插座面板注塑模具設(shè)計-塑料注射模說明書,插座,面板,注塑,模具設(shè)計,塑料,注射,說明書,仿單 插座面板注塑模設(shè)計 摘 要 本次設(shè)計是插座面板注塑模設(shè)計，塑件采用聚碳酸酯材料，該材料在耐熱性、阻燃性、抗沖擊性三大方面表現(xiàn)優(yōu)秀。本產(chǎn)品運用了CAD、UG等軟件進行分析來得出報告。本篇文章涉及到加強筋結(jié)構(gòu)、外觀要求、圓角等內(nèi)容。該設(shè)計對插座面板進行分析，得出以單分型面注塑模，型腔采用是一模二腔注射，該產(chǎn)品采用側(cè)澆口注射。頂出機構(gòu)以推桿來把塑件完成推出。 關(guān)鍵詞：單分型面；插座面板；聚碳酸酯 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 塑件分析 2 1.1 塑料材料的選擇 2 1.2 塑件的尺寸 2 1.3 脫模斜度 3 1.4 外觀要求 3 1.5 塑件的加強筋 3 1.6 圓角 3 2 模具的結(jié)構(gòu)形式 4 2.1 分型面位置的確定 4 2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定 4 3 注塑機型號的確定 6 3.1注射機參數(shù)報告 6 3.2 Xs-Z-60技術(shù)參數(shù) 7 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計 8 4.1 澆口的位置選擇 8 4.2 流道設(shè)計 8 4.3 冷料穴的設(shè)計 9 4.4 澆口設(shè)計 9 4.5 澆口套設(shè)計 9 5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 5.1 型腔件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 5.2 型芯件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 5.3 成型零件鋼材選用 10 6 模架選取 11 7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 12 8 頂出機構(gòu)設(shè)計 13 總 結(jié) 14 致 謝 15 附 錄 16 參考文獻 17 前 言 模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要裝備，隨著工業(yè)的發(fā)展，新產(chǎn)品的不斷誕生，對模具設(shè)計與制造速度，對產(chǎn)品的加工質(zhì)量，提出了越來越多的要求。 現(xiàn)在對模具的要求周期越來越短、精度越來越高，為加新產(chǎn)品的更新?lián)Q代品，提高經(jīng)濟效益及競爭力。最近幾年，許多企業(yè)認識到這一點，都在朝這個方向努力發(fā)展。把在實際工作中積累的經(jīng)驗收集、整理與總結(jié)。逐漸形成一種規(guī)范化，標準化的設(shè)計。 本設(shè)計就是全面利用書本中的理論知識，和實習(xí)基地的所見。來對塑件的分析，確定用一模兩腔注射成型該塑件。同時為了鍛煉一下自己的能力，故意在塑件內(nèi)表面增加一些結(jié)構(gòu)，來增加設(shè)計的難度，提高對模具設(shè)計方面的知識，為以后在企業(yè)有個生存的空間打下基礎(chǔ)。本次設(shè)計遵循模具設(shè)計的步驟，及模具設(shè)計中的要求來設(shè)計的：塑件工藝性的分析、型腔數(shù)量和排列方式的確定、分型面位置的確定、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等，這一整套的流程走下來，感覺對模具這方面的知識豐富了很多。同時在設(shè)計中也要求對機械的相關(guān)知識有相當(dāng)?shù)牧私猓簷C械制圖、機械制造、材料成型等。 1 塑件分析 1.1 塑料材料的選擇 1）基本特性 聚碳酸酯（pc）是一種透明而略帶黃色的塑料，具有抗拉沖擊強度和抗蠕變的能力。耐熱耐寒性能優(yōu)秀，能在高溫下長期工作，成型收速率僅為0.5% ～0.8%，所以塑件材料的尺寸穩(wěn)定性好。聚碳酸酯的耐磨性、抗老化性性能、電絕緣性能優(yōu)良，有一定的抗化學(xué)腐蝕能力。 2）主要用途 在機械上主要用渦輪、蝸桿、蓋板、容器、齒條、各種外殼、冷卻和冷卻裝置等。在電氣方面，用作電機零件、風(fēng)扇部件、儀表盤、撥號盤、接線板等。聚碳酸酯還可以用作照明燈、高溫濕透鏡、防護玻璃、視孔鏡等光學(xué)零件。 3）成型特點 Pc吸水性小。但是高溫時對水分比較敏感，會產(chǎn)生銀絲現(xiàn)象，所以加工時在干燥環(huán)境下進行，而且用真空干燥法比較好；熔融溫度高，溶體沾度大，流動性能差，所以成型時要求在高溫和一定的壓力下進行；溶體沾度對溫度十分敏感，一般用提高溫度的方法來增加熔融塑料的流動性。 1.2 塑件的尺寸 1) 塑件的尺寸：塑件的尺寸指塑件的總體尺寸受以下兩個因素影響：塑料的流動性（大而薄的塑件充模困難）；設(shè)備的工作能力（注射量、鎖模力、工作臺面）。 2) 影響塑件尺寸精度的因素:模具的本身精度、使用期間磨損程度和安裝模具時的誤差；塑料在冷卻時收縮率的波動以及成型時工藝條件的變化；塑件成型后發(fā)生的時效變化(后收縮)。 3) 該塑件外形尺寸90＊86＊10，壁厚為1mm，如圖1-1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖所示。 圖1-1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖 1.3 脫模斜度 為了方便脫模，防止脫模時磨傷塑件，避免模具型芯型腔過度磨損，所以要在塑件件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為脫模斜度，脫模斜度為0.5。 1.4 外觀要求 技術(shù)要求：表面光潔沒有毛刺、沒有收縮的痕跡，交口不可以設(shè)在產(chǎn)品外表面。 1.5 塑件的加強筋 1）加強筋的作用：它能增加塑件的強度、避免塑件的變形和翹曲。 2）加強筋設(shè)計要點：加強筋的底部與壁連接應(yīng)為圓弧過渡，防止外力作用時，產(chǎn)生應(yīng)力集中而破壞塑件的外形。 3) 用于插座面板材料過薄，防止變形，所以在插座面板折彎地方布置了加強筋，加強筋的厚度為0.5mm，來增加塑件的強度。 1.6 圓角 在滿足使用要求的前提下,制件的所有的尖角應(yīng)該全部設(shè)計成圓角，或者使用圓弧過渡。 1）圓角的作用：圓角應(yīng)該避免應(yīng)力集中，來提高制件硬度，圓角有利于充模和脫模，圓角方便于模具制造，加強模具強度。 2）圓角的確定：內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)該為壁厚的一半；外壁圓角半徑為壁厚的3.5倍；一般圓角半徑不應(yīng)該小于0.5mm；壁厚不均勻的兩壁轉(zhuǎn)角可按平均壁厚確定內(nèi)、外圓角半徑；理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的2/3以上。 2 模具的結(jié)構(gòu)形式 2.1 分型面位置的確定 分析面位置的選擇原則： 1) 符合脫模要求，能使塑件從模具取出。 2) 保證塑件留在后模，有利于頂針痕跡不顯在外表面。 3) 分模線不影響外形，而且分型面盡量避免光滑的外表面。 4) 合理安排澆注系統(tǒng)，特別注意交口位置。 5) 有利于模具加工。 通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)分型面設(shè)計原則，分型面選在產(chǎn)品截面積最大位置處，分型面位置如圖2-1。圖2-1根據(jù)分型線分析后設(shè)計的分型面。 圖2-1 分型面 2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定 模具型腔數(shù)確定，應(yīng)考慮型腔的布局，注塑機的料簡通常布局定模板中心軸上，所以保證了主流道的位置，各個型腔到主流道的相對位置應(yīng)滿足以下基本幾個要求： 1) 盡量保證各型腔從總壓力均衡分到的型腔壓力，同時均勻充滿，并均衡補料，來確認各塑件的性能、尺寸盡可能穩(wěn)定。 2) 主流道到各型腔流程較短，來降低廢料率。 3) 各型腔間距應(yīng)盡量大，方便在空間布置冷卻水道、推出桿等，并具有相對的截面積，來承受注射壓力。 4) 型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的中心應(yīng)該接近注射機鎖模力的中心，一般與模板中心重合。 從上面要求來看，本模具設(shè)計為一模二腔。塑件內(nèi)部中間有4個螺絲孔，并且頂出壓力主要集中在塑件四周側(cè)壁，所以用推桿推出等常規(guī)結(jié)構(gòu)，如圖2-2. 由于該塑件澆口不可以設(shè)置在產(chǎn)品外表面，澆口設(shè)計在產(chǎn)品內(nèi)表面為內(nèi)澆口。 模架方面，由上可確定為單分型面模架，因此選用龍記模架的AI型大水口模架比較合適。 圖2-2 型腔布置圖 3 注塑機型號的確定 3.1注射機參數(shù)報告 根據(jù)moldflow分析得出：注塑機參數(shù): 最大注塑機鎖模力 = 7.0002E+003 tonne 最大注射壓力 = 1.8000E+002 MPa 最大注塑機注射率 = 5.0000E+003 cm^3/s 注塑機液壓響應(yīng)時間 = 1.0000E-002 s 工藝參數(shù): 充填時間 = 0.8000 s 自動計算已確定注射時間。 射出體積確定 = 自動 冷卻時間 = 20.0000 s 速度/壓力切換方式 = 自動 保壓時間 = 10.0000 s 螺桿速度曲線(相對): % 射出體積 % 螺桿速度 0.0000 100.0000 100.0000 100.0000 保壓壓力曲線(相對): % 持續(xù)時間 % 充填壓力 0.0000 s 80.0000 10.0000 s 80.0000 20.0000 s 0.0000 環(huán)境溫度 = 25.0000 C 熔體溫度 = 230.0000 C 理想型腔側(cè)模溫 = 50.0000 C 理想型芯側(cè)模溫 = 50.0000 C 即選用Xs-Z-60的注射機。 3.2 Xs-Z-60技術(shù)參數(shù) 如表3-1所示。 表 3-1 注塑機參數(shù) 型號 Xs-Z-60 一次注射量/cmз 60 螺桿直徑/mm 38 注射壓力、MPa 122 注射方式 柱塞式 鎖模力/kn 500 最大注射面積/cm 130 最大開（合）模行程/mm 180 模具最大厚度/mm 200 具最小厚度/mm 70 動、定模固定板尺寸a*b（mm或mm*mm） 330*440 拉十空間a或a*b（mm或mm*mm） 190*300 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計 4.1 澆口的位置選擇 如圖4-1產(chǎn)品進澆口所示，塑料熔體從兩個澆口進入型腔相互融合，同時抵達末端，實現(xiàn)平衡沖模。 優(yōu)點：流動方向與塑件軸線平行，一般翹曲比較小。 缺點：流程較長，注射壓力比較大，保壓問題嚴重。 圖4-1 產(chǎn)品進澆口 4.2 流道設(shè)計 流道設(shè)計包括主流道設(shè)計和分流道設(shè)計。 主流道一般在模具中心塑料熔體的入口處，它主要是將注射機噴嘴注射的熔體導(dǎo)入分流道。主流道形狀大多數(shù)為圓錐形，方便熔體的流動和開模時取出廢料。主流道尺寸影響熔體流動速度和充填時間。其次，主流道與高溫塑料溶體反復(fù)接觸，因此設(shè)計成可拆換的澆口套。再次主流道要短一些，縮小熔料在主流道中的熱量和壓力消耗，圖4-2位該模具主流道澆口套的結(jié)構(gòu)圖。 澆口套與定位環(huán)配合關(guān)系如圖4-2所示，要考慮到定模的強度影響，因此導(dǎo)致定模座板和定模板的厚度比較厚，所以澆口套的長度也會增加，而冷料長度過于長會導(dǎo)致材料的浪費，造成熱量的損失，對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。因此該模具的澆口套并沒有隨著模板加長而變長，而是埋入定模座板，這樣就減小了主流道冷料的長度，但是注射機噴嘴要加長。 圖4-2 澆口套與定位圈配合 4.3 冷料穴的設(shè)計 冷料穴的作用是儲存前鋒注射間隔產(chǎn)生的冷料，防止溶體冷料進入型腔，影響塑件的質(zhì)量，因此在主流道末端一般設(shè)計為半球型凹坑。 4.4 澆口設(shè)計 在實際設(shè)計中，進澆口一般取最小值，方便在試模中發(fā)現(xiàn)問題進行處理，PC材料理論參考值0.5～ 1.5mm，由于該塑件對于外觀要光潔，因此對澆口先取Φ0.5mm，如圖4-4所示。 圖4-4 側(cè)澆口 4.5 澆口套設(shè)計 在實際設(shè)此次澆口套材料選用碳素工具鋼T8A加工，材料需要熱處理來要求淬火53~57HRC。對應(yīng)位置設(shè)在模具的對稱位置上面，并保證與注射機的噴嘴為同一軸心線。為了方面從主流道道出凝料，一般主流道設(shè)計為圓錐形，錐度取2~4粗糙度小于0.63，噴嘴對接處設(shè)計成半圓形凹坑。 5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.1 型腔件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔件是成型塑料的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同分為整體試、整體嵌入式、組合式和鑲嵌式四種。此次設(shè)計采用整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)。型腔的主體采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，如圖5-1所示。 圖5-1 型腔整體嵌入式結(jié)構(gòu) 5.2 型芯件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，同時分為整體式和組合式。通過結(jié)構(gòu)的分析，此次設(shè)計采用整體嵌入式，如圖5-2所示。因為嵌入在動模板上，所以用螺釘固定。 圖5-2 型芯固定動模板結(jié)構(gòu) 5.3 成型零件鋼材選用 根據(jù)成型塑件的綜合分析，塑件屬于外觀件，所以對成型效果要求高，要求鋼材有防銹防酸能力極佳，拋光性能好，并且剛度、強度高，同時考慮加工的機械性能和拋光性能，所以形成型腔的嵌入式凹模和凸模選用是45#，并且淬火熱處理。 6 模架選取 根據(jù)整體式的外形尺寸，塑件進澆方式為側(cè)澆口，又考慮導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置等，再參考注射模架的選擇方法，確定選用龍記大水口AI3540型（即寬*長=350mm*400mm）模架結(jié)構(gòu)。 各模板尺寸的確定: 1）定模板尺寸 定模板要開框裝入嵌入式型腔件，加上整體嵌入式型腔件還要有冷卻水道，嵌入的高度為30mm，還有定模板留出足夠的距離引出水路，而且要有足夠的強度，所以定模板的高度為70mm。 2）動模板尺寸 具體選用方法和定模板相似，因為動模板下面是模腳。注射時承受很大壓力，所以定模板的厚度也要厚一些，即動模板的厚度取80mm。 3）模腳尺寸 模腳高度=頂出行程+推板厚度+頂出固定厚度+5mm=30+25+20+5=80，所以初定模腳為90mm。 綜上述尺寸可得，模架尺寸已經(jīng)確定為AI3540模架，其外形尺寸：寬*長*高=350mm*400mm*346mm，如圖6-1所示。 圖6-1 模架 7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 當(dāng)pc屬于中等粘度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200C和50～80C。所以模具初步設(shè)定為50C，用常溫水進行冷卻。 冷卻系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)該忽略注射機接觸所產(chǎn)生的熱量和空氣的對流。按單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所產(chǎn)出的熱量等于冷卻水所帶走的全部熱量。 型腔的成型面積較為平坦，適合直通式冷卻回路，如圖7-1所示。而動模部分嵌入結(jié)構(gòu)復(fù)雜適合環(huán)繞式水路，如圖7-2所示。 圖7-1 直通式水路 圖7-2 環(huán)繞式水路 8 頂出機構(gòu)設(shè)計 動模頂出，當(dāng)塑件成型冷卻完動模側(cè)的包緊力大于定模側(cè)的包緊力。其次采用動模頂出，模具結(jié)構(gòu)相對簡單。由于插座面板表面要求光滑，頂出痕跡只能留在插座面板內(nèi)表面。 本設(shè)計采用圓面形狀為圓柱形的推桿，圓柱型推桿是最常用的一種，由于這個形狀的推桿和推桿孔方便于加工，而且容易保證其配合精度，便于保證其互換性，并便于更換，而且它還包含滑動阻力小，不容易發(fā)生卡滯等優(yōu)點，因此，我們采用圓柱形推桿推出。 推桿應(yīng)設(shè)置在有效位置即布局的原則為： （1）有深槽深孔部位附近。 （2）加強筋部位。 （3）局部壁厚部位。 （4）結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位。 由于插座面板厚度較薄，所以在加強筋附件布置了4個Φ6的推桿，為了防止塑件受力不均勻在頂部與底部添加了4個Φ5的推桿。由于塑件頂部和底部壁厚沒有側(cè)面大，所以選用Φ3.5的推桿。本塑件一共采用了16個推桿頂出，其中8個是190*Φ5，其余是190*Φ3.5，如圖8-1所示。 圖8-1 頂出機構(gòu) 總 結(jié) 經(jīng)過整整幾周的努力，插座面板注射模設(shè)計終于完成了，通過這一段時間的學(xué)習(xí)，掌握了很多知識和經(jīng)驗。通過這次畢業(yè)設(shè)計對我們以后有著很大幫助和提高。 畢業(yè)設(shè)計是考驗我們在校三年對專業(yè)的認知和掌握，是對我們這次設(shè)計一次檢閱。 通過這次插座面板注射模設(shè)計對我們所學(xué)知識的一次全面運用，把所學(xué)知識用在實戰(zhàn)中來體現(xiàn)出來。加強了我對《塑料模具設(shè)計基礎(chǔ)及項目實踐》課程所學(xué)的內(nèi)容，·學(xué)會了塑料模具設(shè)計的方法和步驟，知道如何來查理書籍、手冊、圖表等相關(guān)的數(shù)據(jù)和內(nèi)容。并且學(xué)會如何運用本專業(yè)理論和生產(chǎn)實際知識。 在做插座面板注射模設(shè)計時，發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足，也意識到自己該掌握哪些知識和學(xué)習(xí)的方向。在設(shè)計時遭遇了很多困難，在身邊同學(xué)與老師的輔助下，克服了這些困難，更好的規(guī)劃、完善自己。使得自己各方面能力得到很大提高。 在做插座面板注射模設(shè)計，它不僅對我學(xué)習(xí)知識進行測試，也是對自己一次綜合檢測，是自己所學(xué)課本的一次全面復(fù)習(xí)。通過這次插座面板注射模設(shè)計，讓我發(fā)現(xiàn)自身知識的缺乏和不足，從而讓自己更好的完善與規(guī)劃自己，去市場的打拼，我們將會在以后工作中做的更好，更全面。 致 謝 此次插座面板注射模設(shè)計，首先感謝老師的指導(dǎo)，給我提出了很多意見，從選材、框架、內(nèi)容的安排到成文一次一次的修改。借論文的完成向他表示我的敬意和感激。 同時在這次設(shè)計中感謝舍友給予我的鼓勵和幫助，在于他們的交流中擴展了我的視野和思路，使我更完善的來完成這次插座面板注射模設(shè)計論文。 最后，我還要感謝大學(xué)三年來所有的老師，是他們用淵博的學(xué)術(shù)知識、認真的教學(xué)態(tài)度在課堂上來給予我們知識，是他們用辛勤的汗水給我們換來了掌握知識的機會，是他們的熱情工作為我們學(xué)業(yè)的完成提供了良好的環(huán)境！ 附 錄 序號 圖名 圖號 1 插座面板注射模裝配圖 CZMBZS-00 2 型芯圖 CZMBZS-01 3 型腔 CZMBZS-02 4 插座面板結(jié)構(gòu) CZMBZS-03 5 水路分布圖 CZMBZS-04 參考文獻 [1]夏江梅.塑料成型模具與設(shè)計.機械工業(yè)出版社，2005. 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