畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-收音機(jī)電池后蓋模具設(shè)計(jì)

1、緒 論改革開放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速開展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量的不斷增加，更新?lián)Q代的不斷加快，在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)一方面朝著多品種、小批量和多樣式的方向開展，加快換型，采用柔性化加工，以適應(yīng)不同用戶的需要；另一方面朝著大批量，高效率生產(chǎn)的方向開展，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)規(guī)模來(lái)創(chuàng)造更多效益，生產(chǎn)上采取專用設(shè)備生產(chǎn)的方式。模具，做為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無(wú)切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒(méi)有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費(fèi)用低

2、；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比擬復(fù)雜的零件制品；容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化的特點(diǎn)。 1 產(chǎn)品技術(shù)要求和工藝分析1.1 產(chǎn)品分析產(chǎn)品的設(shè)計(jì)如圖：圖11塑件實(shí)體圖： 圖12塑件實(shí)體 設(shè)計(jì)要求：1)材料：LDPE2)生產(chǎn)批量：100萬(wàn)件3)未注公差為MT51.2 制件的分析1) 該制件外形長(zhǎng)度尺寸為64mm，寬為18mm,外觀呈長(zhǎng)方形，有圓角。產(chǎn)品壁度為1.5mm。而LDPE的中型制件推薦壁厚為所以符合注射成型要求。2)總體尺寸不大相對(duì)較高，無(wú)特別尺寸精度要求，零件外表要求光滑。成型公差在朔件公差范圍內(nèi)。 塑料的分析原料為L(zhǎng)DPE，成型性能好，

3、可用注射成型加工方法。材料收縮率范圍大為1.5%3%，取向性明顯。不易采用直接進(jìn)料口。有較好的柔軟性、伸長(zhǎng)率、電絕緣性、透明性。注射工藝參數(shù)為下表：表11工藝參數(shù)塑料項(xiàng)目LDPE注射機(jī)類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速20-30噴嘴溫度180-200噴嘴形式直通式料筒溫度180-210200-210190-210210-230180-200180-200模具溫度40-80注射壓力50-120保壓力40-60注射時(shí)間0-5保壓時(shí)間20-40冷卻時(shí)間20-40成型周期50-901.4 成型工藝分析此件每年生產(chǎn)批量100萬(wàn)件，屬于大批量生產(chǎn)。根據(jù)該產(chǎn)品的工藝分析，綜合現(xiàn)的注射成型設(shè)備，外觀要求比擬高，從產(chǎn)品的生產(chǎn)效

4、率和經(jīng)濟(jì)性能等方面考慮，該模具采用一模兩腔。 成型方法1) 根據(jù)塑料的性能，宜采用注射成型，注射成型是熱塑性塑料成型的一種重要方法，使用廣泛，除氟塑料外，幾乎可以成型所有熱塑性塑料。2) 此種成型方法成型周期短，生產(chǎn)率高，能一次成型外型復(fù)雜，尺寸精確的塑件，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。3) 適應(yīng)性強(qiáng)。 成型設(shè)備注射機(jī)是由廠方提供，廠方提供的注射機(jī)型號(hào)和規(guī)格以及各參數(shù)如下：型號(hào)：XS-ZY-125 注射量：125cm 注射壓力：119Mpa 注射行程：115mm 注射時(shí)間：1.6s 鎖模力：900KN 模板的最大行程：300mm 模具厚度最大：300mm 最小200mm 拉桿空間：260290mm 模板

5、尺寸：428450mm 噴嘴球徑：SR12mm 噴嘴孔徑：4mm2 型芯、型腔主要工件尺寸計(jì)算2.1 參數(shù)查找由公差為MT5、由查表可知公差值=0.44A型、=0.62型料收縮率范圍大為1.5%3%、制造公差取=/3塑件外型長(zhǎng)度尺寸：a=塑件外型寬度尺寸：b=塑件外型高度尺寸：h= 型腔根本尺寸計(jì)算由公式計(jì)算可得凹模內(nèi)腔尺寸：凹模內(nèi)腔長(zhǎng)度尺寸：A=凹模內(nèi)腔寬度尺寸：B=凹模內(nèi)腔寬度尺寸：H=以上計(jì)算所有尺寸以塑件尺寸為基準(zhǔn)如圖另見(jiàn)附圖1： 圖21凹模內(nèi)腔2.3 型芯根本尺寸計(jì)算 由公式計(jì)算可得凸模內(nèi)腔尺寸：凸模型芯長(zhǎng)度尺寸：=凸模型芯寬度尺寸：=凸模型芯高度尺寸：=以上計(jì)算所有尺寸以塑件尺寸為

6、基準(zhǔn) 如圖另見(jiàn)附圖2： 圖22凸模內(nèi)腔圖23塑件尺寸凸凹模合模如下圖：圖24合模3 標(biāo)準(zhǔn)模架的選取 標(biāo)準(zhǔn)模架設(shè)計(jì)參數(shù)選取為了提高生產(chǎn)率，簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程，提高效率，模具制造的主體框架可在標(biāo)準(zhǔn)模架中選取。由于制造的是小型塑件，可在中小型模架周界尺寸為：小于560mm900mm 的范圍內(nèi)選取。確定模架的組合形式根據(jù)塑件成形所需的結(jié)構(gòu)來(lái)確定模架的結(jié)構(gòu)形式為模架。 確定型腔壁厚通過(guò)查表可得壁厚：S=+15(L為型腔尺寸)根據(jù)型腔與加工工藝等方面的綜合考慮通過(guò)計(jì)算?。篠=20 計(jì)算型腔模板周界由長(zhǎng)度公式：L=S+A+t+A+S寬度公式：N=S+B+t+B+S式中 L型腔模板長(zhǎng)度 N型腔模板寬度 S壁厚 A型

7、腔長(zhǎng)度 B型腔寬度 t型腔間壁厚計(jì)算得到型腔模板周界： L=168 N=160考慮到抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可在查表選取模架過(guò)程中取比計(jì)算值稍大的數(shù)值，所以查表后的取值為： N=200mm L=200mm 確定模板厚度根據(jù)型腔深度并參考模架表格按標(biāo)準(zhǔn)尺寸結(jié)合工藝進(jìn)行修正。可得到如下數(shù)據(jù)： A=32mm B=32mmC=40mmH =52+A+B+C=156mm式中： A上模板厚度 B下模板厚度C墊塊H模架高度 選擇模架尺寸可根據(jù)周界尺寸在標(biāo)準(zhǔn)表格中選取，查表(周界尺寸小于500mm500mm中小型標(biāo)準(zhǔn)模架參數(shù))可得：L=200 N=200 =250 =118 =170 =162 =96 =170 =20

8、 =28 =12.5 =170 =94 =140 =156 =40如圖另見(jiàn)附圖3：圖31模架 檢驗(yàn)所選模架的適宜性以及與注射機(jī)的關(guān)系(注釋：閉合高度、開?？臻g等)。 經(jīng)檢驗(yàn)所選模架合格。4 分型面的選擇選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：1)使塑件在開模后留在動(dòng)模上；2)分型面的痕跡不影響塑件的外觀；3)澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；4)使推桿痕跡不露在塑件外觀外表上；5)使塑件易于脫模。如圖：圖41分型面5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1 主澆道的設(shè)計(jì)5.1.1 主澆道設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1)主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流通道。主流道小端尺寸為3.54mm，取4mm。2

9、)澆口套內(nèi)孔為圓錐形20.8范圍內(nèi)，錐度須適當(dāng)，太大會(huì)造成壓力減小，產(chǎn)生倒流，易混進(jìn)空氣而產(chǎn)生氣孔，錐度過(guò)小使流速增大，造成注射困難。3)澆口套口勁應(yīng)比機(jī)臺(tái)圓噴嘴孔勁大1mm2mm。等于或小于注射機(jī)噴嘴直徑,在注射成型時(shí)會(huì)造成死角,并積存塑膠，注射壓力下降，塑料冷凝后脫模困難。4)一般在澆口套大端設(shè)置倒圓角(R為1mm3mm),以利于料流。5)主澆道與機(jī)臺(tái)噴嘴接觸處要設(shè)計(jì)成半球形凹坑，深度常取3mm5mm。特別注意澆口套半徑要比注嘴半徑大1mm2mm，一般取R在19mm22mm之間，以防溢膠。6)主澆道盡量短，以減少冷料回收，減少壓力和熱量損失。7)主澆道盡量防止拼快結(jié)構(gòu)，以防塑料進(jìn)入接縫，導(dǎo)

10、致脫摸困難。5.1.2主澆道各局部尺寸圖52主澆道經(jīng)查表主澆道據(jù)材料推薦值得: D=6.5 d= R=14mm a=3r=3mm H=4mm5.2 澆口襯套5.2.1 主流道襯套的形式主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道局部常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式俗稱澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。澆口套都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買就行了，澆口套用于配裝定位圈。澆口套的規(guī)格有20, 50等幾種。 如圖： 圖53澆口套 其L1=30mm L2=10mm D=45mm d=25 R=15mm R3=3mm a=3 5. 主流道襯套的固定用定位圈配合固

11、定在模具的面板上。定位圈也是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為100mm，內(nèi)徑40mm。具體固定形式如下列圖所示：圖54襯套的固定5.3 澆道 因面分流道的內(nèi)外表粗糙度Ra 并不要求很低，一般取m 左右既可，這樣外表稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面原那么：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。為簡(jiǎn)化加工所以選用梯形截面,澆道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如表51：表51 澆道特點(diǎn)截面形狀簡(jiǎn)圖特征熱量損失加工性能流動(dòng)阻力效果

12、U形較小易小佳分流道的計(jì)算公式： D：各級(jí)分流道的直徑，W：各經(jīng)分流道熔體重量，L：流過(guò)熔體的分澆道的長(zhǎng)度， 可取5mm為直徑的由圖可計(jì)算出以分澆道深度為，采用平衡式分澆道。5.4 澆口 通常要考慮以下幾項(xiàng)原那么：1) 盡量縮短流動(dòng)距離。2) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。3) 必須盡量減少熔接痕。4) 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。5) 考慮分子定向影響。6) 防止產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。7) 澆口處防止彎曲和受沖擊載荷。8) 注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。經(jīng)綜合考慮，采用的澆口形式為側(cè)澆口，優(yōu)點(diǎn)：1.形狀簡(jiǎn)單,便于加工,而且尺寸精度容易保證；2.試模時(shí),如發(fā)現(xiàn)不適當(dāng),容易及時(shí)修改；3.能相對(duì)獨(dú)立地控制填充速度與封

13、閉時(shí)間；4.可用于各種塑料；5.對(duì)于殼體類塑件,流動(dòng)填充效果更佳。5 查表得LDPE用推薦的側(cè)向澆口尺寸2取12取1綜合以上所述澆注系統(tǒng)如圖：. 圖55澆注系統(tǒng)實(shí)體6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原那么件脫模時(shí)不發(fā)生變形略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形：1) 推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排；2) 推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂；3) 推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形；4) 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀；5脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)保證靈活、可靠、不發(fā)生誤動(dòng)作。6.2 推桿的設(shè)計(jì)6.2.1 推桿的選擇原那么1)為使推桿不易于彎曲，推桿

14、的截面應(yīng)有不少于12的面積承受脫模力；2)推桿直徑的選擇，依塑件具體情況而定。原那么上寧多勿少，直徑寧小勿大,個(gè)別情況例外；3)為使推桿不觸及型芯，推桿外周距型芯應(yīng)留有不小于的距離(依型芯大小而定)，且當(dāng)推桿孔磨損時(shí)，有更換較大截面推桿的余地；4)推桿的前端，原那么上應(yīng)高出于型腔外表，以免塑件上留有推桿突起痕跡，但應(yīng)依塑件要求而定；5)推桿與推桿孔之間的雙邊間隙，應(yīng)能保證不溢料而又能排氣。6 推桿確實(shí)定1脫模力的計(jì)算：P= 式中 p正壓力MPa；E塑料的彈性模量N/cm2；S成形收縮率mm/mm；t塑件平均壁厚cm；脫模斜度；R凸模半徑指圓形截面，矩形截面時(shí)可求其相等遠(yuǎn)，即以其周長(zhǎng)除以cm；m

15、塑料的帕松比。2初始脫模力計(jì)算：Q=式中 Q脫模力N；E塑料彈性模量N/cm2；S塑料平均成形收縮率mm/mm；t塑件壁厚cm；L包容凸模的長(zhǎng)度cm；f塑料與鋼的摩擦系數(shù)；m塑料的柏松比。3推桿直徑計(jì)算：d=式中 d圓形推桿直徑cm；推桿長(zhǎng)度系數(shù)0.7；Q總脫模力N；n推桿數(shù)量；E10。計(jì)算得d=。6.3 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的計(jì)算6 抽芯距計(jì)算S=式中s最小抽芯距mm；D骨架塑件最大直徑mm；d骨架塑件最小直徑mm；a取24mm。 計(jì)算得S=mm。6 抽拔力計(jì)算Q=Ahq(ucosa-sina)式中 Q抽拔力N；A型芯被塑件包緊的斷面形狀周長(zhǎng)cm；h芯型成形深度cm；q由于塑件收縮形成的單位正壓力，一

16、般取812MPa；u摩擦系數(shù)，取0.10.2；脫模斜度。計(jì)算得 Q=24.33 N抽芯機(jī)構(gòu)如下圖(另見(jiàn)附圖)： 圖61抽芯機(jī)構(gòu)6 開模行程計(jì)算：H=s/tga式中 s抽芯距考慮到塑件頂出以及斜銷與滑塊孔之間的間隙等因素，抽芯距應(yīng)按塑件側(cè)面凹槽或型孔深度增加23mm以上mm；斜銷安裝角度,一般取1520，不大于25；H抽芯距為s時(shí)所需開模行程mm。計(jì)算得：H=6 斜銷的長(zhǎng)度計(jì)算L=h/cosa+s/sina+1/2d式中 h斜銷固定板厚度(mm)s抽芯距(mm)d斜銷工作局部的直徑mm斜銷安裝角度計(jì)算得：L=6 斜銷頭長(zhǎng)度計(jì)算：L1=hcosaH式中h斜銷固定板厚度(mm)； H斜銷凸臺(tái)厚度mm

17、；斜銷安裝角度。6.4 拉料桿與拉料穴拉料穴作成錐形，開模時(shí)起拉料作用。LDPE具有較好的柔軟性、伸長(zhǎng)率可以利用拉料桿對(duì)其強(qiáng)制推出。取料時(shí)不需側(cè)移，宜自動(dòng)化操作。其錐度為35取4。7 冷卻與加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為保證電池后蓋的外觀質(zhì)量要求，防止塑件在脫模時(shí)發(fā)生變形，縮短成型周期及高塑件質(zhì)量，合理設(shè)置冷卻水道是非常重要的。該成型零件由型腔，型芯組成，塑件外外表全部與型腔接觸，塑件的內(nèi)外表與型接觸，考慮到冷卻水道的加工，所以對(duì)模芯的冷卻是主要的，同時(shí)對(duì)流到附近也加強(qiáng)冷卻，故對(duì)模芯設(shè)計(jì)了冷卻水道。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可使模具得到充分的冷卻。且模溫均勻穩(wěn)定，塑料制件的收縮性好。 加熱系統(tǒng)采用電磁感應(yīng)器加熱，這樣更

18、加簡(jiǎn)易方便，且適于現(xiàn)在的高效生產(chǎn)，也利于溫度的控制。8 排氣系統(tǒng)考慮到收音機(jī)電池蓋的數(shù)量和外觀質(zhì)量要求，模具的澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口。這樣：塑料溶料在成型過(guò)程中有利于排氣，且成型后修整方便。如圖81： 圖81排氣系統(tǒng) 注釋： L=0.03 h=0.5 h1=59 模具裝配9.1 總裝圖 如圖另見(jiàn)附圖7：圖91總裝圖1.動(dòng)模座板 2.螺釘 3.定位圈 4.澆口套 5.動(dòng)模板 6.定模板 7.斜導(dǎo)柱 8.壓緊塊 9.螺釘 10.滑塊 11.螺柱 12. 限位擋塊13.支承板 14.墊塊 15.定模座板 16.螺釘 17. 螺釘 18.推板 19.推桿固定板 20.螺柱螺旋壓縮彈簧 21.推桿 22.拉料桿 9.2 模具的工作過(guò)程模具和模安裝在臥式壓鑄機(jī)上，在一定的注射壓力下，通過(guò)噴嘴將塑件熔體沿澆注系統(tǒng)均勻的注射到模具的型腔中，并將型腔中的氣體從分型面上的排氣模排出，完成注射過(guò)程。在冷卻系統(tǒng)的作用下，熔體