000基孔：20MT5,19.780+0.44（3）成型尺寸計(jì)算型腔徑向尺寸：LM=LS+ LS SCP3/4 0+z式中1: LS塑料制品外形的徑向尺寸。 SCP平均收縮率。POM的收縮率為1.53%，取平均收縮率2.25% 取z =/3。L1=(60.37+60.37×0.6

19、%-3/4×0.74)0+0.74/3=60.1780+0.247L2=（30.25+30.25×0.6%-3/4×0.50）0+0.50=30.0570+0.167型腔深度尺寸：HM=HS+ HSSCP-2/3 0+z式中1: HS塑料內(nèi)形的高度的尺寸。 SCP平均收縮率。取z =/3Hm=（23.22+23.22×0.6%-2/3×0.44）0+0.44/3=23.070+0.147主型芯的徑向尺寸：lM=lS+ lS SCP+3/4 0-z式中1: lS塑料制品外形的徑向尺寸。 SCP平均收縮率。取z =/3L1=(50+50×

20、0.6%+3/4×0.68)0-0.68/3=50.8100-0.227L2=（19.78+19.78×0.6%+3/4×0.44）0-0.44/3=20.2290-0.147主型芯高度的尺寸：hm=hS+ hSSCP+2/30-z式中1: hS塑料內(nèi)形的高度的尺寸。SCP平均收縮率。取z =/3Hm=（18+18×0.6%+2/3×0.4）0-0.4/3=18.3750-0.133小型芯的徑向尺寸：Lm1=（14.16+14.16×0.6%+0.75×0.32）0-0.32/3=14.4850-0.107Lm2=（6.12

21、+6.12×0.6%+0.75×0.24）0-0.24/3=6.3370-0.080小型芯的高：hm=（3.1+3.1×0.6%+2/3×0.2）0-0.2/3=3.2520-0.067其他尺寸:L1=（15.19+15.19×0.6%-0.38/4）±0.38/2=13.838±0.19L2=（8.14+8.14×0.6%-0.28/4）±0.28/2=7.619±0.142.5.4模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算塑料膜型腔在模塑成型過程中受到熔體的強(qiáng)大壓力作用，可能因強(qiáng)度不足而產(chǎn)生塑性變形甚至破

22、壞；還可能因剛度不足而產(chǎn)生過大變形，導(dǎo)致溢料形成飛邊，降低塑料制品精度和影響塑料制品脫模。本設(shè)計(jì)凹模材料選用45鋼，許用應(yīng)力為160Mpa。（1） 凹模側(cè)壁厚度:9mm（2） 凹模底板厚度:9mm2.5.5側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)（1）抽芯距的確定：抽芯距是指?jìng)?cè)型芯從成型位置抽到不妨礙制品取出位置時(shí)，側(cè)型芯在抽拔方向移動(dòng)的距離。一般抽芯距S等于側(cè)向型孔或側(cè)向型芯深度S2再加上2-3mm。S=S2+（23）=5mm（2）斜導(dǎo)柱長度的確定：L=Ssin(取1523°)L=14.62mm斜導(dǎo)柱的直徑為5mm2.5.6推件機(jī)構(gòu)和模架的選?。?）推出機(jī)構(gòu)的選取：推桿和推板，推桿的基本形狀如下：圖8（2）模

23、架的選?。耗＞唛]合高度的確定定模坐板H1=25；定模板H2=45；動(dòng)模板H3=35；推件板H4=25；動(dòng)模坐板H5=25；墊塊H6=70：H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=225mm；如圖所示2.6 塑料機(jī)注射的校核本模具的外形尺寸為320×300×225。有上述計(jì)算的模具閉合高度H=295mm，XS-ZY-125型注射機(jī)所允許模具的最小厚度Hmin=200mm，最大厚度Hmax=300mm，即模具滿足HminHHmax的安裝條件。模具的長×寬<拉桿面積320mm×300mm<360mm×360mm，滿足要求。經(jīng)查資料的XS-ZY-125型注射機(jī)的最大開模行程S=300mmSH1+H2+(510)=28mm滿足出件要求